WO2007037123A1 - 送信装置、受信装置、通信方法及び光通信システム - Google Patents

送信装置、受信装置、通信方法及び光通信システム Download PDF

Info

Publication number
WO2007037123A1
WO2007037123A1 PCT/JP2006/318120 JP2006318120W WO2007037123A1 WO 2007037123 A1 WO2007037123 A1 WO 2007037123A1 JP 2006318120 W JP2006318120 W JP 2006318120W WO 2007037123 A1 WO2007037123 A1 WO 2007037123A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
communication
light
image
unit
polarization
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/318120
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tetsuya Takenaka
Yasuyuki Irie
Tohru Sunaga
Original Assignee
Kyocera Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corporation filed Critical Kyocera Corporation
Publication of WO2007037123A1 publication Critical patent/WO2007037123A1/ja

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114—Indoor or close-range type systems
    • H04B10/1141—One-way transmission

Definitions

  • the present invention relates to a transmission device, a reception device, a communication method, and an optical communication system, and more particularly to a technique for performing communication using visible light.
  • Infrared communication is a technology that implements wireless communication using infrared light that is between the frequency band of visible light and the frequency band of millimeter waves.
  • the infrared communication module does not have an antenna, has a compact hardware, and is low in cost. Therefore, it is used in various digital devices such as TVs, notebook computers, digital cameras, and PDAs. In particular, the mounting of infrared communication modules on mobile phone terminals is being standardized worldwide.
  • the infrared communication method described above is for devices such as changing TV channels using a remote control, adjusting the temperature of an air conditioner, and communicating data such as phone books and photos between mobile terminals. Limited to all uses.
  • FIG. 11 shows the basic configuration of a liquid crystal display used on a digital broadcast receiver on the ground.
  • a liquid crystal display 900 shown in FIG. 11 includes a display control unit 910, an image information storage unit 911, a light emission control unit 912, a light emission unit 913, a first polarization unit 914, a liquid crystal unit 915, and a second polarization unit 916.
  • the user's eye 300 can escape the image light signal 912 from the liquid crystal display 900.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11-215062
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a transmission device, a reception device, a communication method, and an optical communication system that are intended to reduce the size of the device. Is to provide.
  • the present invention provides a liquid crystal unit composed of communication pixels and image pixels, a communication light emitting unit that emits communication light toward the communication pixels, and the image Pixels Toward the image light emitting unit for irradiating the image light, and the communication light incident on the communication pixel based on the communication information, and the image light based on the image information.
  • Polarization control means for polarizing the image light incident on the pixel for communication, and the communication light polarized in the communication pixel and the polarization in the image pixel. It is the transmitter which outputs the light for the image which was made.
  • the present invention further includes communication light emission control means for controlling light emission by the communication light emitting unit based on the communication information.
  • only one polarized light of the communication light from the communication light emitting unit is allowed to pass toward the communication pixel, and the image light from the image light emitting unit is transmitted.
  • a first polarization unit that passes only one polarized light to the image pixel; and the communication pixel that allows polarized communication light to pass through the image pixel and the image pixel.
  • a second polarization unit that allows only one polarization of the polarized image light to pass therethrough.
  • the present invention provides the communication light from the communication light emitting unit and the image light from the image light emitting unit so that polarization angles are orthogonal to each other, and the communication light is used. Is transmitted to the communication pixel and the image light is transmitted to the image pixel, and the communication pixel is! / And a fourth polarizing section that polarizes the light for communication and the light for image polarized in the image pixel so that the polarization angles are orthogonal to each other.
  • the communication pixel is disposed on an outer edge portion of the liquid crystal unit.
  • the communication light emission control means causes the same number of light sources to emit light among the plurality of light sources constituting the communication light emitting unit corresponding to each communication information, and the light emission.
  • the light source to be switched is switched periodically.
  • the communication light is light in a visible light region.
  • the present invention provides a light receiving unit that receives light polarized based on communication information, and a communication unit that specifies the communication information based on a polarization angle of light received by the light receiving unit.
  • a receiving apparatus having communication information specifying means.
  • the communication information can be acquired by receiving light polarized based on the communication information output from the transmission device described above.
  • the light receiving means receives other light together with the light polarized based on the communication information, and the light received by the light receiving means is transmitted during communication of the communication information.
  • a communication time determination means for determining whether the communication information is compatible or non-communication, and the communication information specifying means is non-communication with the polarization vector of light received by the light receiving means during communication.
  • the communication information is specified based on the difference from the polarization vector of the light received by the light receiving means.
  • the communication information specifying unit specifies the communication information based on a difference in polarization vectors of light continuously received by the light receiving unit.
  • the light receiving means receives a first light receiving unit that receives one polarized light of the reaching light, and the polarized light and the polarized light received by the first light receiving unit among the reaching light. And a second light receiving portion for receiving polarized light having an orthogonal angle.
  • the present invention is directed to a communication light emitting step for irradiating communication light toward a communication pixel constituting the liquid crystal unit, and an image pixel constituting the liquid crystal unit.
  • the image light emitting step for irradiating the image light, and the communication light incident on the communication pixel based on the communication information are polarized, and the image pixel based on the image information.
  • a polarization control step of polarizing the image light incident on the Then, the polarized light for communication and the polarized image light are output to the image pixel.
  • the present invention includes a communication light emission control step for controlling light emission by the communication light emission step based on the communication information.
  • the communication light emission control step causes the same number of light sources to emit light among the plurality of light sources emitted by the communication light emission step corresponding to each communication information.
  • the light source to emit light is switched periodically.
  • the communication light is light in a visible light region.
  • the present invention also includes a light receiving step for receiving light polarized based on communication information, A communication information specifying step for specifying the communication information based on the polarization angle of the light received by the light receiving step.
  • the light receiving step receives other light together with the polarized light based on the communication information, and the light received by the light receiving step corresponds to the time of communication of the communication information.
  • a communication time determination step for determining whether the communication information corresponds to a non-communication time, and the communication information specifying step includes a polarization vector of light received by the light receiving step during communication and a non-communication time. The communication information is specified based on the difference from the polarization vector of the light received by the light receiving step.
  • the communication information specifying step specifies the communication information based on a difference between polarization vectors of light continuously received by the light receiving step.
  • the apparatus since some pixels of the liquid crystal unit are used for communication and communication information is transmitted, the apparatus can be reduced in size.
  • FIG. 1 is a basic configuration diagram of a visible light communication system in a first embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a communication information acquisition unit of the receiving device.
  • FIG. 3 is a diagram showing a transmission output signal of a liquid crystal display.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining difference processing in the receiving apparatus.
  • FIG. 5 An example of 2-bit information allocated to a vector of polarization signals is shown.
  • FIG. 6 is a basic configuration diagram of a visible light communication system in a second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a transmission process of a liquid crystal display.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a reception process of the reception device.
  • FIG. 9 is a front view of a liquid crystal display screen.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a control example of a communication light emission control unit.
  • FIG. 11 is a basic configuration diagram of a conventional liquid crystal display.
  • FIG. 1 is a basic configuration diagram of a visible light communication system in the first embodiment of the present invention.
  • a liquid crystal display 101 as a transmitting device is associated with liquid crystal pixels, and includes an image light emitting unit 107 that emits light for image drawing, and a communication light emitting unit 108 that emits light for communication information.
  • One light transmission unit 103 for communication, a first polarization unit 104 through which only one polarized light passes, a liquid crystal unit 105 that changes a polarization angle for each pixel, and a polarization unit through which only predetermined polarized light passes are used.
  • the second polarization unit 106 provided with the gap 109, the communication information storage unit 113 that holds communication information, the image information storage unit 114 that holds image information, and the image information and communication information. Is composed of a display communication control unit 110 that controls the polarization angle for each pixel with respect to the liquid crystal unit 105, and a communication light emission control unit 112 that controls the communication light emission unit 108 based on the drawing information. It has been.
