KR101247901B1 - 가시광을 이용한 데이터 송신장치, 수신장치 및, 가시광을 이용한 데이터 통신 시스템 - Google Patents

가시광을 이용한 데이터 송신장치, 수신장치 및, 가시광을 이용한 데이터 통신 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가시광을 이용한 데이터 송신장치, 수신장치 및, 가시광을 이용한 데이터 통신 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광을 이용한 데이터 통신 시스템은 미리 설정된 시간 구간별로 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍(dimming) 방식 또는 아날로그 디밍 방식을 선택하여, 복수의 광원이 전송할 이진 데이터에 대응되는 가시광 영역의 광신호를 전송하는 가시광을 이용한 데이터 송신장치와, 송신장치의 복수의 광원으로부터 가시광 영역의 광신호를 수신하고, 미리 설정된 시간 구간별로 상기 광원의 광신호 유무에 따라 이진 데이터를 생성하는 가시광을 이용한 데이터 수신장치를 포함한다. 이에 따라, 조명의 기능을 저하시키지 않고 데이터를 전송할 수 있으며, 광신호 촬영 타이밍을 동기화시켜 유효한 광신호를 획득함으로써 다수의 광원을 이용한 데이터 통신시 오류를 줄일 수 있다.

Description

가시광을 이용한 데이터 송신장치, 수신장치 및, 가시광을 이용한 데이터 통신 시스템{VISIBLE LIGHT TRANSMITTER, VISIBLE LIGHT RECEIVER, VISIBLE LIGHT COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 가시광을 이용한 데이터 송신장치, 수신장치 및, 가시광을 이용한 데이터 통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조명의 광량에 변화를 주지 않으면서 신속하게 데이터 통신을 하는 기술에 관한 것이다.
오늘날 무선통신 기술 중 하나로 가시광 영역의 광을 이용한 광 통신기술이 각광받고 있다. 종래에는 무선통신 기술로써 적외선 통신이 제안되었다. 적외선 통신은 초광대역을 제공하지만, 사람의 눈에 치명적이므로 그 송신전력을 제한받는다. 이에 따라 수신율을 높이기 위해서 송수신 장치 모두 Field of View(FOV)가 좁은 소자를 사용한다. 이 경우, 송수신단 간에 FOV가 어긋나거나 물리적인 장애물이 존재하는 경우 통신이 단절되는 현상이 발생한다.
이를 개선하기 사람의 눈에 보이는 가시광(visible light)을 이용해 정보를 전달하는 통신 기술인 가시광 통신(VLC; Visible Light Communication) 기술이 제안되었다. 특히, 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode) 등의 발광소자를 이용한 조명장치가 급속히 보급되면서 이러한 조명장치를 이용하여 보다 고속의 데이터 통신 기술이 주목받고 있다. 일반적으로 광신호를 송신하는데 LED를 이용하고, 광신호를 수신하는데 PD(Photo Diode), CCD(Charge Coupled Device)를 사용한다.
그러나, LED를 이용하여 데이터를 전송하는 경우, LED에 흐르는 전류를 제어함으로써 조도에 영향을 미쳐 조명기능을 저하시키는 문제점이 있었다. 또한, PD의 경우 저광량의 송신부를 가지는 장치와는 장거리의 데이터 통신이 어려우며, CCD의 경우 영상데이터를 획득할 수 있는 프레임 비율(Frame Rate)가 낮아 활용이 어려운 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 가시광을 이용하여 데이터 통신을 하는데 있어서, 광원의 총 광량에 영향을 미치지 않으면서 데이터를 전송하는 것이 가능하고, 유효한 데이터 전송시기를 알아내어 광신호를 촬영하는 것이 가능한 가시광을 이용한 데이터 송신장치, 수신장치 및, 가시광을 이용한 데이터 통신 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가시광을 이용한 데이터 통신 시스템은 미리 설정된 시간 구간별로 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍(dimming) 방식 또는 아날로그 디밍 방식을 선택하여, 복수의 광원이 전송할 이진 데이터에 대응되는 가시광 영역의 광신호를 전송하는 가시광을 이용한 데이터 송신장치와, 송신장치의 복수의 광원으로부터 가시광 영역의 광신호를 수신하고, 미리 설정된 시간 구간별로 상기 광원의 광신호 유무에 따라 이진 데이터를 생성하는 가시광을 이용한 데이터 수신장치를 포함한다.
