(57)【要約】【課題】受光素子が受光する光信号の強度が弱くても光信号によるデータを正しく受信する。【解決手段】光信号を受信して電気信号に変換する受光素子の出力に基づいて生成される波形信号を入力するフィルタの後段に、フィルタ出力波形のバイアス電圧を規定するための基準電圧を形成する電圧生成回路と、フィルタから出力されるフィルタ出力波形を増幅する利得可変の可変利得増幅器を有し、可変利得増幅器の出力に基づいて基準電圧と前記可変利得増幅器の利得を制御する制御回路は、可変利得増幅器の出力波形の不所望な鈍りに応じて、フィルタ出力波形のバイアス電圧を押し上げる共に可変利得増幅器の利得を現在よりも小さくする制御を行う。【選択図】図１
2018046585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を受信して電気信号に変換する受光素子と、
前記受光素子から出力される電気信号を入力してフィルタリング及び増幅により波形信号を生成する波形生成回路と、
前記波形生成回路のバイアス電圧制御と自動利得制御を行うと共に、前記波形生成回路から供給されてくる波形信号の論理値を所定の判定スロット単位で判定する制御を行う制御回路と、を有し、
前記制御回路は、前記波形生成回路から出力される波形信号の信号波形が不所望に鈍っているか否かを判別し、不所望に鈍っていないときは判定フルスケール電圧に対して高い電圧側の第１判定基準を第１閾値電圧とし、低い電圧側の第２判定基準を第２閾値電圧とし、
不所望に鈍っているとき判定フルスケール電圧に対して高い電圧側の第３判定基準を、前記波形生成回路の現在の利得に所定の係数を乗じた電圧分だけ前記第１閾値電圧よりも低い電圧とし、判定フルスケール電圧に対して低い電圧側の第４判定基準を、前記第１閾値電圧と第２閾値電圧との中間の電圧分だけ前記第３判定基準の電圧よりも低い電圧とする、光受信機。
【請求項２】
請求項１において、前記制御回路は、前記波形生成回路から出力される波形信号の値が所定の論理値判定閾値を超えたとき、当該論理値の判定タイミングから論理値判定の前記判定スロットの時間よりも短い一定時間が経過するのを待って前記波形信号の値を取得し、
前記取得した前記波形信号の値が第１閾値を超えているか否かを判別し、超えていない場合は第１カウンタを初期化し、越えている場合は前記第1カウンタを＋１インクリメントし、インクリメントした前記第１カウンタの計数値が第１値を超えた場合には前記波形生成回路の利得を下げ、
また、前記取得した前記波形信号の値が前記第１閾値の手前の第２閾値を超えているか否かを判別し、超えている場合は第２カウンタを初期化し、第２閾値に達していない場合は前記第２カウンタを＋１インクリメントし、前記第２カウンタの計数値が第２値を超えた場合は前記波形生成回路の利得を上げる利得制御を行う、光受信機。
【請求項３】
光信号を受信して電気信号に変換する受光素子と、
前記受光素子から出力される電気信号を入力してフィルタリング及び増幅により波形信号を生成する波形生成回路と、
前記波形生成回路から供給されてくる波形信号を処理する制御回路と、
加速度センサと、
前記受光素子への電源の供給を選択する電源スイッチと、を有する光受信機であって、
前記制御回路は、位置情報を前記光信号で受信するモードにおいて、前記加速度センサの出力に基づいて光受信機の移動を感知している間だけ前記電源スイッチをオン状態に制御する、光受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可視光による光信号を受信する光受信機に関し、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）照明光に光変調信号を重畳してデータ通信を行う光通信システムなどに適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ照明を用いた可視光通信技術が発展し、可視光に光変調信号を重畳してデータ通信を行う装置が登場し始めた。可視光通信に適用可能な光受信機について例えば特許文献１に記載がある。これによれば、受光素子（フォトダイオード）が出力する電気信号を、バンドパスフィルタを用いて周波数成分の抽出を行い、Ａ／Ｄコンバータを用いて信号を復調するという動作を行う。これに記載された技術の特徴は、「直流成分除去処理」及び「ＡＧＣ増幅率制御」であり、初段増幅器の出力信号に含まれる直流成分を抽出し、この直流成分を打ち消すように初段増幅器の入力側にバイアス電流を帰還することで、初段増幅器に入力される電気信号の直流成分を除去する。直流成分を打ち消すバイアス電流を流すことによって、初段増幅器に入力される電気信号の直流成分を除去することができ、初段増幅器の増幅率を大きくすることが可能になる。これによって、例えば、微弱な光変調信号を受信することが可能になり、光変調信号の受信のダイナミックレンジを広げることができる。可変ゲイン増幅器の増幅率の調整制御（ＡＧＣ増幅率制御）を、常時行うのではなく、信号のプリアンブル受信時のみ行うようにすることで、ＡＧＣ増幅率の調整時間が短くなるように考慮されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、光受信機による光信号の受信強度が低い場合、即ち、受信する光信号が暗い場合、受光素子(照度センサ)が出力する電気信号に鈍りを生ずる虞のあることを見出した。例えば、受光素子が出力する電気信号を、ハイパスフィルタを通すことで直流成分を除去し、信号のエッジ部が強調された信号に変換し、変換された信号に対して振幅を一定にするための自動利得制御によって増幅し、後段のＡ／Ｄ変換器のダイナミックレンジに整合させる。Ａ／Ｄ変換されたデータは所定の判定閾値を用いて論理値が判別され、判別結果データが所定のデータ処理に供される。このとき、受光する光信号が暗い場合にはハイパスフィルタから出力される信号に鈍りを生ずる。この鈍りを生ずる要因は、受光素子が出力できる電気信号の電流量とハイパスフィルタのコンデンサ容量に関係がある。受光素子が出力する電気信号の電流量が少なくなると、コンデンサが充電されるまで時間がかかってしまうことで、波形の立ち上がり時間は長くなるが、立下り時間はコンデンサの特性に応じた放電時間で決まり、受光する光信号の強弱には関係がない。ハイパスフィルタの動作タイミング上、コンデンサが完全に充電される前に放電が開始されると、ハイパスフィルタの出力波形の振幅が上向き方向と下向き方向で異なってしまう。これによって、波形信号のハイ期間とロー期間に誤差を生じ、正しく光信号を受信することが難しくなると考えられる。このように、受光素子が出力する電気信号の電流量が少なくなって後段での充電時間と放電時間の関係が一定しなくなることにより、光信号を正しく受信することが難しくなる。
【０００５】
上記並びにその他の課題と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願において開示される実施の形態のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【０００７】
