CH714129B1

CH714129B1 - Data transmission system by optical radiation and associated method.

Info

Publication number: CH714129B1
Application number: CH01121/17A
Authority: CH
Inventors: Pasquali Alessandro
Original assignee: Slux Sagl
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2021-09-15
Also published as: CH714129A2

Abstract

Dispositivo trasmettitore (99) mediante radiazione ottica (108), il detto dispositivo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere almeno uno stadio modulatore (101) comprendente: un ingresso (105) atto a ricevere in uso un segnale elettrico (s(t)) da modulare, e una uscita (107) trasmittente verso almeno un fotoemettitore (100) un segnale di pilotaggio (v7(t), i7(t)) in tensione o in corrente per il quale il detto segnale elettrico (s(t)) rappresenta un segnale modulante, ove il detto almeno un fotoemettitore (100) trasmette una radiazione ottica (108) con intensità di radiazione Ir(t) variabile in accordo al detto segnale di pilotaggio (v7(t), i7(t)), ed in cui, tra detto ingresso e detta uscita del detto stadio modulatore (107) è presente una cascata di un modulatore AM (102) e di un modulatore FM (103), detto modulatore FM (103) essendo posto a valle del detto modulatore AM (102) ed avendo una propria uscita direttamente connessa con l'uscita (107) del detto stadio modulatore (101), in cui il detto modulatore AM (102) presenta un ingresso direttamente connesso al detto ingresso (105) del detto stadio modulatore ed è direttamente alimentato mediante il detto segnale elettrico (s(t)) da modulare ed in cui il detto modulatore AM (102) presenta una uscita sulla quale esso genera un segnale intermedio (s2(t)) alimentato in ingresso al detto modulatore FM (103). La presente invenzione altresì riguarda un dispositivo ricevitore, anche multicanale, e metodi di trasmissione e modulazione, e ricezione e demodulazione, impieganti una modulazione ibrida AM/FM.Transmitter device (99) by means of optical radiation (108), said device being characterized in that it comprises at least one modulator stage (101) comprising: an input (105) adapted to receive in use an electrical signal (s (t)) from modular, and an output (107) transmitting towards at least one photoemitter (100) a voltage or current driving signal (v7 (t), i7 (t)) for which said electrical signal (s (t)) represents a modulating signal, where the said at least one photoemitter (100) transmits an optical radiation (108) with a variable intensity of radiation Ir (t) according to the said driving signal (v7 (t), i7 (t)), and in wherein, between said input and said output of said modulator stage (107) there is a cascade of an AM modulator (102) and of an FM modulator (103), said FM modulator (103) being placed downstream of said AM modulator ( 102) and having its own output directly connected to the output (107) of said modulator stage (1 01), in which said AM modulator (102) has an input directly connected to said input (105) of said modulator stage and is directly powered by said electrical signal (s (t)) to be modulated and in which said modulator AM (102) has an output on which it generates an intermediate signal (s2 (t)) fed into the input of said FM modulator (103). The present invention also relates to a receiver device, also multichannel, and methods of transmission and modulation, and reception and demodulation, using a hybrid AM / FM modulation.

Description

CAMPO DEL TROVATOFIELD OF THE TROVATO

[0001] La presente invenzione si riferisce al campo della trasmissione di radiazione ottica ed in dettaglio concerne un sistema di trasmissione di dati mediante radiazione ottica. [0001] The present invention relates to the field of optical radiation transmission and in detail it concerns a data transmission system by means of optical radiation.

[0002] La presente invenzione concerne altresì un metodo di trasmissione di dati mediante radiazione ottica. [0002] The present invention also relates to a method of data transmission by means of optical radiation.

[0003] La presente invenzione altresì concerne dei dispositivi di trasmissione e ricezione di dati che sfruttano il metodo di cui sopra. [0003] The present invention also relates to data transmission and reception devices which exploit the above method.

STATO DELL'ARTESTATE OF ART

[0004] È noto l'utilizzo dello spettro elettromagnetico nel campo delle radiofrequenze per la trasmissione di dati elettronici, quali ad esempio immagini o audio. La trasmissione di dati elettronici su canali radio necessita dell'attribuzione di un canale specifico per ciascuna trasmissione che non è condivisibile se non con tecniche di multiplexing. [0004] The use of the electromagnetic spectrum in the radio frequency range for the transmission of electronic data, such as for example images or audio, is known. The transmission of electronic data on radio channels requires the assignment of a specific channel for each transmission that cannot be shared except with multiplexing techniques.

[0005] La grande diffusione delle trasmissioni senza fili per la diffusione di dati elettronici in modalità broadcast, in modalità simulcast o con trasmissioni selettivamente dedicate verso una porzione dell'utenza, specialmente osservato l'incremento dei volumi di dati elettronici da scambiare che si è sviluppato negli ultimi anni, ha velocemente saturato i canali radio a disposizione in precedenza, forzando la comunità tecnologica alla ricerca di nuove risorse radio, e cioè bande di frequenza, a frequenza sempre più alta, fino a raggiungere lo spettro delle microonde, per permettere la trasmissione di dati elettronici su canale radio impiegando larga banda. L'esempio tipico è rappresentato dalle dorsali di trasmissione radio per segnali di telefonia mobile, radio DAB, segnali televisivi ad alta definizione, che utilizzano bande di frequenza nella regione delle microonde per disporre di una pluralità di canali adiacenti ognuno dei quali abbia sufficiente banda per la tipologia di trasmissione richiesta. [0005] The great diffusion of wireless transmissions for the diffusion of electronic data in broadcast mode, in simulcast mode or with selectively dedicated transmissions to a portion of the user, especially observed the increase in the volumes of electronic data to be exchanged which has been developed in recent years, has quickly saturated the radio channels previously available, forcing the technological community to search for new radio resources, i.e. frequency bands, with ever higher frequencies, up to reaching the microwave spectrum, to allow transmission of electronic data over a radio channel using broadband. The typical example is represented by radio transmission backbones for mobile phone signals, DAB radio, high definition television signals, which use frequency bands in the microwave region to have a plurality of adjacent channels, each of which has sufficient bandwidth for the type of transmission requested.

[0006] L'utilizzo massivo di trasmissione radio senza fili per la trasmissione di dati elettronici ha fatto sorgere diversi problemi. Un primo problema è dato dal fatto che spesso le trasmissioni radio sfruttano canali radio sovrapposti o comunque interferiti da spettri di trasmissione di canali adiacenti, o da altre sorgenti di interferenza geograficamente allocate in posizione diversa rispetto a quelle d'interesse. [0006] The massive use of wireless radio transmission for electronic data transmission has given rise to several problems. A first problem is given by the fact that radio transmissions often exploit radio channels overlapped or in any case interfered by transmission spectra of adjacent channels, or by other sources of interference geographically located in a different position than those of interest.

[0007] L'utilizzo di trasmissioni radio a frequenze molto alte è peraltro soggetto a notevole assorbimento atmosferico, quest'ultimo essendo di fatto sostanzialmente crescente al crescere della frequenza per lo spettro delle radiofrequenze; conseguentemente, per trasmettere dati elettronici su ampia banda a frequenze molto alte tipicamente occorre impiegare potenze di trasmissione significativamente alte. [0007] The use of radio transmissions at very high frequencies is however subject to considerable atmospheric absorption, the latter being in fact substantially increasing as the frequency for the radio frequency spectrum increases; consequently, to transmit electronic data on a wide band at very high frequencies, it is typically necessary to use significantly high transmission powers.

[0008] Nondimeno, l'utilizzo di radiofrequenze particolarmente elevate soprattutto per trasmissioni prossimali e per applicazioni consumer è attualmente oggetto di dibattito circa la nocività per la salute. [0008] Nonetheless, the use of particularly high radiofrequencies especially for proximal transmissions and for consumer applications is currently the subject of debate as to the harmfulness to health.

[0009] L'utilizzo di trasmissioni radio per trasmettere dati elettronici è spesso limitante o del tutto inattuabile in determinati ambienti in cui l'atmosfera sia soggetta a rischio di esplosione. In particolare, nell'Unione Europea, la richiedente fa osservare che è presente la direttiva AtEx 2014/34/UE per la regolamentazione delle apparecchiature destinate all'impiego in zone a rischio di esplosione. [0009] The use of radio transmissions to transmit electronic data is often limiting or completely impracticable in certain environments where the atmosphere is subject to risk of explosion. In particular, in the European Union, the applicant points out that the AtEx 2014/34 / EU directive is present for the regulation of equipment intended for use in areas at risk of explosion.

[0010] La richiedente ha osservato inoltre che la portata di una trasmissione radio non è predicibile con precisione; in altri termini, un utente che decida di ricevere una trasmissione radio di dati elettronici, è in grado o meno di avere nel proprio ricevitore una potenza radio sufficiente sulla base ad esempio e non limitatamente solamente di un cambio di antenna. L'impredicibilità della confinatezza delle trasmissioni radio è tale per cui una rete WiFi che l'utenza vorrebbe essere solo destinata alla propria abitazione, di fatto è ascoltabile anche all'esterno di quest'ultima. Questo porta a problemi di privacy tutt'ora risolti mediante cifratura del flusso di dati elettronici trasmesso nelle reti; tuttavia, vi sono esempi quotidiani di violazione dei protocolli di cifratura delle reti WiFi. [0010] The Applicant further noted that the range of a radio transmission is not predictable with accuracy; in other words, a user who decides to receive a radio transmission of electronic data, is able or not to have sufficient radio power in his receiver on the basis for example and not limitedly only of a change of antenna. The unpredictability of the confinement of radio transmissions is such that a WiFi network that users would like to be destined only for their own home, can in fact also be listened to outside the latter. This leads to privacy problems still solved by encrypting the electronic data stream transmitted over the networks; however, there are everyday examples of violating WiFi network encryption protocols.

[0011] Sono note trasmissioni di dati elettronici che fanno impiego di radiazione luminosa. Tali trasmissioni ottiche utilizzano una modulazione AM, la quale presenta il limite di una trasmissione diretta. In altre parole, la modulazione AM impiegata per trasmissione ottica di dati elettronici, è tale per cui se un oggetto otticamente opaco è frapposto fra un fotoemettitore e un fotoricevitore modulati in AM con un segnale di ingresso, il fotoricevitore sostanzialmente non è in grado di riprodurre in uscita una copia del segnale posto in ingresso al fotoemettitore. In altre parole, la modulazione AM di un segnale dati è diretta. Electronic data transmissions using light radiation are known. Such optical transmissions use AM modulation, which has the limitation of direct transmission. In other words, the AM modulation used for optical transmission of electronic data, is such that if an optically opaque object is interposed between a photoemitter and a photoreceiver modulated in AM with an input signal, the photoreceiver is substantially unable to reproduce at the output a copy of the signal input to the photoemitter. In other words, the AM modulation of a data signal is direct.

[0012] Lo scopo della presente invenzione è quello di descrivere un sistema ed un metodo di trasmissione di dati elettronici mediante radiazione ottica i quali concorrano a ridurre l'impatto e preferibilmente risolvere gli inconvenienti sopra descritti. [0012] The object of the present invention is to describe a system and a method for transmitting electronic data by means of optical radiation which contribute to reducing the impact and preferably solving the drawbacks described above.

SOMMARIO DELL'INVENZIONESUMMARY OF THE INVENTION

[0013] Formano oggetto dell'invenzione un dispositivo trasmettitore secondo la rivendicazione 1ed un metodo di modulazione e trasmissione di un segnale elettrico secondo la rivendicazione 6. Forma altresì oggetto dell'invenzione un sistema secondo la rivendicazione 11. [0013] The subject of the invention is a transmitter device according to claim 1 and a method of modulation and transmission of an electrical signal according to claim 6. The invention also relates to a system according to claim 11.

[0014] Alcune caratteristiche del dispositivo e metodo sopra citati sono qui di seguito descritte. [0014] Some characteristics of the device and method mentioned above are described below.

