CN101023607B - 光发送设备和光通信系统 - Google Patents

Abstract

光源控制部分15选择其中LED 19通过颜色合成而构成特定可见光颜色并形成一个光通信通道的第一发光器件排列(颜色组合器件组)，然后使第一发光器件排列发光，并选择使光源18的光量整体上均匀的第二发光器件排列，然后在第一发光器件排列不发光时，使所选第二发光器件排列发光。结果，在执行光通信时，可实现可以均匀光量发射照射光而不产生照射闪烁的光发送设备和光通信系统。

Description

光发送设备和光通信系统

技术领域

本发明涉及一种光发送设备和光通信系统，更具体地，涉及一种用于使用可见光来执行光通信并使用这种光作为照射光的技术。 

背景技术

今天，使用红外射线或可见光的光通信得到越来越广泛的应用。在这种情况下，红外射线通信的问题在于，由于为了眼睛安全(眼睛保护)而不以高电功率执行发送，所以不能够增加通信速度。 

相反地，可见光通信使用如LED(发光二极管)等可随光源而改变颜色的可见光器件。因此，该可见光通信的优点在于，可解决红外通信中的上述问题，并且可通过使用可以高速率打开/关闭可见光器件的特性，来发送数据(参见非专利文献1)。 

这种可见光器件不仅用于光通信，而且用于照射光。 

例如，在专利文献1中提出的设备中，使用分别发出光的三基色中的红(R)、绿(G)和蓝(B)色的三种LED，使得该设备通过混合颜色而照出白光，并还通过在每个LED上添加各个独立数据，执行多色通信。 

在这种情况下，可见光通信中所用的光量需要满足作为照射光而令人满意的光量。 

例如，在专利文献2中提出的设备中，根据脉冲信号序列的通/断位置相反的反转脉冲位置调制，使LED发光。在该脉冲信号序列中，LED在脉冲范围内发光(通(ON))，并且LED在平坦范围内不发光(断(OFF))。因此，在执行通信时，延长脉冲的ON时间周期以提高照射的照度。 

专利文献1：JP-A-2002-290335 

专利文献2：JP-A-2004-72365 

非专利文献1：“What is Visible Light Communication”，[online]，Visible Light Communication Consortium，2004September 7 Searched，Internet http://www.vlcc.net.net/about.html 

发明内容

本发明要解决的问题 

然而，在上述涉及的技术中，存在下面给出的问题。 

即，在专利文献1中的设备中，存在的问题在于，由于RGB的LED分别以不同的时序发光，不能够获得白光作为照射，结果，产生照射的闪烁，在采用频分复用时这个问题很明显。 

此外，在专利文献2中提出的设备中，即使通过使脉冲的通/断反转，延长LED的照射时间，但是由于OFF时间仍然存在，所以不能够消除照射的闪烁。 

本发明的目的是提供一种光发送设备和光通信系统，在执行光通信时，能够以均匀的光量来发出照射光，而不产生照射的闪烁。 

用于解决问题的手段 

通过以下内容，给出本发明解决上述问题的要点。 

(1)光发送设备，包括： 

电信号产生部分，用于通过转换预定输入信号，来产生电信号； 

光源，其中排列了多个发光器件；以及 

光源控制部分，用于将电信号转换为光信号，并打开/关闭发光器件以发光， 

其中，光发送设备通过发光器件的发射，发出可见光，并通过打开/关闭发光器件，执行光通信， 

光源具有多个发光器件组，其中每个发光器件组由多个发光器件形成，以及 

光源控制部分响应于各个发光器件组的光量，控制各个发光器件。 

(2)光源控制部分选择形成一个光通信通道并通过颜色合成而构成特定的可见光颜色的颜色组合器件组，以及 

光源控制部分使颜色组合器件组发光。 

(3)颜色组合器件组由通过补色而构成白光的两种颜色的发光器件或者通过光的三基色而构成白光的三种颜色的发光器件组成。 

(4)颜色组合器件组在光源的照射表面上重复排列，以及 

排列多个颜色组合器件组，其中一个集合中的颜色组合器件组的数目与输入信号的数目相同。 

(5)当用于光通信的颜色组合器件组不发光时，光源控制部分使未用于光通信的颜色组合器件组发光，使得光源的光量整体上基本均匀。 

(6)当用于光通信的发光器件不发光时，光源控制部分使未用于光通信的发光器件发光，使得光源的光量整体上基本均匀。 

(7)光源具有排列的发光器件组，其中每个发光器件组具有作为组成单元的、通过颜色合成而构成特定可见光颜色并形成一个光通信通道的发光器件。 

(8)发光器件组包括在光通信期间打开/关闭的第一发光器件排列和在第一发光器件排列不发光时发光以补充不足的光量的第二发光器件排列。 

(9)发光器件组在光源的照射表面上重复排列，以及 

排列多个发光器件组，其中一个集合中的发光器件组的数目与输入信号的数目相同。 

(10)电信号产生部分响应于输入信号P(i)(i＝1、2、..、n)，产生表示发光器件的通/断的通信信号S(i)和通过反转通信信号S(i)而产生的反转信号R(i)，以及 

