JP2009124533A

JP2009124533A - 情報伝送システム、送信制御装置、受光装置、情報伝送方法、及び、プログラム

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Publication number: JP2009124533A
Application number: JP2007297678A
Authority: JP
Inventors: Norio Iizuka; 宣男飯塚
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2027-11-16
Also published as: JP5181633B2

Abstract

【課題】空間光伝送技術を利用し、複数の情報を同時に伝送するような場合であっても、各情報の伝送・出力を良好に行う。
【解決手段】輝度変調された情報に基づいて時間的変化を伴って発光することにより前記情報を送信する複数の発光装置（２〜４）と、前記発光装置から送信される情報を時間的に連続して受光し、その光の輝度変化から前記情報を復元する復元して出力する受光装置（５、６）とを含む情報伝送システムにおいて、前記情報は前記複数の発光装置全てに共通する共通情報を含み、この共通情報の送信タイミングを一致させて送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空間光伝送技術を利用したシステム、送信制御装置、受光装置、情報伝送方法、及び、プログラムに関する。

赤外光や可視光の光を利用した空間光伝送による種々の通信が公知である。特に可視光は、今後、ＬＥＤ化が見込まれる照明具を通信送信源として利用でき、人間の視覚と一致した扱い易さと、光の指向性の強さ、及び、光路遮蔽の容易さを生かしたきめ細かな情報配信エリアの調整機能が期待されている。

下記の特許文献１には、発光ユニットと受光ユニットとからなる空間光伝送システムの技術（以下、従来技術という。）が記載されている。この従来技術の要旨は、「発光ユニットは、送信すべき情報を構成するビット列を論理判定し、その判定結果に応じて、予め用意された互いに相関度の低い二つのビットパターン系列より択一的にビットパターン系列を選択して、その選択結果に従って前記光を変調して送信する。受光ユニットは、前記光を受光してその光の強度に応じた二値化信号を生成し、該二値化信号に含まれるビットパターン系列が、前記二つのビットパターン系列のいずれか一方に対応するときに、論理信号１または論理信号０を発生して、前記光に含まれる情報の再生を行う。」というものである。

特開２００３−１７９５５６号公報

しかしながら、上記の従来技術にあっては、例えば、複数の発光ユニットが近接配置され、且つ、一つの受光素子でそれら複数の発光ユニットからの光を同時に受信した場合、複数の発光ユニットからの情報光が混ざり合い、それぞれの発光ユニットから送信された情報を正しく再生できなくなるという問題が予想される。

そこで、本発明の目的は、空間光伝送技術を利用し、複数の情報を同時に伝送するような場合であっても、各情報の伝送・出力を良好に行うことができる送信制御装置、受光装置、情報伝送方法、及び、プログラムを提供することにある。

請求項１記載の発明は、輝度変調された情報に基づいて時間的変化を伴って発光することにより前記情報を送信する複数の発光装置と、前記発光装置から送信される情報を時間的に連続して受光する受光手段と、この受光手段によって連続的に受光された光の輝度変化から前記情報を復元する復元手段と、この復元手段によって復元された情報を出力する出力手段とを備える受光装置とを含む情報伝送システムにおいて、前記情報は前記複数の発光装置全てに共通する共通情報を含み、前記複数の発光装置に対し、前記共通情報の送信タイミングを一致させて送信するよう制御する送信制御手段と、前記受光手段が複数の前記発光装置からの情報を受信すると、これらの情報に含まれる共通情報を復元するよう前記復元手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、前記共通情報は、階層化された複数の情報部からなることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、上記請求項１又は２記載の発明において、前記受光手段は受光素子が規則的に二次元配列され、これら受光素子が受光した輝度に基づいて光学像を出力する撮像手段を含み、前記制御手段は、前記撮像手段の受光素子が夫々前記複数の発光装置からの情報を受信することにより、これらの情報に含まれる共通情報を復元するよう前記復元手段を制御することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、上記請求項３記載の発明において、前記受光装置は前記撮像手段が出力した光学像に基づいて画像データを取得する画像データ取得手段を更に備え、前記出力手段は、この画像データ取得手段によって取得された画像データを前記共通情報とともに出力することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、輝度変調された情報に基づいて時間的変化を伴って発光することにより前記情報を送信する複数の発光装置を制御する送信制御装置において、前記複数の発光装置全てに共通する共通情報を前記情報に含ませ、前記共通情報の送信タイミングを一致させて送信するよう制御する送信制御手段を備えることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、上記請求項５記載の発明において、前記共通情報は、階層化された複数の情報部からなることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、複数の受光素子を備えた受光手段と、この受光手段が時間的に連続して受光する光の輝度変化を取得する輝度変化取得手段と、この輝度変化取得手段によって取得された輝度変化から情報を復元する復元手段と、前記輝度変化取得手段によって輝度変化を取得した受光素子が複数のとき、前記復元手段によって復元された複数の情報に含まれる共通情報を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、上記請求項７記載の発明において、前記受光手段は、前記複数の受光素子は規則的に二次元配列され、これらの受光素子が受光した輝度に基づいて光学像を出力する撮像手段を含み、この撮像手段が出力した光学像に基づいて画像データを取得する画像データ取得手段を更に備え、前記出力手段は、この画像データ取得手段によって取得された画像データを前記共通情報とともに出力することを特徴とする。