Dispositivo trasmettitoreTransmitter device

[0015] E' qui descritto un dispositivo trasmettitore (99) mediante radiazione ottica (108), il detto dispositivo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere almeno uno stadio modulatore (101) comprendente: un ingresso (105) atto a ricevere in uso un segnale elettrico (s(t)) da modulare, e una uscita (107) trasmittente verso almeno un fotoemettitore (100) un segnale di pilotaggio (v7(t), i7(t)) in tensione o in corrente, per il quale il detto segnale elettrico (s(t)) rappresenta un segnale modulante, ove il detto almeno un fotoemettitore (100) trasmette una radiazione ottica (108) con intensità di radiazione Ir(t) variabile in accordo al detto segnale di pilotaggio (v7(t), i7(t)), ed in cui, tra detto ingresso e detta uscita del detto stadio modulatore (107) è presente una cascata di un primo modulatore AM (102) e di un secondo modulatore FM (103), detto modulatore FM (103) essendo posto a valle del detto modulatore AM (102) ed avendo una propria uscita direttamente connessa con l'uscita (107) del detto stadio modulatore (101), in cui il detto modulatore AM (102) presenta un ingresso direttamente connesso al detto ingresso (105) del detto stadio modulatore ed è direttamente alimentato mediante il detto segnale elettrico (s(t)) da modulare ed in cui il detto modulatore AM (102) presenta una uscita sulla quale esso genera un segnale intermedio (s2(t)) alimentato in ingresso al detto modulatore FM (103).[0015] A transmitter device (99) by means of optical radiation (108) is described herein, said device being characterized in that it comprises at least one modulator stage (101) comprising: an input (105) adapted to receive in use an electrical signal (s (t)) to be modulated, e an output (107) transmitting towards at least one photoemitter (100) a driving signal (v7 (t), i7 (t)) in voltage or in current, for which said electrical signal (s (t)) represents a signal modulating, where the said at least one photoemitter (100) transmits an optical radiation (108) with variable intensity of radiation Ir (t) according to the said driving signal (v7 (t), i7 (t)), and in which, between said input and said output of said modulator stage (107) there is a cascade of a first AM modulator (102) and of a second FM modulator (103), said FM modulator (103) being located downstream of said AM modulator ( 102) and having its own output directly connected to the output (107) of said modulator stage (101), in which said AM modulator (102) has an input directly connected to said input (105) of said modulator stage and is directly powered by means of said electrical signal (s (t)) to be modulated and in which said modulator AM (102) has an output on which it generates an intermediate signal (s2 (t)) fed into the input of said FM modulator (103).

[0016] Secondo un'ulteriore caratteristica è presente inoltre uno stadio di pilotaggio (104) per detto almeno un fotoemettitore (100) frapposto fra la detta uscita (107) del detto stadio modulatore (101) e il detto almeno un fotoemettitore (100), in cui il detto stadio di pilotaggio (104) è configurato per condizionare il detto segnale di pilotaggio (v7(t), i7(t)) e comprende mezzi di elaborazione comprendenti almeno una configurazione operativa tale per cui la detta intensità di radiazione Ir(t) variabile in accordo al detto segnale di pilotaggio comprende una prima parte continua I, indipendente dal detto segnale di pilotaggio ed una seconda parte variabile nel tempo funzione diretta del detto segnale di pilotaggio, in cui la detta parte variabile nel tempo funzione diretta del detto segnale di pilotaggio è inferiore per valore assoluto al valore assoluto assunto dalla detta prima parte continua. [0016] According to a further characteristic there is also a driving stage (104) for said at least one photoemitter (100) placed between said output (107) of said modulator stage (101) and said at least one photoemitter (100) , wherein said driving stage (104) is configured to condition said driving signal (v7 (t), i7 (t)) and comprises processing means comprising at least one operating configuration such that said radiation intensity Ir (t) variable according to said driving signal comprises a first continuous part I, independent of said driving signal and a second variable part in time which is a direct function of said driving signal, in which said time variable part is a direct function of said driving signal is lower in absolute value than the absolute value assumed by said first continuous part.

[0017] Secondo un'ulteriore caratteristica, detto segnale intermedio (s2(t)) alimentato in ingresso al detto modulatore FM (103) è un segnale atto a causare una variazione della frequenza istantanea che assume il detto segnale di pilotaggio (v7(t)), i7(t)) all'uscita del detto modulatore FM (103). [0017] According to a further characteristic, said intermediate signal (s2 (t)) fed into the input of said FM modulator (103) is a signal capable of causing a variation of the instantaneous frequency assumed by said driving signal (v7 (t )), i7 (t)) at the output of said FM modulator (103).

[0018] Secondo un'ulteriore caratteristica il detto dispositivo comprende almeno uno stadio di generazione di frequenza di riferimento (109), in cui il detto stadio di generazione di frequenza di riferimento (109) è elettricamente connesso con un ingresso di riferimento di frequenza dei detto modulatore AM (102) e genera almeno una prima frequenza di riferimento (f0) per il detto modulatore AM. [0018] According to a further characteristic, said device comprises at least one reference frequency generation stage (109), in which said reference frequency generation stage (109) is electrically connected with a frequency reference input of the said AM modulator (102) and generates at least a first reference frequency (f0) for said AM modulator.

[0019] Alternativamente, secondo un'ulteriore caratteristica, il detto stadio di generazione di frequenza di riferimento (109) è elettricamente connesso con un ingresso di riferimento di frequenza del detto modulatore AM (102) mediante una sua prima uscita (109f) ed è inoltre elettricamente connesso con un ingresso di riferimento di frequenza del detto modulatore FM (103) mediante una sua seconda uscita (109s). [0019] Alternatively, according to a further characteristic, the said reference frequency generation stage (109) is electrically connected to a frequency reference input of the said AM modulator (102) by means of its first output (109f) and is moreover electrically connected with a frequency reference input of said FM modulator (103) by means of a second output thereof (109s).

[0020] Secondo un'ulteriore caratteristica il detto stadio di generazione di frequenza di riferimento (109) genera almeno una prima frequenza di riferimento (f0) per il detto modulatore AM (102) ed una seconda frequenza di riferimento (fc) per il detto modulatore FM (103). [0020] According to a further characteristic, the said reference frequency generation stage (109) generates at least a first reference frequency (f0) for the said AM modulator (102) and a second reference frequency (fc) for the said FM modulator (103).

[0021] Secondo un'ulteriore caratteristica, combinabile con una o più delle precedenti caratteristiche, il detto stadio modulatore (101) è configurato per essere alimentato con un segnale analogico e in cui a monte del detto ingresso (105) del detto stadio modulatore (101) è presente un convertitore digitale/analogico. [0021] According to a further characteristic, combinable with one or more of the preceding characteristics, the said modulator stage (101) is configured to be fed with an analog signal and in which upstream of the said input (105) of the said modulator stage ( 101) there is a digital / analog converter.

Metodo di modulazione e trasmissione del segnaleMethod of modulation and signal transmission

[0022] Viene inoltre descritto un metodo di modulazione e trasmissione di un segnale elettrico (s(t)), rappresentante un segnale dati, mediante radiazione ottica (108) con riflessione anche indiretta, il detto metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere: un primo passo di modulazione in ampiezza del detto segnale elettrico (s(t)) mediante un modulatore AM (102), in cui a seguito del detto passo di modulazione in ampiezza venga generato un segnale intermedio (s2(t)) di cui il detto segnale elettrico (s(t)) è un segnale modulante; un secondo passo di modulazione in frequenza del detto segnale intermedio (s2(t)) mediante un modulatore FM (103), in cui a seguito del detto passo di modulazione in frequenza viene generato un segnale di pilotaggio (v7(t), i7(t)) in tensione o in corrente; un passo di regolazione dell'intensità di radiazione luminosa (Ir(t)) della detta radiazione ottica (108) emessa da almeno un fotoemettitore (107) per mezzo del detto segnale di pilotaggio (v7(t), i7(t)).[0022] A method of modulation and transmission of an electrical signal (s (t)), representing a data signal, is also described by means of optical radiation (108) with even indirect reflection, the said method being characterized in that it comprises: a first amplitude modulation step of said electrical signal (s (t)) by means of an AM modulator (102), in which, following said amplitude modulation step, an intermediate signal (s2 (t)) is generated, of which the said electrical signal (s (t)) is a modulating signal; a second frequency modulation step of said intermediate signal (s2 (t)) by means of an FM modulator (103), in which, following said frequency modulation step, a driving signal (v7 (t), i7 ( t)) in voltage or in current; a step for adjusting the intensity of light radiation (Ir (t)) of said optical radiation (108) emitted by at least one photoemitter (107) by means of said driving signal (v7 (t), i7 (t)).

[0023] Secondo un'ulteriore caratteristica, in detto passo di regolazione dell'intensità di radiazione luminosa, l'intensità di radiazione lr(t) resa variabile in accordo al detto segnale di pilotaggio comprende una prima parte continua (I), indipendente dal detto segnale di pilotaggio ed una seconda parte variabile nel tempo funzione diretta del detto segnale di pilotaggio (v7(t), i7(t)). [0023] According to a further characteristic, in said step for adjusting the intensity of light radiation, the intensity of radiation lr (t) made variable according to said driving signal comprises a first continuous part (I), independent of the said driving signal and a second part variable in time which is a direct function of said driving signal (v7 (t), i7 (t)).

[0024] Secondo un'ulteriore caratteristica, la detta parte variabile nel tempo funzione diretta del detto segnale di pilotaggio (v7(t), i7(t)) è inferiore per valore assoluto al valore assoluto assunto dalla detta prima parte continua (I). [0024] According to a further characteristic, the said part that varies in time as a direct function of the said driving signal (v7 (t), i7 (t)) is lower in absolute value than the absolute value assumed by said first continuous part (I) .

[0025] Secondo un'ulteriore caratteristica, il detto metodo comprende un passo di generazione di una prima frequenza di riferimento (f0) per la detta modulazione di ampiezza. [0025] According to a further characteristic, the said method comprises a step for generating a first reference frequency (f0) for the said amplitude modulation.

[0026] Secondo un'ulteriore caratteristica, il detto metodo comprende un passo di generazione di una prima frequenza di riferimento (f0) per la detta modulazione di ampiezza e di una seconda frequenza di riferimento (fc) per la detta modulazione di frequenza. [0026] According to a further characteristic, the said method comprises a generation step of a first reference frequency (f0) for the said amplitude modulation and of a second reference frequency (fc) for the said frequency modulation.

[0027] Secondo un'ulteriore caratteristica, il passo di generazione di detta prima frequenza di riferimento e/o di detta prima e detta seconda frequenza di riferimento è eseguito per mezzo dell'alimentazione di un modulatore AM (102) e/o un modulatore AM (102) ed un modulatore FM (103) con un generatore di frequenza di riferimento (109). [0027] According to a further characteristic, the generation step of said first reference frequency and / or of said first and said second reference frequency is performed by means of the power supply of an AM modulator (102) and / or a modulator AM (102) and an FM modulator (103) with a reference frequency generator (109).

[0028] Secondo un'ulteriore caratteristica, è presente un passo di conversione di un segnale in ingresso dal dominio numerico al dominio analogico, a seguito del quale il segnale nel detto dominio analogico rappresenta il detto segnale elettrico (s(t)). [0028] According to a further characteristic, there is a conversion step of an input signal from the numerical domain to the analog domain, following which the signal in the said analog domain represents the said electrical signal (s (t)).

[0029] Secondo un'ulteriore caratteristica, è presente un passo di reperimento del detto segnale elettrico (s(t)) da una rete elettrica. [0029] According to a further characteristic, there is a step for retrieving said electrical signal (s (t)) from an electrical network.

[0030] Secondo un'ulteriore caratteristica, il detto segnale elettrico (s(t)) è eventualmente filtrato da una componente alternata propria della tensione di rete presente sulla detta rete elettrica. [0030] According to a further characteristic, the said electrical signal (s (t)) is possibly filtered by an alternating component of the network voltage present on the said electrical network.

Dispositivo ricevitoreReceiver device

[0031] Viene inoltre descritto un dispositivo ricevitore (199) di radiazione ottica (108), il detto dispositivo essendo atto a cooperare con un dispositivo trasmettitore (99) secondo una o più delle precedenti caratteristiche, detto dispositivo ricevitore (199) essendo atto a produrre in uscita un segnale di replica (s'(t)) di un segnale elettrico (s(t)) rappresentante un segnale dati per mezzo di una demodulazione ibrida AM/FM. [0031] A receiver device (199) of optical radiation (108) is also described, said device being adapted to cooperate with a transmitter device (99) according to one or more of the preceding characteristics, said receiver device (199) being adapted to output a replica signal (s' (t)) of an electrical signal (s (t)) representing a data signal by means of a hybrid AM / FM demodulation.

