JP7051107B2 - 送信装置、受信装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、送信装置、受信装置及びプログラムに関する。
本願は、２０１６年７月２２日に、米国に仮出願された米国特許出願第６２／３６５，３９０号及び、２０１７年３月６日に、日本に出願された特願２０１７－４２２１８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来、複数の機器間を無線通信することにより情報をやりとりするシステムが知られている。

特開２０１６－１２９００７号公報

従来は、センサが取得した情報を、無線通信することにより他の装置に送信する場合には、事前に機器間の通信の設定を行う必要があった。この通信の設定は、手間であった。
本発明の課題は、通信の設定の手間を抑えた、送信装置、受信装置及びプログラムを提供することにある。

本発明の一態様は、ローリングシャッター方式による撮像装置のフレーム時間及びギャップ時間と、複数のパケットによって構成され前記撮像装置に送信される情報の１パケットあたりの送信時間と、前記情報を構成するパケットのパケット数とに基づく再送回数によって、前記情報の送信制御を行う送信制御部と、前記送信制御部による送信制御に基づく発光パターンによって発光することにより、前記情報を送信する発光部とを備え、前記再送回数は、式（１）によって示される関係式に基づいて定められている送信装置である。
但し、
Ｎ：前記パケット数、
ＴＦ：前記フレーム時間、
ＴＧ：前記ギャップ時間、
ＴＰ：前記送信時間、
Ｓ：前記再送回数。

また、本発明の他の態様は、前記発光部は、３以上の発光素子を備え、前記発光素子のうち少なくとも２つが配置される配置軸線上に、他の前記発光素子のうち少なくとも１つが配置されていない送信装置である。

また、本発明の他の態様は、パケットには、当該パケットが先頭パケットか従属パケットかを示す識別情報が含まれ、前記識別情報のうち、従属パケットを示す識別情報の情報量が、先頭パケットを示す識別情報の情報量よりも少ない送信装置である。

本発明の一態様は、光を受光する受光センサを更に備え、前記受光センサがとらえた光の明滅パターンに基づいて、情報の送信を開始する送信装置である。

また、本発明の他の態様は、前記送信制御部と前記発光部と前記受光センサとのうち少なくとも１つを所定の条件に基づいて起動又は停止させる前記起動停止部を更に備える送信装置である。

また、本発明の他の態様は、前記受光センサがとらえた光の明滅パターンが所定の明滅パターンである場合に、前記発光部の発光を許可する発光許可部を更に備える送信装置である。

また、本発明の他の態様は、前記所定の条件とは、前記受光センサが受光する光の明滅間隔に基づく時間であって、前記起動停止部は、前記所定の条件に基づいて前記発光許可部を起動及び停止させ、前記発光許可部は、前記起動停止部が前記発光許可部を起動させている期間において前記受光センサが光を受光しているか否かの判定結果に基づいて、前記発光部の発光を許可する送信装置である。

また、本発明の一態様は、前記受光センサの受光の状態に基づいて、前記情報の受信の状態を判定する受信状態判定部と、前記受信状態判定部が判定した判定結果に基づいて、前記送信制御部に前記情報を再送信させる再送信制御部とを更に備える送信装置である。

また、本発明の他の態様は、前記情報は、複数のパケットによって構成されるセグメント毎に送信され、前記セグメントの送信にかかる時間は、前記撮像装置の前記セグメントの受信遅延時間と、前記撮像装置の光が発光される前記発光部の前記光が発光される発光状態と前記光が発光されない非発光状態との切り替えにかかる時間よりも長い時間であって、前記再送信制御部は、自装置が１つ前に送信したセグメントを前記情報として再送信させる送信装置である。

また、本発明の一態様は、前記送信制御部は、前記情報の送信が終了した場合には、前記情報の送信が終了したことを示す発光パターンを発光させる送信装置である。

また、本発明の一態様は、ローリングシャッター方式による撮像部と、前記撮像部のフレーム時間及びギャップ時間と、複数のパケットによって構成される情報の１パケットあたりの送信時間と、前記情報を構成するパケットのパケット数とに基づく再送回数による発光パターンによって前記情報を送信する発光部が前記撮像部によって撮像された発光パターン画像に基づいて、前記情報を復号する復号部とを備え、前記再送回数は、式（１）によって示される関係式に基づいて定められている受信装置である。
但し、
Ｎ：前記パケット数、
ＴＦ：前記フレーム時間、
ＴＧ：前記ギャップ時間、
ＴＰ：前記送信時間、
Ｓ：前記再送回数。

また、本発明の他の態様は、光を発光する発光部と、自装置の前記情報の受信の状態に応じた発光パターンを前記発光部に発光させる発光制御部とを更に備える受信装置である。

また、本発明の他の態様は、前記復号部は、前記発光パターン画像が示す発光パターンの経時変化を複数の走査列によって取得することにより前記情報を復号する受信装置である。

また、本発明の一態様は、コンピュータに、ローリングシャッター方式による撮像部のフレーム時間及びギャップ時間と、複数のパケットによって構成される情報の１パケットあたりの送信時間と、前記情報を構成するパケットのパケット数とに基づく再送回数による発光パターンによって前記情報を送信する発光部が前記撮像部によって撮像された発光パターン画像を取得する取得ステップと、前記取得ステップにおいて取得される前記発光パターン画像に基づいて、前記情報を復号する復号ステップとを実行させるためのプログラムであって、前記再送回数は、式（１）によって示される関係式に基づいて定められているである。
但し、
Ｎ：前記パケット数、
ＴＦ：前記フレーム時間、
ＴＧ：前記ギャップ時間、
ＴＰ：前記送信時間、
Ｓ：前記再送回数。

本発明によれば、通信の設定の手間を抑えた、送信装置、受信装置及びプログラムを提供することができる。

ローリングシャッター現象を利用した通信の一例を示す図である。 パケットロスの一例を示す図である。 パケット繰り返し通信方式の一例を示す図である。 シーケンスレス化されたパケットの構成の一例を示す図である。 通信範囲拡大手法の一例を示す図である。 第１の実施形態にかかる送信装置と、無線通信するＩｏＴデバイスとの一例を示す図である。 信速度の高速化する方法を示す図である。 第１の実施形態の送信装置及び受信装置の評価結果の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る送信装置の動作の一例を示す流れ図である。 第２の実施形態に係る送信装置と、受信装置との外観構成の一例を示す図である。 送信装置及び受信装置の構成の一例を示す図である。 送信装置の動作の一例を示す流れ図である。 送信判定部の動作の一例を示す図である。 停止時間が制御される起動停止部の動作の一例を示す図である。 第３の実施形態に係る送信装置の構成の一例を示す図である。 送信装置の動作の一例を示す流れ図である。 送信装置と受信装置との双方向通信の一例を示す図である。 送信装置と受信装置との第２の双方向通信の一例を示す図である。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照して、本発明に係るＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）－カメラ間通信におけるフレーム間ロスに対処したパケット繰り返し送信方式について説明する。ＬＥＤとは、発光部の一例である。

［あらまし］
筆者らは，ディスプレイを持たないデバイスの内部情報取得手段として，スマートフォン向けＬＥＤ－カメラ間通信の研究を進めている．ＬＥＤにスマートフォンカメラをかざして情報取得を行う本通信は，デバイスに元々付属するＬＥＤに通信機能を持たせることによる「低コスト・省スペース性」，目に見える光にスマートフォンをかざし１対１の通信を行う「直感性」に優れている．ローリングシャッター現象を利用し，１枚１枚の撮影フレームから多ビット情報を読みだすＬＥＤ－カメラ間通信では，ギャップ時間と呼ばれるフレーム間に存在する撮像不能な時間により，バースト的パケットロスが発生することが課題となる．また，スマートフォンの機種によってギャップ時間の長さが異なるため，機種に依存しない対応策が求められる．本稿では，パケットロスのバースト性に着目したパケット繰り返し送信によって，データロスのない通信が実現できることを示すとともに，繰り返し送信回数などのパラメータ設定が同一設定で多機種に対応可能なことを示す．

［キーワード］
スマートフォン向けＬＥＤ－カメラ間通信，ローリングシャッター現象，可視光通信

［ＩｏＴデバイスとスマートフォンとの通信］
・無線を用いた通信
－ ＮＦＣ：アンテナサイズの面から小型化が困難
－ ＢＬＥやＷｉ－Ｆｉ：直感性の欠如
・ＬＥＤ－カメラ間通信
－ モノ側にはＬＥＤのみがあればよく，小型化・低コスト化が容易
－ 目に見える光にスマートフォンをかざす直感性

