JP2005005996A - Optical transmission/reception system and reception terminal - Google Patents
Optical transmission/reception system and reception terminal Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005005996A JP2005005996A JP2003166637A JP2003166637A JP2005005996A JP 2005005996 A JP2005005996 A JP 2005005996A JP 2003166637 A JP2003166637 A JP 2003166637A JP 2003166637 A JP2003166637 A JP 2003166637A JP 2005005996 A JP2005005996 A JP 2005005996A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- solar cell
- light
- power
- reception system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は光送受信システム及び受信端末に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】「特開2001−99964号公報」
【非特許文献1】「論文“SOI circuit Technology for Batteryless Mobile System withGreen Energy Sources,”Norio Hama,Aritsugu Yajima,Yoshifumi Yoshida,Fumiyasu Utsunomiya,Junichi Kodate,Tsuneo Tsukahara,and Takakuni Douseki,2002 Symposium On VLSI Circuits Digest of Technical Papers,pp.280−283」
最近、環境光をエネルギー源とするバッテリレス端末(電池を使用しない端末)が開発されている。例えば、上記非特許文献1には、環境光をエネルギー源とするバッテリレス端末の一例が報告されている。
【0003】
室内光をエネルギー源とした場合の従来のバッテリレス端末の構成を図6に示す。このバッテリレス端末である受信器1は太陽電池2、RF受信器3及び表示器4からなる。ライト5からの光を太陽電池2で受光し、太陽電池2はRF受信器3及び表示器4に電力を給電している。
【0004】
また、上記特許文献1には、環境光をエネルギー源とし、外部データ送信装置から入力される光信号を受け、その光信号からデータを抽出して記憶する、太陽電池を有する電子時計が記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図6に示した従来のバッテリレス端末(受信器1)では、RF受信器3を通して無線通信を行なうため、消費電力が10mW以上と、バッテリレスシステムとして消費電力が大きくなる問題があった。
【0006】
また、上記特許文献1に記載の、太陽電池を有する電子時計を使用する場合には環境光とは別の光信号を出射する外部データ送信装置が必要であり、その外部データ送信装置へエネルギーを供給しなければならないという問題があった。
【0007】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、低消費電力のバッテリレス受信端末を構成要素とする光送受信システム及び低消費電力のバッテリレス受信端末を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明においては、請求項1に記載したように、
光強度が信号によって変調される照明光を放射する送信器と、前記照明光を太陽電池で受け、該太陽電池で電力受給と信号受信とを同時に行う受信端末とを構成要素とする光送受信システムを構成する。
【0009】
また、本発明は、請求項2に記載のように、
請求項1記載の光送受信システムにおいて、上記送信器が、上記照明光を放射する手段として、発光強度が上記信号によって変調される白色発光ダイオードを有することを特徴とする光送受信システムを構成する。
【0010】
また、本発明は、請求項3に記載のように、
請求項1又は2記載の光送受信システムにおいて、上記信号の波形がFSK方式の信号波形もしくはASK方式の信号波形であることを特徴とする光送受信システムを構成する。
【0011】
また、本発明は、請求項4に記載のように、
請求項1、2または3記載の光送受信システムにおいて、上記受信端末は上記太陽電池が出力する電力を、光強度検知器、CPU及び表示器に、それぞれに適する電圧の電力として供給する電源変換回路を有し、前記光強度検知器はハイパスフィルタ、ゲインアンプ及びコンパレータからなり上記太陽電池の出力電圧の変化をディジタル信号に変換して前記CPUに入力することを特徴とする光送受信システムを構成する。
【0012】
また、本発明は、請求項5に記載のように、
