JP2006279747A - Optical transmitter, optical receiver and optical communication system - Google Patents

Optical transmitter, optical receiver and optical communication system Download PDF

Info

Publication number
JP2006279747A
JP2006279747A JP2005098416A JP2005098416A JP2006279747A JP 2006279747 A JP2006279747 A JP 2006279747A JP 2005098416 A JP2005098416 A JP 2005098416A JP 2005098416 A JP2005098416 A JP 2005098416A JP 2006279747 A JP2006279747 A JP 2006279747A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
information
light
circuit
signal
spreading
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.)
Granted
Application number
JP2005098416A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4665585B2 (en
Inventor
Toshio Hanabusa
敏夫 英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP2005098416A priority Critical patent/JP4665585B2/en
Publication of JP2006279747A publication Critical patent/JP2006279747A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4665585B2 publication Critical patent/JP4665585B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the quantity of information to be sent out by N times by increasing the number of light-emitting elements by N times and to rightly separately identify N information lights at a receiving side. <P>SOLUTION: A despreading section (9(2)) includes: an average value extraction circuit (12) which extracts a DC component and a low-frequency components of a signal from a light-receiving section to generate a reference signal comprised of the DC component and the low-frequency component; a polarity switching circuit (13) which inputs the signal from the light-receiving section, a spreading code from a spreading code generating circuit and the reference signal, outputs the spreading code as it is if the spreading code is greater than the reference signal and inverts out the spreading code if the spreading code is smaller than the reference signal; an integration circuit (14) which integrates the signal from the polarity switching circuit and outputs a sample/hold value of the integrated value; and a binarizing circuit (15) for binarizing the output of the integration circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、たとえば、店頭における商品説明、博物館や展覧会における展示品説明、建築物等のランドマーク表示、広告表示、遊園地等の遊戯施設混雑状態表示など、様々な用途に利用できる光送信機、光受信機及び光通信システムに関する。   The present invention is an optical transmission that can be used for various purposes such as product descriptions at stores, descriptions of exhibits in museums and exhibitions, landmark display of buildings, advertisement display, display of congestion status of amusement facilities such as amusement parks, etc. The present invention relates to an optical receiver, an optical receiver, and an optical communication system.

従来から、商品や展示品などに関する情報の提示、あるいは、建築物等のランドマーク表示、広告表示、遊園地等の遊戯施設混雑状態表示などは、もっぱら、紙、垂れ幕、看板またはプレートなど(以下、便宜的に「情報提示物」という。)の上に書かれた文字情報の形で行われていた。   Conventionally, the presentation of information on products and exhibits, or the display of landmarks for buildings, advertisements, and the status of amusement parks such as amusement parks have been made exclusively of paper, banners, billboards, plates, etc. For the sake of convenience, it was called “Information Presentation”).

しかし、このような文字主体の情報提示は、(1)情報提示対象物の数が多い場合、看板等の情報提示物の数も多くなり、肝心の対象物が目立たなくなるうえ、情報提示物と情報提示対象物との対応関係が把握しにくく、誤った情報理解、例えば、商品Aの情報を商品Bの情報と誤解してしまうことがある。(2)また、情報提示物の上に書かれた文字情報は、通常の視力を有する人であれば誰でも読み取ることができるため、特定の人だけを対象とした限定的情報(例えば、商品の仕入価格や最大値引率等)を提示する場合は、符牒化して書込むなどの保全策を講じるが、あまり複雑な符牒化は使い勝手が悪いことから簡単なものにせざるを得ず、情報の保全効果が低下して容易に読み取られるおそれがある。   However, such text-based information presentation is as follows: (1) When there are a large number of information presentation objects, the number of information presentation objects such as signboards increases, and the important objects become inconspicuous, and information presentation objects and information presentation objects It is difficult to understand the correspondence relationship between the product A and the wrong information. For example, the product A information may be misunderstood as the product B information. (2) Since the text information written on the information presentation can be read by anyone with normal vision, limited information (for example, merchandise) In order to present the purchase price and maximum discount rate, etc., we will take conservation measures such as encoding and writing. However, since complicated encoding is not easy to use, it must be simple and information There is a risk that the maintenance effect of the image will be reduced and read easily.

そこで、本件出願人は、先に、光空間伝送による情報伝送を利用することによって、情報提示対象品とその提示情報との対応関係を明確にして情報把握の誤解をなくすことができる「情報伝送方式、情報伝送方法、撮像装置及び情報伝送方法」を提案している(特許文献1参照)。以下、この提案に係る技術を、従来技術という。   Therefore, the applicant of the present invention can first make clear the correspondence between the information presentation target product and the presentation information by using information transmission by optical space transmission, and eliminate the misunderstanding of information grasping. System, information transmission method, imaging apparatus and information transmission method "(see Patent Document 1). Hereinafter, the technique according to this proposal is referred to as a conventional technique.

従来技術の原理は、概略、次のとおりである。なお、説明の都合上、光送信機から光受信機に送る送信情報TXを「01011000」の8ビットのビット列とする。   The principle of the prior art is roughly as follows. For convenience of explanation, transmission information TX sent from the optical transmitter to the optical receiver is assumed to be an 8-bit bit string “01011000”.

光送信機は、まず、予め決められているMビットの二つの拡散符号(C0及びC1という)を用いて、送信情報TXの各ビットを拡散符号化する。拡散符号C0、C1とは、自然界の光などの外乱光の点滅パターンと異なる繰り返しパターンを持つ符号のことをいう。たとえば、M=5、C0=00101、C1=11010などとすることができる。   The optical transmitter first performs spreading coding on each bit of the transmission information TX using two predetermined M-bit spreading codes (referred to as C0 and C1). The spreading codes C0 and C1 refer to codes having a repetitive pattern different from a blinking pattern of disturbance light such as natural light. For example, M = 5, C0 = 00101, C1 = 111010, and the like.

今、拡散符号C0を送信情報TXの論理0に割り当て、拡散符号C1を送信情報TXの論理1に割り当てることにすると、拡散後の送信情報TXは、C0、C1、C0、C1、C1、C0、C0、C0の並びになる。つまり、8ビットのビット列(01011000)である送信情報TXが、M×8ビットの信号(00101,11010,00101,11010,11010,00101,00101,00101)に拡散されたことになる。なお、( )内のカンマは送信情報TXの各ビットを示すための便宜的な区切り記号である。   If the spreading code C0 is assigned to the logic 0 of the transmission information TX and the spreading code C1 is assigned to the logic 1 of the transmission information TX, the spread transmission information TX is C0, C1, C0, C1, C1, C0. , C0, C0. That is, transmission information TX, which is an 8-bit bit string (01011000), is spread into M × 8-bit signals (00101, 11010, 00101, 11010, 11010, 00101, 00101, 00101). Note that the commas in parentheses are convenient delimiters for indicating each bit of the transmission information TX.

光送信機は、上記拡散後の送信情報TXの各ビットの論理(0/1)に従って、LED等の単一の発光素子を点滅させ、当該論理情報を持つ情報光を空間に発射する。この情報光は、M×8ビットの信号(00101,11010,・・・・)の各ビットの論理が“0”のときに暗(輝度ゼロまたは所定値以下の輝度)となり、論理が“1”のときに明(暗に対して明と視認される輝度または所定値以上の輝度)となる単一の点滅光(情報光)である。   The optical transmitter blinks a single light emitting element such as an LED in accordance with the logic (0/1) of each bit of the transmission information TX after spreading, and emits information light having the logical information to the space. This information light is dark (luminance zero or luminance below a predetermined value) when the logic of each bit of the M × 8-bit signal (00101, 11010,...) Is “0”, and the logic is “1”. Is a single blinking light (information light) that becomes bright (brightness that is visually recognized as being brighter than dark or a luminance that is equal to or higher than a predetermined value).

一方、光受信機は、光送信機の点滅光を受光素子で受光し、その受光信号を二値信号に変換して逆拡散する。逆拡散に用いられる拡散符号は、光送信機の拡散符号C0、C1と同じものである。この逆拡散では、二値信号のビット列をMビットずつに区切り、二つの拡散符号C0、C1との一致/不一致を判定し、一致した方の拡散符号に対応する論理に変換するという処理を行う。具体的には、ある区分のビット列が「00101」である場合は、このビット列は一方の拡散符号C0に一致するので、拡散符号C0の論理(=0)に変換し、また、他のある区分のビット列が「11010」である場合は、このビット列は他方の拡散符号C1に一致するので、拡散符号C1の論理(=1)に変換するという処理をすべての区分について繰り返し実行する。   On the other hand, the optical receiver receives the blinking light of the optical transmitter with a light receiving element, converts the received light signal into a binary signal, and despreads it. The spreading code used for despreading is the same as the spreading codes C0 and C1 of the optical transmitter. In this despreading, the bit sequence of the binary signal is divided into M bits, a match / mismatch between the two spread codes C0 and C1 is determined, and a process of converting to a logic corresponding to the matched spread code is performed. . Specifically, when the bit string of a certain section is “00101”, this bit string matches one spreading code C0, so it is converted to the logic (= 0) of the spreading code C0, and another certain section When this bit string is “11010”, since this bit string matches the other spreading code C1, the process of converting to the logic (= 1) of the spreading code C1 is repeatedly executed for all sections.

これにより、最終的に、M×8ビットの点滅パターン(00101,11010,00101,11010,11010,00101,00101,00101)が、8ビットの受信情報RX(01011000)に復元され、したがって、前記の送信情報TXを受信側で再生することができる。   As a result, the blinking pattern of M × 8 bits (00101, 11010, 00101, 11010, 11010, 00101, 00101 and 00101) is finally restored to the 8-bit reception information RX (01011000). Transmission information TX can be reproduced on the receiving side.

特開2003−179556号公報JP 2003-179556 A

このように、従来技術においては、LED等の光の点滅を利用して情報を送信することができるので、たとえば、昨今、注目を集めている可視光通信(可視光通信とは:http://www.vlcc.net/about.html参照)などに応用することができ、室内照明や街路灯あるいは看板照明などの既存光源を利用して周囲に任意の情報を送信することができる点で有益ではあるが、送信可能な情報量の点で未だ改善すべき余地がある。   Thus, in the prior art, information can be transmitted using blinking of light such as an LED, so that, for example, visible light communication that has recently attracted attention (what is visible light communication: http: / /www.vlcc.net/about.html) and can be used to send arbitrary information to the surroundings using existing light sources such as indoor lighting, street lighting, or signage lighting. However, there is still room for improvement in terms of the amount of information that can be transmitted.

すなわち、従来技術では、単一の点滅光によって情報を送信しているため、たとえば、前記の例示のように、送信情報TXのビット数を拡散符号のビット数M倍した点滅時間が必要となるからである。   That is, in the prior art, since information is transmitted by a single blinking light, for example, as shown in the above example, a blinking time in which the number of bits of the transmission information TX is multiplied by the number of bits M of the spread code is required. Because.

したがって、本発明の目的の一つは、発光素子の数をN個にして情報送出量をN倍に増やすこと、また、本発明の目的の二は、N個の点滅光(情報光)を受信側で正しく分離識別できるようにすることにある。   Accordingly, one of the objects of the present invention is to increase the number of light-emitting elements by N and increase the amount of information transmitted N times, and the second object of the present invention is to provide N blinking lights (information light). The purpose is to enable correct separation and identification on the receiving side.

