JP5051891B2 - Receiving terminal and optical transmission system - Google Patents

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Description

本発明は、照明器具から照射する照明光に重畳された送信データを受信する受信端末、及び受信端末と複数の照明器具から構成される光伝送システムに関する。   The present invention relates to a receiving terminal that receives transmission data superimposed on illumination light emitted from a lighting fixture, and an optical transmission system that includes a receiving terminal and a plurality of lighting fixtures.

従来から照明光に送信データを重畳させて伝送する複数の照明器具と、照明光に重畳された送信データを受信する受信端末から構成される光伝送システムが多く提案されている。これらの光伝送システムでは、一般照明用として最も広く普及している蛍光灯を光源とした照明器具を利用していることが多い。   2. Description of the Related Art Conventionally, many optical transmission systems that include a plurality of luminaires that transmit transmission data superimposed on illumination light and a reception terminal that receives transmission data superimposed on illumination light have been proposed. These optical transmission systems often use luminaires that use fluorescent lamps as the light source most widely used for general illumination.

例えば、照明用蛍光灯の駆動周波数を送信データのレベルに応じた所定の周波数とすることで、送信すべきデータを蛍光灯から照明光の形態で送信する光によるデータ伝送方式が開示されている。このデータ伝送方式では、FSK変調方式が使用される(例えば、特許文献1参照)。   For example, a data transmission method using light in which data to be transmitted is transmitted from a fluorescent lamp in the form of illumination light by setting the driving frequency of the lighting fluorescent lamp to a predetermined frequency according to the level of transmission data is disclosed. . In this data transmission method, an FSK modulation method is used (see, for example, Patent Document 1).

また、放電灯を送信信号に応じて変調した所定の周波数で点灯すると共に、この放電灯からの光を受光して復調する情報伝送装置が開示されている。この情報伝送装置の送信部分は、制御回路が信号源から送出された送信信号により発振回路の発振周波数に変調をかけ、ハーフブリッジ回路のスイッチング素子をその変調のかかった周波数で駆動する。受信部分は、送信側から送られる信号をフォトダイオードで受信し、復調回路において送出された信号の形式に復調する(例えば、特許文献2参照)。   Also disclosed is an information transmission device that lights a discharge lamp at a predetermined frequency modulated according to a transmission signal and receives and demodulates light from the discharge lamp. In the transmission portion of the information transmission apparatus, the control circuit modulates the oscillation frequency of the oscillation circuit by the transmission signal transmitted from the signal source, and drives the switching element of the half bridge circuit at the modulated frequency. The reception part receives a signal sent from the transmission side by a photodiode, and demodulates it into the form of a signal sent out by a demodulation circuit (see, for example, Patent Document 2).

これら従来の光伝送システムでは、配置した複数の照明器具それぞれに光伝送機能を持たせる場合に、情報を受信することができない状況が発生する可能性があり、各照明器具からシームレスに情報を取得することが困難であるという問題がある。例えば、図10に示すように、照明器具A1〜A4が所定の間隔で配置され、同じ休止期間Ta(例えば、1s)、同じ送信期間(例えば、10ms)、かつ同じ周波数で光出力に所定ビット(例えば、12ビット)の送信情報を重畳して所定の伝送速度(例えば、1200bps)で送信する場合、照明器具A1〜A4から送信される情報を受信する受信端末Bを携帯する歩行者が、互いに隣接する照明器具の間(例えば、A1とA2の間)に差し掛かった時、照明器具A1、A2から送信された情報が衝突を起こし、受信端末Bはいずれの照明器具からの情報をも受信することができなくなる。この原因は、図11に示すように、受信端末Bが備えた1個の広い受光角度(例えば、60°)を有する受光素子で複数の照明光を同時に受光する際に、干渉が生じるためである。   In these conventional light transmission systems, when each of the plurality of luminaires arranged has a light transmission function, there is a possibility that information cannot be received, and information is obtained seamlessly from each luminaire. There is a problem that it is difficult to do. For example, as shown in FIG. 10, the lighting fixtures A1 to A4 are arranged at predetermined intervals, the same pause period Ta (for example, 1 s), the same transmission period (for example, 10 ms), and a predetermined bit for optical output at the same frequency. When superimposing transmission information (for example, 12 bits) and transmitting at a predetermined transmission speed (for example, 1200 bps), a pedestrian carrying a receiving terminal B that receives information transmitted from the lighting fixtures A1 to A4, When the lighting fixtures approach each other (for example, between A1 and A2), the information transmitted from the lighting fixtures A1 and A2 causes a collision, and the receiving terminal B receives information from any of the lighting fixtures. Can not do. This is because, as shown in FIG. 11, interference occurs when a plurality of illumination lights are simultaneously received by a light receiving element having a wide light receiving angle (for example, 60 °) provided in the receiving terminal B. is there.

この問題を解決するために、例えば、各照明器具は他の照明器具から送信された信号を受信して自身が送信した信号と一致するか否かを判定し、不一致であると判定した場合は、他の照明器具とは異なる所定時間の経過後に同じ信号を送信することで、配光エリアが重なっても衝突を起こすことなく信号を受信できるようにした例が提案されている(例えば、特許文献3参照)。   In order to solve this problem, for example, each lighting fixture receives a signal transmitted from another lighting fixture, determines whether or not it matches the signal transmitted by itself, and if it is determined that they do not match An example has been proposed in which a signal can be received without causing a collision even if light distribution areas overlap by transmitting the same signal after a lapse of a predetermined time different from other lighting fixtures (for example, patents) Reference 3).

特開昭60−32443号公報JP-A-60-32443 特開平6−20785号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-20785 特開2005−176257号公報JP 2005-176257 A

しかしながら、上記の特許文献3に記載された例では、複数の照明器具から照明光に重畳して送信された信号が衝突した際に、受信端末で所望の信号を正常に受信できない状況を回避するために、各照明器具に自身が送信した信号を受信する受信手段を備える必要がある。このため、照明器具の構成が複雑になるとともに、コストがアップするという問題がある。   However, in the example described in Patent Literature 3 described above, when a signal transmitted by being superimposed on illumination light from a plurality of lighting fixtures collides, a situation in which a desired signal cannot be normally received by a receiving terminal is avoided. Therefore, it is necessary to provide each luminaire with receiving means for receiving a signal transmitted by itself. For this reason, there exists a problem that the structure of a lighting fixture becomes complicated and cost increases.

