JP6704080B1 - 館内携帯用可視光通信装置及び可視光通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】光を利用した通信により音声ガイドを低消費電力で高速に出力できるとともに、容易に充電することができる光通信装置の提供。【解決手段】光を利用する光通信により対象情報の信号を含む光を受光し、前記対象情報に対応する音声情報を取得して音声を出力する光通信装置であって、前記光を受光する受光部と、前記受光部が受光した前記光が前記対象情報の信号を含むと判定すると、前記光から検出した前記対象情報に対応する前記音声情報を取得して音声を出力する制御を行う制御部と、前記受光部及び前記制御部に電力を供給する電源に、充電可能な電力を非接触で受電する非接触電力受電部と、を有する光通信装置である。【選択図】図１

Description

本発明は、光通信装置、光通信システム、及び光通信方法に関する。

近年、身の回りに存在するＬＥＤ等による光照射装置などの可視光源から簡単な情報やその可視光源に固有のＩＤ情報を放射送信させることにより、物の識別、位置情報の提供、各種案内システムなどに応用できる可視光通信システムが開発されている。

具体的には、博物館や美術館などの施設において展示物の説明を行う可視光通信システムへの応用が考えられている。例えば、ＱＲコード（登録商標）や画像認識を用いたシステムなどでは、混雑している場合や車椅子を利用されている入館者には、展示物の説明を受けるためにカメラでＱＲコードやその展示物を撮影することが困難な場合がある。この点、可視光通信は、その展示物の近傍に設置されている光照射装置からＩＤ情報を含む可視光を受光するだけで、ＩＤ情報に応じたコンテンツ、即ち各展示物に応じたコンテンツを取得できるため、その展示物の説明を容易に受けることができるという利点を有する。

このような利点を有する可視光通信を用いて、様々な可視光通信装置が提案されている。例えば、スマートフォンなどの携帯端末のマイク／イヤホン端子に接続可能な小型の可視光ＩＤ通信装置が提案されている（例えば、特許文献１など参照）。この小型の可視光ＩＤ通信装置は、可視光ＩＤ通信のＩＤ情報を含む光信号を受光可能な受光素子を有しており、受光した光信号を携帯端末のマイク／イヤホン端子を介して携帯端末に出力する。携帯端末は、マイク／イヤホン端子を介して出力された光信号にＩＤ情報の信号が含まれていると判定すると、ＩＤ情報に対応する動画のコンテンツなどをサーバから通信により取得してユーザに提供する。

また、特許文献１に記載の可視光ＩＤ通信装置のほかには、モバイル端末のカメラを用いてＩＤ情報を含む可視光を受光することにより、可視光通信を行うことができる受信装置が提案されている（例えば、特許文献２など参照）。

しかしながら、特許文献１及び２に記載の装置では、受光素子やカメラで受光した光信号にＩＤ情報の信号が含まれているのか否かを監視するために、携帯端末の高性能なプロセッサによる高速Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換などで常に信号処理を行う必要があることから、携帯端末の消費電力が大きく、携帯端末のバッテリーの充電量が急速に減少してしまうという問題がある。また、ＩＤ情報に対応するコンテンツを携帯端末のディスプレイによりユーザに画像や動画で提供しようとすると、画像や動画のデータ容量が大きいため、携帯端末とサーバとの通信による消費電力が大きくなるほか、液晶ディスプレイを点灯させることによる消費電力が大きくなりやすい。なお、実物が展示されているので展示物の画像や動画は不要との声もある。また、特許文献２に記載の装置では、スマートフォンなどに搭載されているカメラを動作させることが更に必要であるため消費電力が大きくなり、充電量が１００％であっても２時間程度しか作動させることができないため、鑑賞中に電池切れとなる可能性が高い。さらに、博物館や美術館などではカメラによる撮影が禁止されていることから、スマートフォンを取り出すことだけでなくカメラをも作動させることを入館者が躊躇してしまい、使用上の問題がある。

また、広く大きな博物館や美術館などで入館者全員に可視光通信用の受信装置を携帯してもらうことを想定した場合、この受信装置が１００個以上にも及ぶと、個々の受信装置に充電器の端子を抜挿する手間が非常に負担となるほか、頻繁に端子を抜挿するため、摩耗により接触不良やショートを起こさないように配慮することが必要になり、職員にとって大きな負担となるという問題がある。

特開２０１４−２７６４３号公報 国際公開第２０１５／９７９２３号パンフレット

そこで、本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、光を利用した通信により音声ガイドを低消費電力で高速に出力できるとともに、容易に充電することができる光通信装置、光通信システム及び光通信方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための手段としては、以下のとおりである。即ち、
＜１＞ 光を利用する光通信により対象情報の信号を含む光を受光し、前記対象情報に対応する音声情報を取得して音声を出力する光通信装置であって、前記光を受光する受光部と、前記受光部が受光した前記光が前記対象情報の信号を含むと判定すると、前記光から検出した前記対象情報に対応する前記音声情報を取得して音声を出力する制御を行う制御部と、前記受光部及び前記制御部に電力を供給する電源に、充電可能な電力を非接触で受電する非接触電力受電部と、を有することを特徴とする光通信装置である。

