TWI650963B - 光受訊機 - Google Patents

Abstract

即使受光元件受光的光訊號強度較弱，仍正確地受訊光訊號夾帶之資料。

在輸入依據受訊光訊號而變換為電訊號之受光元件的輸出而生成的波形訊號之濾波器的後段，具有：電壓生成電路，形成用來規定濾波器輸出波形的偏壓電壓之基準電壓；及增益可變的可變增益放大器，放大從濾波器輸出之濾波器輸出波形；依據可變增益放大器的輸出來控制基準電壓與前述可變增益放大器的增益之控制電路，係因應可變增益放大器的輸出波形的不理想的圓鈍化，進行下述控制，即，將濾波器輸出波形的偏壓電壓推高，且使可變增益放大器的增益比目前還減小。

Description

光受訊機

本發明係有關依可見光來受訊光訊號之光受 訊機，例如有關運用於在LED(Light Emitting Diode)照明光中疊加光調變訊號而進行資料通訊之光通訊系統等的有益技術。

近年來，使用LED照明之可見光通訊技術不 斷發展，在可見光中疊加光調變訊號而進行資料通訊之裝置開始問世。關於可運用於可見光通訊之光受訊機，例如如專利文獻1所記載。按此，將受光元件(光二極體)所輸出的電訊號，利用帶通濾波器進行頻率成分的抽出，再利用A/D轉換器進行對訊號解調的動作。其記載之技術特徴為「直流成分除去處理」及「AGC放大率控制」，係抽出初段放大器的輸出訊號中包含的直流成分，再對初段放大器的輸入側回授偏壓電流以抵消該直流成分，藉此除去輸入至初段放大器之電訊號的直流成分。藉由流通抵消直流成分之偏壓電流，能夠除去輸入至初段放大器之電訊 號的直流成分，而可增大初段放大器的放大率。如此一來，例如便可受訊微弱的光調變訊號，能夠將光調變訊號的受訊動態範圍增廣。還考量不讓可變增益放大器的放大率的調整控制(AGC放大率控制)經常進行，而是設計成僅在訊號的前置(preamble)受訊時進行，藉此使AGC放大率的調整時間縮短。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

[專利文獻1]日本特開2013-5327號公報

本發明者發現，當光受訊機之光訊號受訊強度低的情形下，亦即所受訊的光訊號較暗的情形下，受光元件(照度感測器)所輸出的電訊號恐會發生圓鈍化。例如，使受光元件所輸出的電訊號通過高通濾波器，藉此除去直流成分，而變換成訊號的邊緣部受到強調之訊號，再對變換後之訊號藉由自動增益控制予以放大以使振幅成為一定，並令其整合在後段的A/D變換器的動態範圍內。經A/D變換的資料，會利用規定的判定閾值來判別其邏輯值，判別結果資料供規定的資料處理所用。此時，當受光的光訊號較暗的情形下，從高通濾波器輸出的訊號會發生圓鈍化。該圓鈍化發生的因素，和受光元件所能夠輸出的 電訊號的電流量及高通濾波器的電容器容量有關連。若受光元件輸出的電訊號的電流量變少，則電容器被充電為止前需花費時間，導致波形的揚升(rise)時間變長，但落下(fall)時間是由和電容器特性相應之放電時間所決定，與受光的光訊號的強弱沒有關係。在高通濾波器的動作時間點上，一旦電容器被完全充電前即開始放電，那麼高通濾波器的輸出波形的振幅在向上方向及向下方向會相異。如此一來，料想波形訊號的高位期間與低位期間會產生誤差，而難以正確地受訊光訊號。像這樣，受光元件所輸出之電訊號的電流量變少，在後段的充電時間與放電時間之關係變得不固定，導致難以正確地受訊光訊號。

上述以及其他問題及新穎特徴，可透過本說明書之記述及所附圖面而明瞭。

簡要說明本申請案中揭示之實施形態當中具代表性者的概要，如下所述。

亦即，在輸入依據受訊光訊號而變換為電訊號之受光元件的輸出而生成的波形訊號之濾波器的後段，具有：電壓生成電路，形成用來規定濾波器輸出波形的偏壓電壓之基準電壓；及增益可變的可變增益放大器，放大從前述濾波器輸出之濾波器輸出波形。依據前述可變增益放大器的輸出來控制前述基準電壓與前述可變增益放大器的增益之控制電路，係因應可變增益放大器的輸出波形的 不理想的圓鈍化，進行下述控制，即，藉由前述基準電壓將濾波器輸出波形的偏壓電壓推高，且使前述可變增益放大器的增益比目前還減小。

簡要說明藉由本申請案中揭示之實施形態當中具代表性者所能獲得之效果，如下所述。

亦即，即使受光元件受光的光訊號的強度較弱，仍能正確地受訊光訊號夾帶之資料。

10‧‧‧光受訊機

1‧‧‧可攜終端

11‧‧‧波形生成電路

12‧‧‧控制電路

13‧‧‧加速度感測器

14‧‧‧第1波形生成電路

15‧‧‧第2波形生成電路

WV1‧‧‧第1波形訊號

WV2‧‧‧第2波形訊號

20‧‧‧光發訊機

30‧‧‧LED照明器具

40‧‧‧電容器

41、42‧‧‧電阻

50‧‧‧運算放大器

51‧‧‧輸入電阻

52‧‧‧回授電阻

53‧‧‧暫存器

60、61‧‧‧電阻

62‧‧‧緩衝放大器

63‧‧‧緩衝放大器

64‧‧‧數位類比變換器(DAC)

