JP2014033247A - Receiver for optical communication - Google Patents

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Yoshihiko Matsukawa
善彦 松川
Makoto Goto
誠 後藤
Masashige Ikehara
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To receive an optical signal always in a stable state with a necessary minimum configuration in optical communication.SOLUTION: A receiver for optical communication 100 is provided, comprising: a light-receiving element 103; a receiving circuit 107a for decoding data superposed as an optical communication signal from light received by the light-receiving element 103; a battery 104 for driving the receiving circuit 107a; a rotating body 102 comprising at least the light-receiving element 103 and the battery 104 arranged at a position of a predetermined angle using a rotational axis as a center; and a housing 101 for holding the rotating body 102. The receiver for optical communication 100 is characterized in that the battery 104 works as a weight and faces toward a gravity direction, and thereby the light-receiving element 103 always faces toward the direction of a predetermined angle.

Description

本発明は、光通信において信号を受信する光通信用受信器に関する。   The present invention relates to a receiver for optical communication that receives a signal in optical communication.

従来、照明器具から照射される可視光(照明)を変調させることによりデータを送信し、受信器で受信した可視光からデータを復号する光通信の技術が知られている。照明による光通信は、通信装置を別途設置することがないためインテリアデザインに配慮できる点や、可視光を用いるため照射範囲が目視できる点が、利点として挙げられる。また、光通信の利用方法としては、各照明から位置情報をデータとして照射することで、GPS(Global Positioning System)の電波が届きにくい屋内での位置情報サービスに用いることが考えられる。   2. Description of the Related Art Conventionally, an optical communication technique is known in which data is transmitted by modulating visible light (illumination) emitted from a lighting fixture, and data is decoded from visible light received by a receiver. The advantage of optical communication by illumination is that it is possible to consider interior design because a communication device is not separately installed, and that the irradiation range is visible because visible light is used. Also, as a method of using optical communication, it is conceivable that the position information is emitted from each illumination as data, and used for an indoor position information service where GPS (Global Positioning System) radio waves are difficult to reach.

このような光通信の受信器として、受信器本体に受光素子と集光手段が固定されて配置されたものがある(例えば、特許文献1参照)。図10は、特許文献1に記載された従来の受信器の構成を示す図である。   As such a receiver for optical communication, there is one in which a light receiving element and a light condensing means are fixed to a receiver body (see, for example, Patent Document 1). FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a conventional receiver described in Patent Document 1. In FIG.

図10に示す特許文献1に記載の受信器は、受信器の本体10、本体10の開口部を臨むように設けられた集光手段11、集光手段11の前面側に設けられた光フィルタ12、集光手段11の背面側に設けられた受光素子13、受光素子13で受光した可視光から光通信信号として重畳されたデータを復号する受信回路14とを備える。そして、照明器具L1〜L3からの可視光を受光して、光通信信号として重畳されたデータを複合する。   The receiver described in Patent Document 1 shown in FIG. 10 includes a main body 10 of the receiver, condensing means 11 provided to face the opening of the main body 10, and an optical filter provided on the front side of the condensing means 11. 12, a light receiving element 13 provided on the back side of the light collecting means 11, and a receiving circuit 14 for decoding data superimposed as an optical communication signal from visible light received by the light receiving element 13. And the visible light from lighting fixtures L1-L3 is received, and the data superimposed as an optical communication signal are compounded.

また、このような受信器を物品に取り付けて利用する用途が考えられるが、物品の形状によっては、取付け位置や姿勢に制約を受けることがある。このような場合、受光素子が固定されていると、真上の照明の信号が受信できず、正確な情報を取得することができない場合がある。   Moreover, although the use which attaches such a receiver to articles | goods can be considered, depending on the shape of articles | goods, there may be restrictions in an attachment position or attitude | position. In such a case, if the light receiving element is fixed, it may not be possible to receive the illumination signal directly above and acquire accurate information.

このような課題に対して、受光素子ではないが、発光素子が常に鉛直上を向いているように構成した内視鏡のデータ通信用の送信器がある(例えば、特許文献2参照)。   In response to such a problem, there is a transmitter for data communication of an endoscope which is configured not to be a light receiving element but to always have a light emitting element facing vertically upward (see, for example, Patent Document 2).

図11は特許文献2に記載の送信器を示す図である。図11に示す特許文献2に記載の送信器は、赤外線を透過する略球状のカバー21内に、赤外線22を発する送信用LED23が収容されている。送信用LED23が先端に取り付けられた棒24とこの棒24に回転軸25を介して取り付けられた棒26とは、錘27の自重によって、回転軸25およびスリップリング28の回転軸を軸として、矢印A及びB方向にそれぞれ回転する。その結果、棒26は、送信用LED23が常に鉛直方向上向きとなるように回転する。そして、赤外線22は、常に鉛直上向きの方向、すなわち天井に設置された受信器29の方向に照射される。   FIG. 11 is a diagram showing a transmitter described in Patent Document 2. In FIG. In the transmitter described in Patent Document 2 shown in FIG. 11, a transmission LED 23 that emits infrared light 22 is accommodated in a substantially spherical cover 21 that transmits infrared light. The rod 24 with the transmitting LED 23 attached to the tip and the rod 26 attached to the rod 24 via the rotation shaft 25 are centered on the rotation shaft 25 and the rotation shaft of the slip ring 28 by the weight of the weight 27. Rotate in the directions of arrows A and B, respectively. As a result, the rod 26 rotates so that the transmission LED 23 is always upward in the vertical direction. The infrared rays 22 are always emitted in the vertically upward direction, that is, in the direction of the receiver 29 installed on the ceiling.