前記＜１＞に記載の光通信装置においては、例えば、博物館や美術館などの展示物の近傍に設置されている光照射装置から、対象情報としてのＩＤ情報の信号を含む光を受光し、そのＩＤ情報に対応するその展示物を説明する音声によるコンテンツを情報処理装置から取得し、光通信装置を携帯している入館者に対し、音声によるコンテンツを出力することができる。
また、展示物を説明するコンテンツが音声であることから、その音声情報を情報処理装置から取得するために通信しても音声のほうが動画よりも通信データ量が小さいため高速に通信でき、コンテンツとしての画像や動画を表示するために液晶ディスプレイを点灯させることもないため、消費電力を低減することができる。
そして、広く大きな博物館や美術館などで入館者全員に可視光通信用の受信装置である本発明の光通信装置を携帯してもらうことを想定した場合であっても、光通信装置が非接触電力受電部を有することにより非接触で充電できるため、個々の光通信装置に充電器の端子を抜挿する手間がなく、かつ充電器の端子の摩耗や破損などにも配慮する必要もなく、職員にとって大きな負担にはならない。

＜２＞ 前記受光部が、受光素子により前記光を受光する前記＜１＞に記載の光通信装置である。

前記＜２＞に記載の光通信装置においては、例えば、博物館や美術館などではカメラによる撮影が禁止されていても、カメラが搭載されていない可視光通信用の光通信装置であれば入館者に躊躇させることなく使用してもらうことができる。また、カメラを動作しないことにより、開館中に充電作業を行わなくてもよい程度まで消費電流を低減できる。

＜３＞ 前記制御部が、
前記受光部が受光した前記光が前記対象情報の信号を含むか否かを判定する第１の制御部と、
前記第１の制御部が、前記光が前記対象情報の信号を含むと判定した場合には、前記光から検出した前記対象情報に対応する前記音声情報を取得して音声を出力する制御を行い、前記出力制御の後の所定時間の間に、前記光が前記対象情報の信号を含むと判定しない場合にはスリープ状態となり、前記第１の制御部が、前記光が前記対象情報の信号を含むと判定するまで前記スリープ状態を継続する第２の制御部と、を更に有する前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の光通信装置である。

前記＜３＞に記載の光通信装置においては、第１の制御部が、受光した光にＩＤ情報の信号が含まれていると判定した場合にはじめて第２の制御部を動作させ、第１の制御部がＩＤ情報の信号が含まれていないと判定している間は第２の制御部をスリープ状態にさせることにより、消費電力を低減することができる。

＜４＞ 前記第１の制御部による、前記光が前記対象情報の信号を含むか否かを判定する信号処理を行うときの消費電力が、前記第２の制御部による前記消費電力より低い前記＜３＞に記載の光通信装置である。

前記＜４＞に記載の光通信装置においては、第１の制御部による、光が対象情報の信号を含むか否かを判定する信号処理を行うときの消費電力が、第２の制御部による、光が対象情報の信号を含むか否かを判定する信号処理を行うときの消費電力より低いようにすると、消費電力を低減することができる。

＜５＞ 前記第１の制御部が、ＭＰＵにより動作する前記＜３＞から＜４＞のいずれかに記載の光通信装置である。

前記＜５＞に記載の光通信装置においては、受光した光信号を常に高速Ａ／Ｄ変換して信号処理を行う制御をＭＰＵにより動作させて行うほうが、高性能なＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）により高速Ａ／Ｄ変換や信号処理を行うよりも消費電力を低減することができる。

＜６＞ 前記第２の制御部が前記音声を出力する制御をしている場合には、前記第１の制御部が前記信号処理を中断する前記＜３＞から＜５＞のいずれかに記載の光通信装置である。

前記＜６＞に記載の光通信装置においては、第２の制御部が音声を出力する制御をしている場合には、入館者は音声で説明されている対象の展示物を鑑賞していることが多く、改めてその場で受光した光に含まれる同一のＩＤ情報の信号の有無を判定する必要がないため、第１の制御部が信号処理を中断することにより、消費電力を低減することができる。

＜７＞ 前記第２の制御部が、前記電源の電圧が所定値以下であると判定した場合に、前記第２の制御部により前記電源の電圧が所定値以下であることを注意する表示をする表示部を更に有する前記＜３＞から＜６＞のいずれかに記載の光通信装置である。

前記＜７＞に記載の光通信装置においては、電源の電圧が所定値以下であると判定した場合に、第２の制御部により電源の電圧が所定値以下であることを表示する表示部を更に有することにより、入館者の使用中にバッテリー切れが発生しそうな光通信装置を適切なタイミングで充電することができる。

＜８＞ 前記音声情報が記憶されている音声情報記憶部を更に有し、前記第２の制御部が、前記音声情報記憶部から前記音声情報を取得する前記＜３＞から＜７＞のいずれかに記載の光通信装置である。

前記＜８＞に記載の光通信装置においては、例えば、音声情報記憶部がマイクロＳＤカードなどであれば、音声情報記憶部に音声情報を記憶させておき、第２の制御部が、情報処理装置からではなく音声情報記憶部から音声情報を取得するようにすると、光通信装置と情報処理装置との通信による電力を低減できる。また、光通信装置と情報処理装置との通信が不調である場合にも、情報処理装置を介さずに音声情報を取得できる点で有利である。

＜９＞ 対象情報の信号を含む光を照射可能な光照射装置と、前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の光通信装置と、を有することを特徴とする光通信システムである。

前記＜９＞に記載の光通信システムにおいて、光照射装置からＩＤ情報を含む光を光通信装置に照射することにより、光通信装置は、光照射装置が設置されている位置での必要な情報を取得することができる。

