JP2009010916A - Optical receiver and visible light communication system - Google Patents

Optical receiver and visible light communication system Download PDF

Info

Publication number
JP2009010916A
JP2009010916A JP2008018601A JP2008018601A JP2009010916A JP 2009010916 A JP2009010916 A JP 2009010916A JP 2008018601 A JP2008018601 A JP 2008018601A JP 2008018601 A JP2008018601 A JP 2008018601A JP 2009010916 A JP2009010916 A JP 2009010916A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light emitting
phosphor
output
blue
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
JP2008018601A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4465044B2 (en
Inventor
Masashi Yamada
雅司 山田
Koryo Nakamura
公亮 中村
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.)
Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden 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 Taiyo Yuden Co Ltd filed Critical Taiyo Yuden Co Ltd
Priority to JP2008018601A priority Critical patent/JP4465044B2/en
Priority to US12/039,660 priority patent/US8059972B2/en
Publication of JP2009010916A publication Critical patent/JP2009010916A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4465044B2 publication Critical patent/JP4465044B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60Receivers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114Indoor or close-range type systems
    • H04B10/116Visible light communication
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20Controlling the colour of the light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform high-speed and high-quality data transmission by using light in multiple wavelength ranges, which is outputted from multiple light-emitting means different in speeds of response upon optical output. <P>SOLUTION: A data signal to be transmitted is supplied to a modulator 12 of a transmitter 10, and the modulator 12 modulates the output of a blue light-excited white LED 14 and outputs blue LED light and phosphor light. The modulated blue light is made incident on a photoelectric converter 24B through an LED light transmission color filter 22B. Meanwhile, the modulated phosphor light is made incident on another photoelectric converter 24F through a phosphor light transmission color filter 22F. The photoelectric converters 24B, 24F convert the incident light to electrical signals. The converted signals are amplified by amplifiers 26B, 26F; then equalizers 28B, 28F enhances the harmonic component therein, corresponding to the response characteristic of the blue light and to the response characteristic of the phosphor light, and dullness of waveforms is reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は,可視光を用いて信号を伝送するデータ伝送システムに関し、例えば、蛍光体の発光を含む白色発光ダイオード(Light Emitting Diode:以下、白色LEDという)を使用する通信に好適な光受信装置及び可視光通信装置に関する。   The present invention relates to a data transmission system that transmits a signal using visible light, for example, an optical receiver suitable for communication using a white light emitting diode (hereinafter referred to as a white LED) including light emission of a phosphor. And a visible light communication device.

近年、白色LEDの開発が盛んに行われ、照明,車載用ランプ,液晶バックライト等多岐に亘る。この白色LEDは、例えば蛍光灯などの白色光源と比較して、オン/オフの切り替え応答速度が非常に速いといった特徴を持っている。そこで、データ伝送媒体としてLEDによる白色光を用い、白色LEDの照明光にデータ伝送機能を持たせる可視光通信システムが提案されている(下記特許文献1参照)。すなわち、白色LEDの発光強度を送信データに応じて変調し、受信側ではその光の強弱をフォトダイオード(Photo Diode:以下、PDという)などの光電変換器により電気信号に変換することで、データ伝送を実現する。   In recent years, white LEDs have been actively developed and used in a wide variety of fields such as lighting, on-vehicle lamps, and liquid crystal backlights. This white LED has a feature that the on / off switching response speed is very fast as compared with a white light source such as a fluorescent lamp. Thus, a visible light communication system has been proposed in which white light from an LED is used as a data transmission medium, and illumination light from the white LED has a data transmission function (see Patent Document 1 below). That is, the light intensity of the white LED is modulated according to the transmission data, and the light intensity is converted into an electric signal by a photoelectric converter such as a photodiode (Photo Diode: hereinafter referred to as PD) on the receiving side. Realize transmission.

ところで、白色LEDは,例えば下記非特許文献1にあるように、発光方式により主に3種類に分類することができる。   By the way, white LED can be mainly classified into three types according to the light emission method as described in Non-Patent Document 1, for example.

(1) 青色光励起型白色LED:青色LEDと、主に黄色を発光する蛍光体を組み合わせたものである。青色LEDの周囲にYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系に代表されるような蛍光体を配置し、一つのパッケージに納めた構造となっている。この方式では、中心に配置された青色LEDから出力された青色光によって周囲の蛍光体が励起され、この蛍光体から主に青色と補色関係のある光(主に黄色)が出力される。この蛍光体による黄色蛍光と、前記青色LEDによる青色光とを混色することで、擬似的に白色光を得ている。   (1) Blue light excitation type white LED: a combination of a blue LED and a phosphor that mainly emits yellow light. A fluorescent material represented by a YAG (yttrium, aluminum, garnet) system is arranged around the blue LED, and is housed in one package. In this method, the surrounding phosphor is excited by the blue light output from the blue LED arranged at the center, and light (mainly yellow) mainly having a complementary color relationship with blue is output from this phosphor. A pseudo white light is obtained by mixing the yellow fluorescence by the phosphor and the blue light by the blue LED.

このような青色光励起型白色LEDの長所としては、(1)他の方式と比較してエネルギー利用効率が高く、高い照度が得易いこと、(2)構成が簡便なため安価に作製が可能であることが挙げられる。一方、短所としては、演色性が悪いことが挙げられる。この演色性とは、照明による物体の色の見え方の特性を指し、色が自然光で見た場合に近いほど演色性がよいという。   The advantages of such a blue-light-excited white LED are: (1) high energy utilization efficiency compared to other methods, easy to obtain high illuminance, and (2) simple construction that can be manufactured at low cost. There are some. On the other hand, the disadvantage is that color rendering is poor. This color rendering property refers to the characteristic of the appearance of the color of an object by illumination, and the closer the color is to natural light, the better the color rendering property.

図6(A)には、青色光励起型白色LEDの一例が示されている。同図に示すように、青色LED900は、樹脂ケース902の主面上に設けられている。青色LED900の駆動電圧印加端子(図示せず)は、引出し電極904,906にそれぞれ接続されている。これら引出し電極904,906に駆動電圧を印加すると、青色LED900から青色光が出力されるが、その一部が蛍光体908に入射する。これにより蛍光体908が励起され、蛍光が出力される。青色LEDには、種々の波長の発光特性を持つものがあるが、ピーク波長が、440〜470nmの範囲にあるものが使用される。蛍光体908は、青色LEDのピーク波長より長波長側の光を発光するものが使用される。そして、青色LEDが発光する光をさえぎらないように、放射状で厚みのある透光性樹脂中に蛍光体粒子908が配置される。図6(B)には、青色光励起型白色LEDの発光スペクトル特性が示されている。点線SAで囲んだ部分が青色光の部分であり、点線SBで囲んだ部分が蛍光体による発光の部分である。このように蛍光体による発光は、青色LEDの発光のピーク波長より長波長側に存在する。   FIG. 6 (A) shows an example of a blue light excitation type white LED. As shown in the figure, the blue LED 900 is provided on the main surface of the resin case 902. A drive voltage application terminal (not shown) of the blue LED 900 is connected to the extraction electrodes 904 and 906, respectively. When a driving voltage is applied to the extraction electrodes 904 and 906, blue light is output from the blue LED 900, but a part of the blue light enters the phosphor 908. Thereby, the phosphor 908 is excited and fluorescence is output. Some blue LEDs have emission characteristics of various wavelengths, but those having a peak wavelength in the range of 440 to 470 nm are used. As the phosphor 908, a phosphor that emits light having a wavelength longer than the peak wavelength of the blue LED is used. The phosphor particles 908 are arranged in a radial and thick translucent resin so as not to block the light emitted by the blue LED. FIG. 6B shows the emission spectrum characteristics of the blue light excitation type white LED. A portion surrounded by a dotted line SA is a blue light portion, and a portion surrounded by a dotted line SB is a light emission portion by a phosphor. Thus, light emission by the phosphor exists on the longer wavelength side than the peak wavelength of light emission of the blue LED.

(2) 紫外光励起型白色LEDは、紫外LEDとR,G,B(赤,緑,青)の3原色を発光する蛍光体を組み合わせたものである。紫外光LEDの周囲にR,G,Bの3原色を発光する蛍光体をそれぞれ配置し、一つのパッケージに納めた構造となっている。この方式では、中心に配置された紫外光LEDから出力された紫外光によって周囲の蛍光体が励起され、これらの蛍光体からR,G,Bの3原色の光がそれぞれ出力される。これらのR,G,Bの光を混色することで白色光を得ている。
紫外LEDには、種々の波長の発光特性を持つものがあるが、ピーク波長が、380〜410nmの範囲にあるものが使用される。蛍光体は、紫外LEDのピーク波長より長波長側の光を発光するものが使用される。そして、紫外LEDが発光する光を十分に吸収して励起するように、放射状で厚みのある透光性樹脂中に光の3原色を発光する多数の蛍光体粒子が配置される。
(2) The ultraviolet light excitation type white LED is a combination of an ultraviolet LED and a phosphor that emits three primary colors of R, G, and B (red, green, and blue). A phosphor that emits three primary colors of R, G, and B is arranged around an ultraviolet LED, and is housed in one package. In this method, surrounding phosphors are excited by ultraviolet light output from an ultraviolet LED arranged at the center, and light of three primary colors of R, G, and B is output from these phosphors. White light is obtained by mixing these R, G, and B lights.
Some ultraviolet LEDs have emission characteristics of various wavelengths, but those having a peak wavelength in the range of 380 to 410 nm are used. A phosphor that emits light having a wavelength longer than the peak wavelength of the ultraviolet LED is used. A large number of phosphor particles emitting three primary colors of light are arranged in a radial and thick translucent resin so that the light emitted from the ultraviolet LED is sufficiently absorbed and excited.

このような紫外光励起型白色LEDの長所としては、上述した演色性が良好であることが挙げられる。一方、短所としては、(1)前記青色光励起型白色LEDと比較してエネルギーの利用効率が低く、高い照度が得られにくいこと,(2)紫外発光であるため、LEDの駆動電圧が高いこと,が挙げられる。   As an advantage of such an ultraviolet light excitation type white LED, the color rendering property described above is good. On the other hand, the disadvantages are: (1) low energy use efficiency compared to the blue light-excited white LED and difficulty in obtaining high illuminance, and (2) high LED driving voltage due to ultraviolet light emission. , Are mentioned.

