JP2007324671A - Illumination light communication apparatus - Google Patents

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JP2007324671A JP2006149554A JP2006149554A JP2007324671A JP 2007324671 A JP2007324671 A JP 2007324671A JP 2006149554 A JP2006149554 A JP 2006149554A JP 2006149554 A JP2006149554 A JP 2006149554A JP 2007324671 A JP2007324671 A JP 2007324671A
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Yoshiyuki Saka
義之 坂
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form an appropriate and efficient optical system between a mobile unit and lighting fixtures. <P>SOLUTION: An illumination light side light receiving unit 13 comprises a light receiving sensor 14, and three pilot light sources 16A, 16B, 16C. The pilot light sources 16A, 16B, 16C configure a pilot light emitting group 16. Central points of the pilot light source 16A, the light receiving sensor 14, and the pilot light source 16B are respectively located on a virtual straight line L1, and a central point of the pilot light source 16C is located on a virtual straight line L2 orthogonal to the virtual straight line L1. Through the configuration above, the mobile unit side can easily determine the position and the direction of the light receiving sensor at the illumination side, and it is possible to form the proper and efficient optical system (optical axis, luminance setting or the like) between the mobile unit and the lighting fixtures. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、照明光通信装置に関する。   The present invention relates to an illumination light communication apparatus.

近年のLEDの発光輝度向上に伴ってLED(Light Emitting Diode)を用いた照明器具、情報表示器具による情報配信、双方向通信についての議論が活発になってきている。LEDは応答速度に優れ、電気的に制御を行いやすい特徴を持つ為、LEDを用いた照明器具では人の目に感知されない速度で明滅させる事で照明機器としての機能に加えて通信機器としての機能も同時に備えることが出来る。   With recent improvements in LED emission brightness, discussions about lighting fixtures using LEDs (Light Emitting Diodes), information distribution by information display fixtures, and two-way communication have become active. Since LEDs have excellent response speed and are easy to control electrically, lighting fixtures using LEDs can be used as communication equipment in addition to functions as lighting equipment by blinking at a speed that is not perceived by human eyes. Functions can be provided at the same time.

可視光を用いた通信は、無線通信システムにおいて医療機器や航空機の航行制御機器など生命に関わる重要な機器へ妨害を与えてしまう可能性がある問題や、赤外線通信における人の目への照射により障害を与えてしまう問題などを引き起こさないシステムとして優れた一面を有している。   Communication using visible light is a problem that may interfere with important life-related equipment such as medical equipment and aircraft navigation control equipment in wireless communication systems, and irradiation of human eyes with infrared communication. It has an excellent aspect as a system that does not cause problems that cause obstacles.

可視光通信システムでは発光部と受光器との光軸合わせを行って適正かつ効率的な光学系を形成させる必要があり、従来はこの光軸合わせを移動機のユーザが目視で行っていた。この光軸合わせを改善する従来技術として、光軸調整を一人で行う為に対向する光受信装置に受信状態に応じて発光信号強度、色、点滅周期、点滅の幅などの発光状態を変化させる装置を加える事で光軸合わせの精度向上と調整時間を短縮する技術(特許文献1を参照されたい。)が提案されている。   In a visible light communication system, it is necessary to align an optical axis between a light emitting unit and a light receiver to form an appropriate and efficient optical system, and conventionally, a user of a mobile device has performed this optical axis alignment visually. As a conventional technique for improving this optical axis alignment, the light emitting state such as the light emission signal intensity, the color, the blinking cycle, and the blinking width is changed according to the reception state in the opposite optical receiving device in order to perform the optical axis adjustment alone. A technique for improving the accuracy of optical axis alignment and shortening the adjustment time by adding a device (see Patent Document 1) has been proposed.

また、光軸合わせのさらなる従来技術として、ターミナルユニットに可視光を発する指示器であるレーザポインタを着脱自在に取り付け可能とすることにより、必要な時だけターミナルユニットの光軸とサテライトユニットの光軸を一致させる事が安価に行える装置(特許文献2を参照されたい。)が提案されている。   In addition, as a further conventional technique for aligning the optical axis, the laser pointer, which is an indicator that emits visible light, can be detachably attached to the terminal unit, so that the optical axis of the terminal unit and the optical axis of the satellite unit can be attached only when necessary. Has been proposed (see Patent Document 2).

また、さらなる従来技術として、照明通信装置が発するデータにより変調された照明光を受光して、データを取得する受光手段と、照明光をコーナーキューブリフレクタを用いて反射すると共に送信すべきデータに従って変調された反射光を送出する反射変調手段を持ち、照明光光源に向けて反射光を送出する装置(特許文献3を参照されたい。)が提案されている。   Further, as a further conventional technique, the illumination light modulated by the data emitted by the illumination communication device is received, the light receiving means for acquiring the data, and the illumination light is reflected by the corner cube reflector and modulated according to the data to be transmitted. There has been proposed an apparatus (see Patent Document 3) that has reflection modulation means for transmitting the reflected light and transmits the reflected light toward the illumination light source.

また、さらなる従来技術として、照明の照度を低下させることなく、また、ディスプレイの輝度レベルを低下させることなく通信を行う装置(特許文献4を参照されたい。)が提案されている。従来では端末から照明装置側へのデータ送信においても下り通信と同じく例えば携帯電話の補助ライトやフラッシュ光源などの白色光源を用いてデータを送信する事が考えられていた。
特開平4−117736号公報(光空間通信システム等) 特開平5−153063号公報(光軸調整構造) 特開2004−072365号公報(照明光通信) 特開2004−072365号公報(光通信装置等)
Further, as a further conventional technique, an apparatus (see Patent Document 4) that performs communication without reducing the illuminance of illumination and without reducing the luminance level of the display has been proposed. Conventionally, in data transmission from the terminal to the lighting device side, it has been considered to transmit data using a white light source such as an auxiliary light of a mobile phone or a flash light source as in the case of downlink communication.
Japanese Patent Laid-Open No. 4-117636 (Optical space communication system, etc.) JP-A-5-153063 (Optical axis adjustment structure) JP 2004-072365 A (Illumination light communication) Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-072365 (Optical Communication Device, etc.)

しかしながら、従来の照明光を利用した光通信システムでは、「下り光」の制御に重きが置かれ、移動機側から照明器側への「上り光」の制御については殆ど考えられていなかった。即ち、移動機(端末装置)と照明光通信装置との間で、適正かつ効率的な光学系を形成するためには、「上り光」(上り通信光)の利用や制御も重要になるが、これに関する技術は殆ど開発されていない。また、適正かつ効率的な光学系を実現させるため、移動機が発光したい相手(照明光通信装置側)への光軸合わせを行うことは考えられているが、移動機側の発光輝度を制御する事までは考えられていなかった。また、特許文献1、2の従来のシステムでは、光軸合わせは使用者が行う必要があり、ユーザの利便性が損なわれているうえ、光軸を合わせたのみで発光電力の最適化を行っていない為、無駄な電力を消費してしまう問題があった。   However, in the conventional optical communication system using illumination light, control of “downstream light” is emphasized, and control of “upstream light” from the mobile station side to the illuminator side has been hardly considered. That is, in order to form an appropriate and efficient optical system between the mobile device (terminal device) and the illumination light communication device, use and control of “upstream light” (upstream communication light) is also important. Very little technology has been developed for this. Also, in order to realize an appropriate and efficient optical system, it is considered that the optical axis is aligned with the other party (illumination optical communication device side) that the mobile device wants to emit light, but the light emission brightness on the mobile device side is controlled. I wasn't even thinking about doing it. In addition, in the conventional systems of Patent Documents 1 and 2, the optical axis alignment needs to be performed by the user, which reduces user convenience and optimizes the light emission power only by aligning the optical axes. As a result, there was a problem of consuming unnecessary power.

また、特許文献3のシステムでは、移動機通信装置からの発光源が照明光通信装置の発光源であるため、照明輝度が暗い場合、移動機通信装置の送信データが送信できない問題があった。   Further, in the system of Patent Document 3, since the light source from the mobile device communication device is the light source of the illumination light communication device, there is a problem that transmission data of the mobile device communication device cannot be transmitted when the illumination brightness is dark.

照明光通信システムにおいては、双方向通信を時分割多重方式とし、上り通信とタイミングを変えて通信を行う事が考えられるが、システムのデータ伝送効率が落ちてしまう問題が発生してしまう。特に下り通信では、動画情報配信やユーザの情報収集頻度が多い事が考えられる為、高速な伝送速度である事が好ましいが、上り通信と時間をシェアする事になる分データ伝送速度が低下してしまい問題である。上り/下りのデータ伝送速度を最大化するためには夫々の通信路を別々に有する事が必要である。このため上り、下りの通信フレームは非対称であり、下りの通信伝送速度を重視したフレームとする事が重要視されると考えられる。   In an illuminating light communication system, it is conceivable that bidirectional communication is performed in a time division multiplexing manner and communication is performed while changing the timing with uplink communication. However, there arises a problem that the data transmission efficiency of the system is lowered. Especially in downlink communication, it is considered that the frequency of moving image information distribution and user information collection is high, so it is preferable to have a high transmission rate, but the data transmission rate is reduced by sharing time with uplink communication. It is a problem. In order to maximize the uplink / downlink data transmission rate, it is necessary to have each communication path separately. For this reason, the upstream and downstream communication frames are asymmetrical, and it is considered to be important to use a frame that places importance on the downstream communication transmission rate.

このとき、白色LEDから明かりを得ている環境において、端末から照明装置側受光器へのデータ送信に白色LEDを用いるとS/N比が悪化してしまう問題が発生してしまう。特にオフィスで用いられる照明装置は、オフィス内作業者の手元の照度を確保する必要がある事、照明ムラは好ましくない事から蛍光管のように指向性が弱く、強い光を出す必要がある。駅構内や病院の待ち合わせ室などについても同様の傾向が強い。この環境下で端末からの発光を受光するセンサは強い照明光に晒される可能性が高い。このため、端末からの発光が白色であった場合には照明光が強い干渉源となってしまい、照明装置側の受光センサのS/N比が悪化する結果となってしまう。   At this time, in the environment where light is obtained from the white LED, if the white LED is used for data transmission from the terminal to the illumination device side light receiver, a problem that the S / N ratio deteriorates occurs. In particular, an illumination device used in an office needs to secure the illuminance at hand of an operator in the office and unfavorable illumination unevenness, so that directivity is weak like a fluorescent tube and it is necessary to emit strong light. The same tendency is strong for station premises and hospital meeting rooms. In this environment, a sensor that receives light emitted from the terminal is likely to be exposed to strong illumination light. For this reason, when the light emitted from the terminal is white, the illumination light becomes a strong interference source, resulting in a deterioration in the S / N ratio of the light receiving sensor on the illumination device side.