[0032] Secondo un'ulteriore caratteristica il detto dispositivo ricevitore (199) è caratterizzato dal fatto di comprendere almeno uno stadio demodulatore (201) comprendente: un ingresso (205) atto a ricevere in uso un segnale di pilotaggio (v7(t), i7(t)) in tensione o in corrente, di tipo modulato e generato attraverso uno o più fotoricevitori (200) ad esso connessi e riceventi in uso una radiazione ottica (108), opzionalmente riflessa, e una uscita (207) trasmittente un segnale replica di uscita (s'(t)) per il quale il detto segnale elettrico (s(t)) rappresenta un segnale modulante,ed in cui, tra detto ingresso e detta uscita del detto stadio demodulatore (201) è presente una cascata di un demodulatore FM (203) e di un demodulatore AM (202), detto demodulatore FM (203) essendo posto a monte del detto demodulatore AM (202), in cui il detto demodulatore AM (202) presenta un ingresso direttamente connesso all'uscita del detto demodulatore FM (203). [0032] According to a further characteristic, said receiver device (199) is characterized in that it comprises at least one demodulator stage (201) comprising: an input (205) adapted to receive in use a driving signal (v7 (t), i7 (t)) in voltage or in current, of the modulated type and generated through one or more photoreceivers (200) connected to it and receiving in I use an optical radiation (108), optionally reflected, e an output (207) transmitting an output replica signal (s' (t)) for which said electrical signal (s (t)) represents a modulating signal, and in which, between said input and said output of said demodulator stage (201) there is a cascade of an FM demodulator (203) and an AM demodulator (202), said FM demodulator (203) being placed upstream of said AM demodulator (202), in which said AM demodulator (202) it has an input directly connected to the output of said FM demodulator (203).

[0033] Secondo un'ulteriore caratteristica, il detto ingresso (205) del detto stadio modulatore (201) è direttamente alimentato mediante il detto segnale di pilotaggio (v7(t), i7(t)) prodotto in uscita dal detto fotoricevitore (200). [0033] According to a further characteristic, the said input (205) of the said modulator stage (201) is directly powered by the said driving signal (v7 (t), i7 (t)) produced at the output of the said photoreceiver (200 ).

[0034] Secondo un'ulteriore caratteristica, il detto demodulatore FM (203) presenta una uscita sulla quale esso genera un segnale intermedio alimentato in ingresso al detto demodulatore AM (202). [0034] According to a further characteristic, the said FM demodulator (203) has an output on which it generates an intermediate signal fed into the input of the said AM demodulator (202).

[0035] Secondo un'ulteriore caratteristica, il detto almeno un fotoricevitore (200), alimenta uno stadio di pilotaggio per detto stadio demodulatore (201), detto stadio di pilotaggio essendo frapposto fra il detto ingresso (205) del detto stadio demodulatore (201) e il detto almeno un fotoricevitore (200), in cui il detto stadio di pilotaggio nel generare il detto segnale di pilotaggio (v7(t), i7(t)), è configurato per individuare nell'intensità di radiazione Ir(t) variabile ricevuta in uso dal detto fotoricevitore (200) una prima parte continua (I) ed una seconda parte variabile nel tempo funzione diretta del detto segnale di pilotaggio, e per generare il detto segnale di pilotaggio (v7'(t), i7'(t)) quale segnale variabile nel tempo funzione diretta della detta seconda parte variabile. [0035] According to a further characteristic, the said at least one photoreceiver (200) supplies a driving stage for said demodulator stage (201), said driving stage being interposed between said input (205) of said demodulator stage (201 ) and said at least one photoreceiver (200), in which said driving stage in generating said driving signal (v7 (t), i7 (t)), is configured to identify in the radiation intensity Ir (t) variable received in use by said photoreceiver (200) a first continuous part (I) and a second part variable in time as a direct function of said driving signal, and to generate said driving signal (v7 '(t), i7' ( t)) as a time-varying signal which is a direct function of said second variable part.

[0036] Secondo un'ulteriore caratteristica detto segnale intermedio alimentato in ingresso al detto demodulatore AM (202) è un segnale atto a causare una variazione della ampiezza istantanea che assume il detto segnale replica (s'(t)) all'uscita del detto demodulatore AM (202). [0036] According to a further characteristic, said intermediate signal fed into the input of said demodulator AM (202) is a signal capable of causing a variation of the instantaneous amplitude assumed by said replication signal (s' (t)) at the output of said AM demodulator (202).

[0037] Secondo un'ulteriore caratteristica, il detto dispositivo comprende almeno uno stadio di generazione di frequenza di riferimento (109), in cui il detto stadio di generazione di frequenza di riferimento (109) è elettricamente connesso con un ingresso di riferimento di frequenza del detto demodulatore AM (202) e genera almeno una prima frequenza di riferimento (f0) per il detto demodulatore AM. [0037] According to a further characteristic, the said device comprises at least one reference frequency generation stage (109), in which the said reference frequency generation stage (109) is electrically connected to a frequency reference input of said AM demodulator (202) and generates at least a first reference frequency (f0) for said AM demodulator.

[0038] Alternativamente, secondo un'ulteriore caratteristica, il detto stadio di generazione di frequenza di riferimento (109) è elettricamente connesso con un ingresso di riferimento di frequenza del detto demodulatore AM (202) mediante una sua prima uscita (109f) ed è inoltre elettricamente connesso con un ingresso di riferimento di frequenza del detto demodulatore FM (203) mediante una sua seconda uscita (109s). [0038] Alternatively, according to a further characteristic, the said reference frequency generation stage (109) is electrically connected with a frequency reference input of the said AM demodulator (202) by means of a first output thereof (109f) and is moreover electrically connected with a frequency reference input of said FM demodulator (203) by means of a second output thereof (109s).

[0039] Secondo un'ulteriore caratteristica, il detto stadio di generazione di frequenza di riferimento (109) genera almeno una prima frequenza di riferimento (f0) per il detto demodulatore AM (202) ed una seconda frequenza di riferimento (fc) per il detto demodulatore FM (203). [0039] According to a further characteristic, the said reference frequency generation stage (109) generates at least a first reference frequency (f0) for the said AM demodulator (202) and a second reference frequency (fc) for the called FM demodulator (203).

[0040] Secondo un'ulteriore caratteristica, il detto stadio demodulatore (201) produce in uscita un segnale analogico. [0040] According to a further characteristic, the said demodulator stage (201) produces an analog signal at its output.

Metodo di demodulazione e ricezione del segnaleMethod of demodulation and signal reception

[0041] Viene inoltre descritto un metodo di demodulazione e ricezione di un segnale elettrico (s(t)) mediante radiazione ottica (108) con riflessione anche indiretta, il detto metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere: un passo di ricezione attraverso almeno un fotoricevitore (200) di una radiazione ottica (108) con intensità di radiazione luminosa (Ir(t)) in cui attraverso il detto almeno un fotoricevitore viene generato un segnale di pilotaggio (v7(t), i7(t)) in tensione o in corrente, un primo passo di demodulazione in frequenza mediante un demodulatore FM (203), in cui a seguito del detto passo di demodulazione in frequenza viene generato un segnale intermedio, a partire dal detto segnale di pilotaggio (v7(t), i7(t)) in tensione o in corrente; un secondo passo di demodulazione in ampiezza del detto segnale intermedio mediante un demodulatore AM (202), in cui a seguito del detto passo di demodulazione in ampiezza viene generato un segnale replica del segnale elettrico (s(t)) trasmesso.[0041] A method of demodulation and reception of an electrical signal (s (t)) by means of optical radiation (108) with even indirect reflection is also described, said method being characterized in that it comprises: a reception step through at least one photoreceiver (200) of an optical radiation (108) with light radiation intensity (Ir (t)) in which a driving signal (v7 (t), i7 is generated through said at least one photoreceiver) (t)) in voltage or in current, a first frequency demodulation step by means of an FM demodulator (203), in which, following said frequency demodulation step, an intermediate signal is generated, starting from said driving signal (v7 (t), i7 (t)) in voltage or in current; a second amplitude demodulation step of said intermediate signal by means of an AM demodulator (202), in which, following said amplitude demodulation step, a replication signal of the transmitted electrical signal (s (t)) is generated.

[0042] Secondo un'ulteriore caratteristica, l'intensità di radiazione Ir(t) della detta radiazione ottica (108) comprende una prima parte continua I ed una seconda parte variabile nel tempo modulata ibridamente con una modulazione AM/FM. [0042] According to a further characteristic, the intensity of radiation Ir (t) of said optical radiation (108) comprises a first continuous part I and a second time variable part hybridly modulated with an AM / FM modulation.

[0043] Secondo un'ulteriore caratteristica, la detta parte variabile nel tempo è inferiore per valore assoluto al valore assoluto assunto dalla detta prima parte continua I. [0043] According to a further characteristic, the said time-variable part is lower in absolute value than the absolute value assumed by the said first continuous part I.

[0044] Secondo un'ulteriore caratteristica, il detto metodo comprende un passo di generazione di una prima frequenza di riferimento (f0) per la detta demodulazione di ampiezza [0044] According to a further characteristic, the said method comprises a generation step of a first reference frequency (f0) for the said amplitude demodulation

[0045] Secondo un'ulteriore caratteristica, il detto metodo comprende un passo di generazione di una prima frequenza di riferimento (f0) per la detta demodulazione di ampiezza e di una seconda frequenza di riferimento (fc) per la detta demodulazione di frequenza. [0045] According to a further characteristic, the said method comprises a generation step of a first reference frequency (f0) for said amplitude demodulation and of a second reference frequency (fc) for said frequency demodulation.

[0046] Secondo un'ulteriore caratteristica, il passo di generazione di detta prima frequenza di riferimento e/o di detta prima e detta seconda frequenza di riferimento è eseguito per mezzo dell'alimentazione di un demodulatore AM (202) e/o un demodulatore AM (202) ed un demodulatore FM (203) con un generatore di frequenza di riferimento (109). [0046] According to a further characteristic, the generation step of said first reference frequency and / or of said first and said second reference frequency is performed by means of the power supply of an AM demodulator (202) and / or a demodulator AM (202) and an FM demodulator (203) with a reference frequency generator (109).

[0047] Secondo un'ulteriore caratteristica, è presente un passo di conversione di un segnale replica s'(t) dal dominio analogico al dominio numerico. [0047] According to a further characteristic, there is a conversion step of a replication signal s' (t) from the analog domain to the numerical domain.

PowerlinePowerline

[0048] Secondo un'ulteriore caratteristica, è presente un passo di trasmissione del detto segnale replica (s'(t)) verso una rete elettrica. [0048] According to a further characteristic, there is a transmission step of said replication signal (s' (t)) towards an electrical network.

[0049] Secondo un'ulteriore caratteristica, il detto segnale elettrico (s(t)) è filtrato da una componente alternata propria della tensione di rete presente sulla detta rete elettrica. [0049] According to a further characteristic, the said electrical signal (s (t)) is filtered by an alternating component of the network voltage present on the said electrical network.

Dispositivo di puntamentoPointing device

[0050] Viene inoltre descritto un sistema di ricezione (300) comprendente un dispositivo ricevitore (199) in accordo ad una o più delle precedenti caratteristiche, detto sistema comprendendo al suo interno un elemento otticamente sensibile (301) dotato di una propria area di ricezione (302) e sul quale sono installati uno o più fotoricevitori (200), in cui i detti uno o più fotoricevitori (200) realizzano un'area di ricezione (302) atta ad acquisire almeno un'immagine nella quale è presente una variazione luminosa lr(t) trasmessa da un fotoemettitore modulato, detto sistema di ricezione (300) comprendendo mezzi di selezione di una parte dell'area di ricezione (302) formata dalla pluralità di fotoricevitori (200), configurati per selezionare automaticamente parte dell'area di ricezione 302nella quale è presente una variazione luminosa Ir(t) trasmessa da un fotoemettitore modulato e per causare l'invio di un segnale sostanzialmente corrispondente alla detta variazione luminosa lr(t) verso il detto stadio demodulatore (201) del detto dispositivo ricevitore. [0050] A reception system (300) is also described comprising a receiver device (199) according to one or more of the previous characteristics, said system comprising inside it an optically sensitive element (301) equipped with its own reception area (302) and on which one or more photoreceivers (200) are installed, in which said one or more photoreceivers (200) form a reception area (302) suitable for acquiring at least one image in which there is a luminous variation lr (t) transmitted by a modulated photoemitter, said reception system (300) comprising means for selecting a part of the reception area (302) formed by the plurality of photoreceivers (200), configured to automatically select part of the reception area reception 302 in which there is a luminous variation Ir (t) transmitted by a modulated photoemitter and to cause the sending of a signal substantially corresponding to said luminous variation lr (t) v towards the said demodulator stage (201) of the said receiver device.

