JP4935492B2

JP4935492B2 - 光通信装置

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Publication number: JP4935492B2
Application number: JP2007126823A
Authority: JP
Inventors: 好克木村; 芳樹二宮; 良博西村; 清澄城殿; 徳祥鈴木
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2007-05-11
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2027-05-11
Also published as: JP2008282253A

Description

本発明は、信号光を送受信することにより光通信を行う光通信装置に関する。

従来、車両間で光通信を行う車両用通信装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の車両用通信装置では、送信側の車両の前端側に設けられた補助ランプを点滅させることにより、信号光を発光し、発光された信号光を受信側の車両の後部に設けられたバックアイカメラにより受信し、受信した信号光をデコーダによって復調することにより信号光に含まれる信号を読み出し、読み出した信号を表示パネルに出力する。これにより、車両間での通信が行われる。
特開２００４−３２６７０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の車両用通信装置では、受信側で信号光の点滅周波数が把握されていないため、バックアイカメラで、サンプリング定理（ナイキストの定理）を満たすのに適切なフレームレート以上のフレームレートで撮像を行わなければならず、バックアイカメラに必要以上に負荷がかかる、という問題点がある。

本発明は上記問題点を解決するために成されたもので、送信情報を抽出するための適切なフレームレートで撮像することができる光通信装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために第１の発明に係る光通信装置は、互いに異なる第１の発光素子及び第２の発光素子及び第３の発光素子、所定周波数に応じた周期で送信情報に基づいて前記第１の発光素子を点滅駆動して前記送信情報を示す信号光を発する第１の駆動手段、前記所定周波数に応じた周期で前記第２の発光素子を点滅駆動して前記所定周波数を示す周波数光を発する第２の駆動手段、並びに前記第１の発光素子による前記信号光の発光開始と前記信号光の発光終了とに合わせて前記第３の発光素子を点滅駆動して前記送信情報の送信開始及び送信終了を示す光を発する第３の駆動手段を含む光送信装置と、他の光送信装置の第１の発光素子が発する信号光、第２の発光素子が発する周波数光、及び第３の発光素子が発する送信開始と送信終了とを示す光のそれぞれを所定のフレームレートで撮像すると共に、撮像時のフレームレートが変更可能な撮像手段、前記撮像手段で撮像された前記周波数光から前記他の光送信装置の前記第１の発光素子が点滅駆動される周期に応じた前記所定周波数を取得し、前記撮像手段のフレームレートを、前記取得した所定周波数の２倍以上のフレームレートとなるように変更する変更手段、並びに前記変更手段で変更された前記フレームレートで前記撮像手段により撮像された撮像画像から前記他の光送信装置の前記第３の発光素子が発した前記送信開始と送信終了とを示す光に基づき、前記他の光送信装置の前記第１の発光素子が発した前記信号光により示される前記送信情報を抽出する抽出手段を含む光受信装置と、を有する。

本発明に係る光通信装置によれば、光送信装置により第２の発光素子から周波数光が出力されるので、光受信装置で、周波数光を受信することにより送信情報の所定周波数を把握した場合には、フレームレートを所定周波数の２倍以上とすることで、送信情報を抽出するための適切なフレームレートで撮像することができる。

また、光送信装置は、第３の発光素子を点滅駆動することにより、前記第１の発光素子から出力された信号光が表す送信情報の開始及び終了を示す光を該第３の発光素子から出力させる第３の駆動手段を更に含むようにしてもよい。これにより、送信情報が可変であっても、受信側で光が示す開始及び終了のタイミングに合わせて、信号光から送信情報を抽出することができる。

また、本発明に係る光送信装置において、前記光送信装置の前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子が互いに異なる波長帯の光を発するものであっても良い。また、前記光送信装置は、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子が、車両後部に設けられたブレーキ灯の発光ダイオードとすることができ、または、前記光送信装置は、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子が信号機に設けられた発光ダイオードとすることができる。

本発明の光通信装置に係る光送信装置において、第１の発光素子、第２の発光素子、及び前記第３の発光素子が波長帯を互いに異なる光を発するようにする場合、受信側に、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子からの光の波長帯の各々に感度を有する光通信用カメラ等の撮影手段を各々設けることで、安定して、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子の各々を撮影することができる。