このような特許文献2に記載の送信器の技術を、特許文献1に記載の受信器に応用することで、受光素子が常に鉛直上を向くように構成することできると考えられる。   By applying the transmitter technology described in Patent Document 2 to the receiver described in Patent Document 1, it is considered that the light receiving element can be configured to always face vertically.

特開2010−87689号公報JP 2010-87689 A 特開2007−267964号公報JP 2007-267964 A

特許文献2に記載の技術では、送信用LEDへの配線のねじれや絡まりを防止するために、スリップリング28を用いている。しかしながら、スリップリングは複雑な構成であるため、スリップリングを用いずに確実な光通信を実現することが望まれている。   In the technique described in Patent Document 2, the slip ring 28 is used to prevent twisting and entanglement of the wiring to the transmitting LED. However, since the slip ring has a complicated configuration, it is desired to realize reliable optical communication without using the slip ring.

本発明は、スリップリングを用いずに、確実な光通信を可能とする受信器を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the receiver which enables reliable optical communication, without using a slip ring.

上記目的を達成するために、本発明の光通信用受信器は、受光素子と、前記受光素子で受光した光から光通信信号を復号する回路と、錘が設けられた回転体と、前記回転体を保持する筐体から構成され、前記受光素子は、前記錘によって前記回転体が回転することで所定の方向に向けて配置され、前記回転体の表面には、前記筐体と接触して前記回転体の回転を所定の角度で止める突起部が設けられたことを特徴とする。   To achieve the above object, a receiver for optical communication according to the present invention includes a light receiving element, a circuit for decoding an optical communication signal from light received by the light receiving element, a rotating body provided with a weight, and the rotating The light receiving element is arranged in a predetermined direction as the rotating body rotates by the weight, and the surface of the rotating body is in contact with the casing. A protrusion is provided to stop the rotation of the rotating body at a predetermined angle.

以上のように、本発明によれば、スリップリングを用いずに、確実な光通信を可能とすることができる。   As described above, according to the present invention, reliable optical communication can be performed without using a slip ring.

本発明の実施の形態1における光通信用受信器の斜視図1 is a perspective view of a receiver for optical communication according to Embodiment 1 of the present invention. (a)本実施の形態1における光通信用受信器の概略断面図、(b)本実施の形態1における回転体の概略平面図(A) Schematic sectional view of a receiver for optical communication in the first embodiment, (b) Schematic plan view of a rotating body in the first embodiment. 本実施の形態1における光通信用受信器の6面図及び斜視図6-side view and perspective view of optical communication receiver in the first embodiment 本実施の形態1における光通信用受信器をスマートフォンに取り付けた図The figure which attached the receiver for optical communication in this Embodiment 1 to the smart phone (a)本発明の実施の形態2における回転体の概略断面図、(b)本実施の形態2における回転体の要部平面図(A) Schematic cross-sectional view of a rotator in Embodiment 2 of the present invention, (b) Plan view of main part of rotator in Embodiment 2 (a)、(b)本実施の形態2における光通信用受信器の使用例を示す図(A), (b) The figure which shows the usage example of the receiver for optical communications in this Embodiment 2. (a)、(b)本実施の形態2における光通信用受信器の使用例を示す図(A), (b) The figure which shows the usage example of the receiver for optical communications in this Embodiment 2. (a)本発明の実施の形態3における光通信用受信器の平面図、(b)本実施の形態3における光通信用受信器のB−B断面図、(c)本実施の形態3における光通信用受信器のC−C断面図(A) The top view of the receiver for optical communications in Embodiment 3 of this invention, (b) BB sectional drawing of the receiver for optical communications in this Embodiment 3, (c) In this Embodiment 3. CC cross section of optical communication receiver (a)、(b)本実施の形態3における光通信用受信器をノートパソコンへ取り付けた状態を示す図(A), (b) The figure which shows the state which attached the receiver for optical communications in this Embodiment 3 to the notebook personal computer. 特許文献1に記載の受信器を示す図The figure which shows the receiver of patent document 1 特許文献2に記載の送信器を示す図The figure which shows the transmitter of patent document 2

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、同じ構成には同じ符号を付けて、適宜、説明を省略する。なお、各図面の対応関係を明確にするために、必要に応じて、図面中にXYZ軸を図示している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. In order to clarify the correspondence between the drawings, XYZ axes are shown in the drawings as necessary.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における光通信用受信器の斜視図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view of a receiver for optical communication according to Embodiment 1 of the present invention.

図2(a)は、本実施の形態1における光通信用受信器の概略断面図であり、図1におけるA−A断面図である。図2(b)は、本実施の形態1における光通信用受信器の回転体の概略平面図である。   FIG. 2A is a schematic cross-sectional view of the optical communication receiver in the first embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 2B is a schematic plan view of the rotating body of the optical communication receiver in the first embodiment.