請求項９記載の発明は、輝度変調された情報に基づいて時間的変化を伴って発光することにより前記情報を送信する複数の発光装置と、前記発光装置から送信される情報を時間的に連続して受光し、この連続的に受光された光の輝度変化から前記情報を復元して出力する受光装置とからなる情報伝送方法であって、前記情報は前記複数の発光装置全てに共通する共通情報を含み、前記複数の発光装置に対し、前記共通情報の送信タイミングを一致させて送信するよう制御する送信制御ステップと、前記受光装置が複数の前記発光装置からの情報を受信すると、これらの情報に含まれる共通情報を復元するよう制御する制御ステップとからなることを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、複数の受光素子を備える受光装置が具備するコンピュータを、前記複数の受光素子の夫々が時間的に連続して受光する光の輝度変化を取得する輝度変化取得手段、この輝度変化取得手段によって取得された輝度変化から情報を復元する復元手段、前記輝度変化取得手段によって輝度変化を取得した受光素子が複数のとき、前記復元手段によって復元された複数の情報に含まれる共通情報を出力する出力手段として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、複数の光を受光した場合であっても、それら複数の光に共通する情報を伝送・出力することができる。したがって、従来技術において記載したような問題を解消することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る情報伝送システムの構成図である。この図において、たとえば、室内の天井１には、発光装置として天井灯を兼ね且つ異なる情報を送信するための複数（ここでは便宜的に３個）の発光ユニット２〜４が取り付けられている。これらの発光ユニット２〜４は、特にそれに限定されないが、所定の厚みを持つ円盤形状を成しており、その円盤状の上面を天井１に取着すると共に、その円盤状の下面２ａ、３ａ、４ａを天井１の下方向（つまり、室内方向）に指向させている。

円盤状の下面２ａ、３ａ、４ａは、前記のとおり室内照明のための発光面であると共に、情報の送信窓ともなっており、各発光面から送出される光の放射角度は、各々の発光ユニット２〜４において同一の値（図中のα）となっている。また、これらの発光ユニット２〜４は間隔ｄで配置されている。

また、発光ユニット２は固有情報を「Ｂ」、発光ユニット３は固有情報を「Ｃ」、そして、発光ユニット４は固有情報を「Ｄ」を送信するが、天井１を有する部屋名や部署名あるいはフロア名などの情報を共通情報「Ａ」として、発光ユニット２は「Ａ＋Ｂ」の情報を、発光ユニット３は「Ａ＋Ｃ」の情報を、そして、発光ユニット４は「Ａ＋Ｄ」の情報を同一の送信（発光）タイミングで時間的変化を伴って送信する。

一方、同室内には、受光装置として情報端末５及び６が存在している。これらの情報端末は角度βの範囲に存在する光を受光可能な受光部１４を備えている。また、同図においては情報端末６の角度βの範囲には発光ユニット４のみが含まれるが、情報端末５の角度βの範囲には発光ユニット３と発光ユニット４が含まれる。このため、情報端末６は発光ユニット４のみからの光（情報）を受信しこの情報を出力する。一方、情報端末５は、発光ユニット３と発光ユニット４からの光（情報）を同時に受信することになるが、この時、同時に受信される「Ａ＋Ｃ」の情報と「Ａ＋Ｄ」の情報のうち、「Ｃ」及び「Ｄ」が失われる。しかしながら、「Ａ」の情報は共通して受信される（原理は後述する。）ので、一部の情報、たとえば、その部屋名や部署名あるいはフロア名などの共通情報については、出力することができるようになる。

尚、上記情報端末５、６が携帯可能な小型のものである場合、上記共通情報「Ａ」は、たとえば、“場所を移動して一つの光だけを受信するようにしてください”などといった受光範囲の変更を促すメッセージであって良い。このようにすれば、情報端末を把持した使用者は上記メッセージの出力により受光角度の調整が必要なことを認知することができる。

以下、本実施形態の詳細について説明する。
図２は、本発明の実施形態に係る情報伝送システムのブロック図である。この図において、情報伝送システムは、複数の発光ユニット（ここでは便宜的に３個の発光ユニット２〜４とするが、この数に限定されない。複数であればよい。）と、少なくとも１台の情報端末５とから構成される。

発光ユニット２〜４は、各々同一構成であり、説明の便宜上、左端の発光ユニット２を代表にしてその構成を説明すれば、発光ユニット２は、通信部７と、送出データ保持部８と、符号化・変調部９と、タイミングジェネレータ１０と、駆動部１１と、発光部１２とを含む。

通信部７は、全ての発光ユニット２〜４で共有される中央制御部１３からの送信タイミングや送信情報を受信し、送出データ保持部８は、その送信情報を保持し、符号化・変調部９は、後述する変調方式を用いて、送出データ保持部８に保持されている送信情報を輝度変調し、タイミングジェネレータ１０は、中央制御部１３から送られてきた送信タイミングに基づいて所要のタイミング信号を発生し、駆動部１１は、符号化・変調部９からの変調情報とタイミングジェネレータ１０からのタイミング信号に従って発光部１２を駆動し、発光部１２は所定の放射角α（図１参照）で光を放射する。

一方、情報端末５は、受光部１４と、復調・復号化部１５と、共通情報受信判別部１６と、受信情報処理部１７と、表示部１８とを含む。

受光部１４は、フォトダイオード等の受光素子、好ましくは、複数の受光素子を例えばアレイ状に規則的に二次元配列して構成されており、所定の角度β（図１参照）の範囲に存在する光を受光し、その光の点滅又は輝度の変化に対応して時間的に変化する電気信号を出力する。復調・復号化部１５は、その電気信号を二値化信号に復元し、共通情報受信判別部１６は、その復元された二値化信号の中から前述した「共通情報」を判別し、受信情報処理部１７は、誤り検出処理を経て、その復元された二値化信号に基づいた情報を出力し、表示部１８はその出力された情報に基づいて可視化された、たとえば、テキストメッセージ等を表示する。

図３は、発光ユニット２〜４から送信される情報フォーマットを示す図である。この図において、情報フォーマット１９は、ヘッダ部２０と、共通情報部２１と、固有情報部２２と、誤り検出部２３とからなり、ヘッダ部２０には所要のヘッダ情報が格納され、共通情報部２１には前述の共通情報「Ａ」が格納され、固有情報部２２には、それぞれの発光ユニット２〜４ごとに異なる前述の固有情報「Ｂ」、「Ｃ」又は「Ｄ」が格納され、誤り検出部２３には誤り検出情報が格納される。誤り検出情報は、伝送路上の雑音や混信等の影響によって、情報フォーマット１９の一部のデータが壊れていないかを検出するための付加情報であり、典型的にはＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check：巡回冗長検査）情報である。

