JP2018046585A - Optical receiver - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To receive data of an optical signal correctly even if intensity of the optical signal received by a light-receiving element is weak.SOLUTION: In a later stage of a filter receiving a waveform signal generated on the basis of output from a light-receiving element for receiving an optical signal and converting the optical signal into an electric signal, an optical receiver includes a voltage generation circuit which forms reference voltage for defining bias voltage of a filter output waveform, and a variable gain amplifier for amplifying the filter output waveform output from the filter. A control circuit for controlling the reference voltage and gain of the variable gain amplifier on the basis of the output from the variable gain amplifier boosts the bias voltage of the filter output waveform depending on undesired dullness of the output waveform of the variable gain amplifier, and controls the gain of the variable gain amplifier so as to make it smaller than that at present.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は可視光による光信号を受信する光受信機に関し、例えばLED(Light Emitting Diode)照明光に光変調信号を重畳してデータ通信を行う光通信システムなどに適用して有効な技術に関する。   The present invention relates to an optical receiver that receives an optical signal by visible light, and relates to a technique that is effective when applied to, for example, an optical communication system that performs data communication by superimposing an optical modulation signal on LED (Light Emitting Diode) illumination light.

近年、LED照明を用いた可視光通信技術が発展し、可視光に光変調信号を重畳してデータ通信を行う装置が登場し始めた。可視光通信に適用可能な光受信機について例えば特許文献1に記載がある。これによれば、受光素子(フォトダイオード)が出力する電気信号を、バンドパスフィルタを用いて周波数成分の抽出を行い、A/Dコンバータを用いて信号を復調するという動作を行う。これに記載された技術の特徴は、「直流成分除去処理」及び「AGC増幅率制御」であり、初段増幅器の出力信号に含まれる直流成分を抽出し、この直流成分を打ち消すように初段増幅器の入力側にバイアス電流を帰還することで、初段増幅器に入力される電気信号の直流成分を除去する。直流成分を打ち消すバイアス電流を流すことによって、初段増幅器に入力される電気信号の直流成分を除去することができ、初段増幅器の増幅率を大きくすることが可能になる。これによって、例えば、微弱な光変調信号を受信することが可能になり、光変調信号の受信のダイナミックレンジを広げることができる。可変ゲイン増幅器の増幅率の調整制御(AGC増幅率制御)を、常時行うのではなく、信号のプリアンブル受信時のみ行うようにすることで、AGC増幅率の調整時間が短くなるように考慮されている。   In recent years, visible light communication technology using LED lighting has been developed, and devices that perform data communication by superimposing a light modulation signal on visible light have started to appear. For example, Patent Document 1 describes an optical receiver applicable to visible light communication. According to this, the operation of extracting the frequency component of the electrical signal output from the light receiving element (photodiode) using the band pass filter and demodulating the signal using the A / D converter is performed. The features of the technology described here are “DC component removal processing” and “AGC gain control”. The DC component contained in the output signal of the first stage amplifier is extracted and the first stage amplifier is canceled so as to cancel this DC component. By feeding back the bias current to the input side, the DC component of the electric signal input to the first stage amplifier is removed. By supplying a bias current that cancels the DC component, the DC component of the electric signal input to the first-stage amplifier can be removed, and the amplification factor of the first-stage amplifier can be increased. Thereby, for example, a weak light modulation signal can be received, and the dynamic range of reception of the light modulation signal can be expanded. The adjustment control of the gain of the variable gain amplifier (AGC gain control) is not always performed, but only when the signal preamble is received, so that the adjustment time of the AGC gain is shortened. Yes.

特開2013−5327号公報JP 2013-5327 A

本発明者は、光受信機による光信号の受信強度が低い場合、即ち、受信する光信号が暗い場合、受光素子(照度センサ)が出力する電気信号に鈍りを生ずる虞のあることを見出した。例えば、受光素子が出力する電気信号を、ハイパスフィルタを通すことで直流成分を除去し、信号のエッジ部が強調された信号に変換し、変換された信号に対して振幅を一定にするための自動利得制御によって増幅し、後段のA/D変換器のダイナミックレンジに整合させる。A/D変換されたデータは所定の判定閾値を用いて論理値が判別され、判別結果データが所定のデータ処理に供される。このとき、受光する光信号が暗い場合にはハイパスフィルタから出力される信号に鈍りを生ずる。この鈍りを生ずる要因は、受光素子が出力できる電気信号の電流量とハイパスフィルタのコンデンサ容量に関係がある。受光素子が出力する電気信号の電流量が少なくなると、コンデンサが充電されるまで時間がかかってしまうことで、波形の立ち上がり時間は長くなるが、立下り時間はコンデンサの特性に応じた放電時間で決まり、受光する光信号の強弱には関係がない。ハイパスフィルタの動作タイミング上、コンデンサが完全に充電される前に放電が開始されると、ハイパスフィルタの出力波形の振幅が上向き方向と下向き方向で異なってしまう。これによって、波形信号のハイ期間とロー期間に誤差を生じ、正しく光信号を受信することが難しくなると考えられる。このように、受光素子が出力する電気信号の電流量が少なくなって後段での充電時間と放電時間の関係が一定しなくなることにより、光信号を正しく受信することが難しくなる。   The present inventor has found that there is a possibility that the electrical signal output from the light receiving element (illuminance sensor) may become dull when the reception intensity of the optical signal by the optical receiver is low, that is, when the received optical signal is dark. . For example, the electrical signal output from the light receiving element is passed through a high-pass filter to remove the DC component, and is converted into a signal in which the edge portion of the signal is emphasized, and the amplitude of the converted signal is made constant. Amplified by automatic gain control and matched to the dynamic range of the subsequent A / D converter. The logical value of the A / D converted data is determined using a predetermined determination threshold value, and the determination result data is subjected to predetermined data processing. At this time, if the received optical signal is dark, the signal output from the high-pass filter becomes dull. The cause of this dullness is related to the amount of electric signal current that can be output by the light receiving element and the capacitor capacity of the high-pass filter. When the current amount of the electrical signal output from the light receiving element decreases, it takes time until the capacitor is charged.The rise time of the waveform becomes longer, but the fall time is a discharge time according to the characteristics of the capacitor. It is not related to the strength of the received optical signal. If the discharge is started before the capacitor is fully charged in the operation timing of the high-pass filter, the amplitude of the output waveform of the high-pass filter differs between the upward direction and the downward direction. As a result, it is considered that an error occurs between the high period and the low period of the waveform signal, and it becomes difficult to correctly receive the optical signal. As described above, since the current amount of the electrical signal output from the light receiving element is reduced and the relationship between the charging time and the discharging time in the subsequent stage is not constant, it is difficult to receive the optical signal correctly.

上記並びにその他の課題と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。   The above and other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

本願において開示される実施の形態のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。   An outline of representative ones of the embodiments disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、光信号を受信して電気信号に変換する受光素子の出力に基づいて生成される波形信号を入力するフィルタの後段に、フィルタ出力波形のバイアス電圧を規定するための基準電圧を形成する電圧生成回路と、前記フィルタから出力されるフィルタ出力波形を増幅する利得可変の可変利得増幅器を有する。前記可変利得増幅器の出力に基づいて前記基準電圧と前記可変利得増幅器の利得を制御する制御回路は、可変利得増幅器の出力波形の不所望な鈍りに応じて、前記基準電圧によりフィルタ出力波形のバイアス電圧を押し上げる共に前記可変利得増幅器の利得を現在よりも小さくする制御を行う。   That is, a voltage that forms a reference voltage for defining a bias voltage of a filter output waveform at a subsequent stage of a filter that inputs a waveform signal generated based on an output of a light receiving element that receives an optical signal and converts it into an electrical signal And a variable gain amplifier having a variable gain for amplifying a filter output waveform output from the filter. A control circuit for controlling the reference voltage and the gain of the variable gain amplifier based on the output of the variable gain amplifier is configured to bias a filter output waveform by the reference voltage in response to an undesired blunting of the output waveform of the variable gain amplifier. Control is performed to raise the voltage and make the gain of the variable gain amplifier smaller than the present one.

本願において開示される実施の形態のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。   The effects obtained by the representative ones of the embodiments disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、受光素子が受光する光信号の強度が弱くても光信号によるデータを正しく受信することができる。   That is, even if the intensity of the optical signal received by the light receiving element is weak, the data based on the optical signal can be received correctly.

図1は光受信機の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of an optical receiver. 図2は光受信機と光通信を行う光送信機を例示するブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an optical transmitter that performs optical communication with an optical receiver. 図3は照明光源を光送信に用いるようにしたLED照明器具を例示する説明図である。FIG. 3 is an explanatory view illustrating an LED lighting fixture in which an illumination light source is used for optical transmission. 図4はハイパスフィルタを例示する回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a high-pass filter. 図5は可変利得増幅器を例示する回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a variable gain amplifier. 図6は基準電圧生成器を例示するブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a reference voltage generator. 図7は受光素子が出力する電気信号波形及び波形生成回路から出力されてADCに入力される信号波形を信号に鈍りがある場合とない場合を比較して例示した波形図である。FIG. 7 is a waveform diagram illustrating an electric signal waveform output from the light receiving element and a signal waveform output from the waveform generation circuit and input to the ADC in comparison with a case where the signal is dull and a case where the signal is not blunt. 図8はADCの入力波形に対する論理値判定のためのハイ期間とロー期間を鈍りがある場合とない場合で対比して示した波形図である。FIG. 8 is a waveform diagram showing a high period and a low period for logical value determination with respect to an ADC input waveform in a case where there is a dullness and a case where there is no dullness. 図9は可視光を用いた通信の規格であるJEITA CP−1223における4PPM方式を例示する説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating the 4PPM system in JEITA CP-1223, which is a communication standard using visible light. 図10は信号鈍りへの対処の手段として信号波形の鈍りを補正する補正の原理を例示的に示した波形図である。FIG. 10 is a waveform diagram exemplarily illustrating the principle of correction for correcting the dullness of the signal waveform as a means for coping with signal dullness. 図11は自動利得制御の方法を例示するフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart illustrating an automatic gain control method. 図12は自動利得制御による波形信号の波形図と判定閾値とを示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing a waveform diagram of a waveform signal by automatic gain control and a determination threshold value. 図13は明るくて利得を上げている場合と暗くて利得を上げている場合の波形信号を例示する波形図である。FIG. 13 is a waveform diagram illustrating waveform signals when the gain is bright and the gain is increased, and when the gain is dark and the gain is increased. 図14は波形信号の鈍りに対する基準電圧VB2の制御手順を例示するフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart illustrating the control procedure of the reference voltage VB2 with respect to the dullness of the waveform signal. 図15は可変利得増幅器に対する自動利得制御の別の手法を例示する波形図である。FIG. 15 is a waveform diagram illustrating another method of automatic gain control for the variable gain amplifier. 図16に図15の手法を例示するフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart illustrating the method of FIG. 図17は可変利得増幅器に対する自動利得制御の更に別の制御フローとして、ピーク値の増減傾向にしたがった可変利得増幅器の利得制御方法を例示するフローチャートである。FIG. 17 is a flow chart illustrating a gain control method for the variable gain amplifier according to the increasing / decreasing tendency of the peak value as still another control flow of the automatic gain control for the variable gain amplifier. 図18はハイ期間とロー期間の判定閾値を波形の鈍りに応じて変更するようにした例を示す波形図である。FIG. 18 is a waveform diagram showing an example in which the determination threshold value of the high period and the low period is changed according to the dullness of the waveform. 図19は図18の手法による判定閾値の変更処理を例示するフローチャートである。FIG. 19 is a flowchart illustrating the determination threshold value changing process by the method of FIG.

1.実施の形態の概要
先ず、本願において開示される実施の形態について概要を説明する。実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
1. First, an outline of an embodiment disclosed in the present application will be described. Reference numerals in the drawings referred to with parentheses in the outline description of the embodiments merely exemplify what are included in the concept of the components to which the reference numerals are attached.

〔1〕<信号波形の鈍りを補正>
光受信機(10)は、光信号を受信して電気信号に変換する受光素子(102)と、前記受光素子から出力される電気信号を入力してフィルタリング及び増幅により第1波形信号(WV1)を生成する第1波形生成回路(14)と、前記第1波形生成回路から出力された前記第1波形信号を入力してフィルタリング及び増幅により第2波形信号を生成する第2波形生成回路(15)と、前記第1波形生成回路及び前記第2波形生成回路のためのバイアス電圧制御と自動利得制御を行う制御回路(12)とを有する。前記制御回路は、前記第2波形生成回路から出力される第2波形信号(WV2)の信号波形が不所望に鈍っているか否かを判別し、不所望に鈍っていると判別した場合には、前記第2波形生成回路におけるバイアス電圧(BV2)を現在よりも高くし且つ前記第2波形生成回路における利得を現在よりも小さくする制御を行う。
[1] <Correction of signal waveform dullness>
An optical receiver (10) receives a light signal (102) for receiving an optical signal and converts it into an electrical signal, and inputs an electrical signal output from the light receiving element, filtering and amplifying the first waveform signal (WV1). The first waveform generation circuit (14) for generating the first waveform signal and the second waveform generation circuit (15) for inputting the first waveform signal output from the first waveform generation circuit and generating the second waveform signal by filtering and amplification And a control circuit (12) for performing bias voltage control and automatic gain control for the first waveform generation circuit and the second waveform generation circuit. When the control circuit determines whether the signal waveform of the second waveform signal (WV2) output from the second waveform generation circuit is undesirably blunted, and determines that the signal waveform is undesirably blunted The bias voltage (BV2) in the second waveform generation circuit is controlled to be higher than the current value, and the gain in the second waveform generation circuit is made smaller than the current value.