光強度が信号によって変調される照明光を太陽電池で受け、該太陽電池で電力受給と信号受信とを同時に行う受信端末を構成する。
【0013】
また、本発明は、請求項6に記載のように、
請求項5記載の受信端末において、上記太陽電池が出力する電力を、光強度検知器、CPU及び表示器に、それぞれに適する電圧の電力として供給する電源変換回路を有し、前記光強度検知器はハイパスフィルタ、ゲインアンプ及びコンパレータからなり上記太陽電池の出力電圧の変化をディジタル信号に変換して前記CPUに入力することを特徴とする受信端末を構成する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の詳細を実施の形態例によって説明する。
【0015】
以下の実施の形態例においては、光強度が信号によって変調される照明光を放射する送信器として、発光強度が信号によって変調される白色発光ダイオード(白色LED)を有する送信器を用いる。
【0016】
本発明に係る光送受信システムは、無線通信に、光強度が信号によって変調される照明光を用いたことを特徴とし、電波を用いた従来の無線送受信システムとは大きく異なる。また、本発明に係る受信端末は従来の無線情報端末とは大きく異なる。
【0017】
(実施の形態例1)
図1は、本発明の第1の実施の形態例である光送受信システムを説明する図である。本光送受信システムは、受信端末である受信器10と、送信器であるライト11とを構成要素とする。受信器10は太陽電池12、表示器13及び光強度検知器14からなる。ライト11は白色LED15を構成要素としており、白色LED15の発光強度を変調するための駆動回路16が付加されている。本構成では、白色LED15の光強度を変調させながら、該光を太陽電池12へ照射させる。太陽電池12に入射した白色LED15からの光は太陽電池12によって電力に変換され、受信器10を動作させるための電力として使われる。また、その光強度の変化は光強度検知器14で電気信号に変換される。このようにして、ライト11と受信器10とを用いることによって、従来のRF受信器なしに通信を行なうことができる。
【0018】
特に、ライト11側の駆動回路16の消費電力は、ライト11が消費する電力に比べて、十分に小さい。すなわち、白色LED15が放射する白色光を信号搬送波として利用するために余分に必要となる電力は、ライト11が消費する電力に比べて無視しうるほどに小さい。このように、本発明においては、光信号を発生する送信装置を別途設ける必要がなく、システムの簡素化と省エネルギー化が可能となる。
【0019】
また、受信器10の光強度検知器14の消費電力は、太陽電池12で発生した電位を検知するだけでよいので、消費電力は2〜3mWと小さい。
【0020】
表示器13は、例えばLCD(液晶表示素子)等で構成され、受信した信号によってもたらされる情報等を表示する。
【0021】
なお、駆動回路16は、LED15の直近に配置してもいいし、ライト11のライト台に配置してもよい。
【0022】
(実施の形態例2)
図2は、本発明の第2の実施の形態例である、本発明に係る光送受信システムの送信器の実施の形態例を説明する図である。本実施の形態例によって、電灯線あるいは別途の送信ケーブルから送信された送信データを信号変調回路17で変調信号に変換し、その変調信号によってLED駆動用トランジスタ18のゲートを駆動することにより、白色LED19に流す電流を制御して白色LED19が放射する光強度を変調できる。なお、信号変調回路17は、白色LED19に照明用の光放射をさせるための電圧Vrefと、白色LED19が放射する白色光を送信するデータに従って変調するための電圧ΔVrefとの合計電圧を発生する。
【0023】
(実施の形態例3)
図3は、本発明の第3の実施の形態例である、本発明に係る光送受信システムの受信端末の実施の形態例を説明する図である。図において、電源変換回路23は太陽電池12が出力する電力に電圧調整を施した後に各構成要素に供給するための回路であり、CPU24は各構成要素の制御するためのユニットであり、LCD25は表示器13の構成要素である。
【0024】
本実施の形態において、太陽電池12を電源供給と信号伝搬に用いるため、要素ブロックも電源供給パスと信号供給パスとによって連結されている。電源供給パス部では、電源変換回路23により、CPU24、LCD25及び光強度検知器14に一定の電源を供給している。信号供給パス部において、光強度検知器14は、光変調された太陽電池12の出力から伝送データ信号を取り出す。光強度検知器14はハイパスフィルタ20、ゲインアンプ21及びコンパレータ22からなる。蛍光灯等、屋内照明による外部雑音の影響を除去するため、ハイパスフィルタ20によって、太陽電池で発生した低周波のノイズを除去して所望の信号だけを取り出し、その信号を後段のゲインアンプ21で増幅し、コンパレータ22で“0”、“1”のディジタル信号に変換している。コンパレータ22のディジタル出力はCPU24に入力される。本回路構成では、主として太陽電池12で発生した微小信号を増幅するだけですむので、光強度検知器14の消費電力は1mW以下に抑えられる。なお、ここでは、太陽電池12を電力供給と信号伝送に用いたが、信号伝送用に光応答が速い別の太陽電池を設けてもよい。
【0025】
