JP6434724B2 - 情報通信方法 - Google Patents

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Description

本発明は、スマートフォン、タブレット、携帯電話等の携帯端末と、エアコン、照明機器、炊飯器などの家電機器との通信方法に関する。
近年のホームネットワークでは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）や無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）でのＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）接続によるＡＶ家電の連携に加え、環境問題に対応した電力使用量の管理や、宅外からの電源ＯＮ／ＯＦＦといった機能を持つホームエネルギーマネジメントシステム（ＨＥＭＳ）によって、多様な家電機器がネットワークに接続される家電連携機能の導入が進んでいる。しかしながら、通信機能を有するには、演算力が十分ではない家電や、コスト面で通信機能の搭載が難しい家電などもある。
このような問題を解決するため、特許文献１では、光を用いて自由空間に情報を伝達する光空間伝送装置において、照明光の単色光源を複数用いた通信を行うことで、限られた送信装置のなかで、効率的に機器間の通信を実現する技術が記載されている。
特開２００２−２９０３３５号公報
しかしながら、前記従来の方式では、適用される機器が照明のような３色光源を持つ場合に限定される。本発明は、このような課題を解決し、演算力が少ないような機器を含む多様な機器間の通信を可能とする情報通信方法を提供する。
本発明の一形態に係る情報通信方法は、携帯端末が情報を取得する情報通信方法であって、前記携帯端末に備えられた、それぞれ受光する光に対して指向性を有する複数の太陽光発電池のうち、少なくとも１つの太陽光発電池が、当該少なくとも１つの太陽光発電池の指向性に応じた方向に沿って放たれる可視光を受光する受光ステップと、受光された前記可視光によって特定される信号を復調することにより情報を取得する情報取得ステップとを含み、前記携帯端末は腕時計であって、前記複数の太陽光発電池はそれぞれ前記腕時計の文字盤の周縁に沿って配置され、前記複数の太陽光発電池のそれぞれによって受光される可視光の向きは互いに異なる。
また、本発明の一形態に係る情報通信方法は、携帯端末が情報を取得する情報通信方法であって、前記携帯端末に備えられた、受光する光に対して指向性を有する太陽光発電池が、当該太陽光発電池の指向性に応じた方向に沿って放たれる可視光を受光する受光ステップと、受光された前記可視光によって特定される信号を復調することにより情報を取得する情報取得ステップとを含む。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本発明によれば、演算力が少ないような機器を含む多様な機器間の通信を可能とする情報通信方法を実現できる。
図１は、実施の形態１における光センサを搭載した時計を示す図である。 図２は、実施の形態１における受信機の一例を示す図である。 図３は、実施の形態１における受信機の一例を示す図である。 図４Ａは、本発明の一態様に係る情報通信方法のフローチャートである。 図４Ｂは、本発明の一態様に係る携帯端末のブロック図である。 図５は、実施の形態１における受信システムの一例を示す図である。 図６は、実施の形態１における受信システムの一例を示す図である。 図７Ａは、実施の形態１における変調方式の一例を示す図である。 図７Ｂは、実施の形態１における変調方式の一例を示す図である。 図７Ｃは、実施の形態１における変調方式の一例を示す図である。 図７Ｄは、実施の形態１における混合信号の分離の一例を示す図である。 図７Ｅは、実施の形態１における混合信号の分離の一例を示す図である。 図８Ａは、実施の形態１における可視光通信システムの一例を示す図である。 図８Ｂは、実施の形態１におけるユースケースを説明するための図である。 図８Ｃは、実施の形態１における信号送受信システムの一例を示す図である。 図９は、実施の形態１における干渉を排除した受信方法を示すフローチャートである。 図１０は、実施の形態１における送信機の方位の推定方法を示すフローチャートである。 図１１は、実施の形態１における受信の開始方法を示すフローチャートである。 図１２は、実施の形態１における他媒体の情報を併用したＩＤの生成方法を示すフローチャートである。 図１３は、実施の形態１における周波数分離による受信方式の選択方法を示すフローチャートである。 図１４は、実施の形態１における露光時間が長い場合の信号受信方法を示すフローチャートである。 図１５は、実施の形態１における送信機の調光（明るさを調整すること）方法の一例を示す図である。 図１６は、実施の形態１における送信機の調光機能を構成する方法の一例を示す図である。 図１７は、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。 図１８は、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。 図１９は、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。 図２０Ａは、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。 図２０Ｂは、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。 図２０Ｃは、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。 図２０Ｄは、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。 図２０Ｅは、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。 図２０Ｆは、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。 図２０Ｇは、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。 図２０Ｈは、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。 図２０Ｉは、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。 図２１は、実施の形態２における受信機の各モードの一例を示す図である。 図２２Ａは、本発明の一態様に係る情報通信方法のフローチャートである。 図２２Ｂは、本発明の一態様に係る情報通信装置のブロック図である。 図２３は、各実施の形態に記載の受信方法を用いたサービス提供システムを示す図である。 図２４は、サービス提供のフローを示すフローチャートである。 図２５は、他の例におけるサービス提供を示すフローチャートである。 図２６は、他の例におけるサービス提供を示すフローチャートである。 図２７は、実施の形態４におけるロゴを説明するための図である。 図２８は、実施の形態４におけるロゴを説明するための図である。 図２９は、実施の形態４におけるロゴを説明するための図である。 図３０は、実施の形態４におけるロゴを説明するための図である。 図３１は、実施の形態４におけるロゴを説明するための図である。 図３２は、実施の形態４におけるロゴを説明するための図である。 図３３は、実施の形態４におけるロゴを説明するための図である。 図３４は、実施の形態４におけるロゴを説明するための図である。 図３５は、実施の形態４におけるロゴを説明するための図である。 図３６は、実施の形態４におけるロゴを説明するための図である。 図３７は、実施の形態４におけるロゴを説明するための図である。 図３８は、実施の形態４におけるロゴを説明するための図である。 図３９は、実施の形態４におけるロゴを説明するための図である。 図４０は、実施の形態４におけるロゴを説明するための図である。 図４１は、実施の形態４におけるロゴを説明するための図である。 図４２は、実施の形態４におけるロゴを説明するための図である。 図４３は、実施の形態４におけるロゴを説明するための図である。 図４４は、実施の形態４におけるロゴを説明するための図である。
本発明の一態様に係る情報通信方法は、携帯端末が情報を取得する情報通信方法であって、前記携帯端末に備えられた、それぞれ指向性を有する複数の太陽光発電池のうちの少なくとも１つの太陽光発電池が、当該太陽光発電池の指向性に応じた方向に沿って放たれる可視光を受光する受光ステップと、受光された前記可視光によって特定される信号を復調することにより情報を取得する情報取得ステップとを含む。
これにより、太陽光発電池を可視光通信のための光センサとして用いながら、発電にも利用することができるため、情報を取得する携帯端末のコストを抑えることができるとともに、携帯端末のコンパクト化を図ることができる。また、複数の太陽光発電池はそれぞれ指向性を有するため、可視光を受光した太陽光発電池の指向性に基づいて、その可視光を放つ送信機がある方向を推定することができる。さらに、複数の太陽光発電池はそれぞれ指向性を有するため、複数の送信機から放たれる可視光をそれぞれ区別して受光することができ、複数の送信機のそれぞれから情報を適切に取得することができる。
また、前記受光ステップでは、前記太陽光発電池は、前記携帯端末に備えられたプリズムを透過した前記可視光を受光してもよい。
これにより、携帯端末に備えられる太陽光発電池の数を抑えながら、可視光を放つ送信機がある方向を高い精度で推定することができる。
また、前記携帯端末は腕時計であって、前記複数の太陽光発電池はそれぞれ前記腕時計の文字盤の周縁に沿って配置され、前記複数の太陽光発電池のそれぞれによって受光される可視光の向きは互いに異なってもよい。
これにより、腕時計によって適切に情報を取得することができる。
また、前記情報通信方法は、さらに、前記携帯端末が、可視光通信と異なる無線通信によって、制御信号を照明機器に送信する無線通信ステップと、前記照明機器が、前記制御信号に応じて輝度変化することによって可視光通信を行う可視光通信ステップと、制御対象機器が、前記照明機器の輝度変化を検出し、検出された前記輝度変化によって特定される信号を復調することにより前記制御信号を取得し、前記制御信号に応じた処理を実行する実行ステップとを含んでもよい。
これにより、携帯端末は、可視光通信のための輝度変化を行うことができなくても、無線通信によって、照明機器を携帯端末の代わりに輝度変化させることができ、制御対象機器を適切に制御することができる。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
（実施の形態１）
（複数の受光部による複数の方向からの信号の受信）
図１は、光センサを搭載した時計を示す図である。