図４は、情報フォーマット１９の各（論理的）ビットデータ及びその変調データを示す図である。この図において、ビットデータ２５は、一定の周期ｔの並びで、たとえば、“１０１１”のデータ列（“１”は論理１、“０”は論理０を表す。）になっており、その変調データ２６は、ビットデータ２５の一周期長ｔの１／２に相当する周期ｔ／２の並びで“０１１００１０１”のデータ列になっている。ここで、変調データ２６は、ビットデータ２５の論理０を“１０”に、論理１を“０１”のデータ列に変調した、いわゆる２−ＰＰＭ（２値パルス位置変調）の波形になっている。

ちなみに、このようなパルス位置変調（ＰＰＭ）を行う理由は、たとえば、データの論理１を光の点灯とし、論理０を消灯とした場合に、前記の生データ（ビットデータ２５）のままで輝度変調すると、論理０の連続数が多くなるほど消灯時間が長くなってしまい、ちらつきや照明光量の変動が目立つようになるからである。上記のような２値パルス位置変調を行えば、そのようなちらつきや光量変動が目立たなくなり、とりわけ、光源と照明光源とを兼用する場合に好適なものとすることができるからである。

したがって、このパルス位置変調は、特に照明光源を兼用する場合に必要とされるものであって、発明の思想上は必須の事項ではない。つまり、照明光源と兼用しない専用の光源を用いる場合であって、しかも、見た目のちらつきや光量の変動が生じても特段の支障がない場合においては、前記のパルス位置変調を用いることなく、前記の生データ（ビットデータ２５）のままで光を輝度変調しても構わない。

図５は、空間光伝送技術により複数の光を同時に受光することによる情報の混信を説明する図である。この図において、上下二段に並ぶ二つの波形は、それぞれ異なる発光ユニット（便宜的に図１の発光ユニット３、４とする。）の発光部１２から放射された光の明滅（輝度変化）パターンである。波形の山の部分が“明”、谷の部分が“滅”である。なお、“明”を所定光量（つまり点灯）、“滅”を光量ゼロ（つまり消灯）としてもよいが、これに限らず、各々既知的に異なる光量（つまり、“明”＞“滅”の関係にある光量）であってもよい。

以下、発光ユニット３の発光部１２から放射された光を示す波形を第１の波形２７といい、発光ユニット４の発光部１２から放射された光を示す波形を第２の波形２８ということにする。

第１の波形２７は、図４の変調データ２６に従って、その明滅パターンが変調されたものである。すなわち、この第１の波形２７は、図４の周期ｔ／２と同じ間隔で、変調データ２６の論理１の期間内で所定の周期Ｔの明滅サイクルを繰り返すパターンを有している。一方、第２の波形２８も、図４の周期ｔ／２と同じ間隔で、不図示の変調データ（図４の変調データ２６と同様のもの。）の論理１の期間内で所定の周期Ｔの明滅サイクルを繰り返すパターンを有しているが、両者は、破線２９で囲んだ部分のパターンだけが一致している点で相違する。すなわち、図示の例では、第１の波形２７と第２の波形２８の破線２９で囲んだ部分のパターンが“０１０１０１”と同じ内容になっているが、その他の部分（イ部〜ヘ部）については異なっている。

具体的には、イ部においては、第１の波形２７が“０１０１０１”となっているのに対して、第２の波形２８が“００１０１０”となっており、パターンが一致していない。また、ロ部においては、第１の波形２７が“０１０１０１”となっているのに対して、第２の波形２８が“１０００００”となっており、パターンが一致していない。また、ハ部においては、第１の波形２７が“００００００”となっているのに対して、第２の波形２８が“００１０１０”となっており、パターンが一致していない。

また、ニ部においては、第１の波形２７が“００００００”となっているのに対して、第２の波形２８が“１０００００”となっており、パターンが一致していない。また、ホ部においては、第１の波形２７が“００００００”となっているのに対して、第２の波形２８が“０１０１０１”となっており、パターンが一致していない。また、ヘ部においては、第１の波形２７が“０１０１０１”となっているのに対して、第２の波形２８が“００００００”となっており、パターンが一致していない。

このような波形（第１の波形２７と第２の波形２８）を有する二つの光を１台の受光装置（情報端末５）で受光した場合、パターン不一致の部分については、「０＋０＝０」、「１＋０＝１」または「０＋１＝１」の組み合わせとなり、とりわけ、異論理の組み合わせ（１＋０または０＋１）の場合に、“１”と“０”、つまり、波形の山と谷が重なることになり、２つの信号の２元信号であるパルスとしての変化値が加算される結果、変動分が失われてほぼフラットになってしまい、パルス波としての変化が生じないことになる。すなわち、「１＋０＝０＋１＝１」となり、いずれも常に論理１のレベルでセンス（検出）されてしまう。

これに対して、破線２９で囲んだ部分については、パターン一致であるため、異論理の組み合わせ（１＋０または０＋１）は生じない。すなわち、破線２９で囲んだ部分では「０＋０＝０」か「１＋１＝１」のどちらかの組み合わせしか起こり得ない。このため、二つの光を１台の受光装置（情報端末５）で受光した場合であっても、少なくとも、破線２９で囲んだ部分の波形（パターン）に対応する情報については出力することが可能になる。

なお、ここでは、第１の波形２７と第２の波形２８の位相のずれがほぼゼロであるとして説明した。“位相のずれがほぼゼロ”とは、各信号波形（第１の波形２７や第２の波形２８）のシステムの絶対時間に対する時間誤差をΔ_Tn（ｎは１、２、・・・・）としたとき、その時間誤差Δ_Tnが、全ての信号波形において、次式（１）を満たしていることをいう。
｜Δ_Tn｜≪Ｔ／４・・・・（１）
式（１）を満たしている場合、任意個の信号の和において、隣のタイムスロットＴの信号と混じらないサンプル時点（“１”や“０”のピーク）が存在することになるからである。