65‧‧‧暫存器

66‧‧‧負回授放大器

101‧‧‧電源開關

102‧‧‧受光元件

103‧‧‧第1高通濾波器

104‧‧‧第1可變增益放大器

105‧‧‧低通濾波器

106‧‧‧第2高通濾波器

107‧‧‧第2可變增益放大器

108‧‧‧第1基準電壓生成器

109‧‧‧第2基準電壓生成器

BV1‧‧‧第1基準電壓

BV2‧‧‧第2基準電壓

120‧‧‧訊號控制部

121‧‧‧電源控制部

122‧‧‧解調部

GD1、GD2‧‧‧增益控制資料

201‧‧‧LED

202‧‧‧LED驅動電路

203‧‧‧調變電路

[圖1]圖1為光受訊機之一例示意方塊圖。

[圖2]圖2為與光受訊機進行光通訊之光發訊機示例方塊圖。

[圖3]圖3為將照明光源用於光發訊之LED照明器具示例說明圖。

[圖4]圖4為高通濾波器示例電路圖。

[圖5]圖5為可變增益放大器示例電路圖。

[圖6]圖6為基準電壓生成器示例方塊圖。

[圖7]圖7為對於受光元件所輸出的電訊號波形及從波形生成電路輸出而輸入至ADC之訊號波形，將訊號有及沒有圓鈍化的情形加以比較之示例波形圖。

[圖8]圖8為針對用來對ADC的輸入波形做邏輯值 判定之高位期間與低位期間，將有及沒有圓鈍化的情形加以對比之示意波形圖。

[圖9]圖9為使用可見光之通訊規格亦即JEITA CP-1223中的4PPM方式示例說明圖。

[圖10]圖10為修正訊號波形的圓鈍化以作為訊號圓鈍化的應對手段之修正原理示例性示意波形圖。

[圖11]圖11為自動增益控制之方法示例流程圖。

[圖12]圖12為自動增益控制所致之波形訊號的波形圖與判定閾值示意說明圖。

[圖13]圖13為因較亮而提高增益之情形以及因較暗而提高增益之情形的波形訊號示例波形圖。

[圖14]圖14為對波形訊號的圓鈍化之基準電壓VB2的控制手續示例流程圖。

[圖15]圖15為對可變增益放大器之自動增益控制的另一手法示例波形圖。

[圖16]圖16為圖15之手法示例流程圖。

[圖17]圖17為對可變增益放大器之自動增益控制的又另一控制流程，為遵照峰值的增減傾向之可變增益放大器的增益控制方法示例流程圖。

[圖18]圖18為因應波形的圓鈍化來變更高位期間及低位期間的判定閾值之例子示意波形圖。

[圖19]圖19為依圖18手法之判定閾值的變更處理示例流程圖。

1.實施形態的概要

首先，針對本申請案中揭示之實施形態說明其概要。有關實施形態之概要說明中標注括弧以供參照之圖面中的參照符號，僅是對被標注的構成要素的概念中包含之物做一示例。

〔1〕<修正訊號波形的圓鈍化>

光受訊機(10)，受光元件(102)，受訊光訊號並變換為電訊號；第1波形生成電路(14)，輸入從前述受光元件輸出之電訊號，藉由濾波及放大而生成第1波形訊號(WV1)；第2波形生成電路(15)，輸入從前述第1波形生成電路輸出之前述第1波形訊號，藉由濾波及放大而生成第2波形訊號；控制電路(12)，進行前述第1波形生成電路及前述第2波形生成電路用之偏壓電壓控制與自動增益控制。具有：前述控制電路，判別從前述第2波形生成電路輸出之第2波形訊號(WV2)的訊號波形是否不理想地圓鈍化，當判別為不理想地圓鈍化的情形下，則進行下述控制，即，使前述第2波形生成電路中的偏壓電壓(BV2)比目前還升高，且前述第2波形生成電路中的增益比目前還減小。

按此，即使在受光元件受光的光訊號強度較弱的情形下受光元件的輸出及第1波形訊號圓鈍化而於第 2波形訊號發生了正極性側與負極性側的振幅不同這樣的圓鈍化，控制電路仍會響應它，而將第2波形生成電路的偏壓電壓推升後再減小其增益。其結果，會減緩第2波形訊號的正極性側與負極性側的振幅差異，而能夠抑制第2波形訊號的正及負的位元寬度脫離規定寬度之狀態，可減低對於第2波形訊號的邏輯值誤判定之虞。是故，即使受光元件受光的光訊號強度較弱，仍可正確地受訊光訊號夾帶之資料。

〔2〕<訊號波形是否有圓鈍化的判別手法>

第1項中，前述控制電路，對於從前述第2波形生成電路輸出之第2波形訊號，判別其超過邏輯值判定閾值之狀態是否維持了比判定槽(slot)的時間還短之規定時間，若維持了前述規定時間的情形下則判別前述第2波形訊號的波形為不理想地圓鈍化，若未維持前述規定時間的情形下則判別前述第2波形訊號的波形沒有不理想地圓鈍化(參照圖13)。

按此，相較於依自動增益控制所得的增益大小來判別第2波形訊號是否發生扭曲之情形，能夠減少判定錯誤。也就是說，從受光元件輸出之電訊號波形有隨著光訊號變暗而圓鈍化增大的傾向，較亮時不易圓鈍化，較暗時有更易圓鈍化之特性。藉此，便能藉由從受光元件輸出之電訊號的輸出電壓位準來掌握圓鈍化的大小傾向。較亮時受光元件的輸出電壓位準高，較暗時則低。若遵照此 一傾向，則亦可像依自動增益控制所得的增益較大時表示圓鈍化大，增益較小時表示圓鈍化小這樣建立關連。然而，有時即使較亮時仍必須提高依可變增益放大器所得的增益。那就是當受光元件的輸出為飽和之情形。在此情形下，當光源點燈之高位期間的輸出電壓已為飽和時，若更亮則熄燈時之低位期間的輸出電壓亦會趨近飽和電壓，因此高位期間的輸出電壓與低位期間的輸出電壓之差會變小。在這樣的情形下，自動增益控制的增益必須被增大。 是故，必須判別是因較亮而提高增益，還是因較暗而提高增益，而這能藉由上述手段加以區別。這是因為，若放大率較大卻仍無圓鈍化，那麼第2波形訊號的位準超過邏輯值判定閾值一陣子後便會恢復到偏壓電壓位準。

〔3〕<第2波形生成電路中對電壓波形之基準電壓的控制>

第2項中，前述控制電路，當判別出前述第2波形訊號的波形沒有不理想地圓鈍化的情形下，將前述第2波形生成電路中的偏壓電壓(BV2)訂為第1電壓，當判別出前述第2波形訊號的波形為不理想地圓鈍化的情形下，將前述第2波形生成電路中的偏壓電壓訂為第2電壓，該第2電壓係對前述第1電壓提高了和目前的增益相對於前述第2波形生成電路的最大增益而言之比例相應的電壓量而得(參照圖14)。

按此，第2波形訊號的正極性側與負極性側 的振幅的差異程度，係和自動增益控制的增益有所關連，鑑於這一事實，便能與目前的增益建立關連來決定第2電壓相對於第1電壓而言之上昇量，當考量減小第2波形訊號的增益時，能夠有助於第2電壓的最佳化。

〔4〕<第2波形生成電路的增益控制>

第1項中，前述控制電路，當從前述第2波形生成電路輸出之第2波形訊號的值超過規定的邏輯值判定閾值時(S1)，從該邏輯值的判定時間點起算等待比邏輯值判定的判定槽的時間還短之一定時間經過，然後取得前述第2波形訊號的值(S2，S3)。又，前述控制電路，係進行下述增益控制，即，判別前述取得的前述第2波形訊號的值是否超過第1閾值(S4)，若沒有超過的情形下將第1計數器初始化(S6)，若超過的情形下將前述第1計數器加計+1(S5)，當加計之前述第1計數器的計數值超過第1值的情形下降低前述第2波形生成電路的增益(S7，S8)，又，判別前述取得的前述第2波形訊號的值是否超過比前述第1閾值還近之第2閾值(S9)，若超過的情形下將第2計數器初始化(S11)，若未達第2閾值的情形下將前述第2計數器加計+1(S10)，當前述第2計數器的計數值超過第2值的情形下提高前述第2波形生成電路的增益(S12，S13)。

按此，能夠相對簡單地抑制自動增益控制變得過於敏感而造成控制的收斂性惡化。

〔5〕<訊號波形的圓鈍化之判別手法及第2波形生成電路中對電壓波形之基準電壓控制>

第4項中，前述控制電路，對於從前述第2波形生成電路輸出之第2波形訊號，判別其超過邏輯值判定閾值之狀態是否維持了比判定槽(slot)的時間還短之規定時間(S21)，若未維持前述規定時間的情形下判別前述第2波形訊號的波形沒有不理想地圓鈍化，並將前述第2波形生成電路的偏壓電壓訂為第1電壓(S22)。若維持了前述規定時間的情形下，判別前述第2波形訊號的波形為不理想地圓鈍化，並將前述第2波形生成電路中的偏壓電壓訂為第2電壓，該第2電壓係對前述第1電壓提高了和目前的增益相對於前述第2波形生成電路的最大增益而言之比例相應的電壓量而得(S23)。

按此，能夠減少第2波形訊號是否發生扭曲的判定錯誤。

〔6〕<第1波形生成電路>

第1項中，前述第1波形生成回路，包含：第1高通濾波器(103)，輸入從前述受光元件輸出之電訊號並強調其邊緣變化部分；及增益可變的第1可變增益放大器(104)，放大前述高通濾波器的輸出；及低通濾波器(105)，輸入前述可變增益放大器的輸出並除去高頻成分的雜訊而輸出前述第1波形訊號；及第1基準電壓生成 器(108)，生成用來規定前述高通濾波器、前述第1可變增益放大器及前述低通濾波器的輸出訊號波形的第1偏壓電壓之基準電壓。

按此，能夠相對簡單地構成第1波形生成電路。

〔7〕<第2波形生成電路>

第6項中，前述第2波形生成回路，包含：第2高通濾波器(106)，輸入從前述低通濾波器輸出之第1波形訊號並強調其邊緣變化部分；及增益可變的第2可變增益放大器(107)，放大前述第2高通濾波器的輸出；及第2基準電壓生成器(109)，生成用來規定前述第2高通濾波器及前述第2可變增益放大器的輸出訊號波形的第2偏壓電壓之基準電壓。

