JP2020080373A - Visible light communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可視光域の光を用いて通信を行う、可視光通信システムに関する。 The present invention relates to a visible light communication system that communicates using light in the visible light range.
従来、可視光通信システムにおいては、送信・受信ともに別々の独立した2系統の光学レンズが必要であった。 Conventionally, in the visible light communication system, two independent optical lenses for transmitting and receiving have been required.
光学レンズを共通のものとするため、ハーフミラー等を用いた光学系の送受共用装置があるが(引用文献1)、ハーフミラーを用いるために、コスト、重量の観点から不利であった。
そこで、本発明は、光学系を2系統使用せず低コストで同等の性能を実現可能とする可視光通信システムを提供することを目的とする。
There is an optical transmission/reception shared device that uses a half mirror or the like to make the optical lens common (Citation 1), but it is disadvantageous in terms of cost and weight because the half mirror is used.
Therefore, an object of the present invention is to provide a visible light communication system that can realize equivalent performance at low cost without using two optical systems.
上述の課題を解決するため、本発明の請求項1に係る可視光通信システムは、レンズ、発光素子を有する送信基板、および、受光素子を有する受信基板を備え、外部の通信対象と通信を行う可視光通信システムであって、前記受光素子は前記レンズの焦点位置に実装され、前記送信基板は送信基板開口部を有し、前記発光素子は前記レンズの焦点位置の周囲に実装されることを特徴とする、可視光通信システムである。
本構成により、送信用レンズが不要になり装置の小型化・低廉化が期待できる。特に大口径レンズを用いた長距離通信システムに用いる場合、光学系の削減はコストメリットが非常に高い。
本発明の請求項2に係る可視光通信システムは、前記発光素子は前記レンズの焦点位置方向に傾けて実装されることを特徴とする、請求項1に記載の可視光通信システムである。
本構成により、発光素子による光がより効率的に送信される。
本発明の請求項3に係る可視光通信システムは、前記送信基板開口部は前記送信基板に設けられた穴であることを特徴とする、請求項1または2のいずれかに記載の可視光通信システムである。
本発明の請求項4に係る可視光通信システムは、前記送信基板は複数の送信基板副部を有し、複数の前記送信基板副部の間に前記送信基板開口部が形成されていることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載の可視光通信システムである。
本構成により、送信基板に穴を設けることなく、複数の送信基板副部を実装するだけで、送信基板開口部を形成することができる。
本発明の請求項5に係る可視光通信システムは、前記発光素子が前記レンズの焦点位置に実装され、前記受光素子が前記レンズの焦点位置の周囲に実装されることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれかに記載の可視光通信システムである。
本構成により、高価な発光素子を用いる場合に、単一の発光素子で可視光通信システムを形成することができ、コストを抑えることができる。
本発明の請求項6に係る可視光通信システムは、移動体に搭載するための移動体接続端子および可視光システム固定部を有することを特徴とする、請求項1ないし5のいずれかに記載の可視光通信システムである。
本発明の請求項7に係る可視光通信システムは、請求項1ないし6のいずれかに記載の可視光通信システムを備えた移動体。
本構成により、小型化された可視光通信システムで軽量化が図られるため、移動体において有利である。
In order to solve the above problems, a visible light communication system according to claim 1 of the present invention includes a lens, a transmitting substrate having a light emitting element, and a receiving substrate having a light receiving element, and communicates with an external communication target. In the visible light communication system, the light receiving element is mounted at a focal position of the lens, the transmission substrate has a transmission substrate opening, and the light emitting element is mounted around a focal position of the lens. The feature is a visible light communication system.
This configuration eliminates the need for a transmission lens and can be expected to reduce the size and cost of the device. Especially when used in a long-distance communication system using a large-diameter lens, reduction of the optical system has a very high cost merit.
The visible light communication system according to claim 2 of the present invention is the visible light communication system according to claim 1, wherein the light emitting element is mounted while being tilted in a focal position direction of the lens.
With this configuration, the light emitted from the light emitting element is transmitted more efficiently.
The visible light communication system according to claim 3 of the present invention, wherein the transmission substrate opening is a hole provided in the transmission substrate. System.
In the visible light communication system according to claim 4 of the present invention, the transmission board has a plurality of transmission board sub-portions, and the transmission board opening is formed between the plurality of transmission board sub-sections. The visible light communication system according to any one of claims 1 to 3, which is characterized.
With this configuration, the transmission board opening can be formed by mounting a plurality of transmission board sub-portions without providing a hole in the transmission board.
The visible light communication system according to claim 5 of the present invention is characterized in that the light emitting element is mounted at a focal position of the lens, and the light receiving element is mounted around a focal position of the lens. The visible light communication system according to any one of 1 to 4.