(3) 3色発光型白色LED:R,G,BのLEDを組み合わせたものである。赤色LED,緑色LED,青色LEDの3種類のLEDを一つのパッケージに収めた構造となっている。この方式は、3原色であるそれぞれのLEDを同時に発光させることで、白色光が得られる。   (3) Three-color light emitting type white LED: A combination of R, G and B LEDs. It has a structure in which three types of LEDs, a red LED, a green LED, and a blue LED, are housed in one package. In this method, white light can be obtained by causing each of the three primary colors to emit light simultaneously.

このような3色発光型白色LEDの長所としては、前記紫外光励起型白色LEDと同様に演色性が良いことが挙げられる。一方、短所としては、3種類のLEDを一つのパッケージに実装することになるので、他の方式と比較して高価となってしまうこと,が挙げられる。   As an advantage of such a three-color light emitting type white LED, a color rendering property is good as in the case of the ultraviolet light excitation type white LED. On the other hand, as a disadvantage, since three types of LEDs are mounted in one package, it is expensive compared to other methods.

次に、以上の各方式の白色LEDをデータ伝送に用いた場合の特徴は、以下の通りである。   Next, the characteristics when the above-described white LEDs of each method are used for data transmission are as follows.

(1)青色光励起型白色LEDを用いた場合、蛍光体から出力される光の応答速度が低速であるため、高々数Mbps程度の伝送速度しか得られない(下記非特許文献2参照)。図7(A)には、この方式の送受信機構成が示されている。同図において、伝送対象のデータは、送信機920の変調器922に入力されて所定の変調を受け、変調信号が青色光励起型白色LED924に供給される。これにより、青色光励起型白色LED924の出力光が、例えばOOK(On-Off Keying)などの変調方式で変調されて点滅する。変調後の点滅光は、受信機930の光電変換器932に入力して電気信号に変換され、増幅器934で増幅された後に復調器936に入力され、ここでデータの復調が行われる。ここで、送信側で、発光のオン/オフを高速に行うと、蛍光体908から発光される光の応答速度が遅いことに起因して波形の鈍りが発生し、符号間干渉が生じることになる。すなわち、図7(B)に示すように、変調器922の変調信号SPに対して、光電変換器932の出力信号SQが鈍るようになる。これが、青色光励起型白色LEDを用いて高速伝送を実現する際の阻害要因となる。   (1) When a blue light excitation type white LED is used, since the response speed of light output from the phosphor is low, only a transmission speed of about several Mbps can be obtained (see Non-Patent Document 2 below). FIG. 7A shows a transceiver configuration of this method. In the figure, data to be transmitted is input to a modulator 922 of a transmitter 920 and subjected to predetermined modulation, and a modulation signal is supplied to a blue light excitation type white LED 924. As a result, the output light of the blue light excitation type white LED 924 is modulated by a modulation method such as OOK (On-Off Keying) and blinks. The modulated flashing light is input to the photoelectric converter 932 of the receiver 930, converted into an electric signal, amplified by the amplifier 934, and then input to the demodulator 936, where data is demodulated. Here, if the light emission is turned on / off at high speed on the transmission side, the waveform becomes dull due to the slow response speed of the light emitted from the phosphor 908, causing intersymbol interference. Become. That is, as shown in FIG. 7B, the output signal SQ of the photoelectric converter 932 becomes dull with respect to the modulation signal SP of the modulator 922. This becomes an obstruction factor when realizing high-speed transmission using a blue light excitation type white LED.

また、この点を解決するため、光電変換器の前に青色のみ透過するLED光透過カラーフィルタを設け、蛍光体から出力された応答速度の遅い光成分をこのカラーフィルタで除去することにより、高速化を図る方法が提案されている(下記特許文献1参照)。図7(C)には、この場合の送受信機構成が示されており、受信機950の光電変換器932の光入射側にLED光透過カラーフィルタ952を配置した構成となっている。このLED光透過カラーフィルタ952によって、光信号中の応答速度の遅い蛍光体から発光される光が除去される。これにより、光電変換器932には青色LED900の光のみが入射することになり、結果として前記構成より速いデータ伝送を行うことができる。しかし、この方法を用いても、高々数10Mbps程度の伝送速度しか得られない。また、下記非特許文献3にあるように、白色LEDの発光特性の固体バラツキや経時劣化,色温度の空間分布の不均一が原因して、データの伝送品質を維持できないという指摘もある。   In addition, in order to solve this point, an LED light transmission color filter that transmits only blue light is provided in front of the photoelectric converter, and the light component with a low response speed output from the phosphor is removed by this color filter. A method has been proposed (see Patent Document 1 below). FIG. 7C shows the configuration of the transmitter / receiver in this case, in which an LED light transmission color filter 952 is arranged on the light incident side of the photoelectric converter 932 of the receiver 950. The LED light transmission color filter 952 removes light emitted from the phosphor having a slow response speed in the optical signal. Thereby, only the light of the blue LED 900 enters the photoelectric converter 932, and as a result, data transmission faster than the above configuration can be performed. However, even with this method, only a transmission speed of about several tens of Mbps can be obtained. In addition, as described in Non-Patent Document 3 below, it is pointed out that the transmission quality of data cannot be maintained due to solid-state variations in light emission characteristics of white LEDs, deterioration with time, and uneven spatial distribution of color temperature.

(2)紫外光励起型白色LEDを用いた場合、前記青色光励起型白色LEDを用いた場合と同様の理由により、伝送速度は数Mbps程度となってしまう。加えて、LEDの駆動電圧が高くなることから、駆動回路の構成も難しくなる。   (2) When an ultraviolet light excitation type white LED is used, the transmission speed is about several Mbps for the same reason as when the blue light excitation type white LED is used. In addition, since the drive voltage of the LED becomes high, the configuration of the drive circuit becomes difficult.

(3)3色発光型白色LEDを用いた場合、前記方式と比較して蛍光体発光成分もなく、各LEDが異なる信号を搬送するといった波長多重化を行ってデータ伝送することも可能となり、高速化が可能である(下記特許文献2参照)。しかし、複数のLEDを用いるため、コストが高くなってしまう。   (3) When a three-color light emitting type white LED is used, it is possible to transmit data by performing wavelength multiplexing such that each LED carries a different signal without phosphor emission components as compared with the above method, The speed can be increased (see Patent Document 2 below). However, since several LED is used, cost will become high.

次に、LEDのような拡散光源とPDのような光電変換器の組み合わせによって空間光伝送を行う場合には、PDで受光する光量が距離の二乗に反比例する(例えば下記非特許文献4ないし5参照)。このため、ある程度情報の伝送可能な距離範囲を確保するためには、受信機側に大きなダイナミックレンジが要求されることになる。例えば、赤外線通信の規格であるIrDA(Infra-red Data Association)においては、1cm〜100cmの伝送距離範囲に対して、受信機側に100dB以上のダイナミックレンジが要求される(下記特許文献3ないし非特許文献6の第2章参照)。   Next, when spatial light transmission is performed by a combination of a diffused light source such as an LED and a photoelectric converter such as a PD, the amount of light received by the PD is inversely proportional to the square of the distance (for example, Non-Patent Documents 4 to 5 below). reference). For this reason, a large dynamic range is required on the receiver side in order to secure a distance range in which information can be transmitted to some extent. For example, in IrDA (Infra-red Data Association) which is an infrared communication standard, a dynamic range of 100 dB or more is required on the receiver side with respect to a transmission distance range of 1 cm to 100 cm (Patent Document 3 to Non-Patent Document 3 below). (See Chapter 2 of Patent Document 6).

特に本発明のように、可視域の光をデータ伝送媒体として空間光伝送を行う場合、太陽光や蛍光灯などの外乱光が非常に大きい。また、赤外線通信と異なり、可視光カットフィルタによる光学的な外乱光の除去が困難である。このため、受信機側には、更に厳しい条件が課されることとなる。一般的に、受信機側で大きなダイナミックレンジを得るには、アンプにAGC(Auto Gain Control)回路を用いたり(下記非特許文献6の第7章)、ゲインの異なるアンプを複数用意し、入力信号レベルに応じてアンプのゲイン切り替えを行ったりする手段が採られる。   In particular, when performing spatial light transmission using visible light as a data transmission medium as in the present invention, disturbance light such as sunlight and fluorescent lamps is very large. Further, unlike infrared communication, it is difficult to remove optical disturbance light using a visible light cut filter. For this reason, more severe conditions are imposed on the receiver side. In general, to obtain a large dynamic range on the receiver side, an AGC (Auto Gain Control) circuit is used for the amplifier (Chapter 7 of Non-Patent Document 6 below), or multiple amplifiers with different gains are prepared and input. A means for switching the gain of the amplifier in accordance with the signal level is adopted.

特許第3465017号公報Japanese Patent No. 3465017 特開2002−290335公報JP 2002-290335 A 特開平10−51387号公報JP-A-10-51387 シーエムシー出版,「白色LED照明システム技術の応用と将来展望」CMC Publishing, “Application and Future Prospect of White LED Lighting System Technology” 信学技報 ICD2005-44,Vol.105, No.184,25-30p,「可視光通信用LEDドライバーの試作と可視光LEDの応答性能の評価」IEICE Technical Report ICD2005-44, Vol.105, No.184, 25-30p, "Prototype LED Driver for Visible Light Communication and Evaluation of Response Performance of Visible Light LED" 2006年電子情報通信学会,基礎・境界ソサイエティ大会「白色LEDの輝度劣化の考察」2006 IEICE Basic and Boundary Society Conference “Consideration of luminance degradation of white LEDs” 水曜社「空間伝送光学」,第6章Wednesday Company “Spatial Transmission Optics”, Chapter 6 2005年電子情報通信学会,通信ソサイエティ大会「並列光空間伝送方式の受信特性の光学的解析」2005 IEICE Communication Society "Optical analysis of reception characteristics of parallel optical space transmission" トリケップス社「赤外線通信技術」Trikeps "Infrared communication technology"

上述のとおり、3色発光型白色LEDを用いることで伝送速度の高速化が可能となるが、LED自体が高価であるため、コストや汎用性の面から見てこの方式が適しているとは言い難い。   As described above, the transmission speed can be increased by using a three-color light emitting type white LED. However, since the LED itself is expensive, this method is suitable in terms of cost and versatility. It's hard to say.