請求項1記載の発明は、送信情報をNビットずつに区切って多値化する多値化回路と、N個の拡散符号を生成する拡散符号発生部と、前記多値化された送信情報の各ビットの論理に対応して拡散符号をスルーで出力したり反転出力したりするN個の拡散部と、各々の拡散部からの信号で駆動されるN個の発光部とを備えたことを特徴とする光送信機である。
請求項2記載の発明は、N個の情報光を受光して電気信号に変換するN個の受光部と、N個の拡散符号を生成する拡散符号発生部と、N個の受光部の各々から出力された電気信号とN個の拡散符号との位相関係に基づいて論理0または論理1の信号を出力するN個の逆拡散部と、前記N個の逆拡散部の出力を組み合わせて受信情報を復元する情報復元化回路とを備えたことを特徴とする光受信機である。
請求項3記載の発明は、前記N個の逆拡散部は、前記受光部からの信号の直流分及び低周波成分を取り出して該直流分及び低周波成分からなる基準信号を生成する平均値抽出回路と、前記受光部からの信号と前記拡散符号生成回路からの拡散符号と前記基準信号とを入力するとともに基準信号よりも拡散符号が大きいときには拡散符号をそのまま出力し、基準信号よりも拡散符号が小さいときには拡散符号を反転出力する極性切替回路と、極性切替回路からの信号を積分してその積分値のサンプルホールド値を出力する積分回路と、前記積分回路の出力を二値化する二値化回路とを有することを特徴とする請求項2記載の光受信機である。
請求項4記載の発明は、前記N個の受光部は、二次元撮像デバイスの撮像面に配列されたN個の画素であって、且つ、該二次元撮像デバイスで撮影された撮影画像の中から基準拡散符号の画素を検出し、その検出結果に従って基準拡散符号のサンプリング点を決定するとともに、その基準拡散符号のサンプリング点を起点にして他の拡散符号のサンプリング点を順次に決定するマッチング手段を備えたことを特徴とする請求項2または請求項3記載の光受信機である。
請求項5記載の発明は、請求項1記載の光送信機と請求項2乃至請求項4いずれかに記載の光受信機とを含むことを特徴とする光通信システムである。
請求項6記載の発明は、前記拡散符号発生部は、基準となる一個の拡散符号を所定量ずつずらしながらN個の拡散符号を生成することを特徴とする請求項1記載の光送信機である。
請求項7記載の発明は、前記拡散符号発生部は、基準となる一個の拡散符号を所定量ずつずらしながらN個の拡散符号を生成することを特徴とする請求項2記載の光受信機である。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a multi-level circuit that multi-values transmission information by dividing it into N bits, a spreading code generation unit that generates N spreading codes, and the multi-level transmission information. Corresponding to the logic of each bit, N diffusion units that output or reversely output the spreading code and N light emitting units driven by signals from each diffusion unit are provided. An optical transmitter is characterized.
According to the second aspect of the present invention, each of the N light receiving units that receive N information lights and convert them into electrical signals, the spread code generating unit that generates N spread codes, and the N light receiving units The N despreading units that output a logic 0 or logic 1 signal based on the phase relationship between the electrical signal output from N and the N spreading codes and the outputs of the N despreading units are received in combination. An optical receiver comprising an information restoration circuit for restoring information.
According to a third aspect of the present invention, the N despreading units extract the DC component and the low frequency component of the signal from the light receiving unit, and generate an average value that generates a reference signal composed of the DC component and the low frequency component. A circuit, a signal from the light receiving unit, a spreading code from the spreading code generation circuit, and the reference signal are input, and when the spreading code is larger than the reference signal, the spreading code is output as it is, and the spreading code is output from the reference signal. A polarity switching circuit that inverts the spreading code when the signal is small, an integration circuit that integrates the signal from the polarity switching circuit and outputs a sample hold value of the integration value, and a binary value that binarizes the output of the integration circuit The optical receiver according to claim 2, further comprising: an optical circuit.
According to a fourth aspect of the present invention, the N light receiving units are N pixels arranged on an imaging surface of a two-dimensional imaging device, and are included in a photographed image photographed by the two-dimensional imaging device. Matching means for detecting a pixel of a reference spreading code from the signal, determining a sampling point of the reference spreading code according to the detection result, and sequentially determining sampling points of other spreading codes starting from the sampling point of the reference spreading code The optical receiver according to claim 2, further comprising:
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an optical communication system including the optical transmitter according to the first aspect and the optical receiver according to any one of the second to fourth aspects.
The invention according to claim 6 is the optical transmitter according to claim 1, wherein the spreading code generator generates N spreading codes while shifting a reference spreading code by a predetermined amount. is there.
According to a seventh aspect of the present invention, in the optical receiver according to the second aspect, the spreading code generator generates N spreading codes while shifting a reference spreading code by a predetermined amount. is there.

本発明の光送信機は、N個の発光部を備え、それらの発光部の各々から、拡散変調された情報光を空間に同時に発射する。ここで、一つの情報光の送信情報量を従来と同じとすれば、本発明の情報量は単純計算でN倍となるので、前記目的の一つを解決することができる。
本発明の光受信機は、前記光送信機から発射されたN個の情報光をN個の受光部で受光し、各々の受光信号を逆拡散して送信情報と同一の内容の受信情報を復元する。
ここで、光受信機のN個の受光部は、光送信機のN個の発光部との位置関係が理想的な場合、N個の情報光の一つ一つを分離して受光することができ、上記の受信情報の復元を支障無く行うことができるが、位置関係によっては、一つの受光部で複数の情報光を受光したり、または、外乱光を受光したりすることがある。
このような場合、請求項3記載の発明のように、平均値抽出回路、極性切替回路、積分回路及び二値化回路でN個の逆拡散部を構成することにより、余計な情報光や外線光の影響を排除することができ、光送信機と光受信機の位置関係に気を遣う必要がない。
また、かかる不都合は、請求項4記載の発明のように、N個の受光部を二次元撮像デバイスの撮像面に配列されたN個の画素とし、且つ、該二次元撮像デバイスで撮影された撮影画像の中から基準拡散符号の画素を検出し、その検出結果に従って基準拡散符号のサンプリング点を決定するとともに、その基準拡散符号のサンプリング点を起点にして他の拡散符号のサンプリング点を順次決定することによっても解決することができる。
または、N個の拡散符号を生成する際に、基準となる一個の拡散符号を所定量ずつずらしながらN個の拡散符号を生成すれば、保持すべき拡散符号の数が1個で済むため、メモリ等の記憶容量を削減でき、コストダウンを図ることができる。
The optical transmitter of the present invention includes N light emitting units, and simultaneously emits diffusion-modulated information light from each of the light emitting units into space. Here, if the transmission information amount of one information light is the same as the conventional one, the information amount of the present invention is N times by simple calculation, so that one of the objects can be solved.
The optical receiver of the present invention receives N pieces of information light emitted from the optical transmitter by N pieces of light receiving units, despreads each received light signal, and receives reception information having the same contents as the transmission information. Restore.
Here, when the positional relationship with the N light emitting units of the optical transmitter is ideal, each of the N light receiving units of the optical receiver separates and receives each of the N information lights. However, depending on the positional relationship, a single light receiving unit may receive a plurality of information lights or may receive disturbance light.
In such a case, as in the invention described in claim 3, by forming N despreading units with an average value extraction circuit, a polarity switching circuit, an integration circuit, and a binarization circuit, unnecessary information light and external lines The influence of light can be eliminated, and there is no need to pay attention to the positional relationship between the optical transmitter and the optical receiver.
In addition, such an inconvenience is that, as in the invention of claim 4, N light receiving portions are N pixels arranged on the imaging surface of the two-dimensional imaging device, and the two-dimensional imaging device is used to capture the image. Detects the pixel of the reference spreading code from the captured image, determines the sampling point of the reference spreading code according to the detection result, and sequentially determines the sampling points of other spreading codes starting from the sampling point of the reference spreading code This can also be solved.
Alternatively, when generating N spreading codes, if N spreading codes are generated while shifting a reference spreading code by a predetermined amount, the number of spreading codes to be held is one, The storage capacity of the memory or the like can be reduced, and the cost can be reduced.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明における様々な細部の特定ないし実例および数値や文字列その他の記号の例示は、本発明の思想を明瞭にするための、あくまでも参考であって、それらのすべてまたは一部によって本発明の思想が限定されないことは明らかである。また、周知の手法、周知の手順、周知のアーキテクチャおよび周知の回路構成等(以下「周知事項」)についてはその細部にわたる説明を避けるが、これも説明を簡潔にするためであって、これら周知事項のすべてまたは一部を意図的に排除するものではない。かかる周知事項は本発明の出願時点で当業者の知り得るところであるので、以下の説明に当然含まれている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the specific details or examples in the following description and the illustrations of numerical values, character strings, and other symbols are only for reference in order to clarify the idea of the present invention, and the present invention may be used in whole or in part. Obviously, the idea of the invention is not limited. In addition, a well-known technique, a well-known procedure, a well-known architecture, a well-known circuit configuration, and the like (hereinafter, “well-known matter”) are not described in detail, but this is also to simplify the description. Not all or part of the matter is intentionally excluded. Such well-known matters are known to those skilled in the art at the time of filing of the present invention, and are naturally included in the following description.

まず、第1の実施形態について説明する。
図1は、光送信機1の構成図である。この図において、光送信機1は、多値化回路2、拡散符号発生回路3、拡散部4(i)及び発光部5(i)を備える。なお、iは1〜Nであり、Nは2を越える整数である。以下同様とする。多値化回路2は、シリアルのビット列で与えられる送信情報TXをNビット、たとえば、5ビットずつに区切ってパラレルの信号列に変換して出力する。今、送信情報TXのビットの並びを「1010110011・・・・」とする。これに5ビットずつの区切り記号(,)を入れると、「10101,10011,・・・・」となる。多値化回路2では、各区切り毎のビット列をパラレル変換する。すなわち、「10101」を一度に出力し、次いで、「10011」を一度に出力し・・・・という動作を所定の周期(上記の5ビットの区切り周期)毎に繰り返す。
First, the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a configuration diagram of the optical transmitter 1. In this figure, the optical transmitter 1 includes a multilevel circuit 2, a spread code generation circuit 3, a spreader 4 (i), and a light emitter 5 (i). Note that i is 1 to N, and N is an integer exceeding 2. The same shall apply hereinafter. The multilevel circuit 2 converts the transmission information TX given as a serial bit string into N bits, for example, 5 bits each, converts the information into a parallel signal string, and outputs the parallel signal string. Now, let us say that the bit sequence of the transmission information TX is “1010110011...”. If a delimiter (,) of 5 bits is added to this, “10101, 10011,...” Is obtained. In the multilevel circuit 2, the bit string for each segment is converted in parallel. That is, “10101” is output at a time, and then “10011” is output at a time,... Are repeated every predetermined period (the above-described 5-bit delimiter period).

図2は、光送信機1の信号タイムシーケンス図である。この図に示すように、送信情報TXのビットの並びは「1010110011・・・・」であり、多値化回路2によってパラレル変換されたビットの並びは、同図中のTX(i)で示されている。たとえば、送信情報TXの区切り周期をT1、T2・・・・とすると、周期T1では、図面の上から下に向かって論理1、論理0・・・・論理1が並び、周期T2では、図面の上から下に向かって論理1、論理0・・・・論理1が並び、周期T3では、図面の上から下に向かって論理1、論理1・・・・論理0が並び、周期T4では、図面の上から下に向かって論理0、論理1・・・・論理0が並んでいる。これらの並びは、同一時間上であり、したがって、これらのTX(i)は、送信情報TXのビット列をパラレルに並べ替えたものである。   FIG. 2 is a signal time sequence diagram of the optical transmitter 1. As shown in this figure, the bit sequence of the transmission information TX is “1010110011...”, And the bit sequence parallel-converted by the multi-level circuit 2 is indicated by TX (i) in FIG. Has been. For example, if the delimiter periods of the transmission information TX are T1, T2,..., In the period T1, logic 1, logic 0,. From the top to the bottom, logic 1, logic 0,..., Logic 1 are arranged, and in period T3, logic 1, logic 1,..., Logic 0 are arranged from top to bottom in the drawing, and in period T4 , Logical 0, logical 1... Logical 0 are arranged from the top to the bottom of the drawing. These sequences are on the same time, and therefore, TX (i) is obtained by rearranging the bit strings of the transmission information TX in parallel.