光源控制部分根据通信信号S(i)，使第一发光器件排列发光，并根据反转信号R(i)，使第二发光器件排列发光。 

(11)发光器件组包括在光通信期间响应于输入信号P(i)(i＝1、2、..、n)而打开/关闭的通信器件组q(i)以及在任意通信器件组q(i)不发光时发光以补充不足的光量的光调节器件组。 

(12)光调节器件组的光强响应于通信器件组q(i)的光量之和而改变。 

(13)在光源中，通信器件组q(i)由LED形成，光调节器件组由荧光灯形成。 

(14)电信号产生部分产生表示发光器件的通/断的通信信号S(i)和用于补充对于通信信号S(i)的光量之和不足的光量的光调节信号，以及 

光源控制部分根据通信信号S(i)，使通信器件组q(i)发光，并根据光调节信号，使光调节器件组发光。 

(15)电信号产生部分通过将具有恒定幅度的直流分量添加到通信信号S(i)上，产生放大的通信信号，并通过将所述直流分量添加到光调节信号上，产生放大的光调节信号，以及 

光源控制部分根据放大的通信信号，使通信器件组q(i)发光，并根据放大的光调节信号，使光调节器件组发光。 

(16)一种光通信系统，包括： 

上述光发送设备；以及 

光接收设备，用于接收光信号以提取输入信号， 

其中光接收设备根据光信号的频谱，不从未用于光通信的发光器件所发射的光信号中提取输入信号。 

本发明的优点 

根据上述配置，选择其中发光器件通过颜色合成而构成特定可见光颜色并还形成一个光通信通道的颜色组合器件组，然后使颜色组合器件组同步地发光。因此，在持续地保持特定颜色光的同时，可避免照射光的闪烁。 

此外，即使用于光通信的发光器件不发光，通过使未用于光通信的发光器件发光，可使光源的光量整体上均匀。因此，与输入信号的内容无关，整体上可在光源中保持均匀的光量，并因此可避免照射的闪烁。 

附图说明

图1是示出了根据第一实施例的光通信系统的示意配置的图； 

图2是示出了根据第一实施例的光源的LED的第一排列图案的图； 

图3是示出了第一实施例的光通信系统中的处理流程的流程图； 

图4(a)是示出了第一实施例中在特定时间(t＝1)处光源的发送状态的图，以及图4(b)是示出了在特定时间(t＝2)处同一光源的发送状态的图； 

图5(a)是示出了第一实施例中的通信信号的脉冲图，图5(b)是示出了第一实施例中的反转信号的脉冲图，以及图5(c)是示出了第一实施例中整体上光源的光量的图； 

图6是示出了根据第二实施例的光源的LED的第二排列图案的图； 

图7(a)是示出了第二实施例中的发光器件组的光量之和的图，图7(b)是示出了第二实施例中的光调节器件组的光量的图图7(c)是示出了第二实施例中的光源的光量的图；以及图7(d)是示出了根据另一实施例的光源的光量的图。 

附图标记的说明 

10  光发送设备 

11  光发送机主体 

13  控制部分 

14  电信号产生部分 

15  光源单元(光源) 

19  LED(发光器件) 

20  光接收设备 

21  光接收机 

25  光接收控制部分 

27  滤波器 

具体实施方式

下面参考图1至图5来解释本发明的光通信系统的优选实施例 (第一实施例)。 

图1是示出了根据本实施例(第一实施例)的光通信系统的示意配置的图，图2是示出了本实施例中光源的LED的第一排列图案的图。 

图5(a)是示出了本实施例中的通信信号的脉冲图(纵轴：通/断，横轴：时间)，图5(b)是示出了本实施例中的反转信号的脉冲图(纵轴：通/断，横轴：时间)，以及图5(c)是示出了本实施例中整体上光源的光量的图(纵轴：光量，横轴：时间，点部分：通信信号，黑色部分：反转信号)。 