たとえば、２８．８ＫＨｚの周期パルスを副搬送波として物理レイヤが変調されたとすると、Ｔ＝約３５μｓであり、Δ_Tnは−８．７５μｓ〜８．７５μｓとなるが、この値の妥当性としては、ネットワークにおける時刻同期として、たとえばイーサネット（登録商標）におけるクロック分配による同期の方法は公知であり、高精度を満たす例では、０．１μｓ以下の誤差に抑える事例が広域ネットワークで確立されているので、パケット伝送遅延をもつネットワークでも、各光源が上記条件で同期することは十分可能である。したがって、現在、照明光で情報送出を行うために有効とされるＰＬＣ（電力線通信）を用いた場合でも、十分上記の値を達成することは可能であるし、または、上記条件を達成しやすい、より低い変調周波数を用いてもよい。

もちろん、各信号の同期は、たとえば電波などを用いて、別途クロック信号の送出を行えば、容易に同期システムが組めることは明らかである。また、システム設置時に各光源の変調クロックを同期させ、以後、相当長期間にわたり（数年〜数十年単位）、上記μｓオーダ以下が保障される独立同期とすることも技術的には可能である。

本実施形態においては、破線２９で囲んだ部分のパターンと、前出の「共通情報」、すなわち、図３の共通情報部２１に格納される情報であって、たとえば、複数の発光ユニット２〜４の共通情報「Ａ」とを対応づけるようにしている。このため、複数の光を１台の受光装置（情報端末５）で受光した場合であっても、少なくとも、共通情報「Ａ」を出力することができるのである。

図６（ａ）は、共通情報の一例を示す図である。この図において、情報フォーマット１９の共通情報部２１は、２ビットの情報が格納されるようになっており、その具体的な情報は、たとえば、“０１”はフロア、“１０”はフロア内エリア、“１１”は光源別のスポットである。ここで、「フロア」、「フロア内エリア」及び「スポット」は、それぞれ階層化された場所を意味する。すなわち、「スポット」は「フロア内エリア」の下位の位置情報であり、「フロア内エリア」は「フロア」の下位の位置情報である。具体的に説明すれば、「フロア」はビル等における所定のフロア（階）を意味し、「フロア内エリア」は、そのフロアを構成する複数区画（単なるエリア又は部屋等）の一つを意味し、また、「スポット」はそのエリア内に設定された複数のスポットの一つを意味する。そして、このスポット単位に前述の発光ユニット２〜４が配置される。

図６（ｂ）は、複数の発光ユニット（ここでは発光ユニット２と発光ユニット３）が発光する光のうちの、特に共通情報の時間軸上のタイミングを示す図である。この図において、上段に並ぶ３つの横長矩形３０〜３２は、それぞれレベル０１（フロアを意味する）、レベル１０（フロア内エリアを意味する）及びレベル１１（スポットを意味する）の各共通情報を表しており、また、下段に並ぶ３つの横長矩形３３〜３５も、それぞれレベル０１（フロアを意味する）、レベル１０（フロア内エリアを意味する）及びレベル１１（スポットを意味する）の各共通情報を表している。

ここで、上下に位置する同一レベルの共通情報（上段の横長矩形３０と下段の横長矩形３３、上段の横長矩形３１と下段の横長矩形３４、上段の横長矩形３２と下段の横長矩形３５）同士は、それぞれ時間軸上で同一のタイミングで発光するようになっており、図５の破線２９で囲んだ部分に相当するようにタイミングが調整されている。したがって、図示のように、二つの光を１台の受光装置（たとえば、情報端末５）で受光した場合であっても、少なくとも、同一レベルの共通情報（上段の横長矩形３０と下段の横長矩形３３、上段の横長矩形３１と下段の横長矩形３４、上段の横長矩形３２と下段の横長矩形３５）については出力することができる。

加えて、このような場合は、共通情報以外の情報（固有情報）が混信状態となってデータ破損が生じ、非受信となる。したがって「共通情報→受信」且つ「固有情報→非受信」という条件を設定すれば、たとえば、“場所を移動して一つの光だけを受信するようにしてください”などといった適切なメッセージを情報端末５側で出力させて、情報端末５を把持する使用者に対し対処を促すことができる。

以下、本実施形態に係る情報伝送システムの具体的な使用例について説明する。
図７は、本実施形態に係る情報伝送システムの使用環境の具体例を示す図である。この図において、フロアＦの天井１には天井灯を兼ねる複数の発光ユニットＬ１〜Ｌ３が取り付けられている。これらの発光ユニットＬ１〜Ｌ３は、図１や図２の発光ユニット２〜４と同じものである。つまり、発光ユニットＬ１は発光ユニット２に相当し、発光ユニットＬ２は発光ユニット３に相当し、発光ユニットＬ３は発光ユニット４に相当する。

フロアＦは、さらに複数のエリア（ここでは、二つのエリアＡ１、Ａ２）に分けられている。そして、図面の右から１番目と２番目の発光ユニットＬ１、Ｌ２は、主にエリアＡ１を照明するように取り付けられており、左端の発光ユニットＬ３は、主にエリアＡ２を照明するように取り付けられている。ただし、これらのエリアＡ１、Ａ２は、壁等によって仕切られていないオープンな領域であり、したがって、２番目の発光ユニットＬ２はエリアＡ１のみならず隣接するエリアＡ２の一部を照明し、また、左端の発光ユニットＬ３もエリアＡ２のみならず隣接するエリアＡ１の一部を照明する。

