CN101090294A

CN101090294A - 光学无线通信装置

Info

Publication number: CN101090294A
Application number: CNA2007101065925A
Authority: CN
Inventors: 渡部恒久
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Microsoft Technology Licensing LLC
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2007-06-06
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2027-06-06
Also published as: US7668462B2; JP2007336070A; US20070297717A1; JP4550015B2; CN101090294B

Abstract

一种在电子设备中安装的光学无线通信装置，其包括：光接收元件，用于接收光学通信信号；以及控制单元，其监视光接收元件的所接收的光输出。当控制单元确定所接收的光输出表示光学通信信号时，其选择并执行用于光学通信信号的通信模式。当控制单元确定所接收的光输出不表示光学通信信号时，其选择并执行充电模式，在该充电模式中，使用所接收的光输出作为充电功率。

Description

光学无线通信装置

此申请要求于2006年6月13日在日本提交的专利申请第2006-163602号的优先权，通过引用而将其全部内容合并于此。

技术领域

本发明涉及在电子设备中安装的光学无线通信装置。

背景技术

众所周知，在1994年建立了用于光学无线通信装置的标准IrDA 1.0和IrDA 1.1，其允许不同的多件设备之间的无线通信。这些标准不需要网络的形成，并且，容易地允许点对点(一对一)通信。目前，主要在蜂窝电话中使用它们，并且，预计将来要在打印机和电视接收器中使用它们。

例如，安装在蜂窝电话中的如上所述的光学无线通信装置主要用来传递诸如电话号码和电子邮件地址的小量文本数据。如果在将来将它们安装在打印机和电视接收器中，则将产生传递静态图像和运动图像的需要。根据此需要，将需要更高速度的通信、以及通信距离的扩展。

对于红外线通信装置来说，用于光学无线通信装置的IrDA 1.2标准提供较低的功耗。

尽管存在对于更高的通信速度、以及扩展的通信距离的强烈需求，但满足这两个需求需要更多的功耗。

换句话说，增大通信速度和通信距离与提供较低的功耗相矛盾，并且，因此，难以满足这些矛盾的需求

有鉴于此，JP 2005-328360A提出了：在不存在信号时几乎无电流流动的期间，执行关机模式，以便减小装置的功耗。更具体地，如图3的流程图中所示，当在待机状态期间执行关机模式时(步骤S101)，控制单元确定是否允许通信(步骤S102)，如果确定不允许通信(即，在步骤S101中选择了“否”)，则维持关机模式。如果控制单元确定允许通信(即，在步骤S102中选择了“是”)，则进行通信(步骤S103)。在完成通信之后，切换回到关机模式。这在装置不通信时减小了功耗。

并且，根据JP 11-112431A，允许发光元件以不会影响通信质量的最小强度发出射线(radiation)，以便减小装置的功耗。

然而，即使如JP 2005-328360A中公开的那样、在不存在信号时执行关机模式，或者如JP 11-112431A中所公开的那样、允许发光元件以最小强度发出射线，也将仅略微减小装置的功耗，并且，这些技术不能实现通信速度和通信距离的增大、以及如上所述的将功耗减小到较低水平两者。

已考虑到这样的传统技术所遇到的问题而实现了本发明。本发明的目的在于，提供能够增大通信速度和通信距离、以及将功耗减小到较低水平的光学无线通信装置。

发明内容

为了解决上面的问题，本发明提供了在电子设备中安装的光学无线通信装置，其包括：光接收元件，用于接收光学通信信号；以及控制单元，其监视光接收元件的所接收的光输出，其中，当控制单元确定所接收的光输出表示光学通信信号时，其选择并执行用于光学通信信号的通信模式，并且，当控制单元确定所接收的光输出不表示光学通信信号时，其选择并执行充电模式，在该充电模式中，使用所接收的光输出作为充电功率。

在另一个方面中，本发明提供了在电子设备中安装的光学无线通信装置，其包括：光接收元件，用于接收光学通信信号；以及控制单元，其监视光接收元件的所接收的光输出，其中，当控制单元确定所接收的光输出表示光学通信信号时，其选择并执行用于光学通信信号的通信模式，并且，当控制单元确定所接收的光输出不表示光学通信信号时，其选择并执行充电模式，在该充电模式中，使用所接收的光输出作为充电功率，并使用该充电功率作为操作功率。