＜１０＞ 光を利用する光通信により対象情報の信号を含む光を受光し、前記対象情報に対応する音声情報を取得して音声を出力する光通信方法であって、受光部が、前記光を受光する受光工程と、前記受光工程で受光した前記光が前記対象情報の信号を含むと判定すると、制御部が、前記光から検出した前記対象情報に対応する前記音声情報を取得して音声を出力する制御を行う制御工程と、前記受光部及び前記制御部に電力を供給する電源に、充電可能な電力を非接触で受電する非接触電力受電工程と、を含むことを特徴とする光通信方法である。

前記＜１０＞に記載の光通信方法においては、前記＜１＞に記載の光通信装置と同様に、例えば、博物館や美術館などの展示物の近傍に設置されている光照射装置から、対象情報としてのＩＤ情報の信号を含む光を受光し、そのＩＤ情報に対応するその展示物を説明する音声によるコンテンツを情報処理装置から取得し、光通信装置を携帯している入館者に対し、音声によるコンテンツを出力することができる。また、展示物を説明するコンテンツが音声であることから、その音声情報を情報処理装置から取得するために通信しても音声のほうが動画よりも通信データ量が小さく、またコンテンツとしての画像や動画を表示するために液晶ディスプレイを点灯させることもないため、消費電力を低減することができる。さらに、博物館や美術館などではカメラによる撮影が禁止されていても、カメラが搭載されていない可視光通信用の受信装置であれば入館者に躊躇させることなく使用してもらうことができる。
そして、可視光通信では受光部が受光した光がＩＤ情報の信号を含むか否かを判定するための信号処理でバッテリーが減りやすいことから、頻繁に充電する必要があるところ、非接触電力受電部を有することにより非接触で充電できるため、個々の受信装置に充電器の端子を抜挿する手間がなく、充電器の端子の摩耗や破損などにも配慮する必要はない。

本発明によると、従来における前記諸問題を解決することができ、光を利用した通信により音声ガイドを低消費電力で高速に出力できるとともに、容易に充電することができる光通信装置、光通信システム及び光通信方法を提供することができる。

図１は、本実施形態における光通信システムを示す概略図である。 図２は、本実施形態における光通信システムが扱うデータフレームを示す説明図である。 図３は、本実施形態における光通信装置を示す概略外観図である。 図４Ａは、本実施形態における光通信装置のハードウェアを示すブロック図である。 図４Ｂは、本実施形態における光通信装置の機能を示すブロック図である。 図５Ａは、受光した光がＩＤ情報の信号を含むと判定した場合に、検出したＩＤ情報を情報処理装置に送信する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図５Ｂは、受光した光がＩＤ情報の信号を含むと判定した場合に、検出したＩＤ情報を情報処理装置に送信する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図６は、第１の制御部がＩＤ情報を含むか判定してＩＤ情報を検出する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図７Ａは、第２の制御部がＩＤ情報に基づいて取得した音声情報から音声を出力する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図７Ｂは、第２の制御部がＩＤ情報に基づいて取得した音声情報から音声を出力する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図８Ａは、本実施形態の光照射装置の機能を示すブロック図である。 図８Ｂは、本実施形態の光照射装置のハードウェアを示すブロック図である。

本発明の光通信システムは、本発明の光通信装置と、対象情報の信号を含む光を照射可能な光照射装置と、を有する。
本発明の光通信装置は、受光部と、制御部と、非接触電力受電部とを有し、更に必要に応じてその他の部を有するようにしてもよい。
本発明の光通信方法は、受光工程と、制御工程と、非接触電力受電工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含むようにしてもよい。
本発明の光通信方法は、本発明の光通信装置により好適に行うことができ、受光工程は受光部により好適に行うことができ、制御工程は制御部により好適に行うことができ、非接触電力受電工程は非接触電力受電部により好適に行うことができることから、本発明の光通信装置における実施形態の説明を通して本発明の光通信方法の詳細についても明らかにする。

以下、本発明の実施形態を説明するが、本発明は、この実施形態に何ら限定されるものではない。
本実施形態では、博物館や美術館などの施設において、入館者に音声で展示物の説明を行う光通信システムについて説明する。

（光通信システム）
図１は、本実施形態における光通信システムを示す概略図である。
図１に示すように、本実施形態の光通信システム１０は、光通信装置１００と、光照射装置２００ａ〜２００ｎと、情報処理装置３００とを有する。
光通信装置１００は、ネットワークＮを介して情報処理装置３００の可視光ＩＤデータベース３１０及びコンテンツデータベース３２０とそれぞれ通信可能に接続されている。

本実施形態の光通信システム１０は、展示物を鑑賞する入館者が持つ光通信装置１００に対し、各展示物の設置場所にそれぞれ配置されている光照射装置２００ａ〜２００ｎのいずれかから、その展示物に対応付けられた対象情報としてのＩＤ情報の信号を含む光が照射されると、光通信装置１００がＩＤ情報の信号を検出して情報処理装置３００にＩＤ情報を送信する。情報処理装置３００は、光通信装置１００から送信されたＩＤ情報に応じた音声情報をコンテンツデータベース３２０から取得し、取得した音声情報を光通信装置１００に送信する。光通信装置１００は、情報処理装置３００から送信された音声情報から音声を出力する。つまり、光通信装置１００は、光を利用する光通信によりＩＤ情報の信号を含む光を受光し、ＩＤ情報に対応する音声情報を取得して音声を出力する。これにより、本実施形態の光通信システム１０は、展示物を鑑賞する入館者に対し、その展示物の説明を行うことができる。

