WO2013141477A1 - Method and apparatus for transmitting and receiving optical signals using multi-wavelength optical source array and camera - Google Patents

Method and apparatus for transmitting and receiving optical signals using multi-wavelength optical source array and camera Download PDF

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WO2013141477A1
WO2013141477A1 PCT/KR2013/000581 KR2013000581W WO2013141477A1 WO 2013141477 A1 WO2013141477 A1 WO 2013141477A1 KR 2013000581 W KR2013000581 W KR 2013000581W WO 2013141477 A1 WO2013141477 A1 WO 2013141477A1
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WO
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light source
optical signal
data
wavelength
optical
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PCT/KR2013/000581
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정성윤
유종호
장자순
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영남대학교 산학협력단
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    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114Indoor or close-range type systems
    • H04B10/116Visible light communication
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
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    • H04B10/501Structural aspects
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    • H04B10/66Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/67Optical arrangements in the receiver
    • H04B10/676Optical arrangements in the receiver for all-optical demodulation of the input optical signal
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50Constructional details
    • H04N23/55Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof

Definitions

  • the present disclosure relates to a light-based communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting and receiving an optical signal using a multi-wavelength array light source and a camera.
  • optical-based wireless communication has a higher physical security than RF communication, and may be used in places where RF communication restrictions occur due to problems such as radio wave interference and frequency interference (eg, hospitals, aviation, etc.).
  • optical-based wireless communication includes cameras for special purposes such as infrared cameras, 3D cameras, and hyperspectral cameras, road traffic collector cameras, and CCTVs for security inside buildings. It is applicable to all the fields where the camera is used.
  • a multi-wavelength light source array including a plurality of light sources and a terminal or device that detects or stores image information using an image element used as an image sensor such as a CCD or a CMOS And to provide a device.
  • the present specification provides an apparatus for performing communication using an optical signal, comprising: a camera module for transmitting and receiving an optical signal with an external device; And a controller operatively connected to the camera module, wherein the camera module comprises: an image sensor for capturing an external image; And an optical transmitter configured to transmit an optical signal to the outside, wherein the controller detects a first area in which the optical signal is transmitted from an image photographed by the image sensor, and at least one light source present in the first area. And receiving an optical signal for every frame of the captured image.
  • the optical signal received from the at least one light source is characterized in that it comprises at least one wavelength.
  • the controller may be further configured to classify the received optical signal for each wavelength and to acquire data using a signal magnitude value for each wavelength.
  • the display apparatus may further include a display unit, wherein the controller controls the display unit to display visual information indicating the detected first area.
  • the image sensor may be an image device capable of sensing or storing image information, such as a charge-coupled-device (CCD) or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS).
  • CCD charge-coupled-device
  • CMOS complementary metal-oxide semiconductor
  • the light transmitting unit may be a multi-wavelength light source capable of emitting one or more wavelengths such as ultraviolet rays, infrared rays, and visible light.
  • the controller may control the optical transmitter to transmit an optical signal to the outside or a response to the optical signal received from each of the plurality of light sources.
  • the data demodulator for demodulating the data using the signal size value for each wavelength in the optical signal received through the image captured by the image sensor for each wavelength; And a data modulator for modulating data according to a modulation scheme.
  • the present specification is a light source device for performing communication using an optical signal, including a light source array (array) module for transmitting and receiving an optical signal with the outside, the light source array module, to transmit the optical signal to the outside An array of light sources; And an optical receiver configured to receive an optical signal from an external source, and convert the received optical signal into an electrical signal, wherein the light source array includes one or more light sources. It is characterized by transmitting an optical signal using one wavelength.
  • the apparatus may further include a controller operatively connected to the light source array and the light receiver, wherein the controller controls the light source array such that some of the light sources transmit the optical signal. It is done.
  • the control unit may control to apply different modulation schemes to respective light sources of the light source array.
  • the light receiving unit may be a device and a device for converting an optical signal into an electrical signal, such as a photo detector or a photo diode.
  • the apparatus may further include a data modulator for modulating data according to a modulation scheme and transmitting the modulated data to a light source array;
  • the apparatus may further include a data demodulator for performing data demodulation on the electrical signal converted by the optical receiver.
  • the present specification can transmit data in parallel form by performing optical communication using a multi-wavelength light source array, it is possible to obtain a higher data rate than wireless optical communication using a conventional single light source.
  • the configuration of the communication circuit (RF Tag, etc.) used in the existing RF communication has a disadvantage that must be converted according to the change of information, while the method proposed in this specification is easy to receive image sensor even changes in transmission data By using as a light receiving element, there is an effect that can reduce the cost that can be caused by changing the circuit configuration.
  • the present specification has the effect of maintaining a higher physical security than conventional RF communication by performing data transmission and reception using the optical signal.
  • FIG. 1A and 1B illustrate an optical signal transmission and reception method between a terminal and a light source device according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • FIG. 2A illustrates an internal block diagram of a terminal according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 2B illustrates an internal block diagram of a light source device according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • FIG 3 illustrates an example of a wavelength of each light source used in a multi-wavelength light source array module according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for transmitting and receiving an optical signal between a light source device and a terminal according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for transmitting and receiving an optical signal between a terminal and a light source device according to another exemplary embodiment of the present specification.
  • 1A is a diagram illustrating an optical signal transmission and reception method between a terminal and a light source device according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • FIG. 1A is a schematic diagram of receiving an optical signal from the multi-wavelength light source array 211 provided in the light source device 200 by the image sensor 111 provided in the terminal 100.
  • an optical signal transmitted from the multi-wavelength light source array 211 of the light source device is captured as an image by the image sensor 111 of the terminal 100.
  • the terminal 100 has images of several frames captured by the image sensor, and extracts data for each frame.
  • each of the light sources 211-1 in the multi-wavelength light source array 211 may modulate data by applying various modulation methods for one or more different wavelengths.
  • the light source device 200 further includes a data modulator 230 for modulating data.
  • the data modulator 230 may be represented as a modulator.
  • the data modulator 230 includes an on off keying (OOK), a pulse width modulation (PWM), a pulse position mudulation (PPM), a pulse amplitude modulation (PAM), an amplitude shift keying (ASK), and an M-PSK.
  • OOK on off keying
  • PWM pulse width modulation
  • PPM pulse position mudulation
  • PAM pulse amplitude modulation
  • ASK amplitude shift keying
  • M-PSK Modulation applied to or applied based on any one of modulation schemes such as M-ary Phase Shift Keying (M-QAM), M-ary Quadrature Amplitude Modulation (M-QAM), and Color Shift Keying (CSK).
  • M-QAM M-ary Phase Shift Keying
  • M-QAM M-ary Quadrature Amplitude Modulation
  • CSK Color
  • each of the light sources 211-1 transmits data modulated by another modulation method or the same modulation method to the terminal 100.
  • the modulated data is subjected to data demodulation through the data demodulator 130 of the terminal 100. That is, the terminal 100 further includes a data demodulation unit 130 for data demodulation.
  • the data demodulator 130 may be represented as a demodulator.
  • the image sensor uses an image device capable of sensing or storing image information.
  • the image sensor may be, for example, a charge-coupled-device (CCD) or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS), but is not limited thereto.
  • CCD charge-coupled-device
  • CMOS complementary metal-oxide semiconductor
  • 1B is a view illustrating a method of transmitting and receiving an optical signal between a terminal 100 and a light source device 200 according to another exemplary embodiment of the present specification.
  • FIG. 1B illustrates an optical transmitter (or a multi-wavelength single light source) 112 provided in the terminal 100 as a light receiver (or a light receiving element 212) provided in the light source module (or the multi-wavelength light source array module 210).
  • the multi-wavelength single light source 112 used as a flash of the terminal 100 transmits a ray signal indicating that communication is ready or a ray signal regarding desired information.
  • the multi-wavelength single light source 112 may modulate data by applying various modulation methods for one or more wavelengths.
  • the terminal 100 further includes a data modulator 140 for modulating data.
  • the data modulator 140 may be expressed as a modulator.
  • the data modulator 140 may include OOK (On Off Keying), PWM (Pulse Width Modulation), PPM (Pulse Position Mudulation), PAM (Pulse Amplitude Modulation), ASK (Amplitude Shift Keying), M-PSK Modulation applied to or applied based on any one of modulation schemes such as M-ary Phase Shift Keying (M-QAM), M-ary Quadrature Amplitude Modulation (M-QAM), and Color Shift Keying (CSK).
  • M-QAM M-ary Phase Shift Keying
  • M-QAM M-ary Quadrature Amplitude Modulation
  • CSK Color Shift Keying
  • the light receiving element 212 receives a signal transmitted from the terminal 100 and demodulates data. That is, the light source device 200 further includes a data demodulator 240 for data demodulation.
  • the data demodulator 240 may be represented as a demodulator.
  • FIG. 2A illustrates an internal block diagram of a terminal according to an embodiment of the present specification.
  • the terminal 100 includes a camera module (or a camera unit 110), a controller 120, a data demodulator 130, and a data modulator 140.
  • the camera unit 110 is configured to include an image sensor 111 and the light transmitting unit (multi-wavelength single light source, 112).
  • the terminal 100 may be fixed or mobile and may be called by other terms such as a user equipment (UE), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, and an advanced mobile station (AMS). Can be.
  • the terminal 100 includes the concept of a terminal (MTC terminal or M2M terminal) corresponding to MTC or M2M communication.