一方、本発明の光通信装置に係る光受信装置は、変更手段が、撮影手段により撮影された第２の発光素子の点滅から得られる所定周波数の２倍以上のフレームレートで撮影するように撮影手段のフレームレートを変更し、抽出手段が、変更手段により変更されたフレームレートで撮影された第１の発光素子の点滅に基づいて送信情報を抽出するので、送信情報を抽出するための適切なフレームレートで撮像することができる。

また、本発明の光通信装置に係る光受信装置は、撮影手段によって撮影された第３の発光素子の点滅に基づいて、送信情報の抽出を開始し、及び送信情報の抽出を終了することで、送信情報が可変であっても、光が示す開始及び終了のタイミングに合わせて、信号光から送信情報を抽出することができる。

また、本発明の光通信装置は、前記光受信装置の前記撮像手段が、前記他の光送信装置の前記第１の発光素子が発する波長帯に感度を有する第１の撮像部、前記第２の発光素子が発する波長帯に感度を有する第２の撮像部、及び第３の発光素子が発する波長帯に感度を有する第３の撮像部を含むことができ、これにより、光送信装置に互いに異なる波長帯の光を発する第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子が備えられている場合には、例えば、第１の発光素子から出力された光、第２の発光素子から出力された光、第３の発光素子から出力された光の波長帯を互いに異なるようにすることで、安定して、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子の各々を撮影することができる。

以上説明したように、本発明によれば、光受信装置が、光送信装置から発せられる送信情報を抽出するための適切なフレームレートで撮像することができる、という効果が得られる。

以下、図面を参照して本発明の光通信装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、自車両と、自車両の前方及び後方を走行する周辺車両との間で光通信を行う光通信装置に本発明を適用した例について説明する。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る光通信装置１０は、信号光を送信する光送信装置１２と、送信された信号光を受信する光受信装置１４とを備え、各車両（自車両７０及び周辺車両７２）に搭載されている。

図２に示すように、光送信装置１２は、発光素子、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を点滅駆動させるための駆動信号を生成する信号生成装置１６と、駆動信号に基づいてＬＥＤの各々を駆動する駆動回路１８ａ、１８ｂ、１８ｃと、信号長情報送信用ＬＥＤ２０と、周波数情報送信用ＬＥＤ２２と、送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎと、入出力インターフェース２６とを備えている。

駆動回路１８ａは、信号長情報送信用ＬＥＤ２０に接続されており、信号生成装置１６から入力された駆動信号に基づいて、信号長情報送信用ＬＥＤ２０を駆動する。駆動回路１８ｂは、周波数情報送信用ＬＥＤ２２に接続されており、信号生成装置１６から入力された駆動信号に基づいて、周波数情報送信用ＬＥＤ２２を駆動する。駆動回路１８ｃは、送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎの各々に接続されており、信号生成装置１６から入力された駆動信号に基づいて、送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎの各々を駆動する。

信号長情報送信用ＬＥＤ２０、周波数情報送信用ＬＥＤ２２、及び送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎは、各車両後部に設けられたブレーキ灯３０を構成する複数のＬＥＤが使用されている。複数のＬＥＤは、図３に示すように、それぞれ、信号長情報送信用ＬＥＤ２０については１個、周波数情報送信用ＬＥＤ２２については１個、送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎについてはｎ個と分類されている。

入出力インターフェース２６には送信情報生成装置２８が接続されている。送信情報生成装置２８は、光送信装置１２から送信するための送信情報を生成して、生成した送信情報を、入出力インターフェース２６を介して、信号生成装置１６に出力する。

信号生成装置１６は、ＯＳ等の基本プログラムを記憶した記憶媒体としてのＲＯＭ１６ａ、下記で詳細を説明する信号生成処理ルーチンを実行するプログラム及び各種処理ルーチンを実行するプログラム等を記憶した記憶媒体としてのＨＤＤ（ハードディスクドライブ）１６ｂ、プログラムをＲＯＭ１６ａ及びＨＤＤ１６ｂから読み出して実行するＣＰＵ１６ｃ、データを一時的に記憶するＲＡＭ１６ｄ、及びＩ／Ｏ（入出力）ポート１６ｅ等を含んだマイクロコンピュータで構成されている。これらＲＯＭ１６ａ、ＨＤＤ１６ｂ、ＣＰＵ１６ｃ、ＲＡＭ１６ｄ、及びＩ／Ｏポート１６ｅは互いにバス１６ｆで接続されている。信号生成装置１６のＩ／Ｏポート１６ｅには、駆動回路１８ａと、駆動回路１８ｂと、駆動回路１８ｃと、が接続され、また、入出力インターフェース２６を介して送信情報生成装置２８が接続されている。