本発明は、これらの問題点を鑑みてなされたものであり、照明光にデータを重畳させて伝送する複数の照明器具と、可視光に重畳されたデータを移動機に向けて送信する双方向光伝送システムにおいて、移動機と照明器具との間で適正かつ効率的な光学系を形成すべく、移動機(端末装置)や光通信装置の発光輝度を必要最小限に留め、かつ他の移動機からの同時アクセスを防止する事ができるような光通信技法を提供する事を目的としたものである。   The present invention has been made in view of these problems, and a plurality of lighting fixtures that transmit data superimposed on illumination light and a bidirectional that transmits data superimposed on visible light to a mobile device. In the optical transmission system, the light emission brightness of the mobile device (terminal device) and the optical communication device is kept to the minimum necessary to form an appropriate and efficient optical system between the mobile device and the lighting fixture, and other movements The purpose is to provide an optical communication technique that can prevent simultaneous access from the machine.

上述した諸課題を解決すべく、第1の発明による照明光通信装置は、
情報が重畳された照明光を時分割されたタイムスロットの各々に割り当てて照射する照明部(LEDなど)と、
前記タイムスロットの各々のタイミングを示すパイロット光(試験光)を発光するパイロット光発光部(LEDなど)と、
前記パイロット光発光部の周辺に配置され、前記照明光の光を受光して情報を取得する端末装置から発光された、光を受光する受光部(フォトトランジスタ、CCDなど)と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the illumination optical communication apparatus according to the first invention is
An illumination unit (such as an LED) that illuminates by assigning illumination light with superimposed information to each of the time-divided time slots;
A pilot light emitter (such as an LED) that emits pilot light (test light) indicating the timing of each of the time slots;
A light receiving unit (phototransistor, CCD, etc.) that receives light emitted from a terminal device that is arranged around the pilot light emitting unit and receives information of the illumination light to obtain information;
It is characterized by providing.

また、第2の発明による照明光通信装置は、
前記パイロット光発光部が少なくとも2つあり、
前記少なくとも2つのパイロット光発光部が、前記受光部を挟んで配置されている(好適にはパイロット光発光部、受光部、パイロット発光部がこの順序でほぼ一直線上に配置される)、ことを特徴とする。
An illumination light communication apparatus according to the second invention is
There are at least two pilot light emitting units,
The at least two pilot light emitting units are disposed with the light receiving unit interposed therebetween (preferably, the pilot light emitting unit, the light receiving unit, and the pilot light emitting unit are arranged substantially in a straight line in this order). Features.

上述したように本発明の解決手段を装置(システム)として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。   As described above, the solution of the present invention has been described as an apparatus (system). However, the present invention can be realized as a method substantially equivalent to these, and these are also included in the scope of the present invention. Should be understood.

本発明によれば、照明光通信装置に設けた受光部とパイロットランプとの位置関係を使って、簡易に光軸を求めたり、受光部を用いて端末側からの上り光による様々な制御指示を受けることが可能となるため、端末装置(移動機)と照明光通信装置との間で適正かつ効率的な光学系(光軸、輝度設定)を形成して、端末装置や光通信装置の発光輝度を必要最小限に抑えることが可能となる。例えば、2装置間に介在する外乱(温度、湿度、大気中に浮遊する塵、人物による遮蔽、部屋の外からの入射光など)や、2装置間の距離・位置関係などに応じて容易に影響を受け易い当該光学系の変動に適時に対応して、端末装置側から発光される光の輝度を最適なものに調整することが可能となる。   According to the present invention, the optical axis can be easily obtained by using the positional relationship between the light receiving unit provided in the illumination light communication device and the pilot lamp, or various control instructions can be generated by the upstream light from the terminal side using the light receiving unit. Therefore, an appropriate and efficient optical system (optical axis, brightness setting) is formed between the terminal device (mobile device) and the illumination light communication device, and the terminal device and the optical communication device It is possible to minimize the light emission luminance. For example, easily depending on the disturbance (temperature, humidity, dust floating in the atmosphere, shielding by people, incident light from outside the room, etc.) between the two devices and the distance / positional relationship between the two devices It is possible to adjust the luminance of light emitted from the terminal device side to an optimum one in response to the fluctuation of the optical system that is easily affected.

本発明による照明光通信装置の構成を説明する。本発明による光通信システムは、受発光装置が互いに同期を取っており、決められたタイミングでデータ通信を行う可視光を用いて通信を行う。また、照明光側受光器の周囲に光源(パイロット光)を少なくとも2つ以上有する。また、当該光源受光器の中心部を中心点とする円の円周上に配置されている。これら複数のパイロット光源が赤、緑、青色LEDからなり、それぞれ複数色を発光できる。また、複数のパイロット光源がそれぞれ時間的に異なるタイミングで発光する。パイロット光の輝度、色、タイミングを制御する事で移動機の発光輝度を制御する。移動機発光輝度制御(通信のネゴシエーション)が開始されるとパイロット光の発光タイミングを輝度制御タイミングで発光させる。移動機の発光輝度確定後にパイロット光の発光輝度を調整し最適化する。通信を継続している間、移動機発光輝度制御とパイロット光輝度制御を一定周期で行う。   The configuration of the illumination light communication apparatus according to the present invention will be described. In the optical communication system according to the present invention, the light receiving and emitting devices are synchronized with each other, and perform communication using visible light that performs data communication at a predetermined timing. Further, at least two light sources (pilot lights) are provided around the illumination light side light receiver. Moreover, it arrange | positions on the circumference of the circle | round | yen centering on the center part of the said light source receiver. The plurality of pilot light sources are composed of red, green, and blue LEDs, and can emit a plurality of colors. The plurality of pilot light sources emit light at different timings. The emission brightness of the mobile device is controlled by controlling the brightness, color and timing of the pilot light. When mobile device light emission luminance control (communication negotiation) is started, the light emission timing of the pilot light is emitted at the luminance control timing. After the emission brightness of the mobile device is determined, the emission brightness of the pilot light is adjusted and optimized. While the communication is continued, the mobile device light emission luminance control and the pilot light luminance control are performed at regular intervals.

上記構成によって、上り通信の発光を照明光の波長と異なる波長の光を用いる事でS/Nが悪化しない通信を行うことが出来る。このため、少ない電力で質の高いデータ通信を行うことが出来る。言い換えると同じ電力でもデータ伝送レートを上げる事が出来る。従来では人が光軸合わせを行っていたが、本発明では光軸合わせを自動で行なえ、かつ移動機の最適な発光輝度制御を行うので、ユーザは受光器の位置を意識する事が無く利便性に富む。また、ユーザが光軸調整を気にする必要が無いため、メールやWeb閲覧などのアプリケーションを停止する事無くデータを送信することができる。   With the above-described configuration, it is possible to perform communication in which S / N does not deteriorate by using light having a wavelength different from the wavelength of illumination light for upstream communication. For this reason, high-quality data communication can be performed with less power. In other words, the data transmission rate can be increased with the same power. In the past, humans performed optical axis alignment, but in the present invention, optical axis alignment can be performed automatically and optimal light emission brightness control of the mobile device is performed, so that the user does not have to be aware of the position of the light receiver. Rich in nature. In addition, since the user does not need to worry about optical axis adjustment, data can be transmitted without stopping applications such as e-mail and Web browsing.

移動機は受光器の位置を特定後に発光を開始するので移動機の発する指向性の高い光によって受光器周囲(天井や壁)を明るく照らしてしまう事を防ぐ事ができる。
一定周期でパイロット光をサーチする事で光軸を合わせ続けることができる為、移動機が移動しながらでも光通信を行うことが出来る。移動機は受光器が必要とする最小限の光量で発光する為、データ通信時に消費する電力を必要最小限に留める事ができる。
Since the mobile device starts light emission after specifying the position of the photoreceiver, it is possible to prevent the surroundings of the photoreceiver (ceiling or wall) from being brightly illuminated by the highly directional light emitted by the mobile device.
By searching for pilot light at a constant period, it is possible to keep the optical axis aligned, so that optical communication can be performed even while the mobile device is moving. Since the mobile device emits light with the minimum amount of light required by the light receiver, the power consumed during data communication can be kept to a minimum.

発光素子であるLEDの輝度特性は用いられる色により異なっている。例えば赤と青のLEDでは使用している材料の違い等から発光効率が異なる。製品シリーズの違いでも発光特性が異なる。A社のBシリーズとC社のDシリーズとの違いである。また、同一製品であっても個々の特性は完全には一致せずばらつく。この特性ばらつきを移動機毎に行うキャリブレーションにより解消できる為、素子の輝度ばらつきを許容する事ができる。輝度制御を行う為、受光環境の変化(シンチレーション)による変動を吸収することが出来る。   The luminance characteristics of LEDs, which are light emitting elements, vary depending on the colors used. For example, red and blue LEDs have different luminous efficiencies due to differences in materials used. Different product series have different light emission characteristics. This is the difference between Company A's B series and Company C's D series. Even in the same product, individual characteristics do not completely match and vary. Since this characteristic variation can be eliminated by calibration performed for each mobile device, the luminance variation of the element can be allowed. Because brightness control is performed, fluctuations due to changes in the light receiving environment (scintillation) can be absorbed.

移動機の発光輝度調整後、パイロット光の輝度制御を行う事により、パイロット光源を駆動する消費電流を必要最小限に抑えることができる。
複数台の移動機が通信を開始しようとするときに起こりうる通信が衝突する事をほぼ避ける事ができる。
By adjusting the brightness of the pilot light after adjusting the light emission brightness of the mobile device, the current consumption for driving the pilot light source can be minimized.
It is possible to almost avoid the collision of communication that can occur when a plurality of mobile devices try to start communication.

移動機の送信するデータサイズが大きく、空きスロットがある場合、空きスロットをデータ送信に用いる事によって送信スループットを上げる事が簡単に行える。
パイロット光サーチ後からは一対一通信となるため、上りも下りの通信も信号レベルのみを監視すれば良く変調を行う必要が無い。このためシステムが簡素であり、復調の為の複雑な処理を行う必要が無い。特に移動機にとっては演算処理を行わない事によって処理速度が速くかつ低消費電力化を図る事ができる。
When the data size transmitted by the mobile device is large and there is an empty slot, it is possible to easily increase the transmission throughput by using the empty slot for data transmission.
Since the one-to-one communication is performed after the pilot light search, it is only necessary to monitor the signal level for upstream and downstream communications, and there is no need to perform modulation. Therefore, the system is simple and there is no need to perform complicated processing for demodulation. In particular, for mobile devices, the processing speed can be increased and power consumption can be reduced by not performing arithmetic processing.