  • the image light emitting unit 107 emits light based on the control of the image light emission control unit 111.
  • the light emitted from the image light emitting unit 107 is converted into one polarized light by the first polarizing unit 104 and then incident on the liquid crystal unit 105.
  • the display communication control unit 110 combines image information and communication information into one drawing information, and controls the liquid crystal constituting the liquid crystal unit 105 for each pixel based on the image information included in the combined drawing information. Determine the angle.
  • only one polarized light out of the light passing through the liquid crystal unit 105 passes through the second polarizing unit 106 and an image is drawn on the screen, and the image light signal 191 is visually recognized by the user's eyes 300.
  • the communication light emitting unit 108 emits light based on the control of the communication light emission control unit 112.
  • the light emitted from the communication light emitting unit 108 is converted into one polarized light by the first polarizing unit 104 and then incident on the liquid crystal unit 105.
  • the display communication control unit 110 controls the liquid crystal constituting the liquid crystal unit 105 for each pixel based on the communication information included in the combined drawing information and determines the angle of polarization.
  • incident light to the liquid crystal unit 105 is polarized at an arbitrary angle by the liquid crystal unit 105 and then passes through the gap 109 provided in the second polarizing unit 106.
  • the liquid crystal display 101 has passed through the second polarization unit 106 and the image light signal 191 that is polarization for drawing an image on the screen, and the gap 109 between the second polarization unit 106.
  • the communication light emission control unit 112 includes the communication light emission unit 108.
  • the communication light emitting unit 108 is controlled so that the communication during light irradiation and the non-communication without light irradiation continue alternately.
  • the receiving device 102 includes a first light receiving unit 115 that receives only one polarization signal, and a second light receiving unit 116 that receives only a polarization signal orthogonal to the polarization signal received by the first light receiving unit 115.
  • the communication information acquisition unit 117 extracts the communication information 180 based on the polarization signal received by the first light receiving unit 115 and the second light receiving unit 116.
  • the first light receiving unit 115 and the second light receiving unit 116 receive only polarized signals orthogonal to each other.
  • the communication information acquisition unit 117 obtains communication information by taking the difference between the polarization signal during communication and the polarization signal during non-communication for the polarization signals received by the first light receiving unit 115 and the second light receiving unit 116. Can be extracted.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the communication information acquisition unit 117 of the receiving apparatus 102.
  • the communication information acquisition unit 117 includes a first communication information presence / absence determination unit 201 that determines presence / absence of communication information of the first reception signal 204 that is a polarization signal received by the first light receiving unit 115, and a second communication information presence / absence determination unit 201.
  • the second communication information presence / absence determination unit 202 that determines the presence / absence of communication information of the second received signal 205, which is a polarization signal received by the light receiving unit 116, and the communication having the reference signal 206 and the communication information without communication information Comparing section 203 for obtaining the difference between the reference signal 207 and the communication signal 209 having the communication information without the difference from the signal 208 and the communication information.
  • the first communication information presence / absence determination unit 201 selects a polarization signal corresponding to each of communication time and non-communication time alternately from the first reception signal 204, and determines the polarization signal at the time of non-communication as the first signal.
  • the reference signal 206 is output to the comparison unit 203, and the polarization signal at the time of communication immediately after the first reference signal 206 is output to the comparison unit 203 as the first communication signal 208.
  • the second communication information presence / absence determination unit 202 selects a polarization signal corresponding to each of communication time and non-communication time alternately from the second reception signal 205, and determines the polarization signal at the time of non-communication as the second reference.
  • the signal 207 is output to the comparison unit 203, and the polarization signal at the time of communication immediately after the second reference signal 207 is output to the comparison unit 203 as the second communication signal 209.
  • the comparison unit 203 obtains a difference between the first reference signal 206 and the second reference signal 207 at the time of non-communication and the first communication signal 208 and the second communication signal 209, and based on these differences, the communication information 180 is obtained. Identify.
  • FIG. 3 is a diagram showing a transmission output signal of the liquid crystal display 101.
  • horizontal The axis indicates time.
  • the upper part of FIG. 3 is an image signal output from the image drawing portion, and the arrow indicates the polarization vector.
  • the lower part of FIG. 3 is a communication signal that has passed through the gap 109 provided in the second polarization unit 106, and the arrow indicates the polarization vector.
  • the hatched portion in Fig. 3 indicates that the output signal has no communication information and is a signal corresponding to non-communication.
  • the liquid crystal display 101 At time tl (during non-communication), the liquid crystal display 101 outputs only an image signal which is one polarization signal. At the next time t2 (during communication), the liquid crystal display 101 outputs both an image signal that is one polarization signal and a communication signal that is a polarization signal at an arbitrary angle. Further, since the communication is not performed again at time t3, the liquid crystal display 101 outputs only an image signal which is one polarization signal as in the case of time tl. As described above, the liquid crystal display 101 alternately alternates the signal output at the time of non-communication having no communication signal such as times tl and t3 and the signal output at the time of communication having a communication signal at times t2 and t4. It continues.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining difference processing in the receiving apparatus 102.
  • the horizontal axis represents time.
  • the upper part of FIG. 4 shows one polarization signal received by the first light receiving unit 115 of the receiving apparatus 102, and the arrow indicates the polarization vector (first light receiving unit polarization vector).
  • the middle part of FIG. 4 is one polarization signal received by the second light receiving unit 116 of the receiving apparatus 102, and the arrow indicates the polarization vector (second light receiving unit polarization vector).
  • the lower part of Fig. 4 shows the difference signal between the first and second light receiving vector polarization vectors when not communicating and when communicating. Note that the grid-hatched part in Fig. 4 indicates that the received light signal is not communicating without communication information.
  • the first light receiving unit 115 and the second light receiving unit 116 which receive polarized signals orthogonal to each other, continuously alternate the polarization signal corresponding to non-communication and the polarization signal corresponding to communication. Receive light.
  • the first communication information presence / absence determination unit 201 and the second communication information presence / absence determination unit 202 determine the presence / absence of communication information for the received polarization signal, send the polarization signal during non-communication to the comparison unit 203, and 1 Sends the polarization signal during communication immediately after the reference signal 206 to the comparison unit 203.
  • the comparison unit 203 compares the polarization vector (first light receiving unit polarization vector) of the polarization signal from the first communication information presence / absence determination unit 201 corresponding to non-communication, The difference between the polarization signal from the first communication information presence / absence determining unit 201 corresponding to the subsequent communication and the polarization vector (first light receiving unit polarization vector) is obtained, and the polarization signal from the second communication information presence / absence determining unit 202 is also obtained. The difference between the polarization vector (second light receiving unit polarization vector) and the polarization vector of the polarization signal from the second communication information presence / absence determining unit 202 (second light receiving unit polarization vector) corresponding to the immediately following communication is obtained. Communication information is identified by combining the difference vectors.
  • the non-communication polarization signal when the liquid crystal display 101 has no communication signal and the communication polarization signal with communication information are alternately and continuously output, and the reception device 102 calculates the difference between them. By taking it, it becomes possible to extract communication information.
  • the receiving device 102 is assumed to be held by the user, but if the light receiving surface of the receiving device 102 faces the screen of the liquid crystal display 101 by using the communication method as described above. Thus, it is possible to reliably receive communication information without depending on how the user holds it. For example, when communication information related to an image displayed on the liquid crystal display 101 is transmitted and received, the user can recognize the content of the communication information related to the image.
  • FIG. 5 shows an example of 2-bit information assigned to a polarization signal vector (polarization vector) that is a communication signal.
  • 2-bit communication information is assigned to each of the four polarization angles of the communication signal, and 2-bit communication information can be sent and received at one time. If the communication status of the transmission path is good, it is possible to send and receive 3 or 4 bit communication information at a time by setting the polarization angle of the communication signal to 8 or 16 ways.
  • the liquid crystal display 101 in the first embodiment some pixels are used as communication ports, and communication information is transmitted to the receiving device 102.
  • Wireless communication without providing a communication port can be realized, and the apparatus can be downsized.
  • a communication speed that does not require a reduction in transmission power as in the case of performing communication using infrared rays can be achieved. It is possible to improve the communication range and widen the communication range.