すなわち、光信号を受信して電気信号に変換する受光素子の出力に基づいて生成される波形信号を入力するフィルタの後段に、フィルタ出力波形のバイアス電圧を規定するための基準電圧を形成する電圧生成回路と、前記フィルタから出力されるフィルタ出力波形を増幅する利得可変の可変利得増幅器を有する。前記可変利得増幅器の出力に基づいて前記基準電圧と前記可変利得増幅器の利得を制御する制御回路は、可変利得増幅器の出力波形の不所望な鈍りに応じて、前記基準電圧によりフィルタ出力波形のバイアス電圧を押し上げる共に前記可変利得増幅器の利得を現在よりも小さくする制御を行う。
【発明の効果】
【０００８】
本願において開示される実施の形態のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
【０００９】
すなわち、受光素子が受光する光信号の強度が弱くても光信号によるデータを正しく受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は光受信機の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は光受信機と光通信を行う光送信機を例示するブロック図である。
【図３】図３は照明光源を光送信に用いるようにしたＬＥＤ照明器具を例示する説明図である。
【図４】図４はハイパスフィルタを例示する回路図である。
【図５】図５は可変利得増幅器を例示する回路図である。
【図６】図６は基準電圧生成器を例示するブロック図である。
【図７】図７は受光素子が出力する電気信号波形及び波形生成回路から出力されてＡＤＣに入力される信号波形を信号に鈍りがある場合とない場合を比較して例示した波形図である。
【図８】図８はＡＤＣの入力波形に対する論理値判定のためのハイ期間とロー期間を鈍りがある場合とない場合で対比して示した波形図である。
【図９】図９は可視光を用いた通信の規格であるＪＥＩＴＡ  ＣＰ−１２２３における４ＰＰＭ方式を例示する説明図である。
【図１０】図１０は信号鈍りへの対処の手段として信号波形の鈍りを補正する補正の原理を例示的に示した波形図である。
【図１１】図１１は自動利得制御の方法を例示するフローチャートである。
【図１２】図１２は自動利得制御による波形信号の波形図と判定閾値とを示す説明図である。
【図１３】図１３は明るくて利得を上げている場合と暗くて利得を上げている場合の波形信号を例示する波形図である。
【図１４】図１４は波形信号の鈍りに対する基準電圧ＶＢ２の制御手順を例示するフローチャートである。
【図１５】図１５は可変利得増幅器に対する自動利得制御の別の手法を例示する波形図である。
【図１６】図１６に図１５の手法を例示するフローチャートである。
【図１７】図１７は可変利得増幅器に対する自動利得制御の更に別の制御フローとして、ピーク値の増減傾向にしたがった可変利得増幅器の利得制御方法を例示するフローチャートである。
【図１８】図１８はハイ期間とロー期間の判定閾値を波形の鈍りに応じて変更するようにした例を示す波形図である。
【図１９】図１９は図１８の手法による判定閾値の変更処理を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される実施の形態について概要を説明する。実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００１２】
〔１〕＜信号波形の鈍りを補正＞
光受信機（１０）は、光信号を受信して電気信号に変換する受光素子（１０２）と、前記受光素子から出力される電気信号を入力してフィルタリング及び増幅により第１波形信号（ＷＶ１）を生成する第１波形生成回路（１４）と、前記第１波形生成回路から出力された前記第１波形信号を入力してフィルタリング及び増幅により第２波形信号を生成する第２波形生成回路（１５）と、前記第１波形生成回路及び前記第２波形生成回路のためのバイアス電圧制御と自動利得制御を行う制御回路（１２）とを有する。前記制御回路は、前記第２波形生成回路から出力される第２波形信号（ＷＶ２）の信号波形が不所望に鈍っているか否かを判別し、不所望に鈍っていると判別した場合には、前記第２波形生成回路におけるバイアス電圧（ＢＶ２）を現在よりも高くし且つ前記第２波形生成回路における利得を現在よりも小さくする制御を行う。
【００１３】
これによれば、受光素子で受光した光信号の強度が弱い場合に受光素子の出力及び第１波形信号が鈍って第２波形信号に正極性側と負極性側の振幅が相違するような鈍りが生じても、制御回路はそれに応答して、第２波形生成回路のバイアス電圧を押し上げてからその利得を小さくする。その結果、第２波形信号の正極性側と負極性側の振幅の相違が緩和され、第２波形信号の正及び負のビット幅が規定幅から逸脱する状態を抑制することができるようになり、第２波形信号に対する論理値の誤判定の虞を低減することが可能になる。したがって、受光素子が受光する光信号の強度が弱くても光信号によるデータを正しく受信可能になる。
【００１４】
〔２〕＜信号波形に鈍りがあるか否かの判別手法＞
項１において、前記制御回路は、前記第２波形生成回路から出力される第２波形信号に対してその論理値判定閾値を超えた状態が判定スロットの時間よりも短い所定時間維持されているか否かを判定し、前記所定時間維持されている場合は前記第２波形信号の波形が不所望に鈍っていると判別し、前記所定時間維持されていない場合は前記第２波形信号の波形が不所望に鈍っていないと判別する（図１３参照）。
【００１５】
これによれば、自動利得制御による利得の大小によって第２波形信号に歪みを生じているか否かを判別する場合に比べて判定誤りを減らすことができる。即ち、受光素子から出力される電気信号波形は光信号が暗くなるに従って鈍りが大きくなる傾向にあり、明るいときは鈍りにくく、暗いときはより鈍る特性がある。これにより、受光素子から出力される電気信号の出力電圧レベルによって鈍りの大小の傾向を把握することができる。明るいときは受光素子の出力電圧レベルは高く、暗いときは低い。この傾向に従えば、自動利得制御による利得が大きいときは鈍りが大きく、利得が小さいときは鈍りが小さいと関連つけることも可能になる。しかしながら、明るいときにも自動利得制御による利得を上げなければならない場合がある。それは受光素子の出力が飽和する場合である。この場合には、光源が点灯するハイ期間の出力電圧が飽和しているとき、更に明るくなると消灯時のロー期間の出力電圧も飽和電圧に近づくため、ハイ期間の出力電圧とロー期間の出力電圧の差が小さくなる。このような場合には自動利得制御の利得が大きくされなければならない。従って、明るくて利得を上げているのか、暗くて利得を上げているのかを判別する必要があり、これを上記手段によって区別することができる。増幅率が大きくても鈍っていなければ、第２波形信号のレベルは論理値判定閾値を超えてしばらくすればバイアス電圧レベルに戻るからである。
【００１６】
〔３〕＜第２波形生成回路における電圧波形に対する基準電圧の制御＞
項２において、前記制御回路は、前記第２波形信号の波形が不所望に鈍っていないと判別した場合には前記第２波形生成回路におけるバイアス電圧（ＢＶ２）を第１電圧とし、前記第２波形信号の波形が不所望に鈍っていると判別した場合には前記第２波形生成回路におけるバイアス電圧を、前記第１電圧に対して前記第２波形生成回路の最大利得に対する現在の利得の割合に応じた電圧分だけ高くした第２電圧とする（図１４参照）。
【００１７】
