JP7395354B2 - 受信方法および受信装置 - Google Patents

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Description

本開示は、送信方法、受信方法、送信装置、および受信装置に関する。
端末の位置に基づいたサービスの利用などの目的で、端末自身の位置などの情報を取得する方法として、GPS(Global Positioning System)を用いる方法がある。GPSを用いる方法では、端末が衛星から送信された変調信号を受信し、測位計算を行うことで自身の場所を推定する。しかし、衛星が送信した電波を端末が受信することが困難である場合(例えば、屋内)、端末が自身の場所を推定することが困難となる。
このような場合に端末が自身の場所を推定する方法として、例えば、非特許文献1に開示されているように、端末が無線LAN(Local Area Network)のアクセスポイント(AP(access point))から送信された電波を用いて、自身の場所などの情報を推定する方法がある。
Bayesian based location estimation system using wireless LAN, Third IEEE Conference on Pervasive Computing and Commun. Workshops, pp.273-278, 2005. 「高機能イメージセンサ」映像情報メディア学会誌,vol.66,no3,pp.172-173,2012. 「CMOSイメージセンサにおける高速化技術の動向」映像メディア学会誌, vol.66, no.3, pp.174-177, 2012. 「画素サイズの微細化に適した新有機CMOSイメージセンサー」FUJIFILM RESEARCH & DEVELOPMENT, no.55, pp.14-17, 2010.
しかしながら、例えば、端末がアクセスすべきアクセスポイントのSSID(service set identifier)等の情報を保持していない場合、端末が周囲にある複数のアクセスポイントの中から、どのアクセスポイントに接続すべきかを適切に判断することは容易ではない。このため、例えば、端末が自身の場所などの情報を得るためにアクセスポイントに接続する際、安全ではないSSIDを持つアクセスポイントに接続する可能性があり、情報漏えいなどの脅威がある。
本開示の一態様は、例えば、端末が接続すべきアクセスポイントを識別するために用いる情報などを安全に入手することができる送信方法などを提供することを促進する。
本開示の一態様に係る送信方法は、第1の期間において光源を第1の輝度で点灯させ、第2の期間において、第2の輝度と、前記第2の輝度よりも低い第3の輝度とで交互に前記光源を点灯させることによって、前記光源から光信号を送信させ、前記第1の期間、ガード区間、前記第2の期間の順に、前記ガード区間が配置されるように、前記光源を制御する
本開示の一態様に係る受信方法は、第1の期間において光源から第1の輝度の光を受光し、第2の期間において、第2の輝度の光と、前記第2の輝度よりも低い第3の輝度の光とを交互に受光することによって、前記光源から送信される光信号を受信し、前記光信号に基づくデータを解析することによって解析情報を出力し、前記第1の期間、ガード区間、前記第2の期間の順に配置された前記ガード区間の光を受光する
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、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、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。
本開示の一態様によれば、端末が情報を安全に入手することができる。
本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および/または効果は、いくつかの実施の形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、1つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
図1は、ラインスキャンサンプリングの原理の説明に供する図である。 図2は、露光時間が長い場合の撮像画像の一例を示す図である。 図3は、露光時間が短い場合の撮像画像の一例を示す図である。 図4Aは、4PPMの説明に供する図である。 図4Bは、マンチェスタ符号方式の説明に供する図である。 図5は、可視光通信システムの構成例を示す図である。 図6は、実施の形態1に係る通信システムの構成例を示す図である。 図7は、実施の形態1に係るフレーム構成例を示す図である。 図8は、実施の形態2に係る機器と端末との位置関係を示す図である。 図9は、実施の形態3に係る通信システムの構成例を示す図である。 図10は、実施の形態3に係る表示部の表示例を示す図である。 図11は、実施の形態3に係る第1の機器が送信する変調信号のフレーム構成例を示す図である。 図12は、実施の形態3に係る基地局が送信する変調信号のフレーム構成例を示す図である。 図13は、実施の形態3に係る通信システムにおける処理例を示すフローチャートである。 図14は、実施の形態3に係る表示部の表示例を示す図である。 図15は、実施の形態4に係る通信システムの構成例を示す図である。 図16は、実施の形態4に係る第1の機器が送信する変調信号のフレーム構成例を示す図である。 図17は、実施の形態4に係る端末の無線装置が送信する変調信号のフレーム構成例を示す図である。 図18は、実施の形態4に係る通信システムにおける処理例を示すフローチャートである。 図19は、実施の形態5に係る通信システムの構成例を示す図である。 図20は、実施の形態5に係る第3の機器が送信する、SSIDを含む変調信号のフレーム構成例を示す図である。 図21は、実施の形態5に係る第3の機器が送信する、暗号鍵を含む変調信号のフレーム構成例を示す図である。 図22は、実施の形態5に係る通信システムにおける処理例を示すフローチャートである。 図23は、実施の形態5に係る通信システムにおける他の処理例を示すフローチャートである。 図24は、実施の形態5に係る通信システムを配置する空間の一例を示す図である。 図25は、実施の形態6に係る通信システムの構成例を示す図である。 図26は、実施の形態6に係る通信システムにおける処理例を示すフローチャートである。 図27は、実施の形態7に係る通信システムの構成例を示す図である。 図28は、実施の形態7に係る第5の機器が送信する変調信号のフレーム構成例を示す図である。 図29は、実施の形態7に係る第5の機器が送信する変調信号のフレーム構成例を示す図である。 図30は、実施の形態7に係る第5の機器が送信する変調信号のフレーム構成例を示す図である。 図31は、実施の形態7に係る第5の機器によるフレームの送信方法の一例を示す図である。 図32は、実施の形態7に係る通信システムを配置する空間の一例を示す図である。 図33は、実施の形態7に係る通信システムにおける処理例を示すフローチャートである。 図34は、実施の形態8に係る通信装置の構成例を示す図である。 図35は、実施の形態8に係る通信装置の別の構成例を示す図である。 図36は、実施の形態8に係る受光装置の第1の構成例を示す図である。 図37は、実施の形態8に係る受光信号処理部の第1の構成例を示す図である。 図38は、実施の形態8に係る受光信号処理部の第2の構成例を示す図である。 図39は、実施の形態8にイメージセンサの制御例を示す図である。 図40は、実施の形態8に係る受光信号処理部の第3の構成例を示す図である。 図41は、実施の形態8に係る受光装置の第2の構成例を示す図である。 図42は、複数領域で並列にラインスキャンサンプリングを行う例を示す図である。 図43は、実施の形態8に係る制御部の物理的構成例を示す図である。 図44は、実施の形態8に係る制御部の構成例を示す図である。 図45は、実施の形態8に係る制御部の別の構成例を示す図である。 図46は、実施の形態8に係る取得画像に基づく通信制御を説明する第1の図である。 図47は、実施の形態8に係る取得画像に基づく通信制御を説明する第2の図である。 図48は、実施の形態8に係る取得画像に基づく通信制御を説明する第3の図である。 図49は、実施の形態8に係る取得画像に基づく通信制御を説明する第4の図である。 図50は、実施の形態8に係る取得画像に基づく通信制御を説明する第5の図である。 図51は、実施の形態8に係る取得画像に基づく通信制御を説明する第6の図である。 図52は、光通信を行う他の通信システムの構成例を示す図である。 図53は、実施の形態10に係る送信装置と受信装置の構成例を示す図である。 図54は、実施の形態10に係る送信装置と受信装置の構成例を示す図である。 図55は、実施の形態10に係る光変調信号のフレーム構成の一例を示す図である。 図56は、実施の形態10に係る受信装置における受信状態の一例を示す図である。 図57は、実施の形態10に係るシンボルの構成の一例を示す図である。 図58は、実施の形態10に係るシンボルの構成の他の例を示す図である。 図59は、実施の形態10に係る受信装置における受信状態の他の例を示す図である。 図60は、実施の形態10に係る受信装置における受信状態の他の例を示す図である。 図61は、実施の形態10に係るシンボルの構成の他の例を示す図である。 図62は、実施の形態10に係るシンボルの構成の他の例を示す図である。 図63は、実施の形態11に係るシンボルの構成の他の例を示す図である。 図64は、実施の形態11に係る受信装置の構成の一例を示す図である。 図65は、実施の形態11に係る受信装置の構成の他の例を示す図である。 図66は、実施の形態11に係る受信装置の構成の他の例を示す図である。 図67は、実施の形態11に係る受信装置の構成の他の例を示す図である。 図68は、実施の形態12に係る通信システムの構成の一例を示す図である。 図69は、実施の形態12に係る認識結果の一例を示す図である。 図70は、実施の形態12に係る通信システムの構成の他の例を示す図である。 図71Aは、実施の形態13に係る送信装置の構成の一例を示す図である。 図71Bは、実施の形態13に係る液晶画面の一例を示す図である。 図72は、実施の形態13に係る送信装置の使用例を示す図である。 図73は、実施の形態14に係るミラーの構成の一例を示す図である。 図74Aは、実施の形態15に係る情報送信期間およびライト点灯期間における輝度変化の一例を示す図である。 図74Bは、実施の形態15に係るフレーム構成の一例を示す図である。 図74Cは、実施の形態15に係る通信システムの構成例を示す図である。 図75は、実施の形態15に係る、照明用光源と通信用光源とを備えた送信装置の一例を示す図である。 図76は、車に具備されている複数の光源の一例を示す図である。 図77は、車に具備されている複数の受光部の一例を示す図である。 図78は、光変調信号のフレーム構成の一例を示す図である。 図79は、可視光通信の中継の一例を示す図である。 図80は、実施の形態13の送信装置によって送信される光変調信号のフレーム構成の一例を示す図である。 図81は、実施の形態13の送信装置と通信装置とを示す図である。 図82は、第1通信装置と第2通信装置との通信を示す図である。 図83は、通信装置の構成例を示す図である。 図84は、複数の光源のそれぞれからトレーニングシンボルが送信されるタイミングの一例を示す図である。 図85は、複数の受光部のそれぞれの受信タイミングの一例を示す図である。 図86は、図83に示す通信装置におけるプリコーディングを実施しない送信部の詳細な構成例を示す図である。 図87は、図83に示す通信装置におけるプリコーディングを実施する送信部の詳細な構成例を示す図である。 図88は、光源の構成例を示す図である。 図89は、通信システムの構成例を示す図である。 図90は、アクセスポイントが光源の選択とパラメータの設定とを行い、端末が受光部の選択を行う一例を示す図である。 図91は、アクセスポイントが光源パラメータ用トレーニングシンボルを送信する例を示す図である。 図92は、アクセスポイントが光源ごとにトレーニングシンボルを送信する例を示す図である。 図93は、光源の好適化のためのトレーニングの変形例を示す図である。 図94は、アクセスポイントが「光源・受光部選択および光源パラメータ用トレーニングシンボル」を送信する例を示す図である。 図95は、通信または送信の3つのモードを示す図である。
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[第1の可視光通信の変復調方法例]
本実施の形態では、変調信号を光信号として送受信する光通信方式を用いる。
まず、本開示の各実施の形態に適用可能な光通信方式の一例である、可視光通信の第1の例について説明する。
<ラインスキャンサンプリング>
スマートフォンまたはデジタルカメラなどには、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどのイメージセンサが搭載されている。CMOSセンサで撮像された画像は、全体が厳密に同じ時刻の風景を写しているわけではなく、例えば、非特許文献2、非特許文献3に示されているように、行ごとにシャッタ動作を行うローリングシャッタ方式により、1ライン毎にセンサが受光した光の量を読み出す。そのため、読み出しに要する時間を見計らって、1ライン毎に時間差をおいて受光の開始、終了の制御が行われる。つまり、CMOSセンサで撮像された画像は、露光期間に少しずつタイムラグのある多数のラインを重ねた形になる。
可視光通信方式の第1の例では、このCMOSセンサの性質に着目した方式に基づいて、可視光信号受信の高速化を実現している。すなわち、可視光通信方式の第1の例では、ライン毎に露光時間が少しずつ異なることを利用することで、図1に示すように、1枚の画像(イメージセンサの撮像画像)から、複数の時点における光源の輝度、色をライン毎に測定することができ、フレームレートよりも高速に変調された信号を捉えることができる。
以下では、このサンプリング手法を「ラインスキャンサンプリング」と呼び、同じタイミングで露光される1列の画素を「露光ライン」と呼ぶ。
なお、CMOSセンサによるローリングシャッタ方式で「ラインスキャンサンプリング」を実現することができるが、CMOSセンサ以外のセンサ、例えば、CCD(Charge-Coupled Device)センサ、非特許文献4を例とする有機(CMOS)センサなどにより、ローリングシャッタ方式を実現しても、同様に「ラインスキャンサンプリング」を実施することができる。
ただし、カメラ機能(動画または静止画の撮影機能)における撮像時の撮像設定では、高速で点滅する光源を撮影しても、点滅が露光ラインに沿った縞模様として現れることはない。なぜなら、この設定では、露光時間が光源の点滅周期よりも十分に長いため、図2に示すように、光源の点滅(発光パターン)による輝度の変化が平均化されて露光ライン間の画素値の変化が小さくなり、ほぼ一様な画像になるからである。
これに対して、図3に示すように、露光時間を光源の点滅周期程度に設定することで、光源の点滅の状態(発光パターン)を露光ラインの輝度変化として観測することができる。図3では、露光期間の長さを同じ発光状態が継続する最小の期間の長さより少し長く設定し、隣接する露光ライン間で露光期間の開始時刻の差を同じ発光状態が継続する最小の期間の長さよりも短く設定しているが、ライスキャンサンプリングにおける露光期間の設定はこれに限定されない。例えば、露光期間の長さは、同じ発光状態が継続する最小の期間の長さより短く設定してもよいし、同じ発光状態が継続する最小の期間の長さの2倍程度の長さに設定してもよい。また、光通信方式として、光信号が例えば図4Aに示す矩形波の組み合わせで表現される方式だけでなく、光信号が連続的に変化する方式を用いる場合もある。いずれの場合においても、光通信方式の受信装置は、光信号を受信して復調するために必要なサンプリングレートに対して、時間的に隣接する露光ライン間で露光期間の開始時刻または終了時刻の差を当該サンプリングレートに対応するサンプリング間隔と同じか、それ以下に設定する。また、光通信方式の受信装置は、露光期間の長さをサンプリング間隔と同じか、それ以下に設定する。ただし、光通信方式の受信装置は、露光期間の長さをサンプリング間隔の1.5倍以下に設定してもよいし、2倍以下に設定してもよい。
例えば、露光ラインは、イメージセンサの長辺方向に平行になるように設計される。この場合、一例として、フレームレートを30fps(frames per second)とすると、1920×1080のサイズの解像度では、毎秒32400以上のサンプルが得られ、3840×2160のサイズの解像度では、毎秒64800以上のサンプルが得られる。
<ラインスキャンサンプリングの応用例>
なお、上記説明では、一ライン毎に受光した光の量を示す信号を読み出すラインスキャンサンプリングについて説明したが、CMOSなどのイメージセンサを用いた光信号のサンプリング方式はこれに限定されない。光信号の受信に用いるサンプリング方式としては、通常の動画の撮影に用いるフレームレートよりも高いサンプリングレートでサンプリングされた信号を取得できる様々な方式が適用可能である。例えば、非特許文献2、非特許文献3に示されている画素ごとにシャッタ機能を持たせるグローバルシャッタ方式により、画素ごとに露光期間を制御して信号を読み出す方式や、ライン状ではない形状に配置された複数の画素のグループ単位で露光期間を制御して信号が読み出される方式を用いてもよい。また、通常の動画の撮影に用いるフレームレートにおける1フレームに相当する期間内に、同一の画素から複数回信号が読み出される方式を用いてもよい。
<フレームによるサンプリング>
さらに、非特許文献2、非特許文献3に示されている画素ごとにシャッタ機能を持たせるフレームレート方式により、フレームレートを高速化した方式においても光信号をサンプリングすることは可能である。
以下で説明する実施の形態は、例えば、すでに説明を行った「ラインスキャンサンプリング」、「ラインスキャンサンプリングの応用例」、「フレームによるサンプリング」のいずれの方式においても実現することは可能である。
<光源と変調方式>
可視光通信では、例えば、LED(Light Emitting Diode)を送信機として利用することができる。LEDは、照明またはディスプレイのバックライト光源として普及しつつあり、高速に点滅させることが可能である。
ただし、可視光通信の送信機として利用する光源は、可視光通信のために自由に点滅させられるわけではない。可視光通信による輝度の変化が人間に認識できてしまうと、照明などの本来の光源の機能を損ねてしまう。そのため、送信信号は、人間の目にちらつきが感じられないよう、かつ、所望の明るさで照らすようにすることが求められる。
この要求に応える変調方式として、例えば、4PPM(4-Pulse Position Modulation)と呼ばれる変調方式がある。4PPMは、図4Aに示すように、光源の明暗の4回の組み合わせによって2ビットを表現する方式である。また、4PPMは、図4Aに示すように、4回のうち3回が明るい状態、1回が暗い状態となるため、信号の内容に依らず、明るさの平均(平均輝度)は3/4=75%となる。
比較のため、同様の方式として、図4Bに示すマンチェスタ符号方式がある。マンチェスタ符号方式は、2状態で1ビットを表現する方式であり、変調効率は4PPMと同じ50%であるが、2回のうち1回が明るい状態、1回が暗い状態となるため、平均輝度は1/2=50%となる。すなわち、可視光通信の変調方式としては、4PPMの方がマンチェスタ符号方式よりも適しているといえる。ただし、可視光通信による輝度の変化が人間に認識される場合であっても通信性能が低下するわけではないため、用途によっては人間に認識される輝度の変化が生じる方式を用いても問題は無い。したがって、送信機(光源)は、例えば、ASK(Amplitude Shift Keying)方式、PSK(Phase Shift Keying)方式、PAM(Pulse Amplitude Modulation)などの変調方式を用いて、変調信号を生成し、光源を点灯、照射させてもよい。
<通信システムの全体構成例>
図5に示すように、可視光通信を行う通信システムは、少なくとも、光信号を送信(照射)する送信機と、光信号を受信(受光)する受信機とを含む。例えば、送信機には、表示する映像またはコンテンツに応じて送信内容を変更する可変光送信機と、固定の送信内容を送信し続ける固定光送信機の2種類がある。ただし、可変光送信機、固定光送信機のいずれかが存在するという構成でも、光による通信システムを構成することができる。
受信機は、送信機からの光信号を受信し、例えば、当該光信号に対応付けられた関連情報を取得してユーザへ提供することができる。
以上、可視光通信方式の概要について説明したが、以下の実施の形態で説明する光通信に適用可能な通信方式は上記の方式に限定されない。例えば、送信機の発光部は、複数の光源を用いて、データ送信を行ってもよい。また、受信装置の受光部は、CMOSなどのイメージセンサではなく、例えば、フォトダイオードなどの光信号を電気信号に変換可能なデバイスを用いることができる通信方式であってもよい。この場合、上述したラインスキャンサンプリングを用いてサンプリングを行う必要はないため、毎秒32400以上のサンプリングが必要な方式であっても適用可能である。また、用途によっては、例えば、赤外線、紫外線のような可視光以外の周波数の無線を用いた通信方式を用いてもよい。
(実施の形態1)
図6は、本実施の形態のおける機器100および端末150の構成の一例を示す。
[機器100の構成]
機器100(可視光通信の送信機に対応)は、LED(Light Emitting Diode)などの可視光源、照明、あるいはライト(総称して、光源ともいう)を具備する。なお、以下では、機器100を「第1の機器」と呼ぶこともある。
図6の第1の機器100において、送信部102は、例えば、場所に関する情報または位置に関する情報101を入力とする。また、送信部102は、時刻に関する情報105を入力としてもよい。また、送信部102は、場所に関する情報または位置に関する情報101と、時刻に関する情報105との両方を入力としてもよい。
送信部102は、場所に関する情報または位置に関する情報101、および/または、時刻に関する情報105を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号103を生成し、変調信号103を出力する。そして、変調信号103は、例えば、光源104から送信される。
ここで、場所に関する情報または位置に関する情報101の例について説明する。
<例1>
場所に関する情報または位置に関する情報101は、場所・位置の緯度および/または経度の情報であってもよい。例えば、「北緯45度、東経135度」という情報を、場所に関する情報または位置に関する情報101としてもよい。
<例2>
場所に関する情報または位置に関する情報101は、住所の情報であってもよい。例えば、「東京と千代田区○○町1-1-1」という情報を、場所に関する情報または位置に関する情報101としてもよい。
<例3>
場所に関する情報または位置に関する情報101は、建物、施設などの情報であってもよい。例えば、「東京タワー」という情報を、場所に関する情報または位置に関する情報101としてもよい。
<例4>
場所に関する情報または位置に関する情報101は、建物、施設などに設置したものの固有の場所・位置に関する情報であってもよい。
例えば、駐車場において5台分の自動車を停めることができるスペースがあるものとする。そのとき、第1の駐車スペースをA-1、第2の駐車スペースをA-2、第3の駐車スペースをA-3、第4の駐車スペースをA-4、第5の駐車スペースをA-5と呼ぶ。この場合、例えば、「A-3」という情報を、場所に関する情報または位置に関する情報101としてもよい。
なお、このような例は、駐車場でのケースに限ったものではない。例えば、コンサート施設、野球・サッカー・テニスなどのスタジアム、飛行機、空港ラウンジ、鉄道、駅、などにある、「エリア・座席・店舗・施設など」に関する情報を、場所に関する情報または位置に関する情報101としてもよい。
以上、場所に関する情報または位置に関する情報101の例について説明した。なお、場所に関する情報または位置に関する情報101の構成方法については、上述の例に限ったものではない。
[端末150の構成]
図6の端末150(可視光通信の受信機に対応)は、第1の機器100から送信された変調信号103を受信する。
受光部(受光機)151は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)、または、有機CMOSなどのイメージセンサである。受光部151は、第1の機器100から送信された変調信号を含む光を受光し、受信信号152を出力する。
なお、受光部151から出力される受信信号152は、イメージセンサで取得された画像、動画の情報を含んだ信号であってもよく、その他の光-電気変換を行う(光から電気信号に変換する)素子の出力信号であってもよい。以降の説明では、受光部151で行われる処理について特に説明することなく受信側の装置が変調信号を受信すると記載した場合、受信側の装置が受光部151で、変調信号を含んだ光から、光-電気変換を行う(光から電気信号に変換する)ことにより、「情報を伝送するための変調信号」、または「画像・動画の信号」と「情報を伝送するための変調信号」を取得することを意味する。ただし、上述した方法は受信側の装置が変調信号の受信する方法の一例であり、変調信号の受信方法はこれらに限定されない。
そして、受信部153は、受信信号152を入力とし、受信信号152に含まれる変調信号に対して復調、誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データ154を解析することにより、例えば、端末150の場所・位置を推定し、少なくとも端末150の場所・位置情報を含む情報156を出力する。
表示部157は、情報156を入力とし、情報156に含まれる端末150の場所・位置情報から、端末150の場所・位置に関する表示を行う。
[フレーム構成]
図7は、第1の機器100が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示す。
図7において、横軸は時間である。第1の機器100は、例えば、プリアンブル201を送信し、その後、制御情報シンボル202、場所情報または位置情報に関するシンボル203、時刻情報に関するシンボル204を送信する。
プリアンブル201は、第1の機器100が送信する変調信号を受信する端末150が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期などを行うためのシンボルである。
制御情報シンボル202は、例えば、変調信号の構成方法、使用している誤り訂正符号化方式の方法、フレーム構成方法などのデータを含んでいるシンボルである。
場所情報または位置情報に関するシンボル203は、図6で示した場所に関する情報または位置に関する情報101を含んだシンボルである。
なお、フレームには、シンボル201、202、203以外のシンボルを含んでいてもよい。例えば、図7に示すように、時刻情報に関するシンボル204を含んでいてもよい。時刻情報に関するシンボル204は、例えば、第1の機器100が変調信号を送信する時刻に関する情報105が含まれているものとする。なお、第1の機器100が送信する変調信号のフレームの構成は、図7に限ったものではなく、また、変調信号に含まれるシンボルは図7の構成に限ったものではない。フレームには、他のデータ・情報を含むシンボルが含まれていてもよい。
[効果]
図6、図7で説明したように、第1の機器100が変調信号を送信し、端末150がその変調信号を受信した際の効果について説明する。
第1の機器100は、可視光により変調信号を送信しているため、この変調信号を受信することができる端末150は、第1の機器100が存在している場所から大きく離れた場所にはいない。したがって、第1の機器100が送信した場所・位置情報を端末150が得ることで、端末150は、高精度な位置情報を簡単に(複雑な信号処理を行わずに)得ることが可能である。
また、GPSからの衛星電波を受信しにくい場所に第1の機器100を設置すれば、端末150は、GPSの衛星からの電波が受信しづらい状況でも、第1の機器100が送信する変調信号を受信することで、高精度な位置情報を安全に入手することができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1で説明した第1の機器100が複数台存在する場合について説明する。
本実施の形態では、例えば、図8のように、図6に示す第1の機器100と同様の構成を持つ第1-1の機器301-1が変調信号を送信する。図6に示す端末150と同様の構成を持つ端末302は、第1-1の機器301-1が送信した変調信号を受信し、例えば、第1-1の場所・位置に関する情報、および、第1-1の時刻に関する情報を得る。
同様に、図6に示す第1の機器100と同じ構成を持つ第1-2の機器301-2が変調信号を送信する。端末302は、第1-2の機器301-2が送信した変調信号を受信し、例えば、第1-2の場所・位置に関する情報、および、第1-2の時刻に関する情報を得る。
そして、端末302は、第1-1の場所・位置に関する情報、および、第1-2の場所・位置に関する情報から、図8における第1-1の機器301-1と第1-2の機器301-2との間の距離を算出することができる。また、端末302は、第1-1の時刻に関する情報と、例えば、端末302が第1-1の機器301-1が送信した変調信号を受信した時刻とに基づいて、端末302と第1-1の機器301-1との距離を算出することができる。同様に、端末302は、第1-2の時刻に関する情報と、例えば、端末302が第1-2の機器301-2が送信した変調信号を受信した時刻とに基づいて、端末302と第1-2の機器301-2との間の距離を算出することができる。
また、端末302は、第1-1の場所・位置に関する情報から、第1-1の機器301-1の位置が分かる。端末302は、第1-2の場所・位置に関する情報から、第1-2の機器301-2の位置が分かる。
また、端末302は、「第1-1の機器301-1と第1-2の機器301-2との間の距離」、「第1-1の機器301-1と端末302との間の距離」、「第1-2の機器301-2と端末302との間の距離」から、「第1-1の機器301-1と第1-2の機器301-2と端末302とが構成する三角形」が分かる。
したがって、端末302は、「第1-1の機器301-1の位置」、「第1-2の機器301-2の位置」、「第1-1の機器301-1と第1-2の機器301-2と端末302とが構成する三角形」から、端末302の位置を高精度に計算し、得ることができる。
ただし、端末302が、場所・位置情報を得るための測地測量方法は、上述の説明に限ったものではなく、どのような方法で測地測量を行ってもよい。例えば、測地測量方法の例としては、三角測量、多角測量、三辺測量、水準測量などがある。
以上のように、本実施の形態では、端末302が、場所情報を送信する光源を具備する複数の機器301から、上述のような情報を得ることで、端末302は、端末302の位置の推定を高精度に行うことができる。
また、本実施の形態では、実施の形態1で説明したように、GPSからの衛星電波を受信しにくい場所に、場所情報を送信する光源を具備する機器301を設置すると、端末302は、GPSの衛星からの電波が受信しづらい状況でも、機器301が送信する変調信号を受信することで、高精度な位置情報を安全に入手することができる。
なお、上述の例では、端末302が、2台の機器301が送信した変調信号を受信する例について説明しているが、端末302が、2台より多くの機器301が送信した変調信号を受信する場合でも同様に実施することができる。なお、機器301の台数が多いほど、端末302は位置情報を高精度に算出することができるという利点がある。
(実施の形態3)
図9は、本実施の形態のおける、機器400、端末450、および、端末450と通信を行う基地局470(または、AP(access point))の構成の一例を示す。
機器400は、例えば、LEDなどの可視光源、照明、光源、またはライトを具備する。なお、以下では、機器400を「第1の機器」と呼ぶこともある。
なお、図9に示す第1の機器400において、図6に示す第1の機器100と同様に動作する構成については、同一の符号を付している。また、図9に示す端末450において、図6に示す端末150と同様に動作する構成については同一の符号を付している。
図9の第1の機器400において、送信部102は、例えば、場所に関する情報または位置に関する情報101、基地局470の識別子であるSSID(service set identifier)に関する情報401-1、アクセス先に関する情報401-2を入力とする。また、送信部102は、時刻に関する情報105を入力としてもよい。
送信部102は、場所に関する情報または位置に関する情報101、SSIDに関する情報401-1、および、アクセス先に関する情報401-2、および/または、時刻に関する情報105を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号103を生成し、変調信号103を出力する。そして、変調信号103は、例えば、光源104から送信される。
なお、場所に関する情報または位置に関する情報101の例については、実施の形態1で説明したので、ここでは説明を省略する。
次に、SSIDに関する情報401-1、および、アクセス先に関する情報401-2について説明する。
まず、SSIDに関する情報401-1について説明する。
SSIDに関する情報401-1は、図9における基地局470のSSIDを示す情報である。ここで、光信号により通知されるSSIDが安全な基地局のSSIDであることが判明している場合、第1の機器400は、端末450に対して安全なアクセス先である基地局470へのアクセスを提供することができる。これにより、図9の端末450が、基地局470より、情報を安全に入手することができる。
一方、第1の機器400は、基地局470に対してアクセスする端末を、第1の機器400が送信(照射)した光信号を受信可能な空間に位置する端末に制限することができる。
なお、端末450は、予め定められた方式で送信された光信号を受信した場合に、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであると判別してもよい。また、端末450は、通知されたSSIDが安全であるか否かを判別する処理を別途実施してもよい。例えば、第1の機器400が所定の識別子を光信号に含めて送信し、端末450は、受信した識別子に基づいて、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであるか否かを判断してもよい。また、端末450は、安全な基地局であるか否かを判断する処理を行わずに、可視光の特性を利用して、ユーザが安全性の高い第1の機器400を選択して、端末450で第1の機器400から光信号の受信を行い、安全性の高い基地局のSSIDを取得してもよい。
なお、図9では、基地局470のみを示しているが、例えば、基地局470以外の他の基地局(または、AP)が1つ以上存在する場合も、端末450は、第1の機器400から取得したSSIDを用いて基地局470にアクセスし、情報を入手することになる。
次に、アクセス先に関する情報401-2について説明する。
アクセス先に関する情報401-2は、端末450が、基地局470にアクセスした後に、情報を入手するためのアクセス先に関する情報である。なお、本実施の形態の具体的な動作例については後述する。
以上、SSIDに関する情報401-1、および、アクセス先に関する情報401-2について説明した。
端末450は、第1の機器400から送信された変調信号103を受信する。
受光部151は、例えば、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサである。受光部151は、第1の機器400から送信された変調信号を含む光を受光し、受信信号152を出力する。
そして、受信部153は、受光部151で受信した受信信号152を入力とし、受信信号152に含まれる変調信号に対して復調・誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データ154から、例えば、端末450の場所・位置を推定する。そして、データ解析部155は、少なくとも端末450の場所・位置情報を含む情報156、SSIDに関する情報451、および、アクセス先に関する情報452を出力する。
表示部157は、端末450の場所・位置情報を含む情報156、SSIDに関する情報451、アクセス先に関する情報452を入力とし、例えば、端末450の場所・位置、端末450が具備する無線装置453がアクセスする通信相手のSSID、および/または、アクセス先を表示する(以下、この表示を「第1の表示」と呼ぶ)。
例えば、第1の表示後、無線装置453は、SSIDに関する情報451、および、アクセス先に関する情報452を入力とする。そして、無線装置453は、SSIDに関する情報451に基づいて、通信を行う相手先と、例えば、電波を利用することで接続する。なお、図9の場合、無線装置453は、基地局470と接続することになる。
そして、無線装置453は、アクセス先に関する情報452に基づいて、アクセス先に関する情報を含むデータから変調信号を生成し、この変調信号を、基地局470に対して、例えば、電波を用いて送信する。
図9において端末450の通信相手である基地局470は、端末450が具備する無線装置453が送信した変調信号を受信する。
そして、基地局470は、受信した変調信号の復調、誤り訂正復号などの処理を行い、端末450から送信されたアクセス先の情報を含む受信データ471を出力する。基地局470は、このアクセス先の情報に基づいて、ネットワークを介し、所望のアクセス先にアクセスするとともに、例えば、アクセス先から所望の情報472を得る。そして、基地局470は、所望の情報472を入力とし、所望の情報472から変調信号を生成し、この変調信号を、端末450(無線装置453)に対して、例えば、電波を用いて送信する。
端末450の無線装置453は、基地局470から送信された変調信号を受信し、復調・誤り訂正復号などの処理を行い、所望の情報472を得る。
