JP2010103851A - Visible light communication system and transmission-side apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、送信側装置及び受信側装置間で可視光を用いて通信データの送受信を行なう可視光通信システム及びこの可視光通信システムを構成する送信側装置に関する。 The present invention relates to a visible light communication system that transmits and receives communication data using visible light between a transmission side device and a reception side device, and a transmission side device that constitutes the visible light communication system.
従来、この種の可視光通信システム及び送信側装置として、特許文献1に記載の技術が知られている。この文献に記載の技術では、送信側装置は、通信データをPPM信号に変換するとともにこのPPM信号を用いて副搬送波(キャリア信号)を変調することで変調信号を生成する変調信号生成部と、発光素子から発せられる可視光の輝度を変化させる調光信号(PWM信号)にこの変調信号を埋め込むことで駆動信号を生成する駆動信号生成部と、この駆動信号を用いて発光素子の発光を制御する駆動部とを備える。これにより、送信側装置は、可視光の輝度を調整しつつ、可視光を用いて上記通信データを送信することができるようになる。
しかしながら、上記可視光を用いた無線通信システム(送信側装置)を車両に搭載すると、次のような課題が生じることが懸念される。 However, when the wireless communication system (transmission side device) using the visible light is mounted on a vehicle, there is a concern that the following problems may occur.
詳しくは、可視光の輝度に影響が及ばないようにするには、変調信号の周波数を調光信号の周波数よりも十分に高くする必要がある。そのため、変調信号が調光信号に埋め込まれて生成された駆動信号は高周波信号とされている。通常、この高周波信号である駆動信号は、ワイヤハーネスを介して車載ライトに伝達されるため、ワイヤハーネスがアンテナとして動作することで電波が発せられてしまう。このように発せられた電波は他の車載機器に対しノイズとして作用し、車載ラジオに雑音が入ってしまったり、他の車載機器の誤動作を引き起こしてしまったりすることが懸念される。 Specifically, in order not to affect the luminance of visible light, the frequency of the modulation signal needs to be sufficiently higher than the frequency of the dimming signal. Therefore, the drive signal generated by embedding the modulation signal in the dimming signal is a high-frequency signal. Normally, the drive signal, which is a high-frequency signal, is transmitted to the in-vehicle light via the wire harness, so that the radio wave is emitted when the wire harness operates as an antenna. The radio wave thus generated acts as noise on other in-vehicle devices, and there is a concern that noise may enter the in-vehicle radio or cause malfunction of other in-vehicle devices.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両に搭載された場合であっても、ノイズの発生を低減することのできる可視光通信システム及び送信側装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a visible light communication system and a transmission-side device capable of reducing noise generation even when mounted on a vehicle. There is to do.
こうした目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、ユーザの手動操作に基づいて設定された輝度の可視光を用いて送信側装置及び受信側装置間で通信データの送受信を行なう可視光通信システムであって、前記送信側装置は、前記可視光を発光する第1発光部及び第2発光部と、前記設定された輝度となるように前記第1発光部を駆動するための第1駆動信号を生成する第1駆動信号生成部と、前記設定された輝度となるように前記第2発光部を駆動するための第2駆動信号として、前記第1駆動信号と同一の信号及び前記第1駆動信号を所定時間遅延させた信号のいずれか一方を、前記通信データの論理レベルに応じて生成する第2駆動信号生成部とを備え、前記受信側装置は、前記第1発光部にて発光される可視光を第1受光信号として受光する第1受光部と、前記第2発光部にて発光される可視光を第2受光信号として受光する第2受光部と、これら第1受光信号と第2受光信号との間の遅延の有無に基づいて前記通信データの論理レベルを抽出するデータ抽出部とを備えることを特徴とする。 In order to achieve such an object, according to the first aspect of the present invention, the visible light that transmits and receives communication data between the transmission side device and the reception side device using the visible light having the luminance set based on the manual operation of the user. In the communication system, the transmission-side device includes a first light-emitting unit and a second light-emitting unit that emit the visible light, and a first for driving the first light-emitting unit to have the set luminance. A first drive signal generation unit that generates a drive signal, and a second drive signal for driving the second light emitting unit to have the set luminance, the same signal as the first drive signal and the first drive signal A second drive signal generation unit configured to generate one of the signals obtained by delaying one drive signal for a predetermined time according to the logic level of the communication data, and the reception-side device includes: The visible light emitted is the first light reception signal A first light-receiving unit that receives light as a second light-receiving signal, and a delay between the first light-receiving signal and the second light-receiving signal. And a data extraction unit that extracts a logical level of the communication data based on the presence or absence of the communication data.