  • FIG. 6 is a basic configuration diagram of a visible light communication system according to the second embodiment of the present invention.
  • a liquid crystal display 101 as a transmitting device includes a light emitting unit 215 including an image light emitting unit 250 and a communication light emitting unit 251, a first image polarizing unit 260, and a first communication use.
  • a first polarizing unit 216 composed of a polarizing unit 261, a liquid crystal unit 217, a second polarizing unit 218 composed of a second image polarizing unit 280, and a second communication polarizing unit 281;
  • the display communication control unit 110 controls the communication
  • the communication light emission control unit 112 controls the communication light emission unit 251.
  • the display communication control unit 110 reads the image information stored in the image information storage unit 114, and forms the read image in the image drawing area of the liquid crystal unit 217.
  • the image light emission unit 250 emits light based on the control of the image light emission control unit 111.
  • the light emitted from the image light emitting unit 250 is converted into one polarized light by the first image polarizing unit 260 and then incident on the liquid crystal unit 217.
  • the display communication control unit 110 determines the angle of polarization by controlling the liquid crystal constituting the liquid crystal unit 217 for each pixel based on the image information.
  • the display communication control 110 reads the communication information stored in the communication information storage unit 113, and controls the polarization angle of the liquid crystal region for communication of the liquid crystal unit 217 based on the communication information. .
  • the communication light emission control unit 112 performs light emission control of the communication light emission unit 251 in accordance with the control of the communication area of the liquid crystal unit 217 from the display communication control unit 110.
  • the communication light emitting unit 251 emits light when there is a light emission request from the communication light emission control unit 112.
  • the light emitted from the communication light emitting unit 251 is converted into one polarized light by the first communication polarizing unit 261 and then incident on the liquid crystal unit 217.
  • the display communication control unit 110 determines the polarization angle by controlling the liquid crystal constituting the liquid crystal unit 217 for each pixel based on the communication information. As a result, only one polarized light out of the light passing through the liquid crystal unit 217 passes through the second communication polarizing unit 281 and is output as a signal in the visible light region (visible light signal 190) for transmitting communication information. Is done.
  • the polarization angle of 1 is orthogonal.
  • the polarization angle of the second image polarization unit 280 of the second polarization unit 218 and the polarization angle of the second communication polarization unit 282 are orthogonal to each other.
  • the polarization angles of the first image polarization unit 260 and the second image polarization unit 280 are orthogonal to each other. Therefore, the polarization angles of the light passing through the second image polarization unit 280 (image light signal 191) and the light passing through the second communication polarization unit 281 (visible light signal 190) are orthogonal to each other. Become.
  • the receiving apparatus 102 includes a first light receiving unit 230 and a second light receiving unit 233 that receive an optical signal from the outside, and a first buffer 231 and a second buffer that delay the two received optical signals.
  • a received light signal analysis unit 236 for analyzing and outputting the communication information 180.
  • the polarization angles of the image light signal 191 and the visible light signal 190 are orthogonal to each other. That is, the light output from the liquid crystal display 101 is a combination of the image light signal 191 and the visible light signal 190 having a polarization component orthogonal to the image light signal 191.
  • the first light receiving unit 230 and the second light receiving unit 233 receive polarized signals that are orthogonal to each other, and separate the incoming light into polarized light components. Then, the first light receiving unit 230 outputs the polarization signal to the first buffer 231 and the first difference processing unit 232, and the second light receiving unit 233 outputs the polarization signal to the second buffer 234 and the second difference processing unit 235.
  • the first difference processing unit 232 calculates the difference between the polarization signal from the first light receiving unit 230 and the delayed polarization signal from the first buffer 231.
  • the second difference processing unit 235 calculates the difference between the polarization signal from the second light receiving unit 233 and the delayed polarization signal from the second buffer 234.
  • the received light signal analysis unit 236 obtains communication information 180 corresponding to these differences.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a transmission process of the liquid crystal display 101.
  • the horizontal axis indicates time, and the communication information read from the communication information storage unit 113 and transmitted, the lighting of the communication light emitting unit 251, the polarization level of the visible light signal 190 corresponding to the communication information, in order from the top.
  • the polarization vector of the optical signal 191 and the polarization vector of the optical signal output from the liquid crystal display 101 are shown.
  • the image light signal 191 is a normal NTSC signal (30 [frameZsec]).
  • the blinking speed of the communication light emitting unit 251 is 20 [MHz].
  • communication information 0, the communication light-emitting unit 251 is turned off.
  • the communication light emitting unit 251 is turned off and turned on (Tk to Tk + 2).
  • the update of the image light signal 191 is very slow compared to the blinking speed of the communication light emitting unit 251, in other words, the communication speed of the visible light signal 190 corresponding to the communication information! ,.
  • the image light signal 191 becomes a constant value, and only the visible light signal 190 fluctuates. Therefore, when the time difference of the change signal received by the receiving device 102 is calculated, the component of the image light signal is 0 as the time difference, and only the fluctuation of the visible light signal 190 is calculated as the time difference. Will be.
  • the receiving device 102 calculates the fluctuation of the visible light signal 190 at the update timing of the image light signal 191. It is possible to eliminate this error.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a reception process of the reception device 102.
  • the horizontal axis indicates time, and from the top, the light reception signal at the first light receiving unit 230, the light reception signal at the second light receiving unit 233, the output signal from the first difference processing unit 232, and the second difference processing.
  • the output signal and communication information of section 235 are shown.
  • the light reception signal at the first light receiving unit 230 and the light reception signal at the second light receiving unit 233 are orthogonal to each other.
  • the first difference processing unit 232 calculates a difference (first difference value) between the polarization signal from the first light receiving unit 230 and the delayed polarization signal from the first buffer 231, and the second difference processing unit 235 Then, the difference (second difference value) between the polarization signal from the second light receiving unit 233 and the delayed polarization signal from the second buffer 234 is calculated.
  • the received light signal analysis unit 236 sets the communication information to 0 (Tj + 5 to Tj + 7) when these difference values are continuously less than the predetermined value, and sets the communication information to 1 when the difference value is continuously greater than or equal to the predetermined value. (Tj + l to Tj + 3).
  • FIG. 9 and 10 are diagrams for explaining the operation of the communication light emission control unit 112 of the liquid crystal display 101.
  • FIG. 9 is a front view of the screen of the liquid crystal display 101
  • FIG. 10 is the communication light emission control unit.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a control example of 112.
  • the screen of the liquid crystal display 101 shown in FIG. 9 is used for an image display area (image area 272) arranged in the center and for communication arranged between the image area 272 and the housing part 270.
  • Area (communication area 271) includes communication light emitting pixels 10 to 15.
  • the horizontal axis indicates time, and communication information, communication light emitting pixels 10 are sequentially displayed from the top.
  • the visible light signal 190 corresponding to the communication information output from the liquid crystal display 101 is shown.
  • the communication light-emission control unit 112 blinks the communication light-emission pixels 10 and 13 during the time Tk to Tk + 2 when the communication information becomes 1, and then the time Tk + 2 to Tk + when the communication information becomes 1 At 4, the light emitting pixels 11 and 14 for communication are blinked, and at the time Tk + 6 to Tk + 8 when the communication information becomes 1 next, the light emitting pixels 12 and 15 for communication are blinked.
  • the number of pixels blinking in the case of the communication information power ⁇ is constant, and the blinking pixels are periodically switched, so that the amount of the visible light signal 190 to be irradiated is constant and the liquid crystal unit 217 The service life can be extended.
  • the pixel when the number of times of light emission per hour of each pixel is small, the pixel is viewed as black, and when it is large, it is viewed as white. For this reason, by reducing the number of times of light emission of each pixel in the communication area 271 per time, the communication area 271 is visually recognized as a black belt, and the image drawn in the image area 272 is visually recognized. Does not affect. For example, during the period of time Tk to Tk + 13, the communication light emitting pixel 10 blinks only during the period of time Tk + l to Tk + 2. As a result, the brightness of the communication light emitting pixel 10 is simply 1/13 of the brightness compared to the case of always emitting light.
  • the liquid crystal display 101 in the second embodiment as in the first embodiment, some pixels are used as communication ports and communication information is transmitted to the receiving device 102.
  • wireless communication without providing a communication port in addition to the liquid crystal display 101 can be realized, and the apparatus can be downsized.
  • since light in the visible light region is used to transmit communication information from the liquid crystal display 101 to the receiving device 102, it is not necessary to lower the transmission power as in the case of performing communication using infrared rays. It is possible to improve the communication range and improve the communication range.
  • the transmission device, the reception device, and the communication method according to the present invention can reduce the size of the device, and are useful as a transmission device and the like.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