例えば、所望の情報472が、地図、建物の地図・フロアガイド、施設の地図・フロアガイド、駐車場の地図・フロアガイド、コンサート施設・スタジアム・飛行機・空港ラウンジ・鉄道・駅などにある「エリア・座席・店舗・施設」の情報などであるとする。
表示部157は、所望の情報472を含む情報454、少なくとも端末450の場所・位置情報を含む情報156、SSIDに関する情報451を入力とし、第1の表示後、所望の情報472と、少なくとも端末450の場所・位置情報を含む情報156とから、地図・フロアガイド・施設の情報・座席の情報・店舗の情報の表示上に、端末450の位置をマッピングした表示を行う。
図10は、表示部157の具体的な表示の例である。
図10の表示は「3階のフロア」であることを示している。そして、A-1、A-2、A-3、A-4、A-21、A-22、A-23、A-24は、車の駐車スペースの位置をそれぞれ示している。また、a-1、a-2は、エレベータの位置を示している。この駐車スペースおよびエレベータの位置を含む地図の情報が、所望の情報454(472)の一例である。
図10に示すように、表示部157は、端末450の現在位置を、地図上にマッピングして表示している。なお、現在位置は、少なくとも端末450の場所・位置情報を含む情報156から得られる情報である。
図11は、図9に示す第1の機器400が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示す。図11において、横軸は時間である。また、図11において、図7と同様の情報を伝送するシンボルについては、同一の符号を付しており、その説明を省略する。
第1の機器400は、プリアンブル201、制御情報シンボル202、場所情報または位置情報に関するシンボル203、時刻情報に関するシンボル204に加え、SSIDに関するシンボル600-1、アクセス先に関するシンボル600-2を送信する。
SSIDに関するシンボル600-1は、図9におけるSSIDに関する情報401-1を送信するためのシンボルであり、アクセス先に関するシンボル600-2は、図9のアクセス先に関する情報401-2を送信するためのシンボルである。なお、図11のフレームにおいて、図11に記載しているシンボル以外のシンボルが含まれていてもよい。また、シンボルの送信する順番を含め、フレーム構成は、図11の構成に限ったものではない。
図12は、図9に示す基地局470が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示す。図12において、横軸は時間である。
図12に示すように、基地局470は、例えば、プリアンブル701を送信し、その後、制御情報シンボル702、情報シンボル703を送信する。
プリアンブル701は、基地局470が送信する変調信号を受信する端末450が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うためのシンボルである。
制御情報シンボル702は、例えば、変調信号を生成するのに使用された、誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報などのデータを含むシンボルである。端末450の無線装置453は、制御情報シンボル702の情報に基づいて、変調信号の復調などを実施する。
情報シンボル703は、情報を伝送するためのシンボルである。なお、本実施の形態の場合、情報シンボル703は、上述で説明した所望の情報472を伝送するためのシンボルである。
なお、図9に示す基地局470は、図12に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。例えば、基地局470は、情報シンボル703の途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなどを送信してもよい。また、シンボルの送信する順番を含め、フレーム構成は、図12の構成に限ったものではない。また、図12において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在してもよい。つまり、図12において、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在してもよい。
また、例えば、第1の機器400が送信する図11に示すフレーム構成の変調信号は、規則的なタイミングで、例えば、繰り返し、送信する方法が考えられる。これにより、複数の端末450が、上述したような動作を実施することができる。
図13は、上述した、図9に示す「第1の機器400」、「端末450」、「基地局470」が実施する処理の一例を示すフローチャートである。
まず、第1の機器400は、図11に示すフレーム構成の変調信号を送信する(ST801)。
そして、端末450は、第1の機器400が送信した変調信号を受信し、端末450の場所・位置推定を行う(ST802)。
併せて、端末450は、第1の機器400が送信した変調信号を受信し、端末450がアクセスする基地局470のSSIDを把握する(ST803)。
そして、端末450は、地図などの情報を入手するためのアクセス先に関する情報452を含むデータを含む変調信号を、例えば、電波を用いて、基地局470に送信する(ST804)。
基地局470は、端末450が送信した変調信号を受信し、アクセス先の情報を得て、ネットワークを介して、所望のアクセス先にアクセスし、地図などの所望の情報(端末450に送信する情報)を得る(ST805)。
そして、基地局470は、入手した地図などの所望の情報を含む変調信号を、例えば、電波を用いて、端末450に送信する(ST806)。
端末450は、基地局470が送信した変調信号を受信し、地図などの情報を得る。そして、端末450は、地図などの情報と、既に得ている端末450の場所・位置の情報に基づいて、図10のような表示を行う。
次に、図10に示す場所に、複数の第1の機器400、および、基地局470を設置した場合の動作例について説明する。
図14は、図10と同様の場所の地図を記載している。すなわち、図14は、図10で説明したように「3階のフロア」の地図である。図14において、A-1、A-2、A-3、A-4、A-21、A-22、A-23、A-24は、車の駐車スペースを示し、a-1、a-2はエレベータを示す。
また、図14の「○」901-1の位置に、図9に示す第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。以下では、901-1の位置に設置される第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を「第1-1の機器400」と呼ぶ。第1-1の機器400は、場所に関する情報または位置に関する情報として「A-1」という情報を持ち、「A-1」という情報を送信する。
図14の「○」901-2の位置に、図9の第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。以下では、901-2の位置に設置される第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を「第1-2の機器400」と呼ぶ。第1-2の機器400は、場所に関する情報または位置に関する情報として「A-2」という情報を持ち、「A-2」という情報を送信する。
図14の「○」901-3の位置に、図9の第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。以下では、901-3の位置に設置される第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を「第1-3の機器400」と呼ぶ。第1-3の機器400は、場所に関する情報または位置に関する情報として「A-3」という情報を持ち、「A-3」という情報を送信する。
図14の「○」901-4の位置に、図9の第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。以下では、901-4の位置に設置される第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を「第1-4の機器400」と呼ぶ。第1-4の機器400は、場所に関する情報または位置に関する情報として「A-4」という情報を持ち、「A-4」という情報を送信する。
図14の「○」901-21の位置に、図9の第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。以下では、901-21の位置に設置される第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を「第1-21の機器400」と呼ぶ。第1-21の機器400は、場所に関する情報または位置に関する情報として「A-21」という情報を持ち、「A-21」という情報を送信する。
図14の「○」901-22の位置に、図9の第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。以下では、901-22の位置に設置される第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を「第1-22の機器400」と呼ぶ。第1-22の機器400は、場所に関する情報または位置に関する情報として「A-22」という情報を持ち、「A-22」という情報を送信する。
図14の「○」901-23の位置に、図9の第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。以下では、901-23の位置に設置される第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を「第1-23の機器400」と呼ぶ。第1-23の機器400は、場所に関する情報または位置に関する情報として「A-23」という情報を持ち、「A-23」という情報を送信する。
図14の「○」901-24の位置に、図9の第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を設置する。以下では、901-24の位置に設置される第1の機器400と同様の構成を持つ第1の機器を「第1-24の機器400」と呼ぶ。第1-24の機器400は、場所に関する情報または位置に関する情報として「A-24」という情報を持ち、「A-24」という情報を送信する。
また、図14の「◎」902の位置に、図9の基地局470と同様の構成を持つ基地局(または、AP)を設置する。以下では、図9の基地局470と同様の構成を持つ基地局(または、AP)を単に「基地局470」と呼ぶ。また、ここでは、902の位置に設置された基地局470のSSIDを「abcdef」とする。
図14の地図で示されている位置周辺に存在する端末450は、無線通信を行う場合、図14の902の位置に設置した基地局470にアクセスすればよい。
したがって、図14の901-1に設置されている「第1-1の機器400」は、SSIDに関する情報(図9の401-1参照)として「abcdef」を送信する。
同様に、図14の901-2に設置されている「第1-2の機器400」は、SSIDに関する情報(図9の401-1参照)として「abcdef」を送信する。
図14の901-3に設置されている「第1-3の機器400」は、SSIDに関する情報(図9の401-1参照)として「abcdef」を送信する。
図14の901-4に設置されている「第1-4の機器400」は、SSIDに関する情報(図9の401-1参照)として「abcdef」を送信する。
図14の901-21に設置されている「第1-21の機器400」は、SSIDに関する情報(図9の401-1参照)として「abcdef」を送信する。
図14の901-22に設置されている「第1-22の機器400」は、SSIDに関する情報(図9の401-1参照)として「abcdef」を送信する。
図14の901-23に設置されている「第1-23の機器400」は、SSIDに関する情報(図9の401-1参照)として「abcdef」を送信する。
図14の901-24に設置されている「第1-24の機器400」は、SSIDに関する情報(図9の401-1参照)として「abcdef」を送信する。
以下、具体的な動作例を説明する。
図14の903-1の位置に図9の端末450と同様の構成を持つ端末(以下、単に「端末450」と呼ぶ)が存在するものとする。この場合、端末450は、図14の901-4の位置にある「第1-4の機器400」が送信した変調信号を受信し、「A-4」という位置情報を得る。また、端末450は、図14の901-4の位置にある「第1-4の機器400」が送信した変調信号を受信し、「abcdef」というSSIDの情報を得る。これにより、端末450は、図14の902に位置する基地局470にアクセスすることになる。また、端末450は、図14の902に位置する基地局470から、地図などの情報を得る。そして、端末450は、地図情報と位置情報を表示する(例えば、図10参照。ただし、図10はあくまでも表示の例である)。
同様に、図14の903-2の位置に図9の端末450と同様の構成を持つ端末(以下、単に「端末450」と呼ぶ)が存在するものとする。この場合、端末450は、図14の901-22の位置にある「第1の22の機器400」が送信した変調信号を受信し、「A-22」という位置情報を得る。また、端末450は、図14の901-22の位置にある「第1-4の機器400」が送信した変調信号を受信し、「abcdef」というSSIDの情報を得る。これにより、端末450は、図14の902に位置する基地局470にアクセスすることになる。また、端末450は、図14の902に位置する基地局470から、地図などの情報を得る。そして、端末450は、地図情報と位置情報を表示する(例えば、図10参照。ただし、図10はあくまでも表示の例である)。
なお、端末450は、図14のような地図(周辺情報)と位置情報を、端末450が具備する記憶部(図示せず)に記録し、端末450を使用するユーザが必要なときに、記憶部に記録されている情報を取り出せるようにしてもよい。これにより、ユーザはより便利に地図(周辺情報)と位置情報を活用することができる。
以上のように、第1の機器400は、可視光により変調信号を送信しているため、この変調信号を受信することができる端末450は、第1の機器400の位置から光信号を受光できる範囲内に限定される。したがって、第1の機器400が送信した場所・位置情報を端末450が受信することで、端末450は、高精度な位置情報を簡単に(複雑な信号処理をせずに)取得できる。
また、GPSからの衛星電波を受信しにくい場所に第1の機器400を設置すると、端末450は、GPSの衛星からの電波が受信しづらい状況でも、第1の機器400が送信する変調信号を受信することで、高精度な位置情報を、安全に入手することができる。
さらに、第1の機器400から送信されたSSIDの情報に基づいて、端末450が、基地局(または、AP)470と接続して情報を得ることで、端末450は、情報を安全に入手することができる。なぜなら、端末450が可視光の変調信号から情報を得た場合、可視光であるが故に、ユーザは変調信号を送信した第1の機器400を目視等により容易に認識することができ、情報元が安全かどうかの判断を行いやすいからである。これに対して、例えば、SSIDを無線LANが送信した電波の変調信号から取得した場合、ユーザは電波を送信した機器の判別が難しい。このため、情報の安全性の確保という点では、可視光通信は、無線LAN通信と比較して、SSIDを取得することに適している。
なお、図9の端末450の無線装置453に、さらに複数の信号が入力されてもよい。例えば、無線装置453を制御するための制御信号、および、基地局470に送信する情報などが、無線装置453に入力されてもよい。このとき、無線装置453が制御信号に基づいて通信を開始するという動作が一例として考えられる。以上のように、本実施の形態では、第1の機器の構成は図9の第1の機器400の構成に限ったものではなく、端末の構成は、図9の端末450の構成に限ったものではなく、基地局の接続先および構成についても図9に示した基地局470の接続先および構成に限定されない。
また、図9において、基地局470が1つ配置されている場合について記載しているが、端末450がアクセス可能な(安全な)基地局(または、AP)が複数存在していてもよい。このとき、図9の第1の機器400が送信するSSIDに関するシンボルには、これらの複数の基地局(または、AP)のそれぞれのSSIDを示す情報が含まれていてもよい。この場合、図9の端末450の表示部157には、アクセス先の表示(前述した「第1の表示」)として、複数の基地局のSSIDのリスト、および/または複数のアクセス先のリストが表示される。そして、図9の端末450は、複数の基地局(または、AP)のSSIDの情報に基づいて、実際に無線接続する1つ以上の基地局を選択してもよい(つまり、複数の基地局と同時に接続してもよい)。
例えば、基地局470が3つ配置されるとする。ここでは、3つの基地局470をそれぞれ基地局#A、基地局#B、基地局#Cと呼ぶ。また、基地局#AのSSIDを「abcdef」とし、基地局#BのSSIDを「ghijk」とし、基地局#CのSSIDを「pqrstu」とする。この場合、第1の機器400が送信する変調信号の図11に示すフレーム構成におけるSSIDに関するシンボル600-1は、「基地局#AのSSIDを「abcdef」」、「基地局#BのSSIDを「ghijk」」、「基地局#CのSSIDを「pqrstu」」とする情報を含んでいる。そして、図9の端末450は、SSIDに関するシンボル600-1を受信し、「基地局#AのSSIDを「abcdef」」、「基地局#BのSSIDを「ghijk」」、「基地局#CのSSIDを「pqrstu」」の情報に基づいて、実際に無線接続する1つ以上の基地局470を選択する。
(実施の形態4)
図15は、本実施の形態における通信システムの構成の一例を示す図である。
図15の通信システムは、例えば、機器1000、端末1050、および、端末1050と通信を行う基地局(または、AP)470を含む。
機器1000は、例えば、LEDなどの可視光源、照明、光源、ライト(以下、光源104という)を具備する。なお、以下では、機器1000を本実施の形態における「第2の機器」と呼ぶこともある。
なお、図15に示す第2の機器1000において、図6に示す第1の機器100と同様に動作する構成要素については、同一の番号を付している。また、図15に示す端末1050において、図6に示す端末150と同様に動作する構成要素については同一の番号を付している。また、図15に示す端末1050の無線装置453と基地局470との間の通信は、例えば、電波を用いるものとする。
図15の第2の機器1000において、送信部102は、SSIDに関する情報1001-1、暗号鍵に関する情報1001-2、および、データ1002を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号103を生成し、変調信号103を出力する。そして、変調信号103は、例えば、光源104から送信される。
次に、SSIDに関する情報1001-1、および、暗号鍵に関する情報1001-2について説明する。
まず、SSIDに関する情報1001-1について説明する。
SSIDに関する情報1001-1は、図15における基地局470のSSIDを示す情報である。なお、例として、基地局470は、端末1050への変調信号を電波で送信し、端末1050からの変調信号を電波で受信する。つまり、第2の機器1000は、端末1050に対して安全なアクセス先である基地局470へのアクセスを提供することができる。これにより、図15の端末1050が、基地局470から、情報を安全に入手することができる。
一方、第2の機器1000は、基地局470に対してアクセスする端末を、第2の機器1000が送信(照射)した光信号を受信可能な空間に位置する端末に制限することができる。
なお、端末1050は、予め定められた方式で送信された光信号を受信した場合に、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであると判別してもよい。また、端末1050は、通知されたSSIDが安全であるか否かを判別する処理を別途行ってもよい。例えば、第2の機器1000が所定の識別子を光信号に含めて送信し、端末1050は、受信した識別子に基づいて、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであるか否かを判断してもよい。
なお、図15では、基地局470のみを示しているが、例えば、基地局470以外の基地局(または、AP)が存在する場合も、端末1050は、第2の機器1000から取得したSSIDを用いて基地局470にアクセスし、情報を入手することになる。
次に、暗号鍵に関する情報1001-2について説明する。
暗号鍵に関する情報1001-2は、端末1050が基地局470と通信を行うために必要となる暗号鍵に関する情報である。端末1050は、第2の機器1000から、暗号鍵に関する情報1001-2を得ることで、基地局470との間で暗号化された通信を行うことが可能となる。
以上、SSIDに関する情報1001-1、および、暗号鍵に関する情報1001-2について説明した。
図15の端末1050は、第2の機器1000が送信した変調信号を受信する。なお、図15の端末1050において、図6の端末150、図9の端末450と同様に動作する構成要素については、同一の番号を付している。
端末1050が具備する受光部151は、例えば、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサである。受光部151は、第2の機器1000から送信された変調信号を含む光を受光し、受信信号152を出力する。
そして、受信部153は、受光部151で受信した受信信号152を入力とし、受信信号152に含まれる変調信号に対して復調・誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データ154から、例えば、接続先となる基地局のSSIDの情報1051、および、接続先となる基地局と通信を行うための暗号鍵の情報1052を出力する。例えば、無線LAN(Local Area Network)では、暗号化の方式として、WEP(Wired Equivalent Privacy)、WPA(Wi-Fi Protected Access)、WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)(PSK(Pre-Shared Key)モード、EAP(Extended Authentication Protocol)モード)がある。なお、暗号化方法はこれに限ったものではない。
表示部157は、SSIDの情報1051、暗号鍵の情報1052を入力とし、例えば、端末1050が具備する無線装置453がアクセスする通信相手のSSID、および、暗号鍵を表示する(この表示を本実施の形態における「第1の表示」と呼ぶ)。
例えば、第1の表示後、無線装置453は、SSIDの情報1051、および、暗号鍵の情報1052を入力とし、基地局470との接続を確立する(例えば、接続は電波を利用するものとする)。このとき、基地局470も、端末1050が具備する無線装置453と通信を行う場合、変調信号を、例えば電波を用いて送信する。
その後、無線装置453は、データ1053、および、制御信号1054を入力とし、制御信号1054に示される制御に従って、データ1053に対して変調を施し、変調信号を電波により送信する。
そして、例えば、基地局470は、ネットワークに対して、データの送信(471)、およびネットワークからのデータの受信(472)を行う。その後、例えば、基地局470は、端末1050に対して、変調信号を電波により送信する。
端末1050が具備する無線装置453は、電波により受信した変調信号に対し、復調、誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ1056を取得する。表示部157は、受信データ1056に基づいて表示を行う。
図16は、図15に示す第2の機器1000が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図16において、横軸は時間である。また、図16において、図7、図11と同様のシンボルについては、同一の番号を付しており、その説明を省略する。
SSIDに関するシンボル600-1は、図15のSSIDに関する情報1001-1を送信するためのシンボルであり、暗号鍵に関するシンボル1101は、図15の暗号鍵に関する情報1001-2を送信するためのシンボルである。データシンボル1102は、図15のデータ1002を送信するためのシンボルである。
第2の機器1000は、プリアンブル201、制御情報シンボル202、SSIDに関するシンボル600-1、暗号鍵に関するシンボル1101、データシンボル1102を送信する。なお、第2の機器1000は、図16で記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は図16の構成に限ったものではない。
図17は、図15の端末1050が具備する無線装置453が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図17において、横軸は時間である。
図17に示すように、端末1050が具備する無線装置453は、例えば、プリアンブル1201を送信し、その後、制御情報シンボル1202、情報シンボル1203を送信する。
プリアンブル1201は、端末1050の無線装置453が送信する変調信号を受信する基地局470が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うために用いるシンボルである。
制御情報シンボル1202は、例えば、変調信号を生成するのに使用した誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含むシンボルである。基地局470は、制御情報シンボル1202に含まれる情報に基づいて、変調信号の復調などを実施する。
情報シンボル1203は、端末1050の無線装置453がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、端末1050の無線装置453は、図17に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。例えば、無線装置453は、情報シンボル1203の途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図17の構成に限ったものではない。また、図17において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい。つまり、図17において、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。また、実施の形態3において、図9の端末450が具備する無線装置453が変調信号を送信する際、図17のフレーム構成を用いてもよい。
本実施の形態における基地局470が送信する変調信号のフレーム構成は、実施の形態3で説明した図12のフレーム構成と同様である。すなわち、図12に示すように、基地局470は、例えば、プリアンブル701を送信し、その後、制御情報シンボル702、情報シンボル703を送信する。
プリアンブル701は、基地局470が送信する変調信号を受信する端末1050の無線装置453が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うためのシンボルである。
制御情報シンボル702は、例えば、変調信号を生成するのに使用された、誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含むシンボルである。端末1050の無線装置453は、制御情報シンボル702の情報に基づいて、変調信号の復調などを実施する。
情報シンボル703は、基地局470がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、図15に示す基地局470は、図12に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。例えば、基地局470は、情報シンボル703の途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなどを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図12の構成に限ったものではない。また、図12において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい。つまり、図12において、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在してもよい。
また、例えば、第2の機器1000が送信する図16のフレーム構成の変調信号は、規則的なタイミングで、例えば、繰り返し、送信する方法が考えられる。これにより、複数の端末1050が、上述したような動作を実施することができる。
図18は、図15に示す「第2の機器1000」、「端末1050」、「基地局470」が実施する処理の一例を示すフローチャートである。
まず、第2の機器1000は、図16に示すフレーム構成の変調信号を送信する(ST1301)。
そして、端末1050は、第2の機器1000が送信した変調信号を受信し、端末1050がアクセスする基地局470のSSIDを取得する(ST1302)。
併せて、端末1050は、端末1050がアクセスする基地局470との通信に用いる暗号鍵を取得する(ST1303)。
そして、端末1050は、基地局470との電波による接続を実施する(ST1304)。端末1050が基地局470の応答を受信することにより、基地局470との接続が完了する(ST1305)。
そして、端末1050は、基地局470に対して、接続先の情報を、電波を用いて送信する(ST1306)。
基地局470は、ネットワークから、端末1050に送信するための情報を入手する(ST1307)。
そして、基地局470は、入手した情報を端末1050に、電波を用いて送信し、端末1050は情報を得る(ST1308)。端末1050は、例えば、必要なとき、基地局470を介して、ネットワークから必要な情報を取得する。
以上のように、第2の機器1000から送信されたSSIDの情報、暗号鍵の情報に基づいて、端末1050は、基地局470と接続し、情報を取得することで、安全性の保証された基地局470を介して情報を安全に入手することができる。なぜなら、端末1050が可視光の変調信号から情報を得た場合、可視光であるが故に情報元が安全かどうかの判断をユーザが行いやすいからである。これに対して、例えば、SSIDを無線LANが送信した電波の変調信号から取得した場合、ユーザは電波を送信した機器の判別が難しい。このため、情報の安全性の確保という点では、可視光通信は、無線LAN通信と比較して、SSIDを取得することに適している。
なお、本実施の形態では、第2の機器1000が、暗号鍵の情報を送信する場合について説明した。しかし、例えば、基地局470が暗号鍵を用いた暗号化された通信を行っていない場合、第2の機器1000は、暗号鍵の情報を送信せず、SSIDに関する情報のみを送信してもよい。この場合、上述した構成のうち、暗号鍵に関する構成を削除するだけで、同様に実施することができる。
また、第2の機器の構成は図15に示す第2の機器1000の構成に限ったものではなく、端末の構成は図15に示す端末1050の構成に限ったものではなく、基地局の接続先、構成は、図15に示す基地局470の接続先、構成に限ったものではない。
また、図15において、基地局470が1つ配置されている場合について記載しているが、端末1050がアクセス可能な(安全な)基地局(または、AP)が複数存在していてもよい。なお、これらの複数の基地局と端末1050は、電波を用いて、変調信号の送受信をそれぞれ行うことになる。このとき、図15の第2の機器1000が送信するSSIDに関するシンボルには、これらの複数の基地局(または、AP)のそれぞれのSSIDの情報が含まれていてもよい。この場合、図15の端末1050の表示部157には、アクセス先の表示として、複数の基地局のSSIDのリスト、および/または複数のアクセス先のリストが表示される。また、図15の第2の機器1000が送信する暗号鍵に関するシンボルには、これらの複数の基地局(または、AP)のそれぞれと接続するために用いる暗号鍵の情報が含まれていてもよい。そして、図15の端末1050は、複数の基地局のSSIDの情報、暗号鍵の情報に基づいて、(例えば、電波により)実際に無線接続する1つ以上の基地局を選択してもよい(つまり、複数の基地局と同時に接続してもよい)。
例えば、基地局470が3つ配置されるとする。ここでは、3つの基地局470をそれぞれ基地局#A、基地局#B、基地局#Cと呼ぶ。また、基地局#AのSSIDを「abcdef」とし、基地局#BのSSIDを「ghijk」とし、基地局#CのSSIDを「pqrstu」とする。また、基地局#Aと接続するための暗号鍵を「123」とし、基地局#Bと接続するための暗号鍵を「456」とし、基地局#Cと接続するための暗号鍵を「789」とする。
この場合、第2の機器1000が送信する変調信号の図16のフレーム構成におけるSSIDに関するシンボル600-1は、「基地局#AのSSIDを「abcdef」」、「基地局#BのSSIDを「ghijk」」、「基地局#CのSSIDを「pqrstu」」とする情報を含んでいる。また、図16のフレーム構成における暗号鍵に関するシンボル1101は、「基地局#Aと接続するための暗号鍵を「123」」、「基地局#Bと接続するための暗号鍵を「456」」、「基地局#Cと接続するための暗号鍵を「789」」とする情報を含んでいる。
そして、図15の端末1050は、SSIDに関するシンボル600-1を受信し、「基地局#AのSSIDを「abcdef」」、「基地局#BのSSIDを「ghijk」」、「基地局#CのSSIDを「pqrstu」」の情報を得る。また、端末1050は、暗号鍵に関するシンボル1101を受信し、「基地局#Aと接続するための暗号鍵を「123」」、「基地局#Bと接続するための暗号鍵を「456」」、「基地局#Cと接続するための暗号鍵を「789」」に関する情報を得る。そして、端末1050は、これらの情報に基づいて、(例えば、電波により)実際に無線接続する1つ以上の基地局を選択し、接続する。
また、本実施の形態のように、LEDを例とする光源を利用して、端末1050がアクセスする基地局470を設定することで、端末1050が送信する無線のための変調信号に、端末1050と基地局470との無線通信の接続のための手続きを行う特別な設定のためのモードが不要となる。また、基地局470が送信する変調信号に、端末1050と基地局470との無線通信の接続のための手続きを行う特別な設定のためのモードが不要となる。よって、本実施の形態では、無線通信のデータ伝送効率を向上させることができる。
また、暗号鍵は、上述したように、無線LANのSSIDのための暗号鍵であってもよく、接続形態、サービス形態、ネットワークの接続範囲などを制限するための暗号鍵であってもよい。つまり、何らかの制限のために暗号鍵が導入されればよい。
(実施の形態5)
図19は、本実施の形態における通信システムの構成の一例を示す図である。
図19の通信システムは、例えば、機器1400A、1400B、端末1050、および、端末1050と通信を行う基地局(または、AP)470を含む。
機器1400A,1400Bは、例えば、LEDなどの可視光源、照明、光源、ライト(以下、光源1406-1、1406-2という)を具備する。なお、以下では、機器1400Aを本実施の形態における「第3の機器」と呼び、機器1400Bを本実施の形態における「第4の機器」と呼ぶ。
なお、図19に示す端末1050において、図1に示す端末150又は図15に示す端末1050と同様に動作する構成要素については、同一番号を付している。また、図19に示す基地局(またはAP)470についても、図9に示す基地局470と同様に動作する構成要素については、図9と同一番号を付している。また、図19に示す端末1050の無線装置453と基地局470との間の通信は、例えば、電波を用いるものとする。
図19の第3の機器1400Aにおいて、送信部1404-1は、SSIDに関する情報1401-1、データ1402-1を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号1405-1を生成し、変調信号1405-1を出力する。そして、変調信号1405-1は、例えば、光源1406-1から送信される。
図19の第4の機器1400Bにおいて、送信部1404-2は、暗号鍵に関する情報1403-2、データ1402-2を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号1405-2を生成し、変調信号1405-2を出力する。そして、変調信号1405-2は、例えば、光源1406-2から送信される。
次にSSIDに関する情報1401-1、および、暗号鍵に関する情報1403-2について説明する。
まず、SSIDに関する情報1401-1について説明する。
SSIDに関する情報1401-1は、図19における基地局470のSSIDを示す情報である。つまり、第3の機器1400Aは、端末1050に対して電波による安全なアクセス先である基地局470へのアクセスを提供することができる。これにより、図19の端末1050は、基地局470から、情報を安全に入手することができる。
なお、端末1050は、予め定められた方式で送信された光信号を受信した場合に、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであると判別してもよい。また、端末1050は、通知されたSSIDが安全であるか否かを判別する処理を別途行ってもよい。例えば、第3の機器1400Aが所定の識別子を光信号に含めて送信し、端末1050は、受信した識別子に基づいて、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであるか否かを判断してもよい。