図4は、上記実施の形態例において、ディジタル通信方式を用いた場合の一例を示す図である。白色LEDの光を照明としても使用するため、光がちらつかないように、常に信号の強度の平均値が時間的に変動しないように、“0”、“1”データとして、立ち上がりあるいは立ち下がり波形を用いた。図4においては、立ち上がり波形を“0”とし、立ち下がり波形を“1”としている。
【0026】
図5は、上記実施の形態例において、アナログ通信方式を用いた場合の例を、信号波形によって示す図である。図に示したように、FSK方式やASK方式のように信号強度の平均値が信号強度の中心値になる方式が有用である。
【0027】
なお、上記太陽電池12として、シリコン系のバルク型、多結晶型アモルファスシリコン太陽電池を用いることができる。
【0028】
また、上記白色LED15として、各LEDが白色光を放射するものを用いる必要はなく、例えば、赤、緑、青、それぞれに発光する単色LEDを組み合わせて用いてもよく、さらに、複数のLEDのすべてについて発光強度の変調を行わなくてもよい。
【0029】
以上説明したように、本発明に係る光送受信システム及び受信端末においては、照明光を照明、エネルギー供給及び信号搬送の3手段として用いることを特徴とし、この特徴によって、バッテリーレス端末における消費エネルギーの低減とシステムの簡素化とを可能としている。
【0030】
【発明の効果】
本発明の実施によって、低消費電力のバッテリレス受信端末を構成要素とする光送受信システム及び低消費電力のバッテリレス受信端末を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態例である光送受信システムを説明する図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態例である、本発明に係る光送受信システムの送信器の実施の形態例を説明する図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態例である、本発明に係る光送受信システムの受信端末の実施の形態例を説明する図である。
【図4】本発明に係る光送受信システムにおいて、ディジタル通信方式を用いた場合の一例を示す図である。
【図5】本発明に係る光送受信システムにおいて、アナログ通信方式を用いた場合の例を示す図である。
【図6】室内光をエネルギー源とした場合の従来のバッテリレス端末の構成を示す図である。
【符号の説明】
1…受信器、2…太陽電池、3…RF受信器、4…表示器、5…ライト、10…受信器、11…ライト、12…太陽電池、13…表示器、14…光強度検知器、15…白色LED、16…駆動回路、17…信号変調回路、18…LED駆動用トランジスタ、19…白色LED、20…ハイパスフィルタ、21…ゲインアンプ、22…コンパレータ、23…電源変換回路、24…CPU、25…LCD。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical transmission / reception system and a receiving terminal.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1] "Japanese Patent Laid-Open No. 2001-99964"
Non-Patent Document 1] "paper" SOI circuit Technology for Batteryless Mobile System withGreen Energy Sources, "Norio Hama, Aritsugu Yajima, Yoshifumi Yoshida, Fumiyasu Utsunomiya, Junichi Kodate, Tsuneo Tsukahara, and Takakuni Douseki, 2002 Symposium On VLSI Circuits Digest of "Technical Papers, pp. 280-283"
Recently, batteryless terminals (terminals that do not use batteries) using environmental light as an energy source have been developed. For example, Non-Patent
[0003]
FIG. 6 shows a configuration of a conventional battery-less terminal when indoor light is used as an energy source. The
[0004]
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional batteryless terminal (receiver 1) shown in FIG. 6, since wireless communication is performed through the RF receiver 3, there is a problem that the power consumption becomes large as a batteryless system when the power consumption is 10 mW or more.