　装置の小型化を図った送信装置、受信装置、通信方法及び光通信システムを提供する。 　送信装置としての液晶ディスプレイ（１０１）は、通信用の画素と画像用の画素とによって構成される液晶部（１０５）と、通信用の画素に向けて、通信用の光を照射する通信用発光部（１０８）と、画像用の画素に向けて、画像用の光を照射する画像用発光部（１０７）と、通信情報に基づいて、通信用の画素に入射される通信用の光を偏光させるとともに、画像情報に基づいて、画像用の画素に入射される画像用の光を偏光させる表示通信制御部（１１０）とを有し、通信用の画素において偏光された通信用の光及び画像用の画素において偏光された画像用の光を出力する。

Description

明 細 書
送信装置、受信装置、通信方法及び光通信システム
技術分野
[0001] 本発明は、送信装置、受信装置、通信方法及び光通信システムに関し、特に、可 視光を用いた通信を行う技術に関する。
背景技術
[0002] 時間、場所に捕らわれずに必要な情報にアクセス可能ないわゆるュビキタス社会に おいては、ユーザが常に通信機器を持ち歩くことが想定され、ユーザ間での情報の やり取りや他の機器力 の情報の受信等の機器間の無線通信技術が必要不可欠で ある。現在は、電波を用いた無線通信が最も一般的であるが、電波は人体への影響 が懸念されている他、精密機器等に影響を与えるため、病院、電車等での使用が制 限されている。
[0003] また、他の無線通信方式として赤外線通信がある。赤外線通信とは、可視光線の周 波数帯域とミリ波の周波数帯域の間にある赤外線を利用して無線通信を実現する技 術である。赤外線通信モジュールにはアンテナがなくハードウェアがコンパクトであり 、更には低コストであるため、テレビ、ノートパソコン、デジタルカメラ、 PDA等の各種 デジタル機器に採用されている。特に携帯電話端末に赤外線通信モジュールを装 着することは、世界的にも標準化されつつある。
[0004] 上述した赤外線通信の利用方法は、リモコンを用いてテレビのチャンネルを変える 、エアコンの温度の調節を行う、携帯端末同士で電話帳、写真等のデータ通信をす る等、機器へ向けての使用に限られている。
[0005] 近年、地上波デジタル放送が全国で開始され、一般家庭に普及しつつある。図 11 は、地上はデジタル放送の受像機に用いられる液晶ディスプレイの基本的な構成図 である。図 11に示す液晶ディスプレイ 900は、表示制御部 910、画像情報記憶部 91 1、発光制御部 912、発光部 913、第 1偏光部 914、液晶部 915及び第 2偏光部 916 を有する。ユーザの目 300は、この液晶ディスプレイ 900からの画像光信号 912を捕 ら免ることがでさる。 [0006] 地上波デジタル放送の普及に伴って、テレビ放送の情報と共に送られてきた情報 を携帯端末等で受け取るという状況が考えられる。また、医療の現場においても、電 子カルテの普及により、必要な情報を患者の携帯端末に送信する等、テレビゃパソ コン等のディスプレイ力 携帯端末等に情報を送信する状況が考えられる。また、現 在、携帯電話端末等の無線通信機器の使用が制限されている、電車等の公共交通 機関において、車内の案内用液晶ディスプレイや、ユーザの持つ端末 (携帯電話端 末、 PDA等）の液晶ディスプレイを用いて無線通信を実現すること等が考えられる。 具体的には、例えば、電車内の表示ディスプレイ力 乗り継ぎの情報、ニュース、天 気予報等を放送するサービス等が考えられる。
[0007] しかし、このような情報送信では、受信側では、ユーザが受信用端末を手に持って いることが想定される。このため、赤外線を用いて通信を行う場合には、ユーザの目 に赤外線が入ってしまうことが考えられ、赤外線が目に入ることで水晶体のたんぱく 質に作用し、白内障を起こす可能性を有している。このような可能性を回避するため には、送信電力を下げざるを得ず、その結果、通信速度を上げることができず、通信 可能な範囲も限られてしまう。
[0008] 従って、現在は、可視光等を用いた情報通信が検討されて 、る（例えば、特許文献 1参照)。
特許文献 1：特開平 11— 215062号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] しかし、上述した情報送信では、画像表示のためのディスプレイの他に、情報を送 信するための送信装置が必要であり、装置の大型化を招く。
[0010] 本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであり、本発明の 目的は、装置の小型化を図った送信装置、受信装置、通信方法及び光通信システ ムを提供することにある。
課題を解決するための手段
[0011] 本発明は、通信用の画素と画像用の画素とによって構成される液晶部と、前記通 信用の画素に向けて、通信用の光を照射する通信用発光部と、前記画像用の画素 に向けて、画像用の光を照射する画像用発光部と、通信情報に基づいて、前記通信 用の画素に入射される通信用の光を偏光させるとともに、画像情報に基づいて、前 記画像用の画素に入射される画像用の光を偏光させる偏光制御手段とを有し、前記 通信用の画素にお 、て偏光された通信用の光及び前記画像用の画素にお 、て偏 光された画像用の光を出力する送信装置である。
[0012] この構成により、液晶部の一部の画素が通信用に使用され、通信情報が送信され るため、従来のように液晶ディスプレイの他に送信装置を設けることなく無線通信を 実現することが可能となり、装置の小型化を図ることができる。
[0013] また、本発明は、前記通信情報に基づいて、前記通信用発光部による発光を制御 する通信用発光制御手段を有する。
[0014] また、本発明は、前記通信用発光部からの通信用の光のうち 1つの偏光のみを前 記通信用の画素へ向けて通過させ、前記画像用発光部からの画像用の光のうち 1つ の偏光のみを前記画像用の画素へ通過させる第 1の偏光部と、前記通信用の画素 にお 、て偏光された通信用の光を通過させるとともに、前記画像用の画素にお 、て 偏光された画像用の光のうち 1つの偏光のみを通過させる第 2の偏光部とを有する。
[0015] また、本発明は、前記通信用発光部からの通信用の光と、前記画像用発光部から の画像用の光とを、偏光角度が互いに直交するように偏光させ、前記通信用の光を 前記通信用の画素へ向けて通過させ、前記画像用の光を前記画像用の画素へ向け て通過させる第 3の偏光部と、前記通信用の画素にお!/、て偏光された通信用の光と 、前記画像用の画素において偏光された画像用の光とを、偏光角度が互いに直交 するように偏光させる第 4の偏光部とを有する。
[0016] また、本発明は、前記通信用の画素が、前記液晶部の外縁部に配置される。
[0017] また、本発明は、前記通信用発光制御手段が、各通信情報に対応して、前記通信 用発光部を構成する複数の光源のうち同一数の光源を発光させるとともに、該発光さ せる光源を周期的に切り替える。
[0018] また、本発明は、前記通信用の光が可視光領域の光である。
[0019] また、本発明は、通信情報に基づいて偏光された光を受光する受光手段と、前記 受光手段により受光された光の偏光角度に基づいて、前記通信情報を特定する通 信情報特定手段とを有する受信装置である。
[0020] この構成により、上述した送信装置から出力される通信情報に基づいて偏光された 光を受けて、その通信情報を取得することができる。
[0021] また、本発明は、前記受光手段が、通信情報に基づいて偏光された光とともに他の 光を受光するものであって、前記受光手段によって受光された光が前記通信情報の 通信時に対応するものであるか非通信時に対応するものであるかを判定する通信時 判定手段を有し、前記通信情報特定手段が、通信時に前記受光手段によって受光 される光の偏光ベクトルと、非通信時に前記受光手段によって受光される光の偏光 ベクトルとの差分に基づ 、て、前記通信情報を特定する。
[0022] また、本発明は、前記通信情報特定手段が、前記受光手段によって連続して受光 される光の偏光ベクトルの差分に基づ 、て、前記通信情報を特定する。
[0023] また、本発明は、前記受光手段が、到達する光のうち 1つの偏光を受光する第 1の 受光部と、到達する光のうち前記第 1の受光部により受光される偏光と偏光角度が直 交する偏光を受光する第 2の受光部とを有する。
[0024] また、本発明は、液晶部を構成する通信用の画素に向けて、通信用の光を照射す る通信用発光ステップと、前記液晶部を構成する画像用の画素に向けて、画像用の 光を照射する画像用発光ステップと、通信情報に基づいて、前記通信用の画素に入 射される通信用の光を偏光させるとともに、画像情報に基づいて、前記画像用の画 素に入射される画像用の光を偏光させる偏光制御ステップとを有し、前記通信用の
Figure imgf000006_0001
、て偏光された通信用の光及び前記画像用の画素にお!/、て偏光された画 像用の光を出力する。
[0025] また、本発明は、前記通信情報に基づいて、前記通信用発光ステップによる発光を 制御する通信用発光制御ステップを有する。
[0026] また、本発明は、前記通信用発光制御ステップが、各通信情報に対応して、前記 通信用発光ステップにより発光される複数の光源のうち同一数の光源を発光させると ともに、該発光させる光源を周期的に切り替える。
[0027] また、本発明は、前記通信用の光が可視光領域の光である。
[0028] また、本発明は、通信情報に基づいて偏光された光を受光する受光ステップと、前 記受光ステップにより受光された光の偏光角度に基づいて、前記通信情報を特定す る通信情報特定ステップとを有する。
[0029] また、本発明は、前記受光ステップが、通信情報に基づいて偏光された光とともに 他の光を受光し、前記受光ステップによって受光された光が前記通信情報の通信時 に対応するものであるか非通信時に対応するものであるかを判定する通信時判定ス テツプを有し、前記通信情報特定ステップが、通信時に前記受光ステップによって受 光される光の偏光ベクトルと、非通信時に前記受光ステップによって受光される光の 偏光ベクトルとの差分に基づ!、て、前記通信情報を特定する。