以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。図1は、本発明による照明光通信システムの基本構成を示すシステム構成図である。図に示すように、本発明による照明光通信システムは、照明光通信装置100、および、少なくとも1つの端末装置(移動機)200から構成される。照明光通信装置100は、照明部110、パイロット光発光部120、受光部130、フォトディテクタPD1、パイロット光源PL、照明用LED(LED-DWN)、および、これらの各部ならびに装置全体の制御を司る制御部140を備える。照明部110は、複数のLED(LED1,LED2,LED3など)が設けられた照明用LED(LED-DWN)を用いて、情報が重畳された光通信用照明光(下り光)を時分割されたタイムスロットの各々に割り当てて照射する。この光は、照明光と通信媒体として機能する。また、パイロット光発光部120は、フルカラーを再現できるように3色の発光素子(PL1,PL2,PL3)を含むパイロット光源PLを用いて、タイムスロットの各々のタイミングを示すパイロット光(試験光)を発光する。また、受光部130は、光(可視光)を検知する機能をフォトディテクタPD1を用いて端末装置200から出射された光(光通信用上り光、或いは指示光)を受光する。制御部140は、受光部130で受光した端末装置200から発光された光の受光レベルに基づき、パイロット光発光部120が発光する光(例えば、輝度、色、スロット内での発光タイミングや発光パターン「発光タイミングを変更する、複数回光る、複数回の発光の間で異なる輝度や色で光るなど」)を調整するよう制御する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram showing a basic configuration of an illumination light communication system according to the present invention. As shown in the figure, the illumination light communication system according to the present invention includes an illumination light communication device 100 and at least one terminal device (mobile device) 200. Illumination light communication device 100 includes illumination unit 110, pilot light emitting unit 120, light receiving unit 130, photodetector PD1, pilot light source PL, LED for illumination (LED-DWN), and control for controlling each of these units and the entire device Part 140 is provided. The illumination unit 110 uses an illumination LED (LED-DWN) provided with a plurality of LEDs (LED1, LED2, LED3, etc.) to time-divide the illumination light for optical communication (downlight) on which information is superimposed. Allocate and irradiate each time slot. This light functions as illumination light and a communication medium. Further, the pilot light emitting unit 120 uses a pilot light source PL including three color light emitting elements (PL1, PL2, PL3) so that full color can be reproduced, and pilot light (test light) indicating the timing of each time slot. Is emitted. In addition, the light receiving unit 130 receives light (uplink light for optical communication or instruction light) emitted from the terminal device 200 by using the photodetector PD1 with a function of detecting light (visible light). Based on the light reception level of the light emitted from the terminal device 200 received by the light receiving unit 130, the control unit 140 emits light emitted from the pilot light emitting unit 120 (for example, luminance, color, light emission timing and light emission pattern in the slot). The control is performed so as to adjust the “change of the light emission timing, light up multiple times, light up with different brightness or color between the light emission of multiple times”, and the like.

端末装置200は、受光手段210、発光手段220、制御手段230、および、記憶手段240、フォトディテクタPD2、および、上り光用LED(LED-UP)を備える。受光手段210は、フォトディテクタPD2を用いて照明光通信装置100から発光されたパイロット光を受光する。発光手段220は、上り光用LED(LED-UP)を用いて光を発光する。制御手段230は、受光手段210で受光した照明光通信装置100から発光された、調整されたパイロット光に基づき、発光手段220が上り光用LED(LED-UP)を用いて発光する光の輝度を調整するよう制御する。   The terminal device 200 includes a light receiving unit 210, a light emitting unit 220, a control unit 230, a storage unit 240, a photodetector PD2, and an upstream light LED (LED-UP). The light receiving means 210 receives the pilot light emitted from the illumination light communication apparatus 100 using the photodetector PD2. The light emitting means 220 emits light using an upward light LED (LED-UP). Based on the adjusted pilot light emitted from the illuminating light communication apparatus 100 received by the light receiving means 210, the control means 230 is a luminance of light emitted from the light emitting means 220 using the LED for upward light (LED-UP). Control to adjust.

図2は、本システムの全般を示す概念図である。天井には、通常照明である照明光通信装置10、および、スポット用の照明光通信装置10Aが設置されている。天井の下の空間には、ユーザが携行する、或いは、テーブル上に置かれている移動機(端末装置)20がある。照明光通信装置10,10Aは、発光素子にLEDを用いた照明用LED12を備えており、可視光を用いた通信を行うことが出来る。また、照明光通信装置10,10Aは、照明光側受光器13を備え、この受光器は、受光センサ14、および、この受光センサの周辺に設けられた複数のパイロット光源15を含む。   FIG. 2 is a conceptual diagram showing the entire system. On the ceiling, an illumination light communication device 10 that is normal illumination and a spot illumination light communication device 10A are installed. In the space under the ceiling, there is a mobile device (terminal device) 20 that is carried by the user or placed on a table. The illumination light communication devices 10 and 10A include illumination LEDs 12 using LEDs as light emitting elements, and can perform communication using visible light. The illumination light communication devices 10 and 10A include an illumination light side light receiver 13, and the light receiver includes a light reception sensor 14 and a plurality of pilot light sources 15 provided around the light reception sensor.

ここで、移動機(端末装置)20は、ユーザがデータ通信を目的として持ち歩く端末の事を指し、ノートパソコン、ラップトップパソコン、PDA、携帯電話端末などが挙げられるが、無線通信手段を備える必要はない。ユーザが、ある程度の期間にわたって照明光を用いたデータ通信を行う場所としては、喫茶店、航空機や列車内、病院の待ち合わせ室や病棟、オフィス等が最も当てはまる。移動機が通信を行う対象は、狭義の照明装置のみではなく、ネオンや看板、電光掲示板などの光を用いた発光装置・表示装置など、光源にLEDアレイを用いる、もしくは置き換えられる装置全てが範囲となる。一般的に、下りデータ伝送はWebサイト閲覧や映像、音楽のダウンロード、店舗の各種情報の配信などがあり、上りと比べて使用される頻度が多いと共にデータ伝送速度が求められる事が多い。図では照明光装置に3つのLEDが備えられており、それぞれのLEDが移動機に専用的にデータを送信する為に用意されている。対して移動機は照明側の受光器に備えられている受光センサに向けてデータ送信を行う。下りデータ伝送と比較して上りデータ伝送の頻度は同等を求められない為、ここでは移動機3台がひとつの受光器に発光する仕組みとしている。   Here, the mobile device (terminal device) 20 refers to a terminal that a user carries for the purpose of data communication, and includes a notebook personal computer, a laptop personal computer, a PDA, a mobile phone terminal, etc., but it is necessary to include a wireless communication means. There is no. As places where users perform data communication using illumination light for a certain period, coffee shops, airplanes, trains, hospital waiting rooms, wards, offices, etc. are most applicable. Mobile devices communicate not only with narrowly defined lighting devices, but also with devices that use or replace LED arrays as light sources, such as light emitting devices and display devices that use light such as neon lights, signboards, and electric bulletin boards. It becomes. In general, downlink data transmission includes Web site browsing, video and music download, distribution of various store information, etc., and is often used more frequently than uplink and requires a data transmission speed. In the figure, the illumination light device is provided with three LEDs, and each LED is prepared for transmitting data exclusively to the mobile device. On the other hand, the mobile device transmits data to a light receiving sensor provided in the light receiver on the illumination side. Since it is not necessary to equalize the frequency of uplink data transmission compared to downlink data transmission, here, a mechanism is adopted in which three mobile devices emit light to one light receiver.

移動機20の受光センサ(図示せず)は、発光素子(図示せず)と光軸を等しくして一体的に備えられており、天頂方向に自由に向きを変えられる構造となっている。さらに、モータ(図示せず)も備えられており、天頂方向に自動で(光軸の)向きを変える事が出来る。受光センサは、具体的にはCMOSやCCDセンサの事を指し、移動機20はカメラを搭載している事になる。移動機20の発光素子は、信号を送りたい照明光側受光器のみに向かって発光することが望ましい。目的外の照明光側受光器13にとっては干渉光となりS/N比を低下させたり、無駄な処理を発生させたり、電力効率が低下したりするなどの理由から、移動機20の発光素子は指向性の強い光を発射する必要がある。このため、発光素子は指向性の強いLEDをさらに光学レンズを用いて集光させるか、半導体レーザを用いる事が必要となる。   The light receiving sensor (not shown) of the mobile device 20 is provided integrally with a light emitting element (not shown) with the same optical axis, and can be freely changed in the direction of the zenith. Furthermore, a motor (not shown) is also provided, and the direction (of the optical axis) can be automatically changed in the zenith direction. The light receiving sensor specifically refers to a CMOS or CCD sensor, and the mobile device 20 is equipped with a camera. It is desirable that the light emitting element of the mobile device 20 emits light only toward the illumination light side light receiver to which a signal is to be sent. The light emitting element of the mobile device 20 is not suitable for the illumination light side light receiver 13 because it becomes interference light, lowers the S / N ratio, causes unnecessary processing, or lowers power efficiency. It is necessary to emit light with strong directivity. For this reason, it is necessary for the light emitting element to further collect a highly directional LED using an optical lens or to use a semiconductor laser.

図3は、照明光通信装置の構成要素である装照明側受光器の配置図である。照明光側受光器13は、受光センサ14、および、3つのパイロット光源16A,16B,16Cから構成される。これら3つのパイロット光源16A,16B,16Cでパイロット光発光素子群16を構成する。パイロット光源16A、受光センサ14、パイロット光源16Bは、それぞれの中心点が仮想直線L1上に位置する。また、パイロット光源16Cはその中心点が、仮想直線L1と直交する仮想直線L2上に位置する。また、仮想直線L1,L2は、天井SL内に位置する。また、パイロット光源16A,16B,16Cの各中心点は、仮想直線L1,L2の直交点を中心とする同じ円の円周上に配置されている。なお、図3は斜視図であり、作図の便宜上、各要素間の距離・位置関係は正確なものではない。   FIG. 3 is a layout view of the illumination-side light receiver that is a component of the illumination light communication apparatus. The illumination light side light receiver 13 includes a light receiving sensor 14 and three pilot light sources 16A, 16B, and 16C. These three pilot light sources 16A, 16B and 16C constitute a pilot light emitting element group 16. The center points of the pilot light source 16A, the light receiving sensor 14, and the pilot light source 16B are located on the virtual straight line L1. Further, the center point of pilot light source 16C is located on virtual straight line L2 orthogonal to virtual straight line L1. The virtual straight lines L1 and L2 are located in the ceiling SL. The center points of the pilot light sources 16A, 16B, and 16C are arranged on the circumference of the same circle with the orthogonal point of the virtual straight lines L1 and L2 as the center. Note that FIG. 3 is a perspective view, and for the convenience of drawing, distances and positional relationships between the elements are not accurate.

天井SLの下側空間の任意の場所に位置する移動機(端末装置)から、このように配置された各光源の位置(方向)を測位することによって、幾何学的に容易かつ確実に受光センサの中心点の3次元座標(即ち、2者間を結ぶ光軸)を決定することが可能となる。移動機は移動するものであり、パイロット光源から見た位置は一定ではない為、このように、受光センサ上を通る直線上に少なくとも2つの光源が位置しない場合には、受光センサの位置を特定する事が困難である。パイロット光源を複数備える場合にはそれぞれの位置を受光センサの中心部から等しく出来るだけ近くに配置する。また、等角度で各光源を配置する事で受光センサの位置を算出し易くなる。例えばパイロット光源が6個ある場合には各々の角度を60°で配置する。   By measuring the position (direction) of each light source arranged in this way from a mobile device (terminal device) located in an arbitrary space in the lower space of the ceiling SL, the light receiving sensor is geometrically easy and reliable. It is possible to determine the three-dimensional coordinates of the center point (ie, the optical axis connecting the two). Since the mobile unit moves and the position seen from the pilot light source is not constant, the position of the light receiving sensor is specified when at least two light sources are not located on the straight line passing through the light receiving sensor. It is difficult to do. When a plurality of pilot light sources are provided, the respective positions are arranged as close as possible to the center of the light receiving sensor. Moreover, it becomes easy to calculate the position of the light receiving sensor by arranging each light source at an equal angle. For example, when there are six pilot light sources, each angle is arranged at 60 °.