또한, 상기 송신장치는 전송할 이진 데이터 값이 1인 경우 아날로그 디밍 방식을 선택하고, 전송할 이진 데이터 값이 0인 경우 PWM 디밍 방식을 선택할 수 있다.
본 발명의 가시광을 이용한 데이터 통신 시스템에 포함되는 송신장치는 가시광 영역의 광신호를 전송하는 복수의 광원을 포함하는 발광부와, 전송할 이진 데이터를 저장하는 저장부와, 저장부에 저장된 이진 데이터에 대응하여 미리 설정된 시간 구간별로 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍(dimming) 방식 또는 아날로그 디밍 방식을 선택하고, 선택된 디밍 방식으로 광원을 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 복수의 광원은 전송되는 광신호의 유효 여부를 나타내는 기준광원 및 상기 이진 데이터를 전송하는 데이터광원으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제어부는 전송할 이진 데이터 값이 1인 경우 아날로그 디밍 방식을 선택하고, 전송할 이진 데이터 값이 0인 경우 PWM 디밍 방식을 선택할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 광원에서 조사되는 미리 설정된 시간 구간별 광신호의 총 광량이 동일하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 가시광을 이용한 데이터 통신 시스템에 포함되는 수신장치는 전송되는 광신호의 유효 여부를 나타내는 기준광원 및 이진 데이터를 전송하는 데이터 광원으로 이루어지는 복수의 광원으로부터 가시광 영역의 광신호를 수신하는 수광부와, 미리 설정된 시간 구간별로 상기 수광부가 상기 복수의 광원으로부터 광신호를 수신하도록 제어하며, 상기 데이터 광원의 광신호 유무를 판단하여 이진 데이터를 생성하는 제어부와, 제어부에서 생성된 이진 데이터에 대응하는 구동신호를 생성하는 구동부를 포함한다.
또한, 상기 복수의 광원으로부터 수신되는 광신호는 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍(dimming) 방식 또는 아날로그 디밍 방식으로 디밍될 수 있다.
또한, 상기 수광부는 복수의 광원 중 광신호의 유효 여부를 나타내는 기준광원의 광신호를 수신 및 분석하여, 수신된 광신호가 유효한 경우에만 데이터광원이 전송하는 광신호를 이진 데이터로 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 데이터광원의 광신호가 있는 경우에는 이진 데이터 값을 1로 생성하고, 광신호가 없는 경우에는 이진 데이터 값을 0으로 생성할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 가시광을 이용한 데이터 송신장치, 수신장치 및, 가시광을 이용한 데이터 통신 시스템은 조명의 기능을 저하시키지 않고 데이터를 전송할 수 있으며, 광신호 촬영 타이밍을 동기화시켜 유효한 광신호를 획득함으로써 다수의 광원을 이용한 데이터 통신시 오류를 줄일 수 있다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 가시광 데이터 통신 시스템의 구성도,
도 1b는 도 1a에 따른 가시광 데이터 통신 시스템을 설명하기 위한 예시도,
도 2는 도 1a에 따른 가시광 데이터 송신장치의 구성도,
도 3은 도 2에 따른 송신장치의 발광부에 포함되는 광원의 종류 및 배열을 설명하기 위한 예시도,
도 4a는 도 2에 따른 PWM 디밍과 아날로그 디밍을 혼용한 경우의 시간에 따른 광원의 전류파형을 설명하기 위한 예시도,
도 4b는 도 4a에 따른 전류파형에 대응하여 인식되는 광원의 점등여부를 설명하기 위한 예시도,
도 5는 도 1에 따른 가시광 데이터 수신장치의 구성도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 가시광 데이터 통신 시스템의 구성도이고, 도 1b는 도 1a에 따른 가시광 데이터 통신 시스템을 설명하기 위한 예시도이다.