［ＬＥＤ－カメラ間通信のユースケース］
・ＩｏＴデバイス構築
－ 小型ＬＥＤで，センサデータの可視化機能を１００円程度のコストで実装
・家電機器に付属するＬＥＤの高機能化
－ ＯＮ／ＯＦＦなどの簡単な内部情報だけでなく，エラー情報や対応手順などの詳細な内部情報を，ＬＥＤを使って発信

［ローリングシャッター現象を利用した通信］
・スマートフォンは１秒間に３０枚のフレーム（画像）を撮影ローリングシャッター現象・フレーム中のピクセルはピクセル列ごとに露光
・ＬＥＤ点滅情報をフレーム中の縞模様に反映
・専用のフォトダイオードなしで高速な通信が可能

［課題：フレーム間ギャップによるバースト的パケットロス］
・フレーム間に存在する撮像不能時間（ギャップ時間）により，バースト的パケットロスが発生
・スマートフォン・ＬＥＤ制御用マイコン間の通信は片方向のみであるため，同期しフレーム時間内のみＬＥＤから情報を発信することは不可能

［パケット繰り返し送信方式］
・Ｎパケットで構成されるブロックごとにＳ回繰り返し送信
ＴＦ：フレーム時間， ＴＧ：ギャップ時間， ＴＳ：フレーム時間， ＴＰ：１パケット時間→フレーム間ギャップによるデータロスを効率的に防ぐためのＮ，Ｓの設定方法を導出

［実装評価］
・送信機
－ ５ｍｍ 白色ＬＥＤ，ＡＴｔｉｎｙ１０
・受信機
－ ＡＳＵＳ（登録商標） ＺｅｎＦｏｎｅ（登録商標） ２ Ｌａｓｅｒ ＺＥ６０１ＫＬ （Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標））
・ パラメータ設定
－ ＴＰ＝２．７８ｍｓ，Ｎ＝６，Ｓ＝２
・結果
－ 通信速度１．４４ｋｂｐｓのロスなし通信を実現

［まとめ］
・「小型・低コスト」，「直感的」なＬＥＤ－スマートフォン間通信の設計
・フレーム間ギャップによるパケットロス対策に向けたパケット繰り返し送信
・直径５ｍｍの白色ＬＥＤとＡＴｔｉｎｙ１０による省資源実装で，パケットロス無しで１．４４ｋｂｐｓのスループットを達成可能なことを実証

ローリングシャッター方式による撮像装置のフレーム時間及びギャップ時間と、複数のパケットによって構成され撮像装置に送信される情報の１パケットあたりの送信時間と、情報を構成するパケットのパケット数とに基づく再送回数によって、情報の送信制御を行う送信制御部と、送信制御部による送信制御に基づく発光パターンによって発光することにより、情報を送信する発光部とを備える送信装置。

再送回数は、パケット数が、再送回数及び送信時間の積とギャップ時間及び送信時間の和との比以上であり、かつ送信時間とフレーム時間との比以下であることを示す関係式に基づいて定められている送信装置。

発光部は、３以上の発光素子を備え、発光素子のうち少なくとも２つが配置される配置軸線上に、他の発光素子のうち少なくとも１つが配置されていない送信装置。

パケットには、当該パケットが先頭パケットか従属パケットかを示す識別情報が含まれ、識別情報のうち、従属パケットを示す識別情報の情報量が、先頭パケットを示す識別情報の情報量よりも少ない送信装置。

ローリングシャッター方式による撮像部と、撮像部のフレーム時間及びギャップ時間と、複数のパケットによって構成される情報の１パケットあたりの送信時間と、情報を構成するパケットのパケット数とに基づく再送回数による発光パターンによって情報を送信する発光部が撮像部によって撮像された発光パターン画像に基づいて、情報を復号する復号部と を備える受信装置。

復号部は、発光パターン画像が示す発光パターンの経時変化を複数の走査列によって取得することにより情報を復号する受信装置。

コンピュータに、ローリングシャッター方式による撮像部のフレーム時間及びギャップ時間と、複数のパケットによって構成される情報の１パケットあたりの送信時間と、情報を構成するパケットのパケット数とに基づく再送回数による発光パターンによって情報を送信する発光部が撮像部によって撮像された発光パターン画像を取得する取得ステップと、取得ステップにおいて取得される発光パターン画像に基づいて、情報を復号する復号ステップとを実行させるためのプログラム。

［ローリングシャッターについて］
図１は、ローリングシャッター現象を利用した通信の一例を示す図である。
図１に示すように、スマートフォンは、１秒間に３０枚の画像を撮像する。ここで、スマートフォンとは、受信装置又は撮像装置の一例である。

スマートフォンは、発光部１３からの光をローリングシャッター方式によって撮像する。ローリングシャッター方式とは、不図示の撮像素子のうちの一部分を、順次露光させることにより、撮像画像を生成する方式である。この一例では、スマートフォンは、１００μｓごとに、一部分露光する。より具体的には、スマートフォンは、ピクセル列Ｒ１を露光する。このピクセル列Ｒ１が露光されているときは、発光部１３は発光している。このため、撮像画像のうち、ピクセル列Ｒ１に対応する画素には、発光部１３が発光したことを示す白色が記録される。

次に、ピクセル列Ｒ１を撮像した１００μｓ後に、スマートフォンは、ピクセル列Ｒ２を露光する。このピクセル列Ｒ２が露光されているときは、発光部１３は消灯している。
このため、撮像画像のうち、ピクセル列Ｒ２に対応する画素には、発光部１３が消灯したことを示す黒色が記録される。

次に、ピクセル列Ｒ３を撮像した１００μｓ後に、スマートフォンは、ピクセル列Ｒ３を露光する。このピクセル列Ｒ３が露光されているときは、発光部１３は発光している。
このため、撮像画像のうち、ピクセル列Ｒ３に対応する画素には、発光部１３が発光したことを示す白色が記録される。同様に、スマートフォンは、撮像素子の全てのピクセル列について、順次露光する。撮像装置がピクセル列を順次露光して１枚の画像を撮影することを、１フレームとも記載する。このスマートフォンが撮像した撮像画像を、発光パターン画像とも記載する。スマートフォンは、この発光パターン画像に基づいて、情報を復号する復号部を備える。具体的には、復号部は、予め定められた画素の情報と復号する情報とがそれぞれ対応付けられた情報に基づいて復号する。この一例では、撮像画像に含まれる白色と黒色とが、それぞれ１つの情報である。より具体的には、復号部は、白色を１と復号し、黒色を０と復号する。なお、復号部が復号する情報は、これに限られない。復号部は、白色を０と復号してもよく、黒色を１と復号してもよい。

［パケットロスの一例］
次に、図２を参照して、パケットロスの一例について説明する。
図２は、パケットロスの一例を示す図である。
撮像装置は、上述したフレーム単位で撮像画像を生成する。この１フレームの撮像にかかる時間を、フレーム時間とも記載する。撮像装置が１フレーム撮像すると、ギャップ時間が生じる。ギャップ時間とは、撮像が出来ない時間のことである。撮像装置は、ギャップ時間の間には、発光部からの光を撮像することができない。このギャップ時間の間に発光された光が示す情報が、パケットロスである。なお、フレーム時間及びギャップ時間は、撮像装置によって長さがそれぞれ異なる。

［パケット繰り返し通信方式の一例］
次に、図３を参照して、パケット繰り返し通信方式について説明する。
図３は、パケット繰り返し通信方式の一例を示す図である。
送信装置は、Ｎパケットで構成されるブロックごとにＳ回繰り返し送信する。ここで、フレーム間ギャップによるデータロスを効率的に防ぐためのＮ及びＳの設定方法を導出する方法について説明する。Ｎとは、一度に送信するパケットの数を示す整数である。以下の説明の数式におけるＮも同様である。Ｓとは、繰り返し送信する回数を示す整数である。以下の数式におけるＳも同様である。

式（１）は、撮像装置のフレーム時間及びギャップ時間と、複数のパケットによって構成され撮像装置に送信される情報の１パケットあたりの送信時間と、情報を構成するパケットのパケット数とに基づく再送回数を導出した式である。ここで、式（１）に含まれるＴＦとは、上述した撮像装置のフレーム時間である。式（１）に含まれるＴＧとは、上述した撮像装置のギャップ時間である。式（１）に含まれるＴＰとは、１パケットを送信するのに要する時間である。