再び、図1において、拡散符号発生回路3は、N個の拡散符号C(i)を発生する。拡散符号C(i)は、たとえば、7ビットの符号であり、冒頭の従来技術でも述べたように、自然界の光などの外乱光の点滅パターンと異なる繰り返しパターンを持つ符号である。なお、従来技術の拡散符号はC0とC1の二つであったが、本実施形態の拡散符号C(i)は、二よりも多いN個である点で相違する。   In FIG. 1 again, the spread code generation circuit 3 generates N spread codes C (i). The spreading code C (i) is, for example, a 7-bit code, and has a repetitive pattern different from a blinking pattern of disturbance light such as natural light as described in the prior art at the beginning. In addition, although the spreading code of the prior art was two, C0 and C1, the difference is that the spreading code C (i) of the present embodiment is N more than two.

さて、N個の拡散符号C(i)は、上記のとおり、自然界の光などの外乱光の点滅パターンと異なる繰り返しパターンを持つ符号であればよいが、後述のN個の情報光P(i)の受信側での分離識別を容易にするために、N個の拡散符号C(i)のそれぞれを異なる符号としておくことが望ましい。   As described above, the N spread codes C (i) may be codes having a repetitive pattern different from the blinking pattern of disturbance light such as natural light as described above. However, N information lights P (i) described later are used. ) On the receiving side, it is desirable that each of the N spread codes C (i) be a different code.

そのためには、N個の拡散符号C(i)をそれぞれ個別に生成してもよいが、本実施形態では、図2に示すように、基準となる一個の拡散符号を所定量ずつ(たとえば、1ビットずつ)ずらしながらN個の拡散符号C(i)を生成するようにした。このようにすると、保持すべき拡散符号の数が1個で済むため、メモリ等の記憶容量を削減でき、コストダウンを図ることができる。   To that end, N spreading codes C (i) may be generated individually, but in this embodiment, as shown in FIG. 2, a reference spreading code is generated by a predetermined amount (for example, N spreading codes C (i) are generated while shifting by 1 bit). In this way, since only one spreading code needs to be held, the storage capacity of the memory or the like can be reduced, and the cost can be reduced.

このように、基準となる一個の拡散符号を所定量ずつ(たとえば、1ビットずつ)ずらしながらN個の拡散符号C(i)を生成するようにした場合、拡散符号のビット数は、原理上は少なくともNビットであればよい。Nは拡散部や発光部の数(すなちわ、情報光の数)である。本実施形態の場合、拡散符号のビット数は7であるから、N=7まで、つまり、拡散部や発光部を最大7個まで設けることができる。なお、この数(N=7)は説明上の便宜に過ぎない。Nの数(したがって、拡散符号のビット数)は、送信すべき情報量に応じて決めればよく、たとえば、数十ないしは数百またはそれ以上であってもよい。   In this way, when N spreading codes C (i) are generated while shifting one reference spreading code by a predetermined amount (for example, by 1 bit), the number of bits of the spreading code is in principle May be at least N bits. N is the number of diffusing parts and light emitting parts (that is, the number of information lights). In the case of the present embodiment, since the number of bits of the spreading code is 7, it is possible to provide up to N = 7, that is, up to 7 spreading parts and light emitting parts. This number (N = 7) is merely for convenience of explanation. The number of N (and therefore the number of bits of the spread code) may be determined according to the amount of information to be transmitted, and may be several tens to several hundreds or more, for example.

N個の拡散部4(i)は、パラレル変換された信号TX(i)の各ビットの論理に応じて、対応する拡散符号(i)をそのまま出力したり、反転させて出力したりする。たとえば、拡散部4(1)に注目すると、この拡散部4(1)には、信号TX(1)と拡散符号(1)が入力されているので、信号TX(1)の論理が“1”のときには拡散符号(1)をそのまま出力し、信号TX(1)の論理が“0”のときには拡散符号(1)を反転させて出力する。   The N spreading units 4 (i) output the corresponding spreading code (i) as it is or invert it according to the logic of each bit of the parallel-converted signal TX (i). For example, paying attention to the spreading unit 4 (1), since the signal TX (1) and the spreading code (1) are input to the spreading unit 4 (1), the logic of the signal TX (1) is “1”. When "is", the spread code (1) is output as it is, and when the logic of the signal TX (1) is "0", the spread code (1) is inverted and output.

N個の発光部5(i)は、高応答性の発光素子(たとえば、LED)とその駆動回路で構成されている。発光素子は、それぞれの発光部5(i)毎に1個であってもよいが、より強力な光を出すために、複数の発光素子を組み合わせて各発光部5(i)に設けてもよい。各々の発光部5(i)には、対応する拡散部4(i)からの信号が加えられており、発光部5(i)は、図2に示すように、その信号の論理(0/1)に対応して点滅する情報光P(i)を空間に発射する。   The N light emitting units 5 (i) are composed of a highly responsive light emitting element (for example, LED) and its drive circuit. One light emitting element may be provided for each light emitting section 5 (i), but a plurality of light emitting elements may be combined and provided in each light emitting section 5 (i) in order to emit more powerful light. Good. A signal from the corresponding diffusion unit 4 (i) is added to each light emitting unit 5 (i), and the light emitting unit 5 (i) receives the logic (0/0) of the signal as shown in FIG. The information light P (i) blinking in response to 1) is emitted into space.

ここまでをまとめると、本実施形態の光送信機1は、シリアル例の送信情報TXをNビットずつに区切ってパラレル変換する多値化回路2と、N個の拡散符号C(i)を生成する拡散符号発生部3と、パラレル変換された送信情報TX(i)の各ビットの論理に対応して拡散符号C(i)をスルーで出力したり、反転出力したりするN個の拡散部4(i)と、各々の拡散部4(i)からの信号で駆動されるN個の発光部5(i)とを備え、N個の発光部5(i)を同時に点滅させることによって、N個の情報光P(i)を空間に発射する。   In summary, the optical transmitter 1 according to the present embodiment generates a multilevel circuit 2 that performs parallel conversion by dividing the transmission information TX of the serial example into N bits and generates N spreading codes C (i). And N spreading units that output the spreading code C (i) through or invert corresponding to the logic of each bit of the transmission information TX (i) converted in parallel 4 (i) and N light emitting units 5 (i) driven by signals from each diffusion unit 4 (i), and simultaneously flashing the N light emitting units 5 (i), N pieces of information light P (i) are emitted into space.

ここで、本実施形態の光送信機1における情報送出量は、情報光P(i)の数Nに相当して、単純計算で冒頭の従来技術のN倍になる。これは、図2を参照すれば、本実施形態では、単位時間T1、T2、T2・・・・毎にN個の情報光P(i)を同時に発射しているのに対して、冒頭の従来技術では単一の点滅光(情報光)しか発射していないからである。   Here, the amount of information transmitted in the optical transmitter 1 of the present embodiment corresponds to the number N of information lights P (i), and is N times that of the prior art at the beginning by simple calculation. Referring to FIG. 2, in the present embodiment, N information beams P (i) are simultaneously emitted every unit time T1, T2, T2,. This is because the conventional technology emits only a single blinking light (information light).

このように、本実施形態の光送信機1によれば、発光素子の数をN個にして情報送出量をN倍に増やすことができる。   Thus, according to the optical transmitter 1 of this embodiment, the number of light emitting elements can be increased to N, and the information transmission amount can be increased N times.

次に、上記の光送信機1と対で用いられる光受信機6を説明する。
図3は、光受信機6の構成図である。この図において、光受信機6は、N個の受光部7(i)、拡散符号発生回路8、N個の逆拡散部9(i)、情報復元回路10及び同期回路11を備える。N個の受光部7(i)は、光送信機1から発射されたN個の情報光P(i)をそれぞれ受光し、二値化して出力する。
Next, the optical receiver 6 used as a pair with the optical transmitter 1 will be described.
FIG. 3 is a configuration diagram of the optical receiver 6. In this figure, the optical receiver 6 includes N light receiving units 7 (i), a spread code generation circuit 8, N despreading units 9 (i), an information restoration circuit 10, and a synchronization circuit 11. The N light receiving units 7 (i) respectively receive N information lights P (i) emitted from the optical transmitter 1, binarize them, and output them.

N個の受光部7(i)は、それぞれN個の情報光P(i)を個別に受光する必要がある。つまり、第1の受光部7(1)で第1の情報光P(1)を受光し、第2の受光部7(2)で第2の情報光P(2)を受光し、・・・・第Nの受光部7(N)で第Nの情報光P(N)を受光する必要がある。   Each of the N light receiving units 7 (i) needs to individually receive N information lights P (i). That is, the first light receiving unit 7 (1) receives the first information light P (1), the second light receiving unit 7 (2) receives the second information light P (2), .. It is necessary to receive the Nth information light P (N) by the Nth light receiving portion 7 (N).

しかし、このような一対一の受光(複数の情報光の分離受光)は、たとえば、N個の情報光P(i)が光ビームのような指向性を持ち、且つ、その光ビームの軸上に一つの受光部が位置するといった一定の条件を満たさない限り困難であり、条件を満たさない場合には、一つの受光部で複数の情報光を同時に受光してしまうことになるため、受信情報を正しく復元できないおそれがあるが、ここでは、説明の便宜上、N個の情報光P(i)がN個の受光部7(i)に一対一の関係で受光されているものとして説明を続ける。複数の情報光の分離受光に関する解決策については、後で詳しく説明する。   However, such one-to-one light reception (separate light reception of a plurality of information lights) is, for example, that N pieces of information light P (i) have directivity like a light beam and are on the axis of the light beam. This is difficult unless certain conditions are met, such as the location of one light receiving unit at the same time. If the conditions are not met, multiple information lights will be received simultaneously by one light receiving unit. However, for convenience of explanation, the description will be continued assuming that N pieces of information light P (i) are received in a one-to-one relationship by the N pieces of light receiving units 7 (i). . A solution relating to the separation and reception of a plurality of information lights will be described in detail later.

さて、N個の受光部7(i)は、光の強さを電気信号に変換する光電変換素子で構成されている。このような素子の代表はフォトダイオードであるが、これに限らず、たとえば、CCD(Charge Coupled Devices)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの二次元撮像デバイスであってもよい。かかる二次元撮像デバイスは行列方向にマトリクス配列された多数の画素を備え、各々の画素から光の強さに対応した電気信号を出力するからである。   Now, the N light receiving sections 7 (i) are configured by photoelectric conversion elements that convert light intensity into electric signals. A typical example of such an element is a photodiode, but is not limited thereto, and may be a two-dimensional imaging device such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS). This is because such a two-dimensional imaging device includes a large number of pixels arranged in a matrix in the matrix direction, and outputs an electrical signal corresponding to the intensity of light from each pixel.

拡散符号発生回路8は、N個の拡散符号C(i)を発生する。このN個の拡散符号C(i)も、自然界の光などの外乱光の点滅パターンと異なる繰り返しパターンを持つ符号であって、且つ、光送信機1の拡散符号発生回路8で生成されるN個の拡散符号C(i)と同じものである。   The spreading code generation circuit 8 generates N spreading codes C (i). The N spreading codes C (i) are also codes having a repetitive pattern different from the blinking pattern of disturbance light such as light in the natural world, and are generated by the spreading code generation circuit 8 of the optical transmitter 1. This is the same as the number of spreading codes C (i).

なお、この拡散符号発生回路8で生成されるN個の拡散符号C(i)も個別に生成してもよいが、本実施形態では、光送信機1と同様に、保持すべき拡散符号の数を1個にしてメモリ等の記憶容量を削減し、コストダウンを図るために、基準となる一個の拡散符号を所定量ずつ(たとえば、1ビットずつ)ずらしながらN個の拡散符号C(i)を生成することにする。   Note that the N spreading codes C (i) generated by the spreading code generation circuit 8 may be generated individually, but in the present embodiment, as in the optical transmitter 1, the spreading codes to be held are In order to reduce the storage capacity of the memory and the like by reducing the number of the memory to one and reducing the cost, the N spreading codes C (i) are shifted while shifting the reference spreading code by a predetermined amount (for example, by 1 bit). ) Will be generated.