먼저 도 1a에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 가시광 데이터 통신 시스템은 가시광 데이터 송신장치(100) 및 가시광 데이터 수신장치(200)를 포함하며, 가시광 데이터 송신장치(100) 및 가시광 데이터 수신장치(200)는 가시광 통신에 의하여 데이터 통신을 수행한다. 가시광 데이터 송신장치(100)은 미리 설정된 시간 구간별로 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍(dimming) 방식 또는 아날로그 디밍 방식을 선택하여, 복수의 광원이 전송할 이진 데이터에 대응되는 가시광 영역의 광신호를 전송한다. 그리고, 가시광 데이터 수신장치(200)는 복수의 광원으로부터 가시광 영역의 광신호를 수신하고, 미리 설정된 시간 구간별로 상기 광원의 광신호 유무에 따라 이진 데이터를 생성한다. 이 경우, 가시광 데이터 송신장치(100)는 전송할 이진 데이터 값이 1인 경우 아날로그 디밍 방식을 선택하고, 전송할 이진 데이터 값이 0인 경우 PWM 디밍 방식을 선택할 수 있다.
도 1b를 참조하면, 선행차량(300)의 후미등에는 본 발명의 가시광 데이터 송신장치(100)가 장착되고, 후행차량(400)의 전면 그릴부분에는 본 발명의 가시광 데이터 수신장치(200)가 장착되어 광신호 데이터를 송수신하는 가시광 데이터 통신 시스템을 구현할 수 있다. 이 경우, 각 차량에는 본 발명의 가시광 데이터 송신장치(100) 및 그 수신장치(200)가 장착되는 것이 가능하다. 선행차량(300)은 급정거시 점등되는 브레이크등의 광원으로부터 자신의 운전정보를 전송할 수 있다. 후행차량(400)은 선행차량(300)의 후미등에서 전송되는 광신호를 수신하고, 이를 미리 설정된 시간구간별로 분석하여, 선행차량(300)의 운전정보를 파악할 수 있다. 또한, 선행차량(300)의 운전정보를 이용하여 후행차량(400)의 속도 등을 제어할 수 있다.
이 밖에도, 본 발명의 가시광 데이터 통신 시스템은 신호등, 가로등에 가시광 데이터 송신장치(100)를 장착하여 광신호를 전송하면 스마트폰이나 자동차에 장착된 가시광 데이터 수신장치(200)를 통해 데이터를 송수신하는 것도 가능하다. 또한, 가정이나 사무실의 조명장치 등에 응용하여 실내에 존재하는 전자기기와 가시광 데이터 송수신이 가능하게 하는 것도 가능하다.
이하, 본 발명의 가시광 데이터 통신 시스템을 구성하는 가시광 데이터 송신장치(100) 및 수신장치(200)에 관해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 도 1a에 따른 가시광 데이터 송신장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 가시광 데이터 송신장치(100)는 통신부(110), 저장부(130), 발광부(150), 제어부(170)를 포함한다. 통신부(110)는 유무선 통신 모듈이다. 통신부(110)는 외부의 서버와 네트워크를 통해 데이터를 송수신하는 것이 가능하다. 가시광 데이터 송신장치(100)는 발광부(150)를 통해 송신될 데이터를 내부의 저장부(130)로부터 획득하거나, 외부의 서버나 단말을 통해 데이터를 획득하는 것도 가능하다. 예를 들어, 가시광 데이터 송신장치(100)가 신호등에 이용되는 경우, 가시광 데이터 송신장치(100)는 중앙교통통제시스템의 서버와 유무선 접속을 하여, 실시간 교통상황에 관한 데이터를 수신할 수 있다. 통신부(110)는 수신된 데이터를 저장부(130)에 저장하거나, 직접 제어부(170)로 출력하는 것이 가능하다.
저장부(130)는 가시광 데이터 송신장치(100)에서 전송되는 데이터를 저장한다. 저장부(130)는 통신부(110)로부터 설정된 시간 간격으로 데이터를 저장하거나, 사용자의 설정에 의해 미리 설정되는 것도 가능하다. 또한, 저장부(130)는 가시광 데이터 송신장치(100)에서 전송되는 데이터의 내용뿐만 아니라 데이터 전송시간, 전송주기 등에 관한 정보를 저장하는 것이 가능하다.
발광부(150)는 가시광 영역의 광신호를 전송하는 복수의 광원을 포함한다. 이 경우, 광원은 전류의 흐름에 따라 빛의 세기가 변하는 광소자로써, 예를 들면 LED(Light Emitting diode)가 사용되는 것이 가능하다. 광원은 가시광 통신을 위해 가시광 파장의 영역인 380nm에서 780nm 파장을 가지는 것이 바람직하다. 발광부(150)는 기준광원(151)과 데이터광원(153) 나뉜다. 기준광원(151)은 수신장치에서 유효한 데이터를 획득하기 위해 동기화 신호를 전송한다. 데이터광원(153)은 조명의 기능과 함께 점등과 소등을 반복하는 형식으로 데이터를 전송한다. 이하 발광부(150)에 포함되는 복수의 광원들의 배열과 관련하여 도 2를 참조하여 후술하도록 한다.