この時計は、可視光通信の受信機として構成され、複数の光センサと、複数の光センサのそれぞれに対応する集光レンズとを備える。具体的には、図１の横断面図に示されているように、光センサの上面に集光レンズが配置されている。図１では、集光レンズは、所定の傾きを有して配置されている。集光レンズの形状は、これに限らず、集光可能な形状であれば、他の形状であってもよい。このような構成により、光センサは、レンズにより外界の光源からの光を集光して受光することが可能となる。従って、時計に搭載されているような小さな光センサであっても、可視光通信を行うことが可能となる。図１では、１２個の領域に分割して、１２個の光センサを搭載し、各光センサの上面に集光レンズを配置する構成となっている。このように、時計内を複数の領域に分け、複数の光センサを配置することにより、複数の光源からの情報を取得することが可能となる。例えば、図１では、光源１からの光を、第１光センサで受光し、光源２からの光を、第２光センサで受光することができる。また、光センサとして、太陽光発電池を用いることも可能である。光センサとして太陽光発電池を用いることにより、単一の光センサで太陽光発電を行うと同時に、可視光通信を行うことができるため、コストを削減し、かつ、コンパクトな形状とすることが可能となる。更に、複数の光センサを配置する場合には、複数の光源からの情報を同時に取得することができるため、位置推定精度を向上させることが可能となる。本実施の形態では、時計において光センサを設ける構成としたが、これに限らず、携帯電話や、携帯端末など移動可能な端末であれば、他の装置に光センサを設けてもよい。
図２は、実施の形態１における受信機の一例を示す図である。
例えば腕時計として構成される受信機９０２０ａは、複数の受光部を備える。例えば、受信機９０２０ａは、図２に示すように、腕時計の長針および短針を支持する回転軸の上端部に配置された受光部９０２０ｂと、腕時計の周縁部における、１２時を示す文字付近に配置された受光部９０２０ｃとを備える。受光部９０２０ｂは、上述の回転軸の方向に沿って受光部９０２０ｂに向かう光を受け、受光部９０２０ｃは、その回転軸と１２時を示す文字とを結ぶ方向に沿って受光部９０２０ｃに向かう光を受ける。これにより、ユーザが時刻を確認するときのように胸の前に受信機９０２０ａを構えた時に、受光部９０２０ｂは、上方向からの光を受光できる。その結果、受信機９０２０ａは天井照明からの信号を受信できる。さらに、ユーザが時刻を確認するときのように胸の前に受信機９０２０ａを構えた時に、受光部９０２０ｃは、正面方向からの光を受光できる。その結果、受信機９０２０ａは、正面にあるサイネージ等からの信号を受信することが出来る。
これらの受光部９０２０ｂおよび９０２０ｃは指向性を持たせることで、近い位置に複数の送信機がある場合でも混信することなく信号を受信することができる。
図３は、実施の形態１における受信機の一例を示す図である。
例えば、図３の（ａ）に示すように、腕時計として構成される受信機９０２１は、１７個の受光素子（受光部）を備える。これらの受光素子は文字盤上に配置されている。また、これらの受光素子のうちの１２個の受光素子は、文字盤上の１〜１２時のそれぞれに対応する位置に配置され、残りの５個は、文字盤上の中央部分に配置されている。また、これらの１７個の受光素子はそれぞれ互いに異なる指向性を有し、それぞれに対応付けられた方向の光（信号）を受ける。このように、指向性を持った受光素子を複数配置することで、受信機９０２１は、受信した信号の方向を推定することができる。また、図３の（ｂ）に示すように、受光素子の手前に、光を受光素子に導くプリズムを配置してもよい。つまり、受信機９０２１は、文字盤上の周縁部に等間隔に配置された８つの受光素子と、それらの受光素子のうちの少なくとも１つに光を導く複数のプリズムとを備える。このようなプリズムを備えることにより、少ない数の受光素子でも、送信機の細かい方向を推定することができる。例えば、８個の受光素子のうち受光素子９０２１ｄのみが受光した場合は、受信機９０２１は、文字盤の中心とプリズム９０２１ａとを結ぶ方向に送信機があると推定でき、受光素子９０２１ｄと受光素子９０２１ｅとが同一の信号を受信した場合は、文字盤の中心とプリズム９０２１ｂとを結ぶ方向に送信機があると推定できる。なお、腕時計の風防ガラスに指向性の機能やプリズムの機能を仕込んでもよい。
図４Ａは、本発明の一態様に係る情報通信方法のフローチャートである。
本発明の一態様に係る情報通信方法は、携帯端末が情報を取得する情報通信方法であって、ステップＳＥ１１およびＳＥ１２を含む。
つまり、この情報通信方法は、携帯端末に備えられた、それぞれ指向性を有する複数の太陽光発電池のうちの少なくとも１つの太陽光発電池が、当該太陽光発電池の指向性に応じた方向に沿って放たれる可視光を受光する受光ステップ（ＳＥ１１）と、受光された可視光によって特定される信号を復調することにより情報を取得する情報取得ステップ（ＳＥ１２）とを含む。
図４Ｂは、本発明の一態様に係る携帯端末のブロック図である。
本発明の一態様に係る携帯端末Ｅ１０は、情報を取得する携帯端末であって、それぞれ指向性を有する複数の太陽光発電池Ｅ１１と情報取得部Ｅ１２とを備える。情報取得部Ｅ１２は、複数の太陽光発電池Ｅ１１のうちの少なくとも１つの太陽光発電池Ｅ１１が、その太陽光発電池Ｅ１１の指向性に応じた方向に沿って放たれる可視光を受光した場合に、受光された可視光によって特定される信号を復調することにより情報を取得する。
このような図４Ａおよび図４Ｂによって示される情報通信方法および携帯端末Ｅ１０では、太陽光発電池Ｅ１１を可視光通信のための光センサとして用いながら、発電にも利用することができるため、情報を取得する携帯端末Ｅ１０のコストを抑えることができるとともに、携帯端末Ｅ１０のコンパクト化を図ることができる。また、複数の太陽光発電池Ｅ１１はそれぞれ指向性を有するため、可視光を受光した太陽光発電池Ｅ１１の指向性に基づいて、その可視光を放つ送信機がある方向を推定することができる。さらに、複数の太陽光発電池Ｅ１１はそれぞれ指向性を有するため、複数の送信機から放たれる可視光をそれぞれ区別して受光することができ、複数の送信機のそれぞれから情報を適切に取得することができる。
さらに、前記受光ステップ（ＳＥ１１）では、図３の（ｂ）に示すように、太陽光発電池Ｅ１１（９０２１ｄ，９０２１ｅ）は、携帯端末Ｅ１１（９０２１）に備えられたプリズム（９０２１ａ、９０２１ｂまたは９０２１ｃ）を透過した可視光を受光してもよい。これにより、携帯端末Ｅ１０に備えられる太陽光発電池Ｅ１１の数を抑えながら、可視光を放つ送信機がある方向を高い精度で推定することができる。さらに、図３に示すように、携帯端末Ｅ１０は腕時計であって、複数の太陽光発電池Ｅ１１（受光素子）はそれぞれ腕時計の文字盤の周縁に沿って配置され、複数の太陽光発電池Ｅ１１のそれぞれによって受光される可視光の向きは互いに異なっていてもよい。これにより、腕時計によって適切に情報を取得することができる。
（腕時計型受信機とスマートフォンの連携）
図５は、実施の形態１における受信システムの一例を示す図である。
例えば腕時計として構成される受信機９０２２ｂは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信を介してスマートフォン９０２２ａやメガネ型ディスプレイ９０２２ｃと接続される。受信機９０２２ｂは、信号を受信した場合や、信号が存在することが確認できた場合には、その信号を受信したことなどを示す情報をディスプレイ９０２２ｃへ表示する。受信機９０２２ｂは、受信した信号（受信信号）をスマートフォン９０２２ａに伝える。スマートフォン９０２２ａは、サーバ９０２２ｄから受信信号に紐付けられたデータを取得し、取得したデータをメガネ型ディスプレイ９０２２ｃへ表示する。
（腕時計型ディスプレイによる道案内）
図６は、実施の形態１における受信システムの一例を示す図である。
例えば腕時計として構成される受信機９０２３ｂは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信を介してスマートフォン９０２２ａと接続される。受信機９０２３ｂは、文字盤が液晶等のディスプレイで構成されており、時刻以外の情報を表示することができる。受信機９０２３ｂが受信した信号からスマートフォン９０２２ａは現在地を認識し、目的地までの経路や距離を受信機９０２３ｂの表示面に表示する。
（周波数偏移変調と周波数多重変調）
図７Ａと図７Ｂと図７Ｃは、実施の形態１における変調方式の一例を示す図である。
図７Ａの（ａ）は、特定の信号を特定の変調周波数として表現する。受信側は、光パターン（光源の輝度変化のパターン）の周波数解析を行って支配的な変調周波数を求め、信号を復元する。
図７Ｃの（ａ）のように、変調周波数を時間的に変化させることで、多くの値を表現することができる。一般的なイメージセンサの撮像フレームレートは３０ｆｐｓであるため、一つの変調周波数を３０分の１秒以上続けることで、確実に受信させることができる。また、図７Ｃの（ｂ）のように、周波数を変化させる際に、間に信号を重畳しない時間を設けることで、受信機が変調周波数の変化を認識しやすくすることができる。信号を重畳しない時間の光パターンは、明るさを一定にしたり、特定の変調周波数とすることで、信号重畳部分と区別することができる。ここで用いる特定の変調周波数として、３０Ｈｚの整数倍の周波数として定めると、差分画像にはあらわれにくく、受信処理の妨げになりにくい。信号を重畳しない時間の長さは、信号に使う光パターンの中でもっとも長い周期の信号と同じ長さ以上にすることで、受信が容易になる。例として、最も低い変調周波数の光パターンが１００Ｈｚであれば、信号を重畳しない時間の長さを１００分の１秒以上とする。
図７Ａの（ｂ）は、（１）特定のビットと特定の変調周波数を対応付け、対応するビットが１である変調周波数を重ねあわせた波形として光パターンを表現した例である。（ａ）の変調方式と比較して、高いＣＮ比（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）が必要となるが、より多くの値を表現することができる。（１）は、オンとなるビットの数が多い場合、すなわち、多くの周波数が含まれた波形となった場合には、一つの周波数あたりのエネルギーが少なくなり、より高いＣＮ比が必要となる問題がある。
そこで、（２）波形に含まれる周波数の数を所定の数以下に限定する、即ち、周波数の数を所定の数以下で変動可能とする、または、（３）波形に含まれる周波数の数を所定の数に限定することで、この問題を回避することが出来る。（３）は含む周波数の数が決まっているため、信号とノイズの分離が（１）（２）よりも容易に行うことができ、ノイズに最も耐性がある方法となっている。
ｎ種類の周波数を用いて信号を表現する場合、（１）では、２ｎ−１通りの信号を表現することができる。さらに、周波数の種類をｍ種類までに限定すると（２）では、（Σ（ｋ＝１〜ｍ）ｎＣｋ）−１通り、（３）では、ｎＣｍ通りの信号を表現することができる。