本実施の形態1の光通信用受信器100は、筐体101と、外殻を有する回転体102とで構成される。回転体102内部には、受光素子103及び電池104が、配置されている。電池104は、回転体102に設けられた電池ホルダー102aに収められる。   The optical communication receiver 100 according to the first embodiment includes a casing 101 and a rotating body 102 having an outer shell. Inside the rotating body 102, a light receiving element 103 and a battery 104 are arranged. The battery 104 is accommodated in a battery holder 102 a provided on the rotating body 102.

そして、回転体102には、本発明の特徴の一つである突起部112が設けられている。詳しくは後述するが、この突起部112は、筐体101に対して回転体102を所定の回転角度で止まるようにするための部材である。突起部112を設けることで、回転体102の回転量は、360°未満に抑えられている。   The rotating body 102 is provided with a protrusion 112 that is one of the features of the present invention. As will be described in detail later, the protrusion 112 is a member for stopping the rotating body 102 at a predetermined rotation angle with respect to the housing 101. By providing the protrusion 112, the rotation amount of the rotating body 102 is suppressed to less than 360 °.

受光素子103は、回転体102に設けられた開口部105から露出しており、照明光106aを受光して電気信号を出力する。電池104を収めるための電池ホルダー102aは、回転体102内において、受光素子103と反対側の位置に配置されている。   The light receiving element 103 is exposed from the opening 105 provided in the rotating body 102, receives the illumination light 106a, and outputs an electrical signal. A battery holder 102 a for storing the battery 104 is disposed in a position opposite to the light receiving element 103 in the rotating body 102.

ここで、回転体102は、図2(a)に示すように、受光素子103と反対側において回転体102から電池ホルダー102aが露出するように、構成されている。このように構成することで、電池104を交換する際に電池ホルダー102aを露出させることができるので、電池104の交換が容易になる。なお、このように電池104の交換を容易にするために、本実施の形態では、回転体102の表面に沿った突起部112の長さを、回転体102を回転させた際に、電池104が露出する程度の長さにしている。   Here, as shown in FIG. 2A, the rotating body 102 is configured such that the battery holder 102 a is exposed from the rotating body 102 on the side opposite to the light receiving element 103. With this configuration, since the battery holder 102a can be exposed when the battery 104 is replaced, the battery 104 can be easily replaced. In this embodiment, in order to facilitate replacement of the battery 104 as described above, the length of the protrusion 112 along the surface of the rotating body 102 is set to the length of the battery 104 when the rotating body 102 is rotated. The length is such that is exposed.

筐体101には、受信回路107aおよび通信回路107bから構成される回路107が設置されている。受信回路107aは、受光素子103から出力される電気信号から、照明光106aに重畳された信号を復号する。通信回路107bは、他の機器と通信するための回路である。通信回路107bには通信接続部108が接続されている。通信接続部108は、接続された携帯端末301(図4(a)参照)へ予め定めた通信規約に従って受信信号を送信する。携帯端末301は、例えば、ノートPC、携帯電話、スマートフォンまたはタブレットである。本実施の形態1の光通信用受信器100は、特に、スマートフォンなどの小型の携帯端末301に接続された場合に、効果的である。仮に、突起部112が存在せずに携帯端末301への取付け面側に受光素子103が回ってしまった場合、携帯端末301に遮られて照明光106aを受光することはできない。従って、特にスマートフォンなどの携帯端末に本実施の形態1の光通信用受信器100を取り付けた場合、回転体102に突起部112を設けて回転体102の回転に制限を加えても、実際の利用上は問題となる可能性は低いと考えられる。なお、携帯端末301は、取付対象物の一例である。   The housing 101 is provided with a circuit 107 including a reception circuit 107a and a communication circuit 107b. The receiving circuit 107a decodes the signal superimposed on the illumination light 106a from the electrical signal output from the light receiving element 103. The communication circuit 107b is a circuit for communicating with other devices. A communication connection unit 108 is connected to the communication circuit 107b. The communication connection unit 108 transmits a reception signal to the connected mobile terminal 301 (see FIG. 4A) according to a predetermined communication protocol. The mobile terminal 301 is, for example, a notebook PC, a mobile phone, a smartphone, or a tablet. The optical communication receiver 100 according to the first embodiment is particularly effective when connected to a small portable terminal 301 such as a smartphone. If the light receiving element 103 rotates around the mounting surface side of the mobile terminal 301 without the protrusion 112, the mobile terminal 301 is blocked by the illumination light 106a. Therefore, in particular, when the optical communication receiver 100 of the first embodiment is attached to a mobile terminal such as a smartphone, even if the protrusion 112 is provided on the rotating body 102 and the rotation of the rotating body 102 is limited, It is considered unlikely to be a problem in use. The mobile terminal 301 is an example of an attachment target.

筐体101と回転体102の中空回転軸109は、回転支持部材110によって支えられ、中空回転軸109の中心を回転中心として相互に回転可能に構成されている。本実施の形態1では、回転体102が繰り返し回転することを想定しているため、回転支持部材110としてベアリングを用い、回転摩擦を極力小さくしている。   The casing 101 and the hollow rotating shaft 109 of the rotating body 102 are supported by a rotation support member 110 and are configured to be rotatable relative to each other with the center of the hollow rotating shaft 109 as the rotation center. In this Embodiment 1, since it assumes that the rotary body 102 rotates repeatedly, a bearing is used as the rotation support member 110, and rotational friction is made as small as possible.