図4は、照明光通信装置の構成要素の制御ブロック図である。図に示すように、制御部340は、記憶部STなどから読み込まれたプログラムなどの命令を実行して装置全体の制御を司るCPU(演算手段)、パイロット光源群PLの発光輝度を制御する輝度制御部BLC、発光タイミングを制御する変調部MODなどから構成される。パイロット光源群PLは赤、緑、青のLED(PL1,PL2,PL3)から成る。各色のLED(PL1,PL2,PL3)は、赤色、青色、緑色用輝度制御部BLC1,BLC2,BLC3、タイミングを制御する各色用変調部部MOD1,MOD2,MOD3に接続されており、CPUからデータを受け取った変調部MODは入力信号に応じて制御を行う。信号はCPUの制御により発光輝度を制御される。クロック発生部CLKはシステムタイムを作る為に最適な周波数で発振し、データ送受信が必要となるブロックにクロックを供給する。このため様々なデータを必要とされるタイミングで送受信する事ができる。図示していないが、制御部340は、照明光通信用のLEDのための輝度制御部、変調部も備え、照明光に情報伝達用データを重畳する以外はほぼ同様の操作を行う。   FIG. 4 is a control block diagram of components of the illumination light communication apparatus. As shown in the figure, the control unit 340 executes a command such as a program read from the storage unit ST or the like, and controls the overall luminance of the apparatus (CPU) that controls the entire apparatus, and the luminance that controls the emission luminance of the pilot light source group PL A control unit BLC, a modulation unit MOD for controlling the light emission timing, and the like are included. The pilot light source group PL is composed of red, green, and blue LEDs (PL1, PL2, PL3). The LEDs of each color (PL1, PL2, PL3) are connected to the brightness control units BLC1, BLC2, BLC3 for red, blue, and green, and the modulation units MOD1, MOD2, and MOD3 for each color that control timing. The modulation unit MOD that receives the signal performs control according to the input signal. The luminance of the signal is controlled by the CPU. The clock generator CLK oscillates at an optimum frequency to make a system time, and supplies a clock to a block that requires data transmission / reception. For this reason, various data can be transmitted and received at the required timing. Although not shown, the control unit 340 also includes a luminance control unit and a modulation unit for LEDs for illumination light communication, and performs substantially the same operation except for superimposing information transmission data on the illumination light.

受光センサLSが受光した移動機(端末装置)からの光の受光レベル(輝度)をレベル検出器LMが検出して検出値をA/Dコンバータ(図示せず)でデジタル信号に変換した後でCPUに渡し、また、受光センサLSで取得された光信号は復調部DMで復調されCPUに渡される。また、CPUはデータ伝送路に接続されており、データを照明光通信用各LED(図示せず)への分配、データ加工、輝度制御や受発光タイミングの調整などの様々な処理を行う。データ伝送路は、LANケーブルや光ファイバなどの通信線もしくは電力線通信を行っている場合には電源線に接続される。   After the level detector LM detects the light reception level (brightness) of light from the mobile device (terminal device) received by the light receiving sensor LS and converts the detected value into a digital signal by an A / D converter (not shown). The optical signal acquired by the CPU and received by the light receiving sensor LS is demodulated by the demodulator DM and transferred to the CPU. The CPU is connected to a data transmission path, and performs various processes such as distribution of data to LEDs for illumination light communication (not shown), data processing, luminance control, and adjustment of light receiving / emitting timing. The data transmission path is connected to a power line when a communication line such as a LAN cable or an optical fiber or power line communication is performed.

図5は、照明光側受光器のデータ送受信タイミング、および、照明光通信装置のデータ送信タイミングを示すタイミングチャートである。このシステム全体が時間同期をかけて動作を行う。移動機と照明装置、受光器、パイロット光源は時間同期がかけられている。   FIG. 5 is a timing chart showing data transmission / reception timing of the illumination light side light receiver and data transmission timing of the illumination light communication apparatus. The entire system operates with time synchronization. The mobile device, the illumination device, the light receiver, and the pilot light source are time-synchronized.

図5(a)は、パイロット光源と受光器の発光・受光タイミングの概念図である。発光・受光タイミングは、パイロット発光区間と輝度調整区間(下り光)、データ受光区間(上り光)に分けられる。パイロット発光区間では図3などのような照明機側の受光センサ器周辺に備えられたパイロット光源が指定された色で発光している。移動機(端末装置)が受光センサの位置をサーチし、光軸を合わせるために用いられる。移動機が光軸合わせを終了すると、発光輝度調整に入る。このときに用いられるのが輝度調整区間である。データ送信区間は発光輝度調整が終了した時にデータ送信用に用いられる区間である。移動機の受信データは照明装置から送信され、照明光にデータを重畳しており、発光輝度は一定に保たれるように制御されている。本発明では移動機のデータ受信に関しての詳細記述は割愛する。スロット長(1スロットの時間間隔)はシステムに要求されるデータレートや照明光、パイロット光源、移動機のLED等の発光素子の応答特性により長さが求められる。高速なデータレートを要求される場合にはスロットを短くする必要がある。   FIG. 5A is a conceptual diagram of light emission / light reception timings of the pilot light source and the light receiver. The light emission / light reception timing is divided into a pilot light emission section, a luminance adjustment section (downlink light), and a data reception section (uplink light). In the pilot light emission section, a pilot light source provided around the light receiving sensor on the illuminator side as shown in FIG. 3 emits light in a designated color. A mobile device (terminal device) is used for searching the position of the light receiving sensor and aligning the optical axis. When the mobile unit finishes the optical axis alignment, it enters light emission luminance adjustment. The brightness adjustment section is used at this time. The data transmission section is a section used for data transmission when the light emission luminance adjustment is completed. The reception data of the mobile device is transmitted from the illumination device, and the data is superimposed on the illumination light, and the emission luminance is controlled to be kept constant. In the present invention, a detailed description of data reception by the mobile device is omitted. The slot length (time interval of one slot) is determined by the data rate required for the system and the response characteristics of light emitting elements such as illumination light, pilot light source, and mobile unit LED. When a high data rate is required, it is necessary to shorten the slot.

図5(b)は、照明装置のデータ送信タイミングである。下り通信は受光器が行っている輝度調整やパイロット輝度制御は必要無い。また、上りと下りのデータ伝送のフォーマットは異なっている。このため、信号の立ち上がりは受光器側と同じタイミングとなっているが照明光側受光器がパイロット輝度制御や移動機の輝度制御を行っている区間であっても照明装置ではデータを送信する事となる。   FIG. 5B shows the data transmission timing of the lighting device. Downlink communication does not require brightness adjustment or pilot brightness control performed by the light receiver. Also, the formats of uplink and downlink data transmission are different. For this reason, the rise of the signal is at the same timing as the light receiver side, but the illumination device transmits data even in the section where the illumination light side light receiver performs pilot brightness control or mobile device brightness control. It becomes.

図6は、データ受光に重きを置いた場合のタイミングを示すタイミングチャートである。図5ではデータ受光区間は簡略化のため、各色1スロットでデータ送信する図となっているが、この図では赤(格子)、緑(網掛け)、青(横線)の3色を用いて5スロットを1単位の受光区間としてシステムを組んだ場合の図である。データの重要度に応じて10スロットや128スロット等データビット数に応じた多数のスロットを割り当てる事となる。   FIG. 6 is a timing chart showing the timing when emphasizing data reception. In FIG. 5, for the sake of simplification, the data receiving section is a diagram in which data is transmitted in one slot of each color. In this figure, three colors of red (lattice), green (shaded), and blue (horizontal line) are used. It is a figure at the time of assembling a system by making 5 slots into 1 unit of light-receiving area. A large number of slots corresponding to the number of data bits such as 10 slots and 128 slots are allocated according to the importance of data.

図6は、5スロット受光時のシステムの動作タイミングの一例を示すタイミングチャートである。ここでは簡略化のため、照明光装置が3つのLEDで構成されており、パイロット光源が赤(格子)、緑(網掛け)、青(横線)の3色で制御を行っており、そのうちの2色で通信のネゴシエーションを行っている例とした。パイロット光源の色は赤、緑、青の3色のそれぞれの輝度を調整し混合する事により様々な色を作り出す事ができることは周知の事実である。パイロット光は照明装置が通信する事のできる端末数に応じて同数の色を用意する。例えば照明装置が10個のLEDで構成されており、10台の端末と通信できる場合にはパイロット発光源は10色を用意し、10スロットのタイミングで順次発光させる。   FIG. 6 is a timing chart showing an example of the operation timing of the system when light is received in five slots. Here, for simplicity, the illumination light device is composed of three LEDs, and the pilot light source is controlled by three colors of red (lattice), green (shaded), and blue (horizontal line), of which In this example, communication negotiation is performed using two colors. It is a well-known fact that pilot light sources can produce various colors by adjusting and mixing the brightness of each of the three colors of red, green, and blue. For pilot light, the same number of colors are prepared according to the number of terminals that the lighting device can communicate with. For example, when the lighting device is composed of 10 LEDs and can communicate with 10 terminals, 10 colors are prepared as pilot light emission sources, and light is emitted sequentially at the timing of 10 slots.

図7は、照明光通信装置が各移動機の発光輝度を制御するタイミングを示すタイミングチャートである。この例も赤、緑、青の3色で3つのスロット(即ち、チャネル)が用意されている。図7(a)に示すように、パイロット光源1、2が、空きスロットに対応した色のパイロット光(この例では3色とも空きスロット)を周期的に発光している。移動機側では、最初にパイロット光を認識する必要があるため、パイロット光サーチを行う。この時点では1フレームの長さが分からない為、通常システム上で使用される最も長い時間で受光する。受光したデータを処理し、最も強度の強いパイロット光の色を認識する。次にその色が少なくとも3回以上受光出来ているかを確認する。3回受光する事は少なくとも1周期(1フレーム)をサーチした事と等価となる。受光した光源が2つである区間がパイロット受光区間、光源が3つである区間が移動機輝度調整区間であるため発光光源の数の違いでパイロット発光区間を認識する事ができる。上記認識と同時に1フレームの時間を認識する事になる。   FIG. 7 is a timing chart showing the timing at which the illumination light communication apparatus controls the light emission luminance of each mobile device. In this example, three slots (that is, channels) are prepared in three colors of red, green, and blue. As shown in FIG. 7A, the pilot light sources 1 and 2 periodically emit pilot light of colors corresponding to the empty slots (in this example, all three colors are empty slots). On the mobile station side, since pilot light needs to be recognized first, pilot light search is performed. Since the length of one frame is not known at this time, light is received in the longest time normally used on the system. The received data is processed to recognize the strongest pilot light color. Next, check if the color is received at least three times. Receiving light three times is equivalent to searching for at least one period (one frame). Since the section with two received light sources is the pilot light receiving section and the section with three light sources is the mobile unit brightness adjustment section, the pilot light emitting section can be recognized by the difference in the number of light emitting light sources. Simultaneously with the above recognition, the time of one frame is recognized.

