KR101596471B1

KR101596471B1 - 가시광통신 시스템

Info

Publication number: KR101596471B1
Application number: KR1020090078197A
Authority: KR
Inventors: 전태종; 이종서; 김수린; 이주영; 한정석
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-08-24
Filing date: 2009-08-24
Publication date: 2016-02-23
Also published as: US20110044695A1; KR20110020534A

Abstract

가시광통신 시스템은 정보를 갖는 제 1 광을 발생하는 광원, 광의 파장영역에 따라 제 1 광 및 외부로부터 제공되는 제 2 광을 각각 선택적으로 투과시키는 광학필터, 광학필터를 투과한 제 1 광을 제공받아 출력신호를 생성하는 광전소자, 및 출력신호를 제공받아 데이터를 출력하는 데이터 출력부를 포함한다. 따라서, 정보를 갖지 않으며 큰 세기를 갖는 파장영역에 해당하는 외부광이 광전소자 측으로 제공되는 것을 차단할 수 있어 출력신호에 노이즈가 발생되는 것을 방지할 수 있고, 또한, 광전소자로부터 생성된 출력신호의 노이즈를 필터링하는 별도의 동작이 필요하지 않다.

Description

가시광통신 시스템{VISIBLE LIGHT COMMUNICATIONS SYSTEM}

본 발명은 가시광통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 통신품질을 향상시킬 수 있는 가시광통신 시스템에 관한 것이다.

가시광통신은 다양한 주파수대역의 무선 통신 중에서 가시광선을 이용한 무선 광통신이다. 따라서, 가시광 통신을 이용하면, 눈에 보이는 모든 조명장치 및 디스플레이로부터 발생되는 광을 이용하여 쌍방 간에 무선으로 통신할 수 있다.

예컨대, 발광다이오드를 광원으로 갖는 표시장치에서, 일반적으로 사람은 100Hz이상의 고주파를 인식할 수 없으므로 상기 광원으로부터 발생되는 광이 어떤 정보를 갖도록 상기 광을 변조시키면, 상기 변조된 광은 표시장치가 영상을 표시하는 데 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 변조된 광은 광통신에도 사용될 수도 있다.

본 발명의 목적은 노이즈를 감소시켜 광통신품질이 향상된 가시광통신 시스템을 제공하는 데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 가시광통신 시스템은 정보를 갖는 제 1 광을 발생하는 광원, 광의 파장영역에 따라 상기 제 1 광 및 외부로부터 제공되는 제 2 광을 각각 선택적으로 투과시키는 광학필터, 상기 광학필터를 투과한 제 1 광을 제공받아 출력신호를 생성하는 광전소자, 및 상기 출력신호를 제공받아 데이터를 출력하는 데이터 출력부를 포함한다.

또한, 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 다른 가시광통신 시스템은 정보를 갖는 제 1 광을 발생시켜 영상을 표시하는 표시장치, 및 상기 제 1 광이 갖는 정보에 대응하는 출력신호를 생성하고, 상기 출력신호에 대응하는 데이터를 출력하는 데이터 출력장치를 포함한다.

또한, 상기 데이터 출력장치는 광의 파장영역에 따라 상기 제 1 광 및 외부로부터 제공되는 제 2 광을 각각 선택적으로 투과시키는 광학필터, 및 상기 광학필터를 투과한 제 1 광을 제공받아 상기 출력신호를 생성하는 광전소자를 포함한다.

가시광통신 시스템에 있어서, 정보를 갖는 광을 수신받아 데이터를 출력하는 데이터출력장치는 광학필터 및 광전소자를 포함한다. 광학필터는 광전소자 측으로 제공되는 광을 파장에 따라 필터링한다. 따라서, 큰 세기를 갖는 파장영역의 외부광을 차단할 수 있도록 광학필터를 설계하면, 정보를 갖지 않는 외부광이 광전소자 측으로 제공되어 광전소자로부터 생성되는 출력신호에 노이즈가 발생되는 것을 방지할 수 있고, 또한, 광전소자로부터 생성된 출력신호에 노이즈를 필터링하는 별 도의 동작이 필요하지 않다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 상기한 본 발명의 목적, 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 다만 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 한편, 하기 실시예와 함께 제시된 도면은 명확한 설명을 위해서 다소 간략화되거나 과장된 것이며, 도면상에 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광통신 시스템의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 가시광통신 시스템을 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 가시광통신 시스템(300)은 광송신장치(100) 및 광수신장치(200)를 포함한다.