  • a personal digital assistant a cellular phone, a personal communication service (PCS) phone, a Global System for Mobile (GSM) phone, a WCDMA (Wideband) CDMA phones, Mobile Broadband System (MBS) phones, Hand-Held PCs, Notebook PCs, Smart Phones, Tablet PCs, PMPs or Multi-Mode Bands (MM-MB) )
  • PDA personal digital assistant
  • GSM Global System for Mobile
  • WCDMA Wideband CDMA
  • MMS Mobile Broadband System
  • Hand-Held PCs Portable Multi-Mode Bands
  • MM-MB Multi-Mode Bands
  • a smart phone is a terminal that combines the advantages of a terminal and a personal portable terminal, and may mean a terminal incorporating data communication functions such as schedule management, fax transmission and reception, which are functions of a personal portable terminal, in the terminal.
  • the terminal 100 referred to in the present specification includes all devices to which an image sensor such as a CCTV, a digital camera, a camcorder, and the like are attached.
  • the camera module 110 receives an optical signal from the multi-wavelength light source array 211 with an image sensor 111 such as a CCD or a CMOS.
  • the multi-wavelength single light source 112 also transmits a light signal indicating that communication is ready or a light signal relating to desired information.
  • the multi-wavelength single light source 112 may be configured as a light source capable of emitting a plurality of wavelengths used as an auxiliary type of a camera, such as an LED flash.
  • the controller 120 is functionally connected to the camera module 110, the data demodulator 130, and the data modulator 140, thereby implementing a proposed function, process, and / or method.
  • the controller 120 detects a first region in which an optical signal is transmitted from an image captured by the image sensor 111, and captures the image from at least one individual light source 211-1 existing in the first region. Control to receive an optical signal every frame of the image.
  • the first region refers to a region in which the entire region of the multi-wavelength light source array 211 exists and may refer to only a portion of the multi-wavelength light source array 211.
  • controller 120 classifies the optical signals received from the multi-wavelength light source array 211 for each wavelength, and controls to acquire data using signal size values for each wavelength.
  • controller 120 controls to display visual information displaying the detected first area.
  • controller 120 may control to inform the detected first region by auditory and tactile information in addition to the visual information.
  • the data demodulator 130 is a signal magnitude value for each wavelength for each wavelength in an optical signal of one or more individual light sources 211-1 received from the multi-wavelength light source array 211 obtained by the image sensor 111. Demodulate data from
  • the data modulator 140 modulates data indicating that communication is ready or desired information data and transmits the modulated data to the optical transmitter 112.
  • the terminal 100 may include a memory, a display unit, a user interface unit, and the like.
  • the display unit displays various information of the terminal 100 and may use well-known elements such as a liquid crystal display (LCD) and organic light emitting diodes (OLED).
  • the user interface may be a combination of a well-known user interface such as a keypad or a touch screen.
  • FIG 2B illustrates an internal block diagram of the light source device 200 according to an embodiment of the present specification.
  • the light source device 200 includes a multi-wavelength light source array module 210, a controller 220, a data modulator 230, and a data demodulator 240.
  • the multi-wavelength light source array module 210 includes a multi-wavelength light source array 211 and a light receiving unit (or light receiving element 212).
  • the light source device 200 generally refers to a fixed station communicating with the terminal 100, but may have mobility, and includes a base station, a NodeB, a base transceiver system (BTS), and an access point. It may be called other terms such as (Access Point), Kiosk, Terminal.
  • BTS base transceiver system
  • the multi-wavelength light source array 211 includes at least one light source 211-1 emitting a plurality of wavelengths in the form of a plurality of arrays.
  • Each of the light sources of the multi-wavelength light source array transmits data on the optical signal to the terminal 100.
  • each of the light sources 211-1 may transmit in multiple wavelengths such as ultraviolet rays, infrared rays, and visible rays.
  • each of the light sources 211-1 may modulate data by applying various modulation methods for each wavelength.
  • the light source device 200 includes a data modulator 230 as described above.
  • the data modulator 230 includes an on off keying (OOK), a pulse width modulation (PWM), a pulse position mudulation (PPM), a pulse amplitude modulation (PAM), an amplitude shift keying (ASK), and an M-PSK.
  • OOK on off keying
  • PWM pulse width modulation
  • PPM pulse position mudulation
  • PAM pulse amplitude modulation
  • ASK amplitude shift keying
  • M-PSK Modulation applied to or applied based on any one of modulation schemes such as M-ary Phase Shift Keying (M-QAM), M-ary Quadrature Amplitude Modulation (M-QAM), and Color Shift Keying (CSK).
  • M-QAM M-ary Phase Shift Keying
  • M-QAM M-ary Quadrature Amplitude Modulation
  • CSK Color Shift Keying
  • the light receiving unit (or light receiving element) 212 receives a light ray signal indicating that communication is ready or a light ray signal regarding desired information from a single light source 112 of the terminal 100, and restores the received light ray signal to data. Data demodulation is performed through the grandmother 130. That is, the light source device 200 further includes a data demodulator 240 for demodulating the modulated data.
  • the light receiver 212 may be a device and an apparatus for converting an optical signal such as a photo detector or a photo diode into an electrical signal.
  • the controller 220 is functionally connected to the multi-wavelength light source array module 210, the data modulator 230, and the data demodulator 240, thereby implementing a proposed function, process, and / or method.
  • controller 220 controls the multi-wavelength light source array 211 such that some light sources of the plurality of light sources 211-1 of the multi-wavelength light source array 211 transmit an optical signal.
  • controller 220 controls to apply a modulation method for each wavelength of each of the light sources 211-1 of the multi-wavelength light source array 211.
  • the data modulator 230 modulates desired information data and transmits it to the multi-wavelength light source array 211.
  • the data demodulator 240 demodulates data converted from an optical signal to an electrical signal through the optical receiver 212.
  • the light source device 200 may further include a memory.
  • FIG 3 illustrates an example of a wavelength of each of the light sources 211-1 used in the multi-wavelength light source array 211 according to one embodiment of the present specification.
  • each light source 211-1 uses a region corresponding to red, blue, and green in the visible wavelength range.
  • Each light source may modulate data by applying various modulation methods according to data for each of three wavelengths according to the embodiment.
  • each light source includes OOK (On Off Keying), Pulse Width Modulation (PWM), Pulse Position Mudulation (PPM), Pulse Amplitude Modulation (PAM), Amplitude Shift Keying (ASK), and M-PSK (M).
  • Data modulation is performed according to any one of modulation methods such as -ary phase shift keying (M-QAM), M-ary quadrature amplitude modulation (M-QAM), and color shift keying (CSK). It transmits the light beam by performing data modulation. Therefore, the light source device 200 can increase the data transmission rate by using a plurality of wavelengths as a plurality of light sources and applying various modulation methods.
  • each light source 211-1 may transmit an optical signal by loading data for each of a plurality of wavelengths.
  • each light source 211-1 may transmit data using each of R, G, and B, and may transmit data using a plurality of wavelengths such as infrared rays and ultraviolet rays in addition to R, G, and B.
  • each light source transmits 30 bits / s of data at R, G, and B wavelengths. Can send information of / s.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for transmitting and receiving an optical signal between a light source device 200 and a terminal 100 according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • the light source device 200 selects a wavelength transmitted by the individual light sources 211-1 of the multi-wavelength light source array 211, and selects each selected wavelength, each light source 211-1, or multiple wavelengths.
  • a modulation method of light ray data for the entire light source array 211 is selected (or determined).
  • the wavelength has one wavelength or a wavelength of a predetermined section.
  • the data modulator 230 of the light source device 200 performs data modulation according to the selected modulation method (S420).
  • the light source device 200 may preferably perform data modulation for each light source 211-1.
  • the data modulation includes OOK (On Off Keying), Pulse Width Modulation (PWM), Pulse Position Mudulation (PPM), Pulse Amplitude Modulation (PAM), Amplitude Shift Keying (ASK), and M-ary Phase Shift Keying (M-PSK).
  • OOK On Off Keying
  • Pulse Width Modulation PWM
  • Pulse Position Mudulation PPM
  • Pulse Amplitude Modulation PAM
  • ASK Amplitude Shift Keying
  • M-PSK M-ary Phase Shift Keying
  • the light source device 200 transmits an optical signal including the selected wavelength and modulated data to the terminal 100 (S430).
  • the terminal 100 captures an image composed of N frames by the image sensor 111 of the terminal 100 for a predetermined time with respect to the light signal transmitted from the light source device 200 (D [j], D [j-1], ..., D [j- (N-1)]) (S440).
  • the terminal 100 classifies the captured image for each frame, and analyzes the optical signal received in each frame.
  • the terminal 100 detects an area in which an optical signal is transmitted in each frame, that is, a region of the multi-wavelength light source array 211 of the light source device 200 through image processing, before each frame analysis.
  • classification of each light source 211-1 of the multi-wavelength light source array 211 by region and wavelength is also performed (S450).
  • the terminal 100 detects the size value of the light source in every frame for each wavelength according to the modulated method for each of the classified light sources. That is, the terminal 100 performs data demodulation according to the data modulation method in the light source device 200 based on the size value of each light source detected by each light source (S460).
  • the demodulated data is displayed on the display unit of the terminal 100 or represented by various operations of the terminal 100.
