JP4678009B2 - Visible light communication apparatus and visible light communication method - Google Patents
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Description
本発明は、可視光で通信可能な可視光通信装置および可視光通信方法に関する。 The present invention relates to a visible light communication device and a visible light communication method capable of communicating with visible light.
可視光通信装置では、電気的に制御が可能なＬＥＤ等の光源をオンオフ制御し、その光源を高速に点滅させてデータを送信する。 In the visible light communication device, a light source such as an LED that can be electrically controlled is turned on and off, and the light source blinks at high speed to transmit data.
また、近年、照明器具としての機能を満足させながら通信を行う可視光通信装置が提案または実用化されている。このような可視光通信装置は、例えば、特許文献１（特開２００７−８１７０３号公報）に記載されている。 In recent years, a visible light communication device that performs communication while satisfying the function as a lighting fixture has been proposed or put into practical use. Such a visible light communication device is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-81703.
このような可視光通信装置は、データ送信時でも照明器具としての機能を満足するために、ある程度の照度を確保しなければならない。このため、可視光通信装置は、４値ＰＰＭ変調などのパルス変調を用いて、光源の点灯時間を確保して通信を行っている。 Such a visible light communication device must ensure a certain level of illuminance in order to satisfy the function as a lighting fixture even during data transmission. For this reason, the visible light communication apparatus performs communication while ensuring the lighting time of the light source by using pulse modulation such as four-value PPM modulation.
図４は、４値ＰＰＭ変調による光源のオンオフ制御を説明するための説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining on / off control of a light source by quaternary PPM modulation.
可視光通信装置は、データ１０１を４値ＰＰＭ変調して、ＰＰＭ信号１０２を生成する。具体的には、４値ＰＰＭ変調では、データ１０１が２ビット単位に区切られ、各２ビットのデータに応じて特定される位置がパルスとなるＰＰＭ信号１０２が生成される。例えば、データ１０１「００」からＰＰＭ信号１０２「１０００」が生成され、データ１０１「０１」からＰＰＭ信号１０２「０１００」が生成され、データ１０１「１０」からＰＰＭ信号１０２「００１０」が生成され、データ１０１「１１」からＰＰＭ信号１０２「０００１」が生成される。なお、ＰＰＭ信号１０２「１」の位置が、パルスとなる。
The visible light communication apparatus performs 4-level PPM modulation on the
可視光通信装置は、ＰＰＭ信号１０２「０」の位置では、光源に電流を連続して流し、光源を点灯し続ける。また、可視光通信装置は、ＰＰＭ信号１０２「１」の位置では、光源に電流をパルスで流し、光源を点滅させる。ここで、点灯時に光源に供給する電流の値は、点滅時のパルスのピーク電流の値と同じである。
At the position of the
これにより、光源の点灯時間を確保することが可能になり、照度を確保することが可能になる。
光源に、高い値の電流が連続して流れると、その光源に故障が発生する可能性が高くなる。 When a high value current flows through a light source continuously, the possibility that the light source will fail increases.
上記のようなパルス変調を用いて通信を行うと、パルスのピーク電流と同じ値の電流が光源に連続して流れるため、そのピーク電流の値を所定値以上に高くすることができない。 When communication is performed using pulse modulation as described above, a current having the same value as the peak current of the pulse flows through the light source continuously, and thus the peak current value cannot be made higher than a predetermined value.
このため、通信距離がある値より伸びない。これは、ピーク電流の値が高いほど通信距離は大きくなるためである。なぜなら、ピーク電流の値が高いほど光源の発する光量が大きく、ＰＰＭ信号を受信するフォトダイオード等の受光素子は、そのＰＰＭ信号の光量が一定値より大きいと反応するからである。 For this reason, the communication distance does not increase beyond a certain value. This is because the communication distance increases as the peak current value increases. This is because the higher the peak current value, the greater the amount of light emitted by the light source, and a light receiving element such as a photodiode that receives the PPM signal reacts when the amount of light of the PPM signal is greater than a certain value.