本実施形態の光通信システム１０では、光照射装置２００ａ〜２００ｎのいずれかと光通信装置１００との通信に、ＪＥＩＴＡ ＣＰ−１２２３の規格に準ずる可視光ビーコンシステムを用いる。このため、光照射装置２００ａ〜２００ｎは、図２に示すように、６ビットのプリアンブルと１バイトのフレームタイプからなるスタート部と、１６バイトのＩＤ情報のデータからなる情報部（ペイロード）と、２バイトのチェック用のＣＲＣ（周期冗長コード）からなる終端部とを配するフレーム構造のデータを光通信装置１００に送信する。
本実施形態の符号化方式としては、４ＰＰＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）符号方式を用いる。４ＰＰＭ符号方式は、シンボル時間として定義される一定の時間を４つのスロットに等分し、１シンボル時間に１つのスロット幅のパルスを許容し、そのパルスの存在スロット時間位置に割り当てた情報を送信する。１バイトは４シンボルからなり、その１シンボルは４スロットからなる。この４スロットのうち１スロットだけが必ず光る（ＯＮ）ようなシンボルとしているため、４スロットが全て光ることがないように、あるいは全て光らないことがないようにして、人の目に光のちらつきを感じさせないようにしている。
なお、本実施形態の光通信システム１０では、ＪＥＩＴＡ ＣＰ−１２２３の規格に準ずる可視光ビーコンシステムを用いるとしたが、これに限ることはなく、他の規格でもよく、可視光ではなく赤外線などを用いたものでもよい。また、本実施形態では、対象情報としてＩＤ情報としたが、これに限ることはない。

光通信装置１００は、片手で持ち運びが可能な小型の装置であり、受光素子１１０を有する。光通信装置１００は、ＩＤ情報の信号を含む光を照射する光照射装置２００ａ〜２００ｎのいずれかから光を受光素子１１０により受光し、受光した光がＩＤ情報を含むか否かを判定する制御を行い、ＩＤ情報を検出する。検出するＩＤ情報は各展示物と対応しており、光通信装置１００は、無線通信及びネットワークＮを介して、検出したＩＤ情報を情報処理装置３００に送信する。光通信装置１００は、情報処理装置３００からＩＤ情報に対応する音声情報を受信し、入館者に対しコンテンツの音声を出力する。

なお、本実施形態では、無線通信及びネットワークＮを介して、検出したＩＤ情報を情報処理装置３００に送信し、情報処理装置３００からＩＤ情報と対応付けられた音声情報を取得したが、これに限ることはない。
また、無線通信としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（ブルートゥース；登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）などが挙げられる。

以下では、本実施形態の光通信システム１０の各装置などについて詳細に説明する。

＜光通信装置＞
図３は、本実施形態における光通信装置を示す概略外観図である。
図３に示すように、光通信装置１００は、受光素子１１０と、スピーカー１３０と、設定ボタン１５０と、電源スイッチ１６０と、イヤホンジャック１７０と、液晶ディスプレイ１８０と、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）端子１９０とを有する。

受光素子１１０は、本実施形態ではフォトダイオードであり、光通信装置１００の正面最上部及び上面に配置され、可視光を受光する。

スピーカー１３０は、光通信装置１００の正面下部に配置され、コンテンツを音声で出力する。

設定ボタン１５０は、光通信装置１００の正面中央に配置され、入館者に押下されることにより、言語の種類、音量、並びにスピーカー、イヤホン及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈから選択される出力先が選択される。
なお、設定ボタン１５０は、光通信装置１００を動作させるためのプログラムを設定する際に用いられる。

電源スイッチ１６０は、光通信装置１００の右側面に配置され、入館者にスライドされることにより、光通信装置１００の電源がＯＮ／ＯＦＦされる。

イヤホンジャック１７０は、光通信装置１００の左側面に配置され、イヤホンの端子が挿入される。

液晶ディスプレイ１８０は、光通信装置１００の正面上部に配置され、選択された言語、音量、出力先などを表示できる。また、液晶ディスプレイ１８０は、後述する第２の制御部１２５が、二次電池１６０ａの電圧が所定値以下であると判定した場合に、二次電池１６０ａの電圧が所定値以下であることを表示するようにしてもよい。さらに、液晶ディスプレイ１８０は、光通信装置１００を動作させるためのプログラムの設定を確認する際に用いられる。

ＵＳＢ端子１９０は、光通信装置１００の端面に配置されており、マイクロＳＤカード（登録商標、以下同じ）１４０が着脱可能である。マイクロＳＤカード１４０は、音声情報記憶部として用いて音声情報を記憶させてもよい。これにより、後述する第２の制御部１２５が、情報処理装置３００からではなくマイクロＳＤカード１４０から音声情報を取得するようにすると、光通信装置１００と情報処理装置３００との通信による電力を低減できる。また、光通信装置１００と情報処理装置３００との通信が不調である場合にも、情報処理装置３００を介さずに音声情報を取得できる点で有利である。なお、ＵＳＢ端子１９０は、通信や充電に用いることもできる。

また、光通信装置１００の背面には無線電力受電パッドが配置されており、光通信装置１００は、無線電力受電パッドで電力を受電することができる。無線電力受電パッドで電力を受電する方法としては、例えば、Ｑｉ（チー）規格に準拠したものが挙げられる。