按此，能夠相對簡單地構成第2波形生成電路。

〔8〕<使用峰值的平均值做第2波形生成電路的增益控制>

第1項中，前述控制電路，當從前述第2波形生成電路輸出之第2波形訊號的值超過第1邏輯值判定閾值時，從該邏輯值的判定時間點起算等待比邏輯值判定的判定槽的時間還短之一定時間經過，然後取得前述第2波形訊號的值(S33)，並演算本次取得的值與過去以同樣方式取 得的最近的單數次或複數次前述第2波形訊號的值之平均值(S34)，進行下述增益控制，即，當前述平均值超過第1閾值的情形下，降低前述第2波形生成電路的增益(S35，S36)，當前述平均值未超過比前述第1閾值還近之第2閾值的情形下，提高前述第2波形生成電路的增益(S37，S38)。

按此，能夠相對簡單地抑制自動增益控制變得過於敏感而造成控制的收斂性惡化。

〔9〕<遵照峰值的增減傾向之第2波形生成電路的增益控制>

第1項中，前述控制電路，當從前述第2波形生成電路輸出之第2波形訊號的值超過規定的邏輯值判定閾值時(S41)，從該邏輯值的判定時間點起算等待比邏輯值判定的判定槽的時間還短之一定時間經過，然後取得前述第2波形訊號的值(S42，S43)，進行下述增益控制，即，判別前述取得的前述第2波形訊號的值與前次以同樣方式取得的前述第2波形訊號的值之間的大小關係(S44)，若前述第2波形訊號的值為增加傾向的情形下，令第1計數器做1計步(step counting)動作且將第2計數器的計數值初始化(S45，S46)，若前述第2波形訊號的值為減少傾向的情形下，令第2計數器做1計步動作且將第1計數器的計數值初始化(S47，S48)，當前述第1計數器的計數值超過第1值時降低前述第2波形生成電路的增益 (S49，S50)，當前述第2計數器的計數值超過第2值時提高前述第2波形生成電路的增益(S51，S52)。

按此，能夠相對簡單地抑制自動增益控制變得過於敏感而造成控制的收斂性惡化。

〔10〕<變更邏輯值的判定閾值>

光受訊機(10)，具有：受光元件(102)，受訊光訊號並變換為電訊號；波形生成電路(11)，輸入從前述受光元件輸出之電訊號，藉由濾波及放大而生成波形訊號；控制電路，進行前述波形生成電路的偏壓電壓控制與自動增益控制，且進行以規定的判定槽單位判定從前述波形生成電路供給而來的波形訊號的邏輯值之控制(12)。前述控制電路，判別從前述波形生成電路輸出之波形訊號的訊號波形是否不理想地圓鈍化(S61)，當沒有不理想地圓鈍化時，將相對於判定最大量程電壓而言偏高電壓側的第1判定基準訂為第1閾值電壓，偏低電壓側的第2判定基準訂為第2閾值電壓(S62)。當不理想地圓鈍化時，將相對於判定最大量程電壓而言偏高電壓側的第3判定基準，訂為比前述第1閾值電壓還低了將前述波形生成電路的目前的增益乘上規定係數而得的電壓量之電壓，將相對於判定最大量程電壓而言偏低電壓側的第4判定基準，訂為比前述第3判定基準的電壓還低了前述第1閾值電壓與第2閾值電壓的中間的電壓量之電壓(S63)。

按此，即使在受光元件受光的光訊號強度較 弱的情形下於波形訊號發生了正極性側與負極性側的振幅不同這樣的圓鈍化，控制電路仍會響應它而變更波形訊號的判定閾值。波形訊號的正極性側與負極性側的振幅的差異程度，係和波形生成電路中的自動增益控制的增益有所關連，鑑於這一事實，將判定閾值的變更量訂為和前述波形生成電路的目前的增益相應之電壓量，因此能夠抑制判定閾值變更過大，換言之，有助於變更之判定閾值的最佳化。

〔11〕<對波形生成電路之增益控制>

第10項中，前述控制電路，當從前述波形生成電路輸出之波形訊號的值超過規定的邏輯值判定閾值時，從該邏輯值的判定時間點起算等待比邏輯值判定的前述判定槽的時間還短之一定時間經過，然後取得前述波形訊號的值，並判別前述取得的前述波形訊號的值是否超過第1閾值。進行下述增益控制，即，若沒有超過的情形下將第1計數器初始化，若超過的情形下將前述第1計數器加計+1，當加計之前述第1計數器的計數值超過第1值的情形下降低前述波形生成電路的增益。又，判別前述取得的前述波形訊號的值是否超過比前述第1閾值還近之第2閾值，若超過的情形下將第2計數器初始化，若未達第2閾值的情形下將前述第2計數器加計+1，當前述第2計數器的計數值超過第2值的情形下提高前述波形生成電路的增益(參照圖11)。

按此，能夠相對簡單地抑制自動增益控制變得過於敏感而造成控制的收斂性惡化。

〔12〕<修正訊號波形的圓鈍化>

光受訊機(10)，具有：受光元件(102)，受訊光訊號並變換為電訊號；濾波器(106)，輸入依據前述受光元件的輸出而生成之波形訊號；電壓生成電路(109)，形成用來規定從前述濾波器輸出的輸出波形的偏壓電壓之基準電壓；增益可變的可變增益放大器(107)，放大從前述濾波器輸出之濾波器輸出波形；控制電路(12)，依據前述可變增益放大器的輸出而進行前述基準電壓之控制及前述可變增益放大器之自動增益控制。前述控制電路，因應前述可變增益放大器的輸出波形的不理想的圓鈍化，進行下述控制，即，藉由前述基準電壓將濾波器輸出波形的偏壓電壓推高，且使前述可變增益放大器的增益比目前還減小。

按此，即使在受光元件受光的光訊號強度較弱的情形下於上述波形訊號發生了正極性側與負極性側的振幅不同這樣的圓鈍化，控制電路仍會響應它，而將波形生成電路的偏壓電壓推升後再減小其增益。其結果，會減緩波形訊號的正極性側與負極性側的振幅差異，而能夠抑制波形訊號的正及負的位元寬度脫離規定寬度之狀態，可減低對於波形訊號的邏輯值誤判定之虞。是故，即使受光元件受光的光訊號強度較弱，仍可正確地受訊光訊號夾帶 之資料。

〔13〕<訊號波形是否有圓鈍化的判別手法>

第12項中，前述控制電路，當從前述可變增益放大器的輸出超過邏輯值判定閾值起算，該狀態經過了比判定槽的時間還短之規定時間而仍維持的情形下，判別前述濾波器的輸出波形有不理想的圓鈍化(參照圖13)。

按此，如同第2項之情形般，相較於依自動增益控制所得的增益大小來判別波形訊號是否發生扭曲之情形，能夠減少判定錯誤。

〔14〕<基準電壓的控制>

第12項中，前述控制電路，當判別出前述濾波器的輸出波形沒有不理想的圓鈍化的情形下，將前述偏壓電壓訂為電源電壓的一半之電壓，當判別出前述濾波器輸出波形有不理想的圓鈍化的情形下，將前述偏壓電壓訂為對前述電源電壓的一半之電壓升高了和目前的增益相對於前述可變增益放大器的最大增益而言之比例相應的量而得之電壓(參照圖14)。

按此，波形訊號的正極性側與負極性側的振幅的差異程度，係和自動增益控制的增益有所關連，鑑於這一事實，便能與目前的增益建立關連來決定有圓鈍化的情形下之偏壓電壓相對於沒有圓鈍化的情形下之偏壓電壓而言之上昇量，當考量減小波形訊號的增益時，能夠有助 於有圓鈍化的情形下之偏壓電壓的最佳化。