次に周辺のサーチ(光源検索操作)を行い最も強度の強いパイロット光を捜索する。捜索終了後は最も強度の強い光にカメラを向け、光軸合わせを行う。光軸合わせが終了した移動機は、照明光通信装置の受光センサに向かって発光する。図の例では、基準輝度B1でのパイロット赤色発光R1を受けて、図7(c)に示すように、移動機1が応答赤色発光Re1を輝度BT1で行う。照明側受光センサは、移動機1からの光を受光すると同時にその強度を検査する。その強度に応じて移動機の発光輝度を制御するための信号をパイロット光源3から次のスロットで発光する。パイロット光源1、2はパイロット光源3の発光レベルの基準となるために常に一定の強度(基準輝度B1)で発光する。移動機からの光が、照明側受光センサの感度点に対して充分なレベルがある場合には、パイロット光源3をパイロット光源1、2に対して低いレベルで発光する。即ち、図7(b)に示すように基準輝度B1と同じ基準輝度B2よりも低い輝度B3(輝度低下を指示する指示光となる)でパイロット光源3は赤色発光R3を出射する。この輝度低下の指示光である赤色発光R3を受けた移動機1は、前回の輝度BT1よりも低い輝度BT2で応答赤色発光Re2を出射する。感度点に至った場合にはパイロット光源1、2、3を同じ強さ(基準輝度B1,B2)で発光させる。感度点に対して余裕が無い時(輝度不足)は、パイロット光源3を強く発光させ、移動機の発光輝度を上昇させるが、これについて後述する。   Next, a peripheral search (light source search operation) is performed to search for the strongest pilot light. After completing the search, point the camera at the strongest light and align the optical axis. The mobile device that has finished optical axis alignment emits light toward the light receiving sensor of the illumination optical communication device. In the example shown in the figure, upon receiving the pilot red light emission R1 at the reference luminance B1, as shown in FIG. 7C, the mobile device 1 performs the response red light emission Re1 at the luminance BT1. The illumination side light receiving sensor receives the light from the mobile device 1 and simultaneously checks its intensity. A signal for controlling the light emission luminance of the mobile device according to the intensity is emitted from the pilot light source 3 in the next slot. Since the pilot light sources 1 and 2 serve as a reference for the light emission level of the pilot light source 3, they always emit light with a constant intensity (reference luminance B1). When the light from the mobile device has a sufficient level with respect to the sensitivity point of the illumination side light receiving sensor, the pilot light source 3 emits light at a low level with respect to the pilot light sources 1 and 2. That is, as shown in FIG. 7B, the pilot light source 3 emits the red light emission R3 at a luminance B3 (becomes an instruction light for instructing luminance reduction) lower than the same reference luminance B2 as the reference luminance B1. The mobile device 1 that has received the red light emission R3 that is the instruction light for lowering the luminance emits a response red light emission Re2 with a luminance BT2 lower than the previous luminance BT1. When the sensitivity point is reached, the pilot light sources 1, 2, and 3 are caused to emit light with the same intensity (reference luminance B1, B2). When there is no margin with respect to the sensitivity point (insufficient brightness), the pilot light source 3 is caused to emit light strongly and the light emission brightness of the mobile device is increased, which will be described later.

次の区間はパイロット発光区間となるが輝度調整開始直後からはパイロット発光区間での発光は停止する。このことによりアクセスの衝突はアクセス要求を行う1スロットのみであるため、衝突はほぼ行われない。また、パイロットサーチを行っている移動機には、使用中の色を持つスロットは認識されなくなる為、パイロットサーチを開始した他の移動機は不必要なパイロット光の検出を行うことが無いため無駄な処理が発生せず効率的なサーチを行うことが出来る。   The next section is a pilot light emission section, but light emission in the pilot light emission section stops immediately after the start of luminance adjustment. As a result, the collision of access is only one slot for making an access request, so that the collision is hardly performed. In addition, since the mobile station performing the pilot search does not recognize the slot having the color in use, the other mobile stations that have started the pilot search do not detect unnecessary pilot light, which is useless. Thus, efficient processing can be performed without generating any processing.

このパイロット光源の発光は高速(人が知覚する閾値よりも高速)で行う為、人の目は感知できない。従って照明装置の色温度をパイロット光の発光によって変化させる事はない。輝度制御レベルのステップは要求されるデータレートを考慮する事が好ましい。通信速度が遅く、輝度制御ステップが細かい場合には調整に時間がかかりすぎる為である。さらに、次の区間はデータ送信の区間である。輝度調整が終わると、この区間を用いてデータを送信する。データ送信中も輝度調整区間では常に輝度を調整し、調整されたレベルでデータ送信を行う。   Since the pilot light source emits light at high speed (higher than the threshold perceived by humans), human eyes cannot be detected. Therefore, the color temperature of the illumination device is not changed by the emission of pilot light. The luminance control level step preferably takes into account the required data rate. This is because adjustment takes too much time when the communication speed is slow and the brightness control step is fine. Further, the next section is a data transmission section. When the luminance adjustment is completed, data is transmitted using this section. Even during data transmission, the luminance is always adjusted in the luminance adjustment section, and data transmission is performed at the adjusted level.

図8は、パイロット光サーチから移動機発光輝度調整までの処理を示すフローチャートである。図に示すように、ユーザが可視光通信可能エリアに入るとユーザの操作により動作開始する。移動機はそのエリアのタイミングを調査する為にレンズをズームせずに一定時間受光する。移動機内のCPUで画像処理を行う事によりこの期間で自エリアが何色を用いたシステムであるかを認知する事ができる。また、最も受信レベルが強いパイロット光の立ち上がりタイミングを検波する。このタイミングに合わせて移動機のクロックを同期させる(S1,S2)。   FIG. 8 is a flowchart showing processing from pilot light search to mobile device light emission luminance adjustment. As shown in the figure, when the user enters the visible light communicable area, the operation is started by the user's operation. The mobile device receives light for a certain time without zooming the lens in order to investigate the timing of the area. By performing image processing with the CPU in the mobile device, it is possible to recognize how many colors the area is using during this period. Further, the rising timing of the pilot light with the strongest reception level is detected. The clock of the mobile device is synchronized with this timing (S1, S2).

次に、ステップS3で周辺サーチを開始する。移動機に搭載しているカメラの画角に合わせて天頂方向の全てに対してカメラを動かし(S4)、受光できるパイロット光の光強度と位置を順次記憶する(S5,S6)。パイロット光は一つの受光器につき2個以上で発光しているため、位置を特定しやすい。全てのサーチ終了したことを確認後(S7)、蓄積したデータから最も強度が強かった光を選定し、カメラ位置をこの光の方向の通信相手に合わせて(S8)、周辺サーチ動作を終了する(S9)。サーチ終了後、移動機は発光輝度制御動作(S10)に移る。サーチしたパイロット光を再度確認後、カメラにズーム機能が搭載されている場合、ズームを行う(S11)。移動機は移動する可能性が高く、カメラの画像が移動に合わせてぶれる事が予想されるため、ぶれを配慮したズームとするため、カメラの画像一杯までのズームは行わない。ズームを行う事で移動機発光手段の光軸と照明光側受光センサの中心軸を精度良く合わせる事になる。   Next, a peripheral search is started in step S3. The camera is moved in all zenith directions according to the angle of view of the camera mounted on the mobile device (S4), and the light intensity and position of the pilot light that can be received are sequentially stored (S5, S6). Since two or more pilot lights are emitted per light receiver, it is easy to specify the position. After confirming that all searches have been completed (S7), select the light with the strongest intensity from the accumulated data, set the camera position to the communication partner in the direction of this light (S8), and end the peripheral search operation. (S9). After the search is completed, the mobile device moves to the light emission luminance control operation (S10). After confirming the searched pilot light again, if the camera has a zoom function, the zoom is performed (S11). Since the mobile device has a high possibility of moving, and it is expected that the camera image will be blurred in accordance with the movement, zoom is not performed to the full image of the camera in order to make the zoom in consideration of blurring. By performing zooming, the optical axis of the mobile device light emitting means and the central axis of the illumination light side light receiving sensor are accurately aligned.

次にステップS12において、移動機は照明光側受光器に対し始めて発光する。発光強度は予め記憶部に記憶している受光レベルに対応した発光レベル(所定輝度)が関連付けているテーブルに従う。光軸調整前に発光を行うと、照明光側受光器に発光できず、受光器が設置してある天井や壁を照らしてしまい無駄な電力を消費してしまうため行わない。照明光側で移動機からの発光を受光すると(S13)、そのレベルを検査する(S14)。   Next, in step S12, the mobile device emits light for the first time with respect to the illumination light side receiver. The light emission intensity follows a table associated with a light emission level (predetermined luminance) corresponding to the light reception level stored in the storage unit in advance. If light is emitted before adjusting the optical axis, the illumination light side light receiver cannot emit light, and the ceiling or wall on which the light receiver is installed is illuminated, which consumes unnecessary power. When light from the mobile device is received on the illumination light side (S13), the level is inspected (S14).

照明光通信装置には予め受光センサの感度レベル、移動機からの受光レベル基準を記憶している。受光レベルがこの基準外の時は基準レベル内にあるかを判定し(S15,S20)、基準レベル内に収まるまで移動機発光レベルを調節する一連の操作を行う(S16-S19,S22-S24)。この基準は受光センサの感度と、時間を追って移動してしまう移動機のレベル変動の許容値から求められており、感度点からこの許容値を加えた数値が記憶されている。   The illumination light communication device stores in advance the sensitivity level of the light receiving sensor and the light receiving level reference from the mobile device. When the received light level is outside this reference, it is determined whether it is within the reference level (S15, S20), and a series of operations for adjusting the mobile device light emission level is performed until it falls within the reference level (S16-S19, S22-S24). ). This reference is obtained from the sensitivity of the light receiving sensor and the allowable value of the level fluctuation of the mobile device that moves over time, and a numerical value obtained by adding this allowable value from the sensitivity point is stored.

この基準より受光レベルが低い時は1段階強いレベルを発光するようにパイロット光を発光させる(S16)。例えば、図7の例では、青色発光BL1を受光した移動機2が、図7(d)に示すように、応答青色発光を輝度BT3で出射し、これを受光した照明側受光センサの受光レベルが上記基準よりも低いと判定し、図7(b)に示すうように、パイロット光源3がより高い輝度を指示する指示光である青色発光BL3を、基準輝度B2よりも高い輝度B4(即ち、パイロット1、2の基準輝度B1よりも強いレベル)で出射する。発光するタイミングは、図7に示す通り、輝度調整区間で発光するようにタイミングが変えられる。この時、周辺サーチを行っている移動機はパイロット光が見えなくなる為、サーチ対象外となりアクセスの衝突が回避される。移動機はパイロット光による輝度制御指示である青色発光BL3に従い1ステップ分強いレベル(輝度BT4)で応答青色発光BLe2を出射する。   When the light receiving level is lower than this reference, the pilot light is emitted so as to emit a level one step stronger (S16). For example, in the example of FIG. 7, the mobile device 2 that has received blue light emission BL1 emits response blue light emission with luminance BT3 as shown in FIG. 7 is lower than the reference, and as shown in FIG. 7B, the blue light emission BL3, which is the instruction light for instructing the higher luminance by the pilot light source 3, is changed to the luminance B4 higher than the reference luminance B2 (that is, , At a level stronger than the reference brightness B1 of the pilots 1 and 2. As shown in FIG. 7, the timing of light emission is changed so that light is emitted in the luminance adjustment section. At this time, since the pilot light becomes invisible for the mobile station performing the peripheral search, it is excluded from the search target and access collision is avoided. The mobile device emits response blue light emission BLe2 at a level (luminance BT4) stronger by one step in accordance with blue light emission BL3 which is a luminance control instruction by pilot light.