N個の逆拡散部9(i)には、情報光P(i)を二値化した信号と拡散符号C(i)が入力される。逆拡散部9(i)は、情報光P(i)を二値化した信号と拡散符号C(i)とを比較してそれら二つの信号の位相が同じであれば、論理“1”を出力し、逆位相であれば論理“0”を出力する。すなわち、光送信機1のN個の拡散部4(i)と反対の操作(逆拡散)を行い、Nビットずつのパラレルの信号RX(i)を生成する。情報復元化回路10は、そのパラレルの信号RX(i)をシリアルの信号列に変換し、冒頭の送信情報TXと同じ内容の受信情報RXを復元する。なお、同期回路11は、拡散符号C(i)の生成周期と送信側の拡散符号の生成周期(図2のT1、T2、T3・、T4・・・)とを同期させるためのものである。   A signal obtained by binarizing the information light P (i) and a spread code C (i) are input to the N despreading units 9 (i). The despreading unit 9 (i) compares the signal obtained by binarizing the information light P (i) with the spread code C (i), and if the phase of the two signals is the same, sets the logic “1”. If it is output and the phase is reversed, a logic “0” is output. That is, an operation (despreading) opposite to the N spreading units 4 (i) of the optical transmitter 1 is performed to generate a parallel signal RX (i) of N bits. The information restoration circuit 10 converts the parallel signal RX (i) into a serial signal sequence, and restores the reception information RX having the same content as the transmission information TX at the beginning. The synchronization circuit 11 is for synchronizing the generation period of the spreading code C (i) and the generation period of the transmission side spreading code (T1, T2, T3, T4,... In FIG. 2). .

ここまでをまとめると、本実施形態の光受信機6は、光送信機1からのN個の情報光P(i)をN個の受光部7(i)で個別に受光して二値化信号に変換し、N個の逆拡散部9(i)で、光送信機1のN個の拡散部4(i)と逆の操作を行って、Nビットのパラレル信号RX(i)に変換し、さらに、その信号RX(i)をシリアル信号に変換してそれを受信情報RXとして出力する。したがって、送信情報TXと同じ内容の受信情報RXを復元できるので、光を利用した比較的近距離の通信システム、たとえば、店頭における商品説明、博物館や展覧会における展示品説明、建築物等のランドマーク表示、広告表示、遊園地等の遊戯施設混雑状態表示など、様々な用途に利用できる可視通信などのシステムに応用することができる。   In summary, the optical receiver 6 of the present embodiment binarizes the N pieces of information light P (i) from the optical transmitter 1 individually by the N light receiving units 7 (i). The signal is converted into a signal, and the N despreading units 9 (i) perform the reverse operation of the N spreading units 4 (i) of the optical transmitter 1 to convert into the N-bit parallel signal RX (i). Further, the signal RX (i) is converted into a serial signal and output as reception information RX. Accordingly, since the reception information RX having the same contents as the transmission information TX can be restored, a relatively short-distance communication system using light, for example, product descriptions at stores, descriptions of exhibits at museums and exhibitions, land for buildings, etc. The present invention can be applied to a system such as visible communication that can be used for various purposes such as mark display, advertisement display, and amusement park congestion state display.

さて、上記のシステムを実用化するためには、先に説明した課題(複数の情報光の分離受光)を解決しなければならない。
図4は、この課題を解決した光受信機6の要部構成図である。受光部7(2)には、本来受光すべき情報光P(2)の他に様々な不要な光が入り込んでいる。たとえば、隣接する情報光P(1)、P(3)やその他の外乱光Paなどが入り込んでいる。受光部7(2)は、これらの光を足し合わせた値(P(1)+P(3)+Pa)に相当する大きさの信号PJ(2)を出力する。信号PJ(2)は、単純な二値信号(1/0)ではなく、振幅が様々に変化する多値のアナログ信号である。
In order to put the above system into practical use, the above-described problem (separate light reception of a plurality of information lights) must be solved.
FIG. 4 is a configuration diagram of a main part of the optical receiver 6 that solves this problem. In the light receiving unit 7 (2), various unnecessary lights enter in addition to the information light P (2) that should be received. For example, adjacent information light P (1), P (3), other disturbance light Pa, etc. enter. The light receiving unit 7 (2) outputs a signal PJ (2) having a magnitude corresponding to a value (P (1) + P (3) + Pa) obtained by adding these lights. The signal PJ (2) is not a simple binary signal (1/0) but a multi-value analog signal with various amplitudes.

逆拡散部7(2)は、平均値抽出回路12、極性切替回路13、積分及びサンプルホールド(S/H)回路14(積分回路)、二値化回路15を含む。平均値抽出回路12は、信号RJ(2)の直流分及び低周波成分のみを取り出し、それを基準信号REF(2)として極性切替回路13と積分及びサンプルホールド回路14に出力する。   The despreading unit 7 (2) includes an average value extraction circuit 12, a polarity switching circuit 13, an integration and sample hold (S / H) circuit 14 (integration circuit), and a binarization circuit 15. The average value extraction circuit 12 extracts only the direct current component and low frequency component of the signal RJ (2), and outputs them as a reference signal REF (2) to the polarity switching circuit 13 and the integration and sample hold circuit 14.

極性切替回路13には、拡散符号生成回路8からの拡散符号C(2)も入力されており、極性切替回路13は、基準信号RJ(2)に対して、拡散符号C(2)=1のときは、拡散符号C(2)をそのまま信号RK(2)として出力し、拡散符号C(2)=0のときは、拡散符号(C2)を反転し信号RK(2)として出力する。正転/反転の判断レベルは基準信号REF(2)である。   The polarity switching circuit 13 is also supplied with the spreading code C (2) from the spreading code generating circuit 8, and the polarity switching circuit 13 has the spreading code C (2) = 1 with respect to the reference signal RJ (2). In this case, the spread code C (2) is output as it is as the signal RK (2), and when the spread code C (2) = 0, the spread code (C2) is inverted and output as the signal RK (2). The normal / inverted determination level is the reference signal REF (2).

積分及びサンプルホールド回路14は、信号RK(2)を積分(1サンプルホールド期間の面積積分)し、その積分値をサンプルホールドして信号RS(2)として二値化回路15に出力する。二値化回路15は、信号RS(2)を二値化信号RX(2)に変換して情報復元回路10に出力し、情報復元回路10は、この二値化信号RX(2)と不図示の他の二値化信号RX(1)、RX(3)・・・・RX(N)とを一緒にしてシリアル変換し、元の送信情報TXと同じ内容の受信情報RXを復元する。   The integration and sample hold circuit 14 integrates the signal RK (2) (area integration during one sample hold period), samples and holds the integrated value, and outputs the signal RS (2) to the binarization circuit 15. The binarization circuit 15 converts the signal RS (2) into the binarization signal RX (2) and outputs it to the information restoration circuit 10, and the information restoration circuit 10 does not match the binarization signal RX (2). The other binarized signals RX (1), RX (3),... RX (N) are serially converted to restore the reception information RX having the same contents as the original transmission information TX.

ここで、本来の情報光P(2)以外の不要光〔情報光P(1)、P(3)及び外乱光Paなど〕は、積分及びサンプルホールド回路14の出力信号RS(2)の段階で取り除かれる。これは、本来の情報光P(2)の拡散符号と他の情報光P(1)、P(3)の拡散符号が違っているからであり、また、外乱光Paは拡散符号そのものを持たないからである。   Here, unnecessary light other than the original information light P (2) (information light P (1), P (3), disturbance light Pa, etc.) is a stage of the output signal RS (2) of the integration and sample hold circuit 14. To be removed. This is because the spread code of the original information light P (2) is different from the spread codes of the other information lights P (1) and P (3), and the disturbance light Pa has the spread code itself. Because there is no.

一般に、拡散通信における拡散ゲインGKは、式(1)で与えられる。
GK=20LogM(dB) ・・・・(1)
但し、Mは、拡散符号のビット数
また、拡散変調した信号を多重したときの多重ノイズ量GNは、式(2)で与えられる。
GN=20LogN(dB) ・・・・(2)
但し、Nは多重数
したがって、拡散多重通信におけるノイズマージンGYは、
GY=GK−GN(dB)
=20LogM−20LogN
=20Log(M/N) ・・・・(3)
但し、全ての多重信号が同一レベルのとき
となり、この式(3)に、本実施形態の拡散符号ビット数M=7と情報光数N=3とを代入すると、
GY=20Log(7/3)
=7.3(dB) ・・・・(4)
となる。式(4)は、本実施形態の構成によれば、まだ、7dB以上のマージンがあり、したがって、そのマージン分だけ、本来の情報光P(2)以外の不要光(情報光P(1)、P(3)及び外乱光Paなど)の影響を排除できることを示している。
In general, the spread gain GK in spread communication is given by equation (1).
GK = 20 LogM (dB) (1)
However, M is the number of bits of the spread code. The multiplex noise amount GN when the spread-modulated signal is multiplexed is given by equation (2).
GN = 20 LogN (dB) (2)
However, N is the multiplex number. Therefore, the noise margin GY in the spread multiplex communication is
GY = GK-GN (dB)
= 20LogM-20LogN
= 20 Log (M / N) (3)
However, when all multiplexed signals are at the same level, the number of spread code bits M = 7 and the number of information light N = 3 of this embodiment are substituted into this equation (3).
GY = 20Log (7/3)
= 7.3 (dB) (4)
It becomes. According to the configuration of the present embodiment, the expression (4) still has a margin of 7 dB or more. Therefore, unnecessary light (information light P (1)) other than the original information light P (2) is equivalent to the margin. , P (3) and disturbance light Pa, etc.) can be eliminated.

次に、先の課題(複数の情報光の分離受光)を解決するための他の実施形態(第二の実施形態)を説明する。
図5は、第二の実施形態の光送信機20の正面外観図である。この図において、光送信機20は、3×3個のボックスを1単位のブロックにして、そのブロックを複数個(図では6個)組み合わせて構成されている。一つ一つのボックスが情報光を空間に発射する発光部である。したがって、図示の例の光送信機20は、全部で3×3×6=54個、すなわち、N=54個の発光部を備える。
Next, another embodiment (second embodiment) for solving the above problem (separate light reception of a plurality of information lights) will be described.
FIG. 5 is a front external view of the optical transmitter 20 according to the second embodiment. In this figure, the optical transmitter 20 is configured by combining 3 × 3 boxes as one unit block and combining a plurality of blocks (six in the figure). Each box is a light emitting unit that emits information light into space. Therefore, the optical transmitter 20 in the illustrated example includes a total of 3 × 3 × 6 = 54, that is, N = 54 light emitting units.

ボックス内の文字列(アルファベット大文字+二桁の数字)は、次の意味がある。先頭のアルファベット大文字(A〜I)は、拡散符号の種類を表している。つまり、この例では、第Aの拡散符号(以下、CodeA)から第Iの拡散符号(以下、CodeI)までの9種類の拡散符号を使用する。   The character string in the box (alphabetic capital letter + two-digit number) has the following meaning. The first alphabetic capital letter (A to I) represents the type of spreading code. That is, in this example, nine types of spreading codes from the Ath spreading code (hereinafter referred to as CodeA) to the Ith spreading code (hereinafter referred to as CodeI) are used.

二桁の数値の上位桁はブロック位置を表し、下位桁はブロック内のボックス(発光部)の位置を表している。具体的には、00は上段左ブロックの上段左に位置する発光部を表し、01は同ブロックの上段中に位置する発光部を表し、02は同ブロックの上段右に位置する発光部を表し、03は同ブロックの中段左に位置する発光部を表し、04は同ブロックの中段中に位置する発光部を表し、05は同ブロックの中段左に位置する発光部を表し、06は同ブロックの下段左に位置する発光部を表し、07は同ブロックの下段中に位置する発光部を表し、08は同ブロックの下段左に位置する発光部を表している。   The upper digit of the two-digit numerical value represents the block position, and the lower digit represents the position of the box (light emitting unit) in the block. Specifically, 00 represents a light emitting unit located on the upper left of the upper left block, 01 represents a light emitting unit located in the upper stage of the block, and 02 represents a light emitting unit located on the upper right of the block. , 03 represents a light emitting unit located in the middle left of the block, 04 represents a light emitting unit located in the middle of the block, 05 represents a light emitting unit located in the middle left of the block, and 06 represents the same block. The light emitting part located on the lower left of the block, 07 represents the light emitting part located in the lower part of the block, and 08 represents the light emitting part located on the lower left of the block.