〔15〕<可變增益放大器的自動增益控制>

第12項中，前述控制電路，判定對於前述可變增益放大器的輸出之邏輯值，從該邏輯值判定時間點起算等待比判定槽的時間還短之一定時間經過，當前述判定出的邏輯值超過邏輯值判定閾值的情形下，進行下述增益控制，即，更判別前述可變增益放大器的輸出是否超過第1閾值，若沒有超過的情形下將第1計數器初始化，若超過的情形下將前述第1計數器加計+1，當加計之前述第1計數器的計數值超過第1值的情形下降低前述可變增益放大器的增益。更判別前述可變增益放大器的輸出是否超過比前述第1閾值還近之第2閾值，若超過的情形下將第2計數器初始化，若未達第2閾值的情形下將前述第2計數器加計+1，當前述第2計數器的計數值超過第2值的情形下提高前述可變增益放大器的增益(參照圖11)。

按此，能夠相對簡單地抑制自動增益控制變得過於敏感而造成控制的收斂性惡化。

〔16〕<以光訊號受訊加速度感測器帶有的位置資訊之光受訊機>

光受訊機(10)，具有：受光元件(102)，受訊光訊號並變換為電訊號；波形生成電路(11)，輸入從前述受光元件輸出之電訊號，藉由濾波及放大而生成波形訊 號；控制電路(12)，處理從前述波形生成電路供給而來的波形訊號；加速度感測器(13)；電源開關(101)，選擇對前述受光元件之電源供給。前述控制電路，在以前述光訊號受訊位置資訊之模式中，僅有在依據前述加速度感測器的輸出而感測到光受訊機的移動之期間，才將前述電源開關控制成ON狀態。

按此，僅當需要更新受訊的位置資訊時受光元件才會被活性化，故能夠使光受訊機未移動時的消費電力大幅減低。

2.實施形態的詳細

針對實施形態進一步詳述。

<光受訊機的全體構成>

圖1中揭示光受訊機的一例。圖1所示之光受訊機10例如設於行動電話或智慧型手機等可攜終端1中，其受訊來自圖2示例之光發訊機20的光訊號，供可見光通訊利用。該可見光通訊中，以調變電路203調變在發訊側欲發訊之發訊資料，LED驅動電路202遵照調變後的訊號來驅動LED201，藉此，光訊號被發訊。例如如圖3示例般，當在地下街或百貨公司等屋內配置多數之LED照明器具30中內藏有光發訊機20的情形下，LED201可使用該照明光源之LED。

光受訊機10以受光元件102接受來自 LED201的光訊號並變換成電訊號，而將其解調，藉此辨識成原本的資料。

光受訊機10，例如具有PIN光二極體或PN 光二極體來作為受光元件102。在受光元件102的陰極設有施加電源電壓Vdd之電源開關101，受光元件102的陽極連接至波形生成電路11，該波形生成電路11係供從前述受光元件102輸出之電訊號輸入並藉由濾波及放大來生成波形訊號，另設有控制電路12作為處理從波形生成電路11輸出之波形訊號的電路。加速度感測器13的輸出被供給至控制電路12，又，控制電路12連接至省略圖示之處理器部等，該處理器部等內藏於可攜終端10，進行行動通訊處理或應用處理。

波形生成電路11，具有：第1波形生成電路 14，輸入從前述受光元件102輸出之電訊號並藉由濾波及放大而生成第1波形訊號WV1；及第2波形生成電路15，輸入從第1波形生成電路14輸出之第1波形訊號WV1並藉由濾波及放大而生成第2波形訊號WV2並供給至控制電路12。

第1波形生成回路14，例如包含下述而構 成：第1高通濾波器103，輸入從受光元件102輸出之電訊號並強調其邊緣變化部分；及增益可變的第1可變增益放大器104，放大第1高通濾波器103的輸出；及低通濾波器105，輸入前述第1可變增益放大器104的輸出並除去高頻成分的雜訊而輸出前述第1波形訊號WV1；及第1 基準電壓生成器108，生成第1基準電壓BV1，以作為第1高通濾波器、第1可變增益放大器及低通濾波器的輸出訊號波形的第1偏壓電壓。

第2波形生成回路15，例如包含下述而構 成：第2高通濾波器106，輸入從低通濾波器105輸出之第1波形訊號WV1並強調其邊緣變化部分；及增益可變的第2可變增益放大器107，放大第2高通濾波器106的輸出；及第2基準電壓生成器109，生成第2基準電壓BV2，以作為第2高通濾波器106及第2可變增益放大器107的輸出訊號波形的第2偏壓電壓。

第1高通濾波器103，雖無特別限制，但能夠 如圖4示例般藉由使用了電容40與電阻41、42之CR濾波器來構成。第1高通濾波器103的輸出具有以偏壓電壓為中心之訊號位準。此處，經該偏壓電壓，使第1基準電壓VB1成為電源電壓Vdd的1/2電壓。

雖未特別圖示，但第2高通濾波器106亦同 樣地構成，偏壓電壓被訂為第2基準電壓VB2。另，高通濾波器103、106亦可使用運算放大器來構成。

第1可變增益放大器104，雖無特別限制，但 圖5示例般能夠使用非反轉放大電路來構成。亦即構成為，以運算放大器50的輸入電阻51及回授電阻52作為可變電阻，將基準電壓BV1透過輸入電阻51輸入至反轉輸入端子(-)，將來自前段的訊號輸入至非反轉輸入端子(+)。輸入電阻51及回授電阻52的電阻值係遵照控 制電路12對暫存器53設定之暫存器值而決定。第1可變增益放大器104的輸出，相對於來自非反轉輸入端子(+)的輸入電壓而言會產生(R1+R2)/2值的訊號變化，該變化會成為以偏壓電壓亦即第1基準電壓BV1為中心之電壓。R1為回授電阻52的電阻值，R2為輸入電阻51的電阻值。

雖省略圖示，但第2可變增益放大器107，係 輸入第2基準電壓VB2以作為偏壓電壓，和第1可變增益放大器104同樣地構成。第1可變增益放大器104及第2可變增益放大器107雙方皆設計成遵照暫存器53的設定值來決定增益。GD1為設定於第1可變增益放大器104的暫存器53之增益控制資料，GD2為設定於第2可變增益放大器107的暫存器53之增益控制資料。

第1基準電壓生成器108，雖無特別限制，但 圖6示例般是使用將數位訊號變換為類比訊號之數位類比變換器(DAC)64來生成。DAC64的電源，係被訂為透過緩衝放大器63供給之接地電壓GND、及將電源電壓Vdd以電阻60、61予以分壓而透過緩衝放大器62供給之電源電壓。DAC64的輸出電壓係遵照控制電路12對暫存器65設定之暫存器值而決定。DAC64的輸出電壓會在負回授放大器66進行輸出電壓調整(修整；trimming)等，藉此生成作為偏壓電壓之第1基準電VB1。雖省略圖示，但第2基準電壓生成器109亦同樣地構成。雖無特別限制，但此處第1基準電壓生成器108及第1基準電壓生 成器109雙方皆設計成遵照暫存器65的設定值來決定第1基準電壓BV1、第2基準電壓BV2，針對第1基準電壓生成器108是以電源啟動重置(power-on-reset)處理來設定成規定的暫存器值，針對第2基準電壓生成器109是即使在電源啟動重置處理後，暫存器值仍因應光通訊的受訊波形的圓鈍化而設定成可變。VD1為設定於第1基準電壓生成器108的暫存器65之電壓控制資料，VD2為設定於第2基準電壓生成器109的暫存器65之電壓控制資料。

控制電路12例如如圖1示例般，具有訊號控 制部120、電源控制部121、解調部122、及將類比訊號變換為數位訊號之類比數位變換器(ADC)。訊號控制部120及解調部122，是各自以專用硬體來實現，或可藉由進行程式處理之CPU、保持著CPU所執行的程式之程式記憶體、及CPU的工作區域中使用之RAM來構成。