図４Ａは、本実施形態における光通信装置のハードウェアを示すブロック図である。
図４Ａに示すように、ＭＰＵ１２０は、受光素子１１０と、ＣＰＵ１２６とに接続されている。
ＭＰＵ１２０は、プロセッサの一種であり、種々の制御や演算を行う処理装置である。ＭＰＵ１２０は、図示しない記憶手段などが記憶するファームウェアなどを実行することにより、種々の機能を実現する。具体的には、図４Ｂの点線で示したように、ＭＰＵ１２０は、後述する第１の制御部１２１の機能を実現する。

ＣＰＵ１２６は、無線通信モジュール１２９と、スピーカー１３０と、設定ボタン１５０と、電源スイッチ１６０と、イヤホンジャック１７０と、液晶ディスプレイ１８０と、ＵＳＢ端子１９０とに接続されている。ＣＰＵ１２６は、後述する第２の制御部１２５の機能を実現する。
なお、第１の制御部１２１及び第２の制御部１２５を合わせて制御部と称することがある。この制御部は、受光部が受光した光がＩＤ情報の信号を含むと判定すると、光から検出したＩＤ情報に対応する音声情報を取得して音声を出力する制御を行う。

また、光通信装置１００は、電源として、二次電池１６０ａと、二次電池１６０ａの充放電を制御する電力制御回路１６０ｂと、無線電力受電パッド１６０ｃとを有し、無線電力受電パッドで受電した電力により充電した二次電池１６０ａから、光通信装置１００全体に電力を供給することができる。

図４Ｂは、本実施形態における光通信装置の機能を示すブロック図である。
図４Ｂに示すように、光通信装置１００は、受光部１１１で受光した可視光を電気信号に変換し、変換した電気信号を増幅部１１２のアナログ回路で増幅する。次に、光通信装置１００は、増幅させた電気信号をＡ／Ｄ変換部１２１ａでサンプリングする。そして、主制御部１２１ｂは、ＪＥＩＴＡ ＣＰ−１２２３の規格に従ってファームウェアでサンプリング後の電気信号を復調する。このとき、主制御部１２１ｂは、タイマ部１２１ｃと、ファームウェアを記憶する記憶部１２１ｄとにより、サンプリング後の電気信号を復調する。このとき、その後、主制御部１２１ｂは、復調した信号、即ちＩＤ情報を第２の制御部１２５に送信する。

第２の制御部１２５は、通信部１２８によりＩＤ情報を情報処理装置３００に送信させる。その後、第２の制御部１２５は、通信部１２８によりＩＤ情報に対応する音声情報を受信し、音声出力増幅部１３１により音声情報の音声出力が増幅され、音声出力部１３２から音声を出力させる。

このように、本実施形態の光通信システム１０は、展示物の近傍に設置されている光照射装置２００から、対象情報としてのＩＤ情報の信号を含む光を受光し、そのＩＤ情報に対応するその展示物を説明する音声によるコンテンツを情報処理装置３００から取得してコンテンツを音声出力することにより、入館者に対しその展示物の説明を行うことができる。
また、本実施形態の光通信システム１０は、展示物を説明するコンテンツが音声であることから、その音声情報を情報処理装置から取得するために通信を行っても、音声のほうが動画よりもデータ量が小さいため、通信による消費電力を低減することができる。
またさらに、本実施形態の光通信システム１０は、博物館や美術館などではカメラによる撮影が禁止されていても、可視光通信用の受信装置であれば入館者に躊躇させることなく使用してもらうことができる。

第２の制御部１２５が音声を出力する制御をしている場合には、第１の制御部１２１が信号処理を中断するようにしてもよい。第２の制御部１２５が音声を出力している場合には、入館者は音声で説明されている対象の展示物を鑑賞していることが多く、改めてその場で受光した光に含まれる同一のＩＤ情報の信号の有無を判定する必要がないため、第１の制御部１２１が信号処理を中断することにより、消費電力を低減することができる。

表示部１８１は、制御部の指示により、液晶ディスプレイ１８０を用いて、選択された言語、音量、出力先などを表示する。
また、表示部１８１には、第２の制御部１２５が、二次電池１６０ａの電圧が所定値以下であると判定した場合に、第２の制御部１２５により二次電池１６０ａの電圧が所定値以下であることを注意する表示をしてもよい。これにより、入館者の使用中にバッテリー切れが発生しそうな光通信装置１００を適切なタイミングで充電することができる。
さらに、表示部１８１には、第２の制御部１２５が、二次電池１６０ａの充電量が所定値以上であると判定した場合に、第２の制御部１２５により二次電池１６０ａの充電量が所定値以上であることを表示するようにしてもよい。これにより、二次電池１６０ａを充電している際に充電が完了したか否かを把握することができる。

ＵＳＢ Ｉ／Ｆ（インターフェイス）１９１は、無線電力受電パッド１６０ｃを用いた非接触電力受電による充電だけでなく、ＵＳＢ端子１９０により充電することができる。また、ＵＳＢ端子１９０に着脱されるＵＳＢデバイスと通信することができる。

光通信装置１００全体に電力を供給する電源供給部として、二次電池１６０ａを用いた電源供給部１６１ａと、電力制御回路１６０ｂを用いた電力制御部１６１ｂと、無線電力受電パッド１６０ｃを用いた非接触電力受電部１６１ｃとを有する。非接触電力受電部１６１ｃは、受光部１１１及び制御部に電力を供給する二次電池１６０ａに、充電可能な電力を非接触で受電する。