[0030] また、本発明は、前記通信情報特定ステップが、前記受光ステップによって連続し て受光される光の偏光ベクトルの差分に基づ 、て、前記通信情報を特定する。 発明の効果
[0031] 本発明によれば、液晶部の一部の画素が通信用に使用され、通信情報が送信され るため、装置の小型化を図ることができる。
図面の簡単な説明
[0032] [図 1]第 1実施例における可視光通信システムの基本的な構成図である。
[図 2]受信装置の通信情報取得部の構成図である。
[図 3]液晶ディスプレイの送信出力信号を示す図である。
[図 4]受信装置における差分処理を説明する図である。
[図 5]偏光信号のベクトルに割り当てられる 2ビットの情報の例を示す。
[図 6]第 2実施例における可視光通信システムの基本的な構成図である。
[図 7]液晶ディスプレイの送信処理を説明する図である。
[図 8]受信装置の受信処理を説明する図である。
[図 9]液晶ディスプレイの画面の正面図である。
[図 10]通信用発光制御部の制御例を示す図である。
[図 11]従来の液晶ディスプレイの基本的な構成図である。
発明を実施するための最良の形態
[0033] 以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
[0034] (第 1実施例） 図 1は、本発明の第 1実施例における可視光通信システムの基本的な構成図であ る。図 1において、送信装置としての液晶ディスプレイ 101は、液晶の画素と対応付 けられ、画像描画用に発光する画像用発光部 107、及び、通信情報用に発光する 通信用発光部 108とから構成される発光部 103と、 1つの偏光のみが通過する第 1偏 光部 104と、画素毎に偏光角度を変える液晶部 105と、所定の偏光のみが通過する 偏光部に、通信用に 1つ以上の間隙 109を設けた第 2偏光部 106と、通信情報を保 持して ヽる通信情報記憶部 113と、画像情報を保持して ヽる画像情報記憶部 114と 、画像情報と通信情報を 1つの描画情報に合成し、液晶部 105に対し画素毎に偏光 角度を制御する表示通信制御部 110と、描画情報に基づいて通信用発光部 108を 制御する通信用発光制御部 112から構成されて 、る。
[0035] 画像用発光部 107は、画像用発光制御部 111の制御に基づき発光する。画像用 発光部 107から照射された光は、第 1偏光部 104によって 1つの偏光にされた後、液 晶部 105に入射される。表示通信制御部 110は、画像情報と通信情報を 1つの描画 情報に合成し、この合成した描画情報に含まれる画像情報に基づいて、液晶部 105 を構成する液晶を画素毎に制御して偏光の角度を決定する。これにより、液晶部 10 5を通過した光のうちの 1つの偏光のみが第 2偏光部 106を通過して画面上に画像が 描画され、画像光信号 191がユーザの目 300によって視覚される。
[0036] 一方、通信用発光部 108は、通信用発光制御部 112の制御に基づき発光する。通 信用発光部 108から照射された光は、第 1偏光部 104によって 1つの偏光にされた 後、液晶部 105に入射される。表示通信制御部 110は、合成した描画情報に含まれ る通信情報に基づいて、液晶部 105を構成する液晶を画素毎に制御して偏光の角 度を決定する。これにより、液晶部 105への入射光は、当該液晶部 105で任意の角 度に偏光された後、第 2偏光部 106に設けられた間隙 109を通過する。
[0037] 従って、液晶ディスプレイ 101は、第 2偏光部 106を通過した、画面上に画像を描 画するための偏光である画像光信号 191と、第 2偏光部 106の間隙 109を通過した、 通信情報を伝送するための任意の角度の偏光である可視光領域の信号 (可視光信 号） 190とを合成して出力することになる。
[0038] また、液晶ディスプレイ 101では、通信用発光制御部 112は、通信用発光部 108が 光を照射する通信時と、光を照射しない非通信時とが交互に連続するように、当該通 信用発光部 108を制御する。
[0039] 受信装置 102は、 1つの偏光信号のみを受光する第 1受光部 115と、当該第 1受光 部 115によって受光される偏光信号と直交する偏光信号のみを受光する第 2受光部 116と、第 1受光部 115と第 2受光部 116とによって受光された偏光信号に基づいて 、通信情報 180を取り出す通信情報取得部 117とから構成される。
[0040] 第 1受光部 115と第 2受光部 116は、互いに直交する偏光信号のみを受光する。通 信情報取得部 117は、第 1受光部 115と第 2受光部 116によって受光された偏光信 号について、通信時の偏光信号と非通信時の偏光信号との差分を取ることによって 通信情報を抽出することができる。
[0041] 図 2は、受信装置 102の通信情報取得部 117の構成図である。図 2において、通信 情報取得部 117は、第 1受光部 115によって受光された偏光信号である第 1受信信 号 204の通信情報の有無を判断する第 1通信情報有無判定部 201と、第 2受光部 1 16によって受光された偏光信号である第 2受信信号 205の通信情報の有無を判断 する第 2通信情報有無判定部 202と、通信情報を持たな 、基準信号 206と通信情報 を有する通信信号 208との差分、通信情報を持たな 、基準信号 207と通信情報を有 する通信信号 209との差分をそれぞれ求める比較部 203とから構成される。
[0042] 第 1通信情報有無判定部 201は、第 1受信信号 204から交互に連続した通信時及 び非通信時のそれぞれに対応する偏光信号を選別し、非通信時の偏光信号を第 1 基準信号 206として比較部 203へ出力するとともに、その第 1基準信号 206の直後の 通信時の偏光信号を第 1通信信号 208として比較部 203へ出力する。同様に、第 2 通信情報有無判定部 202は、第 2受信信号 205から交互に連続した通信時及び非 通信時のそれぞれに対応する偏光信号を選別し、非通信時の偏光信号を第 2基準 信号 207として比較部 203へ出力するとともに、その第 2基準信号 207の直後の通信 時の偏光信号を第 2通信信号 209として比較部 203へ出力する。比較部 203は、非 通信時の第 1基準信号 206及び第 2基準信号 207と、第 1通信信号 208及び第 2通 信信号 209との差分を求め、これら差分に基づいて、通信情報 180を特定する。
[0043] 図 3は、液晶ディスプレイ 101の送信出力信号を示す図である。図 3において、横 軸は時間を示す。また、図 3の上段は、画像描画部分より出力された画像信号であり 、矢印はその偏光ベクトルを示す。一方、図 3の下段は、第 2偏光部 106に設けられ た間隙 109を通過した通信信号であり、矢印はその偏光ベクトルを示す。なお、図 3 における格子網掛け部分は、出力信号が通信情報を持たな 、非通信時に対応する 信号であることを示す。
[0044] 時間 tl (非通信時）にお 、て、液晶ディスプレイ 101は、 1つの偏光信号である画像 信号のみを出力する。次の時間 t2 (通信時）においては、液晶ディスプレイ 101は、 1 つの偏光信号である画像信号と、任意の角度の偏光信号である通信信号との双方を 出力する。更に、時間 t3では再び非通信時となるため、液晶ディスプレイ 101は、時 間 tlの時と同様、 1つの偏光信号である画像信号のみを出力する。このように、液晶 ディスプレイ 101は、時間 tl、 t3のように通信信号を持たない非通信時における信号 出力と、時間 t2、 t4のように通信信号を持つ通信時における信号出力とを交互に連 続して行っている。
[0045] 図 4は、受信装置 102における差分処理を説明する図である。図 4において、横軸 は時間を示す。また、図 4の上段は、受信装置 102の第 1受光部 115によって受光さ れた 1つの偏光信号であり、矢印はその偏光ベクトル (第 1受光部偏光ベクトル)を示 す。図 4の中段は、受信装置 102の第 2受光部 116によって受光された 1つの偏光信 号であり、矢印はその偏光ベクトル (第 2受光部偏光ベクトル)を示す。図 4の下段は、 非通信時と通信時の第 1受光部偏光ベクトルと第 2受光部偏光ベクトルの差分信号 を示す。なお、図 4における格子網掛け部分は、受光信号が通信情報を持たない非 通信時であることを示す。
[0046] 受信装置 102では、それぞれ直交する偏光信号を受光する第 1受光部 115と第 2 受光部 116は、非通信時に対応する偏光信号と通信時に対応する偏光信号とを交 互に連続して受光する。第 1通信情報有無判定部 201及び第 2通信情報有無判定 部 202は、これら受光された偏光信号について通信情報の有無を判断し、非通信時 の偏光信号を比較部 203に送るとともに、その第 1基準信号 206の直後の通信時の 偏光信号を比較部 203に送る。比較部 203は、非通信時に対応する第 1通信情報 有無判定部 201からの偏光信号の偏光ベクトル (第 1受光部偏光ベクトル）と、その直 後の通信時に対応する第 1通信情報有無判定部 201からの偏光信号の偏光べタト ル (第 1受光部偏光ベクトル)との差分を取るとともに、第 2通信情報有無判定部 202 からの偏光信号の偏光ベクトル (第 2受光部偏光ベクトル）と、その直後の通信時に 対応する第 2通信情報有無判定部 202からの偏光信号の偏光ベクトル (第 2受光部 偏光ベクトル)との差分を取り、これら差分のベクトルを合成することにより、通信情報 を特定する。