ADC123將波形訊號WV2變換為數位資料， 並將變換後的變換資料供給至訊號控制部120及解調部122。雖未特別圖示，但解調部122及訊號控制部120雙方，當需要將波形訊號WV2的數位資料與判定閾值比較來得到高位期間或低位期間的判別結果等的情形下，可將任一方的判別結果遞交給另一方來流用。

解調部122依據從ADC123供給的資料來判 別波形訊號WV2的邏輯值而再生光通訊訊號。

訊號控制部120藉由生成增益控制資料 GD1、GD2，來對可變增益放大器104、107進行自動增益控制。此外，訊號控制部120藉由生成電壓控制資料VD1、VD2，來對濾波器103、105、106及可變增益放大器104、107進行偏壓電壓控制。特別是，控制電路120所做的偏壓電壓控制及自動增益控制，考量了如何應對當在受光元件102受訊的光訊號較暗時受光元件102所輸出的電訊號圓鈍化之情形。以下，詳述該考量的內容。

<光訊號較暗時訊號的圓鈍化>

圖7示例了對於受光元件所輸出的電訊號波形及從波形生成電路輸出而輸入至ADC之訊號波形，將訊號有及沒有圓鈍化的情形加以比較。當光訊號較暗時，受光元件的輸出波形圓鈍化的因素，和受光元件102所能輸出之電訊號的電流量以及第1高通濾波器103(參照圖4)的電容器40的容量有關連。較暗時，受光元件102所能輸出之電流量會變少，電容器40被充電為止前的時間會變長，因此電訊號的揚升時間會變長而導致。另一方面，落下是由電容器40的放電時間所決定，因此和受訊環境的亮度無關。又，一旦在電容器40被完全充電之前即開始放電，那麼第1高通濾波器103的輸出波形的振幅在正極性(朝上方向凸)與負極性(朝下方向凸)會產生差異。 這樣的差異會顯現成為來自波形生成電路11的輸出波形亦即ADC123的輸入波形的圓鈍化。

圖8針對用來對ADC123的輸入波形做邏輯 值判定之高位期間與低位期間，將有及沒有圓鈍化的情形加以對比。例如，作為判定電訊號的高位期間、低位期間之方法，有對訊號電壓超過閾值A時及低於閾值B時的差值加以測定之方法，但當波形的振幅在上側(相對於中心朝正極性側)與下側(相對於中心朝負極性側)為相異的情形下，會無法測定正確的期間。如圖8所示，當波形圓鈍化的情形下，高位期間較短，低位期間則被測定地較長。閾值A、B的判別或高位期間及低位期間的計測，係依據ADC123的變換結果而由解調部122進行。

就使用可見光之通訊規格而言，例如有EITA CP-1223(可見光信標系統)，如圖9示例般，藉由4PPM方式，將被定義為符號(symbol)時間之一定時間分割成4個槽(slot)，1符號時間中容許1槽時間的脈波，並利用因應該脈波所存在的槽而分配之2位元資訊來進行光通訊。若訊號波形如上述般有圓鈍化，則對於該規格中訂定之槽時間(104μs)而言，解調部122中的高位期間及低位期間的測定時間恐會產生錯誤。

<修正訊號波形的圓鈍化>

修正訊號波形的圓鈍化以作為訊號圓鈍化的應對手段。圖10中示例修正的原理。控制電路120，判別從第2波形生成電路15輸出之波形訊號WV2的訊號波形是否不理想地圓鈍化，當判別為不理想地圓鈍化的情形下，則進行下述控制，即，使第2波形生成電路15中的第2高通 濾波器106及第2可變增益放大器107的基準電壓VB2比目前還升高，且第2波形生成電路15中的第2可變增益放大器107的增益比目前還減小。藉由使基準電壓VB2比目前還升高，正極性的振幅與負極性的振幅會被矯正成幾乎相同，其後藉由使增益比目前還減小，其訊號波形會收斂在ADC123的動態範圍內。其結果，如同波形無圓鈍化的情形般，變得能夠正確地辨識高位期間與低位期間，即使光訊號變暗而受光元件102的輸出訊號圓鈍化，解調部122中的受訊訊號的判別仍不易產生錯誤。這樣的控制，是依據ADC123所做的變換資料，而由訊號控制部120進行。圖10中Ht意指正確的高位期間、Lt為正確的低位期間、Hf為有錯誤的高位期間、Lf為有錯誤的低位期間。

<自動增益控制>

上述訊號波形的圓鈍化的修正，在對第1可變增益放大器104及第2可變增益放大器107進行自動增益控制當中會視必要而執行。首先說明自動增益控制的控制手法。

圖11中示例自動增益控制的方法。ADC13將 輸入的波形訊號WV2逐一從類比訊號變換為數位訊號而獲得A/D變換資料。解調部122將A/D變換資料與圖12的閾值A、B比較，計測前述高位期間及低位期間，遵照4PPM方式進行解碼。訊號控制部120將A/D變換資料與例如圖12的閾值A、C、D比較，進行自動增益控制及偏 壓控制。

訊號控制部120判別該A/D變換資料是否超 過閾值A(S1)，當超過時進入自動增益控制的流程。首先，從超過閾值A起算例如經過10μs後(S2)，取得A/D變換資料(S3)，並判別其是否超過閾值D(S4)。 若超過則將過高計數器(over)加計+1(S5)，若未超過則將過高計數器(over)初始化成值0(S6)。判定過高計數器(over)的值是否超過次數A(S7)，若超過的情形下則降低增益(S8)。接下來，判別步驟3中取得的A/D變換資料是否比閾值C還小(S9)。若較小則將過低計數器(under)加計+1(S10)，若未較小則將過低計數器(under)初始化成值0(S11)。判定過低計數器(under)的值是否超過次數B(S12)，若超過的情形下則提高增益(S13)。藉由此控制，會以使得波形訊號WV2的峰值落在閾值C與閾值D之間的方式來進行自動增益控制。這樣的增益控制是由訊號控制部120進行，以控制訊號GD1、GD2供給至可變增益放大器104、107。 另，步驟S2中等待經過之10μs，為設想從閾值A到達波形峰值之時間示例。

此處，是將以偏壓電壓為中心而正極性側的 振幅和負極性側的振幅被矯正成相等的狀態設想為正常的波形訊號WV2，故僅觀察正極正側。按照上述自動增益控制，能夠以使得波形的峰值點收斂在閾值C與閾值D之間的方式來進行自動增益控制。特別是，當波形的峰值 點連續超過閾值D數次時，或連續數次低於閾值C時，才會改變可變增益放大器104、107的增益，因此能夠相對簡單地抑制因增益過於敏感地變更而造成控制的收斂性惡化。此外，僅有在波形訊號超過閾值A時才會進入增益控制的處理流程，因此能夠抑制未超過閾值A時的消費電流。將步驟S1作為次常式(subroutine)或中斷(interrupt)發生的判定條件，便能以次常式處理或中斷處理的方式來實現條件滿足後的處理。

另，上述自動增益控制的說明中是著眼於超 過閾值A的情形下來說明，但本發明中當波形訊號的值低於閾值B的情形下進行同樣的處理亦無礙。若著眼於雙方的閾值A、B來進行處理，則增益控制的精度會上升，但電力消費會增加。如圖7所說明般，當波形沒有圓鈍化時，ADC123的輸入波形的振幅是以中心線為中心而對稱地收斂，若考量這一點，則可認為即使僅著眼於正極正側的一方的閾值A側來進行自動增益控制也不會有實質上的問題。