複数の変調周波数を重ねあわせる方法としては、（ｉ）各々の波形を単純に足し合わせる方法、（ｉｉ）各々の波形に重みを付けた加重平均を行う方法、（ｉｉｉ）各々の周波数の波形を順番に繰り返す方法がある。受信側で離散コサイン級数展開等の周波数解析を行う場合、高周波数ほどピークが小さくなる傾向があるため、（ｉｉ）では、各周波数のピークが同程度の大きさになるように調節して加重平均を行うと良い。即ち、高周波数程、重みを付けるとよい。（ｉｉｉ）では、各周波数の波形を１回ずつ出力するのを繰り返すのではなく、出力回数の比率を調整することで、受信時の周波数ピークの大きさを調整することができる。この調整により、周波数ピークの大きさを揃えて受信処理を行い易くすることもでき、周波数ピークの大きさの違いに意味を持たせることで、付加的な情報を表現することもできる。例えば、周波数ピークの大きさの順序に意味をもたせた場合、含まれる周波数がｎ種類であれば、ｌｏｇ２（ｎ！）ビットの情報量を付加することができる。１周期毎に周波数を変更してもよいし、１周期、または、半周期毎に周波数を変更してもよいし、半周期の定数倍ごとに周波数を変更してもよいし、一定時間毎に周波数を変更してもよい。周波数を変更するタイミングは、輝度が一番高くなったときでも良いし、一番低くなったときでもよいし、任意の値になったときでもよい。周波数を変更する前後の輝度を等しくする（＝連続的に輝度を変更する）ことで、ちらつきを抑えることができる。そのためには、送信する各々の周波数の半波長の整数倍の長さの時間その周波数を出力すればよい。このとき、各々の周波数を出力している時間は異なる。また、ある周波数の信号を半周期の整数倍の長さの時間出力することで、デジタル出力の場合でも、受信側でその周波数が信号に含まれていることを周波数解析によって容易に認識することができる。同じ周波数を連続で送出するよりも、非連続で出力するほうが、人間の目やカメラに捉えられにくくてよい。例えば、周期Ｔ１を２回、Ｔ２を２回、Ｔ３を１回の割合で出力する場合は、Ｔ１Ｔ１Ｔ２Ｔ２Ｔ３よりも、Ｔ１Ｔ２Ｔ３Ｔ２Ｔ１のほうが良い。所定の順番での出力を繰り返すのではなく、順番を変更しながら出力するとしてもよい。この順番に意味を持たせることで、付加的な情報を表現することもできる。周波数ピークにはこの順番は現れないが、周波数の順序の解析を行うことで、この情報を取得することができる。周波数ピークの解析よりも周波数の順序の解析を行う場合のほうが、露光時間を短く設定する必要があるため、付加情報が必要な場合のみ露光時間を短く設定するとしてもよいし、露光時間を短く設定できる受信機のみがこの付加情報を取得できるとしてもよい。
図７Ｂは、図７Ａの信号を２値の光パターンで表現した場合を示す。周波数を重ねあわせる方式として、（ｉ）（ｉｉ）の方法は、アナログ波形が複雑な形になり、そのアナログ波形を２値化しても、複雑な形状を表現できない。そのため、受信機が正確な周波数ピークを得ることが出来ず、受信エラーが増加する。（ｉｉｉ）の方法は、アナログ波形が複雑な形状にならないため、２値化による影響が少なく、比較的正確な周波数ピークを得ることができる。そのため、２値や少数の値でデジタル化された光パターンの用いる場合は（ｉｉｉ）の方法が優れる。この変調方法は、光パターンの周波数で信号を表現しているという点に着目すると周波数変調の一種であると解釈できるし、パルスの時間幅の長短を調整することで信号を表現しているという点に着目するとＰＷＭ変調の一種であるとも解釈できる。
図７Ｃの（ｃ）に示すように、図７Ｃの（ａ）と同様に変調周波数の重ねあわせを時間的に変化させることで、多くの値を表現することができる。
高い変調周波数の信号は露光時間を短く設定しなければ受信できないが、ある程度の高さの変調周波数までは露光時間の設定なしに利用することができる。低い変調周波数から高い変調周波数までの周波数を用いて変調した信号を送信することで、全ての端末は低い変調周波数で表現された信号を受信することができ、露光時間を短く設定できる端末の場合は、高い変調周波数まで信号を受信することで、同一の送信機から、より多くの情報を速く受信することができる。あるいは、通常撮像モードで低い周波数の変調信号を見つけた場合に、可視光通信モードで高い周波数の変調信号を含んだ全体の送信信号を受信するとしてもよい。
周波数偏移変調方式や周波数多重変調方式は、パルス位置によって信号を表現するよりも低い変調周波数を使った場合でも人間の目にちらつきを感じさせないという効果があるため、多くの周波数帯域を用いることができる。
なお、実施の形態１から４は、ここで述べた受信方式・変調方式で変調した信号を用いた場合でも同様の効果が得られる。
（混合信号の分離）
図７Ｄと図７Ｅは、実施の形態２１における混合信号の分離の一例を示す図である。
受信機は、図７Ｄの（ａ）の機能を備える。受光部は光パターンを受光する。周波数解析部は、光パターンをフーリエ変換することで周波数領域に信号を写像する。ピーク検出部は、光パターンの周波数成分のピークを検出する。ピーク検出部でピークが検出されなかった場合は、以降の処理を中断する。ピーク時間変化解析部は、ピーク周波数の時間変化を解析する。信号源特定部は、複数の周波数ピークが検出された場合に、同じ送信機から送信された信号の変調周波数がどの組み合わせであるのかを特定する。
これにより、複数の送信機が近くに配置されている場合にも信号の混信を避けて受信を行うことができる。また、送信機からの光が床や壁や天井等から反射した光を受光する際は、複数の送信機からの光が混合されることが多いが、このような場合でも、信号の混信を避けて受信を行うことができる。
例として、受信機が送信機Ａの信号と送信機Ｂの信号が混じった光パターンを受信した場合、図７Ｄの（ｂ）のような周波数ピークが得られる。ｆＡ１が消えてｆＡ２が現れるため、ｆＡ１とｆＡ２は同じ送信機からの信号であることが特定できる。同様にして、ｆＡ１とｆＡ２とｆＡ３が同じ送信機からの信号であり、ｆＢ１とｆＢ２とｆＢ３が同じ送信機からの信号であることが特定できる。
一つの送信機が変調周波数を変更する時間間隔を一定にすることで、同じ送信機からの信号を特定しやすくすることができる。
複数の送信機の変調周波数が変化するタイミングが等しい時、上述の方法では同じ送信機からの信号を特定できない。そこで、送信機の変調周波数を変更する時間間隔を送信機の個体ごとに異ならせることで、複数の送信機の変調周波数が変化するタイミングが常に等しいという状況を避けることができ、同じ送信機からの信号を特定することができるようになる。
図７Ｄの（ｃ）に示すように、送信機が変調周波数を変更してから次に変更するまでの時間を、現在の変調周波数と、変更前の変調周波数から求められる値とすることで、複数の送信機が同じタイミングで変調周波数を変化させた場合でも、いずれの変調周波数の信号が同じ送信機から送信されたかを特定できる。
送信機が他の送信機の送信信号を認識し、変調周波数変化のタイミングが等しくならないように調整するとしてもよい。
以上の方法は、一つの送信信号が一つの変調周波数で構成される周波数偏移変調の場合だけでなく、一つの送信信号が複数の変調周波数で構成される場合にも、同様の方法で同様の効果が得られる。
図７Ｅの（ａ）に示すように、周波数多重変調方式で時間的に光パターンを変化させない場合は、同じ送信機からの信号を特定することができないが、図７Ｅの（ｂ）に示すように、信号のない区間を含めたり、特定の変調周波数に変化させたりすることで、ピークの時間変化から、同じ送信機からの信号を特定することができるようになる。
（可視光通信による照明を介した家電の操作）
図８Ａは、実施の形態１における可視光通信システムの一例を示す図である。
例えば天井照明（照明機器）として構成される送信機は、Ｗｉ−ＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信機能を備える。送信機は、無線通信によって送信機に接続するための情報（発光機ＩＤおよび認証ＩＤなど）を可視光通信によって送信する。例えばスマートフォン（携帯端末）として構成される受信機Ａは、受信した情報を基に、送信機と無線通信を行う。受信機Ａは他の情報を用いて送信機と接続してもよく、その場合は受信機能を持たなくとも良い。受信機Ｂは、例えば電子レンジ等の電子機器（制御対象機器）として構成される。送信機は、ペアリングされた受信機Ｂの情報を受信機Ａへ送信する。受信機Ａは、操作可能な機器として受信機Ｂの情報を表示する。受信機Ａは、受信機Ｂの操作命令（制御信号）を、無線通信を通じて送信機へ伝え、送信機は可視光通信を通じて操作命令を受信機Ｂへ伝える。これにより、ユーザは受信機Ａを介して受信機Ｂを操作することができる。また、インターネット等を介して受信機Ａと接続されている機器は、受信機Ａを介して受信機Ｂを操作することができる。
受信機Ｂが送信機能を備え、送信機が受信機能を備えることで、双方向通信を行うことができる。送信機能は発光による可視光として実現してもよいし、音による通信を行っても良い。例えば、送信機は集音部を備え、受信機Ｂの発する音を認識することで、受信機Ｂの状態を認識することができる。例えば、受信機Ｂの運転終了音を認識し、受信機Ａに伝え、受信機Ａは受信機Ｂの運転終了をディスプレイに表示することでユーザに通知することができる。
受信機Ａと受信機Ｂは、ＮＦＣを備える。受信機Ａは、送信機からの信号を受信し、次に、ＮＦＣを介して受信機Ｂと通信を行い、直前に受信した信号を送信した送信機からの信号を受信機Ｂが受信可能であるということを、受信機Ａと送信機に登録する。これを、送信機と受信機Ｂのペアリングと呼ぶ。受信機Ａは、受信機Ｂが移動された場合等には、ペアリングの解除を送信機に登録する。受信機Ｂが別の送信機にペアリングされた場合には、新しくペアリングされた送信機は前にペアリングされていた送信機にその情報を伝え、前のペアリングを解除する。
図８Ｂは、実施の形態１におけるユースケースを説明するための図である。この図８Ｂを用いて、本発明のＰＰＭ方式もしくはＦＤＭ方式ＦＳＫ方式もしくは周波数割り当て方式の変調方式を用いた受信部１０２８を用いた場合の実施の形態を述べる。
まず、照明機器である発光機１００３の発光動作を述べる。天井や壁に取り付けられた照明器具やＴＶモニタ等の発光機１００３では、まず時間毎に変化する乱数発生部１０１２を用いて、認証ＩＤ発生部１０１０で、認証ＩＤを発生させる。発光機１００３のＩＤとこの認証ＩＤ１００４については、割り込み処理（ステップ１０１１）がない場合、発光機１００３は、携帯端末１０２０より送られた「送信データ列」がないと判断して、（１）発光機ＩＤと、（２）認証ＩＤと、制御対象機器である電子機器１０４０から携帯端末１０２０経由で送られてきた送信データ列１００９があるかどうかを識別するための識別子つまり（３）送信データ列フラグ＝０の、３つをＬＥＤ等の発光部１０１６から、連続的に、もしくは間欠的に外部に光信号を送る。
送られた光信号は、電子機器１０４０のフォトセンサ１０４１で受信され（ステップ１０４２）、電子機器１０４０は、ステップ１０４３で、電子機器１０４０の機器ＩＤおよび認証ＩＤ（機器認証ＩＤおよび発光機ＩＤ）が正規のものであるか確認する。確認の結果がＹＥＳ（正規のもの）なら、電子機器１０４０は、送信データ列フラグ＝１かをチェックする（ステップ１０５１）。チェックの結果がＹＥＳの場合（送信データ列フラグ＝１）のみ、電子機器１０４０は、送信データ列のデータ、例えば料理のレシピ実行等のユーザーコマンドを実行する（ステップ１０４５）。