  • the terminal 100 generates data for initial optical-based communication (S510). Thereafter, the terminal 100 determines a wavelength and a data modulation scheme for transmitting the generated data. (S520). Thereafter, the terminal 100 modulates the generated data into an optical based signal using wavelength selection and various modulation schemes (S530).
  • the data modulation includes OOK (On Off Keying), Pulse Width Modulation (PWM), Pulse Position Mudulation (PPM), Pulse Amplitude Modulation (PAM), Amplitude Shift Keying (ASK), and M-ary Phase Shift Keying (M-PSK).
  • OOK On Off Keying
  • Pulse Width Modulation PWM
  • Pulse Position Mudulation PPM
  • Pulse Amplitude Modulation PAM
  • ASK Amplitude Shift Keying
  • M-PSK M-ary Phase Shift Keying
  • the terminal 100 transmits the modulated signal as an optical (line) signal through an optical transmitter (or a multi-wavelength single light source) 112 (S540).
  • the light source device 200 receives an optical signal transmitted from the terminal 100 through an optical receiver 212.
  • the light source device 200 performs data demodulation after converting the received light signal into a wavelength classification and an electric signal (S550, S560, and S570).
  • the process of transmitting the optical signal to the light source device 200 by the terminal 100 is a unidirectional direction between the optical transmitter 112 of the terminal 100 and the light receiver 212 of the light source device 200.
  • the camera module 110 of the terminal 100 and the multi-wavelength light source array module 210 of the light source device 200 may be performed in both directions.
  • Embodiments and modifications described above may be combined. Accordingly, the embodiments may not be implemented alone, but may be implemented in combination as necessary. Such a combination can be easily implemented by those skilled in the art after reading the present specification, and the combination will not be described in detail below. However, even if not described, it is not to be excluded from the present invention, it should be construed as being included in the scope of the present invention.
  • Embodiments and modifications described above may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • the method according to embodiments of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs). Field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, or a function that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • the method according to the present invention may be stored in a storage medium (eg, internal memory, flash memory, hard disk, etc.) and may be executed by a processor (eg a microprocessor). It can be implemented as codes or instructions within a program.
  • a storage medium eg, internal memory, flash memory, hard disk, etc.
  • a processor eg a microprocessor
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.

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Abstract

The present invention relates to an apparatus for communication using optical signals, including: a camera module for transceiving optical signals to/from the outside; a controller functionally connected to the camera module, wherein the camera module includes an image sensor for capturing an external image; and an optical transmitter for transmitting the optical signals to the outside, wherein the controller detects a first area through which the optical signal is received from the image captured by the image sensor, and performs control so as to receive an optical signal for each frame of the captured image from at least one optical source existing in the first area.

Description

다 파장 광원 ARRAY와 카메라를 이용하여 광 신호를 송수신하기 위한 방법 및 장치Method and apparatus for transmitting and receiving optical signals using multi-wavelength light source ARRAY and camera
본 명세서는 광 기반 통신 시스템에 관한 것으로 특히, 다 파장 Array 광원과 카메라를 이용하여 광 신호를 송수신하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a light-based communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting and receiving an optical signal using a multi-wavelength array light source and a camera.
기존 RF 통신에서는 응용의 다양화로 인해 주파수 고갈 및 전파 간섭 등의 문제점 들이 발생되고 있다. 위와 같은 문제점을 해결하고자 RF 외의 매체 기반의 통신에 관한 연구가 진행되고 있으며, 그 중 빛을 이용한 무선 광통신에 관한 연구가 진행되고 있다. 일 예로, LED의 빛과 IT 기술 융합으로 탄생한 가시광 통신은 LED의 가시광선을 이용하여 무선 광 통신을 수행한다. 이러한 광 기반의 무선 통신은 주파수 제약이 없으며, 전파 간섭 등에서 자유롭고, 직접 광선을 수신하지 않는 이상 광선 신호를 분석할 수 없기 때문에 물리적인 보안이 높다. 기타 광 기반 무선 통신의 응용으로는 가시광을 이용한 Tag 시스템, 적외선 리모컨 등이 있다.In the existing RF communication, due to the diversification of applications, problems such as frequency exhaustion and radio wave interference are occurring. In order to solve the above problems, researches on communication based on media other than RF have been conducted, and among them, research on wireless optical communication using light is in progress. For example, visible light communication, which is created through the convergence of LED light and IT technology, performs wireless optical communication using the visible light of the LED. Such optical-based wireless communication has no frequency restriction, is free from radio interference, and physical security is high because the light signal cannot be analyzed unless a direct light is received. Other light-based wireless communication applications include a tag system using visible light and an infrared remote controller.
또한, 광 기반 무선 통신은 물리적 보안이 RF 통신에 비해 높으며, 전파 간섭과 주파수 혼선 등의 문제로 RF 통신의 제약이 발생하는 곳(일 예로, 병원, 항공 등)에서도 이용할 수 있다.In addition, optical-based wireless communication has a higher physical security than RF communication, and may be used in places where RF communication restrictions occur due to problems such as radio wave interference and frequency interference (eg, hospitals, aviation, etc.).
또한, 광 기반 무선 통신은 모바일 장치 또는 디지털 카메라 등의 소형 전자기기 이외에도 적외선 카메라, 3D 카메라, 초분광 카메라 등 특수목적에 의한 카메라와 도로교통 수집 장치 카메라와 건물 내부 보안을 위한 CCTV, 방범용 CCTV 등 카메라가 이용되는 모든 분야에 적용이 가능하다.In addition to optical devices such as mobile devices or digital cameras, optical-based wireless communication includes cameras for special purposes such as infrared cameras, 3D cameras, and hyperspectral cameras, road traffic collector cameras, and CCTVs for security inside buildings. It is applicable to all the fields where the camera is used.
본 명세서는 CCD 또는 CMOS 등과 같이 이미지 센서로 이용되는 영상 소자를 이용하여 영상 정보를 감지 또는 저장하는 단말 또는 장치와 복수의 광원들을 포함하는 다 파장 광원 array를 이용함으로써 광 기반 통신을 수행하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 목적이 있다.Herein is a method for performing light-based communication by using a multi-wavelength light source array including a plurality of light sources and a terminal or device that detects or stores image information using an image element used as an image sensor such as a CCD or a CMOS And to provide a device.
본 명세서는 광 신호를 이용하여 통신을 수행하는 장치에 있어서, 외부와 광 신호를 송수신하기 위한 카메라 모듈; 및 상기 카메라 모듈과 기능적으로 연결되는 제어부를 포함하되, 상기 카메라 모듈은, 외부 영상을 촬영하기 위한 이미지 센서; 및 외부로 광 신호를 전송하기 위한 광 송신부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 이미지 센서에 의해 촬영되는 영상으로부터 광신호가 전송되는 제 1 영역을 검출하고, 상기 제 1 영역에 존재하는 적어도 하나의 광원으로부터 상기 촬영되는 영상의 매 프레임마다 광 신호를 수신하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The present specification provides an apparatus for performing communication using an optical signal, comprising: a camera module for transmitting and receiving an optical signal with an external device; And a controller operatively connected to the camera module, wherein the camera module comprises: an image sensor for capturing an external image; And an optical transmitter configured to transmit an optical signal to the outside, wherein the controller detects a first area in which the optical signal is transmitted from an image photographed by the image sensor, and at least one light source present in the first area. And receiving an optical signal for every frame of the captured image.
또한, 상기 적어도 하나의 광원으로부터 수신된 광 신호는 적어도 하나의 파장을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the optical signal received from the at least one light source is characterized in that it comprises at least one wavelength.
또한, 상기 제어부는, 상기 수신된 광신호를 파장 별로 구분하고, 각 파장에 대한 신호 크기 값을 이용하여 데이터를 획득하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The controller may be further configured to classify the received optical signal for each wavelength and to acquire data using a signal magnitude value for each wavelength.
또한, 디스플레이부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 검출된 제 1 영역을 표시하는 시각적 정보를 상기 디스플레이부에 표시하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The display apparatus may further include a display unit, wherein the controller controls the display unit to display visual information indicating the detected first area.
또한, 상기 이미지 센서는, CCD(Charge-Coupled-Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등과 같이 영상 정보를 감지 또는 저장 가능한 영상소자인 것을 특징으로 한다.The image sensor may be an image device capable of sensing or storing image information, such as a charge-coupled-device (CCD) or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS).
또한, 상기 광 송신부는, 자외선, 적외선, 가시광선과 같은 하나 이상의 파장 발광이 가능한 다 파장 광원 인 것을 특징으로 한다.The light transmitting unit may be a multi-wavelength light source capable of emitting one or more wavelengths such as ultraviolet rays, infrared rays, and visible light.
또한, 상기 제어부는, 상기 복수의 광원들 각각으로부터 수신되는 광 신호에 대한 응답 또는 외부로 광 신호를 전송하도록 상기 광 송신부를 제어하는 것을 특징으로 한다.The controller may control the optical transmitter to transmit an optical signal to the outside or a response to the optical signal received from each of the plurality of light sources.
또한, 상기 이미지 센서에 의해 촬영되는 영상을 통해 수신되는 광 신호에서 파장 별로 각 파장에 대한 신호 크기 값을 이용하여 데이터를 복조하기 위한 데이터 복조부; 및 변조 방식에 따라 데이터를 변조하기 위한 데이터 변조부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the data demodulator for demodulating the data using the signal size value for each wavelength in the optical signal received through the image captured by the image sensor for each wavelength; And a data modulator for modulating data according to a modulation scheme.