<訊號波形是否有圓鈍化的判別手法>

當訊號波形有圓鈍化時，該將基準電壓VB2升高到什麼程度，會視受光元件102的輸出訊號的圓鈍化情況而有變化。較亮時不易圓鈍化，較暗時則有更易圓鈍化之特性，因此如果藉由受光元件102的輸出電壓位準來判斷是否有圓鈍化，那麼較亮時受光元件102的輸出電壓位準較 高，較暗時則變低，故會變成配合第2可變增益放大器107的增益來控制基準電壓VB2。然而，有時即使較亮時仍必須提高可變增益放大器107的增益。那就是當受光元件102的輸出為飽和之情形。亦即，當高位期間的輸出電壓已為飽和的情形下，若更亮則低位期間的輸出電壓亦會趨近飽和電壓，因此高位期間的輸出電壓與低位期間的輸出電壓之差會變小。在這樣的情形下，高通濾波器103的輸出電壓會變小，必須提高可變增益放大器107的增益。 是故，必須判別是因為較高而提高增益(由於受光元件102的輸出飽和而提高可變增益放大器107的增益)，還是因為較暗而提高增益(由於受光元件102的輸出訊號的圓鈍化而提高可變增益放大器107的增益)，僅有在較暗時才必須升高基準電壓BV2。

因較亮而提高增益之情形以及因較暗而提高 增益之情形，其波形WV2的波形會如圖13所示例般有所不同。著眼於此一不同，當從超過閾值A起算50μs後的訊號位準超過規定電壓的情形下，能夠判別其為較暗時，亦即受光元件102的波形圓鈍化；當低於規定電壓的情形下，能夠判別其為較亮時，亦即受光元件102的波形無圓鈍化。50μs的時間，是考量和圖9中揭示作為一例之槽時間(104μs)的關係，用來區別較亮的情形與較暗的情形而示例性地決定之值，並非有特別限制。

<對訊號波形的圓鈍化之基準電壓VB2的控制>

圖14中示例對波形訊號WV2的圓鈍化之基準電壓VB2的控制手續。訊號控制部120，當判別第2波形訊號WV2的波形並無不理想地圓鈍化的情形下(S21)，會將第2波形生成電路中的偏壓電壓亦即第2基準電壓BV2訂為第1電壓，例如電源電壓Vdd的一半的電壓(S22)。當判別第2波形訊號WV2的波形不理想地圓鈍化的情形下，會將第2波形生成電路中的偏壓電壓亦即第2基準電壓BV2訂為第2電壓，該第2電壓係對第1電壓(Vdd/2)提高了和目前的增益相對於第2可變增益放大器107的最大增益而言之比例相應的電壓量而得(S23)。例如，目前的增益相對於第2可變增益放大器107的最大增益256而言為n，α為適當的係數，則第2電壓會如第2電壓=Vdd×{128+(n×α)}/256

這樣，以第1電壓(Vdd/2)為基準，提高了和目前的增益相對於第2可變增益放大器107的最大增益而言之比例相應的電壓量而得之電壓。對於第2基準電壓BV2之這樣的第2電壓的控制，係由訊號控制部120依據控制訊號VD2而進行。

按照上述基準電壓VB2的控制，第2波形訊號WV2的正極性側與負極性側的振幅的差異程度，係和對可變增益放大器107之自動增益控制的增益有所關連，鑑於這一事實，便能與目前的增益建立關連來決定第2電壓相對於第1電壓而言之上昇量，當考量減小第2波形訊 號WV2的增益時，能夠有助於第2電壓的最佳化。

<修正訊號波形的圓鈍化之處理>

當訊號控制電路120依據圖13說明之手法等而檢測出訊號波形WV2的圓鈍化時，會依圖14的步驟S22說明之方法將第2閾值電壓VB2升高，提高訊號波形WV2的電壓位準(參照圖10)。訊號波形WV2藉此被提高後，藉由上述自動增益控制減低增益以使得其波形峰值收斂至圖10示例之閾值C與閾值D之間，其結果便如圖10示例般，會得到扭曲受到修正之波形訊號WV2。但，以圖11的自動增益控制來進行升高閾值電壓後再降低增益之處理的情形下，必須滿足步驟S7的條件，因此增益減低之處理的響應恐有延遲的疑慮。

若要避免這樣的疑慮於未然，當如上述般操控了閾值電壓VB2的情形下，可於其後立刻執行獨立於圖11的控制流程之外的降低增益之步驟S8。

如上述般修正訊號波形的圓鈍化，藉此，能 夠減緩第2波形訊號WV2的正極性側與負極性側的振幅差異，而能夠抑制第2波形訊號WV2的正及負的位元寬度脫離規定寬度之狀態，可減低對於第2波形訊號WV2的邏輯值誤判定之虞。是故，光受訊機10，即使受光元件102受光的光訊號強度較弱，仍可正確地受訊光訊號夾帶之資料。例如，就實驗結果看來，原本僅能受訊至36勒克斯(lux)者，藉由進行上述波形的修正，變得能夠 受訊至26勒克斯。亦即，比36勒克斯還減少27%的亮度仍可受訊。

<使用了峰值的平均值之可變增益放大器的增益控制>

圖15中以波形圖來示例對可變增益放大器104、107之自動增益控制的另一手法，圖16中以訊號控制部所做的控制流程來示例該手法。

訊號控制部120判別該A/D變換資料是否超過閾值A(S31)，當超過時進入自動增益控制的流程。首先，從超過閾值A起算例如經過10μs後(S32)，取得A/D變換資料(S33)，並例如如圖15示例般包括本次的取得資料在內演算過去3次份的取得資料的平均值(S34)。接下來，判別平均值是否超過閾值D(S35)，若超過則降低第2可變增益放大器107的增益(S36)。又，判別平均值是否未達閾值C(S37)，若未達則提高第2可變增益放大器107的增益(S38)。

藉由此控制，會以使得波形訊號WV2的峰值落在閾值C與閾值D之間的方式來進行自動增益控制。這樣的增益控制是由訊號控制部120進行，以控制訊號GD1、GD2供給至可變增益放大器104、107。按照此手法，也能如同上述般相對簡單地抑制自動增益控制變得過於敏感而造成控制的收斂性惡化。

<遵照峰值的增減傾向之可變增益放大器的增益控制>

圖17中示例對可變增益放大器104、107之自動增益控制的又另一控制流程。

訊號控制部120判別該A/D變換資料是否超過閾值A(S41)，當超過時進入自動增益控制的流程。首先，從超過閾值A起算例如經過10μs後(S42)，取得A/D變換資料(S43)，並判別本次取得的A/D變換資料(本次的波形峰值)與前次以同樣方式取得的A/D變換資料(前次的波形峰值)之大小關係(S44)，當波形訊號的波形峰值為增加傾向的情形下，令第1計數器(up)做1計步(step counting)動作(S45)且將第2計數器(down)的計數值初始化(S46)。當波形訊號的值為減少傾向的情形下，令第2計數器(down)做1計步動作(S47)且將第1計數器(up)的計數值初始化(S48)。然後，進行下述增益控制，即，當第1計數器(uP)的計數值作為第1值而超過次數A時，降低可變增益放大器104、107的增益(S49，S50)，當第2計數器(down)的計數值作為第2值而超過次數B時，提高可變增益放大器104、107的增益(S51，S52)。第1計數器(up)的計數值超過A之狀態，對應到連續增加之波形訊號WV2的峰值超過圖12的閾值D之狀態。此外，第2計數器(down)的計數值超過B之狀態，對應到連續減少之波形訊號WV2的峰值低於圖12的閾值C之狀態。

藉由此控制，會以使得波形訊號WV2的峰值落在閾值C與閾值D之間的方式來進行自動增益控制。 這樣的增益控制是由訊號控制部120進行，以控制訊號GD1、GD2供給至可變增益放大器104、107。按照此手法，也能如同上述般相對簡單地抑制自動增益控制變得過於敏感而造成控制的收斂性惡化。

<對於波形的圓鈍化以變更邏輯值的判定閾值來應對>

本發明並不限定於對光訊號較暗時的訊號圓鈍化修正波形訊號之情形，也可依下述方式來應對，即，因應波形的圓鈍化來變更藉由訊號控制部120或解調部122進行之高位期間與低位期間的判定閾值，以下依據圖18的波形圖及圖19的控制流程來說明基於此方式之應對手法。