상기 광송신장치(100)는 광원(110), 영상표시부(120), 및 변조부(130)를 포함한다. 상기 광원(110)은 상기 가시광통신 시스템(300)이 광을 이용한 통신을 수행하는 데 사용되는 소오스광(L0)을 발생시킨다. 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 광원(110)은 다수의 발광다이오드를 포함할 수 있다.

상기 광원(110)은 소오스광(L0)을 발생시키고, 상기 변조부(130)는 상기 소오스광(L0)을 제공받아 상기 소오스광(L0)을 정보를 갖는 제 1 광(L1)으로 변조시킨다. 한편, 상기 변조부(130)에 의해 상기 소오스광(L0)은 대략적으로 100Hz이상의 고주파 특성을 갖는 상기 제 1 광(L1)으로 변조된다. 그 결과, 사용자는 상기 제 1 광(L1)이 깜박이는 것을 거의 느끼지 못하므로 상기 제 1 광(L1)은 영상을 표시하는 광으로도 사용될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 광(L1)은 상기 영상표시부(120) 측으로 제공되어 상기 영상표시부(120)가 영상을 표시하는 데 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 광송신장치(100)는 영상을 표시하는 동시에 상기 광수신장치(200) 측으로 정보를 갖는 광을 제공하는 액정표시장치일 수 있다. 상기 광송신장치(100)가 상기 액정표시장치인 경우에, 상기 광원(110)은 상기 액정표시장치의 백라이트 어셈블리일 수 있고, 상기 영상표시부(120)는 상기 액정표시장치의 액정표시패널일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예와 달리, 상기 광송신장치(100)는 자체발광형 표시장치인 유기발광형 표시장치일 수도 있다. 상기 광송신장치(100)가 상기 유기발광형 표시장치인 경우에, 상기 영상표시부(120)는 다수의 유기발광 다이오드들을 포함하는 표시패널일 수 있고, 상기 유기발광형 표시장치는 자체 발광형 표시장치이므로 상기 광송신장치(100)에서 상기 광원(110)은 생략될 수 있다.

상기 광수신장치(200)는 광수신부(240) 및 데이터출력장치(250)를 포함한다. 상기 광수신부(240)는 광학필터(210) 및 광전소자(230)를 포함한다. 상기 광학 필터(210)는 상기 제 1 광(L1) 및 외부광원(400)으로부터 발생되는 제 2 광(L2)을 제공받아 광의 파장영역에 따라 상기 제 1 광(L1) 및 상기 제 2 광(L2)을 선택적으로 투과시킨다. 또한, 상기 광전소자(230)는, 포토트랜지스터 및 포토다이오드와 같이, 광에너지를 전기에너지로 변환시키는 소자로, 상기 광학필터(210)를 통해 상기 제 1 광(L1)을 제공받아 출력신호(231)을 생성한다.

한편, 앞서 상술한 바와 같이, 상기 광학필터(210)는 광의 파장영역에 따라 상기 제 1 광(L1) 및 상기 제 2 광(L2)을 선택적으로 투과시킨다. 바꾸어 말하면, 상기 광학필터(210)는 상기 제 1 광(L1) 및 상기 제 2 광(L2) 중 특정 파장영역의 광을 선택적으로 차단한다. 따라서, 상기 광학필터(210)에 의해 상기 광전소자(230) 측으로 제공되는 상기 제 1 광(L1) 및 상기 제 2 광(L2) 각각의 광량이 감소될 수도 있다. 하지만, 상기 광학필터(210)가 차단하는 광의 파장영역은 상기 외부광원(400)이 큰 세기를 갖는 광의 파장영역과 대응하므로, 상기 광학필터(210)에 의해 상기 제 1 광(L1)의 광량이 감소되는 양보다는 상기 제 2 광(L2)의 광량이 감소되는 양이 더 많다.

따라서, 상기 광학필터(210)에 의해 상기 광전소자(230) 측으로 제공되는 상기 제 1 광(L1)의 광량 및 상기 제 2 광(L2)의 광량 중 상기 제 1 광(L1)의 광량의 비중을 보다 향상시킬 수 있으므로, 상기 제 2 광(50)에 의해 상기 출력신호(231)에 노이즈가 발생되는 것을 최소화할 수 있다.