同様に、10は上段中ブロックの上段左に位置する発光部を表し、11は同ブロックの上段中に位置する発光部を表し、12は同ブロックの上段右に位置する発光部を表し、13は同ブロックの中段左に位置する発光部を表し、14は同ブロックの中段中に位置する発光部を表し、15は同ブロックの中段左に位置する発光部を表し、16は同ブロックの下段左に位置する発光部を表し、17は同ブロックの下段中に位置する発光部を表し、18は同ブロックの下段左に位置する発光部を表している。   Similarly, 10 represents a light emitting unit located in the upper left of the upper middle block, 11 represents a light emitting unit located in the upper middle of the block, 12 represents a light emitting unit located in the upper right of the block, 13 Represents a light emitting part located in the middle left of the block, 14 represents a light emitting part located in the middle of the block, 15 represents a light emitting part located in the middle left of the block, and 16 represents a lower part of the block. A light emitting unit located on the left side, 17 represents a light emitting unit located in the lower stage of the block, and 18 represents a light emitting part located on the lower left side of the block.

同様に、20は上段右ブロックの上段左に位置する発光部を表し、21は同ブロックの上段中に位置する発光部を表し、22は同ブロックの上段右に位置する発光部を表し、23は同ブロックの中段左に位置する発光部を表し、24は同ブロックの中段中に位置する発光部を表し、25は同ブロックの中段左に位置する発光部を表し、26は同ブロックの下段左に位置する発光部を表し、27は同ブロックの下段中に位置する発光部を表し、28は同ブロックの下段左に位置する発光部を表している。   Similarly, 20 represents a light emitting unit located on the upper left of the upper right block, 21 represents a light emitting unit located in the upper stage of the block, 22 represents a light emitting unit located on the upper right of the block, 23 Represents a light emitting part located in the middle left of the block, 24 represents a light emitting part located in the middle of the block, 25 represents a light emitting part located in the middle left of the block, and 26 represents a lower part of the block. A light emitting unit located on the left side, 27 represents a light emitting unit located in the lower stage of the block, and 28 represents a light emitting part located on the lower left side of the block.

同様に、30は下段左ブロックの上段左に位置する発光部を表し、31は同ブロックの上段中に位置する発光部を表し、32は同ブロックの上段右に位置する発光部を表し、33は同ブロックの中段左に位置する発光部を表し、34は同ブロックの中段中に位置する発光部を表し、35は同ブロックの中段左に位置する発光部を表し、36は同ブロックの下段左に位置する発光部を表し、37は同ブロックの下段中に位置する発光部を表し、38は同ブロックの下段左に位置する発光部を表している。   Similarly, 30 represents a light emitting unit located on the upper left of the lower left block, 31 represents a light emitting unit located in the upper stage of the block, 32 represents a light emitting unit located on the upper right of the block, 33 Represents a light emitting part located in the middle left of the block, 34 represents a light emitting part located in the middle of the block, 35 represents a light emitting part located in the middle left of the block, and 36 represents a lower part of the block. A light emitting unit located on the left side, 37 represents a light emitting unit located in the lower stage of the block, and 38 represents a light emitting part located on the lower left side of the block.

同様に、40は下段中ブロックの上段左に位置する発光部を表し、41は同ブロックの上段中に位置する発光部を表し、42は同ブロックの上段右に位置する発光部を表し、43は同ブロックの中段左に位置する発光部を表し、44は同ブロックの中段中に位置する発光部を表し、45は同ブロックの中段左に位置する発光部を表し、46は同ブロックの下段左に位置する発光部を表し、47は同ブロックの下段中に位置する発光部を表し、48は同ブロックの下段左に位置する発光部を表している。   Similarly, 40 represents a light emitting part located on the upper left of the lower middle block, 41 represents a light emitting part located in the upper part of the block, 42 represents a light emitting part located on the upper right of the block, 43 Represents a light emitting part located in the middle left of the block, 44 represents a light emitting part located in the middle of the block, 45 represents a light emitting part located in the middle left of the block, and 46 represents a lower part of the block. A light emitting unit located on the left side, 47 represents a light emitting unit located in the lower stage of the block, and 48 represents a light emitting part located on the lower left side of the block.

同様に、50は下段右ブロックの上段左に位置する発光部を表し、51は同ブロックの上段中に位置する発光部を表し、52は同ブロックの上段右に位置する発光部を表し、53は同ブロックの中段左に位置する発光部を表し、54は同ブロックの中段中に位置する発光部を表し、55は同ブロックの中段左に位置する発光部を表し、56は同ブロックの下段左に位置する発光部を表し、57は同ブロックの下段中に位置する発光部を表し、58は同ブロックの下段左に位置する発光部を表している。   Similarly, 50 represents a light emitting unit located on the upper left of the lower right block, 51 represents a light emitting unit located in the upper stage of the block, 52 represents a light emitting unit located on the upper right of the block, 53 Represents a light emitting part located in the middle left of the block, 54 represents a light emitting part located in the middle of the block, 55 represents a light emitting part located in the middle left of the block, and 56 represents a lower part of the block. A light emitting unit located on the left side, 57 represents a light emitting unit located in the lower stage of the block, and 58 represents a light emitting part located on the lower left side of the block.

このように、図示の光送信機20は、54個の発光部を備え、これらの発光部の各々から、9種類の拡散符号CodeA〜CodeIで変調された54個の情報光を同時に空間に発射する。以下、これらの情報光をボックス内の文字列(A00、A01・・・・)で識別することにする。   Thus, the illustrated optical transmitter 20 includes 54 light emitting units, and 54 information lights modulated by nine types of spreading codes CodeA to CodeI are simultaneously emitted from each of these light emitting units to space. To do. Hereinafter, these information lights are identified by character strings (A00, A01,...) In the box.

図6は、上記の光送信機20と対で用いられる光受信機21の外観図である。なお、ここでは、光受信機21に汎用のデジタルカメラを利用したものを示すが、これに限定されない。CCDやCMOSなどの二次元撮像デバイスを備えた撮像機器であればよく、より詳細には、9種類の拡散符号CodeA〜CodeIで変調された54個の情報光を画素単位または複数画素の集まり単位で受光することができ、且つ、それらの受光信号を個別に信号処理できる信号処理機能を備えた撮像機器であればよい。   FIG. 6 is an external view of an optical receiver 21 used as a pair with the optical transmitter 20 described above. Here, although a general-purpose digital camera is used for the optical receiver 21, the present invention is not limited to this. Any imaging device including a two-dimensional imaging device such as a CCD or CMOS may be used. More specifically, 54 pieces of information light modulated by nine types of spreading codes CodeA to CodeI may be a pixel unit or a group of a plurality of pixels. Any imaging device may be used as long as it is capable of receiving light and having a signal processing function capable of individually processing the received light signals.

特に限定しないが、光受信機21は、手持ちに適した形状のボディ22の前面に沈胴式のレンズ鏡筒23、ストロボ発光窓24、ファインダ前面窓25及び録音用の集音穴26などを配置すると共に、ボディ22の上面に撮影用のシャッターボタン27及び電源スイッチ28などを配置し、さらに、ボディ22の背面に音声出力用の拡声穴29、ファインダ後面窓30、モード切り換えスイッチ31、ズーム操作スイッチ32、MENUボタン33、カーソルキー34、SETボタン35、DISPボタン36及び液晶モニター37などを配置し、加えて、ボディ22の底面にカバー38を設け、このカバー38を開くことによってボディ22の内部に実装されたバッテリ39やカード型メモリまたはカード型ハードディスクなどの大容量の外部メモリ40を着脱できるようになっている。   Although not particularly limited, the optical receiver 21 includes a retractable lens barrel 23, a strobe light emission window 24, a finder front window 25, a sound collection hole 26 for recording, and the like on the front surface of a body 22 having a shape suitable for holding. At the same time, a shutter button 27 and a power switch 28 for photographing are arranged on the upper surface of the body 22, and further, a loudspeaker 29 for sound output, a finder rear window 30, a mode switch 31, and a zoom operation are disposed on the rear surface of the body 22. A switch 32, a MENU button 33, a cursor key 34, a SET button 35, a DISP button 36, a liquid crystal monitor 37, and the like are arranged. In addition, a cover 38 is provided on the bottom surface of the body 22, and the cover 38 is opened to open the body 22. Large capacity such as battery 39, card-type memory or card-type hard disk installed inside Department has a memory 40 to be detachable.

図7は、光受信機21の内部ブロック図である。この図において、光受信機21は、機能毎に、音声入力系41、撮像系42、制御系43、音声出力系44、画像記憶系45、表示系46及び操作系47などに分類することができる。   FIG. 7 is an internal block diagram of the optical receiver 21. In this figure, the optical receiver 21 can be classified into an audio input system 41, an imaging system 42, a control system 43, an audio output system 44, an image storage system 45, a display system 46, an operation system 47, and the like for each function. it can.

これらの系毎に説明すると、音声入力系41は、ボディ前面の集音穴26の後ろに配置されたマイク48と、このマイク48で拾った音を増幅するアンプ49と、アンプ49で増幅されたアナログの音声信号をデジタル信号に変換するA/D変換部50と、デジタル変換された音声信号を一時的に記憶する音声メモリ51とを備える。   Explaining each of these systems, the audio input system 41 is amplified by a microphone 48 disposed behind the sound collection hole 26 on the front surface of the body, an amplifier 49 that amplifies the sound picked up by the microphone 48, and the amplifier 49. A / D converter 50 for converting the analog audio signal into a digital signal, and an audio memory 51 for temporarily storing the digitally converted audio signal.

撮像系42は、ボディ前面のレンズ鏡筒23に収められたズーム機能及びオートフォーカス機能付の撮影レンズ群52と、この撮影レンズ群52を通過した被写体像を二次元の画像信号に変換するCCDやCMOSなどからなる二次元撮像デバイス53と、この二次元撮像デバイス53からの画像信号に対して所要の画像処理を施す映像処理部54と、画像処理後の画像信号を一時的に記臆する画像メモリ55とを備えるとともに、レンズ鏡筒23の不図示のフォーカス機構を駆動するフォーカス駆動部56と、同ズーム機構を駆動するズーム駆動部57と、ボディ前面のストロボ発光窓24に設けられたストロボ58と、このストロボ58を駆動するストロボ駆動部59と、これらの各部(二次元撮像デバイス53、映像処理部54、フォーカス駆動部56、ズーム駆動部57、ストロボ駆動部59)を制御するための撮影制御部60とを備える。   The imaging system 42 includes a photographic lens group 52 with a zoom function and an autofocus function housed in a lens barrel 23 in front of the body, and a CCD that converts a subject image that has passed through the photographic lens group 52 into a two-dimensional image signal. A two-dimensional imaging device 53 composed of, for example, a CMOS, a video processing unit 54 for performing required image processing on an image signal from the two-dimensional imaging device 53, and an image signal after the image processing are temporarily recorded. An image memory 55, a focus driving unit 56 for driving a focus mechanism (not shown) of the lens barrel 23, a zoom driving unit 57 for driving the zoom mechanism, and a strobe light emission window 24 on the front surface of the body. A strobe 58, a strobe driving unit 59 that drives the strobe 58, and each of these units (two-dimensional imaging device 53, video processing unit 54, photo Comprising Kas driver 56, a zoom driving unit 57, an imaging controller 60 for controlling the flash driving unit 59).

制御系43は、上記の各系を制御して光受信機21の動作を集中的にコントロールするワンチップマイクロプロセッサを用いた制御回路61(マッチング手段)と、この制御回路61の動作に必要な各種プログラムを不揮発的に記憶するプログラムメモリ62と、ユーザ固有のデータなどを不揮発的且つ書き換え可能に記憶するユーザデータメモリ63とを備える。   The control system 43 is necessary for the operation of the control circuit 61 and the control circuit 61 (matching means) using a one-chip microprocessor that controls each system described above to control the operation of the optical receiver 21 in a concentrated manner. A program memory 62 for storing various programs in a nonvolatile manner and a user data memory 63 for storing user-specific data in a nonvolatile and rewritable manner are provided.