ここで、それぞれの発光ユニットＬ１〜Ｌ３の照明範囲のことを“スポット”といい、各スポットに固有の識別番号を付すことにする。たとえば、右端の発光ユニットＬ１の照明範囲をスポットＳＰ１、右から２番目の発光ユニットＬ２の照明範囲をスポットＳＰ２、左端の発光ユニットＬ３の照明範囲をスポットＳＰ３ということにする。

また、図示の例においては、ＳＰ１とＳＰ２及びＳＰ２とＳＰ３が一部で重なっており、これらの重畳部分を、それぞれ便宜的に、第１重畳スポットＳＰ１２、第２重畳スポットＳＰ２３ということにする。

さて、図１や図２の情報端末５、６を説明の都合上、符号Ｒ１〜Ｒ３（以下、第１の情報端末Ｒ１、第２の情報端末Ｒ２、第３の情報端末Ｒ３）で表すことにすると、図示の例では、第１の情報端末Ｒ１がスポットＳ１に位置し、第２の情報端末Ｒ２が第１重畳スポットＳ１２に位置し、第３の情報端末Ｒ３が第２重畳スポットＳ２３に位置している。

これら３台の情報端末Ｒ１〜Ｒ３のうち混信問題を生じないのは、スポットＳ１に位置する第１の情報端末Ｒ１のみである。これは、一つの発光ユニットＬ１からの光だけを受光するからである。

一方、他の２台の受光ユニットＲ２、Ｒ３については、いずれも複数の光を同時に受光するため、混信を生じ、情報の再生に不都合を来す。

図８は、図７の３台の情報端末Ｒ１〜Ｒ３の各々における情報受信の概念図である。これらの図において、（ａ）は混信を生じない第１の情報端末Ｒ１の情報受信の概念図であり、（ｂ）は混信を生じる第２の情報端末Ｒ２の情報受信の概念図であり、（ｃ）は混信を生じる第３の情報端末Ｒ３の情報受信の概念図である。

まず、（ａ）に示すように、第１の情報端末Ｒ１においては、一つの発光ユニットＬ１からの光だけを受光するので、その光に含まれるフロア情報（フロアＦ）や、フロア内エリア情報（エリアＡ１）及びスポット情報（スポットＳＰ１）などの各種情報を出力することができる。

これに対して、（ｂ）に示すように、第２の情報端末Ｒ２においては、二つの発光ユニットＬ１、Ｌ２からの光を同時に受光するので、それらの光に含まれるフロア情報や、フロア内エリア情報及びスポット情報を同時平行的に各二つずつ受け取ることになる。つまり、同じタイミングで、二つのフロア情報（フロアＦ、フロアＦ）と、二つのフロア内エリア情報（エリアＡ１、エリアＡ１）と、二つのスポット情報（スポットＳＰ１、スポットＳＰ２：これらは第１重畳スポットＳＰ１２に相当）を同時平行的に各二つずつ受け取ることになる。ここで、フロア情報とフロア内エリア情報については共に同じ情報であるが、最後のスポット情報については異なる情報（スポットＳＰ１とスポットＳＰ２）である。したがって、このスポット情報を受け取った際に、データ破損が生じ、ＣＲＣ等による誤り検出において「誤り有り」が検出されることになる。

このように、二つの発光ユニットＬ１、Ｌ２からの光を第２の情報端末Ｒ２で同時に受光した場合には、スポット情報を受け取った時点で「誤り有り」が検出されるのであるが、共に同じ情報であるフロア情報とフロア内エリア情報については誤りが検出されず、一部ではあるものの、情報（フロアＦ、エリアＡ１）の出力を行うことができる。

また、（ｃ）に示すように、第３の情報端末Ｒ３においても、二つの発光ユニットＬ２、Ｌ３からの光を同時に受光するので、それらの光に含まれるフロア情報や、フロア内エリア情報及びスポット情報を同時平行的に各二つずつ受け取ることになる。つまり、同じタイミングで、二つのフロア情報（フロアＦ、フロアＦ）と、二つのフロア内エリア情報（エリアＡ１、エリアＡ２）と、二つのスポット情報（スポットＳＰ２、スポットＳＰ３：これらは第２重畳スポットＳＰ２３に相当）を同時平行的に各二つずつ受け取ることになる。ここで、フロア情報については同じ情報であるが、フロア内エリア情報とスポット情報については共に異なる情報（エリアＡ１とエリアＡ２、スポットＳＰ２とスポットＳＰ３）である。したがって、これらのフロア内エリア情報とスポット情報を受け取った際に、データ破損が生じ、ＣＲＣ等による誤り検出において「誤り有り」が検出されることになる。

このように、二つの発光ユニットＬ２、Ｌ３からの光を第３の情報端末Ｒ３で同時に受光した場合には、フロア内エリア情報を受け取った時点とスポット情報を受け取った時点でそれぞれ「誤り有り」が検出されるのであるが、共に同じ情報であるフロア情報については誤りが検出されず、一部ではあるものの、情報（フロアＦ）の出力を行うことができる。

以上のことを利用して、次のような表示を行うことができる。
図９は、「誤り有り」が検出された場合の表示部の表示例を示す図である。この図において、（ａ）はスポット情報に「誤り有り」が検出された場合の表示例を示す図であり、第２の情報端末Ｒ２の表示部１８に、たとえば、“ここはフロアＦのエリアＡ１です。＊＊スポット判定不能＊＊場所を移動してください”などといったユーザに対処を促す適切なメッセージを表示している。ここで、“ここはフロアＦのエリアＡ１です。・・・・”の「フロアＦ」と「エリアＡ１」は、誤りが検出されずに出力された情報を可視化して表示したものであり、一方、“・・・・＊＊スポット判定不能＊＊・・・・”の「スポット」は、誤りが検出された情報を明示するための文字列である。