図４に示すように、光受信装置１４は、フレームレートが変更可能な光通信用カメラ３２と、画像処理装置３４とを備えている。

光通信用カメラ３２は、光学系３６と、複数のＣＭＯＳを備えた撮像素子３８と、信号処理回路４０とを備えている。

撮像素子３８は、光学系３６により結像された光の受光量に応じた電気信号を各ＣＭＯＳから出力する。信号処理回路４０は、所定のフレームレートＦＲ［フレーム／秒］で、撮像素子３８からの電気信号に基づいてフレーム画像を生成し、生成したフレーム画像を出力することにより所定のフレームレートＦＲ［フレーム／秒］で撮影を行う。このフレームレートは、詳細を以下で説明する画像処理装置３４による制御等により変更可能である。

画像処理装置３４は、ＯＳ等の基本プログラムを記憶した記憶媒体としてのＲＯＭ３４ａ、下記で詳細を説明する送信情報抽出処理ルーチンを実行するプログラム及び各種処理ルーチンを実行するプログラム等を記憶した記憶媒体としてのＨＤＤ３４ｂ、プログラムをＲＯＭ３４ａ及びＨＤＤ３４ｂから読み出して実行するＣＰＵ３４ｃ、データを一時的に記憶するＲＡＭ３４ｄ、及びＩ／Ｏポート３４ｅ等を含んだマイクロコンピュータで構成されている。これらＲＯＭ３４ａ、ＨＤＤ３４ｂ、ＣＰＵ３４ｃ、ＲＡＭ３４ｄ、及びＩ／Ｏポート３４ｅは互いにバス３４ｆで接続されている。画像処理装置３４のＩ／Ｏポート３４ｅには、信号処理回路４０、及び液晶などのディスプレイを含んで構成された出力装置４２が接続されている。

次に、本実施の形態に係る光通信装置１０の動作について説明する。なお、本実施の形態において、信号光を送信する側の車両として周辺車両７２、及び信号光を受信する側の車両として自車両７０を例として以下説明する。

まず、周辺車両７２に搭載された光送信装置１２の信号生成装置１６のＣＰＵ１６ｃが行う信号生成処理ルーチンについて図５を用いて説明する。なお、本実施の形態において、この信号生成処理ルーチンは、光送信装置１２のスイッチ（図示せず）がオンされることにより実行される。

まず、ステップ１００で、信号生成装置１６が送信情報生成装置２８から送信情報を受信したか否かを判定する。

ステップ１００で送信情報を受信したと判定されると、次のステップ１０２では、所定の周波数ｆ［Ｈｚ］に同期した送信情報を示す駆動信号を生成する。例えば、ステップ１０２では、送信情報の”０”、”１”に対応して所定の周波数ｆ［Ｈｚ］の信号の位相を変化させることにより、図６（Ａ）に示すような、所定の周波数ｆ［Ｈｚ］に同期した送信情報を示す駆動信号が生成される。

次のステップ１０４では、図６（Ｃ）に示すような、ステップ１０２で生成した送信情報を示す駆動信号の信号長を示す駆動信号、すなわち、送信情報を示す駆動信号の開始Ｐ_ｋ及び終了Ｐ_ｓを示す駆動信号を生成する。

次のステップ１０６では、図６（Ｂ）に示すような、所定の周波数ｆ［Ｈｚ］で周波数情報送信用ＬＥＤ２２を点滅させる駆動信号を生成する。

次のステップ１０８では、ステップ１０６で生成した駆動信号を駆動回路１８ｂに出力する。これにより、図７に示すように、周波数情報送信用ＬＥＤ２２が周波数ｆ［Ｈｚ］で点滅駆動されて、周波数情報送信用ＬＥＤ２２から周波数ｆ［Ｈｚ］の周波数光が出力される。