도 3은 도 2에 따른 송신장치의 발광부에 포함되는 광원의 종류 및 배열을 설명하기 위한 예시도,
도 3을 참조하면, 발광부(150)는 기준광원(151)과 데이터광원(153)을 포함한다. 기준광원(151)은 데이터광원(153)의 행 방향 또는 열 방향에 위치할 수 있다. 각각의 기준광원(151)은 행 방향 또는 열 방향으로 배열된 데이터광원(153)들의 기준이 된다. 도 3에서 기준광원(151) 각각은 그와 행 방향으로 배열된 8개의 데이터광원(153)의 기준이 된다. 기준광원(151)은 조명 기능뿐만 아니라 수신측에서 유효한 데이터를 확인할 수 있도록 해준다. 예를 들어, 수신측에서 광신호를 촬영할 때 기준광원(151)이 점등된 상태이면 그와 연관된 데이터광원(153)이 전송한 데이터는 유효한 데이터로 처리할 수 있다. 또한, 수신측에서는 기준광원(151)의 점등 및 소등의 주기를 파악하여 해당 주기마다 데이터광원(153)의 광신호를 유효하게 수신할 수도 있다.
한편, 데이터광원(153)은 조명기능과 함께 데이터를 전송하는 역할을 한다. 각각의 데이터광원(153)은 점등과 소등을 통해 이진 데이터를 표현할 수 있다. 이 경우, 데이터광원(153)이 점멸을 반복하여도 특정 주파수를 넘으면 육안으로는 점멸을 확인할 수 없기 때문에 조명기능에는 영향을 미치지 않고 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 복수의 데이터광원(153)을 이용하여 하나의 광신호를 보내는 것도 가능하다. 예를 들어, 8개의 데이터광원(153)을 하나의 신호단위로 설정하면, 28개의 데이터를 전송할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 제어부(170)는 발광부(150), 저장부(130)와 연결되고, 저장부(130)로부터 이진 데이터를 입력받는다. 제어부(170)는 미리 설정된 시간 구간별로 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍(dimming) 방식 또는 아날로그 디밍 방식 중 하나를 선택하고, 선택된 디밍 방식으로 발광부(150)에 포함된 광원을 제어하는 것이 가능하다. 이 경우, 하나의 광원에 사용되는 디밍 방식은 어느 하나에 국한되지 않고, 이진 데이터의 값에 따라 설정된 시간별로 PWM 디밍 방식이나 아날로그 디밍 방식을 선택하여 발광부(150)의 광원에 인가되는 전류를 개별적으로 제어하는 것도 가능하다.
제어부(170)는 보다 구체적으로 데이터 판단부(171), 디밍 선택부(173), PWM 디밍부(175), 아날로그 디밍부(177)를 포함한다. 데이터 판단부(171)는 필터로 구성되며, 통신부(110)나 저장부(130)를 통해 입력되는 신호를 이진 데이터로 변환한다. 데이터 판단부(171)는 미리 설정된 기준 전압을 이용하여 입력되는 전기적 신호를 이진 데이터인 0, 1로 판단할 수 있다. 또한, 데이터 판단부(171)는 저장부(130)에 저장된 데이터가 이진 데이터 형식인 경우에는 별도로 판단하지 않는다. 데이터 판단부(171)는 변환한 입력된 신호인 이진 데이터를 디밍 선택부(173)로 출력한다.
디밍 선택부(173)는 광원에 흐르는 전류의 세기를 제어할 방식을 선택한다. 디밍 방식에는 펄스 폭 변조 방식인 PWM 디밍 방식과, 아날로그 디밍 방식이 있다. 디밍 선택부(173)는 데이터 판단부(171)로부터 입력된 이진 데이터를 분석하여, 데이터 값이 0이면 PWM 디밍 방식을 선택하고, 데이터 값이 1이면 아날로그 디밍 방식을 선택한다. 예를 들어, 1개의 데이터광원(153)이 t1, t2, t3, t4, t5 이라는 시간 구간에서 전송할 데이터가 0, 1, 1, 0, 0 이라면, 디밍 선택부(173)는 t1, t4, t5에서는 PWM 디밍 방식을 선택하고, t2, t3 구간에서는 아날로그 디밍 방식을 선택한다.