受光素子103及び電池104からの配線111は、中空回転軸109の中を通して、回路107の内の受信回路107aに接続されている。すなわち、回路107は、電池104を動力源として駆動している。   The wiring 111 from the light receiving element 103 and the battery 104 is connected to the receiving circuit 107 a in the circuit 107 through the hollow rotary shaft 109. That is, the circuit 107 is driven by using the battery 104 as a power source.

ここで、照明光106aを照射するための照明装置106は、屋内天井に設置されているとしている。照明装置106としては、例えば、光通信用に病院内の天井に取り付けられるLED照明、蛍光灯、有機EL照明などがある。照明から照射する光には、通信情報が重畳されている。また、照明光106aの波長は、可視光域に限らず、それ以外の赤外や紫外領域でも良い。   Here, the illumination device 106 for irradiating the illumination light 106a is assumed to be installed on the indoor ceiling. Examples of the lighting device 106 include LED lighting, fluorescent lamps, and organic EL lighting that are attached to a ceiling in a hospital for optical communication. Communication information is superimposed on the light emitted from the illumination. Further, the wavelength of the illumination light 106a is not limited to the visible light region, but may be other infrared or ultraviolet regions.

本実施の形態の光通信用受信器100では、回転体102に設けられた電池104が重力の作用により鉛直下方に向かおうとする力で、中空回転軸109が、回転支持部材110を介して回転摩擦力を上回って回転する。その結果、回転体102に設けられた電池104が受動的に鉛直下部に位置すると共に、受光素子103が鉛直上部に位置し、屋内天井から照射される照明光106aに重畳された信号を受光素子103で受信することが可能となる。   In the optical communication receiver 100 of the present embodiment, the hollow rotating shaft 109 is interposed via the rotation support member 110 by the force that the battery 104 provided in the rotating body 102 is directed vertically downward by the action of gravity. It rotates above the rotational friction force. As a result, the battery 104 provided in the rotating body 102 is passively positioned in the vertically lower part, and the light receiving element 103 is positioned in the upper vertical part, and a signal superimposed on the illumination light 106a emitted from the indoor ceiling is received by the light receiving element. 103 can be received.

また、本実施の形態では、受光素子103を鉛直上部に位置させるための錘として、電池104を利用している。そのため、錘を別途配置する必要がなく、光通信用受信器100全体の重量及び容量を小さくすることが可能となる。   In the present embodiment, the battery 104 is used as a weight for positioning the light receiving element 103 in the vertical upper part. Therefore, it is not necessary to separately arrange a weight, and the weight and capacity of the entire optical communication receiver 100 can be reduced.

また、本実施の形態では、中空回転軸109内部に受光素子103及び電池104からの配線111を通し、筐体101内の受信回路107aに接続することで、小さく安価に構成することが可能となる。ここで、受光素子103及び電池104と受信回路107aとの間に配線111を用いているため、回転体102が1回転あるいはそれ以上回転して配線111が捻れて断線する可能性がある。そこで、本実施の形態では、回転体102の外殻に突起部112を設け、突起部112と筐体101の一部とを接触させることで回転に制限を加えている。すなわち、突起部112により、光通信に必要な角度範囲において回転を制限していることで、スリップリングを用いることなく、配線111のねじれや絡まりなどを防止すると共に、受光素子103からの微弱な信号に雑音が重畳することを防止し、安定して確実に信号伝送することができる。なお、本実施の形態では、突起部112が筐体101の一部と接触するように、回転体102の回転半径方向への突起部112の長さは、回転体102と筐体101の隙間よりも大きく設定している。   Further, in the present embodiment, the wiring 111 from the light receiving element 103 and the battery 104 is passed through the hollow rotary shaft 109 and connected to the receiving circuit 107a in the housing 101, so that the configuration can be made small and inexpensive. Become. Here, since the wiring 111 is used between the light receiving element 103 and the battery 104 and the receiving circuit 107a, there is a possibility that the rotating body 102 is rotated once or more and the wiring 111 is twisted and disconnected. Therefore, in the present embodiment, the protrusion 112 is provided on the outer shell of the rotating body 102, and the protrusion 112 and a part of the housing 101 are brought into contact with each other to limit the rotation. That is, the protrusion 112 restricts the rotation in the angular range necessary for optical communication, thereby preventing twisting and entanglement of the wiring 111 without using a slip ring, and weakness from the light receiving element 103. It is possible to prevent noise from being superimposed on the signal and to transmit the signal stably and reliably. In the present embodiment, the length of the protrusion 112 in the rotational radius direction of the rotating body 102 is the gap between the rotating body 102 and the housing 101 so that the protrusion 112 contacts a part of the housing 101. It is set larger than.