根据如上配置的本发明的光学无线通信装置，控制单元监视光接收元件的所接收的光输出。当控制单元确定所接收的光输出表示光学通信信号时，其选择并执行用于光学通信信号的通信模式。当控制单元确定所接收的光输出不表示光学通信信号时，该控制单元选择并执行充电模式，在该充电模式中，使用所接收的光输出作为充电功率。可替换地，该控制单元选择并执行充电模式，并使用该充电功率作为操作功率。因而，光接收元件不仅用来接收光学通信信号，还用来提供充电电流。由此，可使用来自光接收元件的充电功率作为用于操作光学无线通信装置或包括光学无线通信装置的电子设备的补充操作功率，而不损害基本通信功能。因此，有可能将功耗减小充电功率的量。此外，如果充电功率(即，光接收元件的所接收的光输出)足够大，则光学无线通信装置或电子设备可仅通过此充电功率操作，从而基本上实现零功耗。

此外，因为提供了充电功率，有可能实现较低的功耗、同时增大用于操作光学无线通信装置或电子设备的操作功率。这实现了通信速度和通信距离的增加、以及将功耗减小到较低的水平。

在本发明中，光接收元件可为光电二极管。

在此情况下，因为使用光电二极管作为光接收元件，所以，有可能提供在低成本下具有高精度的光学无线通信装置。

在本发明中，光学通信信号的载波可为红外光束。

在此情况下，因为使用红外光束作为光学通信信号的载波，所以，在通信模式期间，有可能进一步增强通信信息的安全性。

在本发明中，光学通信信号可包括位于光学通信信号的开头的头信号。

在本发明中，当选择并执行充电模式时，一旦从光接收元件的所接收的光输出提取并检测到光学通信信号的头信号，控制单元便从充电模式切换到通信模式。

在此情况下，因为控制单元在其提取并检测到光学通信信号的头信号时从充电模式切换到通信模式，所以，有可能避免不必要的通信操作，并由此减小功耗。

在本发明中，当控制单元在预定长度的时间中未从光接收元件的所接收的光输出提取并检测到光学通信信号的头信号时，控制单元选择并执行充电模式。

在此情况下，因为当控制单元在预定长度的时间中未从光接收元件的所接收的光输出提取并检测到光学通信信号的头信号时、控制单元选择并执行充电模式，所以，有可能精确地执行充电模式，而不在通信期间执行充电模式，从而确保将功耗减小到较低的水平。

在本发明中，可提供计时器，以测定预定长度的时间。

在此情况下，因为提供计时器来测定预定长度的时间，所以，有可能在不浪费时间的情况下快速地切换到充电模式。

在本发明中，当光接收元件接收到环境光时，将光接收元件的所接收的光输出确定为不表示光学通信信号，执行充电模式，并可使用所接收的光输出作为充电功率。

在本发明中，当光接收元件接收到室内光或来自太阳的光时，将光接收元件的所接收的光输出确定为不表示光学通信信号，执行充电模式，并可使用所接收的光输出作为充电功率。

根据如上所述的配置，当接收到环境光时，将光接收元件的所接收的光输出确定为不表示光学通信信号，执行充电模式，并使用所接收的光输出作为充电功率。可替换地，当接收到室内光或来自太阳的光时，将光接收元件的所接收的光输出确定为不表示光学通信信号，执行充电模式，并使用所接收的光输出作为充电功率。通过此配置，有可能通过有效地采用室内光的能量而不浪费它、或通过利用来自太阳的耗不尽的光能，而改善整个系统的功效。

在本发明中，电子设备可为蜂窝电话。

在本发明中，在充电模式期间，控制单元可将充电功率提供给蜂窝电话的电池，以对该电池充电。

根据如上所述的配置，包括光学无线通信装置的电子设备是蜂窝电话。在充电模式期间，控制单元将充电功率提供给蜂窝电话的电池，以对该电池充电。通过此配置，有可能通过缩短将蜂窝电话置于充电器上的时间(即，不能使用蜂窝电话的时间)，而实现蜂窝电话中的功率的更有效的使用，并改善蜂窝电话的便利性。此外，如果充电功率(即，光接收元件的所接收的光输出)足够大，则可仅通过此充电功率操作蜂窝电话，从而基本上实现零功耗。这消除了将蜂窝电话置于充电器上的需要，其可显著地改善蜂窝电话的便利性。