これによれば、第２波形信号の正極性側と負極性側の振幅の相違の度合いが自動利得制御の利得に相関することに鑑みれば、第１電圧に対する第２電圧の上昇分を現在の利得と相関を持って決定することができ、第２波形信号の利得を小さくすることを考慮したとき第２電圧の最適化に資することができる。
【００１８】
〔４〕＜第２波形生成回路の利得制御＞
項１において、前記制御回路は、前記第２波形生成回路から出力される第２波形信号の値が所定の論理値判定閾値を超えたとき（Ｓ１）、当該論理値の判定タイミングから論理値判定の判定スロットの時間よりも短い一定時間が経過するのを待って前記第２波形信号の値を取得する（Ｓ２，Ｓ３）。更に前記制御回路は、前記取得した前記第２波形信号の値が第１閾値を超えているか否かを判別し（Ｓ４）、超えていない場合は第１カウンタを初期化し（Ｓ６）、越えている場合は前記第1カウンタを＋１インクリメントし（Ｓ５）、インクリメントした前記第１カウンタの計数値が第１値を超えた場合には前記第２波形生成回路の利得を下げ（Ｓ７，Ｓ８）、また、前記取得した前記第２波形信号の値が前記第１閾値の手前の第２閾値を超えているか否かを判別し（Ｓ９）、超えている場合は第２カウンタを初期化し（Ｓ１１）、第２閾値に達していない場合は前記第２カウンタを＋１インクリメントし（Ｓ１０）、前記第２カウンタの計数値が第２値を超えた場合は前記第２波形生成回路の利得を上げる利得制御を行う（Ｓ１２，Ｓ１３）。
【００１９】
これによれば、自動利得制御が過敏になって制御の収束性が悪化することを比較的簡単に抑制することができる。
【００２０】
〔５〕＜信号波形の鈍りの判別手法と第２波形生成回路における電圧波形に対する基準電圧制御＞
項４において、前記制御回路は、前記第２波形生成回路から出力される第２波形信号に対してその論理値判定閾値を超えた状態が判定スロットの時間よりも短い所定時間維持されているか否かを判定し（Ｓ２１）、
前記所定時間維持されていない場合は前記第２波形信号の波形が不所望に鈍っていないと判別して、前記第２波形生成回路のバイアス電圧を第１電圧とする（Ｓ２２）。前記所定時間維持されている場合は前記第２波形信号の波形が不所望に鈍っていると判別して、前記第２波形生成回路におけるバイアス電圧を前記第１電圧に対して前記第２波形生成回路の最大利得に対する現在の利得の割合に応じた電圧分だけ高くした第２電圧とする（Ｓ２３）。
【００２１】
これによれば、第２波形信号に歪みを生じているか否かの判定誤りを減らすことができる。
【００２２】
〔６〕＜第１波形生成回路＞
項１において、前記第１波形生成回路は、前記受光素子から出力される電気信号を入力してそのエッジ変化部分を強調する第１ハイパスフィルタ（１０３）と、前記ハイパスフィルタの出力を増幅する利得可変の第１可変利得増幅器（１０４）と、前記可変利得増幅器の出力を入力して高周波成分のノイズを除去して前記第１波形信号を出力するローパスフィルタ（１０５）と、前記ハイパスフィルタ、前記第１可変利得増幅器及び前記ローパスフィルタの出力信号波形の第１バイアス電圧を規定するための基準電圧を生成する第１基準電圧生成器（１０８）と、を含む。
【００２３】
これによれば、第１波形生成回路を比較的簡単に構成することができる。
【００２４】
〔７〕＜第２波形生成回路＞
項６において、前記第２波形生成回路は、前記ローパスフィルタから出力される第１波形信号を入力してそのエッジ変化部分を強調する第２ハイパスフィルタ（１０６）と、前記第２ハイパスフィルタの出力を増幅する利得可変の第２可変利得増幅器（１０７）と、前記第２ハイパスフィルタ及び前記第２可変利得増幅器の出力信号波形の第２バイアス電圧を規定するための基準電圧を生成する第２基準電圧生成器（１０９）と、を含む。
【００２５】
これによれば、第２波形生成回路を比較的簡単に構成することができる。
【００２６】
〔８〕＜ピーク値の平均値を用いて第２波形生成回路の利得制御＞
項１において、前記制御回路は、前記第２波形生成回路から出力される第２波形信号の値が第１の論理値判定閾値を超えたとき、当該論理値の判定タイミングから論理値判定の判定スロットの時間よりも短い一定時間が経過するのを待って前記第２波形信号の値を取得し（Ｓ３３）、今回取得した値と過去に同様に取得した直近の単数又は複数回の前記第２波形信号の値との平均値を演算し（Ｓ３４）、前記平均値が第１閾値を超えている場合には前記第２波形生成回路の利得を下げ（Ｓ３５，Ｓ３６）、前記平均値が前記第１閾値の手前の第２閾値を超えていない場合は前記第２波形生成回路の利得を上げる（Ｓ３７，Ｓ３８）利得制御を行う。
【００２７】
これによれば、自動利得制御が過敏になって制御の収束性が悪化することを比較的簡単に抑制することができる。
【００２８】
〔９〕＜ピーク値の増減傾向にしたがった第２波形生成回路の利得制御＞
項１において、前記制御回路は、前記第２波形生成回路から出力される第２波形信号の値が所定の論理値判定閾値を超えたとき（Ｓ４１）、当該論理値の判定タイミングから論理値判定の判定スロットの時間よりも短い一定時間が経過するのを待って前記第２波形信号の値を取得し（Ｓ４２，Ｓ４３）、前記取得した前記第２波形信号の値と前回同様に取得した前記第２波形信号の値との大小関係を判別し（Ｓ４４）、前記第２波形信号の値が増加傾向の場合には第１カウンタを１ステップカウント動作させ且つ第２カウンタのカウント値を初期化し（Ｓ４５，Ｓ４６）、前記第２波形信号の値が減少傾向の場合には第２カウンタを１ステップカウント動作させ且つ第１カウンタのカウント値を初期化し（Ｓ４７，Ｓ４８）、前記第１カウンタのカウント値が第１値を超えたとき前記第２波形生成回路の利得を下げ（Ｓ４９，Ｓ５０）、前記第２カウンタのカウント値が第２値を超えたとき前記第２波形生成回路の利得を上げる（Ｓ５１，Ｓ５２）利得制御を行う。
【００２９】
これによれば、自動利得制御が過敏になって制御の収束性が悪化することを比較的簡単に抑制することができる。
【００３０】
〔１０〕＜論理値の判定閾値を変更＞
光受信機（１０）は、光信号を受信して電気信号に変換する受光素子（１０２）と、前記受光素子から出力される電気信号を入力してフィルタリング及び増幅により波形信号を生成する波形生成回路（１１）と、前記波形生成回路のバイアス電圧制御と自動利得制御を行うと共に、前記波形生成回路から供給されてくる波形信号の論理値を所定の判定スロット単位で判定する制御を行う制御回路（１２）と、を有する。前記制御回路は、前記波形生成回路から出力される波形信号の信号波形が不所望に鈍っているか否かを判別し（Ｓ６１）、不所望に鈍っていないときは判定フルスケール電圧に対して高い電圧側の第１判定基準を第１閾値電圧とし、低い電圧側の第２判定基準を第２閾値電圧とする（Ｓ６２）。不所望に鈍っているとき判定フルスケール電圧に対して高い電圧側の第３判定基準を、前記波形生成回路の現在の利得に所定の係数を乗じた電圧分だけ前記第１閾値電圧よりも低い電圧とし、判定フルスケール電圧に対して低い電圧側の第４判定基準を、前記第１閾値電圧と第２閾値電圧との中間の電圧分だけ前記第３判定基準の電圧よりも低い電圧とする（Ｓ６３）。
【００３１】
これによれば、受光素子で受光した光信号の強度が弱い場合に波形信号に正極性側と負極性側の振幅が相違するような鈍りが生じても、制御回路はそれに応答して、波形信号の判定閾値を変更する。判定閾値の変更量は、波形信号の正極性側と負極性側の振幅の相違の度合いが波形生成回路における自動利得制御の利得に相関することに鑑みて、前記波形生成回路の現在の利得に応じた電圧分とするから、判定閾値の過大な変更の抑制、換言すれば、変更される判定閾値の最適化に資することができる。