상기 데이터출력장치(250)는 상기 광전소자(230)로부터 상기 출력신호(231)를 제공받아 데이터를 출력한다. 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 데이터출력장 치(250)는 상기 출력신호(231)를 제공받아 영상을 표시하는 영상표시부(245)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 데이터출력장치(250)는 상기 출력신호(231)를 제공받아 음향을 출력하는 스피커(246)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 데이터출력장치(250)는 상기 출력신호(231)를 제공받아 상기 출력신호(231)가 갖는 정보를 저장매체에 저장시키는 프로세서를 포함할 수도 있다.

도 3a 내지 도 3c들 각각은 도 2에 도시된 광원을 구성하는 발광다이오드를 나타내는 도면이다.

도 3a를 참조하면, 광원(도 2의 110)은 제 1 발광다이오드(115a)를 포함한다. 상기 제 1 발광다이오드(115a)는 수납부(119), 상기 수납부(119) 내부에 배치되는 청색발광다이오드(111B), 상기 수납용기(119) 내에 채워져 상기 청색발광다이오드(111B)를 보호하는 몰딩부재(118), 및 상기 몰딩부재(118) 내에 분산되는 황색 형광체(112Y)를 포함한다.

상기 청색발광다이오드(111B)는 청색광을 발생시키고, 상기 황색 형광체(112Y)는 야그(Yttrium Aluminium Garnet, YAG)와 같은 형광물질을 포함한다. 그 결과, 상기 청색 발광다이오드(111B)로부터 발생된 청색광 및 상기 황색 형광체(112Y)로부터 발생된 광이 혼합되어 상기 제 1 발광다이오드(115a)는 백색광(WL)을 발생시킬 수 있다.

도 3b를 참조하면, 광원(도 2의 110)은 상기 제 1 발광다이오드(115a)를 대신하여 제 2 발광다이오드(115b)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 발광다이오드(115b) 는 청색광을 발생시키는 청색발광다이오드(111B), 적색형광체(112R), 및 녹색형광체(112G)를 포함한다. 그 결과, 상기 청색발광다이오드(111B)로부터 발생된 청색광, 및 상기 적색형광체(112R) 및 상기 녹색형광체(112G) 각각으로부터 발생된 광이 혼합되어 상기 제 2 발광다이오드(115b)는 백색광(WL)을 발생시킬 수 있다.

도 3c를 참조하면, 광원(도 2의 110)은 상기 제 1 및 제 2 발광다이오드들(115a, 115b)을 대신하여 제 3 발광다이오드(115c)를 포함할 수 있다. 상기 제 3 발광다이오드(115c)는 청색광을 발생시키는 청색 발광다이오드(111B), 적색광을 발생시키는 적색 발광다이오드(111R), 및 녹색광을 발생시키는 녹색 발광다이오드(111G)를 포함한다. 그 결과, 상기 청색 발광다이오드(111B)로부터 발생된 청색광, 상기 적색 발광다이오드(111R)로부터 발생된 적색광, 및 상기 녹색 발광다이오드(111G)로부터 발생된 녹색광이 혼합되어 상기 제 3 발광다이오드(115c)는 백색광(WL)을 발생시킬 수 있다.

도 4는 도 2에 도시된 데이터처리장치의 광수신부의 구성을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 광수신부(240)는 케이스(241), 광학필터(210), 및 광전소자(230)를 포함한다.

상기 케이스(241)는 광을 투과시키는 물질로 형성되고, 상기 케이스(241)는 상기 광학필터(210) 및 상기 광전소자(230)를 내부에 수납하여 상기 광학필터(210) 및 상기 광전소자(230)를 보호한다.

상기 광학필터(210)는 서로 다른 파장영역의 광을 각각 선택적으로 투과시 키는 다수의 필터부들을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 광학필터(210)는 제 1 파장영역의 광만을 선택적으로 투과시키는 제 1 필터부(260B), 상기 제 1 파장영역과 상이한 제 2 파장영역의 광만을 선택적으로 투과시키는 제 2 필터부(260G), 및 상기 제 1 및 제 2 파장영역들과 상이한 제 3 파장영역의 광만을 선택적으로 투과시키는 제 3 필터부(260R)를 포함한다.