これによれば、受光素子で受光した光信号の強度が弱い場合に受光素子の出力及び第1波形信号が鈍って第2波形信号に正極性側と負極性側の振幅が相違するような鈍りが生じても、制御回路はそれに応答して、第2波形生成回路のバイアス電圧を押し上げてからその利得を小さくする。その結果、第2波形信号の正極性側と負極性側の振幅の相違が緩和され、第2波形信号の正及び負のビット幅が規定幅から逸脱する状態を抑制することができるようになり、第2波形信号に対する論理値の誤判定の虞を低減することが可能になる。したがって、受光素子が受光する光信号の強度が弱くても光信号によるデータを正しく受信可能になる。   According to this, when the intensity of the optical signal received by the light receiving element is weak, the output of the light receiving element and the first waveform signal are dull, and the second waveform signal is dull so that the amplitudes on the positive side and the negative side are different. In response, the control circuit increases the bias voltage of the second waveform generation circuit and then decreases the gain. As a result, the difference in amplitude between the positive polarity side and the negative polarity side of the second waveform signal is alleviated, and the state where the positive and negative bit widths of the second waveform signal deviate from the specified width can be suppressed. Thus, it is possible to reduce the possibility of erroneous determination of the logical value for the second waveform signal. Therefore, even if the intensity of the optical signal received by the light receiving element is weak, data based on the optical signal can be received correctly.

〔2〕<信号波形に鈍りがあるか否かの判別手法>
項1において、前記制御回路は、前記第2波形生成回路から出力される第2波形信号に対してその論理値判定閾値を超えた状態が判定スロットの時間よりも短い所定時間維持されているか否かを判定し、前記所定時間維持されている場合は前記第2波形信号の波形が不所望に鈍っていると判別し、前記所定時間維持されていない場合は前記第2波形信号の波形が不所望に鈍っていないと判別する(図13参照)。
[2] <Determination method of whether the signal waveform is dull>
In item 1, the control circuit is maintained for a predetermined time shorter than the time of the determination slot when the second waveform signal output from the second waveform generation circuit exceeds the logical value determination threshold. If the predetermined waveform is maintained for a predetermined period of time, it is determined that the waveform of the second waveform signal is undesirably dull. If the predetermined period of time is not maintained, the waveform of the second waveform signal is not correct. It is determined that it is not dull as desired (see FIG. 13).

これによれば、自動利得制御による利得の大小によって第2波形信号に歪みを生じているか否かを判別する場合に比べて判定誤りを減らすことができる。即ち、受光素子から出力される電気信号波形は光信号が暗くなるに従って鈍りが大きくなる傾向にあり、明るいときは鈍りにくく、暗いときはより鈍る特性がある。これにより、受光素子から出力される電気信号の出力電圧レベルによって鈍りの大小の傾向を把握することができる。明るいときは受光素子の出力電圧レベルは高く、暗いときは低い。この傾向に従えば、自動利得制御による利得が大きいときは鈍りが大きく、利得が小さいときは鈍りが小さいと関連つけることも可能になる。しかしながら、明るいときにも自動利得制御による利得を上げなければならない場合がある。それは受光素子の出力が飽和する場合である。この場合には、光源が点灯するハイ期間の出力電圧が飽和しているとき、更に明るくなると消灯時のロー期間の出力電圧も飽和電圧に近づくため、ハイ期間の出力電圧とロー期間の出力電圧の差が小さくなる。このような場合には自動利得制御の利得が大きくされなければならない。従って、明るくて利得を上げているのか、暗くて利得を上げているのかを判別する必要があり、これを上記手段によって区別することができる。増幅率が大きくても鈍っていなければ、第2波形信号のレベルは論理値判定閾値を超えてしばらくすればバイアス電圧レベルに戻るからである。   According to this, it is possible to reduce determination errors compared to the case where it is determined whether or not the second waveform signal is distorted due to the magnitude of the gain by automatic gain control. That is, the electric signal waveform output from the light receiving element tends to become dull as the optical signal becomes darker, and has a characteristic that it is less dull when it is bright and dull when it is dark. Accordingly, it is possible to grasp the tendency of the dullness depending on the output voltage level of the electric signal output from the light receiving element. When it is bright, the output voltage level of the light receiving element is high, and when it is dark, it is low. According to this tendency, it is possible to relate that the dullness is large when the gain by the automatic gain control is large and the dullness is small when the gain is small. However, there are cases where it is necessary to increase the gain by automatic gain control even when it is bright. This is a case where the output of the light receiving element is saturated. In this case, when the output voltage in the high period when the light source is turned on is saturated, the output voltage in the low period when the light is turned off also approaches the saturation voltage when it becomes brighter. The difference of becomes smaller. In such a case, the gain of automatic gain control must be increased. Therefore, it is necessary to determine whether the gain is bright and the gain is increased, or whether the gain is dark and the gain is increased, and this can be distinguished by the above means. This is because the level of the second waveform signal returns to the bias voltage level after a while after exceeding the logical value determination threshold if the amplification factor is large but not dull.

〔3〕<第2波形生成回路における電圧波形に対する基準電圧の制御>
項2において、前記制御回路は、前記第2波形信号の波形が不所望に鈍っていないと判別した場合には前記第2波形生成回路におけるバイアス電圧(BV2)を第1電圧とし、前記第2波形信号の波形が不所望に鈍っていると判別した場合には前記第2波形生成回路におけるバイアス電圧を、前記第1電圧に対して前記第2波形生成回路の最大利得に対する現在の利得の割合に応じた電圧分だけ高くした第2電圧とする(図14参照)。
[3] <Control of reference voltage for voltage waveform in second waveform generation circuit>
In item 2, when the control circuit determines that the waveform of the second waveform signal is not undesirably blunted, the bias voltage (BV2) in the second waveform generation circuit is set as the first voltage, and the second When it is determined that the waveform of the waveform signal is undesirably blunted, the bias voltage in the second waveform generation circuit is set to the ratio of the current gain to the maximum gain of the second waveform generation circuit with respect to the first voltage. The second voltage is increased by a voltage corresponding to (see FIG. 14).

これによれば、第2波形信号の正極性側と負極性側の振幅の相違の度合いが自動利得制御の利得に相関することに鑑みれば、第1電圧に対する第2電圧の上昇分を現在の利得と相関を持って決定することができ、第2波形信号の利得を小さくすることを考慮したとき第2電圧の最適化に資することができる。   According to this, in view of the fact that the difference in amplitude between the positive polarity side and the negative polarity side of the second waveform signal correlates with the gain of the automatic gain control, the increase in the second voltage with respect to the first voltage is represented as the current amount. It can be determined with a correlation with the gain, and can contribute to optimization of the second voltage when considering reducing the gain of the second waveform signal.

〔4〕<第2波形生成回路の利得制御>
項1において、前記制御回路は、前記第2波形生成回路から出力される第2波形信号の値が所定の論理値判定閾値を超えたとき(S1)、当該論理値の判定タイミングから論理値判定の判定スロットの時間よりも短い一定時間が経過するのを待って前記第2波形信号の値を取得する(S2,S3)。更に前記制御回路は、前記取得した前記第2波形信号の値が第1閾値を超えているか否かを判別し(S4)、超えていない場合は第1カウンタを初期化し(S6)、越えている場合は前記第1カウンタを+1インクリメントし(S5)、インクリメントした前記第1カウンタの計数値が第1値を超えた場合には前記第2波形生成回路の利得を下げ(S7,S8)、また、前記取得した前記第2波形信号の値が前記第1閾値の手前の第2閾値を超えているか否かを判別し(S9)、超えている場合は第2カウンタを初期化し(S11)、第2閾値に達していない場合は前記第2カウンタを+1インクリメントし(S10)、前記第2カウンタの計数値が第2値を超えた場合は前記第2波形生成回路の利得を上げる利得制御を行う(S12,S13)。
[4] <Gain control of second waveform generation circuit>
In item 1, when the value of the second waveform signal output from the second waveform generation circuit exceeds a predetermined logical value determination threshold value (S1), the control circuit determines a logical value from the determination timing of the logical value. The value of the second waveform signal is acquired after a predetermined time shorter than the determination slot time elapses (S2, S3). Further, the control circuit determines whether or not the acquired value of the second waveform signal exceeds the first threshold value (S4), and if not, initializes the first counter (S6) and exceeds it. If there is, the first counter is incremented by +1 (S5), and if the incremented count value of the first counter exceeds the first value, the gain of the second waveform generation circuit is decreased (S7, S8), Further, it is determined whether or not the value of the acquired second waveform signal exceeds a second threshold value before the first threshold value (S9), and if it exceeds, a second counter is initialized (S11). When the second threshold value is not reached, the second counter is incremented by +1 (S10), and when the count value of the second counter exceeds the second value, the gain control increases the gain of the second waveform generation circuit. (S12, S13) ).

これによれば、自動利得制御が過敏になって制御の収束性が悪化することを比較的簡単に抑制することができる。   According to this, it is possible to relatively easily prevent the automatic gain control from becoming sensitive and degrading the convergence of the control.

〔5〕<信号波形の鈍りの判別手法と第2波形生成回路における電圧波形に対する基準電圧制御>
項4において、前記制御回路は、前記第2波形生成回路から出力される第2波形信号に対してその論理値判定閾値を超えた状態が判定スロットの時間よりも短い所定時間維持されているか否かを判定し(S21)、
前記所定時間維持されていない場合は前記第2波形信号の波形が不所望に鈍っていないと判別して、前記第2波形生成回路のバイアス電圧を第1電圧とする(S22)。前記所定時間維持されている場合は前記第2波形信号の波形が不所望に鈍っていると判別して、前記第2波形生成回路におけるバイアス電圧を前記第1電圧に対して前記第2波形生成回路の最大利得に対する現在の利得の割合に応じた電圧分だけ高くした第2電圧とする(S23)。
[5] <Determination method of signal waveform dullness and reference voltage control for voltage waveform in second waveform generation circuit>
In item 4, the control circuit is maintained for a predetermined time shorter than the time of the determination slot when the second waveform signal output from the second waveform generation circuit exceeds the logical value determination threshold. (S21),
If not maintained for the predetermined time, it is determined that the waveform of the second waveform signal is not dulled undesirably, and the bias voltage of the second waveform generation circuit is set as the first voltage (S22). When the predetermined time is maintained, it is determined that the waveform of the second waveform signal is undesirably blunted, and the bias voltage in the second waveform generation circuit is generated with respect to the first voltage. The second voltage is increased by a voltage corresponding to the ratio of the current gain to the maximum gain of the circuit (S23).

これによれば、第2波形信号に歪みを生じているか否かの判定誤りを減らすことができる。   According to this, it is possible to reduce the determination error as to whether or not the second waveform signal is distorted.

〔6〕<第1波形生成回路>
項1において、前記第1波形生成回路は、前記受光素子から出力される電気信号を入力してそのエッジ変化部分を強調する第1ハイパスフィルタ(103)と、前記ハイパスフィルタの出力を増幅する利得可変の第1可変利得増幅器(104)と、前記可変利得増幅器の出力を入力して高周波成分のノイズを除去して前記第1波形信号を出力するローパスフィルタ(105)と、前記ハイパスフィルタ、前記第1可変利得増幅器及び前記ローパスフィルタの出力信号波形の第1バイアス電圧を規定するための基準電圧を生成する第1基準電圧生成器(108)と、を含む。
[6] <First waveform generation circuit>
In item 1, the first waveform generation circuit receives the electrical signal output from the light receiving element and emphasizes an edge change portion thereof, and a gain for amplifying the output of the high pass filter A variable first variable gain amplifier (104); a low-pass filter (105) that receives the output of the variable gain amplifier to remove high-frequency component noise and outputs the first waveform signal; the high-pass filter; And a first reference voltage generator (108) for generating a reference voltage for defining a first bias voltage of an output signal waveform of the low-pass filter.

これによれば、第1波形生成回路を比較的簡単に構成することができる。   According to this, the first waveform generation circuit can be configured relatively easily.

〔7〕<第2波形生成回路>
項6において、前記第2波形生成回路は、前記ローパスフィルタから出力される第1波形信号を入力してそのエッジ変化部分を強調する第2ハイパスフィルタ(106)と、前記第2ハイパスフィルタの出力を増幅する利得可変の第2可変利得増幅器(107)と、前記第2ハイパスフィルタ及び前記第2可変利得増幅器の出力信号波形の第2バイアス電圧を規定するための基準電圧を生成する第2基準電圧生成器(109)と、を含む。
[7] <Second waveform generation circuit>
In Item 6, the second waveform generation circuit receives the first waveform signal output from the low-pass filter and emphasizes the edge change portion thereof, and the output of the second high-pass filter A variable gain second variable gain amplifier (107) for amplifying the signal and a second reference for generating a reference voltage for defining a second bias voltage of the output signal waveform of the second high-pass filter and the second variable gain amplifier A voltage generator (109).

これによれば、第2波形生成回路を比較的簡単に構成することができる。   According to this, the second waveform generation circuit can be configured relatively easily.