例如，當訊號控制部120進行判定閾值的控 制之情形下，如圖18示例般，當波形訊號WV2沒有圓鈍化時，為了判別波形訊號WV2的低位期間與高位期間，將相對於判定最大量程(full scale)電壓Vdd而言偏高電壓側的判定閾值訂為閾值A，偏低電壓側的判定閾值訂為閾值B。當波形訊號WV2圓鈍化時，為了得到和波形訊號WV2沒有圓鈍化時相同的低位期間與高位期間，將閾值A變更為A’、閾值B變更為B’。

為此，判定閾值的設定，如圖19的流程圖示 例般，首先，判別波形訊號WV2是否圓鈍化(S61)。判別可使用圖13中說明之方法等。

若沒有圓鈍化，假設判定最大量程電壓為 Vdd，則將其中心設定為Vdd×0.5、偏高電壓側的判定基 準亦即閾值A設定為vdd×0.75、偏低電壓側的判定基準亦即閾值B設定為Vdd×0.25(S62)。

若有圓鈍化時，將相對於判定最大量程電壓Vdd而言偏高電壓側的判定基準亦即閾值A’，訂為比前述閾值A還低了將第2可變增益放大器107的目前的增益乘上規定係數β而得的電壓量之電壓(S62)。此外，將相對於判定最大量程電壓Vdd而言偏低電壓側的判定基準亦即閾值B’，訂為比前述閾值A’還低了前述閾值A與閾值B的中間的電壓量(Vdd×0.5)之電壓(S62)。此時的中心的電壓(中心’)訂為閾值電壓A’與B’的平均值之電壓(S62)。各自之計算式為，閾值A’=Vdd×0.75-可變增益放大器107的增益×β、中心’=(閾值A’+閾值B’)/2、閾值B’=閾值A’-Vdd×0.5。

按此，即使在受光元件102受光的光訊號強度較弱的情形下於波形訊號WV2發生了正極性側與負極性側的振幅不同這樣的圓鈍化，控制電路12仍會響應它而變更波形訊號WV2的判定閾值。波形訊號WV2的正極性側與負極性側的振幅的差異程度，係和第2可變增益放大器107中的自動增益控制的增益有所關連，鑑於這一事實，將判定閾值的變更量訂為將該可變增益放大器107的目前的增益乘上規定係數β而得之電壓量，因此能夠抑制判定閾值變更過大，換言之，有助於變更之判定閾值的最佳化。

上述修正波形訊號的手法與變更判定閾值之 手法難謂孰優孰劣。變更判定閾值之手法，其成功關鍵在於將判定閾值變更了多少程度。如果可獲得合適的變更程度，那麼甚至可得出原本僅能受訊至36勒克斯者，變得能夠受訊至16勒克斯這樣的實驗結果。欲獲得這樣合適的變更程度，料想會需要大量的實驗。修正波形訊號的情形下亦然，必須針對偏壓電壓(閾值電壓)的可升高量及可變增益放大器的增益降低幅度做最佳化，但因調整對象為偏壓電壓(閾值電壓)與可變增益放大器的增益這兩者，因此可調整量會變大，料想最佳化會相對容易。

<以光訊號受訊加速度感測器帶有的位置資訊之光受訊機>

光受訊機10如圖1示例般，具有加速度感測器13、及選擇對受光元件102的電源供給之電源開關101。控制電路12，在以光訊號受訊位置資訊之模式中，僅有在依據加速度感測器13的輸出而感測到光受訊機10的移動之期間，才將電源開關101控制成ON狀態。例如如圖3所說明般，地下街或百貨公司等屋內配置多數之LED照明器具30中內藏的光發訊機20，會輸出該照明器具30被設置之位置資訊。位置資訊中包含緯度、經度、建築物的樓層數(高度)等資訊。在無法利用GPS(Global Positioning System)的屋內環境下便可掌握現在位置。此時，由於設計成僅有在移動中才可以受光元件102做光訊號的受訊，故僅當需要更新受訊的位置資訊時受光元件 102才會被活性化，故能夠使光受訊機10未移動時的消費電力大幅減低。

另，當遵照模式暫存器的設定而以光訊號受 訊位置資訊的情形下，當然亦可設計成可忽視加速度感測器的檢測狀態而選擇使電源開關成為ON狀態之動作形態。

本發明並非限定於上述實施形態，在不脫離其要旨的範圍內，自然可做種種變更。

例如，光受訊機不限定於運用在可攜終端1之情形，能夠廣泛運用在其他電子機器、車輛等。

此外，波形生成電路11的具體構成不限定於圖1例子而可適當變更。例如亦可設計成以高通濾波器接受受光元件的輸出，將其輸出做可變增益放大，然後以低通濾波器接受該放大輸出，再將此輸出以可變增益放大器予以放大來生成波形訊號。在該情形下，必須操控低通濾波器的偏壓電壓。其他種種功能上的變形亦為可能。

Claims (16)