상기 광학필터(210)가 상기 광전소자(230) 측으로 제공되는 광을 필터링하는 동작은 다음과 같다. 입력광(150)이 상기 케이스(241)를 투과하여 상기 광학필터(210) 측으로 제공된다. 상기 입력광(150)은 상기 케이스(241)를 통해 상기 제 1 내지 제 3 필터들(260R, 260G, 260B) 측으로 동시에 제공된다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 입력광(150)은 광송신장치(100)로부터 출력되는 제 1 광(L1) 및 외부광원(400)으로부터 출력되는 제 2 광(L2)을 포함한다. 정보를 갖는 상기 제 1 광(L1)만이 상기 광수신부(240) 측으로 제공되는 것이 바람직하나, 사용자의 주변 환경에 따라 형광등과 같은 외부광원(400)으로부터 출력되는 상기 제 2 광(L2)은 상기 제 1 광(L1)과 함께 상기 광수신부(240) 측으로 입력될 수 있다.

상기 입력광(150)이 상기 제 1 내지 제 3 필터들(260B, 260G, 260R) 측으로 제공되면, 상기 제 1 내지 제 3 필터들(260B, 260G, 260R)은 상기 입력광(150)이 갖는 파장에 따라 상기 입력광(150)을 선택적으로 투과시킨다.

한편, 상기 광학필터(210)가 상기 입력광(150)을 필터링하는 목적은 상기 입력광(150) 중에 상기 제 1 광(L1) 보다는 상기 제 2 광(L2)이 상기 광전소 자(230) 측으로 제공되는 것을 차단하는 것이다. 그 이유는, 상기 제 1 광(L1)은 정보를 가져 가시광통신에 사용되는 광이고, 상기 제 2 광(L2)은 가시광통신에 사용되는 정보를 갖지 않는 광으로 가시광통신에 노이즈로 작용할 수 있기 때문이다.

예컨대, 제 4 파장영역 및 제 5 파장영역에서 상기 제 2 광(L2)의 세기가 크다면, 상기 광학필터(210)는 상기 제 4 파장영역 및 상기 제 5 파장영역의 광을 차단하도록 설계될 수 있다. 보다 상세하게는, 앞서 상술한 바와 같이, 상기 제 1 내지 제 3 필터부들(260B, 260G, 260R)이 광을 투과시키는 파장영역은 제 1 내지 제 3 파장영역들이고, 상기 제 1 내지 제 3 파장영역들은 서로 상이하므로, 상기 제 4 파장영역이 상기 제 1 파장영역 및 상기 제 2 파장영역 사이에 있고, 상기 제 5 파장영역이 상기 제 2 파장영역 및 상기 제 3 파장영역 사이에 있도록 상기 제 1 내지 제 3 필터들(260B, 260G, 260R)을 설계한다. 그 결과, 상기 광학필터(210)는 상기 제 1 내지 제 3 파장영역들의 광을 투과시키고, 상기 제 4 및 제 5 파장영역들의 광을 차단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 외부광원(400)은 형광등일 수 있다. 일반적으로, 형광등으로부터 발생되는 광은 530나노미터 내지 550나노미터의 파장 및 600나노미터 내지 630나노미터의 파장에서 그 외의 파장영역보다 큰 세기를 가질 수 있다. 따라서, 상기 광학필터(210)는 상기 형광등으로부터 출사되는 광 중에서 530나노미터 내지 550나노미터의 파장을 갖는 광 및 600나노미터 내지 630나노미터의 파장을 갖는 광 중에 적어도 하나를 차단할 수 있도록 설계될 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 도 5 내지 도 7들을 참조하여 설명된다.

한편, 상술한 바와 같이, 상기 입력광(150)은 상기 광학필터(210)에 의해 필터링되어 필터링광(151)이 되고, 상기 필터링광(151)은 상기 광전소자(230) 측으로 제공된다. 상기 광전소자(230)는 상기 광수신부(240) 내에서 상기 광학필터(210)와 마주보도록 배치되어 상기 필터링광(151)을 제공받고, 이에 따라, 상기 광전소자(230)는 상기 필터링광(151)에 대응하는 출력신호(231)를 생성한다. 상기 출력신호(231)는 데이터 출력장치(도 1의 250) 측으로 제공되고, 상기 데이터 출력장치는 상기 출력신호에 대응하는 데이터를 출력한다.