更に、自身が送信した信号を受信するためには、照明光を壁や床等で反射させて受光しなければならず、反射率の高い壁面や床面を必要とするなど、照明器具が設置される環境に制約がある。   In addition, in order to receive the signal transmitted by itself, the illumination light must be reflected and received by the wall or floor, etc., and lighting equipment is installed such as requiring a highly reflective wall surface or floor surface. There are restrictions on the environment.

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたもので、照明器具の照明光に重畳して送信されるデータを、照明器具が設置される環境に左右されることなく、かつ、他の照明器具の照明光による干渉を受けることなく受信することのできる受信端末、及び受信端末と複数の照明器具から構成される光伝送システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and the data transmitted by being superimposed on the illumination light of the luminaire is not influenced by the environment in which the luminaire is installed, and other illumination. It is an object of the present invention to provide a receiving terminal capable of receiving without receiving interference due to illumination light of the fixture, and an optical transmission system including the receiving terminal and a plurality of lighting fixtures.

本発明の受信端末は、複数の照明器具のうち、対応する前記照明器具から送信データが重畳された照明光を受光することにより、前記送信データを取得する受信端末であって、 受光角の中心が互いに異なる受光素子で前記照明光を受光して、電気信号に変換する複数の受信部と、前記受信部から出力された電気信号を復調して、2値化された受信データを取得する復調部と、前記2値化された受信データが前記送信データの所定のパターンと一致している場合に、当該受信データは、前記対応する照明器具とは異なる前記照明器具からの照明光によって干渉を受けていない前記送信データであると判断する判断部と、を備え、前記所定のパターンは、人が照明光のちらつきを認識できない単位時間内で出力が一定のパターンであり、前記複数の受信部における複数の受光素子が面上で少なくとも円弧状をなすように配置され、前記複数の受光素子が配置された面に垂直な方向から見て、当該複数の受光素子は、中心に配置された一の受光素子と、当該一の受光素子のまわりの円周上に当該円周に沿って等間隔で配置された周囲の複数の受光素子と、を含むThe receiving terminal of the present invention is a receiving terminal that acquires the transmission data by receiving illumination light on which transmission data is superimposed from the corresponding lighting fixture among a plurality of lighting fixtures, A plurality of receiving units that receive the illumination light by different light receiving elements and convert them into electrical signals, and a demodulator that demodulates the electrical signals output from the receiving units to obtain binarized received data And the binarized reception data match a predetermined pattern of the transmission data, the reception data is interfered by illumination light from the lighting fixture different from the corresponding lighting fixture. A determination unit that determines that the transmission data is not received, and the predetermined pattern is a pattern whose output is constant within a unit time in which a person cannot recognize flickering of illumination light, The plurality of light receiving elements in the receiving unit are arranged so as to form at least an arc shape on the surface, and the plurality of light receiving elements are centered when viewed from a direction perpendicular to the surface on which the plurality of light receiving elements are disposed. One light receiving element arranged, and a plurality of surrounding light receiving elements arranged at equal intervals along the circumference on the circumference around the one light receiving element .

この構成により、照明器具の照明光に重畳して送信されたデータを、照明器具が設置される環境に左右されることなく、かつ、他の照明器具の照明光による干渉を受けることなく受信することができる。また、照明器具から照射される照明光のちらつきを防止することができる。 With this configuration, the data transmitted by being superimposed on the illumination light of the lighting fixture is received without being influenced by the environment in which the lighting fixture is installed and without being affected by the illumination light of other lighting fixtures. be able to. Further, flickering of illumination light emitted from the lighting fixture can be prevented.

また、本発明の一態様として、上記の受信端末において、前記判断部は、前記受信部に対応した複数の前記2値化された受信データが前記送信データの前記所定のパターンと一致している場合、当該複数の2値化された受信データのうちいずれかを選択するものも含まれる。   As one aspect of the present invention, in the reception terminal, the determination unit includes a plurality of the binarized reception data corresponding to the reception unit and the predetermined pattern of the transmission data. In such a case, one that selects any one of the plurality of binarized reception data is also included.

この構成により、照明器具の照明光に重畳して送信されたデータを、照明器具が設置される環境に左右されることなく、かつ、他の照明器具の照明光による干渉を受けることなく受信することができる。   With this configuration, the data transmitted by being superimposed on the illumination light of the lighting fixture is received without being influenced by the environment in which the lighting fixture is installed and without being affected by the illumination light of other lighting fixtures. be able to.

さらに、本発明の一態様として、上記の受信端末において、前記所定のパターンは、前記送信データの1パケットのフォーマットが予め定められたものであるものも含まれる。   Furthermore, as one aspect of the present invention, in the receiving terminal, the predetermined pattern includes one in which a format of one packet of the transmission data is predetermined.

この構成により、照明器具の照明光に重畳して送信されたデータを、照明器具が設置される環境に左右されることなく、かつ、他の照明器具の照明光による干渉を受けることなく受信することができる。   With this configuration, the data transmitted by being superimposed on the illumination light of the lighting fixture is received without being influenced by the environment in which the lighting fixture is installed and without being affected by the illumination light of other lighting fixtures. be able to.

また、本発明の一態様として、上記の受信端末において、前記判断部は、複数回取得した前記2値化された受信データが一致した場合に、当該2値化された受信データは、前記対応する照明器具とは異なる前記照明器具からの照明光による干渉を受けていない前記送信データであると判断するものも含まれる。   Moreover, as one aspect of the present invention, in the reception terminal, when the binarized reception data acquired a plurality of times match, the binarized reception data is What determines that it is the said transmission data which has not received the interference by the illumination light from the said lighting fixture different from the lighting fixture to perform is also included.

この構成により、照明器具の照明光に重畳して送信されたデータを、照明器具が設置される環境に左右されることなく、かつ、他の照明器具の照明光による干渉を受けているか、いないかを精度良く判断して、干渉を受けない送信データを確実に受信することができる。   With this configuration, the data transmitted superimposed on the illumination light of the luminaire is not affected by the environment in which the luminaire is installed, and is not subject to interference by the illumination light of other luminaires Therefore, it is possible to accurately receive transmission data that is not subject to interference.