在本发明中，电子设备可为打印机。

在本发明中，控制单元可在充电模式期间将充电功率提供到打印机，以帮助打印机的操作。

在本发明中，电子设备可为电视接收器。

在本发明中，控制单元可在充电模式期间将充电功率提供到电视接收器，以帮助电视接收器的操作。

根据如上所述的配置，包括光学无线通信装置的电子设备可为打印机或电视接收器。可在充电模式期间将充电功率提供到打印机或电视接收器，以帮助打印机或电视接收器的操作。通过此配置，有可能实现打印机或电视接收器中的功率的更有效的使用。

附图说明

图1是示意性地示出根据本发明的实施例的光学无线通信装置的框图。

图2是示出用于在图1的光学无线通信装置中的通信和充电的过程的流程图。

图3是示出用于减小功耗的传统过程的流程图。

具体实施方式

下文中，将通过参照附图而详细地描述本发明的实施例。

图1是示意性地示出根据本发明的实施例的光学无线通信装置的框图。例如，此实施例的光学无线通信装置被安装在蜂窝电话中，并用来与其它设备传递小量文本数据(例如，电话号码、电子邮件地址)。

此光学无线通信装置包括光接收元件11、信号选择单元12、信号处理单元13、以及充电元件14。光接收元件11接收从其它设备发出的光学通信信号。信号选择单元12接收光接收元件11的所接收的光输出，并将所接收的光输出输出到信号处理单元13、或充电元件14。信号处理单元13处理通过信号选择单元12输入的光接收元件11的所接收的光输出表示的光学通信信号。充电元件14使用通过信号选择单元12输入的光接收元件11的所接收的光输出作为充电电流。

该光学无线通信装置还可包括发光元件，其发出光学通信信号。可包括本发明的光学无线通信装置的蜂窝电话可具有任意配置，只要其可与其它设备传递信息即可。

尽管光接收元件11可为任意类型、只要其为光电转换元件即可，但优选使用光电二极管。通过使用光电二极管，有可能实现在低成本下具有高精度的光学无线通信装置。此光接收元件11可接收光学通信信号、以及室内光和来自太阳的环境光等，可对这些类型的光进行光电转换，并可将所接收的光输出输出到信号选择单元12。

一旦从光接收元件11接收到所接收的光输出，信号选择单元12便确定所接收的光输出是否表示光学通信信号。例如，在光学通信信号在其开头包含头信号(header signal)的情况下，信号选择单元12从所接收的光输出提取并检测到头信号。当信号选择单元12可检测到头信号时，其确定所接收的光输出表示光学通信信号。当信号选择单元12不能检测到头信号时，其确定该输出不表示光学通信信号。当信号选择单元12可检测到头信号、并确定所接收的光输出表示光学通信信号时，其将所接收的光输出输出到信号处理单元13。当信号选择单元12不能检测到头信号、并确定所接收的光输出不表示光学通信信号时，其将所接收的光输出输出到充电元件14。通过检测此头信号，信号选择单元12可更可靠地识别光学通信信号，并可将所接收的光输出输出到信号处理单元13。这可防止通信错误、以及信号处理单元13的不必要的操作，由此，可减小功耗。

一旦接收到光接收元件11的所接收的光输出，信号处理单元13便处理所接收的光输出表示的光学通信信号。例如，信号处理单元13识别光学通信信号所表示的文本数据(例如，电话号码、电子邮件地址)，并将该文本数据输出到蜂窝电话的存储器或显示单元。

一旦接收到所接收的光输出，充电元件14便对光接收元件11的所接收的光输出充电(charge)。此充电元件14可为任意元件，只要其可对所接收的光输出充电即可。例如，充电元件14可为蓄电池。充电元件14可被合并在光学无线通信装置、或包括光学无线通信装置的蜂窝电话中。

