JP2005236614A - Communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は通信システムに関する。 The present invention relates to a communication system.
従来から、照明光(可視光)に変調をかけて送信し、受信側で受信し復調することによって通信を行うことは考えられていた。これについては、例えば、下記特許文献1、2、3等の例がある。特許文献1および2は、蛍光灯のアーク電流に振幅変調等の変調をかけることで照明光である光にデータを重畳させるというものであるが、昨今、発光ダイオード(LED)の技術進展によって、蛍光灯や電球は、エネルギー効率が高く、耐久性に優れたLEDに置き換わりつつあり、卓上ランプや信号機などでは既にLEDが実用化されており、可視光LEDを用いて通信を行うことも可能となっている。
Conventionally, it has been considered to perform communication by modulating illumination light (visible light), transmitting it, and receiving and demodulating it on the receiving side. For example, there are examples of
しかしながら、これらの発明は、照明光に情報を乗せるというダウンストリームの情報伝送への適用として考えられたものであり、受信者側からの情報を発信するアップストリームの通信を行う手段を提供するものではなかった。 However, these inventions are considered to be applied to downstream information transmission in which information is put on illumination light, and provide means for performing upstream communication for transmitting information from the receiver side. It wasn't.
受信端末側の電源を用いてアップストリームの情報を送信する手段としては、図6に示すようなレーザーポインターのような微弱な可視レーザー光を用いて、送信機側へのアップストリーム情報を送信する手段が考えられる。図6において、受信端末9に備えられたポインター形式の可視光レーザー17が発する可視光に受信端末9側の信号による強度変調を施して信号光とし、その信号光を送信機15に備えられた受光器18に向けて放射し、受光器18はその信号光を電気信号に変換し、その電気信号に含まれる受信端末9側の信号をパーソナルコンピュータ等で構成される制御部11が抽出する。制御部11は、送信機15に備えられた光源16を駆動するための電流を供給する。光源16は可視光を放射する発光ダイオード(LED)の配列からなる。制御部11から光源16に供給される電流は、必要に応じて、ダウンストリームの情報伝送のために、送信機側信号によって変調され、強度変調された照明光が光源16から放射される。
As means for transmitting upstream information using the power supply on the receiving terminal side, the upstream information to the transmitter side is transmitted using weak visible laser light such as a laser pointer as shown in FIG. Means are conceivable. In FIG. 6, the visible light emitted from the pointer-type visible light laser 17 provided in the
また、ID情報を送出する手段としては、電波を用いたRF−IDタグ等の製品が存在する。 Further, as means for transmitting ID information, there are products such as RF-ID tags using radio waves.
しかしながら、指向性を持たせるために微弱可視光レーザーを使用した場合、微弱ではあってもレーザーを駆動するには、20mA以上の電流が必要であり、受信端末は、その小型化や電池交換、充電頻度を少なくする観点から省電力化が強く要求されており、消費電力は出来る限り小さくする必要がある。 However, when a weak visible light laser is used to provide directivity, a current of 20 mA or more is required to drive the laser even if it is weak. Power saving is strongly demanded from the viewpoint of reducing the charging frequency, and it is necessary to reduce power consumption as much as possible.
また、RF−IDタグでは電波は見ることが出来ないため、IDを送信したい対象が、近距離の場合は、接触などの手段によって、1対1に対応付けることが可能であるが、距離が遠くなり、ID送信源が複数ある場合、輻輳制御などの複雑な処理が必要となる。また、RF-IDタグでは、信号送出先のエリアを局所的に限定することが困難である。 In addition, since radio waves cannot be seen with an RF-ID tag, when an object to which ID is to be transmitted is a short distance, it can be associated one-to-one by means such as contact, but the distance is long. Thus, when there are a plurality of ID transmission sources, complicated processing such as congestion control is required. In addition, it is difficult for the RF-ID tag to locally limit the signal transmission destination area.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、送信先を局所的にポインティング可能であり、受信端末からのアップストリームの情報を低消費電力で送信する通信装置を構成要素の1つとする通信システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a communication apparatus capable of locally pointing a transmission destination and transmitting upstream information from a reception terminal with low power consumption. To provide a communication system as one of the components.