PWM 디밍부(175)는 트랜지스터와 저항소자로 구성된 스위치 회로를 포함한다. PWM 디밍부(175)는 전원부(도시되지 않음), 발광부(150)와 연결된다. PWM 디밍부(175)는 펄스의 듀티를 조절하여 광원의 조도를 제어하는 것으로, 이는 일반적인 PWM 디밍 방식과 동일하다.
아날로그 디밍부(177)는 비반전 가산기를 포함한다. 아날로그 디밍부(177)는 전원부(도시되지 않음), 발광부(150)와 연결된다. 아날로그 디밍부(177)는 선형적으로 광원의 조도를 제어할 수 있으며, 그 설계방식은 다양한 방식으로 이뤄질 수 있다.
도 4a는 도 2에 따른 PWM 디밍과 아날로그 디밍을 혼용한 경우의 시간에 따른 광원의 전류파형을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4a를 참조하면, 기준광원(151)은 기본적으로 PWM 디밍 방식으로 제어되며 일정한 펄스폭과 주파수를 나타낸다. 다만, 데이터광원(153)과의 PWM 디밍 방식의 경우와는 타이밍이 어긋나도록 설정될 수 있다. 즉, 도 3a에서 t1 구간에서 기준광원(151)이 전류 피크치(Ip)를 나타내는 구간과 제1 데이터광원이 전류 피크치(Ip)를 나타내는 구간이 서로 다르다. 기준광원(151)은 앞서 설명한 바와 같이 데이터광원(153)의 데이터 유효성을 나타낸다. 즉, 수신측에서는 기준광원(151)이 전류 피크치(Ip)를 가지는 순간에만 기준광원(151)이 점등된 것으로 인식한다. 따라서, 기준광원(151)이 점등된 순간의 데이터광원(153)이 전송하는 데이터가 유효한 것으로 판정된다.
기준광원(151)의 PWM 디밍과 데이터광원(153)의 PWM 디밍은 서로 일치하지 않으므로, 수신측에서 기준광원(151)이 점등된 상태에서 수신한 데이터광원(153)의 광신호는 소등된 상태로 인식이 된다. 이에 반해, 아날로그 디밍 방식은 광원의 전류 피크치(Ia)는 PWM 디밍 방식보다 낮지만, 수신측에서 항상 점등된 상태로 인식이 된다. 즉, 기준광원(151)이 점등된 상태에서 아날로그 디밍 방식으로 디밍된 데이터 광원은 항상 점등된 상태로 인식된다. 이와 같이, 기준광원(151)의 점등된 상태를 기준으로 데이터광원(153)이 PWM 방식으로 디밍되면 항상 소등된 것으로 인식되고, 데이터광원(153)이 아날로그 방식으로 디밍되면 항상 점등된 것으로 인식된다. 따라서, 디밍 선택부(173)에서는 데이터 판단부(171)에서 입력된 이진 데이터 값이 0이면 PWM 디밍 방식을 선택하고, 이진 데이터 값이 1이면 아날로그 디밍 방식을 선택한다.
도 4b는 도 4a에 따른 전류파형에 대응하여 인식되는 광원의 점등여부를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4b를 참조하면, t1에서 t5의 시간구간에서 육안으로는 기준광원이나 제1 데이터광원, 제2 데이터광원이 모두 점등된 것으로 인식된다. 이는 광원이 점멸되는 주파수가 일정한 범위 이상이면 육안으로는 이를 인식할 수 없기 때문이다. 다만, 본 발명에서는 PWM 디밍 방식의 경우와 아날로그 디밍 방식의 경우 일정한 시간구간(t1,..., t5) 동안의 총 광량은 동일하도록 설정할 수 있다. 따라서, 데이터광원(153)에서 신호를 전송하는 경우에는 각 순간의 광량은 같기 때문에 전송할 이진 데이터 값이 0이든 1이든 육안으로 차이를 느낄 수 없다.
