JPH11205239A - 光通信装置及び光通信装置における光量制御方法 - Google Patents

光通信装置及び光通信装置における光量制御方法

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JPH11205239A
JPH11205239A JP2273798A JP2273798A JPH11205239A JP H11205239 A JPH11205239 A JP H11205239A JP 2273798 A JP2273798 A JP 2273798A JP 2273798 A JP2273798 A JP 2273798A JP H11205239 A JPH11205239 A JP H11205239A
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JP
Japan
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light
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optical signal
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JP2273798A
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Kazuhisa Ozaki
和久 尾崎
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光通信装置における発光光量が必要以上に大
きくなることを効果的に防止することができ、機器同士
が近すぎたりして、受光光量が過大となって受信側のア
ンプなどが飽和して受信できない状態を有効に回避する
ことができる光通信装置及び光通信装置における光量制
御方法を提供する。 【解決手段】 送信側の発光光量を制御するにあたり、
受信側で得た受光光量の情報を送信側にフィードバック
するようにしている。過剰な発光量を最適化するため、
発光素子10を制御する手段52を設け、受信側で得ら
れて送信側に送信されてくる受光光量信号を用いて、発
光光量が最適な値になるように調節するための制御手段
46が設けられている。受信側は送信側からの光信号の
光量を判断して送信側へ送信する手段60、46、4
8、50を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信装置及び光
通信装置における光量制御方法に関し、特に光双方向通
信における光量の最適化を可能とするものに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、コンピュータ同士あるいは、コン
ピュータと周辺機器との間での有線式の通信に対し、赤
外線などを用いた光通信方法が盛んに開発されすでに実
用化されている。光通信は、有線方式におけるケーブル
の接続工数、コネクタ形状の不一致などの問題を解決す
ることができるので、この意味で有利である。光通信方
式の代表的な規格としてIrDA(Infrared Data Asso
ciation)の一連の規格などがある。これらでは発光装
置の発光強度、受光感度などの各種光学的仕様が規定さ
れ、機器間の通信距離は0〜1mが規定されている。
【0003】図8は、光通信装置に用いられる従来の一
般的な発光用のLED10と、その駆動回路の回路図で
ある。このような通信機器の場合、LED10の電流i
は数百mAと、このような機器にしては大きく、その流
れる時間は1μs程度であるが、上述のよう規格では転
送レートが数Kbps〜1Mbpsと比較的遅いのと、
大きなファイルを転送する場合があるので、通信時間は
数秒〜数分と比較的長くなる。このため消費電力が大き
く問題になる。また、図8の回路は電流iが一定で、最
適化することができない。
【0004】図9は、同じく光通信装置に用いられる従
来の一般的な受光装置の回路図であり、ここではテミッ
ク社のTFDS3000の構造を示す。フォトダイオー
ド20からの信号をアンプ22で増幅し、光量信号の変
化分を吸収するためのAGC24で、適当なレベルの出
力になった信号はコンパレータ30で2値化され後段の
デコーダなどに送られる。AGC24はGCA(Gain C
ontrol Amp)26と、整流回路・フィルタ28で構成さ
れ、入力振幅の変動に関わらず、略一定の出力を得る。
これは一種のフィードバックサーボ制御回路であり、G
CA26へのゲイン制御信号レベルを検出することで逆
に入力信号の振幅を知ることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】かかる光通信では、光
を通信媒体として用いるため、特有の問題がいくつか発
生する。まず、発光には通常LEDが用いられるが、例
えば1mの距離を通信するには瞬間的とはいえ、100
〜500mAの電流をLEDに流し、所定の光量を確保
しなければならない。コンピュータ間の通信では、民生
用のリモコンなどと違い、通信時間が数s〜数十sと長
いため、発光のための消費電力が問題になる。特に機器
が電池により駆動される携帯機器では、消費電力の問題
は連続使用時間を左右するので極めて大きい。
【0006】また、上述のように通信距離が0という場
合があり、この状態で受光すると光量が過剰で、受光装
置のアンプが飽和してしまい、受光できなくなる問題が