一方、青色光励起型白色LEDを用いる場合、かかるコスト面の不都合はなく、上述したように応答速度の遅い蛍光体908からの発光を遮断するようなLED光透過カラーフィルタ952を用いることで、高速のデータ伝送を行うことができる。しかしながら、一般的な青色LEDのカットオフ周波数は高々数10MHz程度であり(前記非特許文献2参照)、この周波数を越える伝送速度でOOK変調を行うと、出力される光信号にはやはり図7(B)に示したような鈍りが生じ、符号間干渉が発生する。このため、データ伝送速度の上限が制限されることとなり、高々数10Mbps程度の伝送速度しか得られない。データの伝送品質も劣化する。   On the other hand, when a blue light excitation type white LED is used, there is no cost inconvenience. As described above, the LED light transmission color filter 952 that blocks the light emission from the phosphor 908 having a slow response speed is used. Data transmission can be performed. However, the cut-off frequency of a general blue LED is about several tens of MHz at most (see Non-Patent Document 2). If OOK modulation is performed at a transmission speed exceeding this frequency, the output optical signal is still shown in FIG. Blurring as shown in (B) occurs and intersymbol interference occurs. For this reason, the upper limit of the data transmission rate is limited, and only a transmission rate of about several tens of Mbps can be obtained. Data transmission quality also deteriorates.

更に、紫外光励起型白色LEDを用いたデータ伝送の場合、前記青色光励起型白色LEDを用いたときと同様、蛍光体の発光の応答速度が遅いことにより伝送速度が遅くなるという不都合は回避できず、加えて紫外光LEDの駆動電圧が高くなるという不都合もある。   Furthermore, in the case of data transmission using an ultraviolet light-excited white LED, as in the case of using the blue light-excited white LED, the inconvenience that the transmission speed is slow due to the slow response speed of the phosphor emission cannot be avoided. In addition, there is a disadvantage that the driving voltage of the ultraviolet LED becomes high.

加えて、蛍光体材料の改良により蛍光体から出力される光の応答速度を速くするといった方法も考えられるが、所望の照度が得られないことや、蛍光体材料自体のコストが高くなるといった課題も発生し得る。このような点からすれば、汎用で価格の安い青色光励起型白色LEDを用いて高速データ伝送を行うことができれば好都合である。   In addition, a method of increasing the response speed of the light output from the phosphor by improving the phosphor material is also conceivable, but the problem that the desired illuminance cannot be obtained and the cost of the phosphor material itself is increased. Can also occur. From this point of view, it is advantageous if high-speed data transmission can be performed using a general-purpose and inexpensive blue light excitation type white LED.

一方、AGC回路を用いたり、入力信号レベルに応じてアンプのゲインを切り替えて大きなダイナミックレンジを得る手法では、回路構成が複雑となってしまうのは否めない。また、送信機と受信機の距離が近接していてPDに入射する光量が大きい場合、空間電荷効果(Space Charge Effect,下記非特許文献7参照)により、図7(B)にグラフSQで示したように、信号波形の立下りに波尾が発生し、これが符号間干渉の要因となり、良好な伝送品質の確保の妨げとなる場合がある。   On the other hand, it is unavoidable that the circuit configuration becomes complicated by using an AGC circuit or by obtaining a large dynamic range by switching the gain of the amplifier according to the input signal level. In addition, when the distance between the transmitter and the receiver is close and the amount of light incident on the PD is large, a graph SQ is shown in FIG. 7B by a space charge effect (Space Charge Effect, see Non-patent Document 7 below). As described above, a wave tail occurs at the falling edge of the signal waveform, and this may cause intersymbol interference, which may impede securing good transmission quality.

工学図書「光通信素子工学」Engineering book "Optical communication device engineering"

本発明は、以上の点に着目したもので、その目的は、光出力時の応答速度が異なる複数の発光手段から出力された複数の波長帯域の光を用いて高速のデータ伝送を行うことである。他の目的は、データ伝送の品質の維持を図ることである。更に他の目的は、良好なダイナミックレンジを得ることである。   The present invention focuses on the above points, and its purpose is to perform high-speed data transmission using light of a plurality of wavelength bands output from a plurality of light emitting means having different response speeds at the time of light output. is there. Another object is to maintain the quality of data transmission. Yet another object is to obtain a good dynamic range.

前記目的を達成するため、本発明の光受信装置は、発光ダイオードとこの発光ダイオードの光源により励起されて発光する蛍光体とにより応答速度が異なる複数の発光手段からの出力を受けてデータ伝送を行うために変調された複数の波長帯域の光を受信する光受信装置において、前記変調された複数の波長帯域の光から、前記複数の波長帯域毎の光を選択的に透過させる複数のフィルタ手段を、備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the optical receiver of the present invention receives data from a plurality of light emitting means having different response speeds depending on the light emitting diode and the phosphor that is excited by the light source of the light emitting diode to transmit data. A plurality of filter means for selectively transmitting light in each of the plurality of wavelength bands from the modulated light in the plurality of wavelength bands in an optical receiver that receives light in the plurality of wavelength bands modulated to perform Is provided.

主要な形態のひとつは、前記複数のフィルタ手段を透過した複数の波長帯域の光のそれぞれを、波長帯域毎に電気信号に変換する複数の光電変換手段と、前記複数の光電変換手段による変換後の電気信号のそれぞれを、波長帯域毎に前記応答速度に対応して波形等化する複数の等化手段と、前記複数の等化手段の出力を一つの加算出力にする加算手段と、この加算手段の前記加算出力を弁別処理する弁別手段と、を備えたことを特徴とする。   One of the main forms is that a plurality of photoelectric conversion means for converting each of light in a plurality of wavelength bands transmitted through the plurality of filter means into an electric signal for each wavelength band, and after conversion by the plurality of photoelectric conversion means A plurality of equalization means for waveform equalizing each of the electrical signals corresponding to the response speed for each wavelength band, an addition means for making the output of the plurality of equalization means one output, and this addition Discriminating means for discriminating the added output of the means.

他の形態の一つは、前記複数の発光手段が、ピーク波長が440〜470nmの範囲にある発光ダイオードの光と、前記発光ダイオードの光源により励起されて前記発光ダイオードのピーク波長より長波長側の光を発光する蛍光体から発する光と、の混色により白色光となる青色光励起型白色発光手段であることを特徴とする。   One of the other forms is that the plurality of light emitting units are excited by the light source of the light emitting diode having a peak wavelength in the range of 440 to 470 nm and longer than the peak wavelength of the light emitting diode by being excited by the light source of the light emitting diode. It is a blue light excitation type white light emitting means that becomes white light by mixing the light emitted from the phosphor that emits the light.

更に、他の形態の一つは、前記複数の発光手段が、ピーク波長が380〜410nmの範囲にある発光ダイオードの光源により励起されて前記発光ダイオードのピーク波長より長波長側の光を発光する複数種類の蛍光体から白色光を発光する紫外光励起型白色発光手段であることを特徴とする。   Furthermore, in another embodiment, the plurality of light emitting means are excited by a light source of a light emitting diode having a peak wavelength in a range of 380 to 410 nm and emit light having a wavelength longer than the peak wavelength of the light emitting diode. It is an ultraviolet light excitation type white light emitting means for emitting white light from a plurality of kinds of phosphors.

他の光受信装置の発明は、発光ダイオードとこの発光ダイオードの光源により励起されて発光する蛍光体とにより応答速度が異なる複数の発光手段からの出力を受けてデータ伝送を行うために変調された複数の波長帯域の光を受信する光受信装置において、前記変調された複数の波長帯域の光を選択的に透過させる複数のフィルタ手段と、これら複数のフィルタ手段を透過した光を、前記複数のフィルタ手段毎にそれぞれ電気信号に変換する複数の光電変換手段と、前記複数の光電変換手段の出力を一つの加算出力にする加算手段と、この加算手段の前記加算出力を弁別処理する弁別手段と、一方の光電変換手段の出力の信号レベルを検出し、この信号レベルが所定の閾値以下のとき、他方の光電変換手段の出力の前記加算手段への入力を遮断する信号制御手段と、を備えたことを特徴とする。   The invention of another optical receiver was modulated in order to transmit data by receiving outputs from a plurality of light emitting means having different response speeds by a light emitting diode and a phosphor that emits light by being excited by a light source of the light emitting diode. In an optical receiver that receives light of a plurality of wavelength bands, a plurality of filter means that selectively transmit the modulated light of a plurality of wavelength bands, and light that has passed through the plurality of filter means A plurality of photoelectric conversion means for converting each filter means into an electrical signal, an addition means for making the outputs of the plurality of photoelectric conversion means one output, and a discrimination means for discriminating the addition output of the addition means The signal level of the output of one photoelectric conversion means is detected, and when this signal level is below a predetermined threshold, the input of the output of the other photoelectric conversion means is blocked to the adding means. And signal control means for, characterized by comprising a.

主要な形態の一つは、前記信号制御手段を、前記一方の光電変換手段の出力の信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、この信号レベル検出手段の検出結果に応じて、前記他方の光電変換手段の出力を制御するスイッチ手段と、によって構成したことを特徴とする。更に他の形態としては、前記光電変換手段の出力に対し、前記発光手段による光出力時の応答速度に対応して波形等化を行う等化手段をそれぞれ設けたことを特徴とする。   One of the main forms is that the signal control means includes a signal level detection means for detecting the signal level of the output of the one photoelectric conversion means, and the other photoelectric conversion means according to the detection result of the signal level detection means. And switch means for controlling the output of the conversion means. Still another embodiment is characterized in that equalization means for performing waveform equalization corresponding to the response speed at the time of light output by the light emitting means is provided for the output of the photoelectric conversion means.

更に他の形態の一つは、前記等化手段が、適応的に波形等化を行う適応等化器であることを特徴とする。   Still another embodiment is characterized in that the equalizing means is an adaptive equalizer that adaptively performs waveform equalization.

本発明の可視光通信装置は、送信側の光源として蛍光体を発光手段として含む白色発光手段を使用し、この白色発光手段から出力された光を前記いずれかに記載の光受信装置で受信することを特徴とする。本発明の前記及び他の目的,特徴,利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。   The visible light communication device of the present invention uses a white light emitting means including a phosphor as a light emitting means as a light source on the transmission side, and receives light output from the white light emitting means by any one of the light receiving devices described above. It is characterized by that. The above and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

本発明によれば、光出力時の応答速度が異なる複数の発光手段から出力された複数の波長帯域の光を受信する際に、前記それぞれの波長帯域毎にフィルタ手段によって光を選択的に透過させることとしたので、安価でかつ高速な汎用白色LEDを用いて、高速のデータ伝送が良好な伝送品質で可能になる。また、本発明によれば、LED光もしくは蛍光体光の入射光量レベルに応じて伝送に利用する光を選択することにより、受信機のダイナミックレンジを拡大,別言すればデータ伝送の距離範囲の拡大を図ることができる。更に、等化手段を付加することで、良好な伝送品質を得ることができる。   According to the present invention, when receiving light of a plurality of wavelength bands output from a plurality of light emitting means having different response speeds at the time of light output, the light is selectively transmitted by the filter means for each wavelength band. Therefore, it is possible to perform high-speed data transmission with good transmission quality by using an inexpensive and high-speed general-purpose white LED. In addition, according to the present invention, by selecting the light used for transmission according to the incident light level of LED light or phosphor light, the dynamic range of the receiver is expanded, in other words, the distance range of data transmission. Can be expanded. Furthermore, a good transmission quality can be obtained by adding equalization means.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail based on examples.