このように、本実施形態の光通信システム１０は、広く大きな博物館や美術館などで入館者全員に可視光通信用の受信装置である本発明の光通信装置１００を携帯してもらうことを想定した場合であっても、光通信装置１００が非接触電力受電部１６１を有することにより非接触で充電できるため、個々の光通信装置１００に充電器の端子を抜挿する手間がなく、職員にとって大きな負担にはならない。

次に、受光部１１１が受光した光がＩＤ情報の信号を含むと判定した場合に、検出したＩＤ情報を情報処理装置３００に送信する処理の流れを、図５Ａ及び図５Ｂに示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって説明する。

図５Ａに示すように、まず、第１の制御部１２１は、各変数の初期化を行う（Ｄ＝０,Ｆ＝０,Ｎ＝０,Ｐ＝０）（Ｓ１０１）。ここで、Ｄは信号のエッジの検出フラグ、Ｆはプリアンブルの検出フラグ、Ｎはフレーム番号（データのバイト数）、Ｐはシンボル数を意味する。
次に、光通信装置１００は、受光部１１１で受光した可視光を電気信号に変換し、変換した電気信号を増幅部１１２のアナログ回路で増幅して、Ａ／Ｄ変換部１２１ａでサンプリングする（Ｓ１０２）。

第１の制御部１２１は、Ａ／Ｄ変換部１２１でサンプリングした方形波の信号において、立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出するために微分処理する（Ｓ１０３）。なお、以下では、エッジを検出するために微分処理した信号を「エッジ検出した信号」と称することもある。第１の制御部１２１は、エッジ検出した信号において、エッジの変化に基づいてＩＤ情報の信号を検出するために、正側にピークがあればＤ＝１とし（Ｓ１０４、Ｓ１０５）、負側にピークがあればＤ＝０とする（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。なお、正側及び負側のいずれにもピークがなければ処理をＳ１０２に戻す。

第１の制御部１２１は、エッジ検出した信号において正側及び負側のいずれかにピークを検出すると、プリアンブルがすでに検出されているか否かを判定する（Ｓ１０８）。第１の制御部１２１は、プリアンブルがすでに検出されていると判定すると処理を図５Ｂに示すＳ１１２に移行し、プリアンブルが検出されていないと判定すると、エッジ検出した信号がプリアンブルであるか否かを判定する（Ｓ１０９）。第１の制御部１２１は、エッジ検出した信号がプリアンブルであると判定するとＦ＝１とし（Ｓ１１０）、エッジ検出した信号がプリアンブルでないと判定するとＦ＝０として（Ｓ１１１）、処理をＳ１０２に戻す。

次に、第１の制御部１２１は、プリアンブルがすでに検出されていると判定すると、４ＰＰＭ信号の最初の４ビットを取得できたか否かを判定する（Ｓ１１２）。第１の制御部１２１は、最初の４ビットを取得できたと判定すると、エッジ検出した信号を４ＰＰＭ信号に変換してＰ番目のシンボルに保存し（Ｓ１１３）、４ＰＰＭ変換できていないと判定すると、処理を図５ＡのＳ１０２に戻す。

第１の制御部１２１は、エッジ検出した信号を４ＰＰＭ信号に変換してＰ番目のシンボルに保存すると、Ｐ＝Ｐ＋１の演算を行い、Ｐ＝４であるか否かを判定する（Ｓ１１４）。第１の制御部１２１は、Ｐ＝４であると判定すると、４シンボル（１バイト）完了であるとしてＰ＝０に初期化し（Ｓ１１５）、Ｐ＝４でないと判定すると、処理を図５ＡのＳ１０２に戻す。

第１の制御部１２１は、Ｐ＝０に初期化すると、フレームのＮ番目に得られたバイトを保存して（Ｓ１１６）、Ｎ＝Ｎ＋１の演算を行い、Ｎ＝１９であるか否かを判定する（Ｓ１１７）。第１の制御部１２１は、Ｎ＝１９であると判定すると、フレームの最後であるとしてＮ＝０に初期化し（Ｓ１１８）、Ｎ＝１９でないと判定すると、処理を図５ＡのＳ１０２に戻す。

第１の制御部１２１は、Ｎ＝０に初期化するとＣＲＣの演算を行い、終端部のＣＲＣと一致するか否かを判定する（Ｓ１１９）。第１の制御部１２１は、一致すると判定すると、検出したＩＤ情報を第２の制御部１２５に出力し（Ｓ１２０）、処理を図５ＡのＳ１０２に戻す。すると、第２の制御部１２５は、通信部１２８を通じてＩＤ情報を情報処理装置３００に送信する。
また、第１の制御部１２１は、一致しないと判定すると、処理を図５ＡのＳ１０２に戻す。
このように、第１の制御部１２１は、受光部１１１が受光した可視光がＩＤ情報の信号を含むか否かを判定し、可視光がＩＤ情報の信号を含むと判定した場合には、ＩＤ情報を第２の制御部１２５から情報処理装置３００に送信する。

次に、第１の制御部がＩＤ情報を含むか判定してＩＤ情報を検出する処理の流れを、図６に示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって説明する。