〔8〕<ピーク値の平均値を用いて第2波形生成回路の利得制御>
項1において、前記制御回路は、前記第2波形生成回路から出力される第2波形信号の値が第1の論理値判定閾値を超えたとき、当該論理値の判定タイミングから論理値判定の判定スロットの時間よりも短い一定時間が経過するのを待って前記第2波形信号の値を取得し(S33)、今回取得した値と過去に同様に取得した直近の単数又は複数回の前記第2波形信号の値との平均値を演算し(S34)、前記平均値が第1閾値を超えている場合には前記第2波形生成回路の利得を下げ(S35,S36)、前記平均値が前記第1閾値の手前の第2閾値を超えていない場合は前記第2波形生成回路の利得を上げる(S37,S38)利得制御を行う。
[8] <Gain control of second waveform generation circuit using average of peak values>
In item 1, when the value of the second waveform signal output from the second waveform generation circuit exceeds the first logical value determination threshold, the control circuit determines the logical value determination from the determination timing of the logical value. The value of the second waveform signal is acquired after a predetermined time shorter than the slot time has elapsed (S33), and the value acquired this time and the latest one or more times of the second acquired in the past in the same manner. An average value with the value of the waveform signal is calculated (S34), and when the average value exceeds the first threshold, the gain of the second waveform generation circuit is lowered (S35, S36), and the average value is If the second threshold value before the first threshold value is not exceeded, the gain of the second waveform generation circuit is increased (S37, S38), and gain control is performed.

これによれば、自動利得制御が過敏になって制御の収束性が悪化することを比較的簡単に抑制することができる。   According to this, it is possible to relatively easily prevent the automatic gain control from becoming sensitive and degrading the convergence of the control.

〔9〕<ピーク値の増減傾向にしたがった第2波形生成回路の利得制御>
項1において、前記制御回路は、前記第2波形生成回路から出力される第2波形信号の値が所定の論理値判定閾値を超えたとき(S41)、当該論理値の判定タイミングから論理値判定の判定スロットの時間よりも短い一定時間が経過するのを待って前記第2波形信号の値を取得し(S42,S43)、前記取得した前記第2波形信号の値と前回同様に取得した前記第2波形信号の値との大小関係を判別し(S44)、前記第2波形信号の値が増加傾向の場合には第1カウンタを1ステップカウント動作させ且つ第2カウンタのカウント値を初期化し(S45,S46)、前記第2波形信号の値が減少傾向の場合には第2カウンタを1ステップカウント動作させ且つ第1カウンタのカウント値を初期化し(S47,S48)、前記第1カウンタのカウント値が第1値を超えたとき前記第2波形生成回路の利得を下げ(S49,S50)、前記第2カウンタのカウント値が第2値を超えたとき前記第2波形生成回路の利得を上げる(S51,S52)利得制御を行う。
[9] <Gain control of second waveform generation circuit according to increasing / decreasing peak value>
In item 1, when the value of the second waveform signal output from the second waveform generation circuit exceeds a predetermined logical value determination threshold value (S41), the control circuit determines a logical value from the determination timing of the logical value. The value of the second waveform signal is acquired after a certain time shorter than the time of the determination slot elapses (S42, S43), and the value of the acquired second waveform signal is acquired in the same manner as the previous time. The magnitude relationship with the value of the second waveform signal is discriminated (S44). When the value of the second waveform signal tends to increase, the first counter is operated for one step and the count value of the second counter is initialized. (S45, S46) When the value of the second waveform signal tends to decrease, the second counter is operated for one step and the count value of the first counter is initialized (S47, S48). When the count value exceeds the first value, the gain of the second waveform generation circuit is decreased (S49, S50), and when the count value of the second counter exceeds the second value, the gain of the second waveform generation circuit (S51, S52) Gain control is performed.

これによれば、自動利得制御が過敏になって制御の収束性が悪化することを比較的簡単に抑制することができる。   According to this, it is possible to relatively easily prevent the automatic gain control from becoming sensitive and degrading the convergence of the control.

〔10〕<論理値の判定閾値を変更>
光受信機(10)は、光信号を受信して電気信号に変換する受光素子(102)と、前記受光素子から出力される電気信号を入力してフィルタリング及び増幅により波形信号を生成する波形生成回路(11)と、前記波形生成回路のバイアス電圧制御と自動利得制御を行うと共に、前記波形生成回路から供給されてくる波形信号の論理値を所定の判定スロット単位で判定する制御を行う制御回路(12)と、を有する。前記制御回路は、前記波形生成回路から出力される波形信号の信号波形が不所望に鈍っているか否かを判別し(S61)、不所望に鈍っていないときは判定フルスケール電圧に対して高い電圧側の第1判定基準を第1閾値電圧とし、低い電圧側の第2判定基準を第2閾値電圧とする(S62)。不所望に鈍っているとき判定フルスケール電圧に対して高い電圧側の第3判定基準を、前記波形生成回路の現在の利得に所定の係数を乗じた電圧分だけ前記第1閾値電圧よりも低い電圧とし、判定フルスケール電圧に対して低い電圧側の第4判定基準を、前記第1閾値電圧と第2閾値電圧との中間の電圧分だけ前記第3判定基準の電圧よりも低い電圧とする(S63)。
[10] <Change logical value judgment threshold>
The optical receiver (10) receives a light signal and converts it into an electrical signal, and generates a waveform signal by filtering and amplifying the electrical signal output from the light receiving element. A control circuit for performing bias voltage control and automatic gain control of the circuit (11) and the waveform generation circuit, and for performing control for determining a logical value of the waveform signal supplied from the waveform generation circuit in a predetermined determination slot unit (12) The control circuit determines whether or not the signal waveform of the waveform signal output from the waveform generation circuit is undesirably blunted (S61), and when not undesirably blunted, is higher than the determination full-scale voltage The first determination criterion on the voltage side is the first threshold voltage, and the second determination criterion on the lower voltage side is the second threshold voltage (S62). The third judgment criterion on the higher voltage side than the judgment full-scale voltage is lower than the first threshold voltage by a voltage obtained by multiplying the current gain of the waveform generation circuit by a predetermined coefficient. The fourth determination criterion on the voltage side lower than the determination full-scale voltage is set to a voltage lower than the third determination criterion voltage by an intermediate voltage between the first threshold voltage and the second threshold voltage. (S63).

これによれば、受光素子で受光した光信号の強度が弱い場合に波形信号に正極性側と負極性側の振幅が相違するような鈍りが生じても、制御回路はそれに応答して、波形信号の判定閾値を変更する。判定閾値の変更量は、波形信号の正極性側と負極性側の振幅の相違の度合いが波形生成回路における自動利得制御の利得に相関することに鑑みて、前記波形生成回路の現在の利得に応じた電圧分とするから、判定閾値の過大な変更の抑制、換言すれば、変更される判定閾値の最適化に資することができる。   According to this, when the intensity of the optical signal received by the light receiving element is weak, even if the waveform signal is blunted such that the amplitude on the positive polarity side is different from that on the negative polarity side, the control circuit responds to the waveform. Change the signal threshold. The amount of change in the determination threshold depends on the current gain of the waveform generation circuit in view of the fact that the difference in amplitude between the positive polarity side and the negative polarity side of the waveform signal correlates with the gain of automatic gain control in the waveform generation circuit. Since the corresponding voltage is set, it is possible to contribute to suppression of an excessive change of the determination threshold, in other words, optimization of the changed determination threshold.

〔11〕<波形生成回路に対する利得の制御>
項10において、前記制御回路は、前記波形生成回路から出力される波形信号の値が所定の論理値判定閾値を超えたとき、当該論理値の判定タイミングから論理値判定の前記判定スロットの時間よりも短い一定時間が経過するのを待って前記波形信号の値を取得し、前記取得した前記波形信号の値が第1閾値を超えているか否かを判別する。超えていない場合は第1カウンタを初期化し、越えている場合は前記第1カウンタを+1インクリメントし、インクリメントした前記第1カウンタの計数値が第1値を超えた場合には前記波形生成回路の利得を下げる。また、前記取得した前記波形信号の値が前記第1閾値の手前の第2閾値を超えているか否かを判別し、超えている場合は第2カウンタを初期化し、第2閾値に達していない場合は前記第2カウンタを+1インクリメントし、前記第2カウンタの計数値が第2値を超えた場合は前記波形生成回路の利得を上げる利得制御を行う(図11参照)。
[11] <Control of gain for waveform generation circuit>
In item 10, when the value of the waveform signal output from the waveform generation circuit exceeds a predetermined logical value determination threshold, the control circuit starts from the determination timing of the logical value based on the time of the determination slot of the logical value determination. The waveform signal value is acquired after a short period of time elapses, and it is determined whether or not the acquired waveform signal value exceeds a first threshold value. If it does not exceed, the first counter is initialized. If it exceeds, the first counter is incremented by +1. If the incremented count value of the first counter exceeds the first value, the waveform generating circuit Reduce gain. Further, it is determined whether or not the acquired value of the waveform signal exceeds a second threshold value before the first threshold value, and if it exceeds, the second counter is initialized and the second threshold value is not reached. In this case, the second counter is incremented by +1, and when the count value of the second counter exceeds the second value, gain control is performed to increase the gain of the waveform generation circuit (see FIG. 11).

これによれば、自動利得制御が過敏になって制御の収束性が悪化することを比較的簡単に抑制することができる。   According to this, it is possible to relatively easily prevent the automatic gain control from becoming sensitive and degrading the convergence of the control.

〔12〕<信号波形の鈍りを補正>
光受信機(10)は、光信号を受信して電気信号に変換する受光素子(102)と、前記受光素子の出力に基づいて生成される波形信号を入力するフィルタ(106)と、前記フィルタから出力する出力波形のバイアス電圧を規定するための基準電圧を形成する電圧生成回路(109)と、前記フィルタから出力されるフィルタ出力波形を増幅する利得可変の可変利得増幅器(107)と、前記可変利得増幅器の出力に基づいて前記基準電圧の制御及び前記可変利得増幅器の自動利得制御を行う制御回路(12)とを有する。前記制御回路は、前記可変利得増幅器の出力波形の不所望な鈍りに応じて、前記基準電圧によりフィルタ出力波形のバイアス電圧を押し上げる共に前記可変利得増幅器の利得を現在よりも小さくする制御を行う。
[12] <Correction of signal waveform dullness>
The optical receiver (10) includes a light receiving element (102) that receives an optical signal and converts it into an electrical signal, a filter (106) that inputs a waveform signal generated based on an output of the light receiving element, and the filter A voltage generation circuit (109) for forming a reference voltage for defining a bias voltage of an output waveform output from the output, a variable gain amplifier (107) with variable gain for amplifying the filter output waveform output from the filter, And a control circuit (12) for performing control of the reference voltage and automatic gain control of the variable gain amplifier based on the output of the variable gain amplifier. The control circuit performs control to increase the bias voltage of the filter output waveform by the reference voltage and to make the gain of the variable gain amplifier smaller than the present one in response to an undesired dullness of the output waveform of the variable gain amplifier.

これによれば、受光素子で受光した光信号の強度が弱い場合に上記波形信号に正極性側と負極性側の振幅が相違するような鈍りが生じても、制御回路はそれに応答して、波形生成回路のバイアス電圧を押し上げてからその利得を小さくする。その結果、波形信号の正極性側と負極性側の振幅の相違が緩和され、波形信号の正及び負のビット幅が規定幅から逸脱する状態を抑制することができるようになり、波形信号に対する論理値の誤判定の虞を低減することが可能になる。したがって、受光素子が受光する光信号の強度が弱くても光信号によるデータを正しく受信可能になる。   According to this, even when the waveform signal is weak such that the amplitude on the positive polarity side and the negative polarity side is different when the intensity of the optical signal received by the light receiving element is weak, the control circuit responds accordingly, The gain is reduced after the bias voltage of the waveform generation circuit is boosted. As a result, the difference in amplitude between the positive polarity side and the negative polarity side of the waveform signal is alleviated, and the state where the positive and negative bit widths of the waveform signal deviate from the specified width can be suppressed. It is possible to reduce the possibility of erroneous determination of logical values. Therefore, even if the intensity of the optical signal received by the light receiving element is weak, data based on the optical signal can be received correctly.

〔13〕<信号波形に鈍りがあるか否かの判別手法>
項12において、前記制御回路は、前記可変利得増幅器の出力が論理値判定閾値を超えてからその状態が判定スロットの時間よりも短い所定時間経過するまで維持されている場合に、前記フィルタの出力波形に不所望な鈍りがあると判別する(図13参照)。
[13] <Determination method of whether the signal waveform is dull>
In item 12, the control circuit outputs the output of the filter when the output of the variable gain amplifier exceeds the logical value determination threshold and the state is maintained until a predetermined time shorter than the time of the determination slot elapses. It is determined that the waveform has an undesirable dullness (see FIG. 13).

これによれば、項2の場合と同様に、自動利得制御による利得の大小によって波形信号に歪みを生じているか否かを判別する場合に比べて判定誤りを減らすことができる。   According to this, as in the case of item 2, it is possible to reduce determination errors as compared with the case where it is determined whether or not the waveform signal is distorted due to the magnitude of the gain by automatic gain control.