音声出力系44は、制御回路61から適宜に出力される音声データをアナログの音声信号に変換するD/A変換部64と、この音声信号を増幅するアンプ65と、増幅された音声信号を拡声するためにボディ背面の拡声穴29の近くに設けられたスピーカ66とを備える。   The audio output system 44 includes a D / A converter 64 that converts audio data appropriately output from the control circuit 61 into an analog audio signal, an amplifier 65 that amplifies the audio signal, and amplifies the amplified audio signal. For this purpose, a speaker 66 is provided near the loudspeaker hole 29 on the back of the body.

画像記憶系45は、画像データや音声データまたはその他のデータを外部メモリ40に書き込んだり、外部メモリ40から読み出したりするメモリ入出力部67と、それらのデータを書き換え可能に記憶する外部メモリ40とを備える。   The image storage system 45 includes a memory input / output unit 67 that writes image data, audio data, or other data to the external memory 40, or reads the data from the external memory 40, and an external memory 40 that stores these data in a rewritable manner. Is provided.

表示系46は、制御回路61から適宜に出力される表示データを所定の表示フォーマット(液晶モニター37の解像度に適合した表示フォーマット)に変換する表示制御部68と、表示制御部68の出力信号を表示するためにボディ背面に設けられた液晶モニター37とを備える。   The display system 46 converts display data appropriately output from the control circuit 61 into a predetermined display format (display format adapted to the resolution of the liquid crystal monitor 37), and an output signal from the display control unit 68. A liquid crystal monitor 37 provided on the back of the body is provided for display.

操作系47は、ボディ上面のシャッターボタン27や背面のモード切り換えスイッチ31、ズーム操作スイッチ32、MENUボタン33、カーソルキー34、SETボタン35及びDISPボタン36などを含む操作入力部69と、この操作入力部69からの操作信号を制御回路61に入力するための入力回路70とを備える。   The operation system 47 includes an operation input unit 69 including a shutter button 27 on the upper surface of the body, a mode switching switch 31 on the rear surface, a zoom operation switch 32, a MENU button 33, a cursor key 34, a SET button 35, a DISP button 36, and the like. And an input circuit 70 for inputting an operation signal from the input unit 69 to the control circuit 61.

図8は、二次元撮像デバイス53の撮像面の拡大図である。この図において、行方向と列方向にマトリクス配列された多数の升目は、二次元撮像デバイス53の撮像面に並べられた画素を模式化して表したものである。フォーカスが適正な場合、撮影レンズ群52を通過した被写体からの光はこの撮像面上に焦点を結び、したがって、撮像面に被写体像が投影(結像)される。撮像面の各々の画素(升目の一つ一つ)は、自己の画素面積に照射された光の強さに応じた電気信号(画素信号)を生成出力する。二次元撮像デバイス53は、それらの画素信号を線順次に読み出して1枚の画像信号として出力する。したがって、たとえば、撮像面の画素が640×480個であった場合、1枚の画像信号は640×480個の画素信号から構成される。   FIG. 8 is an enlarged view of the imaging surface of the two-dimensional imaging device 53. In this figure, a large number of cells arranged in a matrix in the row direction and the column direction schematically represent the pixels arranged on the imaging surface of the two-dimensional imaging device 53. When the focus is appropriate, the light from the subject that has passed through the photographic lens group 52 is focused on the imaging surface, and thus a subject image is projected (formed) on the imaging surface. Each pixel (each cell) on the imaging surface generates and outputs an electrical signal (pixel signal) corresponding to the intensity of light irradiated on its own pixel area. The two-dimensional imaging device 53 reads out these pixel signals line-sequentially and outputs them as one image signal. Therefore, for example, when the number of pixels on the imaging surface is 640 × 480, one image signal is composed of 640 × 480 pixel signals.

図9は、光受信機21の動作フローチャートを示す図である。光受信機21の電源スイッチ28をオンにすると、モード切り換えスイッチ31の現在のポジションを調べて再生モードであるか、撮影モードであるかを判断する(ステップS11)。「再生モード」の場合は、所定の“再生モード処理”を実行する(ステップS12)。再生モード処理とは、外部メモリ40から撮影済の画像データを読み出し、それを液晶モニター47に再生表示するモードのことである。   FIG. 9 is a diagram illustrating an operation flowchart of the optical receiver 21. When the power switch 28 of the optical receiver 21 is turned on, the current position of the mode switch 31 is checked to determine whether it is in the playback mode or the shooting mode (step S11). In the case of “reproduction mode”, predetermined “reproduction mode processing” is executed (step S12). The reproduction mode processing is a mode in which photographed image data is read from the external memory 40 and is reproduced and displayed on the liquid crystal monitor 47.

一方、「撮影モード」の場合は、まず、“光通信”を行うか否かを判定する(ステップS13)。光通信とは、前記の光送信機20(図5参照)からの多数の光情報を受光し、その情報を復元して液晶モニター47に表示することをいう。ユーザは、光通信を行いたい場合はモード切り換えスイッチ31を「撮影モード」ポジションにし、且つ、予め定められている所定のボタン操作(たとえば、カーソルキー34を所定方向に所定回数押した後、SETボタン35を押すなどの操作)を実行する。   On the other hand, in the “shooting mode”, first, it is determined whether or not “optical communication” is performed (step S13). Optical communication refers to receiving a large amount of optical information from the optical transmitter 20 (see FIG. 5), restoring the information, and displaying it on the liquid crystal monitor 47. When the user wants to perform optical communication, the mode changeover switch 31 is set to the “shooting mode” position, and a predetermined button operation (for example, the cursor key 34 is pressed a predetermined number of times in a predetermined direction, then the SET is performed). Operation such as pressing the button 35).

光通信を行わない場合は、“通常の撮影モード処理”を実行する(ステップS14)。通常の撮影モード処理とは、液晶モニター47に映し出されたスルー画像を見ながら構図を調整し、所望の構図が得られたときにシャッターボタン27を押し下げ操作して撮影を行い、その撮影データを圧縮処理して外部メモリ40に記録するという一連の処理を実行するモードのことをいう。   When optical communication is not performed, “normal photographing mode processing” is executed (step S14). In normal shooting mode processing, the composition is adjusted while viewing the through image displayed on the LCD monitor 47, and when the desired composition is obtained, the shutter button 27 is depressed to perform shooting, and the shooting data is taken. This is a mode in which a series of processes of compressing and recording in the external memory 40 is executed.

さて、光通信を行う場合、ユーザは「撮影モード」の状態のまま、対象物(図5の光送信機20)にレンズ鏡筒23を向け、液晶モニター47にその対象物の全体が収まるように構図を調整する。このとき、対象物の全体が液晶モニター47に収まりきらない場合や小さすぎる場合にはズーム操作スイッチ32を調整して撮影画角を広げたり(広角にしたり)、狭くしたり(望遠にしたり)してもよい。   When optical communication is performed, the user directs the lens barrel 23 toward the object (the optical transmitter 20 in FIG. 5) in the “shooting mode” state so that the entire object can be accommodated on the liquid crystal monitor 47. Adjust the composition. At this time, if the entire object does not fit on the liquid crystal monitor 47 or is too small, the zoom operation switch 32 is adjusted to widen the shooting field angle (widen) or narrow (to telephoto). May be.

適当な構図が得られた段階で、ユーザによって、所定のボタン操作(たとえば、カーソルキー34を所定方向に所定回数押した後、SETボタン35を押すなどの操作)が実行されると、まず、マッチング処理を行い(ステップS15:マッチング手段)、次いで、対象物(図5の光送信機20)からの情報の読み取りを行い(ステップS16)、最後に、その情報を液晶モニター47に表示する(ステップS17)。   When an appropriate composition is obtained, when a user performs a predetermined button operation (for example, an operation such as pressing the SET key 35 after pressing the cursor key 34 in a predetermined direction for a predetermined number of times) A matching process is performed (step S15: matching means), information is then read from the object (the optical transmitter 20 in FIG. 5) (step S16), and finally the information is displayed on the liquid crystal monitor 47 (step S16). Step S17).

マッチング処理とは、先の課題(複数の情報光の分離受光)を解決するためのものである。すなわち、図5の光送信機20は、多数(図示の例では54個)の発光部を平面上に配列しており、一方、光受信機21も、多数の画素をマトリクス状に配列した二次元撮像デバイス53を備えているが、発光部の数及び配列の仕方と、二次元撮像デバイス53の画素の数及び配列の仕方は当然ながら一致せず、しかも、光送信機20から光受信機までの距離も一定しないため、光受信機21で「複数の情報光の分離受光」を行うための何らかの処理を必要とするからである。   The matching process is to solve the previous problem (separate reception of a plurality of information lights). That is, the optical transmitter 20 in FIG. 5 has a large number (54 in the illustrated example) of light emitting units arranged on a plane, while the optical receiver 21 also has a number of pixels arranged in a matrix. Although the two-dimensional imaging device 53 is provided, the number and arrangement of the light emitting units and the number and arrangement of the pixels of the two-dimensional imaging device 53 are naturally not the same, and the optical transmitter 20 receives the optical receiver. This is because the optical receiver 21 requires some processing for performing “separated light reception of a plurality of information beams”.

図10は、光送信機20から光受信機21までの距離を示す図である。この図において、光送信機20から距離L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7離れた各々の位置に、光受信機21を所持したユーザ71〜77が立っているものとする。すべてのユーザ71〜77は光送信機20の点滅に気が付いており、且つ、その光の点滅が任意の情報を含む光通信であることも承知しているものとする。さて、すべてのユーザ71〜77が自分の光受信機21を光受信機21に向け、所定のボタン操作を行って光通信を開始したとすると、各人の光受信機21の液晶モニター47には距離L1〜L7に応じて大きさが異なる画像が映し出される。   FIG. 10 is a diagram illustrating the distance from the optical transmitter 20 to the optical receiver 21. In this figure, it is assumed that users 71 to 77 having the optical receiver 21 are standing at respective positions away from the optical transmitter 20 by distances L1, L2, L3, L4, L5, L6, and L7. It is assumed that all the users 71 to 77 are aware of the blinking of the optical transmitter 20 and know that the blinking of the light is optical communication including arbitrary information. Now, assuming that all users 71 to 77 point their own optical receivers 21 toward the optical receivers 21 and perform predetermined button operations to start optical communication, the liquid crystal monitors 47 of the optical receivers 21 of the respective persons are used. In this case, images having different sizes according to the distances L1 to L7 are displayed.

映し出される画像の大きさは、距離L1で最も大きく、距離L2、L3、L4・・・・になるにつれて徐々に小さくなり、距離L7で最も小さくなる。なお、ここでは、説明を簡単化するためにズーム操作は行わないものとする。   The size of the projected image is the largest at the distance L1, gradually decreases as the distances L2, L3, L4,... And the smallest at the distance L7. Here, in order to simplify the description, the zoom operation is not performed.

図11は、距離L1における光送信機20の発光部と光受信機21の画素との関係図である。(a)に示すように、上段左の発光部の光情報が“A00”、上段中の発光部の光情報が“B01”、上段右の発光部の光情報が“C02”、中段左の発光部の光情報が“D03”、中段中の発光部の光情報が“E04”、中段右の発光部の光情報が“F05”、下段左の発光部の光情報が“G06”、下段中の発光部の光情報が“H07”、下段右の発光部の光情報が“I08”であるとする。すなわち、各々の発光部が異なる9個の拡散符号(CodeA〜CodeI)で変調されているものとする。ここで、CodeAはマッチング処理において基準となる拡散符号である。   FIG. 11 is a relationship diagram between the light emitting unit of the optical transmitter 20 and the pixels of the optical receiver 21 at the distance L1. As shown in (a), the light information of the upper left light emitting part is “A00”, the light information of the upper light emitting part is “B01”, the light information of the upper right light emitting part is “C02”, the middle left The light information of the light emitting part is “D03”, the light information of the light emitting part in the middle stage is “E04”, the light information of the light emitting part of the middle right is “F05”, the light information of the light emitting part of the lower left is “G06”, the lower part It is assumed that the light information of the light emitting part in the middle is “H07” and the light information of the light emitting part on the lower right is “I08”. That is, it is assumed that each light emitting unit is modulated with nine different spreading codes (Code A to Code I). Here, CodeA is a spreading code that serves as a reference in the matching process.