[0047] 以上により、液晶ディスプレイ 101が通信信号を持たない非通信時の偏光信号と通 信情報を持つ通信時の偏光信号とを交互に連続して出力し、受信装置 102がこれら の差分を取ることにより、通信情報を抽出することが可能となる。なお、受信装置 102 は、ユーザが手に持つことが想定されるが、上述したような通信方式を用いることによ り、受信装置 102の受光面が液晶ディスプレイ 101の画面と対面していれば、ユーザ の持ち方に依存せずに確実に通信情報を受信することが可能になる。例えば、液晶 ディスプレイ 101に表示される画像に関連する通信情報が送受されることにより、ュ 一ザは、その画像に関連する通信情報の内容を認知することが可能となる。
[0048] 図 5は、通信信号である偏光信号のベクトル (偏光ベクトル）に割り当てられる 2ビット の情報の例を示す。図 5では、通信信号の 4通りの偏光角度のそれぞれに 2ビットの 通信情報が割り当てられており、一度に 2ビットの通信情報の送受が可能である。な お、伝送路の通信状況が良好な場合には、通信信号の偏光角度を 8通りあるいは 16 通りにすることにより、 3ビットあるいは 4ビットの通信情報を一度に送受することも可能 になる。
[0049] 上述したように、第 1実施例における液晶ディスプレイ 101では、一部の画素が通 信用ポートとして使用され、受信装置 102へ通信情報が送信されるため、従来のよう に液晶ディスプレイ 101の他に通信用ポートを設けることなぐ無線通信を実現するこ とが可能となり、装置の小型化を図ることができる。また、液晶ディスプレイ 101から受 信装置 102への通信情報の送信には、可視光領域の光が用いられるため、赤外線 を用いて通信を行う場合のように送信電力を下げる必要がなぐ通信速度を向上させ るとともに、通信可能な範囲を広くすることができる。
[0050] (第 2実施例） 図 6は、本発明の第 2実施例における可視光通信システムの基本的な構成図であ る。図 6において、送信装置としての液晶ディスプレイ 101は、画像用発光部 250及 び通信用発光部 251から構成される発光部 215と、第 1の画像用の偏光部 260及び 第 1の通信用の偏光部 261から構成される第 1の偏光部 216と、液晶部 217と、第 2 の画像用の偏光部 280及び第 2の通信用の偏光部 281から構成される第 2の偏光部 218と、筐体 219と、保護膜 220と、通信情報を保持している通信情報記憶部 113と 、画像情報を保持している画像情報記憶部 114と、画像情報と通信情報に基づいて 液晶部 217を制御する表示通信制御部 110と、通信用発光部 251を制御する通信 用発光制御部 112とから構成されて 、る。
[0051] 表示通信制御部 110は、画像情報記憶部 114に記憶されて ヽる画像情報を読み 出し、液晶部 217の画像を描画する領域に読み出した画像を形成する。画像用発光 部 250は、画像用発光制御部 111の制御に基づき発光する。画像用発光部 250か ら照射された光は、第 1画像用偏光部 260によって 1つの偏光にされた後、液晶部 2 17に入射される。表示通信制御部 110は、画像情報に基づいて、液晶部 217を構 成する液晶を画素毎に制御して偏光の角度を決定する。これにより、液晶部 217を 通過した光のうちの 1つの偏光のみが第 2画像用偏光部 280を通過して画面上に画 像が描画され、画像光信号 191がユーザ 300の目によって視覚される。
[0052] 更に、表示通信制御 110は、通信情報記憶部 113に記憶されている通信情報を読 み出し、当該通信情報に基づいて液晶部 217の通信用の液晶領域の偏光角度を制 御する。通信用発光制御部 112は、表示通信制御部 110からの液晶部 217の通信 用の領域の制御に応じて、通信用発光部 251の発光制御を行う。通信用発光部 25 1は、通信用発光制御部 112から発光要求がある場合に発光する。通信用発光部 2 51から照射された光は、第 1通信用偏光部 261によって 1つの偏光にされた後、液 晶部 217に入射される。表示通信制御部 110は、通信情報に基づいて、液晶部 217 を構成する液晶を画素毎に制御して偏光の角度を決定する。これにより、液晶部 21 7を通過した光のうち、 1つの偏光のみが第 2通信用偏光部 281を通過し、通信情報 を伝送するための可視光領域の信号 (可視光信号 190)として出力される。
[0053] なお、第 1偏光部 216の第 1画像用偏光部 260の偏光角度と第 1通信用偏光部 26 1の偏光角度は直交する。また、第 2偏光部 218の第 2画像用偏光部 280の偏光角 度と第 2通信用偏光部 282の偏光角度は直交する。更に、第 1画像用偏光部 260と 第 2画像用偏光部 280の偏光角度は直交する。従って、第 2画像用偏光部 280を通 過した光 (画像光信号 191)と、第 2通信用偏光部 281を通過した光（可視光信号 19 0)の偏光角度は直交していることになる。
[0054] 一方、受信装置 102は、外部からの光信号を受光する第 1受光部 230及び第 2受 光部 233と、受光された 2つの光信号を遅延させるための第 1バッファ 231及び第 2 バッファ 234と、 2つの光信号の差分を算出する第 1差分処理部 232及び第 2差分処 理部 235と、第 1差分処理部 232及び第 2差分処理部 235によって求められた 2つの 差分から通信情報 180を解析、出力する受光信号解析部 236とから構成される。
[0055] 上述したように、画像光信号 191と可視光信号 190の偏光角度は直交している。す なわち、液晶ディスプレイ 101から出力される光は、画像光信号 191と、当該画像光 信号 191に直交する偏光成分の可視光信号 190とを合成したものである。一方、第 1 受光部 230と第 2受光部 233は互いに直交する偏光信号を受光するものであり、到 来した光を各々偏光成分に分離する。そして、第 1受光部 230は、偏光信号を第 1バ ッファ 231及び第 1差分処理部 232へ出力し、第 2受光部 233は偏光信号を第 2バッ ファ 234及び第 2差分処理部 235へ出力する。第 1差分処理部 232は、第 1受光部 2 30からの偏光信号と第 1バッファ 231からの遅延された偏光信号の差分を算出する。 同様に、第 2差分処理部 235は、第 2受光部 233からの偏光信号と第 2バッファ 234 からの遅延された偏光信号の差分を算出する。受光信号解析部 236は、これらの差 分に対応する通信情報 180を得る。
[0056] 図 7は、液晶ディスプレイ 101の送信処理を説明する図である。図 7において、横軸 は時間を示し、上段から順に、通信情報記憶部 113から読み出され送信される通信 情報、通信用発光部 251の点灯、通信情報に対応する可視光信号 190の偏光べク トル、画像光信号 191の偏光ベクトル、液晶ディスプレイ 101から出力される光信号 の偏光ベクトルを示して 、る。
[0057] 画像光信号 191は通常の NTSC信号（30[frameZsec])とする。一方、通信用発光 部 251の点滅速度は 20[MHz]とする。通信情報 =0の場合、通信用発光部 251は消 灯し (Tk+4〜Tk+6)、通信情報 = 1の場合、通信用発光部 251は消灯及び点灯する (Tk〜Tk+2)とする。通信用発光部 251の点滅速度、換言すれば、通信情報に対応 する可視光信号 190の通信速度に比較して、画像光信号 191の更新は非常に遅！、 。このため、画像光信号 191の更新タイミング以外の時間（Tk+4〜Tk+13)では、画 像光信号 191は一定値となり、可視光信号 190のみが変動していることになる。従つ て、受信装置 102において受光された変更信号の時間差分が算出される場合、画 像光信号の成分は時間差分にて 0となり、可視光信号 190の変動分のみが時間差 分として算出されることになる。なお、画像光信号 191の更新タイミングにおいては、 それを示す特定の情報を通信情報に含ませることにより、受信装置 102において画 像光信号 191の更新タイミングでの可視光信号 190の変動分の算出の誤りを排除す ることが可能となる。
[0058] 図 8は、受信装置 102の受信処理を説明する図である。図 8において、横軸は時間 を示し、上段から順に、第 1受光部 230での受光信号、第 2受光部 233での受光信 号、第 1差分処理部 232の出力信号、第 2差分処理部 235の出力信号、通信情報を 示している。第 1受光部 230での受光信号と第 2受光部 233での受光信号とは互い に直交している。第 1差分処理部 232は、第 1受光部 230からの偏光信号と第 1バッ ファ 231からの遅延された偏光信号の差分 (第 1差分値)を算出し、第 2差分処理部 2 35は、第 2受光部 233からの偏光信号と第 2バッファ 234からの遅延された偏光信号 の差分 (第 2差分値)を算出する。受光信号解析部 236は、これらの差分値が連続的 に所定値未満の場合、通信情報を 0とし (Tj+5〜Tj+7)、連続的に所定値以上の場 合、通信情報を 1とする (Tj+l〜Tj+3)。
[0059] 図 9及び図 10は、液晶ディスプレイ 101の通信用発光制御部 112の動作を説明す る図であり、図 9は液晶ディスプレイ 101の画面の正面図、図 10は通信用発光制御 部 112の制御例を示す図である。図 9に示す液晶ディスプレイ 101の画面は、中央 部に配置される画像を表示する領域 (画像用領域 272)と、当該画像用領域 272と筐 体部 270との間に配置される通信に用いる領域 (通信用領域 271)とにより構成され る。通信用領域 271の一部は、通信用発光画素 10〜15を含む。
[0060] 図 10において、横軸は時間を示し、上段から順に、通信情報、通信用発光画素 10 〜15の点灯、液晶ディスプレイ 101が出力する通信情報に対応する可視光信号 19 0を示している。