【００３２】
〔１１〕＜波形生成回路に対する利得の制御＞
項１０において、前記制御回路は、前記波形生成回路から出力される波形信号の値が所定の論理値判定閾値を超えたとき、当該論理値の判定タイミングから論理値判定の前記判定スロットの時間よりも短い一定時間が経過するのを待って前記波形信号の値を取得し、前記取得した前記波形信号の値が第１閾値を超えているか否かを判別する。超えていない場合は第１カウンタを初期化し、越えている場合は前記第1カウンタを＋１インクリメントし、インクリメントした前記第１カウンタの計数値が第１値を超えた場合には前記波形生成回路の利得を下げる。また、前記取得した前記波形信号の値が前記第１閾値の手前の第２閾値を超えているか否かを判別し、超えている場合は第２カウンタを初期化し、第２閾値に達していない場合は前記第２カウンタを＋１インクリメントし、前記第２カウンタの計数値が第２値を超えた場合は前記波形生成回路の利得を上げる利得制御を行う（図１１参照）。
【００３３】
これによれば、自動利得制御が過敏になって制御の収束性が悪化することを比較的簡単に抑制することができる。
【００３４】
〔１２〕＜信号波形の鈍りを補正＞
光受信機（１０）は、光信号を受信して電気信号に変換する受光素子（１０２）と、前記受光素子の出力に基づいて生成される波形信号を入力するフィルタ（１０６）と、前記フィルタから出力する出力波形のバイアス電圧を規定するための基準電圧を形成する電圧生成回路（１０９）と、前記フィルタから出力されるフィルタ出力波形を増幅する利得可変の可変利得増幅器（１０７）と、前記可変利得増幅器の出力に基づいて前記基準電圧の制御及び前記可変利得増幅器の自動利得制御を行う制御回路（１２）とを有する。前記制御回路は、前記可変利得増幅器の出力波形の不所望な鈍りに応じて、前記基準電圧によりフィルタ出力波形のバイアス電圧を押し上げる共に前記可変利得増幅器の利得を現在よりも小さくする制御を行う。
【００３５】
これによれば、受光素子で受光した光信号の強度が弱い場合に上記波形信号に正極性側と負極性側の振幅が相違するような鈍りが生じても、制御回路はそれに応答して、波形生成回路のバイアス電圧を押し上げてからその利得を小さくする。その結果、波形信号の正極性側と負極性側の振幅の相違が緩和され、波形信号の正及び負のビット幅が規定幅から逸脱する状態を抑制することができるようになり、波形信号に対する論理値の誤判定の虞を低減することが可能になる。したがって、受光素子が受光する光信号の強度が弱くても光信号によるデータを正しく受信可能になる。
【００３６】
〔１３〕＜信号波形に鈍りがあるか否かの判別手法＞
項１２において、前記制御回路は、前記可変利得増幅器の出力が論理値判定閾値を超えてからその状態が判定スロットの時間よりも短い所定時間経過するまで維持されている場合に、前記フィルタの出力波形に不所望な鈍りがあると判別する（図１３参照）。
【００３７】
これによれば、項２の場合と同様に、自動利得制御による利得の大小によって波形信号に歪みを生じているか否かを判別する場合に比べて判定誤りを減らすことができる。
【００３８】
〔１４〕＜基準電圧の制御＞
項１２において、前記制御回路は、前記フィルタの出力波形に不所望な鈍りがないと判別した場合には前記バイアス電圧を電源電圧の半分の電圧とし、前記フィルタ出力波形に不所望な鈍りがあると判別した場合には前記バイアス電圧を前記電源電圧の半分の電圧に対して前記可変利得増幅器の最大利得に対する現在の利得の割合に応じた分だけ高くした電圧とする（図１４参照）。
【００３９】
これによれば、波形信号の正極性側と負極性側の振幅の相違の度合いが自動利得制御の利得に相関することに鑑みれば、鈍りがない場合のバイアス電圧に対する鈍りがある場合のバイアス電圧の上昇分を現在の利得と相関を持って決定することができ、波形信号の利得を小さくすることを考慮したとき鈍りがある場合のバイアス電圧の最適化に資することができる。
【００４０】
〔１５〕＜可変利得増幅器の自動利得制御＞
項１２において、前記制御回路は、前記可変利得増幅器の出力に対する論理値を判定し、この論理値判定タイミングから判定スロットの時間よりも短い一定時間の経過を待ち、前記判定した論理値が論理値判定閾値を超えている場合に、前記可変利得増幅器の出力が第１閾値を超えているか否かを更に判別し、超えていない場合は第１カウンタを初期化し、越えている場合は前記第１カウンタを＋１インクリメントし、インクリメントした前記第１カウンタの計数値が第１値を超えた場合は前記可変利得増幅器の利得を下げる。前記可変利得増幅器の出力が前記第１閾値の手前の第２閾値を超えているか否かを更に判別し、超えている場合は第２カウンタを初期化し、第２閾値に達していない場合は前記第２カウンタを＋１インクリメントし、前記第２カウンタの計数値が第２値を超えた場合は前記可変利得増幅器の利得を上げる利得制御を行う（図１１参照）。
【００４１】
これによれば、自動利得制御が過敏になって制御の収束性が悪化することを比較的簡単に抑制することができる。
【００４２】
〔１６〕＜加速度センサを持ち位置情報を光信号で受信する光受信機＞
光受信機（１０）は、光信号を受信して電気信号に変換する受光素子（１０２）と、前記受光素子から出力される電気信号を入力してフィルタリング及び増幅により波形信号を生成する波形生成回路（１１）と、前記波形生成回路から供給されてくる波形信号を処理する制御回路（１２）と、加速度センサ（１３）と、前記受光素子への電源の供給を選択する電源スイッチ（１０１）と、を有する。前記制御回路は、位置情報を前記光信号で受信するモードにおいて、前記加速度センサの出力に基づいて光受信機の移動を感知している間だけ前記電源スイッチをオン状態に制御する。
【００４３】
これによれば、受信した位置情報の更新を要するときだけ受光素子が活性化されるので、光受信機が移動していないときの消費電力を大幅に低減させることができる。
【００４４】
２．実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
【００４５】
＜光受信機の全体的な構成＞
図１には光受信機の一例が示される。図１に示される光受信機１０は例えば携帯電話又スマートフォンなどの携帯端末１に設けられていて、図２に例示される光送信機２０からの光信号を受信する、可視光通信に利用される。この可視光通信においては、送信側で送信したい送信データを変調回路２０３で変調し、変調された信号に従ってＬＥＤ駆動回路２０２がＬＥＤ２０１を駆動することによって光信号が送信される。例えば図３に例示されるように、地下街やデパートなどの屋内に多数配置されたＬＥＤ照明器具３０に光送信機２０が内蔵される場合にはＬＥＤ２０１にはその照明光源であるＬＥＤが用いられる。
【００４６】
光受信機１０はＬＥＤ２０１からの光信号を受光素子１０２で受けて電気信号に変換し、これを復調することによって、元のデータとして認識する。
【００４７】