如图1所示，本实施例的光通信系统1包括光发送设备1 0和光接收设备20。例如，该光通信系统1通过调制例如字符、声音和图像等、从发送机侧设备输入的输入信号，发出作为载波的可见光，并还将从接收到的光中提取的输入信号输出到如PC(个人计算机)和PDA(个人数字助理)等信息设备之间或PC和如打印机等外围设备之间的接收机侧设备。 

在本实施例中，描述在发送机侧PC 2和接收机侧PC 3之间执行光通信的光通信系统1的示例。下面将解释光通信系统1中的光发送设备10和光接收设备20的具体配置。 

光发送设备10具有与发送机侧PC 2相连的光发送机主体11以及与该主体11相连的光源单元(光源)18。光发送机主体11将从发送机侧PC 2输入的输入信号P(i)[i：信号数]转换为电信号，然后光源单元18根据该电信号，发送光信号，还作为照射来发光。 

光发送机主体11具有数据输入部分12、发送控制部分13和数据输出部分17。 

数据输入部分12将模拟或数字输入信号P(i)二进制化，并还在输入信号P(i)是多重信号或多个单一信号时，将输入信号除以信号数i。 

发送控制部分13具有例如电信号产生部分14、光源控制部分15、存储部分16以及CPU(未示出)的组成元件。该发送控制部分13构成为当CPU根据电信号产生部分14和光源控制部分15的程序指令而执行时、可实现将输入信号P(i)转换为电信号并根据该电信号使光源 单元18发光的功能的设备。 

该程序具有通信信号产生功能、反转信号产生功能和发光器件选择功能。该程序构成为使电信号产生部分14执行通信信号产生功能和反转信号产生功能，并使光源控制部分15执行发光器件选择功能。 

具体地，电信号产生部分14通过转换输入信号P(i)，产生表示LED 19的闪烁(通/断)通信信号S(i，t)(t：比特数，时间)以及通过使通信信号S(i，t)反转而获得的反转信号R(i，t)，作为电信号。 

如图5(a)所示，通信信号S(i，t)是8比特脉冲信号序列，其中“1”表示ON(发光)而“0”表示OFF(不发光)。反转信号R(i，t)是其中反转了通信信号S(i，t)的“1”和“0”的脉冲信号序列。 

光源控制部分15选择其中LED(发光器件)19通过颜色合成而构成特定可见光颜色并形成一个光通信通道的第一发光器件排列(颜色组合器件组)，然后使第一发光器件排列发光。当第一发光器件排列不发光时，该光源控制部分15选择使光源单元18的光量整体上均匀的第二发光器件排列(颜色组合器件组)，然后使第二发光器件排列发光。 

现在，如图1和2所示，光源单元18将输入通信信号S和输入反转信号R(电信号)转换为光信号以发光。多个LED 19排列在光源单元18的照射表面上。LED 19相应地发出具有唯一光谱的可见光，并根据下面所述的第一排列图案而排列。 

第一排列图案是其中用于光通信的LED 19和未用于光通信的LED19均匀地排列的图案。其中两个LED 19的单色光通过合成而形成白光(可见光颜色)的补色关系(a，b)用作组成单元。 

与电信号同步地打开/关闭具有这种补色关系(a，b)的两个LED19，以形成一个光通信通道。 

这种第一排列图案包含具有补色关系(a，b)的两个LED集合，作为分别用于光通信的第一发光器件排列(a(k)，b(k))以及用于光调节的第二发光器件排列(a(k+1)，b(k+1))，形成其中排列了i个由这些发光器件排列组成的发光器件组{p(i)；(a(k)，b(k))，(a(k+1)，b(k+1))，[k＝2×i-1]}的多边形。 

这里，发光器件组p(i)的数目i相应地与输入信号P(i)的信号数i相等。在本实施例的情况下，信号数i是4。在这种情况下，发光器件组p(i)的组成单元是以方形单元排列的四个LED 19。 

此外，作为一个集合的发光器件组p(1)至p(4)在光源单元18的整个照射表面上重复排列。 

第一发光器件排列(a(k)，b(k))包括在光通信期间打开/关闭的两个LED 19，并位于方形单元的一条对角线上。 

第二发光器件排列(a(k+1)，b(k+1))包括在第一发光器件排列不发光时发光以补充不足的光量的两个LED 19，并位于方形单元的另一条对角线上。 

例如，发光器件组p(3)对应于第三输入信号P(3)，并包括第一发光器件排列(a(5)，b(5))和第二发光器件排列(a(6)，b(6))。 

在这种情况下，在该发光器件组p(3)周围，两个发光器件组p(2)和两个发光器件组p(4)相邻地排列。在其边界部分形成光遮蔽壁18a以环绕发光器件组p(3)。该光遮蔽壁18a设置用于不泄漏发光器件组p(3)的内部光，并阻挡外部光的进入，并具有增强发光器件组p(3)的颜色混合精确度的功能。上述配置在其它发光器件组p(1)、p(2)、p(4)中是类似的。 