[0051] Secondo un'ulteriore caratteristica, i mezzi di selezione sono meccanici e sono controllati da una unità di elaborazione dati. [0051] According to a further characteristic, the selection means are mechanical and are controlled by a data processing unit.

[0052] Secondo un'ulteriore caratteristica, i mezzi di selezione sono realizzati via software. [0052] According to a further characteristic, the selection means are implemented via software.

[0053] Secondo un'ulteriore caratteristica, in entrambi i casi un algoritmo predeterminato analizza il segnale ricevuto dai detti uno o più fotoricevitori (200) dell'area di ricezione 302alla ricerca di uno schema di modulazione del segnale predeterminato. [0053] According to a further characteristic, in both cases a predetermined algorithm analyzes the signal received by said one or more photoreceivers (200) of the reception area 302 in search of a predetermined signal modulation scheme.

[0054] Secondo un'ulteriore caratteristica, nel sistema (300) viene eseguito inoltre un algoritmo di tracking attraverso il quale i detti mezzi di selezione sono configurati per cercare se il punto dell'area di ricezione (302), o se il punto sulla sottoporzione della area di ricezione (302), nella quale perviene la detta variazione luminosa lr(t) si sposta, e per eseguirne un inseguimento automatico, senza dunque necessità di intervento da parte dell'utente. [0054] According to a further characteristic, in the system (300) a tracking algorithm is also performed through which said selection means are configured to search if the point of the reception area (302), or if the point on the sub-portion of the reception area (302), into which the said luminous variation arrives, lr (t) moves, and to perform an automatic tracking thereof, therefore without the need for intervention by the user.

[0055] Secondo un'ulteriore caratteristica, la ricerca è senza soluzione di continuità temporale. [0055] According to a further feature, the search is seamless in time.

[0056] Per una maggiore chiarezza, nella presente descrizione si applicano le seguenti definizioni. For the sake of clarity, the following definitions apply in the present description.

[0057] Ai sensi della presente invenzione, per radiazione ottica si intende una radiazione ottica compresa nello spettro dell'infrarosso e/o nello spettro dell'ultravioletto e/o nello spettro del visibile. [0057] According to the present invention, by optical radiation is meant an optical radiation included in the infrared spectrum and / or in the ultraviolet spectrum and / or in the visible spectrum.

[0058] Ai sensi della presente invenzione, per radiazione ottica diretta o trasmissione ottica diretta si intende una trasmissione di un segnale ottico nella quale tra una sorgente o fotoemettitore e una destinazione o fotoricevitore non siano frapposti ostacoli otticamente opachi e non siano presenti riflessioni. In altri termini nella radiazione ottica diretta o trasmissione ottica diretta, la trasmissione dei segnali avviene con la detta sorgente o fotoemettitore e la destinazione o fotoricevitore in portata ottica, ossia reciprocamente visibili. [0058] According to the present invention, by direct optical radiation or direct optical transmission is meant a transmission of an optical signal in which there are no optically opaque obstacles and no reflections between a source or photo-emitter and a destination or photo-receiver. In other words, in direct optical radiation or direct optical transmission, the transmission of signals occurs with the said source or photo-emitter and the destination or photo-receiver in an optical range, ie mutually visible.

[0059] Ai fini di maggiore comprensione della presente invenzione, si applicano le seguenti definizioni: Per „trasparenza“ si intende una caratteristica tale per cui il materiale in esame possa fare passare lungo una direzione preferenziale una radiazione su di esso incidente, indipendentemente dalla attenuazione che tale radiazione subisce nel passaggio attraverso il detto materiale. Per „infrarossa“ o „infrarosso“ si intende una radiazione elettromagnetica la quale presenta lunghezza d'onda indicativamente compresa tra 0,7µm e 15µm. Per „visibile“ o „spettro visibile“ si intende una radiazione elettromagnetica la quale presenta lunghezza d'onda indicativamente compresa tra 390e 700nm. Per „ultravioletta“ o „ultravioletto“ si intende una radiazione elettromagnetica la quale presenta una lunghezza d'onda indicativamente compresa tra 400nm e 10nm.[0059] For the purposes of greater understanding of the present invention, the following definitions apply: By "transparency" is meant a characteristic such that the material under examination can cause a radiation incident on it to pass along a preferential direction, regardless of the attenuation that such radiation undergoes in passing through said material. By "infrared" or "infrared" we mean an electromagnetic radiation which has a wavelength between 0.7µm and 15µm. The term "visible" or "visible spectrum" refers to an electromagnetic radiation which has a wavelength of approximately 390 to 700nm. By "ultraviolet" or "ultraviolet" we mean an electromagnetic radiation which has a wavelength between 400nm and 10nm.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNIBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0060] Alcune forme realizzative ed alcuni aspetti del trovato saranno qui di seguito descritti con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e pertanto non limitativo in cui: La figura 1illustra uno schema a blocchi di un modulatore e di un demodulatore di segnali ottici operanti con la modulazione ibrida AM/FM secondo l'invenzione; La figura 2illustra uno schema a blocchi di un ricevitore multicanale demodulante un segnale ottico con la demodulazione ibrida AM/FM oggetto dell'invenzione; La figura 3illustra uno schema a blocchi di un dispositivo di ricezione impiegante il demodulatore oggetto dell'invenzione; e La figura 4illustra uno schema a blocchi di un elemento trasmettitore e di un elemento ricevitore atti ad operare su di una rete elettrica di distribuzione di energia, nei quali si utilizza la modulazione e demodulazione AM/FM oggetto dell'invenzione.[0060] Some embodiments and some aspects of the invention will be described hereinafter with reference to the accompanying drawings, provided for indicative purposes only and therefore not limitative in which: Figure 1 illustrates a block diagram of a modulator and a demodulator of optical signals operating with the hybrid AM / FM modulation according to the invention; Figure 2 illustrates a block diagram of a multichannel receiver demodulating an optical signal with the hybrid AM / FM demodulation object of the invention; Figure 3 illustrates a block diagram of a receiving device using the demodulator object of the invention; And Figure 4 illustrates a block diagram of a transmitter element and a receiver element adapted to operate on an electric power distribution network, in which the AM / FM modulation and demodulation object of the invention is used.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONEDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0061] La presente invenzione innanzitutto concerne un metodo di trasmissione di dati elettronici mediante un segnale ottico. Tali dati elettronici, preferibilmente quantunque non limitatamente, comprendono un segnale audio, dunque un segnale s(t) analogico e continuo, caratterizzato da una banda passante predefinita. [0061] The present invention primarily concerns a method of transmitting electronic data by means of an optical signal. Such electronic data, preferably although not limitedly, comprise an audio signal, therefore an analog and continuous signal s (t), characterized by a predefined passband.

[0062] Il segnale audio analogico s(t) prima di essere trasmesso ad un fotoemettitore 100che comprende preferibilmente ma non limitatamente un diodo LED, è soggetto in fase di trasmissione ad un passo di modulazione eseguito da uno stadio modulatore 101di tipo analogico ed ibrido. In un modulo di trasmissione 99, il quale comprende il fotoemettitore 100, lo stadio modulatore 101comprende una pluralità di modulatori in serie atti ad eseguire la detta modulazione ibrida, e in dettaglio, a partire dal suo input 105sul quale esso riceve il segnale audio analogico s(t), comprende dapprima un modulatore AM 102direttamente alimentato dal predetto input 105, ed un modulatore FM 103posto in serie al modulatore AM 102e da esso direttamente alimentato. L'uscita 107dello stadio modulatore 101alimenta un ingresso di uno stadio driver 104per il detto fotoemettitore 100. [0062] The analog audio signal s (t) before being transmitted to a photoemitter 100 which preferably but not limitedly comprises an LED diode, is subject in the transmission phase to a modulation step performed by a modulator stage 101 of analog and hybrid type. In a transmission module 99, which comprises the photoemitter 100, the modulator stage 101 comprises a plurality of modulators in series suitable for carrying out said hybrid modulation, and in detail, starting from its input 105 on which it receives the analog audio signal s (t), first comprises an AM modulator 102 directly powered by the aforementioned input 105, and an FM modulator 103 placed in series with the AM modulator 102 and directly powered by it. The output 107 of the modulator stage 101 supplies an input of a driver stage 104 for said photoemitter 100.

[0063] In particolare l'uscita 107dello stadio modulatore 101produce un segnale di tensione v7(t) o in corrente i7(t) che è alimentato attraverso il driver 104al fotoemettitore 100. In particolare qualora il fotoemettitore 100sia realizzato da uno o più diodi LED 100, si è riscontrato che la luminosità del diodo è proporzionale alla tensione o corrente ad esso fornita in ingresso. Più in dettaglio, il diodo LED o in generale i fotoemettitori 100debbono essere dei fotoemettitori la cui curva di intensità luminosa della tensione o corrente a loro alimentata in ingresso non deve essere costante. Più preferibilmente, ma non limitatamente, la curva di intensità luminosa della tensione o corrente è sostanzialmente di tipo lineare. [0063] In particular, the output 107 of the modulator stage 101 produces a voltage signal v7 (t) or current i7 (t) which is fed through the driver 104 to the photoemitter 100. In particular if the photoemitter 100 is made up of one or more LED diodes 100, it has been found that the brightness of the diode is proportional to the voltage or current supplied to it at the input. More in detail, the LED diode or in general the photo-emitters 100 must be photo-emitters whose luminous intensity curve of the voltage or current fed to them at the input must not be constant. More preferably, but not limitedly, the luminous intensity curve of the voltage or current is substantially of the linear type.

[0064] Il segnale di tensione v7(t) o il segnale di corrente i7(t) prodotti in uscita 107dallo stadio modulatore 101sono dei segnali analogici correlati al segnale audio di ingresso s(t) e, allorquando alimentati al fotoemettitore 100, producono una variazione della luminosità Ir(t) del fascio ottico 108trasmesso dal fotoemettitore proporzionale alla variazione di tensione o corrente rispettivamente del segnale di tensione v7(t) o del segnale di corrente i7(t). [0064] The voltage signal v7 (t) or the current signal i7 (t) produced in output 107 by the modulator stage 101 are analog signals correlated to the input audio signal s (t) and, when fed to the photoemitter 100, produce a variation of the brightness Ir (t) of the optical beam 108 transmitted by the photoemitter proportional to the voltage or current variation of the voltage signal v7 (t) or of the current signal i7 (t), respectively.