ある。したがって、本発明は光通信装置における発光光
量が必要以上に大きくなることを効果的に防止すること
ができる光通信装置を提供することを第1の目的とす
る。また、本発明は、機器同士が近すぎたりして、受光
光量が過大となって受信側のアンプなどが飽和して受信
できない状態を有効に回避することができる光通信装置
を提供することを第2の目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、送信側の発光光量を制御するにあた
り、受信側で得た受光光量の情報を送信側にフィードバ
ックするようにしている。換言すれば、過剰な発光量を
最適化するため、発光素子を制御する手段を設け、受信
側で得られて送信側に送信されてくる受光光量信号を用
いて、発光光量が最適な値になるように調節するように
している。
【0008】すなわち本発明によれば、光信号を発生さ
せるための発光素子と、前記発光素子の送信光量を制御
する光量制御手段と、通信相手からの光信号を受光する
受光素子と、前記通信相手からの光信号をデコードして
前記通信相手から送られた光量に関する情報を判断する
手段と、前記判断された光量に関する情報に基づいて前
記光量制御手段を制御するための制御信号を生成する制
御信号生成手段とを、有する光通信装置が提供される。
【0009】また、本発明によれば、通信相手から光信
号を受光する受光素子と、前記受光素子の受光光量を検
出する手段と、検出した前記受光光量を所定の信号とす
る手段と、前記所定の信号を光信号として前記通信相手
に送るための発光素子とを、有する光通信装置が提供さ
れる。
【0010】また、本発明によれば、光信号を発生させ
るための発光素子と、前記発光素子の送信光量を制御す
る光量制御手段と、通信相手からの光信号を受光する受
光素子と、前記通信相手からの光信号をデコードして前
記通信相手から送られた光量に関する情報を判断する手
段と、前記判断された光量に関する情報に基づいて前記
光量制御手段を制御するための制御信号を生成する制御
信号生成手段と、前記受光素子の受光光量を検出する手
段と、検出した前記受光光量を所定の信号とする手段
と、前記所定の信号を前記通信相手に送るべく前記発光
素子へ与える手段とを、有する光通信装置が提供され
る。
【0011】また、本発明によれば、受光光量を検出す
る手段と、検出した光量値を送信する手段と、発光光量
を制御する発光光量制御手段と、通信の相手方から、こ
ちらが先に送信した光信号の光量値が送信され、これを
受信したときは、この光量値によって前記発光光量制御
手段により前記発光光量を通信障害が起きない程度に減
少させるよう制御する手段とを、有する光通信装置が提
供される。
【0012】また、本発明によれば、光信号を通信の当
初は最大光量で送信するステップと、通信相手からの光
信号を受光するステップと、前記通信相手からの光信号
をデコードして前記通信相手から送られた光量に関する
情報を判断するステップと、前記判断された光量に関す
る情報に基づいて送信する光信号を最適な光量まで減光
するステップとを、有する光通信装置における光量制御
方法が提供される。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光通信装置の好ま
しい実施の形態について添付図面と共に説明する。図1
は本発明の光通信装置の第1実施の形態を示すブロック
図である。受光装置40はフォトダイオード20と、そ
の出力信号を増幅するアンプ22などを有し、受光信号
をデコーダ42に供給する。発光モジュール50はLE
D10に直列接続されたスイッチィングトランジスタ5
4と電流制御装置52を有し、さらにトランジスタのベ
ース・エミッタ間に接続された抵抗58とエンコーダ4
8からの信号をスイッチングトランジスタ54のベース
に供給するための接続抵抗56を有する。
【0014】デコーダ42とエンコーダ48はそれぞれ
インタフェース(I/F)44を介してCPU(中央演
算処理装置)46に接続されている。またCPU46か
らは電流制御装置52に制御信号が供給されている。本
発明では前述の飽和の問題と消費電力の問題に対し、過
剰な発光量を最適化するため、発光素子であるLED1
0の電流iの制御する電流制御装置52を設け、後述す
る受光光量信号にあわせて最適な光量になる様に光量を
調節(電流を少なくして減光)するようにしている。こ
の例ではまず、図示省略の通信相手の装置からの受光光
量値をデータとして受けとり、もし、光量が適当なら、
現状の発光光量を維持し、光量が過剰なら通信装置全体
のCPU46が電流制御装置52を制御して、最適な光
量となる電流となるように(減光)している。
【0015】図2、図3は図1の発光モジュール50に
代えて用いることができる光量制御回路の例を示す回路
図である。図2はLED10が1つで、流す電流ilを
電流制限抵抗R1、R2と、対応する2つのFETスイ
ッチで切り替える構成である。図3は2つの LED1
0a、10bを個別に発光させるか、同時に発光させる
かを制御する構成である。いずれも切り替えにより数段
階の光量制御を行うことができ、必要最低限の光量に調
節することが可能である。図2、図3において、Q1、
Q2はスイッチィングトランジスタである。
【0016】次に本発明の光通信装置の受信(光)側の
構成について説明する。図4は受光側に用いることがで
きる光通信装置の好ましい実施の形態のブロック図であ
る。従来技術を示す図9で説明したように、受光信号を
増幅するアンプ22の出力が受光光量によって変動する