次のステップ１１０では、ステップ１０８で駆動信号を駆動回路１８ｂに出力してから所定時間、例えば、１／ｆ［ｓｅｃ］経過したか否かを判定することにより、１周期分の光が出力されたか否かを判定する。ここで、図７を用いて説明すると、ステップ１１０では、ステップ１０８において時刻Ａで駆動信号を駆動回路１８ｂに出力してから、１周期経過（このとき、時刻Ｂとなる）したか否かを判定することにより、周波数情報送信用ＬＥＤ２２から１周期分の光が出力されたか否かを判定することができる。

周波数情報送信用ＬＥＤ２２から１周期分の光が出力されたと判定されるまで繰り返しステップ１１０の処理を実行し、ステップ１１０で周波数情報送信用ＬＥＤ２２から１周期分の光が出力されたと判定されると、次のステップ１１２では、ステップ１０２で生成した送信情報を示す駆動信号を送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎに出力すると共に、ステップ１０４で生成した開始Ｐ_ｋ及び終了Ｐ_ｓを示す駆動信号を信号長情報送信用ＬＥＤ２０に出力する。これにより、図７に示すように、時刻Ａから１周期経過した時刻Ｂにおいて、送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎから送信情報を示す信号光の出力が開始されると共に、時刻Ｂにおいて、信号長情報送信用ＬＥＤ２０から送信情報を示す信号光の開始Ｐ_ｋ及び終了Ｐ_ｓを示す光の出力が開始される。

次のステップ１１４では、送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎに送信情報を示す駆動信号、及び信号長情報送信用ＬＥＤ２０に送信情報の開始Ｐ_ｋ及び終了Ｐ_ｓを示す駆動信号を全て出力したか否かを判定する。

全て出力したと判定されるまで繰り返しステップ１１４の処理を繰り返し、ステップ１１４で全て出力したと判定されると、次のステップ１１６で、駆動回路１８ａ、１８ｂ、１８ｃの各々への信号の出力を停止することにより、信号長情報送信用ＬＥＤ２０からの信号光、周波数情報送信用ＬＥＤ２２からの周波数光、及び送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎからの送信情報の開始Ｐ_ｋ及び終了Ｐ_ｓを示す光の出力が停止される。

以上説明した信号生成処理によって、図７に示すように、時刻Ａで点滅駆動が開始された周波数情報送信用ＬＥＤ２２により、時刻Ａで所定の周波数ｆ［Ｈｚ］で周波数光の出力が開始された場合、時刻Ａから所定周期１／ｆ［ｓｅｃ］後の時刻Ｂで、送信情報送信用ＬＥＤ２４１〜２４ｎから、送信情報を示す信号光が出力されると共に、信号長情報送信用ＬＥＤ２０から、送信情報を示す信号の開始Ｐ_ｋ及び終了Ｐ_ｓを示す信号光が出力される。そして、送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎに送信情報を示す駆動信号及び上記で説明した開始Ｐ_ｋ及び終了Ｐ_ｓを示す駆動信号を全て出力した時刻Ｃで信号長情報送信用ＬＥＤ２０からの信号光、周波数情報送信用ＬＥＤ２２からの周波数光、及び送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎからの光の出力が停止される。

次に、自車両７０に搭載された光受信装置１４の画像処理装置３４のＣＰＵ３４ｃが行う送信情報抽出処理ルーチンについて図８を用いて説明する。なお、本実施の形態において、この送信情報抽出処理ルーチンは、光受信装置１４のスイッチ（図示せず）がオンされることにより実行される。

まず、ステップ２００で、光通信用カメラ３２から取り込んだフレーム画像から周波数情報送信用ＬＥＤ２２からの周波数光を抽出できたか否かを判定する。具体的には、図９に示すように、光通信用カメラ３２から取り込んだフレーム画像４４から、信号長情報送信用ＬＥＤ２０と周波数情報送信用ＬＥＤ２２と送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎとからの光によって形成される発光パターン画像４６を抽出し、抽出した発光パターン画像４６において周波数情報送信用ＬＥＤ２２からの周波数光を示す画像５０の位置を特定し、位置を特定した画像５０の画素に対応する撮像素子３８のＣＭＯＳ、すなわち、周波数情報送信用ＬＥＤ２２からの周波数光を受光したＣＭＯＳ５２を特定し、特定したＣＭＯＳ５２から信号処理回路４０を介して得られた画像データに対して画像処理を施して、周波数情報送信用ＬＥＤ２２からの周波数光を抽出できたか否かを判定する。