〔14〕<基準電圧の制御>
項12において、前記制御回路は、前記フィルタの出力波形に不所望な鈍りがないと判別した場合には前記バイアス電圧を電源電圧の半分の電圧とし、前記フィルタ出力波形に不所望な鈍りがあると判別した場合には前記バイアス電圧を前記電源電圧の半分の電圧に対して前記可変利得増幅器の最大利得に対する現在の利得の割合に応じた分だけ高くした電圧とする(図14参照)。
[14] <Control of reference voltage>
In item 12, when the control circuit determines that there is no undesired blunting in the output waveform of the filter, the bias voltage is set to a half of the power supply voltage, and there is an undesired blunting in the filter output waveform. Is determined, the bias voltage is set to a voltage that is higher than the half of the power supply voltage by an amount corresponding to the ratio of the current gain to the maximum gain of the variable gain amplifier (see FIG. 14).

これによれば、波形信号の正極性側と負極性側の振幅の相違の度合いが自動利得制御の利得に相関することに鑑みれば、鈍りがない場合のバイアス電圧に対する鈍りがある場合のバイアス電圧の上昇分を現在の利得と相関を持って決定することができ、波形信号の利得を小さくすることを考慮したとき鈍りがある場合のバイアス電圧の最適化に資することができる。   According to this, in view of the fact that the difference in amplitude between the positive polarity side and the negative polarity side of the waveform signal correlates with the gain of automatic gain control, the bias voltage when there is a dullness with respect to the bias voltage when there is no dullness Can be determined in correlation with the current gain, and can contribute to optimization of the bias voltage when there is a dullness when considering reducing the gain of the waveform signal.

〔15〕<可変利得増幅器の自動利得制御>
項12において、前記制御回路は、前記可変利得増幅器の出力に対する論理値を判定し、この論理値判定タイミングから判定スロットの時間よりも短い一定時間の経過を待ち、前記判定した論理値が論理値判定閾値を超えている場合に、前記可変利得増幅器の出力が第1閾値を超えているか否かを更に判別し、超えていない場合は第1カウンタを初期化し、越えている場合は前記第1カウンタを+1インクリメントし、インクリメントした前記第1カウンタの計数値が第1値を超えた場合は前記可変利得増幅器の利得を下げる。前記可変利得増幅器の出力が前記第1閾値の手前の第2閾値を超えているか否かを更に判別し、超えている場合は第2カウンタを初期化し、第2閾値に達していない場合は前記第2カウンタを+1インクリメントし、前記第2カウンタの計数値が第2値を超えた場合は前記可変利得増幅器の利得を上げる利得制御を行う(図11参照)。
[15] <Automatic gain control of variable gain amplifier>
In item 12, the control circuit determines a logical value for the output of the variable gain amplifier, waits for a certain period of time shorter than the time of the determination slot from the logical value determination timing, and the determined logical value is a logical value. When the determination threshold is exceeded, it is further determined whether or not the output of the variable gain amplifier exceeds the first threshold. If not, the first counter is initialized, and if it exceeds, the first counter is initialized. The counter is incremented by +1. When the incremented count value of the first counter exceeds the first value, the gain of the variable gain amplifier is lowered. It is further determined whether or not the output of the variable gain amplifier exceeds a second threshold value before the first threshold value. If the output value exceeds the second threshold value, the second counter is initialized. The second counter is incremented by +1, and when the count value of the second counter exceeds the second value, gain control is performed to increase the gain of the variable gain amplifier (see FIG. 11).

これによれば、自動利得制御が過敏になって制御の収束性が悪化することを比較的簡単に抑制することができる。   According to this, it is possible to relatively easily prevent the automatic gain control from becoming sensitive and degrading the convergence of the control.

〔16〕<加速度センサを持ち位置情報を光信号で受信する光受信機>
光受信機(10)は、光信号を受信して電気信号に変換する受光素子(102)と、前記受光素子から出力される電気信号を入力してフィルタリング及び増幅により波形信号を生成する波形生成回路(11)と、前記波形生成回路から供給されてくる波形信号を処理する制御回路(12)と、加速度センサ(13)と、前記受光素子への電源の供給を選択する電源スイッチ(101)と、を有する。前記制御回路は、位置情報を前記光信号で受信するモードにおいて、前記加速度センサの出力に基づいて光受信機の移動を感知している間だけ前記電源スイッチをオン状態に制御する。
[16] <Optical receiver that has an acceleration sensor and receives position information as an optical signal>
The optical receiver (10) receives a light signal and converts it into an electrical signal, and generates a waveform signal by filtering and amplifying the electrical signal output from the light receiving element. A circuit (11), a control circuit (12) for processing a waveform signal supplied from the waveform generation circuit, an acceleration sensor (13), and a power switch (101) for selecting supply of power to the light receiving element And having. The control circuit controls the power switch to be in an ON state only while sensing movement of the optical receiver based on the output of the acceleration sensor in a mode in which position information is received by the optical signal.

これによれば、受信した位置情報の更新を要するときだけ受光素子が活性化されるので、光受信機が移動していないときの消費電力を大幅に低減させることができる。   According to this, since the light receiving element is activated only when the received position information needs to be updated, the power consumption when the optical receiver is not moving can be greatly reduced.

2.実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
2. Details of Embodiments Embodiments will be further described in detail.

<光受信機の全体的な構成>
図1には光受信機の一例が示される。図1に示される光受信機10は例えば携帯電話又スマートフォンなどの携帯端末1に設けられていて、図2に例示される光送信機20からの光信号を受信する、可視光通信に利用される。この可視光通信においては、送信側で送信したい送信データを変調回路203で変調し、変調された信号に従ってLED駆動回路202がLED201を駆動することによって光信号が送信される。例えば図3に例示されるように、地下街やデパートなどの屋内に多数配置されたLED照明器具30に光送信機20が内蔵される場合にはLED201にはその照明光源であるLEDが用いられる。
<Overall configuration of optical receiver>
FIG. 1 shows an example of an optical receiver. The optical receiver 10 shown in FIG. 1 is provided in the mobile terminal 1 such as a mobile phone or a smartphone, and is used for visible light communication that receives an optical signal from the optical transmitter 20 illustrated in FIG. The In this visible light communication, transmission data to be transmitted on the transmission side is modulated by the modulation circuit 203, and the LED drive circuit 202 drives the LED 201 in accordance with the modulated signal, whereby an optical signal is transmitted. For example, as illustrated in FIG. 3, when the light transmitter 20 is built in a large number of LED luminaires 30 arranged indoors such as an underground shopping center or a department store, the LED 201 is an LED that is the illumination light source.

光受信機10はLED201からの光信号を受光素子102で受けて電気信号に変換し、これを復調することによって、元のデータとして認識する。   The optical receiver 10 receives the optical signal from the LED 201 by the light receiving element 102, converts it into an electrical signal, and demodulates it to recognize it as original data.

光受信機10は、受光素子102として例えばPINフォトダイオード又はPNフォトダイオードを有する。受光素子102のカソードには電源電圧Vddを印加する電源スイッチ101が設けられ、受光素子102のアノードは、前記受光素子102から出力される電気信号を入力してフィルタリング及び増幅により波形信号を生成する波形生成回路11に接続され、波形生成回路11から出力される波形信号を処理する回路として制御回路12が設けられる。制御回路12には加速度センサ13の出力が与えられ、また、制御回路12は携帯端末10に内蔵された移動体通信処理やアプリケーション処理を行う図示を省略するプロセッサ部などに接続される。   The optical receiver 10 includes, for example, a PIN photodiode or a PN photodiode as the light receiving element 102. The cathode of the light receiving element 102 is provided with a power switch 101 for applying a power supply voltage Vdd. The anode of the light receiving element 102 receives an electric signal output from the light receiving element 102 and generates a waveform signal by filtering and amplification. A control circuit 12 is provided as a circuit that is connected to the waveform generation circuit 11 and processes a waveform signal output from the waveform generation circuit 11. The output of the acceleration sensor 13 is given to the control circuit 12, and the control circuit 12 is connected to a processor unit (not shown) that performs mobile communication processing and application processing built in the mobile terminal 10.

波形生成回路11は、前記受光素子102から出力される電気信号を入力してフィルタリング及び増幅により第1波形信号WV1を生成する第1波形生成回路14、及び第1波形生成回路14から出力された第1波形信号WV1を入力してフィルタリング及び増幅により第2波形信号WV2を生成して制御回路12に与える第2波形生成回路15を有する。   The waveform generation circuit 11 receives the electrical signal output from the light receiving element 102, generates the first waveform signal WV1 by filtering and amplification, and is output from the first waveform generation circuit 14. A second waveform generation circuit 15 that receives the first waveform signal WV1, generates a second waveform signal WV2 by filtering and amplification, and supplies the second waveform signal WV2 to the control circuit 12 is provided.

第1波形生成回路14は、例えば、受光素子102から出力される電気信号を入力してそのエッジ変化部分を強調する第1ハイパスフィルタ103と、第1ハイパスフィルタ103の出力を増幅する利得可変の第1可変利得増幅器104と、前記第1可変利得増幅器104の出力を入力して高周波成分のノイズを除去して前記第1波形信号WV1を出力するローパスフィルタ105と、第1ハイパスフィルタ、第1可変利得増幅器及びローパスフィルタの出力信号波形の第1バイアス電圧として第1基準電圧BV1を生成する第1基準電圧生成器108と、を含んで成る。   The first waveform generation circuit 14 receives, for example, an electric signal output from the light receiving element 102 and emphasizes an edge change portion, and a variable gain for amplifying the output of the first high pass filter 103. The first variable gain amplifier 104, the low-pass filter 105 that receives the output of the first variable gain amplifier 104, removes high-frequency component noise, and outputs the first waveform signal WV1, the first high-pass filter, the first And a first reference voltage generator 108 for generating a first reference voltage BV1 as a first bias voltage of the output signal waveform of the variable gain amplifier and the low-pass filter.

第2波形生成回路15は、例えば、ローパスフィルタ105から出力される第1波形信号WV1を入力してそのエッジ変化部分を強調する第2ハイパスフィルタ106と、第2ハイパスフィルタ106の出力を増幅する利得可変の第2可変利得増幅器107と、第2ハイパスフィルタ106及び第2可変利得増幅器107の出力信号波形の第2バイアス電圧として第2基準電圧BV2を生成する第2基準電圧生成器109と、を含んで成る。   The second waveform generation circuit 15 receives, for example, the first waveform signal WV1 output from the low-pass filter 105 and amplifies the output of the second high-pass filter 106 that emphasizes the edge change portion and the second high-pass filter 106. A variable gain second variable gain amplifier 107; a second reference voltage generator 109 that generates a second reference voltage BV2 as a second bias voltage of the output signal waveforms of the second high-pass filter 106 and the second variable gain amplifier 107; Comprising.

第1ハイパスフィルタ103は、特に制限されないが、図4に例示されるように容量40と抵抗41、42を用いたCRフィルタによって構成することができる。第1ハイパスフィルタ103の出力はバイアス電圧を中心とする信号レベルを有する。ここではそのバイアス電圧されると第1基準電圧VB1を電源電圧Vddの1/2の電圧とする。   The first high-pass filter 103 is not particularly limited, but can be configured by a CR filter using a capacitor 40 and resistors 41 and 42 as illustrated in FIG. The output of the first high pass filter 103 has a signal level centered on the bias voltage. Here, when the bias voltage is applied, the first reference voltage VB1 is set to ½ of the power supply voltage Vdd.

特に図示はしないが、第2ハイパスフィルタ106も同様に構成されるが、バイアス電圧は第2基準電圧VB2にされる。尚、ハイパスフィルタ103,106はオペアンプを用いて構成してもよい。   Although not particularly illustrated, the second high-pass filter 106 is similarly configured, but the bias voltage is set to the second reference voltage VB2. The high pass filters 103 and 106 may be configured using operational amplifiers.

第1可変利得増幅器104は、特に制限されないが、図5に例示されるように非反転増幅回路を用いて構成することができる。即ち、オペアンプ50の入力抵抗51と帰還抵抗52を可変抵抗とし、反転入力端子(−)に入力抵抗51を介して基準電圧BV1を、非反転入力端子(+)に前段からの信号を入力するように構成される。入力抵抗51と帰還抵抗52の抵抗値は制御回路12がレジスタ53に設定するレジスタ値に従って決定される。第1可変利得増幅器104の出力は非反転入力端子(+)からの入力電圧に対して(R1+R2)/2倍の信号変化を生じ、その変化はバイアス電圧である第1基準電圧BV1を中心とする電圧になる。R1は帰還抵抗52の抵抗値、R2は入力抵抗51の抵抗値である。   The first variable gain amplifier 104 is not particularly limited, but can be configured using a non-inverting amplifier circuit as illustrated in FIG. That is, the input resistor 51 and the feedback resistor 52 of the operational amplifier 50 are variable resistors, and the reference voltage BV1 is input to the inverting input terminal (−) via the input resistor 51, and the signal from the previous stage is input to the non-inverting input terminal (+). Configured as follows. The resistance values of the input resistor 51 and the feedback resistor 52 are determined according to the register values set in the register 53 by the control circuit 12. The output of the first variable gain amplifier 104 causes a signal change of (R1 + R2) / 2 times the input voltage from the non-inverting input terminal (+), and the change is centered on the first reference voltage BV1 which is a bias voltage. Voltage. R1 is the resistance value of the feedback resistor 52, and R2 is the resistance value of the input resistor 51.