基準レベル内(上限レベルおよび下限レベルの範囲内)に収まるまで輝度調整は続けられる。一方、移動機が照明側受光装置に対して遠方へ移動している事もある。このときは移動機の発光レベルが最大になり輝度を上げる事が出来ない状態となってしまう。この場合、移動機からの発光が届かなくなってしまう為、パイロット光サーチを開始し、近くの照明光側受光器のサーチを行う。基準レベルより高い時も低い時と同様に移動機輝度の制御を行い輝度の最適化を行う。   The brightness adjustment is continued until it falls within the reference level (within the upper limit level and the lower limit level). On the other hand, the mobile device may have moved far away from the illumination side light receiving device. At this time, the light emission level of the mobile device is maximized and the brightness cannot be increased. In this case, since the light emission from the mobile device does not reach, the pilot light search is started, and the nearby illumination light side light receiver is searched. The brightness of the mobile device is controlled by controlling the brightness of the mobile device in the same way as when it is higher or lower than the reference level.

ここで、各処理中に通信路が遮蔽された事を感知した場合の処理を説明する。パイロットサーチ中の場合、遮蔽が発生したカメラ角度でパイロットサーチを複数回行い、遮蔽が継続される場合には次の角度でサーチを行う。移動機発光輝度調整中に遮蔽が発生した場合、複数回発光してもパイロット光の応答がない場合、サーチした結果で次に発光強度が強かった受光器と光軸調整を行う。ここでもパイロット光の応答がない場合、順次パイロットサーチの結果で強度の強い順に光軸を合わせに行く。パイロット発光輝度調整中に遮蔽が発生した場合、移動機発光輝度調整中と同様にパイロットサーチの結果から強い順に光軸調整を行い通信が確立するまで下位の候補との光軸合わせを継続する。それでも通信を確立できなかった場合にはパイロットサーチから行う。   Here, a process when it is detected that the communication path is blocked during each process will be described. When the pilot search is being performed, the pilot search is performed a plurality of times at the camera angle at which the shielding occurs, and when the shielding is continued, the search is performed at the next angle. If shielding occurs during the mobile device light emission brightness adjustment, and there is no response of pilot light even if light is emitted a plurality of times, the optical axis adjustment is performed with the light receiver having the next highest light emission intensity as a result of the search. Here, if there is no response of the pilot light, the optical axes are aligned in order of increasing intensity as a result of the pilot search. When shielding occurs during pilot emission luminance adjustment, optical axis adjustment is performed in descending order from the result of the pilot search in the same way as during mobile device emission luminance adjustment, and alignment with the lower candidate is continued until communication is established. If communication is still not established, the pilot search is performed.

図9は、パイロット光源がパイロット発光区間で発光する輝度を調整する輝度制御処理を示すフローチャートである。処理ステップは図8のフローチャートと連続しており、移動機の発光輝度制御終了後にパイロット光の輝度制御を開始する(S25)。パイロット光は元々照明光よりも輝度を高く設定してあり、この高い輝度でまずパイロット光は発光する(S26)。これは移動機がパイロット光をサーチし易くするための工夫である。ステップS27では、移動機が、受光したパイロット光の輝度を検査する。移動機には予め自身に搭載している受光センサの感度点この感度点よりも数dBのマージンを加えた値を基準レベルとして記憶部(メモリ)に記憶している。また、受光レベルと発光レベルが関連付けられてテーブルになっているデータを記憶している。移動機は受光レベルに応じて記憶しているテーブルに従い発光する。照明光側受光器はこの移動機からの発光レベルを検査して記憶する。   FIG. 9 is a flowchart showing a brightness control process for adjusting the brightness of the pilot light source to emit light in the pilot light emission section. The processing steps are continuous with the flowchart of FIG. 8, and the luminance control of the pilot light is started after the emission luminance control of the mobile device is completed (S25). The pilot light is originally set to have a higher brightness than the illumination light, and the pilot light is first emitted at this high brightness (S26). This is a device for making it easier for the mobile device to search for pilot light. In step S27, the mobile device checks the brightness of the received pilot light. In the mobile device, the sensitivity point of the light receiving sensor mounted on the mobile device in advance is stored in the storage unit (memory) as a reference level with a value obtained by adding a margin of several dB from this sensitivity point. In addition, data in a table in which the light reception level and the light emission level are associated with each other is stored. The mobile device emits light according to the stored table according to the light reception level. The illumination light side light receiver inspects and stores the light emission level from the mobile device.

パイロット光源1,2,3は次も同じ強さの強度で発光するが、移動機はこの受光レベルが記憶している下限基準レベルより低いと判定された場合(S28)には、移動機がパイロット光を認識できなくなる恐れがあるため、移動機は前回の発光レベルより強い輝度で発光し、パイロット光源の輝度の強度を1段階上げるよう指示する指示光を発光する(S37)。この指示光を受け、パイロットは1段階高い輝度レベルで発光し(S38)、移動機側では受光レベルを検査し(S39)、再度基準レベルより低いかを判定するためステップS28に戻る。同様に、パイロット光の輝度を下げる動作は、ステップS29,S34,S35,S36の一連のステップで行われる。このように移動機は前回の発光輝度を基準としてパイロット光の輝度を上げたい時は直前の発光輝度より強く、下げたい時は弱く発光する事によってパイロット光の輝度を最適なレベルに調節する。   The pilot light sources 1, 2, and 3 emit light with the same intensity next time, but when the mobile device determines that the received light level is lower than the stored lower reference level (S 28), the mobile device Since the pilot light may not be recognized, the mobile device emits light with a luminance higher than the previous light emission level, and emits an instruction light instructing to increase the luminance intensity of the pilot light source by one step (S37). In response to this instruction light, the pilot emits light at a brightness level one step higher (S38), the mobile device side checks the received light level (S39), and returns to step S28 to determine again whether it is lower than the reference level. Similarly, the operation of decreasing the brightness of the pilot light is performed in a series of steps S29, S34, S35, and S36. In this way, the mobile unit adjusts the brightness of the pilot light to an optimum level by emitting light that is stronger than the previous light emission brightness when it is desired to increase the brightness of the pilot light with reference to the previous light emission brightness and weaker when it is desired to decrease it.

調整終了後(S30)、移動機から送信データを発光しデータを送信する(S31)。パイロット光輝度調整後はデータ移動機発光輝度制御に遷移する。この周期は、データ送信を終了したか(S32)、ユーザが移動機を操作し、通信終了処理を行うか(S33)、パイロットサーチを複数回行っても光源を見つけられなかった時、通信中に移動機の電源切れなどが発生した場合に終了する。パイロット光の輝度を最適化する利点には、消費電流の削減、および、離れた場所にある別チャネルのパイロット光源との干渉防止などがある。   After the adjustment is completed (S30), transmission data is emitted from the mobile device and the data is transmitted (S31). After the pilot light brightness adjustment, the process shifts to data mobile device light emission brightness control. This cycle indicates whether data transmission has been completed (S32), whether the user has operated the mobile device to perform communication termination processing (S33), or if a light source could not be found even after multiple pilot searches. Exit when the mobile device is powered off. Advantages of optimizing the brightness of the pilot light include reduction of current consumption and prevention of interference with a pilot light source of another channel at a remote location.

図10は、照明光側の発光輝度制御の調整タイミングを示すタイミングチャートである。移動機が発光輝度を調整し、照明光側受光部へパイロット光の輝度制御を指示する事によりパイロット光源の輝度を調整する。図10(a)に示すように、基準輝度B1でパイロット光源1,2が赤色発光R1を出射する。図10(c)に示すように、この赤色発光R1を受けて、移動機1が応答赤色発光Re1を、当初の輝度BT1よりも低い輝度BT2で行う。これを受けた照明光側では、パイロット光源1,2,3を、基準輝度B1,B2よりも1段階下げた輝度B3,B4で赤色発光R2,R3を出射する。この赤色発光R2,R3を受けた移動機1は、この輝度で満足した場合は、当初の輝度BT1で応答赤色発光Re2,Re3を出射し、輝度制御が成功裏に終了したことを照明光側に通知する。   FIG. 10 is a timing chart showing the adjustment timing of the light emission luminance control on the illumination light side. The mobile device adjusts the luminance of the light source and adjusts the luminance of the pilot light source by instructing the illumination light side light receiving unit to control the luminance of the pilot light. As shown in FIG. 10A, the pilot light sources 1 and 2 emit red light emission R1 at the reference luminance B1. As shown in FIG. 10C, in response to the red light emission R1, the mobile device 1 performs response red light emission Re1 with a luminance BT2 lower than the original luminance BT1. On the side of the illumination light receiving this, the red light emission R2, R3 is emitted from the pilot light sources 1, 2, 3 with the luminances B3, B4 which are lowered by one step from the reference luminances B1, B2. When the mobile device 1 that has received the red light emission R2 and R3 is satisfied with this luminance, it emits response red light emission Re2 and Re3 with the initial luminance BT1, and the illumination light side indicates that the luminance control has been successfully completed. Notify

次に青色のパイロット光源の輝度を2段階下げる例を説明する。図10(a)に示すように、基準輝度B1でパイロット光源1,2が青色発光BL1を出射する。図10(d)に示すように、この青色発光BL1を受けて、移動機2が応答青色発光BLe1を、当初の輝度BT3よりも低い輝度BT4で行う。これを受けた照明光側では、パイロット光源1,2,3を、基準輝度B1,B2よりも1段階下げた輝度B3,B4で青色発光BL2,BL3を出射する。この青色発光BL2,BL3を受けた移動機2は、この輝度で満足しない場合は、再度、当初の輝度BT3よりも低い輝度BT4で応答青色発光BLe2を出射する。これを受け、パイロット光源1,2,3は、基準輝度B1,B2よりも2段階下げた輝度B5,B6で青色発光BL4,BL5を出射する。   Next, an example in which the luminance of the blue pilot light source is lowered by two levels will be described. As shown in FIG. 10A, the pilot light sources 1 and 2 emit the blue light emission BL1 at the reference luminance B1. As shown in FIG. 10 (d), upon receiving this blue light emission BL1, the mobile device 2 performs response blue light emission BLe1 with a luminance BT4 lower than the original luminance BT3. On the side of the illumination light that has received this, the blue light sources BL2, BL3 are emitted from the pilot light sources 1, 2, 3 with the luminances B3, B4 that are one step lower than the reference luminances B1, B2. If the mobile device 2 that has received the blue light emission BL2 and BL3 is not satisfied with the luminance, the mobile device 2 emits the response blue light emission BLe2 again with the luminance BT4 lower than the initial luminance BT3. In response to this, the pilot light sources 1, 2 and 3 emit blue light emission BL4 and BL5 at luminances B5 and B6 which are two steps lower than the reference luminances B1 and B2.