第１の制御部１２１は、初期化処理を行い（Ｓ２０１）、サウンド再生中フラグＳＰＦ＝１であるか否かを判定する（Ｓ２０２）。なお、ＳＰＦ＝０であると再生完了の状態であり、ＳＰＦ＝１であると再生中の状態であることを示す。
第１の制御部１２１は、ＳＰＦ＝１であると判定すると、処理を後述するＩＤ情報検出処理（Ｓ２０５）に移行する。
第１の制御部１２１は、ＳＰＦ＝１ではない、即ちＳＰＦ＝０であると判定すると、システムタイマ処理で１秒単位にインクリメントされるＩＤ情報検出タイマＩＤＴが５より大きいか否かを判定する（Ｓ２０３）。第１の制御部１２１は、ＩＤ情報検出タイマＩＤＴが５より大きくないと判定すると処理をＩＤ情報検出処理（Ｓ２０５）に移行し、ＩＤ情報検出タイマＩＤＴが５より大きいと判定すると、第２の制御部１２５がスリープ状態になり（Ｓ２０４）、処理をＩＤ情報検出処理（Ｓ２０５）に移行する。

第１の制御部１２１は、ＩＤ情報検出処理で、受光部１１１で受光した可視光にＩＤ情報が含まれているか否かを判定して検出し（Ｓ２０５、Ｓ２０６）、ＩＤ情報が含まれていると判定して検出すると、ＩＤ情報検出フラグをセットし（Ｓ２０７）、ＩＤＴ＝０にセットして処理をＳ２０２に戻す。なお、第１の制御部１２１は、ＩＤ情報が含まれていると判定しなければ処理をＳ２０２に戻す（Ｓ２０６）。

このように、第１の制御部１２１が、光がＩＤ情報の信号を含むと判定した場合には、光から検出したＩＤ情報に対応する音声情報を取得して音声を出力する出力制御を行い、この出力制御の後の所定時間の間に、光がＩＤ情報の信号を含むと判定しない場合には第２の制御部１２５がスリープ状態となる。また、第１の制御部１２１が、光がＩＤ情報の信号を含むと判定するまで、第２の制御部１２５がスリープ状態を継続するため、消費電力を低減することができる。

このとき、第１の制御部１２１を信号処理用のＭＰＵなどで動作させるようにすると、第１の制御部１２１による、受光部１１１が受光した光がＩＤ情報の信号を含むか否かを判定する信号処理を行うときの消費電力が、第２の制御部１２５による消費電力より低くすることができる。

次に、第２の制御部１２５がＩＤ情報に基づいて取得した音声情報（サウンドデータ）から音声を出力する処理の流れを、図７Ａ及び図７Ｂに示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって説明する。
なお、音声出力する言語は、入館者により光通信装置１００の設定ボタン１５０を押下され、予め設定されている。

第２の制御部１２５は、ＩＤ情報検出フラグの状態を確認し、ＩＤ情報検出フラグが１であれば処理をＳ３０２に移行し、ＩＤ情報検出フラグが１であれば処理をＳ３０１に戻してＩＤ情報検出フラグの状態を監視する。
第２の制御部１２５は、ＩＤ情報検出フラグが１であると、まずＩＤ情報検出フラグを０にし（Ｓ３０２）、次に設定ボタン１５０により設定されている言語情報を取得して（Ｓ３０３）、言語情報に応じた音声情報を情報処理装置３００の各ＳＱＬ（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｑｕｅｒｙ Ｌａｎｇｕａｇｅ）サーバ（ＳＱＬデータベース、即ち可視光ＩＤデータベース及びコンテンツデータベース）から取得するのか否かを判定する（Ｓ３０４）。

第２の制御部１２５は、音声情報を情報処理装置３００から取得すると判定すると（Ｓ３０４）、情報処理装置３００の各データベースにＩＤ情報に対応する音声情報を取得しに行き（Ｓ３０５）、所定時間を超えても音声情報を取得できずにタイムアウトした場合には（Ｓ３０６）、内部データベース（マイクロＳＤカード１４０）からＩＤ情報に対応する音声情報を取得する（Ｓ３０７、Ｓ３０８）。また、第２の制御部１２５は、ＩＤ情報に対応する音声情報を情報処理装置３００から取得しないと判定すると（Ｓ３０４）、内部データベース（マイクロＳＤカード１４０）から音声情報を取得する（Ｓ３０７、Ｓ３０８）。

第２の制御部１２５は、設定ボタン１５０により設定されている出力先に基づき、スピーカー１３０、接続されたイヤホン、又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈに音声を出力するのかを決定し、音声情報に基づく音声の再生を開始し（Ｓ３０９〜Ｓ３１４）、音声再生中フラグＳＰＦを１（再生中）にセットする（Ｓ３１５）。

第２の制御部１２５は、ＩＤ情報検出フラグの状態を確認し（Ｓ３１６）、ＩＤ情報検出フラグが１であれば音声の再生を中止して（Ｓ３１７）、音声再生中フラグＳＰＦを０（再生完了）にセットし（Ｓ３１８）、処理を図７ＡのＳ３０２に戻す。
また、第２の制御部１２５は、ＩＤ情報検出フラグが０であれば、音声の再生が完了したと判定すると（Ｓ３１９）、音声再生中フラグＳＰＦを０（再生完了）にセットし（Ｓ３２０）、処理を図７ＡのＳ３０１に戻し、音声の再生が完了していないと判定すると（Ｓ３１９）、処理をＳ３１６に戻す。

＜光照射装置＞
図１に示した光照射装置２００ａ〜２００ｎは、いずれも機能及びハードウェアが同様であるため、光照射装置２００ａ〜２００ｎのいずれか１つ（以下、光照射装置２００と称する）について説明する。