より具体的には、この再送回数Ｓは、パケット数Ｎが、再送回数Ｎ及び送信時間ＴＰの積とギャップ時間ＴＧ及び送信時間ＴＰの和との比以上であり、かつ送信時間ＴＰとフレーム時間ＴＦとの比以下であることを示す関係式に基づいて定められている。この関係式とは、上述した式（１）である。
送信装置は、送信制御部を備える。送信制御部は、式（１）から算出されるＮパケットを、Ｓ回繰り返し送信することにより、情報の送信制御を行う。

［シーケンスレス化されたパケットの一例］
次に、図４を参照して、パケットのシーケンスレス化について説明する。
図４は、シーケンスレス化されたパケットの構成の一例を示す図である。

この一例では、パケットには、当該パケットが先頭パケットか従属パケットかを示す識別情報が含まれる。この識別情報のうち、従属パケットを示す識別情報の情報量が、先頭パケットを示す識別情報の情報量よりも少ない。具体的には、従来のパケットは、プリンアブルと、シーケンス部と、データ部とによって構成される。このシーケンス部には、Ｂｓｂｉｔ長の情報が記憶される。１ｂｉｔは、２値を表現することができる。また、この２値が、それぞれ、発光部が発光した状態と、発光部が消灯した状態とに対応する。データ部には、ＢＤｂｉｔ長の情報が記憶される。

シーケンスレス化されたパケットには、プリンアブルに、Ａ０、Ａ１、Ｂ０、Ｂ１の４種類のプリンアブルが設定される。以下の説明では、Ａ０及びＡ１のことを区別しない場合には、Ａとも記載する。以下の説明では、Ｂ０及びＢ１のことを区別しない場合には、Ｂとも記載する。このＡとＢとによって、異なる種類のブロックを識別する。一例として、Ａは偶数番号のブロックに割り振られる。また、Ｂは、奇数番号のブロックに割り振られる。以下の説明では、Ａ０及びＢ０を区別しない場合には、０とも記載する。Ａ１及びＢ１を区別しない場合には、１とも記載する。この０と、１とによって、ブロック内におけるパケットの順番を判別する。一例として、先頭のパケットを０とする。また、先頭以外のパケットを１とする。

［通信可能範囲拡大手法］
次に、図５を参照して、通信範囲拡大手法について説明する。
図５は、通信範囲拡大手法の一例を示す図である。
図５に示す発光部には、複数の発光素子が含まれる。撮像装置のピクセル列方向には、複数の発光素子からの光が露光される。通信範囲拡大の手法とは、発光部を１つの撮像画像として撮像し、この撮像画像を複数列スキャンによって復調点選択する方法である。スキャン方向とは、ローリングシャッター方式のピクセル列と垂直の方向である。復号部は、発光パターン画像が示す発光パターンの経時変化を複数の走査列によって取得することにより情報を復号する。具体的には、スマートフォンは、ピクセル列の方向に複数の領域を設定し、この領域毎に情報を復号する。複数の領域とは、走査列の一例である。この領域は、撮像される複数の発光素子の配置に基づく領域である。スマートフォンは、この領域と対応する複数の発光素子からの光を露光する。スマートフォンは、領域毎に発光素子からの光を復号する。これにより、スマートフォンは、１つのピクセル列に複数の発光素子からの情報が含まれた撮像画像に基づいてより多くの情報を復号することができる。

図５（ｉ）及び図５（ｉｖ）に示す発光部は、３以上の発光素子を備え、発光素子のうち少なくとも２つが配置される配置軸線上に、他の発光素子のうち少なくとも１つが配置されていない。以下の説明では、図５（ｉ）及び図５（ｉｖ）に示す発光素子の配置のことを、発光素子を互い違いに配置するとも記載する。発光素子を互い違いに配置することにより、通信のエラー率を抑えつつ通信可能範囲を拡大することができる。

［ＩｏＴデバイスとスマートフォンとの通信］
次に、図６を参照して、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）デバイスとスマートフォンとの通信について説明する。
図６は、第１の実施形態にかかる送信装置と、無線通信するＩｏＴデバイスとの一例を示す図である。
ＩｏＴデバイスとは、複数の物同士が情報を交換することができるデバイスのことである。従来の無線通信によるＩｏＴデバイスでは、無線通信のためのアンテナや、操作のしにくさといった課題があった。本実施形態の送信装置には、発光部であるＬＥＤを備えていればよく、小型化と、生産にかかる費用を抑えることができる。また、本実施形態の送信装置は、ＬＥＤが可視光を発光する。これにより、操作者が目視可能な光に、受信装置であるスマートフォンをかざすことができる。このかざす動作によって、操作者は、直感的に受信装置から情報を取得することができる。

［通信速度の高速化］
次に、図７を参照して通信速度の高速化について説明する。
図７は、通信速度の高速化する方法を示す図である。
通信速度の高速化には、１ブロックの繰り返し送信回数であるＳを最小化すればよい。
このＳに２を代入し、上述した式（１）に、このＳを導入する。このＳが導入された式（１）を満たすＮが存在するかを算出する。上述したように、Ｎとは、１ブロックを構成するパケットの数である。
上述した式（１）を満たすＮが存在する場合には、そのＳが、最小化された繰り返し送信回数である。
上述した式（１）を満たすＮが存在しない場合には、式（１）を満たすＮが存在するまでＳに代入した値に１を加算し、式（１）を満たすＮが存在するかを算出する。

［実装評価］
次に、図８を参照して、第１の実施形態の送信装置及び受信装置の評価結果について説明する。
図８は、第１の実施形態の送信装置及び受信装置の評価結果の一例を示す図である。
図８には７機種の受信装置であるスマートフォンを評価した結果が示される。

［第１の実施形態に係る送信装置の動作の概要］
次に、図９を参照して、第１の実施形態に係る送信装置の動作の概要について説明する。
図９は、第１の実施形態に係る送信装置の動作の一例を示す流れ図Ｓ１である。

この送信装置は、センサと、送信制御部と、発光部とを備える。センサは、周囲の環境を測定する。センサは、測定した結果を示す測定情報を生成する。ここで測定情報とは、情報の一例である。送信制御部は、上述した送信方法によって、測定情報の送信制御を行う。発光部は、送信制御部による送信制御に基づく発光パターンによって発光することにより、測定情報を送信する。

送信装置は、センサから測定情報を取得する（ステップＳ１１０）。送信制御部は、センサから取得した測定情報を、複数のパケットに変換する（ステップＳ１２０）。送信制御部は、変換した複数のパケットに基づいて、発光パターンを生成する（ステップＳ１３０）。この発光パターンは、１パケットあたりの送信時間と、測定情報を構成するパケットのパケット数とに基づく再送回数に基づく発光パターンである。

送信制御部は、生成した発光パターンに基づいて、発光部の発光の状態を変化させる（ステップＳ１４０）。送信制御部は、測定情報の送信を終えたか否かを判定する（ステップＳ１５０）。送信制御部は、測定情報の送信を終えていない場合（ステップＳ１５０；ＮＯ）には、生成した発光パターンのうちから、次の発光の状態を読み出す（ステップＳ１６０）。送信制御部は、発光部を、読み出した発光の状態に変化させる。送信制御部は、測定情報の送信を終えた場合には、処理を終了する（ステップＳ１５０；ＹＥＳ）。

以上説明したように、送信装置は、発光部と、送信制御部を備える。送信制御部は、複数のパケットを上述した再送回数によって情報の送信制御を行う。発光部は、送信制御部の送信制御に基づく発光パターンによって発光する。受信装置は、撮像部と、復号部とを備える。撮像部は、ローリングシャッター方式によって、送信装置からの光を発光パターンとして撮像する。復号部は、この発光パターン画像に基づいて、送信装置から出力される情報を復号する。操作者は、受信装置の撮像機能によって送信装置を撮像することにより、送信装置からの情報を取得する。これにより、送信装置及び受信装置は、それぞれ通信の設定の手間を抑えることができる。
また、送信装置は、発光部からの光によって情報を送信することができるので、無線通信する送信装置と比較して小型の筐体である。送信装置は小型の筐体であるため、製造コストを抑制することができる。

なお、上述した説明では、ローリングシャッター方式を、ピクセル列ごとに露光する方法について説明したがこれに限られない。ピクセル行毎に露光する撮像素子の場合には、ピクセル列ごとに記録されればよい。また、ローリングシャッター方式は、ピクセルごとに順次露光されてもよい。スマートフォンは、撮像素子のローリングシャッター方式が露光する順に情報を復元すればよい。