ここで電子機器１０４０の本発明の光変調方式を用いて光送信する仕組みを述べる。電子機器１０４０は、機器ＩＤ、機器を認証するための認証ＩＤ、および、前述のように電子機器１０４０が受信した、つまり確実に受信が可能な発光機１００３の発光機ＩＤを、表示部１０４７のＬＥＤバックライト部１０５０等を用いて送る（ステップ１０４６）。
電子レンジやＰＯＳ機等の液晶等の表示部１０４７から、本発明の光信号がちらつきのない６０Ｈｚ以上の変調周波数で、ＰＰＭもしくはＦＤＭもしくはＦＳＫ方式で送られているため、一般消費者には光信号が送られていることはわからない。そのため、表示部１０４７には、例えば電子レンジのメニュー等の独立した表示ができる。
（電子機器１０４０が受信できる発光機１００３のＩＤ検出方法）
電子レンジ等を使用しようとする使用者は、携帯端末１０２０のインカメラ部１０１７で発光機１００３からの光信号を受け取り、インカメラ処理部１０２６で、発光機ＩＤと発光機認証ＩＤを受信しておく（ステップ１０２７）。電子機器１０４０の受光可能な発光機ＩＤは、３Ｇ等の携帯電話の電波やＷｉ−Ｆｉを用いた位置情報とクラウド１０３２や携帯端末内部に記録されている、その位置に存在する発光機ＩＤを検出してもよい（ステップ１０２５）。
使用者は携帯端末１０２０のアウトカメラ１０１９を、例えば電子レンジ１０４０の表示部１０４７に向けると、本発明の光信号１０４８を、ＭＯＳカメラを用いて復調することができる。シャッター速度を速めると、より高速のデータを受信できる。受信部１０２８では、電子機機１０４０の機器ＩＤ、認証ＩＤ、サービスＩＤ、もしくは、サービスＩＤから変換した、サービス提供用のクラウドのＵＲＬや、機器の状況を受信する。
ステップ１０２９では、３Ｇ Ｗｉ−Ｆｉ通信部１０３１を通して端末の内部にある、もしくは受信したＵＲＬを用いて外部にあるクラウド１０３２に接続し、サービスＩＤ、機器ＩＤを送る。クラウド１０３２では、データベース１０３３にある、機器ＩＤ、サービスＩＤに各々対応したデータを検索し、携帯端末１０２０に送る。このデータを元にして携帯端末の画面にビデオデータやコマンドのボタン等を表示する。これを見た使用者は希望するコマンドを画面のボタンを押す等の入力方法により入力する（ステップ１０３０）。ＹＥＳ（入力）の場合、ＢＴＬＥ（Ｂｌｕｅ Ｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）送受信部１０２１の送信機１０２２は、電子機器１０４０等の機器ＩＤ、機器認証ＩＤ、発光機ＩＤ、発光機認証ＩＤ、およびステップ１０３０のユーザコマンド等からなる送信データ列を送信する。
発光機１００３は、ＢＴＬＥ送受信部１００４の受信部１００７で「送信データ列」を受信し、割り込み処理部１０１１で、「送信データ列」を受信したことを検出する（ステップ１０１３のＹＥＳ）と、「送信データ列＋ＩＤ＋送信データフラグ＝１」のデータを本発明の変調部で変調し、ＬＥＤ等の発光部１０１６から光送信する。「送信データ列」を受信したことを検出しない場合（ステップ１０１３のＮＯの場合）は、発光機１００３は発光機ＩＤ等を連続的に送る。
前述のように、この電子機器１０４０は既に発光機１００３からの信号を受信できることを実際に受信して確認しているので確実に受信できる。
この場合、割り込み処理部１０１１では、送信データ列の中に発光機ＩＤが含まれるため、そのＩＤの発光機の光照射範囲内に送信対象の電子機器が存在することがわかる。従って、他の発光機から信号を送ることなく、電子機器がある極めて狭い位置にある発光機のみから送られるため、電波空間を効率的に使うことができる。
この方式を採用しない場合、ブルートゥース信号は遠くまで届くため、電子機器とは異なる他の位置にある発光機から光信号が送られてしまう。従って、ある発光機が発光期間中には、送信したい他の電子機器への光送信ができなくなる、もしくは妨害を与えるため、この方式による解決策は効果がある。
次に電子機器の誤動作対策を述べる。
フォトセンサ１０４１は、ステップ１０４２で光信号を受信する。まず、発光機ＩＤをチェックするため、別の発光機ＩＤの発光信号は除去できるため誤作動が減る。
本発明では、送信データ列１００９には受信すべき電子機器の機器ＩＤと機器認証ＩＤが含まれる。従ってステップ１０４３で機器認証ＩＤと機器ＩＤがこの電子機器１０４０のＩＤかをチェックするので、誤動作しない。電子機器１０４０が別の電子機器へ送信された信号を誤って処理することによる電子レンジ等の誤作動を、防止できるという効果がある。
ユーザコマンドの実行の誤作動を防止する方法を述べる。
ステップ１０４４で送信データフラグ＝１の時、ユーザコマンドがあると判断し、送信データフラグ＝０の時は停止する。送信データフラグ＝１の時、ユーザデータ列の機器ＩＤ、認証ＩＤを認証してから、ユーザコマンド等の送信データ列を実行する、例えば、電子機器１０４０は、レシピを取り出し、画面に表示し、使用者がボタンを押せば、レシピすなわち６００ｗを３分、２００ｗを１分、スチーム調理を２分といった動作を誤動作することなく開始する。
ユーザコマンドを実行すると、電子レンジの場合、２．４ＧＨｚの電磁ノイズを発生する。これを低減するため、スマートフォンを介して、ブルートゥースやＷｉ−Ｆｉで命令を受け、動作する場合、間欠駆動部１０６１により間欠的、例えば２秒間には１００ｍｓの程度、電子レンジの出力を止める。この間にブルートゥースやＷｉ−Ｆｉ８０２．１１ｎ等の通信が可能となる。例えばレンジを止めない時は、スマートフォンからＢＴＬＥで発光機１００３に停止命令を送ることが妨害される。一方、本発明では妨害電波の影響を受けないで送れ、光信号によりレンジを停止したり、レンジのレシピの変更をすることができる。
本実施の形態の特長が１つ数円位のコストのフォトセンサ１０４１を、表示部のついた電子機器に追加するだけで、クラウドと連携したスマートフォンと双方向の通信ができるため、低コストの白物家電に搭載しスマート家電化することができるという効果がある。ただし、実施の形態として白物家電を用いたが、表示部のついたＰＯＳ端末でもよいし、スーパーマーケットの電子値札板でもパソコンでも同様の効果が得られる。
また、この実施の形態では電子機器の上部にある照明器からしか発光機ＩＤを受信できない。受信領域が狭いため、発光機毎にＷｉ−Ｆｉ等の小さいゾーンＩＤを規定し、各々のゾーンの中で位置の下記のＩＤを割り当てることにより、発光部のＩＤの桁数を減らすという効果もある。この場合、本発明の前述のＰＰＭやＦＳＫ、ＦＤＭを用いて送信する発光機のＩＤの桁数が減ることにより、小さな光源から光信号を受信したり、早くＩＤを取得したり、遠くの光源のデータを受信できる等の効果がある。
図８Ｃは、実施の形態１における信号送受信システムの一例を示す図である。
信号送受信システムは、多機能携帯電話であるスマートフォン（スマホ）と、照明機器であるＬＥＤ発光機と、冷蔵庫などの家電機器と、サーバとを備えている。ＬＥＤ発光機は、ＢＴＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）を用いた通信を行うとともに、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた可視光通信を行う。例えば、ＬＥＤ発光機は、ＢＴＬＥによって、冷蔵庫を制御したり、エアコンと通信する。また、ＬＥＤ発光機は、可視光通信によって、電子レンジ、空気清浄機またはテレビ（ＴＶ）などの電源を制御する。
テレビは、例えば太陽光発電素子を備え、この太陽光発電素子を光センサとして利用する。つまり、ＬＥＤ発光機が輝度変化することによって信号を送信すると、テレビは、太陽光発電素子によって発電される電力の変化によって、そのＬＥＤ発光機の輝度変化を検出する。そして、テレビは、その検出された輝度変化によって示される信号を復調することによって、ＬＥＤ発光機から送信された信号を取得する。テレビは、その信号が電源ＯＮを示す命令である場合には、自らの主電源をＯＮに切り替え、その信号が電源ＯＦＦを示す命令である場合には、自らの主電源をＯＦＦに切り替える。
また、サーバは、ルータおよび特定小電力無線局（特小）を介してエアコンと通信することができる。さらに、エアコンはＢＴＬＥを介してＬＥＤ発光機と通信することができるため、サーバはＬＥＤ発光機と通信することができる。したがって、サーバは、ＬＥＤ発光機を介してＴＶの電源をＯＮとＯＦＦとに切り替えることができる。また、スマートフォンは、サーバと例えばＷｉ−Ｆｉ（Wireless Fidelity）などを介して通信すること
によって、サーバを介してＴＶの電源を制御することができる。
図８Ａ〜図８Ｃに示すように、本実施の形態における情報通信方法は、携帯端末（スマートフォン）が、可視光通信と異なる無線通信（ＢＴＬＥまたはＷｉ−Ｆｉなど）によって、制御信号（送信データ列またはユーザコマンド）を照明機器（発光機）に送信する無線通信ステップと、照明機器が、その制御信号に応じて輝度変化することによって可視光通信を行う可視光通信ステップと、制御対象機器（電子レンジなど）が、その照明機器の輝度変化を検出し、検出された輝度変化によって特定される信号を復調することにより制御信号を取得し、その制御信号に応じた処理を実行する実行ステップとを含む。これにより、携帯端末は、可視光通信のための輝度変化を行うことができなくても、無線通信によって、照明機器を携帯端末の代わりに輝度変化させることができ、制御対象機器を適切に制御することができる。なお、携帯端末はスマートフォンではなく腕時計であってもよい。
（干渉を排除した受信）
図９は、実施の形態１における干渉を排除した受信方法を示すフローチャートである。
まず、ステップ９００１ａでｓｔａｒｔして、ステップ９００１ｂで受光した光の強さに周期的な変化があるかどうかを確認して、ＹＥＳの場合はステップ９００１ｃへ進む。ＮＯの場合はステップ９００１ｄへ進み、受光部のレンズを広角にして広範囲の光を受光して、ステップ９００１ｂへ戻る。ステップ９００１ｃで信号を受信できるかどうかを確認して、ＹＥＳの場合はステップ９００１ｅへ進み、信号を受信して、ステップ９００１ｇで終了する。ＮＯの場合はステップ９００１ｆへ進み、受光部のレンズを望遠にして狭い範囲の光を受光して、ステップ９００１ｃへ戻る。
この方法により、複数の送信機からの信号の干渉を排除しつつ、広い方向にある送信機からの信号を受信することができる。
（送信機の方位の推定）
図１０は、実施の形態１における送信機の方位の推定方法を示すフローチャートである。
まず、ステップ９００２ａでｓｔａｒｔして、ステップ９００２ｂで受光部のレンズを最大望遠にして、ステップ９００２ｃで受光した光の強さに周期的な変化があるかどうかを確認して、ＹＥＳの場合はステップ９００２ｄへ進む。ＮＯの場合はステップ９００２ｅへ進み、受光部のレンズを広角にして広範囲の光を受光して、ステップ９００２ｃへ戻る。ステップ９００２ｄで信号を受信して、ステップ９００２ｆで受光部のレンズを最大望遠とし、受光範囲の境界に沿うように受光方向を変化させ、受光強度が最大になる方向を検出し、送信機がその方向にあると推定して、ステップ９００２ｄで終了する。
この方法により、送信機が存在する方向を推定することができる。なお、最初に最大広角にして、次第に望遠にしてもよい。
（受信の開始）
図１１は、実施の形態１における受信の開始方法を示すフローチャートである。