可視光通信システムとしての上記構成では、所定時間として、データ抽出部によって遅延の検出が可能な下限値よりも長く、且つ、可視光の輝度に影響があらわれない上限値よりも短い時間を採用することが可能である。こうした所定時間を採用した場合、第2駆動信号生成部によって、第1駆動信号と同一の信号及び第1駆動信号を所定時間遅延させた信号が、第2駆動信号として、通信データの論理レベルに応じて生成され、データ抽出部によって、第1受光信号と第2受光信号との間の遅延の有無に基づいて通信データの論理レベルが抽出される。これにより、駆動信号が高周波信号とならざるを得ない上記従来技術とは異なり、上記第1駆動信号及び第2駆動信号を高周波信号としなくても、通信データを伝送することができるようになる。そのため、当該可視光通信システムの送信側装置が車両に搭載された場合でも、ワイヤハーネスから電波が発せられることは少なくなり、その結果、ノイズの発生を低減することができるようになる。 In the above-described configuration as the visible light communication system, the predetermined time is longer than the lower limit value at which the delay can be detected by the data extraction unit and shorter than the upper limit value that does not affect the luminance of visible light. It is possible. When such a predetermined time is employed, the second drive signal generation unit generates a signal that is the same as the first drive signal and a signal obtained by delaying the first drive signal for a predetermined time as the second drive signal, at the logic level of the communication data. Accordingly, the data extraction unit extracts the logic level of the communication data based on the presence or absence of a delay between the first light receiving signal and the second light receiving signal. This makes it possible to transmit communication data without using the first drive signal and the second drive signal as high-frequency signals, unlike the above-described prior art in which the drive signal must be a high-frequency signal. . Therefore, even when the transmission-side device of the visible light communication system is mounted on a vehicle, radio waves are less likely to be emitted from the wire harness, and as a result, generation of noise can be reduced.
無線通信システムとしては、携帯電話等の電波を用いた無線通信システムや、赤外光(IrDA(Infrared Data Association))を用いた無線通信システムが知られている。可視光通信システムとしての上記構成によれば、電波を用いた無線通信システムとは異なり、公的機関による認証が不要であるため、世界中で使用することができるようになる。また、可視光通信システムとしての上記構成によれば、赤外光を用いた無線通信システムとは異なり、短距離(IrDAでは例えば「1m」)での無線通信でだけでなく、長距離(例えば「数十m」)での無線通信もできるようになる。 As a wireless communication system, a wireless communication system using radio waves such as a mobile phone and a wireless communication system using infrared light (IrDA (Infrared Data Association)) are known. According to the above-described configuration as a visible light communication system, unlike a wireless communication system using radio waves, authentication by a public institution is not required, so that it can be used all over the world. Further, according to the above configuration as a visible light communication system, unlike a wireless communication system using infrared light, not only wireless communication at a short distance (for example, “1 m” in IrDA) but also a long distance (for example, Wireless communication with “several tens of meters”) is also possible.
ところで、第2駆動信号は通信データの論理レベルに応じて生成されていればよい。そのため、例えば、「第2駆動信号生成部は、通信データが論理Hレベルである場合、第1駆動信号と同一の信号を第2駆動信号として生成する一方、通信データが論理Lレベルである場合、第1駆動信号を所定時間遅延させた信号を第2駆動信号として生成する」こととしてもよく、あるいは、「第2駆動信号生成部は、通信データが論理Lレベルである場合、第1駆動信号と同一の信号を第2駆動信号として生成する一方、通信データが論理Hレベルである場合、第1駆動信号を所定時間遅延させた信号を第2駆動信号として生成する」こととしてもよい。 By the way, the 2nd drive signal should just be produced | generated according to the logic level of communication data. Therefore, for example, “when the communication data is at the logic H level, the second drive signal generation unit generates the same signal as the first drive signal as the second drive signal, while the communication data is at the logic L level. , A signal obtained by delaying the first drive signal for a predetermined time may be generated as the second drive signal, or “the second drive signal generation unit is configured to perform the first drive when the communication data is at the logic L level. While the same signal as the signal is generated as the second drive signal, when the communication data is at the logic H level, a signal obtained by delaying the first drive signal for a predetermined time may be generated as the second drive signal.
上記請求項1に記載の構成では、第1受光部及び第2受光部を互いに隣接して設けることも可能である。ただし、この場合においては、第1発光部によって発光された可視光が、第1受光部のみならず、第2受光部によっても受光されてしまったり、第2発光部によって発光された可視光が、第2受光部のみならず、第1受光部によっても受光されてしまい、その結果、データ抽出部によって通信データの論理レベルを抽出できなくなることも考えられる。 In the configuration according to the first aspect, the first light receiving unit and the second light receiving unit may be provided adjacent to each other. However, in this case, visible light emitted by the first light emitting unit is received not only by the first light receiving unit but also by the second light receiving unit, or visible light emitted by the second light emitting unit is not received. It is conceivable that not only the second light receiving unit but also the first light receiving unit receives light, and as a result, the data extraction unit cannot extract the logical level of the communication data.
そこで、請求項2に記載の発明のように、前記第1発光部と前記第2受光部との間には、前記第1発光部から発光された可視光が前記第2受光部にて受光されることを抑制する第2光学フィルタが備えられているとともに、前記第2発光部と前記第1受光部との間には、前記第2発光部から発光された可視光が前記第1受光部にて受光されることを抑制する第1光学フィルタが備えられていることが望ましい。これにより、通信データの論理レベルを抽出する精度を向上することができるようになる。 Therefore, as in the second aspect of the present invention, visible light emitted from the first light emitting unit is received by the second light receiving unit between the first light emitting unit and the second light receiving unit. And a second optical filter that suppresses the visible light, and visible light emitted from the second light emitting unit is interposed between the second light emitting unit and the first light receiving unit. It is desirable that a first optical filter that suppresses light received by the unit is provided. Thereby, the accuracy of extracting the logical level of the communication data can be improved.
また、車両には、例えばテールランプやDRL(Daytime Running Light)等の各種ライトが搭載されていることが多い。また、第1発光部及び第2発光部としては、設定された輝度の可視光を発光することができれば、その発光原理や構成は任意である。 In many cases, various lights such as a tail lamp and DRL (Daytime Running Light) are mounted on the vehicle. Moreover, as long as the 1st light emission part and the 2nd light emission part can light-emit visible light of the set brightness | luminance, the light emission principle and structure are arbitrary.