なお、図19では、基地局470のみを示しているが、例えば、基地局470以外の基地局(または、AP)が存在する場合も、端末1050は、第3の機器1400Aから取得したSSIDおよび第4の機器1400Bから取得した暗号鍵を用いて基地局470にアクセスし、情報を入手することになる。
次に、暗号鍵に関する情報1403-2について説明する。
暗号鍵に関する情報1403-2は、端末1050が基地局470と電波による通信を行うために必要となる暗号鍵に関する情報である。端末1050は、第4の機器1400Bから、暗号鍵に関する情報1403-2を得ることで、基地局470との間で暗号化された通信を行うことが可能となる。
以上、SSIDに関する情報1401-1、および、暗号鍵に関する情報1403-2について説明した。
図19の端末1050は、第3の機器1400Aが送信した変調信号を受信する。
端末1050が具備する受光部151は、例えば、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサである。受光部151は、第3の機器1400Aから送信された変調信号を含む光を受光し、受信信号152を出力する。
そして、受信部153は、受光部151で受信した受信信号152を入力とし、受信信号152に含まれる変調信号に対して復調・誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データから、例えば、接続先となる基地局のSSIDの情報1051を出力する。無線装置453は、SSIDの情報1051から、無線装置453が電波により接続する基地局470のSSIDの情報を得ることになる。
図19の端末1050は、第4の機器1400Bが送信した変調信号を受信する。
端末1050が具備する受光部151は、例えば、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサなどである。受光部151は、第4の機器1400Bから送信された変調信号を含む光を受光し、受信信号152を出力する。
そして、受信部153は、受光部151で受信した受信信号152を入力とし、受信信号152に含まれる変調信号に対して復調・誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データから、例えば、接続先となる基地局と通信を行うための暗号鍵の情報1052を出力する。例えば、無線LAN(Local Area Network)では、暗号化の方式として、WEP(Wired Equivalent Privacy)、WPA(Wi-Fi Protected Access)、WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)(PSK(Pre-Shared Key)モード、EAP(Extended Authentication Protocol)モード)がある。なお、暗号化方法はこれに限ったものではない。
端末1050が具備する無線装置453は、(例えば、電波による)接続先となる基地局と通信を行うための暗号鍵の情報1052から、無線装置453が接続する基地局470の暗号鍵の情報を得ることになる。
表示部157は、SSIDの情報1051、暗号鍵の情報1052を入力とし、例えば、端末1050が具備する無線装置453がアクセスする通信相手のSSID、および、暗号鍵を表示する(この表示を本実施の形態における「第1の表示」と呼ぶ)。
例えば、第1の表示後、無線装置453は、SSIDの情報1051、および、暗号鍵の情報1052を入力とし、基地局470との電波による接続を確立する。このとき、基地局470も、端末1050が具備する無線装置453と通信を行う場合、変調信号を、例えば電波を用いて送信する。
その後、無線装置453は、データ1053、および、制御信号1054を入力とし、制御信号1054に示される制御に従って、データ1053に対して変調を施し、変調信号を電波により送信する。
そして、例えば、基地局470は、ネットワークに対して、データの送信(471)、およびネットワークからのデータの受信(472)を行う。その後、例えば、基地局470は、端末1050に対して、変調信号を電波により送信する。
端末1050が具備する無線装置453は、電波により受信した変調信号に対し、復調、誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ1056を取得する。表示部157は、受信データ1056に基づいて表示を行う。
図20は、図19に示す第3の機器1400Aが送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図20において、横軸は時間である。また、図20において、図2、図11、図16と同様のシンボルについては、同一の符号を付しており、説明を省略する。
SSIDに関するシンボル600-1は、図19のSSIDに関する情報1401-1を送信するためのシンボルである。データシンボル1102は、データ1402-1を送信するためのシンボルである。
第3の機器1400Aは、プリアンブル201、制御情報シンボル202、SSIDに関するシンボル600-1、データシンボル1102を送信する。なお、第3の機器1400Aは、図20で記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は図20の構成に限ったものではない。
図21は、図19の第4の機器1400Bが送信する変調信号のフレーム構成の一例を示している。図21において、横軸は時間である。また、図21において、図7、図16と同様のシンボルについては、同一符号を付しており、説明を省略する。
暗号鍵に関するシンボル1101は、図19の暗号鍵に関する情報1403-2を送信するためのシンボルである。データシンボル1102は、データ1402-2を送信するためのシンボルである。
第4の機器1400Bは、プリアンブル201、制御情報シンボル202、暗号鍵に関するシンボル1101、データシンボル1102を送信する。なお、図19の第4の機器1400Bは、図21で記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は図21に限ったものではない。
本実施の形態における無線装置453が送信する変調信号のフレーム構成は、実施の形態4で説明した図17のフレーム構成と同様である。すなわち、図17に示すように、端末1050が具備する無線装置453は、例えば、プリアンブル1201を送信し、その後、制御情報シンボル1202、情報シンボル1203を送信する。
プリアンブル1201は、図19の端末1050の無線装置453が送信する変調信号を受信する基地局(または、AP)470が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うために用いるシンボルである。
制御情報シンボル1202は、例えば、変調信号を生成するのに使用された、誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含むシンボルである。基地局470は、制御情報シンボル1202に含まれる情報に基づいて、変調信号の復調などを実施する。
情報シンボル1203は、端末1050の無線装置453がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、図19に示す端末1050の無線装置453は、図17に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。例えば、無線装置453は、情報シンボル1203の途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなどを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図17の構成に限ったものではない。また、図17において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい。つまり、図17において、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
本実施の形態における基地局470が送信する変調信号のフレーム構成は、実施の形態3で説明した図12のフレーム構成と同様である。すなわち、図12に示すように、基地局470は、例えば、プリアンブル701を送信し、その後、制御情報シンボル702、情報シンボル703を送信する。
プリアンブル701は、基地局470が送信する変調信号を受信する図19の端末1050の無線装置453が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うためのシンボルである。
制御情報シンボル702は、例えば、変調信号を生成するのに使用された、誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含むシンボルである。図19の端末1050の無線装置453は、制御情報シンボル702の情報に基づいて、変調信号の復調などを実施する。
情報シンボル703は、図19の基地局470がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、図19に示す基地局470は、図12に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。例えば、基地局470は、情報シンボル703の途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなどを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図12の構成に限ったものではない。また、図12において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい。つまり、図12において、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在してもよい。
また、例えば、第3の機器1400Aが送信する図20のフレーム構成の変調信号は、規則的なタイミングで、例えば、繰り返し、送信する方法が考えられる。これにより、複数の端末1050が、上述したような動作を実施することができる。同様に、第4の機器1400Bが送信する図21のフレーム構成の変調信号は、規則的なタイミングで、例えば、繰り返し、送信する方法が考えられる。これにより、複数の端末1050が、上述したような動作を実施することができる。
図22は、図19に示す「第3の機器1400A」、「第4の機器1400B」、「端末1050」、「基地局470」が実施する処理の第1の例を示すフローチャートである。なお、図22において、図18と同様に動作するものについては、同一番号を付している。
まず、第3の機器1400Aは、図20に示すフレーム構成の変調信号を送信する(ST1701)。
そして、端末1050は、第3の機器1400Aが送信した変調信号を受信し、端末1050がアクセスする基地局470のSSIDを取得する(ST1702)。
次に、第4の機器1400Bは、図21に示すフレーム構成の変調信号を送信する(ST1703)。
そして、端末1050、第4の機器1400Bが送信した変調信号を受信し、端末1050がアクセスする基地局470との通信に用いる暗号鍵を取得する(ST1704)。
そして、端末1050は、基地局470との電波による接続を実施する(ST1304)。端末1050が基地局470の応答を受信することにより、基地局470との電波による接続が完了する(ST1305)。
そして、端末1050は、基地局470に対して、接続先の情報を、電波を用いて送信する(ST1306)。
基地局470は、ネットワークから、端末1050に送信するための情報を入手する(ST1307)。
そして、基地局470は、入手した情報を端末1050に、電波を用いて送信し、端末1050は情報を得る(ST1308)。端末1050は、例えば、必要なとき、基地局470を介して、ネットワークから必要な情報を取得する。
図23は、図19に示す「第3の機器1400A」、「第4の機器1400B」、「端末1050」、「基地局470」が実施する処理の第2の例を示すフローチャートである。なお、図23において、図18と同様に動作するものについては、同一番号を付している。
まず、第4の機器1400Bは、図21に示すフレーム構成の変調信号を送信する(ST1801)。
そして、端末1050は、第4の機器1400Bが送信した変調信号を受信し、端末1050がアクセスする基地局470との通信に用いる暗号鍵を取得する(ST1802)。
次に、第3の機器1400Aは、図20に示すフレーム構成の変調信号を送信する(ST1803)。
そして、端末1050は、第3の機器1400Aが送信した変調信号を受信し、端末1050がアクセスする基地局470のSSIDを取得する(ST1804)。
そして、端末1050は、基地局470との電波による接続を実施する(ST1304)。端末1050が基地局470の応答を受信することにより、基地局470との電波による接続が完了する(ST1305)。
そして、端末1050は、基地局470に対して、接続先の情報を、電波を用いて送信する(ST1306)。
基地局470は、ネットワークから、端末1050に送信するための情報を入手する(ST1307)。
そして、基地局470は、入手した情報を端末1050に、電波を用いて送信し、端末1050は情報を得る(ST1308)。端末1050は、例えば、必要なとき、基地局470を介して、ネットワークから必要な情報を取得する。
以上のように、第3の機器1400Aから送信されたSSID、および、第4の機器1400Bから送信された暗号鍵の情報に基づいて、端末1050は、基地局470と接続し、情報を取得する。すなわち、端末1050がSSIDの情報を取得する機器と暗号鍵の情報を取得する機器とが異なるので、安全性の保証された基地局470を介して情報を安全に入手することができる。なぜなら、端末1050が可視光の変調信号から情報を得た場合、可視光であるが故に情報元が安全かどうかの判断をユーザが行いやすいからである。これに対して、例えば、SSIDを無線LANが送信した電波の変調信号から取得した場合、ユーザは電波を送信した機器の判別が難しい。このため、情報の安全性の確保という点では、可視光通信は、無線LAN通信と比較して、SSIDを取得することに適している。
なお、本実施の形態では、第4の機器1400Bが、暗号鍵の情報を送信する場合を説明した。しかし、例えば、基地局470が暗号鍵を用いた暗号化された通信を行っていない場合、第4の機器1400Bによって暗号鍵の情報が送信されず、第3の機器1400AによってSSIDに関する情報のみが送信されればよい。この場合、上述下構成のうち、暗号鍵に関する構成を削除するだけで、同様に実施することができる。
また、本実施の形態のように、SSIDに関する情報を送信する機器(第3の機器1400A)と、暗号鍵に関する情報を送信する機器(第4の機器1400B)とを別にすることで、端末1050は基地局470とより安全な通信を実現することができる。
例えば、図24のような空間を考える。図24には、エリア#1とエリア#2があり、エリア#1とエリア#2の間には出入口と壁がある。すなわち、図24の空間では、エリア#1からエリア#2の移動、および、エリア#2からエリア#1の移動は、出入口からのみできるものとする。
図24のエリア#1に、基地局470、第3の機器1400A、および、第4の機器1400Bがそれぞれ設置されるものとする。一方、エリア#2には、第3の機器1400Aのみが設置されるものとする。また、図24において、基地局470が送信する電波は、エリア#1、エリア#2いずれのエリアでも受信が可能であるとするものとする。
このとき、第4の機器1400Bが設置されているエリア#1に存在する端末1050は、第4の機器1400Bから基地局470の暗号鍵を取得して、基地局470と通信が可能となる。また、エリア#1で基地局470との接続を行った端末1050が、エリア#2に移動した場合にも、エリア#1において第4の機器1400Bから取得していた暗号鍵を用いて、基地局470と通信が可能である。また、エリア#1で基地局470との接続を行った端末1050が、エリア#1、エリア#2以外のエリアに移動し、その後、エリア#1、エリア#2の何れかのエリアに戻ってきた場合も、エリア#1において第4の機器1400Bから取得していた暗号鍵を用いて、基地局470との通信が可能となる。
一方で、エリア#1に入ることができない端末1050は、第4の機器1400Bから暗号鍵を入手することができない。この場合、端末1050は、基地局(または、AP)470のSSIDのみを知っていることになる。そこで、例えば、基地局470のSSIDのみを知っていることで享受することができるサービスによる当該基地局470との通信を、端末1050が受けられるようにしてもよい。基地局470のSSIDのみを知っていることで享受できるサービスは、SSIDと暗号鍵の両方を知っている場合に享受できるサービスよりも限定的なものとすることができる。
したがって、エリア#1に入ることができた端末1050のみが、基地局470と通信を行うことができるようになる。これにより、通信の安全性を確保することができる。また、エリア毎に異なるサービスを提供することができるというシステムを構築することも可能となる。
なお、端末1050が基地局470と通信を行うための暗号鍵を(例えば、ある時間区間ごとに)変更することで、変更前の暗号鍵を保持する端末1050は、基地局470と通信が行うことができなくなる。このような運用を行うことで、より安全な通信を行うことが可能となる。
また、第3の機器の構成、第4の機器の構成は図19に示す第3の機器1400A、第4の機器1400Bの構成に限ったものではなく、端末の構成は、図19に示す端末1050の構成に限ったものではなく、基地局の接続先、構成は、図19に示す基地局470の接続先、構成に限ったものではない。
また、図19において、基地局470が1つ配置されている場合について記載しているが、端末1050がアクセス可能な(安全な)基地局(または、AP)が複数存在していてもよい。このとき、図19の第3の機器1400Aが送信するSSIDに関するシンボルには、これらの複数の基地局470のそれぞれのSSIDの情報が含まれていてもよい。また、図19の第4の機器1400Bが送信する暗号鍵に関するシンボルには、これらの複数の基地局のそれぞれと接続するために用いる暗号鍵の情報が含まれていてもよい。この場合、図19の端末1050の表示部157には、アクセス先の表示(前述した「第1の表示」)として、複数の基地局のSSIDのリスト、および/または複数のアクセス先のリストが表示される。そして、図19の端末1050は、複数の基地局のSSIDの情報、暗号鍵の情報に基づいて、実際に無線接続する1つ以上の基地局を選択してもよい(つまり、複数の基地局と同時に接続してもよい)。
例えば、基地局470が3つ配置されるとする。ここでは、3つの基地局470をそれぞれ基地局#A、基地局#B、基地局#Cと呼ぶ。また、基地局#AのSSIDを「abcdef」とし、基地局#BのSSIDを「ghijk」とし、基地局#CのSSIDを「pqrstu」とする。また、基地局#Aと接続するための暗号鍵を「123」とし、基地局#Bと接続するための暗号鍵を「456」とし、基地局#Cと接続するための暗号鍵を「789」とする。
この場合、第3の機器1400Aが送信する変調信号の図20のフレーム構成におけるSSIDに関するシンボル600-1は、「基地局#AのSSIDを「abcdef」」、「基地局#BのSSIDを「ghijk」」、「基地局#CのSSIDを「pqrstu」」とする情報を含んでいる。また、第4の機器1400Bが送信する変調信号の図21のフレーム構成における暗号鍵に関するシンボル1101は、「基地局#Aと接続するための暗号鍵を「123」」、「基地局#Bと接続するための暗号鍵を「456」」、「基地局#Cと接続するための暗号鍵を「789」」とする情報を含んでいる。
そして、図19の端末1050は、SSIDに関するシンボル600-1を受信し、「基地局#AのSSIDを「abcdef」」、「基地局#BのSSIDを「ghijk」」、「基地局#CのSSIDを「pqrstu」」の情報を得る。また、端末1050は、暗号鍵に関するシンボル1101を受信し、「基地局#Aと接続するための暗号鍵を「123」」、「基地局#Bと接続するための暗号鍵を「456」」、「基地局#Cと接続するための暗号鍵を「789」」に関する情報を得る。そして、端末1050は、これらの情報に基づいて、(例えば、電波による)無線接続する基地局を選択し、接続する。
また、本実施の形態のように、LEDを例とする光源を利用して、端末1050がアクセスする基地局470を設定することで、端末1050が送信する無線のための変調信号に、端末1050と基地局470との無線通信の接続のための手続きを行う特別な設定のためのモードが不要となる。また、基地局470が送信する変調信号に、端末1050と基地局470との無線通信の接続のための手続きを行う特別な設定のためのモードが不要となる。よって、本実施の形態では、無線通信のデータ伝送効率を向上させることができる。
また、暗号鍵は、上述したように、無線LANのSSIDのための暗号鍵であってもよく、接続形態、サービス形態、ネットワークの接続範囲などを制限するための暗号鍵であってもよい。つまり、何らかの制限のために暗号鍵が導入されればよい。
(実施の形態6)
図25は、本実施の形態における通信システムの構成の一例を示す図である。
図25の通信システムは、例えば、基地局2000、および、端末1050を含む。また、基地局2000は、送信装置2001と無線装置2002とを備える。なお、図25において、図6、図15と同様に動作するものについては、同一番号を付している。また、図25の無線装置2002と無線装置453との通信は、例えば、電波を用いるものとする。
図25の基地局(または、AP)2000の送信装置2001は、例えば、LEDなどの可視光源、照明、光源、ライト(以下、光源104という)を具備する。まず、送信装置2001(つまり、「LEDなどの可視光源、照明、光源、ライトに関連する部分」)の動作について説明する。
送信装置2001において、送信部102は、SSIDに関する情報1001-1、暗号鍵に関する情報1001-2、データ1002を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号103を生成し、変調信号103を出力する。そして、変調信号103は、例えば、光源104から送信される。
次に、SSIDに関する情報1001-1、および、暗号鍵に関する情報1001-2について説明する。
まず、SSIDに関する情報1001-1について説明する。
SSIDに関する情報1001-1は、図25における基地局2000の、電波を用いる無線装置2002のSSIDを示す情報である。つまり、送信装置2001は、端末1050に対して安全な無線によるアクセス先である無線装置2002へのアクセスを提供することができる。これにより、図25の端末1050が、無線装置2002から、情報を安全に入手することができる。
一方、送信装置2001は、無線装置2002に対してアクセスする端末を、送信装置2001が送信(照射)した光信号を受信可能な空間に位置する端末に制限することができる。
なお、端末1050は、予め定められた方式で送信された光信号を受信した場合に、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであると判別してもよい。また、端末1050は、通知されたSSIDが安全であるか否かを判別する処理を別途行ってもよい。例えば、送信装置2001が所定の識別子を光信号に含めて送信し、端末1050は、受信した識別子に基づいて、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであるか否かを判断してもよい。
なお、図25では、基地局2000のみを示しているが、例えば、基地局2000以外の基地局(または、AP)が存在する場合も、端末1050は、送信装置2001から取得したSSIDおよび暗号鍵を用いて基地局2000の無線装置2002にアクセスし、情報を入手することになる。
次に、暗号鍵に関する情報1001-2について説明する。
暗号鍵に関する情報1001-2は、端末1050が無線装置2002と通信を行うために必要となる暗号鍵に関する情報である。端末1050は、送信装置2001から、暗号鍵に関する情報1001-2を得ることで、無線装置2002との間で暗号化された通信を行うことが可能となる。
以上、SSIDに関する情報1001-1、および、暗号鍵に関する情報1001-2について説明した。
図25の端末1050は、送信装置2001が送信した変調信号を受信する。なお、図25の端末1050において、図6の端末150、図15の端末1050と同様に動作する構成要素については、同一の番号を付している。
端末1050が具備する受光部151は、例えば、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサである。受光部151は、送信装置2001から送信された変調信号を含む光を受光し、受信信号152を出力する。
そして、受信部153は、受光部151で受信した受信信号152を入力とし、受信信号152に含まれる変調信号に対して復調・誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データから、例えば、接続先となる基地局2000の無線装置2002のSSIDの情報1051、および、接続先となる基地局2000の無線装置2002と通信を行うための暗号鍵の情報1052を出力する。例えば、無線LAN(Local Area Network)では、暗号化の方式として、WEP(Wired Equivalent Privacy)、WPA(Wi-Fi Protected Access)、WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)(PSK(Pre-Shared Key)モード、EAP(Extended Authentication Protocol)モード)がある。なお、暗号化方法はこれに限ったものではない。
表示部157は、SSIDの情報1051、暗号鍵の情報1052を入力とし、例えば、端末1050が具備する無線装置453がアクセスする通信相手のSSID、および、暗号鍵を表示する(この表示を本実施の形態における「第1の表示」と呼ぶ)。
例えば、第1の表示後、無線装置453は、SSIDの情報1051、および、暗号鍵の情報1052を入力とし、基地局2000の無線装置2002との接続を確立する(例えば、接続は電波を利用するものとする)。このとき、基地局2000の無線装置2002も、端末1050が具備する無線装置453と通信を行う場合、変調信号を、例えば電波を用いて送信する。
その後、無線装置453は、データ1053、および、制御信号1054を入力とし、制御信号1054に示される制御に従って、データ1053に対して変調を施し、変調信号を電波により送信する。
そして、例えば、基地局2000の無線装置2002は、ネットワークに対して、データの送信(471)、およびネットワークからのデータの受信(472)を行う。その後、例えば、基地局2000の無線装置2002は、端末1050に対して、変調信号を電波により送信する。
端末1050が具備する無線装置453は、電波により受信した変調信号に対し、復調、誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ1056を取得する。表示部157は、受信データ1056に基づいて表示を行う。
本実施の形態における基地局2000の送信装置2001が送信する変調信号のフレーム構成は、実施の形態4で説明した図16のフレーム構成と同様である。すなわち、図16において、SSIDに関するシンボル600-1は、図25のSSIDに関する情報1001-1を送信するためのシンボルであり、暗号鍵に関するシンボル1101は、図25の暗号鍵に関する情報1001-2を送信するためのシンボルである。データシンボル1102は、図25のデータ1002を送信するためのシンボルである。
図16に示すように、基地局2000の送信装置2001は、プリアンブル201、制御情報シンボル202、SSIDに関するシンボル600-1、暗号鍵に関するシンボル1101、データシンボル1102を送信する。なお、基地局2000の送信装置2001は、図16で記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は図16の構成に限ったものではない。
本実施の形態における端末1050が具備する無線装置453が送信する変調信号のフレーム構成は、実施の形態4で説明した図17のフレーム構成と同様である。すなわち、図17に示すように、図25の端末1050が具備する無線装置453は、例えば、プリアンブル1201を送信し、その後、制御情報シンボル1202、情報シンボル1203を送信する。
このとき、プリアンブル1201は、無線装置453が送信する変調信号を受信する基地局2000の無線装置2002が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うために用いるシンボルである。
制御情報シンボル1202は、例えば、端末1050が変調信号を生成するのに使用した誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含むシンボルである。基地局2000の無線装置2002は、制御情報シンボル1202に含まれる情報に基づいて、変調信号の復調などを実施する。
情報シンボル1203は、端末1050の無線装置453がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、端末1050の無線装置453は、図17に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。例えば、無線装置453は、情報シンボル1203の途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図17の構成に限ったものではない。また、図17において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい。つまり、図17において、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
本実施の形態における無線装置2002が送信する変調信号のフレーム構成は、実施の形態3で説明した図12のフレーム構成と同様である。すなわち、図12に示すように、無線装置2002は、例えば、プリアンブル701を送信し、その後、制御情報シンボル702、情報シンボル703を送信する。
プリアンブル701は、無線装置2002が送信する変調信号を受信する端末1050の無線装置453が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うためのシンボルである。
制御情報シンボル702は、例えば、変調信号を生成するのに使用された、誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含むシンボルである。端末1050の無線装置453は、制御情報シンボル702の情報に基づいて、変調信号の復調などを実施する。
情報シンボル703は、無線装置2002がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、図25に示す基地局2000の無線装置2002は、図12に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。例えば、無線装置2002は、情報シンボル703の途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなどを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図12の構成に限ったものではない。また、図12において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい。つまり、図12において、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
また、例えば、送信装置2001が送信する図16のフレーム構成の変調信号は、規則的なタイミングで、例えば、繰り返し、送信する方法が考えられる。これにより、複数の端末1050が、上述したような動作を実施することができる。
図26は、図25に示す「基地局2000の送信装置2001」、「端末1050」、「基地局2000の無線装置2002」が実施する処理の一例を示すフローチャートである。
まず、送信装置2001は、図16のフレーム構成の変調信号を送信する(ST1301)。
そして、端末1050は、送信装置2001が送信した変調信号を受信し、端末1050がアクセスする基地局2000(無線装置2002)のSSIDを取得する(ST1302)。
併せて、端末1050は、端末1050がアクセスする基地局2000(無線装置2002)との通信に用いる暗号鍵を取得する(ST1303)。
そして、端末1050は、基地局2000の無線装置2002との電波による接続を実施する(ST1304)。端末1050が基地局2000の無線装置2002の応答を受信することにより、端末1050と基地局2000の無線装置2002との接続が完了する(ST1305)。
そして、端末1050は、基地局2000の無線装置2002に対して、接続先の情報を、電波を用いて送信する(ST1306)。
基地局2000の無線装置2002は、ネットワークから、端末1050に送信するための情報を入手する(ST1307)。
そして、基地局2000の無線装置2002は、入手した情報を端末1050に、電波を用いて送信し、端末1050は情報を得る(ST1308)。端末1050は、例えば、必要なとき、基地局2000の無線装置2002を介して、ネットワークから必要な情報を取得する。
以上のように、基地局2000の送信装置2001から送信されたSSIDの情報、暗号鍵の情報に基づいて、端末1050は、基地局2000の無線装置2002と接続し、情報を取得することで、安全性の保証された基地局2000を介して情報を安全に入手することができる。なぜなら、端末1050が可視光の変調信号から情報を得た場合、可視光であるが故に情報元が安全かどうかの判断をユーザが行いやすいからである。これに対して、例えば、SSIDを無線LANが送信した電波の変調信号から取得した場合、ユーザは電波を送信した機器の判別が難しい。このため、情報の安全性の確保という点では、可視光通信は、無線LAN通信と比較して、SSIDを取得することに適している。
なお、本実施の形態では、送信装置2001が、暗号鍵の情報を送信する場合を説明した。しかし、例えば、基地局2000の無線装置2002が暗号鍵を用いた暗号化された通信を行っていない場合、送信装置2001は、暗号鍵の情報を送信せず、SSIDに関する情報のみを送信してもよい。この場合、送信装置2001の構成のうち、暗号鍵に関する構成を削除するだけで、同様に実施することができる。
また、図25のように、基地局2000の無線装置2002のSSIDおよび暗号鍵を書き換え可能な構成をとってもよい。例えば、図25では、無線装置2002には、SSIDに関する情報1001-1、暗号鍵に関する情報1001-2が入力される。基地局2000の無線装置2002は、入力されたSSIDに関する情報1001-1、暗号鍵に関する情報1001-2により、SSIDと暗号鍵を書き換える。このようにすると、端末1050と基地局2000の無線装置2002との通信の安全性がさらに確保されることになる。なお、図25では、基地局2000の無線装置2002がSSID及び暗号鍵の書き換え機能を有しているが、SSID及び暗号鍵の双方又は何れか一方の書き換え機能がない構成であってもよい。
また、送信装置の構成は図25に示す送信装置2001の構成に限ったものではなく、端末の構成は、図25に示す端末1050の構成に限ったものではなく、無線装置の接続先、構成は、図25に示す無線装置2002の接続先、構成に限ったものではない。
また、図25において、基地局2000が1つ配置されている場合について記載しているが、端末1050がアクセス可能な(安全な)基地局(または、AP)2000の無線装置2002が複数存在していてもよい。なお、これらの複数の基地局2000の無線装置2002と端末1050は、電波を用いて、変調信号の送受信を行うことになる。このとき、図25の送信装置2001が送信するSSIDに関するシンボルには、これらの複数の基地局2000の無線装置2002のそれぞれのSSIDの情報が含まれていてもよい。また、図25の送信装置2001が送信する暗号鍵に関するシンボルには、これらの複数の基地局2000の無線装置2002のそれぞれと接続するために用いる暗号鍵の情報が含まれていてもよい。そして、図25の端末1050は、複数の基地局2000の無線装置2002のSSIDの情報、暗号鍵の情報に基づいて、(例えば、電波による)無線接続する基地局2000の無線装置2002を選択してもよい(または、複数の基地局の無線装置と接続してもよい)。
例えば、無線装置2002を具備する基地局2000が3つあるとする。ここでは、3つの基地局2000の無線装置2002をそれぞれ無線装置#A、無線装置#B、無線装置#Cと呼ぶ。また、無線装置#AのSSIDを「abcdef」とし、無線装置#BのSSIDを「ghijk」とし、無線装置#CのSSIDを「pqrstu」とする。また、無線装置#Aと接続するための暗号鍵を「123」とし、無線装置#Bと接続するための無線装置を「456」とし、無線装置#Cと接続するための暗号鍵を「789」とする。
この場合、送信装置2001が送信する変調信号の図16のフレーム構成におけるSSIDに関するシンボル600-1は、「無線装置#AのSSIDを「abcdef」」、「無線装置#BのSSIDを「ghijk」」、「無線装置#CのSSIDを「pqrstu」」とする情報を含んでいる。また、図16のフレーム構成における暗号鍵に関するシンボル1101は、「無線装置#Aと接続するための暗号鍵を「123」」、「無線装置#Bと接続するための暗号鍵を「456」」、「無線装置#Cと接続するための暗号鍵を「789」」とする情報を含んでいる。