ためAGCはそれに併せてゲインを制御する信号を出
す。この信号が間接的に入力信号振幅なのでこれを外部
に取り出す。この信号はアナログ信号なので、A/Dコ
ンバータ60でこれをAD変換してCPU46に取り込
む。CPU46は送信時にこの入力値を適当な受光光量
値に変換し、他のデータと共に相手の装置に送る。
【0017】図5はこの受光光量値と整流信号の関係を
示している。例えば、ここでは受光光量が少ないと整流
出力値が上がりGCAのゲインが上がって、AGCの出
力を一定に保つ。したがって、整流出力値を検出して、
受光光量を検出することができる。これを利用して図5
の整流出力値がV1以下なら受光光量過剰なので、送信
側で減光してもらい、V1〜V2なら、やはり減光しても
らい、V2以上なら光量不足なのでV1〜V2レベルまで
光量を増加してもらうような制御をする。
【0018】ここで、送信受信双方での光量の関係を図
6で説明する。図6は双方の通信距離対フォトセンサの
受光量である。ここでは発光強度の異なるa、bのLE
Dの設定ができ、両者の特性は図のa、bの特性である
とする。通信に必要な受光感度(光量)はI1〜I2で
あるとし、ここから上回っても下回っても通信できない
とする。したがって発光強度aの通信距離範囲はLa1
〜La2であり、発光強度bの通信距離範囲はLb1〜
Lb2である。ここで La1が前記の通信距離0と実
質同等とする。
【0019】以上から、距離La1〜Lb1までは発光
強度aを使用すべきであり、距離Lb1〜La2までは
発光強度はどちらでもいい。しかし、消費電力の少なさ
から発光強度はaを使用すべきである。距離はLa2〜
Lb2までは発光強度bを使用すべきである。本発明の
光通信装置は、受光光量を通信して、受光感度からいっ
て距離Lb1〜La2であると推定されたら発光強度を
減じてbからaにし、通信品質を確保しつつ最小の消費
電力にすることが主目的になる。また、光量を最適化す
るので副次的には、距離がLa1〜Lb1で発光強度b
で通信したら受光アンプが飽和してしまうため、発光強
度aに下げて通信を確保する効果もある。また同様に距
離がLa2以上のとき、発光強度bにあげる効果もあ
る。
【0020】以上の最適化を送信受信双方での光量につ
いてのやりとりで実現するが、その概要を図7のシーケ
ンスチャートで説明する。ここでは、機器Aが先に発光
光量を調整し、機器Bがその受光光量を報告する場合に
ついて説明する。光量の調節する段階は大小2段階であ
るとする。まず、機器AがLED電流ilを最大にして
機器Bに対し送信する(図6中のbの発光強度)。機器
Bでは受け取った光量を検出する。もし光量が十分な
ら、図7中の実線をたどり、機器Bは光量が十分である
ことを報告する。その報告を受け取った機器AはLED
電流ilを一段小にする(図6中のaの発光強度)。そ
して機器Aはデータに加えて光量を小にしたことを機器
Bに送信する。この時点でも、機器Bは正常に通信でき
たら光量は小でもいいとお互いに認識できたので、機器
Bは自身のLED電流ilを一段小にして機器Aに対し
送信する。以降は両者の機器とも正常に通信でき、通常
モードで通信する。また光量は小にでき、消費電力を減
少できる。
【0021】ここで、機器Aがデータに加えて光量を小
にしたことを機器Bに送信した時点で、光量が過小であ
ると、エラーが起きたりして通信が途絶する(図7の一
点鎖線をたどる)。すると機器Aの動作としては一定時
間機器Bからの応答がなければ通信途絶として、光量が
不足と認識し、また最初から局発見動作をやり直す。し
かし、今度機器Bから光量が過大との報告を受けても光
量は小にはしない。そして以降は両者の機器とも正常に
通信でき、通常モードで通信する。もし、最初の時点で
機器Aの光量が過大と検出したら、図7の点線をたど
り、機器Bは光量が過大であることを報告する。その
際、機器B自身が同じ光量であれば同じく機器Aの光量
も過大であるので、機器Bの光量は小にする(図6で言
うaの発光強度)。その報告を受け取った機器Aは同様
に自身の光量は小にする。以降は両者の機器とも正常に
通信でき、通常モードで通信する。また光量は小にで
き、消費電力を減少できる。
【0022】上記の例では光量調節は2段階であるが、
もっと多段階にして細かく調節できるようにしてもよ
い。なお、コンピュータでは前述のように赤外線を用い
ることが一般的であるが、可視光線やその他の光線を用
いても本発明は同様に機能する。上記の例では、便宜上
送信側と受信側の構成をそれぞれ図1と図4の構成で説
明したが、これら両者を組み合わせ送信側と受信側で同
様の回路構成を用いることができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば送
信側の発光光量を制御するにあたり、受信側で得た受光
光量の情報を送信側にフィードバックするようにしてい
るので、必要以上に過大な光量を発光するという無駄を
防止することができ、よって消費電力を抑制することが
でき、かつ、過大な光量により受光側のアンプなどが飽
和して良好な受信ができないという事態を回避すること
ができる。また、受光装置に受光光量の検出装置を付加
し、受光光量値をお互いに報告することで正常な通信に
必要最低限の光量に互いに減光し、通信距離が近すぎた
り、発光光量が大きすぎて受信アンプが飽和したりする
のを効果的に防止し、併せて過剰な発光による消費電力
の無駄を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光通信装置の送信側の好ましい実