そこで、上記請求項1または2に記載の構成において、請求項3に記載の発明のように、前記送信側装置は車両に搭載されているとともに、前記第1発光部及び第2発光部は車載ライトであることが望ましい。これにより、車両に既に装備されている車載ライトを用いるため、僅かに構成を変更するだけで、可視光を用いた外部との無線通信を行なうことができるようになる。また、構成の変更が僅かであるため、コスト面で有利となる。
Therefore, in the configuration according to
また、上記目的を達成するため、上記請求項4に記載の発明では、ユーザの手動操作に基づいて設定された輝度の可視光を用いて受信側装置に通信データを送信する送信側装置であって、前記可視光を発光する第1発光部及び第2発光部と、前記設定された輝度となるように前記第1発光部を駆動するための第1駆動信号を生成する第1駆動信号生成部と、前記設定された輝度となるように前記第2発光部を駆動するための第2駆動信号として、前記第1駆動信号と同一の信号及び前記第1駆動信号を所定時間遅延させた信号のいずれか一方を、前記通信データの論理レベルに応じて生成する第2駆動信号生成部とを備えることとした。これにより、上記請求項1に記載の発明と同様に、上記第1駆動信号及び第2駆動信号を高周波信号としなくても、通信データを伝送することができるようになるため、当該送信側装置が車両に搭載された場合でも、ワイヤハーネスから電波が発せられることは少なくなり、その結果、ノイズの発生を低減することができるようになる。
In order to achieve the above object, the invention according to
以下、本発明に係る可視光通信システムの一実施の形態について、図1〜図6を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment of a visible light communication system according to the present invention will be described with reference to FIGS.
まず、図1及び図2を参照して、本発明にかかる可視光通信システムを構成する送信側装置100について説明する。なお、図1は、送信側装置100の概略構成の一例を示す模式図であり、図2は、送信側装置100の詳細構成の一例を示すブロック図である。
First, with reference to FIG.1 and FIG.2, the
図1に示されるように、送信側装置100は、車両Cに搭載されており、図2に示されるように、制御装置110、左ヘッドライト120、右ヘッドライト130、及び操作部140等々を備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the
このうち、左ヘッドライト120及び右ヘッドライト130は、車両Cの進行方向側にそれぞれ設けられた公知の車載ライトであり、可視光B1及びB2をそれぞれ車両Cの進行方向に向けて照射(発光)する。これら左ヘッドライト120及び右ヘッドライト130には制御装置110(後述の第1出力ドライバ114及び第2出力ドライバ115)が接続されており、これら左ヘッドライト120及び右ヘッドライト130から発光される可視光の輝度は、制御装置110によってPWM(Pulse Width Modulation)制御される。なお、左ヘッドライト120は特許請求の範囲に記載の第1発光部に相当し、右ヘッドライト130は特許請求の範囲に記載の第2発光部に相当する。また、PWM制御可能なヘッドライトについては公知であるため、ここでの詳しい説明を割愛する。
Among these, the
操作部140は、ユーザの手動操作に基づいて、左ヘッドライト120及び右ヘッドライト130にて発光される可視光の輝度を設定するためのものである。
The
詳しくは、操作部140は、図示しない回転軸を中心として所定回転角度範囲内で回転可能な回転式のポテンションメータであり、車室内に設けられているとともに制御装置110に接続されている。ここで、左ヘッドライト120及び右ヘッドライト130にて発光される可視光の輝度を大きく(明るく)する場合、ユーザは初期角度位置からの回転角度が大きくなるように回転軸を回転するものとし、この回転角度が大きいほど、操作部140内部の抵抗値は大きくなるものとする。なお、本実施の形態では、操作部140として回転式のポテンションメータを採用したが、回転式のポテンションメータに限らず、他に例えば公知のスライダ式のポテンションメータ等を採用してもよい。さらに、ポテンションメータにも限らず、例えば公知のモーメンタリスイッチ等を採用してもよい。
Specifically, the
制御装置110は、実際には、周知のCPU、例えばROMやRAM等のメモリ、I/O、及びこれらを接続するバスラインを有する通常のコンピュータとして構成されている(このうちI/Oのみを図示)。以下の説明では、制御装置110は、メモリに記憶保持されたプログラムがCPUによって実行されることで実現される機能として、デューティ比算出部111、制御波形生成部112及び立ち上がり遅延部113を有するものとし、また、制御装置110は、実際のI/Oである第1出力ドライバ114及び第2出力ドライバ115を有するものとして説明する。
The
デューティ比算出部111は、上記操作部140に接続されており、操作部140内部の抵抗値を検出する。そして、デューティ比算出部111は、上記操作部140内部の抵抗値が大きいほどデューティ比を大きな値として算出し、上記操作部140内部の抵抗値が小さいほどデューティ比を小さな値として算出する。
The duty
制御波形生成部112は、上記デューティ比算出部111によって算出されたデューティ比が得られるパルス信号を生成する。詳しくは、制御波形生成部112は、デューティ比が「100%」である場合、所定周期中、連続して論理Hレベル(例えば「5V」)となる矩形状のパルス信号を生成する。また、制御波形生成部112は、デューティ比が「0%」である場合、所定周期中、連続して論理Lレベル(例えば「0V」)となる矩形状のパルス信号を生成する。また、制御波形生成部112は、デューティ比が「50%」である場合、所定周期の前半「50%」が連続して論理Hレベルとなり、且つ、所定周期の後半「50%」が連続して論理Lレベルとなる矩形状のパルス信号を生成する。このように、制御波形生成部112は、デューティ比が大きいほど連続して論理Hレベルとなる割合が高くなる矩形状のパルス信号を生成する。
The control
ただし、パルス信号に含まれる論理Lレベルから論理Hレベルへの立ち上がり部分や論理Hレベルから論理Lレベルへの立ち下がり部分においては、左ヘッドライト120及び右ヘッドライト130をこのパルス信号通りにオンオフ制御することは難しい。そのため、制御波形生成部112は、上記矩形状のパルス信号の立ち上がり部分及び立ち下がり部分を緩やかに整形した第1PWM信号を生成・出力する。なお、この制御波形生成部112が特許請求の範囲に記載した第1駆動信号生成部に相当し、第1PWM信号が特許請求の範囲に記載した第1駆動信号に相当する。