［第２の実施形態］
［送信装置の起動制御］
次に、図１０を参照して、送信装置と、受信装置とが情報を交換する構成について説明する。なお、上述した第１の実施形態と同一の構成及び動作については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図１０は、第２の実施形態に係る送信装置１０と、受信装置２０との外観構成の一例を示す図である。

送信装置１０は、不図示の電池からの電力により動作する。この一例では、送信装置１０は、光を受光すると、情報の送信を開始する。受信装置２０は、送信装置１０から送信される情報を取得する。
具体的には、送信装置１０は、光を受光する受光部１３を備える。受光部１３は、受光した光の強さを示す光強度信号を生成する。送信装置１０は、受光部１３が光を受光すると、情報の出力を開始する。送信装置１０は、発光部１２を発光させることにより、センサ１４が測定した測定情報を出力する。受信装置２０は、発光部１２から発光される発光パターンを撮像部２１によって、発光パターン画像として撮像する。受信装置２０は、発光パターン画像に基づいて情報を復号する。受信装置２０は、復号した復号した情報を表示部２３に表示させる。

［送信装置１０及び受信装置２０の構成の一例］
次に、図１１を参照して、送信装置１０及び受信装置２０の構成について説明する。
図１１は、送信装置１０及び受信装置２０の構成の一例を示す図である。

送信装置１０は、センサ１４と、演算部１１と、発光部１２と、受光部１３と、起動停止部１５とを備える。上述したように、センサ１４は、周囲の環境を測定する。センサ１４は、測定した情報を測定情報として演算部１１に対して出力する。

演算部１１は、信号取得部１１４と、受信信号生成部１１３と、送信判定部１１２と、送信制御部１１１とを備える。信号取得部１１４、受信信号生成部１１３及び送信判定部１１２は、発光許可部の一例である。
信号取得部１１４は、受光部１３から光強度信号を取得する。信号取得部１１４は、受光部１３から取得した光強度信号を、受信信号生成部１１３に対して出力する。
受信信号生成部１１３は、信号取得部１１４から光強度信号を取得する。受信信号生成部１１３には、信号取得部１１４から取得された光強度信号が、取得された順に記憶される。この取得された時系列順に並べられた光強度信号のことを、明滅パターンとも記載する。受信信号生成部１１３は、明滅パターンを、送信判定部１１２に対して出力する。

送信判定部１１２は、受光部１３がとらえた光の明滅パターンが所定の明滅パターンである場合に、発光部１２の発光を許可する。具体的には、送信判定部１１２は、受信信号生成部１１３から明滅パターンを取得する。送信判定部１１２は、受信信号生成部１１３から取得した明滅パターンに基づいて、測定情報を送信するか否かを判定する。以下の説明では、受信信号生成部１１３が判定した結果のことを、送信判定結果とも記載する。送信判定部１１２は、送信判定結果を、送信制御部１１１に対して出力する。

送信制御部１１１は、センサ１４から測定情報を取得する。送信制御部１１１は、送信判定部１１２から送信判定結果を取得する。送信制御部１１１は、送信判定部１１２から取得する送信判定結果に基づいて、ローリングシャッター方式による受信装置２０のフレーム時間及びギャップ時間と、複数のパケットによって構成され受信装置２０に送信される情報の１パケットあたりの送信時間と、測定情報を構成するパケットのパケット数とに基づく再送回数によって、センサ１４から取得した測定情報の送信制御を行う。言い換えると、送信制御部１１１は、この送信制御によって発光部１２の発光の状態を制御する。

発光部１２は、送信制御部１１１による送信制御に基づく発光パターンによって発光する。言い換えると、発光部１２は、撮像部２１のフレーム時間及びギャップ時間と、複数のパケットによって構成される情報の１パケットあたりの送信時間と、測定情報を構成するパケットのパケット数とに基づく再送回数による発光パターンによって測定情報を送信する。発光部１２は、この発光パターンによって測定情報を出力する。

起動停止部１５は、送信制御部１１１と発光部１２と受光部１３とのうち少なくとも１つを所定の条件に基づいて起動又は停止させる。この一例では、起動停止部１５は、演算部１１を、起動又は停止させる。ここで、起動停止部１５が起動又は停止させる条件である所定の条件とは、受光センサが受光する光の明滅間隔に基づく時間である。具体的には、所定の条件には、時間経過の条件と、受光部１３が光を受光したか否かの条件と、明滅パターンが所定の明滅パターンか否かの条件と、のうちの少なくとも１つの条件である。
より具体的には、起動停止部１５は、所定の時間経過に応じて、演算部１１を起動させる。起動停止部１５は、送信判定部１１２の送信判定結果が、送信すると判定した場合には、時間経過の条件では、演算部１１を停止させない。起動停止部１５は、送信判定部１１２の送信判定結果が送信しないと判定した場合には、演算部１１を停止させる。

受信装置２０は、撮像部２１と、復号部２２と、表示部２３と、発光制御部２４と、フラッシュ２５とを備える。
撮像部２１は、ローリングシャッター方式によって撮像する。
復号部２２は、発光パターン画像に基づいて、測定情報を復号する。発光パターン画像とは、発光部１２が撮像部２１によって撮像された画像である。復号部２２は、復号した測定情報を、表示部２３に表示させる。表示部２３は、測定情報を表示する。

発光制御部２４は、フラッシュ２５を明滅させる。

［送信装置１０の動作の概要］
次に、図１２を参照して、送信装置１０の動作の概要について説明する。
図１２は、送信装置１０の動作の一例を示す流れ図Ｓ２である。なお、ここに示す処理手順は、一例であって、処理手順の省略や処理手順の追加が行われてもよい。

起動停止部１５は、センサ１４を起動させる（ステップＳ２１０）。起動停止部１５は、演算部１１を起動させる（ステップＳ２２０）。
信号取得部１１４は、センサ１４から光強度信号を取得する。信号取得部１１４は、センサ１４から取得した光強度信号を、受信信号生成部１１３に対して供給する。受信信号生成部１１３は、信号取得部１１４から光強度信号を取得する。受信信号生成部１１３は、信号取得部１１４から取得した光強度信号に基づいて、明滅パターンを生成する。受信信号生成部１１３は、生成した明滅パターンを、送信判定部１１２に対して供給する。送信判定部１１２は、受信信号生成部１１３から明滅パターンを取得する。送信判定部１１２は、受信信号生成部１１３から取得した明滅パターンに基づいて、送信判定をする（ステップＳ２３０）。受信信号生成部１１３は、起動条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２４０）。

受信信号生成部１１３は、所定の条件を満たす場合（ステップＳ２４０；ＹＥＳ）には、起動停止部１５の起動又は停止動作を止め、流れ図Ｓ１の処理を実行する。

受信信号生成部１１３は、所定の条件を満たさない場合（ステップＳ２４０；ＮＯ）には、起動停止部１５に演算部１１の動作を停止させる（ステップＳ２５０）。起動停止部１５は、所定の時間、何も処理しない（ステップＳ２６０）。起動停止部１５は、所定の時間経過後、ステップＳ２１０からの処理を繰り返す。

ここで、図１３を参照して、送信判定部１１２が判定する動作の具体例について説明する。
図１３は、送信判定部１１２の動作の一例を示す図である。
図１３（ａ）は、フラッシュ２５の発光の状態を時系列に並べた図である。図１３（ｂ）は、受光部１３が受光した明滅パターンの一例を示す図である。

フラッシュ２５の発光の状態は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間、消灯状態である。受光部１３は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間、光を受光していない。また、起動停止部１５は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間に、８回、演算部１１の起動と停止とを繰り返す。
時間間隔Ｔｓｌｅｅｐとは、上述したステップＳ２６０に示す所定の時間の一例である。

この一例では、フラッシュ２５は、発光パターンＦＰＴ１で発光する。具体的には、フラッシュ２５の発光の状態は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、点灯状態である。以下の説明では、このフラッシュ２５が点灯状態を維持する時間を、時間間隔Ｔｆｌａｓｈとも記載する。受光部１３は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に、光を受光する。同様に、フラッシュ２５の発光の状態は、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの間及び時刻ｔ７から時刻ｔ８までの間、点灯状態である。同様に、受光部１３は、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの間及び時刻ｔ７から時刻ｔ８までの間、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に、光を受光する。