図示は省略するが、第2可変利得増幅器107は、バイアス電圧として第2基準電圧VB2を入力し、第1可変利得増幅器104と同様に構成される。第1可変利得増幅器104及び第2可変利得増幅器107の双方共にレジスタ53の設定値に従って利得を決定するようになっている。GD1は第1可変利得増幅器104のレジスタ53に設定されるゲイン制御データ、GD2は第2可変利得増幅器107のレジスタ53に設定されるゲイン制御データである。   Although not shown, the second variable gain amplifier 107 receives the second reference voltage VB2 as a bias voltage, and is configured in the same manner as the first variable gain amplifier 104. Both the first variable gain amplifier 104 and the second variable gain amplifier 107 determine the gain according to the set value of the register 53. GD1 is gain control data set in the register 53 of the first variable gain amplifier 104, and GD2 is gain control data set in the register 53 of the second variable gain amplifier 107.

第1基準電圧生成器108は、特に制限されないが、図6に例示されるようにデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換器(DAC)64を用いて生成する。DAC64の電源は、バッファアンプ63を介して供給されるグランド電圧GNDと、電源電圧Vddを抵抗60,61で分圧してバッファアンプ62を介して供給される電源電圧とされる。DAC64の出力電圧は制御回路12がレジスタ65に設定するレジスタ値に従って決定される。DAC64の出力電圧は負帰還アンプ66で出力電圧調整(トリミング)などが行われ、これによってバイアス電圧とされる第1基準電VB1が生成される。図示は省略するが、第2基準電圧生成器109も同様に構成される。特に制限されないが、ここでは第1基準電圧生成器108及び第1基準電圧生成器109の双方共にレジスタ65の設定値に従って第1基準電圧BV1、第2基準電圧BV2を決定するようになっているが、第1基準電圧生成器108に関してはパワーオンリセット処理で所定のレジスタ値に設定され、第2基準電圧生成器109に関してはパワーオンリセット処理の後もレジスタ値は光通信の受信波形の鈍りに応じて可変に設定されることになる。VD1は第1基準電圧生成器108のレジスタ65に設定される電圧制御データ、VD2は第2基準電圧生成器109のレジスタ65に設定される電圧制御データである。   Although not particularly limited, the first reference voltage generator 108 is generated using a digital-analog converter (DAC) 64 that converts a digital signal into an analog signal as illustrated in FIG. The power of the DAC 64 is a ground voltage GND supplied through the buffer amplifier 63 and a power supply voltage supplied through the buffer amplifier 62 by dividing the power supply voltage Vdd by the resistors 60 and 61. The output voltage of the DAC 64 is determined according to the register value set in the register 65 by the control circuit 12. The output voltage of the DAC 64 is adjusted (trimmed) by the negative feedback amplifier 66, thereby generating a first reference voltage VB1 that is used as a bias voltage. Although not shown, the second reference voltage generator 109 is similarly configured. Although not particularly limited, here, both the first reference voltage generator 108 and the first reference voltage generator 109 determine the first reference voltage BV1 and the second reference voltage BV2 according to the set value of the register 65. However, the first reference voltage generator 108 is set to a predetermined register value in the power-on reset process, and the second reference voltage generator 109 is set to have a dull waveform in the optical communication reception waveform after the power-on reset process. It will be set variably according to. VD1 is voltage control data set in the register 65 of the first reference voltage generator 108, and VD2 is voltage control data set in the register 65 of the second reference voltage generator 109.

制御回路12は例えば図1に例示されるように、信号制御部120、電源制御部121、復調部122、及びアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログディジタル変換器(ADC)を有する。信号制御部120と復調部122は、夫々専用ハードウェアで実現し、或いは、プログラム処理を行うCPU、CPUが実行するプログラムを保持するプログラムメモリ、及びCPUのワーク領域に用いられるRAMによって構成することが可能である。   For example, as illustrated in FIG. 1, the control circuit 12 includes a signal control unit 120, a power supply control unit 121, a demodulation unit 122, and an analog-digital converter (ADC) that converts an analog signal into a digital signal. The signal control unit 120 and the demodulation unit 122 are each realized by dedicated hardware, or configured by a CPU that performs program processing, a program memory that holds a program executed by the CPU, and a RAM that is used as a work area of the CPU. Is possible.

ADC123は波形信号WV2をデジタルデータに変換し、変換された変換データを信号制御部120及び復調部122に与える。特に図示はしないが、復調部122及び信号制御部120の双方が波形信号WV2のデジタルデータを判定閾値と比較してハイ期間やロー期間の判別結果などを必要とする場合には、何れか一方での判別結果を他方に渡して流用すればよい。   The ADC 123 converts the waveform signal WV2 into digital data, and supplies the converted data to the signal control unit 120 and the demodulation unit 122. Although not shown in particular, when both the demodulating unit 122 and the signal control unit 120 compare the digital data of the waveform signal WV2 with the determination threshold value and need the determination result of the high period or the low period, either one is required. It is sufficient to pass the result of determination in (1) to the other.

復調部122はADC123から与えられるデータに基づいて波形信号WV2の論理値を判別して光通信信号を再生する。   The demodulator 122 determines the logical value of the waveform signal WV2 based on the data supplied from the ADC 123 and reproduces the optical communication signal.

信号制御部120は利得制御データGD1,GD2を生成することにより、可変利得増幅器104,107に対する自動利得制御を行う。また、信号制御部120は電圧制御データVD1,VD2を生成することにより、フィルタ103,105,106及び可変利得増幅器104,107に対するバイアス電圧制御を行う。特に、制御回路120によるバイアス電圧制御と自動利得制御は、受光素子102で受信する光信号が暗い場合に受光素子102が出力する電気信号が鈍った場合への対応が考慮されている。以下、その考慮に内容について詳述する。   The signal control unit 120 performs automatic gain control on the variable gain amplifiers 104 and 107 by generating gain control data GD1 and GD2. In addition, the signal control unit 120 performs bias voltage control on the filters 103, 105, and 106 and the variable gain amplifiers 104 and 107 by generating voltage control data VD1 and VD2. In particular, the bias voltage control and the automatic gain control by the control circuit 120 take into account the case where the electrical signal output from the light receiving element 102 is dull when the optical signal received by the light receiving element 102 is dark. Hereinafter, the contents will be described in detail in consideration thereof.

<光信号が暗い場合の信号の鈍り>
図7には受光素子が出力する電気信号波形及び波形生成回路から出力されてADCに入力される信号波形を信号に鈍りがある場合とない場合を比較して例示した。光信号が暗い場合に受光素子の出力波形が鈍る要因は、受光素子102が出力できる電気信号の電流量と第1ハイパスフィルタ103(図4参照)のコンデンサ40の容量とに関係する。暗い場合には受光素子102が出力できる電流量が少なくなり、コンデンサ40が充電されるまでの時間が長くなることから、電気信号の立ち上がり時間が長くなることによる。一方、立下りはコンデンサ40の放電時間で決まるから受信環境の明るさには関係ない。更に、コンデンサ40が完全に充電される前に放電が始まると、第1ハイパスフィルタ103の出力波形の振幅が正極性(上方向に凸)と負極性(下方向に凸)で相違を生ずることになる。このような相違は波形生成回路11からの出力波形、即ちADC123の入力波形の鈍りとなって現れる。
<Signal dullness when the light signal is dark>
FIG. 7 illustrates the electric signal waveform output from the light receiving element and the signal waveform output from the waveform generation circuit and input to the ADC in comparison with the case where the signal is dull. The cause of the dull output waveform of the light receiving element when the optical signal is dark is related to the amount of electric signal current that can be output from the light receiving element 102 and the capacitance of the capacitor 40 of the first high-pass filter 103 (see FIG. 4). In the dark, the amount of current that can be output from the light receiving element 102 is reduced, and the time until the capacitor 40 is charged is increased. Therefore, the rise time of the electric signal is increased. On the other hand, since the fall is determined by the discharge time of the capacitor 40, it does not relate to the brightness of the reception environment. Furthermore, if the discharge starts before the capacitor 40 is fully charged, the amplitude of the output waveform of the first high-pass filter 103 differs between positive polarity (upward convex) and negative polarity (downward convex). become. Such a difference appears as a dullness in the output waveform from the waveform generation circuit 11, that is, the input waveform of the ADC 123.

図8にはADC123の入力波形に対する論理値判定のためのハイ期間とロー期間を鈍りがある場合とない場合で対比してある。例えば、電気信号のハイ期間、ロー期間を判定する方法として、信号電圧が閾値Aを超えたときと閾値Bを下回ったときの差分を測定する方法があるが、波形の振幅が上側(センターに対する正極性側)と下側(センタに対する負極性側)で異なった場合、正しい期間を測定することができない。図8で示すように、波形が鈍った場合は、ハイ期間期間が短く、ロー期間が長く測定されることになる。閾値A,Bの判別やハイ期間及びロー期間の計測はADC123の変換結果に基づいて復調部122が行う。   In FIG. 8, the high period and the low period for the logical value determination for the input waveform of the ADC 123 are compared with and without the dullness. For example, as a method for determining the high period and the low period of the electric signal, there is a method of measuring a difference between when the signal voltage exceeds the threshold A and when the signal voltage falls below the threshold B. If the positive side is different from the lower side (negative side with respect to the center), the correct period cannot be measured. As shown in FIG. 8, when the waveform is dull, the high period is short and the low period is long. The determination of the thresholds A and B and the measurement of the high period and the low period are performed by the demodulator 122 based on the conversion result of the ADC 123.

可視光を用いた通信の規格として、例えばEITA CP−1223(可視光ビーコンシステム)があり、図9に例示されるように、4PPM方式により、シンボル時間として定義される一定時間を4個のスロットに分割し、1シンボル時間に1スロット時間のパルスを許容し、そのパルスの存在スロットに応じて割り当てた2ビットの情報を用いて光通信を行うものである。信号波形に上述のような鈍りがあると、当該規格で定められているスロット時間(104μs)に対して復調部122におけるハイ期間とロー期間の測定時間に誤りを生ずる虞がある。   As a standard for communication using visible light, for example, there is EITA CP-1223 (visible light beacon system). As illustrated in FIG. 9, a fixed time defined as a symbol time is set to 4 slots by the 4PPM system. In this example, a pulse of one slot time is allowed in one symbol time, and optical communication is performed using 2-bit information assigned according to the slot in which the pulse exists. If the signal waveform is dull as described above, an error may occur in the measurement time of the high period and the low period in the demodulator 122 with respect to the slot time (104 μs) defined in the standard.

<信号波形の鈍りを補正>
信号鈍りへの対処の手段として信号波形の鈍りを補正する。図10には補正の原理が例示される。制御回路120は、第2波形生成回路15から出力される波形信号WV2の信号波形が不所望に鈍っているか否かを判別し、不所望に鈍っていると判別した場合には、第2波形生成回路15における第2ハイパスフィルタ106と第2可変利得増幅器107の基準電圧VB2を現在よりも高くし且つ第2波形生成回路15における第2可変利得増幅器107の利得を現在よりも小さくする制御を行う。基準電圧VB2を現在よりも高くすることにより、正極性の振幅と負極性の振幅がほぼ同じとされ、その後に利得を現在よりも小さくすることによりその信号波形がADC123のダイナミックレンジに収まるようになる。その結果として、波形に鈍りがない場合と同様に、ハイ期間とロー期間を正しく認識できるようになり、光信号が暗くなって受光素子102の出力信号が鈍っても、復調部122における受信信号の判別に誤りを生じ難くなる。そのような制御はADC123による変換データに基づいて信号制御部120が行う。図10においてHtは正しいハイ期間、Ltは正しいロー期間、Hfは誤りのあるハイ期間、Lfは誤りのあるロー期間を意味する。
<Correction of signal waveform dullness>
As a means for dealing with signal dullness, signal waveform dullness is corrected. FIG. 10 illustrates the principle of correction. The control circuit 120 determines whether or not the signal waveform of the waveform signal WV2 output from the second waveform generation circuit 15 is undesirably blunted. Control is performed such that the reference voltage VB2 of the second high-pass filter 106 and the second variable gain amplifier 107 in the generation circuit 15 is made higher than the present, and the gain of the second variable gain amplifier 107 in the second waveform generation circuit 15 is made smaller than the present. Do. By making the reference voltage VB2 higher than the current value, the positive polarity amplitude and the negative polarity amplitude are made substantially the same, and then the gain is made smaller than the current value so that the signal waveform falls within the dynamic range of the ADC 123. Become. As a result, as in the case where the waveform is not blunt, the high period and the low period can be correctly recognized. Even if the optical signal becomes dark and the output signal of the light receiving element 102 becomes blunt, the received signal in the demodulator 122 is received. This makes it difficult to make an error in the determination. Such control is performed by the signal control unit 120 based on the conversion data from the ADC 123. In FIG. 10, Ht means a correct high period, Lt means a correct low period, Hf means an erroneous high period, and Lf means an erroneous low period.

<自動利得制御>
上記信号波形の鈍りの補正は、第1可変利得増幅器104及び第2可変利得増幅器107に対する自動利得制御が行われている中で必要に応じて実行されることになる。先ず自動利得制御の制御手法について説明する。
<Automatic gain control>
The correction of the dullness of the signal waveform is performed as necessary while automatic gain control is being performed on the first variable gain amplifier 104 and the second variable gain amplifier 107. First, a control method of automatic gain control will be described.