そして、図25の端末1050は、SSIDに関するシンボル600-1を受信し、「無線装置#AのSSIDを「abcdef」」、「無線装置#BのSSIDを「ghijk」」、「無線装置#CのSSIDを「pqrstu」」の情報を得る。また、端末1050は、暗号鍵に関するシンボル1101を受信し、「無線装置#Aと接続するための暗号鍵を「123」」、「無線装置#Bと接続するための暗号鍵を「456」」、「無線装置#Cと接続するための暗号鍵を「789」」に関する情報を得る。そして、端末1050は、これらの情報に基づいて、(例えば、電波による)無線接続する基地局を選択し、接続する。
また、本実施の形態のように、LEDを例とする光源を利用して、端末1050がアクセスする基地局2000の無線装置2002を設定することで、端末1050が送信する無線のための変調信号に、端末1050と基地局2000との無線通信の接続のための手続きを行う特別な設定のためのモードが不要となる。また、基地局2000が送信する変調信号に、端末1050と基地局2000との無線通信の接続のための手続きを行う特別な設定のためのモードが不要となる。よって、本実施の形態では、無線通信のデータ伝送効率を向上させることができる。
また、暗号鍵は、上述したように、無線LANのSSIDのための暗号鍵であってもよく、接続形態、サービス形態、ネットワークの接続範囲などを制限するための暗号鍵であってもよい。つまり、何らかの制限のために暗号鍵が導入されればよい。
(実施の形態7)
図27は、本実施の形態における通信システムの構成の一例を示す図である。
図27の通信システムは、機器1000、端末1050、端末1050と通信を行う基地局(またはAP)470-1(基地局#1)、基地局(またはAP)470-2(基地局#2)、基地局(またはAP)470-3(基地局#3)を含む。なお、図27において、図6、図9、図15と同様に動作するものについては同一番号を付している。
機器1000は、例えば、LEDなどの可視光、照明、光源、ライト(光源104)を具備する。なお、以下では、機器1000を本実施の形態における「第5の機器」と呼ぶ。また、図27の無線装置453と基地局470-1(基地局#1)の通信、無線装置453と基地局470-2(基地局#2)の通信、無線装置453と基地局470-3(基地局#3)の通信は、例えば、電波を用いるものとする。
図27の第5の機器1000において、送信部102は、SSIDに関する情報1001-1、暗号鍵に関する情報1001-2、データ1002を入力とし、これらの入力信号に基づいて、(光)変調信号103を生成し、変調信号103を出力する。そして、変調信号103は、例えば、光源104から送信される。
次に、SSIDに関する情報1001-1、および、暗号鍵に関する情報1001-2について説明する。
まず、SSIDに関する情報1001-1について説明する。
SSIDに関する情報1001-1は、例えば、図27における基地局470-1(基地局#1)のSSIDを示す情報、基地局470-2(基地局#2)のSSIDを示す情報、および、基地局470-3(基地局#3)のSSIDを示す情報を含む。なお、例として、基地局470-1、470-2、470-3は、変調信号を電波で送信し、電波の変調信号を受信する。つまり、第5の機器1000は、端末1050に対して安全なアクセス先である基地局470-1、470-2、470-3へのアクセスを提供することができる。これにより、図27の端末1050が、基地局470-1、470-2、470-3から、情報を安全に入手することができる。
一方、第5の機器1000は、基地局470-1、470-2、470-3に対してアクセスする端末を、第5の機器1000が送信(照射)した光信号を受信可能な空間に位置する端末に制限することができる。
なお、端末1050は、予め定められた方式で送信された光信号を受信した場合に、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであると判別してもよい。また、端末1050は、通知されたSSIDが安全であるか否かを判別する処理を別途行ってもよい。例えば、第5の機器1000が所定の識別子を光信号に含めて送信し、端末1050は、受信した識別子に基づいて、通知されたSSIDが安全な基地局のSSIDであるか否かを判断してもよい。
なお、図27では、基地局470-1、470-2、470-3を示しているが、例えば、基地局470-1、470-2、470-3以外の基地局(または、AP)が存在してもよい。
次に、暗号鍵に関する情報1001-2について説明する。
暗号鍵に関する情報1001-2は、端末1050が基地局470-1、470-2、470-3と通信を行うために必要となる暗号鍵に関する情報である。端末1050は、第5の機器1000から、暗号鍵に関する情報1001-2を得ることで、「端末1050と基地局470-1との間」、「端末1050と基地局470-2との間」、「端末1050と基地局470-3との間」で、暗号化された通信を行うことが可能となる。
以上、SSIDに関する情報1001-1、および、暗号鍵に関する情報1001-2について説明した。
図27の端末1050は、第5の機器1000が送信した変調信号を受信する。なお、図27の端末1050において、図6の端末150、図9の端末450と同様に動作する構成要素については、同一の番号を付している。
端末1050が具備する受光部151は、例えば、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサなどである。受光部151は、第5の機器1000から送信された変調信号を含む光を受光し、受信信号152を出力する。
そして、受信部153は、受光部151で受信した受信信号152を入力とし、受信信号152に含まれる変調信号に対して復調・誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ154を出力する。
データ解析部155は、受信データ154を入力とし、受信データ154から、例えば、接続先となる基地局470-1、470-2、470-3のSSIDの情報1051、および、接続先となる基地局470-1、470-2、470-3と通信を行うための暗号鍵の情報1052を出力する。例えば、無線LAN(Local Area Network)では、暗号化の方式として、WEP(Wired Equivalent Privacy)、WPA(Wi-Fi Protected Access)、WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)(PSK(Pre-Shared Key)モード、EAP(Extended Authentication Protocol)モード)がある。なお、暗号化方法はこれに限ったものではない。
表示部157は、SSIDの情報1051、暗号鍵の情報1052を入力とし、例えば、端末1050が具備する無線装置453がアクセスする通信相手のSSID、および、暗号鍵を表示する(この表示を本実施の形態における「第1の表示」と呼ぶ)。
例えば、第1の表示後、無線装置453は、SSIDの情報1051、および、暗号鍵の情報1052を入力とし、基地局470-1、470-2、470-3のいずれかとの接続を確立する(例えば、接続は電波を利用するものとする)。このとき、接続された基地局470も、端末1050が具備する無線装置453と通信を行う場合、変調信号を、例えば電波を用いて送信する。
その後、無線装置453は、データ1053、および、制御信号1054を入力とし、制御信号1054に示される制御に従って、データ1053に対して変調を施し、変調信号を電波として送信する。
そして、例えば、接続された基地局470は、ネットワークに対し、データの送信(471-1、471-2、471-3のいずれか)、およびネットワークからのデータの受信(472-1、472-2、472-3のいずれか)を行う。その後、例えば、接続された基地局470は、端末1050に対して、変調信号を電波により送信する。
端末1050が具備する無線装置453は、電波により受信した変調信号に対し、復調、誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ1056を取得する。表示部157は、受信データ1056に基づいて表示を行う。
第5の機器1000が送信する変調信号として、図27の場合、3種類のフレーム構成が存在する。図28は3種類のフレーム構成のうちの1つであるフレーム2300-1(フレーム#1)であり、図29は3種類のフレーム構成のうちの1つであるフレーム2300-2(フレーム構成#2)であり、図30は3種類のフレーム構成のうちの1つであるフレーム2300-3(フレーム構成#3)である。
図28は、第5の機器1000が送信する変調信号のフレーム2300-1(フレーム#1)の構成の例を示している。図28において、横軸は時間である。また、図28において、図2、図16と同様のシンボルについては、同一番号を付しており、説明を省略する。図28のフレーム2300-1(フレーム#1)は、図27の基地局470-1(基地局#1)のSSIDの情報と基地局470-1(基地局#1)の暗号鍵(基地局470-1へアクセスするための暗号鍵)の情報を送信するためのフレームである。
SSIDに関するシンボル2301-1は、図27のSSIDに関する情報1001-1を送信するためのシンボルである。また、SSIDに関するシンボル2301-1は、図27の第5の機器1000が基地局470-1(基地局#1)のSSIDを送信するためのシンボルである。
暗号鍵に関するシンボル2302-1は、図27の暗号鍵に関する情報1001-2を送信するためのシンボルである。また、暗号鍵に関するシンボル2302-1は、図27の第5の機器1000が基地局470-1(基地局#1)の暗号鍵(基地局470-1へアクセスするための暗号鍵)を送信するためのシンボルである。
第5の機器1000は、プリアンブル201、制御情報シンボル202、SSIDに関するシンボル2301-1、暗号鍵に関するシンボル2302-1、データシンボル1102を送信する。なお、第5の機器1000は、図28で記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレーム2300-1(フレーム#1)を送信してもよい。また、シンボルの送信する順番を含め、フレーム2300-1(フレーム#1)の構成は図28の構成に限ったものではない。
図29は、第5の機器1000が送信する変調信号のフレーム2300-2(フレーム#2)の構成の例を示している。図29において、横軸は時間である。また、図29において、図2、図16と同様のシンボルについては、同一番号を付しており、説明は省略する。図29のフレーム2300-2(フレーム#2)は、図27の基地局470-2(基地局#2)のSSIDの情報と基地局470-2(基地局#2)の暗号鍵(基地局470-2へアクセスするための暗号鍵)の情報を送信するためのフレームである。
SSIDに関するシンボル2301-2は、図27のSSIDに関する情報1001-1を送信するためのシンボルである。また、SSIDに関するシンボル2301-2は、図27の第5の機器1000が基地局470-2(基地局#2)のSSIDを送信するためのシンボルである。
暗号鍵に関するシンボル2302-2は、図27の暗号鍵に関する情報1001-2を送信するためのシンボルである。また、暗号鍵に関するシンボル2302-2は、図27の第5の機器1000が基地局470-2(基地局#2)の暗号鍵(基地局470-2へアクセスするための暗号鍵)を送信するためのシンボルである。
第5の機器1000は、プリアンブル201、制御情報シンボル202、SSIDに関するシンボル2301-2、暗号鍵に関するシンボル2302-2、データシンボル1102を送信する。なお、第5の機器1000は、図29で記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレーム2300-2(フレーム#2)を送信してもよい。また、シンボルの送信する順番を含め、フレーム2300-2(フレーム#2)の構成は図29の構成に限ったものではない。
図30は、第5の機器1000が送信する変調信号のフレーム2300-3(フレーム#3)の構成の例を示している。図30において、横軸は時間である。また、図30において、図2、図16と同様のシンボルについては、同一番号を付しており、説明は省略する。図30のフレーム2300-3(フレーム#3)は、図27の基地局470-3(基地局#3)のSSIDの情報と基地局470-3(基地局#3)の暗号鍵(基地局470-3へアクセスするための暗号鍵)の情報を送信するためのフレームである。
SSIDに関するシンボル2301-3は、図27のSSIDに関する情報1001-1を送信するためのシンボルである。また、SSIDに関するシンボル2301-3は、図27の第5の機器1000が基地局470-3(基地局#3)のSSIDを送信するためのシンボルである。
暗号鍵に関するシンボル2302-3は、図27の暗号鍵に関する情報1001-2を送信するためのシンボルである。また、暗号鍵に関するシンボル2302-3は、第5の機器1000が基地局470-3(基地局#3)の暗号鍵(基地局470-3へアクセスするための暗号鍵)を送信するためのシンボルである。
第5の機器1000は、プリアンブル201、制御情報シンボル202、SSIDに関するシンボル2301-3、暗号鍵に関するシンボル2302-3、データシンボル1102を送信する。なお、第5の機器1000は、図30で記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレーム2300-3(フレーム#3)を送信してもよい。また、シンボルの送信する順番を含め、フレーム2300-3(フレーム#3)の構成は図30の構成に限ったものではない。
図31は、第5の機器1000が、「図28のフレーム2300-1(フレーム#1)」、「図29のフレーム2300-2(フレーム#2)」、「図30のフレーム2300-3(フレーム#3)」を送信する際の送信方法の例を示す。図31において、横軸は時間である。
図31において、「フレーム#1群送信」2601-1、2601-2では、図28のフレーム2300-1(フレーム#1)が1つ以上送信される。また、「フレーム#2群送信」2602-1、2602-2では、図29のフレーム2300-2(フレーム#2)が1つ以上送信される。また、「フレーム#3群送信」2603-1、2603-2では、図30のフレーム2300-3(フレーム#3)が1つ以上送信される。
このときの詳しい説明を以下で行う。
まず、「フレーム#1群送信」2601-1、2601-2において図28のフレーム2300-1(フレーム#1)が1つ以上送信される点について説明する。
例えば、受光部151において、CMOS、または、有機CMOSなどのイメージセンサを用いた場合、動画または静止画におけるフレーム単位で、受信信号を処理する可能性がある。なお、例えば、動画において、「4K 30p」と記載されていた場合、1フレームの画素数が3840×2160であり、1秒間のフレーム数が30であることを意味している。
したがって、第5の機器1000が、1フレーム内に「図28のフレーム2300-1(フレーム#1)」、「図29のフレーム2300-2(フレーム#2)」、「図30のフレーム2300-3(フレーム#3)」が存在するような構成の変調信号を送信すると、図27の端末1050は、複数の基地局470-1、470-2、470-3から、アクセスする基地局470の選択が難しくなる。
そこで、本実施の形態では、図31に示すようなフレーム構成を提案する。
<第1-1の方法>
第1-1の方法として、「フレーム#1群送信」2601-1、2601-2の各々に、図28のフレーム2300-1(フレーム#1)を複数含めることで、「フレーム#1群送信」2601-1、2601-2の各々が占める時間区間が、動画または静止画におけるフレームよりも長い時間になるようにする。
こうすることで、端末1050が、第5の機器1000より、動画または静止画における1フレーム内に「図28のフレーム2300-1(フレーム#1)」、「図29のフレーム2300-2(フレーム#2)」、「図30のフレーム2300-3(フレーム#3)」、つまり、異なるSSID、暗号鍵を含む変調信号を受信することを防ぐことができる。よって、図27の端末1050は、複数の基地局470-1、470-2、470-3から、アクセスする基地局470を容易に選択することができる。
<第2-1の方法>
第2-1の方法として、図28のフレーム2300-1(フレーム#1)が占める時間区間を、動画または静止画におけるフレームよりも長い時間になるようにする。
例えば、図28におけるSSIDに関するシンボル2301-1には、「基地局#1のSSIDの情報」が複数含まれており(つまり、「基地局#1のSSIDの情報」が繰り返し含まれている)、暗号鍵に関するシンボル2302-1には、「基地局#1の暗号鍵の情報(基地局#1と接続するための暗号鍵の情報)」が複数含まれている(つまり、「基地局#1の暗号鍵の情報(基地局#1と接続するための暗号鍵の情報)」が繰り返し含まれている)構成でもよい。
こうすることで、端末1050が、第5の機器1000より、動画または静止画における1フレーム内に「図28の2300-1のフレーム#1」、「図29の2300-2のフレーム#2」、「図30の2300-3のフレーム#3」、つまり、異なるSSID、暗号鍵を含む変調信号を受信することを防ぐことができる。よって、端末1050は、複数の基地局470-1、470-2、470-3から、アクセスする基地局470を容易に選択することができる。
同様に考えると、「フレーム#2群送信」2602-1、2602-2は、以下のような構成であるとよい。
<第1-2の方法>
第1-2の方法として、「フレーム#2群送信」2602-1、2602-2の各々に、図29のフレーム2300-2(フレーム#2)を複数含めることで、「フレーム#2群送信」が占める時間区間が、動画または静止画におけるフレームよりも長い時間になるようにする。
<第2-2の方法>
第2-2の方法として、図29のフレーム2300-2(フレーム#2)が占める時間区間が、動画または静止画におけるフレームよりも長い時間になるようにする。
例えば、図29におけるSSIDに関するシンボル2301-2には、「基地局#2のSSIDの情報」が複数含まれており(つまり、「基地局#2のSSIDの情報」が繰り返し含まれている)、暗号鍵に関するシンボル2302-2には、「基地局#2の暗号鍵の情報(基地局#2と接続するための暗号鍵の情報)」が複数含まれている(つまり、「基地局#2の暗号鍵の情報(基地局#2と接続するための暗号鍵の情報)」が繰り返し含まれている)構成でもよい。
同様に考えると、「フレーム#3群送信」2603-1、2603-2は、以下のような構成であるとよい。
<第1-3の方法>
第1-3の方法として、「フレーム#3群送信」2603-1、2603-2の各々に、図30のフレーム2300-3(フレーム#3)を複数含めることで、「フレーム#3群送信」が占める時間区間が、動画または静止画におけるフレームよりも長い時間になるようにする。
<第2-3の方法>
第2-3の方法として、図30のフレーム2300-3(フレーム#3)が占める時間区間が、動画または静止画におけるフレームよりも長い時間になるようにする。
例えば、図30におけるSSIDに関するシンボル2301-3には、「基地局#3のSSIDの情報」が複数含まれており(つまり、「基地局#3のSSIDの情報」が繰り返し含まれている)、暗号鍵に関するシンボル2302-3には、「基地局#3の暗号鍵の情報(基地局#3と接続するための暗号鍵の情報)」が複数含まれている(つまり、「基地局#3の暗号鍵の情報(基地局#3と接続するための暗号鍵の情報)」が繰り返し含まれている)構成でもよい。
次に、図28から図31のように第5の機器1000がフレームを送信した場合の効果について説明する。
一例として、図32における2700のエリアについて考える。図32では、「○」2701-1、2701-2、2701-3、2701-4、2701-5、2701-6、2701-7、2701-8、2701-8、2701-9、2701-10の位置に、第5の機器1000が配置される。また、「◎」2702-1の位置に基地局470-1(基地局#1)が配置され、「◎」2702-2の位置に基地局470-2(基地局#2)が配置され、「◎」2702-3の位置に基地局470-3(基地局#3)が配置される。
そして、例えば、エリア2703の内側に、端末1050の構成と同様の構成を具備する端末(以下、単に端末1050と表す)が99台存在するものとする。
このとき、例えば、「○」2701-5、2701-10の位置に配置された第5の機器1000がともに、基地局470-3(基地局#3)のSSIDの情報を送信し、基地局470-3(基地局#3)にアクセスするための暗号鍵の情報を送信する。これは、「○」2701-5、2701-10の位置から最も近い基地局が基地局470-3(基地局#3)であるからである。
この場合、99台の全ての端末1050は、基地局470-3(基地局#3)にアクセスすることになる。すると、アクセス集中により、基地局470-3(基地局#3)にアクセス困難な端末1050が存在する可能性が高くなってしまう。
この点を考慮すると、99台の端末1050が、基地局470-1(基地局#1)(「◎」2702-1の位置)、基地局470-2(基地局#2)([◎]2702-2の位置)、基地局470-3(基地局#3)([◎]2702-3の位置)にできる限り均等にアクセスするような制御を行うことで、上述したような、基地局470にアクセス困難な端末1050の存在を低減することができる。
例えば、99台の端末1050が第5の機器1000にアクセスするタイミングは一般的には異なることになるので、本実施の形態のように、第5の機器1000が、図28から図31のようにフレームを送信した場合、99台の端末1050は、各々が第5の機器1000にアクセスするタイミングに応じて、基地局470-1、470-2、470-3の何れか1つのSSIDおよび暗号鍵を取得することになる。これにより、「99台の端末1050が、基地局470-1、470-2、470-3にできる限り均等にアクセスするような制御を行う」ことになる。したがって、上述したような、基地局470にアクセス困難な端末1050の存在を低減することができる。
なお、図31では、第5の機器1000が、「図28のフレーム2300-1(フレーム#1)」、「図29のフレーム2300-2(フレーム#2)」、「図30のフレーム2300-3(フレーム#3)」を送信する際の送信方法の例を示している。しかし、第5の機器100が「図28のフレーム2300-1(フレーム#1)」、「図29のフレーム2300-2(フレーム#2)」、「図30のフレーム2300-3(フレーム#3)」を送信する際の送信方法はこれに限ったものではない。
例えば、図31では、第5の機器1000が「フレーム#1群送信」、「フレーム#2群送信」、「フレーム#3群送信」の順に繰り返し送信する構成を示しているが、「フレーム#1群送信」、「フレーム#2群送信」、「フレーム#3群送信」は、図31のような順番で送信する必要はない。または、例えば、第5の機器1000が「フレーム群1送信」、「フレーム群#2送信」、「フレーム群#3送信」を時間的にランダムに送信してもよいし、「フレーム群1送信」、「フレーム群#2送信」、「フレーム群#3送信」の送信の順番を、図31とは異なる規則的な順番で送信してもよい。少なくとも、第5の機器1000が「フレーム#1群送信」、「フレーム#2群送信」、「フレーム#3群送信」を送信していればよい。
また、図31では、第5の機器1000が「フレーム#1群送信」、「フレーム#2群送信」、「フレーム#3群送信」を連続的に送信しているが、必ずしも連続的に送信しなくてもよい。例えば、図31において、フレーム#1群2601-1とフレーム#2群送信2602-2に時間的な間隔があってもよい。
また、図31では、「フレーム#1群送信」、「フレーム#2群送信」、「フレーム#3群送信」のみで構成しているが、他のシンボル、他のフレームが存在していてもよい。さらに、図31および図27において、基地局470の数を3台としているが、基地局470の数はこれに限ったものではなく、基地局470を2台以上とした場合でも、基地局470が3台の場合と同様に動作することが可能である。したがって、例えば、基地局470がN台(Nは2以上の整数)ある場合、第5の機器1000が図31のような送信を行う場合、「フレーム#k群送信」が存在することになる。なお、kは1以上N以下の整数となる。そして、「フレーム#k群送信」には、SSIDに関するシンボル(基地局#kのSSIDの情報)が含まれており、暗号鍵に関するシンボル(基地局#kのアクセスのための暗号鍵の情報)が含まれていることになる。
図27の端末1050が具備する無線装置453が送信する変調信号のフレーム構成は、実施の形態4で説明した図17のフレーム構成と同様である。すなわち、図17に示すように、図27の端末1050が具備する無線装置453は、例えば、プリアンブル1201を送信し、その後、制御情報シンボル1202、情報シンボル1203を送信する。
プリアンブル1201は、端末1050の無線装置453が送信する変調信号を受信する基地局470-1、470-2、470-3が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うために用いるシンボルである。
制御情報シンボル1202は、例えば、変調信号を生成するのに使用された、誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含むシンボルである。基地局470-1、470-2、470-3は、制御情報シンボル1202に含まれる情報に基づいて、変調信号の復調などを実施する。
情報シンボル1203は、端末1050の無線装置453がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、図27の端末1050の無線装置453は、図17に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい(例えば、情報シンボル1203の途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなど)。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図17の構成に限ったものではない。そして、図17において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい、つまり、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
図27の基地局470-1、470-2、470-3が送信する変調信号のフレーム構成は、実施の形態3で説明した図12のフレーム構成と同様である。すなわち、図12に示すように、基地局470-1、470-2、470-3は、例えば、プリアンブル701を送信し、その後、制御情報シンボル702、情報シンボル703を送信する。
プリアンブル701は、基地局470-1、470-2、470-3が送信する変調信号を受信する端末1050の無線装置453が、例えば、信号検出、時間同期、フレーム同期、周波数同期、周波数オフセット推定などを行うためのシンボルである。
制御情報シンボル702は、例えば、変調信号を生成するのに使用された、誤り訂正符号化方式の方法、変調方式に関する情報、フレーム構成に関する情報、送信方法に関する情報などのデータを含むシンボルである。端末1050の無線装置453は、制御情報シンボル702の情報に基づいて、変調信号の復調などを実施する。
情報シンボル703は、基地局470-1、470-2、470-3がデータを伝送するためのシンボルである。
なお、基地局470-1、470-2、470-3は、図12に記載しているシンボル以外のシンボルを含むフレームを送信してもよい。例えば、基地局470-1、470-2、470-3は、情報シンボル703の途中でパイロットシンボル(リファレンスシンボル)が含まれるフレームなどを送信してもよい。また、シンボルを送信する順番を含め、フレーム構成は、図12の構成に限ったものではない。そして、図12において、周波数軸方向に複数のシンボルが存在していてもよい。つまり、図12において、複数の周波数(複数のキャリア)にシンボルが存在していてもよい。
図33は、「第5の機器1000」、「端末1050」、「基地局#X」が実施する処理の一例を示すフローチャートである。なお、Xは1または2または3となる。
まず、第5の機器1000は、図31のフレーム構成の変調信号を送信する(ST2801)。
そして、端末1050は、第5の機器1000が送信した変調信号を受信し、端末1050がアクセスする基地局を図27の基地局470-1(基地局#1)、基地局470-2(基地局#2)、基地局470-3(基地局#3)から選択する(ST2802)。
以下、この点について説明する。端末1050は、基地局470の何れかとアクセスするために、第5の機器1000が送信した変調信号を受信する。このとき、端末1050は、例えば、動画または静止画のある1フレームにおいて、図31における「フレーム#1群送信」、「フレーム#2群送信」、「フレーム#3群送信」のいずれかを得ることになる。そして、端末1050は、得られた基地局の情報(例えばSSID)から、端末1050がアクセスする基地局470を基地局470-1(基地局#1)、基地局470-2(基地局#2)、基地局470-3(基地局#3)のいずれかに決定する。
次に、端末1050は、第5の機器1000が送信した変調信号を受信し、端末1050がアクセスする基地局#XのSSIDを取得する(ST2803)。
併せて、端末1050は、端末1050がアクセスする基地局#Xとの通信に用いる暗号鍵を取得する(ST2804)。
そして、端末1050は、基地局#Xとの電波による接続を実施する(ST2805)。端末1050が基地局#Xの応答を受信することにより、端末1050と基地局#Xとの接続が完了する(ST2806)。
そして、端末1050は、基地局#Xに対し、接続先の情報を、電波を用いて送信する(ST2807)。
基地局#Xは、ネットワークから、端末1050に送信するための情報を入手する(ST2808)。
そして、基地局#Xは、入手した情報を端末1050に、電波を用いて送信し、端末1050は情報を得る(ST2809)。端末1050は、例えば、必要なとき、基地局#Xを介して、ネットワークから必要な情報を取得する。
以上のように、第5の機器1000から送信されたSSIDの情報、暗号鍵の情報に基づいて、端末1050は、基地局470と接続し、情報を取得することで、安全性の保証された基地局470を介して情報を安全に入手することができる。なぜなら、可視光の変調信号から情報を得た場合、可視光であるが故に情報元が安全かどうかの判断をユーザが行いやすいからである。これに対して、例えば、SSIDを無線LANが送信した電波の変調信号から取得した場合、ユーザは電波を送信した機器の判別が難しい。このため、情報の安全性の確保という点では、可視光通信は、無線LAN通信と比較して、SSIDを取得することに適している。
なお、本実施の形態では、第5の機器1000が、暗号鍵の情報を送信する場合について説明した。しかし、例えば、基地局470が暗号鍵を用いた暗号化された通信を行っていない場合、第5の機器1000は、暗号鍵の情報を送信せず、SSIDに関する情報のみを送信してもよい。この場合、上述した構成のうち、暗号鍵に関する構成を削除するだけで、同様に実施することができる。
また、第5の機器の構成は図27に示す第5の機器1000の構成に限ったものではなく、端末の構成は、図27に示す端末1050の構成に限ったものではなく、基地局#1、#2、#3の接続先、構成についても図27に示す基地局470-1、470-2、470-3の接続先、構成に限ったものではない。
また、本実施の形態によれば、あるエリアに端末1050が複数存在していた場合でも、基地局470にアクセス困難な端末1050の存在を低減することができる。
なお、図32において、「○」2701-1、2701-2、2701-3、2701-4、2701-5、2701-6、2701-7、2701-8、2701-8、2701-9、2701-10の位置に配置した第5の機器1000が送信する変調信号のフレーム構成は、全てが図31の構成と同様であってもよく、第5の機器1000が送信する変調信号がそれぞれ異なるフレーム構成であってもよく、同一のフレーム構成の変調信号を送信する第5の機器1000が複数存在していてもよい。
(実施の形態8)
本実施の形態では、上述した光信号を用いた通信方法の適用例の一つとして、光信号を用いた通信方法を画像処理と組み合わせて用いる場合について説明する。本願実施の形態に係る通信システムは、例えば、自動車と自動車との間の通信(車―車間通信)や、道路またはその付近に設置された通信機器と自動車との間の通信(路―車間通信)などに適用することもできる。
まず、本実施の形態における基本構成を簡単に説明する。ただし、この基本構成は自動車に限らず、スマートフォンやノートPCのような携帯端末にも適用可能であり、さらにその他の電子機器に対しても適用可能である。
図34は、本実施の形態における通信装置の一例である通信装置A1000の構成を示すブロック図である。通信装置A1000は、受光装置A1002、制御部A1004、無線装置A1006を備える。
受光装置A1002は、図示しない送信機から照射された光信号A1001の受信および/または静止画像や動画像の撮影をして、受光データA1003を出力する。制御部A1004は、通信装置A1000が備える他の機器の制御や、受光装置A1002から入力される受光データA1003や無線装置A1006から入力される無線受信データに対する処理などを行う。無線装置A1006は、制御部A1004からの制御信号A1005に基づいて、他の通信装置A1100と無線接続して無線通信を行い、無線送信データの送信や無線受信データの受信を行う。無線送信データおよび無線受信データは無線通信データA1008として無線装置A1006と制御部A1004との間で送受信される。制御部A1004は、受光装置A1002の動作を制御するための制御信号A1007を出力し、受光装置A1002は制御信号A1007に基づいて動作の制御を行う。
制御部A1004は、受光装置A1002で生成された受光データA1003に静止画データや動画データを含む場合、静止画データや動画データを用いた画像処理を行ってもよい。制御部A1004が行う画像処理の例の詳細については、後で説明する。
図35は、本実施の形態における通信装置の別の一例である通信装置A2000の構成を示すブロック図である。図35において、図34に示す通信装置A1000と同様の機能を備える構成要素は、図34と同じ符号を付しており、説明を省略する。通信装置A2000は、提示部A2003及び入力部A2004を備える点で、通信装置A1000と異なる。
制御部A1004は、受光データA1003および/または無線受信データやその他の入力された情報、メモリから読みだされた情報などに基づいて画像を生成し、生成された画像を提示情報A2002として、提示部A2003へ出力する。提示情報A2002は、例えば、受光データA1003またはその他のデータに基づいて生成された画像情報や文字情報などを含む情報であり、提示部A2003は、例えば提示情報A2002として得られた画像情報や文字情報から生成された画像信号を表示する液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイなどであるが、これらに限定されない。例えば、提示情報A2002は音声情報であり、提示部A2003は音声情報に従って音声を出力するスピーカーであるとしてもよい。入力部A2004は、ユーザの操作に従って、ユーザが行った操作を示す情報や入力された文字情報等の入力情報A2005を制御部A1004に出力する。入力部A2004は、例えばタッチパネル、物理キー、フローティングタッチディスプレイ、モーションセンサーなどであるがこれらに限定されない。例えば、入力部A2004はマイクであり、入力情報A2005は音声情報であるとしてもよい。
次に、受光装置A1002の詳細な構成について説明する。
図36は、本実施の形態における受光装置A1002の詳細な構成の第1の例である受光装置A3000の構成を示すブロック図である。
受光装置A3000は、受光部A3001および受光信号処理部A3003を備える。受光部A3001は、例えば図6の受光部151と同様の構成であり、外部から入射した光を受光し、受信信号A3002を出力する。受光信号処理部A3003は、受信信号A3002に対して所定の処理を施して得られる信号を受光データA1003として送出する。
受光信号処理部A3003が、受信信号A3002に対して施す所定の処理は、一例では、受信信号A3002に含まれる変調信号の成分に対する復調、誤り訂正復号などの処理を含み、復調して得られた復調データA4002を受光データA1003として出力する。また別の一例では、受光信号処理部A3003は、所定の処理として、CMOSまたは有機CMOSなどのイメージセンサである受光部A3001で取得された受信信号A3002から静止画データまたは動画像データを生成して、生成された静止画データまたは動画像データを受光データA1003として出力する。ここで、静止画データまたは動画像データは画像圧縮方式または動画像圧縮方式を用いて符号化された符号化後のデータであってもよいし、圧縮されていないデータであってもよい。以下で、受光信号処理部A3003の構成例の詳細について説明する。
図37は、受光信号処理部A3003の構成の一例である受光信号処理部A4000の構成を示す。受光信号処理部A4000は、受信処理部A4001を有する。受信処理部A4001は受信信号A3002に対して復調、誤り訂正などの処理を施し、得られた復調データA4002を受光データA1003として出力する。受光信号処理部A4000に入力される受信信号A3002は、例えば、上述したラインスキャンサンプリング、ラインスキャンサンプリングの応用例、フレームによるサンプリング等の光信号の受信用のサンプリング方式を用いてCMOSセンサなどのイメージセンサで取得された信号であってもよいし、フォトダイオードなどの光信号を電気信号に変換可能な、イメージセンサとは異なる素子を用いて、光信号の受信に要求されるサンプリングレートでサンプリングされた信号であってもよい。