また、本発明の一態様として、上記の受信端末において、前記判断部は、前記照明器具の照明光に重畳される前記所定の送信データに付加された誤り検出符号を用いて、前記2値化された受信データが前記対応する照明器具とは異なる前記照明器具からの照明光による干渉を受けていない前記送信データであると判断するものも含まれる。   Moreover, as one aspect of the present invention, in the reception terminal, the determination unit uses the error detection code added to the predetermined transmission data superimposed on the illumination light of the luminaire to perform the binarization. It is also included that the received data is determined to be the transmission data that is not subject to interference by illumination light from the lighting fixture different from the corresponding lighting fixture.

この構成により、照明器具の照明光に重畳して送信されたデータを、照明器具が設置される環境に左右されることなく、かつ、他の照明器具の照明光による干渉を受けることなく受信することができる。また、誤り検出のためデータに付加するビットが少なくなり、通信効率が向上する。   With this configuration, the data transmitted by being superimposed on the illumination light of the lighting fixture is received without being influenced by the environment in which the lighting fixture is installed and without being affected by the illumination light of other lighting fixtures. be able to. Also, fewer bits are added to the data for error detection, improving communication efficiency.

本発明の光伝送システムは、上記の受信端末と、複数の前記照明器具から構成されるものである。   The optical transmission system of this invention is comprised from said receiving terminal and several said lighting fixtures.

この構成により、照明器具の照明光に重畳して送信されたデータを、照明器具が設置される環境に左右されることなく、かつ、他の照明器具の照明光による干渉を受けることなく受信することができる。   With this configuration, the data transmitted by being superimposed on the illumination light of the lighting fixture is received without being influenced by the environment in which the lighting fixture is installed and without being affected by the illumination light of other lighting fixtures. be able to.

本発明によれば、照明器具の照明光に重畳して送信されるデータを、照明器具が設置される環境に左右されることなく、かつ、他の照明器具の照明光による干渉を受けることなく受信することができる受信端末、及び受信端末と複数の照明器具から構成される光伝送システムを提供できる。   According to the present invention, the data transmitted by being superimposed on the illumination light of the luminaire is not affected by the environment in which the luminaire is installed, and is not subject to interference by the illumination light of other luminaires. It is possible to provide a receiving terminal capable of receiving, and an optical transmission system including the receiving terminal and a plurality of lighting fixtures.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図1は、本発明の実施形態に係る受信端末の概略構成を示す図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a receiving terminal according to an embodiment of the present invention.

図1において、受信端末Rは、それぞれが光電変換部101及び増幅回路102からなる複数の受信部11、12、13、・・・と、復調回路21、22、23、・・・と、判断部30及び信号処理部40を有する構成である。   In FIG. 1, the receiving terminal R determines that there are a plurality of receiving units 11, 12, 13,... Each including a photoelectric conversion unit 101 and an amplification circuit 102, and demodulation circuits 21, 22, 23,. The configuration includes the unit 30 and the signal processing unit 40.

光電変換部101は、照明器具T1、T2、T3から送信データが重畳された照明光を受光して光波長成分を透過する光学フィルタと、この光学フィルタを透過した照明光を電気信号に変換する光電変換素子を一体化して構成したものである。光電変換素子としては、例えばPINフォトダイオードが用いられ、他にフォトトランジスタや、フォトダイオードと増幅回路を集積したフォトICを使用することができる。   The photoelectric conversion unit 101 receives illumination light on which transmission data is superimposed from the lighting fixtures T1, T2, and T3, and transmits an optical filter that transmits a light wavelength component, and converts the illumination light that has passed through the optical filter into an electrical signal. A photoelectric conversion element is integrated and configured. As the photoelectric conversion element, for example, a PIN photodiode is used. In addition, a phototransistor or a photo IC in which a photodiode and an amplifier circuit are integrated can be used.

光電変換部101は、受信部11、12、13、・・・毎に設けられるとともに、それぞれ所定の位置に、かつ受光角の中心が所定の方向を向くように配置される。   The photoelectric conversion unit 101 is provided for each of the reception units 11, 12, 13,..., And is arranged at a predetermined position and so that the center of the light receiving angle faces a predetermined direction.

図2は、光電変換部101の配置例を示す図である。図2(a)、(b)は、光電変換部101を5個配置した例を示す平面図及び側面図であり、正面から照射される光を受光する光電変換部101を中心にし、その周囲に他の光電変換部101をその受光角中心が斜め外方向を向くように配置している。また、図2(c)は、正面から照射される光を受光する光電変換部101を中心にし、その周囲に受光角中心が斜め外方向を向くように配置した光電変換部101を8個配置した例を示す平面図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement example of the photoelectric conversion unit 101. FIGS. 2A and 2B are a plan view and a side view showing an example in which five photoelectric conversion units 101 are arranged, with the photoelectric conversion unit 101 receiving light irradiated from the front as the center and the surroundings. The other photoelectric conversion unit 101 is arranged so that the center of the light receiving angle faces obliquely outward. In FIG. 2C, eight photoelectric conversion units 101 are arranged around the photoelectric conversion unit 101 that receives light irradiated from the front, and the periphery of the photoelectric conversion unit 101 is directed obliquely outward. FIG.

図3は、照明器具と光電変換部101の位置関係を示す説明図である。図11に示した従来の受信端末では、受光角が比較的広角(例えば、60°)である1個の光電変換部を使用するため、同時に複数の照明器具の照明光を受光する。これに対して、本発明の実施形態にかかる受信端末は、図3に示すように、受光角が比較的狭い(例えば、20°)の複数の光電変換部101を使用する。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the lighting fixture and the photoelectric conversion unit 101. Since the conventional receiving terminal shown in FIG. 11 uses one photoelectric conversion unit having a relatively wide light receiving angle (for example, 60 °), it simultaneously receives illumination light from a plurality of lighting fixtures. On the other hand, the receiving terminal according to the embodiment of the present invention uses a plurality of photoelectric conversion units 101 having a relatively narrow light receiving angle (for example, 20 °) as shown in FIG.