図11には自動利得制御の方法が例示される。ADC13は入力される波形信号WV2を逐次アナログ信号からデジタル信号に変換してA/D変換データを得る。復調部122はA/D変換データを図12の閾値A,Bと比較して前述のハイ期間及びロー期間を計測して4PPM方式に従った復号を行う。信号制御部120はA/D変換データを例えば図12の閾値A,C,Dを比較して自動利得制御及びバイアス制御を行う。   FIG. 11 illustrates an automatic gain control method. The ADC 13 sequentially converts the input waveform signal WV2 from an analog signal to a digital signal to obtain A / D conversion data. The demodulator 122 compares the A / D conversion data with the thresholds A and B in FIG. 12, measures the high period and the low period, and performs decoding according to the 4PPM system. The signal control unit 120 performs automatic gain control and bias control by comparing the A / D conversion data with, for example, the threshold values A, C, and D in FIG.

信号制御部120はそのA/D変換データが閾値Aを越えたか否かを判別し(S1)、超えたときに自動利得制御のフローに入る。先ず、閾値Aを越えてから例えば10μs経過してから(S2)、A/D変換データを取得し(S3)、これが閾値Dを超えているか否かを判別する(S4)。超えていればオーバーカウンタ(over)を+1インクリメントし(S5)、超えていなければオーバーカウンタ(over)を値0に初期化する(S6)。オーバーカウンタ(over)の値が回数Aを超えているかを判定し(S7)、超えている場合だけ利得を下げる(S8)。次に、ステップ3で取得したA/D変換データが閾値Cよりも小さいか否かを判別する(S9)。小さければアンダーカウンタ(under)を+1インクリメントし(S10)、小さくなければアンダーカウンタ(under)を値0に初期化する(S11)。アンダーカウンタ(under)の値が回数Bを超えているかを判定し(S12)、超えている場合だけ利得を上げる(S13)。この制御によって波形信号WV2のピークが閾値Cと閾値Dの間になるように自動利得制御が行われる。そのような利得の制御は信号制御部120が行い、制御信号GD1,GD2で可変利得増幅器104,107に与える。尚、ステップS2で経過を待つ10μsは閾値Aから波形のピークに至ると考えられる時間を例示したものである。   The signal control unit 120 determines whether or not the A / D conversion data exceeds the threshold A (S1), and enters the automatic gain control flow when it exceeds. First, after 10 μs elapses after exceeding the threshold A (S2), A / D conversion data is acquired (S3), and it is determined whether or not this exceeds the threshold D (S4). If it has exceeded, the overcounter (over) is incremented by +1 (S5), and if not, the overcounter (over) is initialized to 0 (S6). It is determined whether or not the value of the overcounter (over) exceeds the number of times A (S7), and the gain is reduced only when it exceeds (S8). Next, it is determined whether or not the A / D conversion data acquired in step 3 is smaller than a threshold value C (S9). If it is smaller, the undercounter (under) is incremented by +1 (S10). If it is not smaller, the undercounter (under) is initialized to 0 (S11). It is determined whether the value of the under counter (under) exceeds the number of times B (S12), and the gain is increased only when it exceeds (S13). By this control, automatic gain control is performed so that the peak of the waveform signal WV2 is between the threshold value C and the threshold value D. Such gain control is performed by the signal control unit 120, and is given to the variable gain amplifiers 104 and 107 by the control signals GD1 and GD2. Note that 10 μs waiting for the passage in step S2 exemplifies the time taken to reach the waveform peak from the threshold A.

ここではバイアス電圧を中心に正極性側の振幅と負極性側の振幅が等しくされている状態を正常な波形信号WV2と考えているので、正極正側だけを見ている。 上記自動利得制御によれば、波形のピーク点を閾値Cと閾値Dの間に収束させるように自動利得制御を行うことができる。特に、波形のピーク点が連続して閾値Dを数回超えたとき、又は、連続して数回閾値Cを下回ったときに可変利得増幅器104,107の利得を変更するから、過敏に利得が変更されることになって制御の収束性が悪化することを比較的簡単に抑制することができる。また、波形信号が閾値Aを超えたときだけ利得制御の処理フローに入るから、閾値Aを超えないときの消費電流を抑制することができる。ステップS1をサブルーチン若しくは割込み発生の判定条件とし、条件満足後の処理をサブルーチン処理若しくは割込み処理として実現することができる。   Here, since the state where the amplitude on the positive polarity side and the amplitude on the negative polarity side are made equal around the bias voltage is considered as the normal waveform signal WV2, only the positive polarity side is viewed. According to the automatic gain control, the automatic gain control can be performed so that the peak point of the waveform converges between the threshold value C and the threshold value D. In particular, since the gains of the variable gain amplifiers 104 and 107 are changed when the peak point of the waveform continuously exceeds the threshold value D several times, or when the peak point of the waveform falls below the threshold value C several times in succession, the gain is sensitively increased. It can be relatively easily suppressed that the convergence of the control is deteriorated due to the change. Also, since the gain control processing flow is entered only when the waveform signal exceeds the threshold A, current consumption when the threshold A is not exceeded can be suppressed. Step S1 can be used as a subroutine or interrupt generation determination condition, and processing after satisfying the condition can be realized as subroutine processing or interrupt processing.

尚、上記自動利得制御の説明では閾値Aを超えた場合に着目して説明したが、本発明は波形信号の値が閾値Bを下回った場合も同様に処理することを妨げるものではない。双方の閾値A,Bに着目して処理を行えば利得制御の精度が上がるが、電力消費は増える。図7で説明したように、波形に鈍りが無いときのADC123の入力波形の振幅がセンターを中心に対称に収束することを考慮すれば、正極正側の一方の閾値A側だけに着目して自動利得制御を行っても実質的に支障はないと考えられる。   In the description of the automatic gain control, the case where the threshold value A is exceeded has been described. However, the present invention does not prevent the same processing even when the value of the waveform signal falls below the threshold value B. If processing is performed while paying attention to both thresholds A and B, the accuracy of gain control increases, but power consumption increases. As described with reference to FIG. 7, when considering that the amplitude of the input waveform of the ADC 123 when the waveform is not blunted converges symmetrically around the center, pay attention to only one threshold A side on the positive positive side. Even if automatic gain control is performed, it is considered that there is substantially no problem.

<信号波形に鈍りがあるか否かの判別手法>
信号波形に鈍りがあるとき、どの程度基準電圧VB2を上げればよいかは、受光素子102の出力信号の鈍り具合によって変わってくる。明るいときは鈍りにくく、暗いときはより鈍る特性があるため、鈍りがあるか否かについては受光阻止102の出力電圧レベルにより判断するとすれば、明るいときは受光素子102の出力電圧レベルは高く、暗いときは低くなるから、第2可変利得増幅器107の利得に合わせて基準電圧VB2を制御することになる。しかしながら、明るいときにも可変利得増幅器107の利得を上げなければならない場合がある。受光素子102の出力が飽和する場合である。即ち、ハイ期間の出力電圧が飽和している場合、更に明るくなるとロー期間の出力電圧も飽和電圧に近づくため、ハイ期間の出力電圧とロー期間の出力電圧の差が小さくなる。このような場合、ハイパスフィルタ103の出力電圧は小さくなり可変利得増幅器107の利得を上げる必要がある。従って、明るくて利得を上げているのか(受光素子102の出力飽和に起因して可変利得増幅器107の利得を上げているのか)、暗くて利得を上げているのか(受光素子102の出力信号の鈍りに起因して可変利得増幅器107の利得を上げているのか)を判別する必要があり、暗いときだけ基準電圧BV2を上げる必要がある。
<Determination method of whether the signal waveform is dull>
When the signal waveform is blunt, how much the reference voltage VB2 should be raised depends on how blunt the output signal of the light receiving element 102 is. Since it has a characteristic that it is difficult to dull when it is bright and is duller when it is dark, if it is determined by the output voltage level of the light reception block 102 whether or not there is a dullness, the output voltage level of the light receiving element 102 is high when it is bright, Since it becomes low when it is dark, the reference voltage VB2 is controlled in accordance with the gain of the second variable gain amplifier 107. However, the gain of the variable gain amplifier 107 may need to be increased even when it is bright. This is a case where the output of the light receiving element 102 is saturated. In other words, when the output voltage in the high period is saturated, the output voltage in the low period approaches the saturation voltage as the brightness further increases, so the difference between the output voltage in the high period and the output voltage in the low period becomes small. In such a case, the output voltage of the high pass filter 103 becomes small and the gain of the variable gain amplifier 107 needs to be increased. Therefore, is it bright and increasing the gain (whether the gain of the variable gain amplifier 107 is increased due to the output saturation of the light receiving element 102) or is it dark and increasing the gain (the output signal of the light receiving element 102)? It is necessary to determine whether the gain of the variable gain amplifier 107 is increased due to dullness, and the reference voltage BV2 needs to be increased only when it is dark.

明るくて利得を上げている場合と暗くて利得を上げている場合の波形WV2の波形は図13に例示されるような相違を有する。この相違に着目することにより、閾値Aを超えてから50μs後の信号レベルが所定の電圧を超えている場合には、暗いときすなわち受光素子102の波形が鈍っていると判別し、下回っている場合は、明るいときすなわち受光素子102の波形が鈍っていないと判別することができる。50μsの時間は、図9で一例を示したスロット時間(104μs)との関係を考慮して、明るい場合と暗い場合を区別するために例示的に決めた値であって、特に制限されるものではない。   The waveforms of the waveform WV2 when the gain is bright and the gain is increased and when the gain is dark and the gain is increased are different as illustrated in FIG. By paying attention to this difference, when the signal level after 50 μs after exceeding the threshold A exceeds a predetermined voltage, it is determined that it is dark, that is, the waveform of the light receiving element 102 is dull, and is lower. In this case, it can be determined that the waveform is bright, that is, the waveform of the light receiving element 102 is not dull. The time of 50 μs is a value that is exemplarily determined to distinguish between a bright case and a dark case in consideration of the relationship with the slot time (104 μs) shown in FIG. 9 as an example, and is particularly limited. is not.

<信号波形の鈍りに対する基準電圧VB2の制御>
図14には波形信号WV2の鈍りに対する基準電圧VB2の制御手順が例示される。信号制御部120は、第2波形信号WV2の波形が不所望に鈍っていないと判別した場合には(S21)第2波形生成回路におけるバイアス電圧である第2基準電圧BV2を第1電圧、例えば、電源電圧Vddの半分の電圧とする(S22)。第2波形信号WV2の波形が不所望に鈍っていると判別した場合には第2波形生成回路におけるバイアス電圧である第2基準電圧BV2を、第1電圧(Vdd/2)に対して第2可変利得増幅器107の最大利得に対する現在の利得の割合に応じた電圧分だけ高くした第2電圧とする(S23)。例えば第2可変利得増幅器107の最大利得256に対する現在の利得をnとし、αを適当な係数とすると、第2電圧は、
第2電圧=Vdd×{128+(n×α)}/256、
のように、第1電圧(Vdd/2)を基準に、第2可変利得増幅器107の最大利得に対する現在の利得の割合に応じた電圧分だけ高くした電圧とする。第2基準電圧BV2に対するそのような第2電圧の制御は信号制御部120が制御信号VD2に基づいて行う。
<Control of reference voltage VB2 with respect to signal waveform dullness>
FIG. 14 illustrates a control procedure of the reference voltage VB2 with respect to the dullness of the waveform signal WV2. If the signal control unit 120 determines that the waveform of the second waveform signal WV2 is not undesirably dull (S21), the signal control unit 120 sets the second reference voltage BV2 that is a bias voltage in the second waveform generation circuit to the first voltage, for example, The voltage is half the power supply voltage Vdd (S22). When it is determined that the waveform of the second waveform signal WV2 is undesirably blunted, the second reference voltage BV2 that is the bias voltage in the second waveform generation circuit is set to the second voltage with respect to the first voltage (Vdd / 2). The second voltage is increased by a voltage corresponding to the ratio of the current gain to the maximum gain of the variable gain amplifier 107 (S23). For example, if the current gain for the maximum gain 256 of the second variable gain amplifier 107 is n and α is a suitable coefficient, the second voltage is
Second voltage = Vdd × {128+ (n × α)} / 256,
As described above, the voltage is increased by a voltage corresponding to the ratio of the current gain to the maximum gain of the second variable gain amplifier 107 with the first voltage (Vdd / 2) as a reference. The control of the second voltage with respect to the second reference voltage BV2 is performed by the signal control unit 120 based on the control signal VD2.

上記基準電圧VB2の制御によれば、第2波形信号WV2の正極性側と負極性側の振幅の相違の度合いが可変利得増幅器107に対する自動利得制御の利得に相関することに鑑みれば、第1電圧に対する第2電圧の上昇分を現在の利得と相関を持って決定することができ、第2波形信号WV2の利得を小さくすることを考慮したとき、第2電圧の最適化に資することができる。   According to the control of the reference voltage VB2, in view of the fact that the degree of amplitude difference between the positive polarity side and the negative polarity side of the second waveform signal WV2 correlates with the gain of the automatic gain control for the variable gain amplifier 107, the first The amount of increase in the second voltage relative to the voltage can be determined in correlation with the current gain, and when considering reducing the gain of the second waveform signal WV2, it can contribute to optimization of the second voltage. .