这种第一排列图案中的输入信号P(i)和发光器件组p(i)之间的关系、第一发光器件排列(a(k)，b(k))和第二发光器件排列(a(k+1)，b(k+1))之间的关系等被存储在存储部分16中。 

然后，光源控制部分15根据电信号产生部分14所产生的通信信号S(i，t)，从存储部分16中选择第一发光器件排列(a(k)，b(k))，并使该所选第一发光器件排列(a(k)，b(k))发光。此外，光源控制部分15根据电信号产生部分14所产生的反转信号R(i，t)，从存储部分16中选择第二发光器件排列(a(k+1)，b(k+1))，并使该所选第二发光器件排列(a(k+1)，b(k+1))发光。 

在这种情况下，数据输出部分17对来自光源控制部分15的输出值(通信信号和反转信号)的波形进行整形，并将整形后的波形输出到光源单元18。 

如图1所示，光接收设备20具有以预定距离与光源单元18相对的光接收机21、以及与该光接收机21相连的光接收机主体23。光接收机主体23从光接收机21所接收的光信号中提取输入信号P(i)，并将该输入信号P(i)发送到与光接收机主体23相连的接收机侧PC 3。 

光接收机21接收其中合成了通信信号S(i，t)和反转信号R(i，t)的多重光信号，并将该多重光信号转换为电信号。与光源单元18侧上的LED 19的数目相同的光接收器件22(如CCD和CMOS)以与第一排列图案相同的图案、排列在光接收表面上。 

光接收机主体23包括数据输入部分24、滤波器25、光接收控制部分26和数据输出部分27。 

数据输入部分24将来自光接收机21的电信号二进制化。 

滤波器25通过具有特定频率的电信号，并阻挡该特定频率之外的电信号。 

该“特定频率”对应于从用于光通信的LED 19发射的光的频谱。 

此外，根据接收到的光的频谱，光接收控制部分26使滤波器25通过通信信号S(i，t)的合成部分，并将通过的部分除以信号数i，并使滤波器25阻挡反转信号R(i，t)的合成部分。 

此外，根据接收到的光的频谱，通信信号S(1，t)至S(4，t)的合成部分通过滤波器25，而反转信号R(1，t)至R(4，t)的合成部分由滤波器25阻挡。 

数据输出部分27根据光接收控制部分26发出的指示，通过形成来自光接收控制部分26的输出值的波形，产生输入信号P(i)，并将该输入信号P(i)输出到接收机侧PC 3。 

图3是示出了本实施例的光通信系统中的处理流程的流程图。图4(a)是示出了本实施例中在特定时间(t＝1)处光源的发送状态的图，以及图4(b)是示出了在特定时间(t＝2)处同一光源的发送状态的图(在图4中，黑色部分表示“发光”，白色部分表示“不发光”)。下面参考图3和图4以及例如图1的其它图来解释本实施例的光通信系统1的处理、操作等。 

如图3所示，由光发送设备10执行S1至S5的处理，并由光接 收设备20执行S6至S7的处理。 

在S1中，数据输入部分12执行与来自发送机侧PC 2的输入信号P(1)至P(4)有关的上述处理。 

在S2中，电信号产生部分14根据输入信号P(1)至P(4)，产生通信信号S(1，t)至S(4，t)(参见图5(a))。该“t”表示脉冲信号序列的比特数，并表示通信信号S(i，t)在时间上改变的单位时间。 

例如，通信信号S(1，3)表示在与输入信号P(1)相对应的脉冲信号序列的第三比特中存储了“1(ON)”信号，并且在3个时间单位(例如3秒)之后输出该“1(ON)”信号。 

在S3中，电信号产生部分1 4产生与通信信号S(1，t)至S(4，t)相对应的其中反转了“1(ON)”信号和“0(OFF)”信号的反转信号R(1，t)至R(4，t)(参见图5(b))。 

这里，“t”具有与通信信号S(1，t)至S(4，t)中的“t”相同的意义。例如，对于通信信号{S(1，t)：1，0，1，1，0，1，0，1}，反转信号是{R(1，t)：0，1，0，0，1，0，1，0}(参见图5(a)、(b))。 