図11は、発光期間を変えた時の制御例を示すタイミングチャートである。ここでは、図8の輝度制御の指示とは異なる手段で輝度制御を行う技法を説明する。図11(a)に示すように、パイロット光源1,2は、緑のスロットが空きスロットであることを示す緑色発光G1を基準輝度B1で出射する。この緑色発光G1を受けた移動機2は、図11(d)に示すうように、接続要求のために照明光受光器に向けて輝度BT1で応答緑色発光Ge1を出射する。この状態に遷移することで移動機は接続要求が通り、輝度調整モードに入った事を認識する事ができる。パイロット光源3の発光パターンに輝度制御信号を含める。移動機2からの接続要求を受けた照明側受光器は受信レベルを検査し輝度調整を開始する。図は移動機2の輝度が低かった場合である。輝度制御モードに入るとパイロット光源3はパイロット光源1、2に対して強いレベルで発光させる。このようにパイロット光源1、2のレベルを基準にして次の発光レベルに強弱を与える事で輝度を調節可能となる。   FIG. 11 is a timing chart showing an example of control when the light emission period is changed. Here, a technique for performing brightness control by means different from the brightness control instruction of FIG. 8 will be described. As shown in FIG. 11A, the pilot light sources 1 and 2 emit green light emission G1 indicating that the green slot is an empty slot at the reference luminance B1. As shown in FIG. 11D, the mobile device 2 that has received the green light emission G1 emits a response green light emission Ge1 with luminance BT1 toward the illumination light receiver for connection request. By transitioning to this state, the mobile device can recognize that the connection request has passed and the brightness adjustment mode has been entered. A luminance control signal is included in the light emission pattern of the pilot light source 3. The illumination-side light receiver that has received the connection request from the mobile device 2 checks the reception level and starts brightness adjustment. The figure shows a case where the brightness of the mobile device 2 is low. When the brightness control mode is entered, the pilot light source 3 emits light at a strong level with respect to the pilot light sources 1 and 2. In this way, the brightness can be adjusted by giving the next light emission level strength with reference to the levels of the pilot light sources 1 and 2.

図の例では、移動機2からの発光を認識した照明光側受光器では、次からのパイロット光をスロット内で点滅させる。即ち、1スロット内に2回発光する緑色発光G2,G3を出射する。パイロット光源3の緑色発光G3は、基準輝度B2よりも高い輝度B3で行い、移動機へ輝度増大を指示する。この輝度を指示する指示光である緑色発光G3を受けた移動機2は、当初の輝度BT1よりも1段階高い輝度BT2で応答緑色発光Ge2を出射する。照明光側では、この応答で輝度条件が満足したため、基準輝度B1,B2で緑色応答G4,G5をその後で出射して、輝度制御の終了を移動機2に知らせる。   In the example of the figure, the illumination light side light receiver that recognizes the light emission from the mobile device 2 blinks the next pilot light in the slot. That is, green light emission G2 and G3 that emit light twice in one slot are emitted. The green light emission G3 of the pilot light source 3 is performed at a brightness B3 higher than the reference brightness B2, and instructs the mobile device to increase the brightness. The mobile device 2 that has received the green light emission G3, which is an instruction light for instructing this luminance, emits a response green light emission Ge2 with a luminance BT2 that is one step higher than the initial luminance BT1. On the illumination light side, since the luminance condition is satisfied by this response, green responses G4 and G5 are subsequently emitted with the reference luminances B1 and B2, and the mobile device 2 is notified of the end of the luminance control.

赤色発光の場合は、輝度減少指示の例である。赤色発光R1を受けた移動機1が、図11(c)に示すように、当初の輝度BT3で接続要求を示す応答赤色発光Re1を出射する。移動機1からの発光を認識した照明光側受光器では、次からのパイロット光をスロット内で点滅させる、即ち、2回発光する赤色発光R2,R3を出射する。パイロット光源3の赤色発光R33は、基準輝度B2よりも低い輝度B4で行い、移動機1へ輝度減少を指示する。この輝度減少を指示する指示光である赤色発光R3を受けた移動機1は、当初の輝度BT3よりも1段階低い輝度BT4で応答赤色発光Re2を出射する。   In the case of red light emission, this is an example of a luminance reduction instruction. As shown in FIG. 11C, the mobile device 1 that has received the red light emission R1 emits a response red light emission Re1 indicating a connection request with the initial luminance BT3. The illumination light side light receiver that has recognized the light emission from the mobile device 1 causes the next pilot light to blink in the slot, that is, to emit red light emission R2 and R3 that emit light twice. The red light emission R33 of the pilot light source 3 is performed at a brightness B4 lower than the reference brightness B2, and instructs the mobile device 1 to reduce the brightness. The mobile device 1 that has received the red light emission R3, which is an instruction light for instructing the decrease in luminance, emits a response red light emission Re2 with a luminance BT4 that is one step lower than the original luminance BT3.

このとき図8と比較してパイロットサーチの際にパイロット光輝度を検査する処理速度を速める必要が生じるが、輝度調整区間を単独で設ける必要が無くパイロット光発光区間と共用できる為、送信データレートが低下しない利点がある。パイロット光サーチ、移動機発光輝度調整、パイロット光輝度制御の手順は図8、図9と同じである。このときのパイロット輝度の低減は消費電流を削減するなどの効果がある。   At this time, it is necessary to increase the processing speed for inspecting the pilot light luminance at the time of the pilot search as compared with FIG. 8, but it is not necessary to provide the luminance adjustment section independently and can be shared with the pilot light emission section. There is an advantage that does not decrease. The procedures of pilot light search, mobile device light emission luminance adjustment, and pilot light luminance control are the same as those in FIGS. Reduction of pilot brightness at this time has an effect of reducing current consumption.

図12は、色変化による制御例を示すタイミングチャートである。この例では、パイロット光源の輝度は一定であり、光源3の色を変化することによって輝度増減を指示する。図12(a)に示すように、パイロット光源1,2は、緑のスロットが空きスロットであることを示す緑色発光G1を基準輝度B1で出射する。この緑色発光G1を受けた移動機2は、図12(d)に示すうように、接続要求のために照明光受光器に向けて輝度BT1で応答緑色発光Ge1を出射する。この要求に対し照明光側受光器では移動機の発光を検出、レベルを確認し、基準レベルと比較を行なう。図はレベルが低い場合であり、パイロット光源3を黄色(縦線)で発光して移動機2の発光輝度を増加させる指示を行う黄色発光Y1と、パイロット光源1,2の緑色発光G2を基準輝度B1,B2で行う。この輝度増加指示を示す黄色発光Y1を受けた移動機2は、当初の輝度BT1よりも高い輝度BT2で応答緑色発光Ge2を出射する。次の区間では輝度を調整する必要が無くなった為、接続要求を行った色で、緑色発光G3,G4を出射ししている。   FIG. 12 is a timing chart showing an example of control by color change. In this example, the luminance of the pilot light source is constant, and the increase / decrease of the luminance is instructed by changing the color of the light source 3. As shown in FIG. 12A, the pilot light sources 1 and 2 emit green light emission G1 indicating that the green slot is an empty slot at the reference luminance B1. As shown in FIG. 12D, the mobile device 2 that has received the green light emission G1 emits a response green light emission Ge1 with luminance BT1 toward the illumination light receiver for connection request. In response to this request, the illumination light side receiver detects the light emission of the mobile device, checks the level, and compares it with the reference level. The figure shows a case where the level is low, with yellow light emission Y1 instructing to increase the light emission luminance of mobile device 2 by emitting pilot light source 3 in yellow (vertical line) and green light emission G2 of pilot light sources 1 and 2 as a reference. Perform with luminance B1 and B2. The mobile device 2 that has received the yellow light emission Y1 indicating this luminance increase instruction emits a response green light emission Ge2 with a luminance BT2 higher than the initial luminance BT1. Since it is not necessary to adjust the luminance in the next section, green light emission G3 and G4 are emitted in the color requested for connection.

一方、移動機1では赤のタイミングで接続要求を行っている。この例では、空きスロットを示す赤色発光R1を受けた移動機1が、図12(c)に示すうように、接続要求のために照明光受光器に向けて輝度BT3で応答赤色発光Re1を出射する。図はレベルが高い場合であり、パイロット光源3を水色で発光して移動機2の発光輝度を増加させる指示を行う水色発光W1と、パイロット光源1,2の赤色発光R2を基準輝度B1,B2で行う。この輝度減少指示を示す水色発光W1を受けた移動機1は、当初の輝度BT3よりも低い輝度BT4で応答赤色発光Re2を出射する。   On the other hand, the mobile device 1 makes a connection request at a red timing. In this example, as shown in FIG. 12C, the mobile device 1 that has received the red light emission R1 indicating an empty slot sends a response red light emission Re1 with luminance BT3 toward the illumination light receiver for connection request. Exit. The figure shows a case where the level is high. Light emission W1 that gives an instruction to increase the light emission luminance of the mobile device 2 by emitting light of the pilot light source 3 in light blue and the red light emission R2 of the pilot light sources 1 and 2 are used as reference luminances B1 and B2. To do. The mobile device 1 that has received the light blue emission W1 indicating the luminance reduction instruction emits a response red light emission Re2 with a luminance BT4 lower than the original luminance BT3.

このように移動機の発光輝度の制御を行う為の色を予め決めてルール化し、パイロット光源3で移動機の発光輝度を調整する。接続手順は前述の例と同じである。この方法では図7の場合のように輝度調整のための区間を設ける必要が無く、かつ、図11のように光源を点滅させる必要も無いためさらに発光効率が良い利点がある。但し、輝度調整に使用する予め指定した2色はパイロット光源1,2に用いる事ができないデメリットがある。   In this way, the color for controlling the light emission luminance of the mobile device is determined in advance and ruled, and the light emission luminance of the mobile device is adjusted by the pilot light source 3. The connection procedure is the same as in the previous example. In this method, there is no need to provide a section for brightness adjustment as in the case of FIG. 7, and there is no need to blink the light source as in FIG. However, there are disadvantages that the two colors designated in advance for brightness adjustment cannot be used for the pilot light sources 1 and 2.

図13は、輝度を1スロットで複数段階変化させる制御例を示すタイミングチャートである。前述例までは移動機の輝度の増減は移動機に予め設定している1段階毎でしか制御できなかった。しかし、実際には移動機を有するユーザの移動速度が速く、空間損失量が急速に増減してしまう事も考えられる。これに対応する為には1スロットにおける制御幅を増やす必要が生じる。図はパイロット光源3を用いて移動機への輝度制御を2段階行っている例である。パイロット光源3が1スロット内で3回の点灯を行う。最初の点灯はパイロット光源1、2と輝度を合わせて点灯し、輝度制御の基準値とする。2番目、3番目の点灯で移動機の発光輝度を調整する。このパイロット光の輝度を上げると移動機の輝度を上げる、パイロット光の輝度を下げると移動機の輝度を下げる事とする。   FIG. 13 is a timing chart showing a control example in which the luminance is changed in a plurality of stages in one slot. Up to the above example, the increase / decrease of the brightness of the mobile device could be controlled only at each step preset in the mobile device. However, in reality, it is conceivable that the moving speed of a user having a mobile device is fast and the amount of space loss rapidly increases and decreases. In order to cope with this, it is necessary to increase the control width in one slot. The figure shows an example in which the pilot light source 3 is used to perform brightness control on the mobile device in two stages. The pilot light source 3 performs lighting three times in one slot. The first lighting is performed by combining the pilot light sources 1 and 2 with the luminance, and is used as a reference value for luminance control. The light emission brightness of the mobile device is adjusted by the second and third lighting. Increasing the brightness of the pilot light increases the brightness of the mobile device, and decreasing the brightness of the pilot light decreases the brightness of the mobile device.