<信号波形の鈍りを補正する処理>
信号制御回路120が図13に基づいて説明した手法などによって信号波形WV2の鈍りを検出したとき、図14のステップS22で説明した方法で第2閾値電圧VB2を高くして信号波形WV2の電圧レベルを持ち上げる(図10参照)。これによって信号波形WV2が持ち上げられると、上記自動利得制御により、その波形ピーク値が図10に例示した閾値Cと閾値Dの間に収束するように、利得が低減され、結果として図10に例示されるように、ひずみが補正された波形信号WV2が得られるようになる。但し、閾値電圧を上げ後に利得を低くする処理を図11の自動利得制御で行う場合にはステップS7の条件を満足することが必要であるあるから、利得が低減する処理の応答が遅延する虞がある。そのような虞を未然に回避するには、上述の如く閾値電圧VB2を操作した場合にはその直後に図11の制御フローとは別にゲインを下げるステップS8を実行するようにすればよい。
<Process to correct signal waveform dullness>
When the signal control circuit 120 detects the dullness of the signal waveform WV2 by the method described based on FIG. 13 or the like, the voltage level of the signal waveform WV2 is increased by increasing the second threshold voltage VB2 by the method described in step S22 of FIG. Is lifted (see FIG. 10). When the signal waveform WV2 is raised by this, the gain is reduced by the automatic gain control so that the peak value of the waveform converges between the threshold value C and the threshold value D illustrated in FIG. 10, and as a result, illustrated in FIG. As a result, the waveform signal WV2 in which the distortion is corrected is obtained. However, when the process of decreasing the gain after increasing the threshold voltage is performed by the automatic gain control of FIG. 11, it is necessary to satisfy the condition of step S7, and therefore the response of the process of reducing the gain may be delayed. There is. In order to avoid such a possibility, when the threshold voltage VB2 is manipulated as described above, step S8 for lowering the gain may be executed immediately after the operation of the threshold voltage VB2.

信号波形の鈍りを上述のように補正することにより、第2波形信号WV2の正極性側と負極性側の振幅の相違を緩和することができ、第2波形信号WV2の正及び負のビット幅が規定幅から逸脱する状態を抑制することができるようになり、第2波形信号WV2に対する論理値の誤判定の虞を低減することが可能になる。したがって、光受信機10は、受光素子102が受光する光信号の強度が弱くても光信号によるデータを正しく受信可能になる。例えば、実験結果として36ルックスまでしか受信できなかったものが、上記波形の補正を行うことにより、26ルックスまで受信できるようになった。即ち、36ルックスから27%減の明るさでも受信可能となる。   By correcting the dullness of the signal waveform as described above, the difference in amplitude between the positive polarity side and the negative polarity side of the second waveform signal WV2 can be alleviated, and the positive and negative bit widths of the second waveform signal WV2 can be reduced. Can be prevented from deviating from the specified width, and the possibility of erroneous determination of the logical value for the second waveform signal WV2 can be reduced. Therefore, the optical receiver 10 can correctly receive data based on the optical signal even if the intensity of the optical signal received by the light receiving element 102 is weak. For example, what can be received only up to 36 lux as an experimental result can be received up to 26 lux by correcting the waveform. In other words, reception is possible even at a brightness reduced by 27% from 36 lux.

<ピーク値の平均値を用いた可変利得増幅器の利得制御>
図15には可変利得増幅器104,107に対する自動利得制御の別の手法が波形図で例示され、図16にはその手法を信号制御部による制御フローで例示する。
<Gain control of variable gain amplifier using average peak value>
FIG. 15 illustrates another automatic gain control method for the variable gain amplifiers 104 and 107 as a waveform diagram, and FIG. 16 illustrates this method as a control flow by the signal control unit.

信号制御部120はそのA/D変換データが閾値Aを越えたか否かを判別し(S31)、超えたときに自動利得制御のフローに入る。先ず、閾値Aを越えてから例えば10μs経過してから(S32)、A/D変換データを取得し(S33)、例えば図15に例示されるように今回の取得データを含めて過去3回分の取得データの平均値を演算する(S34)。次に、平均値が閾値Dを超えているか否かを判別し(S35)、超えていれば第2可変利得増幅器107ゲインを下げる(S36)。更に、平均値が閾値Cに達していないかを判別し(S37)、達していなければ第2可変利得増幅器107ゲインを上げる(S38)。   The signal control unit 120 determines whether or not the A / D conversion data exceeds the threshold A (S31), and enters the automatic gain control flow when it exceeds. First, for example, after 10 μs has passed since the threshold A was exceeded (S32), A / D conversion data is acquired (S33). For example, as shown in FIG. The average value of the acquired data is calculated (S34). Next, it is determined whether or not the average value exceeds the threshold D (S35), and if it exceeds, the gain of the second variable gain amplifier 107 is decreased (S36). Further, it is determined whether or not the average value has reached the threshold value C (S37), and if not, the gain of the second variable gain amplifier 107 is increased (S38).

この制御によって波形信号WV2のピークが閾値Cと閾値Dの間になるように自動利得制御が行われる。そのような利得の制御は信号制御部120が行い、制御信号GD1,GD2で可変利得増幅器104,107に与える。この手法によっても、上記同様に自動利得制御が過敏になって制御の収束性が悪化することを比較的簡単に抑制することができる。   By this control, automatic gain control is performed so that the peak of the waveform signal WV2 is between the threshold value C and the threshold value D. Such gain control is performed by the signal control unit 120, and is given to the variable gain amplifiers 104 and 107 by the control signals GD1 and GD2. Also with this method, it is possible to relatively easily prevent the automatic gain control from becoming too sensitive and degrading the convergence of the control as described above.

<ピーク値の増減傾向にしたがった可変利得増幅器の利得制御>
図17には可変利得増幅器104,107に対する自動利得制御の更に別の制御フローが例示される。
<Gain control of variable gain amplifier according to increasing / decreasing peak value>
FIG. 17 illustrates still another control flow of automatic gain control for the variable gain amplifiers 104 and 107.

信号制御部120はそのA/D変換データが閾値Aを越えたか否かを判別し(S41)、超えたときに自動利得制御のフローに入る。先ず、閾値Aを越えてから例えば10μs経過してから(S42)、A/D変換データを取得し(S43)、
今回取得したA/D変換データ(今回の波形ピーク値)と前回同様に取得したA/D変換データ(前回の波形ピーク値)との大小関係を判別し(S44)、波形信号の波形ピーク値が増加傾向の場合には第1カウンタ(up)を1ステップカウント動作させ(S45)且つ第2カウンタ(down)のカウント値を初期化する(S46)。波形信号の値が減少傾向の場合には第2カウンタ(down)を1ステップカウント動作させ(S47)且つ第1カウンタ(up)のカウント値を初期化する(S48)。そして、第1カウンタ(up)のカウント値が第1値としての回数Aを超えたとき可変利得増幅器104,107の利得を下げ(S49,S50)、第2カウンタ(down)のカウント値が第2値としての回数Bを超えたとき可変利得増幅器104,107の利得を上げる利得制御を行う(S51,S52)。第1カウンタ(up)のカウント値がAを超えた状態は連続して増加する波形信号WV2のピーク値は図12の閾値Dを超えた状態に対応されるようになっている。また、第2カウンタ(down)のカウント値がBを超えた状態は連続して減少する波形信号WV2のピーク値が図12の閾値Cを下回った状態に対応されるようになっている。
The signal control unit 120 determines whether or not the A / D conversion data exceeds the threshold A (S41), and enters the automatic gain control flow when it exceeds. First, after 10 μs elapses after the threshold A is exceeded (S42), A / D conversion data is acquired (S43),
The magnitude relationship between the A / D conversion data (current waveform peak value) acquired this time and the A / D conversion data (previous waveform peak value) acquired similarly to the previous time is determined (S44), and the waveform peak value of the waveform signal is determined. Is increasing, the first counter (up) is counted by one step (S45) and the count value of the second counter (down) is initialized (S46). When the value of the waveform signal tends to decrease, the second counter (down) is counted by one step (S47) and the count value of the first counter (up) is initialized (S48). When the count value of the first counter (up) exceeds the number of times A as the first value, the gains of the variable gain amplifiers 104 and 107 are lowered (S49, S50), and the count value of the second counter (down) is the first value. When the number of times B as a binary value is exceeded, gain control is performed to increase the gain of the variable gain amplifiers 104 and 107 (S51, S52). When the count value of the first counter (up) exceeds A, the peak value of the waveform signal WV2 that continuously increases corresponds to the state that exceeds the threshold value D in FIG. Further, the state where the count value of the second counter (down) exceeds B corresponds to the state where the peak value of the waveform signal WV2 continuously decreasing is lower than the threshold value C in FIG.

この制御によって波形信号WV2のピークが閾値Cと閾値Dの間になるように自動利得制御が行われる。そのような利得の制御は信号制御部120が行い、制御信号GD1,GD2で可変利得増幅器104,107に与える。この手法によっても、上記同様に自動利得制御が過敏になって制御の収束性が悪化することを比較的簡単に抑制することができる。   By this control, automatic gain control is performed so that the peak of the waveform signal WV2 is between the threshold value C and the threshold value D. Such gain control is performed by the signal control unit 120, and is given to the variable gain amplifiers 104 and 107 by the control signals GD1 and GD2. Also with this method, it is possible to relatively easily prevent the automatic gain control from becoming too sensitive and degrading the convergence of the control as described above.

<波形の鈍りに対して論理値の判定閾値を変更して対処>
光信号が暗い場合の信号の鈍りに対して波形信号を補正する場合に限定されず、信号制御部120又は復調部122で行われるハイ期間とロー期間の判定閾値を波形の鈍りに応じて変更することによっても対処可能であり、それによる対処手法を図18の波形図と図19の制御フローに基づいて説明する。
<Correction by changing the threshold value of the logical value for waveform dullness>
It is not limited to correcting the waveform signal for signal dullness when the optical signal is dark, and the high period and low period determination thresholds performed by the signal control unit 120 or the demodulation unit 122 are changed according to the waveform dullness. It is possible to cope with this problem, and a countermeasure method based on this will be described based on the waveform diagram of FIG. 18 and the control flow of FIG.

例えば信号制御部120が判定閾値の制御を行う場合、図18に例示されるように、波形信号WV2が鈍っていない場合には、波形信号WV2のロー期間とハイ期間を判別するために、判定フルスケール電圧Vddに対して高い電圧側の判定閾値を閾値A、低いで電圧側の判定閾値を閾値Bとする。波形信号WV2が鈍った場合には、波形信号WV2に鈍りの無いときと同じロー期間とハイ期間が得られるように、閾値AをA’に、閾値BをB’に変更する。   For example, when the signal control unit 120 controls the determination threshold, as illustrated in FIG. 18, when the waveform signal WV2 is not blunt, the determination is performed to determine the low period and the high period of the waveform signal WV2. The determination threshold value on the higher voltage side with respect to the full scale voltage Vdd is the threshold value A, and the determination threshold value on the lower voltage side is the threshold value B. When the waveform signal WV2 becomes dull, the threshold A is changed to A 'and the threshold B is changed to B' so that the same low period and high period as when the waveform signal WV2 is not dull are obtained.

そのための判定閾値の設定は、図19のフローチャートに例示されるように、先ず、波形信号WV2が鈍っているかを判別する(S61)。判別には図13で説明した方法などを用いればよい。   For the determination threshold value setting, as illustrated in the flowchart of FIG. 19, first, it is determined whether the waveform signal WV2 is blunt (S61). For the determination, the method described in FIG. 13 may be used.

鈍っていなければ、判定フルスケール電圧をVddとすると、そのセンターをVdd×0.5、高い電圧側の判定基準である閾値Aをvdd×0.75、低い電圧側の判定基準である閾値BをVdd×0.25に設定する(S62)。   If it is not dull, assuming that the determination full-scale voltage is Vdd, the center is Vdd × 0.5, the threshold A that is the determination criterion on the high voltage side is vdd × 0.75, and the threshold B that is the determination criterion on the low voltage side Is set to Vdd × 0.25 (S62).

鈍っている場合に、判定フルスケール電圧Vddに対して高い電圧側の判定基準である閾値A’を、波第2可変利得増幅器107の現在の利得に所定の係数βを乗じた電圧分だけ前記閾値Aよりも低い電圧とする(S62)。また、判定フルスケール電圧Vddに対して低い電圧側の判定基準である閾値B’を、前記閾値Aと閾値Bとの中間の電圧分(Vdd×0.5)だけ前記閾値A’よりも低い電圧とする。(S62)。このときのセンターの電圧(センター’)は閾値電圧A’とB’の平均値の電圧とする。(S62)。夫々の計算式は、
閾値A’=Vdd×0.75−可変利得増幅器107の利得×β、
センター’=(閾値A’+閾値B’)/2、
閾値B’=閾値A’−Vdd×0.5、
である。
When it is dull, the threshold A ′, which is a determination criterion on the higher voltage side with respect to the determination full-scale voltage Vdd, is set to the voltage obtained by multiplying the current gain of the wave second variable gain amplifier 107 by a predetermined coefficient β. The voltage is lower than the threshold A (S62). Further, the threshold value B ′, which is a determination criterion on the lower voltage side with respect to the determination full-scale voltage Vdd, is lower than the threshold value A ′ by an intermediate voltage (Vdd × 0.5) between the threshold value A and the threshold value B. Voltage. (S62). The center voltage (center ′) at this time is the average voltage of the threshold voltages A ′ and B ′. (S62). Each formula is
Threshold A ′ = Vdd × 0.75−gain of variable gain amplifier 107 × β,
Center '= (Threshold A' + Threshold B ') / 2,
Threshold B ′ = threshold A′−Vdd × 0.5,
It is.