光送信機20に最も近い距離L1では、光受信機21の二次元撮像デバイス53によって、光送信機20のすべての発光部が充分な大きさで撮像される。このため、(b)に示すように、二次元撮像デバイス53によって撮影された画像には、CodeAの非検出画素Uの中にCodeAの検出画素Dの塊(図示の例では3×3画素)が存在することになる。このような場合は、検出領域Dの中心をCodeAのサンプリング点とし、そのCodeAのサンプリング点を起点にして順次にCodeBのサンプリング点、CodeCのサンプリング点、CodeDのサンプリング点・・・・を決定していけばよい。   At the distance L1 closest to the optical transmitter 20, the two-dimensional imaging device 53 of the optical receiver 21 images all the light emitting units of the optical transmitter 20 with a sufficient size. For this reason, as shown in (b), in the image photographed by the two-dimensional imaging device 53, a cluster of detection pixels D of CodeA among non-detection pixels U of CodeA (3 × 3 pixels in the illustrated example) Will exist. In such a case, the center of the detection area D is set as the sampling point of Code A, and the sampling point of Code B, the sampling point of Code C, the sampling point of Code D,... Just go.

図12は、距離L2における光送信機20の発光部と光受信機21の画素との関係図である。この図において、前記の距離L1よりもやや遠い距離L2では、CodeAの検出画素Dの塊が距離L1のときよりも小さくなる。たとえば、(b)に示すように、2×2画素程度になることがある。CodeAのサンプリング点は、この狭い範囲(2×2画素程度の範囲)のどこかに存在するが、情報が少なく、確実なCodeAのサンプリング点を決めにくい。そこで、このような場合には、とりあえず2×2画素のうちの一つの画素(たとえば、完全にハッチングで覆われた画素)の中心を暫定的なCodeAのサンプリング点とし、この暫定サンプリング点を起点にして順次にCodeBのサンプリング点、CodeCのサンプリング点、CodeDのサンプリング点・・・・を決定する。そして、それらのサンプリング点を使用して誤りが多ければ、他の検出画素Dに暫定サンプリング点を移動して上記の動作を繰り返す。   FIG. 12 is a relationship diagram between the light emitting unit of the optical transmitter 20 and the pixels of the optical receiver 21 at the distance L2. In this figure, at a distance L2 slightly farther than the distance L1, the cluster of detection pixels D of CodeA is smaller than that at the distance L1. For example, as shown in (b), it may be about 2 × 2 pixels. The CodeA sampling point exists somewhere in this narrow range (a range of about 2 × 2 pixels), but there is little information and it is difficult to determine a reliable CodeA sampling point. Therefore, in such a case, the center of one pixel out of 2 × 2 pixels (for example, a pixel completely covered with hatching) is used as a temporary CodeA sampling point, and this temporary sampling point is the starting point. Then, the CodeB sampling point, the CodeC sampling point, the CodeD sampling point,... Are determined in sequence. If these sampling points are used and there are many errors, the provisional sampling point is moved to another detection pixel D and the above operation is repeated.

図13は、距離L3における光送信機20の発光部と光受信機21の画素との関係図である。距離L2よりもさらに遠い距離L3では、一つの発光部と一つの画素が一対一に対応することがある。このような場合は、各検出画素Dの中心をCodeAのサンプリング点とし、そのCodeAのサンプリング点を起点にして順次にCodeBのサンプリング点、CodeCのサンプリング点、CodeDのサンプリング点・・・・を決定していけばよい。   FIG. 13 is a relationship diagram between the light emitting unit of the optical transmitter 20 and the pixels of the optical receiver 21 at the distance L3. At a distance L3 farther than the distance L2, one light emitting unit and one pixel may correspond one to one. In such a case, the center of each detection pixel D is set as the sampling point of Code A, and the sampling point of Code B, the sampling point of Code C, the sampling point of Code D,... Are sequentially determined starting from the sampling point of Code A. Do it.

図14は、距離L4における光送信機20の発光部と光受信機21の画素との関係図である。距離L3よりもさらに遠い距離L4では、(b)に示すように、CodeAの検出画素DとCodeAの非検出画素Uの出現比率が行方向で1対3になることがある。この場合、発光部と画素の割合は行方向で2対3であり、CodeAのサンプリング点は、検出画素Dのハッチング中心で与えられるので、そのCodeAのサンプリング点を起点にして順次にCodeBのサンプリング点、CodeCのサンプリング点、CodeDのサンプリング点・・・・を決定していけばよい。   FIG. 14 is a relationship diagram between the light emitting unit of the optical transmitter 20 and the pixels of the optical receiver 21 at the distance L4. At a distance L4 farther than the distance L3, as shown in (b), the appearance ratio of the detection pixel D of CodeA and the non-detection pixel U of CodeA may be 1: 3 in the row direction. In this case, the ratio of the light emitting portion to the pixel is 2 to 3 in the row direction, and the sampling point of CodeA is given by the hatching center of the detection pixel D. Therefore, the sampling of CodeB is sequentially performed starting from the sampling point of CodeA. A point, a sampling point for CodeC, a sampling point for CodeD, and so on may be determined.

図15は、距離L5における光送信機20の発光部と光受信機21の画素との関係図である。距離L4よりもさらに遠い距離L5では、CodeAの検出画素Dと非検出画素Uの比が行方向で2対1になることがある。この場合、発光部と画素の割合は行方向で1対2であり、CodeAのサンプリング点は、検出画素Dのハッチング中心で与えられるので、そのCodeAのサンプリング点を起点にして順次にCodeBのサンプリング点、CodeCのサンプリング点、CodeDのサンプリング点・・・・を決定していけばよい。   FIG. 15 is a relationship diagram between the light emitting unit of the optical transmitter 20 and the pixels of the optical receiver 21 at the distance L5. At a distance L5 that is farther than the distance L4, the ratio between the detection pixel D of CodeA and the non-detection pixel U may be 2 to 1 in the row direction. In this case, the ratio between the light emitting portion and the pixel is 1 to 2 in the row direction, and the sampling point of CodeA is given by the hatching center of the detection pixel D. Therefore, the sampling of CodeB is sequentially performed starting from the sampling point of CodeA. A point, a sampling point for CodeC, a sampling point for CodeD, and so on may be determined.

図16は、距離L6における光送信機20の発光部と光受信機21の画素との関係図である。距離L5よりもさらに遠い距離L6では、すべての画素がCodeAの検出画素Dとなることがある。この場合、各画素に対してすべての拡散符号(CodeA〜CodeI)で相関をとることになる。なお、距離L6よりもさらに遠い距離L7の場合にも、図16と同様の関係になるが、この場合は、各画素に、隣の繰り返しパターンが入ってくるため、再生不能として取り扱う(たとえば、エラーメッセージを表示してユーザに告知する)。   FIG. 16 is a relationship diagram between the light emitting unit of the optical transmitter 20 and the pixels of the optical receiver 21 at the distance L6. At a distance L6 farther than the distance L5, all the pixels may become the detection pixels D of CodeA. In this case, all the spreading codes (Code A to Code I) are correlated with each pixel. In the case of the distance L7 further far than the distance L6, the same relationship as in FIG. 16 is obtained. However, in this case, since the adjacent repeated pattern enters each pixel, it is treated as unreproducible (for example, Display an error message and notify the user).

図17は、マッチング処理のフローチャートを示す図である。この図において、マッチング処理を開始すると、まず、全画素で基準の拡散符号(CodeA)のマッチングをとる(ステップS15a)。そして、非検出領域Uの中に連続した検出領域Dが存在するか否かを判定し(ステップS15b)、存在していなければ、非検出領域Uと検出領域Dの比から重なり具合を計算し(ステップS15c)、その計算結果に基づいてマッチングパターンを選択する(ステップS15d)。   FIG. 17 is a diagram illustrating a flowchart of the matching process. In this figure, when the matching process is started, first, the reference spreading code (Code A) is matched in all pixels (step S15a). Then, it is determined whether or not there is a continuous detection region D in the non-detection region U (step S15b). If it does not exist, the degree of overlap is calculated from the ratio of the non-detection region U and the detection region D. (Step S15c), a matching pattern is selected based on the calculation result (Step S15d).

一方、非検出領域Uの中に連続した検出領域Dが存在している場合には、次に、非検出領域Uと検出領域Dの比が期待した比になっているか否かを判定し(ステップS15e)、期待した比になっていれば、検出領域Dの中央をCodeAのマッチング点とし(ステップS15f)、そのマッチング点を起点にして他のCodeのマッチング点を決定する(ステップS15g)。または、期待した比になっていなければ、検出領域Dの画素の一つをCodeAのマッチング点とし(ステップS15h)、そのマッチング点を起点にして他のCodeのマッチング点を決定する(ステップS15i)。   On the other hand, if there is a continuous detection region D in the non-detection region U, it is next determined whether or not the ratio between the non-detection region U and the detection region D is an expected ratio ( In step S15e, if the expected ratio is reached, the center of the detection area D is set as a matching point of Code A (step S15f), and the matching point of another code is determined using the matching point as a starting point (step S15g). Alternatively, if the ratio is not as expected, one of the pixels in the detection region D is set as a matching point of Code A (step S15h), and a matching point of another code is determined using the matching point as a starting point (step S15i). .

このように、第二の実施形態によれば、光受信機21の二次元撮像デバイス52で撮影された光送信機20の撮影画像の中から基準拡散符号(CodeA)の画素(検出画素D)を検出し、その検出結果に従ってCodeAのサンプリング点を決定するとともに、そのCodeAのサンプリング点を起点にして他の拡散符号(CodeB〜CodeI)のサンプリング点を順次に決定するので、光送信機20からの距離(但し、L1〜L6の間)に関わらず、複数の情報光を正しく分離識別して、光送信機20からの情報を光受信機21で復元再生することができる。したがって、たとえば、店頭における商品説明、博物館や展覧会における展示品説明、建築物等のランドマーク表示、広告表示、遊園地等の遊戯施設混雑状態表示など、様々な用途に利用できる光送信機、光受信機及び光通信システムの実用化に供することができる。   As described above, according to the second embodiment, the reference spread code (Code A) pixel (detection pixel D) from the captured image of the optical transmitter 20 captured by the two-dimensional imaging device 52 of the optical receiver 21. In accordance with the detection result, the sampling point of CodeA is determined, and the sampling points of other spreading codes (CodeB to CodeI) are sequentially determined starting from the sampling point of CodeA. The information from the optical transmitter 20 can be restored and reproduced by the optical receiver 21 by correctly separating and identifying a plurality of information lights regardless of the distance (between L1 and L6). Therefore, for example, optical transmitters that can be used for various purposes such as product descriptions at stores, descriptions of exhibits at museums and exhibitions, landmark displays for buildings, advertisement displays, play facilities congestion status displays such as amusement parks, The optical receiver and the optical communication system can be put to practical use.