フラッシュ２５の発光の状態は、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間、消灯状態である。受光部１３は、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間に、光を受光していない。同様に、フラッシュ２５の発光の状態は、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの間及び時刻ｔ７から時刻ｔ８までの間、消灯状態である。同様に、受光部１３は、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの間及び時刻ｔ７から時刻ｔ８までの間、光を受光していない。

この一例では、明滅パターンには、連続した４回の明滅が含まれる。この連続した４回の明滅パターンが、所定の明滅パターンであるため、送信判定部１１２は、送信制御部１１１の送信を許可する。言い換えると、送信判定部１１２は、受光部１３がとらえた光の明滅パターンが所定の明滅パターンであるために発光部１２の発光を許可する。送信装置１０は、測定情報の出力を開始する。

［停止時間の制御について］
次に、図１４を参照して、演算部１１の停止時間を制御する構成について説明する。
図１４は、停止時間が制御される起動停止部１５の動作の一例を示す図である。
図１４（ａ）は、フラッシュ２５の発光の状態を時系列に並べた図である。図１４（ｂ）は、受光部１３が受光した明滅パターンの一例を示す図である。

この構成では、送信判定部１１２は、起動停止部１５が送信判定部１１２を起動させている期間において受光部１３が光を受光しているか否かの判定結果に基づいて、発光部１２の発光を許可する。具体的には、図１４（ｂ）に示す時間間隔Ｔｓｌｅｅｐ１は、上述した時間間隔Ｔｓｌｅｅｐよりも長い。これは、起動停止部１５は、受光部１３が複数回、光を受光しない状態が続いた場合に、起動停止部１５の所定の条件である時間経過の条件を、より長い時間経過の条件に変更されるためである。起動停止部１５は、受光部１３が光を受光すると、時間間隔Ｔｓｌｅｅｐ２の停止時間に変更される。この時間間隔Ｔｓｌｅｅｐ２は、上述した時間間隔Ｔｓｌｅｅｐと同じ時間である。

具体的には、フラッシュ２５の発光の状態は、時刻ｔ２０から時刻ｔ２１までの間、消灯状態である。受光部１３は、時刻ｔ２０から時刻ｔ２１までの間、光を受光していない。この時刻ｔ２０から時刻ｔ２１までの間隔が、上述した時間間隔Ｔｓｌｅｅｐ１である。
起動停止部１５は、時刻ｔ２０から時刻ｔ２３までの間に、３回、演算部１１の起動と停止とを繰り返す。

この一例では、フラッシュ２５は、上述した発光パターンＦＰＴ１で発光する。具体的には、フラッシュ２５の発光の状態は、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの間、点灯状態である。同様に、フラッシュ２５の発光の状態は、時刻ｔ２５から時刻ｔ２６までの間、時刻ｔ２７から時刻ｔ２８までの間及び時刻ｔ２９から時刻ｔ３０までの間、点灯状態である。フラッシュ２５の発光の状態は、時刻ｔ２４から時刻ｔ２５までの間、消灯状態である。同様に、フラッシュ２５の発光の状態は、時刻ｔ２６から時刻ｔ２７までの間及び時刻ｔ２８から時刻ｔ２９までの間に、消灯状態である。
受光部１３は、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの間は、演算部１１が停止されているために、光を受光しない。受光部１３は、時刻ｔ２４から時刻ｔ２７までも同様に、演算部１１が停止されているために、光を受光しない。受光部１３は、時刻ｔ２７から時刻ｔ２８までの間及び時刻ｔ２９から時刻ｔ３０までの間に、それぞれ光を受光する。

ここで、時間間隔Ｔｆｌａｓｈと、時間間隔Ｔｓｌｅｅｐ２との時間間隔を概ね同じ時間間隔に設定する場合には、送信判定部１１２が判定する所定の明滅パターンに含まれる明滅の繰り返しは２回でよい。これにより、送信装置１０が測定情報を出力するまでの起動又は停止の判定回数を抑制することができる。これにより、送信装置１０は、受信装置２０へ測定情報を送信開始するまで時間を短縮することができる。

以上説明したように、送信装置１０は、時間経過の条件を、受光部１３の受光の状態に応じて変更してもよい。これにより、送信装置１０は、時間経過の条件を変更しない場合よりも電力の消費を抑えることができる。

［光強度信号について］
送信判定部１１２は、受光部１３が受光する光の強さによって、フラッシュ２５からの光を受光しているか、環境光を受光しているかを判定してもよい。この場合には、明滅パターンには、光の強さを示す情報が含まれていればよい。
具体的には、送信判定部１１２は、１つ前に受光した光の強さと、最も新しい受光した光の強さとを比較する。より具体的には、送信判定部１１２は、１つ前に受光した光の強さと、最も新しい受光した光の強さとの差が、所定の閾値よりも高い場合には、受光した光が受信装置２０からの光であると判定する。また、送信判定部１１２は、１つ前に受光した光の強さと、最も新しい受光した光の強さとの差が、所定の閾値よりも低い場合には、受光した光が環境光であると判定する。

これにより、送信判定部１１２は、環境光による誤送信を抑制する。誤送信を抑制することにより、送信装置１０の電力消費をより抑えることができる。また、送信判定部１１２は、測定情報を出力するまでの起動又は停止の判定回数を抑制することができる。これにより、送信装置１０は、受信装置２０へ測定情報を送信開始するまで時間を短縮することができる。

［第２の実施形態のまとめ］
送信装置１０は、起動停止部１５と、演算部１１、受光部１３、発光部１２とを備える。演算部１１は、送信制御部１１１と、送信判定部１１２とを備える。
起動停止部１５は、所定の条件に基づいて、演算部１１の動作を起動又は停止させる。
送信判定部１１２は、起動中に受光部１３が受光した光の明滅パターンに基づいて、情報を送信するか否かを判定する。送信制御部１１１は、送信判定部１１２が情報を送信すると判定する場合には、発光部１２の発光制御を開始する。これにより、送信装置１０は、電力の消費を抑えることができる。送信装置１０は、電力の消費を抑えることができるため、長期間稼働することができる。送信装置１０は、長期間稼働することができるため、頻繁に測定した情報を取得する必要が無い場所や、既存の無線通信網が無い場所などに設定することができる。

なお、上述した説明では、送信判定部１１２は、所定の明滅パターンの場合に、送信すると判定したが、必須ではない。送信判定部１１２は、受光部１３が光を１度受光した場合にも、送信すると判定してもよい。送信判定部１１２は、所定の明滅パターンの場合に送信すると判定する構成の場合には、フラッシュ２５以外の環境光によって送信されることを抑制することができる。これにより、送信装置１０は、電力の消費を抑えることができる。

なお、上述した説明では、起動停止部１５は、演算部１１を起動又は停止させる構成について説明したがこれに限られない。起動停止部１５は、演算部がマイクロコンピュータの場合には、スリープ機能であってもよい。このスリープ機能は、所定の時間間隔を空けてマイクロコンピュータの起動又は停止を交互に繰り返す機能である。言い換えると、演算部１１は、起動停止部１５を備えてもよい。起動停止部１５がスリープ機能の場合には、起動停止部１５を構成する部品を減らすことができる。このため、送信装置１０を安価に構成することができる。
また、起動停止部１５は、発光部１２の通電の状態を切り替える構成であってもよい。
この構成の場合には、送信装置１０は、発光部１２が発光することにより消費される電力を抑制することができる。

なお、上述した説明では、送信装置１０は、発光部１２を送信制御部１１１が制御することにより、光を明滅させることにより通信を行う場合について説明したがこれに限られない。送信装置１０は、無線通信などの他の方法によって受信装置２０に対して情報を送信してもよい。言い換えると、送信装置１０は、光を受光する受光センサを備え、受光センサがとらえた光の明滅パターンに基づいて、情報の送信を開始する送信装置であってもよい。
上述したように、送信装置１０は、使用できる電力量が限られた電池などによって駆動される。送信装置１０は、受光部１３が光を受光する期間と、光を受光しない期間とを有することにより、この光の明滅パターンの検出に用いる電力量を抑制することができる。

［第３の実施形態］
［双方向通信について］
ここまでは、送信装置が測定情報の送信を開始する構成について説明した。次に、図１５を参照して、送信装置１０ａと、受信装置２０ａとが双方向通信する構成について説明する。なお、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態と同一の構成及び動作については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図１５は、第３の実施形態に係る送信装置１０ａの構成の一例を示す図である。