図3は、本実施の形態の光通信用受信器100の6面図(正面図、背面図、右側面図、左側面図、平面図、底面図)及び斜視図である。図3に示す光通信用受信器100は、携帯端末301としてスマートフォンに取り付けることを想定して設計したものである。   FIG. 3 is a six-side view (front view, rear view, right side view, left side view, plan view, bottom view) and perspective view of the optical communication receiver 100 of the present embodiment. The optical communication receiver 100 shown in FIG. 3 is designed on the assumption that the mobile terminal 301 is attached to a smartphone.

以上説明した本実施の形態の光通信用受信器100は、図4(a)に示すように携帯端末301に取付けられ、照明からの光通信信号を受信し、屋内での案内などに利用することができる。図4(b)は回転体102の裏側(受光素子103と反対側)を示しており、電池ホルダー102aに電池104が装着されている様子を示している。   The optical communication receiver 100 of the present embodiment described above is attached to the mobile terminal 301 as shown in FIG. 4A, receives the optical communication signal from the illumination, and uses it for indoor guidance and the like. be able to. FIG. 4B shows the back side of the rotating body 102 (the side opposite to the light receiving element 103), and shows a state in which the battery 104 is mounted on the battery holder 102a.

なお、本実施の形態1では、電池104を回転体102の電池ホルダー102aに収納したが、電池104を筐体101側に収めて、その代わりに別の錘を回転体102の中に収めても良い。この場合、錘の交換は不要であるので、電池ホルダー102aを露出させる必要はない。また、本実施の形態では、回路107(受信回路107a及び通信回路107b)を筐体101の中に収めたが、回転体102の中に収めて、電池104と同様に錘の代わりに用いても良い。   In the first embodiment, the battery 104 is stored in the battery holder 102a of the rotating body 102. However, the battery 104 is stored on the housing 101 side, and another weight is stored in the rotating body 102 instead. Also good. In this case, it is not necessary to expose the battery holder 102a because the weight need not be replaced. In this embodiment mode, the circuit 107 (the reception circuit 107a and the communication circuit 107b) is housed in the housing 101. However, the circuit 107 is housed in the rotating body 102 and is used instead of the weight in the same manner as the battery 104. Also good.

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2の光通信用受信器は、前述の実施の形態1の光通信用受信器100と比べて、回転体102が回転体122に置き換わったものである。そのため、回転体122以外の説明は、省略する。
(Embodiment 2)
In the optical communication receiver according to the second embodiment of the present invention, the rotator 102 is replaced with the rotator 122 as compared with the optical communication receiver 100 according to the first embodiment. Therefore, descriptions other than the rotating body 122 are omitted.

図5(a)は、本発明の実施の形態2における回転体122の断面図であり、図5(b)は、本実施の形態2における回転体122の要部平面図である。   FIG. 5A is a cross-sectional view of the rotating body 122 according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a plan view of a main part of the rotating body 122 according to the second embodiment.

図5(a)、(b)に示すように、本実施の形態2の回転体122は、受光素子103に対して回転軸周りの両方向に、突起部401が設けられたことを特徴とする。さらに、この突起部401の受光素子103側に、光を反射する素材で形成された反射部402を取り付けることで、突起部401が筐体101の一部に接触して回転が拘束された状態でも、照明光106aを受信できる可能性を高めることができる。ここで、光を反射する反射部402は、鏡面反射する素材が望ましい。なお、反射部402は、突起部401に取り付けて構成しても良いし、突起部401に塗布して構成しても良い。   As shown in FIGS. 5A and 5B, the rotating body 122 according to the second embodiment is characterized in that protrusions 401 are provided in both directions around the rotation axis with respect to the light receiving element 103. . Further, by attaching a reflecting portion 402 made of a material that reflects light to the light receiving element 103 side of the protruding portion 401, the protruding portion 401 is in contact with a part of the housing 101 and the rotation is restrained. However, the possibility that the illumination light 106a can be received can be increased. Here, the reflection part 402 that reflects light is preferably made of a specularly reflecting material. The reflecting portion 402 may be configured to be attached to the protruding portion 401 or may be configured to be applied to the protruding portion 401.

ここで、本実施の形態2の光通信用受信器を様々な角度に回転させた状態で使用する場合の例について、図6(a)、(b)、図7(a)、(b)を用いて説明する。   Here, with respect to an example in which the optical communication receiver according to the second embodiment is used while being rotated at various angles, FIGS. 6 (a), 6 (b), 7 (a), 7 (b). Will be described.

図6(a)に示すように筐体101を立てた場合、および図6(b)に示すように筐体101を水平にした場合は、回転体122が回転して、受光素子103が鉛直上方を向き、照明光106aを受光および受信することができる。すなわち、回転体122が電池104を錘として回転することで、受光素子103を所定の方向に向けて配置することができる。   When the casing 101 is erected as shown in FIG. 6A and when the casing 101 is leveled as shown in FIG. 6B, the rotating body 122 rotates and the light receiving element 103 becomes vertical. It can face upward and receive and receive the illumination light 106a. That is, the light receiving element 103 can be arranged in a predetermined direction by rotating the rotating body 122 using the battery 104 as a weight.