도 5는 도 4에 도시된 광학필터에 의해 외부로부터 입력되는 광을 필터링한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 광송신장치(100)의 광원(110)이 제 1 발광다이오드(도 3a의 115a)를 포함하고, 외부광원(400)이 형광등인 경우에, 제 1 그래프(G1)는 파장에 따른 제 1 광(도 2의 L1)의 발광밀도를 나타내고, 제 2 그래프(G2)는 파장에 따른 제 2 광(도 2의 L2)의 발광밀도를 나타낸다. 한편. 도 5에 도시된 그래프에 나타낸 발광밀도는 어떤 기준 값에 따른 상대적인 값(arbitrary unit, a.u)을 나타낸다.

또한, 제 3 그래프(G3)는 광학필터(도 4의 210)에 의해 광이 필터링되는 정도를 나타낸 것으로, 상기 제 3 그래프(G3)에 형성된 골에 의해 정의되는 제 1 광차단영역(A1) 및 제 2 광차단영역(A2)은 상기 광학필터에 의해 광이 차단되는 파장영역들을 나타낸다.

상기 제 1 그래프(G1)를 참조하면, 상기 제 1 광은 대략적으로 400나노미터 내지 480나노미터 파장영역에서 상대적으로 높은 발광밀도를 갖는다. 또한, 상기 제 2 그래프(G2)를 참조하면, 상기 제 2 광은 대략적으로 530나노미터 내지 550나노미터 및 600나노미터 내지 630나노미터 파장영역에서 상대적으로 높은 발광밀도를 갖는다. 따라서, 광학필터(도 4의 210)를 이용하여 광전소자(도 4의 230) 측으로 제공되는 상기 제 2 광을 차단하는 효과를 향상시키기 위해서는 상기 광학필터는 다음과 같이 설계될 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 제 1 필터부(260B)는 약 380나노미터 내지 530나노미터의 파장을 갖는 광을 선택적으로 투과시키고, 제 2 필터부(260G)는 약 550나노미터 내지 600나노미터의 파장을 갖는 광을 선택적으로 투과시키고, 제 3 필터부(260R)는 약 630나노미터 내지 780나노미터의 파장을 갖는 광을 선택적으로 투과시키도록 상기 광학필터(210)가 설계될 수 있다. 그 결과, 상기 광학필터(210)는 상기 제 1 광차단영역(A1)에 대응하는 약 530나노미터 내지 550나노미터 파장의 광 및 상기 제 2 광차단영역(A2)에 대응하는 600나노미터 내지 630나노미터 파장의 광을 차단시킬 수 있고, 이에 따라, 상기 광학필터(210)는 입력광(150) 중에서 상기 제 2 광(도 2의 L2)의 광량을 감소시켜, 필터링광(151) 중에서 상기 제 2 광(L2) 보다 상기 제 1 광(L1)의 비중을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 외부광원(도 2의 400)이 형광등 외에 다른 종류의 광원일 수도 있다. 예컨대, 상기 외부광원이 도 3c에 도시된 제 3 발광다이오드(도 3c의 115c)를 포함하는 경우에, 상기 제 3 발광다이오드는 약 480나노미터 내지 530나노미터 및 550나노미터 내지 650나노미터의 파장에서 큰 세기를 갖는 광을 발생시킨다. 이 경우에, 제 1 필터부(260B)는 약 380나노미터 내지 480나노미터의 파장을 갖는 광을 선택적으로 투과시키고, 제 2 필터부(260G)는 약 530나노미터 내지 550나노미터의 파장을 갖는 광을 선택적으로 투과시키고, 제 3 필터부(260R)는 약 650나노미터 내지 780나노미터의 파장을 갖는 광을 선택적으로 투과시키도록 상기 광학필터(210)가 설계될 수 있다. 따라서, 상기 광학필터(210)는 약 480나노미터 내지 530나노미터 파장의 광 및 550나노미터 내지 650나노미터 파장의 광을 차단시킬 수 있어 필터링광(151) 중에서 상기 제 3 발광다이오드로부터 발생된 광보다 상기 제 1 광(L1)의 비중을 향상시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필터에 의해 외부로부터 입력되는 광을 필터링한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서는, 광학필터(도 4의 210)가 세 개의 필터부들을 포함하는 것과 달리, 도 6에 도시되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필터(미도시)가 서로 다른 파장영역을 갖는 광을 각각 선택적으로 투과시키는 두 개의 필터부들을 포함할 수도 있다. 보다 상세하게는, 상기 두 개의 필터부들 중 어느 하나는 380나노미터 내지 530나노미터의 파장을 갖는 광만을 선택적으로 투과시키고, 상기 두 개의 필터부들 중 다른 하나는 550나노미터 내지 780나노미터의 파장을 갖는 광만을 선택적으로 투과시킨다.