在S4中，光源控制部分15根据存储部分16中存储的内容，在各个发光器件组p(1)至p(4)中选择与第一输入信号P(1)至P(4)相对应的第一发光排列(a(k)，b(k))和第二发光排列(a(k+1)，b(k+1))(参见图2)。例如，发光器件组p(2)与输入信号P(2)相对应，并包括第一发光排列(a(3)，b(3))和第二发光排列(a(4)，b(4))。 

在S5中，光源控制部分15输出通信信号S(1，t)至S(4，t)和反转信号R(1，t)至R(4，t)，并根据通信信号S(1，t)至S(4，t)，从第一发光排列(a(k)，b(k))中发光，并根据反转信号R(1，t)至R(4，t)，从第二发光排列(a(k+1)，b(k+1))中发光。 

在这种情况下，例如，如图5(a)所示，在单位时间t＝1处，所有的通信信号S(1，t)至S(4，t)都是“1(ON)”。因此，打开所有的第一发光排列(a(1)，b(1))、(a(3)，b(3))、(a(5)，b(5))和(a(7)，b(7))。 

相反地，如图5(b)所示，所有的反转信号R(1，t)至R(4，t)都是“0(OFF)”信号。因此，关闭所有的第二发光排列(a(2)，b(2))、 (a(4)，b(4))、(a(6)，b(6))和(a(8)，b(8))。 

此外，如图5(b)所示，在单位时间t＝2处，通信信号S(1，2)和S(3，2)是“0(OFF)”信号并且通信信号S(2，2)和S(4，2)是“1(ON)”信号。因此，关闭第一发光排列(a(1)，b(1))和(a(5)，b(5))，并且打开第一发光排列(a(3)，b(3))和(a(7)，b(7))(参见图4(b))。 

相反地，反转信号R(1，2)和R(3，2)是“1(ON)”信号并且反转信号R(2，2)和R(4，2)是“0(OFF)”信号。因此，打开第二发光排列(a(2)，b(2))和(a(6)，b(6))，并且关闭第二发光排列(a(4)，b(4))和(a(8)，b(8))(参见图4(b))。 

在单位时间t＝3至8处，S5中的这种处理是类似的。 

以这种方式，即使在打开发光器件组p(i)中的第一发光排列(a(k)，b(k))或第二发光排列(a(k+1)，b(k+1))中的任意一个时，因为关闭了另一个排列，所以也可均匀地保持光量的平衡，而与通信信号S(i，t)的数据内容(通/断)无关。结果，整体上可均匀地保持光源单元18的光量(参见图5(c))。 

相反地，在S6中，光接收机21接收其中合成了通信信号S(1，t)至S(4，t)与反转信号R(1，t)至R(4，t)的多重光信号。在该多重光信号中，针对每个单位时间，合成了S(1，t)至S(4，t)的各个光量和反转信号R(1，t)至R(4，t)的各个光量。光通信所需的光量(通信信号的合成部分，由图5(c)中的点部分表示)和光通信所不需要的光量(反转信号的合成部分，由图5(c)中的黑色部分表示)都包含在多重光信号中。 

然后，光接收控制部分26根据接收光的频谱，使滤波器25通过通信信号S(1，t)至S(4，t)的合成部分并使滤波器25阻挡反转信号R(1，t)至R(4，t)的合成部分。这里，“接收光的频谱”分别对应于第一发光排列(a(k)，b(k))中的各个LED 19发射的光的光谱(本征值)和第二发光排列(a(k+1)，b(k+1))中的各个LED 19发射的光的光谱(本征值)。 

例如，在单位时间t＝2处，包含第一发光排列(a(3)，b(3))和(a(7)，b(7))的光量以及第二发光排列(a(2)，b(2))和(a(6)， b(6))的光量。在这种情况下，根据第一发光排列(a(3)，b(3))和(a(7)，b(7))中的各个LED 19发射的光的光谱，提取第一发光排列(a(3)，b(3))和(a(7)，b(7))的光量的合成部分，并且根据第二发光排列(a(2)，b(2))和(a(6)，b(6))中的各个LED 19发射的光的光谱，阻挡第二发光排列(a(2)，b(2))和(a(6)，b(6))的光量的合成部分。 

在S7中，光接收控制部分26根据单位时间t＝2处发光器件组p(i)中的第一发光排列(a(k)，b(k))[k＝2×i-1]中的各个LED 19发射的光的光谱，将所提取的合成部分除以信号数i，以产生输入信号{P(1，2)：0}、{P(2，2)：1}、{P(3，2)：0}以及{P(4，2)：1}，然后经由数据输出部分1 7将这些信号输出到接收机侧PC 3。 