また、通信距離を伸ばすために、パルスの数を増やすことで、光源に連続して電流を流す時間を減らし、ピーク電流の値を大きくすることも考えられる。しかしながら、この方法では、照明器具としての機能を満足させるのに必要な照度を確保することは、困難になる。 In order to increase the communication distance, it is also conceivable to increase the peak current value by increasing the number of pulses to reduce the time during which current is continuously supplied to the light source. However, with this method, it is difficult to ensure the illuminance necessary to satisfy the function as a lighting fixture.
そこで、本発明の目的は、照度を確保しながら、通信距離を伸ばすことが可能な可視光通信装置および可視光通信方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a visible light communication device and a visible light communication method capable of extending a communication distance while ensuring illuminance.
上記の目的を達成するために、本発明の可視光通信装置は、可視光を発光する光源と、データを受け付ける受付部と、前記受付部が受け付けたデータに応じて、第一の値の直流電流および第二の値の直流電流を前記光源に流して、前記光源が発光する可視光で前記データを送信する制御部と、を含み、前記第一の値は、０より大きく、前記第二の値は、前記第一の値より大きく、前記第二の値の電流は、前記第一の値の電流とは別の電流である。 To achieve the above object, visible light communication apparatus of the present invention includes a light source that emits visible light, and a receiving unit which receives the data, according to the data which the reception unit has received, DC first value flowing a DC current of the current and the second value to the light source, seen including a control unit, the said light source sends the data in the visible light emitted, the first value is greater than 0, the second The second value is larger than the first value, and the second value current is different from the first value current .
また、本発明の可視光通信方法は、データを受け付ける受付ステップと、前記受け付けられたデータに応じて、第一の値の直流電流および第二の値の直流電流を、可視光を発光する光源に流して、前記光源が発光する可視光で前記データを送信する制御ステップと、を含み、前記第一の値は、０より大きく、前記第二の値は、前記第一の値より大きく、前記第二の値の電流は、前記第一の値の電流とは別の電流である。 Further, visible light communication method of the present invention emits light with reception step of receiving data, according to the accepted data, the DC current of the DC current and the second value of the first value, a visible light source a flowing, seen including a control step, the said light source sends the data in the visible light emitted, the first value is greater than 0, the second value is greater than said first value the current of the second value, the current of the first value is another current.
本発明によれば、照度を確保しながら、通信距離を伸ばすことが可能になる。 According to the present invention, it is possible to increase the communication distance while ensuring illuminance.
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は、本発明の一実施例の可視光通信装置の構成を示したブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a visible light communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
図１において、可視光通信装置１は、光源１１と、受付部１２と、制御部１３とを含む。
In FIG. 1, the visible
光源１１は、可視光を発光する。光源１１は、例えば、ＬＥＤ、有機ＥＬまたは無機ＥＬである。なお、光源１１は、ＬＥＤ、有機ＥＬまたは無機ＥＬに限らず適宜変更可能である。 The light source 11 emits visible light. The light source 11 is, for example, an LED, an organic EL, or an inorganic EL. The light source 11 is not limited to an LED, an organic EL, or an inorganic EL, and can be changed as appropriate.
受付部１２は、データを受け付ける。例えば、受付部１２は、電力線通信網などの通信網と接続され、その通信網からデータを受け付ける。
The accepting
制御部１３は、受付部１２が受け付けたデータに応じて、０より大きい第一の値の電流と、第一の値より大きい第二の値の電流とを、光源１１に流して、光源１１が発光する可視光でそのデータを送信する。
In accordance with the data received by the receiving
具体的には、制御部１３は、変調部１３ａと、駆動部１３ｂとを含み、各部が以下の処理を行う。 Specifically, the control unit 13 includes a modulation unit 13a and a drive unit 13b, and each unit performs the following processing.