光受信機１０は、受光素子１０２として例えばＰＩＮフォトダイオード又はＰＮフォトダイオードを有する。受光素子１０２のカソードには電源電圧Ｖｄｄを印加する電源スイッチ１０１が設けられ、受光素子１０２のアノードは、前記受光素子１０２から出力される電気信号を入力してフィルタリング及び増幅により波形信号を生成する波形生成回路１１に接続され、波形生成回路１１から出力される波形信号を処理する回路として制御回路１２が設けられる。制御回路１２には加速度センサ１３の出力が与えられ、また、制御回路１２は携帯端末１０に内蔵された移動体通信処理やアプリケーション処理を行う図示を省略するプロセッサ部などに接続される。
【００４８】
波形生成回路１１は、前記受光素子１０２から出力される電気信号を入力してフィルタリング及び増幅により第１波形信号ＷＶ１を生成する第１波形生成回路１４、及び第１波形生成回路１４から出力された第１波形信号ＷＶ１を入力してフィルタリング及び増幅により第２波形信号ＷＶ２を生成して制御回路１２に与える第２波形生成回路１５を有する。
【００４９】
第１波形生成回路１４は、例えば、受光素子１０２から出力される電気信号を入力してそのエッジ変化部分を強調する第１ハイパスフィルタ１０３と、第１ハイパスフィルタ１０３の出力を増幅する利得可変の第１可変利得増幅器１０４と、前記第１可変利得増幅器１０４の出力を入力して高周波成分のノイズを除去して前記第１波形信号ＷＶ１を出力するローパスフィルタ１０５と、第１ハイパスフィルタ、第１可変利得増幅器及びローパスフィルタの出力信号波形の第１バイアス電圧として第１基準電圧ＢＶ１を生成する第１基準電圧生成器１０８と、を含んで成る。
【００５０】
第２波形生成回路１５は、例えば、ローパスフィルタ１０５から出力される第１波形信号ＷＶ１を入力してそのエッジ変化部分を強調する第２ハイパスフィルタ１０６と、第２ハイパスフィルタ１０６の出力を増幅する利得可変の第２可変利得増幅器１０７と、第２ハイパスフィルタ１０６及び第２可変利得増幅器１０７の出力信号波形の第２バイアス電圧として第２基準電圧ＢＶ２を生成する第２基準電圧生成器１０９と、を含んで成る。
【００５１】
第１ハイパスフィルタ１０３は、特に制限されないが、図４に例示されるように容量４０と抵抗４１、４２を用いたＣＲフィルタによって構成することができる。第１ハイパスフィルタ１０３の出力はバイアス電圧を中心とする信号レベルを有する。ここではそのバイアス電圧されると第１基準電圧ＶＢ１を電源電圧Ｖｄｄの１／２の電圧とする。
【００５２】
特に図示はしないが、第２ハイパスフィルタ１０６も同様に構成されるが、バイアス電圧は第２基準電圧ＶＢ２にされる。尚、ハイパスフィルタ１０３，１０６はオペアンプを用いて構成してもよい。
【００５３】
第１可変利得増幅器１０４は、特に制限されないが、図５に例示されるように非反転増幅回路を用いて構成することができる。即ち、オペアンプ５０の入力抵抗５１と帰還抵抗５２を可変抵抗とし、反転入力端子（−）に入力抵抗５１を介して基準電圧ＢＶ１を、非反転入力端子（＋）に前段からの信号を入力するように構成される。入力抵抗５１と帰還抵抗５２の抵抗値は制御回路１２がレジスタ５３に設定するレジスタ値に従って決定される。第１可変利得増幅器１０４の出力は非反転入力端子（＋）からの入力電圧に対して（Ｒ１＋Ｒ２）／２倍の信号変化を生じ、その変化はバイアス電圧である第１基準電圧ＢＶ１を中心とする電圧になる。Ｒ１は帰還抵抗５２の抵抗値、Ｒ２は入力抵抗５１の抵抗値である。
【００５４】
図示は省略するが、第２可変利得増幅器１０７は、バイアス電圧として第２基準電圧ＶＢ２を入力し、第１可変利得増幅器１０４と同様に構成される。第１可変利得増幅器１０４及び第２可変利得増幅器１０７の双方共にレジスタ５３の設定値に従って利得を決定するようになっている。ＧＤ１は第１可変利得増幅器１０４のレジスタ５３に設定されるゲイン制御データ、ＧＤ２は第２可変利得増幅器１０７のレジスタ５３に設定されるゲイン制御データである。
【００５５】
第１基準電圧生成器１０８は、特に制限されないが、図６に例示されるようにデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）６４を用いて生成する。ＤＡＣ６４の電源は、バッファアンプ６３を介して供給されるグランド電圧ＧＮＤと、電源電圧Ｖｄｄを抵抗６０，６１で分圧してバッファアンプ６２を介して供給される電源電圧とされる。ＤＡＣ６４の出力電圧は制御回路１２がレジスタ６５に設定するレジスタ値に従って決定される。ＤＡＣ６４の出力電圧は負帰還アンプ６６で出力電圧調整（トリミング）などが行われ、これによってバイアス電圧とされる第１基準電ＶＢ１が生成される。図示は省略するが、第２基準電圧生成器１０９も同様に構成される。特に制限されないが、ここでは第１基準電圧生成器１０８及び第１基準電圧生成器１０９の双方共にレジスタ６５の設定値に従って第１基準電圧ＢＶ１、第２基準電圧ＢＶ２を決定するようになっているが、第１基準電圧生成器１０８に関してはパワーオンリセット処理で所定のレジスタ値に設定され、第２基準電圧生成器１０９に関してはパワーオンリセット処理の後もレジスタ値は光通信の受信波形の鈍りに応じて可変に設定されることになる。ＶＤ１は第１基準電圧生成器１０８のレジスタ６５に設定される電圧制御データ、ＶＤ２は第２基準電圧生成器１０９のレジスタ６５に設定される電圧制御データである。
【００５６】
制御回路１２は例えば図１に例示されるように、信号制御部１２０、電源制御部１２１、復調部１２２、及びアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログディジタル変換器（ＡＤＣ）を有する。信号制御部１２０と復調部１２２は、夫々専用ハードウェアで実現し、或いは、プログラム処理を行うＣＰＵ、ＣＰＵが実行するプログラムを保持するプログラムメモリ、及びＣＰＵのワーク領域に用いられるＲＡＭによって構成することが可能である。
【００５７】
ＡＤＣ１２３は波形信号ＷＶ２をデジタルデータに変換し、変換された変換データを信号制御部１２０及び復調部１２２に与える。特に図示はしないが、復調部１２２及び信号制御部１２０の双方が波形信号ＷＶ２のデジタルデータを判定閾値と比較してハイ期間やロー期間の判別結果などを必要とする場合には、何れか一方での判別結果を他方に渡して流用すればよい。
【００５８】
復調部１２２はＡＤＣ１２３から与えられるデータに基づいて波形信号ＷＶ２の論理値を判別して光通信信号を再生する。
【００５９】
信号制御部１２０は利得制御データＧＤ１，ＧＤ２を生成することにより、可変利得増幅器１０４,１０７に対する自動利得制御を行う。また、信号制御部１２０は電圧制御データＶＤ１，ＶＤ２を生成することにより、フィルタ１０３，１０５，１０６及び可変利得増幅器１０４,１０７に対するバイアス電圧制御を行う。特に、制御回路１２０によるバイアス電圧制御と自動利得制御は、受光素子１０２で受信する光信号が暗い場合に受光素子１０２が出力する電気信号が鈍った場合への対応が考慮されている。以下、その考慮に内容について詳述する。
【００６０】
＜光信号が暗い場合の信号の鈍り＞
図７には受光素子が出力する電気信号波形及び波形生成回路から出力されてＡＤＣに入力される信号波形を信号に鈍りがある場合とない場合を比較して例示した。光信号が暗い場合に受光素子の出力波形が鈍る要因は、受光素子１０２が出力できる電気信号の電流量と第１ハイパスフィルタ１０３（図４参照）のコンデンサ４０の容量とに関係する。暗い場合には受光素子１０２が出力できる電流量が少なくなり、コンデンサ４０が充電されるまでの時間が長くなることから、電気信号の立ち上がり時間が長くなることによる。一方、立下りはコンデンサ４０の放電時間で決まるから受信環境の明るさには関係ない。更に、コンデンサ４０が完全に充電される前に放電が始まると、第１ハイパスフィルタ１０３の出力波形の振幅が正極性（上方向に凸）と負極性（下方向に凸）で相違を生ずることになる。このような相違は波形生成回路１１からの出力波形、即ちＡＤＣ１２３の入力波形の鈍りとなって現れる。