最初に、図1(A)及び図2を参照しながら、本発明の実施例1について説明する。図1(A)には、本実施例の主要部の回路構成が示されている。同図において、送信側から説明すると、伝送対象のデータは、送信機10の変調器12に入力されている。変調器12の出力側は、白色発光手段である上述した青色光励起型白色LED14が接続されている。変調器12としては、青色光励起型白色LED14の出力光を高速で変調可能なLED駆動回路を用いることができる。
青色光励起型白色LED14は、前記図6(A)を参照して説明した装置が使用される。青色光励起型白色LED14には光源として青色LEDが使用される。この青色LED900には、種々の波長の発光特性を持つものがあるが、ピーク波長が、440〜470nmの範囲にあるものが使用される。蛍光体908は、青色LED900のピーク波長より長波長側の光を発光するものが使用される。そして、青色LEDが発光する光をさえぎらないように、放射状で厚みのある透明な樹脂中に粒子状の蛍光体908が散在するように配置される。
First, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. 1 (A) and FIG. FIG. 1A shows a circuit configuration of a main part of the present embodiment. In the figure, from the transmission side, transmission target data is input to the modulator 12 of the transmitter 10. The output side of the modulator 12 is connected to the above-described blue light excitation type white LED 14 which is a white light emitting means. As the modulator 12, an LED driving circuit capable of modulating the output light of the blue light excitation type white LED 14 at high speed can be used.
As the blue light excitation type white LED 14, the apparatus described with reference to FIG. 6A is used. The blue light excitation type white LED 14 uses a blue LED as a light source. Some of these blue LEDs 900 have emission characteristics of various wavelengths, but those having a peak wavelength in the range of 440 to 470 nm are used. As the phosphor 908, a phosphor that emits light longer than the peak wavelength of the blue LED 900 is used. And the fluorescent substance 908 of particle | grains is arrange | positioned so that it may be scattered in transparent resin with radial and thickness so that the light which blue LED may emit may not be interrupted.

一方、受信側は、青色光励起型白色LED14の青色LEDから出力されたLED光のための回路と、蛍光体から出力された蛍光のための回路が含まれている。まず、LED光の回路から説明すると、光入射側に、フィルタ手段であるLED光透過カラーフィルタ22Bを介して光電変換手段である光電変換器24Bが設けられている。この光電変換器24Bの出力側は、増幅器26Bを介して等化器又は適応等化器28Bに接続されている。一方、蛍光体光の回路については、光入射側に、蛍光体光透過カラーフィルタ22Fを介して光電変換器24Fが設けられている。この光電変換器24Fの出力側は、増幅器26Fを介して等化器28Fに接続されている。   On the other hand, the reception side includes a circuit for LED light output from the blue LED of the blue light excitation type white LED 14 and a circuit for fluorescence output from the phosphor. First, the LED light circuit will be described. On the light incident side, a photoelectric converter 24B as a photoelectric conversion means is provided via an LED light transmission color filter 22B as a filter means. The output side of the photoelectric converter 24B is connected to an equalizer or an adaptive equalizer 28B via an amplifier 26B. On the other hand, for the phosphor light circuit, a photoelectric converter 24F is provided on the light incident side via a phosphor light transmitting color filter 22F. The output side of the photoelectric converter 24F is connected to the equalizer 28F via the amplifier 26F.

以上の各部のうち、LED光透過カラーフィルタ22Bは、青色光励起型白色LED14内の青色LED900(図6(A)参照)が発光する青色光を選択的に透過させるカラーフィルタである。一方、蛍光体光透過カラーフィルタ22Fは、青色光励起型白色LED14内の蛍光体908が発光する光を選択的に透過させるカラーフィルタである。光電変換器24B,24Fは、入力した光を電気信号に変換する光検出器であり、変換後の電気信号は増幅器26B,26Fでそれぞれ増幅される。等化器28B,28Fは、増幅された信号の高域を強調して波形等化する。   Among the above portions, the LED light transmission color filter 22B is a color filter that selectively transmits blue light emitted by the blue LED 900 (see FIG. 6A) in the blue light excitation type white LED 14. On the other hand, the phosphor light transmitting color filter 22F is a color filter that selectively transmits light emitted from the phosphor 908 in the blue light excitation type white LED 14. The photoelectric converters 24B and 24F are photodetectors that convert input light into electric signals, and the converted electric signals are amplified by the amplifiers 26B and 26F, respectively. The equalizers 28B and 28F emphasize the high frequency of the amplified signal and equalize the waveform.

等化器28B,28Fの出力側は、加算手段である加算器30の入力側に接続されており、加算器30の出力側は、弁別手段である復調器32の弁別器34に接続されている。等化後の信号が加算器30によって加算され、更に弁別器34で二値信号に弁別される。   The output sides of the equalizers 28B and 28F are connected to the input side of the adder 30 which is addition means, and the output side of the adder 30 is connected to the discriminator 34 of the demodulator 32 which is discrimination means. Yes. The equalized signals are added by an adder 30 and further discriminated into a binary signal by a discriminator 34.

次に、以上のように構成された本実施例の動作を説明する。伝送対象のデータ信号は、送信機10の変調器12に供給され、この変調器12によって青色光励起型白色LED14の光出力が、例えばOOK方式で変調される。青色光励起型白色LED14は、上述したように、図6(A)に示す構成となっており、青色LED900の出力光が変調されると、蛍光体908の出力光も変調される。   Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described. The data signal to be transmitted is supplied to the modulator 12 of the transmitter 10, and the light output of the blue light excitation type white LED 14 is modulated by the modulator 12 by, for example, the OOK method. As described above, the blue light excitation type white LED 14 has the configuration shown in FIG. 6A. When the output light of the blue LED 900 is modulated, the output light of the phosphor 908 is also modulated.

変調後の青色LED光と蛍光体光とは受信機20に入射する。受信機20側では、入射光のうち、青色LED900から出力された青色光(図6(B)点線SA参照)は、LED光透過カラーフィルタ22Bを透過して光電変換器24Bに入射する。一方、蛍光体908から出力された蛍光体光(図6(B)点線SB参照)は、蛍光体光透過カラーフィルタ22Fを透過して光電変換器24Fに入射する。光電変換器24B,24Fでは、入射光が電気信号に変換される。変換後の信号は、増幅器26B,26Fでそれぞれ増幅される。   The modulated blue LED light and phosphor light are incident on the receiver 20. On the receiver 20 side, of the incident light, blue light output from the blue LED 900 (see dotted line SA in FIG. 6B) passes through the LED light transmission color filter 22B and enters the photoelectric converter 24B. On the other hand, the phosphor light output from the phosphor 908 (see the dotted line SB in FIG. 6B) passes through the phosphor light transmitting color filter 22F and enters the photoelectric converter 24F. In the photoelectric converters 24B and 24F, incident light is converted into electric signals. The converted signals are amplified by the amplifiers 26B and 26F, respectively.

図2には、各部の信号波形が示されている。同図(A)は、送信側のデータ信号波形である。これに対し、光電変換器24Bによる青色光の変換信号波形は、同図(B)の点線のグラフSB1で示すようになる。一方、光電変換器24Fによる蛍光体光の変換信号波形は、同図(B)の一点鎖線のグラフSF1で示すようになる。両者を比較すると、グラフSB1に対してグラフSF1は鈍った波形となっている。これは、上述したように、蛍光体908から出力された光の応答速度が遅いためである。   FIG. 2 shows signal waveforms of each part. FIG. 3A shows a data signal waveform on the transmission side. In contrast, the converted signal waveform of the blue light by the photoelectric converter 24B is as shown by the dotted line graph SB1 in FIG. On the other hand, the converted signal waveform of the phosphor light by the photoelectric converter 24F is as shown by a dashed-dotted line graph SF1 in FIG. When both are compared, the graph SF1 has a dull waveform with respect to the graph SB1. This is because the response speed of the light output from the phosphor 908 is slow as described above.

そこで、本実施例では、等化器28B,28Fにより、波形等化が行われる。等化器28B,28Fは,青色光の応答特性ないし蛍光体光の応答特性に対して、それぞれ周波数特性が調整されており、高調波成分を強調する。このため、同図(B)のグラフSB1,SF1は、同図(C)に示すグラフSB2,SF2のようになり、波形の鈍りが軽減されるようになる。等化後の信号は、加算器30で加算された後、復調器32の弁別器34に入力されて二値化が行われる。波形の鈍りが改善されているので、二値化処理を良好に行うことができる。このため、高速のデータ伝送が可能となる。   Therefore, in this embodiment, waveform equalization is performed by the equalizers 28B and 28F. The equalizers 28B and 28F have their frequency characteristics adjusted with respect to the blue light response characteristic or the phosphor light response characteristic, respectively, and emphasize harmonic components. For this reason, the graphs SB1 and SF1 in FIG. 5B become like the graphs SB2 and SF2 shown in FIG. 5C, and the waveform dullness is reduced. The equalized signals are added by the adder 30 and then input to the discriminator 34 of the demodulator 32 for binarization. Since the dullness of the waveform is improved, the binarization process can be performed satisfactorily. For this reason, high-speed data transmission is possible.

上述した背景技術のように、青色光と蛍光体光を分離しない方法の場合、時間応答特性の異なる光が加算された状態で等化処理されることになる。このため、高速データ伝送を行うのに最適な等化を行うための等化器の回路構成が複雑となるとともに、調整も困難となるという不都合がある。これに対し、本実施例によれば、青色光と蛍光体光のそれぞれに対して等化器を構成すればよく、簡便で実用性が向上する。   In the case of a method that does not separate blue light and phosphor light as in the background art described above, equalization processing is performed in a state in which light having different time response characteristics is added. For this reason, there is an inconvenience that the circuit configuration of an equalizer for performing equalization optimal for high-speed data transmission is complicated and adjustment is difficult. On the other hand, according to the present embodiment, an equalizer may be configured for each of blue light and phosphor light, which is simple and practical.