제 4 그래프(G4)는 상기 광학필터에 의해 광이 필터링되는 정도를 나타낸 것으로, 상기 제 4 그래프(G4)에 형성된 골에 의해 정의되는 제 1 광차단 영역(A1)은 상기 광학필터에 의해 광이 차단되는 파장영역을 나타낸다. 상기 제 4 그래 프(G4)를 참조하면, 상기 광학필터는 상기 제 1 광차단영역(A1)에 대응하는 약 530나노미터 내지 550나노미터의 파장을 갖는 광을 차단시킬 수 있다. 따라서, 상기 광학필터를 이용하여 상기 광전소자(도 4의 230) 측으로 제공되는 입력광(도 4의 150)을 필터링하면, 상기 제 2 광에서 530나노미터 내지 550나노미터의 파장을 갖는 광을 차단할 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필터에 의해 외부로부터 입력되는 광을 필터링한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 7을 참조하면, 도 7에 도시되는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필터(미도시)는 380나노미터 내지 530나노미터의 파장을 갖는 광만을 선택적으로 투과시킨다.

제 5 그래프(G5)는 상기 광학필터에 의해 광이 필터링되는 정도를 나타낸 것으로, 상기 제 5 그래프(G5)에 형성된 골에 의해 정의되는 제 3 광차단 영역(A3)은 상기 광학필터에 의해 광이 차단되는 파장영역을 나타낸다. 상기 제 5 그래프(G5)를 참조하면, 상기 광학필터는 상기 제 3 광차단영역(A3)에 대응하는 약 530나노미터 내지 780나노미터의 파장을 갖는 광을 차단시킬 수 있다. 따라서, 상기 광학필터를 이용하여 상기 광전소자(도 4의 230) 측으로 제공되는 입력광(도 4의 150)을 필터링하면, 상기 제 2 광에서 530나노미터 내지 780나노미터의 파장을 갖는 광을 차단할 수 있다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 데이터처리장치가 갖는 광수신부의 구성을 나타내는 도면이다. 한편, 도 8a 및 도 8b를 설명함에 있어서, 도 4를 참조하여 설명된 앞선 실시예의 설명에서 설명된 동일한 구성요소들에 대해서는 도면부호를 병기하고, 상기 구성요소들에 대한 중복된 설명은 생략한다.

도 8a를 참조하면, 광수신부(245)는 케이스(244), 광학필터(215), 및 광전소자(235)를 포함한다. 상기 케이스(244)는, 도 4에서 설명된 케이스(도 4의 241)와 달리, 광을 투과시키는 광투과부(243) 및 광을 차단시키는 광차단부(242)를 포함한다. 또한, 상기 광학필터(215)는 상기 제 1 내지 제 3 입력광들(150a, 150b, 150c)이 진행하는 방향과 나란한 회전축에 대해 회전이 가능하다.

따라서, 상기 광수신부(245) 측으로 제 1 내지 제 3 입력광들(150a, 150b, 150c)이 제공되면, 상기 제 2 및 제 3 입력광들(150b, 150c) 중 일부가 상기 광투과부(243)를 통해 상기 광학필터(215) 측으로 제공된다.

한편, 상기 광학필터(215)는 상기 제 1 내지 제 3 입력광들(150a, 150b, 150c)이 갖는 파장에 따라 회전한다. 보다 상세하게는, 상기 제 3 필터부(260R)가 약 630나노미터 내지 780나노미터의 파장을 갖는 광을 선택적으로 투과시키고, 상기 제 1 내지 제 3 입력광들(150a, 150b, 150c)이 적색광에 대응하는 약 630 나노미터 내지 780나노미터의 파장을 갖는 경우에, 상기 광학필터(215)는 상기 제 3 필터부(260R) 및 상기 광투과부(243)가 서로 마주보도록 회전한다. 그 결과, 상기 케이스(244)를 투과한 제 1 입력광(150a)은 상기 제 3 필터부(260R)를 모두 투과하여 상기 광전소자(235) 측으로 제공될 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 광학필터(215)가 제 1 내지 제 3 입력광들((150a, 150b, 150c)이 갖는 파장에 따라 회전한다. 그 이유는, 광송신장치(도 2의 100)에 서 발생되는 제 1 광(도 2의 L1)의 파장은 어느 특정 파장영역으로만 한정될 수 있기 때문이다. 예컨대, 상기 광송신장치가 장시간 적색광 만을 발생시키고, 광수신부(도 4의 240)가 도 4에 도시된 광학필터(도 4의 210)를 갖는 경우에, 상기 적색광은 상기 광학필터(도 4의 210)의 제 3 필터부(도 4의 260R)만을 투과할 수 있으므로 상기 광학필터(도 4의 210)를 투과하여 광전소자(도 4의 230) 측으로 제공되는 광량은 상대적으로 감소될 수 있다.