또한, 본 명세서는 광 신호를 이용하여 통신을 수행하는 광원 장치에 있어서, 외부와 광 신호를 송수신하기 위한 광원 어레이(array) 모듈을 포함하되, 상기 광원 어레이 모듈은, 외부로 광 신호를 전송하기 위한 광원 어레이(array); 및 외부로부터 광 신호를 수신하며, 상기 수신된 광신호를 전기 신호로 변환하기 위한 광 수신부를 포함하되, 상기 광원 어레이는, 하나 이상의 복수의 광원들로 구성되며, 상기 복수의 광원들 각각은 적어도 하나의 파장을 이용하여 광 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present specification is a light source device for performing communication using an optical signal, including a light source array (array) module for transmitting and receiving an optical signal with the outside, the light source array module, to transmit the optical signal to the outside An array of light sources; And an optical receiver configured to receive an optical signal from an external source, and convert the received optical signal into an electrical signal, wherein the light source array includes one or more light sources. It is characterized by transmitting an optical signal using one wavelength.
또한, 상기 광원 어레이(array) 및 상기 광 수신부와 기능적으로 연결되는 제어부를 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 복수의 광원들 중 일부의 광원들이 광신호를 전송하도록 상기 광원 어레이를 제어하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a controller operatively connected to the light source array and the light receiver, wherein the controller controls the light source array such that some of the light sources transmit the optical signal. It is done.
또한, 상기 제어부는, 상기 광원 어레이의 각 광원들에 대한 변조 방식을 각각 다르게 적용하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The control unit may control to apply different modulation schemes to respective light sources of the light source array.
또한, 상기 광 수신부는, 포토 디텍터(Photo-Detector) 또는 포토 다이오드(Photo-Diode)와 같이 광 신호를 전기 신호로 변환시켜주는 소자 및 장치인 것을 특징으로 한다.The light receiving unit may be a device and a device for converting an optical signal into an electrical signal, such as a photo detector or a photo diode.
또한, 변조 방식에 따라 데이터를 변조하며, 상기 변조된 데이터를 광원 어레이에 전송하기 위한 데이터 변조부; 및The apparatus may further include a data modulator for modulating data according to a modulation scheme and transmitting the modulated data to a light source array; And
상기 광 수신부를 통해 변환된 전기 신호에 대한 데이터 복조를 수행하기 위한 데이터 복조부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a data demodulator for performing data demodulation on the electrical signal converted by the optical receiver.
본 명세서는 각종 전자기기에 부착되어 있는 이미지 센서를 이용하여 광 통신을 수행하기 때문에 별도의 장치 구성이 필요 없어 하드웨어적인 복잡도를 줄일 수 있는 효과가 있다.In this specification, since optical communication is performed using image sensors attached to various electronic devices, a separate device configuration is not required, thereby reducing the complexity of hardware.
또한, 본 명세서는 다 파장 광원 array를 이용하여 광 통신을 수행함으로써 병렬 형태의 데이터를 전송할 수 있기 때문에 기존 단일 광원을 이용한 무선 광 통신보다 높은 데이터율를 얻을 수 있는 효과가 있다.In addition, since the present specification can transmit data in parallel form by performing optical communication using a multi-wavelength light source array, it is possible to obtain a higher data rate than wireless optical communication using a conventional single light source.
또한, 기존 RF 통신에서 사용되는 통신 회로(RF Tag 등)의 구성은 정보의 변화에 따라 변환되어야 하는 단점 등이 있는 반면, 본 명세서에서 제안하는 방법은 송신 데이터 변화에 대해서도 수신이 용이한 이미지 센서를 수광 소자로 사용함으로써, 회로 구성을 변화시킴으로써 발생할 수 있는 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, the configuration of the communication circuit (RF Tag, etc.) used in the existing RF communication has a disadvantage that must be converted according to the change of information, while the method proposed in this specification is easy to receive image sensor even changes in transmission data By using as a light receiving element, there is an effect that can reduce the cost that can be caused by changing the circuit configuration.
또한, 본 명세서는 광 신호를 이용하여 데이터 송수신을 수행함으로써, 기존 RF 통신보다 높은 물리적 보안을 유지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present specification has the effect of maintaining a higher physical security than conventional RF communication by performing data transmission and reception using the optical signal.
도 1a 및 도 1b는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 단말과 광원 장치 간의 광 신호 송수신 방법을 나타낸 도이다.1A and 1B illustrate an optical signal transmission and reception method between a terminal and a light source device according to an exemplary embodiment of the present specification.
도 2a는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 단말의 내부 블록도를 나타낸다.2A illustrates an internal block diagram of a terminal according to an embodiment of the present specification.
도 2b는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 광원 장치의 내부 블록도를 나타낸다.2B illustrates an internal block diagram of a light source device according to an exemplary embodiment of the present specification.
도 3은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 다 파장 광원 array 모듈에 사용되는 각각의 광원들이 가지는 파장의 일 예를 나타낸다.3 illustrates an example of a wavelength of each light source used in a multi-wavelength light source array module according to an exemplary embodiment of the present specification.
도 4는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 광원 장치와 단말 간에 광 신호를 송수신하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method for transmitting and receiving an optical signal between a light source device and a terminal according to an exemplary embodiment of the present specification.
도 5는 본 명세서의 또 다른 실시 예에 따른 단말과 광원 장치 간의 광 신호를 송수신하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method for transmitting and receiving an optical signal between a terminal and a light source device according to another exemplary embodiment of the present specification.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면 외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or similar components will be given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easily understanding the spirit of the present invention and should not be construed as limiting the spirit of the present invention by the accompanying drawings. The spirit of the invention should be construed to extend to all changes, equivalents, and substitutes in addition to the accompanying drawings.
도 1a는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 단말과 광원 장치 간의 광 신호 송수신 방법을 나타낸 도이다.1A is a diagram illustrating an optical signal transmission and reception method between a terminal and a light source device according to an exemplary embodiment of the present specification.
즉, 도 1a는 단말(100)에 구비되는 이미지 센서(111)가 광원 장치(200)에 구비되는 다 파장 광원 array(211)로부터 광 신호를 수신하는 개략도 이다.That is, FIG. 1A is a schematic diagram of receiving an optical signal from the multi-wavelength light source array 211 provided in the light source device 200 by the image sensor 111 provided in the terminal 100.
도 1a를 참조하면, 광원 장치의 다 파장 광원 array(211)에서 송신되는 광 신호는 단말(100)의 이미지 센서(111)에 의해 영상으로 Capture된다. 단말(100)은 상기 이미지 센서에 의해 Capture된 여러 frame의 영상들을 가지고, 각 frame별로 Data를 추출하게 된다.Referring to FIG. 1A, an optical signal transmitted from the multi-wavelength light source array 211 of the light source device is captured as an image by the image sensor 111 of the terminal 100. The terminal 100 has images of several frames captured by the image sensor, and extracts data for each frame.
여기서, 다 파장 광원 array(211)에서 각각의 광원(211-1)은 서로 다른 1개 이상의 다수 개의 파장 별로 다양한 방식의 변조 방식을 적용함으로써 데이터를 변조할 수 있다.Here, each of the light sources 211-1 in the multi-wavelength light source array 211 may modulate data by applying various modulation methods for one or more different wavelengths.
여기서, 상기 광원 장치(200)는 추가적으로 데이터를 변조하기 위한 데이터 변조부(230)를 더 구비한다. 상기 데이터 변조부(230)는 변조부로 표현될 수도 있다. 예를 들어, 상기 데이터 변조부(230)는 OOK(On Off Keying), PWM(Pulse Width Modulation), PPM(Pulse Position Mudulation), PAM(Pulse Amplitude Modulation), ASK(Amplitude Shift Keying), M-PSK(M-ary Phase Shift Keying), M-QAM(M-ary Quadrature Amplitude Modulation), CSK(Color Shift Keying) 등의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식에 따라 데이터 변조를 수행하거나 이를 기반으로 응용된 변조 방식을 통해 데이터 변조를 수행한다. 이후, 각 광원들(211-1)은 다른 변조 방식 또는 동일한 변조 방식으로 변조된 데이터를 상기 단말(100)로 전송한다. 상기 변조된 데이터는 상기 단말(100)의 데이터 복조부(130)를 통해 데이터 복조가 수행된다. 즉, 상기 단말(100)은 데이터 복조를 위한 데이터 복조부(130)를 더 구비한다. 상기 데이터 복조부(130)는 복조부로 표현될 수도 있다.Here, the light source device 200 further includes a data modulator 230 for modulating data. The data modulator 230 may be represented as a modulator. For example, the data modulator 230 includes an on off keying (OOK), a pulse width modulation (PWM), a pulse position mudulation (PPM), a pulse amplitude modulation (PAM), an amplitude shift keying (ASK), and an M-PSK. Modulation applied to or applied based on any one of modulation schemes such as M-ary Phase Shift Keying (M-QAM), M-ary Quadrature Amplitude Modulation (M-QAM), and Color Shift Keying (CSK). Data modulation is performed by the method. Thereafter, each of the light sources 211-1 transmits data modulated by another modulation method or the same modulation method to the terminal 100. The modulated data is subjected to data demodulation through the data demodulator 130 of the terminal 100. That is, the terminal 100 further includes a data demodulation unit 130 for data demodulation. The data demodulator 130 may be represented as a demodulator.