With this configuration, when an expensive light emitting element is used, the visible light communication system can be formed with a single light emitting element, and the cost can be suppressed.
The visible light communication system according to claim 6 of the present invention has a mobile body connection terminal for mounting on a mobile body and a visible light system fixing part, and the visible light communication system according to claim 1 or 2 characterized by things. It is a visible light communication system.
A visible light communication system according to claim 7 of the present invention is a mobile body provided with the visible light communication system according to any one of claims 1 to 6.
With this configuration, the downsized visible light communication system can be reduced in weight, which is advantageous in a mobile body.
図1および図2は、本発明の一実施例における、可視光通信システムの構成例を示す。
可視光通信システム100は、レンズ200、発光素子300を有する送信基板400、および、受光素子500を有する受信基板600を備え、外部の通信対象と通信を行う。
1 and 2 show a configuration example of a visible light communication system in an embodiment of the present invention.
The visible
受光素子500はレンズ200の焦点位置に実装されている。
送信基板400は送信基板開口部410を有し、発光素子300はレンズ200の焦点位置の周囲に実装される。
The light receiving
The
本構成により、従来は送信用レンズおよび受信用レンズの2つのレンズが必要であったところ、送信用レンズが不要になり装置の小型化・低廉化が期待できる。特に大口径レンズを用いた長距離通信システムに用いる場合には、高価な大口径レンズが不要となり、コストを削減するとともに、軽量化を図ることも可能となる。
また、図2に記載のように、受信基板600と送信基板400との間に、放熱板420を有する構成とすることもできる。これにより、受光素子500や発光素子300に対して効率的に放熱を行うことができる。
With this configuration, conventionally, two lenses, a transmission lens and a reception lens, were required, but the transmission lens is not required, and the size and cost of the device can be expected to be reduced. Particularly when used in a long-distance communication system using a large-diameter lens, an expensive large-diameter lens is not required, which makes it possible to reduce the cost and reduce the weight.
Further, as shown in FIG. 2, the
図3は、本発明の一実施例における、可視光通信システム100の構成例を示す。
本実施例においては、発光素子300はレンズ200の焦点位置方向に傾けて実装されている。この構成により、発光素子300による光が、レンズ200を通してより効率的に送信される。本実施例では、開口傾斜部411に配置された発光素子300が、受光素子500に近いため、受光素子の周囲に受光素子用遮蔽板610を設けているが、発光素子300と受光素子500の位置関係によっては、受光素子用遮蔽板610を用いない構成とすることもできる。
本実施例においては、送信基板400における開口部410において、レンズ200の焦点位置方向へ傾斜した開口傾斜部411を有する。これに代えて、送信基板400は開口傾斜部を有さない構成とし、発光素子300の台座を傾斜させる構成としてもよい。
FIG. 3 shows a configuration example of the visible
In the present embodiment, the
In this embodiment, the
図4、図5は、本発明の一実施例における、送信基板を示す。
本実施例において、送信基板開口部410は送信基板400に設けられた円形の穴であり、レンズ200の焦点位置の周囲に、複数の発光素子300が円の周囲に等間隔に配置されている。
発光素子300は、図4では4つであるが、図5では3つであり、それ以外の複数の発光素子300でも、単一の発光素子300でもよい。回路の設計上、等間隔に配置しないものとしてもよく、この場合、発光素子300の強度を均一にする代わりに、発光素子300の光の送信方向や配置場所に応じて、発光素子300の強度を個々に設定してもよい。
4 and 5 show a transmission board according to an embodiment of the present invention.
In this embodiment, the
The number of
図6は、本発明の一実施例における、送信基板を示す。
本実施例において、送信基板開口部410は送信基板400に設けられた正方形の穴であり、レンズ200の焦点位置の周囲に、4つの発光素子300が等間隔に配置されている。
送信基板開口部410の形状は、円形や正方形以外に、楕円形、長方形や多角形など、回路の設計などに応じて選択することができる。
また、送信基板開口部410は穴である必要はない。つまり、例えば図7に示すように、送信基板400はコの字状であり、その中央に開口を有するものとしてもよい。
FIG. 6 shows a transmission board according to an embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the
The shape of the
Also, the transmission board opening 410 need not be a hole. That is, for example, as shown in FIG. 7, the
図8は、本発明の一実施例における、送信基板を示す。
本実施例において、送信基板400は2つの送信基板副部401、402から構成され、複数の送信基板副部(401、402)の間に送信基板開口部410が形成されている。個々の送信基板副部(401、402)は、それぞれ2つの発光素子300を有する。
本構成により、送信基板400に穴を設けることなく、複数の送信基板副部401、402を実装するだけで、送信基板開口部410を形成することができる。
FIG. 8 shows a transmission board according to an embodiment of the present invention.