変調部１３ａは、受付部１２が受け付けたデータをパルス変調してパルス変調信号を生成する。パルス変調は、多値ＰＰＭ変調（多値パルス位置変調）であることが望ましい。
The modulation unit 13a performs pulse modulation on the data received by the
駆動部１３ｂは、変調部１３ａが生成したパルス変調信号に応じて、第一の値の電流と、第二の値の電流とを、光源１１に流して、光源１１が発光する可視光でそのデータを送信する。具体的には、駆動部１３ｂは、パルス変調信号のパルスのピークの位置で、第二の値の電流を光源１１に流し、パルス変調信号のうちパルスのピークと異なる位置で、第一の値の電流を光源１１に流す。 In response to the pulse modulation signal generated by the modulation unit 13a, the drive unit 13b causes the first value current and the second value current to flow through the light source 11, and the visible light emitted from the light source 11 is transmitted. Send data. Specifically, the driving unit 13b causes the current of the second value to flow to the light source 11 at the position of the pulse peak of the pulse modulation signal, and the first value at a position different from the pulse peak of the pulse modulation signal. Is supplied to the light source 11.
図２は、可視光で送信されるデータを説明するための説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining data transmitted by visible light.
送信データ２０１は、光源１１が点滅するときに、光源１１から送信されるデータを示す。 Transmission data 201 indicates data transmitted from the light source 11 when the light source 11 blinks.
送信データ２０２は、光源１１に第一の値および第二の値の電流が流されたときに、光源１１から送信されるデータを示す。送信データ２０２が送信されるときには、光源１１は、消灯しないので、照度を確保することが可能になる。また、駆動部１３ｂは、第二の値を、送信データ２０１のパルスのピーク電流（以下、所定ピーク電流と称する）の値より大きくすることで、送信データ２０２の通信距離を、送信データ２０１の通信距離より伸ばすことができる。 The transmission data 202 indicates data transmitted from the light source 11 when a current having a first value and a second value flows through the light source 11. When the transmission data 202 is transmitted, the light source 11 is not turned off, so that it is possible to ensure illuminance. Further, the drive unit 13b increases the communication distance of the transmission data 202 by setting the second value to be larger than the value of the peak current of the pulse of the transmission data 201 (hereinafter referred to as a predetermined peak current). It can be extended from the communication distance.
以下、パルス変調を多値ＰＰＭ変調としたときの、可視光で送信されるデータをより詳細に説明する。なお、パルス変調信号をＰＰＭ信号と称する。 Hereinafter, data transmitted with visible light when pulse modulation is multilevel PPM modulation will be described in more detail. The pulse modulation signal is referred to as a PPM signal.
送信データ３０１は、パルス変調を多値ＰＰＭ変調としたときの、駆動部１３ｂが光源１１を点滅させて送信するデータを示す。
このとき、ＰＰＭ信号のパルスの位置では、駆動部１３ｂは、光源１１に所定ピーク電流を断続的に流して、光源１１を点滅させる。一方、ＰＰＭ信号のうちパルスと異なる位置では、駆動部１３ｂは、所定ピーク電流の値と同じ値の電流を光源１１に連続して流して、光源１１を点灯し続ける。 At this time, at the position of the pulse of the PPM signal, the driving unit 13 b causes the light source 11 to blink by causing a predetermined peak current to flow intermittently through the light source 11. On the other hand, at a position different from the pulse in the PPM signal, the driving unit 13b continuously supplies a current having the same value as the value of the predetermined peak current to the light source 11 to keep the light source 11 on.
送信データ３０２は、パルス変調を多値ＰＰＭ変調としたときの、駆動部１３ｂが光源１１に第一の値および第二の値の電流を流して送信するデータを示す。
The
このとき、駆動部１３ｂは、ＰＰＭ信号のパルスの位置では、第一の値の電流と、第二の値の電流値とを光源１１に交互に流して、光源１１が発光する可視光の光量に強弱をつける。また、駆動部１３ｂは、ＰＰＭ信号のうちパルスと異なる位置では、第一の値の電流を光源１１に連続して流して、光源１１を点灯し続ける。 At this time, at the position of the pulse of the PPM signal, the driving unit 13b alternately flows a first value current and a second value current value to the light source 11, and the light amount of visible light emitted from the light source 11 Give strength to. In addition, the driving unit 13b continues to turn on the light source 11 by continuously supplying a current having the first value to the light source 11 at a position different from the pulse in the PPM signal.