これらのことから、複数の照明器具によって複数の照明光を同時に受光しても、各光電変換部101で複数の照明光を受光する機会が少なくなり、いずれかの光電変換部101が照明光を正常に受光する可能性が高くなる。もし、全ての光電変換部101で照明光を正常に受光することができなくても、受信端末の利用者が少し移動することでいずれかの光電変換部101で照明光を正常に受光できるようになる。   For these reasons, even when a plurality of illumination lights are simultaneously received by a plurality of lighting fixtures, the chance of receiving a plurality of illumination lights at each photoelectric conversion unit 101 is reduced, and any one of the photoelectric conversion units 101 receives the illumination light. The possibility of receiving light normally increases. Even if not all the photoelectric conversion units 101 can normally receive illumination light, any one of the photoelectric conversion units 101 can normally receive illumination light by a slight movement of the user of the receiving terminal. become.

また、複数の照明器具と受信端末から構成される本発明の実施形態に係る光伝送システムを、例えば、位置情報を利用した歩行者ナビゲーション等に利用する場合は、同一の位置情報アドレスや位置ID、及び緯度経度のデータを繰り返し送信するため、受信端末においてこれらのデータを正常に受信できないことがあっても、そのデータが正常に受信できなかったデータであることが判断できれば、繰り返し送信される次回以降のデータを正常に受信することにより、システムとして問題とはならない。   Moreover, when using the optical transmission system which concerns on embodiment of this invention comprised from several lighting fixtures and receiving terminals, for example for the pedestrian navigation using a positional information, the same positional information address and positional ID Since the data of latitude and longitude are repeatedly transmitted, even if the data cannot be normally received at the receiving terminal, the data is repeatedly transmitted if it is determined that the data cannot be normally received. By receiving data after the next time normally, there is no problem as a system.

増幅回路102は汎用のオペアンプIC等で構成され、光電変換部101から出力される電気信号を増幅する差動増幅回路である。なお、オペアンプICに代えてトランジスタで構成した差動増幅回路であってもよい。また、この増幅回路102は、光電変換部101としてフォトICを使用する場合など、光電変換後の電気信号が復調回路21、22、23、・・・における処理に十分なレベルであれば省略することが可能である。   The amplifier circuit 102 is configured by a general-purpose operational amplifier IC or the like, and is a differential amplifier circuit that amplifies an electric signal output from the photoelectric conversion unit 101. In addition, it may replace with operational amplifier IC and the differential amplifier circuit comprised with the transistor may be sufficient. Further, the amplification circuit 102 is omitted if the electric signal after photoelectric conversion is at a level sufficient for processing in the demodulation circuits 21, 22, 23,..., Such as when a photo IC is used as the photoelectric conversion unit 101. It is possible.

復調回路21、22、23、・・・は、それぞれ受信部11、12、13、・・・から出力される受信信号を復調して、2値化された受信データを取得するためのものであり、例えばバンドパスフィルタと、バンドパスフィルタを通過した受信信号のレベルをしきい値と比較する比較回路から構成される。   The demodulation circuits 21, 22, 23,... Are for demodulating the reception signals output from the reception units 11, 12, 13,. There are, for example, a band pass filter and a comparison circuit that compares the level of the received signal that has passed through the band pass filter with a threshold value.

バンドパスフィルタは、オペアンプIC等で構成され、変調周波数の2倍の周波数を通過帯域の中心周波数とする汎用のフィルタである。図4は、一般的なバンドパスフィルタであるDABP(Dual Amplifier Band Pass)型フィルタの構成を示す図である。   The bandpass filter is a general-purpose filter that includes an operational amplifier IC or the like and uses a frequency that is twice the modulation frequency as the center frequency of the passband. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a DABP (Dual Amplifier Band Pass) type filter which is a general band pass filter.

図4におけるDABP型バンドパスフィルタの中心周波数は、次式によって表される。
f0=1/2πCR
C1=C2=C、R2=R3=R
但し、定格点灯時の周波数の2倍の周波数を通過帯域の中心周波数としてもよく、その場合は復調される受信データの論理が反転しているので、信号処理部40で更に反転する必要がある。
The center frequency of the DABP type bandpass filter in FIG. 4 is expressed by the following equation.
f0 = 1 / 2πCR
C1 = C2 = C, R2 = R3 = R
However, a frequency twice the frequency at the time of rated lighting may be used as the center frequency of the pass band. In this case, since the logic of the received data to be demodulated is inverted, it is necessary to further invert the signal processing unit 40. .

比較回路はコンパレータIC等からなり、変調周波数の2倍の周波数成分がバンドパスフィルタを通過した時にHレベルの信号を出力し、それ以外の場合ではバンドパスフィルタの通過帯域外の周波数となってLレベルの信号を出力する。これにより、照明器具T1〜T3から照射される照明光の受信信号から2値化された受信データを復調する。   The comparison circuit is composed of a comparator IC or the like, and outputs an H level signal when a frequency component twice the modulation frequency passes through the band pass filter, and otherwise becomes a frequency outside the pass band of the band pass filter. An L level signal is output. Thereby, the reception data binarized from the reception signal of the illumination light irradiated from the lighting fixtures T1 to T3 is demodulated.

判断部30は、復調回路21、22、23、・・・から出力される2値化受信データが干渉していないがどうかを判断するもので、それぞれの受信データのうち予め定められたパターンで正しく復調されたデータが対応する照明器具とは異なる照明器具からの照明光によって干渉を受けていない受信データ(非干渉データ)であると判断する。   The determination unit 30 determines whether or not the binarized reception data output from the demodulation circuits 21, 22, 23,... Does not interfere. It is determined that correctly demodulated data is received data (non-interfering data) that has not been interfered by illumination light from a lighting fixture different from the corresponding lighting fixture.

信号処理部40は、判断部30において干渉されていないと判断した受信データを他の電子機器、例えばPDA、携帯電話に伝送したり、受信データに含まれる位置情報を別途記憶している地図データベースと照合して表示デバイスに表示したり、或いは音声で報知するための処理を行う。   The signal processing unit 40 transmits the received data determined not to be interfered by the determining unit 30 to another electronic device such as a PDA or a mobile phone, or stores the location information included in the received data separately. Are displayed on the display device in comparison with each other, or a process for notifying by voice is performed.