送信装置１０ａは、光を受光すると、情報の送信を開始する。受信装置２０ａは、送信装置１０から送信される情報を取得する。
具体的には、送信装置１０ａは、光を受光する受光部１３を備える。送信装置１０ａは、受光部１３が光を受光すると、情報の出力を開始する。送信装置１０ａは、発光部１２を発光させることにより、センサ１４が測定した測定情報を出力する。受信装置２０ａは、発光部１２から発光される発光パターンを撮像部２１によって、発光パターン画像として撮像する。受信装置２０ａは、発光パターン画像に基づいて情報を復号する。受信装置２０ａは、復号した情報に応じた発光パターンである応答パターンをフラッシュ２５に発光させる。受光部１３は、フラッシュ２５からの応答パターンを受光する。送信装置１０ａは、受光した応答パターンに基づいて、送信した測定情報が正常に受け取れたか否かを判定する。

送信装置１０ａは、演算部１１ａを備える。演算部１１ａは、送信制御部１１１ａと、再送信制御部１１５と、受信状態判定部１１６と、信号取得部１１４とを備える。

送信制御部１１１ａは、センサ１４から測定情報を取得する。送信制御部１１１は、ローリングシャッター方式による受信装置２０ａのフレーム時間及びギャップ時間と、複数のパケットによって構成され受信装置２０ａに送信される情報の１パケットあたりの送信時間と、測定情報を構成するパケットのパケット数とに基づく再送回数によって、センサ１４から取得した測定情報の送信制御を行う。この一例では、送信制御部１１１ａは、セグメント毎に情報を送信する。セグメントは、複数のパケットによって構成される。このセグメントの送信にかかる時間は、受信装置２０ａのセグメントの受信遅延時間と、受信装置２０ａの光が発光されるフラッシュ２５の光が発光される発光状態と、光が発光されない非発光状態との切り替えにかかる時間よりも長い時間である。

また、送信制御部１１１ａは、再送信制御部１１５から、再送信情報を取得する。再送信情報とは、既に送信済みのパケットの再送信の要求を示す信号である。

受信状態判定部１１６は、受光部１３の受光の状態に基づいて、受信装置２０ａの情報の受信の状態を判定する。具体的には、受信状態判定部１１６は、受光部１３が光を受光している場合には、受信装置２０ａが情報の受信ができていると判定する。受信状態判定部１１６は、受光部１３が光を受光していない場合には、受信装置２０ａが情報の受信ができていないと判定する。
再送信制御部１１５は、受信状態判定部１１６が判定した判定結果に基づいて、送信制御部１１１ａにセグメントを再送信させる。具体的には、再送信制御部１１５は、受信状態判定部１１６が、情報の受信ができていないと判定する場合には、パケットの再送信を示す再送信情報を、送信制御部１１１ａに対して出力する。

送信制御部１１１ａは、再送信制御部１１５から再送信信号を取得した場合には、１つ前に送信したセグメントを再送信する。

受信装置２０ａは、撮像部２１と、復号部２２ａと、表示部２３と、発光制御部２４ａと、フラッシュ２５とを備える。

復号部２２ａは、発光パターン画像に基づいて、測定情報を復号する。発光パターン画像とは、発光部１２が撮像部２１によって撮像された画像である。
復号部２２ａは、セグメントに含まれるパケットが復号できた場合には、発光制御部２４ａに対して復号が成功したことを示す復号成功情報を出力する。復号部２２ａは、復号した測定情報を、表示部２３に表示させる。
復号部２２ａは、セグメントに含まれるパケットが復号できない場合には、発光制御部２４ａに対して復号が失敗したことを示す復号失敗情報を出力する。

発光制御部２４ａは、自装置の測定情報の受信の状態に応じた発光パターンをフラッシュ２５に発光させる。具体的には、発光制御部２４ａは、復号部２２ａから復号成功情報又は復号失敗情報を取得する。発光制御部２４ａは、復号成功情報を取得した場合には、フラッシュ２５を発光させる。発光制御部２４ａは、復号失敗情報を取得した場合には、フラッシュ２５を消灯させる。

［第３の実施形態に係る送信装置の動作の概要］
次に、図１６を参照して、送信装置１０ａの動作の概要について説明する。
図１６は、送信装置１０ａの動作の一例を示す流れ図Ｓ３である。なお、ここに示す処理手順は、一例であって、処理手順の省略や処理手順の追加が行われてもよい。

受信状態判定部１１６は、受信装置２０ａの受信状態の監視を開始する（ステップＳ３１０）。受信装置２０ａは、受信可能な状態の場合には、フラッシュ２５の点灯状態を維持する。送信制御部１１１ａは、第１のセグメントを送信する（ステップＳ３２０）。撮像部２１は、第１のセグメントを撮像する。送信制御部１１１ａは、第１のセグメントの次のセグメントである第２のセグメントを送信する（ステップＳ３３０）。ここで、復号部２２ａは、第１のセグメントに含まれるパケットを全て復号できたか否かを判定する。
復号部２２ａは、第１のセグメントが復号できていない場合には、復号失敗情報を、発光制御部２４ａに対して出力する。発光制御部２４ａは、復号失敗情報を取得した場合には、フラッシュ２５を消灯させる。受信状態判定部１１６は、再送信が必要か否かを判定する（ステップＳ３４０）。

再送信が必要な場合（ステップＳ３４０；ＹＥＳ）には、再送信制御部１１５は、再送信信号を送信制御部１１１ａに対して出力する。送信制御部１１１ａは、送信制御部１１１ａから再送信信号を取得する。送信制御部１１１ａは、１つ前のセグメントである第１のセグメントを送信する（ステップＳ３５０）。送信制御部１１１ａは、ステップＳ３３０からステップＳ３４０を繰り返す。
再送信が必要ない場合（ステップＳ３４０；ＮＯ）には、送信制御部１１１ａは、測定情報の全ての送信が完了したか否かを判定する（ステップＳ３６０）。

測定情報の全ての送信が完了していない場合（ステップＳ３６０；ＮＯ）には、残りのセグメントを順次送信する。
測定情報の全ての送信が完了している場合（ステップＳ３６０；ＹＥＳ）には、受信状態判定部１１６は、受信装置２０ａの受信状態の監視を終了する（ステップＳ３７０）。

［双方向通信の具体例］
次に、図１７を参照して、送信装置１０ａと受信装置２０ａとの双方向通信の一例について説明する。
図１７は、送信装置１０ａと受信装置２０ａとの双方向通信の一例を示す図である。

送信装置１０ａは、時刻ｔ７０から時刻ｔ７１までの間にセグメントＳＥＧ１２０を送信する。セグメントＳＥＧ１２０は、受信装置２０ａによって時刻ｔ８０に受信が開始され、時刻ｔ８１に受信が終了される。復号部２２ａは、セグメントＳＥＧ１２０に含まれるパケットを復号する。復号部２２ａは、復号が失敗した場合には、フラッシュ２５を消灯する。

送信装置１０ａがセグメントＳＥＧ１２０の送信完了から、送信結果であるフラッシュ２５の状態の変化を検出するまでには、時間間隔ＴＲと時間間隔ＴＦＣとを加算した時間を要する。ここで、時間間隔ＴＲとは、セグメントＳＥＧ１２０を受信装置２０ａが受信するまでの受信遅延時間である。時間間隔ＴＦＣとは、受信装置２０ａの発光状態の切り替えにかかる時間である。なお、図１７に示す時間間隔Ｔｓｅｎｓｏｒとは、センサ１４の読み取りに要する時間である。また、図１７に示す時間間隔Ｔｃとは、受信装置２０ａが、セグメントの再送信制御に要する時間である。

送信装置１０ａは、時刻ｔ７２から時刻ｔ７３までの間にセグメントＳＥＧ１２１を送信する。セグメントＳＥＧ１２１は、受信装置２０ａによって時刻ｔ８２に受信が開始され、時刻ｔ８４に受信が終了される。送信装置１０ａは、このセグメントＳＥＧ１２１を送信している間に、フラッシュ２５の発光の状態を確認する。ここで、セグメントＳＥＧ１２０の復号が失敗したため、受信装置２０ａは、時刻ｔ８３から時刻ｔ８６までの間、フラッシュ２５を消灯する。送信装置１０ａは、このフラッシュ２５の消灯を、セグメントＳＥＧ１２１を送信中に確認する。