【００６１】
図８にはＡＤＣ１２３の入力波形に対する論理値判定のためのハイ期間とロー期間を鈍りがある場合とない場合で対比してある。例えば、電気信号のハイ期間、ロー期間を判定する方法として、信号電圧が閾値Ａを超えたときと閾値Ｂを下回ったときの差分を測定する方法があるが、波形の振幅が上側（センターに対する正極性側）と下側（センタに対する負極性側）で異なった場合、正しい期間を測定することができない。図８で示すように、波形が鈍った場合は、ハイ期間期間が短く、ロー期間が長く測定されることになる。閾値Ａ，Ｂの判別やハイ期間及びロー期間の計測はＡＤＣ１２３の変換結果に基づいて復調部１２２が行う。
【００６２】
可視光を用いた通信の規格として、例えばＥＩＴＡ  ＣＰ−１２２３（可視光ビーコンシステム)があり、図９に例示されるように、４ＰＰＭ方式により、シンボル時間として定義される一定時間を４個のスロットに分割し、１シンボル時間に１スロット時間のパルスを許容し、そのパルスの存在スロットに応じて割り当てた２ビットの情報を用いて光通信を行うものである。信号波形に上述のような鈍りがあると、当該規格で定められているスロット時間（１０４μｓ）に対して復調部１２２におけるハイ期間とロー期間の測定時間に誤りを生ずる虞がある。
【００６３】
＜信号波形の鈍りを補正＞
信号鈍りへの対処の手段として信号波形の鈍りを補正する。図１０には補正の原理が例示される。制御回路１２０は、第２波形生成回路１５から出力される波形信号ＷＶ２の信号波形が不所望に鈍っているか否かを判別し、不所望に鈍っていると判別した場合には、第２波形生成回路１５における第２ハイパスフィルタ１０６と第２可変利得増幅器１０７の基準電圧ＶＢ２を現在よりも高くし且つ第２波形生成回路１５における第２可変利得増幅器１０７の利得を現在よりも小さくする制御を行う。基準電圧ＶＢ２を現在よりも高くすることにより、正極性の振幅と負極性の振幅がほぼ同じとされ、その後に利得を現在よりも小さくすることによりその信号波形がＡＤＣ１２３のダイナミックレンジに収まるようになる。その結果として、波形に鈍りがない場合と同様に、ハイ期間とロー期間を正しく認識できるようになり、光信号が暗くなって受光素子１０２の出力信号が鈍っても、復調部１２２における受信信号の判別に誤りを生じ難くなる。そのような制御はＡＤＣ１２３による変換データに基づいて信号制御部１２０が行う。図１０においてＨｔは正しいハイ期間、Ｌｔは正しいロー期間、Ｈｆは誤りのあるハイ期間、Ｌｆは誤りのあるロー期間を意味する。
【００６４】
＜自動利得制御＞
上記信号波形の鈍りの補正は、第１可変利得増幅器１０４及び第２可変利得増幅器１０７に対する自動利得制御が行われている中で必要に応じて実行されることになる。先ず自動利得制御の制御手法について説明する。
【００６５】
図１１には自動利得制御の方法が例示される。ＡＤＣ１３は入力される波形信号ＷＶ２を逐次アナログ信号からデジタル信号に変換してＡ／Ｄ変換データを得る。復調部１２２はＡ／Ｄ変換データを図１２の閾値Ａ，Ｂと比較して前述のハイ期間及びロー期間を計測して４ＰＰＭ方式に従った復号を行う。信号制御部１２０はＡ／Ｄ変換データを例えば図１２の閾値Ａ，Ｃ，Ｄを比較して自動利得制御及びバイアス制御を行う。
【００６６】
信号制御部１２０はそのＡ／Ｄ変換データが閾値Ａを越えたか否かを判別し（Ｓ１）、超えたときに自動利得制御のフローに入る。先ず、閾値Ａを越えてから例えば１０μｓ経過してから（Ｓ２）、Ａ／Ｄ変換データを取得し（Ｓ３）、これが閾値Ｄを超えているか否かを判別する（Ｓ４）。超えていればオーバーカウンタ（ｏｖｅｒ）を＋１インクリメントし（Ｓ５）、超えていなければオーバーカウンタ（ｏｖｅｒ）を値０に初期化する（Ｓ６）。オーバーカウンタ（ｏｖｅｒ）の値が回数Ａを超えているかを判定し（Ｓ７）、超えている場合だけ利得を下げる（Ｓ８）。次に、ステップ３で取得したＡ／Ｄ変換データが閾値Ｃよりも小さいか否かを判別する（Ｓ９）。小さければアンダーカウンタ（ｕｎｄｅｒ）を＋１インクリメントし（Ｓ１０）、小さくなければアンダーカウンタ（ｕｎｄｅｒ）を値０に初期化する（Ｓ１１）。アンダーカウンタ（ｕｎｄｅｒ）の値が回数Ｂを超えているかを判定し（Ｓ１２）、超えている場合だけ利得を上げる（Ｓ１３）。この制御によって波形信号ＷＶ２のピークが閾値Ｃと閾値Ｄの間になるように自動利得制御が行われる。そのような利得の制御は信号制御部１２０が行い、制御信号ＧＤ１，ＧＤ２で可変利得増幅器１０４，１０７に与える。尚、ステップＳ２で経過を待つ１０μｓは閾値Ａから波形のピークに至ると考えられる時間を例示したものである。
【００６７】
ここではバイアス電圧を中心に正極性側の振幅と負極性側の振幅が等しくされている状態を正常な波形信号ＷＶ２と考えているので、正極正側だけを見ている。  上記自動利得制御によれば、波形のピーク点を閾値Ｃと閾値Ｄの間に収束させるように自動利得制御を行うことができる。特に、波形のピーク点が連続して閾値Ｄを数回超えたとき、又は、連続して数回閾値Ｃを下回ったときに可変利得増幅器１０４，１０７の利得を変更するから、過敏に利得が変更されることになって制御の収束性が悪化することを比較的簡単に抑制することができる。また、波形信号が閾値Ａを超えたときだけ利得制御の処理フローに入るから、閾値Ａを超えないときの消費電流を抑制することができる。ステップＳ１をサブルーチン若しくは割込み発生の判定条件とし、条件満足後の処理をサブルーチン処理若しくは割込み処理として実現することができる。
【００６８】
尚、上記自動利得制御の説明では閾値Ａを超えた場合に着目して説明したが、本発明は波形信号の値が閾値Ｂを下回った場合も同様に処理することを妨げるものではない。双方の閾値Ａ，Ｂに着目して処理を行えば利得制御の精度が上がるが、電力消費は増える。図７で説明したように、波形に鈍りが無いときのＡＤＣ１２３の入力波形の振幅がセンターを中心に対称に収束することを考慮すれば、正極正側の一方の閾値Ａ側だけに着目して自動利得制御を行っても実質的に支障はないと考えられる。
【００６９】
＜信号波形に鈍りがあるか否かの判別手法＞
信号波形に鈍りがあるとき、どの程度基準電圧ＶＢ２を上げればよいかは、受光素子１０２の出力信号の鈍り具合によって変わってくる。明るいときは鈍りにくく、暗いときはより鈍る特性があるため、鈍りがあるか否かについては受光阻止１０２の出力電圧レベルにより判断するとすれば、明るいときは受光素子１０２の出力電圧レベルは高く、暗いときは低くなるから、第２可変利得増幅器１０７の利得に合わせて基準電圧ＶＢ２を制御することになる。しかしながら、明るいときにも可変利得増幅器１０７の利得を上げなければならない場合がある。受光素子１０２の出力が飽和する場合である。即ち、ハイ期間の出力電圧が飽和している場合、更に明るくなるとロー期間の出力電圧も飽和電圧に近づくため、ハイ期間の出力電圧とロー期間の出力電圧の差が小さくなる。このような場合、ハイパスフィルタ１０３の出力電圧は小さくなり可変利得増幅器１０７の利得を上げる必要がある。従って、明るくて利得を上げているのか（受光素子１０２の出力飽和に起因して可変利得増幅器１０７の利得を上げているのか）、暗くて利得を上げているのか（受光素子１０２の出力信号の鈍りに起因して可変利得増幅器１０７の利得を上げているのか）を判別する必要があり、暗いときだけ基準電圧ＢＶ２を上げる必要がある。