図38は、受光信号処理部A3003の構成の別の一例である受光信号処理部A5000の構成を示す。受光信号処理部A5000は、画像データ生成部A5001を有し、光信号の情報を含んだ画像データA5002を、受光データA1003として出力する。すなわち、画像データ生成部A5001は受信信号A3002から静止画データまたは動画データを生成して、生成された静止画データまたは動画データである画像データA5002を受光データA1003として出力する。
以降の説明では、説明を簡単にするため、特に言及しない場合は、画像データA5002が動画データである例について説明する。しかしながら、以降の説明における動画データを静止画データ、または動画データと静止画データの組み合わせに置き換えても同様に実施可能であることは言うまでもない。
受光装置A1002が受光信号処理部A5000を備える場合、受光部A3001はCMOSセンサなどのイメージセンサである。受光装置A1002は、例えば、受光部A3001の動作の制御を行い、図39の第1の期間は光信号の受信用のサンプリング方式を用いて受信信号A3002を取得し、図39の第2の期間は動画撮影用の撮像方式を用いて受信信号A3002を取得する。
以降では、光信号の受信用のサンプリング方式を用いて取得した信号を光通信用の撮像信号と呼び、動画撮影用の撮像方式を用いて取得した信号を動画用の撮像信号と呼ぶ。また、画像データ生成部A5001が光通信用の撮像信号から生成したデータを光通信用の撮像データと呼び、動画用の撮像信号から生成したデータを動画用の撮像データと呼ぶ。
図39は、上述した、一つのイメージセンサを用いて光通信用の撮像信号と動画用の撮像信号の両方を時分割で取得する場合における、イメージセンサの制御方法の一例を示す。受光装置A1002は、図39の第1の期間において、受光部A3001を光信号の受信用のサンプリング方式を用いて光通信用の撮像信号を取得し、第2の期間において、受光部A3001を動画撮影用の撮像方式を用いて動画用の撮像信号を取得する。
ここで、第1の期間及び第2の期間は、例えば、それぞれ動画における1または複数のフレームに相当する期間である。しかしながら、受光装置A1002は、動画におけるフレームと同期しないタイミングで、光信号の受信用のサンプリング方式と動画撮影用の撮像方式とを切り替えてもよい。受光装置A1002は、第1の期間を周期的に配置してもよいし、非周期的に配置してもよい。また、第1の期間を配置する周期などの第1の期間を配置するためのルールは動的に変更されてもよい。
なお、受光装置A1002は、第1の期間を開始する時刻および/または第1の期間を終了する時刻を、外部から入力された信号に基づいて決めてもよい。例えば、受光装置A1002は、制御部A1004から入力された制御信号A1007に基づいて受光部A3001の動作を制御する。このとき、制御部A1004は、通信装置A1000、A2000の外部の送信装置から無線通信、有線通信、光通信などの通信方式を用いて受信した信号や、通信装置A1000、A2000が備えるイメージセンサなどのセンサから取得されたデータに基づいて、受光部A3001の動作を制御するための制御信号を出力してもよい。
受光部A3001の動作を制御するための制御情報は、例えば、上述した第1の期間と第2の期間を配置するためのルールを指定する信号であってもよいし、通常は動画撮影用の撮像方式を用いて動画用の撮像信号を取得する受光部A3001に対し、一時的または継続的に光信号の受信用のサンプリング方式を用いて光通信用の撮像信号を取得するよう指示する信号であってもよい。なお、具体的な例については、後で説明する。
なお、上記説明では、第1の期間と第2の期間が交互に配置される例について説明したが、イメージセンサの制御方法はこれに限定されない。例えば、第1の期間及び第2の期間において実施される方式のいずれとも異なる撮像方式またはサンプリング方式でCMOSセンサを動作させる第3の期間が配置されていてもよいし、第1の期間と第2の期間の間にイメージセンサの動作を切り替えるための遷移期間が含まれていてもよい。
イメージセンサの制御方法によると、一つのイメージセンサを用いて、光通信用の撮像信号と動画用の撮像信号の両方を時分割の形式で取得することができる。その結果、通信装置が搭載するイメージセンサの数を減らすことができる。
なお、受光装置A1002は、受光部A3001を常に光信号の受信用のサンプリング方式で動作させて、受信信号A3002を取得してもよい。
画像データ生成部A5001は、動画データA5002を生成する際に、受信信号A3002から生成された複数のフレームで構成される動画信号に対して動画像圧縮方式を用いた符号化処理を施してもよい。
例えば、受信信号A3002が光通信用の撮像信号と動画用の撮像信号を含む場合、画像データ生成部A5001は、光通信用の撮像信号から生成された画像(またはフレーム)を除いた、動画用の撮像信号から生成されたフレームに対して動画像圧縮処理を施してもよい。このとき、受光装置A1002は、符号化後の動画データと光通信用の撮像信号から生成された画像データとを、受光データA1003として出力する。
上記説明では、光通信用の撮像信号は画像データとして受光装置A1002から出力されるとしたが、光通信用の撮像信号は光信号を復調できる形式のデータであればどのような形式のデータとして受光装置A1002から出力されてもよい。例えば、各露光ラインに含まれる画素の輝度値を平均または加算した値や、各露光ラインを複数の領域に分割した各領域に含まれる画素の輝度値を平均または加算した値を順に並べたデータであってもよい。
なお、受信信号A3002が光通信用の撮像信号と動画用の撮像信号を含む場合に画像データ生成部A5001が実施し得る動画像符号化処理は、上述した動画像符号化処理に限定されない。例えば、画像データ生成部A5001は、光通信用の撮像信号で構成されるフレームと動画用の撮像信号で構成されるフレームを含む動画に対して、共通の動画像圧縮処理を施して、受光装置A1002は、光通信用の撮像信号と動画用の撮像信号から生成された符号化後の動画データを受光データA1003として出力してもよい。
次に、受光装置A1002が受光信号処理部A5000の構成を備える場合における、制御部A1004の動作について説明する。
受光装置A1002が受光信号処理部A5000の構成を備える場合、受光装置A1002は光通信用の撮像データに対して復調、誤り訂正などの処理を施さない。そのため、制御部A1004は、受光データA1003に含まれる光通信用の撮像データを用いて、光信号に対する復調、誤り訂正などの処理を施し、光信号で伝送されたデータを取得する。
なお、受光データA1003が光通信用の撮像データに加えて動画用の撮像データを含む場合、制御部A1004は、光通信用の撮像データに含まれる光信号に対する復調、誤り訂正の処理に加えて、動画用の撮像データに対してパターン認識などの画像処理を行ってもよいし、さらに、パターン認識などの画像処理の結果に基づいて受光装置A1002や無線装置A1006に対する制御を行ってもよい。
動画用の撮像データを用いた信号処理の一例としては、例えば、人や人の顔などの体の一部を検出する処理、人物を識別する処理、車やドローンなどの対象物を検出する処理、車やドローンなどの対象物を識別する処理、検出された人や対象物の動作や移動を検出する処理、検出された人や対象物を追跡する処理などが挙げられる。これらの処理は、当該信号処理の目的に応じて決められた特徴量を動画用の撮像データから抽出し、抽出された特徴量を用いて行われてもよいし、多層構造のニューラルネットワークを用いて機械学習により作成されたモデルで行われてもよい。なお、多層構造のニューラルネットワークを用いて機械学習により作成されたモデルを利用する場合、動画用の撮像データに対して前処理を行ったうえで、前処理後のデータを多層構造のニューラルネットワークを用いて機械学習により作成されたモデルに入力してもよい。
なお、上記の説明では、制御部A1004が行う信号処理には動画用の撮像データを用いるとしたが、動画用の撮像データに加えて音声データやその他のセンサ等で得られたデータを用いてよいし、動画用の撮像データの代わりに音声データやその他のセンサ等で得られたデータを用いてよい。
また、受光装置A1002が受光信号処理部A5000の構成を備え、受光装置A1002が受光データA1003として符号化後の動画データを出力する場合、制御部A1004は、上記信号処理または信号処理の一部として、受光データA1003に含まれる符号化後の動画データに対して、動画像符号化処理に対応する動画像復号化処理を行ってもよい。
次に、受光信号処理部A3003の構成の例について説明する。
図40は、受光信号処理部A3003の構成の第3の例である受光信号処理部A7000の構成を示す。受光信号処理部A7000は、受信処理部A7001と画像データ生成部A7003とを有する。
受光信号処理部A7000の受信処理部A7001は、図37を用いて説明した受光信号処理部A4000が備える受信処理部A4001と同様の機能を有する。
受光信号処理部A7000の画像データ生成部A7003は、図38を用いて説明した受光信号処理部A5000が備える画像データ生成部A5001と同様の機能を有する。
受光装置A1002が受光信号処理部A7000を備える場合、受光装置A1002は受光部A3001を制御して、動画用の撮像信号と光通信用の撮像信号を受信信号A3002として取得する。受光信号処理部A7000は、動画用の撮像信号を画像データ生成部A7003に入力し、光通信用の撮像信号を受信処理部A7001に入力する。ただし、受光信号処理部A7000は、画像データ生成部A5001に対して、光通信用の撮像信号を入力してもよいことは言うまでもない。
受光信号処理部A7000は、受光データA1003として復調データA7002と動画データA7004とを出力する。
このとき、復調データA7002には、復調されたデータに対応する変調信号が受光された時刻を示す時刻情報などの付加情報、またはメタデータが付加されていてもよい。ここで、復調データA7002に付加される時刻情報は、動画データA7004に付与されている時刻情報との関係を識別できる形式であってもよい。例えば、受光信号処理部A7000は、復調データA7002の時刻情報と動画データA7004の時刻情報とを共通のクロック信号またはタイムラインに基づいて付与してもよいし、復調データA7002の時刻情報に対する動画データA7004の時刻情報のオフセットを示す情報などの復調データA7002の時刻情報と動画データA7004の時刻情報間の関係を示す情報が、復調データA4002の時刻情報または動画データA5002の時刻情報に含まれていてもよい。
また、復調データA7002は、復調されたデータに対応する変調信号を送信した送信装置または光源の画像内における位置を示す位置情報を付加情報、またはメタデータとして含んでいてもよい。
復調データA7002の付加情報は、時刻情報と位置情報の両方を含んでいてもよいし、いずれか一方のみを含んでいてもよい。また、復調データA7002の付加情報は、時刻情報や位置情報以外の、復調されたデータに関連する関連情報を含んでいてもよい。
なお、位置情報は送信装置または光源の画像内における位置を示す情報であるとしたが、別の情報であってもよい。例えば、光信号の検出に用いた画像内の領域を示す情報であってもよいし、3次元空間中の位置を示す情報であってもよい。3次元空間中の位置情報は、例えば、受光装置A1002が撮影している方向と、動画用の撮像データの画像内における位置を示す情報であってもよいし、これらの情報から推定された受光装置または通信装置を中心とする座標系における座標の値や領域を示す情報であってもよい。また、通信装置または受光装置の位置情報を用いて推定した、GPSや3次元地図などで用いられている任意の座標系における座標の値や領域を示す情報であってもよい。また、受光装置A1002が、動画用の撮影データだけでなく、撮影された対象物までの奥行きを示す距離画像データを取得する場合、動画用の撮像データに加えて距離画像データを用いて、3次元空間中の位置を推定してもよい。
距離画像は、例えば、TOF(Time-Of-Flight)方式、ステレオ視差を用いた距離測定方式、LIDER(Laser Imaging Detection and Ranging)方式などを用いて取得することが可能である。
復調データA7002と動画データA7004は、分離された複数のデータストリームまたはデータパケット列として通信装置A1000の制御部A1004または通信装置A2000の制御部A1004に送信されてもよいし、復調データA7002と動画データA7004の両方を格納可能なフォーマットのデータストリームに多重して、一つのデータストリームまたはデータパケット列で通信装置A1000の制御部A1004または通信装置A2000の制御部A1004に送信されてもよい。
図41は、受光装置A1002の構成の第2の例である受光装置A8000の構成を示す。受光装置A8000は、第1の受光部A8001-1、第2の受光部A8001-2、第1の受光信号処理部A8003-1、および第2の受光信号処理部A8003-2を備える。
第1の受光部A8001-1はCCDまたはCMOSまたは有機CMOSなどのイメージセンサであり、第2の受光部A8001-2はCCDまたはCMOSまたは有機CMOSなどのイメージセンサ、またはフォトダイオードなどの光信号を電気信号に変換可能なデバイスである。受光装置A8000は、第1の受光部A8001-1を動画撮影用の撮像方式で動作させて受信信号A8002-1として動画用の撮像信号を取得する。
第2の受光部A8001-2がイメージセンサである場合、受光装置A8000は、第2の受光部A8001-2を光信号の受信用のサンプリング方式で動作させ、受信信号A8002-2として光通信用の撮像信号を取得する。一方、第2の受光部A8001-2がフォトダイオードなどの光信号を電気信号に変換可能なデバイスである場合、受光装置A8000は、第2の受光部A8001-2を用いて光信号の受信に要求されるサンプリングレートでサンプリングされた受信信号A8002-2を取得する。
第1の受光信号処理部A8003-1は、例えば、図38に示す受光信号処理部A5000と同様の機能を有し、動画用の撮像データである画像データA8004-1を受光データA1003として出力する。
第2の受光信号処理部A8003-2は、例えば、図37に示す受光信号処理部A4000と同様の機能を有し、復調データA8004-2を受光データA1003として出力する。なお、第2の受光信号処理部A8003-2は、図38に示す受光信号処理部A5000と同様の機能を有し、光通信用の撮像データである画像データA8004-2を受光データA1003として出力する。
この構成によると、受光装置A8000は、動画用の撮像データである画像データA8004-1と、復調データまたは光通信用の撮像データである画像データA8004-2とを同時に取得することができるため、動画用の撮像データが取得できない期間を発生させることなく、光通信と動画の撮像の両方を行うことができる。
なお、受光装置A8000は、受光部と受光信号処理部の組み合わせを2系統備える場合を例に挙げて説明したが、N(Nは3以上の整数)系統の受光部と受光信号処理部を備えていてもよい。
また、第1の受光部A8001-1および第2の受光部A8001-2は別の素子である必要はなく、例えば、イメージセンサの一部の画素を第1の受光部A8001-1として動画撮影用の撮像方式で動作させて動画の撮影に用い、同じイメージセンサの別の一部の画素を第2の受光部A8001-2として光信号の受信用のサンプリング方式で動作させて光通信に用いてもよい。
同様に、受光装置A8000がN系統以上の受光部と受光信号処理部を備える場合、イメージセンサの第1の領域に含まれる画素を動画撮影用の撮像方式で動作させて動画の撮影に用い、イメージセンサの第2の領域から第Nの領域のそれぞれに含まれる画素を光信号の受信用のサンプリング方式で動作させて光通信に用いてもよい。なお、動画の撮影と光通信とを同時に行わなくてもよい場合は、イメージセンサのいずれの画素も動画撮影用の撮像方式で動作させることなく、イメージセンサの画素を複数の領域に分割し、各領域の画素を光信号の受信用のサンプリング方式で動作させて、複数の光通信を並列に行ってもよい。
なお、イメージセンサを用いて動画撮影または光通信を行う場合、常に全ての画素を動作させておく必要はなく、一時的または継続的に動作させない画素、すなわち光を受光することで蓄積された電荷の読み出しが行われない素子を含んでいてもよい。
次に、図42を用いて、イメージセンサを用いて複数の光信号を同時に受信する場合における、イメージセンサの制御の一例を示す。
図42の(A)は、動画撮影用の撮像方式を用いた場合に撮影可能な撮影範囲に、それぞれ異なる光信号を送信する4つの光源A-Dが含まれる状態を示している。図42の(A)の撮影範囲内の四角形はそれぞれ一つの画素に対応する。
このとき、受光装置A8000は、例えば図42の(B)に示すように光源A-Dのそれぞれが含まれる領域AからDを判定し、領域AからDの領域毎に当該領域に含まれる画素を光信号の受信用のサンプリング方式で動作させて光信号を取得する。
領域毎に光信号の受信用のサンプリングを行う構成の一例として、画素ごとにシャッタ機能を有するイメージセンサにおけるサンプリング方法について説明する。
(領域毎のラインスキャンサンプリングの例)
図42の(C)に示すように領域Aにおいて、垂直方向(列方向)に並んだ4つの画素で1つのラインを構成してラインスキャンサンプリングを行う場合について説明する。このとき、領域Aは5つのラインで構成される。受光装置は、領域Aの5つのラインについてラインごとに露光期間をずらして露光させることで、変調された光信号の輝度または色の変化を取得する。ただし、各領域のサイズ、すなわち各領域に含まれる行方向の画素の数および列方向の画素の数は図42に示した例に限定されるものではなく、いくつであってもよい。また、各光源の画面内での大きさ、位置、互いの位置関係などに応じて、光通信用のサンプリングを行う領域のサイズを変更してもよい。そして、図42の(C)の例では、列方向に並んだ4つの画素で1つのラインを形成しているが、例えば、行方向に並んだ5つの画素で1つのラインを形成し、図42の(C)の場合、行方向の4つのラインがあると考えてもよい。
受光装置は、図42の(C)の領域Aにおいて、領域Aの左端のラインであるLine1の信号を読み出した後、順に直前に読み出したラインの右隣のラインの信号を読み出す。領域Aの右端のラインであるLine5の信号の読み出しが完了すると、左端のラインであるLine1に戻って、ラインごとに信号を読み出す処理を繰り返す。
受光装置は、図42の(B)の領域Bから領域Dのそれぞれにおいても、領域Aと同様の処理で信号を取得することでラインスキャンサンプリングを行う。ここで、受光装置は全ての領域の左端のラインを同じ時間に露光させてもよいし、異なる時間に露光させてもよい。また、イメージセンサ上で同じ列に位置する領域Aのラインと領域Cのラインとを同じ露光期間に露光させ、イメージセンサ上で同じ列に位置する領域Bのラインと領域Dのラインとを同じ露光期間に露光させてもよい。ただし、領域AからDは、同一の露光期間に露光されるラインを含む。
ここでは、垂直方向(列方向)に並んだ複数の画素を1ラインとして同一の期間に露光させ、ラインごとに信号を読み出す場合について説明したが、水平方向(行方向)に並んだ複数の画素を1ラインとしてラインスキャンサンプリングを行ってもよい。
上記説明では、イメージセンサに含まれる少なくとも一つの画素を動画撮影と光通信の両方に用い、当該画素を動画撮影用の撮像方式で信号の取得を行うか、光通信用のサンプリング方式で信号の取得を行うかを切り替える場合について説明したが、イメージセンサを備える受光装置の構成はこれに限定されない。例えば、イメージセンサが動画撮影に用いる画素とは別に光通信に用いる画素を備えていてもよい。
イメージセンサが動画撮影に用いる画素とは別に光通信に用いる画素を備える場合、光通信に用いる画素の形状または大きさは、動画撮影に用いる画素の形状または大きさと異なっていてもよい。
また、動画撮影用の画素を用いた動画の撮影と、光通信用の画素を用いた光通信用のサンプリングとを独立して制御し、一方の処理が不要な状況に置いては、どちらか一方の処理を停止し、当該処理に必要な信号を取得するための回路への電源の供給を部分的、または全て停止して、電力消費を抑制できるようにしてもよい。
以上のように、ラインスキャンサンプリングを行うことで、図42の(A)に示しているように、複数の光源からのそれぞれ異なる変調信号を並列に受信することができるようになるため、データの伝送速度が向上するという効果を得ることができる。
次に、通信装置A1000または通信装置A2000が備える制御部A1004の構成の一例について説明する。
図43は、制御部A1004の物理的構成の一例である制御部A10000を示す図である。制御部A10000は、CPU(Central Processing Unit)A10001及びメモリA10002を備える。メモリA10002は、制御部A1004で実施されるプログラムや、制御部で行われる処理に必要なデータなどを記憶している。CPUA10001は、例えば、メモリA10002から読み出されたプログラムに基づいて処理を行い、制御部A1004としての機能を実現する。また、メモリA10002は、例えば、受信装置で取得された画像データなどのデータの保存や保存されたデータの読み出しを行う。
なお、ここでは、制御部A10000を構成する要素として、CPUとメモリについて説明したが、その他の構成要素を含んでいてもよい。例えば、CPUとは別にGPU(Graphics Processing Unit)を備えていてもよいし、動画像符号化処理や動画像復号化処理、動画用の撮像データに対するパターン認識などの画像処理を行うための回路を備えていてもよい。また、制御部A10000は、例えば無線装置A1006などの制御部A10000と接続される機器との間のデータの転送を制御するI/O(Input/Output)などを含んでいてもよい。
図44は、制御部A1004の構成の第1の例である制御部A11000の構成を示す図である。制御部A11000は、信号処理部A11002、無線制御部A11004および受光装置制御部A11006を有する。
信号処理部A11002は、受光装置A1002から受光データA1003として光通信用の撮像データを含む画像データ、または光信号として復調および誤り訂正を施した復調データを取得する。受光データA1003が光通信用の撮像データを含む画像データの場合、信号処理部A11002は、光通信用の撮像データから変調信号に対応する受信信号を取得して、受信信号に対して復調と誤り訂正の処理を施すことで、復調データを取得する。
無線制御部A11004は、無線装置A1006の動作を制御するための制御信号A1005を無線装置A1006に出力する。無線制御部A11004は無線装置A1006を介して受信した無線受信データを信号処理部A11002に転送し、無線装置A1006を介して他の通信装置に送信する無線送信データを信号処理部A11002から無線装置A1006に転送する。
信号処理部A11002は、受光装置A1002および無線装置A1006を介して取得した光通信の復調データ、動画撮像データ、無線受信データなどの任意のデータを用いて信号処理を行う。信号処理部A11002は、例えば、前述した信号処理の結果に基づいて、無線制御部A11004に対する無線装置A1006の制御の指示や、受光装置制御部A11006に対する受光装置の制御の指示(A11005)を行う。
受光装置制御部A11006は、信号処理部A11002から指示に基づいて受光装置A1002の制御を行う。受光装置A1002に対する制御の一例としては、受光部A3001、A8001-1、A8001-2を動画撮影用の撮像方式を用いて信号の取得を行うか、光信号の受信用のサンプリング方式を用いて信号の取得を行うかの制御や、イメージセンサが備える一部の画素を用いて光信号の受信用のサンプリング方式を用いて信号を取得する場合における、光信号の受信用のサンプリング方式で動作させる画素領域の設定などが挙げられる。ただし、受光装置A1002に対する制御はこれに限定されるものではなく、例えば、受光装置A1002の電源のONとOFFを切り替える制御や、受光装置A1002の内部で行われる受光信号に対する信号処理を切り替える制御などを行ってもよい。また、ここで説明した一部の制御は、受光装置A1002の内部で受光信号に対する信号処理の結果に基づいて自動的に行われていてもよい。
図45は、制御部A1004の構成の第2の例である制御部A12000の構成を示す図である。制御部A12000は、機器制御部A12002を有する点で制御部A11000と異なる。
機器制御部A12002は、信号処理部A11002で取得された動画撮像データや、信号処理部A11002での処理結果を入力(A12001)とし、提示部A2003において表示する画像の生成を行い、生成された画像信号を提示情報A2002として提示部A2003に対して出力する。機器制御部A12002は、入力部A2004に対するユーザの操作に応じて入力部A2004が取得した入力情報A2005を取得し、信号処理部A11002へと転送する。
この構成により、信号処理部A11002は、受光装置A1002および無線装置A1006を介して取得した光通信の復調データ、動画撮像データ、無線受信データに加えて、ユーザの操作に応じて取得された入力情報A2005に基づいて信号処理を行うことができるようになる。信号処理部A11002は、例えば、前述した信号処理の結果に基づいて、無線制御部A11004に対する無線装置A1006の制御の指示や、受光装置制御部A11006に対する受光装置の制御の指示(A11005)、提示部A2003に表示する画像の変更の指示を行う。
以下では、制御部A1004が行う処理の一例として、光信号を受信して得られた復調データと、動画用の撮像データに対してパターン認識などの画像処理を施した結果とに基づいて、無線装置A1006を制御する通信制御方法について説明する。
信号処理部A11002は、受光装置A1002から受光データA1003として動画用の撮像データを取得し、動画用の撮像データに対してパターン認識などの画像処理を施す。無線制御部A11004は、信号処理部A11002における画像処理の結果に基づいて無線装置A1006の制御を行う。
本実施の形態で説明する通信制御方法では、光信号を受信して得られた復調データと、当該光信号の送信に用いられた光源または光信号を送信した送信機の画像上の位置を示す位置情報などの付加情報とを対応づけた、付加情報の付加された復調データを用いる。本実施の形態において、光通信を用いて伝送される情報は何でもよく、特定の情報の伝送に限定されないが、本通信制御方法に関する以下の説明では、一例として、実施の形態3から7で説明した基地局のSSIDなどの他の無線通信装置との接続または通信に必要な情報を含んだ接続情報を光信号で送信する場合について説明する。
信号処理部A11002は、受光装置A1002または信号処理部A11002内部で取得された付加情報の付加された復調データを用いて処理を行う。ここで、復調データは他の無線通信装置に対応する接続情報である。信号処理部A11002は、取得された接続情報が複数ある場合、各接続情報に対応する付加情報と、パターン認識などの画像処理結果を用いて無線装置A1006が実施する通信処理を制御する。
以下では、画像処理の結果に基づく通信制御の第1の例について説明する。
画像処理の結果に基づく通信制御の第1の例において、通信装置A1000、A2000は車、または車に搭載された装置であり、車に搭載されたカメラを受光装置A1002として用いる。図46は、車の前方を撮影するカメラが撮影した画像の一例を模式的に示したものである。図46では、通信装置A1000、A2000に相当する車の前方を走行する3台の他の車A13001、A13002、A13003が写っている。
なお、本実施の形態では、車の前方を撮影するカメラを用いた例について説明するが、車の後方や横方向を撮影するカメラにおいても同様に適用可能であることは言うまでもない。
ここで、他の車A13001、A13002、A13003は、それぞれLEDなどの光源と、当該光源を用いて光信号を送信する送信部102とを備えている。光通信に用いる光源としては、例えばヘッドライトやテールライトなどの車が備える任意の光源を用いることができ、車が備える複数の光源のうちどの光源を光信号の送信に用いるかは光通信の利用形態に応じて任意に設計すればよい。また、車が備える複数の光源を光信号の送信に用いる場合、車は複数の光源のそれぞれに対し、光通信用の送信部を備えていてもよいし、一つの送信部が複数の光源を用いて光信号を送信してもよい。なお、車はヘッドライトやテールライトとは別に、光通信に用いる光源を備えていてもよい。
他の車A13001、A13002、A13003は、光通信用の送信部と光源に加えて、図34や図35で説明した他の通信装置A1100に該当する、無線通信用の通信装置を備えている。なお、自車および他の車A13001、A13002、A13003が、光信号の送信と受信、および無線通信の機能を有する場合、それぞれの車は、通信装置A1000、A2000に光通信用の送信部102と光源104を備えた構成となる。この場合、制御部A1004が送信部102で送信するデータの制御を行ってもよい。
画像処理の結果に基づく通信制御の第1の例では、他の車A13001、A13002、A13003は光通信により各車が備える通信装置に接続するために用いることが可能な情報である接続情報を送信する。以下では、接続情報が、各車が備える通信装置が基地局として動作する場合におけるSSIDと通信に使用している周波数チャネルを示す情報を含んでいる場合について説明する。
なお、上記説明では、接続情報に含まれる通信相手を判定するための識別子としてSSIDを通知する例について説明したが、接続情報に含まれる識別子情報はSSIDに限定されない。例えば、他の通信装置のMAC(Media Access Control)アドレスのような物理アドレスでもよいし、他の通信装置のIP(Internet Protocol)アドレスのような論理アドレスでもよい。なお、識別子情報を通信装置が直接通信を行う他の通信装置の選択に用いるのではなく、インターネットなどのネットワーク経由でアクセスするリソースの選択に用いる場合は、インターネットなどのネットワーク経由で通信を行うサーバのアドレスや、インターネット上のリソースを特定するために用いるURL(Uniform Resource Locator)、URN(Uniform Resource Name)、URI(Uniform Resource Identifier)などであってもよい。接続情報に含まれる識別子情報は、アクセス先となる他の通信端末やインターネット上のリソースを識別できる情報であれば何を用いてもよい。
なお、上記説明では、接続情報が使用している周波数チャネルの情報を通知する場合について説明したが、接続情報は、使用している周波数チャネルの情報を含んでいなくてもよいし、それ以外の情報を含んでいてもよい。接続情報として利用可能な他の情報の例として、暗号鍵に関する情報、対応している物理層の伝送方式の規格の種類、対応しているデータフォーマットや通信プロトコルなどが挙げられる。
図47は、通信装置A1000、A2000の受光装置A1002または制御部A1004において、他の車A13001、A13002、A13003のそれぞれの送信部が光源を用いて送信した光信号を復調して得られた接続情報を模式的に示した図である。通信装置A1000、A2000は、他の車A13001が送信した光信号からSSIDが「XXX」であり、使用している周波数チャネルが「1」であるという接続情報を取得し、他の車A13002が送信した光信号からSSIDが「YYY」であり、使用している周波数チャネルが「3」であるという接続情報を取得し、他の車A13003が送信した光信号からSSIDが「ZZZ」であり、使用している周波数チャネルが「3」であるという接続情報を取得する。
これらの接続情報は、通信装置A1000、A2000が備える無線装置A1006が一定の期間に亘ってキャリアセンスを行い、複数の他の通信装置のそれぞれから送信された信号を受信することで取得できる情報で代替できるものもある。しかしながら、通信装置A1000、A2000は、それらの信号が周辺に存在する複数の他の通信装置のうち、どの他の通信装置から送信された信号であるかを識別することは困難であり、実際に通信を行いたい他の通信装置とは異なる通信装置と接続して通信を行う可能性がある。
そこで、画像処理の結果に基づく通信制御の第1の例では、通信装置A1000、A2000の制御部A1004が、受光装置A1002で撮影された動画用の撮像データに対して画像処理を施して、例えば図46の画像から他の車A13001、A13002、A13003のそれぞれを検出する。このとき、制御部A1004は、受信された3つの光信号の光源の位置に基づいて、画像から検出された他の車A13001、A13002、A13003のそれぞれと、光通信で受信された3つの接続情報とを対応付ける。これにより、画像から検出された3台の車のそれぞれと無線通信を行う場合に利用する接続情報を特定することができる。
次に、制御部A1004は、画像から他の車A13001、A13002、A13003の相互の位置関係や、それぞれの車と自車との位置関係などを判定し、無線通信を行う対象を選択する。制御部A1004は、例えば、自車との距離が最も近い他の車A13003を通信対象として選択してもよい。また、制御部A1004は、車ごとに走行している車線を判定して、自車が走行中の車線を走行している車のうち、画像中で最も前の位置を走行している他の車A13001を通信相手として選択してもよい。
この構成によると、無線通信におけるSSIDやアドレスなどの識別子のような、無線通信のみでは実空間中の装置との対応付けの困難な情報と、イメージセンサで取得された画像などのセンサで得られたセンシングデータからパターン認識などの信号処理で検出された物体との対応付けを行うことができる。その結果、例えば、運転支援を含む自動運転の制御などの目的で、周囲の環境や周囲の車の動きなどの情報を取得する場合に、情報の取得先として適切な通信相手への接続を容易にすることを促進する。
次に、画像処理の結果に基づく通信制御の第2の例について説明する。
画像処理の結果に基づく通信制御の第2の例において、通信装置A1000、A2000または通信装置A1000、A2000を備える自車の構成および他の車A13001、A13002の構成は、画像処理の結果に基づく通信制御の第1の例と同じである。画像処理の結果に基づく通信制御の第2の例では、他の車A13003の代わりに光信号を送信する機能を有していない他の車A15003が走行している点で、画像処理の結果に基づく通信制御の第1の例と異なる。
図48は、画像処理の結果に基づく通信制御の第2の例における、車の前方を撮影するカメラが撮影した画像の一例を模式的に示した図である。図48では、通信装置A1000、A2000に相当する車の前方を走行する3台の他の車A13001、A13002、A15003が写っている。
図49は、通信装置A1000、A2000の受光装置A1002または制御部A1004において、他の車A13001、A13002のそれぞれの送信部が光源を用いて送信した光信号を復調して得られた接続情報を模式的に示した図である。通信装置A1000、A2000は、他の車A13001が送信した光信号からSSIDが「XXX」であり、使用している周波数チャネルが「1」であるという接続情報を取得し、他の車A13002が送信した光信号からSSIDが「YYY」であり、使用している周波数チャネルが「3」であるという接続情報を取得する。このとき、他の車A15003は、光信号を送信する機能を有していないため、通信装置A1000、A2000は、他の車A15003に関する接続情報を取得できない。
画像処理の結果に基づく通信制御の第2の例では、通信装置A1000、A2000の制御部A1004が、受光装置A1002で撮影された動画用の撮像データに対して画像処理を施して、例えば図48の画像から他の車A13001、A13002、A15003のそれぞれを検出する。このとき、制御部A1004は、受信された2つの光信号の光源の位置に基づいて、画像から検出された他の車A13001、A13002、A15003のうち、他の車A13001、A13002に対して光通信で受信された2つの接続情報を対応付ける。これにより、画像から検出された他の車A13001、A13002と無線通信を行う場合に利用する接続情報を特定することができるとともに、SSIDが「XXX」または「YYY」の基地局または通信装置は他の車A15003と通信を行うために用いるSSIDではないことを特定することができる。
まず、他の車A15003が、光信号を送信する機能は有していないが、「PPP」というSSIDを用いて無線通信を行う機能は有している場合について説明する。
このとき、無線装置A1006は、キャリアセンスを行うことで通信可能な距離にある車に搭載された他の通信装置のSSIDとして、「XXX」、「YYY」、「PPP」の3つのSSIDを検出し、制御部A1004は、光信号として受信された接続情報に含まれるSSIDである「XXX」、「YYY」とは異なる、「PPP」を他の車A15003と通信を行うために用いるSSIDと判断して、他の車A15003とSSID「PPP」を対応付ける。
制御部A1004は、画像から他の車A13001、A13002、A15003の相互の位置関係や、それぞれの車と自車との位置関係などを判定し、無線通信を行う対象を選択する。制御部A1004は、例えば、自車との距離が最も近い他の車A15003を通信対象として選択してもよい。また、制御部A1004は、車ごとに走行している車線を判定して、自車が走行中の車線を走行している車のうち、画像中で最も前の位置を走行している他の車A13001を通信相手として選択してもよい。
この構成によると、無線通信におけるSSIDやアドレスなどの識別子のような、無線通信のみでは実空間中の装置との対応付けの困難な情報と、イメージセンサで取得された画像などのセンサで得られたセンシングデータからパターン認識などの信号処理で検出された物体との対応付けを行うことができる。その結果、例えば、運転支援を含む自動運転の制御などの目的で、周囲の環境や周囲の車の動きなどの情報を取得する場合に、情報の取得先として適切な通信相手への接続を容易にすることを促進する。
次に、他の車A15003が、光信号を送信する機能と無線通信を行う機能の両方を有していない場合について説明する。