ステップ２００で周波数光を抽出できたと判定されると、次のステップ２０２では、ステップ２００で特定したＣＭＯＳ５２から、所定のフレームレートＦＲ（フレーム／秒）で時系列に得られた画像データを解析することにより、周波数情報送信用ＬＥＤ２２の周波数光の１周期を検出し、検出した周波数光の１周期から周波数光の点滅周波数ｆ［Ｈｚ］を検出する。

次のステップ２０４では、光通信用カメラ３２から取り込んだフレーム画像４４から送信情報の開始を示す信号Ｐ_ｋを抽出できたか否かを判定する。具体的には、図９に示すように、光通信用カメラ３２から取り込んだフレーム画像４４から、信号長情報送信用ＬＥＤ２０と周波数情報送信用ＬＥＤ２２と送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎとからの光によって形成される発光パターン画像４６を抽出し、抽出した発光パターン画像４６において信号長情報送信用ＬＥＤ２０からの光を示す画像４８の位置を特定し、位置を特定した画像４８の画素に対応する撮像素子３８のＣＭＯＳ、すなわち、信号長情報送信用ＬＥＤ２０からの光を受光したＣＭＯＳ５４を特定し、特定したＣＭＯＳ５４から信号処理回路４０を介して得られた画像データに対して画像処理を施して、信号長情報送信用ＬＥＤ２０からの光から送信情報の開始を示す信号Ｐ_ｋ（本実施の形態では、Ｐ_ｋ＝”１”）を抽出できたか否かを判定する。

抽出できたと判定されるまで繰り返しステップ２０４の処理を実行し、ステップ２０４で抽出できたと判定されると、次のステップ２０６では、ステップ２０２で検出した点滅周波数ｆ［Ｈｚ］の２倍以上の周波数、例えば、周波数２ｆ［Ｈｚ］に対応するフレームレートＦＲ_ｓ（フレーム／秒）で撮像素子３８からの電気信号からフレーム画像を生成し、生成したフレーム画像を出力することによりフレームレートＦＲ_ｓ（フレーム／秒）で撮影を行うように、信号処理回路４０を制御する。なお、２倍の周波数２ｆ［Ｈｚ］に対応するフレームレートＦＲ_ｓ（フレーム／秒）とは、例えば、フレームレートＦＲ_ｓ（フレーム／秒）が２ｆ（フレーム／秒）となることをいう。

次のステップ２０８では、ステップ２０６で制御された信号処理回路４０からフレームレートＦＲ_ｓ（フレーム／秒）で出力されるフレーム画像から発光パターン画像４６を抽出し、抽出した発光パターン４６から送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎからの信号光によって形成される発光パターン画像５６を更に抽出し、抽出した発光パターン画像５６を解析することにより発光パターン画像５６から送信情報を抽出する。

次のステップ２１０では、ステップ２０８で抽出された送信情報を出力装置４２に出力する。これにより出力装置４２のディスプレイには送信情報が表示される。

次のステップ２１２では、光通信用カメラ３２から取り込んだフレーム画像から信号長情報送信用ＬＥＤ２０からの光から送信情報の終了を示す信号Ｐ_ｓを抽出できたか否かを判定する。具体的には、図９に示すように、光通信用カメラ３２から取り込んだフレーム画像４４から、信号長情報送信用ＬＥＤ２０と周波数情報送信用ＬＥＤ２２と送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎとからの光によって形成される発光パターン画像４６を抽出し、抽出した発光パターン画像４６において信号長情報送信用ＬＥＤ２０からの光を示す画像４８の位置を特定し、位置を特定した画像４８の画素に対応する撮像素子３８のＣＭＯＳ、すなわち、信号長情報送信用ＬＥＤ２０からの光を受光したＣＭＯＳ５４を特定し、特定したＣＭＯＳ５４から信号処理回路４０を介して得られた画像データに対して画像処理を施して、信号長情報送信用ＬＥＤ２０からの信号光から送信情報の終了を示す信号Ｐ_ｓ（本実施の形態では、Ｐ_ｓ＝”１”）を抽出できたか否かを判定する。