次に、本発明の実施例2について説明する。なお、上述した実施例1と同一ないし対応する構成要素には同一の符号を用いることとする(実施例3以降についても同様とする)。本実施例は、上述した実施例1の等化器28B,28Fとして、増幅信号を適応的に波形等化する適応等化器を用いるようにした例である。前記実施例の等化器は係数固定(すなわち特性が固定)であるが、本実施例の適応等化器は係数が可変であり、特性が入力波形に応じて変化する。このような適応等化器を用いると、青色光励起型白色LED14の発光特性の固体バラツキや経時劣化(前記非特許文献3参照)による出力光特性の変化に対し、常に良好なデータの伝送品質を維持することができる。特に、蛍光体はLEDよりも劣化しやすいので、適応等化器が好適である。また、青色光励起型白色LED14は、その発光方向に対して色ムラがあると言われている(前記非特許文献1参照)。具体的には、光の空間分布において、中心部分ほど青色が強く、外側に向かって黄色が強くなるように変化する。このような場合でも、本実施例によれば、青色光励起型白色LED14と受信機20の位置関係(具体的には光の入射角度)によらず、常に良好なデータ伝送品質を維持することが可能となる。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol shall be used for the component which is the same as that of Example 1 mentioned above, or respond | corresponds. In this embodiment, as the equalizers 28B and 28F of the first embodiment, adaptive equalizers that adaptively equalize the waveform of the amplified signal are used. Although the equalizer of the above embodiment has a fixed coefficient (that is, the characteristic is fixed), the adaptive equalizer of the present embodiment has a variable coefficient, and the characteristic changes according to the input waveform. When such an adaptive equalizer is used, a good data transmission quality is always obtained with respect to a change in output light characteristics due to solid-state variations in the light emission characteristics of the blue light-excited white LED 14 and deterioration with time (see Non-Patent Document 3). Can be maintained. In particular, an adaptive equalizer is suitable because phosphors are more likely to deteriorate than LEDs. Moreover, it is said that the blue light excitation type white LED 14 has a color nonuniformity with respect to the light emission direction (refer the said nonpatent literature 1). Specifically, in the spatial distribution of light, the center portion changes so that the blue color is strong and the yellow color is strong toward the outside. Even in such a case, according to the present embodiment, good data transmission quality can always be maintained regardless of the positional relationship (specifically, the incident angle of light) between the blue light excitation type white LED 14 and the receiver 20. It becomes possible.

次に、図1(B)を参照しながら、本発明の実施例3について説明する。同図に示すように、本実施例では、送信機40には白色発光手段である紫外光励起型白色LED44が設けられており、変調器12によってその出力光が高速で変調されるようになっている。一方、受信機50側には、フィルタ手段として青色蛍光透過カラーフィルタ52B,赤色蛍光透過カラーフィルタ52R,緑色蛍光透過カラーフィルタ52Gが設けられている。これらのうち、青色蛍光透過カラーフィルタ52Bは、紫外光励起型白色LED44から出力された白色光のうち、青色発光蛍光体により発光した光を選択的に透過させるフィルタである。同様に、赤色蛍光透過カラーフィルタ52Rは、紫外光励起型白色LED44から出力された白色光のうち、赤色発光蛍光体により発光した光を選択的に透過させるフィルタである。緑色蛍光透過カラーフィルタ52Gは、紫外光励起型白色LED44から出力された白色光のうち、緑色発光蛍光体により発光した光を選択的に透過させるフィルタである。   Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in the figure, in the present embodiment, the transmitter 40 is provided with an ultraviolet light excitation type white LED 44 which is a white light emitting means, and the output light is modulated by the modulator 12 at high speed. Yes. On the other hand, on the receiver 50 side, a blue fluorescent transmission color filter 52B, a red fluorescent transmission color filter 52R, and a green fluorescent transmission color filter 52G are provided as filter means. Among these, the blue fluorescent transmission color filter 52B is a filter that selectively transmits light emitted from the blue light emitting phosphor among the white light output from the ultraviolet light excitation type white LED 44. Similarly, the red fluorescent transmission color filter 52R is a filter that selectively transmits light emitted from the red light-emitting phosphor out of white light output from the ultraviolet light excitation type white LED 44. The green fluorescent transmission color filter 52G is a filter that selectively transmits light emitted from the green light emitting phosphor out of white light output from the ultraviolet light excitation type white LED 44.

これらの各フィルタ52B,52R,52Gの光出力側には光電変換手段である光電変換器54B,54R,54Gがそれぞれ設けられており、これらによる変換後の電気信号は、増幅器56B,56R,56Gで増幅されて等化手段である等化器(又は適応等化器)58B,58R,58Gにそれぞれ供給されている。等化器58B,58R,58Gの出力は加算手段である加算器60で加算され、更に弁別手段としては復調器62の弁別器64で弁別されるようになっている。   Photoelectric converters 54B, 54R, and 54G, which are photoelectric conversion means, are provided on the light output sides of these filters 52B, 52R, and 52G, respectively, and electric signals converted by these are supplied to amplifiers 56B, 56R, and 56G. And are supplied to equalizers (or adaptive equalizers) 58B, 58R and 58G which are equalization means. The outputs of the equalizers 58B, 58R and 58G are added by an adder 60 which is an adding means, and further discriminated by a discriminator 64 of a demodulator 62 as a discriminating means.

本実施例では、紫外光励起型白色LED44を用いているため、白色光を構成する青,赤,緑の光がいずれも蛍光体光である。そこで、これらの蛍光体光をカラーフィルタ52B,52R,52Gでそれぞれ抽出し、上述した実施例と同様に、光電変換,増幅,等化の各処理を行っている。本実施例でも、等化器58B,58B,58Gは、それぞれ青色,赤色,緑色の各蛍光体光の応答特性に対して周波数特性が調整されており、高調波成分を強調して波形の鈍りが改善される。このため、前記実施例と同様に二値化処理を良好に行うことができ、高速のデータ伝送が可能となる。
なお、発光手段の紫外光励起型白色LED44は、ピーク波長が380〜410nmの範囲にある発光ダイオードの光源により励起されて前記発光ダイオードのピーク波長より長波長側の光を発光する。これらは複数種類の蛍光体から青色、赤色、緑色の三原色を発光させ、これらの光合成により白色光が発光される。
In the present embodiment, since the ultraviolet light excitation type white LED 44 is used, the blue, red, and green lights constituting the white light are all phosphor light. Therefore, these phosphor lights are extracted by the color filters 52B, 52R, and 52G, respectively, and the photoelectric conversion, amplification, and equalization processes are performed as in the above-described embodiment. Also in the present embodiment, the equalizers 58B, 58B, and 58G have their frequency characteristics adjusted with respect to the response characteristics of the blue, red, and green phosphor lights, respectively, and the waveform becomes blunt by emphasizing harmonic components. Is improved. For this reason, the binarization processing can be performed satisfactorily as in the above-described embodiment, and high-speed data transmission is possible.
In addition, the ultraviolet light excitation type white LED 44 of the light emitting means is excited by a light source of a light emitting diode having a peak wavelength in a range of 380 to 410 nm, and emits light having a wavelength longer than the peak wavelength of the light emitting diode. These emit three primary colors of blue, red, and green from a plurality of types of phosphors, and white light is emitted by their photosynthesis.

次に、図3(A)を参照しながら、本発明の実施例4について説明する。本実施例は、ダイナミックレンジの拡大を目的とした実施例である。受信機100の青色LED光側の回路における増幅器26Bの出力側は、加算手段である加算器30の一方の入力側と信号レベル検出器102との入力側に接続されている。一方、蛍光体側の回路における増幅器26Fの出力側は、スイッチ手段のアナログスイッチ104の入力側に接続されており、このアナログスイッチ104の出力側は、前記加算器30の他方の入力側に接続されている。上述した信号レベル検出器102の検出出力側は、アナログスイッチ104の制御端子に接続されており、信号レベル検出器102の検出結果に応じてアナログスイッチ104のON/OFF動作が行われるようになっている。このように信号レベル検出器とアナログスイッチとで、信号制御手段が構成されている。加算器30の出力側は、上述した実施例1と同様である。   Next, Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is an embodiment aimed at expanding the dynamic range. The output side of the amplifier 26 </ b> B in the circuit on the blue LED light side of the receiver 100 is connected to one input side of the adder 30 that is addition means and the input side of the signal level detector 102. On the other hand, the output side of the amplifier 26F in the phosphor side circuit is connected to the input side of the analog switch 104 of the switch means, and the output side of the analog switch 104 is connected to the other input side of the adder 30. ing. The detection output side of the signal level detector 102 described above is connected to the control terminal of the analog switch 104, and the analog switch 104 is turned on / off according to the detection result of the signal level detector 102. ing. Thus, the signal level detector and the analog switch constitute a signal control means. The output side of the adder 30 is the same as that in the first embodiment.

以上のうち、信号レベル検出器102は、入力された信号の振幅レベルの大きさを検出して結果を出力するもので、例えば、ログアンプを利用したRSSI(Received Signal Strength Indicator)やピークボトム検出器などが利用される。この信号レベル検出器102には、予め所定の閾値が設定されており、この閾値を入力信号レベルが越えないときは、制御信号によってアナログスイッチ104が「ON」に制御され、逆に閾値を入力信号レベルが越えたときは、アナログスイッチ104が「OFF」に制御される構成となっている。   Among these, the signal level detector 102 detects the magnitude of the amplitude level of the input signal and outputs the result. For example, RSSI (Received Signal Strength Indicator) using a log amplifier or peak bottom detection. A vessel is used. A predetermined threshold value is set in advance in the signal level detector 102. When the input signal level does not exceed this threshold value, the analog switch 104 is controlled to “ON” by the control signal, and the threshold value is input. When the signal level exceeds, the analog switch 104 is controlled to be “OFF”.

次に、以上のように構成された本実施例の動作を説明する。送信機10側の動作は上述した実施例1と同様であり、データ信号に基づく変調後の青色LED光及び蛍光体光が受信機100に入射する。受信機100側の動作中、増幅器26B,26Fによる増幅信号出力までの動作も、実施例1と同様である。   Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described. The operation on the transmitter 10 side is the same as that of the first embodiment described above, and blue LED light and phosphor light after modulation based on the data signal are incident on the receiver 100. During the operation on the receiver 100 side, the operations up to the amplification signal output by the amplifiers 26B and 26F are the same as those in the first embodiment.