まず、ステップ９００３ａでｓｔａｒｔして、ステップ９００３ｂでＷｉ−ＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＩＭＥＳ等の基地局からの信号を受信したかどうかを確認して、ＹＥＳの場合は、ステップ９００３ｃへ進む。ＮＯの場合はステップ９００３ｂへ戻る。ステップ９００３ｃで前記基地局が、受信開始のトリガとして受信機やサーバに登録されているかどうかを確認して、ＹＥＳの場合はステップ９００３ｄへ進み、信号の受信を開始して、ステップ９００３ｅで終了する。ＮＯの場合はステップ９００３ｂへ戻る。
この方法により、ユーザが受信開始の操作をしなくても受信を開始することができる。また、常に受信を行うよりも消費電力を抑えることが出来る。
（他媒体の情報を併用したＩＤの生成）
図１２は、実施の形態１における他媒体の情報を併用したＩＤの生成方法を示すフローチャートである。
まず、ステップ９００４ａでｓｔａｒｔして、ステップ９００４ｂで接続されているキャリア通信網やＷｉ−ＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等のＩＤ、または、上記ＩＤから得た位置情報やＧＰＳ等から得た位置情報を上位ビットＩＤ索引サーバに送信する。ステップ９００４ｃで上位ビットＩＤ索引サーバから可視光ＩＤの上位ビットを受信して、ステップ９００４ｄで送信機からの信号を可視光ＩＤの下位ビットとして受信する。ステップ９００４ｅで可視光ＩＤの上位ビットと下位ビットを合わせてＩＤ解決サーバへ送信して、ステップ９００４ｆで終了する。
この方法により、受信機の付近の場所で共通的に用いられる上位ビットを得ることができ、送信機が送信するデータ量を少なくすることができる。また、受信機が受信する速度を上げることができる。
なお、送信機は上位ビットと下位ビットの両方を送信しているとしてもよい。この場合は、この方法を用いている受信機は下位ビットを受信した時点でＩＤを合成することができ、この方法を用いていない受信機は送信機からＩＤ全体を受信することでＩＤを得る。
（周波数分離による受信方式の選択）
図１３は、実施の形態１における周波数分離による受信方式の選択方法を示すフローチャートである。
まず、ステップ９００５ａでｓｔａｒｔして、ステップ９００５ｂで受光した光信号を周波数フィルタ回路にかける、または、離散フーリエ級数展開を行い周波数分解を行う。ステップ９００５ｃで低周波数成分が存在するかどうかを確認して、ＹＥＳの場合はステップ９００５ｄへ進み、周波数変調等の低周波数領域で表現された信号をデコードして、ステップ９００５ｅへ進む。ＮＯの場合はステップ９００５ｅへ進む。ステップ９００５ｅで前記基地局が、受信開始のトリガとして受信機やサーバに登録されているかどうかを確認して、ＹＥＳの場合はステップ９００５ｆへ進み、パルス位置変調等の高周波数領域で表現された信号をデコードして、ステップ９００５ｇへ進む。ＮＯの場合はステップ９００５ｇへ進む。ステップ９００５ｇで信号の受信を開始して、ステップ９００５ｈで終了する。
この方法により、複数の変調方式で変調された信号を受信することができる。
（露光時間が長い場合の信号受信）
図１４は、実施の形態１における露光時間が長い場合の信号受信方法を示すフローチャートである。
まず、ステップ９０３０ａでｓｔａｒｔして、ステップ９０３０ｂで感度が設定できる場合は感度を最高に設定する。ステップ９０３０ｃで露光時間が設定できる場合は通常撮影モードよりも短い時間に設定する。ステップ９０３０ｄで２枚の画像を撮像して輝度の差分を求める。２枚の画像を撮像する間に撮像部の位置や方向が変化した場合はその変化をキャンセルして同じ位置・方向から撮像したかのような画像を生成して差分を求める。ステップ９０３０ｅで差分画像、または、撮像画像の露光ラインに平行な方向の輝度値を平均した値を求める。ステップ９０３０ｆで前記平均した値を、露光ラインに垂直な方向に並べ離散フーリエ変換を行って、ステップ９０３０ｇで所定の周波数の付近にピークがあるかどうかを認識して、ステップ９０３０ｈで終了する。
この方法により、露光時間が設定できない場合や通常画像を同時に撮像する場合等、露光時間が長い場合においても信号を受信することができる。
露光時間を自動設定としている場合、カメラを照明として構成される送信機へ向けると、自動露出補正機能によって露光時間は６０分の１秒から４８０分の１秒程度に設定される。露光時間の設定ができない場合には、この条件で信号を受信する。実験では、照明を周期的に点滅させた場合、１周期の時間が露光時間の約１６分の１以上であれば、露光ラインに垂直な方向に縞が視認でき、画像処理によって点滅の周期を認識することができた。このとき、照明が写っている部分は輝度が高すぎて縞が確認しづらいため、照明光が反射している部分から信号の周期を求めるのが良い。
周波数偏移変調方式や周波数多重変調方式のように、発光部を周期的に点灯・消灯させる方式を用いた場合は、パルス位置変調方式を用いた場合よりも、同じ変調周波数であっても人間にとってちらつきが視認しづらく、また、ビデオカメラで撮影した動画にもちらつきが現れにくい。そのため、低い周波数を変調周波数として用いることができる。人間の視覚の時間分解能は６０Ｈｚ程度であるため、この周波数以上の周波数を変調周波数として用いることができる。
なお、変調周波数が受信機の撮像フレームレートの整数倍のときは、２枚の画像の同じ位置の画素は送信機の光パターンが同じ位相の時点で撮像を行うため、差分画像に輝線があらわれず、受信が行いにくい。受信機の撮像フレームレートは通常３０ｆｐｓであるため、変調周波数は３０Ｈｚの整数倍以外に設定すると受信が行い易い。また、受信機の撮像フレームレートは様々なものが存在するため、互いに素な二つの変調周波数を同じ信号に割り当て、送信機は、その二つの変調周波数を交互に用いて送信することで、受信機は、少なくとも一つの信号を受信することで、容易に信号を復元できる。
図１５は、送信機の調光（明るさを調整すること）方法の一例を示す図である。
輝度が高い区間と輝度が低い区間の割合を調整することで、平均輝度が変化し、明るさを調整することができる。このとき、輝度の高低を繰り返す周期Ｔ１を一定に保つことで、周波数ピークを一定に保つことが出来る。例えば、図１５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれも、平均輝度よりも明るくなる第１の輝度変化と、第２の輝度変化の間の時間Ｔ１は一定に保ちながら、送信機を暗く調光する際には、平均輝度よりも明るく照明する時間を短くする。一方、送信機を明るく調光する際には、平均輝度よりも明るく照明する時間を長くする。図１５の（ｂ）、（ｃ）は、（ａ）よりも暗く調光されており、図１５の（ｃ）は、最も暗く調光されている。これにより、同一の意味を持った信号を送信しながら調光を行うことが出来る。
図１６は、送信機の調光機能を構成する方法の一例を示す図である。
構成部品の精度には限界があるため、同じ調光設定を行ったとしても、別の送信機とは明るさが微妙に異なる。しかし、送信機を並べて配置する場合には、隣接する送信機の明るさが異なっていると、不自然さが感じられる。そこで、ユーザは、調光補正操作部を操作することで、送信機の明るさを調整する。調光補正部は、補正値を保持し、調光制御部は、補正値に従って発光部の明るさを制御する。ユーザが調光操作部を操作することによって調光の程度が変化された場合には、調光制御部は、変化された調光設定値と調光補正部に保持された補正値をもとに、発光部の明るさを制御する。また、調光制御部は、連動調光部を通して、他の送信機に調光設定値を伝える。他の機器から連動調光部を通して調光設定値が伝えられた場合には、調光制御部は、その調光設定値と調光補正部に保持された補正値をもとに、発光部の明るさを制御する。
本発明の一つの実施形態によれば、発光体を輝度変化させることによって信号を送信する情報通信装置を制御する制御方法であって、情報通信装置のコンピュータに対して、複数の異なる信号を含む、送信対象の信号を変調させることによって、異なる信号毎に、異なる周波数の輝度変化のパターンを決定させる決定ステップと、単一の周波数に該当する時間に、単一の信号を変調した輝度変化のパターンのみを含むように、発光体を輝度変化させることによって送信対象の信号を送信させる送信ステップと、を有する、制御方法であってもよい。
例えば、単一の周波数に該当する時間に、複数の信号を変調した輝度変化のパターンを含む場合、時間経過による輝度変化の波形が複雑になり、適切に受信することが困難となる。しかしながら、単一の周波数に該当する時間に、単一の信号を変調した輝度変化のパターンのみを含むように制御することにより、受信する際により適切に受信を行うことが可能となる。
本発明の一つの実施の形態によれば、決定ステップは、所定の時間内において、複数の異なる信号のうちの一つの信号を送信させる送信回数が、他の信号を送信させる送信回数と異なるように、送信回数を決定させてもよい。
一つの信号を送信させる送信回数が、他の信号を送信させる送信回数と異なることにより、送信する際のちらつきを防ぐことが可能となる。
本発明の一つの実施の形態によれば、決定ステップは、所定の時間内において、高い周波数に該当する信号の送信回数を、他の信号の送信回数よりも多くさせもよい。
受信側において周波数変換を行う際に、高い周波数に該当する信号は、輝度が小さくなるが、送信回数を多くすることにより、周波数変換を行う際の輝度値を大きくすることが可能となる。
本発明の一つの実施の形態によれば、輝度変化のパターンは、時間経過による輝度変化の波形が、矩形波、三角波、鋸波のいずれかとなるパターンであってもよい。
矩形波などにすることにより、より適切に受信を行うことが可能となる。
本発明の一つの実施の形態によれば、発光体の平均輝度の値を大きくする場合に、単一の周波数に該当する時間において、発光体の輝度が所定の値よりも大きくなる時間を、前記発光体の平均輝度の値を小さくする場合に対して、長くしてもよい。
単一の周波数に該当する時間において、発光体の輝度が所定の値よりも大きくなる時間を調整することにより、信号を送信し、かつ、発光体の平均輝度を調整することが可能となる。例えば、発光体を照明として使用する場合には、全体の明るさを暗くしたり、明るくしたりしながら、信号を送信することが可能となる。
（実施の形態２）
以下、実施の形態２について説明する。
（発光部の輝度の観測）
１枚の画像を撮像するとき、全ての撮像素子を同一のタイミングで露光させるのではなく、撮像素子ごとに異なる時刻に露光を開始・終了する撮像方法を提案する。図１７は、１列に並んだ撮像素子は同時に露光させ、列が近い順に露光開始時刻をずらして撮像する場合の例である。ここでは、同時に露光する撮像素子の露光ラインと呼び、その撮像素子に対応する画像上の画素のラインを輝線と呼ぶ。
この撮像方法を用いて、点滅している光源を撮像素子の全面に写して撮像した場合、図１８のように、撮像画像上に露光ラインに沿った輝線（画素値の明暗の線）が生じる。この輝線のパターンを認識することで、撮像フレームレートを上回る速度の光源輝度変化を推定することができる。これにより、信号を光源輝度の変化として送信することで、撮像フレームレート以上の速度での通信を行うことができる。光源が２種類の輝度値をとることで信号を表現する場合、低い方の輝度値をロー（ＬＯ）、高い方の輝度値をハイ（ＨＩ）と呼ぶ。ローは光源が光っていない状態でも良いし、ハイよりも弱く光っていても良い。