作为由此光学无线通信装置的光接收元件11所接收的光学通信信号的载波，使用红外光束。红外光束具有很强的直线传播性质，并且，例如，甚至可被一张纸阻断。通过使用红外光束作为光学通信信号的载波，可将光学通信信号所表示的信息的泄漏减小到最小，从而导致高安全性通信的建立。为此原因，光接收元件11优选具有对于红外光束的高光电转换效率。

当光接收元件11具有对于红外光束的高光电转换效率时，因为室内光和来自太阳的环境光包含大量红外光，所以，光接收元件11可以有效的方式对环境光进行光电转换，并且，可通过光接收元件11的所接收的光输出而对充电元件14充电。因此，有可能有效地使用过去作为噪声而被忽略的环境光，作为充电能量。还有可能通过有效地采用室内光的能量而不浪费它、或通过利用来自太阳的耗不尽的光能，来改善整个系统的能效。

随后，通过参照图2的流程图，对根据此实施例的光学无线通信装置中的通信和充电的过程给出描述。

在待机状态中，信号选择单元12执行充电模式(步骤S12)，并将光接收元件11的所接收的光输出到充电元件14。由此，对充电元件14充电。

在此过程期间，信号选择单元12从光接收元件11的所接收的光输出提取并检测头信号。如果信号选择单元12不能检测到头信号，则其确定所接收的光输出不表示光学通信信号(即，当在步骤S22中选择了“否”时)，并且，信号选择单元12维持充电模式(步骤21)。

如果信号选择单元12可从光接收元件11的所接收的光输出提取并检测到头信号，则其确定所接收的光输出表示光学通信信号(即，当在步骤S22中选择了“是”时)，并且，信号选择单元12从充电模式切换到通信模式(步骤23)，并停止将光接收元件11的所接收的光输出输出到充电元件14。相反，信号选择单元12将光接收元件11的所接收的光输出输出到信号处理单元13。一旦接收到光接收元件11的所接收的光输出，信号处理单元13便处理所接收的光输出表示的光学通信信号。

在通信模式期间，从充电元件14将功率提供到光学无线通信装置或蜂窝电话，并且，消耗在充电模式期间充电的充电功率。

根据另一个方面，当信号选择单元12从光接收元件11的所接收的光输出提取并检测到头信号时，可激活在信号选择单元12中安装的计时器12a。一旦激活，计时器12a便开始测量时间。每当信号选择单元12检测到头信号时，在激活之前，将计时器12a复位到其默认值。因而，当信号选择单元12在短间隔上重复地检测到头信号时，重复地将计时器12a复位到其默认值。因此，计时器12a不停止测定预定长度的时间。

在通信模式期间，当光接收元件11在一段时间内未接收到光学通信信号(信号选择单元12未检测到头信号)时，并且，由此，计时器12a停止测量时间。在此情形中，信号选择单元12确定通信结束，以便其切换回到充电模式(步骤S21)，并停止将光接收元件11的所接收的光输出输出到信号处理单元13。相反，信号选择单元12将光接收元件11的所接收的光输出输出到充电元件14。由此，再次对充电元件14充电。

如上所述，根据此实施例，当信号选择单元12不能从光接收元件11的所接收的光输出提取并检测到头信号时，其确定所接收的光输出不表示光学通信信号，并执行充电模式。相反，当信号选择单元12可从光接收元件11的所接收的光输出提取并检测到头信号时，其确定所接收的光输出表示光学通信信号，并执行通信模式。在通信模式期间，从充电元件14将功率提供到光学无线通信装置或蜂窝电话，并且，消耗在充电模式期间充电的充电功率。由此，可使用充电功率作为用于操作光学无线通信装置或蜂窝电话的补充操作功率，而不损害基本通信功能，并且，可将功耗减小充电功率的量。此外，如果充电功率(即，光接收元件的所接收的光输出)足够大，则光学无线通信装置或蜂窝电话可仅通过此充电功率操作，从而基本上实现零功耗。

通过从充电元件14将功率提供到蜂窝电话，可在蜂窝电话中实现功率的更有效的使用，并且，因此，可缩短在将蜂窝电话置于充电器上的期间的时间(即，在不能使用蜂窝电话的期间的时间)。由此，可改善蜂窝电话的便利性。如果充电功率足够大，则可基本上实现零功耗。这消除了将蜂窝电话置于充电器上的需要，其可显著地改善蜂窝电话的便利性。