In this embodiment, the
With this configuration, the transmission
図9は、本発明の一実施例における、送信基板を示す。
本実施例において、送信基板400は4つの送信基板副部(403、404、405、406)から構成され、複数の送信基板副部(403、404、405、406)の間に送信基板開口部410が形成されている。そして、個々の送信基板副部(403、404、405、406)は、それぞれ1つの発光素子300を有している。
送信基板副部(403、404、405、406)には、例えば、既成の、発光素子300を有する発光ユニットを用いることができる。この場合、送信基板400に穴を設けることなく、また、別途、複数の送信基板副部を製造する必要なく、複数の発光ユニットを実装するだけで、送信基板開口部(403、404、405、406)を形成することができる。
FIG. 9 shows a transmission board according to an embodiment of the present invention.
In this embodiment, the
For the transmission board sub-portions (403, 404, 405, 406), for example, an existing light emitting unit having the
以上の例においては、受光素子500がレンズ200の焦点位置に、受光素子500が焦点位置の周囲に配置されているため、受信信号の精度は100%であるのに対し、送信信号の精度は受信信号の精度に比べると例えば70%程度となる可能性がある。このため、例えば各センサからの信号を受信することがメインであり、必要に応じて各センサに信号を送信するような機器など、可視光信号の受信機能を主として利用し、発信機能を従として利用する場合にも、利用できる。
In the above example, since the
図10は、本発明の一実施例における、可視光通信システム100の構成例を示す。
本実施例においては、発光素子300がレンズ200の焦点位置に実装され、受光素子500がレンズ200の焦点位置の周囲に実装されている。この場合、図1に示される例における受信基板600、発光基板、発光基板開口部を、それぞれ、発光基板、受信基板600、受信基板600開口部610として形成することもできる。
本構成により、高価な発光素子300を用いる場合に、単一の発光素子300で可視光通信システム固定部100を形成することができ、コストを抑えることができる。
FIG. 10 shows a configuration example of the visible
In this embodiment, the
With this configuration, when the expensive
本構成においては、発光素子300がレンズ200の焦点位置に、受光素子500が焦点位置の周囲に配置されているため、送信信号の精度は100%であるのに対し、受信信号の精度は送信信号の精度に比べると例えば70%程度となる可能性がある。このため、例えば通常は通信のハブとなる親機に測定信号を送信するのがメインであり、必要に応じて親機から信号を受信するようなセンサなど、可視光信号の発信機能を主として利用し、受信機能を従として利用する場合にも、利用できる。
別の実施例として、送信性能、つまり、発光性能が重視される場合には、発光素子300を中心に配置する構成を採用し、受信性能、つまり、受光性能が重視される場合には、受光素子500を中心に配置する構成を採用することができる。
In this configuration, since the
As another example, when the transmission performance, that is, the light emission performance is important, a configuration in which the
図11は、本発明の一実施例における、可視光通信システム100の構成例を示す。本実施例においては、監視カメラ711とモニタ712において、光通信が用いられている。
一般に、監視カメラ711からモニタシステム710へ送信されるデータ量は、モニタシステム710から監視カメラ711へ送信されるデータ量より多く、有線回線などであれば太い回線が必要であり、無線回線などであれば広い帯域が必要である。
本実施例においても、矢印Mで示される、監視カメラ711からモニタシステム710へ送信されるデータ量は、矢印Sで示される、モニタシステム710から監視カメラ711へ送信されるデータ量より多く、例えば10倍から1000倍、またはそれ以上である。
監視カメラ711からは主にデータの送信が行われるため、発光素子300を中心に配置する構成を採用している。他方、モニタシステム710では主にデータの受信が行われるため、受光素子500を中心に配置する構成を採用している。
FIG. 11 shows a configuration example of the visible
Generally, the amount of data transmitted from the
Also in this embodiment, the amount of data transmitted from the
Since data is mainly transmitted from the
図12は、本発明の一実施例における可視光通信システム100の構成例を示し、図13は、本発明の一実施例における、可視光通信システム100を搭載した移動体の構成例を示す。
本実施例において、可視光通信システム100は、移動体に搭載するための移動体接続端子101および可視光システム通信固定部(102、103)を有し、移動体接続端子101は移動体720に接続され、可視光通信システム100は可視光システム固定部(102、103)により移動体720に固定されている。
FIG. 12 shows a configuration example of the visible
In the present embodiment, the visible
可視光通信システム固定部100を備えた移動体は、例えば車両であり、車両の左右前方に2つ、後方に1つの可視光通信システム100を有する。これにより、前方、左右、後方のいずれとも通信を行うことができる。
本実施例においては、可視光通信システム100が小型化され軽量化が図られているため、車両自体も軽量化できる。
The moving body provided with the visible light communication
In the present embodiment, the visible
本発明は以上の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な実施例を含むことは言うまでもない。
例えば、霧など光通信が困難となる状況に備えて、電波通信システムを別途設け、可視光通信システムと電波通信システムを併用する構成とすることもできる。
It is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments and includes various embodiments without departing from the spirit of the present invention.