[0065] Più in particolare, dato s(t) il segnale di ingresso al modulatore AM 102, tale modulatore AM 102produce in uscita un segnale intermedio s2(t) che assume la seguente forma: s2(t) = s(t)sin(2πf0t) Dove fo è la frequenza portante della modulazione AM. Il modulatore FM 103realizza una modulazione di frequenza, tale per cui la sua frequenza istantanea assume la forma: fi(t) = fc + kfs2(t) [0065] More particularly, given s (t) the input signal to the modulator AM 102, this modulator AM 102 outputs an intermediate signal s2 (t) which takes the following form: s2 (t) = s (t) sin (2πf0t) Where fo is the carrier frequency of the AM modulation. The FM 103 modulator realizes a frequency modulation, such that its instantaneous frequency takes the form: fi (t) = fc + kfs2 (t)

[0066] In cui fc è la frequenza portante della modulazione FM. Il segnale di uscita v7(t) o i7(t) assumerà pertanto la forma Acos [(2πfc+ 2πkfs2(t))t] [0066] Where fc is the carrier frequency of the FM modulation. The output signal v7 (t) or i7 (t) will therefore take the form Acos [(2πfc + 2πkfs2 (t)) t]

[0067] Le due frequenze portanti f0e fc rispettivamente della modulazione AM o FM sono valori reali predeterminati, che tuttavia sono modificabili dall'utente secondo una tecnica nota e pertanto non qui descritta. Convenientemente nel dispositivo oggetto dell'invenzione è altresì presente un generatore di frequenza 109, provvisto di una prima uscita 109f alimentante il modulatore AM e una seconda uscita 109s alimentante il modulatore FM rispettivamente con un segnale sinusoidale a frequenza fo e con un segnale cosinusoidale a frequenza fc. Tale soluzione non è da intendersi in modo limitativo, giacché è possibile realizzare il dispositivo oggetto dell'invenzione in modo tale che il generatore di frequenza 109possieda una singola uscita diretta verso entrambi il modulatore AM 102ed il modulatore FM 103, lasciando poi a quest'ultimo il compito di generare la frequenza il segnale cosinusoidale a frequenza fc sulla base del segnale sinusoidale a frequenza fo generato dal generatore di frequenza 109. La richiedente ha riscontrato che la frequenza portante fc può anche esser zero. In tale caso la modulazione ibrida assume la forma di una modulazione diretta. Affinché non vi siano significative distorsioni del fascio ottico 108in termini di variazione della luminosità Ir(t), la richiedente ha osservato che la banda occupata dal segnale di variazione di luminosità lr(t) e ancor più il segnale di tensione v7(t) o di corrente i7(t) alimentati al fotoemettitore 100non debbono superare la sua banda passante massima. [0067] The two carrier frequencies f0 and fc of the AM or FM modulation respectively are predetermined real values, which however can be modified by the user according to a known technique and therefore not described here. Conveniently, in the device object of the invention there is also a frequency generator 109, provided with a first output 109f feeding the modulator AM and a second output 109s feeding the modulator FM respectively with a sinusoidal signal at frequency fo and with a cosine wave signal at frequency fc. This solution is not to be understood in a limiting way, since it is possible to realize the device object of the invention in such a way that the frequency generator 109 has a single output directed towards both the modulator AM 102 and the modulator FM 103, then leaving the latter to the task of generating the frequency the cosine signal at frequency fc on the basis of the sinusoidal signal at frequency fo generated by the frequency generator 109. The Applicant has found that the carrier frequency fc can also be zero. In this case the hybrid modulation takes the form of a direct modulation. In order for there to be no significant distortions of the optical beam 108 in terms of brightness variation Ir (t), the Applicant observed that the band occupied by the brightness variation signal lr (t) and even more so the voltage signal v7 (t) o current i7 (t) supplied to the photoemitter 100 must not exceed its maximum passband.

[0068] La richiedente ha osservato che il segnale dati in ingresso può essere anche un segnale numerico. In tale caso, ha concepito una seconda forma di realizzazione la quale si differenzia dalla prima forma di realizzazione per il fatto di comprendere uno stadio convertitore digitale/analogico 106, posto tra l'ingresso del dispositivo e l'ingresso 105dello stadio modulatore 101, il quale provvede a trasformare il segnale dati in ingresso in un segnale analogico opportunamente conformato per esser modulato analogicamente attraverso i modulatori AM 102e FM 103come precedentemente descritto. Poiché il convertitore digitale/analogico 106è proprio della seconda forma di realizzazione e dunque rispetto alla prima forma di realizzazione è opzionale rappresentando un modulo in più rispetto al sistema base della prima forma di realizzazione, in figura 1tale convertitore digitale/analogico 106è rappresentato con tratteggio proprio per evidenziarne l'opzionalità della prima forma di realizzazione e l'associazione alla seconda. [0068] The Applicant has observed that the input data signal can also be a digital signal. In this case, he conceived a second embodiment which differs from the first embodiment in that it comprises a digital / analog converter stage 106, placed between the input of the device and the input 105 of the modulator stage 101, the which transforms the input data signal into an analog signal suitably shaped to be modulated analogically through the modulators AM 102 and FM 103 as previously described. Since the digital / analog converter 106 is typical of the second embodiment and therefore with respect to the first embodiment it is optional, representing an additional module with respect to the basic system of the first embodiment, in Figure 1 said digital / analog converter 106 is represented with its own dashed line. to highlight the optionality of the first embodiment and the association with the second.

[0069] La richiedente ha osservato che il fascio ottico 108ottenuto tramite la modulazione ibrida così come precedentemente descritta è particolarmente consono a poter essere ricevuto anche su percorsi indiretti, ossia tramite riflessione o rifrazione causata da superfici anche micrometricamente incoerenti quali un muro o simili. In figura 1le riflessioni sono due, ma tale numero non deve essere inteso in modo limitativo. [0069] The applicant has observed that the optical beam 108 obtained by means of the hybrid modulation as described above is particularly suitable for being able to be received also on indirect paths, ie by reflection or refraction caused by even micrometrically incoherent surfaces such as a wall or the like. In figure 1 the reflections are two, but this number must not be understood in a limiting way.

[0070] In particolare, il fascio ottico 108, come illustrato in figura 1, viene trasmesso con una o più riflessioni 140, 141ad esempio e non limitatamente su uno o più muri M, verso un dispositivo ricevitore 199, il quale comprende almeno un fotoricevitore 200che riceve il fascio ottico 108riflesso e che trasmette un segnale di tensione o corrente v7'(t) o i7'(t) in accordo alla intensità funzione del tempo del detto fascio ottico 108verso uno stadio demodulatore 201il quale esegue un passo di demodulazione ibrida del segnale di tensione o corrente ricevuto. Il demodulatore 201comprende una cascata di un demodulatore FM 203e di un demodulatore AM 202, in cui l'ingresso del demodulatore AM 202è direttamente alimentato dall'uscita del demodulatore FM 203. Il demodulatore FM 203presenta un ingresso 205sul quale è alimentato il detto segnale di tensione o corrente v7'(t) o i7'(t). Come nel caso del lato trasmissione, tra il demodulatore FM ed il fotoricevitore 200può essere presente un driver atto a generare il segnale di tensione o corrente v7'(t) o i7'(t), detto agli effetti della presente invenzione „segnale di pilotaggio“, in modo tale da separare la prima componente continua I dalla seconda componente variabile della radiazione ottica. [0070] In particular, the optical beam 108, as illustrated in Figure 1, is transmitted with one or more reflections 140, 141 for example and not limitedly on one or more walls M, towards a receiver device 199, which comprises at least one photoreceiver 200 which receives the reflected optical beam 108 and which transmits a voltage or current signal v7 '(t) or i7' (t) according to the intensity as a function of time of said optical beam 108 towards a demodulator stage 201 which performs a hybrid demodulation step of the voltage or current signal received. The demodulator 201 comprises a cascade of an FM 203 demodulator and an AM 202 demodulator, in which the input of the AM 202 demodulator is directly powered by the output of the FM 203 demodulator. The FM 203 demodulator has an input 205 on which the said voltage signal is fed. either current v7 '(t) or i7' (t). As in the case of the transmission side, between the FM demodulator and the photoreceiver 200 there may be a driver able to generate the voltage or current signal v7 '(t) or i7' (t), said for the purposes of the present invention "driving signal “, In such a way as to separate the first continuous component I from the second variable component of the optical radiation.

[0071] Come nel caso del lato modulazione, anche il dispositivo ricevitore 199comprende un generatore di frequenza 109, provvisto di una prima uscita 109f alimentante il modulatore AM e una seconda uscita 109s alimentante il modulatore FM rispettivamente con un segnale sinusoidale a frequenza fo e con un segnale cosinusoidale a frequenza fc. Tale soluzione non è da intendersi in modo limitativo, giacché è possibile realizzare il dispositivo oggetto dell'invenzione in modo tale che il generatore di frequenza 109possieda una singola uscita diretta verso entrambi il demodulatore AM 202ed il demodulatore FM 203, lasciando poi a quest'ultimo il compito di generare la frequenza il segnale cosinusoidale a frequenza fc sulla base del segnale sinusoidale a frequenza fo generato dal generatore di frequenza 109. La richiedente ha riscontrato che la frequenza portante fc può anche esser zero. In tale caso la demodulazione ibrida assume la forma di una demodulazione diretta. [0071] As in the case of the modulation side, also the receiver device 199 comprises a frequency generator 109, provided with a first output 109f feeding the modulator AM and a second output 109s feeding the modulator FM respectively with a sinusoidal signal at frequency fo and with a cosine signal at frequency fc. This solution is not to be understood in a limiting way, since it is possible to realize the device object of the invention in such a way that the frequency generator 109 has a single output directed towards both the demodulator AM 202 and the demodulator FM 203, leaving the latter the task of generating the frequency the cosine signal at frequency fc on the basis of the sinusoidal signal at frequency fo generated by the frequency generator 109. The Applicant has found that the carrier frequency fc can also be zero. In this case the hybrid demodulation takes the form of a direct demodulation.

[0072] Lo stadio demodulatore 201al pari dello stadio modulatore 101possono essere realizzati hardware o con struttura mista hardware software o ancora come SDR, dunque puramente software senza che tale differenza costituisca limitazione ai fini della presente invenzione. Il dispositivo ricevitore 199produce quindi sulla sua uscita 199u una replica s'(t) del segnale di ingresso s(t) al lato trasmettitore. [0072] The demodulator stage 201 at the same level of the modulator stage 101 can be realized as hardware or with a mixed hardware software structure or as SDR, therefore purely software without this difference constituting a limitation for the purposes of the present invention. The receiver device 199 then produces on its output 199u a replica s' (t) of the input signal s (t) at the transmitter side.

[0073] In particolare, il segnale di tensione o corrente v7'(t) o i7'(t) generato dal fotoricevitore è trasmesso dapprima verso il demodulatore FM 203che estrae una copia del segnale intermedio s2(t) che è alimentato all'ingresso del demodulatore AM 202il quale esegue la vera e propria conversione verso il segnale replica s'(t) del segnale di ingresso s(t) al lato trasmettitore. [0073] In particular, the voltage or current signal v7 '(t) or i7' (t) generated by the photoreceiver is first transmitted to the FM 203 demodulator which extracts a copy of the intermediate signal s2 (t) which is fed to the input of the demodulator AM 202 which performs the actual conversion towards the replica signal s' (t) of the input signal s (t) on the transmitter side.

[0074] Vantaggiosamente, la richiedente ha osservato che la modulazione e demodulazione ibride eseguite come precedentemente descritto sono particolarmente atte ad essere utilizzate per trasmettere un segnale dati audio analogico anche con trasmissione mediante riflessioni, poiché è stato provato che la replica s'(t) del segnale audio analogico di ingresso s(t) al lato trasmettitore viene ricevuta senza distorsioni udibili o comunque in grado di peggiorare significativamente la qualità del segnale. [0074] Advantageously, the Applicant has observed that the hybrid modulation and demodulation carried out as previously described are particularly suitable to be used to transmit an analog audio data signal also with transmission by reflections, since it has been proved that the replication s' (t) of the analog audio input signal s (t) on the transmitter side is received without audible distortions or in any case capable of significantly worsening the signal quality.

[0075] Una ulteriore forma di realizzazione del ricevitore 199oggetto dell'invenzione è vantaggiosamente descritta nella seguente porzione di testo. Tale forma di realizzazione del ricevitore 199è concepita in modo tale da permettere la ricezione di segnali ottici 108su più canali contemporaneamente, realizzando pertanto un ricevitore per segnali ottici multicanale. [0075] A further embodiment of the receiver 199 object of the invention is advantageously described in the following text portion. This embodiment of the receiver 199 is conceived in such a way as to allow the reception of optical signals 108 on several channels simultaneously, thus realizing a receiver for multichannel optical signals.