このとき、無線装置A1006は、キャリアセンスを行うことで通信可能な距離にある車に搭載された他の通信装置のSSIDとして、「XXX」、「YYY」の2つのSSIDを検出する。制御部A1004は、光信号として受信された接続情報に含まれるSSIDである「XXX」、「YYY」とは異なるSSIDが車に搭載された他の通信装置のSSIDとして検出されないため、他の車A15003は無線通信を行う機能は有さない、または無線通信を行える関係にはないと判断する。
制御部A1004は、画像から他の車A13001、A13002、A15003の相互の位置関係や、それぞれの車と自車との位置関係などを判定し、無線通信を行う対象として他の車A13001または他の車A13002のいずれかを選択する。制御部A1004は、例えば、自車との距離が最も近い通信可能な他の車A13002を通信対象として選択してもよい。また、制御部A1004は、車ごとに走行している車線を判定して、自車が走行中の車線を走行している車のうち、画像中で最も前の位置を走行している他の車A13001を通信相手として選択してもよい。
この構成によると、無線通信におけるSSIDやアドレスなどの識別子のような、無線通信のみでは実空間中の装置との対応付けの困難な情報と、イメージセンサで取得された画像などのセンサで得られたセンシングデータからパターン認識などの信号処理で検出された物体との対応付けを行うことができる。その結果、例えば、直前を走行している他の車A15003とは通信により情報を取得できないことを判断でき、例えば、運転支援を含む自動運転の制御を行う場合において、通信可能な他の車A13001や他の車A13002を他の車A15003と誤認することを防止して、適切な自動運転の制御の提供を促進することができる。
次に、画像処理の結果に基づく通信制御の第3の例について説明する。
画像処理の結果に基づく通信制御の第3の例において、通信装置A1000、A2000または通信装置A1000、A2000を備える自車の構成および他の車A13002、A13003の構成は、画像処理の結果に基づく通信制御の第1の例と同じである。画像処理の結果に基づく通信制御の第3の例では、他の車A13001の代わりに警察車両A17001が走行している点で、画像処理の結果に基づく通信制御の第1の例と異なる。警察車両A17001は、警察車両である点で他の車A13001と異なるが、他の車A13001と同様の構成を備え、光信号の送信と無線通信の機能を有している。
図50は、画像処理の結果に基づく通信制御の第3の例における、車の前方を撮影するカメラが撮影した画像の一例を模式的に示した図である。図50では、通信装置A1000、A2000に相当する車の前方を走行する他の車A13002、A13003と警察車両A17001が写っている。
図51は、通信装置A1000、A2000の受光装置A1002または制御部A1004において、他の車A17001、A13002、A13003のそれぞれの送信部が光源を用いて送信した光信号を復調して得られた接続情報を模式的に示した図である。通信装置A1000、A2000は、警察車両A17001が送信した光信号からSSIDが「QQQ」であり、使用している周波数チャネルが「1」であるという接続情報を取得し、他の車A13002が送信した光信号からSSIDが「YYY」であり、使用している周波数チャネルが「3」であるという接続情報を取得し、他の車A13003が送信した光信号からSSIDが「ZZZ」であり、使用している周波数チャネルが「3」であるという接続情報を取得する。
画像処理の結果に基づく通信制御の第3の例では、通信装置A1000、A2000の制御部A1004が、受光装置A1002で撮影された動画用の撮像データに対して画像処理を施して、例えば図50の画像から警察車両A17001と他の車A13002、A13003のそれぞれを検出する。このとき、制御部A1004は、受信された3つの光信号の光源の位置に基づいて、画像から検出された警察車両A17001と他の車A13002、A13003に対して、光通信で受信された3つの接続情報を対応付ける。これにより、画像から検出された警察車両A17001および他の車A13002、A13002のそれぞれについて、無線通信を行う場合に利用する接続情報を特定することができる。
制御部A1004は、画像処理において認識された3台の車両について、車両の外観などの情報を用いて警察車両であるか否かといった車両の詳細な分類を行い、車両A17001が警察車両であることを認識する。制御部A1004は、警察車両A17001と他の車A13002、A13003のうち、情報を取得する優先度の高い警察車両A17001を無線通信を行う対象として選択する。
この構成によると、イメージセンサで取得された画像などのセンサで得られたセンシングデータからパターン認識などの信号処理で対象物を認識する際に、認識された対象物をさらに詳細な分類を行い、当該分類に基づいて通信制御を行うことができる。
なお、上述した警察車両を情報取得の優先度の高い通信相手として選択する制御は、あくまで一例であり、警察車両を認識した場合に異なる制御を行ってもよい。例えば、警察車両A17001が光信号に当該警察車両を識別するための識別子を含めて送信し、制御部A1004は、警察車両に対して直接無線接続するのではなく、他の車A13002または他の車A13003に対して、警察車両A17001から光信号で受信した識別子を指定して、警察車両A17001の情報を取得してもよい。
また、画像処理により警察車両を検出した場合に、常に同じ通信制御を行うのではなく、認識された警察車両の警光灯が点灯していることが認識された場合や、通信装置A1000、A2000がイメージセンサ以外のセンサとしてマイクを備え、制御部A1004がマイクで取得された音声データに対してパターン認識の信号処理を施すことでサイレン音を検出した場合に、警察車両に関する情報収集を優先する通信制御を行ってもよい。
なお、マイクで取得した音声データを用いて他の装置が発生させた音を検出する場合、当該他の装置の識別子などの送信データに基づいて生成された変調信号が同時に送信されていてもよい。
この構成によると、パターン認識などの信号処理で認識された音を発生させた装置と、当該音信号として送信された識別子などの送信データとを対応付けることができる。その結果、例えば、識別子が既知の装置が複数ある環境で、検出された音を発生させた装置の特定を容易にできる可能性がある。
なお、光信号の代わりに音信号を用いてもよく、その場合は通信装置A1000、A2000における受光装置A1002をマイクなどの音検出装置に置き換えた構成となる。また、音検出装置としてアレイマイクなどの音の到来方向を特定できる装置を用いることで、検出対象の音を発生させた装置と音信号との対応付けをさらに正確にすることができる。
なお、本実施の形態に係る通信装置A1000、A2000は、複数の無線装置を有してもよい。例えば、通信装置A1000、A2000は、互いに異なる規格で規定された通信方式に対応した複数の無線装置を備えていてもよいし、互いに同一の通信方式に対応する複数の無線装置を備えていてもよい。
また、本実施の形態に係る通信装置A1000、A2000が車である、または車に搭載された通信装置である場合、受光装置A1002は、例えば、ドライブレコーダーに含まれるカメラ、バックモニター用のカメラ、車体の周辺確認用のカメラ、サイドミラーの代わりの映像をモニタに映すために用いられるカメラなどであってもよい。このように、光通信以外の目的で搭載されているカメラを用いて光信号の受信を行うことで、新たなカメラを追加することなく本実施の形態で開示した通信制御を実現することができ、コストの削減や光信号の受信機能の普及を促進することができる。また、このようなカメラは運転者にとって必要な、すなわち車両の操作を行う上で重要な情報が得られる領域が撮影できるよう設置されているため、画像認識などの信号処理と無線通信とを組み合わせてより多くの情報を収集することで、適切な自動運転の制御を提供や運転者への情報の提供を促進することができる。
本開示では、例えばイメージセンサやマイクなどのセンサで受信可能な通信方式を用いて送信された送信信号を、当該センサで得られたセンシングデータを用いて復調する方法および装置の態様について説明している。
上記態様において、さらに、センサで得られたセンシングデータに対して画像認識などのパターン認識の信号処理を行う態様によると、センシングデータから検出または認識された実空間の対象物と送信信号の送信元との対応を判断することが可能となる。
上記態様において、さらに、送信信号を用いて、通信を含むネットワークを介する処理で用いるSSID、アドレス、識別子などの情報を伝送する態様によると、通信を含むネットワークを介する処理で用いる情報と実空間の対象物との対応付けを容易にすることができる。すなわち、従来は、実空間における対象物と対応付けが困難だったネットワークを介する処理で用いる情報を、実空間から得られたセンシングデータに基づいて利用することができる。
上記態様において、さらに、センサとしてイメージセンサを用い、通信を含むネットワークを介する処理で用いる情報を光信号で送信する態様によると、可視の対象物と通信を含むネットワークを介する処理で用いる情報との対応付けの信頼性を向上させることができる。
上記態様において、さらに、SSID、アドレスなどの通信に用いる識別子を光信号で送信し、画像認識の信号処理の結果に基づいて通信で接続する対象の識別子を選択する態様によると、実空間における対象物の位置関係や対象物の属性に基づいた通信制御を行うことができ、接続したい対象物を指定して通信を行い、情報を取得や制御の指示を行うことができるようになる。その結果、例えば、不特定多数の装置が通信可能範囲に含まれる環境で適切な通信相手との通信を実現する手段を提供できるようになり、通信を介した新たなサービスの創出や普及を促進できる。
以上、本開示の実施の形態8について説明した。
なお、可視光通信を行う通信システムの一例として、図5の構成について説明したが、可視光通信を行う通信システムの構成は、図5に示す構成に限らない。例えば、図52に示すような構成でもよい(例えば、"IEEE 802.11-16/1499r1"を参照)。図52では、送信信号は、アップコンバートされずにベースバンド帯において光信号として送信される。すなわち、本実施の形態の光信号を送信する機器(つまり、光源を具備する機器)が図52に示す送信側の構成を具備し、本実施の形態の光信号を受光する端末が図52に示す受信側の構成を具備してもよい。
(実施の形態9)
本実施の形態では、図52について、補足説明を行う。
図52の具体的な説明を行う。シンボルマッピング部は、送信データを入力し、変調方式に基づいたマッピングを行う、シンボル系列(ci)を出力する。
等化前処理部は、シンボル系列を入力とし、受信側での等化処理を軽減するために、シンボル系列に対し、等化前処理を行い、等化前処理後のシンボル系列を出力する。
エルミート対称性処理部は、等化前処理後のシンボル系列を入力とし、エルミート対称性が確保できるように、等化前処理後のシンボル系列に対しサブキャリア割り当てを行い、パラレル信号を出力する。
逆(高速)フーリエ変換部は、パラレル信号を入力とし、パラレル信号に対し、逆(高速)フーリエ変換を施し、逆(高速)フーリエ変換後の信号を出力する。
パラレルシリアル、および、サイクリックプレフィックス付加部は、逆(高速)フーリエ変換後の信号を入力とし、パラレルシリアル変換、および、サイクリックプレフィックスを付加し、信号処理後の信号として出力する。
デジタルアナログ変換部は、信号処理後の信号を入力とし、デジタルアナログ変換を行い、アナログ信号を出力し、アナログ信号は、1つ以上の例えばLEDから、光として出力される。
なお、等化前処理部、エルミート対称性処理部は、なくてもよい。つまり、等化前処理部、エルミート対称性処理部での信号処理は、行わない場合もあり得る。
フォトダイオードは、光を入力とし、TIA(Transimpedance Amplifier)により、受信信号を得る。
アナログデジタル変換部は、受信信号に対し、アナログデジタル変換を行い、デジタル信号を出力する。
サイクリックプレフィックス除去、および、シリアルパラレル変換部は、デジタル信号を入力とし、サイクリックプレフィックス除去を行い、その後、シリアルパラレル変換を行い、パラレル信号を入力とする。
(高速)フーリエ変換部は、パラレル信号を入力とし、(高速)フーリエ変換を行い、(高速)フーリエ変換後の信号を出力する。
検波部は、フーリエ変換後の信号を入力とし、検波を行い、受信シンボル系列を出力する。
シンボルデマッパーは、受信シンボル系列を入力とし、デマッピングを行い、受信データ系列を得る。
以上のようにして、光変調信号を送信する送信装置、光変調信号を受信する受信装置を、本明細書における各実施の形態に適用しても、各実施の形態は同様に実施することができる。
(実施の形態10)
実施の形態8において、図42を用いて、送信装置が光変調信号を複数送信し、受信装置が複数の光変調信号を受信する場合の例について説明した。本実施の形態では、このときの実施例について説明する。
図53は、本実施の形態における送信装置と受信装置の構成例を示している。図53において、送信装置100が複数の光変調信号を送信し、受信装置150が複数の光変調信号を受信し、受信データを得ることになる。なお、図53において、図6と同様に動作するものについては、同一番号を付している。
図53における送信装置は、M個の光変調信号を送信するものとする。なお、Mは2以上の整数であるものとする。
送信部A2002_iは、データA2001_i、制御信号A2005を入力とし、制御信号A2005に含まれる誤り訂正符号化方法に関する情報、送信方法に関する情報に基づいて、誤り訂正符号化、送信方法に基づく信号処理を施し、光変調信号A2003_iを生成し、出力する。なお、iは1以上M以下の整数であるものとする。
そして、光変調信号A2003_iは、光源A2004_iから送信される。
イメージセンサなどの受光部A2051は、光変調信号A2003_iに対応する光を受信する。このとき、受光部A2051は、M個の光変調信号に対応する光を受信することになる。受光部A2051において、複数の光の受信信号を受信する方法については、例えば、実施の形態8で説明したとおりである。
受光部A2051は光変調信号2003_iに対応する光受信信号A2052_iを出力する。なお、iは1以上M以下の整数であるものとする。
受信部A2053_iは、光変調信号A2003_iに対応する光受信信号A2052_iを入力とし、復調、誤り訂正復号等の処理を行い、データA2001_iに対応する受信データA2054_iを出力する。
データ取得部A2055は、データA2054_1、データA2054_2、・・・、データA2054_Mを入力とし、データA2056を生成、出力する。
図54は、図53とは異なる本実施の形態における送信装置と受信装置の構成例を示している。なお、図54において、図53と同様に動作するものについては、同一番号を付している。
分配部A2102は、情報A2101、制御信号A2005を入力とし、制御信号A2005に含まれる誤り訂正符号化方法に関する情報に基づいて、情報A2101に対し、誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化後のデータを生成する。そして、分配部A2102は誤り訂正符号化後のデータを分配し、誤り訂正符号化後のデータA2001_iを出力する。
なお、M個の誤り訂正符号化後のデータA2001_iへの分配は、どのように行われてもよい。例えば、誤り訂正符号化後のデータをM個に分割し、分割したM個のデータ系列をそれぞれ誤り訂正符号化後のデータA2001_iに割り当ててもよい。また、誤り訂正符号化後のデータから、同一のデータで構成するM個のデータ系列を生成し、それぞれのデータ系列を誤り訂正符号化後のデータA2001_iに割り当ててもよい。誤り訂正符号化後のデータA2001_iへの割り当て方法はこれらに限ったものではなく、誤り訂正符号化後のデータからM個のデータ系列を生成し、それぞれのデータ系列を誤り訂正符号化後のデータA2001_iに割り当てればよい。
送信部A2002_iはデータA2001_i、制御信号A2005を入力とし、制御信号A2005に含まれる送信方法に関する情報に基づき、送信方法に基づく信号処理を施し、光変調信号A2003_iを生成し、出力する。なお、iは1以上M以下の整数であるものとする。
そして、光変調信号A2003_iは、光源A2004_iから送信される。
イメージセンサなどの受光部A2051は、光変調信号A2003_iに対応する光を受信する。このとき、受光部A2051は、M個の光変調信号に対応する光を受信することになる。受光部A2051において、複数の光の受信信号を受信する方法については、例えば、実施の形態8で説明したとおりである。
受光部A2051は光変調信号2003_iに対応する光受信信号A2052_iを出力する。なお、iは1以上M以下の整数であるものとする。
受信部A2053_iは、光変調信号A2003_iに対応する光受信信号A2052_iを入力とし、復調などの処理を行い、データA2001_iに対応する受信データ(の対数尤度比)2054_iを出力する。
誤り訂正復号部A2151は、受信データ(の対数尤度比)2054_1、受信データ(の対数尤度比)2054_2、・・・、受信データ(の対数尤度比)2054_Mを入力とし、誤り訂正復号を行い、受信データA2152を出力する。
図55は、図53、図54における送信装置100が送信する光変調信号のフレーム構成の一例を示している。
図55におけるフレーム構成A2201_1は、図53、図54における光変調信号A2003_1のフレーム構成の一例を示している。なお、フレーム構成A2201_1において、横軸は時間である。
したがって、図55におけるフレーム構成A2201_iは、図53、図54における光変調信号A2003_iのフレーム構成の一例を示している。なお、フレーム構成A2201_iにおいて、横軸は時間である。そして、iは1以上M以下の整数であるものとする。(つまり、図55では、M個のフレーム構成を示している。)
フレーム構成A2201_iに示すように、図53、図54における送信装置100は、光変調信号A2003_iにおいて、プリアンブルA2210_i、制御情報シンボルA2211_i、データシンボルA2212_iを送信することになる。
図56に受信装置150における受信状態の一例を示す。なお、以下の例では、図53、図54における送信装置100が16(M=16)個の光源を具備しているものとする。
図56において、A2300は受光部の一例であるイメージセンサを示しており、A2301_1は第1の光源が照らしている光であり、この光には、第1の光変調信号が含まれているものとする。なお、第1の光変調信号は図55のA2201_1に相当するものとする。
したがって、図56において、A2301_iは第iの光源が照らしている光でありこの光には、第iの光変調信号が含まれているものとする。なお、第iの光変調信号は図55のA2201_iに相当するものとする。なお、iは1以上16以下の整数である。
図56の受信装置150における受信状態の例では、受信装置150の受光部は、第4の光変調信号を含む第4の光源の光、第8の光変調信号を含む第8の光源の光、第12の光変調信号を含む第12の光源の光の受信を行っている。
例えば、図53、図54の送信装置100が16個の光源から、16個の光変調信号を送信していたとすると、図56の状態の場合、図53、図54における受信装置150は、16個のすべての光変調信号を受信できていないため、正しい受信データを得ることが難しい状態である。この課題を克服するため方法について、以下で説明する。
図57は、図55における光変調信号A2003_iのフレーム構成A2201_iのプリアンブルA2210_i、制御情報シンボルA2211_iが含む情報、および、シンボルの構成の一例を示している。なお、iは1以上M(=16)以下の整数とする。
フレーム構成A2201_iにおけるプリアンブルA2210_i、制御情報シンボルA2211_iは、図57に示すように、信号検出のためのシンボルA2401、同期のためのシンボルA2402、送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2403、誤り訂正符号化方法、送信方法、変調方式に関する情報を含むシンボルA2404を含んでいるものとする。
信号検出のためのシンボルA2401は、受信装置150が、光変調信号の存在を知るためのシンボルであり、このシンボルを検出することで、受信装置150は、光変調信号が存在していることを知ることになる。
同期のためのシンボルA2402は、受信装置150が時間同期(周波数同期を含む場合がある)を行うためのシンボルであり、このシンボルを用いることで、受信装置150は、時間同期を行うことができ、各シンボルの高精度な復調が可能となる。
送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2403は、送信装置100が送信している光変調信号の数を通知するためのシンボルであり、図56の状態のとき、送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2403は、「16」という情報を送信していることになる。
受信装置150は、図56の受信状態において、送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2403を受信することで、「16」個の光変調信号を送信装置100が送信していることを知ることになる。なお、図56の受信状態の場合、受信装置150は、16個の光変調信号のうち3個の光変調信号しか受信できていないことを知ることになる。
誤り訂正符号化方法、送信方法、変調方式に関する情報を含むシンボルA2404は、例えば、光変調信号A2003_iのデータシンボル(データを伝送するためのシンボル)において使用されている誤り訂正符号化方法、送信方法、変調方式に関する情報を含むシンボルであり、受信装置150は、このシンボルを受信することで、光変調信号A2003_iで用いられている誤り訂正符号化方法、送信方法、変調方式を知ることができる。
図55のフレーム構成の場合、光変調信号A2003_1から光変調信号A2003_16において、図57に記載しているシンボルを、送信装置100が送信していることになる。このようにすることで、図56のように、受信装置150がすべての光変調信号を受信できていない状態においても、送信装置100が送信している光変調信号の数を知ることができ、これにより、受信装置150は、「すべての光変調信号を受信できているか、受信できていないか」、を知ることができる。すべての光変調信号を受信できていない場合、途中で、信号処理を中止し、これにより、不必要な電力の消費を抑えることができるという効果を得ることができる。
図58は、図57と異なる、図55における光変調信号A2003_iのフレーム構成A2201_iのプリアンブルA2210_i、制御情報シンボルA2211_iが含む情報、および、シンボルの構成の一例を示している。なお、iは1以上M(=16)以下の整数とし、また、図58において、図57と同様に動作するものについては、同一番号を付しており、すでに説明を行っているので、説明を省略する。
図58では、図57に対し、光変調信号の番号に関する情報を含むシンボルA2501が、送信装置100が送信するシンボルとして加わっている。
図58は、図55における光変調信号A2003_iのフレーム構成A2201_iである、つまり、第iの光変調信号のフレーム構成であるので、光変調信号の番号に関する情報を含むシンボルA2501は、「i」という情報を含んでいることになる。
例えば、送信装置100が、第1の光変調信号で送信する光変調信号の番号に関する情報を含むシンボルA2501は、「1」という情報を含んでいることになる。
受信装置150は、図56の受信状態において、送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2403を受信することで、「16」個の光変調信号を送信装置100が送信していることを知ることになる。そして、第4の光変調信号に含まれる「光変調信号の番号に関する情報を含むシンボルA2501」、第8の変調信号に含まれる「光変調信号の番号に関する情報を含むシンボルA2501A」、第12の変調信号に含まれる「光変調信号の番号に関する情報を含むシンボルA2501A」を、受信装置150が受信することになるので、第4の光変調信号、第8の光変調信号、第12の光変調信号を受信できているということを、受信装置150は知ることになる。この状況を知ることで、受信装置150は、受信状況を改善するための動作を実行することになり、これにより、データの受信品質が改善することになるが、詳細の動作については、後で説明を行う。
受信装置150における受信状態の別の例を図59、図60に示す。なお、図59、図60において、図56と同様に動作するものについては、同一番号を付しており、すでに説明を行っているので、説明を省略する。
図59の受信装置150における受信状態の例では、受信装置150の受光部A2300は、第1の光変調信号を含む第1の光源の光から第16の光変調信号を含む第16の光源の光、つまり、16個の光変調信号の受信を行っている。図59の場合、例えば、第1の光変調信号を受光部A2300の左上で受信していることになる。
図60の受信装置150における受信状態の例では、受信装置150の受光部A2300は、第1の光変調信号を含む第1の光源の光から第16の光変調信号を含む第16の光源の光、つまり、16個の光変調信号の受信を行っている。図60の場合、例えば、第1の光変調信号を受光部A2300の右下で受信していることになり、これは、図59とは異なる。
図59、図60の受信状態は、あくまでも例であり、受信装置150は、第1の光変調信号から第16の光変調信号をどのような状況で受信するかは、環境によって異なる。この点を考慮した場合、図58のように各光変調信号に「光変調信号の番号に関する情報を含むシンボルA2501」があるため、「受光部のどの部分で、どの光変調信号を受信できたか」、を受信装置150が把握することができる。そして、受信装置150は、第iの光変調信号の受信信号から得た第iの受信データを得、第1の受信データから第16の受信データの並び替えが必要なとき、受信データが「どの光変調信号の受信データであるか」を「光変調信号の番号に関する情報を含むシンボルA2501」から識別することができるため、受信データの正しい並び替えが可能となり、これにより、データの受信品質が改善することになる。
次に、上述とは異なるフレームの構成方法について説明を行う。
図55は、図53、図54における送信装置100が送信する光変調信号のフレーム構成の一例を示しており、すでに説明を行っているので説明を省略する。
例えば、図55における光変調信号A2003_1におけるフレーム構成A2201_1におけるプリアンブル、制御情報シンボルの構成を図57とし、「光変調信号A2003_2におけるフレーム構成A2201_2」から「光変調信号A2003_16におけるフレーム構成A2201_16」のプリアンブル、制御情報シンボルの構成を図61とする。なお、図61において、図57と同様に動作するものについては、同一番号を付しており、図61の特徴的な点は、「送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2403」を含んでいない点である。つまり、送信装置100は、「送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2403」を光変調信号A2003_1のみで送信しているという点である。
このとき、図56の受信装置150における受信状態の場合、受信装置150は、「送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2403」を得ていないので、送信装置100が送信した光変調信号の数を把握できない。すると、受信装置150は、データを正しく受信するのは難しいと判断し、受信動作の信号処理を停止させ、不必要な電力の消費を抑えることができる。
なお、この例の説明では、「送信装置100は、「送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2403」を光変調信号A2003_1のみで送信している」として説明しているが、この例に限ったものではなく、「送信装置100は、光変調信号A2003_1からA2003_16のうち、一部の光変調信号において、「送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2403」を送信する」のであれば、上述と同様の効果を得ることができる。
さらに、別の例を説明する。
図55は、図53、図54における送信装置100が送信する光変調信号のフレーム構成の一例を示しており、すでに説明を行っているので説明を省略する。
例えば、図55における光変調信号A2003_1におけるフレーム構成A2201_1におけるプリアンブル、制御情報シンボルの構成を図58とし、「光変調信号A2003_2におけるフレーム構成A2201_2」から「光変調信号A2003_16におけるフレーム構成A2201_16」のプリアンブル、制御情報シンボルの構成を図62とする。なお、図62において、図57、図58と同様に動作するものについては、同一番号を付しており、図62の特徴的な点は、「送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2403」を含んでいない点である。つまり、送信装置100は、「送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2403」を光変調信号A2003_1のみで送信しているという点である。
このとき、図56の受信装置150における受信状態の場合、受信装置150は、「送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2403」を得ていないので、送信装置100が送信した光変調信号の数を把握できない。すると、受信装置150は、データを正しく受信するのは難しいと判断し、受信動作の信号処理を停止させ、不必要な電力の消費を抑えることができる。
なお、この例の説明では、「送信装置100は、「送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2403」を光変調信号A2003_1のみで送信している」として説明しているが、この例に限ったものではなく、「送信装置100は、光変調信号A2003_1からA2003_16のうち、一部の光変調信号において、「送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2403」を送信する」のであれば、上述と同様の効果を得ることができる。
さらに別の例として、「送信装置100は、光変調信号A2003_1からA2003_16のうち、一部の光変調信号において、プリアンブル、制御情報シンボルを送信するという構成であってもよい。」
以上のように、送信装置が複数の光変調信号を送信する際、本実施の形態で説明したように、光変調信号を送信することで、受信装置は、高いデータの受信品質を得ることができる、または、消費電力を低減することができる、という効果を得ることができる。
なお、本実施の形態において、送信装置が送信する光変調信号の数を16として説明したが、これに限ったものではない。例えば、送信装置が図53の100のような構成の場合、送信する時間により、送信する光変調信号の数を変更してもよい。例えば、第1時間において、16個の光変調信号を送信し、第2時間において、8個の光変調信号を送信し、第3時間において、1個の光変調信号を送信する、というようにしてもよい。また、この例の場合、第1時間において、「送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2404」では「16」という情報を送信し、第2時間において、「送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2404」では「8」という情報を送信し、第3時間において、「送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2404」では「1」という情報を送信することになる。
そして、本実施の形態では、図55のフレーム構成を例に説明したが、フレーム構成はこれに限ったものではなく、フレームに他のシンボルが存在していてもよい。また、シンボルの送信する順番は、図55の順番に限ったものではない。
さらに、プリアンブル、制御情報シンボルの構成として、図57、図58、図61、図62について説明したが、各図において、一部のシンボルが存在しない、または、各図において、別のシンボルが存在するような構成であっても同様に動作させることができることがある。つまり、プリアンブル、制御情報シンボルの構成は図57、図58、図61、図62の構成に限ったものではない。また、プリアンブル、制御情報シンボルを構成するシンボルの送信する順番は、図57、図58、図61、図62の例に限ったものではない。
(実施の形態11)
本実施の形態では、例えば、受信装置150の受信状態が、図56のような状況において、受信装置150のデータの受信品質を改善するための実施方法について説明する。
実施の形態10で説明したように、受信装置150が、例えば、図56のような状況となると、受信装置150は、正しく受信データを得ることが難しい。また、受信装置150の受信状態が図63のようになる場合がある。図63において、図56と同様に動作するものについては、同一番号を付している。
図63の場合、イメージセンサなどの受光部における各光源が照射されている面積が小さいため、受信装置150におけるデータの受信品質が低下するという課題が発生する。また、ラインスキャン方式、領域毎ラインスキャンサンプリングを行った場合、受信装置150は、データの受信品質が著しく低下する可能性がある。
本実施の形態では、この課題を克服する受信装置150の構成例について説明する。
データを送信する送信装置の構成例として、図53の送信装置100がある。なお、図53についてはすでに説明を行っているので、説明を省略する。
図53の送信装置100が送信する光変調信号を受信する受信装置150の構成が図64である。
また、データを送信する送信装置の図53と異なる構成例として、図54の送信装置100がある。なお、図54について説明はすでに説明を行っているので、説明を省略する。
図54の送信装置100が送信する光変調信号を受信する受信装置150の構成が図65である。
以下では、図64、図65の受信装置150について説明を行う。
図64は、図53の送信装置100が送信した光変調信号を受信する受信装置150の構成の一例であり、図53と同様に動作するものについては、同一番号を付している。
レンズ(群)A3101はレンズ制御信号A3109を入力とし、焦点距離、絞り、フォーカスなどの制御を行う。
イメージセンサ(受光部)A3103は、レンズ通過後の光A3102を入力とし、光受信信号A2052_1からA2502_M、および、画像信号A3104を出力する。なお、画像信号A3104は、その後、信号処理が行われ、内部の表示部で画像として表示されてもよいし、インターフェースを介し、外部の表示部で画像として表示されてもよい。
データ取得部A2055は、受信データA2054_1からA2054_Mを入力とし、データA2056、および、受信状態情報A3107を出力する。
受信状態情報A3107は、例えば、実施の形態10における、送信装置100が送信した「送信している光変調信号数に関する情報を含むシンボルA2403」から得た「送信している光変調信号数に関する情報」、送信装置100が送信した「光変調信号の番号に関する情報を含むシンボルA2501」から得た「光変調信号の番号に関する情報」であってもよいし、また、受信状態情報A3107は、「送信している光変調信号数に関する情報」、「光変調信号の番号に関する情報」から生成した受信状態の情報でもよい。なお、この例に限ったものではない。
物体認識部A3105は、画像信号A3104、受信状態情報A3107、指示信号A3150を入力とし、指示信号A3150に基づいて、物体認識を行う。例えば、指示信号A3150が、「通信を行う」ことを示していた場合、物体認識部A3105は、光変調信号の認識を開始することになる。このとき、物体認識部A3105は、画像信号A3104、受信状態情報A3107を入力とし、物体認識信号A3106を出力する。具体的な動作については、後で説明を行う。
レンズ制御部A3108は、物体認識信号A3106を入力とし、例えば、図56、図63などの受信状態を認識し、「レンズ制御を行うか、レンズ制御を行う場合、焦点距離の設定値、絞りの設定値、フォーカスの設定を決定し」、これらの制御に相当するレンズ制御信号A3109を出力する。図64では、レンズ制御部A3108は、物体認識信号A3106を入力としているが、これ以外の入力信号が存在してもよい。
図65は、図54の送信装置100が送信した光変調信号を受信する受信装置150の構成の一例であり、図53、図54と同様に動作するものについては、同一番号を付している。なお、レンズ(群)A3101、イメージセンサA3103、物体認識部A3105、レンズ制御部A3108の動作については、すでに説明しているので、ここでは説明を省略する。
誤り訂正復号部A2155は、受信データA2054_1からA2054_Mを入力とし、データA2056、および、受信状態情報A3107を出力する。
次に、図64、図65におけるレンズ(群)A3101の制御方法について、具体的な例を述べる。
実施の形態10で説明したように、例えば、受信装置150の受信状態が図56に示したとおりの場合、いくつかの光源が照射した光を受光部が受光していないため、受信装置150が、データを正しく受信するのが難しい。また、すでに説明したように、受信装置150の受信状態が図63に示すような場合、受信装置150のデータの受信品質が悪いという課題がある。
一方で、受信装置150が、図59、図60のような受信状態の場合、データの受信品質が高い。
以上から、受信装置150は、図59、図60のような受信状態になるように、レンズ(群)A3101を制御すると、データの受信品質が向上する。図64、図65の受信装置150はこれを実現するための構成の例である。
図64、図65の受信装置150の制御の具体例を述べる。
受信装置150の受信状態が例えば、図56のような状態であったものとする。このとき、図64、図65における受信状態情報A3107は、すでに説明したように「送信している光変調信号数に関する情報」、「光変調信号の番号に関する情報」に基づいて作成された情報であるので、16個の光変調信号のうち3個の光変調信号が受信できていることを、図64、図65の物体認識部A3105は認識する。