However, the
立ち上がり遅延部113は、送信側装置100から送信するべきデータである通信データ及び上記第1PWM信号に基づいて第2PWM信号を生成する。詳しくは、立ち上がり遅延部113は、通信データが論理Lレベルである場合には、第1PWM信号を所定の遅延時間だけ遅延させた信号を第2PWM信号として生成する一方、通信データが論理Hレベルである場合には、第1PWM信号と同一の信号を第2PWM信号として生成する。このように、立ち上がり遅延部113は、通信データの論理レベルに応じて第2PWM信号を生成する。なお、立ち上がり遅延部113が特許請求の範囲に記載した第2駆動信号生成部に相当し、第2PWM信号が特許請求の範囲に記載した第2駆動信号に相当する。
The rising
第1出力ドライバ114は、例えばトランジスタによって構成され、上記制御波形生成部112から第1PWM信号が入力されるとともに、上記左ヘッドライト120に接続されている。ここで、第1PWM信号の電圧レベルが論理Hレベルであると、第1出力ドライバ114はオンとされ、左ヘッドライト120を駆動して可視光を発光させる。一方、第1PWM信号の電圧レベルが論理Lレベルであると、第1出力ドライバ114はオフとされ、左ヘッドライト120を駆動せず可視光は発光されない。
The
同様に、第2出力ドライバ115は、例えばトランジスタによって構成され、上記立ち上がり遅延部113から第2PWM信号が入力されるとともに、上記右ヘッドライト130に接続されている。ここで、第2PWM信号の電圧レベルが論理Hレベルであると、第2出力ドライバ115はオンとされ、右ヘッドライト130を駆動して可視光を発光させる。一方、第2PWM信号の電圧レベルが論理Lレベルであると、第2出力ドライバ115はオフとされ、右ヘッドライト130を駆動せず可視光は発光されない。
Similarly, the
以上のように構成された送信側装置100の動作のうち、輝度調整に係る動作について説明する。なお、この輝度調整に係る動作の説明においては、便宜上、通信データが論理Lレベルであるものとする。
Of the operations of the transmission-
左ヘッドライト120及び右ヘッドライト130にて発光される可視光の輝度を最大にしようとする場合、ユーザは、操作部140の回転軸を所定回転角度範囲限度まで手動にて回転する。操作部140の回転軸が所定回転角度範囲限度まで回転されると、操作部140内部の抵抗値は最大となるため、デューティ比算出部111はデューティ比を「100%」と算出する。デューティ比が「100%」と算出されると、制御波形生成部112は、所定周期中連続して論理Hレベルとなる矩形状のパルス信号、さらには第1PWM信号を生成し、第1出力ドライバ114に出力する。また、立ち上がり遅延部113は、この第1PWM信号と同一の信号を第2PWM信号として生成し、第2出力ドライバ115に出力する。すると、左ヘッドライト120及び右ヘッドライト130は、第1PWM信号及び第2PWM信号が第1出力ドライバ114及び第2出力ドライバ115にそれぞれ入力される期間中オンとされるため、発光可能な最大の輝度にて可視光を発光するようになる。
In order to maximize the luminance of the visible light emitted from the
また、左ヘッドライト120及び右ヘッドライト130にて発光される可視光の輝度を最小にしようとする場合、ユーザは、操作部140の回転軸を初期角度位置に手動にて設定する。操作部140の回転軸が初期角度位置に設定されると、操作部140内部の抵抗値は最小となるため、デューティ比算出部111はデューティ比を「0%」と算出する。デューティ比が「0%」と算出されると、制御波形生成部112は、所定周期中連続して論理Lレベルとなる矩形状のパルス信号、さらには第1PWM信号を生成し、第1出力ドライバ114に出力する。また、立ち上がり遅延部113は、この第1PWM信号と同一の信号を第2PWM信号として生成し、第2出力ドライバ115に出力する。すると、左ヘッドライト120及び右ヘッドライト130は、第1PWM信号及び第2PWM信号が第1出力ドライバ114及び第2出力ドライバ115にそれぞれ入力される期間中オフとされるため、最小の輝度にて可視光を発光するようになる。
When trying to minimize the luminance of the visible light emitted from the
また、左ヘッドライト120及び右ヘッドライト130にて発光される可視光の輝度を中程度にしようとする場合、ユーザは、操作部140の回転軸を所定回転角度範囲の略中央に手動にて設定する。操作部140の回転軸が所定回転角度範囲の略中央に設定されると、操作部140内部の抵抗値は中程度となるため、デューティ比算出部111はデューティ比を「50%」と算出する。デューティ比が「50%」と算出されると、制御波形生成部112は、所定周期の前半「50%」が連続して論理Hレベルとなり、且つ、所定周期の後半「50%」が連続して論理Lレベルとなる矩形状のパルス信号、さらには第1PWM信号を生成し、第1出力ドライバ114に出力する。また、立ち上がり遅延部113は、この第1PWM信号と同一の信号を第2PWM信号として生成し、第2出力ドライバ115に出力する。すると、左ヘッドライト120及び右ヘッドライト130は、第1PWM信号及び第2PWM信号が第1出力ドライバ114及び第2出力ドライバ115にそれぞれ入力される期間の前半「50%」がオンとされ、且つ、後半「50%」がオフとされるため、中程度の輝度にて可視光を発光するようになる。
Further, when the brightness of visible light emitted from the
以下、輝度調整に係る動作の説明を踏まえ、図3を参照して、送信側装置100の通信データの送信に係る動作について説明する。なお、図3は、送信側装置100によって実行される通信データの送信処理S1の処理手順を示すフローチャートである。
Hereinafter, based on the description of the operation related to the brightness adjustment, the operation related to transmission of the communication data of the