これにより、送信データ３０２が送信されるときには、少なくとも第二の値の電流が光源１１に流れるので、光源１１は消灯しない。このため、照度を確保することが可能になる。また、第二の値を大きくしても、第二の値の電流が連続して光源１１に流れないので、光源１１が故障する可能性を軽減することが可能になる。このため、第二の値を大きくすることが可能になり、通信距離を伸ばすことが可能になる。
Thereby, when the
次に動作を説明する。 Next, the operation will be described.
受付部１２は、データを受け付けると、そのデータを変調部１３ａに出力する。
When receiving the data, receiving
変調部１３ａは、そのデータを受け付けると、そのデータを４値ＰＰＭ変調して、ＰＰＭ信号を生成する。変調部１３ａは、そのＰＰＭ信号を駆動部１３ｂに出力する。 When receiving the data, the modulation unit 13a performs 4-value PPM modulation on the data to generate a PPM signal. The modulation unit 13a outputs the PPM signal to the drive unit 13b.
駆動部１３ｂは、駆動部１３ｂは、パルス変調信号のパルスのピークの位置で、第二の値の電流を光源１１に流し、パルス変調信号のパルスのピークと異なる位置で、第一の値の電流を光源１１に流す。 The drive unit 13b causes the current of the second value to flow through the light source 11 at the position of the pulse peak of the pulse modulation signal, and the first value at a position different from the pulse peak of the pulse modulation signal. A current is passed through the light source 11.
光源１１は、その流された電流の値に応じた光量で可視光を発光して、そのデータを、受光装置２に送信する。
The light source 11 emits visible light with a light amount corresponding to the value of the supplied current, and transmits the data to the
次に効果を説明する。 Next, the effect will be described.
本実施例によれば、制御部１３は、受付部１２が受け付けたデータに応じて、０より大きい第一の値の電流と、第一の値より大きい第二の値の電流とを、光源１１に流して、光源１１が発光する可視光でデータを送信する。
According to the present embodiment, the control unit 13 generates a first value current greater than 0 and a second value current greater than the first value according to the data received by the
この場合、０より大きい第一の値の電流と、その第一の値より大きい第二の値の電流とが、データに応じて光源１１に流れる。 In this case, a current having a first value larger than 0 and a current having a second value larger than the first value flow to the light source 11 according to the data.
このため、第一の値の電流により照度を確保することが可能になるため、第二の値の電流を連続して光源１１に流さなくても、照度を確保することが可能になる。したがって、例えば、第二の値の電流を断続的に光源１１に流すことで、通信距離を伸ばすことが可能になる。したがって、照度を確保しながら、通信距離を伸ばすことが可能になる。 For this reason, the illuminance can be ensured by the current having the first value, and therefore the illuminance can be ensured without continuously passing the current having the second value to the light source 11. Therefore, for example, the communication distance can be extended by causing the current of the second value to flow through the light source 11 intermittently. Therefore, it is possible to increase the communication distance while ensuring illuminance.
また、本実施例では、変調部１３ａは、受付部１２が受け付けたデータをパルス変調してパルス変調信号を生成する。駆動部１３ｂは、変調部１３ａが生成したパルス変調信号のパルスのピークの位置で第二の値の電流を光源１１に流し、そのパルス変調信号のうちパルスと異なる位置で第一の値の電流を光源１１に流す。
In the present embodiment, the modulation unit 13a generates a pulse modulation signal by pulse-modulating the data received by the
この場合、第二の値の電流が、パルスのピークの位置で光源１１に流れ、第一の値の電流が、パルスのピークと異なる位置で光源１１に流れる。 In this case, the second value current flows to the light source 11 at the peak position of the pulse, and the first value current flows to the light source 11 at a position different from the pulse peak.
このため、第一の値の電流により照度を確保することが可能になる。また、第二の値の電流が光源１１に連続して流れないので、その第二の値の電流を大きくすることで、通信距離を伸ばすことが可能になる。 For this reason, it becomes possible to ensure illumination intensity with the electric current of the first value. In addition, since the second value current does not continuously flow through the light source 11, the communication distance can be increased by increasing the second value current.