또한, 상기 이미지 센서는 영상 정보를 감지 또는 저장할 수 있는 영상소자를 이용하며, 일 예로, CCD(Charge-Coupled-Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등과 같을 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.In addition, the image sensor uses an image device capable of sensing or storing image information. For example, the image sensor may be, for example, a charge-coupled-device (CCD) or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS), but is not limited thereto.
도 1b는 본 명세서의 또 다른 실시 예에 따른 단말(100)과 광원 장치(200) 간의 광 신호 송수신 방법을 나타낸 도이다.1B is a view illustrating a method of transmitting and receiving an optical signal between a terminal 100 and a light source device 200 according to another exemplary embodiment of the present specification.
즉, 도 1b는 단말(100)에 구비되는 광 송신부(또는 다 파장 단일 광원)(112)가 광원 모듈(또는 다 파장 광원 array 모듈, 210)에 구비되는 광 수신부(또는 수광 소자, 212)로 광 신호를 전송하는 개략도이다. 즉, 상기 광원 모듈(210)은 다 파장 광원 array(211) 및 광 수신부(212)를 포함하여 구성된다.That is, FIG. 1B illustrates an optical transmitter (or a multi-wavelength single light source) 112 provided in the terminal 100 as a light receiver (or a light receiving element 212) provided in the light source module (or the multi-wavelength light source array module 210). A schematic diagram of transmitting an optical signal. That is, the light source module 210 includes a multi-wavelength light source array 211 and a light receiver 212.
단말(100)의 flash 등으로 사용되는 다 파장 단일 광원(112)은 통신이 준비되었음을 나타내는 광선 신호 또는 원하는 정보에 관한 광선 신호를 전송한다.The multi-wavelength single light source 112 used as a flash of the terminal 100 transmits a ray signal indicating that communication is ready or a ray signal regarding desired information.
여기서, 다 파장 단일 광원(112)은 1 개 이상의 다수개의 파장 별로 다양한 방식의 변조 방식을 적용함으로써 데이터를 변조할 수 있다.Here, the multi-wavelength single light source 112 may modulate data by applying various modulation methods for one or more wavelengths.
여기서, 상기 단말(100)은 추가적으로 데이터를 변조하기 위한 데이터 변조부(140)를 더 구비한다. 상기 데이터 변조부(140)는 변조부로 표현될 수 있다. 예를 들어, 상기 데이터 변조부(140)는 OOK(On Off Keying), PWM(Pulse Width Modulation), PPM(Pulse Position Mudulation), PAM(Pulse Amplitude Modulation), ASK(Amplitude Shift Keying), M-PSK(M-ary Phase Shift Keying), M-QAM(M-ary Quadrature Amplitude Modulation), CSK(Color Shift Keying) 등의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식에 따라 데이터 변조를 수행하거나 이를 기반으로 응용된 변조 방식을 통해 데이터 변조를 수행한다. 이후, 다 파장 단일 광원(112)은 다른 변조 방식 또는 동일한 변조 방식으로 변조된 데이터를 상기 광원 장치(200)로 전송한다.Here, the terminal 100 further includes a data modulator 140 for modulating data. The data modulator 140 may be expressed as a modulator. For example, the data modulator 140 may include OOK (On Off Keying), PWM (Pulse Width Modulation), PPM (Pulse Position Mudulation), PAM (Pulse Amplitude Modulation), ASK (Amplitude Shift Keying), M-PSK Modulation applied to or applied based on any one of modulation schemes such as M-ary Phase Shift Keying (M-QAM), M-ary Quadrature Amplitude Modulation (M-QAM), and Color Shift Keying (CSK). Data modulation is performed by the method. Thereafter, the multi-wavelength single light source 112 transmits data modulated by another modulation method or the same modulation method to the light source device 200.
수광 소자(212)는 단말(100)로부터 전송되는 신호를 수신하며, 데이터의 복조를 수행한다. 즉, 상기 광원 장치(200)는 데이터 복조를 위한 데이터 복조부(240)를 더 구비한다. 상기 데이터 복조부(240)는 복조부로 표현될 수도 있다.The light receiving element 212 receives a signal transmitted from the terminal 100 and demodulates data. That is, the light source device 200 further includes a data demodulator 240 for data demodulation. The data demodulator 240 may be represented as a demodulator.
도 2a는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 단말의 내부 블록도를 나타낸다.2A illustrates an internal block diagram of a terminal according to an embodiment of the present specification.
도 2a를 참조하면, 단말(100)은 카메라 모듈(또는 카메라부, 110), 제어부(120), 데이터복조부(130) 및 데이터 변조부(140)을 포함한다.Referring to FIG. 2A, the terminal 100 includes a camera module (or a camera unit 110), a controller 120, a data demodulator 130, and a data modulator 140.
또한, 상기 카메라부(110)는 이미지 센서(111) 및 광 송신부(다 파장 단일 광원, 112)를 포함하여 구성된다.In addition, the camera unit 110 is configured to include an image sensor 111 and the light transmitting unit (multi-wavelength single light source, 112).
상기 단말(100)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device), AMS(Advanced Mobile Station) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 또한, 단말(100)은 MTC 또는 M2M communication에 해당하는 단말(MTC 단말 또는 M2M 단말)의 개념을 포함한다.The terminal 100 may be fixed or mobile and may be called by other terms such as a user equipment (UE), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, and an advanced mobile station (AMS). Can be. In addition, the terminal 100 includes the concept of a terminal (MTC terminal or M2M terminal) corresponding to MTC or M2M communication.
한편, 본 명세서에서 언급하는 단말(100)로 개인휴대단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, 개인통신서비스(PCS: Personal Communication Service) 폰, GSM(Global System for Mobile) 폰, WCDMA(Wideband CDMA) 폰, MBS(Mobile Broadband System) 폰, 핸드헬드 PC(Hand-Held PC), 노트북 PC, 스마트(Smart) 폰, Tablet PC, PMP 또는 멀티모드 멀티밴드(MM-MB: Multi Mode-Multi Band) 단말기를 포함한다.On the other hand, as the terminal 100 referred to in the present specification, a personal digital assistant (PDA), a cellular phone, a personal communication service (PCS) phone, a Global System for Mobile (GSM) phone, a WCDMA (Wideband) CDMA phones, Mobile Broadband System (MBS) phones, Hand-Held PCs, Notebook PCs, Smart Phones, Tablet PCs, PMPs or Multi-Mode Bands (MM-MB) ) Includes a terminal.
여기서, 스마트 폰이란 단말과 개인 휴대 단말기의 장점을 혼합한 단말기로서, 단말에 개인 휴대 단말기의 기능인 일정 관리, 팩스 송수신 및 인터넷 접속 등의 데이터 통신 기능을 통합한 단말기를 의미할 수 있다.Here, a smart phone is a terminal that combines the advantages of a terminal and a personal portable terminal, and may mean a terminal incorporating data communication functions such as schedule management, fax transmission and reception, which are functions of a personal portable terminal, in the terminal.
또한, 본 명세서에서 언급하는 단말(100)로 CCTV, 디지털 카메라, 캠코더 등의 이미지 센서가 부착된 모든 장치 등을 포함한다.In addition, the terminal 100 referred to in the present specification includes all devices to which an image sensor such as a CCTV, a digital camera, a camcorder, and the like are attached.
상기 카메라 모듈(110)은 CCD 또는 CMOS와 같은 이미지 센서(111)로 다 파장 광원 array(211)로부터 광(선) 신호를 수신한다. 또한, 상기 다 파장 단일 광원(112)은 통신이 준비되었음을 나타내는 광선 신호 또는 원하는 정보에 관한 광선 신호를 전송한다. 상기 다 파장 단일 광원(112)은 LED flash와 같이 카메라의 보조 형식으로 사용되는 다수의 파장 발광이 가능한 광원으로 구성될 수 있다.The camera module 110 receives an optical signal from the multi-wavelength light source array 211 with an image sensor 111 such as a CCD or a CMOS. The multi-wavelength single light source 112 also transmits a light signal indicating that communication is ready or a light signal relating to desired information. The multi-wavelength single light source 112 may be configured as a light source capable of emitting a plurality of wavelengths used as an auxiliary type of a camera, such as an LED flash.
상기 제어부(120)는 상기 카메라모듈(110), 데이터 복조부(130) 및 데이터 변조부(140)와 기능적으로 연결됨으로써, 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다.The controller 120 is functionally connected to the camera module 110, the data demodulator 130, and the data modulator 140, thereby implementing a proposed function, process, and / or method.
상기 제어부(120)는 이미지 센서(111)에 의해 촬영되는 영상으로부터 광신호가 전송되는 제 1 영역을 검출하고, 상기 제 1 영역에 존재하는 적어도 하나 이상의 개별 광원(211-1)들로부터 상기 촬영되는 영상의 매 프레임마다 광신호를 수신하도록 제어한다. 여기서 제 1영역은 다 파장 광원 array(211)영역 전체가 존재하는 영역을 말하며, 다 파장 광원 array(211)부분만을 지칭할 수도 있다.The controller 120 detects a first region in which an optical signal is transmitted from an image captured by the image sensor 111, and captures the image from at least one individual light source 211-1 existing in the first region. Control to receive an optical signal every frame of the image. Here, the first region refers to a region in which the entire region of the multi-wavelength light source array 211 exists and may refer to only a portion of the multi-wavelength light source array 211.