増幅器26Bから出力された青色LED光に関する信号は、信号レベル検出器102に入力される。ここで、青色LED光の信号レベルが所定の閾値を越えたと信号レベル検出器102で判断されたときは、アナログスイッチ104が「OFF」に制御される。このため、加算器30には、増幅器26Bからの青色LED光に関する信号のみが供給され、これが復調器32に供給されることとなる。一方、青色LED光の信号レベルが所定の閾値を越えないと信号レベル検出器102で判断されたときは、アナログスイッチ104が「ON」に制御される。このため、加算器30には、増幅器26Bからの青色LED光に関する信号と、増幅器26Fからの蛍光体光に関する信号がそれぞれ供給されて加算され、これが復調器32に供給されることとなる。   The signal relating to the blue LED light output from the amplifier 26B is input to the signal level detector 102. Here, when the signal level detector 102 determines that the signal level of the blue LED light exceeds a predetermined threshold value, the analog switch 104 is controlled to be “OFF”. Therefore, only the signal related to the blue LED light from the amplifier 26 </ b> B is supplied to the adder 30, and this is supplied to the demodulator 32. On the other hand, when the signal level detector 102 determines that the signal level of the blue LED light does not exceed the predetermined threshold, the analog switch 104 is controlled to be “ON”. For this reason, the adder 30 is supplied with the signal relating to the blue LED light from the amplifier 26B and the signal relating to the phosphor light from the amplifier 26F, and these are added and supplied to the demodulator 32.

例えば、送信機10と受信機100との距離が近接しており、受信機100に入射する青色LED光の光量が大きいときは、青色LED光の信号だけが復調器32に入力される。この場合、青色LED光だけで十分に情報の伝送を行うことができる。蛍光体光を使用しないため、蛍光体光に起因する波形の鈍りや、空間電荷効果に起因する影響が低減されるようになる。逆に、送信機10と受信機100との距離が遠く、受信機100に入射する青色LED光の光量が小さいときは、青色LED光と蛍光体光の各々の信号が加算されて復調器32に入力され、青色LED光のみならず蛍光体光も有効に利用して復調が行われる。   For example, when the distance between the transmitter 10 and the receiver 100 is close and the amount of blue LED light incident on the receiver 100 is large, only the blue LED light signal is input to the demodulator 32. In this case, it is possible to sufficiently transmit information using only the blue LED light. Since phosphor light is not used, waveform dullness caused by the phosphor light and influence caused by the space charge effect are reduced. On the contrary, when the distance between the transmitter 10 and the receiver 100 is long and the amount of blue LED light incident on the receiver 100 is small, the signals of the blue LED light and the phosphor light are added and the demodulator 32 is added. Is demodulated by effectively using not only blue LED light but also phosphor light.

このように、本実施例によれば、青色LED光の入射光量レベルに応じて伝送に利用する光を選択することにより、受信機のダイナミックレンジを拡大すること,別言すればデータ伝送の距離範囲を拡大することが可能となる。   Thus, according to the present embodiment, by selecting the light used for transmission according to the incident light level of the blue LED light, the dynamic range of the receiver is expanded, in other words, the distance of data transmission. The range can be expanded.

次に、図3(B)を参照しながら、本発明の実施例5として第2の信号制御手段について説明する。同図に示すように、本実施例では、上述した実施例4と比較して、受信機110の蛍光体光側の増幅器26F及びアナログスイッチ104の代わりにPGA(Programmable Gain Amplifier)112のスイッチ手段が接続されており、このPGA112の制御入力側に、上述した信号レベル検出器102の制御信号が入力される構成となっている。PGA112は、信号レベル検出器102の検出結果に応じて信号増幅のゲイン調整が可能な機能を備えている。すなわち、信号レベル検出器102で入力信号レベルが閾値を越えないと判断されたときは、制御信号によってPGA112のゲインが所定値に制御され、逆に入力信号レベルが閾値を越えたと判断されたときは、PGA112のゲインが「0」に制御される構成となっている。本実施例によれば、実施例4における増幅器26Fとアナログスイッチ104の動作が、PGA112によって行われる。   Next, the second signal control means will be described as Embodiment 5 of the present invention with reference to FIG. As shown in the figure, in this embodiment, as compared with the above-described fourth embodiment, switch means of a PGA (Programmable Gain Amplifier) 112 instead of the amplifier 26F and the analog switch 104 on the phosphor light side of the receiver 110. Are connected, and the control signal of the signal level detector 102 described above is input to the control input side of the PGA 112. The PGA 112 has a function capable of adjusting the gain of signal amplification according to the detection result of the signal level detector 102. That is, when the signal level detector 102 determines that the input signal level does not exceed the threshold value, the control signal controls the gain of the PGA 112 to a predetermined value, and conversely, when the input signal level is determined to exceed the threshold value. Is configured such that the gain of the PGA 112 is controlled to “0”. According to the present embodiment, the operations of the amplifier 26F and the analog switch 104 in the fourth embodiment are performed by the PGA 112.

次に、図4(A)を参照しながら、本発明の実施例6について説明する。本実施例は、上述した図1(A)の実施例1と図3(A)の実施例4を組み合わせたものである。すなわち、受信機120の青色LED光側の回路である増幅器26Bの出力側は、前記等化器28Bの入力側及び信号レベル検出器102の入力側にそれぞれ接続されている。一方、蛍光体側の回路である増幅器26Fの出力側は、前記アナログスイッチ104の入力側に接続されており、このアナログスイッチ104の出力側は、前記等化器28Fの入力側に接続されている。そして、これら等化器28B,28Fの出力側が、前記加算器30の入力側にそれぞれ接続されている。加算器30の出力側は、上述した実施例1と同様である。   Next, Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is a combination of the first embodiment shown in FIG. 1A and the fourth embodiment shown in FIG. That is, the output side of the amplifier 26B, which is a circuit on the blue LED light side of the receiver 120, is connected to the input side of the equalizer 28B and the input side of the signal level detector 102, respectively. On the other hand, the output side of the amplifier 26F, which is a phosphor side circuit, is connected to the input side of the analog switch 104, and the output side of the analog switch 104 is connected to the input side of the equalizer 28F. . The output sides of the equalizers 28B and 28F are connected to the input side of the adder 30, respectively. The output side of the adder 30 is the same as that in the first embodiment.

本実施例の動作は、上述した実施例1と実施例4を組み合わせたものとなる。すなわち、青色LED光の信号レベルが所定の閾値を越えたと信号レベル検出器102で判断されたときは、アナログスイッチ104が「OFF」に制御される。このため、増幅器26Bから出力された信号のみが等化器28Bによって波形等化処理され、加算器30に供給される。一方、青色LED光の信号レベルが所定の閾値を越えないと信号レベル検出器102で判断されたときは、アナログスイッチ104が「ON」に制御される。このため、増幅器26B,28Bから出力された信号は、等化器28B,28Fによってそれぞれ波形等化処理され、加算器30で加算される。   The operation of the present embodiment is a combination of the first embodiment and the fourth embodiment described above. That is, when the signal level detector 102 determines that the signal level of the blue LED light exceeds a predetermined threshold, the analog switch 104 is controlled to be “OFF”. Therefore, only the signal output from the amplifier 26B is subjected to waveform equalization processing by the equalizer 28B and supplied to the adder 30. On the other hand, when the signal level detector 102 determines that the signal level of the blue LED light does not exceed the predetermined threshold, the analog switch 104 is controlled to be “ON”. Therefore, the signals output from the amplifiers 26B and 28B are subjected to waveform equalization processing by the equalizers 28B and 28F, respectively, and are added by the adder 30.

本実施例によれば、実施例1の波形等化処理による効果と実施例4の信号選択による効果を得ることができる。すなわち、高速伝送時の伝送品質の向上を図ることができるのみならず、ダイナミックレンジの拡大を図ることができる。なお、等化器28B,28Fとして適応等化器を用いるようにすれば、実施例2と実施例4の組み合わせとなる。   According to the present embodiment, the effect of the waveform equalization processing of the first embodiment and the effect of signal selection of the fourth embodiment can be obtained. That is, not only can the transmission quality be improved during high-speed transmission, but also the dynamic range can be expanded. If adaptive equalizers are used as the equalizers 28B and 28F, the combination of the second embodiment and the fourth embodiment is obtained.

次に、図4(B)を参照しながら、本発明の実施例7について説明する。同図に示すように、本実施例では、上述した実施例6と比較して、受信機130の蛍光体光側の増幅器26F及びアナログスイッチ104の代わりにPGA112が接続されており、このPGA112の制御入力側に、上述した信号レベル検出器102の制御信号が入力される構成となっている。図1(A)の実施例1と図3(B)の実施例5を組み合わせたものと考えることもでき、前記実施例6の増幅器26F及びアナログスイッチ104の動作がPGA112によって行われる。本実施例においても、等化器28B,28Fとして適応等化器を用いてよい。   Next, Embodiment 7 of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in the figure, in this embodiment, compared to the above-described Embodiment 6, a PGA 112 is connected instead of the amplifier 26F and the analog switch 104 on the phosphor light side of the receiver 130. The control signal of the signal level detector 102 described above is input to the control input side. It can be considered that the first embodiment in FIG. 1A and the fifth embodiment in FIG. 3B are combined, and the operation of the amplifier 26F and the analog switch 104 in the sixth embodiment is performed by the PGA 112. Also in the present embodiment, adaptive equalizers may be used as the equalizers 28B and 28F.

次に、図5(A)を参照しながら、本発明の実施例7について説明する。同図に示すように、受信機140の信号レベル検出器142には、蛍光体光側の増幅器26Fの出力側が接続されている。すなわち、上述した図3(A)の実施例4では、増幅器26Bの青色LED光の信号レベルを検出したが、本実施例では、増幅器26Fの蛍光体光の信号レベルを検出してアナログスイッチ104の制御が行われるようになっている。本実施例によれば、蛍光体光の信号レベルが所定の閾値を越えたと信号レベル検出器142で判断されたときは、アナログスイッチ104が「OFF」に制御される。このため、加算器30には、増幅器26Bからの青色LED光に関する信号のみが供給され、これが復調器32に供給されることとなる。一方、蛍光体光の信号レベルが所定の閾値を越えないと信号レベル検出器142で判断されたときは、アナログスイッチ104が「ON」に制御される。このため、加算器30には、増幅器26Bからの青色LED光に関する信号と、増幅器26Fからの蛍光体光に関する信号がそれぞれ供給されて加算され、これが復調器32に供給されることとなる。   Next, Embodiment 7 of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the signal level detector 142 of the receiver 140 is connected to the output side of the amplifier 26F on the phosphor light side. That is, in Example 4 of FIG. 3A described above, the signal level of the blue LED light of the amplifier 26B is detected, but in this example, the signal level of the phosphor light of the amplifier 26F is detected to detect the analog switch 104. Is controlled. According to this embodiment, when the signal level detector 142 determines that the signal level of the phosphor light has exceeded a predetermined threshold, the analog switch 104 is controlled to be “OFF”. Therefore, only the signal related to the blue LED light from the amplifier 26 </ b> B is supplied to the adder 30, and this is supplied to the demodulator 32. On the other hand, when the signal level detector 142 determines that the signal level of the phosphor light does not exceed the predetermined threshold, the analog switch 104 is controlled to be “ON”. For this reason, the adder 30 is supplied with the signal relating to the blue LED light from the amplifier 26B and the signal relating to the phosphor light from the amplifier 26F, and these are added and supplied to the demodulator 32.

次に、図5(B)を参照しながら、本発明の実施例8について説明する。本実施例は、上述した図1(A)の実施例1と図5(A)の実施例8を組み合わせたものである。すなわち、受信機150の青色LED光側の増幅器26Bの出力側は、前記等化器28Bの入力側に接続されている。一方、蛍光体側の増幅器26Fの出力側は、前記アナログスイッチ104及び信号レベル検出器142の入力側にそれぞれ接続されており、このアナログスイッチ104の出力側は、前記等化器28Fの入力側に接続されている。そして、これら等化器28B,28Fの出力側が、前記加算器30の加算入力側にそれぞれ接続されている。加算器30の出力側は、上述した実施例1と同様である。   Next, Embodiment 8 of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is a combination of the first embodiment shown in FIG. 1 (A) and the eighth embodiment shown in FIG. 5 (A). That is, the output side of the amplifier 26B on the blue LED light side of the receiver 150 is connected to the input side of the equalizer 28B. On the other hand, the output side of the amplifier 26F on the phosphor side is connected to the input side of the analog switch 104 and the signal level detector 142, and the output side of the analog switch 104 is connected to the input side of the equalizer 28F. It is connected. The output sides of these equalizers 28B and 28F are connected to the addition input side of the adder 30, respectively. The output side of the adder 30 is the same as that in the first embodiment.

本実施例の動作は、上述した実施例1と実施例8を組み合わせたものとなる。すなわち、蛍光体光の信号レベルが所定の閾値を越えたと信号レベル検出器142で判断されたときは、アナログスイッチ104が「OFF」に制御される。このため、増幅器26Bからの青色LED光に関する信号のみが等化器28Bで等化処理されて加算器30に供給され、更に復調器32に供給されることとなる。一方、蛍光体光の信号レベルが所定の閾値を越えないと信号レベル検出器142で判断されたときは、アナログスイッチ104が「ON」に制御される。このため、増幅器26B,26Fの出力信号が等化器28B,28Fで等化処理されて加算器30に供給される。そして、加算された信号が復調器32に供給されることとなる。本実施例においても、等化器28B,28Fとして適応等化器を用いてよい。   The operation of the present embodiment is a combination of the first embodiment and the eighth embodiment described above. That is, when the signal level detector 142 determines that the signal level of the phosphor light has exceeded a predetermined threshold, the analog switch 104 is controlled to “OFF”. For this reason, only the signal relating to the blue LED light from the amplifier 26B is equalized by the equalizer 28B, supplied to the adder 30, and further supplied to the demodulator 32. On the other hand, when the signal level detector 142 determines that the signal level of the phosphor light does not exceed the predetermined threshold, the analog switch 104 is controlled to be “ON”. Therefore, the output signals of the amplifiers 26B and 26F are equalized by the equalizers 28B and 28F and supplied to the adder 30. Then, the added signal is supplied to the demodulator 32. Also in the present embodiment, adaptive equalizers may be used as the equalizers 28B and 28F.

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例では、青色光励起型白色LEDの青色LED900の光により励起された蛍光体908が、補色関係にある黄色の光を発光するとしたが、最近は、蛍光体発光成分に赤色成分を含むLEDもあり、このようなLEDも、「青色光励起型白色LED」に含まれる。
(2)上述した等化器ないし適応等化器としては、アナログ型,ディジタル型のいずれを用いてもよい。
(3)カラーフィルタと光電変換器を一体とし、カラーセンサないし受光素子として構成してもよい。受光素子は、光電変換する光の波長帯域があるので、これを所望の値に設定することで、カラーフィルタとしての特性を兼用することができる。
In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above, A various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the following are also included.
(1) In the above embodiment, the phosphor 908 excited by the light of the blue LED 900, which is a blue light excitation type white LED, emits yellow light having a complementary color relationship. There is also an LED including, and such an LED is also included in the “blue light excitation type white LED”.
(2) As the above-described equalizer or adaptive equalizer, either an analog type or a digital type may be used.
(3) The color filter and the photoelectric converter may be integrated to form a color sensor or a light receiving element. Since the light receiving element has a wavelength band of light to be subjected to photoelectric conversion, setting this to a desired value can also serve as a color filter.

本発明によれば、蛍光体光を含む変調光から、複数の波長帯域の光を抽出して信号処理を行うこととしたので、高速のデータ伝送が可能になる。このため、白色LED,特に青色光励起型白色LEDを使用した可視光通信に好適である。   According to the present invention, since signal processing is performed by extracting light in a plurality of wavelength bands from modulated light including phosphor light, high-speed data transmission is possible. For this reason, it is suitable for visible light communication using white LED, especially blue light excitation type white LED.

本発明の実施例の主要構成を示す回路ブロック図である。(A)は実施例1及び2のブロック図,(B)は実施例3のブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the main structures of the Example of this invention. (A) is a block diagram of the first and second embodiments, and (B) is a block diagram of the third embodiment. 前記実施例1における主要部の信号波形を示すグラフである。(A)はデータ信号波形,(B)は等化前の信号波形,(C)は等化後の信号波形をそれぞれ示す。3 is a graph showing signal waveforms of main parts in the first embodiment. (A) shows the data signal waveform, (B) shows the signal waveform before equalization, and (C) shows the signal waveform after equalization. (A)は実施例4のブロック図,(B)は実施例5のブロック図である。(A) is a block diagram of the fourth embodiment, and (B) is a block diagram of the fifth embodiment. (A)は実施例6のブロック図,(B)は実施例7のブロック図である。(A) is a block diagram of the sixth embodiment, and (B) is a block diagram of the seventh embodiment. (A)は実施例8のブロック図,(B)は実施例9のブロック図である。(A) is a block diagram of the eighth embodiment, and (B) is a block diagram of the ninth embodiment. (A)は青色光励起型白色LEDの構成の一例を示す図,(B)はその発光スペクトル特性を示すグラフである。(A) is a figure which shows an example of a structure of blue light excitation type | mold white LED, (B) is a graph which shows the emission spectrum characteristic. (A)は従来技術の一例を示す回路ブロック図,(B)は信号波形例を示すグラフ,(C)従来技術の他の一例を示す回路ブロック図である。(A) is a circuit block diagram showing an example of the prior art, (B) is a graph showing an example of a signal waveform, and (C) is a circuit block diagram showing another example of the prior art.

符号の説明Explanation of symbols

10:送信機
12:変調器
14:青色光励起型白色LED
20:受信機
22B:LED光透過カラーフィルタ
22F:蛍光体光透過カラーフィルタ
24B:光電変換器
24B,24F:光電変換器
26B,26F:増幅器
28B,28F:等化器
30:加算器
32:復調器
34:弁別器
40:送信機
44:紫外光励起型白色LED
50:受信機
52B:青色蛍光透過カラーフィルタ
52G:緑色蛍光透過カラーフィルタ
52R:赤色蛍光透過カラーフィルタ
54B,54R,54G:光電変換器
56B,56R,56G:増幅器
58B,58R,58G:等化器
60:加算器
62:復調器
64:弁別器
100:受信機
102:信号レベル検出器
104:アナログスイッチ
110:受信機
112:PGA
120,130,140:受信機
142:信号レベル検出器
150:受信機
900:青色LED
902:樹脂ケース
904,906:引出し電極
908:蛍光体
920:送信機
922:変調器
924:青色光励起型白色LED
930:受信機
932:光電変換器
934:増幅器
936:復調器
950:受信機
952:LED光透過カラーフィルタ
10: Transmitter 12: Modulator 14: Blue light excitation type white LED
20: Receiver 22B: LED light transmission color filter 22F: Phosphor light transmission color filter 24B: Photoelectric converter 24B, 24F: Photoelectric converter 26B, 26F: Amplifiers 28B, 28F: Equalizer 30: Adder 32: Demodulation 34: Discriminator 40: Transmitter 44: Ultraviolet light excitation type white LED
50: Receiver 52B: Blue fluorescent transmission color filter 52G: Green fluorescent transmission color filter 52R: Red fluorescent transmission color filter 54B, 54R, 54G: Photoelectric converters 56B, 56R, 56G: Amplifiers 58B, 58R, 58G: Equalizer 60: Adder 62: Demodulator 64: Discriminator 100: Receiver 102: Signal level detector 104: Analog switch 110: Receiver 112: PGA
120, 130, 140: Receiver 142: Signal level detector 150: Receiver 900: Blue LED
902: Resin case 904, 906: Extraction electrode 908: Phosphor 920: Transmitter 922: Modulator 924: Blue light excitation type white LED
930: Receiver 932: Photoelectric converter 934: Amplifier 936: Demodulator 950: Receiver 952: LED light transmission color filter

Claims (9)

発光ダイオードとこの発光ダイオードの光源により励起されて発光する蛍光体とにより応答速度が異なる複数の発光手段からの出力を受けてデータ伝送を行うために変調された複数の波長帯域の光を受信する光受信装置において、
前記変調された複数の波長帯域の光から、前記複数の波長帯域毎の光を選択的に透過させる複数のフィルタ手段
を備えたことを特徴とする光受信装置。
Receiving outputs from a plurality of light emitting means having different response speeds by a light emitting diode and a phosphor that emits light by being excited by a light source of the light emitting diode, receives light in a plurality of wavelength bands modulated to perform data transmission In the optical receiver,
An optical receiver comprising a plurality of filter means for selectively transmitting light in each of the plurality of wavelength bands from the modulated light in the plurality of wavelength bands.
前記複数のフィルタ手段を透過した複数の波長帯域の光のそれぞれを、波長帯域毎に電気信号に変換する複数の光電変換手段と、
前記複数の光電変換手段による変換後の電気信号のそれぞれを、波長帯域毎に前記応答速度に対応して波形等化する複数の等化手段と、
前記複数の等化手段の出力を一つの加算出力にする加算手段と、
この加算手段の前記加算出力を弁別処理する弁別手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1記載の光受信装置。
A plurality of photoelectric conversion means for converting each of the light in the plurality of wavelength bands transmitted through the plurality of filter means into an electrical signal for each wavelength band;
A plurality of equalization means for equalizing each waveform of the electrical signals converted by the plurality of photoelectric conversion means corresponding to the response speed for each wavelength band;
Adding means for converting the outputs of the plurality of equalizing means into one addition output;
Discrimination means for discriminating the addition output of the addition means;
The optical receiver according to claim 1, further comprising:
前記複数の発光手段は、ピーク波長が440〜470nmの範囲にある発光ダイオードの光と、前記発光ダイオードの光源により励起されて前記発光ダイオードのピーク波長より長波長側の光を発光する蛍光体から発する光と、の混色により白色光となる青色光励起型白色発光手段であることを特徴とする請求項1又は2記載の光受信装置。   The plurality of light emitting means includes light from a light emitting diode having a peak wavelength in a range of 440 to 470 nm and a phosphor that is excited by a light source of the light emitting diode and emits light having a wavelength longer than the peak wavelength of the light emitting diode. 3. The optical receiving device according to claim 1, wherein the light receiving device is a blue light excitation type white light emitting means that generates white light by mixing color with emitted light. 前記複数の発光手段は、ピーク波長が380〜410nmの範囲にある発光ダイオードの光源により励起されて前記発光ダイオードのピーク波長より長波長側の光を発光する複数種類の蛍光体から白色光を発光する紫外光励起型白色発光手段であることを特徴とする請求項1又は2記載の光受信装置。   The plurality of light emitting means emit white light from a plurality of types of phosphors that emit light having a wavelength longer than the peak wavelength of the light emitting diode when excited by a light source of a light emitting diode having a peak wavelength in a range of 380 to 410 nm. The optical receiver according to claim 1, wherein the optical receiver is an ultraviolet light excitation type white light emitting means. 発光ダイオードとこの発光ダイオードの光源により励起されて発光する蛍光体とにより応答速度が異なる複数の発光手段からの出力を受けてデータ伝送を行うために変調された複数の波長帯域の光を受信する光受信装置において、
前記変調された複数の波長帯域の光を選択的に透過させる複数のフィルタ手段と、
これら複数のフィルタ手段を透過した光を、前記複数のフィルタ手段毎にそれぞれ電気信号に変換する複数の光電変換手段と、
前記複数の光電変換手段の出力を一つの加算出力にする加算手段と、
この加算手段の前記加算出力を弁別処理する弁別手段と、
一方の光電変換手段の出力の信号レベルを検出し、この信号レベルが所定の閾値以下のとき、他方の光電変換手段の出力の前記加算手段への入力を遮断する信号制御手段と、
を備えたことを特徴とする光受信装置。
Receiving outputs from a plurality of light emitting means having different response speeds by a light emitting diode and a phosphor that emits light by being excited by a light source of the light emitting diode, receives light in a plurality of wavelength bands modulated to perform data transmission In the optical receiver,
A plurality of filter means for selectively transmitting the modulated light in a plurality of wavelength bands;
A plurality of photoelectric conversion means for converting the light transmitted through the plurality of filter means into electrical signals for each of the plurality of filter means;
Adding means for making the outputs of the plurality of photoelectric conversion means into one added output;
Discrimination means for discriminating the addition output of the addition means;
A signal control means for detecting the signal level of the output of one photoelectric conversion means and shutting off the input of the output of the other photoelectric conversion means to the addition means when the signal level is equal to or lower than a predetermined threshold;
An optical receiver characterized by comprising:
前記信号制御手段を、
前記一方の光電変換手段の出力の信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、
この信号レベル検出手段の検出結果に応じて、前記他方の光電変換手段の出力を制御するスイッチ手段と、
によって構成したことを特徴とする請求項5記載の光受信装置。
The signal control means;
Signal level detection means for detecting the signal level of the output of the one photoelectric conversion means;
In accordance with the detection result of the signal level detection means, switch means for controlling the output of the other photoelectric conversion means,
The optical receiver according to claim 5, comprising:
前記複数の光電変換手段の出力のそれぞれを前記発光手段による光出力時の応答速度に対応して波形等化させる複数の等化手段を、前記複数の光電変換手段の後段にそれぞれ設けたことを特徴とする請求項5又は6記載の光受信装置。   A plurality of equalization means for waveform equalizing each of the outputs of the plurality of photoelectric conversion means corresponding to the response speed at the time of light output by the light emitting means is provided in the subsequent stage of the plurality of photoelectric conversion means, respectively. The optical receiver according to claim 5 or 6, characterized in that: 前記等化手段は、適応的に波形等化を行う適応等化器であることを特徴とする請求項2又は7記載の光受信装置。   8. The optical receiver according to claim 2, wherein the equalizing means is an adaptive equalizer that adaptively performs waveform equalization. 送信側の光源として蛍光体を発光手段として含む白色発光手段を使用し、この白色発光手段から出力された光を請求項1〜8のいずれかに記載の光受信装置で受信することを特徴とする可視光通信装置。   A white light emitting means including a phosphor as a light emitting means is used as a light source on the transmission side, and the light output from the white light emitting means is received by the light receiving device according to claim 1. Visible light communication device.
JP2008018601A 2007-03-01 2008-01-30 Optical receiver and visible light communication device Active JP4465044B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008018601A JP4465044B2 (en) 2007-03-01 2008-01-30 Optical receiver and visible light communication device
US12/039,660 US8059972B2 (en) 2007-03-01 2008-02-28 Optical receiver and visible light communication system

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007051583 2007-03-01
JP2007147352 2007-06-01
JP2008018601A JP4465044B2 (en) 2007-03-01 2008-01-30 Optical receiver and visible light communication device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009010916A true JP2009010916A (en) 2009-01-15
JP4465044B2 JP4465044B2 (en) 2010-05-19

Family

ID=40020791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008018601A Active JP4465044B2 (en) 2007-03-01 2008-01-30 Optical receiver and visible light communication device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4465044B2 (en)
KR (1) KR100944024B1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009188813A (en) * 2008-02-07 2009-08-20 Taiyo Yuden Co Ltd Optical receiver and visible light communication equipment
JP2011211364A (en) * 2010-03-29 2011-10-20 Kinki Univ Optical communication system, light-emitting device, illumination device, display device, indication device, and optical communication method
JP2012530432A (en) * 2009-06-18 2012-11-29 ソニーモバイルコミュニケーションズ, エービー Mobile device for receiving modulated light, device for transmitting information, and method corresponding to such mobile device and device having the device
JP2014522158A (en) * 2011-07-15 2014-08-28 ゲオルク・ジモン・オーム・ホックシューレ・フューア・アンゲヴァンテ・ヴィッセンシャフテン・ファックホックシューレ・ニュルンベルク Equipment for optical transmission of digital data
JP2015031742A (en) * 2013-07-31 2015-02-16 キヤノン株式会社 Slave flash device and imaging system
JP2016045033A (en) * 2014-08-21 2016-04-04 ヤマシンフィルタ株式会社 measuring device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101596471B1 (en) * 2009-08-24 2016-02-23 삼성디스플레이 주식회사 Visible light communications system
KR102085371B1 (en) * 2017-08-28 2020-03-05 주식회사 다오 Data transmission method using light and Data transmission system using the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0983457A (en) * 1995-09-13 1997-03-28 Fujitsu Ltd Optical multiplex signal demultiplex circuit
JP4464888B2 (en) * 2005-08-05 2010-05-19 太陽誘電株式会社 Optical communication transmitter, optical communication receiver, optical communication system, and communication apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009188813A (en) * 2008-02-07 2009-08-20 Taiyo Yuden Co Ltd Optical receiver and visible light communication equipment
JP2012530432A (en) * 2009-06-18 2012-11-29 ソニーモバイルコミュニケーションズ, エービー Mobile device for receiving modulated light, device for transmitting information, and method corresponding to such mobile device and device having the device
JP2011211364A (en) * 2010-03-29 2011-10-20 Kinki Univ Optical communication system, light-emitting device, illumination device, display device, indication device, and optical communication method
JP2014522158A (en) * 2011-07-15 2014-08-28 ゲオルク・ジモン・オーム・ホックシューレ・フューア・アンゲヴァンテ・ヴィッセンシャフテン・ファックホックシューレ・ニュルンベルク Equipment for optical transmission of digital data
JP2015031742A (en) * 2013-07-31 2015-02-16 キヤノン株式会社 Slave flash device and imaging system
JP2016045033A (en) * 2014-08-21 2016-04-04 ヤマシンフィルタ株式会社 measuring device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4465044B2 (en) 2010-05-19
KR20080080433A (en) 2008-09-04
KR100944024B1 (en) 2010-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4465044B2 (en) Optical receiver and visible light communication device
US8059972B2 (en) Optical receiver and visible light communication system
JP4464888B2 (en) Optical communication transmitter, optical communication receiver, optical communication system, and communication apparatus
Langer et al. Recent developments in optical wireless communications using infrared and visible light
KR101211563B1 (en) Visible light communication transmitter and visible light communication system
KR101408816B1 (en) Visible light communication transmitter and visible light communication system
WO2018218697A1 (en) Visible light communication transceiver and visible light communication system
Green et al. Recent developments in indoor optical wireless systems
EP3602842B1 (en) Dimming control for orthogonal frequency division multiplexing-based visible light communication
Li et al. 200 Mb/s visible optical wireless transmission based on NRZ-OOK modulation of phosphorescent white LED and a pre-emphasis circuit
CN1918828A (en) System and method for subcarrier modulation in ism band as supervisory channel
CN104079352A (en) Visible light communication device used for ships
JP5068680B2 (en) Optical receiver and visible light communication device
CN204180082U (en) For the visible light communication device of boats and ships
Chang et al. Design and implementation of anti low-frequency noise in visible light communications
Idris et al. A survey of modulation schemes in visible light communications
Karbalayghareh et al. Vehicular visible light communications with SPAD receivers
Khan et al. Perspective on light-fidelity and visible light communication
Murata et al. Performance evaluation of digital colour shift keying for visible light communications
Singh et al. A 100mbps visible light communication system using optical wireless channel for indoor application based on composite white light generated using rgb leds
CN112019273A (en) Two-way wireless audio transmission system based on white light LED
Tokgoz et al. Performance evaluation of white LED-based OFDM-VLC systems with blue filters: experimental study
Basha et al. Design and implementation of a tuned Analog Front-end for extending VLC transmission range
JP7277112B2 (en) visible light communication system
US20200177278A1 (en) Receiver Assembly, Data Communications System, and Data Communications Method

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090403

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090414

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090608

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: 20100209

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: 20100220

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4465044

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140226

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250