한편, 수신측의 CCD 촬영영상은 데이터광원(153)이 시간구간마다 점등 또는 소등을 함을 알 수가 있다. 제1 데이터광원의 경우 소등-점등-소등-점등-소등으로 인식되는데, 이는 t1, t3, t5에서는 PWM 디밍 방식으로 디밍된 것이고, t2, t4에서는 아날로그 방식으로 디밍된 것임을 알 수 있다. 이를 이진 데이터로 표현하면, 제1 데이터광원은 0-1-0-1-0의 데이터를 순차적으로 전송한 것이고, 제2 데이터광원은 1-1-0-0-1의 데이터를 순차적으로 전송한 것이 된다.
도 5는 도 1에 따른 가시광 데이터 수신장치의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 가시광 데이터 수신장치(200)는 수광부(210), 제어부(230), 구동부(250)를 포함한다. 수광부(210)는 광신호를 수신하는 광센서, 카메라를 포함한다. 예를 들어, 수광부(210)로 CCD(Charge Coupled Device) 카메라를 사용하는 것이 가능하다. CCD 카메라는 광신호를 입력받아 이를 전기적인 신호로 출력할 수 있다. 수광부(210)는 복수의 광원으로부터 가시광 영역대의 광신호를 수신하며, 전송되는 광신호의 유효 여부를 나타내는 기준광원(151)과 이진 데이터를 전송하는 데이터 광원으로부터 광신호를 수신할 수 있다. 이 경우, 복수의 광원으로부터 수신되는 광신호는 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍(dimming) 방식 또는 아날로그 디밍 방식으로 디밍된 것이다.
또한, 수광부(210)는 송신단 측과 광원의 배열정보, 즉 기준광원(151)과 데이터광원(153)의 배열에 관한 정보를 미리 알고 있는 것이 바람직하다. 수광부(210)는 미리 설정된 시간 구간별로 복수의 광원으로부터 광신호를 수신한다. 수광부(210)는 수신된 광신호를 촬영한 영상정보를 제어부(230)로 출력한다.
제어부(230)는 수광부(210)가 미리 설정된 시간 구간별로 복수의 광원으로부터 광신호를 수신하도록 제어하며, 데이터 광원의 광신호 유무를 판단하여 이진 데이터를 생성한다. 보다 구체적으로 제어부(230)는 광신호 판단부(231)와 데이터 생성부(233)를 포함한다. 광신호 판단부(231)는 수광부(210)가 수신한 복수의 광원의 광신호에 대한 유효성 여부를 판단한다. 광신호 판단부(231)는 기준광원(151)의 광신호를 분석하여, 수신된 광신호가 유효한 경우에만 데이터 생성부(233)로 광신호 정보를 출력한다. 광신호 송신측에서 송신하는 광신호 중 기준광원(151)은 PWM 디밍 방식으로 조도가 제어되므로, 특정 시간구간에서는 광원이 소등된 것으로 인식된다. 광신호 판단부(231)는 기준광원(151)이 촬영한 영상에서 기준광원(151)이 소등된 것으로 파악되면, 함께 수신된 데이터광원(153)의 광신호 정보는 유효한 데이터가 아니라고 판단할 수 있다.
데이터 생성부(233)는 광신호 판단부(231)로부터 유효한 광신호 정보를 입력받는다. 데이터 생성부(233)는 입력된 광신호 정보 중 데이터광원(153)의 촬영영상 정보를 이용하여, 데이터광원(153)의 광신호가 있는 경우에는 이진 데이터 값을 1로 생성하고, 광신호가 없는 경우에는 이진 데이터 값을 0으로 생성한다. 이 경우, 광신호가 있는 경우는 데이터광원(153)이 점등된 상태로 촬영된 경우이고, 광신호가 없는 경우는 데이터광원(153)이 소등된 상태로 촬영된 경우를 말한다. 데이터 생성부(233)는 미리 설정된 시간구간에 따라 데이터광원(153)의 광신호를 이진 데이터로 변환하여 구동부(250)로 출력한다.
구동부(250)는 제어부(230)에서 생성된 이진 데이터에 대응하는 구동신호를 생성한다. 구동부(250)는 가시광 데이터 수신장치(200)와 연결된 모듈에 대해 구동신호를 출력한다. 예를 들어, 가시광 데이터 수신장치(200)가 자동차에 이용되는 경우, 앞차의 후미등으로부터 전송되는 광신호를 수신하여, 앞차의 급정거와 같은 운전정보를 수신할 수 있으며, 해당 정보에 대응하여 구동부(250)는 브레이크를 제어하여 앞차와 안전거리를 유지할 수 있도록 자동차의 속도를 제어하는 것이 가능하다.