なお、これら判断部30及び信号処理部40は、例えばマイコンやDSP(Digital Signal Processor)等により構成される。   The determination unit 30 and the signal processing unit 40 are configured by, for example, a microcomputer or a DSP (Digital Signal Processor).

次に、上記のように構成された本実施形態の受信端末において、複数の照明器具からの照明光を受光する際に、対応する照明器具とは異なる照明器具からの照明光によって干渉を受けていないデータを受信する際の動作について、いくつか具体例を示す。   Next, in the receiving terminal of the present embodiment configured as described above, when receiving illumination light from a plurality of lighting fixtures, interference is received by illumination light from different lighting fixtures. Some specific examples of the operation when receiving no data are shown.

第1実施例は、送信データの1パケットのフォーマットを予め定めておき、判断部30において復調回路21、22、23、・・・から出力した2値化された受信データを予め定めたフォーマットと比較することにより、干渉しないデータを受信したか否かを判断するものである。   In the first embodiment, the format of one packet of transmission data is determined in advance, and the binarized reception data output from the demodulation circuits 21, 22, 23,. By comparing, it is determined whether data that does not interfere is received.

図5は、1パケットのフォーマットとして、例えば、スタートビットを1スロットの“1”(High信号)、データを8スロット、ストップビットを10スロット以上の“0”(Low信号)と定めた場合に、(a)正しく受信できた2値化データ、(b)正しく受信できなかった例を示す図である。   FIG. 5 shows the case where, for example, the start bit is defined as 1 slot “1” (High signal), the data is 8 slots, and the stop bit is 10 slots or more “0” (Low signal). (A) The binarized data which was able to receive correctly, (b) It is a figure which shows the example which was not able to be received correctly.

図5(a)では、10スロットのLow信号(ストップビットに相当)、1スロットのHigh信号(スタートビットに相当)、8スロットのHigh信号またはLow信号からなるデータと続いているので、判断部30は予め定めたフォーマットに合っていると判定し、データを正常に受信できたと判断する。   In FIG. 5 (a), since the 10-slot low signal (corresponding to the stop bit), the 1-slot high signal (corresponding to the start bit), the data consisting of the 8-slot high signal or low signal are continued, the determination unit No. 30 determines that the format conforms to a predetermined format, and determines that the data has been successfully received.

一方、図5(b)では、10スロット以上のLow信号とそれに続く1スロットのHigh信号が存在しない。これは、予め定めたフォーマットに合っていないので、判断部30は正常に受信できなかったと判断する。   On the other hand, in FIG. 5B, there is no Low signal of 10 slots or more and a 1-slot High signal following it. Since this does not match the predetermined format, the determination unit 30 determines that the signal could not be received normally.

判断部30は、これらの処理を復調回路21、22、23、・・・からそれぞれ出力した全ての2値化信号について行う。その結果、一つの復調回路から出力された2値化信号のみが正常に受信できた場合は、その2値化信号を信号処理部40に送る。   The determination unit 30 performs these processes for all the binarized signals output from the demodulation circuits 21, 22, 23,. As a result, when only the binarized signal output from one demodulator circuit can be normally received, the binarized signal is sent to the signal processing unit 40.

一方、複数の復調回路から出力された2値化信号が正常に受信できたと判断した場合は、以下のように処理する。   On the other hand, when it is determined that the binarized signals output from the plurality of demodulation circuits have been normally received, the following processing is performed.

(1)2値化信号が全て同一である場合は、その2値化信号を信号処理部40に送る。
(2)2値化信号が異なる場合は、多数決処理を行って同一であるのが最も多い2値化信号を信号処理部40に送る。例えば、受信部11、12、13のうち、いずれか2つの受信部から出力した2値化信号が同一である場合、その2値化信号を信号処理部40に送る。
(3)2値化信号が異なり、かつ多数決処理ができない場合は、予め定めた優先順位に従って選択した2値化信号を信号処理部40に送る。例えば、図2に示した光電変換部101の配置例において、中心に配置した光電変換部101の受信部から出力した2値化信号を優先する等である。また、これに限らず、本実施形態の受信端末を備える光伝送システムのアプリケーションによって優先順位を定めておいてもよい。
(1) When all the binarized signals are the same, the binarized signal is sent to the signal processing unit 40.
(2) If the binarized signals are different, majority processing is performed to send the binarized signal that is most often the same to the signal processing unit 40. For example, when the binarized signals output from any two of the receiving units 11, 12, and 13 are the same, the binarized signals are sent to the signal processing unit 40.
(3) When the binarized signals are different and majority processing cannot be performed, the binarized signal selected in accordance with a predetermined priority order is sent to the signal processing unit 40. For example, in the arrangement example of the photoelectric conversion unit 101 illustrated in FIG. 2, priority is given to the binarized signal output from the reception unit of the photoelectric conversion unit 101 arranged at the center. In addition, the priority order may be determined by an application of an optical transmission system including the receiving terminal of the present embodiment.

更に、アプリケーションによっては、複数の受信部から出力した2値化信号が正常であった場合に、一つだけを選択しなくてもよい。また、正常な2値化信号を出力する受信部に実装された光電変換部101の情報を信号処理部40に送ることにより、受信端末Rの使用者と照明器具との位置関係が詳細に判断できるため、本実施形態の受信端末を備える光伝送システムの利用価値を高めることが可能となる。   Furthermore, depending on the application, when the binarized signals output from a plurality of receiving units are normal, it is not necessary to select only one. Further, the positional relationship between the user of the receiving terminal R and the lighting fixture is determined in detail by sending the information of the photoelectric conversion unit 101 mounted on the receiving unit that outputs a normal binarized signal to the signal processing unit 40. Therefore, it is possible to increase the utility value of the optical transmission system including the receiving terminal of the present embodiment.