[0061] 通信用発光制御部 112は、通信情報が 1となる時間 Tk〜Tk+2では通信用発光画 素 10及び 13を点滅させ、次に通信情報 1となる時間 Tk+2〜Tk+4では通信用発光 画素 11及び 14を点滅させ、更に次に通信情報が 1となる時間 Tk+6〜Tk+8では通信 用発光画素 12及び 15を点滅させる。これにより、通信情報力^の場合に点滅する画 素の数は一定となるとともに、点滅する画素が周期的に入れ替わるため、照射される 可視光信号 190の光量を一定としつつ、液晶部 217の寿命を長くすることが可能とな る。また、各画素の時間当たりの発光回数が少ないと、その画素は黒に、多いと白に 視覚されることになる。このため、通信用領域 271の各画素の時間当たりの発光回数 を少なくすることにより、通信用領域 271が黒帯と視覚されるようになり、画像用領域 2 72に描画されている画像の視覚に影響を与えない。例えば、時間 Tk〜Tk+13の期 間では、通信用発光画素 10は、時間 Tk+l〜Tk+2の期間のみ点滅している。結果的 に、通信用発光画素 10の明るさは、単純には常に発光している場合と比較して 13分 の 1の明るさになる。
[0062] 上述したように、第 2実施例における液晶ディスプレイ 101では、第 1実施例と同様 、一部の画素が通信用ポートとして使用され、受信装置 102へ通信情報が送信され るため、従来のように液晶ディスプレイ 101の他に通信用ポートを設けることなぐ無 線通信を実現することが可能となり、装置の小型化を図ることができる。また、液晶デ イスプレイ 101から受信装置 102への通信情報の送信には、可視光領域の光が用い られるため、赤外線を用いて通信を行う場合のように送信電力を下げる必要がなぐ 通信速度を向上させるとともに、通信可能な範囲を広くすることができる。
産業上の利用可能性
[0063] 以上、説明したように、本発明に係る送信装置、受信装置及び通信方法は、装置 の小型化を図ることができ、送信装置等として有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 通信用の画素と画像用の画素とによって構成される液晶部と、
前記通信用の画素に向けて、通信用の光を照射する通信用発光部と、 前記画像用の画素に向けて、画像用の光を照射する画像用発光部と、 通信情報に基づ!、て、前記通信用の画素に入射される通信用の光を偏光させると ともに、画像情報に基づいて、前記画像用の画素に入射される画像用の光を偏光さ せる偏光制御手段とを有し、前記通信用の画素にお 、て偏光された通信用の光及 び前記画像用の画素において偏光された画像用の光を出力することを特徴とする送 信装置。
[2] 前記通信情報に基づいて、前記通信用発光部による発光を制御する通信用発光 制御手段を有することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の送信装置。
[3] 前記通信用発光部からの通信用の光のうち 1つの偏光のみを前記通信用の画素 へ向けて通過させ、前記画像用発光部からの画像用の光のうち 1つの偏光のみを前 記画像用の画素へ通過させる第 1の偏光部と、
前記通信用の画素にお 、て偏光された通信用の光を通過させるとともに、前記画 像用の画素にお 、て偏光された画像用の光のうち 1つの偏光のみを通過させる第 2 の偏光部とを有することを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の送信装 置。
[4] 前記通信用発光部からの通信用の光と、前記画像用発光部からの画像用の光とを 、偏光角度が互いに直交するように偏光させ、前記通信用の光を前記通信用の画素 へ向けて通過させ、前記画像用の光を前記画像用の画素へ向けて通過させる第 3の 偏光部と、
前記通信用の画素において偏光された通信用の光と、前記画像用の画素におい て偏光された画像用の光とを、偏光角度が互 、に直交するように偏光させる第 4の偏 光部とを有することを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の送信装置。
[5] 前記通信用の画素は、前記液晶部の外縁部に配置されることを特徴とする請求の 範囲第 1項又は第 2項に記載の送信装置。
[6] 前記通信用発光制御手段は、各通信情報に対応して、前記通信用発光部を構成 する複数の光源のうち同一数の光源を発光させるとともに、該発光させる光源を周期 的に切り替えることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の送信装置。
[7] 前記通信用の光は可視光領域の光であることを特徴とする請求の範囲第 1項又は 第 2項に記載の送信装置。
[8] 通信情報に基づいて偏光された光を受光する受光手段と、
前記受光手段により受光された光の偏光角度に基づいて、前記通信情報を特定す る通信情報特定手段とを有することを特徴とする受信装置。
[9] 前記受光手段は、通信情報に基づいて偏光された光とともに他の光を受光するも のであって、
前記受光手段によって受光された光が前記通信情報の通信時に対応するもので あるか非通信時に対応するものであるかを判定する通信時判定手段を有し、 前記通信情報特定手段は、通信時に前記受光手段によって受光される光の偏光 ベクトルと、非通信時に前記受光手段によって受光される光の偏光ベクトルとの差分 に基づ!/、て、前記通信情報を特定することを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の 受信装置。
[10] 前記通信情報特定手段は、前記受光手段によって連続して受光される光の偏光べ タトルの差分に基づ 、て、前記通信情報を特定することを特徴とする請求の範囲第 8 項に記載の受信装置。
[11] 前記受光手段は、
到達する光のうち 1つの偏光を受光する第 1の受光部と、
到達する光のうち前記第 1の受光部により受光される偏光と偏光角度が直交する偏 光を受光する第 2の受光部とを有することを特徴とする請求の範囲第 8項乃至第 10 項の 、ずれかに記載の受信装置。
[12] 液晶部を構成する通信用の画素に向けて、通信用の光を照射する通信用発光ス テツプと、
前記液晶部を構成する画像用の画素に向けて、画像用の光を照射する画像用発 光ステップと、
通信情報に基づ!、て、前記通信用の画素に入射される通信用の光を偏光させると ともに、画像情報に基づいて、前記画像用の画素に入射される画像用の光を偏光さ せる偏光制御ステップとを有し、前記通信用の画素にお 、て偏光された通信用の光 及び前記画像用の画素において偏光された画像用の光を出力することを特徴とする 通信方法。
[13] 前記通信情報に基づいて、前記通信用発光ステップによる発光を制御する通信用 発光制御ステップを有することを特徴とする請求の範囲第 12項に記載の通信方法。
[14] 前記通信用発光制御ステップは、各通信情報に対応して、前記通信用発光ステツ プにより発光される複数の光源のうち同一数の光源を発光させるとともに、該発光さ せる光源を周期的に切り替えることを特徴とする請求の範囲第 13項に記載の通信方 法。
[15] 前記通信用の光は可視光領域の光であることを特徴とする請求の範囲第 12項乃 至第 14項のいずれかに記載の通信方法。
[16] 通信情報に基づいて偏光された光を受光する受光ステップと、
前記受光ステップにより受光された光の偏光角度に基づいて、前記通信情報を特 定する通信情報特定ステップとを有することを特徴とする通信方法。
[17] 前記受光ステップは、通信情報に基づいて偏光された光とともに他の光を受光し、 前記受光ステップによって受光された光が前記通信情報の通信時に対応するもの であるか非通信時に対応するものであるかを判定する通信時判定ステップを有し、 前記通信情報特定ステップは、通信時に前記受光ステップによって受光される光 の偏光ベクトルと、非通信時に前記受光ステップによって受光される光の偏光べタト ルとの差分に基づいて、前記通信情報を特定することを特徴とする請求の範囲第 16 項に記載の通信方法。
[18] 前記通信情報特定ステップは、前記受光ステップによって連続して受光される光の 偏光ベクトルの差分に基づ!、て、前記通信情報を特定することを特徴とする請求の 範囲第 16項に記載の通信方法。
[19] 送信装置と受信装置とを含み、
前記送信装置は、
通信用の画素と画像用の画素とによって構成される液晶部と、 前記通信用の画素に向けて、通信用の光を照射する通信用発光部と、 前記画像用の画素に向けて、画像用の光を照射する画像用発光部と、 通信情報に基づ!、て、前記通信用の画素に入射される通信用の光を偏光させると ともに、画像情報に基づいて、前記画像用の画素に入射される画像用の光を偏光さ せる偏光制御手段とを有し、前記通信用の画素にお 、て偏光された通信用の光及 び前記画像用の画素において偏光された画像用の光を出力し、
前記受信装置は、
前記通信情報に基づいて偏光された光を受光する受光手段と、
前記受光手段により受光された光の偏光角度に基づいて、前記通信情報を特定す る通信情報特定手段とを有する
ことを特徴とする光通信システム。
PCT/JP2006/318120 2005-09-27 2006-09-13 送信装置、受信装置、通信方法及び光通信システム WO2007037123A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005-280972 2005-09-27
JP2005280972A JP4777030B2 (ja) 2005-09-27 2005-09-27 送信装置、受信装置、通信方法及び光通信システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007037123A1 true WO2007037123A1 (ja) 2007-04-05