本発明においては、上記目的を達成するために、請求項1に記載のように、
第1の通信装置と第2の通信装置とからなる通信システムであり、前記第1の通信装置は外部から入射する可視光を信号によって強度変調し信号光として送出する手段を有し、前記第2の通信装置は前記第1の通信装置が送出する前記信号光を電気信号に変換する光電変換手段を有することを特徴とする通信システムを構成する。
In the present invention, in order to achieve the above object, as described in
A communication system comprising a first communication device and a second communication device, wherein the first communication device has means for modulating the intensity of visible light incident from the outside with a signal and transmitting it as a signal light. The
また、本発明においては、請求項2に記載のように、
第1の通信装置と第2の通信装置とからなる通信システムであり、前記第1の通信装置は、前記第2の通信装置に備えられ可視光を放射する光源が放射する可視光を信号によって強度変調し信号光として送出する手段を有し、前記第2の通信装置は、上記光源に加えて、前記第1の通信装置が送出する前記信号光を電気信号に変換する光電変換手段を有することを特徴とする通信システムを構成する。
In the present invention, as described in
A communication system comprising a first communication device and a second communication device, wherein the first communication device is configured to generate visible light emitted from a light source that is provided in the second communication device and emits visible light according to a signal. In addition to the light source, the second communication device has photoelectric conversion means for converting the signal light transmitted from the first communication device into an electric signal. The communication system characterized by this is configured.
また、本発明においては、請求項3に記載のように、
前記第2の通信装置が、前記光源から放射される可視光の前記光電変換手段への直接入射を妨げる遮光物を有することを特徴とする請求項2記載の通信システムを構成する。
In the present invention, as described in
3. The communication system according to
また、本発明においては、請求項4に記載のように、
前記第1の通信装置が、前記光源から放射される可視光を検知する受光部を有し、前記受光部からの検知信号により、自動的に、前記光源から放射される可視光を信号によって強度変調し信号光として送出することを特徴とする請求項2または3記載の通信システムを構成する。
In the present invention, as described in
The first communication device has a light receiving unit that detects visible light emitted from the light source, and automatically detects the intensity of the visible light emitted from the light source based on a detection signal from the light receiving unit. 4. The communication system according to
本発明の実施により、送信先を局所的にポインティング可能であり、受信端末からのアップストリームの情報を低消費電力で送信する通信装置を構成要素の1つとする通信システムを提供することが可能となる。 By implementing the present invention, it is possible to provide a communication system that can point a transmission destination locally and includes a communication device that transmits upstream information from a reception terminal with low power consumption as one of its constituent elements. Become.
本発明に係る通信システムにおいては、アップストリームの情報伝達を、構成要素の1つである通信装置に外部から入射する可視光を強度変調してアップストリームの信号光として送出する。可視光を用いているので、送信先を局所的にポインティング可能であり、受信端末からのアップストリームの情報(例えば、受信端末のID情報)を照明光等の光エネルギーを再利用して送信するので、受信端末側で消費する電力を削減することが可能となる。 In the communication system according to the present invention, upstream information transmission is performed by modulating the intensity of visible light incident on the communication apparatus, which is one of the components, from the outside and transmitting it as upstream signal light. Since visible light is used, the destination can be pointed locally, and upstream information from the receiving terminal (for example, ID information of the receiving terminal) is transmitted by reusing light energy such as illumination light. Therefore, it is possible to reduce the power consumed on the receiving terminal side.
以下に、本発明を、実施の形態例によって説明する。 Hereinafter, the present invention will be described by way of embodiments.
