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光送信装置、光受信装置、及び光通信システム

国内特許コード P110002486
整理番号 NU-0406
掲載日 2011年4月27日
出願番号 特願2011-025716
公開番号 特開2012-165302
登録番号 特許第5777138号
出願日 平成23年2月9日(2011.2.9)
公開日 平成24年8月30日(2012.8.30)
登録日 平成27年7月17日(2015.7.17)
発明者
  • 山里 敬也
  • 圓道 知博
  • 西本 早耶香
出願人
  • 国立大学法人名古屋大学
発明の名称 光送信装置、光受信装置、及び光通信システム
発明の概要 【課題】複数の発光素子が配列された光源を用いた光通信において、誤り率を向上させることができるようにする。
【解決手段】階層分割部30によって、複数種類の空間周波数成分が対応する複数の階層に分類された複数の送信データに対して、それぞれの階層に分類されたデータ毎に誤り訂正符号化部32によって誤り訂正符号化を行い,それぞれの階層に対応する誤り訂正符号化された送信データを重畳部34によって1つの信号に重畳することで階層的符号化を実現し、これをバイアス部36によってバイアスを加え、駆動信号生成部38によって各発光素子に対する輝度値データに変換することで、それぞれの送信データを前記複数の階層の各々に対応する空間周波数成分に分離されたパターンとみなし、各空間周波数成分が混在したパターンとして前記複数の発光素子を点灯させ,データ伝送を実現する。
【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要


従来より、可視光を使った通信方式が知られている(例えば、特許文献1)。特に、複数のLEDを利用した光空間通信では、個々のLEDをそれぞれ変調して情報伝送を行う。受信側では、カメラで取得した個々のLEDの位置、及び輝度情報から復調を行う。



このとき、送受信装置間の距離が離れている場合、カメラの受信画像でLEDが重なり合ってしまい、個々のLEDを識別できなくなる。LEDが重なり合い、個々のLEDが識別できない受信画像は、高周波数成分が失われ、低周波数成分が多い画像である。つまり、送受信機間の距離が遠い場合に得られる受信画像は、高周波数成分が劣化しており、低周波数成分が多く残った画像となっている。



このような個々のLEDが重なり合った低周波数成分の画像からでも、重要なデータだけは取り出せるようにした方法として、階層的符号化が知られている。

産業上の利用分野


本発明は、光送信装置、光受信装置、及び光通信システムに係り、特に、複数の発光素子の点灯によってデータ通信を行う光送信装置、光受信装置、及び光通信システムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
複数の発光素子が配列された光源と、
複数種類の空間周波数成分が対応するように定められた複数の階層に分類された複数の送信データの少なくとも1つに対し、誤り訂正符号化を行う訂正符号化手段と、
前記訂正符号化手段による誤り訂正符号化の後、前記複数の送信データを1つの信号に重畳して重畳送信データを生成する重畳送信データ生成手段と、
前記重畳送信データのパターンに基づいて前記複数の発光素子を点灯させる点灯制御手段と、
を含む光送信装置。

【請求項2】
前記訂正符号化手段は、誤り訂正符号化を行う送信データについては、複数の階層に分類された複数の送信データ毎に、異なる誤り訂正符号化方式によって訂正符号化を行うことを特徴とする請求項1記載の光送信装置。

【請求項3】
前記異なる誤り訂正符号化方式とは、各々符号化率が異なる訂正符号化方式であることを特徴とする請求項2記載の光送信装置。

【請求項4】
前記点灯制御手段は、前記空間周波数成分に対応する輝度値分布に従い重畳送信データと輝度値を対応させることで重畳送信データの変調を行うことを特徴とする請求項1記載の光送信装置。

【請求項5】
請求項1~請求項4の何れか1項記載の光送信装置の前記複数の発光素子を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像が表わす前記複数の発光素子の輝度値データを、低い空間周波数成分に対応する前記複数の発光素子から成る複数の発光素子群に割り当てられた送信データから順に、復調あるいは復調と誤り訂正復号を行うことで送信データを再生する光受信装置。

【請求項6】
前記撮像手段によって撮像された画像が表わす前記複数の発光素子の輝度値データを、それぞれの階層の空間周波数成分に対応する前記複数の発光素子群に割り当てられた該送信データの領域で平均を取ることで、該空間周波数成分より高い空間周波数成分に割り当てられた送信データの影響を取り除く復調手法を含むことを特徴とする請求項5記載の光受信装置。

【請求項7】
再生した送信データに対し、前記光送信装置と同様に誤り訂正符号化、データ変調を行うことで該階層の複数の発光素子の輝度値データを再生成し、それを撮像された画像が表わす前記複数の発光素子の輝度値データから減算する減算手段を含むことを特徴とする請求項5又は請求項6記載の光受信装置。

【請求項8】
前記減算手段は、再生した送信データに対し、前記光送信装置と同様に誤り訂正符号化、データ変調を行い、それぞれの発光素子が周りの発光素子へ与える干渉と光通信路の特徴を表すフィルタを通すことで、該階層の複数の発光素子の輝度値データを再生成し、それを発光素子の輝度値データから減算することを特徴とする請求項7記載の光受信装置。

【請求項9】
前記減算手段は、その処理を繰り返し実行することを特徴とする請求項7又は請求項8記載の光受信装置。

【請求項10】
請求項1~4のいずれか1項に記載の光送信装置と、請求項5~9のいずれか1項に記載の光受信装置と、から構成される光通信システム。
産業区分
  • 伝送方式
  • ラジオ放送
  • 電信
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011025716thum.jpg
出願権利状態 登録
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