또한, 상기 제어부(120)는 다 파장 광원 array(211)로부터 수신된 광신호를 파장 별로 구분하고, 각 파장에 대한 신호 크기 값을 이용하여 데이터를 획득하도록 제어한다.In addition, the controller 120 classifies the optical signals received from the multi-wavelength light source array 211 for each wavelength, and controls to acquire data using signal size values for each wavelength.
또한, 상기 제어부(120)는 상기 검출된 제 1 영역을 표시하는 시각적 정보를 표시하도록 제어한다. 여기서, 상기 제어부(120)는 상기 시각적 정보 외에 청각적, 촉각적 정보로 상기 검출된 제 1 영역을 알려주도록 제어할 수도 있다.In addition, the controller 120 controls to display visual information displaying the detected first area. Here, the controller 120 may control to inform the detected first region by auditory and tactile information in addition to the visual information.
상기 데이터 복조부(130)는 상기 이미지 센서(111)에 의해 획득된 다 파장 광원 array(211)로부터 수신된 하나 이상의 개별광원(211-1)들의 광신호에서 파장 별로 각 파장에 대한 신호 크기 값으로부터 데이터를 복조한다.The data demodulator 130 is a signal magnitude value for each wavelength for each wavelength in an optical signal of one or more individual light sources 211-1 received from the multi-wavelength light source array 211 obtained by the image sensor 111. Demodulate data from
상기 데이터 변조부(140)는 통신이 준비되었음을 나타내는 데이터 또는 원하는 정보 데이터를 변조하여 광 송신부(112)에 전송한다.The data modulator 140 modulates data indicating that communication is ready or desired information data and transmits the modulated data to the optical transmitter 112.
또한, 상기 단말(100)은 메모리, 디스플레이부(display unit), 사용자 인터페이스부(user interface unit) 등도 포함한다.In addition, the terminal 100 may include a memory, a display unit, a user interface unit, and the like.
상기 디스플레이부는 단말(100)의 여러 정보를 디스플레이하며, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스부는 키패드나 터치 스크린 등 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 이루어질 수 있다.The display unit displays various information of the terminal 100 and may use well-known elements such as a liquid crystal display (LCD) and organic light emitting diodes (OLED). The user interface may be a combination of a well-known user interface such as a keypad or a touch screen.
도 2b는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 광원 장치(200)의 내부 블록도를 나타낸다.2B illustrates an internal block diagram of the light source device 200 according to an embodiment of the present specification.
상기 광원 장치(200)는 다 파장 광원 array 모듈(210), 제어부(220), 데이터 변조부(230) 및 데이터 복조부(240)을 포함한다.The light source device 200 includes a multi-wavelength light source array module 210, a controller 220, a data modulator 230, and a data demodulator 240.
또한, 상기 다 파장 광원 array 모듈(210)은 다 파장 광원 array(211) 및 광 수신부(또는 수광 소자, 212)를 포함하여 구성된다.In addition, the multi-wavelength light source array module 210 includes a multi-wavelength light source array 211 and a light receiving unit (or light receiving element 212).
여기서, 상기 광원 장치(200)는 일반적으로 단말(100)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하지만 이동성을 가질 수도 있으며, 기지국, 노드B(NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 키오스크(Kiosk), 터미널(Terminal) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.Here, the light source device 200 generally refers to a fixed station communicating with the terminal 100, but may have mobility, and includes a base station, a NodeB, a base transceiver system (BTS), and an access point. It may be called other terms such as (Access Point), Kiosk, Terminal.
상기 다 파장 광원 array(211)는 각각 다 파장을 발광하는 광원(211-1)이 1개 이상 복수 개의 array 형태로 구성된다. 상기 다 파장 광원 array의 각 광원들은 상기 단말(100)로 광 신호에 데이터를 실어서 전송한다. 여기서, 상기 각각의 광원들(211-1)은 자외선, 적외선, 가시광선 등과 같이 다 파장으로 송신할 수 있다. 또한, 각 광원들(211-1)은 파장 별 다양한 방식의 변조 방식을 적용함으로써 데이터를 변조할 수 있다. 여기서, 상기 광원 장치(200)는 상기에서 살핀 바와 같이,데이터 변조부(230)를 포함한다. 예를 들어, 상기 데이터 변조부(230)는 OOK(On Off Keying), PWM(Pulse Width Modulation), PPM(Pulse Position Mudulation), PAM(Pulse Amplitude Modulation), ASK(Amplitude Shift Keying), M-PSK(M-ary Phase Shift Keying), M-QAM(M-ary Quadrature Amplitude Modulation), CSK(Color Shift Keying) 등의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식에 따라 데이터 변조를 수행하거나 이를 기반으로 응용된 변조 방식을 통해 데이터 변조를 수행하여 데이터를 송신하게 된다. 상기 광 수신부(또는 수광 소자)(212)는 상기 단말(100)의 단일 광원(112)으로부터 통신이 준비되었음을 나타내는 광선 신호 또는 원하는 정보에 관한 광선 신호를 수신하고, 상기 수신된 광선 신호를 데이터 복조부(130)를 통해 데이터 복조를 수행한다. 즉, 상기 광원 장치(200)는 변조된 데이터를 복조하기 위한 데이터 복조부(240)를 더 구비한다. 상기 광 수신부(212)는 포토 디텍터(Photo-Detector) 또는 포토 다이오드(Photo-Diode) 등의 광 신호를 전기신호로 변환시켜주는 소자 및 장치 일 수 있다.The multi-wavelength light source array 211 includes at least one light source 211-1 emitting a plurality of wavelengths in the form of a plurality of arrays. Each of the light sources of the multi-wavelength light source array transmits data on the optical signal to the terminal 100. Here, each of the light sources 211-1 may transmit in multiple wavelengths such as ultraviolet rays, infrared rays, and visible rays. In addition, each of the light sources 211-1 may modulate data by applying various modulation methods for each wavelength. Herein, the light source device 200 includes a data modulator 230 as described above. For example, the data modulator 230 includes an on off keying (OOK), a pulse width modulation (PWM), a pulse position mudulation (PPM), a pulse amplitude modulation (PAM), an amplitude shift keying (ASK), and an M-PSK. Modulation applied to or applied based on any one of modulation schemes such as M-ary Phase Shift Keying (M-QAM), M-ary Quadrature Amplitude Modulation (M-QAM), and Color Shift Keying (CSK). The data is transmitted through data modulation. The light receiving unit (or light receiving element) 212 receives a light ray signal indicating that communication is ready or a light ray signal regarding desired information from a single light source 112 of the terminal 100, and restores the received light ray signal to data. Data demodulation is performed through the grandmother 130. That is, the light source device 200 further includes a data demodulator 240 for demodulating the modulated data. The light receiver 212 may be a device and an apparatus for converting an optical signal such as a photo detector or a photo diode into an electrical signal.
상기 제어부(220)는 상기 다 파장 광원 array 모듈(210), 데이터 변조부(230) 및 데이터 복조부(240)와 기능적으로 연결됨으로써, 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다.The controller 220 is functionally connected to the multi-wavelength light source array module 210, the data modulator 230, and the data demodulator 240, thereby implementing a proposed function, process, and / or method.
또한, 상기 제어부(220)는 상기 다 파장 광원 array(211)의 복수의 광원들(211-1) 중 일부의 광원들이 광신호를 전송하도록 상기 다 파장 광원 array(211)를 제어한다.In addition, the controller 220 controls the multi-wavelength light source array 211 such that some light sources of the plurality of light sources 211-1 of the multi-wavelength light source array 211 transmit an optical signal.
또한, 상기 제어부(220)는 상기 다 파장 광원 array(211)의 각 광원(211-1)들의 파장 별 변조 방식을 각각 적용하도록 제어한다.In addition, the controller 220 controls to apply a modulation method for each wavelength of each of the light sources 211-1 of the multi-wavelength light source array 211.
상기 데이터 변조부(230)은 원하는 정보 데이터를 변조하여 다 파장 광원 array(211)에 전송한다.The data modulator 230 modulates desired information data and transmits it to the multi-wavelength light source array 211.
상기 데이터 복조부(240)은 광 수신부(212)를 통해 광신호로부터 전기신호로 변환된 데이터를 복조한다.The data demodulator 240 demodulates data converted from an optical signal to an electrical signal through the optical receiver 212.
추가적으로, 상기 광원 장치(200)는 메모리를 더 포함할 수 있다.        In addition, the light source device 200 may further include a memory.
도 3은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 다 파장 광원 array(211)에 사용되는 각각의 광원들(211-1)이 가지는 파장의 일 예를 나타낸다.3 illustrates an example of a wavelength of each of the light sources 211-1 used in the multi-wavelength light source array 211 according to one embodiment of the present specification.