하지만, 도 8a에 도시된 본 발명의 실시예와 같이, 외부로부터 제공되는 제 1 내지 제 3 입력광들(150a, 150b, 150c)의 색상에 따라 상기 광학필터(215)의 위치가 변경되면, 상기 광학필터(215)는 외부광원(도 2의 400)으로 제 2 광(도 2의 L2)을 필터링하는 동시에, 상기 광학필터(215)를 투과하여 상기 광전소자(215) 측으로 제공되는 입력광이 손실되는 것을 최소화할 수 있다.

도 8b를 참조하면, 상기 제 1 내지 제 3 입력광들(150a, 150b, 150c)이 청색광에 대응하는 약 380 나노미터 내지 530나노미터의 파장을 갖는 경우에, 상기 광학필터(215)는 상기 제 1 필터부(260B) 및 상기 광투과부(243)와 서로 마주보도록 회전한다. 그 결과, 상기 케이스(244)를 투과한 제 1 입력광(150a)은 상기 제 3 필터부(260R)를 모두 투과하여 상기 광전소자(235) 측으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 광송신장치가 장시간 청색광 만을 발생시킬 때, 상기 청색광은 상기 제 1 필터부(260B)를 모투 투과할 수 있으므로, 상기 광학필터(215)는 외부광원(도 2의 400)으로 제 2 광(도 2의 L2)을 필터링하는 동시에, 상기 광학필터(215)를 투과하여 상기 광전소자(215) 측으로 제공되는 입력광이 손실되는 것을 최소화할 수 있 다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광통신 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2는 도 1에 도시된 가시광통신 시스템을 나타내는 도면이다.

도 3a 내지 도 3c들 각각은 도 1에 도시된 광원을 구성하는 발광다이오드의 구성을 나타내는 도면이다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 데이터처리장치의 광수신부의 구성을 나타내는 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 -- 광송신장치 130 -- 변조부

200 -- 광수신장치 210 -- 광학필터

230 -- 광전소자 240 -- 광수신부

250 -- 데이터 출력장치 260B -- 제 1 필터부

260G -- 제 2 필터부 260R -- 제 3 필터부

300 -- 가시광통신 시스템 400 -- 외부 광원

Claims

정보를 갖는 제 1 광을 발생하는 광원;

광의 파장영역에 따라 상기 제 1 광 및 외부로부터 제공되어 상기 정보를 포함하지 않는 제 2 광을 각각 선택적으로 투과시키는 광학필터;

상기 광학필터를 투과한 제 1 광을 제공받아 출력신호를 생성하는 광전소자; 및

상기 출력신호를 제공받아 데이터를 출력하는 데이터 출력부를 포함하고,

상기 광학필터는,

상기 제 1 광 및 상기 제 2 광 중 소정의 파장영역의 광을 차단하고,

상기 광학필터가 차단하는 상기 광의 파장영역은 상기 제 2 광의 피크의 파장영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광통신 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 광은 제 1 파장영역에서 제 1 세기를 갖고, 상기 제 2 광은 상기 제 1 파장영역과 상이한 제 2 파장영역에서 상기 제 1 세기보다 큰 제 2 세기를 갖고, 상기 광학필터는 상기 제 2 광 중에서 상기 제 2 파장영역의 파장을 갖는 제 2 광을 차단하는 것을 특징으로 하는 가시광통신 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 광학필터는,