送信装置１０ａは、時刻ｔ７４から時刻ｔ７５までの間に、受信装置２０ａが復号に失敗したセグメントＳＥＧ１２０を再送信する。受信装置２０ａは、この再送信されたセグメントＳＥＧ１２０を時刻ｔ８５から時刻ｔ８７までの間に受信する。
送信装置１０ａは、セグメントＳＥＧ１２０を再送信している間に、セグメントＳＥＧ１２１の受信の状態を確認する。送信装置１０ａは、このセグメントＳＥＧ１２１の受信の状態を、時刻ｔ８６から時刻ｔ８９までの間に確認する。

送信装置１０ａは、セグメントＳＥＧ１２０の再送信の終了後、セグメントＳＥＧ１２２を送信する。このセグメントＳＥＧ１２２の送信は、時刻ｔ７６から時刻ｔ７７までの間に行われる。受信装置２０ａは、セグメントＳＥＧ１２２を、時刻ｔ８８から時刻ｔ９０までの間に受信する。

［双方向通信の具体例 その２］
ここまでは、受信装置２０ａは、セグメントに含まれるパケットの復号に成功した場合にはフラッシュ２５を点灯し、セグメントに含まれるパケットの復号に失敗した場合にはフラッシュ２５を消灯することにより通信する方法について説明した。ここで、送信装置１０ａが屋外に配置され、受信装置２０ａが備えるフラッシュ２５からの以外の光である環境光を、パケットの復号に成功した事を示す光だと誤認識することがあった。

次に、図１８を参照して、この誤認識を抑制する送信装置１０ａと受信装置２０ａとの第２の双方向通信の一例について説明する。
図１８は、送信装置１０ａと受信装置２０ａとの第２の双方向通信の一例を示す図である。
第２の双方向通信では、受信装置２０ａは、パケットの復号に成功した場合には、フラッシュ２５の点灯の状態を変化させる。また、第２の双方向通信では、受信装置２０ａは、パケットの復号に失敗した場合には、フラッシュ２５の点灯の状態を変化させない。フラッシュ２５の点灯の状態とは、フラッシュ２５が点灯している状態と、フラッシュ２５が消灯している状態である。このパケットの復号の成功に応じてフラッシュ２５の点灯の状態を変化させ、パケットの復号の失敗ではフラッシュ２５の点灯の状態を変化させない以外の動作は、上述した双方向通信と同じ動作である。

送信装置１０ａは、時刻ｔ１８０から時刻ｔ１８１までの間にセグメントＳＥＧ１８０を送信する。セグメントＳＥＧ１８０は、受信装置２０ａによって時刻ｔ１９０に受信が開始され、時刻ｔ１９１に受信が終了される。復号部２２ａは、セグメントＳＥＧ１８０に含まれるパケットを復号する。復号部２２ａは、セグメントＳＥＧ１８０のパケットの復号に成功したため、時刻ｔ１９３にフラッシュ２５の点灯の状態を変化させる。この一例では、受信装置２０ａは、セグメントＳＥＧ１８０の復号を開始した時点では、フラッシュ２５が点灯している。このため、受信装置２０ａは、セグメントＳＥＧ１８０のパケットの復号に成功したため、時刻ｔ１９３にフラッシュ２５を消灯する。

送信装置１０ａは、時刻ｔ１８２から時刻ｔ１８３までの間にセグメントＳＥＧ１８１を送信する。セグメントＳＥＧ１８１は、受信装置２０ａによって時刻ｔ１９２に受信が開始され、時刻ｔ１９４に受信が終了される。送信装置１０ａは、このセグメントＳＥＧ１８１を送信している間に、受光部１３が光を受光しているか否かを判定することにより、送信装置１０ａのフラッシュ２５の発光の状態を確認する。ここで、セグメントＳＥＧ１８０の復号が成功したため、受信装置２０ａは、時刻ｔ１９２から時刻ｔ１９４までの間、フラッシュ２５を消灯している。受信状態判定部１１６は、このフラッシュ２５の消灯を、セグメントＳＥＧ１８１を送信中に判定することにより、１つ前に送信したセグメントであるセグメントＳＥＧ１８０の受信ができていると判定する。

セグメントＳＥＧ１８１を受信した復号部２２ａは、セグメントＳＥＧ１８１に含まれるパケットを復号する。復号部２２ａは、セグメントＳＥＧ１８１のパケットの復号に失敗したため、時刻ｔ１９６にフラッシュ２５の点灯の状態を変化させない。この一例では、受信装置２０ａは、セグメントＳＥＧ１８１の復号を開始した時点では、フラッシュ２５が消灯している。このため、受信装置２０ａは、セグメントＳＥＧ１８１のパケットの復号に失敗したため、時刻ｔ１９５にフラッシュ２５の点灯の状態を変化させない。言い換えると、受信装置２０ａは、時刻ｔ１９５にフラッシュ２５を消灯したままにする。

送信装置１０ａは、時刻ｔ１８４から時刻ｔ１８５までの間にセグメントＳＥＧ１８２を送信する。セグメントＳＥＧ１８２は、受信装置２０ａによって時刻ｔ１９５に受信が開始され、時刻ｔ１９７に受信が終了される。送信装置１０ａは、このセグメントＳＥＧ１８２を送信している間に、受光部１３が光を受光しているか否かを判定することにより、送信装置１０ａのフラッシュ２５の発光の状態を確認する。ここで、セグメントＳＥＧ１８１の復号が失敗したため、受信装置２０ａは、時刻ｔ１９６から時刻ｔ１９９までの間、フラッシュ２５を消灯している。受信状態判定部１１６は、このフラッシュ２５の点灯の状態が、消灯したままであることを判定することにより、セグメントＳＥＧ１８１の受信ができていないと判定する。

セグメントＳＥＧ１８２を受信した復号部２２ａは、セグメントＳＥＧ１８２に含まれるパケットを復号する。復号部２２ａは、セグメントＳＥＧ１８２のパケットの復号に成功したため、時刻ｔ１９９にフラッシュ２５の点灯の状態を変化させる。受信装置２０ａは、セグメントＳＥＧ１８２の復号を開始した時点では、フラッシュ２５が消灯している。このため、受信装置２０ａは、セグメントＳＥＧ１８２のパケットの復号に成功したため、時刻ｔ１９９にフラッシュ２５を点灯させる。

送信装置１０ａは、時刻ｔ１８６から時刻ｔ１８７までの間に、受信装置２０ａが復号に失敗したセグメントＳＥＧ１８１を再送信する。受信装置２０ａは、この再送信されたセグメントＳＥＧ１８１を時刻ｔ１９７から時刻ｔ１９Ａまでの間に受信する。
送信装置１０ａは、セグメントＳＥＧ１８１を再送信している間に、セグメントＳＥＧ１８２の受信の状態を確認する。送信装置１０ａは、このセグメントＳＥＧ１８２の受信の状態を、時刻ｔ１９９から時刻ｔ１９Ｃまでの間に判定する。送信装置１０ａは、フラッシュ２５の点灯の状態が、変化したことを判定することにより、セグメントＳＥＧ１８２の受信ができていると判定する。

送信装置１０ａは、セグメントＳＥＧ１８１の再送信の終了後、セグメントＳＥＧ１８３を送信する。このセグメントＳＥＧ１８３の送信は、時刻ｔ１８８から時刻ｔ１８９までの間に行われる。受信装置２０ａは、セグメントＳＥＧ１８３を、時刻ｔ１９Ｃから時刻ｔ１９Ｄまでの間に受信する。

以上説明したように、第２の双方向通信を行う受信装置２０ａは、セグメントに含まれるパケットの復号に成功した場合にはフラッシュ２５の点灯の状態を変化させ、セグメントに含まれるパケットの復号に失敗した場合にはフラッシュ２５の点灯の状態を変化させない。このように構成することにより、送信装置１０ａと、受信装置２０ａとの間の通信の結果が環境光によって誤認識されることが抑制できる。これにより、送信装置１０ａは、受信装置２０ａとの通信を安定させることができる。

また、送信装置１０ａは、パケットの復号に所定の回数、失敗したと判定したときに、セグメントの送信を止めてもよい。一般に、環境光は、フラッシュ２５の点灯の状態の変化よりも不規則に変化する。送信装置１０ａは、フラッシュ２５の点灯の状態の変化によってパケットの復号に成功したと判定することにより、フラッシュ２５の点灯によってパケットの復号に成功したと判定する場合と比較して、より短い時間でセグメントの送信を止めることができる。つまり、送信装置１０ａは、双方向通信の途中に、受信装置２０ａの位置が移動してセグメントの受信ができない状態になると、より短い時間でセグメントの送信を止めることができる。これにより、送信装置１０ａは、送信装置１０ａが備える電池の電力の消費を抑制することができる。