さらに、図7(a)、(b)に示すように筐体101を過度に傾けた場合は、回転体122の突起部401が筐体101に干渉することで回転体122の回転が止まった状態で、突起部401に取り付けた反射部402で照明光106aが反射して反射光106bとなる。すなわち、図7(a)、(b)に示す状態では、反射部402を用いることで、照明光106aが受光素子103に入射し易くなるように構成している。突起部401が無い場合、受光素子103は筐体101に隠れて信号が受信できないだけでなく、取り付けたスマートフォンなどの携帯端末301が使用中に回転し、相対的に回転体122が無制限に回転し、中空回転軸109を貫通している配線111が捻れて断線する可能性がある。一方、突起部401を設けることで回転体122の回転量は360°未満に抑えられ、配線111が捻れて切断することもなく、また、その受光素子103側に反射部402を設けたことで、より広範囲な姿勢での照明光106aの受信を行うことが可能となる。   Furthermore, as shown in FIGS. 7A and 7B, when the housing 101 is excessively tilted, the rotation of the rotating body 122 is stopped by the projection 401 of the rotating body 122 interfering with the housing 101. In this state, the illumination light 106a is reflected by the reflecting portion 402 attached to the protruding portion 401 to become reflected light 106b. That is, in the state shown in FIGS. 7A and 7B, the illumination light 106 a is easily incident on the light receiving element 103 by using the reflecting portion 402. When there is no protrusion 401, the light receiving element 103 is not hidden by the housing 101 and cannot receive signals, and the mobile terminal 301 such as an attached smartphone rotates during use, and the rotating body 122 rotates indefinitely. In addition, the wiring 111 penetrating the hollow rotary shaft 109 may be twisted and disconnected. On the other hand, by providing the protrusion 401, the rotation amount of the rotating body 122 is suppressed to less than 360 °, the wiring 111 is not twisted and cut, and the reflection portion 402 is provided on the light receiving element 103 side. The illumination light 106a can be received in a wider range of postures.

なお、回転の制限量は、受光素子103が露出させる開口部105が筐体101に隠れないように設定する。具体的には、本実施の形態2の突起部401の場合、回転体122の半径rとし、開口部の回転軸周りの長さをa、また突起部の厚さをbとすると、回転体122の回転角は、下記(式1)ので求められる。   Note that the rotation limit is set so that the opening 105 exposed by the light receiving element 103 is not hidden by the housing 101. Specifically, in the case of the protrusion 401 according to the second embodiment, assuming that the radius r of the rotating body 122, the length around the rotation axis of the opening is a, and the thickness of the protrusion is b, the rotating body The rotation angle 122 is obtained by the following (Equation 1).

Figure 2014033247
Figure 2014033247

ここで、突起部401の厚さbを限りなく小さくすればするほど、回転角を大きくすることが可能となる。また、前述の実施の形態1の突起部112の場合、回転体102の回転角は、上記(式1)においてb=0とした角度となる。   Here, as the thickness b of the protrusion 401 is reduced as much as possible, the rotation angle can be increased. Further, in the case of the protrusion 112 of the first embodiment described above, the rotation angle of the rotating body 102 is an angle where b = 0 in the above (Equation 1).

なお、本実施の形態2では、電池ホルダー102aが露出しない構成を図示しているが、前述のように、電池104の交換を容易にするためには、回転角度に応じて電池ホルダー102aが露出するように構成しておくことが望ましい。   In the second embodiment, the configuration in which the battery holder 102a is not exposed is illustrated. However, as described above, in order to facilitate replacement of the battery 104, the battery holder 102a is exposed according to the rotation angle. It is desirable to make it so.

(実施の形態3)
図8(a)〜(c)は、本発明の実施の形態3における光通信用受信器の構成図である。図8(a)は、本実施の形態3における光通信用受信器200の平面図であり、図8(b)は、本実施の形態3における光通信用受信器200のB−B断面図であり、図8(c)は、本実施の形態3における光通信用受信器200のC−C断面図である。すなわち、図8(b)は、図8(a)のB−B断面図であり、図8(c)は、図8(a)のC−C断面図である。
(Embodiment 3)
FIGS. 8A to 8C are configuration diagrams of a receiver for optical communication according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 8A is a plan view of the optical communication receiver 200 according to the third embodiment, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line BB of the optical communication receiver 200 according to the third embodiment. FIG. 8C is a cross-sectional view taken along the line CC of the optical communication receiver 200 according to the third embodiment. 8B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 8A, and FIG. 8C is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 8A.

図8(a)〜(c)において、光通信用受信器200は、大きく固定部203と外殻を有する第1回転体201及び第2回転体202とで構成される。この光通信用受信器200は、前述の実施の形態1の光通信用受信器100と異なり、2軸に回転することで、更に広い範囲で照明光106aを受光することを可能とするものである。   8A to 8C, the optical communication receiver 200 includes a first rotating body 201 and a second rotating body 202 each having a fixed portion 203 and an outer shell. Unlike the optical communication receiver 100 according to the first embodiment, the optical communication receiver 200 can receive illumination light 106a in a wider range by rotating about two axes. is there.

第1回転体201内部には、受光素子103、受信回路206、通信回路205及び電池104が固定されている。受光素子103は、第1回転体201に設けられた開口部105から照明光106aを受け取り、電気信号へ変換する。第2回転体202は、第1回転体201を支える2つの支柱部202b、及び第1回転体201の突起部207が接触する接触部202cを備えている。   Inside the first rotating body 201, the light receiving element 103, the receiving circuit 206, the communication circuit 205, and the battery 104 are fixed. The light receiving element 103 receives the illumination light 106a from the opening 105 provided in the first rotating body 201 and converts it into an electrical signal. The second rotator 202 includes two support columns 202b that support the first rotator 201 and a contact portion 202c with which the protrusion 207 of the first rotator 201 contacts.