さらに、物体認識部A3105は、画像信号A3104から、「光変調信号の受信状態、例えば、3個の光変調信号をイメージセンサのどの位置で受信しているか」を認識することになる。つまり、物体認識部A3105は、図56のイメージの物体認識を行うことになる。そして、物体認識部A3105は、「光変調信号の受信状態」、および、「16個の光変調信号を受信できていないこと」を認識する。さらにこの例の場合、物体認識部A3105は、これらの認識結果をもとに、レンズ制御を行うことを判断し、好適な通信を実現するための「好適な焦点距離の設定値、好適な絞りの設定値、好適なフォーカスの設定を決定し」、これらの情報を含む物体認識信号A3106を出力する。なお、物体認識信号A3106は、「好適な焦点距離の設定値」を少なくとも含んでいればよく、物体認識信号A3106は、好適な絞りの設定値、好適なフォーカスの設定の情報を含んでいなくてもよい。
レンズ制御部A3108は、物体認識信号A3106を入力とし、物体認識信号A3106に含まれる「好適な焦点距離の設定値、好適な絞りの設定値、好適なフォーカスの設定」などの情報に基づき、レンズ(群)A3101を制御するためのレンズ制御信号A3109を出力する。
このような一連の動作を実施することで、図64、図65の受信装置150は、例えば、図59、図60のような受信状態となり、これにより、高いデータの受信品質を得ることができるという効果が得られる。
上述の例では、受信装置150の受信状態を、図56から「図59、図60」に制御する場合を例に説明したが、この例に限ったものではなく、受信装置150の受信状態を、図63から「図59、図60」に制御してもよい。ただし、これに限ったものではない。
次に、図64、図65とは異なる図66、図67の受信装置150の制御の例を説明する。
図66は、図53の送信装置100が送信した光変調信号を受信する受信装置150の構成の一例であり、図64と同様に動作するものについては、同一番号を付しており、すでに説明を行っている部分については説明を省略する。
図66の受信装置150が、図64の受信装置150と異なる点は、イメージセンサA3103の後に信号処理部A3302が存在している点である。
信号処理部A3302は少なくともズーム(画像の拡大(・縮小))の処理機能を有しているものとする。
したがって、信号処理部A3302、画像信号A3301、ズーム用信号A3300、物体認識信号A3106、指示信号A3150を入力とし、指示信号A3150が「撮影モード(撮影を行う)」であることを示している場合、信号処理部A3302は、ズーム用信号A3300のズーム(画像拡大(・縮小))の情報に基づいて、画像信号A3301に対し、ズーム用の信号処理を行い、信号処理後の画像信号A3104を出力する。
指示信号A3150が「通信モード(通信を行う)」であることを示している場合、信号処理部A3302は、物体認識信号A3106に含まれる「好適な焦点距離の設定値、好適な絞りの設定値、好適なフォーカスの設定」などの情報に基づき、画像信号A3301に対し、ズーム用の信号処理を行い、信号処理後の画像信号A3104、および、信号処理後の光受信信号2052_1からA2052_Mを出力する。これにより、上述の説明のように、受信状態が改善するため、データの受信品質が改善するという効果を得ることができる。
なお、レンズ制御部A3108における受信状態を改善する方法については、すでに説明を行っているので、説明を省略する。
以上のようにすることで、受信装置150は、受信状態が改善するため、データの受信品質が改善するという効果を得ることができる。図66において、レンズ(群)A3101が焦点距離変更機能を有していない場合、受信改善を行うための焦点距離の変更は行われないことになる。
図67は、図54の送信装置100が送信した光変調信号を受信する受信装置150の構成の一例であり、図65と同様に動作するものについては、同一番号を付しており、すでに説明を行っている部分については説明を省略する。
図67の受信装置150が、図65の受信装置150と異なる点は、図66と同様、イメージセンサA3103の後に信号処理部A3302が存在している点である。
なお、信号処理部A3302の動作の詳細については、すでに説明を行っているので、説明を省略する。また、このすでに行った説明のように、受信状態が改善するため、データの受信品質が改善するという効果を得ることができる。
なお、レンズ制御部A3108における受信状態を改善する方法については、すでに説明を行っているので、説明を省略する。
以上のようにすることで、受信装置150は、受信状態が改善するため、データの受信品質が改善するという効果を得ることができる。図67において、レンズ(群)A3101が焦点距離変更機能を有していない場合、受信改善を行うための焦点距離の変更は行われないことになる。
ところで、図64、図65、図66、図67の受信装置150において、レンズ(群)A3101が、焦点距離として複数の値の設定が可能であるものとする。例えば、焦点距離として12mm以上35mm以下の設定が可能、または、焦点距離として12mm、および、25mmの設定が可能、というような方法が考えられる。以下では、この例をもとに説明を行う。
第1の例として、焦点距離として離散的な値を複数サポートしている場合を考える。
図64、図65、図66、図67の受信装置150は、指示信号A3150により、「通信モード」に設定したされた場合、通信を開始することになるが、このとき、レンズ(群)A3101の焦点距離を例えば最広角となる12mmに設定するとよい。というのも、最広角に設定した場合、図56のように、一部の光変調の受信が難しいという受信状態を避けることができる可能性が高い。これにより、データの受信品質を改善することができるという効果を得ることができる。ただし、さらにデータの受信品質を改善するために、焦点距離などを好適な値に制御してもよい。
なお、この例では、焦点距離として、12mm、25mmをサポートしている場合を例に説明しているが、2種類以上の焦点距離をサポートしていても、通信開始時に、例えば、最広角の焦点距離に設定することは、データの受信品質を改善するという点では、有効な方法となる。
第2の例として、焦点距離を連続的に(または、細かく)設定可能である場合を考える。
図64、図65、図66、図67の受信装置150は、指示信号A3150により、「通信モード」と設定したされた場合、通信を開始することになるが、このとき、レンズ(群)A3101の焦点距離を例えば最広角となる12mmに設定するとよい。というのも、最広角に設定した場合、図56のように、一部の光変調の受信が難しいという受信状態を避けることができる可能性が高い。これにより、データの受信品質を改善することができるという効果を得ることができる。ただし、この例の場合、焦点距離を細かく設定することが可能であるので、例えば、14mmに設定しても、同等の効果を得ることができる可能性が高い。ただし、さらにデータの受信品質を改善するために、焦点距離などを好適な値に制御してもよい。
図66、図67の受信装置150において、信号処理部A3302が、ズーム(画像の拡大(・縮小))の処理機能を有している場合を考える。このとき、1倍の画像の拡大(拡大を行わない)、2倍の画像の拡大、4倍の画像の拡大に対応している場合を例に説明を行う。
図66、図67の受信装置150は、指示信号A3150により、「通信モード」に設定された場合、通信を開始することになるが、このとき、信号処理部A3302のズーム(画像の拡大(・縮小))として、最も広角となる「1倍の画像の拡大(拡大を行わない)」に設定するとよい。というのも、最広角に設定した場合、図56のように、一部の光変調の受信が難しいという受信状態を避けることができる可能性が高い。これにより、データの受信品質を改善することができるという効果を得ることができる。ただし、さらにデータの受信品質を改善するために、ズームの値を好適な値に制御してもよい。
(実施の形態12)
本実施の形態では、送信装置と受信装置とを含む通信システムが車に搭載される場合における、その通信システムの構成および処理動作について説明する。なお、本実施の形態における送信装置および受信装置のそれぞれは、上記各実施の形態における送信装置および受信装置の機能の全てまたは一部を含んでいてもよい。
図68は、車に搭載される通信システムの構成の一例を示す。
通信システムは、送信装置810と、受信装置820とを備える。
送信装置810は、例えば、N個の光変調信号を送信する(照射する)。なお、Nは2以上の整数である。(ただし、Nは1以上の整数であってもよい。)このような送信装置810は、それぞれ光信号であるN個の光変調信号を生成するためのN個の送信セットを備え、これらの送信セットは、光源811_iと、送信信号処理部813_iとからなる。なお、iは2以上N以下の整数である(ただし、iは1以上の整数であってもよい。)。
送信信号処理部813_iは、情報814_iに基づいて変調信号812_1を生成して出力する。なお、送信装置810は、N個の光変調信号を必ずしも送信する必要はない、つまり、送信装置810は光変調信号を送信しなくてもよいし、または、送信装置810は1個以上N個以下の光変調信号を送信してもよい(照射してもよい)。
光源811_iは、例えば少なくとも1つのLEDなどの照明からなり、車の左側のヘッドライト、右側のヘッドライト、左側のテールライト、右側のテールライト、フォグランプ(または、右フォグランプ、左フォグランプ)、ブレーキランプ(または、右ブレーキランプ、左ブレーキランプ)または、ポジションランプ(または、右ポジションランプ、左ポジションランプ)などとして用いられる。なお、光源811_iは、これらのライトまたはランプに限定されるものではなく、他の用途のライトまたはランプとして用いられてもよい。
この光源811_iは、送信信号処理部813_iからの変調信号812_iにしたがって輝度変化することによって、その変調信号812_iに応じた光信号として光変調信号を送信する。ただし、本実施の形態の例では、輝度変化を例に説明するが、刺激値X、Y、Zの変化による色空間、表色系における色の変化により、データを伝送する方式であってもよい。
例えば、情報814_iは、通信システムを搭載する車の車種を特定するための情報である車種特定情報(または、車種情報)と、その車の走行速度と、光源811_iの車体に配置されている位置の情報と含む。光源811_iの車体に配置されている位置の情報とは、例えば、通信システムを搭載する車体における位置の情報であって、具体的には、その車体における左前または右前、左後または右後、前中央、後中央などの情報である。
受信装置820は、それぞれ光変調信号を受信するM個の受信セットと、表示情報生成部830とを備える。なお、Mは1以上の整数である。受信セットは、(電子)ミラー821_jと、認識部823_jと、復調部826_jと、センサー制御部827_jとを備える。なお、jは1以上M以下の整数である。
ミラー821_jは、例えば、電子ミラーであって、光を受光する受光部としての機能を有する。つまり、ミラー821_jは、車の左側のサイドミラー、右側のサイドミラー、バックミラー、またはバンパーに取り付けられるミラーなどを電子的に実現する。なお、ミラー821_jは、これらのミラーに限定されるものではなく、他の用途のミラーまたは他の位置に取り付けられているミラーとして用いられてもよい。
具体的には、ミラー821_jは、例えば、CMOS、または、有機CMOS、CCDなどのイメージセンサを備える。このようなミラー821_jは、周囲の光を受光し、撮像データ822_jを出力する。ここで、ミラー821_jは、センサー制御部827_jからの制御信号829_jに応じてイメージセンサのスキャン方式、すなわち光量の読み出し方式を変更する。
つまり、ミラー821_jは、制御信号829_jが動画用の制御を示す場合、露光時間が長いラインスキャンサンプリング方式によって光量を読み出すことによって、実施の形態8のように、動画用の撮像データ822_jを出力する。
また、ミラー821_jは、制御信号829_jが光通信用の制御を示す場合、露光時間が短いラインスキャンサンプリング方式によって光量を読み出すことによって、実施の形態8のように、光通信用の撮像データ822_jを出力する。光通信用の撮像データ822_jは、他車に搭載された通信システムの送信装置810から送信される光変調信号に基づくデータである。より具体的には、ミラー821_jは、図42に示すように、イメージセンサに含まれる領域ごとにラインスキャンサンプリングを行う。つまり、ミラー821_jは、制御信号829_jによって示される1つまたは複数の領域のそれぞれに対してラインスキャンサンプリングを行う。
これにより、ミラー821_jは、複数の光変調信号を同時に受信することができる。また、受信装置820は、複数のミラー821_jを備えているため、より多くの光変調信号を同時に受信することができる。なお、上述の例では、ラインサンプリングを行うことを説明したが、ラインサンプリングを行わずに、各画素が光量を読み出す、としてもよい。
認識部823_jは、ミラー821_jから出力される動画用の撮像データ822_jに対してパターン認識、物体認識などを行う。これにより、認識部823_jは、動画用の撮像データである画像に映し出されている複数の物体のうち、光変調信号を送信している物体を認識する。以下、この物体を「送信物体」という。認識部823_jは、その送信物体の認識結果を示す物体認識信号824_jを出力する。なお、送信物体が、車の場合、例えば、図68のような通信システムを搭載しており、したがって、送信物体が送信する(照射する)光変調信号は、車種特定情報(または、車種情報)、車の走行速度、光源の車体に配置されている位置の情報を含む。
センサー制御部827_jは、物体認識信号824_jに応じた制御信号829_jを復調部826_jおよびミラー821_jに出力する。例えば、物体認識信号824_jが送信物体を認識していないことを示す場合、センサー制御部827_jは、動画用の制御を示す制御信号829_jを出力する。一方、物体認識信号824_jが送信物体を認識していることを示す場合、センサー制御部827_jは、例えば、実施の形態8の図39に示すように、周期的に、動画用の制御を示す制御信号829_jと、光通信用の制御を示す制御信号829_jとを交互に出力する。このとき、光通信用の制御を示す制御信号829_jは、認識部823_jによって認識された送信物体が映し出されているイメージセンサの領域を示す。複数の送信物体が認識された場合には、光通信用の制御を示す制御信号829_jは、認識された複数の送信物体のそれぞれについて、その送信物体が映し出されているイメージセンサの領域を示す。その結果、ミラー821_jは、それらの領域においてラインスキャンサンプリングを行うことによって、複数の光変調信号を同時に受信する。
復調部826_jは、ミラー821_jから動画用の撮像データ(光受信信号)822_jを取得したときには、その動画用の撮像データ(光受信信号)822_jが含む受信データ828_jを出力する。また、復調部826_jは、ミラー821_jから光通信用の撮像データ(光受信信号)822_jを取得したときには、その光通信用の撮像データ(光受信信号)822_jに対して復調、および誤り訂正復号などの処理を行う。具体的には、復調部826_jは、センサー制御部827_jから制御信号829_jを取得し、その制御信号829_jによって示される送信物体の領域をイメージセンサから特定する。そして、復調部826_jは、光通信用の撮像データ(光受信信号)822_jのうち、その特定された領域のデータに対して復調、および誤り訂正復号などの処理を行い、受信データ828_jを出力する。
したがって、受信データ828_jは、送信物体が送信したデータの受信推定データである。よって、受信データ828_iは、送信物体が送信した、車種特定情報と、走行速度と、光源の車体に配置されている位置の情報とを含む。なお、送信物体は、例えば対向車、先行車または後続車などである。
表示情報生成部830は、M個の受信セットのそれぞれから受信データ828_jおよび物体認識信号824_jを取得する。そして、表示情報生成部830は、それらの受信データ828_jおよび物体認識信号824_jに基づいて、表示情報831を生成して出力する。車に備えられているディスプレイは、その表示情報831に基づく画像を表示する。
これにより、通信システムを搭載する車の周囲の画像をディスプレイに表示することができる。また、その周囲に、光変調信号を送信する車などが存在する場合には、車に関する情報を、画像に映し出されている車に関連付けて表示することができる。車に関する情報は、車の車種特定情報と、車の走行速度と、車の光源の車体に配置されている位置とを含む。
このような通信システムにおける送受信方法では、100m以上の伝送距離確保することができ、また、車の速度が200km/h以下でも光変調信号の送受信を行うことができる、という効果を得ることができる。
また、ミラー821_jは、イメージセンサに映像を投影するためのレンズの焦点距離を瞬間的に切り替える機能を備えていてもよい。この通信システムを搭載している車との距離が異なる複数の送信物体(例えば、車など)それぞれから、光変調信号を瞬時に受信することができるという利点がある。
なお、本実施の形態における通信システムのうち、光源811_1~光源811_Nと、ミラー821_1~ミラー821_Mとを除く少なくとも1つの構成要素は、CPU、LSI850として構成されていてもよい。
上述の説明において、「送信物体が、車の場合、例えば、図68のような通信システムを搭載しており、したがって、送信物体が送信する(照射する)光変調信号は、車種特定情報、車の走行速度、光源の車体に配置されている位置の情報を含む」と記載した。以下では、光変調信号が、車種特定情報、車の走行速度、光源の車体に配置されている位置の情報を含んでいるときの効果について説明する。
上述に説明したように、受信装置820は、送信物体が送信した光変調信号を受信し、復調などの処理を行うことで、送信物体の車種特定情報(または、車種情報)、車の走行速度の情報、「光源の、車体に配置されている位置の情報」を得ることになる。
このとき、受信装置820が、送信物体の車種特定情報(または、車種情報)を得ると、例えば、図68には図示していないが、受信装置820が、「車種と大きさの関係」に関するデータベースをもつ記憶部を具備しているものとする。例えば、以下のようなデータベースであるものとする。
車種特定情報が「0000000000」(2進数)のとき「車種#0であり、全長3395mm、車体幅1475mm、全高1780mm」である。
車種特定情報が「0000000001」(2進数)のとき「車種#1であり、全長4840mm、車体幅1820mm、全高1695mm」である。
車種特定情報が「1111111111」(2進数)のとき「車種#1023であり、全長4270mm、車体幅1785mm、全高1445mm」である。
したがって、受信装置820は、送信物体が送信した光変調信号を受信し、復調することで、車種特定情報を得、そして、受信装置820が具備する記憶部は、車種特定情報を入力とし、上述のデータベースから、「車種、全長、車体幅、全高」の情報を得、出力する。
よって、受信装置820は、「車種、全長、車体幅、全高」の情報により、送信物体との距離を推定することが可能である。また、受信装置が具備する表示情報生成部830において、送信物体をより正確に把握することができる。
このように、送信物体が車種情報を含む光変調信号を送信することで、この光変調信号を受信する受信装置は、より正確に送信物体の状態を把握することができるという効果を得ることができる。
なお、図70のように、通信システムが、無線通信システム842を具備している場合、無線通信システム842を用いて、車種特定情報を含む変調信号を送信し、無線通信システム842の通信相手が車種特定情報を得、「車種、全長、車体幅、全高」などのデータを含む変調送信し、この変調信号を通信システムが受信することで、通信システムが「車種、全長、車体幅、全高」などの情報を得るというような構成であってもよい。なお、図70の動作については、後で説明する。
また、受信装置が、「光源の、車体に配置されている位置の情報」を得ることになる。このときの効果について、例を用いて説明する。
例えば、通信システムを具備する車は、送信物体が具備する「右ヘッドライト」の光源の光変調信号のみ得られたものとする。よって、通信システムにおける受信装置820は、「右ヘッドライト」の光源の光変調信号に相当する受信信号のみ復調することになり、この受信信号に含まれている「光源の、車体に配置されている位置の情報」から、「右ヘッドライト」の情報が得られていることを認識することになる。
すると、通信システムを具備する車は、「右ヘッドライト」の光源から、車が1台存在していることを認識し、また、その車の一部が遮蔽物に隠れていることを認識する。また、遮蔽物により、送信物体の左側が隠れていることも認識することができる。
このように送信物体が、各光源において、「光源の、車体に配置されている位置の情報」を送信することで、これを得た通信システムは、より具体的な送信物体の状況を推定することができるという効果を得ることができる。
次に、認識部823_iにおける認識結果について説明する。図69は、認識結果の一例を示す図である。
例えば、認識部823_jは、バックミラーとして用いられるミラー821_jから物体認識信号824_jを取得する。そして、認識部823_jは、図69の(a)に示すように、物体認識信号824_jに対してパターン認識などを行うことによって、複数の後続車のヘッドライトを送信物体として認識する。そして、認識部823_jは、物体認識信号824_jにおいて複数の送信物体の位置を特定する。
復調部826_1は、光通信用の撮像データ822_jにおける各領域に対して、復調、または誤り訂正などの処理を行う。その各領域は、認識部823_jによって特定された送信物体の位置を含む領域である。これにより、復調部826_iは、その領域から送信物体の情報を取得する。この送信物体の情報は、車種特定情報と、車の走行速度の情報と、「光源の、車体に配置されている位置の情報」とを含む。例えば、図69の(a)に示すように、車種特定情報は、例えば「α社、車種C」であり、走行速度の情報は、例えば「48Km/h」であり、「光源の、車体に配置されている位置の情報」は、例えば「右前」である。
表示情報生成部830から出力される表示情報831には、その復調部826_iによって取得された各送信物体の情報が含まれている。したがって、車に搭載されているECU(Electronic Control Unit)などの制御ユニットは、その表示情報831を取得すれば、図69の(b)に示すように、車の周囲に存在する他車の大きさ、形状および位置を認識することができる。具体的には、制御ユニットは、データベースなどを参照することによって、車種特定情報によって示される車種から、車の大きさおよび形状などを特定する。そして、制御ユニットは、送信物体の情報に含まれる「光源の、車体に配置されている位置」の情報と、物体認識信号824_jに現れている「光源の、車体に配置されている位置および大きさとに基づいて、物体認識信号824_jに現れている車の大きさおよび位置、さらには、周辺の情報、例えば、遮蔽物、車の重なり具合などを認識する。
つまり、制御ユニットは、物体認識信号824_jである画像から、他車の大きさ、形状および位置を認識することなく、送信物体の情報に基づいてこれらを迅速に認識することができる。言い換えれば、画像処理の負担を削減して、周囲に存在する他車の認識速度を向上することができる。ただし、図68に記載していない、物体を認識するセンサーなどを搭載しており、これらのセンサーにより、「他車の大きさ、形状および位置」を認識している場合、受信装置820は、送信物体の光源が送信した光変調信号に含まれている車種特定情報と、車の走行速度の情報と、「光源の、車体に配置されている位置の情報」を得、これらを用いることで、より正確に「送信物体の状態、送信物体周辺の状態」を把握することができるという効果を得ることができる。
また、送信物体の情報には、「光源の、車体に配置されている位置の情報」が含まれている。したがって、制御ユニットは、その画像において他車の左右のヘッドライトが現れているか、左右のうちの一方のヘッドライトが隠れているか、を迅速に認識することができる。さらに、制御ユニットは、車種特定情報に基づいて既存の物体を認識するセンサーでは判別が難しいバイクまたは自転車を認識することができる。また、送信物体の情報には、走行速度の情報が含まれているため、制御ユニットは、その他車の走行速度を正確に認識することができる。以上のような効果を得ることができる。
また、表示情報生成部830から出力される表示情報831には、送信物体の情報だけでなく、物体認識信号824_jが含まれている。なお、ここでは、物体認識信号824_jは、動画、または静止画のデータを含んでいるものとする。
したがって、車に搭載されているECU(Electronic Control Unit)などの制御ユニットは、その表示情報831を取得すれば、図69の(c)に示すように、車の周囲に存在する他車が映し出された画像を車のディスプレイに表示することができる。さらに、制御ユニットは、そのディスプレイに表示される画像に、送信物体の情報を重畳して表示することができる。つまり、その画像に映し出されている送信物体である光源に対応付けて、その光源から得られた情報を表示することができる。このような効果を得ることもできる。
図70は、車に搭載される通信システムの構成の図68とは異なる例である。なお、図70に示す通信システムに含まれる各構成要素のうち、図68に示す通信システムに含まれる構成要素と同一のものに対しては、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
図68に示す通信システムでは、光変調信号を介して送受信される情報は、車種特定情報、走行速度の情報、および「光源の、車体に配置されている位置の情報」である。図70に示す通信システムでは、光変調信号を介して送受信される情報は、図68に示す通信システムとは異なり、車の無線アクセスに関する情報である。つまり、図70に示す通信システムは、その通信システムを搭載する車(すなわち自車)の無線アクセスに関する情報を、光変調信号を介して他車に送信する。なお、ここでは「自車」を「第1の車」と名づける。
無線アクセスに関する情報とは、例えば、無線通信システム842の通信方式が無線LAN(Local Area Network)の場合、SSID(Service Set Identifier)の情報となる。この場合、通信システムの図70の送信装置810は、この通信システムが搭載している無線通信システム842のSSIDの情報を光変調信号を用いて送信(照射)することになる。また、無線通信システム842の通信方式は、無線LANに限ったものではなく、無線通信システム842の通信方式が、電波を用いた他の無線通信方式の場合、無線通信システム842を区別することができる識別情報を無線アクセスに関する情報として使用することができる。なお、この点については、本明細書の他の実施の形態でも詳しく説明している。
さらに、他車(ここでは、第2の車と名づける)の通信システムが具備している無線通信システム842の無線アクセスに関する情報を含む光変調信号を第2の車の通信システムは送信し、図70に示す第1の車の通信システムは、第2の車の通信システムが具備している無線通信システム842の無線アクセスに関する情報を含む光変調信号を受信する。第1の車の通信システムは、第2の車の通信システムが具備している無線通信システム842の無線アクセスに関する情報から、第2の車の通信システムが具備している無線通信システム842が送信した変調信号を探し出し、無線(すなわち電波)で第2の車の通信システムと通信する。
具体的には、図70に示す第1の車の通信システムは、図68の表示情報生成部830の代わりに、無線アクセス先特定部840を備え、さらに、無線通信システム842を備える。
送信装置810の送信信号処理部813_iは、情報814_iに基づいて変調信号812_1を生成して出力する。この情報814_iは、自車の無線アクセスに関する情報、つまり、第1の車の無線アクセスに関する情報である。したがって、送信装置810の光源811_iは、自車の無線アクセスに関する情報を含む光変調信号を送信する(照射する)。
受信装置820のミラー821_jは、例えば、第2の無線アクセスに関する情報を含む光変調信号を受信し、光通信用の撮像データ822_jを出力する。これにより、復調部826_jから出力される受信データ828_jは、送信物体の情報として、第2の車の無線アクセスに関する情報を含む。この図70に示す通信システムでも、図68に示す通信システムと同様、ミラー821_jは、複数の光変調信号を同時に受信することができる。つまり、図70に示す通信システムでは、1つの受信ユニットから、複数の他車の無線アクセスに関する情報を同時に取得することができる。
無線アクセス先特定部840は、M個の受信ユニットのそれぞれから受信データ828を取得する。これにより、それぞれ図70に相当する通信システムを搭載した複数の他車が第1の車の周囲に存在すれば、第1の車の無線アクセス先特定部840は、それらの複数の他車の無線アクセスに関する情報を同時に取得することができる。そして、無線アクセス先特定部840は、取得した他車の無線アクセスに関する情報841を無線通信システム842に出力する。
無線通信システム842は、他車の無線アクセスに関する情報841を用いて、通信相手を選別し、選択した車が具備する通信システムに含まれる無線通信システムと無線で通信する。例えば、無線通信システム842は、自車の車種特定情報と、自車の走行速度の情報とを含む変調信号を、他車の通信システムに無線(電波)で送信する。さらに、第1の車の無線通信システム842は、他車の車種特定情報と、他車の走行速度とを含む変調信号を受信する。
このような図70に示す通信システムであっても、1つの受信ユニットで複数の光変調信号を同時に受信することができる。さらに、図70に示す通信システムは、複数の受信ユニットを備えているため、より多くの光変調信号を同時に受信することができる。さらに、図70に示す通信システムであっても、図68に示す通信システムと同様の効果を得ることができる。
なお、図70に示す通信システムの送信装置810は、無線アクセスに関する情報とともに、あるいは、無線アクセスに関する情報の代わりに、無線通信システム842のSSIDの情報、または、無線通信システム842のセルラー端末識別IDなどを含む光変調信号を送信してもよい。
また、上述の例とは異なり、図70の送信装置810は、無線通信システム842のアクセスに関する情報に加え、図68のときと同様に、車種特定情報、車の走行速度に関する情報、光源の車体に配置されている位置の情報を送信してもよく、この場合、図68を用いて説明した表示情報生成部830の機能を有していてもよい。
(実施の形態13)
本実施の形態では、光源を備えず、太陽光などの外光の反射光を利用することによって光変調信号を生成する生成装置の構成および処理動作について説明する。
図71Aは、本実施の形態における送信装置の構成の一例を示す。
送信装置900は、光送信部(変調信号生成部ともいう)910と、液晶制御部920と、メモリ921と、インターフェース部922とを備える。
メモリ921は、例えばROM(Read Only Memory)またはRAM(Random Access Memory)などからなり、変調信号921aを格納するための領域を有する。
液晶制御部920は、変調信号生成部910を制御する。具体的には、液晶制御部920は、メモリ921から変調信号921aを読み出し、その変調信号921aに応じた制御電圧を光送信部910の液晶911bに印加する。例えば、変調信号921aをs(t)とあらわすものとする。なお、tは時間とする。このとき、「変調信号921aに応じた制御電圧」を-s(t)+αとあらわすものとする。なお、αは実数とする。
光送信部910は、液晶板911と、液晶板911に重ねて配置される反射板912とを備える。液晶板911は、液晶911bと、その液晶911bを挟む2枚の偏光板911aおよび911cとを備える。2枚の偏光板911aおよび911cのそれぞれが透過する光の偏光方向は互いに90°異なっている。このような液晶板911の光の透過率は、液晶911bに印加される制御電圧に応じて変化する。
具体的には、液晶911bに印加される制御電圧の電圧値が0Vの場合には、液晶911bは、その液晶911bを通る光の振動方向を90°だけねじる。その結果、偏光板911aを透過した光は、液晶911bによってねじられ、偏光板911cを透過する。つまり、液晶911bに印加される制御電圧の電圧値が0Vの場合、図71Aに示すように、太陽の光、または、照明の光が照射されている場合、光は、液晶板911を透過して反射板912に反射され、再び液晶板911を透過して放出される。なお、ここでは「90°(度)ねじる」と記載したが、「X°(度)ねじる」としてもよい。ただし、Xは0(度)以上、360(度)未満、かつ、Xは0(度)ではなく、かつ、Xは180(度)を満たすものとする。このようにしても、Xの値により、輝度は異なるが、光を透過することになる。
一方、液晶911bに印加される制御電圧の電圧値が、0Vより大きいまたは小さい予め定められた値(作動電圧値)の場合には、液晶911bは、その液晶911bを通る光の振動方向をねじらない。その結果、偏光板911aを透過した光は、液晶911bによってねじられないため、偏光板911cを透過することができない。つまり、液晶911bに印加される制御電圧の電圧値が、0Vより大きいまたは小さい予め定められた値(作動電圧値)の場合、液晶板911に照射される光は、その液晶板911を透過しない。なお、ここでは「ねじらない」と記載したが、「Y°(度)ねじる」としてもよい。ただし、Yは0(度)以上、360(度)未満、かつ、Yは0(度)ではなく、かつ、Yは180(度)を満たすものとする。このようにしても、Yの値により、若干輝度が残るような状態を生成することができる。
したがって、変調信号生成部910は、この変調信号生成部910に照射されて反射される太陽光、照明などの外光の輝度を、変調信号921aに応じて時間的に変化させることによって、その変調信号921aを光信号として、すなわち光変調信号として照射する。
変調信号921aは、例えば、実施の形態3のように、基地局のSSIDに関する情報を含んでいてもよく、または、実施の形態4のように、基地局との通信に用いられる暗号鍵に関する情報を含んでいてもよい。また、変調信号921aは、送信装置900が取り付けられている位置の情報を含んでいてもよい。なお、変調信号921aは、これらの情報に限定されず、他の情報を含んでいてもよい。
インターフェース部922は、送信装置900の外部にある外部装置に電気的に接続し、液晶制御部920と外部装置との間の信号の送受信を仲介する。例えば、インターフェース部922は、USB(Universal Serial Bus)、Bluetooth(登録商標)、近接無線通信、または、RFID(radio frequency identifier)などに用いられる機器である。
例えば、液晶制御部920は、変調信号921aの初期設定時には、インターフェース部922を介して外部装置から変調信号921aに関するデータを受信し、変調信号921aをメモリ921に格納する。また、メモリ921に格納されている変調信号921aを更新するときにも、液晶制御部920は、インターフェース部922を介して外部装置から更新する変調信号921aに関するデータを受信する。そして、液晶制御部920は、メモリ921に格納されている既存の変調信号921aを新しい変調信号921aに書き換える。なお、外部装置は、通信ネットワークを介して送信装置900に接続されるサーバなどであってもよい。また、既存の変調信号921aをメモリ921に格納しておき、必要なときに、この変調信号を呼び出し、送信装置900はこの変調信号に相当する変調信号を送信できるようにしてもよい。
外部装置がサーバである場合、「変調信号とデータの内容」に関するデータベースを管理していてもよい。このとき、送信装置900の受信相手である受信装置が、このサーバからデータベースを入手することで、変調信号の復調が可能となる。例えば、送信装置900が、送信するデータの内容を、上述のように変更したものとする。このとき、受信装置は、データの変更内容に関する情報を得ないと、データを復調することが難しい。しかし、上述のように、受信装置が、サーバにアクセスし、データベースを入手し、そのデータベースに基づいて、復調することで、送信装置900が送信した変調信号を復調することができる。
また、送信装置900は、太陽光発電機923と、蓄電池924とを備えていてもよい。太陽光発電機923は、太陽光などの外光を受けると、その外光を電力に変換し、その電力を蓄電池924に蓄積する。この場合には、液晶制御部920は、蓄電池924から供給される電力に基づいて、光送信部910を制御する。なお、送信装置900は、太陽光発電機923および蓄電池924の代わりに、ボタン電池などの小型電池を内蔵していてもよい。
このような本実施の形態における送信装置900では、光源を備える必要がなく、液晶911bに制御電圧を印加するだけで、光変調信号を発生、生成することができ、送信することができる。したがって、省電力化を図ることができるとともに、送信装置900を小型化することができる。したがって、自転車、バイク、または人などの小さい物体に送信装置900を取り付けることができる。ただし、図71Aでは、太陽光、照明の光の反射を利用し、光変調信号を生成しているが、別の方法として、光送信部910を照明(バックライト)としても、光変調信号を生成することができる。
なお、上記説明では液晶911bは、液晶911bに印加される電圧値に応じて、液晶911bを通過する光の偏光方向を90°(度)またはX°(度)ねじると表現したが、液晶911bを通過した後の光の偏光方向を、液晶911bを通過する前の光の偏光方向に比べて90°(度)またはX°(度)変化させると表現することもできる。
なお、上記の液晶板911の例では、偏光板911aおよび911cのそれぞれが透過する光の偏光方向は互いに90°異なっているとしたが、偏光板911aが透過する光の偏光方向と偏光板911cが透過する光の偏光方向が有する角度は90°に限らない。例えば、偏光板911aが透過する光の偏光方向と偏光板911cが透過する光の偏光方向が有する角度は90°よりも小さい角度であってもよいし、0°であってもよい。