[0076] Il ricevitore ottico multicanale qui di seguito descritto e riportato in figura 2comprende una pluralità di stadi demodulatori 201disposti in parallelo ed aventi la medesima struttura del ricevitore 199monocanale descritto in precedenza, alla cui descrizione si rimanda il lettore, ma integra inoltre uno stadio di filtraggio 210. Tale stadio di filtraggio è posizionato tra il fotoricevitore 200e lo stadio demodulatore 201, ed è concepito per causare la trasmissione di solamente parte del segnale di tensione v7'(t) o di corrente i7'(t) in uscita dal fotoricevitore, con una suddivisione per bande di frequenza. [0076] The multichannel optical receiver described hereinafter and shown in Figure 2 comprises a plurality of demodulator stages 201 arranged in parallel and having the same structure as the single-channel receiver described above, to the description of which the reader is referred, but also integrates a filtering 210. This filtering stage is positioned between the photoreceiver 200 and the demodulator stage 201, and is designed to cause the transmission of only part of the voltage signal v7 '(t) or current i7' (t) output from the photoreceiver, with a subdivision by frequency bands.

[0077] In particolare, la Richiedente ha osservato che convenientemente lo stadio di filtraggio 210può integrare uno o più filtri passa banda 211ognuno centrato su di una propria frequenza centrale idealmente coincidente con ciascuna delle frequenze portanti fc del modulatore FM 103. In questo modo, lo stadio di filtraggio esegue una procedura di selezione di quale sottoparte dello spettro trasmettere ai vari stadi demodulatori 201, in modo tale che ciascuno di questi possa decodificare un proprio canale in modo indipendente dai restanti stadi demodulatori 201. Lo stadio di filtraggio 210può essere realizzato in hardware, parzialmente software o totalmente software. [0077] In particular, the Applicant has observed that the filtering stage 210 can conveniently integrate one or more band-pass filters 211, each centered on its own central frequency, ideally coincident with each of the carrier frequencies fc of the FM modulator 103. In this way, the filtering stage performs a selection procedure of which subpart of the spectrum to transmit to the various demodulator stages 201, so that each of these can decode its own channel independently from the remaining demodulator stages 201. The filtering stage 210 can be implemented in hardware , partially software or totally software.

[0078] Vantaggiosamente la Richiedente ha riscontrato che il ricevitore multicanale qui descritto è particolarmente utile per la ricezione di segnali dati di tipo audio, poiché permette di distinguere ad esempio e non limitatamente un canale sinistro da un canale destro, realizzando così un ricevitore multicanale atto ad essere installato su di una cuffia per la ricezione di segnale audio mediante trasmissione ottica. [0078] Advantageously, the Applicant has found that the multichannel receiver described here is particularly useful for the reception of data signals of the audio type, since it allows to distinguish for example and not limitedly a left channel from a right channel, thus realizing a multichannel receiver capable of to be installed on a headset for the reception of audio signal by optical transmission.

[0079] Tale dispositivo ricevitore 199ben si integra in un sistema di trasmissione che comprende una pluralità di trasmettitori come precedentemente descritto in cui ciascun i-esimo trasmettitore presenta un proprio modulatore FM 103operante con una frequenza portante fcidiversa dagli altri, e in cui il ricevitore 199comprende uno stadio di filtraggio 210atto a potersi sintonizzare o comunque suddividere le N portanti fci i=1...N di ciascuno dei trasmettitori verso uno o più dei demodulatori FM 203. [0079] This receiver device 199 is well integrated into a transmission system which comprises a plurality of transmitters as previously described in which each i-th transmitter has its own FM modulator 103 operating with a carrier frequency different from the others, and in which the receiver 199 comprises a filtering stage 210 capable of being able to tune or otherwise divide the N carriers fci i = 1 ... N of each of the transmitters towards one or more of the FM 203 demodulators.

[0080] Alternativamente alla soluzione sopra proposta, il ricevitore multicanale qui descritto può essere dotato di uno stadio di filtraggio 210installato tra il demodulatore FM 203ed il demodulatore FM 202, operando sotto lo stesso principio del caso precedente. In tale caso, tuttavia, la differenziazione dei canali audio sarà solo data dalla distinzione delle frequenze f0portanti dei vari modulatori AM 103dal lato trasmettitore, avendo dunque cura di mantenere costante la frequenza portante fc dei modulatori FM 103del sistema. [0080] As an alternative to the solution proposed above, the multichannel receiver described here can be equipped with a filtering stage 210 installed between the FM 203 demodulator and the FM 202 demodulator, operating under the same principle as the previous case. In this case, however, the differentiation of the audio channels will only be given by the distinction of the f0portant frequencies of the various AM 103 modulators on the transmitter side, thus taking care to keep the carrier frequency fc of the FM 103 modulators of the system constant.

[0081] Lo stadio di filtraggio 210può eventualmente comprendere mezzi di selezione atti a permettere la selezione manuale di una sottoparte, preferibilmente una, delle varie frequenze portanti fc, così da selezionare ad esempio un solo canale. Tale soluzione è particolarmente vantaggiosa per le applicazioni di diffusione di segnali multilingua, poiché nel sistema, ogni i-esimo trasmettitore può impiegare una propria frequenza portante fci i=1,...,N per trasportare un segnale audio ognuno in una propria lingua lasciando l'utilizzatore selezionare il canale di interesse mediante mezzi noti di selezione. [0081] The filtering stage 210 may optionally comprise selection means suitable for allowing the manual selection of a subpart, preferably one, of the various carrier frequencies fc, so as to select, for example, a single channel. This solution is particularly advantageous for applications for broadcasting multilingual signals, since in the system, each i-th transmitter can use its own carrier frequency fci i = 1, ..., N to carry an audio signal, each in its own language, leaving the user selects the channel of interest by known selection means.

[0082] Il metodo che viene pertanto svolto dalla presente invenzione, dal lato trasmettitore comprende un passo di alimentazione di un segnale s(t) analogico ad uno stadio modulatore 101, il quale esegue un passo di modulazione comprendente dapprima uno step di modulazione di ampiezza del detto segnale s(t) analogico per produrre in uscita da un suo modulatore AM 102un segnale intermedio s2(t) modulato in ampiezza e comprendente inoltre un passo di alimentazione del segnale intermedio s2(t) ad un modulatore FM 103per ricavare in uscita un segnale in tensione o in corrente v7(t), i7(t) alimentato in ingresso ad un fotoemettitore 100, in cui il passo di alimentazione del segnale di tensione o corrente v7(t), i7(t) al detto fotoemettitore 100genera una variazione di intensità luminosa Ir(t) proporzionale al segnale di tensione o corrente v7(t), i7(t). Analogamente, dal lato ricevitore, il detto metodo comprende un passo di ricezione di un fascio ottico 108trasportante un dato elettronico ivi modulato secondo una modulazione predeterminata, in cui nel passo di ricezione almeno un fotoricevitore 200genera un segnale di tensione o corrente v7'(t), i7'(t) di ampiezza proporzionale all'intensità luminosa lr(t) ricevuta, e in cui è presente un passo di demodulazione eseguito da almeno uno stadio demodulatore 201di un ricevitore 199in cui l'almeno uno stadio demodulatore 201esegue innanzitutto una demodulazione di frequenza del detto segnale di tensione o corrente v7'(t), i7'(t) generato dall'almeno un fotoricevitore per produrre un segnale intermedio e in cui il detto metodo comprende un passo di alimentazione del detto segnale intermedio all'ingresso di un demodulatore d'ampiezza 102del detto ricevitore 199, il quale esegue una demodulazione d'ampiezza per estrarre dal detto segnale intermedio un segnale dati s(t) analogico. [0082] The method which is therefore carried out by the present invention, on the transmitter side comprises a step for feeding an analog signal s (t) to a modulator stage 101, which performs a modulation step first comprising an amplitude modulation step of said analog signal s (t) to output from its modulator AM 102 an intermediate signal s2 (t) modulated in amplitude and further comprising a step for feeding the intermediate signal s2 (t) to an FM modulator 103 to obtain an output voltage or current signal v7 (t), i7 (t) fed at the input to a photoemitter 100, in which the step of feeding the voltage or current signal v7 (t), i7 (t) to said photoemitter 100 generates a variation of light intensity Ir (t) proportional to the voltage or current signal v7 (t), i7 (t). Similarly, on the receiver side, the said method comprises a receiving step of an optical beam 108 carrying an electronic datum modulated therein according to a predetermined modulation, in which in the receiving step at least one photoreceiver 200 generates a voltage or current signal v7 '(t) , i7 '(t) of amplitude proportional to the light intensity lr (t) received, and in which there is a demodulation step performed by at least one demodulator stage 201 of a receiver 199 in which the at least one demodulator stage 201 first of all performs a demodulation of frequency of said voltage or current signal v7 '(t), i7' (t) generated by the at least one photoreceiver to produce an intermediate signal and in which said method comprises a step for feeding said intermediate signal to the input of a amplitude demodulator 102 of said receiver 199, which performs an amplitude demodulation to extract from said intermediate signal an analog data signal s (t).

[0083] Nel metodo precedentemente citato, tanto in fase di trasmissione quanto in fase di ricezione le modulazioni rispettivamente di frequenza e di ampiezza sono sequenziali, ed in particolare: in fase di trasmissione, la modulazione in frequenza segue la modulazione di ampiezza mentre in fase di ricezione la demodulazione di ampiezza segue la demodulazione di frequenza. Nella fase di trasmissione, il segnale intermedio s2(t) concorre a definire una frequenza istantanea di un segnale che sarà oggetto di una modulazione in frequenza per mezzo proprio del predetto segnale intermedio s2(t). [0083] In the previously mentioned method, both in the transmission phase and in the reception phase, the modulations of frequency and amplitude respectively are sequential, and in particular: in the transmission phase, the frequency modulation follows the amplitude modulation while in the amplitude demodulation follows frequency demodulation. In the transmission phase, the intermediate signal s2 (t) helps to define an instantaneous frequency of a signal which will be subject to a frequency modulation by means of the aforementioned intermediate signal s2 (t).

[0084] La richiedente ha osservato che nel dominio ottico la modulazione ibrida formata da una cascata di una modulazione FM di un segnale già modulato in AM rende i ricevitori particolarmente sensibili a rilevare la presenza di un segnale di potenza anche molto debole. [0084] The Applicant has observed that in the optical domain the hybrid modulation formed by a cascade of an FM modulation of a signal already modulated in AM makes the receivers particularly sensitive to detect the presence of even a very weak power signal.

[0085] La richiedente ha concepito un sistema di ricezione 300, comprendente un ricevitore 199secondo quanto precedentemente descritto, il quale è raffigurato in figura 3. Tale sistema di ricezione 300integra al suo interno un elemento otticamente sensibile 301dotato di una propria area di ricezione 302e sul quale sono installati uno o più fotoricevitori 200. In questo caso, benché tale soluzione non debba intendersi come limitativa, preferibilmente i fotoricevitori 200sono di tipo CCD, e realizzano nell'area di ricezione 302una matrice. L'area di ricezione 302è dunque di relative dimensioni e può essere atta ad acquisire un'immagine, oltre che la variazione luminosa Ir(t) trasmessa da un fotoemettitore modulato. L'assieme dei fotoricevitori può dunque realizzare un'area di ricezione 302di una macchina fotografica, di una videocamera o di un binocolo. [0085] The applicant has conceived a reception system 300, comprising a receiver 199 according to what has been described above, which is shown in figure 3. Said reception system 300 integrates inside it an optically sensitive element 301 equipped with its own reception area 302 and on the which one or more photoreceivers 200 are installed. In this case, although this solution should not be construed as limiting, preferably the photoreceivers 200 are of the CCD type, and form a matrix in the reception area 302. The receiving area 302 is therefore of relative size and can be adapted to acquire an image, as well as the luminous variation Ir (t) transmitted by a modulated photoemitter. The assembly of photoreceivers can therefore form a reception area 302 for a camera, video camera or binoculars.

[0086] Il ricevitore 199in questo caso comprende mezzi di selezione di una parte dell'area di ricezione 302formata dalla pluralità di fotoricevitori 200. Tali mezzi di selezione 303sono in particolare configurati per selezionare parte dell'area di ricezione 302nella quale è presente una variazione luminosa lr(t) trasmessa da un fotoemettitore modulato. [0086] The receiver 199 in this case comprises means for selecting a part of the reception area 302 formed by the plurality of photoreceivers 200. Said selection means 303 are in particular configured to select part of the reception area 302 in which there is a luminous variation lr (t) transmitted by a modulated photoemitter.