(実施の形態例1)
本発明に係る第1の実施の形態例を図1に示す。図1において、1は第1の通信装置であり、2は第2の通信装置である。第1の通信装置1には、外部から入射する可視光(図1においては、太陽または地上光源である光源3からの可視光)のエネルギーを受光するためのレンズ4、集光および反射のための凹面鏡5、および、この集光された反射光を通過させたり遮断したりする機械式シャッターあるいは電気的に透明度が変化する液晶シャッターのような光シャッター6が備えられている。太陽または地上光源である光源3からの可視光はレンズ4、凹面鏡5を経由して光シャッター6に達し、光シャッター6の開閉によって強度変調を受け、信号光として第1の通信装置1外部へ送出される。光シャッター6の開閉は、例えば、IDなどの個別情報をデジタルコード化した信号に従って行われる。このようにして、レンズ4、凹面鏡5および光シャッター6は、外部から入射する可視光を信号によって強度変調し信号光として送出する手段を構成する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a first embodiment according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a first communication device, and 2 is a second communication device. The
コード化した信号の一例を図2に示す。 An example of the coded signal is shown in FIG.
第2の通信装置2には、上記信号光を集光する集光レンズ7と、上記信号光を電気信号に変換する光電変換手段である受光器8とが備えられている。第2の通信装置2に入射する上記信号光は集光レンズ7によって集光され、受光器8に入射し、受光器8によって電気信号に変換される。
The
以上説明したように、本実施の形態例によれば、第1の通信装置1は、環境に存在する光エネルギーを再利用して、IDなどの個別情報を送信することが出来、第1の通信装置1には、特別に発光部を設ける必要が無く、第1の通信装置1の構成を簡略化すると共にその消費電力を削減することが出来る。
As described above, according to the present embodiment, the
また、更に、信号光が可視光であるという特性を利用しているため、レーザーポインターと同様に送信先のエリアを局所的に限定することが可能で、前記IDなどの送信源が複数存在し、伝送距離が長い場合でも人間が送信先を光のスポットとして認識可能であり、したがって送信先のエリアを限定し、送信先を選定することが出来る。 In addition, since the signal light is visible light, it is possible to locally limit the transmission destination area in the same manner as the laser pointer, and there are a plurality of transmission sources such as the ID. Even when the transmission distance is long, a person can recognize the transmission destination as a light spot, and therefore, the transmission destination can be selected by limiting the transmission destination area.
(実施の形態例2)
本発明に係る第2の実施の形態例を、図3を用いて説明する。図3において、図1と共通するものには同一の符号を付し、その説明を省略する。図3に示すように、本実施の形態例においては、第1の通信装置1は受信端末9と一体化されている。また、第2の通信装置2は送信機としての役割も果たす。
(Embodiment 2)
A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. 3 that are the same as those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the
第2の通信装置2には、可視光を放射する光源10として、送信機側LEDアレイ(LEDアレイは発光ダイオードの配列を表す)が備えられている。光源10が放射する可視光は、第1の通信装置1に入射し、第1の通信装置1によって強度変調を受けて信号光となり、第2の通信装置2に送り返され、受光器8によって電気信号に変換される。
The
第1の通信装置1は、光シャッター6によって、可視光を送信機側(第2の通信装置2側)へ戻すか戻さないかを操作することが出来る。この速度は、通信速度に比較して非常にゆっくりとしたミリ秒から秒の単位で光の強度変化として送信することにより、光源10が放射する可視光が送信機側の信号によって強度変調を受けていたとしても、その送信機側信号の影響を受けることなく、IDなどの単純な情報を送信機側へ送信することが出来る。
The
パーソナルコンピュータ(PC)等で構成される制御部11は、光源10を駆動するための電流を送信機側の信号によって変調する機能、受光器8の出力である電気信号から、IDなどの受信端末9側の情報を抽出する機能等を有する。制御部11から光源10に供給される電流は、必要に応じて、ダウンストリームの情報伝送のために、送信機側信号によって変調され、強度変調された照明光が光源10から放射される。
The control unit 11 constituted by a personal computer (PC) or the like receives a function for modulating the current for driving the
以上説明したように、可視光通信送信機側からの光信号を再利用して、IDなどの受信端末側の情報を送信することが出来、受信側に特別に発光部を設ける必要が無く、受信端末の構成を簡略化すると共に通信のための光エネルギーに送信側の光エネルギーを利用しているため受信端末の消費電力を削減することが出来る。 As described above, the optical signal from the visible light communication transmitter side can be reused to transmit information on the receiving terminal side such as an ID, and there is no need to provide a light emitting unit specially on the receiving side. The power consumption of the receiving terminal can be reduced because the structure of the receiving terminal is simplified and the light energy on the transmitting side is used as the light energy for communication.