[0006]
In addition, when using an electronic timepiece having a solar cell described in
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an optical transmission / reception system including a low power consumption batteryless receiving terminal as a constituent element and a low power consumption batteryless receiving terminal.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, as described in
An optical transmission / reception system comprising a transmitter that emits illumination light whose light intensity is modulated by a signal, and a receiving terminal that receives the illumination light by a solar cell and simultaneously receives power and receives a signal by the solar cell. Configure.
[0009]
Further, the present invention provides the following, as described in claim 2.
2. The optical transmission / reception system according to
[0010]
Further, the present invention provides a method as claimed in claim 3.
3. The optical transmission / reception system according to
[0011]
Further, the present invention provides the following, as described in
4. The power transmission / reception system according to
[0012]
Further, the present invention provides the following, as described in
A solar cell receives illumination light whose light intensity is modulated by a signal, and the solar cell constitutes a receiving terminal that simultaneously receives power and receives signals.
[0013]
Further, the present invention provides the following, as described in
6. The receiving terminal according to
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Details of the present invention will be described below with reference to embodiments.
[0015]
In the following embodiments, a transmitter having a white light emitting diode (white LED) whose light emission intensity is modulated by a signal is used as a transmitter that emits illumination light whose light intensity is modulated by a signal.
[0016]
The optical transmission / reception system according to the present invention is characterized in that illumination light whose light intensity is modulated by a signal is used for wireless communication, and is greatly different from a conventional wireless transmission / reception system using radio waves. Further, the receiving terminal according to the present invention is greatly different from the conventional wireless information terminal.
[0017]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram for explaining an optical transmission / reception system according to a first embodiment of the present invention. The optical transmission / reception system includes a receiver 10 as a receiving terminal and a
[0018]
In particular, the power consumption of the
[0019]
Moreover, since the power consumption of the
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of a transmitter of an optical transmission / reception system according to the present invention, which is a second embodiment of the present invention. According to the present embodiment, transmission data transmitted from a power line or a separate transmission cable is converted into a modulation signal by the
[0023]
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a diagram for explaining an embodiment of a receiving terminal of an optical transmission / reception system according to the present invention, which is a third embodiment of the present invention. In the figure, a
[0024]
In the present embodiment, since the
[0025]
FIG. 4 is a diagram showing an example when the digital communication method is used in the above embodiment. Since the white LED light is also used as illumination, the rising or falling waveform is used as “0” or “1” data so that the average value of signal intensity does not fluctuate with time so that the light does not flicker. Was used. In FIG. 4, the rising waveform is “0” and the falling waveform is “1”.
[0026]
FIG. 5 is a diagram showing an example of the case where the analog communication method is used in the above-described embodiment by a signal waveform. As shown in the figure, a method in which the average value of the signal strength becomes the center value of the signal strength, such as the FSK method and the ASK method, is useful.
[0027]
As the
[0028]
Moreover, it is not necessary to use what emits white light as each said white LED15, for example, you may use combining single color LED which light-emits each in red, green, blue, and also more than one LED. It is not necessary to modulate the emission intensity for all.
[0029]
As described above, in the optical transmission / reception system and the receiving terminal according to the present invention, the illumination light is used as three means of illumination, energy supply, and signal transport. Reduction and system simplification are possible.