抽出できたと判定されるまで繰り返しステップ２０８〜ステップ２１２の処理を実行し、ステップ２１２で抽出できたと判定されると、次のステップ２１４では、元のフレームレートＦＲ（フレーム／秒）で撮像素子３８からの電気信号からフレーム画像を生成し、生成したフレーム画像を出力することにより、元のフレームレートＦＲ（フレーム／秒）で撮影を行うように、信号処理回路４０を制御し、ステップ２００に戻る。

以上、説明したように、本実施の形態に係る光通信装置１０によれば、光送信装置１２の駆動回路１８ｃが、送信情報に基づいて所定周波数ｆ［Ｈｚ］の信号に同期させて送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎの各々を点滅駆動することにより、送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎの各々から信号光を出力させ、光送信装置１２の駆動回路１８ｂが、所定周波数ｆ［Ｈｚ］を表す信号に応じて周波数情報送信用ＬＥＤ２２を点滅駆動することにより、周波数情報送信用ＬＥＤ２２から周波数光を出力し、光受信装置１４の画像処理装置３４が、光通信用カメラ３２により撮影された周波数情報送信用ＬＥＤ２２の点滅から得られる所定周波数ｆ［Ｈｚ］の２倍以上のフレームレートＦＲ_ｓ［フレーム／秒］で撮影するように光通信用カメラ３２のフレームレートを変更し、光受信装置１４の画像処理装置３４が、画像処理装置３４により変更されたフレームレートＦＲ_ｓ［フレーム／秒］で撮影された送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎの各々の点滅に基づいて、送信情報を抽出するので、送信情報を抽出するための適切なフレームレートで撮像することができる。

例えば、本実施の形態に係る光通信装置１０によれば、図１０に示すように、周辺車両８０、８２、８４から交互に送信情報がそれぞれ周波数ｆ１［Ｈｚ］、ｆ２［Ｈｚ］、ｆ３［Ｈｚ］で送信された場合であっても、それぞれの周波数ｆ１［Ｈｚ］、ｆ２［Ｈｚ］、ｆ３［Ｈｚ］において撮影するのに適切なフレームレート、例えば、サンプリング定理を満たすような（ｆ１×２）［フレーム／秒］、（ｆ２×２）［フレーム／秒］、（ｆ３×２）［フレーム／秒］で、周辺車両８０、８２、８４の各々に対して撮像し、撮像した結果により得られるフレーム画像を出力することにより、周辺車両８０、８２、８４に対して各々対応するフレームレートで撮影を行い、出力されたフレーム画像から送信情報の抽出を行うので、送信情報を抽出するための適切なフレームレートで撮像することができる。

また、本実施の形態に係る光通信装置１０によれば、送信側で送信情報の開始及び終了を示す光を出力し、受信側でこの光を受信して、受信した光に基づいて送信情報の抽出を開始し、または送信情報の抽出を終了するので、送信情報が可変であっても、光が示す開始及び終了のタイミングに合わせて、信号光から送信情報を抽出することができる。

なお、本実施の形態において、車両後部に設けられた複数の発光ダイオードを備えたブレーキ灯の発光ダイオードを用いて信号光を出力して通信を行う例について説明したが、複数の発光ダイオードを備えた信号機の発光ダイオードを用いて信号光を出力することにより、車両と信号機との通信を行ってもよい。

また、本実施の形態において、信号長情報送信用ＬＥＤ２０、周波数情報送信用ＬＥＤ２２、及び送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎを撮影するために１つの光通信用カメラ３２を用いる例について説明したが、信号長情報送信用ＬＥＤ２０から出力された光の波長帯と、周波数情報送信用ＬＥＤ２２から出力された光の波長帯と、送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎから出力された光の波長帯とを互いに異なるようにし、光受信装置１４が、撮影手段として、信号長情報送信用ＬＥＤ２０から出力された光の波長帯に感度を有する第１の光通信用カメラと、周波数情報送信用ＬＥＤ２２から出力された光の波長帯に感度を有する第２の光通信用カメラと、送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎから出力された光の波長帯に感度を有する第３の光通信用カメラとを備えるようにしてもよい。これにより、安定して、信号長情報送信用ＬＥＤ２０、周波数情報送信用ＬＥＤ２２、及び送信情報送信用ＬＥＤ２４_１〜２４_ｎの各々を撮影することができる。