また、（ｂ）はエリア情報とスポット情報に「誤り有り」が検出された場合の表示例を示す図であり、第３の情報端末Ｒ３の表示部１８に、たとえば、“ここはフロアＦです。＊＊エリア及びスポット判定不能＊＊場所を移動してください”などといったユーザに対処を促す適切なメッセージを表示している。ここで、“ここはフロアＦです。・・・・”の「フロアＦ」は、誤りが検出されずに支障なく再生された情報を可視化して表示したものであり、一方、“・・・・＊＊エリア及びスポット判定不能＊＊・・・・”の「エリア」と「スポット」は、誤りが検出された情報を明示するための文字列である。

なお、以上の例では、表示部１８にメッセージを表示するとしているが、これに限らず、たとえば、誤りが検出されなかった下位レベルの情報に対応した案内図や地図等の図形情報を表示してもよい。つまり、フロア情報だけが正常に出力される場合はフロアの案内図などを表示し、あるいは、それよりも下位のエリア情報までが正常に出力される場合はエリアの案内図などを表示するようにしてもよい。もちろん、最下位レベルの情報（ここではスポット情報）までを出力できる場合（図８（ａ）参照）は、当然ながら、そのスポットの案内図などを表示するようにしてもよい。

図１０は、本実施形態に係る情報伝送システムを構成する情報端末５、６（Ｒ１〜Ｒ３）に共通の動作プログラムのフローを示す図である。このフローでは、まず、受光データ｛（発光ユニット２〜４：Ｌ１〜Ｌ３）から送信された光｝を復調・符号化し（ステップＳ１）、次いで、データフレームの誤りをチェックする（ステップＳ２）。そして、誤り有りか否かを判定し（ステップＳ３）、誤り有りであれば、必要なバッファ分を記憶したか否かを判定し（ステップＳ５）、必要なバッファ分を記憶していなければ、ステップＳ１に復帰する。

一方、ステップＳ３で誤り有りを判定しなかった場合は、次に、共通情報の判別を行い（ステップＳ４）、必要なバッファ分を記憶したか否かを判定し（ステップＳ５）、必要なバッファ分を記憶していなければ、ステップＳ１に復帰する。

そして、必要なバッファ分を記憶した場合には、所要の表示出力処理を行い（ステップＳ６）、ユーザ操作による受信継続の有無を判定し（ステップＳ７）、受信継続であれば、ステップＳ１に復帰し、受信継続でなければプログラムを終了する。

なお、ステップＳ５における「必要なバッファ分を記憶したか否かの判定」は、連続パケットデータによる処理も含むようにするためである。１フレームのデータで完結する場合、ステップＳ５は不要である。

ステップＳ２におけるデータフレームは、たとえば、フロア情報のフレームやフロア内エリア情報のフレーム及びスポット情報のフレームを含み、このステップＳ２で、これらのフレームに誤りがあるか否かをチェックする。つまり、図８（ａ）のような場合は全フレーム誤り無し、一方、図８（ｂ）（ｃ）のような場合はスポット情報フレームやフロア内エリア情報フレームに誤り有りとなる。そして、ステップＳ４において、これらの共通情報（フロア情報、フロア内エリア情報及びスポット情報）を判別し、ステップＳ６において、上記の誤り判定結果と共通情報の判別結果とを用いて、たとえば、図９のような表示処理を行うのである。

以上のとおりであるから、本実施形態に係る情報伝送システムにあっては、以下の効果を奏することができる。
複数の発光ユニット２〜４が発光する光より送信される情報に、階層化した共通情報を含ませるようにした。たとえば、３階層化の例として、フロア情報、そのフロアに含まれるエリア情報、及び、そのエリアに含まれるスポット情報を含ませるようにした。このようにすると、仮に、１台の情報端末で複数の光を同時に受光した場合であっても、その受光位置に応じて、下位のいずれかの階層の情報が失われる（混信によるデータ破壊）だけで、上位の階層の情報は失われないから、少なくとも、その得られた情報（たとえば、フロア情報やエリア情報）を用いて情報の出力（フロア位置の表示又はエリア位置の表示）を行うことができ、加えて、“場所を移動してください”などといったメッセージを提示することによる所要の対処をユーザに促すことができるという格別の効果が得られる。

また、位置情報の意味的な階層をそのまま取り込むことが可能になった。たとえば、従来、各発光ユニットがスポット情報だけを発光して送信するとするならば、例えば発光ユニットＬ１が発光して送信する情報であるスポットＳＰ１は、共通情報ではないので、他の通信システムを利用して外部のデータベースに問い合わせるか、情報端末自らがその階層的位置情報をデータベースとして持つ必要があった。これに対して、本実施形態によれば、空間光伝送技術を利用した単一の通信システムを利用し、しかも一回の受信で、そのまま物理的な位置情報の階層構造を得ることができるので情報端末は、他のデータベースを参照する必要は無い。これにより受光装置は簡便かつ低コストで構成させることが可能となる。

尚、本実施の形態では、情報端末は発光ユニットからの光を直接的に受光した場合について述べたが、発光ユニットの代わりに、発光ユニットからの光を反射する反射制御手段（高速で白黒表示する表示装置やＭＥＭＳ等を用いて高速駆動される鏡）などを用いてもよい。

また、送出シーケンスを中央制御部がスケジューリングする際、可変長フレームやブロードキャストレベルごとのフレーム長の違いがあれば、その長さに合わせて、中央制御部が関連する光源群の各ブロードキャストレベルフレーム長を調整して、フレームの同期とシーケンスが保持されるように調整可能とするようにしてもよい。

なお、以上の実施形態においては、情報端末５、６の受光部１４に「フォトダイオード等の受光素子」を使用するとしているが、これに限定されず、たとえば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの二次元イメージセンサからなる撮像素子を用いてもよい。このように、受光部１４にＣＣＤやＣＭＯＳなどの二次元イメージセンサを用いた場合、当該センサの空間分離特性（画素又はドットあるいはピクセル単位に光を分離できる特性のこと。）により、複数の光を同時に受光した場合、混信に対して耐性が向上する。