[0087] In una prima forma di realizzazione non limitativa i mezzi di selezione sono meccanici, ad esempio realizzati attraverso dei micro bracci, mentre in una seconda forma di realizzazione non limitativa i mezzi di selezione sono realizzati via software; in entrambi i casi un algoritmo predeterminato analizza il segnale ricevuto dai fotoricevitori 200dell'area di ricezione 302alla ricerca di uno schema di modulazione del segnale predeterminato. La ricerca può avvenire o su tutti i fotoricevitori 200dell'area o su una parte di essi per mezzo dei mezzi di selezione. Allorquando tali mezzi di selezione sono movimentati, elettronicamente o meccanicamente, sulla sottoporzione dell'area nella quale è ricevuto un segnale con variazione luminosa Ir(t) trasmessa da un fotoemettitore modulato, i mezzi di selezione eseguono un filtraggio spaziale sull'area di ricezione 302che permette di isolare maggiormente la variazione luminosa Ir(t) trasmessa dal detto fotoemettitore modulato rispetto al rumore ottico diversamente catturato sulla restante porzione dell'area di ricezione 302; la variazione luminosa lr(t) trasmessa dal fotoemettitore, la quale è indice di un fascio ottico 108modulato con la modulazione ibrida precedentemente descritta, attraverso il fotoricevitore o i fotoricevitori 200della sottoporzione precedentemente menzionata viene trasformata in un segnale elettrico di tensione o corrente v7'(t), i7'(t) che viene inviato in ingresso ad un ricevitore come precedentemente descritto in modo tale da procedere successivamente ad una estrazione del segnale s(t) di interesse. [0087] In a first non-limiting embodiment the selection means are mechanical, for example made through micro arms, while in a second non-limiting embodiment the selection means are made via software; in both cases a predetermined algorithm analyzes the signal received by the photoreceivers 200 of the reception area 302 in search of a predetermined signal modulation pattern. The search can take place either on all the photoreceivers 200 in the area or on a part of them by means of the selection means. When said selection means are moved, electronically or mechanically, on the sub-portion of the area in which a signal with light variation Ir (t) transmitted by a modulated photoemitter is received, the selection means perform a spatial filtering on the reception area 302 which it allows to isolate more the luminous variation Ir (t) transmitted by said modulated photoemitter with respect to the optical noise otherwise captured on the remaining portion of the reception area 302; the light variation lr (t) transmitted by the photoemitter, which is an index of an optical beam 108 modulated with the previously described hybrid modulation, through the photoreceiver or the photoreceivers 200 of the aforementioned sub-portion is transformed into an electrical signal of voltage or current v7 '(t ), i7 '(t) which is sent in input to a receiver as previously described in such a way as to proceed subsequently to an extraction of the signal s (t) of interest.

[0088] Preferibilmente, nel sistema 300viene eseguito inoltre un algoritmo di tracking attraverso il quale i mezzi di selezione sono configurati per cercare, preferibilmente senza soluzione di continuità temporale, se il punto dell'area di ricezione 302o sulla sottoporzione della area di ricezione 302nella quale perviene la detta variazione luminosa Ir(t) si sposta, e per eseguirne un inseguimento automatico, senza dunque necessità di intervento da parte dell'utente. [0088] Preferably, a tracking algorithm is also performed in the system 300 through which the selection means are configured to search, preferably without interruption in time, whether the point of the reception area 302o on the sub-portion of the reception area 302 in which the said luminous variation Ir (t) arrives and moves, and to perform an automatic tracking thereof, therefore without the need for intervention by the user.

[0089] La richiedente ha in particolare osservato che allorquando tale sistema 300sia installato su di una macchina fotografica, su di una telecamera o su di un binocolo - in particolare se dotati di lenti ingrandenti o teleobiettivi - è facile che durante l'operazione di puntamento specie se manuale il punto così come ricercato possa essere assoggettato a spostamenti sull'area di ricezione 302dovuti a involontari spostamenti dell'asse di puntamento della lente o obiettivo. Vantaggiosamente, la Richiedente si è accorta che implementando l'algoritmo di tracking sulla telecamera, macchina fotografica o binocolo integranti il sistema 300è vantaggiosamente possibile trasformare la predetta macchina fotografica, telecamera o binocolo in un dispositivo di ricezione di segnali trasmessi su canale ottico e modulati mediante modulazione ibrida FM e AM, che, benché in grado di catturare un'immagine nello spettro visibile, è contemporaneamente anche in grado di ricevere un segnale trasmesso da una sorgente ottica presente nella detta immagine, anche se la sorgente stessa è - all'occhio umano - scarsamente visibile e/o anche se la modulazione della luminosità della sorgente potrebbe apparire inesistente all'occhio umano. Per questo particolare aspetto, la Richiedente ha osservato da sue prove che un segnale audio è ricevibile anche a notevole distanza, fino nell'ordine di qualche chilometro soprattutto in condizioni di tempo non nebbioso o nuvoloso, attraverso la emissione luminosa di uno o più LED di tipo tradizionale, e che, benché modulati, all'occhio umano apparirebbero totalmente privi di variazione della intensità luminosa. [0089] The applicant has in particular observed that when this system 300 is installed on a camera, on a video camera or on binoculars - in particular if equipped with magnifying or telephoto lenses - it is easy that during the aiming operation especially if manual, the point as sought may be subjected to displacements on the reception area 302 due to involuntary displacements of the pointing axis of the lens or objective. Advantageously, the Applicant has realized that by implementing the tracking algorithm on the video camera, camera or binoculars integrating the system 300, it is advantageously possible to transform the aforementioned camera, video camera or binoculars into a device for receiving signals transmitted on an optical channel and modulated by means of hybrid modulation FM and AM, which, although capable of capturing an image in the visible spectrum, is simultaneously also capable of receiving a signal transmitted by an optical source present in said image, even if the source itself is - to the human eye - poorly visible and / or even if the modulation of the source brightness may appear non-existent to the human eye. For this particular aspect, the Applicant has observed from its tests that an audio signal is receivable even at a considerable distance, up to the order of a few kilometers, especially in non-foggy or cloudy weather, through the light emission of one or more LEDs of traditional type, and which, although modulated, to the human eye would appear totally devoid of variation in light intensity.

[0090] In altri termini, un segnale dati ed in particolare un segnale audio possono essere modulati su di un fotoemettitore 100o su più fotoemettitori 100atti ad esempio ad illuminare un ambiente, con una modulazione relativa di intensità luminosa molto bassa, e inferiore anche all' 1/1000, senza perdere dati e dunque senza che l'occhio umano possa percepire tale modulazione, non solo per via della sua velocità ma anche per via della variazione molto contenuta dell'ampiezza tra i picchi di segnale modulato o meno. [0090] In other words, a data signal and in particular an audio signal can be modulated on a photo-emitter 100 or on several photo-emitters 100, for example to illuminate an environment, with a relative modulation of very low light intensity, even lower than the 1/1000, without losing data and therefore without the human eye being able to perceive this modulation, not only because of its speed but also because of the very limited variation of the amplitude between the peaks of modulated signal or not.

[0091] In particolare la Richiedente ha osservato che è conveniente lasciare che il fotoemettitore 100presenti - in assenza di modulazione - una intensità luminosa costante I diversa da zero alla quale è sovrapposto un segnale modulato ibrido. In altre parole, la intensità di radiazione luminosa lr(t) è data da due componenti secondo la formula che segue: Ir(t) = I + kV7(t) dove per l'appunto la prima componente I è la componente costante e la seconda componente kV7(t) è quella che segue la legge Acos[(2πfc+ 2πkfs2(t))t] precedentemente menzionata. Al fine di evitare transizioni per lo zero, in particolare qualora il fotoemettitore sia un diodo LED, e in particolare per fare lavorare il predetto diodo in una zona di linearità così da prevenire distorsioni di modulazione, la porzione kV7(t) dovrebbe preferibilmente ma non limitatamente avere un valore assoluto che sia sempre mantenuto minore rispetto al valore assoluto della componente continua I. Tale compito è vantaggiosamente svolto dallo stadio driver 104. La richiedente ha inoltre considerato che fare lavorare lo stadio driver 104in accordo a quanto qui sopra specificato consente di evitare il rischio che in assenza di segnale s(t) il fotoemettitore 100sia pilotato con una tensione nulla o comunque troppo bassa per risultare acceso o comunque visibilmente acceso. [0091] In particular, the Applicant has observed that it is convenient to let the photoemitter 100 present - in the absence of modulation - a constant light intensity I different from zero to which a hybrid modulated signal is superimposed. In other words, the intensity of light radiation lr (t) is given by two components according to the following formula: Ir (t) = I + kV7 (t) where precisely the first component I is the constant component and the second component kV7 (t) is the one that follows the previously mentioned Acos [(2πfc + 2πkfs2 (t)) t] law. In order to avoid transitions to zero, in particular if the photoemitter is an LED diode, and in particular to make the aforementioned diode work in a linearity zone so as to prevent modulation distortions, the kV7 (t) portion should preferably but not limitedly have an absolute value that is always kept lower than the absolute value of the direct component I. This task is advantageously performed by the driver stage 104. The applicant has also considered that making the driver stage 104 work in accordance with what specified above allows to avoid the risk that in the absence of signal s (t) the photoemitter 100 will be driven with a zero voltage or in any case too low to be switched on or in any case visibly switched on.

[0092] La richiedente ha altresì osservato che attraverso il dispositivo oggetto della presente invenzione è possibile realizzare un sistema di trasmissione ad onde convogliate 400, comprendente un elemento trasmettitore 401ed un elemento ricevitore 402ognuno dei quali è collegabile alla rete elettrica domestica in corrispondenza di un proprio ingresso 403. L'elemento trasmettitore 401comprende una uscita 404per alimentare un fotoemettitore 100mentre l'elemento ricevitore integra almeno un fotoricevitore 200. [0092] The applicant has also observed that through the device object of the present invention it is possible to realize a conveyed wave transmission system 400, comprising a transmitter element 401 and a receiver element 402, each of which can be connected to the domestic electrical network in correspondence with its own input 403. The transmitter element 401 comprises an output 404 for supplying a photo-emitter 100 while the receiver element integrates at least one photo-receiver 200.

[0093] L'elemento trasmettitore 401come da figura 4integra al suo interno uno o più stadi modulatori 101con le caratteristiche precedentemente descritte, ed integra anche al suo interno uno stadio isolatore 405, comprendente al suo interno almeno un trasformatore atto a separare la sezione a tensione di rete dal resto della circuiteria, segnatamente lo stadio modulatore 101. Allo stesso modo, anche l'elemento ricevitore 402comprende al suo interno uno stadio isolatore 405per separare lo stadio demodulatore 201dalla tensione di rete. In uso, l'utente può iniettare sulla rete domestica un segnale s(t) in banda base. Tale segnale viene diffuso fino all'elemento trasmettitore 401, il quale lo modula attraverso il predetto stadio modulatore 101con una modulazione di tipo ibrido come precedentemente descritto e la trasmette sulla sua uscita 404per alimentare con tale modulazione un fotoemettitore 100. In un altro capo della stanza, al contrario, l'elemento ricevitore 402riceve il segnale ottico modulato ibridamente come precedentemente descritto e, con la stessa procedura lo demodula, e lo riconverte in una replica s'(t). La richiedente ha riscontrato che il sistema ad onde convogliate 400così come precedentemente descritto, permette di diffondere attraverso segnali luminosi, segnali dati s(t) che preferibilmente quantunque non limitatamente integrano di segnali audio, anche su linee elettriche tra loro disaccoppiate, con una trasmissione ottica che peraltro garantisce che le predette due linee elettriche tra loro disaccoppiate siano in perfetto isolamento galvanico tra loro. [0093] The transmitter element 401 as shown in Figure 4 integrates one or more modulator stages 101 with the previously described characteristics, and also integrates an isolator stage 405 inside it, comprising inside at least one transformer suitable for separating the voltage section from the rest of the circuitry, in particular the modulator stage 101. Likewise, the receiver element 402 also comprises an isolator stage 405 to separate the demodulator stage 201 from the mains voltage. In use, the user can inject a baseband s (t) signal into the home network. This signal is diffused up to the transmitter element 401, which modulates it through the aforementioned modulator stage 101 with a modulation of the hybrid type as previously described and transmits it on its output 404 to supply with this modulation a photoemitter 100. In another end of the room on the contrary, the receiver element 402 receives the hybridly modulated optical signal as previously described and, with the same procedure, demodulates it, and converts it back into a replica s' (t). The Applicant has found that the conveyed wave system 400, as described above, allows to diffuse, through light signals, data signals s (t) which preferably, although not limitedly, integrate audio signals, even on electrical lines which are decoupled from each other, with an optical transmission which, moreover, guarantees that the aforementioned two electrical lines decoupled from each other are in perfect galvanic isolation from each other.