第1の実施形態の光送信機1の構成図である。It is a block diagram of the optical transmitter 1 of 1st Embodiment. 光送信機1の信号タイムシーケンス図である。3 is a signal time sequence diagram of the optical transmitter 1. FIG. 第1の実施形態の光受信機6の構成図である。It is a block diagram of the optical receiver 6 of 1st Embodiment. 複数の情報光の分離受光を可能にした光受信機6の要部構成図である。It is a principal part block diagram of the optical receiver 6 which enabled the separate light reception of the some information light. 第二の実施形態の光送信機20の正面外観図である。It is a front external view of the optical transmitter 20 of the second embodiment. 光送信機20と対で用いられる光受信機21の外観図である。1 is an external view of an optical receiver 21 used in a pair with an optical transmitter 20. FIG. 光受信機21の内部ブロック図である。3 is an internal block diagram of the optical receiver 21. FIG. 二次元撮像デバイス53の撮像面の拡大図である。3 is an enlarged view of an imaging surface of a two-dimensional imaging device 53. FIG. 光受信機21の動作フローチャートを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an operation flowchart of the optical receiver 21. 光送信機20から光受信機21までの距離を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a distance from an optical transmitter 20 to an optical receiver 21. 距離L1における光送信機20の発光部と光受信機21の画素との関係図である。FIG. 4 is a relationship diagram between a light emitting unit of the optical transmitter 20 and a pixel of the optical receiver 21 at a distance L1. 距離L2における光送信機20の発光部と光受信機21の画素との関係図である。FIG. 4 is a relationship diagram between a light emitting unit of the optical transmitter 20 and a pixel of the optical receiver 21 at a distance L2. 距離L3における光送信機20の発光部と光受信機21の画素との関係図である。FIG. 6 is a relationship diagram between a light emitting unit of the optical transmitter 20 and a pixel of the optical receiver 21 at a distance L3. 距離L4における光送信機20の発光部と光受信機21の画素との関係図である。FIG. 4 is a relationship diagram between a light emitting unit of the optical transmitter 20 and a pixel of the optical receiver 21 at a distance L4. 距離L5における光送信機20の発光部と光受信機21の画素との関係図である。FIG. 6 is a relationship diagram between a light emitting unit of the optical transmitter 20 and a pixel of the optical receiver 21 at a distance L5. 距離L6における光送信機20の発光部と光受信機21の画素との関係図である。FIG. 6 is a relationship diagram between a light emitting unit of the optical transmitter 20 and a pixel of the optical receiver 21 at a distance L6. マッチング処理のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of a matching process.

符号の説明Explanation of symbols

C(i) 拡散符号
P(i) 情報光
S15 ステップ(マッチング手段)
TX 送信情報
1 光送信機
2 多値化回路
3 拡散符号発生部
4(i) 拡散部
5(i) 発光部
6 光受信機
7(i) 受光部
8 拡散符号発生部
9(i) 逆拡散部
10 情報復元化回路
12 平均値抽出回路
13 極性切替回路
14 積分及びサンプルホールド回路(積分回路)
15 二値化回路
53 二次元撮像デバイス
61 制御回路(マッチング手段)
21 光受信機
C (i) Spread code P (i) Information light S15 Step (matching means)
TX transmission information 1 Optical transmitter 2 Multi-level circuit 3 Spread code generator 4 (i) Spreader 5 (i) Light emitter 6 Optical receiver 7 (i) Light receiver 8 Spread code generator 9 (i) Despread Unit 10 Information Restoration Circuit 12 Average Value Extraction Circuit 13 Polarity Switching Circuit 14 Integration and Sample and Hold Circuit (Integration Circuit)
15 Binarization circuit 53 Two-dimensional imaging device 61 Control circuit (matching means)
21 Optical receiver

Claims (7)

送信情報をNビットずつに区切って多値化する多値化回路と、
N個の拡散符号を生成する拡散符号発生部と、
前記多値化された送信情報の各ビットの論理に対応して拡散符号をスルーで出力したり反転出力したりするN個の拡散部と、
各々の拡散部からの信号で駆動されるN個の発光部と
を備えたことを特徴とする光送信機。
A multi-value conversion circuit that multi-values transmission information by dividing it into N bits;
A spreading code generator for generating N spreading codes;
N spreading units that output and reversely output a spreading code corresponding to the logic of each bit of the multi-valued transmission information;
An optical transmitter comprising: N light emitting units driven by signals from each diffusion unit.
N個の情報光を受光して電気信号に変換するN個の受光部と、
N個の拡散符号を生成する拡散符号発生部と、
N個の受光部の各々から出力された電気信号とN個の拡散符号との位相関係に基づいて論理0または論理1の信号を出力するN個の逆拡散部と
前記N個の逆拡散部の出力を組み合わせて受信情報を復元する情報復元化回路と
を備えたことを特徴とする光受信機。
N light receiving units that receive N information light and convert them into electrical signals;
A spreading code generator for generating N spreading codes;
N despreading units that output a logic 0 or logic 1 signal based on the phase relationship between the electrical signals output from each of the N light receiving units and N spreading codes, and the N despreading units An optical receiver comprising: an information restoration circuit that restores received information by combining the outputs of.
前記N個の逆拡散部は、
前記受光部からの信号の直流分及び低周波成分を取り出して該直流分及び低周波成分からなる基準信号を生成する平均値抽出回路と、
前記受光部からの信号と前記拡散符号生成回路からの拡散符号と前記基準信号とを入力するとともに基準信号よりも拡散符号が大きいときには拡散符号をそのまま出力し、基準信号よりも拡散符号が小さいときには拡散符号を反転出力する極性切替回路と、
極性切替回路からの信号を積分してその積分値のサンプルホールド値を出力する積分回路と、
前記積分回路の出力を二値化する二値化回路と
を有することを特徴とする請求項2記載の光受信機。
The N despreading units are:
An average value extraction circuit that extracts a direct current component and a low frequency component of a signal from the light receiving unit and generates a reference signal composed of the direct current component and the low frequency component;
When the signal from the light receiving unit, the spread code from the spread code generation circuit and the reference signal are input, the spread code is output as it is when the spread code is larger than the reference signal, and when the spread code is smaller than the reference signal A polarity switching circuit for inverting and outputting the spreading code;
An integration circuit that integrates the signal from the polarity switching circuit and outputs a sample hold value of the integration value;
The optical receiver according to claim 2, further comprising: a binarization circuit that binarizes an output of the integration circuit.
前記N個の受光部は、二次元撮像デバイスの撮像面に配列されたN個の画素であって、且つ、該二次元撮像デバイスで撮影された撮影画像の中から基準拡散符号の画素を検出し、その検出結果に従って基準拡散符号のサンプリング点を決定するとともに、その基準拡散符号のサンプリング点を起点にして他の拡散符号のサンプリング点を順次に決定するマッチング手段を備えたことを特徴とする請求項2または請求項3記載の光受信機。 The N light receiving units are N pixels arranged on an imaging surface of a two-dimensional imaging device, and detect a pixel of a reference diffusion code from a photographed image photographed by the two-dimensional imaging device. And a matching means for determining a sampling point of the reference spreading code according to the detection result and sequentially determining sampling points of other spreading codes starting from the sampling point of the reference spreading code. The optical receiver according to claim 2 or 3. 請求項1記載の光送信機と請求項2乃至請求項4いずれかに記載の光受信機とを含むことを特徴とする光通信システム。 An optical communication system comprising the optical transmitter according to claim 1 and the optical receiver according to any one of claims 2 to 4. 前記拡散符号発生部は、基準となる一個の拡散符号を所定量ずつずらしながらN個の拡散符号を生成することを特徴とする請求項1記載の光送信機。 2. The optical transmitter according to claim 1, wherein the spread code generator generates N spread codes while shifting a reference spread code by a predetermined amount. 前記拡散符号発生部は、基準となる一個の拡散符号を所定量ずつずらしながらN個の拡散符号を生成することを特徴とする請求項2記載の光受信機。 3. The optical receiver according to claim 2, wherein the spreading code generating unit generates N spreading codes while shifting a reference spreading code by a predetermined amount.
JP2005098416A 2005-03-30 2005-03-30 Optical transmitter, optical receiver, and optical communication system Expired - Fee Related JP4665585B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005098416A JP4665585B2 (en) 2005-03-30 2005-03-30 Optical transmitter, optical receiver, and optical communication system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005098416A JP4665585B2 (en) 2005-03-30 2005-03-30 Optical transmitter, optical receiver, and optical communication system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006279747A true JP2006279747A (en) 2006-10-12
JP4665585B2 JP4665585B2 (en) 2011-04-06

Family

ID=37213976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005098416A Expired - Fee Related JP4665585B2 (en) 2005-03-30 2005-03-30 Optical transmitter, optical receiver, and optical communication system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4665585B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008311845A (en) * 2007-06-13 2008-12-25 Panasonic Corp Optical spatial transmitter
JP2010509797A (en) * 2006-11-03 2010-03-25 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Receiver for modulated optical signal and method for receiving modulated optical signal
JP2014011771A (en) * 2012-07-03 2014-01-20 Olympus Corp Imaging system and sensor unit
US10103810B2 (en) 2015-04-03 2018-10-16 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Signboard apparatus and signboard system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07264098A (en) * 1994-03-23 1995-10-13 N T T Data Tsushin Kk Method and device for spatial transmission
JP2001320331A (en) * 2000-05-09 2001-11-16 Koito Ind Ltd Optical space transmitting device and image monitor using the same
JP2002290375A (en) * 2001-03-22 2002-10-04 Keio Gijuku Optical communication transmitter and optical communication receiver
JP2003179556A (en) * 2001-09-21 2003-06-27 Casio Comput Co Ltd Information transmission method, information transmission system, imaging apparatus and information transmission method
JP2005006017A (en) * 2003-06-11 2005-01-06 Toshiba Corp Optical radio communication system and optical receiver used therefor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07264098A (en) * 1994-03-23 1995-10-13 N T T Data Tsushin Kk Method and device for spatial transmission
JP2001320331A (en) * 2000-05-09 2001-11-16 Koito Ind Ltd Optical space transmitting device and image monitor using the same
JP2002290375A (en) * 2001-03-22 2002-10-04 Keio Gijuku Optical communication transmitter and optical communication receiver
JP2003179556A (en) * 2001-09-21 2003-06-27 Casio Comput Co Ltd Information transmission method, information transmission system, imaging apparatus and information transmission method
JP2005006017A (en) * 2003-06-11 2005-01-06 Toshiba Corp Optical radio communication system and optical receiver used therefor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010509797A (en) * 2006-11-03 2010-03-25 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Receiver for modulated optical signal and method for receiving modulated optical signal
JP2008311845A (en) * 2007-06-13 2008-12-25 Panasonic Corp Optical spatial transmitter
JP2014011771A (en) * 2012-07-03 2014-01-20 Olympus Corp Imaging system and sensor unit
US10103810B2 (en) 2015-04-03 2018-10-16 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Signboard apparatus and signboard system

Also Published As

Publication number Publication date
JP4665585B2 (en) 2011-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100818392B1 (en) Information reception device, information transmission system, and information reception method
JP6236356B2 (en) Visible light communication signal display method and display device
US6933956B2 (en) Information transmission system using light as communication medium, information transmission method, image pickup device, and computer programmed product
JP5155063B2 (en) Light emitting device and tracking method of object
JP4577612B2 (en) Information display system and information display method
JPWO2009113416A1 (en) COMMUNICATION SYSTEM, TRANSMISSION DEVICE, AND RECEPTION DEVICE
US20100264313A1 (en) Lighting Techniques for Wirelessly Controlling Lighting Elements
KR101903588B1 (en) Visible light receiving method
JP4665585B2 (en) Optical transmitter, optical receiver, and optical communication system
JP5181633B2 (en) Information transmission system, imaging apparatus, information transmission method, and program
JP4640483B2 (en) Imaging apparatus and program
JP2008085555A (en) Information display device, display control method and display control program
JP2010252266A (en) Image arrangement apparatus
JP4507210B2 (en) Information transmission system, receiving apparatus, and information decoding method
JP2011009805A (en) Optical wireless communication terminal unit, optical wireless communication system, optical wireless communication method, and program
JP4576625B2 (en) Information transmission system, imaging apparatus, and light reception control method
JP4735658B2 (en) Receiving device and program
CN111656766B (en) Apparatus for image-based service
CN112788315B (en) Method and system for projecting an image on a screen
JP2020134610A (en) Method for controlling display unit and display unit
JP2005244612A (en) Digital still camera
JP2014060562A (en) Information decoding system, information decoding method, and program

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080319

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100610

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100712

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100910

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100930

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101129

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101214

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101227

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140121

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4665585

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees