JP2010034666A - Optical receiver - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光通信の分野に属し、変調された光を受信して復調する受信機に関する。 The present invention relates to a receiver that belongs to the field of optical communication and receives and demodulates modulated light.
非特許文献1には、可視光通信システムの基本的な規格が記載されている。可視光通信には、ベースバンド通信方式と副搬送波通信方式とがあり、前者は、情報を電気信号に変換した状態のまま直接通信する方式であり、後者は情報を電気信号に変換した後、所定の副搬送波(サブキャリア)を変調して送受信する方式である。どちらの方式にもディジタル方式とアナログ方式とがある。
Non-Patent
非特許文献2には、可視光を搬送波として用いた単方向の通信システム(可視光IDシステム)の基本的な規格が記載されている。28.8kHzの副搬送波を変調する符号化方式として4PPMが使われ、SC-4PPMと呼ばれている。4PPMでは、一つのシンボルを4つのスロットに分け、どのスロットに副搬送波のパルス列が配置されるかによって、2ビットのコードを表す。すなわち、4つのスロットのうち、第1のスロットに副搬送波のパルス列が配置されると、00を表し、第2のスロットにパルス列が配置されると、01を表し、第3のスロットにパルス列が配置されると、10を表し、第4のスロットにパルス列が配置されると、11を表す。
Non-Patent
特許文献1には、家電製品の赤外線を用いたリモコンからの光を検出する信号処理回路として、受光素子の出力を増幅し、バンドパスフィルタで搬送波の周波数帯域をフィルタリングした後、検波器で検波し、積分器で積分し、ヒステリシス特性を有する比較器で波形整形することにより復調を行うことが記載されている。
In
また、特許文献2には、発光源からパルス状に光を照射し、視野からフォトダイオードに入射した光により発生した電荷を、ゲートを介してフォトダイオードに接続された複数のコンデンサに光の照射に同期して振り分けることが記載されている。この複数のコンデンサに蓄積された電荷について信号処理を行って、発光源からのパルス状の光照射に対応する出力波形を取り出して、その位相差から被写体までの距離を測定することが記載されている。
Further,
特許文献3には、埋め込み型フォトダイオードの構造および製造方法が記載されている。半導体基板に形成したフォトダイオードのN型領域6(第1図(e))の上にP型領域13を形成して、N型フォトダイオード領域6を埋め込む(第1図(f))。フォトダイオード領域6で生成された電荷は、転送ゲートとなるシリコン電極の作用により電荷転送部となるN型領域7に転送される。
非特許文献3には、複数のLEDからパラレルに変調光を送り、受信機ではレンズを介して2次元に受光素子を配置した受光面に光源の像を形成し、複数の画像位置で受信した光をパラレルに復調処理する、パラレル光通信方式が記載されている。
In
非特許文献4には、ビーコンのIDを長距離から認識することができるCMOSイメージセンサを用いたIDカメラシステムが記載されている。このカメラシステムにはシーンモードとIDモードの2つの動作モードがあり、IDモードでは、画像の全画素(192 x 124)すべてについて12kHzのサンプリング処理を行ってID画像を作成する。
Non-Patent
非特許文献4の方式で対応することができる周波数は、12kHzであり、一般的なリモコンで使われている変調光の周波数40kHzに対応することができない。
受光素子を2次元に配置し、十分な画素数を備えながら、変調光の光源を的確に検出し、光源からの信号を検出することができる受信機が必要とされている。 There is a need for a receiver capable of accurately detecting a light source of modulated light and detecting a signal from the light source while arranging light receiving elements in two dimensions and having a sufficient number of pixels.
この発明に係る、変調された光を出す光源からの光を受け取る、光受信機は、それぞれが短周期用の画素ユニットおよび長周期用の画素ユニットからなる複数の撮像ブロックを行列状に配列した受光部と、外界からの光を受け、前記受光部に結像させるレンズとを備える。この光受信機はさらに、受光部の全撮像ブロックの長周期用の画素ユニットを走査する長周期走査手段と、長周期用の画素ユニットから読み出される出力から光源を検出する光源検出手段とを備える。また、この光受信機は、検出された光源に対応する画素ユニット近辺の複数の撮像ブロックを含む光源検出領域において短周期用の画素ユニットを走査する短周期走査手段と、短周期用の画素ユニットから読み出される出力から信号を検出する信号検出手段とを備える。 An optical receiver that receives light from a light source that emits modulated light according to the present invention has a plurality of imaging blocks each composed of a short-cycle pixel unit and a long-cycle pixel unit arranged in a matrix. A light receiving unit; and a lens that receives light from the outside and forms an image on the light receiving unit. The optical receiver further includes a long cycle scanning unit that scans the long cycle pixel units of all the imaging blocks of the light receiving unit, and a light source detection unit that detects a light source from an output read from the long cycle pixel unit. . In addition, the optical receiver includes a short cycle scanning unit that scans a short cycle pixel unit in a light source detection region including a plurality of imaging blocks in the vicinity of the pixel unit corresponding to the detected light source, and a short cycle pixel unit. Signal detecting means for detecting a signal from the output read from the signal.
この発明によると、長周期で受光部全体を走査して光源を検出し、検出された光源のある領域を短周期で走査して信号を検出するので、全体として効率的に信号検出を行うことができる。 According to the present invention, the entire light receiving unit is scanned with a long period to detect the light source, and a region with the detected light source is scanned with a short period to detect the signal, so that the signal can be efficiently detected as a whole. Can do.
この発明の一形態では、光源検出手段は、長周期用の画素ユニットのそれぞれからの差分出力を用いることにより環境光を除去して光源を検出するよう構成されている、請求項1に記載の光受信機。 In one form of this invention, a light source detection means is comprised so that environmental light may be removed and a light source may be detected by using the difference output from each of the pixel unit for long periods. Optical receiver.
この形態によると、画素ユニットからの差分出力を用いることにより環境光が相殺され、点滅する光源からの光では、オン状態の出力とオフ状態の出力との差分として光が検出されるので、光源を検出することができる。 According to this aspect, the ambient light is offset by using the differential output from the pixel unit, and the light from the flashing light source is detected as the difference between the output in the on state and the output in the off state. Can be detected.
この発明のもう一つの形態では、短周期走査手段は、光源からの信号のレートの2倍以上のレートでサンプリングをすることができる速度で光源検出領域を走査するよう構成されている。 In another aspect of the present invention, the short period scanning means is configured to scan the light source detection region at a speed at which sampling can be performed at a rate that is twice or more the rate of the signal from the light source.
この形態によると、サンプリング理論にしたがい、光源検出領域だけを的確にサンプリングすることができる。 According to this embodiment, only the light source detection region can be sampled accurately according to the sampling theory.
この発明の一形態では、短周期用の画素ユニットは、受光領域で生成される電荷を逐次複数の電荷蓄積部に振り分けるよう構成されており、該振り分けにより前記サンプリングが実行されるよう構成されている。 In one aspect of the present invention, the short cycle pixel unit is configured to sequentially distribute the charge generated in the light receiving region to a plurality of charge storage units, and configured to execute the sampling by the distribution. Yes.
この形態によると、画素ユニットの物理的な構造に基づき電荷振り分け操作によりサンプリングが行われるので、回路による処理の負担が軽減する。 According to this embodiment, sampling is performed by the charge distribution operation based on the physical structure of the pixel unit, so that the processing burden on the circuit is reduced.
この発明の一形態では、光受信機は、撮像ブロックの長周期用の画素の行に接続された第1の垂直走査回路と、撮像ブロックの短周期用の画素の行に接続された第2の垂直走査回路と、撮像ブロックの長周期用の画素の列に接続された第1の水平走査回路と、撮像ブロックの短周期用の画素の列に接続された第2の水平走査回路と、を備える。 In one aspect of the present invention, the optical receiver includes a first vertical scanning circuit connected to the long-cycle pixel row of the imaging block, and a second vertical scan circuit connected to the short-cycle pixel row of the imaging block. A vertical scanning circuit of the imaging block, a first horizontal scanning circuit connected to a column of pixels for a long cycle of the imaging block, a second horizontal scanning circuit connected to a column of pixels for a short cycle of the imaging block, Is provided.
また、この発明のもう一つの形態では、撮像ブロックのそれぞれは、短周期用の第1および第2の画素ユニットと、長周期用の第1および第2の画素ユニットからなり、第1の画素ユニットの読み出し期間において第2の画素ユニットの露光(電荷蓄積)を行い、第2の画素ユニットの読み出し期間において第1の画素ユニットの露光を行うよう構成されている。 According to another aspect of the present invention, each of the imaging blocks includes first and second pixel units for a short period and first and second pixel units for a long period, and the first pixel The second pixel unit is exposed (charge accumulation) during the unit readout period, and the first pixel unit is exposed during the second pixel unit readout period.
ベースとなる技術
次に図1から図14を参照して、まずこの発明のベースとなる技術を説明する。このベースとなる技術は、この出願の出願人による特願2008-148455に記載されている。図1は、光受信機10の機能ブロック図であり、光受信機10は、レンズ19によって形成される画像を受けとる受光部12を有する。受光部12は、複数の画素ユニットを2次元に配列した構造になっている。画素ユニットは、光電変換部で発生される電荷について所定の時間間隔で一周期に4つのサンプルを出力し、サンプリング・コンデンサ14a、14b、14c、14dにホールドする。
Base Technology Next, the base technology of the present invention will be described with reference to FIGS. This base technology is described in Japanese Patent Application No. 2008-148455 by the applicant of this application. FIG. 1 is a functional block diagram of the
差分回路16は、サンプリング・コンデンサにホールドされた電圧の差分をとる。常時光を出す光源からの光は、差分をとると、差分としてのサンプル値がゼロになる。これに対し、強度変調された光、すなわち点滅する光源からの光は、差分の値が光パルスの強さを表す値になる。パルス判別器18は、この基準にしたがって、光パルスの存在を判別し、順次検出した光パルスに対応する電気パルス信号を復号器20に送る。タイミング制御部22は、受信対象となる強度変調光のパルス周波数に適合した速度で画素ユニットの4つの電荷蓄積領域から電荷を読み出すよう、読み出しタイミングを制御する。
The
受光部12のすべての画素ユニットについてパルス判別の処理を行うことにより、画像の中に強度変調した光を出す一つまたは複数の光源を検出することができる。パルス判別器18の働きについては、後に詳しく説明する。
By performing the pulse discrimination process for all the pixel units of the
図1において、投光器17は、計算機11から提供され、符号器13でコーディングされ、変調器15で光パルスとして変調された点滅する光を出力する。投光器17は、高レート(繰り返し周波数)の光パルスを放射することのできる発光ダイオード(LED)またはレーザダイオードであってよい。また、投光器17は、高レートの赤外線パルスを放射する発光ダイオードであってもよい。
In FIG. 1, a projector 17 outputs blinking light provided from the
図2は、受光部12における画素ユニット25の従来の一般的な配列を示す。図3は、特許文献2に記載されている画素ユニットのレイアウトを推測して作成した図である。それぞれの画素ユニット25は、光を電荷に変える光電変換部25aを備える。A-A’断面図に示されるように光電変換部25aは、半導体基板のP型領域(Pウェル)にN型領域を埋め込んで形成された埋め込みフォトダイオードである。光電変換部25aで生成される電荷は、振り分けゲートTx1およびTx2によって振り分けられて、第1の電荷蓄積領域27aおよび第2の電荷蓄積領域27bに異なるタイミングで蓄積される。第1および第2の電荷蓄積領域27a、27bは、P型領域に埋め込まれたN型領域で形成されている。
FIG. 2 shows a conventional general arrangement of the
図2の差分回路16は、垂直操作回路23および水平走査回路27による制御にしたがって、各画素の第1および第2の電荷蓄積領域から電荷を読み出し、出力値の差分をとり、差分画像出力として出力する。電荷蓄積領域27a、27bはリセットゲートRa、Rbを介してリセット電極29a、29bに接続される。光電変換部25aで生成される電荷を検出するサイクルの最初に、リセットゲートRa、Rbが開かれ、リセット電極に加えられる電圧Vによって電荷蓄積領域27a、27bが充電される。これをリセットといい、光電変換部25aで生成される電子は、充電状態の電荷蓄積領域27a、27bの電荷を減らす方向に作用する。
The
図3は、たとえば特許文献2に示されるような受光部の画素ユニット25の構造を模型的に示す。画素ユニット25の光電変換部25aは、フォトダイオードであり、振り分けゲートTx1を介して電荷蓄積領域27a、振り分けゲートTx2を介して電荷蓄積領域27bに接続されている。電荷蓄積領域27a、27bはリセットゲートRa、Rbを介してリセット電極29a、29bに接続される。図3の下部に示す断面図は、光電変換部25aが半導体基板のP型井戸にN型領域を埋め込んで形成されていることを示している。N型領域の縁が基板表面にせり上がって描かれているのは、特許文献3の第1図(f)、第2図(e)、第3図(a)に描かれているN型領域6の縁部と同様の構造を表すためであり、公知の構造を表している。ゲートTx1に電位が加えられることにより、電荷が光電変換領域25aから電荷蓄積領域27aのN+領域に移動する。
FIG. 3 schematically shows the structure of the
図3の下部は、画素ユニット25のA-A’断面を示す。P 型の井戸(P-well)にN型の層25aが埋め込まれ、その上に形成されているP+領域との間のPN接合によりフォトダイオードが形成されている。MOS構造の転送ゲートTx1の隣に電荷蓄積領域27aが形成されている。電荷蓄積領域27aは、P型の井戸領域61に埋め込まれたN領域で構成されていている。N+領域29aはリセット電極を構成し、電圧Vの配線に接続されている。N+領域27aとN+領域29aとはMOS構造のゲートR1に信号を加えることにより電気的に接続される。画素ユニット25は、光電変換領域25aを除き遮光幕51で全体を覆われている。
The lower part of FIG. 3 shows an A-A ′ cross section of the
図4は、図3の画素ユニットの回路図であり、図5は、この回路におけるポテンシャル井戸の変化を表している。受光領域25aすなわち光電変換部25aは、光電変換作用を持つダイオードとコンデンサC0で示す。図5を参照すると、(A)は、回路になんらの操作を加えていない状態でのポテンシャル井戸を示す。(B)において、振り分けゲートTx1、Tx2およびリセットゲートR1、R2を開いて電圧Vを加えて、光電変換部および電荷蓄積領域の電荷をなくす。(C)は1回目の露光の第1期間中で光電変換部25aで電荷が生成されている状態を示す。(D)は振り分けゲートTx1を開いて光電変換部25aにたまった電荷を電荷蓄積領域27a(コンデンサC1)に転送する様子を示す。
FIG. 4 is a circuit diagram of the pixel unit of FIG. 3, and FIG. 5 shows a potential well change in this circuit. The
次に、(E)は、1回目の露光の第2期間中に光電変換部25aで電荷が生成される様子を示す。(F)は、振り分けゲートTx2を開いて電荷を電荷蓄積領域C2に転送する様子を示す。(G)は、2回目の露光の第1期間が始まった状態を、(H)は、(G)で光電変換部にたまった電荷を電荷蓄積領域27a(コンデンサC1)に転送する様子を示す。このようにして、露光サイクルをn回繰り返し、この間に電荷蓄積領域27a(コンデンサC1)および電荷蓄積領域27b(コンデンサC2)に蓄積された電荷が出力ゲートTを開いて読み出される。L1およびL2のFETトランジスタは、レベルシフト用のトランジスタで、出力ゲートTが開かれた際、コンデンサC1またはC2の電位に応じた電流を下流のサンプリング・コンデンサ(差分回路)に送る作用をする。
Next, (E) shows how charges are generated in the
図6は、光受信機10の受光部12で使われる画素ユニット25のレイアウト図である。この例では、一つの画素の光電変換部は、4つの微小変換部25a、25b、25c、25dに分割されている。この4つの微小変換部に対応して4つの電荷蓄積領域27a、27b、27c、27dが設けられている。微小変換部25a、25b、25c、25dで生成された電荷がよりポテンシャルの低い電荷移送領域31に移動する。4つの微小変換部25a、25b、25c、25dおよび電荷移送領域31は、P型領域(P-well)に埋め込まれた一体的なN型領域で形成することができる。この一体的なN型領域の上方に遮光幕(遮光マスク)を設けて微小変換部25a、25b、25c、25dだけに光が入るようにする。
FIG. 6 is a layout diagram of the
後述するタイミングで振り分けゲートTx1、Tx2、Tx3、Tx4の一つが開かれると、電荷移送領域31の電荷が開かれたゲートに対応する電荷蓄積領域27a、27b、27c、27dの一つに流れる。画素ユニット25は、図3の構造と同様に、光電変換領域である微小変換部25a、25b、25c、25dを除いて遮光幕(図示しない)で覆われている。
When one of the distribution gates Tx1, Tx2, Tx3, and Tx4 is opened at a timing that will be described later, the charge in the
画素ユニット25には、電荷蓄積領域27a、27b、27c、27dに隣接してリセット電極29a、29b、29c、29dが設けられている。リセットゲートR1、R2、R3、R4が開かれると、リセット電極29a、29b、29c、29dに加えられている電圧Vにより電荷蓄積領域27a、27b、27c、27dが充電されてリセット状態になる。後に示すタイミング図から明らかなように、リセット処理は、全画素ユニットの全電荷蓄積領域に対して同時に行われる。
The
図7は、図6の画素ユニット25の等価回路であり、微小変換部25a、25b、25c、25dがフォトダイオードとコンデンサC0a、C0b、C0c、C0dの対で示されている。電荷移送領域31は、コンデンサC3で示されている。振り分けゲートTx1、Tx2、Tx3、Tx4にそれぞれ隣接する電荷蓄積領域27a、27b、27c、27dがコンデンサC1、C2、C3、C4で表されている。これらのコンデンサは、リセットゲートR1、R2、R3、R4のFETトランジスタがオンにされることにより、電圧Vで充電される。この動作は、リセットと呼ばれ、フォトダイオードで生成される電荷を蓄積する前の初期状態を作るためのものである。
FIG. 7 is an equivalent circuit of the
FETトランジスタL1、L2、L3、L4は、レベルシフト・トランジスタで、読み出しゲートT1、T2、T3、T4が開かれるとき、コンデンサC1、C2、C3、C4にホールドされている電荷に応じた電流を図1のサンプリング・コンデンサ14a、14b、14c、14dに送り出す作用をする。
The FET transistors L1, L2, L3, and L4 are level shift transistors, and when the read gates T1, T2, T3, and T4 are opened, currents corresponding to the charges held in the capacitors C1, C2, C3, and C4 are generated. It acts to feed to the
図8は、画素ユニット25の動作タイミングを示す。入射光の波形は、可視光ID送信機、赤外線リモコン、ビーコンなどから出された変調光のパルス波形を示す。この例では、リモコンからの光は、副搬送波を用いて送信されており、図8の入射光の波形は、副搬送波のパルス波形を示す。この例では、副搬送波の1周期につき4回サンプリングを行う。
FIG. 8 shows the operation timing of the
まず、リモコン光のシンボルの直前で、画素ユニット25をリセットする。リセットゲートを開くと同時に4つの振り分けゲートTx1、Tx2、Tx3、Tx4を開いて電荷移送領域31および電荷蓄積領域27a、27b、27c、27dをリセットする(充電する)。次いで、第1のサンプリング期間では、振り分けゲートTx1を開いて、4つの微小変換部25a、25b、25c、25dで生成される電荷を電荷移送領域31を介して電荷蓄積領域27a(コンデンサC1)に蓄える。電荷移送領域31から受け取る電荷は、コンデンサC1の電圧を下げる方向に作用する。
First, the
続いて第2サンプリング期間では、振り分けゲートTx2を開き、4つの微小変換部25a、25b、25c、25dで生成される電荷を電荷移送領域31を介して電荷蓄積領域27b(コンデンサC2)に蓄える。次に、第3サンプリング期間では、振り分けゲートTx3を開き、4つの微小変換部25a、25b、25c、25dで生成される電荷を電荷移送領域31を介して電荷蓄積領域27c(コンデンサC3)に蓄える。さらに、第4サンプリング期間では、振り分けゲートTx4を開き、4つの微小変換部25a、25b、25c、25dで生成される電荷を電荷移送領域31を介して電荷蓄積領域27d(コンデンサC4)に蓄える。
Subsequently, in the second sampling period, the distribution gate Tx2 is opened, and the charges generated by the four
こうして一つの周期を終えると、次の周期に入り、同様のサンプリングを繰り返す。コンデンサC1、C2、C3、C4にはm周期を終了するまで、各周期の第1、第2、第3、第4のサンプリングで受け取る電荷が逐次積分されていく。m周期が終了すると、転送ゲートT1、T2、T3、T4が開かれる。レベルシフト・トランジスタL1,L2、L3、L4のゲートにはコンデンサC1、C2、C3、C4の電圧が加えられているので、それぞれのコンデンサの電圧レベルに応じた電流が図1のサンプリング・コンデンサ14a、14b、14c、14dに流れる。 When one cycle is completed in this way, the next cycle is entered and the same sampling is repeated. The capacitors C1, C2, C3, and C4 are sequentially integrated with the charges received in the first, second, third, and fourth samplings of each period until the m period is completed. When the m period ends, the transfer gates T1, T2, T3, and T4 are opened. Since the voltages of the capacitors C1, C2, C3, and C4 are applied to the gates of the level shift transistors L1, L2, L3, and L4, the current corresponding to the voltage level of each capacitor is the sampling capacitor 14a in FIG. , 14b, 14c, 14d.
図9は、21個の副搬送波パルスで変調光の一つのシンボルのパルスが表示される例におけるサンプリングの形態を表すタイミング図である。図10は、複数のシンボルにわたってのサンプリングのタイミングを表す。言い換えると、図9は、図10の一つのシンボルのパルスを構成する21個の副搬送波パルスのレベルでのサンプリングのタイミングを表す。 FIG. 9 is a timing chart showing a sampling form in an example in which a pulse of one symbol of modulated light is displayed by 21 subcarrier pulses. FIG. 10 shows the timing of sampling over a plurality of symbols. In other words, FIG. 9 shows the sampling timing at the level of the 21 subcarrier pulses constituting the pulse of one symbol of FIG.
図9において、この例では、副搬送はパルスの5周期ごとに、蓄積サイクルと読み出しサイクルを繰り返す。この手法では、蓄積サイクルにおいて電荷蓄積領域27a、27b、27c、27dに電荷を蓄積した後、読み出しサイクルにおいて出力ゲートを開いてサンプリング・コンデンサ14a、14b、14c、14dに出力し、差分回路16およびパルス判別器18でサンプリング値を求める。図11の例で、サンプリング・コンデンサ14a、14b、14c、14dから読み出された値をC(θ0)、C(θ1)、C(θ2)、C(θ3)とすると、次に示す数1に従ってサンプリング値Rを求める。数1には、変調光の位相θを求める式も含まれている。
図9では、作図上の制約の為、振り分けゲートではTx1だけを示してあるが、図8に示すタイミングにより、蓄積サイクルにおいては振り分けゲートTx1、Tx2、Tx3、Tx4は同じ回数開かれる。リセットゲートは、蓄積サイクルの始めに開かれる。 In FIG. 9, only Tx1 is shown in the distribution gate due to restrictions on drawing. However, according to the timing shown in FIG. 8, the distribution gates Tx1, Tx2, Tx3, and Tx4 are opened the same number of times in the accumulation cycle. The reset gate is opened at the beginning of the accumulation cycle.
図10は、21個の副搬送波パルスで構成される主パルスの後に同じ幅のスペースが続くことで論理値ゼロを表し、主パルスの後にの3倍の幅のスペースが続くことで論理値1を表すリモコン信号の例を示す。図10では、第1シンボルが論理値ゼロを表し、第2シンボルが論理値1を表す。それぞれのシンボルにおいて図9に示すタイミングでサンプリングが行われる。図1のパルス判別器18によりサンプリング値が決定され、図10の(D)に示すパルス列が復号器20に送られる。
FIG. 10 shows a logical value of zero by a space of the same width following a main pulse composed of 21 subcarrier pulses, and a logical value of 1 by a space of three times the width following the main pulse. An example of a remote control signal representing is shown. In FIG. 10, the first symbol represents a logical value of zero and the second symbol represents a logical value of one. Sampling is performed at the timing shown in FIG. 9 for each symbol. A sampling value is determined by the
図12は、家電製品の赤外線光を用いたリモコンに使用される強度変調の仕様の一例を示す。図12(A)を参照すると、副搬送波として38KHzのパルスが用いられ、論理ゼロのシンボルは、21個の副搬送波パルス(560マイクロ秒)に同じ幅のスペースが続くことで表される。論理1のシンボルは、21個の副搬送波パルスにその3倍の幅のスペースが続くことにより表される。 FIG. 12 shows an example of the specification of intensity modulation used for a remote control using infrared light of home appliances. Referring to FIG. 12A, a 38 KHz pulse is used as a subcarrier, and a logic zero symbol is represented by 21 subcarrier pulses (560 microseconds) followed by a space of the same width. A logic one symbol is represented by 21 subcarrier pulses followed by a space three times as wide.
図12(B)を参照すると、シンボル列の前にシンボル列の開始を示すリーダとして9ミリ秒の連続した副搬送波パルス列とこれに続く4.5ミリ秒のスペースが配置される。シンボル列は、低位アドレス(Address low)および高位アドレス(Address high)からなる機器の番号を示す16ビットを含んでいる。このアドレスにコマンドの8ビットが続き、さらにこのコマンドを反転させた8ビットが続く。この後に、シンボル列の終端に終端を示すパルス列が配置され、次のシンボル列との間にはトレーラとして空白区間が設けられる。 Referring to FIG. 12B, a 9 ms continuous subcarrier pulse train followed by a 4.5 millisecond space is arranged as a leader indicating the start of the symbol train before the symbol train. The symbol string includes 16 bits indicating the device number consisting of a low address (Address low) and a high address (Address high). This address is followed by 8 bits of the command, followed by 8 bits that invert this command. After this, a pulse train indicating the end is arranged at the end of the symbol train, and a blank section is provided as a trailer between the next symbol train.
図13は、この手法を用いて図11に示すリモコン信号からリーダを検出する処理を示す。リーダは図12(B)に示すように9ミリ秒のパルス列であるので、これを検出するため、タイミング制御器22は、リーダ期間の1/4の周期である2.25ミリ秒の周期で電荷蓄積を行うモードに入る。(101)。図8に示すように副搬送波の1周期は26.7マイクロ秒なので、2.25ミリ秒は、副搬送波の84.3周期に相当する。したがって、図8においてm=84として電荷蓄積領域27a、27b、27c、27dへの電荷蓄積が行われ、続いてサンプリング・コンデンサ14a、14b、14c、14dに読み出し、差分回路16の差分演算に基づいてパルス判別器18がサンプリング値を決める。この処理をリーダ期間の9ミリ秒の間に繰り返すことにより、パルス判別器18がリーダパルスを判別する。
FIG. 13 shows processing for detecting a reader from the remote control signal shown in FIG. 11 using this method. Since the reader is a 9-ms pulse train as shown in FIG. 12 (B), the
この処理を受光部12の全画面について実行する(103)。これにより、リモコン信号を発信している一つまたは複数の光源からのリーダの送信を検出することができる。リーダを検出すると(105)、タイミング制御器22は、リーダに続く4.5ミリ秒のスペースを検出するため、その1/4の1.1ミリ秒の周期で電荷蓄積を行うモードに入る。1.1ミリ秒は、副搬送波の41.2周期に相当する。したがって、このモードでは、図8における電荷蓄積の周期数mをm=41として、上記のようなパルス判別を行う。このモードでは全画面について処理を行う必要はなく、リーダを検出して画素およびその周辺の数個ないし数十個の画素についての部分的な読み出しを行うことができる(109)。
This process is executed for the entire screen of the light receiving unit 12 (103). Thereby, it is possible to detect transmission of the reader from one or a plurality of light sources that are transmitting remote control signals. When the reader is detected (105), the
この部分読み出し処理によって光パルスが検出されなければ、4.5ミリ秒のスペースを検出したことになる。したがって、プロセスは、560マイクロ秒のシンボルパルスを検出するため、その1/4の期間の140マイクロ秒の電荷蓄積モードに入る(113)。このモードにおいても、リーダを検出した画素およびその周辺の画素に限定した部分読み出しを行う(115)。 If no optical pulse is detected by this partial readout process, a 4.5 millisecond space is detected. Thus, the process enters a 140 microsecond charge accumulation mode for that quarter period to detect a 560 microsecond symbol pulse (113). Even in this mode, partial readout is limited to the pixel in which the reader is detected and the surrounding pixels (115).
このモードにおいて光パルスが検出されると(117)、リーダ検出のプロセスは終了して、引き続き図14のビット読み取り処理に入る。ビット読み取り処理では、図10を参照して説明したシンボルの取り決めにしたがって、シンボルの論理値を判定する。ブロック131および133は、図13のブロック113および115と同一である。140マイクロ秒の電荷蓄積モードにおいて光パルスが検出されず、画素が暗い状態であると(135)、560マイクロ秒のスペースが検出されたことを意味するので、スペースのカウントnを1とする(137)。続いて、ブロック139および141で140マイクロ秒の電荷蓄積を行い、スペースのカウントnを1だけインクリメントする。(143)。画素が明るくなるまで、ステップ139から143を繰り返す。
When an optical pulse is detected in this mode (117), the reader detection process is terminated, and the bit reading process of FIG. 14 is continued. In the bit reading process, the logical value of the symbol is determined according to the symbol arrangement described with reference to FIG.
画素が明るくなり、すなわち光パルスが検出されたとき(145)、カウントnが3を超えていれば、スペースの幅がパルス幅の3倍あることを意味するので、論理値を1と判定する(149)。nが3を超えていなければ、図12(A)の符号化規則にしたがって、シンボルの論理値を0と判定する(151)。こうして、リモコン信号の復号が行われる。 When the pixel becomes bright, that is, when a light pulse is detected (145), if the count n exceeds 3, it means that the width of the space is 3 times the pulse width, so the logical value is determined to be 1. (149). If n does not exceed 3, the logical value of the symbol is determined to be 0 according to the encoding rule of FIG. 12A (151). In this way, the remote control signal is decoded.
第1実施例
図15は、この発明の一実施例の光受信機の構成を示す。画素ユニット25-00、25-01、・・・・25-pkは、光電変換領域で生成された電荷を所定の時間間隔で振り分けて蓄積し、読み出し回路において差分を取り出すことができる構造のものである。具体的には、図3に示した一画素が一つの光電変換領域に対応する構造でもよく、図6に示した一画素が4つの微細な光電変換領域に対応する構造でもよい。
First Embodiment FIG. 15 shows a configuration of an optical receiver according to an embodiment of the present invention. The pixel units 25-00, 25-01, ... 25-pk have a structure in which the charge generated in the photoelectric conversion area is distributed and accumulated at a predetermined time interval, and the difference can be extracted in the readout circuit. It is. Specifically, one pixel shown in FIG. 3 may correspond to one photoelectric conversion region, or one pixel shown in FIG. 6 may have a structure corresponding to four fine photoelectric conversion regions.
この実施例では、画素ユニットは、図6に示した構造のものであり、装置の全体的な構成は図1に示したのと同様である。図15において画素ユニットから読み出し回路16a、16bに至る配線が1本の線で示されているが、図7に示した等価回路に見られるように、画素ユニットからの出力線は4本ある。図15では、この4本の出力線を束ねて1本の線として示している。
In this embodiment, the pixel unit has the structure shown in FIG. 6, and the overall configuration of the apparatus is the same as that shown in FIG. In FIG. 15, the wiring from the pixel unit to the
一実施例では、隣り合う2つの画素ユニットが一つの撮像ブロックを形成する。たとえば、画素ユニット25-00および25-10が一つの撮像ブロックを形成し、他のすべての画素ユニットが同様に1対となって撮像ブロックを形成する。 In one embodiment, two adjacent pixel units form one imaging block. For example, the pixel units 25-00 and 25-10 form one imaging block, and all the other pixel units similarly form a pair to form an imaging block.
一つの撮像ブロックに含まれる2つの画素ユニットの一方を長周期走査用とし、他方を短周期走査用とする。たとえば、画素ユニット25-00を長周期走査用とし、画素ユニット25-10を短周期走査用とする。すべての撮像ブロックについて同様の割り当てをするので、画素ユニット25-00、25-01、・・・・25-0kの行が長周期走査用の行となる。同様に、画素ユニット25-10、25-11、・・・・25-1kの行が短周期走査用の行となる。受光部の画素ユニット・アレイ50全体を同様に構成するので、長周期走査用の行と短周期走査用の行とが交互に配置される。
One of the two pixel units included in one imaging block is for long-period scanning, and the other is for short-period scanning. For example, the pixel unit 25-00 is for long cycle scanning, and the pixel unit 25-10 is for short cycle scanning. Since all the imaging blocks are assigned in the same manner, the rows of the pixel units 25-00, 25-01,... 25-0k are rows for long-period scanning. Similarly, the rows of the pixel units 25-10, 25-11,..., 25-1k are rows for short cycle scanning. Since the entire
長周期走査部51は、撮像ブロックの長周期用の画素ユニットを走査して順に読み出す。図16の高速読み出し設定開始201は、長周期走査の処理を示す。この走査は、発光する光源を検出するための処理であるから、比較的低速度で走査を行う。一実施例では、受光面の画素数は、横240、縦180である。長周期用の画素の数は、240 × 180/2 = 21,600 である。これをたとえば2.25ミリ秒の半分の時間で読み出し、半分の時間で判断する。この場合、読み出し周波数は、19MHzである。
The long
長周期走査により受光面全体を読み取り(203)、長周期用の画素ユニットの差分出力により光源を検出する(205)。光源検出部53は、受光面において検出された一つまたは複数の光源のそれぞれを、たとえば縦横10ピクセルの領域で表し、その開始点のxy座標を発光領域リストとして作成し(207)、これを短周期走査部55に送る。
The entire light-receiving surface is read by long-period scanning (203), and the light source is detected by the difference output of the long-cycle pixel unit (205). The light
短周期操作部55は、受け取った一つまたは複数の発光領域のxy座標をレジスタに保存し、この発光領域の短周期、すなわち高速の読み出しを実行する。図16の高速読み出し開始211は、このプロセスを示す。初期状態として、読み出し済みの発光領域の数mをゼロに設定する(213)。光源検出部53から送られてきた一つまたは複数の発光領域の開始点のxy座標をレジスタに設定する(215)。
The short
まず、一つの発光領域について高速サンプリングの部分読み取りを実行する(217)。その発光領域の発光を検出し読み取りを完了すると(219)、その発光領域は処理済みとして発光領域の設定を更新する(221)。更新は、処理済みの発光領域に処理済みのフラグを立てることにより行うことができる。処理済みの発光領域の数mをインクリメントし(223)、mが発光領域の総数より小さければ、ステップ215に戻り、次の発光領域の短周期走査を実行する。こうして、処理済みの発光領域の数mが発光領域の総数に達すると(225)、この処理を終了する。 First, high-speed sampling partial reading is executed for one light emitting region (217). When the light emission in the light emitting area is detected and reading is completed (219), the light emitting area is processed and the setting of the light emitting area is updated (221). The update can be performed by setting a processed flag in the processed light emitting area. The number m of processed light emitting areas is incremented (223), and if m is smaller than the total number of light emitting areas, the process returns to step 215 to execute a short period scanning of the next light emitting area. Thus, when the number m of processed light emitting areas reaches the total number of light emitting areas (225), this process is terminated.
短周期走査は、開始点をxy座標で規定された発光領域を走査して、図9から図14で説明した手法により信号を検出する。 In the short cycle scanning, a light emitting region whose start point is defined by xy coordinates is scanned, and a signal is detected by the method described with reference to FIGS.
第2実施例
次にこの発明のもう一つの形態を説明する。この形態では、撮像ブロックは、4つの画素ユニットで構成される。図15を参照すると、この実施形態では、第1の撮像ブロックは、4つの画素ユニット25-00、25-01、25-10、25-11で構成される。同様にすべての画素ユニットが撮像ブロックに組み入れられ受光面50全体が4画素構成の撮像ブロックのアレイとなる。
Second Embodiment Next, another embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the imaging block is composed of four pixel units. Referring to FIG. 15, in this embodiment, the first imaging block is composed of four pixel units 25-00, 25-01, 25-10, and 25-11. Similarly, all the pixel units are incorporated in the imaging block, and the entire
第1の撮像ブロックにおいて、画素ユニット25-00は、短周期走査用の偶画素であり、画素ユニット25-01が短周期走査用の奇画素である。また、画素ユニット25-10は、長周期走査用の偶画素であり、画素ユニット25-11が長周期走査用の奇画素である。すべての撮像ブロックの4つの画素がこれと同様に構成される。 In the first imaging block, the pixel unit 25-00 is an even pixel for short cycle scanning, and the pixel unit 25-01 is an odd pixel for short cycle scanning. The pixel unit 25-10 is an even pixel for long-period scanning, and the pixel unit 25-11 is an odd pixel for long-period scanning. Four pixels of all imaging blocks are configured in the same manner.
図17は、この実施例の撮像ブロックを使ったときの、図9に対応するタイミング図である。このタイミング図は、短周期走査時のものである。図9では、電荷の蓄積サイクルと読み出しサイクルが交互に生じている。図17では、偶画素ユニットが電荷蓄積サイクル(偶露光で示す)を終えて、読み出しサイクルに入ると、奇画素ユニットが電荷蓄積サイクルに入り、偶画素の読み出しサイクルと奇画素の電荷蓄積サイクル(奇露光で示す)とが同時に並行して進行する。 FIG. 17 is a timing diagram corresponding to FIG. 9 when the imaging block of this embodiment is used. This timing chart is for a short period scan. In FIG. 9, charge accumulation cycles and read cycles occur alternately. In FIG. 17, when the even pixel unit finishes the charge accumulation cycle (indicated by even exposure) and enters the readout cycle, the odd pixel unit enters the charge accumulation cycle, and the even pixel readout cycle and the odd pixel charge accumulation cycle ( (Shown by odd exposure) simultaneously proceed in parallel.
図9のタイミング図では、画素ユニットが読み出しサイクルにあるときは、光源からの情報を取り入れることができないが、この実施例によると、すべての時間において光源からの情報を取り込むことができ、信号処理の効率が向上する。 In the timing diagram of FIG. 9, when the pixel unit is in the readout cycle, information from the light source cannot be captured, but according to this embodiment, information from the light source can be captured at all times, and signal processing is performed. Increases efficiency.
図18は、この実施例の撮像ブロックを使ったときの、図10に対応するタイミング図である。偶画素が振り分けゲートを用いた電荷蓄積サイクルを終えて出力サイクルに入ったとき、奇画素が振り分けゲートを用いた電荷蓄積サイクルに入ることが示されている。同様に、奇画素が出力サイクルに入ったとき、偶画素は電荷蓄積サイクルに入る。 FIG. 18 is a timing chart corresponding to FIG. 10 when the imaging block of this embodiment is used. It is shown that when an even pixel finishes a charge accumulation cycle using a sorting gate and enters an output cycle, an odd pixel enters a charge accumulation cycle using a sorting gate. Similarly, when the odd pixel enters the output cycle, the even pixel enters the charge accumulation cycle.
参考例
図19から図21は、非特許文献2に示される可視光IDのパルス位置変調(Pulse Position Modulation、略称PPM)の一例を示す。シンボルの周期が4つのスロットに分けられ、4つのスロットのどこに変調光(点滅する光)があるかにより、コーディングを行う。このように4つのスロットを用いたコーディングを4PPMと呼ぶ。最初のスロットに変調光があれば00、2番目のスロットに変調光があれば01、3番目のスロットに変調光があれば10、4番目のスロットに変調光があれば11を表す。
Reference Example FIGS. 19 to 21 show an example of pulse position modulation (abbreviated as PPM) of visible light ID shown in
図19に示すように、1シンボル、4スロットの時間は、416マイクロ秒であり、1スロットの時間は、その4分の一の104マイクロ秒である。副搬送波の周波数は、28.8kHzであるから、1スロットに副搬送波が3周期(28.8 * 0.104 = 3)現れる。副搬送波の1周期は、34.7マイクロ秒(104 / 3 = 34.7)である。 As shown in FIG. 19, the time for one symbol and four slots is 416 microseconds, and the time for one slot is 104 microseconds, which is one fourth of the time. Since the frequency of the subcarrier is 28.8 kHz, three periods (28.8 * 0.104 = 3) of the subcarrier appear in one slot. One period of the subcarrier is 34.7 microseconds (104/3 = 34.7).
図19に見られるように、可視光IDの4PPM信号のスタートは、第1、第2、第3の3つのスロットに副搬送波を連続して配置し、これに9スロットの0が続く12スロット(3シンボル期間)1248マイクロ秒のプリアンブルで示される。 As shown in FIG. 19, the start of the visible light ID 4PPM signal is the 12 slots in which the subcarriers are sequentially arranged in the first, second and third slots, followed by 9 slots of 0. (3 symbol periods) This is indicated by a 1248 microsecond preamble.
図20は、副搬送波パルスをサンプリングするタイミングを示す。34.7マイクロ秒の露光期間に1画素の4つの微小光電変換領域に電荷が振り分けられ、次の34.7マイクロ秒の読み出し期間に各微小光電変換領域の電荷が読み出されて数1にしたがってサンプル値Rが求められる。このように、1回のサンプリングには、露光期間34.7マイクロ秒と読み出し期間34.7マイクロ秒、計69.4マイクロ秒を要するので、一つのシンボルの416マイクロ秒の間に、416/69.4 = 6 回のサンプリングが実行される。
FIG. 20 shows the timing for sampling the subcarrier pulses. During the 34.7 microsecond exposure period, the charge is distributed to the four micro photoelectric conversion areas of one pixel, and during the next 34.7 microsecond readout period, the charge in each micro photoelectric conversion area is read out, and the sample value R according to
図21は、4PPMによるコーディングのフレーム構造を示す。フレームは、プリアンブルのフィールドに続いてフレームタイプのフィールドが配置されている。その後にペイロード(データ)のフィールドが続き、最後にCRCのフィールドが配置されている。 FIG. 21 shows a frame structure of coding by 4PPM. In the frame, a frame type field is arranged after the preamble field. A payload (data) field follows, followed by a CRC field.
4PPMでは、第4スロットに副搬送波のあるシンボル”11”に続いて第1スロットに副搬送波のあるシンボル”00”が来ると副搬送波のあるスロットが2つ連続する。しかし、データのコーディングにおいて副搬送波のあるスロットが3つ連続することはない。したがって、3つスロットに副搬送波が連続して存在し、その後に副搬送波のないスロットが連続することを検出することにより、プリアンブルを検出することができる。 In 4PPM, when a symbol “00” with a subcarrier comes in a first slot following a symbol “11” with a subcarrier in a fourth slot, two slots with a subcarrier continue. However, there are no three consecutive subcarrier slots in data coding. Therefore, the preamble can be detected by detecting that the subcarriers are continuously present in the three slots and the subsequent slots without the subcarrier are consecutive.
図22は、上述の事項に基づいてプリアンブルを検出するプロセスを示す。副搬送波の1周期である34.7マイクロ秒の露光(241)を行い、光源画検出された領域部分の画素を読み出す(243)。上述のようにして算出されるサンプル値が1のとき、明るい画素があると判定する(245)。明るい画素が検出されると露光読み出しサイクルのカウント数iを0にセットする(247)。ステップ249、251により次の露光および読み出しサイクルを実行し、カウント数iをインクリメントする(253)。明るい画素が検出されれば(255)、ステップ249にもどり、さらに次の画素の露光および読み出しサイクルを実行する。
FIG. 22 shows a process for detecting a preamble based on the above items. Exposure (241) of 34.7 microseconds, which is one cycle of the subcarrier, is performed, and pixels in the area portion where the light source image is detected are read (243). When the sample value calculated as described above is 1, it is determined that there is a bright pixel (245). When a bright pixel is detected, the exposure reading cycle count number i is set to 0 (247). In
カウントiは0からスタートしている。ステップ255で明るい画素が検出されなくなると、カウント数iが3を超えたかどうかを判定する(257)。カウント数iが3以下のときは、プリアンブルは検出されていないので、ステップ241にもどる。図19を参照して説明したように、一つのシンボルについて6回の露光および読み出しサイクルが実行され、プリアンブルは、3つの連続スロットに副搬送波パルスがあるから、6回のサンプリングにおいて4.5回(6*3/4 = 4.5)明るい画素として検出される。すなわち、4回以上連続して明るい画素を検出することによりプリアンブルを検出する。
The count i starts from 0. When no bright pixel is detected in
カウント数iが4以上であると、ブランクの画素の露光および読み出しサイクルの数をカウントするカウンタのカウント数jを0にセットして(259)、ブランクの画素の露光読み出しサイクル数をカウントする(261、263、265)。i+jが3シンボルに対応する18に達するまでブランク画素の露光および読み出しサイクルのカウントを行い(267)、18に達すると、すなわちプリアンブルを構成する3シンボルにわたる処理が完了すると(269)、プリアンブルの検出を終了する。 If the count number i is 4 or more, the count number j of the counter that counts the number of exposure and readout cycles for blank pixels is set to 0 (259), and the number of exposure readout cycles for blank pixels is counted ( 261, 263, 265). Blank pixel exposure and readout cycles are counted until i + j reaches 18 corresponding to 3 symbols (267). When 18 is reached, that is, when processing for 3 symbols constituting the preamble is completed (269), the preamble is counted. The detection of is terminated.
図21に示すように、4PPM信号のフレームには、プリアンブルに続く4スロット(8ビット)がフレームタイプを表す。図23は、フレームタイプを表す4スロットを読みとる処理のフローを示す。 As shown in FIG. 21, in the frame of the 4PPM signal, 4 slots (8 bits) following the preamble represent the frame type. FIG. 23 shows a process flow for reading four slots representing the frame type.
図21に示すように、フレームタイプを表す4スロットの次に256スロット(512ビット)のペイロード(データ)のフィールドが配置されている。図24は、このペイロードの256スロットを読みとる処理のフローを示す。 As shown in FIG. 21, a field of payload (data) of 256 slots (512 bits) is arranged next to 4 slots representing the frame type. FIG. 24 shows a flow of processing for reading 256 slots of this payload.
図21に見られるように、4PPMのフレームには、8スロット(16ビット)のCRC(Cyclic Redundancy Check)コードが配置されている。CRCは、伝送エラーを検出するための巡回符号(Cyclic Code)である。図25は、この8スロットを読みとるための処理のフローを示す。 As seen in FIG. 21, an 8-slot (16 bits) CRC (Cyclic Redundancy Check) code is arranged in a 4PPM frame. CRC is a cyclic code for detecting a transmission error. FIG. 25 shows a flow of processing for reading these 8 slots.
次に図26から図28を参照してフレームタイプ・フィールド、ペイロード・フィールドおよびCRCフィールドのデコーディングを説明する。プリアンブルの3シンボルを前述のようにして検出することにより、シンボルの区分が明らかになる。図26は、復号表であり、最右列が4PPMの一つのシンボルが表す2ビットを示す。t0は、シンボルのはじまりから副搬送波のパルスが検出されるまでの露光および読み出しサイクルのカウント数である。t1は、副搬送波パルスが検出された露光および読み出しサイクルのカウント数である。t2は、そのシンボルにおいて副搬送波パルスを検出した後、パルスが検出されなくなったスロットにおける露光および読み出しサイクルのカウント数である。 Next, the decoding of the frame type field, the payload field, and the CRC field will be described with reference to FIGS. By detecting the three symbols of the preamble as described above, the division of the symbols becomes clear. FIG. 26 is a decoding table, and the rightmost column shows 2 bits represented by one symbol of 4PPM. t0 is the number of exposure and readout cycles counted from the beginning of the symbol until the subcarrier pulse is detected. t1 is the count number of exposure and readout cycles in which the subcarrier pulse is detected. t2 is the count of exposure and readout cycles in the slot where no pulse is detected after detecting a subcarrier pulse in that symbol.