此外，因为提供了充电功率，所以，有可能实现将功耗减小到较低的水平、同时增大用于操作光学无线通信装置或蜂窝电话的操作功率。这实现了通信速度和通信距离的增加、以及将功耗减小到较低的水平。

应理解，本发明不限于上面给出的实施例，并且，可作出各种修改。本发明的光学无线通信装置不仅可应用于蜂窝电话，还可应用于其它电子设备。例如，可将光学无线通信装置应用于打印机或电视接收器。在充电模式期间，将充电功率提供到打印机或电视接收器，以帮助打印机或电视接收器的操作。由此，有可能实现打印机或电视接收器中的功率的更有效的使用。

可以其它不同的形式来实施并实践本发明，而不会背离其要旨和关键特征。因此，在任何情况下，均将上述实施例视为说明性的、而不是约束性的。由所附权利要求、而不是前面的描述来指示本发明的范围。落入所附权利要求的等价范围内的所有变化和修改意欲被涵盖在其中。

Claims

1、一种在电子设备中安装的光学无线通信装置，其包括：

光接收元件，用于接收光学通信信号；以及

控制单元，其监视光接收元件的所接收的光输出，

其中，当控制单元确定所接收的光输出表示光学通信信号时，其选择并执行用于光学通信信号的通信模式，并且，当控制单元确定所接收的光输出不表示光学通信信号时，其选择并执行充电模式，在该充电模式中，使用所接收的光输出作为充电功率。

2、一种在电子设备中安装的光学无线通信装置，其包括：

光接收元件，用于接收光学通信信号；以及

控制单元，其监视光接收元件的所接收的光输出，

其中，当控制单元确定所接收的光输出表示光学通信信号时，其选择并执行用于光学通信信号的通信模式，并且，当控制单元确定所接收的光输出不表示光学通信信号时，其选择并执行充电模式，在该充电模式中，使用所接收的光输出作为充电功率，并使用该充电功率作为操作功率。

3、如权利要求1或2所述的光学无线通信装置，

其中，光接收元件为光电二极管。

4、如权利要求1或2所述的光学无线通信装置，

其中，光学通信信号的载波为红外光束。

5、如权利要求1或2所述的光学无线通信装置，

其中，光学通信信号包括位于光学通信信号的开头的头信号。

6、如权利要求5所述的光学无线通信装置，

其中，当选择并执行充电模式时，一旦从光接收元件的所接收的光输出提取并检测到光学通信信号的头信号，控制单元便从充电模式切换到通信模式。

7、如权利要求5所述的光学无线通信装置，

其中，当控制单元在预定长度的时间中未从光接收元件的所接收的光输出提取并检测到光学通信信号的头信号时，控制单元选择并执行充电模式。

8、如权利要求7所述的光学无线通信装置，还包括计时器，用于测定预定长度的时间。

9、如权利要求1或2所述的光学无线通信装置，

其中，当光接收元件接收到环境光时，将光接收元件的所接收的光输出确定为不表示光学通信信号，执行充电模式，并使用所接收的光输出作为充电功率。

10、如权利要求1或2所述的光学无线通信装置，

其中，当光接收元件接收到室内光或来自太阳的光时，将光接收元件的所接收的光输出确定为不表示光学通信信号，执行充电模式，并使用所接收的光输出作为充电功率。

11、如权利要求1或2所述的光学无线通信装置，

其中，所述电子设备为蜂窝电话。

12、如权利要求11所述的光学无线通信装置，

其中，在充电模式期间，控制单元将充电功率提供给蜂窝电话的电池，以对该电池充电。

13、如权利要求1或2所述的光学无线通信装置，

其中，所述电子设备为打印机。

14、如权利要求13所述的光学无线通信装置，

其中，控制单元在充电模式期间将充电功率提供到打印机，以帮助打印机的操作。

15、如权利要求1或2所述的光学无线通信装置，

其中，所述电子设备为电视接收器。

16、如权利要求15所述的光学无线通信装置，

其中，控制单元在充电模式期间将充电功率提供到电视接收器，以帮助电视接收器的操作。