[0094] La richiedente ha inoltre riscontrato che in una particolare forma di realizzazione, l'elemento trasmettitore 401può integrare anche il fotoemettitore 100realizzando pertanto un fotoemettitore con modulatore ibrido integrato, una sorta dunque di lampadina intelligente in grado di elaborare elettronicamente un segnale dati s(t) sovrapposto al segnale di rete e causarne la trasmissione via luce mediante una modulazione ibrida come precedentemente descritto. [0094] The applicant has also found that in a particular embodiment, the transmitter element 401 can also integrate the photo-emitter 100 thus realizing a photo-emitter with integrated hybrid modulator, a sort of intelligent light bulb capable of electronically processing a data signal s ( t) superimposed on the network signal and cause it to be transmitted via light by means of a hybrid modulation as previously described.

[0095] La richiedente ha altresì osservato che è conveniente introdurre uno stadio di filtraggio della frequenza di rete 406, che permetta di isolare la componente del segnale dati s(t) dal segnale a 50Hz o 60Hz tipico della frequenza di rete. Vantaggiosamente questo concorre ad evitare che nella modulazione dell'intensità luminosa lr(t) trasmessa dal fotoemettitore 100entri la componente di frequenza di rete che non rappresenta un segnale utile. [0095] The Applicant has also observed that it is convenient to introduce a filtering stage of the network frequency 406, which allows to isolate the component of the data signal s (t) from the 50Hz or 60Hz signal typical of the network frequency. Advantageously, this helps to avoid that in the modulation of the light intensity lr (t) transmitted by the photoemitter 100 the network frequency component which does not represent a useful signal enters.

[0096] La richiedente ha osservato che i vantaggi dell'invenzione, segnatamente in termini di ricevibilità indiretta, attraverso la modulazione e demodulazione ibrida come precedentemente descritto si realizzano indipendentemente dalla tipologia di fotoemettitore 100, e segnatamente, indipendentemente dal fatto che il fotoemettitore sia coerente - intendendosi con „coerente“ un fotoemettitore monocromatico come potrebbe essere un LASER o incoerente - intendendosi con „incoerente“ un fotoemettitore che emette un fascio ottico policromatico. La richiedente ha in ogni caso osservato che l'utilizzo di fotoemettitori coerenti migliora comunque le performances di ricezione rispetto a quanto si potrebbe ottenere con un fotoemettitore incoerente. [0096] The Applicant has observed that the advantages of the invention, particularly in terms of indirect admissibility, through hybrid modulation and demodulation as previously described are achieved regardless of the type of photoemitter 100, and in particular, regardless of whether the photoemitter is coherent - meaning with "coherent" a monochromatic photoemitter as it could be a LASER or incoherent - meaning by "incoherent" a photoemitter that emits a polychromatic optical beam. In any case, the applicant observed that the use of coherent photoemitters still improves the reception performances compared to what could be obtained with an incoherent photoemitter.

[0097] Parti del processo descritto nella presente invenzione possono essere - quando possibile - realizzati mediante una unità di elaborazione dati, tecnicamente sostituibile con uno o più elaboratori elettronici concepiti per eseguire una porzione di programma software o firmware predefinito e caricato su di un supporto di memoria non transitorio. Tale programma software può essere scritto in un qualsiasi linguaggio di programmazione di tipo noto. Gli elaboratori elettronici, se in numero pari a due o più, possono essere collegati tra loro mediante una connessione dati tale per cui le loro potenze di calcolo vengano in qualsivoglia modo condivise; gli stessi elaboratori elettronici possono dunque essere installati in posizioni anche geograficamente diverse. [0097] Parts of the process described in the present invention can be - when possible - carried out by means of a data processing unit, technically replaceable with one or more electronic processors designed to execute a portion of a predefined software or firmware program loaded on a support of non-transient memory. This software program can be written in any known type of programming language. The electronic processors, if in number equal to two or more, can be connected to each other through a data connection such that their computing powers are shared in any way; the same electronic processors can therefore be installed in geographically different positions.

[0098] L'unità di elaborazione dati può essere un processore di tipo general purpose specificamente configurato attraverso il detto programma software o firmware per eseguire una o più parti del metodo individuato nella presente invenzione, o essere un ASIC o processore dedicato, specificamente programmato per eseguire almeno parte delle operazioni del metodo o processo della presente invenzione. [0098] The data processing unit can be a general purpose processor specifically configured through said software or firmware program to execute one or more parts of the method identified in the present invention, or be a dedicated ASIC or processor, specifically programmed for performing at least part of the operations of the method or process of the present invention.

[0099] E' infine chiaro che all'oggetto della presente invenzione possono essere applicate aggiunte, modifiche o varianti ovvie per un tecnico del ramo, senza per questo fuoriuscire dall'ambito di tutela fornito dalle rivendicazioni annesse. [0099] Finally, it is clear that additions, modifications or variants that are obvious to a person skilled in the art can be applied to the object of the present invention, without thereby departing from the scope of protection provided by the appended claims.

Claims

1. Transmitting device (99) by means of optical radiation (108), configured to modulate and transmit a data signal, said device being characterized in that it comprises at least one modulator stage (101) comprising: - an input (105) adapted to receive in use an electrical signal (s (t)) to be modulated, said electrical signal constituting said data signal and - an output (107) configured to transmit to at least one photoemitter (100) a voltage or current driving signal (v7 (t), i7 (t)) for which said electrical signal (s (t)) represents a modulating signal, where the said at least one photo-emitter (100) is configured to transmit an optical radiation (108) with variable radiation intensity lr (t) according to the said driving signal (v7 (t), i7 (t)) , and in which, between said input and said output of said modulator stage (107) there are an AM modulator (102) and an FM modulator (103) placed in cascade, said FM modulator (103) being placed downstream of said AM modulator (102) and having its own output directly connected to the output (107) of said modulator stage (101), in which said AM modulator (102) has an input directly connected to said input (105) of said modulator stage and is directly powered by means of said electrical signal (s (t)) to be modulated and in which said modulator AM (102) has an output and is configured to generate on said output an intermediate signal (s2 (t)) fed at the input to the said FM modulator (103).

2. Transmitter device (99) according to claim 1, comprising said at least one photoemitter (100), and further comprising a driving stage (104) for said at least one photoemitter (100) interposed between said output (107) of said modulator stage (101) and said at least one photoemitter (100), in which said driving stage (104) is configured to condition said driving signal (v7 (t), i7 (t)) and comprises processing means comprising at least one operating configuration such that said radiation intensity lr (t) variable according to said driving signal comprises a first continuous part I, independent of said driving signal and a second part variable in time, a direct function of said signal of driving, in which said part that varies in time as a direct function of said driving signal is lower in absolute value than the absolute value assumed by said first continuous part.

Transmitter device (99) according to claim 1 or 2, wherein said FM modulator (103) is configured to cause a variation of the instantaneous frequency assumed by said driving signal (v7 (t)), i7 (t)) at the output of said FM modulator (103) as a function of the intermediate signal (s2 (t)), in use fed at the input of the FM modulator (103).

Transmitter device (99) according to one of the preceding claims, comprising at least one reference frequency generation stage (109), wherein: - said reference frequency generation stage (109) is electrically connected with a frequency reference input of said AM modulator (102) and is configured to generate at least a first reference frequency (f0) for said AM modulator, or in which - said reference frequency generation stage (109) is electrically connected to a frequency reference input of said AM modulator (102) by means of a first output thereof (109f) and is also electrically connected to a frequency reference input of said FM modulator (103) by means of a second output thereof (109s) and is configured to generate at least a first reference frequency (f0) for said AM modulator (102) and a second reference frequency (fc) for said modulator FM (103).

5. Transmitting device (99) according to one of the preceding claims, in which said modulator stage (101) is configured to be supplied with an analog signal and in which the transmitter device (99) comprises a digital / analog converter placed upstream of the said input (105) of said modulator stage (101).

6. Method of modulation and transmission of an electrical signal (s (t)), representing a data signal, by means of optical radiation (108), the said method being characterized in that it comprises: - a first amplitude modulation step of the said electrical signal (s (t)) by means of an AM modulator (102), in which following the said amplitude modulation step an intermediate signal (s2 (t)) is generated, of which said electrical signal (s (t)) is a modulating signal; - a second frequency modulation step of said intermediate signal (s2 (t)) by means of an FM modulator (103), in which, following said frequency modulation step, a driving signal (v7 (t), i7 is generated (t)) in voltage or in current; - a step for adjusting the intensity of light radiation lr (t) of said optical radiation (108) emitted by at least one photoemitter (107) by means of said driving signal (v7 (t), i7 (t)).

7. Method according to claim 6, wherein in said step of adjusting the intensity of light radiation, the intensity of radiation lr (t) made variable according to said driving signal comprises a first continuous part I, independent of said driving signal and a second time-variable part which is a direct function of said driving signal (v7 (t), i7 (t)), wherein said time-variable part is a direct function of said driving signal (v7 (t), i7 (t)) is lower in absolute value than the absolute value assumed by said first continuous part I.

Method according to claim 6 or 7, comprising: - a generation step of a first reference frequency (f0) for said amplitude modulation, in which said generation step of said first reference frequency is performed by means of the power supply of the AM modulator (102) with a generator of reference frequency (109) o - a generation step of a first reference frequency (f0) for said amplitude modulation and of a second reference frequency (fc) for said frequency modulation, in which said generation step of said first and said second frequency reference is performed by powering the AM modulator (102) and the FM modulator (103) with a reference frequency generator (109).

Method according to one of the preceding claims from 6 to 8, characterized in that it comprises a conversion step of an input signal from the numerical domain to the analog domain, following which the signal in the said analog domain represents the said electrical signal (s (t)).

Method according to one of the preceding claims from 6 to 8, characterized in that it comprises a step for retrieving said electrical signal (s (t)) from an electrical network, in which said electrical signal (s (t)) is optionally filtered by an alternating component of the mains voltage present on said electrical network.

Receiving system (300) comprising an optical radiation receiver device (199) (108), said device being adapted to cooperate with a transmitter device (99) according to one of claims 1 to 5, said receiver device (199) being able to output a replica signal (s' (t)) of an electrical signal (s (t)), representing a data signal, by means of a hybrid AM / FM demodulation, in which said receiver device ( 199) is characterized in that it comprises at least one demodulator stage (201) comprising: - an input (205) adapted to receive in use a driving signal (v7 (t), i7 (t)) in voltage or in current, modulated and for which said electrical signal (s (t)) represents a signal modulating, and in which the driving signal (v7 (t), i7 (t)) is generated through one or more photoreceivers (200) connected to it and receiving in use an optical radiation (108), optionally reflected, and - an output (207) on which, in use, said replication signal (s' (t)) is transmitted for which said electrical signal (s (t)) represents a modulating signal, and in which, between said input and said output of said demodulator stage (201) there is a cascade of an FM demodulator (203) and an AM demodulator (202), said FM demodulator (203) being placed upstream of said demodulator AM (202), wherein said AM demodulator (202) has an input directly connected to the output of said FM demodulator (203), said system comprising inside it an optically sensitive element (301) equipped with its own reception area (302) and on which one or more photoreceivers (200) are installed, in which the reception area (302) is formed by one or more photoreceivers (200), in which said one or more photoreceivers (200) form said reception area (302) able to acquire at least one image in which there is a luminous variation lr (t) transmitted by a modulated photoemitter , said reception system (300) comprising means for selecting a part of the reception area (302), said selection means being configured to automatically select part of the reception area (302) in which said luminous variation 1r is present (t) transmitted by the modulated photoemitter and to cause the sending of a signal substantially corresponding to said luminous variation lr (t) towards said demodulator stage (201) of said receiver device.