通信データの送信処理S1が開始されると、制御装置110(デューティ比算出部111)は、ステップS11の処理として、デューティ比を算出する。デューティ比を算出すると、続くステップS12の処理として、制御装置110(制御波形生成部112)は、パルス信号、ひいては第1PWM信号を生成する。 When the communication data transmission process S1 is started, the control device 110 (duty ratio calculation unit 111) calculates a duty ratio as the process of step S11. When the duty ratio is calculated, the control device 110 (control waveform generation unit 112) generates a pulse signal, and thus the first PWM signal, as the subsequent process of step S12.
第1PWM信号を生成すると、制御装置110(立ち上がり遅延部113)は、続くステップS13の判断処理として、通信データが論理Lレベルであるか否かを判断する。ここで、通信データが論理Lレベルであると判断される場合(ステップS13の判断処理で「Yes」)、立ち上がり遅延部113は、第1PWM信号を所定の遅延時間だけ遅延させた信号を第2PWM信号として生成する。一方、先のステップS13の判断処理において、通信データが論理Hレベルであると判断される場合(ステップS13の判断処理で「No」)、立ち上がり遅延部113は、第1PWM信号と同一の信号を第2PWM信号として生成する。
When the first PWM signal is generated, control device 110 (rising delay unit 113) determines whether or not the communication data is at the logic L level as a determination process in subsequent step S13. Here, when it is determined that the communication data is at the logic L level (“Yes” in the determination process of step S13), the rising
このようにして、第1PWM信号及び第2PWM信号を生成すると、続くステップS16の処理として、制御波形生成部112は、第1出力ドライバ114に対し第1PWM信号を出力するととともに、立ち上がり遅延部113は、第2出力ドライバ115に対し第2PWM信号を出力する。
When the first PWM signal and the second PWM signal are generated in this way, the control
図4は、デューティ比が「50%」と算出された場合において、制御波形生成部112によって生成された第1PWM信号、及び、立ち上がり遅延部113によって生成された第2PWM信号の波形例を示すタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing an example of waveforms of the first PWM signal generated by the control
この図4に示されるように、制御波形生成部112は、通信データが論理Hレベルであれ、あるいは、論理Lレベルであれ、所定周期Tの前半「50%」が連続して論理Hレベルとなり、且つ、所定周期Tの後半「50%」が連続して論理Lレベルとなる矩形状のパルス信号を、第1PWM信号として生成・出力している。
As shown in FIG. 4, the control
また、図4に示されるように、立ち上がり遅延部113は、通信データが論理Hレベルである場合には、第1PWM信号と同一の信号を第2PWM信号として生成する一方、通信データが論理Lレベルである場合には、第1PWM信号を所定の遅延時間Δtだけ遅延させた信号を第2PWM信号として生成・出力している。
As shown in FIG. 4, when the communication data is at the logic H level, the rising
次に、図5を参照して、本発明にかかる可視光通信システムを構成する受信側装置200について説明する。なお、図5は、受信側装置200の構成の一例を示すブロック図である。
Next, with reference to FIG. 5, the receiving
図5に示されるように、受信側装置200は、第1受光部210、第2受光部220及び立ち上がり時間比較部230等々を備えて構成されている。
As shown in FIG. 5, the receiving-
第1受光部210は、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子を有して構成されている。左ヘッドライト120にて発光される可視光が第1受光部210に照射されると、第1受光部210は、受光した光信号を電気信号(第1受光信号)に変換し、立ち上がり時間比較部230に出力する。
The first
第2受光部220は、第1受光部210と同様に、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子を有して構成されている。右ヘッドライト130にて発光される可視光が第2受光部220に照射されると、第2受光部220は、受光した光信号を電気信号(第2受光信号)に変換し、立ち上がり時間比較部230に出力する。
Similar to the first
立ち上がり時間比較部230は、周知のCPU、例えばROMやRAM等のメモリ、I/O、及びこれらを接続するバスラインを有する通常のコンピュータとして構成されており(いずれも図示略)、第1受光信号と第2受光信号との間の遅延の有無に基づき、送信側装置100から送信された通信データの論理レベルを抽出する。
The rise
詳しくは、立ち上がり時間比較部230は、第1受光信号に含まれる論理Lレベルから論理Hレベルへの立ち上がり部分を検出するとともに、第2受光信号に含まれる論理Lレベルから論理Hレベルへの立ち上がり部分を検出する。そして、立ち上がり時間比較部230は、第2受光信号の立ち上がりが第1受光信号の立ち上がりから所定の遅延時間だけ遅延しているか否かを判断する。立ち上がり時間比較部230は、所定の遅延時間だけ遅延していると判断される場合には、送信側装置100から送信された通信データは論理Lレベルであると判断する。一方、立ち上がり時間比較部230は、所定の遅延時間だけ遅延していないと判断される場合には、送信側装置100から送信された通信データは論理Hレベルであると判断する。このようにして、立ち上がり時間比較部230は、左ヘッドライト120及び右ヘッドライト130にて発光された可視光から通信データの論理レベルを抽出する。なお、この立ち上がり時間比較部230が特許請求の範囲に記載したデータ抽出部に相当する。
Specifically, the rise
以下、図6を併せ参照して、受信側装置200の通信データの受信に係る動作について説明する。なお、図6は、受信側装置200によって実行される通信データの受信処理S2の処理手順を示すフローチャートである。