施の形態の構成を示すブロック図である。
【図2】図1中の発光モジュールの他の例を示す回路図
である。
【図3】図1中の発光モジュールの更に他の例を示す回
路図である。
【図4】本発明に係る光通信装置の受信側の好ましい実
施の形態の構成を示すブロック図である。
【図5】本発明の動作を説明するために光量と、整流出
力、ゲインの関係を示す図である。
【図6】本発明の動作を説明するために距離と、受信光
量の関係を示す図である。
【図7】本発明の動作を説明するために光量の調節の通
信手順を示すシーケンスチャートである。
【図8】従来の光送信モジュールを示す回路図である。
【図9】従来の光受信モジュールを示す回路図である。
【符号の説明】
10、10a、10b LED(発光素子) 20 フォトダイオード(受光素子) 22 アンプ 24 AGC 26 GCA 28 整流回路・フィルタ(GCAと共に受光光量を検
出する手段を構成する) 30 コンパレータ 40 受光装置 42 デコーダ 44 インタフェース(I/F) 46 CPU(制御信号生成手段:デコーダ、インタフ
ェースと共に光量に関する情報を判断する手段を構成す
る:デコーダ、インタフェース、エンコーダと共に減少
させるよう制御する手段を構成する) 48 エンコーダ(インタフェースと共に発光素子へ与
える手段を構成する) 50 発光モジュール(A/Dコンバータ、CPU、イ
ンタフェース、エンコーダと共に光量値を送信する手段
を構成する) 52 電流制御装置(光量制御手段) 54、Q1、Q2 スイッチィングトランジスタ 56、58 抵抗 60 A/Dコンバータ(CPUと共に所定の信号とす
る手段構成する)
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04B 10/26

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光信号を発生させるための発光素子と、 前記発光素子の送信光量を制御する光量制御手段と、 通信相手からの光信号を受光する受光素子と、 前記通信相手からの光信号をデコードして前記通信相手
    から送られた光量に関する情報を判断する手段と、 前記判断された光量に関する情報に基づいて前記光量制
    御手段を制御するための制御信号を生成する制御信号生
    成手段とを、 有する光通信装置。
  2. 【請求項2】 通信相手から光信号を受光する受光素子
    と、 前記受光素子の受光光量を検出する手段と、 検出した前記受光光量を所定の信号とする手段と、 前記所定の信号を光信号として前記通信相手に送るため
    の発光素子とを、 有する光通信装置。
  3. 【請求項3】 光信号を発生させるための発光素子と、 前記発光素子の送信光量を制御する光量制御手段と、 通信相手からの光信号を受光する受光素子と、 前記通信相手からの光信号をデコードして前記通信相手
    から送られた光量に関する情報を判断する手段と、 前記判断された光量に関する情報に基づいて前記光量制
    御手段を制御するための制御信号を生成する制御信号生
    成手段と、 前記受光素子の受光光量を検出する手段と、 検出した前記受光光量を所定の信号とする手段と、 前記所定の信号を前記通信相手に送るべく前記発光素子
    へ与える手段とを、 有する光通信装置。
  4. 【請求項4】 受光光量を検出する手段と、 検出した光量値を送信する手段と、 発光光量を制御する発光光量制御手段と、 通信の相手方から、こちらが先に送信した光信号の光量
    値が送信され、これを受信したときは、この光量値によ
    って前記発光光量制御手段により前記発光光量を通信障
    害が起きない程度に減少させるよう制御する手段とを、 有する光通信装置。
  5. 【請求項5】 光信号を通信の当初は最大光量で送信す
    るステップと、 通信相手からの光信号を受光するステップと、 前記通信相手からの光信号をデコードして前記通信相手
    から送られた光量に関する情報を判断するステップと、 前記判断された光量に関する情報に基づいて送信する光
    信号を最適な光量まで減光するステップとを、 有する光通信装置における光量制御方法。
JP2273798A 1998-01-20 1998-01-20 光通信装置及び光通信装置における光量制御方法 Withdrawn JPH11205239A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006059927A (ja) * 2004-08-18 2006-03-02 Radiant Opt-Electronics Corp Ledを用いる面状発光装置
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US8103174B2 (en) 2006-06-02 2012-01-24 Standard Microsystems Corporation Transmission network having an optical receiver that utilizes dual power pins and a single status pin to lower power consumption, lower manufacturing cost, and increase transmission efficiency

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