これによれば、受光素子102で受光した光信号の強度が弱い場合に波形信号WV2に正極性側と負極性側の振幅が相違するような鈍りが生じても、制御回路12はそれに応答して、波形信号WV2の判定閾値を変更する。判定閾値の変更量は、波形信号WV2の正極性側と負極性側の振幅の相違の度合いが第2可変利得増幅器107における自動利得制御の利得に相関することに鑑みて、当該可変利得増幅器107の現在の利得に所定の係数βを乗じた電圧分とするから、判定閾値の過大な変更の抑制、換言すれば、変更される判定閾値の最適化に資することができる。   According to this, when the intensity of the optical signal received by the light receiving element 102 is weak, the control circuit 12 responds to the waveform signal WV2 even if the waveform signal WV2 is blunted such that the positive side and the negative side have different amplitudes. Thus, the determination threshold value of the waveform signal WV2 is changed. In view of the fact that the difference in amplitude between the positive polarity side and the negative polarity side of the waveform signal WV2 correlates with the gain of automatic gain control in the second variable gain amplifier 107, the amount of change in the determination threshold is changed. Therefore, it is possible to contribute to the suppression of an excessive change of the determination threshold value, in other words, the optimization of the changed determination threshold value.

上記波形信号を補正する手法と判定閾値を変更する手法は甲乙つけ難い。判定閾値を変更する手法は判定閾値をどの程度変更するかにその成否はかかっている。好適な変更度合いが得られれば、36ルックスまでしか受信できなかったものが、16ルックスまで受信できるようになったという実験結果を得ることもできた。そのように好適な変更度合を得るには多くの実験が必要になると考えられる。波形信号を補正する場合も、バイアス電圧(閾値電圧)の上げ代と可変利得増幅器の利得低減幅について最適化することが必要になるが、調整対象がバイアス電圧(閾値電圧)と可変利得増幅器の利得の双方であることから、調整代が大きくなり、最適化するのが比較的容易になると考えられる。   The method of correcting the waveform signal and the method of changing the determination threshold are difficult. The method for changing the determination threshold depends on how much the determination threshold is changed. If a suitable degree of change was obtained, it was possible to obtain an experimental result that what can be received only up to 36 lux can be received up to 16 lux. It seems that many experiments are required to obtain such a suitable degree of change. Even when the waveform signal is corrected, it is necessary to optimize the increase in the bias voltage (threshold voltage) and the gain reduction range of the variable gain amplifier, but the adjustment target is the bias voltage (threshold voltage) and the variable gain amplifier. Since both are gains, the adjustment cost is increased, and it is considered that optimization is relatively easy.

<加速度センサを持ち位置情報を光信号で受信する光受信機>
光受信機10は図1に例示されるように、加速度センサ13と、受光素子102への電源の供給を選択する電源スイッチ101を有している。制御回路12は、位置情報を光信号で受信するモードにおいて、加速度センサ13の出力に基づいて光受信機10の移動を感知している間だけ電源スイッチ101をオン状態に制御する。例えば図3で説明したように、地下街やデパートなどの屋内に多数配置されたLED照明器具30に内蔵された光送信機20が当該照明器具30の設置されている位置情報を出力する。位置情報には緯度、経度、建物の階数(高さ)などの情報を含む。GPS(Global Positioning System)を利用できない屋内環境下で現在位置の把握が可能になる。このとき、移動しているときだけ受光素子102による光信号の受信が可能にされるので、受信した位置情報の更新を要するときだけ受光素子102が活性化されることになるので、光受信機10が移動していないときの消費電力を大幅に低減させることができる。
<Optical receiver that has an acceleration sensor and receives position information as an optical signal>
As illustrated in FIG. 1, the optical receiver 10 includes an acceleration sensor 13 and a power switch 101 that selects supply of power to the light receiving element 102. The control circuit 12 controls the power switch 101 to be in an on state only while sensing the movement of the optical receiver 10 based on the output of the acceleration sensor 13 in the mode of receiving position information as an optical signal. For example, as described with reference to FIG. 3, the optical transmitter 20 built in a large number of LED lighting fixtures 30 arranged indoors such as an underground shopping center or a department store outputs position information on the location of the lighting fixture 30. The position information includes information such as latitude, longitude, and the number of floors (height) of the building. It becomes possible to grasp the current position in an indoor environment where GPS (Global Positioning System) cannot be used. At this time, since the optical signal can be received by the light receiving element 102 only when it is moving, the light receiving element 102 is activated only when the received position information needs to be updated. Power consumption when 10 is not moving can be greatly reduced.

尚、モードレジスタの設定に従って、位置情報を光信号で受信する場合にも、加速度センサの検出状態とは無関係に電源スイッチをオン状態にする動作形態を選択可能にすることは当然可能である。   Even when position information is received as an optical signal in accordance with the setting of the mode register, it is naturally possible to select an operation mode in which the power switch is turned on regardless of the detection state of the acceleration sensor.

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。   It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

例えば、光受信機は携帯端末1に適用する場合に限定されず、その他の電子機器、車輌など荷の広く適用することができる。   For example, the optical receiver is not limited to the case where the optical receiver is applied to the portable terminal 1, and can be widely applied to loads such as other electronic devices and vehicles.

また、波形生成回路11の具体的な構成は図1の例に限定されず適宜変更可能である。例えば受光素子の出力をハイパスフィルタで受け、その出力を可変利得増幅し、その増幅出力をローパスフィルタで受け、この出力を可変利得増幅器で増幅して波形信号を生成するようにしてもよい。その場合にはローパスフィルタのバイアス電圧を操作することが必要になる。その他に種々の機能的変形が可能である。   The specific configuration of the waveform generation circuit 11 is not limited to the example of FIG. 1 and can be changed as appropriate. For example, the output of the light receiving element may be received by a high pass filter, the output may be variable gain amplified, the amplified output may be received by a low pass filter, and the output may be amplified by a variable gain amplifier to generate a waveform signal. In that case, it is necessary to manipulate the bias voltage of the low-pass filter. Various other functional modifications are possible.

10 光受信機
1 携帯端末
11 波形生成回路
12 制御回路
13 加速度センサ
14 第1波形生成回路
15 第2波形生成回路
WV1 第1波形信号
WV2 第2波形信号
20 光送信機
30 LED照明器具
40 容量
41,42 抵抗
50 オペアンプ
51 入力抵抗
52 帰還抵抗
53 レジスタ53
60,61 抵抗
62 バッファアンプ
63 バッファアンプ
64 デジタルアナログ変換器(DAC)
65 レジスタ
66 負帰還アンプ
101 電源スイッチ
102 受光素子
103 第1ハイパスフィルタ
104 第1可変利得増幅器
105 ローパスフィルタ
106 第2ハイパスフィルタ
107 第2可変利得増幅器
108 第1基準電圧生成器
109 第2基準電圧生成器
BV1第1基準電圧
BV2 第2基準電圧
120 信号制御部
121 電源制御部
122 復調部
GD1,GD2 利得制御データ
201 LED
202 LED駆動回路
203 変調回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical receiver 1 Portable terminal 11 Waveform generation circuit 12 Control circuit 13 Acceleration sensor 14 1st waveform generation circuit 15 2nd waveform generation circuit WV1 1st waveform signal WV2 2nd waveform signal 20 Optical transmitter 30 LED lighting fixture 40 Capacity | capacitance 41 42 resistance 50 operational amplifier 51 input resistance 52 feedback resistance 53 register 53
60, 61 Resistor 62 Buffer amplifier 63 Buffer amplifier 64 Digital-analog converter (DAC)
65 register 66 negative feedback amplifier 101 power switch 102 light receiving element 103 first high pass filter 104 first variable gain amplifier 105 low pass filter 106 second high pass filter 107 second variable gain amplifier 108 first reference voltage generator 109 second reference voltage generation BV1 first reference voltage BV2 second reference voltage 120 signal control unit 121 power supply control unit 122 demodulation unit GD1, GD2 gain control data 201 LED
202 LED drive circuit 203 Modulation circuit

Claims (3)

光信号を受信して電気信号に変換する受光素子と、
前記受光素子から出力される電気信号を入力してフィルタリング及び増幅により波形信号を生成する波形生成回路と、
前記波形生成回路のバイアス電圧制御と自動利得制御を行うと共に、前記波形生成回路から供給されてくる波形信号の論理値を所定の判定スロット単位で判定する制御を行う制御回路と、を有し、
前記制御回路は、前記波形生成回路から出力される波形信号の信号波形が不所望に鈍っているか否かを判別し、不所望に鈍っていないときは判定フルスケール電圧に対して高い電圧側の第1判定基準を第1閾値電圧とし、低い電圧側の第2判定基準を第2閾値電圧とし、
不所望に鈍っているとき判定フルスケール電圧に対して高い電圧側の第3判定基準を、前記波形生成回路の現在の利得に所定の係数を乗じた電圧分だけ前記第1閾値電圧よりも低い電圧とし、判定フルスケール電圧に対して低い電圧側の第4判定基準を、前記第1閾値電圧と第2閾値電圧との中間の電圧分だけ前記第3判定基準の電圧よりも低い電圧とする、光受信機。
A light receiving element that receives an optical signal and converts it into an electrical signal;
A waveform generation circuit that inputs an electrical signal output from the light receiving element and generates a waveform signal by filtering and amplification; and
A control circuit that performs bias voltage control and automatic gain control of the waveform generation circuit, and performs control for determining a logical value of a waveform signal supplied from the waveform generation circuit in a predetermined determination slot unit,
The control circuit determines whether the signal waveform of the waveform signal output from the waveform generation circuit is undesirably blunted, and when not undesirably blunted, the control circuit has a higher voltage side than the determination full-scale voltage. The first criterion is the first threshold voltage, the second criterion on the lower voltage side is the second threshold voltage,
The third judgment criterion on the higher voltage side than the judgment full-scale voltage is lower than the first threshold voltage by a voltage obtained by multiplying the current gain of the waveform generation circuit by a predetermined coefficient. The fourth determination criterion on the voltage side lower than the determination full-scale voltage is set to a voltage lower than the third determination criterion voltage by an intermediate voltage between the first threshold voltage and the second threshold voltage. , Optical receiver.
請求項1において、前記制御回路は、前記波形生成回路から出力される波形信号の値が所定の論理値判定閾値を超えたとき、当該論理値の判定タイミングから論理値判定の前記判定スロットの時間よりも短い一定時間が経過するのを待って前記波形信号の値を取得し、
前記取得した前記波形信号の値が第1閾値を超えているか否かを判別し、超えていない場合は第1カウンタを初期化し、越えている場合は前記第1カウンタを+1インクリメントし、インクリメントした前記第1カウンタの計数値が第1値を超えた場合には前記波形生成回路の利得を下げ、
また、前記取得した前記波形信号の値が前記第1閾値の手前の第2閾値を超えているか否かを判別し、超えている場合は第2カウンタを初期化し、第2閾値に達していない場合は前記第2カウンタを+1インクリメントし、前記第2カウンタの計数値が第2値を超えた場合は前記波形生成回路の利得を上げる利得制御を行う、光受信機。
2. The control circuit according to claim 1, wherein when the value of the waveform signal output from the waveform generation circuit exceeds a predetermined logical value determination threshold value, the control circuit determines the time of the determination slot for the logical value determination from the determination timing of the logical value. Waits for a certain period of time to elapse to obtain the value of the waveform signal,
It is determined whether or not the acquired value of the waveform signal exceeds a first threshold value. If not, the first counter is initialized, and if it exceeds, the first counter is incremented by +1 and incremented. When the count value of the first counter exceeds the first value, the gain of the waveform generation circuit is reduced,
Further, it is determined whether or not the acquired value of the waveform signal exceeds a second threshold value before the first threshold value, and if it exceeds, the second counter is initialized and the second threshold value is not reached. In this case, the second counter is incremented by +1, and when the count value of the second counter exceeds the second value, gain control is performed to increase the gain of the waveform generation circuit.
光信号を受信して電気信号に変換する受光素子と、
前記受光素子から出力される電気信号を入力してフィルタリング及び増幅により波形信号を生成する波形生成回路と、
前記波形生成回路から供給されてくる波形信号を処理する制御回路と、
加速度センサと、
前記受光素子への電源の供給を選択する電源スイッチと、を有する光受信機であって、
前記制御回路は、位置情報を前記光信号で受信するモードにおいて、前記加速度センサの出力に基づいて光受信機の移動を感知している間だけ前記電源スイッチをオン状態に制御する、光受信機。
A light receiving element that receives an optical signal and converts it into an electrical signal;
A waveform generation circuit that inputs an electrical signal output from the light receiving element and generates a waveform signal by filtering and amplification; and
A control circuit for processing a waveform signal supplied from the waveform generation circuit;
An acceleration sensor;
An optical receiver having a power switch for selecting supply of power to the light receiving element,
The control circuit controls the power switch to be on only while sensing movement of the optical receiver based on the output of the acceleration sensor in a mode in which position information is received by the optical signal. .
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