在单位时间t＝1、3至8处，S6和S7中的这些处理是类似的。 

如上所述，根据本实施例，LED 19的排列是构成补色关系(a，b)以通过合成产生白光并形成一个光通信通道的LED 19的组合，该组合作为组成单元构成发光器件组p(i)。因此，发光器件组p(i)可同步地发光，作为用于通信的光信号以及用于光调节的光信号，因此以发光器件组p(i)作为一个单元，可在持续地保持白光的同时，避免照射光的闪烁。 

具体地，在本实施例的情况下，发光器件组p(i)重复地排列在光源单元8的照射表面上，并假设一个集合中的发光器件组的数目与输入信号(p(1)至p(4))的数目相等。因此，在光通信期间，总是可在光源单元18的照射表面上保持恒定的光量。 

此外，根据本实施例，即使在用于光通信的第一发光排列(a(k)，b(k))不发光时，通过使未用于光通信的第二发光排列(a(k+1)，b(k+1))发光，整体上可使光源单元18的光量保持均匀。因此，整体上可以均匀光量从光源单元18中发射光，而与输入信号的通/断无关，并因此可避免照射的闪烁。 

具体地，在本实施例的情况下，对于光源单元18，发光器件组p(i)包括在光通信中打开/关闭的第一发光器件排列和在第一发光器件排列不发光时发光以补充不足的光量的第二发光器件排列(a(k+1)， b(k+1))。因此，在光通信期间，总是可在发光器件组p(i)中保持恒定的光量。 

电信号产生部分14和光源控制部分15根据通信信号S(i)，使光源单元18的第一发光排列(a(k)，b(k))发光，并根据反转信号R(i)，使第二发光器件排列(a(k+1)，b(k+1))发光。结果，可实现上述优点。 

此外，根据本实施例，光接收设备20根据接收光的频谱，仅从用于光通信的第一发光排列(a(k)，b(k))所发射的光信号中提取输入信号P(i)，并阻挡未用于光通信的第二发光器件排列(a(k+1)，b(k+1))所发射的光信号。因此，光接收设备20以良好的精确度，仅接收与光发送设备10的光调节信号一起发送的通信信号。 

接下来，下面参考图6和图7以及例如图1的其它图，来解释本发明的光通信系统的另一优选实施例(第二实施例)。 

图6是示出了本实施例(第二实施例)中的光源的LED的排列的图。图7(a)是示出了本实施例中的发光器件组的光量之和的图，图7(b)是示出了本实施例中的光调节器件组的光量的图，图7(c)是示出了本实施例中的光源的光量的图。 

本实施例的光通信系统的不同之处主要在于，在光发送设备10中，LED 19根据第二排列图案以及与之对应的电信号产生部分14和光源控制部分15的控制等，排列在光源单元18的照射表面上。下面将解释这种不同，但是通过附加与第一实施例相同的附图标记，而省略其它配置的解释。 

如图6所示，LED 19的第二排列图案中的发光器件组(颜色组合器件组)p(i)包括在光通信期间响应于输入信号P(i)而打开/关闭的通信器件组q(i)以及在通信器件组q(i)的任意器件不发光时发光以补充不足的发光量的光调节器件组c。 

这种第二排列图案形成“交叉”形状，其中光调节器件组c排列在中央部分，而通信器件组q(1)至q(4)排列在光调节器件组c周围。 

通信器件组q(i)[i：信号数]以方形单元排列，使得两组发光器件组(a(k)，b(k))和(a(k+1)，b(k+1))[k＝2×i-1]分别满足补色 关系。 

与电信号同步地打开/关闭(a(k)，b(k))和(a(k+1)，b(k+1))中的所有LED 19。 

光调节器件组c以方形单元排列，使得两组发光器件组(A(1)，B(1))和(A(2)，B(2))分别满足补色关系。(A(1)，B(1))和(A(2)，B(2))中的所有LED 19响应于通信器件组p(i)的闪烁而打开/关闭，并构造使得它们的光强可响应于通信器件组p(i)的光量之和而变化。 

电信号产生部分14响应于输入信号P(i)(i＝1、2、..、4)，产生表示LED 19的通/断的通信信号S(i)以及相对于光源单元18、针对总光量而补充不足光量的光调节信号C。 

通信信号S(i)类似于第一实施例(参见图5(a))。如图7(a)、图7(b)所示，光调节信号C是对于通信信号S(i)(参见图7(b))的总光量中的不足部分(图7(a)中的阴影线部分)，示出了光强的脉冲信号序列。 