第2実施例は、データフォーマットとして4値PPM(Pulse Position Modulation )を用い、各受信部から出力した2値化信号における4スロット単位のHigh信号の出現確率を判断部30においてチェックすることにより、干渉しない信号を受信したか否かを判断するものである。   In the second embodiment, a 4-value PPM (Pulse Position Modulation) is used as a data format, and the judgment unit 30 checks the appearance probability of a high signal in units of 4 slots in the binarized signal output from each receiving unit. It is determined whether or not a signal that does not interfere is received.

図6は、第2実施例における送信信号と、照明器具T1〜T3の点灯回路の動作周波数を制御するための制御信号と、光出力と、復調回路21、22、23、・・・から出力される2値化信号と、受信データの関係を示すタイムチャートである。   FIG. 6 shows a transmission signal in the second embodiment, a control signal for controlling the operating frequency of the lighting circuits of the lighting fixtures T1 to T3, an optical output, and outputs from the demodulation circuits 21, 22, 23,. It is a time chart which shows the relationship between the binarized signal and received data.

4値PPMは、2ビットの送信信号を4スロットのパターンで表す。図6において、2ビットの送信信号“00”は、High‐Low‐Low‐Lowで表し、送信信号“01”は、Low‐High‐Low‐Lowで表し、送信信号“10”は、Low‐Low‐High‐Lowで表し、送信信号“11”は、Low‐Low‐Low‐Highで表す。   The 4-value PPM represents a 2-bit transmission signal with a 4-slot pattern. In FIG. 6, the 2-bit transmission signal “00” is represented by High-Low-Low-Low, the transmission signal “01” is represented by Low-High-Low-Low, and the transmission signal “10” is represented by Low−. The transmission signal “11” is represented by Low-Low-Low-High.

また、図7は、第2実施例におけるスタートビットとストップビットのフォーマット示す図である。図7において、スタートビットは1スロットのHigh信号からなり、ストップビットは7スロット以上のLow信号から構成される。   FIG. 7 is a diagram showing a format of start bits and stop bits in the second embodiment. In FIG. 7, the start bit is composed of a high signal of one slot, and the stop bit is composed of a low signal of seven slots or more.

判断部30は、受信した1パケットの2値化信号がストップビットの7スロット以上のLow信号に続いて、スタートビットの1スロットのHigh信号が続き、その後の4スロット単位のHigh信号の出現確率が25%であるか否かをチェックすることによって、干渉することなく正常に受信できた2値化信号であるか否かを判断する。   The determination unit 30 receives the binarized signal of one packet, followed by a low signal of 7 slots or more of stop bits, followed by a high signal of 1 slot of start bits, and the appearance probability of the subsequent high signal in units of 4 slots. By checking whether or not the signal is 25%, it is determined whether or not the signal is a binarized signal that can be normally received without interference.

なお、図6に示す光出力に重畳される信号の周波数は、人の眼が複数の光源の名案の切換を認識可能である周波数CFF(Critical Fusion Frequency)よりも高い周波数に設定されている。このCFFは、年齢(高齢者は相対的に光の変化に対する応答性が低い傾向にある)や個人差によって異なるとも言われているが、少なくとも120kHz以上であれば特に支障はない。何故なら、50Hz又は60Hzの商用周波数で点灯する白熱灯や銅鉄安定器で点灯する蛍光灯の光出力波形の周波数は100Hz又は120Hzであり、これと同水準であればちらつきとして感じないと考えられるからである。   Note that the frequency of the signal superimposed on the optical output shown in FIG. 6 is set to a frequency higher than the frequency CFF (Critical Fusion Frequency) at which the human eye can recognize the switching of the names of a plurality of light sources. . This CFF is said to vary depending on age (the elderly tend to be relatively responsive to changes in light) and individual differences, but there is no particular problem as long as it is at least 120 kHz or more. This is because the frequency of the light output waveform of an incandescent lamp that lights at a commercial frequency of 50 Hz or 60 Hz or a fluorescent lamp that lights with a copper-iron ballast is 100 Hz or 120 Hz. Because it is.

このため、この第2実施例によれば、人がちらつきを認識できない単位時間内で出力が一定であり、送信信号に関わらず光出力が一定となって、照明器具T1〜T3の光源のちらつきを防止することができる。   Therefore, according to the second embodiment, the output is constant within a unit time in which a person cannot recognize the flicker, the light output is constant regardless of the transmission signal, and the flicker of the light sources of the lighting fixtures T1 to T3 is constant. Can be prevented.

第3実施例は、同一データを複数回送信し、受信した2値化信号が毎回一致するか否かにより、干渉することなく正常に受信できた2値化信号であるか否かを判断するものである。   In the third embodiment, the same data is transmitted a plurality of times, and it is determined whether or not the received binarized signal is normally received without interference depending on whether or not the received binarized signal matches. Is.

図8は、第3実施例における送信信号の例を示す図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a transmission signal in the third embodiment.

図8に示すように、パケットA、Bが同一データ、パケットC、Dがそれぞれ同一データというように、同一パケットを2回連続して送信し、判断部30で復調回路21、22、23、・・・から出力した2値化信号が2回連続して同一であるか否かを判定することにより、干渉することなく正常に受信できた2値化信号であるか否かを判断する。   As illustrated in FIG. 8, the same packet is transmitted twice in succession so that the packets A and B are the same data and the packets C and D are the same data, and the determination unit 30 uses the demodulation circuits 21, 22, 23, It is determined whether or not the binarized signal that has been normally received without interference by determining whether or not the binarized signal output from...

この第3実施例によれば、第1及び第2実施例に比較して判断精度が向上する。即ち、第1及び第2実施例では、予め定めたデータフォーマットと比較するので、偶然誤って受信したデータが所定のフォーマットに一致すると、正常に受信できたと判断される。これに対して、第3実施例は1ビットでも一致しなければ誤りを検出することが可能である。なお、同一パケットの送信回数が2回の場合は、いずれのパケットが正しい受信データであるかまでの判断はできないが、送信回数を3回以上の奇数回にして多数決処理を行えば、どれが正しい受信データであるかを判断することができる。   According to the third embodiment, the determination accuracy is improved as compared with the first and second embodiments. That is, in the first and second embodiments, since it is compared with a predetermined data format, it is determined that the data has been received normally if the data received accidentally matches the predetermined format. In contrast, the third embodiment can detect an error if even one bit does not match. If the same packet is transmitted twice, it is not possible to determine which packet is the correct received data. However, if the majority process is performed with the number of transmissions being an odd number of 3 or more, It can be determined whether the received data is correct.