파장영역에 따라 선택적으로 광을 투과시키는 다수의 필터부들을 포함하고,

상기 다수의 필터부들에 의해 투과되는 광의 파장영역들은 서로 상이하고, 상기 다수의 필터부들 각각이 투과시키는 광의 파장영역은 상기 제 2 파장영역과 상이하여 상기 다수의 필터부들은 상기 제 2 파장영역의 상기 제 2 광을 차단하는 것을 특징으로 하는 가시광통신 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 제 1 광 및 상기 제 2 광은 상기 다수의 필터부들 측으로 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 가시광통신 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 제 1 광 및 상기 제 2 광은 상기 다수의 필터부들 중 어느 하나의 필터부측으로 제공되고, 상기 필터부가 투과시키는 광의 파장영역은 상기 제 1 광이 갖는 파장영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광통신 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 광원은 발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광통신 시스템.
정보를 갖는 제 1 광을 발생시켜 영상을 표시하는 표시장치; 및

상기 제 1 광이 갖는 상기 정보에 대응하는 출력신호를 생성하고, 상기 출력신호에 대응하는 데이터를 출력하는 데이터 출력장치를 포함하고,

상기 데이터 출력장치는,

광의 파장영역에 따라 상기 제 1 광 및 외부로부터 제공되고, 상기 정보를 포함하지 않는 제 2 광을 각각 선택적으로 투과시키는 광학필터; 및

상기 광학필터를 투과한 제 1 광을 제공받아 상기 출력신호를 생성하는 광전소자를 포함하고,

상기 광학필터는,

상기 제 1 광 및 상기 제 2 광 중 소정의 파장영역의 광을 차단하고,

상기 광학필터가 차단하는 상기 광의 파장영역은 상기 제 2 광의 피크의 파장영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광통신 시스템.
제 7 항에 있어서, 상기 제 2 광은 제 1 파장영역에서 제 1 세기를 갖고, 상기 제 2 광은 상기 제 1 파장영역과 상이한 제 2 파장영역에서 상기 제 1 세기보다 큰 제 2 세기를 갖고, 상기 광학필터는 상기 제 2 광 중에서 상기 제 2 파장영역의 파장을 갖는 제 2 광을 차단하는 것을 특징으로 하는 가시광통신 시스템.
제 8 항에 있어서, 상기 광학필터는,

파장영역에 따라 선택적으로 광을 투과시키는 다수의 필터부들을 포함하고,

상기 다수의 필터부들에 의해 투과되는 광의 파장영역들은 서로 상이하고, 상기 다수의 필터부들 각각이 투과시키는 광의 파장영역은 상기 제 2 파장영역과 상이하여 상기 다수의 필터부들은 상기 제 2 파장영역의 상기 제 2 광을 차단하는 것을 특징으로 하는 가시광통신 시스템.
제 9 항에 있어서, 상기 제 2 파장영역은 530나노미터 내지 550나노미터 및 600나노미터 내지 630나노미터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광통신 시스템.
제 9 항에 있어서, 상기 제 1 광 및 상기 제 2 광은 상기 다수의 필터부들 측으로 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 가시광통신 시스템.
제 9 항에 있어서, 상기 제 1 광 및 상기 제 2 광은 상기 다수의 필터부들 중 어느 하나의 필터부측으로 제공되고, 상기 필터부가 투과시키는 광의 파장영역은 상기 제 1 광이 갖는 파장영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광통신 시스템.
제 7 항에 있어서, 상기 데이터 출력장치는 상기 출력신호에 대응하는 영상 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 가시광통신 시스템.
제 7 항에 있어서, 상기 데이터 출력장치는 상기 출력신호에 대응하는 음향 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 가시광통신 시스템.
제 7 항에 있어서, 상기 표시장치는,

소오스광을 발생시키는 광원;

상기 소오스광을 상기 제 1 광으로 변조하는 변조부; 및

상기 제 1 광을 제공받아 영상을 표시하는 표시패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광통신 시스템.
제 15 항에 있어서, 상기 광원은 발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

광을 투과시키는 물질로 형성되고, 상기 광학필터 및 상이 광전소자를 수납하는 케이스를 더 포함하고,

상기 케이스는,

상기 제 1 광 및 상기 제 2 광을 투과시키는 광 투과부; 및

상기 제 1 광 및 상기 제 2 광을 차단시키는 광 차단부를 포함하는 가시광통신 시스템.
제 17 항에 있어서,

상기 광 투과부에 의해 투과된 광은 각기 다른 파장영역을 갖고,

상기 광학필터는 상기 광 투과부에 의해 투과된 광이 갖는 파장에 따라 회전되는 가시광통신 시스템.