この方法によって、撮像フレームレートを超える速度で情報の伝送を行う。
一枚の撮像画像中に、露光時間が重ならない露光ラインが２０ラインあり、撮像のフレームレートが３０ｆｐｓのときは、１．６７ミリ秒周期の輝度変化を認識できる。露光時間が重ならない露光ラインが１０００ラインある場合は、３万分の１秒（約３３マイクロ秒）周期の輝度変化を認識できる。なお、露光時間は例えば１０ミリ秒よりも短く設定される。
図１８は、一つの露光ラインの露光が完了してから次の露光ラインの露光が開始される場合を示している。
この場合、１秒あたりのフレーム数（フレームレート）がｆ、１画像を構成する露光ライン数がｌのとき、各露光ラインが一定以上の光を受光しているかどうかで情報を伝送すると、最大でｆｌビット毎秒の速度で情報を伝送することができる。
なお、ラインごとではなく、画素ごとに時間差で露光を行う場合は、さらに高速で通信が可能である。
このとき、露光ラインあたりの画素数がｍ画素であり、各画素が一定以上の光を受光しているかどうかで情報を伝送する場合には、伝送速度は最大でｆｌｍビット毎秒となる。
図１９のように、発光部の発光による各露光ラインの露光状態を複数のレベルで認識可能であれば、発光部の発光時間を各露光ラインの露光時間より短い単位の時間で制御することで、より多くの情報を伝送することができる。
露光状態をＥｌｖ段階で認識可能である場合には、最大でｆｌＥｌｖビット毎秒の速度で情報を伝送することができる。
また、各露光ラインの露光のタイミングと少しずつずらしたタイミングで発光部を発光させることで、発信の基本周期を認識することができる。
図２０Ａは、一つの露光ラインの露光が完了する前に次の露光ラインの露光が開始される場合を示している。即ち、隣接する露光ラインの露光時間が、部分的に時間的な重なりを持つ構成となっている。このような構成により、（１）一つの露光ラインの露光時間の終了を待って次の露光ラインの露光を開始する場合に比べ、所定の時間内におけるサンプル数を多くすることができる。所定時間内におけるサンプル数が多くなることにより、被写体である光送信機が発生する光信号をより適切に検出することが可能となる。即ち、光信号を検出する際のエラー率を低減することが可能となる。更に、（２）一つの露光ラインの露光時間の終了を待って次の露光ラインの露光を開始する場合に比べ、各露光ラインの露光時間を長くすることができるため、被写体が暗い場合であっても、より明るい画像を取得することが可能となる。即ち、Ｓ／Ｎ比を向上させることが可能となる。なお、全ての露光ラインにおいて、隣接する露光ラインの露光時間が、部分的に時間的な重なりを持つ構成となる必要はなく、一部の露光ラインについて部分的に時間的な重なりを持たない構成とすることも可能である。一部の露光ラインについて部分的に時間的な重なりを持たないように構成するにより、撮像画面上における露光時間の重なりによる中間色の発生を抑制でき、より適切に輝線を検出することが可能となる。
この場合は、各露光ラインの明るさから露光時間を算出し、発光部の発光の状態を認識する。
なお、各露光ラインの明るさを、輝度が閾値以上であるかどうかの２値で判別する場合には、発光していない状態を認識するために、発光部は発光していない状態を各ラインの露光時間以上の時間継続しなければならない。
図２０Ｂは、各露光ラインの露光開始時刻が等しい場合に、露光時間の違いによる影響を示している。７５００ａは前の露光ラインの露光終了時刻と次の露光ラインの露光開始時刻とが等しい場合であり、７５００ｂはそれより露光時間を長くとった場合である。７５００ｂのように、隣接する露光ラインの露光時間が、部分的に時間的な重なりを持つ構成とすることにより、露光時間を長くとることが可能となる。即ち、撮像素子に入射する光が増大し、明るい画像を得ることができる。また、同一の明るさの画像を撮像するための撮像感度を低く抑えられることで、ノイズの少ない画像が得られるため、通信エラーが抑制される。
図２０Ｃは、露光時間が等しい場合に、各露光ラインの露光開始時刻の違いによる影響を示している。７５０１ａは前の露光ラインの露光終了時刻と次の露光ラインの露光開始時刻とが等しい場合であり、７５０１ｂは前の露光ラインの露光終了より早く次の露光ラインの露光を開始する場合である。７５０１ｂのように、隣接する露光ラインの露光時間が、部分的に時間的な重なりを持つ構成とすることにより、時間あたりに露光できるラインを増やすことが可能となる。これにより、より解像度が高くなり、多くの情報量が得られる。サンプル間隔（＝露光開始時刻の差）が密になることで、より正確に光源輝度の変化を推定することができ、エラー率が低減でき、更に、より短い時間における光源輝度の変化を認識することができる。露光時間に重なりを持たせることで、隣接する露光ラインの露光量の差を利用して、露光時間よりも短い光源の点滅を認識することができる。
図２０Ｂ、図２０Ｃで説明したように、隣接する露光ラインの露光時間が、部分的に時間的な重なりをもつように、各露光ラインを順次露光する構成において、露光時間を通常撮影モードよりも短く設定することにより発生する輝線パターンを信号伝送に用いることにより通信速度を飛躍的に向上させることが可能になる。ここで、可視光通信時における露光時間を１／４８０秒以下に設定することにより適切な輝線パターンを発生させることが可能となる。ここで、露光時間は、フレーム周波数＝ｆとすると、露光時間＜１／８×ｆと設定する必要がある。撮影の際に発生するブランキングは、最大で１フレームの半分の大きさになる。即ち、ブランキング時間は、撮影時間の半分以下であるため、実際の撮影時間は、最も短い時間で１／２ｆとなる。更に、１／２ｆの時間内において、４値の情報を受ける必要があるため、少なくとも露光時間は、１／（２ｆ×４）よりも短くする必要が生じる。通常フレームレートは、６０フレーム／秒以下であることから、１／４８０秒以下の露光時間に設定することにより、適切な輝線パターンを画像データに発生させ、高速の信号伝送を行うことが可能となる。
図２０Ｄは、各露光ラインの露光時間が重なっていない場合、露光時間が短い場合の利点を示している。露光時間が長い場合は、光源は７５０２ａのように２値の輝度変化をしていたとしても、撮像画像では７５０２ｅのように中間色の部分ができ、光源の輝度変化を認識することが難しくなる傾向がある。しかし、７５０２ｄのように、一つの露光ラインの露光終了後、次の露光ラインの露光開始まで所定の露光しない空き時間（所定の待ち時間）ｔＤ２を設ける構成とすることにより、光源の輝度変化を認識しやすくすることが可能となる。即ち、７５０２ｆのような、より適切な輝線パターンを検出することが可能となる。７５０２ｄのように、所定の露光しない空き時間を設ける構成は、露光時間ｔＥを各露光ラインの露光開始時刻の時間差ｔＤよりも小さくすることにより実現することが可能となる。通常撮影モードが、隣接する露光ラインの露光時間が、部分的に時間的な重なりを持つ構成である場合において、露光時間を通常撮影モード時よりも、所定の露光しない空き時間が生じるまで短く設定することにより、実現することができる。また、通常撮影モードが、前の露光ラインの露光終了時刻と次の露光ラインの露光開始時刻とが等しい場合であっても、所定の露光しない時間が生じるまで露光時間を短く設定することにより、実現することができる。また、７５０２ｇのように、各露光ラインの露光開始時刻の間隔ｔＤを大きくすることによっても、一つの露光ラインの露光終了後、次の露光ラインの露光開始まで所定の露光しない空き時間（所定の待ち時間）ｔＤ２を設ける構成をとることができる。この構成では、露光時間を長くすることができるため、明るい画像を撮像することができ、ノイズが少なくなることからエラー耐性が高い。一方で、この構成では、一定時間内に露光できる露光ラインが少なくなるため、７５０２ｈのように、サンプル数が少なくなるという欠点があるため、状況によって使い分けることが望ましい。例えば、撮像対象が明るい場合には前者の構成を用い、暗い場合には後者の構成を用いることで、光源輝度変化の推定誤差を低減することができる。
なお、全ての露光ラインにおいて、隣接する露光ラインの露光時間が、部分的に時間的な重なりを持つ構成となる必要はなく、一部の露光ラインについて部分的に時間的な重なりを持たない構成とすることも可能である。また、全ての露光ラインにおいて、一つの露光ラインの露光終了後、次の露光ラインの露光開始まで所定の露光しない空き時間（所定の待ち時間）を設ける構成となる必要はなく、一部の露光ラインについて部分的に時間的な重なりを持つ構成とすることも可能である。このような構成とすることにより、それぞれの構成における利点を生かすことが可能となる。また、通常のフレームレート（３０ｆｐｓ、６０ｆｐｓ）にて撮影を行う通常撮影モードと、可視光通信を行う１／４８０秒以下の露光時間にて撮影を行う可視光通信モードとにおいて、同一の読み出し方法または回路にて信号の読み出しを行ってもよい。同一の読み出し方法または回路にて信号を読み出すことにより、通常撮影モードと、可視光通信モードとに対して、それぞれ別の回路を用いる必要がなくなり、回路規模を小さくすることが可能となる。
図２０Ｅは、光源輝度の最小変化時間ｔＳと、露光時間ｔＥと、各露光ラインの露光開始時刻の時間差ｔＤと、撮像画像との関係を示している。ｔＥ＋ｔＤ＜ｔＳとした場合は、必ず一つ以上の露光ラインが露光の開始から終了まで光源が変化しない状態で撮像するため、７５０３ｄのように輝度がはっきりとした画像が得られ、光源の輝度変化を認識しやすい。２ｔＥ＞ｔＳとした場合は、光源の輝度変化とは異なるパターンの輝線が得られる場合があり、撮像画像から光源の輝度変化を認識することが難しくなる。
図２０Ｆは、光源輝度の遷移時間ｔＴと、各露光ラインの露光開始時刻の時間差ｔＤとの関係を示している。ｔＴに比べてｔＤが大きいほど、中間色になる露光ラインが少なくなり、光源輝度の推定が容易になる。ｔＤ＞ｔＴのとき中間色の露光ラインは連続で２ライン以下になり、望ましい。ｔＴは、光源がＬＥＤの場合は１マイクロ秒以下、光源が有機ＥＬの場合は５マイクロ秒程度となるため、ｔＤを５マイクロ秒以上とすることで、光源輝度の推定を容易にすることができる。
図２０Ｇは、光源輝度の高周波ノイズｔＨＴと、露光時間ｔＥとの関係を示している。ｔＨＴに比べてｔＥが大きいほど、撮像画像は高周波ノイズの影響が少なくなり、光源輝度の推定が容易になる。ｔＥがｔＨＴの整数倍のときは高周波ノイズの影響がなくなり、光源輝度の推定が最も容易になる。光源輝度の推定には、ｔＥ＞ｔＨＴであることが望ましい。高周波ノイズの主な原因はスイッチング電源回路に由来し、多くの電灯用のスイッチング電源ではｔＨＴは２０マイクロ秒以下であるため、ｔＥを２０マイクロ秒以上とすることで、光源輝度の推定を容易に行うことができる。