図８Ａは、本実施形態の光照射装置の機能を示すブロック図である。
光照射装置２００は、各展示物の近傍にそれぞれ配置され、ＩＤ情報の信号を含む光を照射可能な装置である。この光照射装置２００は、図８Ａに示すように、投光部２１１と、制御部２２１とを有する。
制御部２２１は、光照射装置２００を管理するＰＣが予め記憶したＩＤ情報の信号を可視光に含ませるように、投光部２１１を制御する。

図８Ｂは、本実施形態の光照射装置のハードウェアを示すブロック図である。
図８Ｂに示すように、ＬＥＤ照明２１０と、コントローラ２２０とを有する。

ＬＥＤ照明２１０は、複数のＬＥＤを備えている。また、ＬＥＤ照明２１０は、投光部２１１の機能を実現する。
なお、本実施形態では、光照射装置２００がＬＥＤ照明２１０を有するようにしたが、これに限ることはなく、光を照射できるものであればよい。

コントローラ２２０は、ＬＥＤ照明２１０を駆動させるための制御回路であり、制御部２２１の機能を実現する。

＜情報処理装置＞
情報処理装置３００は、可視光ＩＤデータベース３１０及びコンテンツデータベース３２０を有し、光通信装置１００からＩＤ情報を受信すると、ＩＤ情報に対応する音声情報を光通信装置１００に送信する。
また、情報処理装置３００は、本実施形態ではサーバであり、これらのデータベースを構築、編集、及び管理する。
なお、本実施形態では、ＩＤ情報を格納する可視光ＩＤデータベース３１０及びＩＤ情報に対応付けた音声情報を格納するコンテンツデータベース３２０を情報処理装置３００が有するようにしたが、これに限ることはなく、各データベースは他の端末や装置が有するようにしてもよい。また、可視光ＩＤデータベース３１０とコンテンツデータベース３２０とを別個にしたが、これに限ることなく、単一のデータベースとしてもよい。

以上説明したように、本発明の光通信装置は、光を利用する光通信により対象情報の信号を含む光を受光し、対象情報に対応する音声情報を取得して音声を出力する光通信装置であって、光を受光する受光部と、受光部が受光した光が対象情報の信号を含むと判定すると、光から検出した対象情報に対応する音声情報を取得して音声を出力する制御を行う制御部と、受光部及び制御部に電力を供給する電源に、充電可能な電力を非接触で受電する非接触電力受電部と、を有する。
これにより、本発明の光通信装置は、光を利用した通信により音声ガイドを低消費電力で高速に出力できるとともに、容易に充電することができる。

１０ 光通信システム
１００ 光通信装置
１１１ 受光部
１２１ 第１の制御部（制御部）
１２５ 第２の制御部（制御部）
１４１ 音声情報記憶部
１６１ 非接触電力受電部
２００ 光照射装置
３００ 情報処理装置

Claims (4)

1. 博物館、美術館等で入館者が携帯して、可視光を利用する可視光通信により対象情報の信号を含む可視光を受光し、前記対象情報に対応する音声情報を取得して音声を出力する館内携帯用可視光通信装置であって、
   前記可視光を受光する受光部と、
   前記受光部が受光した前記可視光が前記対象情報の信号を含むと判定すると、前記可視光から検出した前記対象情報に対応する前記音声情報を取得して音声を出力する制御を行う制御部と、
   前記受光部及び前記制御部に電力を供給する電源に、充電可能な電力を非接触で受電する非接触電力受電部と、
   を有し、
   前記制御部が、
   前記受光部が受光した前記可視光が前記対象情報の信号を含むか否かを判定する第１の制御部と、
   前記第１の制御部が、前記可視光が前記対象情報の信号を含むと判定した場合には、前記可視光から検出した前記対象情報に対応する前記音声情報を取得して音声を出力する出力制御を行い、前記出力制御の後の所定時間の間に、前記可視光が前記対象情報の信号を含むと判定しない場合にはスリープ状態となり、前記第１の制御部が、前記可視光が前記対象情報の信号を含むと判定するまで前記スリープ状態を継続する第２の制御部と、を更に有し、
   前記第１の制御部による、前記可視光が前記対象情報の信号を含むか否かを判定する信号処理を行うときの消費電力は、前記第１の制御部がＭＰＵにより動作することによって前記第２の制御部による前記消費電力より低くなり、
   前記第２の制御部が前記音声を出力する制御をしている場合には、前記第１の制御部が前記信号処理を中断する機能を有し、
   前記第２の制御部が、前記電源の電圧が所定値以下であると判定した場合に、前記第２の制御部により前記電源の電圧が所定値以下であることを注意する表示をする表示部を更に有し、
   ＪＥＩＴＡ ＣＰ−１２２３の規格に準拠することを特徴とする館内携帯用可視光通信装置。
2. 前記受光部が、受光素子により前記可視光を受光する請求項１に記載の館内携帯用可視光通信装置。
3. 前記音声情報が記憶されている音声情報記憶部を更に有し、
   前記第２の制御部が、前記音声情報記憶部から前記音声情報を取得する請求項１から２のいずれかに記載の館内携帯用可視光通信装置。
4. 対象情報の信号を含む可視光を照射可能な可視光照射装置と、
   請求項１から３のいずれかに記載の館内携帯用可視光通信装置と、
   を有することを特徴とする可視光通信システム。

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