[0030]
【The invention's effect】
By implementing the present invention, it is possible to provide an optical transmission / reception system including a low power consumption batteryless receiving terminal as a component and a low power consumption batteryless receiving terminal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an optical transmission / reception system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of a transmitter of an optical transmission / reception system according to the present invention, which is a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining an embodiment of a receiving terminal of an optical transmission / reception system according to the present invention, which is a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an example when a digital communication method is used in the optical transmission / reception system according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an example of using an analog communication method in the optical transmission / reception system according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional battery-less terminal when indoor light is used as an energy source.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003166637A JP2005005996A (en) | 2003-06-11 | 2003-06-11 | Optical transmission/reception system and reception terminal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003166637A JP2005005996A (en) | 2003-06-11 | 2003-06-11 | Optical transmission/reception system and reception terminal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005005996A true JP2005005996A (en) | 2005-01-06 |
Family
ID=34092743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003166637A Pending JP2005005996A (en) | 2003-06-11 | 2003-06-11 | Optical transmission/reception system and reception terminal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005005996A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7674391B2 (en) | 2006-06-07 | 2010-03-09 | Opnext Japan, Inc. | Manufacturing method of optical semiconductor device |
CN109212479A (en) * | 2018-09-12 | 2019-01-15 | 浙江大学 | Taking under a kind of plane environment can localization method |
JP2020160532A (en) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | Information input device, information input system, and program |
WO2023248916A1 (en) * | 2022-06-20 | 2023-12-28 | 京セラ株式会社 | Optical power-supply system, power-supply device, and power-receiving device |
-
2003
- 2003-06-11 JP JP2003166637A patent/JP2005005996A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7674391B2 (en) | 2006-06-07 | 2010-03-09 | Opnext Japan, Inc. | Manufacturing method of optical semiconductor device |
CN109212479A (en) * | 2018-09-12 | 2019-01-15 | 浙江大学 | Taking under a kind of plane environment can localization method |
JP2020160532A (en) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | Information input device, information input system, and program |
WO2023248916A1 (en) * | 2022-06-20 | 2023-12-28 | 京セラ株式会社 | Optical power-supply system, power-supply device, and power-receiving device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pang et al. | LED traffic light as a communications device | |
CN102307063A (en) | Voice information notification system based on LED visible light | |
CN202309713U (en) | Voice message notification system based on LED (Light Emitting Diode) visible light | |
JP2006237869A (en) | Illumination light transmission system | |
JP2011505053A (en) | Intrinsic flux detection | |
ATE387702T1 (en) | THREE-COLOR LED DISPLAY SYSTEM WHICH HAS AN AUDIO OUTPUT | |
CN215378927U (en) | Audio transmission system based on visible light communication | |
JP2005236667A (en) | Communication system | |
KR101954713B1 (en) | LED electric lighting board based on Wireless communication contained VLC transfer module | |
JP2005005996A (en) | Optical transmission/reception system and reception terminal | |
Zaiton et al. | Pulse position modulation characterization for indoor visible light communication system | |
CN109981170B (en) | Wireless optical communication system and method | |
Sharmila et al. | Audio Transmission using Li-Fi Technology | |
CN204482022U (en) | visible light communication music earphone and visible light communication music playing system | |
Douseki | A batteryless optical-wireless system with white-LED illumination | |
KR101949809B1 (en) | A Driving method of LED electric lighting board based on Wireless communication contained VLC transfer module | |
CN106357333B (en) | A kind of transmitting terminal application-specific integrated circuit based on visible light communication | |
CN107846751B (en) | Lighting device with signal editing function, lighting system and electronic device | |
Pang | Information technology based on visible LEDs for optical wireless communications | |
JP4040538B2 (en) | Optical transmission / reception system and optical receiving semiconductor device | |
CN104601236A (en) | Reflection principle based visible light communication system and method | |
CN207995094U (en) | Visible light communication emitter based on white light LEDs | |
CN210518943U (en) | Intelligent lamp pole system with visible light communication function | |
Taufik et al. | Development of an audio transmission system through an indoor visible light communication link | |
Ashida et al. | A VLC receiving devise using audio jacks with a folding noise |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050727 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070611 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070619 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071030 |