Hereinafter, an operation related to reception of communication data of the reception-
通信データの受信処理S2が開始されると、立ち上がり時間比較部230は、ステップS21の処理として、第1受光信号に含まれる論理Lレベルから論理Hレベルへの立ち上がり部分を検出し、続くステップS22の処理として、第2受光信号に含まれる論理Lレベルから論理Hレベルへの立ち上がり部分を検出する。
When the communication data reception process S2 is started, the rise
これら第1受光信号及び第2受光信号それぞれについて立ち上がり部分を検出すると、立ち上がり時間比較部230は、続くステップS23の処理として、第1受光信号の立ち上がり時間と第2受光信号の立ち上がり時間を比較するとともに、続くステップS24の判断処理として、第2受光信号の立ち上がりが第1受光信号の立ち上がりから所定の遅延時間だけ遅延しているか否かを判断する。
When a rising portion is detected for each of the first light receiving signal and the second light receiving signal, the rising
ここで、所定の遅延時間だけ遅延していると判断される場合(ステップS24の判断処理で「Yes」)、立ち上がり時間比較部230は、続くステップS25の処理として、送信側装置100から送信された通信データは論理Lレベルであると判断する。一方、所定の遅延時間だけ遅延していないと判断される場合(ステップS24の判断処理で「No」)、立ち上がり時間比較部230は、続くステップS26の処理として、送信側装置100から送信された通信データは論理Hレベルであると判断する。
Here, when it is determined that the signal is delayed by a predetermined delay time (“Yes” in the determination process of step S24), the rise
以上説明した上記実施の形態では、送信側装置100は、通信データが論理Hレベルである場合には、第1PWM信号と同一の信号を第2PWM信号として生成して右ヘッドライト130に出力し、可視光B2を発光させる一方、通信データが論理Lレベルである場合には、第1PWM信号を所定の遅延時間だけ遅延させた信号を第2PWM信号として生成して右ヘッドライト130に出力し、可視光B2を発光させる制御装置110を備える。また、受信側装置200は、右ヘッドライト130にて発光される可視光B2を受光して変換された第2受光信号の立ち上がりが、左ヘッドライト120にて発光される可視光B1を受光して変換された第1受光信号の立ち上がりよりも所定遅延時間だけ遅延しているか否かを判断し、所定の遅延時間だけ遅延していると判断される場合には、送信側装置100から送信された通信データは論理Hレベルであると判断するとともに、所定の遅延時間だけ遅延していないと判断される場合には、送信側装置100から送信された通信データは論理Lレベルであると判断することとした。
In the above-described embodiment, the
これにより、上記第1PWM信号及び第2PWM信号を高周波信号としなくても、通信データを伝送することができるようになる。そのため、当該可視光通信システム(送信側装置100)が車両Cに搭載された場合でも、ワイヤハーネスから電波が発せられることは少なくなり、その結果、ノイズの発生を低減することができるようになる。また、電波を用いた無線通信システムとは異なり、公的機関による認証が不要であるため、世界中で使用することができるようになる。さらに、赤外光を用いた無線通信システムとは異なり、短距離(IrDAでは例えば「1m」)での無線通信でだけでなく、長距離(例えば「数十m」)での無線通信もできるようになる。 Thus, communication data can be transmitted without using the first PWM signal and the second PWM signal as high-frequency signals. Therefore, even when the visible light communication system (transmission side device 100) is mounted on the vehicle C, radio waves are less likely to be emitted from the wire harness, and as a result, noise generation can be reduced. . In addition, unlike a wireless communication system using radio waves, authentication by a public institution is unnecessary, so that it can be used all over the world. Furthermore, unlike a wireless communication system using infrared light, not only wireless communication over a short distance (for example, “1 m” in IrDA) but also wireless communication over a long distance (for example, “several tens of meters”) is possible. It becomes like this.
なお、本発明に係る可視光通信システムは、上記実施の形態にて例示した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々に変形して実施することが可能である。すなわち、上記実施の形態を適宜変更した例えば次の形態として実施することもできる。 The visible light communication system according to the present invention is not limited to the configuration illustrated in the above embodiment, and can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present invention. is there. In other words, for example, the following embodiment can be implemented by appropriately changing the above embodiment.