此外，光源控制部分15根据通信信号S(i)，使通信器件组q(i)发光，并根据光调节信号C，使光调节器件组c发光。 

根据电信号产生部分14和光源控制部分15，图3所示的流程图中的S3至S5中的处理在本实施例的光通信系统的处理中不同。 

在S3中，响应于通信信号S(1，t)至S(4，t)的光量之和，电信号产生部分14产生针对每个比特对这些“0(OFF)”信号求和而获得的光调节信号C(t)。 

例如，如图5(a)以及图7(a)、图7(b)所示，在单位时间t＝2处，通信信号是{S(1，2)：0}、{S(2，2)：1}、{S(3，2)：0}、{S(4，2)：1}，光调节信号是{C(2)：2}。这里，光调节信号的一个单元的光强对应于通信器件组q(i)的总光量，而且当光调节信号C(2)是“2”时，光调节器件组c的光强是通信器件组q(i)的两倍。 

在S4中，光源控制部分15响应于输入信号P(1)至P(4)，选择通信器件组q(1)至q(4)。例如，通信器件组q(2)对应于输入信号P(2)，并包括(a(3)，b(3))两个LED 19和(a(4)，b(4))两个LED 19。 

在S5中，光源控制部分15输出通信信号S(i，t)和光调节信号 C(t)，并根据通信信号S(i，t)，使通信器件组q(i)发光，根据光调节信号C(t)，使光调节器件组c以相应的光强发光。 

在这种情况下，例如，如图5(a)所示，在单位时间t＝1处，所有通信信号S(1，1)至s(4，1)都是“1(ON)”信号，并打开所有的通信器件组q(1)至q(4)。因此，不足的光量是“0”。 

因此，光调节信号C(1)是“0”，并且关闭光调节器件组c。 

此外，如图7(a)所示，在单位时间t＝2处，通信信号S(1，2)至S(4，2)的光量之和是“2”，并且不足的光量是“2”。因此，光调节信号C(2)是“2”，并且光调节器件组c以光强2发光。 

对于单位时间t＝3至8，上述处理是类似的。 

如上所述，根据本实施例，光源单元18上的发光器件组p(i)包括在光通信期间打开/关闭的通信器件组q(i)和在发光器件组不发光时发光以补充不足的光量的光调节器件组c。因此，在光通信期间，总是可在发光器件组p(i)中保持恒定的光量。 

关于这种光源单元18，电信号产生部分14和光源控制部分15根据通信信号S(i)，使通信器件组q(i)发光，并根据光调节信号C，使光调节器件组c发光。结果，可实现上述优点。 

其它优点与第一实施例中的类似。 

本发明不局限于第一和第二实施例，并可以各种方式改变。 

在本发明中，发光器件可作为组成单元排列在发光器件组中，并且在发光器件组中，发光器件通过颜色合成而构成特定的可见颜色光，并形成一个光通信通道。与第一和第二实施例类似，具有补色关系的两种颜色的发光器件的组合可用于发出白光并形成一个光通信通道。此外，RGB三基色的发光器件可分别用于发出白光并形成一个光通信通道。此外，所发光不局限于白色，可采用任意颜色，只要这种颜色可用作照射光。 

此外，在第一实施例中，用于光通信的第一发光器件排列和用于光调节的第二发光器件排列均匀地排列，并且通过交替选择排列之一，打开发光器件，使得均匀区域中的光源的光量整体上总是均匀的，而与通信信号的内容(例如输入信号)无关。在第二实施例中，对于用 于光通信的通信器件组的光量之和的不足光量，由于用于调节光的光调节器件组调节光强，打开发光器件，因此光源单元的光量整体上总是均匀的，与通信信号的内容无关。但是本发明不局限于这些实施例。利用用于光调节的发光器件组的光强的调节，通过组合用于通信的发光器件组以及用于光调节的发光器件组的交替选择，可使光源单元的光量整体上均匀。或者，可响应于用于通信的发光器件组的打开/关闭，选择用于光调节的发光器件组以发光，使得光源单元的光量整体上均匀。 

此外，在第二实施例中，通信器件组和光调节器件组都由LED组成。但是光调节器件组可由荧光灯组成。在这种情况下，由于荧光灯具有比LED更宽的光强范围，所以由荧光灯组成的光调节器件组比由LED组成的光调节器件组更有利。 

此外，在本发明的第二实施例中，电信号产生部分14可通过将表示恒定幅度的直流分量添加到通信信号S(i)，产生放大的通信信号，并通过将该直流分量添加到光调节信号C，产生放大的光调节信号。此外，光源控制部分15可根据放大的通信信号，使通信器件组q(i)发光，并还根据放大的光调节信号，使光调节器件组c发光。 