図１１は、ビルのテナント表示を示す図である。この図において、ビル３６のテナントごとの窓３７〜４０には、それぞれ発光ユニットＬ１０〜Ｌ１３が取り付けられている。これらの発光ユニットＬ１０〜Ｌ１３は、図１の発光ユニット２〜３又は図７の発光ユニットＬ１〜Ｌ３に相当するものである。

ここで、発光ユニットＬ１０はテナント名“○×商事”を含む情報を変調し、この変調された輝度変化する光を屋外に向けて発光するものであり、発光ユニットＬ１１はテナント名“凹凸興業”を含む情報を変調し、この変調された輝度変化する光を屋外に向けて発光するものであり、発光ユニットＬ１２はテナント名“△○産業”を含む情報を変調し、この変調された輝度変化する光を屋外に向けて発光するものであり、発光ユニットＬ１３はテナント名“□□商会”を含む情報を変調し、この変調された輝度変化する光を屋外に向けて発光するものであるとする。

図１２（ａ）は、図１１に示す複数の発光ユニットＬ１０〜Ｌ１３の光を受光した結果を出力した場合の表示例を示す図である。この図において、受光装置（たとえば、情報端末５）の表示部１８には、ビル３６´や窓３７´〜４０´及び発光ユニットＬ１０´〜Ｌ１３´の映像と共に、それらの発光ユニットＬ１０´〜Ｌ１３´からの光を受光することにより得られた情報（ここではテナント名）が、たとえば、フキダシ４１〜４４に囲まれて表示されている。このように、被写体（ここではビル３６）と情報端末５との距離が近い（あるいは情報端末５の受光部１４の画角が充分に狭く又はズーム倍率が充分に大きい）場合であれば、受光部１４（ＣＣＤやＣＭＯＳなどの二次元イメージセンサ）の空間分離特性（画素又はドットあるいはピクセル単位に光を分離できる特性のこと）により、複数の発光ユニットからの光Ｌ１０〜Ｌ１３を同時に受光した場合であっても、各々を分離して出力することができる。

図１２（ｂ）は、図１１に示す複数の発光ユニットＬ１０〜Ｌ１３の光を分離できない場合の表示例を示す図である。この図において、受光装置（たとえば、情報端末５）の表示部１８には、遠方に小さく見えるビル３６´や発光ユニットからの光Ｌ１０´〜Ｌ１３´の映像が表示されているものの、複数の発光ユニットの光Ｌ１０´〜Ｌ１３´を受光部１４（ＣＣＤやＣＭＯＳなどの二次元イメージセンサ）の一つの画素又はドットあるいはピクセルが二つ以上の光を受光したために夫々の情報（ここではテナント情報）を分離して出力して表示することができない状態を示している。

図１３は、共通情報を含む複数の発光ユニットＬ１０〜Ｌ１３の光を受光した結果を出力した場合の表示例を示す図である。この図において、上から１段目の二つの横長図形４５、４６は、発光ユニットＬ１０が発光することにより送信されるフレーム情報であり、上から２段目の二つの横長図形４７、４８は、発光ユニットＬ１１が発光することにより送信されるフレーム情報であり、上から３段目の二つの横長図形４９、５０は、発光ユニットＬ１２が発光することにより送信されるフレーム情報であり、上から４段目の二つの横長図形５１、５２は、第４の発光ユニットＬ１３が発光することにより送信されるフレーム情報である。

これらの各フレーム情報は、図示のとおり、図面左側の四つの横長図形４５、４７、４９、５１が時間軸上同一タイミングで送信されるようになっており、また、図面右側の四つの横長図形４６、４８、５０、５２が時間軸上同一タイミングで送信されるようになっている。この図１３の状態は、図１２（ｂ）の表示例に対応する。

さて、図１３において、図面右側の四つの横長図形４６、４８、５０、５２は、それぞれ“○×商事”、“凸凹興業”、“△○産業”及び“□□商会”というテナント情報を含み、これらの情報は発光ユニットＬ１０〜Ｌ１３が発光することにより送信する情報においては固有の情報に相当する。一方、図面左側の四つの横長図形４５、４７、４９、５１は、共通情報（ここでは“ＹＹビル”というビル名情報）であり、図１２（ｂ）の表示例のような場合であっても、その共通情報であるビル名“ＹＹビル”を出力することができる。

図１４は、この場合の表示例を示す図である。この図において、情報端末５の表示部１８には、遠方に小さく写ったビル３６´と重畳された複数の発光ユニットからの光Ｌ１０´〜Ｌ１３´の映像が映っているが、それに加えて、フキダシ５３の中に、出力された共通情報であるビル名“ＹＹビル”が可視化されて表示されている。なお、この場合において、所要の対策をユーザに促すメッセージ（たとえば、“ズームすると詳細情報を得られる可能性があります”など）を表示するようにしてもよい。

このように、本実施例においては、混信に強いＣＣＤやＣＭＯＳ等の二次元イメージセンサを受光部１４に用いた場合において、そのセンサの一つの画素又はドットあるいはピクセル内が二つ以上の光を受光してしまったとしても、共通情報を出力して表示することができるという効果が得られる。

さらに、もし、複数の発光ユニットが発光する光ついて、全フレーム情報が受信・記憶できない場合には、以下の動作となる処理を実行するようにしてもよい。

（ａ）フレーム情報の受信品質に対応させて情報の表示方法を変える。たとえば、図１４においては、全フレーム情報が受信・記憶した情報についてはフキダシ５３の枠線を太くするか、青・緑等の色の枠線で表示し、全フレーム情報のうち５０％以上（但し１００％未満）で受信・記憶した情報についてはフキダシ５３の枠線をやや太くするか、黄・燈等の色の枠線で表示し、全フレーム情報のうち５０％以下しか受信・記憶していない情報についてはフキダシ５３の枠線を細くするか、赤等の色の枠線で表示するようにする。このようにすれば、情報の受信度合いや信頼性を明示することができる。