第1回転体201は、第2回転体202の支柱部202bによって第1回転軸208を中心に支えられている。第1回転軸208は、ベアリング等の回転摩擦を小さくする機構部品を介して支えられるのが望ましい。さらに、第1回転体201が第2回転体202に対して一定の回転角度で回転が止まるように、第1回転体201は突起部207を備え、第2回転体202は接触部202cを備える。第2回転体202は、固定部203に対して第2回転軸209を中心に回転する。第2回転体202は、ベアリング等の回転摩擦を小さくする機構部品を介して固定部203に支えられるのが望ましい。第1回転軸208と第2回転軸209は、直交する軸である。   The first rotating body 201 is supported around the first rotating shaft 208 by the support 202b of the second rotating body 202. It is desirable that the first rotating shaft 208 is supported via a mechanical part that reduces rotational friction such as a bearing. Further, the first rotating body 201 includes a protrusion 207 and the second rotating body 202 includes a contact portion 202c so that the first rotating body 201 stops rotating at a fixed rotation angle with respect to the second rotating body 202. . The second rotating body 202 rotates about the second rotating shaft 209 with respect to the fixed portion 203. It is desirable that the second rotating body 202 be supported by the fixed portion 203 via a mechanical component that reduces rotational friction such as a bearing. The first rotating shaft 208 and the second rotating shaft 209 are orthogonal axes.

本実施の形態では、開口部105の周囲に、扇型の突起部207を設けている。また、この突起部207の内側(受光素子103側)に、光を反射する素材(反射部402)を取り付けることで、突起部207が第2回転体202の接触部202cに接触して回転が止まった状態でも、照明光106aを受光できる可能性を高める。ここで、光を反射する反射部402は、鏡面反射する素材が望ましい。   In the present embodiment, a fan-shaped protrusion 207 is provided around the opening 105. Further, by attaching a material that reflects light (reflecting portion 402) to the inside of the protruding portion 207 (on the light receiving element 103 side), the protruding portion 207 contacts the contact portion 202c of the second rotating body 202 and rotates. The possibility that the illumination light 106a can be received even in a stopped state is increased. Here, the reflection part 402 that reflects light is preferably made of a specularly reflecting material.

ここで、突起部207の第1回転軸208周りの高さは、第1回転体201と第2回転体202の接触部202cの隙間より大きい。   Here, the height of the protrusion 207 around the first rotation axis 208 is larger than the gap between the contact portion 202 c of the first rotating body 201 and the second rotating body 202.

図9(a)(b)は、本実施の形態3による光通信用受信器200を、ノートPC801のディスプレイ裏側に取り付けた図を示している。ノートPC801に光通信用受信器200を取り付け、この光通信用受信器200で照明装置106からの照明光106aを受光することで、ノートPC801の所在管理を可能とすることができる。   FIGS. 9A and 9B are diagrams in which the optical communication receiver 200 according to the third embodiment is attached to the back side of the display of the notebook PC 801. When the optical communication receiver 200 is attached to the notebook PC 801 and the optical communication receiver 200 receives the illumination light 106a from the illumination device 106, the location management of the notebook PC 801 can be performed.

図9(a)、(b)を用いて、受光素子103が上方へ向く動作を説明する。ノートPC801のディスプレイを開くと、まず受信器200内部の電池104が錘となり、第1回転軸208周りに第1回転体201が回転し、受光素子103が上方を向いて配置される。この時、突起部207が第2回転体の接触部202cに接触することで回転が抑制される。第1回転体201が回転するにつれて、錘である電池104が下方に向かい、同時に、電池104の重心位置が最下点に向かうように第2回転体202が第2回転軸209周りに回転する。結果として第1回転軸208及び第2回転軸209周りに、第1回転体201及び第2回転体202がそれぞれ回転して、電池104は最も安定した可能な限り最下点に定位する。したがって、ノートPC801の置き方やディスプレイの開閉及び開けているときの角度に関わらず、照明光106aの信号を捉えることができる。また、ノートPC801のディスプレイを過度に傾けた場合、第1回転体201の突起部207が第2回転体202に接触することで回転が止まるが、突起部207に取り付けた反射部402で照明光106aが反射し受光素子103に入射するので、より広範囲な姿勢での照明光106aの受信を行うことが可能となる。このように、本実施の形態3の光通信用受信器200は、ノートPC801などの大型の端末に有用である。本実施の形態3のように、2軸に移動可能とすることによって、設置位置の自由度を向上させることができる。   An operation in which the light receiving element 103 faces upward will be described with reference to FIGS. When the display of the notebook PC 801 is opened, first, the battery 104 inside the receiver 200 becomes a weight, the first rotating body 201 rotates around the first rotating shaft 208, and the light receiving element 103 is arranged facing upward. At this time, the protrusion 207 comes into contact with the contact portion 202c of the second rotating body, thereby suppressing the rotation. As the first rotating body 201 rotates, the battery 104, which is a weight, moves downward, and at the same time, the second rotating body 202 rotates around the second rotating shaft 209 so that the center of gravity of the battery 104 moves to the lowest point. . As a result, the first rotating body 201 and the second rotating body 202 rotate around the first rotating shaft 208 and the second rotating shaft 209, respectively, and the battery 104 is localized at the lowest possible point. Therefore, the signal of the illumination light 106a can be captured regardless of the position of the notebook PC 801 and the angle when the display is opened / closed and opened. In addition, when the display of the notebook PC 801 is excessively tilted, the rotation stops when the protrusion 207 of the first rotating body 201 comes into contact with the second rotating body 202, but illumination light is reflected by the reflecting portion 402 attached to the protrusion 207. Since 106a is reflected and enters the light receiving element 103, the illumination light 106a can be received in a wider range of postures. As described above, the optical communication receiver 200 according to the third embodiment is useful for a large terminal such as the notebook PC 801. As in the third embodiment, the degree of freedom of the installation position can be improved by making it movable in two axes.