図２０Ｈは、ｔＨＴが２０マイクロ秒の場合の、露光時間ｔＥと高周波ノイズの大きさとの関係を表すグラフである。ｔＨＴは光源によってばらつきがあることを考慮すると、グラフより、ｔＥは、ノイズ量が極大をとるときの値と等しくなる値である、１５マイクロ秒以上、または、３５マイクロ秒以上、または、５４マイクロ秒以上、または、７４マイクロ秒以上として定めると効率が良いことが確認できる。高周波ノイズ低減の観点からはｔＥは大きいほうが望ましいが、前述のとおり、ｔＥが小さいほど中間色部分が発生しづらくなるという点で光源輝度の推定が容易になるという性質もある。そのため、光源輝度の変化の周期が１５〜３５マイクロ秒のときはｔＥは１５マイクロ秒以上、光源輝度の変化の周期が３５〜５４マイクロ秒のときはｔＥは３５マイクロ秒以上、光源輝度の変化の周期が５４〜７４マイクロ秒のときはｔＥは５４マイクロ秒以上、光源輝度の変化の周期が７４マイクロ秒以上のときはｔＥは７４マイクロ秒以上として設定すると良い。
図２０Ｉは、露光時間ｔＥと認識成功率との関係を示す。露光時間ｔＥは光源の輝度が一定である時間に対して相対的な意味を持つため、光源輝度が変化する周期ｔＳを露光時間ｔＥで割った値（相対露光時間）を横軸としている。グラフより、認識成功率をほぼ１００％としたい場合は、相対露光時間を１．２以下にすれば良いことがわかる。例えば、送信信号を１ｋＨｚとする場合は露光時間を約０．８３ミリ秒以下とすれば良い。同様に、認識成功率を９５％以上としたい場合は相対露光時間を１．２５以下に、認識成功率を８０％以上としたい場合は相対露光時間を１．４以下にすれば良いということがわかる。また、相対露光時間が１．５付近で認識成功率が急激に下がり、１．６でほぼ０％となるため、相対露光時間が１．５を超えないように設定すべきであることがわかる。また、認識率が７５０７ｃで０になった後、７５０７ｄや、７５０７ｅ、７５０７ｆで、再度上昇していることがわかる。そのため、露光時間を長くして明るい画像を撮像したい場合などは、相対露光時間が１．９から２．２、２．４から２．６、２．８から３．０となる露光時間を利用すれば良い。例えば、図２１の中間モードとして、これらの露光時間を使うと良い。
なお、本実施の形態における、可視光通信機能は、携帯端末が予め有する機能であってもよい。また、プログラム配信により、携帯端末にプログラムを保存し、プログラムにより携帯端末のコンピュータを制御してもよい。通常撮影機能は、携帯端末が予め有している機能であってもよいし、配信を行う可視光通信機能を有するプログラムに含まれていてもよい。可視光通信機能と、通常撮影機能は選択可能な機能であってもよい。
図２２Ａは、本発明の一態様に係る情報通信方法のフローチャートである。
本発明の一態様に係る情報通信方法は、被写体から情報を取得する情報通信方法であって、ステップＳＡ１１、ＳＡ１２、およびＳＡ１３を含む。
つまり、この情報通信方法は、イメージセンサによる前記被写体の撮像によって得られる画像に、前記イメージセンサに含まれる露光ラインに対応する輝線が前記被写体の輝度変化に応じて生じるように、前記イメージセンサの露光時間を設定する露光時間設定ステップ（ＳＡ１１）と、前記イメージセンサが、輝度変化する前記被写体を、設定された前記露光時間で撮像することによって、前記輝線を含む画像を取得する撮像ステップ（ＳＡ１２）と、取得された前記画像に含まれる前記輝線のパターンによって特定されるデータを復調することにより情報を取得する情報取得ステップ（ＳＡ１３）とを含む。
図２２Ｂは、本発明の一態様に係る情報通信装置のブロック図である。
本発明の一態様に係る情報通信装置Ａ１０は、被写体から情報を取得する情報通信装置であって、構成要素Ａ１１、Ａ１２、およびＡ１３を備える。
つまり、この情報通信装置Ａ１０は、イメージセンサによる前記被写体の撮像によって得られる画像に、前記イメージセンサに含まれる露光ラインに対応する輝線が前記被写体の輝度変化に応じて生じるように、前記イメージセンサの露光時間を設定する露光時間設定部Ａ１１と、輝度変化する前記被写体を、設定された前記露光時間で撮像することによって、前記輝線を含む画像を取得する前記イメージセンサである撮像部Ａ１２と、取得された前記画像に含まれる前記輝線のパターンによって特定されるデータを復調することにより情報を取得する復調部Ａ１３とを備える。
（実施の形態３）
図２３は、既に説明した実施の形態に記載の受信方法を用いたサービス提供システムを示す図である。
まず、サーバｅｘ８００２を管理する企業Ａ ｅｘ８０００に対して、他の企業Ｂや個人ｅｘ８００１が、携帯端末への情報の配信を依頼する。例えば、サイネージと可視光通信した携帯端末に対して、詳細な広告情報や、クーポン情報、または、地図情報などの配信を依頼する。サーバを管理する企業Ａ ｅｘ８０００は、任意のＩＤ情報に対応させて携帯端末へ配信する情報を管理する。携帯端末ｅｘ８００３は、可視光通信により被写体ｅｘ８００４からＩＤ情報を取得し、取得したＩＤ情報をサーバｅｘ８００２へ送信する。サーバｅｘ８００２は、ＩＤ情報に対応する情報を携帯端末へ送信するとともに、ＩＤ情報に対応する情報を送信した回数をカウントする。サーバを管理する企業Ａ ｅｘ８０００は、カウントした回数に応じた料金を、依頼した企業Ｂや個人ｅｘ８００１に対して課金する。例えば、カウント数が大きい程、課金する額を大きくする。
図２４は、サービス提供のフローを示すフローチャートである。
Ｓｔｅｐ ｅｘ８０００において、サーバを管理する企業Ａが、他企業Ｂより情報配信の依頼を受ける。次に、Ｓｔｅｐ ｅｘ８００１において、企業Ａが管理するサーバにおいて、配信依頼を受けた情報を、特定のＩＤ情報と関連付ける。Ｓｔｅｐ ｅｘ８００２では、携帯端末が、可視光通信により、被写体から特定のＩＤ情報を受信し、企業Ａが管理するサーバへ送信する。可視光通信方法の詳細については、他の実施の形態において既に説明しているため省略する。サーバは、携帯端末から送信された特定のＩＤ情報に対応する情報を携帯端末に対して送信する。Ｓｔｅｐ ｅｘ８００３では、サーバにおいて、情報配信した回数をカウントする。最後に、Ｓｔｅｐ ｅｘ８００４において、情報配信したカウント数に応じた料金を企業Ｂに対して課金する。このように、カウント数に応じて、課金を行うことにより、情報配信の宣伝効果に応じた適切な料金を企業Ｂに課金することが可能となる。
図２５は、他の例におけるサービス提供を示すフローチャートである。図２４と重複するステップについては説明を省略する。
Ｓｔｅｐ ｅｘ８００８において、情報配信の開始から所定時間が経過したか否か判断する。所定時間内と判断されれば、Ｓｔｅｐ ｅｘ８０１１において、企業Ｂに対しての課金は行わない。一方、所定期間が経過していると判断された場合には、Ｓｔｅｐ ｅｘ８００９において、情報を配信した回数をカウントする。そして、Ｓｔｅｐ ｅｘ８０１０において、情報配信したカウントに応じた料金を企業Ｂに対して課金する。このように、所定期間内は無料で情報配信を行うことから、企業Ｂは宣伝効果などを確認した上で、課金サービスを受けることができる。
図２６は、他の例におけるサービス提供を示すフローチャートである。図２５と重複するステップについては説明を省略する。
Ｓｔｅｐ ｅｘ８０１４において、情報を配信した回数をカウントする。Ｓｔｅｐ ｅｘ８０１５において、情報配信開始から所定期間が経過していないと判断された場合には、Ｓｔｅｐ ｅｘ８０１６において課金は行わない。一方、所定期間が経過していると判断された場合には、Ｓｔｅｐ ｅｘ８０１７において、情報を配信した回数が所定値以上か否か判断を行う。情報を配信した回数が所定値に満たない場合には、カウント数をリセットし、再度、情報を配信した回数をカウントする。この場合、情報を配信した回数が所定値未満だった、所定期間については企業Ｂに対して課金は行わない。Ｓｔｅｐ ｅｘ８０１７において、カウント数が所定値以上であれば、Ｓｔｅｐ ｅｘ８０１８においてカウント数を一度リセットし、再度カウントを再開する。Ｓｔｅｐ ｅｘ８０１９において、カウント数に応じた料金を企業Ｂに対して課金する。このように、無料で配信を行った期間内におけるカウント数が少なかった場合に、再度、無料配信の期間を設けることで、企業Ｂは適切なタイミングで課金サービスを受けることができる。また、企業Ａもカウント数が少なかった場合に、情報内容を分析し、例えば、季節と対応しない情報になっているような場合に、情報内容を変更するように企業Ｂに対し提案することが可能となる。なお、再度、無料の情報配信期間を設ける場合には、初回の所定の期間よりも短い期間としてもよい。初回の所定の期間よりも短くすることにより、企業Ａに対する負担を小さくすることができる。また、一定期間を空けて、無料の配信期間を再度設ける構成としてもよい。例えば、季節の影響を受ける情報であれば、季節が変わるまで一定期間を空けて、再度、無料の配信期間を設けることができる。
なお、情報の配信回数によらず、データ量に応じて、課金料金を変更するとしてもよい。一定のデータ量の配信は無料として、所定のデータ量以上は、課金する構成としてもよい。また、データ量が大きくなるにつれて、課金料金も大きくしてもよい。また、情報を特定のＩＤ情報に対応付けて管理する際に、管理料を課金してもよい。管理料として課金することにより、情報配信を依頼した時点で、料金を決定することが可能となる。
なお、可視光通信とは、受信装置が備える撮像素子（イメージセンサ）で、送信情報に対応する可視光を発する被写体を撮影し、撮像により得られた画像から送信情報を取得する通信方式である。また、この送信情報は、例えば、被写体を示す（特定する）情報である。なお、可視光通信方法の詳細については実施の形態２で説明する。
（実施の形態４）
（ロゴの説明、送信機と受信機のアイコンを揃える）
図２７は、可視光通信に対応していることを示すロゴの一例を示す。
ロゴ１００５０ａ、１００５０ｂ、１００５０ｃ、１００５０ｄ、１００５０ｅ、１００５０ｆは、電球とクエスチョンマークをモチーフとしている。電球は、可視光を暗示している。クエスチョンマークは、明示的にはわからない何かがあることを暗示している。これらを合わせることで、可視光通信により何かが起こったり、何らかの情報が得られたりすることを示すロゴとなっている。図２７のロゴは、この考えに基づいてデザインされたロゴの一例である。
このようなデザインのロゴを送信機に表示することで、ユーザは、その物体が送信機であり、可視光信号を送信していることを認識することができる。
このようなデザインのロゴをアプリケーション起動のためのアイコンとすることで、ユーザは、そのアイコンに関連付けられたアプリケーションを起動することで、可視光信号を受信できると認識することができる。
送信機に表示するロゴと同一のアイコン、又は、部分的に共通のデザインで構成されたアイコンをアプリケーション起動のためのアイコンとして用いることで、ユーザは、そのアイコンに関連付けられたアプリケーションを起動することで、可視光信号を受信できると認識することができる。
以下の説明では、これらのロゴの一つを例として説明しているが、別のロゴであっても同様の効果が得られる。
（受信アプリケーションの起動、看板型送信機のロゴ表示）
図２８は、可視光信号を受信する操作の一例を示す。
ユーザは、受信機１００５１ａに表示されたアイコン１００５０ａをタップすることで、可視光受信アプリを起動する。
受信機は、可視光信号を受信できる状態のときに、画面にロゴを表示するとしてもよい。受信機は、可視光信号の一部を受信した場合、受信中であることを示すために、画面にロコを表示するとしてもよい。