（ｂ）情報端末の光学系がズームレンズ等の光学デバイスを有するものであれば、フレーム情報の受信・記憶状況に応じて、全てのフレーム情報が弁別可能に受光できるレベルになるまで、自動的にズームレンズを移動させる制御を行なうようにする。このようにすれば、出力される情報の信頼性を確認しながら情報端末の使用者がズームレンズの位置を調整する必要が無くなり、より簡単に情報を得ることができる。

本発明の実施形態に係る情報伝送システムの構成図である。本発明の実施形態に係る情報伝送システムのブロック図である。発光ユニット２〜４から送信される情報フォーマットを示す図である。情報フォーマット１９の各（論理的）ビットデータ及びその変調データを示す図である。混信の説明図である。（ａ）は共通情報の一例を示す図、（ｂ）は複数の発光ユニット（ここでは発光ユニット２と発光ユニット３）から送信される光のうちの特に共通情報の時間軸上のタイミングを示す図である。本実施形態に係る情報伝送システムの使用環境の具体例を示す図である。図７の３台の情報端末Ｒ１〜Ｒ３の各々における情報受信の概念図である。「誤り有り」が検出された場合の表示部の表示例を示す図である。本実施形態に係る情報伝送システムを構成する受光装置５、６（Ｒ１〜Ｒ３）に共通の動作プログラムのフローを示す図である。ビルのテナント表示を示す図である。（ａ）は図１１に示す複数の光から得られた情報を出力した場合の表示例を示す図、（ｂ）は図１１に示す複数の光から得られた情報を出力できない場合の表示例を示す図である。共通情報を含む複数の発光ユニットＬ１０〜Ｌ１３からの光のフレーム概念図である。ビル名の表示例を示す図である。

符号の説明

２〜４発光ユニット
５、６情報端末
２１共通情報部
Ｌ１〜Ｌ３発光ユニット
Ｌ１０〜Ｌ１３発光ユニット
Ｒ１〜Ｒ３情報端末

Claims

輝度変調された情報に基づいて時間的変化を伴って発光することにより前記情報を送信する複数の発光装置と、
前記発光装置から送信される情報を時間的に連続して受光する受光手段と、この受光手段によって連続的に受光された光の輝度変化から前記情報を復元する復元手段と、この復元手段によって復元された情報を出力する出力手段とを備える受光装置と
を含む情報伝送システムにおいて、
前記情報は前記複数の発光装置全てに共通する共通情報を含み、
前記複数の発光装置に対し、前記共通情報の送信タイミングを一致させて送信するよう制御する送信制御手段と、
前記受光手段が複数の前記発光装置からの情報を受信すると、これらの情報に含まれる共通情報を復元するよう前記復元手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする情報伝送システム。
前記共通情報は、階層化された複数の情報部からなることを特徴とする請求項１記載の情報伝送システム。
前記受光手段は受光素子が規則的に二次元配列され、これら受光素子が受光した輝度に基づいて光学像を出力する撮像手段を含み、
前記制御手段は、前記撮像手段の受光素子が夫々前記複数の発光装置からの情報を受信することにより、これらの情報に含まれる共通情報を復元するよう前記復元手段を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の情報伝送システム。
前記受光装置は前記撮像手段が出力した光学像に基づいて画像データを取得する画像データ取得手段を更に備え、
前記出力手段は、この画像データ取得手段によって取得された画像データを前記共通情報とともに出力することを特徴とする請求項３記載の情報伝送システム。
輝度変調された情報に基づいて時間的変化を伴って発光することにより前記情報を送信する複数の発光装置を制御する送信制御装置において、
前記複数の発光装置全てに共通する共通情報を前記情報に含ませ、前記共通情報の送信タイミングを一致させて送信するよう制御する送信制御手段を備えることを特徴とする送信制御装置。
前記共通情報は、階層化された複数の情報部からなることを特徴とする請求項３記載の送信制御送信装置。
複数の受光素子を備えた受光手段と、
この受光手段が時間的に連続して受光する光の輝度変化を取得する輝度変化取得手段と、
この輝度変化取得手段によって取得された輝度変化から情報を復元する復元手段と、
前記輝度変化取得手段によって輝度変化を取得した受光素子が複数のとき、前記復元手段によって復元された複数の情報に含まれる共通情報を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする受光装置。
前記受光手段は、前記複数の受光素子は規則的に二次元配列され、これらの受光素子が受光した輝度に基づいて光学像を出力する撮像手段を含み、
この撮像手段が出力した光学像に基づいて画像データを取得する画像データ取得手段を更に備え、
前記出力手段は、この画像データ取得手段によって取得された画像データを前記共通情報とともに出力することを特徴とする請求項７記載の受光装置。
輝度変調された情報に基づいて時間的変化を伴って発光することにより前記情報を送信する複数の発光装置と、前記発光装置から送信される情報を時間的に連続して受光し、この連続的に受光された光の輝度変化から前記情報を復元して出力する受光装置とからなる情報伝送方法であって、
前記情報は前記複数の発光装置全てに共通する共通情報を含み、前記複数の発光装置に対し、前記共通情報の送信タイミングを一致させて送信するよう制御する送信制御ステップと、
前記受光装置が複数の前記発光装置からの情報を受信すると、これらの情報に含まれる共通情報を復元するよう制御する制御ステップと
からなることを特徴とする情報伝送方法。
複数の受光素子を備える受光装置が具備するコンピュータを、
前記複数の受光素子の夫々が時間的に連続して受光する光の輝度変化を取得する輝度変化取得手段、
この輝度変化取得手段によって取得された輝度変化から情報を復元する復元手段、
前記輝度変化取得手段によって輝度変化を取得した受光素子が複数のとき、前記復元手段によって復元された複数の情報に含まれる共通情報を出力する出力手段
として機能させることを特徴とするプログラム。