도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 광원(211-1)은 가시광선 파장 영역에서 빨강, 파랑, 초록에 해당되는 영역을 사용한다. 각 광원은 실시 예에 따른 3가지 파장 별로 데이터에 따라 다양한 방식의 변조 방식을 적용함으로써 데이터를 변조할 수 있다. 예를 들어, 각 광원은 각 파장별로 OOK(On Off Keying), PWM(Pulse Width Modulation), PPM(Pulse Position Mudulation), PAM(Pulse Amplitude Modulation), ASK(Amplitude Shift Keying), M-PSK(M-ary Phase Shift Keying), M-QAM(M-ary Quadrature Amplitude Modulation), CSK(Color Shift Keying) 등의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식에 따라 데이터 변조를 수행하거나 이를 기반으로 응용된 변조 방식을 통해 데이터 변조를 수행하여 광선을 전송한다. 따라서, 상기 광원 장치(200)는 다수의 광원으로 다수의 파장을 사용하고 다양한 방식의 변조 방식을 적용함으로써 데이터 전송률을 높일 수 있게 된다.As shown in FIG. 3, each light source 211-1 uses a region corresponding to red, blue, and green in the visible wavelength range. Each light source may modulate data by applying various modulation methods according to data for each of three wavelengths according to the embodiment. For example, each light source includes OOK (On Off Keying), Pulse Width Modulation (PWM), Pulse Position Mudulation (PPM), Pulse Amplitude Modulation (PAM), Amplitude Shift Keying (ASK), and M-PSK (M). Data modulation is performed according to any one of modulation methods such as -ary phase shift keying (M-QAM), M-ary quadrature amplitude modulation (M-QAM), and color shift keying (CSK). It transmits the light beam by performing data modulation. Therefore, the light source device 200 can increase the data transmission rate by using a plurality of wavelengths as a plurality of light sources and applying various modulation methods.
즉, 각 광원(211-1)은 다수의 파장 별로 데이터를 실어서 광 신호를 전송할 수 있다.That is, each light source 211-1 may transmit an optical signal by loading data for each of a plurality of wavelengths.
예를 들어, 각 광원(211-1)은 R, G, B 각각을 이용하여 데이터를 전송할 수 있으며, R, G, B 말고도 적외선, 자외선 등과 같은 다수의 파장을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.For example, each light source 211-1 may transmit data using each of R, G, and B, and may transmit data using a plurality of wavelengths such as infrared rays and ultraviolet rays in addition to R, G, and B.
상기 다 파장 광원 array 모듈(210)에 총 64개(8*8)의 광원이 있고, 각 광원들은 R, G, B 파장에 각각 30bit/s의 데이터를 전송하는 경우, 상기 광원 장치는 총 6120bits/s의 정보를 보낼 수 있다.In the multi-wavelength light source array module 210, there are 64 light sources in total (8 * 8), and each light source transmits 30 bits / s of data at R, G, and B wavelengths. Can send information of / s.
도 4는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 광원 장치(200)와 단말(100) 간에 광 신호를 송수신하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method for transmitting and receiving an optical signal between a light source device 200 and a terminal 100 according to an exemplary embodiment of the present specification.
도 4를 참조하면, 광원 장치(200)는 다 파장 광원 array(211)의 개별 광원(211-1)이 송신하는 파장을 선택하고, 선택된 파장 별, 각 광원 별(211-1) 또는 다 파장 광원 array(211) 전체에 대한 광선 데이터의 변조 방식을 선택(또는 결정)한다(S410). 이때, 파장은 하나의 파장 또는 일정 구간의 파장을 가진다.Referring to FIG. 4, the light source device 200 selects a wavelength transmitted by the individual light sources 211-1 of the multi-wavelength light source array 211, and selects each selected wavelength, each light source 211-1, or multiple wavelengths. In operation S410, a modulation method of light ray data for the entire light source array 211 is selected (or determined). In this case, the wavelength has one wavelength or a wavelength of a predetermined section.
이후, 상기 광원 장치(200)의 데이터 변조부(230)는 상기 선택된 변조 방식에 따라 데이터 변조를 수행한다(S420). 여기서, 상기 광원 장치(200)는 각 광원 별(211-1)로 데이터 변조를 수행하는 것이 바람직할 수 있다.Thereafter, the data modulator 230 of the light source device 200 performs data modulation according to the selected modulation method (S420). Here, the light source device 200 may preferably perform data modulation for each light source 211-1.
상기 데이터 변조는 OOK(On Off Keying), PWM(Pulse Width Modulation), PPM(Pulse Position Mudulation), PAM(Pulse Amplitude Modulation), ASK(Amplitude Shift Keying), M-PSK(M-ary Phase Shift Keying), M-QAM(M-ary Quadrature Amplitude Modulation), CSK(Color Shift Keying) 등의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식에 따라 데이터 변조를 수행하거나 이를 기반으로 응용된 변조 방식을 통해 데이터 변조를 수행한다.The data modulation includes OOK (On Off Keying), Pulse Width Modulation (PWM), Pulse Position Mudulation (PPM), Pulse Amplitude Modulation (PAM), Amplitude Shift Keying (ASK), and M-ary Phase Shift Keying (M-PSK). Data modulation according to any one of modulation methods such as M-ary quadrature amplitude modulation (M-QAM) and color shift keying (CSK), or perform data modulation based on an applied modulation method. .
이후, 상기 광원 장치(200)는 상기 선택된 파장 및 변조된 데이터를 포함하는 광 신호를 상기 단말(100)로 전송한다(S430).Thereafter, the light source device 200 transmits an optical signal including the selected wavelength and modulated data to the terminal 100 (S430).
이후, 상기 단말(100)은 상기 광원 장치(200)로부터 전송되는 광선 신호를 일정 시간 동안 상기 단말(100)의 이미지 센서(111)에서 N개의 frame으로 구성된 영상을 촬영(Capture)하게 된다 (D[j], D[j-1], … , D[j-(N-1)])(S440).Subsequently, the terminal 100 captures an image composed of N frames by the image sensor 111 of the terminal 100 for a predetermined time with respect to the light signal transmitted from the light source device 200 (D [j], D [j-1], ..., D [j- (N-1)]) (S440).
이후, 상기 단말(100)은 상기Capture된 영상을 매 Frame 별로 분류하며, 각각의 Frame에서 수신된 광 신호를 분석한다. 여기서, 상기 단말(100)은 매 프레임 별로 분석에 앞서 각각의 Frame에서 광 신호가 전송되는 영역 즉, 상기 광원 장치(200)의 다 파장 광원 array(211) 영역 부분을 이미지 처리를 통해 검출하고, 상기 다 파장 광원 array(211)의 각각의 광원(211-1)의 영역 및 파장별 분류 또한 수행한다(S450). 이후, 상기 단말(100)은 상기 분류된 각 광원들마다 각각 변조된 방식에 따라 광원의 크기 값을 파장 별로 매 frame에 마다 검출한다. 즉, 상기 단말(100)은 각 광원으로부터 검출된 각 파장 별 광원의 크기 값을 토대로 상기 광원 장치(200)에서의 데이터 변조 방식에 맞추어 데이터 복조를 수행한다(S460).Thereafter, the terminal 100 classifies the captured image for each frame, and analyzes the optical signal received in each frame. In this case, the terminal 100 detects an area in which an optical signal is transmitted in each frame, that is, a region of the multi-wavelength light source array 211 of the light source device 200 through image processing, before each frame analysis. In addition, classification of each light source 211-1 of the multi-wavelength light source array 211 by region and wavelength is also performed (S450). Thereafter, the terminal 100 detects the size value of the light source in every frame for each wavelength according to the modulated method for each of the classified light sources. That is, the terminal 100 performs data demodulation according to the data modulation method in the light source device 200 based on the size value of each light source detected by each light source (S460).
여기서, 상기 복조된 데이터는 상기 단말(100)의 디스플레이부에 표시되거나 상기 단말(100)의 다양한 동작으로 표현된다.Here, the demodulated data is displayed on the display unit of the terminal 100 or represented by various operations of the terminal 100.
도 5는 본 명세서의 또 다른 실시 예에 따른 단말(100)과 광원 장치(200) 간의 광 신호를 송수신하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 단말(100)은 최초 광 기반 통신 실시를 위해 데이터를 생성한다(S510). 이후, 상기 단말(100)은 상기 생성된 데이터를 전송하기 위한 파장 및 데이터 변조 방식을 결정한다. (S520). 이후, 상기 단말(100)은 상기 생성된 데이터를 파장 선택 및 다양한 변조 방식을 이용하여 광 기반 신호로 변조한다(S530).5 is a flowchart illustrating a method for transmitting and receiving an optical signal between the terminal 100 and the light source device 200 according to another exemplary embodiment of the present specification. Referring to FIG. 5, the terminal 100 generates data for initial optical-based communication (S510). Thereafter, the terminal 100 determines a wavelength and a data modulation scheme for transmitting the generated data. (S520). Thereafter, the terminal 100 modulates the generated data into an optical based signal using wavelength selection and various modulation schemes (S530).
상기 데이터 변조는 OOK(On Off Keying), PWM(Pulse Width Modulation), PPM(Pulse Position Mudulation), PAM(Pulse Amplitude Modulation), ASK(Amplitude Shift Keying), M-PSK(M-ary Phase Shift Keying), M-QAM(M-ary Quadrature Amplitude Modulation), CSK(Color Shift Keying) 등의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식에 따라 데이터 변조를 수행하거나 이를 기반으로 응용된 변조 방식을 통해 데이터 변조를 수행한다.The data modulation includes OOK (On Off Keying), Pulse Width Modulation (PWM), Pulse Position Mudulation (PPM), Pulse Amplitude Modulation (PAM), Amplitude Shift Keying (ASK), and M-ary Phase Shift Keying (M-PSK). Data modulation according to any one of modulation methods such as M-ary quadrature amplitude modulation (M-QAM) and color shift keying (CSK), or perform data modulation based on an applied modulation method. .
이후, 상기 단말(100)은 상기 변조된 신호를 광 송신부(또는 다 파장 단일 광원)(112)을 통해 광(선) 신호로 전송한다(S540).Thereafter, the terminal 100 transmits the modulated signal as an optical (line) signal through an optical transmitter (or a multi-wavelength single light source) 112 (S540).