1. 一種光受訊機，具有：受光元件，受訊光訊號並變換為電訊號；第1波形生成電路，輸入從前述受光元件輸出之電訊號，藉由濾波及放大而生成第1波形訊號；第2波形生成電路，輸入從前述第1波形生成電路輸出之前述第1波形訊號，藉由濾波及放大而生成第2波形訊號；控制電路，進行前述第1波形生成電路及前述第2波形生成電路用之偏壓電壓控制與自動增益控制；前述控制電路，判別從前述第2波形生成電路輸出之第2波形訊號的訊號波形是否不理想地圓鈍化，當判別為不理想地圓鈍化的情形下，則進行下述控制，即，使前述第2波形生成電路中的偏壓電壓比目前還升高，且前述第2波形生成電路中的增益比目前還減小。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光受訊機，其中，前述控制電路，對於從前述第2波形生成電路輸出之第2波形訊號，判別其超過邏輯值判定閾值之狀態是否維持了比判定槽(slot)的時間還短之規定時間，若維持了前述規定時間的情形下則判別前述第2波形訊號的波形為不理想地圓鈍化，若未維持前述規定時間的情形下則判別前述第2波形訊號的波形沒有不理想地圓鈍化。
3. 如申請專利範圍第2項所述之光受訊機，其中，前述控制電路，當判別出前述第2波形訊號的波形沒有不 理想地圓鈍化的情形下，將前述第2波形生成電路中的偏壓電壓訂為第1電壓，當判別出前述第2波形訊號的波形為不理想地圓鈍化的情形下，將前述第2波形生成電路中的偏壓電壓訂為第2電壓，該第2電壓係對前述第1電壓提高了和目前的增益相對於前述第2波形生成電路的最大增益而言之比例相應的電壓量而得。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光受訊機，其中，前述控制電路，當從前述第2波形生成電路輸出之第2波形訊號的值超過規定的邏輯值判定閾值時，從該邏輯值的判定時間點起算等待比邏輯值判定的判定槽的時間還短之一定時間經過，然後取得前述第2波形訊號的值，進行下述增益控制，即，判別前述取得的前述第2波形訊號的值是否超過第1閾值，若沒有超過的情形下將第1計數器初始化，若超過的情形下將前述第1計數器加計+1，當加計之前述第1計數器的計數值超過第1值的情形下降低前述第2波形生成電路的增益，又，判別前述取得的前述第2波形訊號的值是否超過比前述第1閾值還近之第2閾值，若超過的情形下將第2計數器初始化，若未達第2閾值的情形下將前述第2計數器加計+1，當前述第2計數器的計數值超過第2值的情形下提高前述第2波形生成電路的增益。
5. 如申請專利範圍第4項所述之光受訊機，其中，前述控制電路，對於從前述第2波形生成電路輸出之第2波形訊號，判定其超過邏輯值判定閾值之狀態是否維持了 比判定槽的時間還短之規定時間，若未維持前述規定時間的情形下，判別前述第2波形訊號的波形沒有不理想地圓鈍化，並將前述第2波形生成電路的偏壓電壓訂為第1電壓，若維持了前述規定時間的情形下，判別前述第2波形訊號的波形為不理想地圓鈍化，並將前述第2波形生成電路中的偏壓電壓訂為第2電壓，該第2電壓係對前述第1電壓提高了和目前的增益相對於前述第2波形生成電路的最大增益而言之比例相應的電壓量而得。
6. 如申請專利範圍第1項所述之光受訊機，其中，前述第1波形生成電路，包含：第1高通濾波器，輸入從前述受光元件輸出之電訊號並強調其邊緣變化部分；增益可變的第1可變增益放大器，放大前述第1高通濾波器的輸出；低通濾波器，輸入前述第1可變增益放大器的輸出並除去高頻成分的雜訊而輸出前述第1波形訊號；第1基準電壓生成器，生成用來規定前述第1高通濾波器、前述第1可變增益放大器及前述低通濾波器的輸出訊號波形的第1偏壓電壓之基準電壓。
7. 如申請專利範圍第6項所述之光受訊機，其中，前述第2波形生成電路，包含：第2高通濾波器，輸入從前述低通濾波器輸出之第1波形訊號並強調其邊緣變化部分；增益可變的第2可變增益放大器，放大前述第2高通 濾波器的輸出；第2基準電壓生成器，生成用來規定前述第2高通濾波器及前述第2可變增益放大器的輸出訊號波形的第2偏壓電壓之基準電壓。
8. 如申請專利範圍第1項所述之光受訊機，其中，前述控制電路，當從前述第2波形生成電路輸出之第2波形訊號的值超過第1邏輯值判定閾值時，從該邏輯值的判定時間點起算等待比邏輯值判定的判定槽的時間還短之一定時間經過，然後取得前述第2波形訊號的值，並演算本次取得的值與過去以同樣方式取得的最近的單數次或複數次前述第2波形訊號的值之平均值，進行下述增益控制，即，當前述平均值超過第1閾值的情形下，降低前述第2波形生成電路的增益，當前述平均值未超過比前述第1閾值還近之第2閾值的情形下，提高前述第2波形生成電路的增益。
9. 如申請專利範圍第1項所述之光受訊機，其中，前述控制電路，當從前述第2波形生成電路輸出之第2波形訊號的值超過規定的邏輯值判定閾值時，從該邏輯值的判定時間點起算等待比邏輯值判定的判定槽的時間還短之一定時間經過，然後取得前述第2波形訊號的值，進行下述增益控制，即，判別前述取得的前述第2波形訊號的值與前次以同樣方式取得的前述第2波形訊號的值之間的大小關係，若前述第2波形訊號的值為增加傾向的情形下，令第1計數器做1計步(step counting)動作 且將第2計數器的計數值初始化，若前述第2波形訊號的值為減少傾向的情形下，令第2計數器做1計步動作且將第1計數器的計數值初始化，當前述第1計數器的計數值超過第1值時降低前述第2波形生成電路的增益，當前述第2計數器的計數值超過第2值時提高前述第2波形生成電路的增益。
10. 一種光受訊機，具有：受光元件，受訊光訊號並變換為電訊號；波形生成電路，輸入從前述受光元件輸出之電訊號，藉由濾波及放大而生成波形訊號；控制電路，進行前述波形生成電路的偏壓電壓控制與自動增益控制，且進行以規定的判定槽單位判定從前述波形生成電路供給而來的波形訊號的邏輯值之控制；前述控制電路，判別從前述波形生成電路輸出之波形訊號的訊號波形是否不理想地圓鈍化，當沒有不理想地圓鈍化時，將相對於判定最大量程電壓而言偏高電壓側的第1判定基準訂為第1閾值電壓，偏低電壓側的第2判定基準訂為第2閾值電壓，當不理想地圓鈍化時，將相對於判定最大量程電壓而言偏高電壓側的第3判定基準，訂為比前述第1閾值電壓還低了將前述波形生成電路的目前的增益乘上規定係數而得的電壓量之電壓，將相對於判定最大量程電壓而言偏低電壓側的第4判定基準，訂為比前述第3判定基準的電壓還低了前述第1閾值電壓與第2閾值電壓的中間的電壓量 之電壓。
11. 如申請專利範圍第10項所述之光受訊機，其中，前述控制電路，當從前述波形生成電路輸出之波形訊號的值超過規定的邏輯值判定閾值時，從該邏輯值的判定時間點起算等待比邏輯值判定的前述判定槽的時間還短之一定時間經過，然後取得前述波形訊號的值，進行下述增益控制，即，判別前述取得的前述波形訊號的值是否超過第1閾值，若沒有超過的情形下將第1計數器初始化，若超過的情形下將前述第1計數器加計+1，當加計之前述第1計數器的計數值超過第1值的情形下降低前述波形生成電路的增益，又，判別前述取得的前述波形訊號的值是否超過比前述第1閾值還近之第2閾值，若超過的情形下將第2計數器初始化，若未達第2閾值的情形下將前述第2計數器加計+1，當前述第2計數器的計數值超過第2值的情形下提高前述波形生成電路的增益。
12. 一種光受訊機，具有：受光元件，受訊光訊號並變換為電訊號；濾波器，輸入依據前述受光元件的輸出而生成之波形訊號；電壓生成電路，形成用來規定從前述濾波器輸出的輸出波形的偏壓電壓之基準電壓；增益可變的可變增益放大器，放大從前述濾波器輸出之濾波器輸出波形； 控制電路，依據前述可變增益放大器的輸出而進行前述基準電壓之控制及前述可變增益放大器之自動增益控制；前述控制電路，因應前述可變增益放大器的輸出波形的不理想的圓鈍化，進行下述控制，即，藉由前述基準電壓將濾波器輸出波形的偏壓電壓推高，且使前述可變增益放大器的增益比目前還減小。
13. 如申請專利範圍第12項所述之光受訊機，其中，前述控制電路，當從前述可變增益放大器的輸出超過邏輯值判定閾值起算，該狀態經過了比判定槽的時間還短之規定時間而仍維持的情形下，判別前述濾波器的輸出波形有不理想的圓鈍化。
14. 如申請專利範圍第12項所述之光受訊機，其中，前述控制電路，當判別出前述濾波器的輸出波形沒有不理想的圓鈍化的情形下，將前述偏壓電壓訂為電源電壓的一半之電壓，當判別出前述濾波器輸出波形有不理想的圓鈍化的情形下，將前述偏壓電壓訂為對前述電源電壓的一半之電壓升高了和目前的增益相對於前述可變增益放大器的最大增益而言之比例相應的量而得之電壓。
15. 如申請專利範圍第12項所述之光受訊機，其中，前述控制電路，判定對於前述可變增益放大器的輸出之邏輯值，從該邏輯值判定時間點起算等待比判定槽的時間還短之一定時間經過，當前述判定出的邏輯值超過邏輯值判定閾值的情形下， 進行下述增益控制，即，更判別前述可變增益放大器的輸出是否超過第1閾值，若沒有超過的情形下將第1計數器初始化，若超過的情形下將前述第1計數器加計+1，當加計之前述第1計數器的計數值超過第1值的情形下降低前述可變增益放大器的增益，更判別前述可變增益放大器的輸出是否超過比前述第1閾值還近之第2閾值，若超過的情形下將第2計數器初始化，若未達第2閾值的情形下將前述第2計數器加計+1，當前述第2計數器的計數值超過第2值的情形下提高前述可變增益放大器的增益。
16. 一種光受訊機，具有：受光元件，受訊光訊號並變換為電訊號；波形生成電路，輸入從前述受光元件輸出之電訊號，藉由濾波及放大而生成波形訊號；控制電路，處理從前述波形生成電路供給而來的波形訊號；加速度感測器；電源開關，選擇對前述受光元件之電源供給；該光受訊機，其特徵為，前述控制電路，在以前述光訊號受訊位置資訊之模式中，僅在依據前述加速度感測器的輸出而感測到光受訊機的移動之期間，才將前述電源開關控制成ON狀態。