前述のように、一つのシンボルについて6回の露光および読み出しサイクルがあるから、t0+t1+t02=6 である。図19と図26を見ると、図26の1行目および2行目は、t0のカウントが0で、t1のカウントが1または2で残りがt2のカウントであるとき、第1スロットに副搬送波があると判定され、シンボルが00の2ビットにデコードされることを示している。 As described above, since there are six exposure and readout cycles for one symbol, t0 + t1 + t02 = 6. Referring to FIGS. 19 and 26, in the first and second lines of FIG. 26, when the count of t0 is 0, the count of t1 is 1 or 2, and the rest is the count of t2, It is determined that there is a carrier wave, indicating that the symbol is decoded into 2 bits of 00.
同様に3行目および4行目は、t0が1または2で、t1が2または1で残りがt2のカウントであるとき、第2スロットに副搬送波があると判定され、シンボルが01の2ビットにデコードされることを示している。 Similarly, in the third and fourth lines, when t0 is 1 or 2, t1 is 2 or 1, and the remaining is t2, the second slot is determined to have a subcarrier, and the symbol is 2 of 01. Indicates that it is decoded into bits.
また、5行目および6行目は、t0が3で、t1が1または2でt2が2または1のとき、第3スロットに副搬送波があると判定され、シンボルが10の2ビットにデコードされることを示している。さらに、7行目および8行目は、t0が4または5で、t1が2または1であるとき、第4スロットに副搬送波があると判定され、シンボルが11の2ビットにデコードされることを示している。 In the fifth and sixth lines, when t0 is 3, t1 is 1 or 2, and t2 is 2 or 1, it is determined that there is a subcarrier in the third slot, and the symbol is decoded into 2 bits of 10. It is shown that. Further, in the seventh and eighth lines, when t0 is 4 or 5, and t1 is 2 or 1, it is determined that there is a subcarrier in the fourth slot, and the symbol is decoded into 11 2 bits. Is shown.
図27および図28は、もう一つのデコーディング方法を実行する処理の流れ図である。34.7マイクロ秒露光303および部分読み出し305は、図20に関連して説明した露光および読み出しのサイクルである。tの初期値はステップ301で-1にセットされており、最初のステップ307で0にセットされる。ステップ303および305の露光および読み出しサイクルによるサンプリングの結果、明るい(すなわち、副搬送波パルスあり)と判定されると、V[0]に1がセットされ(311)、副搬送波パルスが検出されなければ、V[0]に0がセットされる(313)。V[0]は、1回目のサンプリングの結果の数値1または0を保存する。
27 and 28 are flowcharts of processes for executing another decoding method. The 34.7
tが1シンボルのサンプリング回数6より小さければ(315)、ステップ303にもどり、露光および読み出しサイクルを繰り返す。その結果に応じて2回目のサンプリングの値を保存するV[1]に1または0が入れられる(311、313)。このプロセスが6回のサンプリングが終了するまで繰り返され、V[2]、V[3]、V[4]、V[5]に結果の値が保存される。
If t is smaller than the
図28は、こうして得られたV[t]の配列の値に基づいてシンボルをデコードするアルゴリズムを示す。1回目のサンプリングの結果V[0]が1であれば(321)、第1スロットに副搬送波があるので、シンボルを00にデコードする(329)。3回目のサンプリングの結果V[2]が1であれば(323)、第2スロットに副搬送波があるので、シンボルを01にデコードする(331)。4回目のサンプリングの結果V[3]が1であれば(325)、第3スロットに副搬送波があるので、シンボルを10にデコードする(333)。また、6回目のサンプリングの結果V[5]が1であれば(327)、第4スロットに副搬送波があるので、シンボルを11にデコードする(335)。 FIG. 28 shows an algorithm for decoding a symbol based on the value of the V [t] array thus obtained. If the result of the first sampling V [0] is 1 (321), since there is a subcarrier in the first slot, the symbol is decoded to 00 (329). If the result of the third sampling V [2] is 1 (323), since there is a subcarrier in the second slot, the symbol is decoded to 01 (331). If the result of the fourth sampling V [3] is 1 (325), since there is a subcarrier in the third slot, the symbol is decoded to 10 (333). If the result V [5] of the sixth sampling is 1 (327), since there is a subcarrier in the fourth slot, the symbol is decoded to 11 (335).
以上にこの発明を具体的な実施例について説明したが、この発明は、このような実施例に限定されるものではない。 Although the present invention has been described with respect to specific embodiments, the present invention is not limited to such embodiments.
50 画素ユニット・アレイ
51 長周期走査部
53 光源検出部
55 短周期走査部
50
Claims (6)
それぞれが短周期用の画素ユニットおよび長周期用の画素ユニットからなる複数の撮像ブロックを行列状に配列した受光部と、
外界からの光を受け、前記受光部に結像させるレンズと、
前記受光部の全撮像ブロックの長周期用の画素ユニットを走査する長周期走査手段と、
前記長周期用の画素ユニットから読み出される出力から光源を検出する光源検出手段と、
前記検出された光源に対応する画素ユニット近辺の複数の撮像ブロックを含む光源検出領域において前記短周期用の画素ユニットを走査する短周期走査手段と、
前記短周期用の画素ユニットから読み出される出力から信号を検出する信号検出手段と、
を備える、前記光受信機。 An optical receiver for receiving light from a light source that emits modulated light,
A light receiving section in which a plurality of imaging blocks each consisting of a pixel unit for a short period and a pixel unit for a long period are arranged in a matrix;
A lens that receives light from the outside world and forms an image on the light receiving unit;
Long-period scanning means for scanning pixel units for long periods of all imaging blocks of the light receiving unit;
Light source detection means for detecting a light source from an output read from the long-cycle pixel unit;
Short cycle scanning means for scanning the short cycle pixel unit in a light source detection region including a plurality of imaging blocks in the vicinity of the pixel unit corresponding to the detected light source;
Signal detection means for detecting a signal from an output read from the short cycle pixel unit;
The optical receiver.
前記撮像ブロックの前記短周期用の画素の行に接続された第2の垂直走査回路と、
前記撮像ブロックの前記長周期用の画素の列に接続された第1の水平走査回路と、
前記撮像ブロックの前記短周期用の画素の列に接続された第2の水平走査回路と、
を備える、請求項1に記載の光受信機。 A first vertical scanning circuit connected to a row of pixels for the long period of the imaging block;
A second vertical scanning circuit connected to a row of pixels for the short period of the imaging block;
A first horizontal scanning circuit connected to the long-cycle pixel row of the imaging block;
A second horizontal scanning circuit connected to the column of pixels for the short period of the imaging block;
The optical receiver according to claim 1, comprising:
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