また、本実施形態の光伝送システムを位置情報を利用した歩行者ナビゲーション等に利用する場合は、同一の位置情報アドレスや位置ID、及び緯度経度のデータを常に繰り返し送信するため、この第3実施例による判断処理は効果的である。   Further, when the optical transmission system according to the present embodiment is used for pedestrian navigation using position information, the same position information address, position ID, and latitude / longitude data are always transmitted repeatedly. The judgment process by example is effective.

第4実施例は、奇数パリティを付加して送信し、受信した2値化信号についてパリティチェックを実施することにより、干渉することなく正常に受信できた2値化信号であるか否かを判断するものである。   In the fourth embodiment, transmission is performed with odd parity added, and a parity check is performed on the received binarized signal to determine whether or not the binarized signal can be normally received without interference. To do.

図9は、第4実施例における送信信号の例を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a transmission signal in the fourth embodiment.

図9に示すように、パケットAのデータには“1”が3ビット含まれているので奇数パリティビットを付加することはなく、パケットBのデータには“1”が4ビット含まれているので奇数パリティビットを付加する。   As shown in FIG. 9, since the data of packet A includes 3 bits of “1”, an odd parity bit is not added, and the data of packet B includes 4 bits of “1”. Therefore, an odd parity bit is added.

判断部30は、復調回路21、22、23、・・・から出力した2値化信号の“1”のビット数が奇数であるか否かを判定することにより、干渉することなく正常に受信できた2値化信号であるか否かを判断する。即ち、誤り検出符号を付加してデータを送信し、受信した2値化信号を誤り検出符号を用いて誤りが検出できなかったものが干渉されていないデータと判断する。なお、付加する誤り検出符号としては、パリティだけでなく、例えば、CRC(Cyclic Redundancy Check:巡回冗長検査)符号を用いることができる。   The determination unit 30 determines whether or not the number of “1” bits of the binarized signal output from the demodulation circuits 21, 22, 23,... It is determined whether or not this is a binarized signal. That is, data is transmitted with an error detection code added, and the received binarized signal is determined not to interfere with the data in which no error was detected using the error detection code. As the error detection code to be added, not only the parity but also a CRC (Cyclic Redundancy Check) code can be used, for example.

この第3実施例によれば、非繰り返し送信信号のアプリケーションで有効であり、第1及び第2実施例に比較して、誤り検出の精度が高い。また、第3実施例に比較して、誤り検出のために付加するビット数が少なく、通信効率が向上する。   According to the third embodiment, it is effective in non-repetitive transmission signal applications, and the accuracy of error detection is higher than in the first and second embodiments. Further, compared with the third embodiment, the number of bits added for error detection is small, and the communication efficiency is improved.

なお、以上の第1〜第4実施例は、いずれか一つを単独で用いるのみならず、複数の実施例を組み合わせて用いてもよい。   The first to fourth embodiments described above may be used not only alone but also in combination of a plurality of embodiments.

以上説明したように、このような本発明の実施形態に係る受信端末によれば、照明器具から送信信号を重畳した照射光を受光角が異なるように配置した複数の受光部で受光し、復調した2値化信号について所定のパターと比較して一致するか否かを判定することで、干渉することなく正常に受信できた2値化信号であるか否かを判断する。   As described above, according to the receiving terminal according to the embodiment of the present invention, the irradiation light on which the transmission signal is superimposed from the luminaire is received by the plurality of light receiving units arranged with different receiving angles, and demodulated. By comparing the binarized signal with a predetermined pattern to determine whether or not they match, it is determined whether or not the binarized signal has been successfully received without interference.

これにより、照明器具が設置される環境に左右されることなく、複数の照明器具からの照明光に重畳して送信されたデータを、衝突することなく受信することができる。   Thereby, the data transmitted by being superimposed on the illumination light from the plurality of lighting fixtures can be received without colliding without depending on the environment where the lighting fixture is installed.

以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。   Although various embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the matters shown in the above-described embodiments, and those skilled in the art can make modifications and applications based on the description and well-known techniques. This is also the scope of the present invention, and is included in the scope of seeking protection.

本発明の受信端末は、照明器具の照明光に重畳して送信されるデータを、照明器具が設置される環境に左右されることなく、かつ、他の照明器具の照明光による干渉を受けることなく受信することができる受信端末、及び受信端末と複数の照明器具から構成される光伝送システムを提供できる効果を有し、ビルや地下街などの入り組んだ場所において現在位置を知るための歩行者ナビゲーション等に有用である。   The receiving terminal of the present invention receives the interference transmitted by the illumination light of other lighting fixtures without being influenced by the environment in which the lighting fixture is installed, and the data transmitted by being superimposed on the illumination light of the lighting fixture. Pedestrian navigation for knowing the current position in a complicated place such as a building or an underground shopping center, which has the effect of providing a receiving terminal that can receive the signal and a light transmission system composed of the receiving terminal and a plurality of lighting fixtures. Etc. are useful.