For example, in preparation for a situation where optical communication such as fog becomes difficult, a radio communication system may be separately provided and the visible light communication system and the radio communication system may be used together.
100 可視光通信システム
101 可視光通信システム固定部
102 可視光通信システム固定部
103 可視光通信システム固定部
110 送信主型可視光通信システム
120 受信主型可視光通信システム
200 レンズ
300 発光素子
400 送信基板
401 送信基板副部
402 送信基板副部
403 送信基板副部
404 送信基板副部
405 送信基板副部
406 送信基板副部
410 送信基板開口部
411 開口傾斜部
420 放熱板
500 受光素子
600 受信基板
610 受信基板開口部
620 受光素子用遮蔽板
710 モニタシステム
711 監視カメラ
712 モニタ
720 移動体
100 visible
Claims (7)
前記受光素子は前記レンズの焦点位置に実装され、
前記送信基板は送信基板開口部を有し、
前記発光素子は前記レンズの焦点位置の周囲に実装されることを特徴とする、可視光通信システム。 A visible light communication system comprising a lens, a transmitting substrate having a light emitting element, and a receiving substrate having a light receiving element, for communicating with an external communication target,
The light receiving element is mounted at the focal position of the lens,
The transmission board has a transmission board opening,
The visible light communication system, wherein the light emitting device is mounted around a focal position of the lens.
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Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07240712A (en) * | 1994-02-28 | 1995-09-12 | Victor Co Of Japan Ltd | Optical radio system |
JPH08139677A (en) * | 1994-11-11 | 1996-05-31 | Victor Co Of Japan Ltd | Optical radio transmitter/receiver |
JPH10135915A (en) * | 1996-09-06 | 1998-05-22 | Ricoh Co Ltd | Optical information communication system |
JP2000076590A (en) * | 1999-08-20 | 2000-03-14 | Hitachi Ltd | Beacon terminal equipment |
US20040234268A1 (en) * | 2003-05-22 | 2004-11-25 | Disney Enterprises, Inc | System and method of optical data communication with multiple simultaneous emitters and receivers |
JP2006067500A (en) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Kochi Univ Of Technology | Optical radio communication system, optical radio communication method, optical radio base station, and optical transmitting/receiving terminal |
JP2007533239A (en) * | 2004-04-13 | 2007-11-15 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Device for improving reception in optical networks |
JP2009231804A (en) * | 2008-02-29 | 2009-10-08 | Kyocera Corp | Light reception/emission integration type element array, and sensor device |
JP2011009802A (en) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Outstanding Technology:Kk | Optical wireless communication apparatus, optical wireless communication method and program |
JP2014525717A (en) * | 2011-08-26 | 2014-09-29 | ジョセフ,ジョン,アール. | High-speed free space optical communication |
-
2018
- 2018-11-13 JP JP2018212979A patent/JP7311262B2/en active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07240712A (en) * | 1994-02-28 | 1995-09-12 | Victor Co Of Japan Ltd | Optical radio system |
JPH08139677A (en) * | 1994-11-11 | 1996-05-31 | Victor Co Of Japan Ltd | Optical radio transmitter/receiver |
JPH10135915A (en) * | 1996-09-06 | 1998-05-22 | Ricoh Co Ltd | Optical information communication system |
JP2000076590A (en) * | 1999-08-20 | 2000-03-14 | Hitachi Ltd | Beacon terminal equipment |
US20040234268A1 (en) * | 2003-05-22 | 2004-11-25 | Disney Enterprises, Inc | System and method of optical data communication with multiple simultaneous emitters and receivers |
JP2007533239A (en) * | 2004-04-13 | 2007-11-15 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Device for improving reception in optical networks |
JP2006067500A (en) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Kochi Univ Of Technology | Optical radio communication system, optical radio communication method, optical radio base station, and optical transmitting/receiving terminal |
JP2009231804A (en) * | 2008-02-29 | 2009-10-08 | Kyocera Corp | Light reception/emission integration type element array, and sensor device |
JP2011009802A (en) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Outstanding Technology:Kk | Optical wireless communication apparatus, optical wireless communication method and program |
JP2014525717A (en) * | 2011-08-26 | 2014-09-29 | ジョセフ,ジョン,アール. | High-speed free space optical communication |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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