이상에서 본 발명은 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 기재된 실시예로부터 도출 가능한 자명한 변형예를 포괄하도록 의도된 특허청구범위의 기재에 의해 해석되어져야 한다.
100 : 가시광 데이터 송신장치 110 : 통신부
130 : 저장부 150 : 발광부
151 : 기준광원 153 : 데이터광원
170 : 제어부 171 : 데이터 판단부
173 : 디밍 선택부 175 : PWM 디밍부
177 : 아날로그 디밍부 200 : 가시광 데이터 수신장치
210 : 수광부 230 : 제어부
231 : 광신호 판단부 233 : 데이터 생성부
250 : 구동부 300 : 선행차량
400 : 후행차량

Claims (10)

  1. 가시광 영역의 광신호를 전송하는 복수의 광원을 포함하는 발광부;
    전송할 이진 데이터를 저장하는 저장부; 및
    상기 저장부에 저장된 이진 데이터에 대응하여 미리 설정된 시간 구간별로 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍(dimming) 방식 또는 아날로그 디밍 방식을 선택하고, 선택된 디밍 방식으로 상기 광원을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 가시광을 이용한 데이터 송신장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광원은 전송되는 광신호의 유효 여부를 나타내는 기준광원 및 상기 이진 데이터를 전송하는 데이터광원으로 이루어지는 가시광을 이용한 데이터 송신장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전송할 이진 데이터 값이 1인 경우 아날로그 디밍 방식을 선택하고, 상기 전송할 이진 데이터 값이 0인 경우 PWM 디밍 방식을 선택하는 가시광을 이용한 데이터 송신장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 광원에서 조사되는 미리 설정된 시간 구간별 광신호의 총 광량이 동일하도록 제어하는 가시광을 이용한 데이터 송신장치.
  5. 전송되는 광신호의 유효 여부를 나타내는 기준광원 및 이진 데이터를 전송하는 데이터 광원으로 이루어지는 복수의 광원으로부터 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍(dimming) 방식 또는 아날로그 디밍 방식으로 디밍된 가시광 영역의 광신호를 수신하는 수광부;
    미리 설정된 시간 구간별로 상기 수광부가 상기 복수의 광원으로부터 광신호를 수신하도록 제어하며, 상기 데이터 광원의 광신호 유무를 판단하여 이진 데이터를 생성하는 제어부; 및
    상기 제어부에서 생성된 이진 데이터에 대응하는 구동신호를 생성하는 구동부;
    를 포함하는 가시광을 이용한 데이터 수신장치.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 복수의 광원 중 광신호의 유효 여부를 나타내는 기준광원의 광신호를 수신 및 분석하여, 수신된 광신호가 유효한 경우에만 상기 데이터광원이 전송하는 광신호를 이진 데이터로 생성하는 가시광을 이용한 데이터 수신장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 데이터광원의 광신호가 있는 경우에는 이진 데이터 값을 1로 생성하고, 광신호가 없는 경우에는 이진 데이터 값을 0으로 생성하는 가시광을 이용한 데이터 수신장치.
  9. 미리 설정된 시간 구간별로 PWM(Pulse Width Modulation) 디밍(dimming) 방식 또는 아날로그 디밍 방식을 선택하여, 복수의 광원이 전송할 이진 데이터에 대응되는 가시광 영역의 광신호를 전송하는 가시광을 이용한 데이터 송신장치; 및
    상기 송신장치의 복수의 광원으로부터 가시광 영역의 광신호를 수신하고, 미리 설정된 시간 구간별로 상기 광원의 광신호 유무에 따라 이진 데이터를 생성하는 가시광을 이용한 데이터 수신장치;
    를 포함하는 가시광을 이용한 데이터 통신 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 송신장치는,
    전송할 이진 데이터 값이 1인 경우 아날로그 디밍 방식을 선택하고, 상기 전송할 이진 데이터 값이 0인 경우 PWM 디밍 방식을 선택하는 가시광을 이용한 데이터 통신 시스템.
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