(実施の形態例3)
本発明に係る第3の実施の形態例を、図4を用いて説明する。図4において、図1または図3と共通するものには同一の符号を付し、その説明を省略する。図4に示すように、実施の形態例2で述べたように送信機側からの光を反射して、再度送信機側に送る際に、送信機側の受光器8において、送信機側の光源10からの光が直接受光器8に入射して、受信端末9側からの信号光を受光する際のノイズとならないように、第2の通信装置2には、送信側発光部(光源10)からの直接光を遮蔽するフード12を設ける。フード12は、光源10が放射する可視光が受光器8に直接入射することを妨げる遮光物である。
(Embodiment 3)
A third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. 4 that are the same as those in FIG. 1 or 3 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. As shown in FIG. 4, when the light from the transmitter side is reflected and sent to the transmitter side again as described in the second embodiment, the
以上説明したように、フード12によって、送信機側(第2の通信装置2側)からの直接光の影響を低減できるため、受信端末9側からの光信号のSN比を向上させることが可能となる。
As described above, since the influence of direct light from the transmitter side (
(実施の形態例4)
本発明に係る第4の実施の形態例を、図5を用いて説明する。図5において、図1または図3と共通するものには同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態例2と同様に送信側からの光を反射することで、受信端末側のID情報を送信機側へ送出する仕組みは、同じであるが、ここでは、送信機からの光が届かない場所にある場合は、受信側は、待機モードにあり、受信光を検知すると、そのエネルギーをトリガーにして動作モードに移行すると共にID等の受信端末側からの情報も自動送信する。このようなモードの移行は、第1の通信装置1に備えられた受光部14に、送信機側の光源10が放射する可視光が集光レンズ13を通して入射したときに、それに応じて、受光部14が出力する検知信号によって自動的に行われる。上記のモードの移行が行われると、送信機側は、第1の通信装置1が第2の通信装置2からの信号を受信可能なエリアにあることを検知し、送信機側からの情報送信を開始する。
(Embodiment 4)
A fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. 5 that are the same as those in FIG. 1 or 3 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. Similar to the second embodiment, the mechanism for sending the ID information on the receiving terminal side to the transmitter side by reflecting the light from the transmitting side is the same, but here the light from the transmitter has arrived. If there is no place, the receiving side is in a standby mode, and when receiving light is detected, it shifts to the operation mode using the energy as a trigger and automatically transmits information such as ID from the receiving terminal side. Such a mode transition occurs when visible light emitted from the
以上説明したように、第1の通信装置1が、第2の通信装置2からの信号を受信可能なエリアにあることを自動的に検知し、それによって、第1の通信装置1は動作モードに移行し、さらに動作モードに移行したときにID情報などを自動送信するため、これらに関わるユーザーの操作が不要となりユーザビリティーが向上する。
As described above, the
なお、本実施の形態例に、第3の実施の形態例におけるフード12を付加すれば、第3の実施の形態例と同様に、フード12によって、送信機側(第2の通信装置2側)からの直接光の影響を低減できるため、受信端末9側からの光信号のSN比を向上させることが可能となる。
If the
1…第1の通信装置、2…第2の通信装置、3…太陽または地上光源、4…レンズ、5…凹面鏡、6…光シャッター、7…集光レンズ、8…受光器、9…受信端末、10…光源、11…制御部、12…フード、13…集光レンズ、14…受光部、15…送信機、16…光源、17…可視光レーザー、18…受光器。
DESCRIPTION OF
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