例えば看板として構成される送信機１００５１ｂは、ロゴ１００５０ｂを表示することで、可視光信号を送信していることを示すことができる。ロゴ１００５１ｄは、例えば、看板の一部に印刷することで表示される。
（照明型送信機のロゴ表示）
図２９は、例えば照明装置として構成される送信機のロゴ表示の一例を示す。
例えば照明として構成される送信機１００５２ｂは、ロゴ１００５０ｂを表示することで、可視光信号を送信していることを示すことができる。
照明は視認しにくいため、照明が照らしている床面１００５２ｃや、展示物、または、それらの付近にロゴを表示するとしてもよい。
照明１００５２ｂを操作する照明操作盤１００５２ｃは、ロゴ１００５０ｂを表示することで、照明１００５２ｂが可視光信号を送信することを示すことができる。（ａ）（ｂ）は、可視光信号を送信する照明の操作スイッチであることを示す一例である。（ｃ）は、上のスイッチで照明のオンオフを制御し、下のスイッチで可視光信号送信のオンオフを制御する場合の一例である。
（展示用照明型送信機のロゴ表示）
図３０は、例えば展示用照明として構成される送信機のロゴ表示の一例を示す。
展示用照明装置が照らす対象の展示品の付近にロゴ１００５０ｂを表示することで、展示用照明に可視光信号が重畳されていることをユーザに認識させることができる。
（ディスプレイ型送信機のロゴ表示）
図３１は、例えばテレビやデジタルサイネージ、パソコンやスマートフォン等のディスプレイとして構成される送信機のロゴ表示の一例を示す。
ディスプレイ１００５４ｂは、（ａ）可視光信号を送信していないときはロゴ１００５０ｂを表示せず、（ｂ）可視光信号を送信しているときはロゴ１００５０ｂを表示することで、可視光信号を送信しているかどうかをユーザに認識させることができる。（ｂ）の場合の表示は、画面に表示するコンテンツに重畳して表示するとしてもよい。半透明のロゴを重畳することで、コンテンツの視認の妨げになりにくいという効果がある。また、この表示は、コンテンツを表示する部分以外の部分に備えられた１００５４ｅのようなランプ等として表示されるとしてもよい。
ディスプレイの操作装置１００５４ｃは、可視光信号送信のオンオフを制御するスイッチ１００５４ｄを備える。スイッチ１００５４ｄの表面や周囲にロゴ１００５０ｂを表示することで、このスイッチが可視光信号送信のオンオフを制御するスイッチであることをユーザに認識させることができる。この操作装置は、送信機１００５４ｂに備えられているとしてもよいし、リモートコントローラであってもよい。
（プロジェクタ型送信機のロゴ表示）
図３２は、例えばプロジェクタとして構成される送信機のロゴ表示の一例を示す。
プロジェクタ１００５５ｂは、表面にロゴ１００５０ｂを表示することで、可視光信号送信に対応したプロジェクタであることをユーザに認識させることができる。
プロジェクタ１００５５ｂは、投影画面にロゴ１００５０ｂを重畳することで、投影光に可視光信号が含まれていることをユーザに認識させることができる。
（可視光信号受信中の表示、受信オンオフの制御）
図３３は、可視光信号受信アプリの一例を示す図である。
受信機１００５６ａは、ロゴ１００５６ｂを表示することで、可視光信号を受信していないことを示すことができる。ロゴ１００５６ｂは、ロゴ１００５０ｂの縁部分のみのデザインとしたり、表示色を淡くしたりモノクロにしたデザインとすることで、可視光信号受信が無効となっていることをユーザに直感的に示すことができる。
（ｂ）で、ユーザはロゴ１００５６ｂをタップすることで、受信機は、可視光信号受信のオンオフを制御する。
可視光信号受信が有効である場合、すなわち、可視光信号の探索を行っており可視光信号が存在すれば受信を行う状態である場合には、ロゴ１００５６ｃを表示する。ロゴ１００５６ｃは、ロゴ１００５６ｂよりもコントラストや明度を高くしたり、派手な色合いを用いたデザインとすることで、可視光信号受信が有効となっていることをユーザに直感的に示すことができる。
可視光信号を発見した場合や、受信途中である場合や、受信が完了した場合には、ロゴ１００５６ｃとは異なるロゴ１００５６ｄを用いることで、その状況をユーザに認識させることができる。ロゴ１００５６ｄは、ロゴ１００５６ｃよりもさらに、よりもコントラストや明度を高くしたり、派手な色合いを用いたデザインとすることで、可視光信号を発見したことや受信中であることや受信が完了したことをユーザに直感的に示すことができる。
（バックグラウンド動作中の表示）
図３４は、可視光受信アプリの動作画面をユーザに見せない状態（バックグラウンド）で可視光受信を行っている場合の表示の一例である。
受信機１００５７ａが可視光信号受信が有効な状態である場合には、（ｂ）（ｃ）のように、通知領域１００５７ｂにロゴ１００５０ｂを表示することで、可視光信号受信が有効であることをユーザに認識させることができる。
この表示をしないことをユーザが設定できることにすることによって、通知領域１００５７ｂを他の用途に利用することができる。
（可視光信号送信中の表示）
図３５は、可視光信号を送信中であることを示す表示を行う動作を示すフローチャートの一例である。
（ａ）送信機は、可視光送信設定が有効であり、かつ、可視光信号送信中であることを表示する設定が有効であり、かつ、送信するための信号が存在する場合には、可視光信号を送信し、可視光信号を送信中であることを示す表示を行う。これにより、可視光信号を送信中であることをユーザに認識させることができる。これ以外の場合には、可視光信号を送信中であることを示す表示を行わない、あるいは、表示を中止する。前記送信するための信号は、送信機が表示するコンテンツ中、例えば、テレビ放送のデータ領域、や、送信信号保持用のメモリ領域等に含まれる。前記可視光信号を送信中であることを示す表示は、コンテンツに重畳して表示してもよいし、所定のランプを点灯するとしてもよい。
（ｂ）送信機は、可視光信号を送信中であることを示す表示を始めてから所定の時間が経過した場合は、その表示を中止するとしてもよい。これにより、可視光信号送信中の表示によってユーザに煩わしさを感じさせることを軽減させることができる。また、これにより、送信機の消費電力を軽減させることができる。
（ｃ）送信機は、送信信号が変化した場合には、（ａ）（ｂ）の動作を行う。これにより、送信信号が変化したことをユーザに認識させることができる。一例として、表示するコンテンツが別のコンテンツに切り替わった場合に、送信信号を変化させることで、異なる情報を送信することができる。
（ｄ）送信機の設定を表示させたり、変更したりするための操作をユーザが行った場合には、（ａ）（ｂ）の動作を行う。これにより、送信機が可視光信号を送信しているかどうかユーザが確認することができる。
（アイコン）
図３６は、ロゴ１００５０ａをアイコンとして利用したスマートフォンの一例を示す三面図である。１００５９ａは正面図、１００５９ｂは平面図、１００５９ｃは側面図を示す。
図３７は、スマートフォンのメインスクリーンにロゴ１００５０ａを配置するバリエーションを示す。
図３８は、スマートフォンの側面スクリーンにロゴ１００５０ａを配置するバリエーションを示す。
図３９は、ロゴ１００５０ａをアイコンとして利用したスマートウォッチの一例を示す三面図である。１００６２ａは正面図、１００６２ｂは平面図、１００６２ｃは側面図を示す。
図４０は、スマートウォッチのメインスクリーンにロゴ１００５０ａを配置するバリエーションを示す。
図４１は、スマートウォッチの側面スクリーンにロゴ１００５０ａを配置するバリエーションを示す。
図４２は、ロゴ１００５０ｂをアイコンとして利用したスマートウォッチの一例を示す三面図である。１００６５ａは正面図、１００６５ｂは平面図、１００６５ｃは側面図を示す。
図４３は、スマートウォッチのメインスクリーンにロゴ１００５０ｂを配置するバリエーションを示す。
図４４は、スマートウォッチの側面スクリーンにロゴ１００５０ｂを配置するバリエーションを示す。
本発明は、情報通信装置等に利用でき、特に、スマートフォン、タブレット、携帯電話、スマートウォッチ、ヘッドマウントディスプレイ等の携帯端末と、エアコン、照明機器、炊飯器、テレビ、レコーダ、プロジェクタなどの家電機器との通信方法に利用される情報通信装置等に利用することができる。
Ｅ１０ 携帯端末（腕時計）
Ｅ１１ 太陽光発電池
Ｅ１２ 情報取得部

Claims (7)

  1. 携帯端末が情報を取得する情報通信方法であって、
    前記携帯端末に備えられた、それぞれ受光する光に対して指向性を有する複数の太陽光発電池のうち、少なくとも１つの太陽光発電池が、当該少なくとも１つの太陽光発電池の指向性に応じた方向に沿って放たれる可視光を受光する受光ステップと、
    受光された前記可視光によって特定される信号を復調することにより情報を取得する情報取得ステップとを含み、
    前記携帯端末は腕時計であって、前記複数の太陽光発電池はそれぞれ前記腕時計の文字盤の周縁に沿って配置され、前記複数の太陽光発電池のそれぞれによって受光される可視光の向きは互いに異なる、
    情報通信方法。
  2. 前記受光ステップでは、
    前記複数の太陽光発電池のそれぞれは、前記携帯端末に備えられたプリズムを透過した前記可視光を受光することにより、前記可視光に対して指向性を有する、
    請求項１に記載の情報通信方法。
  3. 前記可視光が前記プリズムに入射する、前記プリズムの一方の面は、前記可視光が前記プリズムから出射する、前記プリズムの他方の面に対して傾きを有する、
    請求項２に記載の情報通信方法。
  4. 前記腕時計は、側面に撮像素子を備え、
    前記受光ステップは、前記撮像素子により、前記文字盤の面に略平行な方向から入射する可視光を受光する請求項１〜３の何れか１項に記載の情報通信方法。
  5. 前記撮像素子は、ＣＭＯＳセンサーである、請求項４に記載の情報通信方法。
  6. 前記情報通信方法は、さらに、
    前記携帯端末が、可視光通信と異なる無線通信によって、制御信号を照明機器に送信する無線通信ステップと、
    前記照明機器が、前記制御信号に応じて輝度変化することによって可視光通信を行う可視光通信ステップと、
    制御対象機器が、前記照明機器の輝度変化を検出し、検出された前記輝度変化によって特定される信号を復調することにより前記制御信号を取得し、前記制御信号に応じた処理を実行する実行ステップとを含む
    請求項１〜５の何れか１項に記載の情報通信方法。
  7. 情報を取得する携帯端末であって、
    それぞれ指向性を有する複数の太陽光発電池と、
    当該複数の太陽光発電池のうちの少なくとも１つの太陽光発電池が、当該少なくとも１つの太陽光発電池の指向性に応じた方向に沿って放たれる可視光を受光した場合に、受光された可視光によって特定される信号を復調することにより情報を取得する情報取得部とを備え、
    前記携帯端末は腕時計であって、前記複数の太陽光発電池はそれぞれ前記腕時計の文字盤の周縁に沿って配置され、前記複数の太陽光発電池のそれぞれによって受光される可視光の向きは互いに異なる、
    携帯端末。
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