【００７０】
明るくて利得を上げている場合と暗くて利得を上げている場合の波形ＷＶ２の波形は図１３に例示されるような相違を有する。この相違に着目することにより、閾値Ａを超えてから５０μｓ後の信号レベルが所定の電圧を超えている場合には、暗いときすなわち受光素子１０２の波形が鈍っていると判別し、下回っている場合は、明るいときすなわち受光素子１０２の波形が鈍っていないと判別することができる。５０μｓの時間は、図９で一例を示したスロット時間（１０４μｓ）との関係を考慮して、明るい場合と暗い場合を区別するために例示的に決めた値であって、特に制限されるものではない。
【００７１】
＜信号波形の鈍りに対する基準電圧ＶＢ２の制御＞
図１４には波形信号ＷＶ２の鈍りに対する基準電圧ＶＢ２の制御手順が例示される。信号制御部１２０は、第２波形信号ＷＶ２の波形が不所望に鈍っていないと判別した場合には（Ｓ２１）第２波形生成回路におけるバイアス電圧である第２基準電圧ＢＶ２を第１電圧、例えば、電源電圧Ｖｄｄの半分の電圧とする（Ｓ２２）。第２波形信号ＷＶ２の波形が不所望に鈍っていると判別した場合には第２波形生成回路におけるバイアス電圧である第２基準電圧ＢＶ２を、第１電圧（Ｖｄｄ／２）に対して第２可変利得増幅器１０７の最大利得に対する現在の利得の割合に応じた電圧分だけ高くした第２電圧とする（Ｓ２３）。例えば第２可変利得増幅器１０７の最大利得２５６に対する現在の利得をｎとし、αを適当な係数とすると、第２電圧は、
第２電圧＝Ｖｄｄ×｛１２８＋（ｎ×α）｝／２５６、
のように、第１電圧（Ｖｄｄ／２）を基準に、第２可変利得増幅器１０７の最大利得に対する現在の利得の割合に応じた電圧分だけ高くした電圧とする。第２基準電圧ＢＶ２に対するそのような第２電圧の制御は信号制御部１２０が制御信号ＶＤ２に基づいて行う。
【００７２】
上記基準電圧ＶＢ２の制御によれば、第２波形信号ＷＶ２の正極性側と負極性側の振幅の相違の度合いが可変利得増幅器１０７に対する自動利得制御の利得に相関することに鑑みれば、第１電圧に対する第２電圧の上昇分を現在の利得と相関を持って決定することができ、第２波形信号ＷＶ２の利得を小さくすることを考慮したとき、第２電圧の最適化に資することができる。
【００７３】
＜信号波形の鈍りを補正する処理＞
信号制御回路１２０が図１３に基づいて説明した手法などによって信号波形ＷＶ２の鈍りを検出したとき、図１４のステップＳ２２で説明した方法で第２閾値電圧ＶＢ２を高くして信号波形ＷＶ２の電圧レベルを持ち上げる（図１０参照）。これによって信号波形ＷＶ２が持ち上げられると、上記自動利得制御により、その波形ピーク値が図１０に例示した閾値Ｃと閾値Ｄの間に収束するように、利得が低減され、結果として図１０に例示されるように、ひずみが補正された波形信号ＷＶ２が得られるようになる。但し、閾値電圧を上げ後に利得を低くする処理を図１１の自動利得制御で行う場合にはステップＳ７の条件を満足することが必要であるあるから、利得が低減する処理の応答が遅延する虞がある。そのような虞を未然に回避するには、上述の如く閾値電圧ＶＢ２を操作した場合にはその直後に図１１の制御フローとは別にゲインを下げるステップＳ８を実行するようにすればよい。
【００７４】
信号波形の鈍りを上述のように補正することにより、第２波形信号ＷＶ２の正極性側と負極性側の振幅の相違を緩和することができ、第２波形信号ＷＶ２の正及び負のビット幅が規定幅から逸脱する状態を抑制することができるようになり、第２波形信号ＷＶ２に対する論理値の誤判定の虞を低減することが可能になる。したがって、光受信機１０は、受光素子１０２が受光する光信号の強度が弱くても光信号によるデータを正しく受信可能になる。例えば、実験結果として３６ルックスまでしか受信できなかったものが、上記波形の補正を行うことにより、２６ルックスまで受信できるようになった。即ち、３６ルックスから２７％減の明るさでも受信可能となる。
【００７５】
＜ピーク値の平均値を用いた可変利得増幅器の利得制御＞
図１５には可変利得増幅器１０４，１０７に対する自動利得制御の別の手法が波形図で例示され、図１６にはその手法を信号制御部による制御フローで例示する。
【００７６】
信号制御部１２０はそのＡ／Ｄ変換データが閾値Ａを越えたか否かを判別し（Ｓ３１）、超えたときに自動利得制御のフローに入る。先ず、閾値Ａを越えてから例えば１０μｓ経過してから（Ｓ３２）、Ａ／Ｄ変換データを取得し（Ｓ３３）、例えば図１５に例示されるように今回の取得データを含めて過去３回分の取得データの平均値を演算する（Ｓ３４）。次に、平均値が閾値Ｄを超えているか否かを判別し（Ｓ３５）、超えていれば第２可変利得増幅器１０７ゲインを下げる（Ｓ３６）。更に、平均値が閾値Ｃに達していないかを判別し（Ｓ３７）、達していなければ第２可変利得増幅器１０７ゲインを上げる（Ｓ３８）。
【００７７】
この制御によって波形信号ＷＶ２のピークが閾値Ｃと閾値Ｄの間になるように自動利得制御が行われる。そのような利得の制御は信号制御部１２０が行い、制御信号ＧＤ１，ＧＤ２で可変利得増幅器１０４，１０７に与える。この手法によっても、上記同様に自動利得制御が過敏になって制御の収束性が悪化することを比較的簡単に抑制することができる。
【００７８】
＜ピーク値の増減傾向にしたがった可変利得増幅器の利得制御＞
図１７には可変利得増幅器１０４，１０７に対する自動利得制御の更に別の制御フローが例示される。
【００７９】
信号制御部１２０はそのＡ／Ｄ変換データが閾値Ａを越えたか否かを判別し（Ｓ４１）、超えたときに自動利得制御のフローに入る。先ず、閾値Ａを越えてから例えば１０μｓ経過してから（Ｓ４２）、Ａ／Ｄ変換データを取得し（Ｓ４３）、
今回取得したＡ／Ｄ変換データ（今回の波形ピーク値）と前回同様に取得したＡ／Ｄ変換データ（前回の波形ピーク値）との大小関係を判別し（Ｓ４４）、波形信号の波形ピーク値が増加傾向の場合には第１カウンタ（ｕｐ）を１ステップカウント動作させ（Ｓ４５）且つ第２カウンタ（ｄｏｗｎ）のカウント値を初期化する（Ｓ４６）。波形信号の値が減少傾向の場合には第２カウンタ（ｄｏｗｎ）を１ステップカウント動作させ（Ｓ４７）且つ第１カウンタ（ｕｐ）のカウント値を初期化する（Ｓ４８）。そして、第１カウンタ（ｕｐ）のカウント値が第１値としての回数Ａを超えたとき可変利得増幅器１０４，１０７の利得を下げ（Ｓ４９，Ｓ５０）、第２カウンタ（ｄｏｗｎ）のカウント値が第２値としての回数Ｂを超えたとき可変利得増幅器１０４，１０７の利得を上げる利得制御を行う（Ｓ５１，Ｓ５２）。第１カウンタ（ｕｐ）のカウント値がＡを超えた状態は連続して増加する波形信号ＷＶ２のピーク値は図１２の閾値Ｄを超えた状態に対応されるようになっている。また、第２カウンタ（ｄｏｗｎ）のカウント値がＢを超えた状態は連続して減少する波形信号ＷＶ２のピーク値が図１２の閾値Ｃを下回った状態に対応されるようになっている。
【００８０】