さらに、パルスが少ないほど、光源１１に第二の値の電流が流れる時間が少なくなるので、パルスが少ないほど、第二の値を大きくすることが可能になり、通信距離を伸ばすことが可能になる。 Furthermore, the smaller the number of pulses, the shorter the time during which the current of the second value flows through the light source 11. Therefore, the smaller the number of pulses, the larger the second value can be, and the communication distance can be increased. Become.
また、本実施例では、パルス変調は、多値ＰＰＭ変調である。 In this embodiment, the pulse modulation is multilevel PPM modulation.
この場合、容易に照度を確保することが可能になる。 In this case, the illuminance can be easily secured.
以上説明した実施例において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。 In the embodiment described above, the illustrated configuration is merely an example, and the present invention is not limited to the configuration.
１ 可視光通信装置
２ 受光装置
１１ 光源
１２ 受付部
１３ 制御部
１３ａ 変調部
１３ｂ 駆動部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
データを受け付ける受付部と、
前記受付部が受け付けたデータに応じて、第一の値の直流電流および第二の値の直流電流を前記光源に流して、前記光源が発光する可視光で前記データを送信する制御部と、を含み、
前記第一の値は、０より大きく、
前記第二の値は、前記第一の値より大きく、
前記第二の値の電流は、前記第一の値の電流とは別の電流である、可視光通信装置。 A light source that emits visible light;
A reception unit for receiving data;
Depending on the data to which the accepting unit accepts a control unit that the DC current of the DC current and the second value of the first value flowing to the light source, the light source transmits the data in the visible light emitted, only including,
The first value is greater than 0;
The second value is greater than the first value,
The visible light communication device , wherein the second value of current is different from the first value of current .
前記制御部は、
前記受付部が受け付けたデータをパルス変調してパルス変調信号を生成する変調部と、
前記変調部が生成したパルス変調信号のパルスのピークの位置で、前記第二の値の直流電流を前記光源に流し、前記パルス変調信号のうち前記パルスのピークと異なる位置で、前記第一の値の直流電流を前記光源に流す、可視光通信装置。 The visible light communication device according to claim 1,
The controller is
A modulation unit that generates a pulse modulation signal by pulse-modulating the data received by the reception unit;
The direct current of the second value is caused to flow through the light source at the position of the pulse peak of the pulse modulation signal generated by the modulation unit, and the first value is different from the peak of the pulse in the pulse modulation signal. A visible light communication device for flowing a direct current of a value to the light source.
前記パルス変調は、多値ＰＰＭ変調である、可視光通信装置。 The visible light communication device according to claim 2,
The visible light communication apparatus, wherein the pulse modulation is multilevel PPM modulation.
前記受け付けられたデータに応じて、第一の値の直流電流および第二の値の直流電流を、可視光を発光する光源に流して、前記光源が発光する可視光で前記データを送信する制御ステップと、を含み、
前記第一の値は、０より大きく、
前記第二の値は、前記第一の値より大きく、
前記第二の値の電流は、前記第一の値の電流とは別の電流である、可視光通信方法。 A reception step for receiving data;
Depending on the accepted data, the DC current of the DC current and the second value of the first value, by supplying the light source which emits visible light, control the light source to transmit the data in the visible light emitted and the step, only including,
The first value is greater than 0;
The second value is greater than the first value,
The visible light communication method , wherein the second value of current is different from the first value of current .
前記制御ステップは、
前記受け付けられたデータをパルス変調してパルス変調信号を生成する変調ステップと、
前記生成されたパルス変調信号のパルスのピークの位置で、前記第二の値の直流電流を前記光源に流し、前記パルス変調信号のパルスのうち前記ピークと異なる位置で、前記第一の値の直流電流を前記光源に流す、可視光通信方法。 The visible light communication method according to claim 4,
The control step includes
A modulation step of pulse-modulating the received data to generate a pulse-modulated signal;
At the position of the peak of the pulse of the generated pulse modulation signal, a direct current of the second value is passed through the light source, and the position of the first value is different from the peak of the pulse of the pulse modulation signal. A visible light communication method in which a direct current is passed through the light source.
前記パルス変調は、多値ＰＰＭ変調である、可視光通信方法。 The visible light communication method according to claim 5,
The visible light communication method, wherein the pulse modulation is multilevel PPM modulation.
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