以上のように、本実施の形態によると、光通信用受信器200を取り付ける対象物の姿勢が3次元的に変わっても、受光素子103を鉛直上方に向けることができ、安定して照明光106aを受光することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the light receiving element 103 can be directed vertically upward even when the posture of the object to which the optical communication receiver 200 is attached changes three-dimensionally, and illumination light can be stably emitted. 106a can be received.

本発明の光通信用受信器は、例えば可視光通信などの光通信の受信器として利用できる。   The optical communication receiver of the present invention can be used as a receiver for optical communication such as visible light communication.

100,200 光通信用受信器
101 筐体
102,122 回転体
102a 電池ホルダー
103 受光素子
104 電池
105 開口部
106 照明装置
106a 照明光
106b 反射光
107 回路
107a,206 受信回路
107b,205 通信回路
108 通信接続部
109 中空回転軸
110 回転支持部材
111 配線
112,207,401 突起部
201 第1回転体
202 第2回転体
202b 支柱部
202c 接触部
203 固定部
208 第1回転軸
209 第2回転軸
301 携帯端末
402 反射部
801 ノートPC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,200 Receiver for optical communication 101 Case 102,122 Rotating body 102a Battery holder 103 Light receiving element 104 Battery 105 Opening part 106 Illuminating device 106a Illuminating light 106b Reflected light 107 Circuit 107a, 206 Receiving circuit 107b, 205 Communication circuit 108 Communication Connecting portion 109 Hollow rotating shaft 110 Rotating support member 111 Wiring 112, 207, 401 Protruding portion 201 First rotating body 202 Second rotating body 202b Strut portion 202c Contact portion 203 Fixed portion 208 First rotating shaft 209 Second rotating shaft 301 Carrying Terminal 402 Reflector 801 Notebook PC

Claims (5)

受光素子と、前記受光素子で受光した光から光通信信号を復号する回路と、錘が設けられた回転体と、
前記回転体を保持する筐体から構成され、
前記受光素子は、前記錘によって前記回転体が回転することで所定の方向に向けて配置され、
前記回転体の表面には、前記筐体と接触して前記回転体の回転を所定の角度で止める突起部が設けられた、
光通信用受信器。
A light receiving element, a circuit that decodes an optical communication signal from light received by the light receiving element, a rotating body provided with a weight,
The casing is configured to hold the rotating body,
The light receiving element is arranged in a predetermined direction by rotating the rotating body by the weight,
The surface of the rotating body is provided with a protrusion that contacts the housing and stops the rotation of the rotating body at a predetermined angle.
Receiver for optical communication.
前記錘は、前記回転体に収められると共に前記回路を駆動させる電池である、
請求項1に記載の光通信用受信器。
The weight is a battery that is housed in the rotating body and drives the circuit.
The optical communication receiver according to claim 1.
前記電池は、前記回転体に設けられた電池ホルダーに収められた状態で前記回転体から露出する、
請求項2に記載の光通信用受信器。
The battery is exposed from the rotating body in a state of being housed in a battery holder provided on the rotating body.
The optical communication receiver according to claim 2.
前記回転体は、前記受光素子、前記回路、前記錘および前記突起部が設けられた第1回転体と、第2回転体とから構成され、
前記第1回転体は、第1回転軸周りに回転自在に前記第2回転体に支持され、
前記第2回転体は、前記第1回転軸と直交する第2回転軸周りに回転自在に前記筐体に支持された、
請求項1から3いずれか1項に記載の光通信用受信器。
The rotating body includes a first rotating body provided with the light receiving element, the circuit, the weight, and the protrusion, and a second rotating body,
The first rotating body is supported by the second rotating body so as to be rotatable around a first rotation axis,
The second rotating body is supported by the housing so as to be rotatable around a second rotation axis orthogonal to the first rotation axis.
The optical communication receiver according to any one of claims 1 to 3.
前記突起部は、前記受光素子に対向する側に光を反射する反射部を有する、
請求項1から4いずれか1項に記載の光通信用受信器。
The protrusion has a reflecting portion that reflects light on a side facing the light receiving element.
The optical communication receiver according to any one of claims 1 to 4.
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