광원 장치(200)는 광 수신부(또는 수광 소자, 212)를 통해 상기 단말(100)로부터 전송되는 광 신호를 수신한다.The light source device 200 receives an optical signal transmitted from the terminal 100 through an optical receiver 212.
이후, 상기 광원 장치(200)는 상기 수신된 광선 신호를 파장 분류 및 전기 신호로 변환 후 데이터 복조를 실시한다(S550, S560, S570).Thereafter, the light source device 200 performs data demodulation after converting the received light signal into a wavelength classification and an electric signal (S550, S560, and S570).
여기서, 상기 단말(100)이 상기 광원 장치(200)로 광 신호를 전송하는 과정은 상기 단말(100)의 광 송신부(112)와 상기 광원 장치(200)의 광 수신부(212) 간에 단 방향 또는 상기 단말(100)의 카메라 모듈(110)과 상기 광원 장치(200)의 다 파장 광원 어레이 모듈(210)간의 양 방향으로 수행될 수 있다.Here, the process of transmitting the optical signal to the light source device 200 by the terminal 100 is a unidirectional direction between the optical transmitter 112 of the terminal 100 and the light receiver 212 of the light source device 200. The camera module 110 of the terminal 100 and the multi-wavelength light source array module 210 of the light source device 200 may be performed in both directions.
이상에서 설명한 실시예들 및 변형예들은 조합될 수 있다. 따라서, 각 실시예가 단독으로만 구현되는 것이 아니라, 필요에 따라 조합되어 구현될 수 있다. 이러한 조합에 대해서는, 본 명세서를 읽은 당업자라면, 용이하게 구현할 수 있는바, 이하 그 조합에 대해서는 상세하게 설명하지 않기로 한다. 다만, 설명하지 않더라도, 본 발명에서 배제되는 것이 아니며, 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Embodiments and modifications described above may be combined. Accordingly, the embodiments may not be implemented alone, but may be implemented in combination as necessary. Such a combination can be easily implemented by those skilled in the art after reading the present specification, and the combination will not be described in detail below. However, even if not described, it is not to be excluded from the present invention, it should be construed as being included in the scope of the present invention.
이상에서 실시예들 및 변형예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.Embodiments and modifications described above may be implemented through various means. For example, embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.In the case of a hardware implementation, the method according to embodiments of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs). Field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of an implementation by firmware or software, the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, or a function that performs the functions or operations described above. The software code may be stored in a memory unit and driven by a processor. The memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 마이크로 프로세서)에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.For example, the method according to the present invention may be stored in a storage medium (eg, internal memory, flash memory, hard disk, etc.) and may be executed by a processor (eg a microprocessor). It can be implemented as codes or instructions within a program.
또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.In addition, it is to be noted that the technical terms used herein are merely used to describe particular embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, the technical terms used in the present specification should be interpreted as meanings generally understood by those skilled in the art unless they are specifically defined in this specification, and are overly inclusive. It should not be interpreted in the sense of or in the sense of being excessively reduced. In addition, when the technical terms used herein are incorrect technical terms that do not accurately represent the spirit of the present invention, it should be replaced with technical terms that can be understood correctly by those skilled in the art. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted as defined in the dictionary or according to the context before and after, and should not be interpreted in an excessively reduced sense.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular forms used herein include the plural forms unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various components or steps described in the specification, and some of the components or some steps It should be construed that it may not be included or may further include additional components or steps.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. In addition, terms including ordinal numbers, such as first and second, as used herein may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected or connected to that other component, but there may be other components in between. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.The embodiments described above are the components and features of the present invention are combined in a predetermined form. Each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise. Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention. The order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.

Claims (13)

  1. 광 신호를 이용하여 통신을 수행하는 장치에 있어서,An apparatus for performing communication using an optical signal,
    외부와 광 신호를 송수신하기 위한 카메라 모듈; 및A camera module for transmitting and receiving an optical signal to and from the outside; And
    상기 카메라 모듈과 기능적으로 연결되는 제어부를 포함하되,Including a control unit that is functionally connected with the camera module,
    상기 카메라 모듈은,The camera module,
    외부 영상을 촬영하기 위한 이미지 센서; 및An image sensor for capturing an external image; And
    외부로 광 신호를 전송하기 위한 광 송신부를 포함하며,It includes an optical transmitter for transmitting an optical signal to the outside,
    상기 제어부는,The control unit,
    상기 이미지 센서에 의해 촬영되는 영상으로부터 광신호가 전송되는 제 1 영역을 검출하고, 상기 제 1 영역에 존재하는 적어도 하나의 광원으로부터 상기 촬영되는 영상의 매 프레임마다 광 신호를 수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.And detecting a first area through which the optical signal is transmitted from the image photographed by the image sensor, and receiving the optical signal every frame of the captured image from at least one light source existing in the first region. Device.
  2. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 적어도 하나의 광원으로부터 수신된 광 신호는 적어도 하나의 파장을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.The optical signal received from the at least one light source comprises at least one wavelength.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 2, wherein the control unit,
    상기 수신된 광 신호를 파장 별로 구분하고, 각 파장에 대한 신호 크기 값을 이용하여 데이터를 획득하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.And classify the received optical signal by wavelength, and control to obtain data by using a signal magnitude value for each wavelength.
  4. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    디스플레이부를 더 포함하며, 상기 제어부는,Further comprising a display unit, The control unit,
    상기 검출된 제 1 영역을 표시하는 시각적 정보를 상기 디스플레이부에 표시하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.And control to display visual information indicating the detected first area on the display unit.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 이미지 센서는,The method of claim 1, wherein the image sensor,
    영상 정보를 감지 또는 저장하는 영상소자를 이용하는 것을 특징으로 하는 장치.An apparatus characterized by using an image element for sensing or storing image information.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 광 송신부는,The method of claim 1, wherein the optical transmission unit,
    다 파장 또는 단일 파장을 발광하는 광원인 것을 특징으로 하는 장치.Apparatus characterized in that it is a light source that emits multiple wavelengths or a single wavelength.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 1, wherein the control unit,
    상기 복수의 광원들 각각으로부터 수신되는 광 신호에 대한 응답 또는 외부로 광 신호를 전송하도록 상기 광 송신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.And control the optical transmitter to transmit an optical signal to the outside or in response to an optical signal received from each of the plurality of light sources.
  8. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 이미지 센서에 의해 촬영되는 영상을 통해 수신되는 광 신호에서 파장 별로 각 파장에 대한 신호 크기 값을 이용하여 데이터를 복조하기 위한 데이터 복조부; 및A data demodulator for demodulating data using a signal magnitude value for each wavelength in the optical signal received through the image photographed by the image sensor; And
    변조 방식에 따라 데이터를 변조하기 위한 데이터 변조부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And a data modulator for modulating data according to a modulation scheme.
  9. 광 신호를 이용하여 통신을 수행하는 광원 장치에 있어서,A light source apparatus for performing communication using an optical signal,
    외부와 광 신호를 송수신하기 위한 광원 어레이(array) 모듈을 포함하되,Including a light source array (array) module for transmitting and receiving optical signals with the outside,
    상기 광원 어레이 모듈은,The light source array module,
    외부로 광 신호를 전송하기 위한 광원 어레이(array); 및An array of light sources for transmitting optical signals to the outside; And
    외부로부터 광 신호를 수신하며, 상기 수신된 광 신호를 전기 신호로 변환하기 위한 광 수신부를 포함하되,Receiving an optical signal from the outside, including an optical receiver for converting the received optical signal into an electrical signal,
    상기 광원 어레이는,The light source array,
    적어도 하나의 광원들로 구성되며, 개별 광원 각각은 적어도 하나의 파장을 이용하여 광 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.A light source device comprising at least one light source, wherein each individual light source transmits an optical signal using at least one wavelength.
  10. 제 9항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 광원 어레이(array) 및 상기 광 수신부와 기능적으로 연결되는 제어부를 더 포함하되, 상기 제어부는,The control unit may further include a control unit that is functionally connected to the light source array and the light receiving unit.
    상기 복수의 광원들 중 일부의 광원들이 광 신호를 전송하도록 상기 광원 어레이를 제어하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.And the light source array of the plurality of light sources to control the light source array to transmit an optical signal.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 10, wherein the control unit,
    상기 광원 어레이의 각 광원들에 대한 변조 방식을 각각 다르게 적용하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.And controlling a different modulation scheme for each of the light sources of the light source array.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 광 수신부는,The method of claim 9, wherein the light receiving unit,
    포토 디텍터(Photo-Detector) 또는 포토 다이오드(Photo-Diode)인 것을 특징으로 하는 광원 장치.Light source device, characterized in that the photo-detector (Photo-Detector) or photo-diode (Photo-Diode).
  13. 제 9항에 있어서,The method of claim 9,
    변조 방식에 따라 데이터를 변조하며, 상기 변조된 데이터를 광원 어레이에 전송하기 위한 데이터 변조부; 및A data modulator for modulating data according to a modulation scheme and transmitting the modulated data to a light source array; And
    상기 광 수신부를 통해 변환된 전기 신호에 대한 데이터 복조를 수행하기 위한 데이터 복조부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.And a data demodulation unit for performing data demodulation on the electrical signal converted by the light receiving unit.
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