[發明專利]可見光通信裝置與其驅動方法

在審

• 申請號: 201610816590.4
• 申請日: 2016-09-12
• 公開（公告）號: CN107707303A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 李育禎;游爵豪;賴俊良
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H05B33/08
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 王珊珊

技術領域

本發明涉及可見光通信裝置與其驅動方法。

背景技術

可見光通信是一種無線通信技術，原理是利用發光二極管(LED)寬廣的調制帶寬使其具備高速通信數據傳輸的能力，且同時具有照明的功能。可見光通信亦是一個發展中的局域網絡技術，其能在照明涵蓋范圍內進行數據傳輸。可見光通信的接收裝置在LED照明涵蓋的范圍內，使用者便能利用LED光源來達到傳輸數據的功能，且其能整合WIFI無線通信技術，減緩射頻(radio frequency，RF)頻帶的擁擠程度。

可見光通信技術以提升傳輸速率為發展主軸。通常采用Bias-T整合直流與交流信號來實現LED驅動器的架構。但此設計使得集成化程度大幅降低，且注入交流信號也需要一個至多個功率放大器，除了因而提高系統成本外，也造成能源轉換效率大幅降低。由于能源轉換效率在照明應用是一個重要的節能指標，所以近來國際照明大廠皆已采用目前普遍使用在LED照明的高效率開關式LED驅動電路架構，并研究如何將可見光通信技術應用于其上。然而使用開關式LED驅動電路來傳輸數據，其數據傳輸率卻大幅受限于驅動器本身的操作頻率(一般約100kHz)以及大的儲能元件，使得數據傳輸率通常小于10kbps，甚至低于1kbps，因而無法達到高速數據傳輸的目的。

發明內容

因此，本發明提出一種可見光通信裝置與其驅動方法，用于解決開關式LED驅動電路用于可見光通信時的低數據傳輸率的問題，并提升數據傳輸速度與能源轉換效率。

本發明一實施范例公開一種可見光通信裝置，包括:發光單元、開關式發光二極管驅動電路、合成電路，以及路徑選擇電路。開關式發光二極管驅動電路提供發光單元的驅動電流。合成電路將數據信號與調光信號合成為合成信號。根據由一或多個路徑選擇信息取得的數據頻率與調光比例，路徑選擇電路選擇開啟旁路電流調制單元以將合成信號沿一路徑注入至旁路電流調制單元，且旁路電流調制單元根據合成信號控制發光單元顯示數據信號，或路徑選擇電路選擇將合成信號沿另一路徑注入至開關式發光二極管驅動電路，且開關式發光二極管驅動電路根據合成信號控制發光單元顯示數據信號。

本發明一實施范例公開一種可見光通信裝置的驅動方法，包括：在可見光通信裝置中將數據信號與調光信號合成為合成信號；以及根據自一或多個路徑選擇信息取得的數據頻率與調光比例，選擇將合成信號沿一路徑注入可見光通信裝置的旁路電流調制單元或沿另一路徑注入可見光通信裝置的開關式發光二極管驅動電路，使得旁路電流調制單元或開關式發光二極管驅動電路根據合成信號控制可見光通信裝置的發光單元顯示數據信號。

附圖說明

本發明的實施范例將以附圖詳細說明如下，其中：

圖1A是依據本發明一實施例繪示的可見光通信裝置的示意圖，其中數據頻率與調光比例由合成信號計算取得。

圖1B是依據本發明另一實施例繪示的可見光通信裝置的示意圖，其中數據頻率由數據信號取得，而調光比例由調光信號取得。

圖2是依據本發明一實施例說明判斷電路計算合成信號的數據頻率與調光比例的方法。

圖3A是依據本發明一實施例繪示的旁路電流調制單元根據合成信號控制發光單元顯示數據信號的示意圖，其中以多階電流振幅調制電路實現旁路電流調制單元。

圖3B是圖3A的多階電流振幅調制電路根據合成信號控制開關以使發光單元以顯示數據信號的示意圖。

圖3C是依據本發明一實施例繪示的旁路電流調制單元根據合成信號控制發光單元顯示數據信號的示意圖，其中以電壓控制電流源實現旁路電流調制單元。

圖4A、圖4B是依據本發明一實施例繪示的開關式發光二極管驅動電路根據合成信號控制發光單元以顯示數據信號的示意圖。

圖5是依據本發明可見光通信裝置驅動方法一實施例繪示的流程圖。

圖6是依據圖1A實施例的驅動方法流程圖。

圖7是依據圖1B實施例的驅動方法流程圖。

圖8是依據本發明可見光通信裝置驅動方法一實施例繪示的流程圖。

【符號說明】

10～發光單元12～開關式發光二極管驅動電路

14～合成電路16～路徑選擇電路

18～旁路電流調制單元

16a～判斷電路 16b～驅動電路

ψ1～合成信號ψ3～輸出信號

DATA～數據信號DIMMING～調光信號

fdata～數據頻率 Ddimming～調光比例

Vcompare～比較信號

Vref～參考信號