先の図1及び図5に対応する図として図7に示すように、送信側装置100aは、第1光学フィルタF11及び第2光学フィルタF21を左ヘッドライト120及び右ヘッドライト130の直前にそれぞれ備えるとともに、受信側装置200aは、第1光学フィルタF12及び第2光学フィルタF22を第1受光部210及び第2受光部220の直前にそれぞれ備えることが望ましい。
As shown in FIG. 7 as a diagram corresponding to FIGS. 1 and 5, the transmission-
詳しくは、第1光学フィルタF11及びF12並びに第2光学フィルタF21及びF22として垂直偏光フィルタ並びに水平偏光フィルタをそれぞれ採用する。この場合、左ヘッドライト120から発光され第1光学フィルタF11を透過した可視光B1は、第1光学フィルタF12を透過して第1受光部210にて受光されるものの、第2光学フィルタF22を透過せず第2受光部220にて受光されない。また、右ヘッドライト130から発光され第2光学フィルタF21を透過した可視光B2は、第2光学フィルタF22を透過して第2受光部220にて受光されるものの、第1光学フィルタF12を透過せず第1受光部210にて受光されない。これにより、通信データの論理レベルを抽出する精度を向上することができるようになる。
Specifically, a vertical polarization filter and a horizontal polarization filter are employed as the first optical filters F11 and F12 and the second optical filters F21 and F22, respectively. In this case, visible light B1 emitted from the
また、上記垂直偏光フィルタ及び水平偏光フィルタに限らない。第1光学フィルタF11及び第2光学フィルタF21並びに第1光学フィルタF12及び第2光学フィルタF22として採用可能な光学フィルタの組み合わせを図8に示す。 Moreover, it is not restricted to the said vertical polarizing filter and a horizontal polarizing filter. FIG. 8 shows combinations of optical filters that can be employed as the first optical filter F11, the second optical filter F21, and the first optical filter F12 and the second optical filter F22.
図8に別例1として示すように、第1光学フィルタF11及びF12並びに第2光学フィルタF21及びF22として赤外光反射フィルタ並びに赤外光透過フィルタをそれぞれ採用することができる。このような光学フィルタを採用すると、左ヘッドライト120から発光され第1光学フィルタF11を透過した可視光B1には赤外光が含まれず赤外光以外の光が含まれることになる。そのため、可視光B1は、第1光学フィルタF12を透過して第1受光部210にて受光されるものの、第2光学フィルタF22を透過せず第2受光部220にて受光されなくなる。また、右ヘッドライト130から発光され第2光学フィルタF21を透過した可視光B2には赤外光以外の光は含まれず赤外光のみ含まれることになる。そのため、可視光B2は、第2光学フィルタF22を透過して第2受光部220にて受光されるものの、第1光学フィルタF12を透過せず第1受光部210にて受光されなくなる。これにより、通信データの論理レベルを抽出する精度を向上することができるようになる。
As shown as another example in FIG. 8, an infrared light reflection filter and an infrared light transmission filter can be employed as the first optical filters F11 and F12 and the second optical filters F21 and F22, respectively. When such an optical filter is employed, visible light B1 emitted from the
また、図8に別例2として示すように、第1光学フィルタF11及びF12並びに第2光学フィルタF21及びF22として第1波長選択フィルタ並びに第2波長選択フィルタをそれぞれ採用することができる。ここで、第1波長及び第2波長は互いに異なる波長である。このような光学フィルタを採用すると、左ヘッドライト120から発光され第1光学フィルタF11を透過した可視光B1には第1波長の光のみが含まれることになる。そのため、可視光B1は、第1光学フィルタF12を透過して第1受光部210にて受光されるものの、第2光学フィルタF22を透過せず第2受光部220にて受光されなくなる。また、右ヘッドライト130から発光され第2光学フィルタF21を透過した可視光B2には第2波長の光のみが含まれることになる。そのため、可視光B2は、第2光学フィルタF22を透過して第2受光部220にて受光されるものの、第1光学フィルタF12を透過せず第1受光部210にて受光されなくなる。これにより、通信データの論理レベルを抽出する精度を向上することができるようになる。
Further, as shown as another example 2 in FIG. 8, a first wavelength selection filter and a second wavelength selection filter can be employed as the first optical filters F11 and F12 and the second optical filters F21 and F22, respectively. Here, the first wavelength and the second wavelength are different from each other. When such an optical filter is employed, the visible light B1 emitted from the
また、上記実施の形態の適用例を図9に示す。この図9に示されるように、可視光通信システムを構成する受信側装置200あるいは200aは、可視光B1及びB2を受光可能なガレージG1の適宜の場所に備えられ、車両Cの固有IDを記憶保持する記憶保持部(図示略)を有する。また、送信側装置100あるいは100aは、通信データとして車両Cの固有IDを可視光B1及びB2にて送信する。そして、送信側装置100あるいは100aから可視光B1及びB2にて送信された固有IDが受信側装置200あるいは200aにて認証されると、ガレージはガレージドアを開扉する。このように、上記実施の形態は、こうしたガレージに適用することができる。
An application example of the above embodiment is shown in FIG. As shown in FIG. 9, the receiving
また、上記実施の形態の別の適用例を図10に示す。この図10に示されるように、パーキングシステムPは、可視光B1及びB2を受光可能な適宜の場所に受信側装置200あるいは200aを備えており、さらに、車両Cの固有IDを記憶保持する記憶保持部(図示略)、指定の駐車区画を表示する表示部240、及び駐車区画にて点消滅する照明250を備えている。そして、送信側装置100あるいは100aから可視光B1及びB2にて送信された固有IDが受信側装置200あるいは200aにて認証されると、ガレージシステムG2は、ゲートを開けるとともに、表示部240に表示することで駐車区画を指定し、該当する駐車区画に備えられた照明250を点消灯させる。このように、上記実施の形態は、こうしたパーキングシステムPに適用することができる。
FIG. 10 shows another application example of the above embodiment. As shown in FIG. 10, the parking system P includes a receiving-
また、上記実施の形態では、第1発光部及び第2発光部として左ヘッドライト120及び右ヘッドライト130をそれぞれ採用したが、逆に、第1発光部及び第2発光部として右ヘッドライト130及び左ヘッドライト120をそれぞれ採用してもよい。また、ヘッドライトに限らず、テールランプやDRL等の各種ライトを採用してもよい。もっとも、
当該可視光通信システムを車載する必要はない。
In the above embodiment, the
There is no need to mount the visible light communication system.