また、本実施の形態において、信号長情報送信用ＬＥＤ２０及び周波数情報送信用ＬＥＤ２２の個数をそれぞれ１個としたが、少なくともどちらか１つは複数個であってもよい。

また、本実施の形態において、撮像素子３８が複数のＣＭＯＳを備えた構成としたが、撮像素子３８は、ＣＣＤ等の他の撮像素子を備える構成としてもよい。

本実施の形態に係る光通信装置の構成を示す概略図である。本実施の形態に係る光通信装置の光送信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る各車両のブレーキ灯に配置された信号長情報送信用ＬＥＤ、周波数情報送信用ＬＥＤ、及び送信情報送信用ＬＥＤを示す図である。本実施の形態に係る光通信装置の光受信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る光送信装置の信号生成装置のＣＰＵが実行する信号生成処理ルーチンのフローチャートを示す図である。本実施の形態に係る光通信装置における信号生成装置が生成する各種駆動信号を示す図である。本実施の形態に係る信号長情報送信用ＬＥＤからの光、周波数情報送信用ＬＥＤからの周波数光、及び送信情報送信用ＬＥＤからの信号光を示す図である。本実施の形態に係る光受信装置の画像処理装置のＣＰＵが実行する送信情報抽出処理ルーチンのフローチャートを示す図である。送信情報抽出処理ルーチンのステップ２００、２０４、２０８、２１２での処理を説明するための図である。本実施の形態に係る光通信装置の効果を示す図である。

符号の説明

１０光通信装置
１２光送信装置
１４光受信装置
１６信号生成装置
２０信号長情報送信用ＬＥＤ
２２周波数情報送信用ＬＥＤ
２４送信情報送信用ＬＥＤ
３２光通信用カメラ
３４画像処理装置
３６光学系
３８撮像素子
４０信号処理回路

Claims

互いに異なる第１の発光素子及び第２の発光素子及び第３の発光素子、所定周波数に応じた周期で送信情報に基づいて前記第１の発光素子を点滅駆動して前記送信情報を示す信号光を発する第１の駆動手段、前記所定周波数に応じた周期で前記第２の発光素子を点滅駆動して前記所定周波数を示す周波数光を発する第２の駆動手段、並びに前記第１の発光素子による前記信号光の発光開始と前記信号光の発光終了とに合わせて前記第３の発光素子を点滅駆動して前記送信情報の送信開始及び送信終了を示す光を発する第３の駆動手段を含む光送信装置と、
他の光送信装置の第１の発光素子が発する信号光、第２の発光素子が発する周波数光、及び第３の発光素子が発する送信開始と送信終了とを示す光のそれぞれを所定のフレームレートで撮像すると共に、撮像時のフレームレートが変更可能な撮像手段、前記撮像手段で撮像された前記周波数光から前記他の光送信装置の前記第１の発光素子が点滅駆動される周期に応じた前記所定周波数を取得し、前記撮像手段のフレームレートを、前記取得した所定周波数の２倍以上のフレームレートとなるように変更する変更手段、並びに前記変更手段で変更された前記フレームレートで前記撮像手段により撮像された撮像画像から前記他の光送信装置の前記第３の発光素子が発した前記送信開始と送信終了とを示す光に基づき、前記他の光送信装置の前記第１の発光素子が発した前記信号光により示される前記送信情報を抽出する抽出手段を含む光受信装置と、
を有する光通信装置。
前記光送信装置の前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子が互いに異なる波長帯の光を発する請求項１記載の光通信装置。
前記光受信装置の前記撮像手段が、前記他の光送信装置の前記第１の発光素子が発する波長帯に感度を有する第１の撮像部、前記第２の発光素子が発する波長帯に感度を有する第２の撮像部、及び前記第３の発光素子が発する波長帯に感度を有する第３の撮像部を含む請求項２記載の光通信装置。
前記光送信装置は、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子が、車両後部に設けられたブレーキ灯の発光ダイオードである請求項１から請求項３の何れか１項記載の光通信装置。
前記光送信装置は、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子が信号機に設けられた発光ダイオードである請求項１から請求項３の何れか１項記載の光通信装置。