本発明の実施形態に係る受信端末の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the receiving terminal which concerns on embodiment of this invention (a)本発明の実施形態に係る受信端末の光電変換部の配置例を示す平面図であり、(b)本発明の実施形態に係る受信端末の光電変換部の配置例を示す側面図であり、(c)本発明の実施形態に係る受信端末の光電変換部の他の配置例を示す平面図(A) It is a top view which shows the example of arrangement | positioning of the photoelectric conversion part of the receiving terminal which concerns on embodiment of this invention, (b) It is a side view which shows the example of arrangement | positioning of the photoelectric converting part of the receiving terminal which concerns on embodiment of this invention. (C) The top view which shows the other example of arrangement | positioning of the photoelectric conversion part of the receiving terminal which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る受信端末の光電変換部と照明器具の位置関係を示す説明図Explanatory drawing which shows the positional relationship of the photoelectric conversion part and lighting fixture of the receiving terminal which concerns on embodiment of this invention 一般的なDABP型バンドパスフィルタの構成を示す図The figure which shows the structure of a general DABP type band pass filter (a)本発明の実施形態に係る受信端末の第1の実施例において、正しく受信できた2値化データの例を示す図で、(b)本発明の実施形態に係る受信端末の第1の実施例において、正しく受信できなかった2値化データの例を示す図(A) In the 1st Example of the receiving terminal which concerns on embodiment of this invention, it is a figure which shows the example of the binarized data which was able to be received correctly, (b) 1st of the receiving terminal which concerns on embodiment of this invention The example which shows the example of the binarized data which could not be received correctly in the embodiment 本発明の実施形態に係る受信端末の第2の実施例におけるタイムチャートThe time chart in the 2nd Example of the receiving terminal which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る受信端末の第2実施例におけるスタートビットとストップビットのフォーマットの例を示す図The figure which shows the example of the format of the start bit in the 2nd Example of the receiving terminal which concerns on embodiment of this invention, and a stop bit 本発明の実施形態に係る受信端末の第3実施例における送信信号の例を示す図The figure which shows the example of the transmission signal in 3rd Example of the receiving terminal which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る受信端末の第4実施例における送信信号の例を示す図The figure which shows the example of the transmission signal in 4th Example of the receiving terminal which concerns on embodiment of this invention 従来の受信端末と照明器具の位置関係を示す説明図Explanatory drawing which shows the positional relationship of the conventional receiving terminal and a lighting fixture 従来の受信端末の光電変換部と照明器具の位置関係を示す説明図Explanatory drawing which shows the positional relationship of the photoelectric conversion part of a conventional receiving terminal, and a lighting fixture

符号の説明Explanation of symbols

11、12、13・・・ 受信部
101 光電変換部
21、22、23・・・ 復調回路
30 判断部
R 受信端末
T1、T2、T3 照明器具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 12, 13 ... Reception part 101 Photoelectric conversion part 21, 22, 23 ... Demodulation circuit 30 Judgment part R Reception terminal T1, T2, T3 Lighting fixture

Claims (6)

複数の照明器具のうち、対応する前記照明器具から送信データが重畳された照明光を受光することにより、前記送信データを取得する受信端末であって、
受光角の中心が互いに異なる受光素子で前記照明光を受光して、電気信号に変換する複数の受信部と、
前記受信部から出力された電気信号を復調して、2値化された受信データを取得する復調部と、
前記2値化された受信データが前記送信データの所定のパターンと一致している場合に、当該受信データは、前記対応する照明器具とは異なる前記照明器具からの照明光によって干渉を受けていない前記送信データであると判断する判断部と、
を備え、
前記所定のパターンは、人が照明光のちらつきを認識できない単位時間内で出力が一定のパターンであり、
前記複数の受信部における複数の受光素子が面上で少なくとも円弧状をなすように配置され、
前記複数の受光素子が配置された面に垂直な方向から見て、当該複数の受光素子は、中心に配置された一の受光素子と、当該一の受光素子のまわりの円周上に当該円周に沿って等間隔で配置された周囲の複数の受光素子と、を含む、受信端末。
Among the plurality of lighting fixtures, by receiving illumination light on which transmission data is superimposed from the corresponding lighting fixture, the receiving terminal obtains the transmission data,
A plurality of receiving units that receive the illumination light by light receiving elements having different light receiving angles from each other and convert the light into electrical signals;
A demodulator that demodulates the electrical signal output from the receiver and obtains binarized received data;
When the binarized reception data matches a predetermined pattern of the transmission data, the reception data is not interfered by illumination light from the lighting fixture different from the corresponding lighting fixture. A determination unit that determines the transmission data;
With
The predetermined pattern is a pattern whose output is constant within a unit time in which a person cannot recognize flickering of illumination light,
The plurality of light receiving elements in the plurality of receiving units are arranged so as to form at least an arc shape on the surface ,
When viewed from a direction perpendicular to the surface on which the plurality of light receiving elements are arranged, the plurality of light receiving elements include one light receiving element disposed at the center and the circle on the circumference around the one light receiving element. A plurality of surrounding light receiving elements arranged at equal intervals along the circumference .
請求項1に記載の受信端末であって、
前記判断部は、前記受信部に対応した複数の前記2値化された受信データが前記送信データの前記所定のパターンと一致している場合、当該複数の2値化された受信データのうちいずれかを選択する、受信端末。
The receiving terminal according to claim 1,
When the plurality of binarized reception data corresponding to the reception unit matches the predetermined pattern of the transmission data, the determination unit determines which one of the plurality of binarized reception data Select the receiving terminal.
請求項1又は2に記載の受信端末であって、
前記所定のパターンは、前記送信データの1パケットのフォーマットが予め定められたものである、受信端末。
The receiving terminal according to claim 1 or 2,
The predetermined terminal is a receiving terminal in which a format of one packet of the transmission data is predetermined.
請求項1又は2に記載の受信端末であって、
前記判断部は、複数回取得した前記2値化された受信データが一致した場合に、当該2値化された受信データは、前記対応する照明器具とは異なる前記照明器具からの照明光による干渉を受けていない前記送信データであると判断する、受信端末。
The receiving terminal according to claim 1 or 2,
When the binarized reception data acquired a plurality of times match, the determination unit receives interference from illumination light from the lighting fixture different from the corresponding lighting fixture. A receiving terminal that determines that the transmission data has not been received.
請求項1から4のいずれか1項に記載の受信端末であって、
前記判断部は、前記照明器具の照明光に重畳される前記所定の送信データに付加された誤り検出符号を用いて、前記2値化された受信データが前記対応する照明器具とは異なる前記照明器具からの照明光による干渉を受けていない前記送信データであると判断する、
受信端末。
The receiving terminal according to any one of claims 1 to 4, wherein
The determination unit uses the error detection code added to the predetermined transmission data superimposed on the illumination light of the lighting fixture, and the binarized reception data is different from the corresponding lighting fixture. Determining that the transmission data is not subject to interference from illumination light from the appliance;
Receiving terminal.
請求項1から5のいずれか1項に記載の受信端末と、複数の前記照明器具から構成される光伝送システム。   The optical transmission system comprised from the receiving terminal of any one of Claim 1 to 5, and the said some lighting fixture.
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