図13(c)は、移動機1が輝度が若干弱いため1段階だけ発光強度を増した例である。パイロット光源1,2の赤色発光R1を受けた移動機1は、当初輝度BT1で接続要求を示す応答赤色発光Re1を出射する。これを受けて、パイロット光源3は、3回発光する赤色発光R3を出射するが、3回点滅の1回目の出射は基準輝度B2で行い、輝度の1段階増大を指示するために2、3回目の出射は1つ高い輝度B3で出射する。この1段階の輝度増大指示の赤色発光R3お受けた移動機1は、当初輝度BT1よりも1段階高い輝度BT4で応答赤色発光Re2を出射する。この応答赤色発光Re2で輝度条件を満足した光源1,2,3は基準輝度B1,B2で赤色発光R4,R5を出射する。   FIG. 13C shows an example in which the light intensity is increased by one level because the mobile device 1 has a slightly weak luminance. The mobile device 1 that has received the red light emission R1 of the pilot light sources 1 and 2 emits the response red light emission Re1 indicating the connection request with the initial luminance BT1. In response to this, the pilot light source 3 emits red light emission R3 that emits three times, but the first emission of three blinks is performed at the reference luminance B2, and 2, 3 to indicate an increase in luminance by one step. The second emission is one higher brightness B3. The mobile device 1 that has received the red light emission R3 of this one-step luminance increase instruction emits a response red light emission Re2 with a luminance BT4 that is one step higher than the initial luminance BT1. The light sources 1, 2, and 3 satisfying the luminance condition with the response red light emission Re2 emit red light emission R4 and R5 with the reference luminances B1 and B2.

一方、移動機2は輝度が非常に強いため、1番目のスロットで2段階レベルを下げる指示を緑色発光G3の輝度B5(基準輝度より1段階低い輝度)、B6(基準輝度より2段階低い輝度)の組み合わせで示してある。これを受けた移動機2は、当初輝度BT3よりも2段階低い輝度BT2の応答緑色発光Ge2で発光し、さらに次回の応答緑色発光Ge2では、さらに2段階低い輝度BT5で発光している。このうように2番目のスロットでも2段階強度を下げており、2スロットで4段階輝度を下げている。同様にスロット内の発光数を増やす事により、3段階以上の輝度制御も行える効果がある。この効果により急激なレベル変動に対して移動機の輝度を追随させる事が可能となる。   On the other hand, since the mobile device 2 has a very strong brightness, the instruction to lower the level in two steps in the first slot is the green light emission G3 brightness B5 (brightness one step lower than the reference brightness), B6 (brightness two steps lower than the reference brightness) ). Receiving this, the mobile device 2 emits light with the response green light emission Ge2 having the brightness BT2 which is two steps lower than the initial brightness BT3, and further emits light with the brightness BT5 which is two steps lower in the next response green light emission Ge2. As described above, the second-stage intensity is lowered in the second slot, and the four-stage luminance is lowered in two slots. Similarly, by increasing the number of light emission in the slot, there is an effect that brightness control can be performed in three or more steps. This effect makes it possible to follow the luminance of the mobile device against a sudden level fluctuation.

移動機から送信されるデータサイズが大きく、送信に時間を要する事が予想される場合がある。このとき、現在通信を行っている受光器に空いている通信路がある場合にはこれを用いても良い。例えば、図7の場合には緑色(網掛け)タイミングが空きスロットとなる。移動機は応答緑光発光で接続要求後、輝度の最適化を行い、データを送信することが出来る。このとき、図8のフローチャートにおけるパイロットサーチ、光軸合わせは既に終わっている為、必要ない。移動機からのデータ送信時間を半減する事ができる。このように空きチャネルを状況に応じて複数本、データ送信に用いる事でデータ伝送速度を向上させることが出来る効果がある。   There is a case where it is expected that the data size transmitted from the mobile device is large and that transmission takes time. At this time, if there is an empty communication path in the light receiver currently performing communication, this may be used. For example, in the case of FIG. 7, the green (shaded) timing is an empty slot. The mobile device can transmit data by optimizing the brightness after requesting connection by response green light emission. At this time, pilot search and optical axis alignment in the flowchart of FIG. Data transmission time from the mobile device can be halved. Thus, there is an effect that the data transmission speed can be improved by using a plurality of idle channels for data transmission according to the situation.

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。実施例では、照明光側(パイロット光源)から端末装置に対する輝度制御の変形例(色変化で輝度値変更を指示する指示光形式、1スロット内で点滅発光するなどの発光パターン変化させる指示光形式、或いは、1スロット内で複数回発光し、そのなかでさらに輝度値を変化させる2段階以上の輝度変化を指示する指示光形式など)を多く説明したが、このような指示光の制御原理は、端末装置側から照明光通信装置(パイロット光源)の輝度制御に対しても適用し得るものであるあることに注意されたい。   Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, functions included in each member, each means, each step, etc. can be rearranged so as not to be logically contradictory, and a plurality of means, steps, etc. can be combined or divided into one. Is possible. In the embodiment, a variation of luminance control from the illumination light side (pilot light source) to the terminal device (instruction light format instructing to change the luminance value by color change, instruction light format to change the light emission pattern such as blinking light emission in one slot, etc. Or, a lot of explanations have been made on the indication light format for instructing a luminance change in two or more steps in which light is emitted a plurality of times in one slot and the luminance value is further changed, and the control principle of such indication light is It should be noted that the present invention can also be applied to the luminance control of the illumination light communication device (pilot light source) from the terminal device side.

本発明による照明光通信システムの基本構成を示すシステム構成図である。1 is a system configuration diagram showing a basic configuration of an illumination light communication system according to the present invention. 本システムの全般を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the whole of this system. 照明光通信装置の構成要素である装照明側受光器の配置図である。It is an arrangement view of a mounted illumination side light receiver which is a component of the illumination light communication device. 照明光通信装置の構成要素の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the component of an illumination light communication apparatus. 照明光側受光器のデータ送受信タイミング、および、照明光通信装置のデータ送信タイミングを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the data transmission / reception timing of an illumination light side light receiver, and the data transmission timing of an illumination light communication apparatus. データ受光に重きを置いた場合のタイミングを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the timing when placing weight on data reception. 照明光通信装置が各移動機の発光輝度を制御するタイミングを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the timing which an illumination light communication apparatus controls the light emission luminance of each mobile device. パイロット光サーチから移動機発光輝度調整までの処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process from a pilot light search to mobile station light emission brightness adjustment. パイロット光源がパイロット発光区間で発光する輝度を調整する輝度制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the brightness | luminance control processing which adjusts the brightness | luminance which a pilot light source light-emits in a pilot light emission area. 照明光側の発光輝度制御の調整タイミングを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the adjustment timing of the light emission luminance control by the side of illumination light. 発光期間を変えた時の制御例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the example of control when changing the light emission period. 色変化による制御例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the example of control by a color change. 輝度を1スロットで複数段階変化させる制御例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the example of control which changes a brightness | luminance in multiple steps by 1 slot.

符号の説明Explanation of symbols

10,10A 照明光通信装置
12 照明用LED
13 照明光側受光器
14 受光センサ
15 パイロット光源
16 パイロット光発光素子群
16A,16B,16C パイロット光源
L1,L2 仮想直線
SL 天井
20 移動機
100 照明光通信装置
110 照明部
120 パイロット光発光部
130 受光部
140 制御部
PL パイロット光源
LED-DWN 照明用LED
LED-UP 上り光用LED
200 端末装置
210 受光手段
220 発光手段
230 制御手段
240 記憶手段
PD1,PD2 フォトディテクタ
340 制御部
BLC 輝度制御部
CLK クロック発生部
ST 記憶部
CPU 演算装置
DM 復調部
LM レベル検出器
LS 受光センサ
MOD 変調部
R1,R2,R3,R4,R5 赤色発光
BL1,BL2,BL3,BL4,BL5 青色発光
G1,G2,G3,G4,G5 緑色発光
Re1,Re2,Re3,Re4 応答赤色発光
BLe1,BLe2 応答青色発光
Ge1,Ge2,Ge3 応答緑色発光
W1 水色発光
Y1 黄色発光

10,10A Illumination light communication device
12 LED for lighting
13 Illumination light side receiver
14 Light sensor
15 Pilot light source
16 Pilot light emitting elements
16A, 16B, 16C Pilot light source
L1, L2 Virtual straight line
SL ceiling
20 Mobile
100 Illumination light communication device
110 Lighting section
120 Pilot light emitter
130 Receiver
140 Control unit
PL pilot light source
LED-DWN LED for lighting
LED-UP LED for upstream light
200 terminal equipment
210 Light receiving means
220 Light emitting means
230 Control means
240 storage means
PD1, PD2 Photo detector
340 control unit
BLC brightness controller
CLK clock generator
ST storage
CPU processing unit
DM demodulator
LM level detector
LS light receiving sensor
MOD Modulator
R1, R2, R3, R4, R5 Red light emission
BL1, BL2, BL3, BL4, BL5 Blue light emission
G1, G2, G3, G4, G5 Green light emission
Re1, Re2, Re3, Re4 Response red light emission
BLe1, BLe2 Response blue light emission
Ge1, Ge2, Ge3 Response green light emission
W1 Light blue
Y1 yellow light emission

Claims (2)

情報が重畳された照明光を時分割されたタイムスロットの各々に割り当てて照射する照明部と、
前記タイムスロットの各々のタイミングを示すパイロット光を発光するパイロット光発光部と、
前記パイロット光発光部の周辺に配置され、前記照明光の光を受光して情報を取得する端末装置から発光された、光を受光する受光部と、
を備える照明光通信装置。
An illuminating unit that assigns and illuminates illumination light on which information is superimposed to each of the time-divided time slots;
A pilot light emitting unit that emits pilot light indicating the timing of each of the time slots;
A light receiving unit that receives light emitted from a terminal device that is disposed around the pilot light emitting unit and receives information of the illumination light to obtain information;
An illumination light communication device comprising:
請求項1に記載の照明光通信装置において、
前記パイロット光発光部が少なくとも2つあり、
前記少なくとも2つのパイロット光発光部が、前記受光部を挟んで配置されている、
ことを特徴とする照明光通信装置。

In the illumination light communication apparatus according to claim 1,
There are at least two pilot light emitting units,
The at least two pilot light emitters are disposed with the light receiver interposed therebetween,
An illumination optical communication device characterized by the above.

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Cited By (4)

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