100、100a…送信側装置、110…制御装置、111…デューティ比算出部、112…制御波形生成部、113…立ち上がり遅延部、114…第1出力ドライバ、115…第2出力ドライバ、120…左ヘッドライト、130…右ヘッドライト、140…操作部、200、200a…受信側装置、210…第1受光部、220…第2受光部、230…立ち上がり時間比較部、240…表示部、C…車両、F1…第1光学フィルタ、F2…第2光学フィルタ、G…ガレージシステム、P…パーキングシステム
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記送信側装置は、
前記可視光を発光する第1発光部及び第2発光部と、
前記設定された輝度となるように前記第1発光部を駆動するための第1駆動信号を生成する第1駆動信号生成部と、
前記設定された輝度となるように前記第2発光部を駆動するための第2駆動信号として、前記第1駆動信号と同一の信号及び前記第1駆動信号を所定時間遅延させた信号のいずれか一方を、前記通信データの論理レベルに応じて生成する第2駆動信号生成部とを備え、
前記受信側装置は、
前記第1発光部にて発光される可視光を第1受光信号として受光する第1受光部と、
前記第2発光部にて発光される可視光を第2受光信号として受光する第2受光部と、
これら第1受光信号と第2受光信号との間の遅延の有無に基づいて前記通信データの論理レベルを抽出するデータ抽出部とを備えることを特徴とする可視光通信システム。 A visible light communication system that transmits and receives communication data between a transmission-side device and a reception-side device using visible light having a luminance set based on a user's manual operation,
The transmitting device is:
A first light emitting part and a second light emitting part for emitting visible light;
A first drive signal generation unit that generates a first drive signal for driving the first light emitting unit to have the set luminance;
Either the same signal as the first drive signal or a signal obtained by delaying the first drive signal for a predetermined time as the second drive signal for driving the second light emitting unit so as to achieve the set luminance. A second drive signal generation unit that generates one according to the logic level of the communication data;
The receiving side device
A first light-receiving unit that receives visible light emitted from the first light-emitting unit as a first light-receiving signal;
A second light receiving unit that receives visible light emitted from the second light emitting unit as a second light receiving signal;
A visible light communication system comprising: a data extraction unit that extracts a logic level of the communication data based on presence or absence of a delay between the first light reception signal and the second light reception signal.
前記第1発光部と前記第2受光部との間には、前記第1発光部から発光された可視光が前記第2受光部にて受光されることを抑制する第2光学フィルタが備えられているとともに、
前記第2発光部と前記第1受光部との間には、前記第2発光部から発光された可視光が前記第1受光部にて受光されることを抑制する第1光学フィルタが備えられていることを特徴とする可視光通信システム。 The visible light communication system according to claim 1,
A second optical filter is provided between the first light emitting unit and the second light receiving unit to suppress visible light emitted from the first light emitting unit from being received by the second light receiving unit. And
A first optical filter is provided between the second light emitting unit and the first light receiving unit to suppress visible light emitted from the second light emitting unit from being received by the first light receiving unit. A visible light communication system.
前記送信側装置は車両に搭載されているとともに、前記第1発光部及び第2発光部は車載ライトであることを特徴とする可視光通信システム。 The visible light communication system according to claim 1 or 2,
The transmission side device is mounted on a vehicle, and the first light emitting unit and the second light emitting unit are in-vehicle lights.
前記可視光を発光する第1発光部及び第2発光部と、
前記設定された輝度となるように前記第1発光部を駆動するための第1駆動信号を生成する第1駆動信号生成部と、
前記設定された輝度となるように前記第2発光部を駆動するための第2駆動信号として、前記第1駆動信号と同一の信号及び前記第1駆動信号を所定時間遅延させた信号のいずれか一方を、前記通信データの論理レベルに応じて生成する第2駆動信号生成部とを備えることを特徴とする送信側装置。 A transmission-side device that transmits communication data to a reception-side device using visible light having a luminance set based on a user's manual operation;
A first light emitting part and a second light emitting part for emitting visible light;
A first drive signal generation unit that generates a first drive signal for driving the first light emitting unit to have the set luminance;
Either the same signal as the first drive signal or a signal obtained by delaying the first drive signal for a predetermined time as the second drive signal for driving the second light emitting unit so as to achieve the set luminance. A transmission-side apparatus comprising: a second drive signal generation unit that generates one according to a logical level of the communication data.
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