Family

ID=37899553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2006/318120 WO2007037123A1 (ja) 2005-09-27 2006-09-13 送信装置、受信装置、通信方法及び光通信システム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4777030B2 (ja)
WO (1) WO2007037123A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007183461A (ja) * 2006-01-10 2007-07-19 Sharp Corp 液晶表示装置、液晶表示システム
WO2018173550A1 (ja) * 2017-03-24 2018-09-27 日東電工株式会社 光学フィルターおよび光通信装置
CN111262628A (zh) * 2020-03-17 2020-06-09 京东方科技集团股份有限公司 光通信发射装置、接收装置及方法、系统

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015033502A1 (ja) 2013-09-04 2015-03-12 パナソニック株式会社 表示装置
WO2015059852A1 (ja) 2013-10-25 2015-04-30 パナソニック株式会社 表示装置およびその制御方法
CN105262538B (zh) * 2015-09-07 2019-04-26 尹军 一种光信息定位系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0364732A (ja) * 1989-08-03 1991-03-20 Nec Corp 光変調を用いた光通信装置
JPH0983437A (ja) * 1995-09-11 1997-03-28 Brother Ind Ltd 光伝送システム
JPH11215062A (ja) * 1997-10-24 1999-08-06 Canon Inc 光空間通信装置
JP2000148317A (ja) * 1998-11-06 2000-05-26 Nissan Motor Co Ltd 赤外線通信装置
JP2000244586A (ja) * 1998-12-22 2000-09-08 Seiko Epson Corp データ伝送方法、データ伝送システム並びにこれらに用いる送信機および受信機
JP2002501210A (ja) * 1998-01-06 2002-01-15 コーラム テクノロジーズ インコーポレイティド 光通信用超ツイストネマティック（ａｔｎ）液晶装置
JP2002101039A (ja) * 2000-09-26 2002-04-05 Jrc Tokki Co Ltd 室内交話システムおよび室内交話端末並びに赤外線通信方式
JP2003234704A (ja) * 2002-02-12 2003-08-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ファイバ伝送システム
JP2005236667A (ja) * 2004-02-19 2005-09-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 通信システム

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4387894B2 (ja) * 2004-08-25 2009-12-24 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 空間光通信システム用の送信装置および受信装置
JP4789481B2 (ja) * 2005-02-16 2011-10-12 シャープ株式会社 画像表示装置及びデータ伝達システム

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0364732A (ja) * 1989-08-03 1991-03-20 Nec Corp 光変調を用いた光通信装置
JPH0983437A (ja) * 1995-09-11 1997-03-28 Brother Ind Ltd 光伝送システム
JPH11215062A (ja) * 1997-10-24 1999-08-06 Canon Inc 光空間通信装置
JP2002501210A (ja) * 1998-01-06 2002-01-15 コーラム テクノロジーズ インコーポレイティド 光通信用超ツイストネマティック（ａｔｎ）液晶装置
JP2000148317A (ja) * 1998-11-06 2000-05-26 Nissan Motor Co Ltd 赤外線通信装置
JP2000244586A (ja) * 1998-12-22 2000-09-08 Seiko Epson Corp データ伝送方法、データ伝送システム並びにこれらに用いる送信機および受信機
JP2002101039A (ja) * 2000-09-26 2002-04-05 Jrc Tokki Co Ltd 室内交話システムおよび室内交話端末並びに赤外線通信方式
JP2003234704A (ja) * 2002-02-12 2003-08-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ファイバ伝送システム
JP2005236667A (ja) * 2004-02-19 2005-09-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 通信システム

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007183461A (ja) * 2006-01-10 2007-07-19 Sharp Corp 液晶表示装置、液晶表示システム
WO2018173550A1 (ja) * 2017-03-24 2018-09-27 日東電工株式会社 光学フィルターおよび光通信装置
JP2018163189A (ja) * 2017-03-24 2018-10-18 日東電工株式会社 光学フィルターおよび光通信装置
CN111262628A (zh) * 2020-03-17 2020-06-09 京东方科技集团股份有限公司 光通信发射装置、接收装置及方法、系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007096547A (ja) 2007-04-12
JP4777030B2 (ja) 2011-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113630297B (zh) 一种控制第一设备的方法及终端
CN113597779B (zh) 信息指示方法、装置、用户设备、基站及存储介质
US20090156128A1 (en) Eyewear communications system
WO2007037123A1 (ja) 送信装置、受信装置、通信方法及び光通信システム
US6535239B1 (en) Camera mounted two-way wireless personal video/audio communication system
US20140199082A1 (en) Information provision system, server system, terminal device, information provision method, and recording medium
KR101964651B1 (ko) 이동 단말기
WO2020216098A1 (zh) 一种跨电子设备转接服务的方法、设备以及系统
CN111741511B (zh) 快速匹配方法及头戴电子设备
EP4250075A1 (en) Content sharing method, electronic device, and storage medium
US20050280597A1 (en) Antenna module
US20240048950A1 (en) Service processing method and related device
CN112099741B (zh) 显示屏位置识别方法、电子设备及计算机可读存储介质
WO2021043250A1 (zh) 一种蓝牙通信方法及相关装置
US20050253957A1 (en) Mobile electronic apparatus with camera that takes pictures through lens in speaker
EP4336356A1 (en) Screen projection method and related apparatus
CN115379435A (zh) 一种设备能力发现方法及p2p设备
US20230254445A1 (en) Screen Sharing Method, Terminal, and Storage Medium
CN113438102B (zh) 网络配置系统、网络配置方法、电子设备及路由设备
CN112153404B (zh) 码率调整方法、检测方法、装置、设备及存储介质
WO2021197115A1 (zh) 天线调谐方法、装置、电子设备和网络侧设备
KR100641440B1 (ko) 리모콘 기능을 제공하는 이동통신단말기
CN115550683A (zh) 一种视频数据的传输方法及装置
CN113906702A (zh) 一种码本反馈方法、码本反馈装置及存储介质
EP4290360A1 (en) Screen projection method, electronic device, and system

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06810081

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1