［第３の実施形態のまとめ］
以上説明したように、送信装置１０ａは、演算部１１ａを備える。演算部１１ａは、送信制御部１１１ａと、再送信制御部１１５と、受信状態判定部１１６とを備える。
送信装置１０ａは、セグメントを受信装置２０ａの遅延を待つことなく送信する。受信状態判定部１１６は、受光部１３の受光の状態に基づいて、受信装置２０ａがセグメントの受信に成功したか否かを判定する。再送信制御部１１５は、受信状態判定部１１６が判定した結果が、再送信が必要なことを示す場合には、送信制御部１１１ａに対して１つ前に送信したセグメントを再送信させる。これにより、送信装置１０ａは、受信装置２０ａの受信の状態によらずに、情報を送信する。また、送信装置１０ａは、受信装置２０ａが受信できなかったセグメントのみを再送信する。これにより、送信装置１０ａは、効率よく情報を送信することができる。

なお、上述した説明では、送信制御部１１１ａはセグメント毎に測定情報を送信したが、これに限られない。送信制御部１１１ａは、パケット毎に測定情報を送信してもよい。

なお上述した説明では、送信制御部１１１ａは、１つ前に送信したセグメントを再送信する構成について説明したがこれに限られない。送信制御部１１１ａは、情報の先頭のセグメントから再送信してもよい。

上述した説明では、第２の実施形態及び第３の実施形態の送信装置が備える送信制御部１１１は、情報を、ローリングシャッター方式による撮像装置のフレーム時間及びギャップ時間と、複数のパケットによって構成され撮像装置に送信される情報の１パケットあたりの送信時間と、情報を構成するパケットのパケット数とに基づく再送回数によって送信する場合について説明したが、これに限られない。第２の実施形態及び第３の実施形態の送信制御部１１１は、他の送信方法によって情報を送信してもよい。

なお、上述した第１の実施形態から第３の実施形態までの送信装置は、情報の送信が終了した場合には、情報の送信が終了したことを示す発光パターンを発光させてもよい。受信装置は、情報の送信が終了したことを示す発光パターンに基づいて、撮像を終了する。
これにより、受信装置は、送信装置からの全ての情報が受信されたことを判別することができる。この情報の送信が終了したことを示す発光パターンには、具体的には、上述したパケットのプリンアブルに、情報の送信が終了したことを示す情報を設定すればよい。

なお、上述した第１の実施形態から第３の実施形態までの送信装置の構成は、どの様に組み合わせてもよい。

以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。

なお、以上に説明した送信装置、受信装置、送信装置１０、送信装置１０ａ、受信装置２０及び受信装置２０ａにおける任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体（記憶媒体）に記録（記憶）し、そのプログラムをコンピュータシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、オペレーティングシステム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）あるいは周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリー（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）あるいは電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

１０，１０ａ…送信装置、１１，１１ａ…演算部、１２…発光部、１３…受光部、１４
…センサ、１５…起動停止部、２０，２０ａ…受信装置、２１…撮像部、２２，２２ａ…
復号部、２３…表示部、２４…発光制御部、２５…フラッシュ、１１１，１１１ａ…送信
制御部、１１２…送信判定部、１１３…受信信号生成部、１１４…信号取得部、１１５…
再送信制御部、１１６…受信状態判定部

Claims (14)

1. ローリングシャッター方式による撮像装置のフレーム時間及びギャップ時間と、複数のパケットによって構成され前記撮像装置に送信される情報の１パケットあたりの送信時間と、前記情報を構成するパケットのパケット数とに基づく再送回数によって、前記情報の送信制御を行う送信制御部と、
   前記送信制御部による送信制御に基づく発光パターンによって発光することにより、前記情報を送信する発光部と
   を備え、
   前記再送回数は、式（１）によって示される関係式に基づいて定められている
   送信装置。
   

   

   但し、
   Ｎ：前記パケット数、
   ＴＦ：前記フレーム時間、
   ＴＧ：前記ギャップ時間、
   ＴＰ：前記送信時間、
   Ｓ：前記再送回数。
2. 前記発光部は、
   ３以上の発光素子を備え、前記発光素子のうち少なくとも２つが配置される配置軸線上に、他の前記発光素子のうち少なくとも１つが配置されていない
   請求項１に記載の送信装置。
3. 前記パケットには、当該パケットが先頭パケットか従属パケットかを示す識別情報が含まれ、
   前記識別情報のうち、従属パケットを示す識別情報の情報量が、先頭パケットを示す識別情報の情報量よりも少ない
   請求項１または請求項２に記載の送信装置。
4. 光を受光する受光センサを更に備え、
   前記受光センサがとらえた光の明滅パターンに基づいて、情報の送信を開始する
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の送信装置。
5. 前記送信制御部と前記発光部と前記受光センサとのうち少なくとも１つを所定の条件に基づいて起動又は停止させる起動停止部
   を更に備える
   請求項４に記載の送信装置。
6. 前記受光センサがとらえた光の明滅パターンが所定の明滅パターンである場合に、前記発光部の発光を許可する発光許可部
   を更に備える請求項５に記載の送信装置。
7. 前記所定の条件とは、前記受光センサが受光する光の明滅間隔に基づく時間であって、
   前記起動停止部は、前記所定の条件に基づいて前記発光許可部を起動及び停止させ、
   前記発光許可部は、前記起動停止部が前記発光許可部を起動させている期間において前記受光センサが光を受光しているか否かの判定結果に基づいて、前記発光部の発光を許可する
   請求項６に記載の送信装置。
8. 前記受光センサの受光の状態に基づいて、前記情報の受信の状態を判定する受信状態判定部と、
   前記受信状態判定部が判定した判定結果に基づいて、前記送信制御部に前記情報を再送信させる再送信制御部と
   を更に備える請求項４から請求項７のいずれか一項に記載の送信装置。
9. 前記情報は、複数のパケットによって構成されるセグメント毎に送信され、前記セグメントの送信にかかる時間は、前記撮像装置の前記セグメントの受信遅延時間と、前記撮像装置の光が発光される前記発光部の前記光が発光される発光状態と前記光が発光されない非発光状態との切り替えにかかる時間よりも長い時間であって、
   前記再送信制御部は、
   自装置が１つ前に送信したセグメントを前記情報として再送信させる
   請求項８に記載の送信装置。
10. 前記送信制御部は、
    前記情報の送信が終了した場合には、前記情報の送信が終了したことを示す発光パターンを発光させる
    請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の送信装置。
11. ローリングシャッター方式による撮像部と、
    前記撮像部のフレーム時間及びギャップ時間と、複数のパケットによって構成される情報の１パケットあたりの送信時間と、前記情報を構成するパケットのパケット数とに基づく再送回数による発光パターンによって前記情報を送信する発光部が前記撮像部によって撮像された発光パターン画像に基づいて、前記情報を復号する復号部と
    を備え、前記再送回数は、式（１）によって示される関係式に基づいて定められている
    受信装置。
    

    

    但し、
    Ｎ：前記パケット数、
    ＴＦ：前記フレーム時間、
    ＴＧ：前記ギャップ時間、
    ＴＰ：前記送信時間、
    Ｓ：前記再送回数。
12. 光を発光する発光部と、
    自装置の前記情報の受信の状態に応じた発光パターンを前記発光部に発光させる発光制御部と
    を更に備える請求項１１に記載の受信装置。
13. 前記復号部は、
    前記発光パターン画像が示す発光パターンの経時変化を複数の走査列によって取得することにより前記情報を復号する
    請求項１１又は請求項１２に記載の受信装置。
14. コンピュータに、
    ローリングシャッター方式による撮像部のフレーム時間及びギャップ時間と、複数のパケットによって構成される情報の１パケットあたりの送信時間と、前記情報を構成するパケットのパケット数とに基づく再送回数による発光パターンによって前記情報を送信する発光部が前記撮像部によって撮像された発光パターン画像を取得する取得ステップと、
    前記取得ステップにおいて取得される前記発光パターン画像に基づいて、前記情報を復号する復号ステップと
    を実行させるためのプログラムであって、
    前記再送回数は、式（１）によって示される関係式に基づいて定められている
    プログラム。
    

    

    但し、
    Ｎ：前記パケット数、
    ＴＦ：前記フレーム時間、
    ＴＧ：前記ギャップ時間、
    ＴＰ：前記送信時間、
    Ｓ：前記再送回数。

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