この制御によって波形信号ＷＶ２のピークが閾値Ｃと閾値Ｄの間になるように自動利得制御が行われる。そのような利得の制御は信号制御部１２０が行い、制御信号ＧＤ１，ＧＤ２で可変利得増幅器１０４，１０７に与える。この手法によっても、上記同様に自動利得制御が過敏になって制御の収束性が悪化することを比較的簡単に抑制することができる。
【００８１】
＜波形の鈍りに対して論理値の判定閾値を変更して対処＞
光信号が暗い場合の信号の鈍りに対して波形信号を補正する場合に限定されず、信号制御部１２０又は復調部１２２で行われるハイ期間とロー期間の判定閾値を波形の鈍りに応じて変更することによっても対処可能であり、それによる対処手法を図１８の波形図と図１９の制御フローに基づいて説明する。
【００８２】
例えば信号制御部１２０が判定閾値の制御を行う場合、図１８に例示されるように、波形信号ＷＶ２が鈍っていない場合には、波形信号ＷＶ２のロー期間とハイ期間を判別するために、判定フルスケール電圧Ｖｄｄに対して高い電圧側の判定閾値を閾値Ａ、低いで電圧側の判定閾値を閾値Ｂとする。波形信号ＷＶ２が鈍った場合には、波形信号ＷＶ２に鈍りの無いときと同じロー期間とハイ期間が得られるように、閾値ＡをＡ’に、閾値ＢをＢ’に変更する。
【００８３】
そのための判定閾値の設定は、図１９のフローチャートに例示されるように、先ず、波形信号ＷＶ２が鈍っているかを判別する（Ｓ６１）。判別には図１３で説明した方法などを用いればよい。
【００８４】
鈍っていなければ、判定フルスケール電圧をＶｄｄとすると、そのセンターをＶｄｄ×０．５、高い電圧側の判定基準である閾値Ａをｖｄｄ×０．７５、低い電圧側の判定基準である閾値ＢをＶｄｄ×０．２５に設定する（Ｓ６２）。
【００８５】
鈍っている場合に、判定フルスケール電圧Ｖｄｄに対して高い電圧側の判定基準である閾値Ａ’を、波第２可変利得増幅器１０７の現在の利得に所定の係数βを乗じた電圧分だけ前記閾値Ａよりも低い電圧とする（Ｓ６２）。また、判定フルスケール電圧Ｖｄｄに対して低い電圧側の判定基準である閾値Ｂ’を、前記閾値Ａと閾値Ｂとの中間の電圧分（Ｖｄｄ×０．５）だけ前記閾値Ａ’よりも低い電圧とする。（Ｓ６２）。このときのセンターの電圧（センター’）は閾値電圧Ａ’とＢ’の平均値の電圧とする。（Ｓ６２）。夫々の計算式は、
閾値Ａ’＝Ｖｄｄ×０．７５−可変利得増幅器１０７の利得×β、
センター’＝（閾値Ａ’＋閾値Ｂ’）／２、
閾値Ｂ’＝閾値Ａ’−Ｖｄｄ×０．５、
である。
【００８６】
これによれば、受光素子１０２で受光した光信号の強度が弱い場合に波形信号ＷＶ２に正極性側と負極性側の振幅が相違するような鈍りが生じても、制御回路１２はそれに応答して、波形信号ＷＶ２の判定閾値を変更する。判定閾値の変更量は、波形信号ＷＶ２の正極性側と負極性側の振幅の相違の度合いが第２可変利得増幅器１０７における自動利得制御の利得に相関することに鑑みて、当該可変利得増幅器１０７の現在の利得に所定の係数βを乗じた電圧分とするから、判定閾値の過大な変更の抑制、換言すれば、変更される判定閾値の最適化に資することができる。
【００８７】
上記波形信号を補正する手法と判定閾値を変更する手法は甲乙つけ難い。判定閾値を変更する手法は判定閾値をどの程度変更するかにその成否はかかっている。好適な変更度合いが得られれば、３６ルックスまでしか受信できなかったものが、１６ルックスまで受信できるようになったという実験結果を得ることもできた。そのように好適な変更度合を得るには多くの実験が必要になると考えられる。波形信号を補正する場合も、バイアス電圧（閾値電圧）の上げ代と可変利得増幅器の利得低減幅について最適化することが必要になるが、調整対象がバイアス電圧（閾値電圧）と可変利得増幅器の利得の双方であることから、調整代が大きくなり、最適化するのが比較的容易になると考えられる。
【００８８】
＜加速度センサを持ち位置情報を光信号で受信する光受信機＞
光受信機１０は図１に例示されるように、加速度センサ１３と、受光素子１０２への電源の供給を選択する電源スイッチ１０１を有している。制御回路１２は、位置情報を光信号で受信するモードにおいて、加速度センサ１３の出力に基づいて光受信機１０の移動を感知している間だけ電源スイッチ１０１をオン状態に制御する。例えば図３で説明したように、地下街やデパートなどの屋内に多数配置されたＬＥＤ照明器具３０に内蔵された光送信機２０が当該照明器具３０の設置されている位置情報を出力する。位置情報には緯度、経度、建物の階数（高さ）などの情報を含む。ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用できない屋内環境下で現在位置の把握が可能になる。このとき、移動しているときだけ受光素子１０２による光信号の受信が可能にされるので、受信した位置情報の更新を要するときだけ受光素子１０２が活性化されることになるので、光受信機１０が移動していないときの消費電力を大幅に低減させることができる。
【００８９】
尚、モードレジスタの設定に従って、位置情報を光信号で受信する場合にも、加速度センサの検出状態とは無関係に電源スイッチをオン状態にする動作形態を選択可能にすることは当然可能である。
【００９０】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【００９１】
例えば、光受信機は携帯端末１に適用する場合に限定されず、その他の電子機器、車輌など荷の広く適用することができる。
【００９２】
また、波形生成回路１１の具体的な構成は図１の例に限定されず適宜変更可能である。例えば受光素子の出力をハイパスフィルタで受け、その出力を可変利得増幅し、その増幅出力をローパスフィルタで受け、この出力を可変利得増幅器で増幅して波形信号を生成するようにしてもよい。その場合にはローパスフィルタのバイアス電圧を操作することが必要になる。その他に種々の機能的変形が可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１０  光受信機
１  携帯端末
１１  波形生成回路
１２  制御回路
１３  加速度センサ
１４  第１波形生成回路
１５  第２波形生成回路
ＷＶ１  第１波形信号
ＷＶ２  第２波形信号
２０  光送信機
３０  ＬＥＤ照明器具
４０  容量
４１，４２  抵抗
５０  オペアンプ
５１  入力抵抗
５２  帰還抵抗
５３  レジスタ５３
６０，６１  抵抗
６２  バッファアンプ
６３  バッファアンプ
６４  デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）
６５  レジスタ
６６  負帰還アンプ
１０１  電源スイッチ
１０２  受光素子
１０３  第１ハイパスフィルタ
１０４  第１可変利得増幅器
１０５  ローパスフィルタ
１０６  第２ハイパスフィルタ
１０７  第２可変利得増幅器
１０８  第１基準電圧生成器
１０９  第２基準電圧生成器
ＢＶ１第１基準電圧
ＢＶ２  第２基準電圧
１２０  信号制御部
１２１  電源制御部
１２２  復調部
ＧＤ１，ＧＤ２  利得制御データ
２０１  ＬＥＤ
２０２  ＬＥＤ駆動回路
２０３  変調回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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