现在，图7(d)是示出了根据这种变体的光源的光量的图。如图7(d)所示，存在一个优点，即由于将直流分量(图7(d)中的阴影线部分)添加到通信器件组q(i)和光调节器件组c的光量的恒定和上，所以光源单元18变得更明亮。 

工业实用性 

根据本发明的(1)至(16)中的配置，选择其中发光器件通过颜色合成而构成特定可见光颜色并形成一个光通信通道的颜色组合器件组，然后使颜色组合器件组同步地发光。因此，在持续地保持特定颜色光的同时，可避免照射光的闪烁。 

此外，即使在用于光通信的发光器件不发光时，通过使未用于光通信的发光器件发光，也可使光源单元的光量整体上均匀。因此，整体上可保持光源单元中的均匀光量，与输入信号的内容无关，并因此 可避免照射的闪烁。结果，本发明具有良好的工业实用性。 

这里，应该注意，本发明不局限于上述实施例。 

Claims (13)

1.一种光发送设备，包括：

电信号产生部分，用于通过转换预定输入信号，来产生电信号；

光源，其中排列了多个发光器件组，每个发光器件组由多个发光器件形成，并且所述多个发光器件配置有用于光通信的发光器件和未用于光通信的发光器件；以及

光源控制部分，用于将电信号转换为光信号，并打开/关闭发光器件以发光，

其中，光发送设备通过发光器件的发射，发出可见光，并通过打开/关闭所述用于光通信的发光器件，执行所述光通信，

光源控制部分响应于各个发光器件的光量，控制各个发光器件，以及，

当所述用于光通信的发光器件不发光时，光源控制部分使所述未用于光通信的发光器件发光，使得光源的光量整体上基本均匀，

其中每个发光器件组具有作为组成单元的、通过颜色合成而构成特定可见光颜色并形成一个光通信通道的发光器件。

2.根据权利要求1所述的光发送设备，

其中，发光器件组中的每一个是颜色组合器件组。

3.根据权利要求2所述的光发送设备，

其中，颜色组合器件组由通过补色而构成白光的两种颜色的发光器件或者通过光的三基色而构成白光的三种颜色的发光器件组成。

4.根据权利要求2所述的光发送设备，

其中，颜色组合器件组在光源的照射表面上重复排列，以及

排列多个颜色组合器件组，其中所述多个颜色组合器件组的数目与输入信号的数目相同。

5.根据权利要求1所述的光发送设备，

其中，发光器件组包括在光通信期间打开/关闭的第一发光器件排列和在第一发光器件排列不发光时发光以补充不足的光量的第二发光器件排列。

6.根据权利要求1所述的光发送设备，

其中，发光器件组在光源的照射表面上重复排列，以及

排列多个发光器件组，其中所述多个发光器件组的数目与输入信号的数目相同。

7.根据权利要求5所述的光发送设备，

其中，电信号产生部分响应于输入信号P(i)产生表示发光器件的通/断的通信信号S(i)和通过反转通信信号S(i)而产生的反转信号R(i)，i＝1、2、..、n，，以及

光源控制部分根据通信信号S(i)，使第一发光器件排列发光，并根据反转信号R(i)，使第二发光器件排列发光。

8.根据权利要求1所述的光发送设备，

其中，发光器件组包括在光通信期间响应于输入信号P(i)而打开/关闭的通信器件组q(i)以及在任意通信器件组q(i)不发光时发光以补充不足的光量的光调节器件组，i＝1、2、..、n。

9.根据权利要求8所述的光发送设备，

其中，光调节器件组的光强响应于通信器件组q(i)的光量之和而改变。

10.根据权利要求8所述的光发送设备，

其中，在光源中，通信器件组q(i)由LED形成，光调节器件组由荧光灯形成。

11.根据权利要求8所述的光发送设备，

其中，电信号产生部分产生表示发光器件的通/断的通信信号S(i)和用于补充对于通信信号S(i)的光量之和不足的光量的光调节信号，以及

光源控制部分根据通信信号S(i)，使通信器件组q(i)发光，并根据光调节信号，使光调节器件组发光。

12.根据权利要求11所述的光发送设备，

其中，电信号产生部分通过将具有恒定幅度的直流分量添加到通信信号S(i)上，产生放大的通信信号，并通过将所述直流分量添加到光调节信号上，产生放大的光调节信号，以及

光源控制部分根据放大的通信信号，使通信器件组q(i)发光，并根据放大的光调节信号，使光调节器件组发光。

13.一种光通信系统，包括：

根据权利要求1所述的光发送设备；以及

光接收设备，用于接收光信号以提取输入信号，

其中，光接收设备根据光信号的频谱，不从未用于光通信的发光器件所发射的光信号中提取输入信号。

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