例えば、偏光板911aが透過する光の偏光方向と偏光板911cが透過する光の偏光方向が有する角度が0°の場合、すなわち偏光板911aが透過する光の偏光方向が偏光板911cが透過する光の偏光方向と同じである場合は、液晶911bに印加される電圧が0Vの場合に光が液晶板911を透過しなくなるため、送信装置900が動作していない状態では光を反射せず、送信装置900が動作している状態では液晶制御部920が液晶911bに印加する電圧に応じて光を反射して光変調信号として照射する。この構成によると、送信装置900は光変調信号を照射する場合にのみ光を反射するため、受信装置において光変調信号が送信されているか否かの判断を容易にすることができる。
一方、偏光板911aが透過する光の偏光方向と偏光板911cが透過する光の偏光方向が有する角度が90°になるよう偏光板911aと偏光板911cが配置されている構成は、送信装置900が動作していない状態においても変調されていない光を反射するため、例えば信号の送信を行わない状態においても光を反射させたい用途において有用である。
次に、送信装置900が光変調信号を出力する動作状態と、光変調信号を出力せず単に光を反射する(または、光を反射しない)非動作状態とを切り替えについて説明する。送信装置900は、例えば一定の強度以上の光が送信装置900に対して照射された場合に動作状態として光変調信号を出力するよう液晶制御部920が液晶911bに印加する制御電圧を制御してもよい。この場合、一定の強度以上の光が送信装置900に対して照射されたか否かの判断を、太陽光発電機923で変換される電力に基づいて行ってもよい。例えば、送信装置900は、太陽光発電機923から所定の閾値以上の電力が出力された場合に液晶制御部920で液晶板911の制御を行ってもよい。また、送信装置900はインターフェース部922を介して外部から入力された制御信号に応じて動作状態と非動作状態を切り替えてもよい。このとき、外部から入力される制御情報は、光変調信号を生成して出力するタイミングや周期のいずれかを指定する情報を含んでいてもよいし、光変調信号として送信するデータを指定する情報を含んでいてもよい。
この構成によると、送信装置900に対して反射して変調する光が入射していない、または、光変調信号として出力しても受信装置において受信が困難な強度の光変調信号しか出力できない場合に、送信装置900の少なくとも一部の動作を停止するため、常に光変調信号を出力するための動作を行っている場合と比較して消費電力を削減することができる。なお、送信装置900は常に動作状態として光変調信号を生成して出力するようどうっする構成であってもよい。
なお、液晶を利用した変調信号生成する装置の構成は図71Aに限ったものではない。例えば、メモリ921に変調信号921aに相当するデータを蓄積しておく。そして、液晶を不備する装置と反射板912を図71Aのように張り合わせておく。そして、液晶は、光を「透過する状態(ただし、若干輝度が落ちるような状態であってもよい)」と光を「遮断する状態(ただし、若干輝度が残るような状態であってもよい)」をもつものとする。そして、変調信号921aを生成するように、液晶を、時間軸方向に「光を透過する状態」と「光を遮断する状態」の制御を行う。これにより、変調信号921aの時間方向の信号を生成することができる。また、図71Aの送信装置において、液晶板は、複数の画素で構成されていてもよい。このとき、複数の画素の、光の「透過する状態」と光の「遮断する状態」の時間的な変更タイミングは、同様に実施されることになる。また、上述では、液晶を例に、送信装置の構成を説明したが、光の「透過する状態」と光の「遮断する状態」の時間的な変更ができるデバイス、装置を液晶に代わって使用しても、同様に実施することが可能である。
また、図71Aの送信装置を複数並列に動作させてもよい。このときの動作について、図71Bを用いて説明する。
図71Bにおいて、例えば、液晶画面は、第1液晶領域の送信装置7101の液晶、第2液晶領域の送信装置7102の液晶、第3液晶領域の送信装置7103の液晶、第4液晶領域の送信装置7104の液晶、第5液晶領域の送信装置7105の液晶、第6液晶領域の送信装置7106の液晶、第7液晶領域の送信装置7107の液晶、第8液晶領域の送信装置7108の液晶、第9液晶領域の送信装置7109の液晶で構成されているものとする。
例えば、第1液晶領域の送信装置7101、第2液晶領域の送信装置7102、第3液晶領域の送信装置7103、第4液晶領域の送信装置7104、第5液晶領域の送信装置7105、第6液晶領域の送信装置7106、第7液晶領域の送信装置7107、第8液晶領域の送信装置7108、第9液晶領域の送信装置7109は、それぞれ図71Aの送信装置900の構成を具備しているものとする。ただし、液晶制御部920、インターフェース部922、電池、電源は、個別に具備する必要はなく、第1液晶領域の送信装置7101、第2液晶領域の送信装置7102、第3液晶領域の送信装置7103、第4液晶領域の送信装置7104、第5液晶領域の送信装置7105、第6液晶領域の送信装置7106、第7液晶領域の送信装置7107、第8液晶領域の送信装置7108、第9液晶領域の送信装置7109で、液晶制御部920、インターフェース部922、電池、電源を共用してもよい。
そして、図71Bの、第1液晶領域の送信装置7101、第2液晶領域の送信装置7102、第3液晶領域の送信装置7103、第4液晶領域の送信装置7104、第5液晶領域の送信装置7105、第6液晶領域の送信装置7106、第7液晶領域の送信装置7107、第8液晶領域の送信装置7108、第9液晶領域の送信装置7109は、例えば、ぞれぞれ、異なる光変調信号を送信(照射)するとしてもよい。
このとき、例えば、光変調信号を受信するイメージセンサは、第1液晶領域の送信装置7101の液晶、第2液晶領域の送信装置7102の液晶、第3液晶領域の送信装置7103の液晶、第4液晶領域の送信装置7104の液晶、第5液晶領域の送信装置7105の液晶、第6液晶領域の送信装置7106の液晶、第7液晶領域の送信装置7107の液晶、第8液晶領域の送信装置7108の液晶、第9液晶領域の送信装置7109の液晶を、とらえればよく、受信装置は、それぞれの光変調信号を復調することで、第1液晶領域の送信装置7101で送信されたデータの受信データ、第2液晶領域の送信装置7102で送信されたデータの受信データ、第3液晶領域の送信装置7103で送信されたデータの受信データ、第4液晶領域の送信装置7104で送信されたデータの受信データ、第5液晶領域の送信装置7105で送信されたデータの受信データ、第6液晶領域の送信装置7106で送信されたデータの受信データ、第7液晶領域の送信装置7107で送信されたデータの受信データ、第8液晶領域の送信装置7108で送信されたデータの受信データ、第9液晶領域の送信装置71091で送信されたデータの受信データを得ることができる。
なお、図71Bにおいて、異なる送信装置で、異なる光変調信号を送信しなくてもよい。
例えば、第1液晶領域の送信装置7101と第2液晶領域の送信装置7102で、同一の光変調信号を送信してもよく、また、第1液晶領域の送信装置7101と第9液晶領域の送信装置7109で、同一の光変調信号を送信してもよく、また、第5液晶領域の送信装置7105と第8液晶領域の送信装置7108で、同一の光変調信号を送信してもよく、また、第4液晶領域の送信装置7104と第5液晶領域の送信装置7105と第6液晶領域の送信装置7106で、同一の光変調信号を送信してもよい。なお、複数の液晶領域の送信装置で、同一の光変調信号を送信する方法は、上述の例に限ったものではない。
以上のように、液晶画面を複数領域に分割し、複数領域で、複数の光変調信号を発生させることで、データの伝送速度が向上するという効果を得ることができる。
図72は、送信装置900の使用例を示す。
例えば、送信装置900は、道路標識991、車992、自転車993、または、人994の衣服などに取り付けられる。他にも、例えば、駐車場における障害物、例えば、カート、台車、壁などの障害物、縁石などに送信装置900を取り付けてもよい。
送信装置900が道路標識991に取り付けられる場合には、光送信部910は、道路標識991の前面に貼り付けられる。これにより、送信装置900を道路補佐情報提供機として用いることができる。つまり、送信装置900は、変調信号921aに応じて反射光の輝度を変化させることによって、その道路標識991により通知すべき情報である道路補佐情報を、道路標識991の周囲に存在する車999などに対して送信することができる。このとき、昼間など太陽光が期待できる場合、反射板912が太陽光を反射することで、光変調信号を得ることができる。この場合には、例えば太陽光発電機923によって、液晶制御部920の駆動電力を得ることができる。また、夜間など、太陽光の期待が難しい場合、車自身、または、街灯などの照明が照射した光を反射板912が反射することで、光変調信号を得ることができる。
また、送信装置900が第1の車992に取り付けられる場合には、送信装置900は、車992の後部バンパーなどに貼り付けられる。これにより、送信装置900は、変調信号921aに応じて反射光の輝度を変化させることによって、第1の車992に関する情報を、第1の車992の例えば、後方に存在する第2の車999に対して送信することができる。例えば、昼間の晴れているときには、第2の車992はテールランプなどの光源を点灯させていないが、このようなときにも、反射光などを利用して光変調信号を送信することができる。また、夜間など、太陽光の期待が難しい場合、第2の車992が照射した光、または、街灯などの照明が照射した光を反射板912が反射することで、第2の車992(および、その他の車)は、光変調信号を得ることができる。
また、送信装置900が自転車993に取り付けられる場合には、送信装置900は、自転車993の後部にリフレクターとして貼り付けられる。これにより、送信装置900は、変調信号921aに応じて反射光の輝度を変化させることによって、その自転車993に関する情報を、第2の車999に対して送信することができる。このように、本実施の形態では、送信装置900を小型化することができるため、自転車993のような小さい物体にも取り付けることができる。
また、送信装置900が人994の衣服に取り付けられる場合には、送信装置900は、人の衣服にリフレクターとして貼り付けられる。これにより、送信装置900は、変調信号921aに応じて反射光の輝度を変化させることによって、その人994に関する情報を、その人994の周囲に存在する例えば、第2の車999に対して送信することができる。このように、本実施の形態では、送信装置900を小型化することができるため、人のような小さい物体にも、例えば衣服を介して取り付けることができる。なお、送信装置900を装着する物体は、上述の例に限ったものではない。
ここで、本実施の形態では、光送信部910を備えているが、この送信装置900の代わりにカラーQRコード(登録商標)を備えていてもよい。また、本実施の形態では、液晶板911の全体の光の透過率を一様に変化させたが、液晶板911の領域ごとに透過率を変化させてもよい。例えば、液晶板911は4分割または8分割される。そして、この分割によって得られる領域ごとに、その領域の透過率が制御される。これにより、送信装置900は、複数の光変調信号を同時に送信することができる。また、これらの複数の光変調信号は同一でもあってもよく、互いに異なっていてもよい。また、各領域の透過率を時間変化させなくてもよい。これにより、各領域の透過率の空間的なパターンによって、情報を送信することができる。例えば、上述で説明した「光を透過する状態」を「1」、「光を遮断する状態」を「0」と定義する。すると、図71Bの第1液晶領域の送信装置7101の状態を「光を遮断する状態」とする。すると、第1液晶領域の送信装置7101の光変調信号を受信することで、受信装置は「0」の情報を得る。
同様に、第2液晶領域の送信装置7102の状態を「光を遮断する状態」とすることで、受信装置は、「0」の情報を得る。第3液晶領域の送信装置7103の状態を「光を遮断する状態」とすることで、受信装置は、「0」の情報を得る。
第4液晶領域の送信装置7104の状態を「光を遮断する状態」とすることで、受信装置は、「0」の情報を得る。
第5液晶領域の送信装置7105の状態を「光を遮断する状態」とすることで、受信装置は、「0」の情報を得る。
第6液晶領域の送信装置7106の状態を「光を遮断する状態」とすることで、受信装置は、「0」の情報を得る。
第7液晶領域の送信装置7107の状態を「光を遮断する状態」とすることで、受信装置は、「0」の情報を得る。
第8液晶領域の送信装置7108の状態を「光を遮断する状態」とすることで、受信装置は、「0」の情報を得る。
第9液晶領域の送信装置7109の状態を「光を透過する状態」とすることで、受信装置は、「1」の情報を得る。
したがって、このとき、受信装置は「000000001」(2進数)の9ビットの情報を得ることになる。第1液晶領域の送信装置7101、第2液晶領域の送信装置7102、第3液晶領域の送信装置7103、第4液晶領域の送信装置7104、第5液晶領域の送信装置7105、第6液晶領域の送信装置7106、第7液晶領域の送信装置7107、第8液晶領域の送信装置7108、第9液晶領域の送信装置7109は、上記の状態を維持することで、「000000001」の9ビットの情報を送信し続けることになる。
なお、時間的に状態を変更してもよく、このとき、送信装置900(光送信部910)は、9ビットのデータ単位で時間軸により、データを送信することになる。
また、カラーQRコード(登録商標)または送信装置900などを、カバンまたはカートなどに取り付けてもよい。
なお、送信装置900は、セルラー端末識別IDを示す変調信号921aに応じて反射光の輝度を変化させることによって、そのセルラー端末識別IDを送信してもよい。
(実施の形態14)
本実施の形態では、例えば、上記実施の形態12における受信装置820のミラー821_jの詳細な構成について説明する。
図73は、本実施の形態におけるミラーの構成の一例を示す図である。
図73に示すミラー1800は、上記実施の形態12における受信装置820のミラー821_jに相当する。このミラー1800は、アレイレンズ1810と、イメージセンサ1820とを備える。
アレイレンズ1810は、略矩形平板状の基板1811と、その基板1811に配列された複数のレンズ1812とからなる。例えば、基板1811と複数のレンズ1812とは、樹脂またはガラスなどから一体に形成されている。複数のレンズ1812は、基板1811の表面に沿うように3行4列に配置されている。ここで、これらの複数のレンズ1812のそれぞれの焦点距離は異なっている。
イメージセンサ1820は、アレイレンズ1810の複数のレンズ1812のそれぞれによって投影される光を受ける。つまり、イメージセンサ1820における各領域は、その領域に対応するレンズ1812によって投影される光を受ける。複数のレンズ1812は、3行4列に配列されているため、イメージセンサ1820において3行4列に配列されている複数の領域のそれぞれが、その領域に対応するレンズ1812によって投影される光を受ける。
したがって、光変調信号を送信する送信装置が、アレイレンズ1810によってイメージセンサ1820に撮像される場合には、イメージセンサ1820の各領域が、その光変調信号を含む光を受光する。そして、イメージセンサ1820の各領域は、その受光結果に応じた撮像データ(光受信信号)を出力する。
ここで、上述のように、アレイレンズ1810の複数のレンズ1812のそれぞれの焦点距離は異なっている。したがって、イメージセンサ1820の複数の領域は、同一の光景に対して互いに焦点距離の異なる複数の撮像データ(光受信信号)を同時に出力することができる。これらの複数の撮像データ(光受信信号)のうちの何れかでは、光変調信号を良好な受信品質で受信できる可能性が高くなる。その結果、ミラー1800を備える受信装置は、送信装置からの光変調信号を受信するために、焦点距離をあわせるための処理を軽くすることができ、その変調信号を受信することができる。つまり、その受信装置では、通信距離を広い範囲で確保することができる。また、本実施の形態では、機械的に動く機構を必要とせず、互いに焦点距離の異なる複数の撮像データを得ることができるため、受信装置の故障などの発生を抑えることができる。つまり、機械的に動く機構では、温度変化によって生じる結露およびその凍結、高温の環境などによって、その機構の動きが制限されることがあるが、本実施の形態では、そのような温度変化による影響を受けにくい。したがって、故障などの発生を抑えることができる。
なお、上述の例では、ミラー1800は、1つのイメージセンサ1820を備えているが、マトリクス状に配列された複数のイメージセンサを備えていてもよい。つまり、複数のイメージセンサのそれぞれは、そのイメージセンサに対応するレンズ1812によって投影される光を受ける。また、上述の例では、アレイレンズ1810は、3行4列に配列された12個のレンズ1812を備えているが、レンズ1812の個数と配列は、これらに限定されない。アレイレンズ1810は、2つ以上のレンズ1812を備えていればよく、これらのレンズ1812はどのように配列されていてもよい。
(実施の形態15)
本実施の形態では、光信号である光変調信号を送信する送信装置が有する光源の輝度の制御について説明する。
例えば、上記各実施の形態における送信装置の光源が照明に用いられる場合、光変調信号のうち、データ伝送を行なっている部分の光変調信号の送信(以降では、情報送信区間と呼ぶ)によって、照明の光量・輝度が低下することになる。
そこで、本実施の形態では、照明の光量を確保するために、情報送信期間とライト点灯期間とを設ける。情報送信期間は、データ伝送を行なっている部分の光変調信号を送信するための専用の期間であって、ライト点灯期間は、照明のための専用の期間である。例えばmこのような情報送信期間とライト点灯期間とを、交互に設ける。ただし、情報送信区間とライト点灯区間は、交互に設けなくてもよく、情報送信区間とライト点灯区間を時間軸方向に対し、どのように配置してもよい。
図74Aは、情報送信期間およびライト点灯期間における輝度変化の一例を示す。
送信装置は、図74Aの(a)に示すように、ライト点灯期間において光源を第1の輝度y1で点灯させる。また、送信装置は、図74Aの(a)に示すように、情報送信期間において、たとえば、「第2の輝度y2と、第2の輝度y2よりも低い第3の輝度y3」で構成した光変調信号を送信する。ただし、情報送信区間における光変調信号の送信方法は、図74Aの(a)に限ったものではない。
これにより、ライト点灯期間がない場合と比べて、照明の光量の低下を抑えることができる。
ここで、送信装置は、第1の輝度y1と第2の輝度y2とを異ならせてもよい。例えば、送信装置は、図74Aの(a)に示すように、第1の輝度y1を第2の輝度y2よりも高くしてもよい。これにより、情報送信期間における照明の光量の低下を、ライト点灯期間における照明の光量で補うことができ、照明の光量の低下をさらに抑えることができる。
また、送信装置は、第1の輝度y1と第2の輝度y2との比率、または、情報送信期間とライト点灯期間の時間比率を、周囲の明るさに応じて変化させてもよい。つまり、情報送信区間とライト点灯区間の時間的な構成を、周囲の環境、データ伝送速度の要求、通信品質の要求などの通信環境に応じて、変更してもよい。このとき、情報送信区間とライト点灯区間の時間的な構成により、情報送信区間の輝度y2、ライト点灯区間の輝度y1を変化させてもよい。
また、例えば、周囲の明るさが、朝、昼、および晩のように時間帯に応じて変化する場合には、送信装置は、上述の輝度の比率または時間比率を、その時間帯に応じて変化させてもよい。
また、送信装置は、図74Aの(a)および(b)に示すように、情報送信期間とライト点灯期間との間にガード区間が配置されるように、光源を制御してもよい。これにより、情報送信期間とライト点灯期間との切り替わりを人が不快に感じることを抑えることができる。さらに、受信装置が情報送信期間の最初のシンボルを容易に受信することができる。
このような本実施の形態における送信装置は、例えば、図6に示す送信装置100の構成によって実現される。つまり、送信装置100は、光源104と、送信部102を備える。送信部102は、ライト点灯期間において光源104を第1の輝度y1をもつ光変調信号を点灯し、情報送信期間において、第2の輝度y2をもつ光変調信号を光源104を点灯する。
一方、本実施の形態における送信装置から送信される光変調信号を受信する受信装置は、光変調信号に基づく光を受光し、情報送信期間の光変調信号における、例えば、時間、フレームを動機するためのリファレンス信号を受信することにより、受信信号のうち、情報伝送区間を抽出する。そして、受信装置は、その光変調信号に基づくデータを解析することによって解析情報を出力する。
これにより、受信装置は、照明の光量の低下が抑えられた状態で光変調信号を受信して解析情報を取得することができる。
さらに、また、第1の輝度y1と第2の輝度y2とは異なっていてもよい。例えば、第1の輝度y1は第2の輝度y2よりも高い。これにより、情報送信期間における照明の光量の低下が、ライト点灯期間における照明の光量で補われている状況において、光変調信号を受信して解析情報を取得することができる。
また、受信装置は、ライト点灯期間と情報送信期間との間に配置されたガード区間の光を受光してもよい。
これにより、受信装置は、情報送信期間の最初のシンボルを容易に受信することができる。
このような本実施の形態における受信装置は、例えば、図6に示す受信装置150の構成によって実現される。つまり、受信装置150は、受光部151と、データ解析部155とを備える。受光部151は、情報送信期間における第2の輝度y2を持つ光変調信号に相当する光変調信号を受光することによって、光源104から送信される光変調信号を受信する。データ解析部155は、その光変調信号に基づくデータを解析することによって解析情報を出力する。
図74Bは、図74Aとは異なる、光変調信号を送信する(照射する)送信装置の時間軸におけるフレーム構成の一例を示している。なお、図74Bにおいて、横軸は時間である。
図74Bの(a)は、送信装置の第1のフレーム構成の一例である。図74Bの(a)では、スキャン区間7401のフレームを送信する。なお、スキャン区間7401は、実施の形態13を実施するためのフレームを送信する区間である。
したがって、送信装置を具備する第1の車は、受信装置を具備している。そして、第1の車は、実施の形態13で説明したように第1の車の周辺の図71Aの送信装置900(ただし、複数存在していてもよい)に、光があたるように光を照射することになる。この光の照射区間が、図74Bのスキャン区間7401となる。(この点については、スキャン区間7411、スキャン区間7413、スキャン区間7421、スキャン区間7423、スキャン区間7431、スキャン区間7434も同様である。)例えば、スキャン区間では、第1の車は、光の照らす方向を変えながら、光を照射してもよい。
そして、第1の車が具備する受信装置は、送信装置900が光を反射することにより、送信された光変調信号を受信し、復調することで、データを得ることができる。なお、第1の車以外の車が具備する受信装置がこの光変調信号を受信し、復調することで、データを得てもよい。
図74Bの(b)は、送信装置の第2のフレーム構成の例である。図74Bの(b)におけるスキャン区間7411、7413については、図74Bの(a)におけるスキャン区間7401と同様の役割を果たすことになる。図74Bの(b)の点灯区間7412、7414は、図74Aにおけるライト点灯期間に相当し、その役割については、図74Aでの説明と同様となるため、説明を省略する。
図74Bの(c)は、送信装置の第3のフレーム構成の例である。図74Bの(c)におけるスキャン区間7421、7423については、図74Bの(a)におけるスキャン区間7401と同様の役割を果たすことになる。図74Bの(c)の情報送信区間7422、7424は、図74Aにおける情報送信区間に相当し、その役割については、図74Aでの説明と同様となるため、説明は省略する。
図74Bの(d)は、送信装置の第4のフレーム構成の例である。図74Bの(d)におけるスキャン区間7431、7434については、図74Bの(a)におけるスキャン区間7401と同様の役割を果たすことになる。図74Bの(d)の情報送信区間7432、7435は、図74Aにおける情報送信区間に相当し、その役割については、図74Aでの説明と同様となるため、説明は省略する。そして、図74Bの点灯区間7433、7436は、図74Aにおけるライト点灯区間に相当し、その役割については、図74Aでの説明と同様となるため、説明を省略する。
送信装置が照射する光変調信号のフレーム構成の例として、図74A、図74Bのフレーム構成について説明したが、フレーム構成は、これらの例に限ったものではなく、「スキャン区間」、「点灯区間」、「情報送信区間」の3つの種類の区間のうち、一つ以上、または、二つ以上の種類の区間で構成するフレーム構成であれば、上述の説明と同様に実施することができ、また、各効果を得ることができる。
なお、「スキャン区間」、「点灯区間」、「情報送信区間」には、制御情報送信シンボル、リファレンスシンボルなどの他のシンボルが含まれていてもよい。
送信装置は、通信状況、送信装置を具備する車の環境などに応じて、フレーム構成を変更してもよい。例えば、フレームを構成する「区間」の種類を変更してもよいし、各区間における時間的な長さを変更してもよい。また、ユーザが、送信装置のフレーム構成の設定を行ってもよい。
このときの送信装置と送信装置が送信した光変調信号を受信する受信装置の構成を、図74Cに示す。なお、図6と同様に動作するものについては、同一番号を付しており、説明を省略する。
図74Cにおいて、図6と異なる点は、送信部102が、制御信号7499を入力としている点である。このとき、送信部102は、制御信号7499において、光源104で照射する光変調信号のフレーム構成を変更することになる。なお、制御信号7499は、例えば、通信状況に基づく信号、送信装置を具備する車の環境などの情報に基づく信号、ユーザが設定した設定信号などの信号を含んでいることになる。
なお、点灯区間の時間的な長さを、明るさを調整するために、情報送信区間の長さに応じて、変更してもよい。また、点灯区間の時間的な長さを、車の環境(例えば、昼、夜などの周囲の明るさや、天気による周囲の明るさなど)に応じて、変更してもよい。さらに、点灯区間の長さを、情報送信区間の長さ、および、車の環境を考慮して、変更してもよい。これにより、好適な明るさを得ることができるという効果を得ることができる。
また、図74Bの(a)のようにスキャン区間によるフレーム構成、図74Bの(b)のスキャン区間と点灯区間によるフレーム構成を送信することを特徴とする送信装置であってもよい。これにより、周囲の状況に関する情報を得ることができるという効果を得ることができる。また、図74Bの(a)のようにスキャン区間によるフレーム構成、図74Bの(b)のスキャン区間と点灯区間によるフレーム構成をユーザが設定するようにしてもよい。例えば、駐車場において、図74Bの(a)、図74Bの(b)のようなフレーム構成の光変調信号を送信装置が送信するように、ユーザが設定してもよい。このとき、送信装置を具備する車は、周囲の情報を集めることになる。(このとき、例えば、光源104は、いろいろな向きで、光を放つことになるようにしてもよい。)一方で、道路でユーザが運転中の場合、これらのフレーム構成を選択したい場合が想定することができる。なぜなら、例えば、光をいろいろな向きで放った場合、対向車線の車を運転するユーザの運転を妨害する可能性があるからである。このような行為を避けることができるという効果を得ることができる。
なお、本実施の形態では、送信装置、受信装置を車に搭載する場合を例として説明しているが、これに限ったものではなく、送信装置、受信装置が、他のものに搭載されていてもよいし、送信装置、受信装置が単体で存在していても、本実施の形態で説明した動作を実施することができ、また、同様な効果を得ることができる。
ここで、上述の例では、照明の光量を確保するために、情報送信期間とライト点灯期間とを設けたが、複数の光源を用いてもよい。つまり、送信装置は、光変調信号を送信するための専用の光源(以下、通信用光源という)と、照明のための専用の光源(以下、照明用光源という)とを備えてもよい。この場合、送信装置は、複数の通信用光源を備えてもよい。そして、これらの複数の通信用光源のそれぞれの伝送速度を異ならせてもよい。さらに、何れかの通信用光源は光変調信号を地面に向けて出力してもよい。
図75は、複数の通信用光源が光変調信号を出力する例を示す。
第1の通信用光源1911は、光変調信号1911aを受信装置1950に向けて出力する。さらに、第2の通信用光源1912も、光変調信号1912aを出力する。
ここで、例えば図75に示すように、受信装置1950から見て第2の通信用光源1912が第1の通信用光源1911に隠れることがある。そこで、第2の通信用光源1912は、光変調信号1912aを地面に向けて出力する。これにより、光変調信号1912aは地面に反射して受信装置1950に照射される。その結果、第2の通信用光源1912が第1の通信用光源1911に隠れていても、受信装置1950は、その第2の通信用光源1912からの光変調信号1912aを受信することができる。
(補足1)
当然であるが、本明細書において説明した実施の形態、その他の内容を複数組み合わせて、実施してもよい。
また、各実施の形態については、あくまでも例であり、例えば、「変調方式、誤り訂正符号化方式(使用する誤り訂正符号、符号長、符号化率等)、制御情報など」を例示していても、別の「変調方式、誤り訂正符号化方式(使用する誤り訂正符号、符号長、符号化率等)、制御情報など」を適用した場合でも同様の構成で実施することが可能である。
変調方式については、本明細書で記載している変調方式以外の変調方式を使用しても、本明細書において説明した実施の形態、その他の内容を実施することが可能である。例えば、APSK(Amplitude Phase Shift Keying)(例えば、16APSK, 64APSK, 128APSK, 256APSK, 1024APSK, 4096APSKなど)、PAM(Pulse Amplitude Modulation)(例えば、4PAM, 8PAM, 16PAM, 64PAM, 128PAM, 256PAM, 1024PAM, 4096PAMなど)、PSK(Phase Shift Keying)(例えば、BPSK, QPSK, 8PSK, 16PSK, 64PSK, 128PSK, 256PSK, 1024PSK, 4096PSKなど)、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)(例えば、4QAM, 8QAM, 16QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM, 1024QAM, 4096QAMなど)などを適用してもよく、各変調方式において、均一マッピング、非均一マッピングとしてもよい。また、I-Q平面における2個、4個、8個、16個、64個、128個、256個、1024個等の信号点の配置方法(2個、4個、8個、16個、64個、128個、256個、1024個等の信号点をもつ変調方式)は、本明細書で示した変調方式の信号点配置方法に限ったものではない。
本明細書で説明した無線装置を具備しているのは、例えば、放送局、基地局、アクセスポイント、端末、携帯電話(mobile phone)等の通信・放送機器、テレビ、ラジオ、端末、パーソナルコンピュータ、携帯電話、アクセスポイント、基地局等の通信機器であることが考えられる。また、本明細書で説明した無線装置は、通信機能を有している機器であって、その機器が、テレビ、ラジオ、パーソナルコンピュータ、携帯電話等のアプリケーションを実行するための装置に何らかのインターフェースを解して接続できるような形態であることも考えられる。
また、本明細書で説明した受信部を具備しているのは、例えば、放送局、基地局、アクセスポイント、端末、携帯電話(mobile phone)等の通信・放送機器、テレビ、ラジオ、端末、パーソナルコンピュータ、携帯電話、アクセスポイント、基地局等の通信機器であることが考えられる。
本実施の形態における電波による無線通信では、データシンボル以外のシンボル、例えば、パイロットシンボル(プリアンブル、ユニークワード、ポストアンブル、リファレンスシンボル等)、制御情報用のシンボルなどが、フレームにどのように配置されていてもよい。そして、ここでは、パイロットシンボル、制御情報用のシンボルと名付けているが、どのような名付け方を行ってもよく、シンボルそれぞれの役割が重要となっている。
パイロットシンボルは、例えば、送受信機において、PSK変調を用いて変調した既知のシンボル(または、受信機が同期をとることによって、受信機は、送信機が送信したシンボルを知ることができてもよい。)であればよく、受信機は、このシンボルを用いて、周波数同期、時間同期、(各変調信号の)チャネル推定(CSI(Channel State Information)の推定)、信号の検出等を行うことになる。
また、制御情報用のシンボルは、(アプリケーション等の)データ以外の通信を実現するための、通信相手に伝送する必要がある情報(例えば、通信に用いている変調方式・誤り訂正符号化方式・誤り訂正符号化方式の符号化率、上位レイヤでの設定情報等)を伝送するためのシンボルである。
(補足2)
上記の各実施の形態で説明した動画像符号化方式は、例えば、MPEG(Moving Picture Experts Group)2、H.264/AVC(Advanced Video Coding)、H.265/HEVC(High. Efficiency Video Coding)、VC-1、VP8、VP9などの名称で規定された仕様に準拠した方式を用いることができる。ただし、上記の各実施の形態で説明した動画像符号化方式は、上記で列挙した方式とは異なる動画像符号化方式を用いてもよい。
なお、本開示は各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、各実施の形態では、通信装置として行う場合について説明しているが、これに限られるものではなく、この通信方法をソフトウェア、ハードウェア、又は、ハードウェアと連携したソフトウェアで実現することが可能である。
なお、例えば、上記通信方法、送信方法、または受信方法を実行するプログラムを予めROM(Read Only Memory)に格納しておき、そのプログラムをCPU(Central Processor Unit)によって動作させるようにしても良い。
また、上記通信方法、送信方法、または受信方法を実行するプログラムをコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納し、記憶媒体に格納されたプログラムをコンピュータのRAM(Random Access Memory)に記録して、コンピュータをそのプログラムにしたがって動作させるようにしても良い。
そして、上記の各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、部分的に又は全体的に、集積回路であるLSI(Large Scale Integration)として実現され、上記の各実施の形態で説明した各プロセスは、部分的に又は全体的に、一つのLSI又はLSIの組み合わせによって制御されてもよい。LSIは個々のチップから構成されてもよいし、機能ブロックの一部または全てを含むように一つのチップから構成されてもよい。LSIはデータの入力と出力とを備えてもよい。LSIは、集積度の違いにより、IC(Integrated Circuit)、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。集積回路化の手法はLSIに限られるものではなく、専用回路、汎用プロセッサ又は専用プロセッサで実現しても良い。また、LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)またはLSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。本開示は、デジタル処理又はアナログ処理として実現されてもよい。さらに、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
(補足3)
なお、FPGA(Field Programmable Gate Array)およびCPU(Central Processing Unit)の少なくとも一方が、本開示において説明した通信方法、送信方法、または受信方法を実現するために必要なソフトウェアの全部あるいは一部を無線通信または有線通信によりダウンロードできるような構成であってもよい。さらに、更新のためのソフトウェアの全部あるいは一部を無線通信または有線通信によりダウンロードできるような構成であってもよい。そして、ダウンロードしたソフトウェアを記憶部に格納し、格納されたソフトウェアに基づいてFPGAおよびCPU少なくとも一方を動作させることにより、本開示において説明したデジタル信号処理を実行するようにしてもよい。
このとき、FPGAおよびCPUの少なくとも一方を具備する機器は、通信モデムと無線または有線で接続し、この機器と通信モデムにより、本開示において説明した通信方法、送信方法、または受信方法を実現してもよい。
例えば、本明細書で記載した基地局、AP、端末などの通信装置(送信装置または受信装置)が、FPGA、および、CPUのうち、少なくとも一方を具備しており、FPGA及びCPUの少なくとも一方を動作させるためのソフトウェアを外部から入手するためのインターフェースを通信装置が具備していてもよい。さらに、通信装置が外部から入手したソフトウェアを格納するための記憶部を具備し、格納されたソフトウェアに基づいて、FPGA、CPUを動作させることで、本開示において説明した信号処理を実現するようにしてもよい。
本明細書で説明した送信装置を第1の「車、または、乗り物」が具備し、本明細書で説明した受信装置を第2の「車、または、乗り物」が具備し、データの送受信を実施してもよい。
本明細書で説明した「送信装置、または、送信装置の機能の一部」を、インターフェースを介して第1の「車、または、乗り物」に接続し、本明細書で説明した「受信装置、または、受信装置の一部」を、インターフェースを介して第2の「車、または、乗り物」に接続し、送受信によるデータの伝送を実施してもよい。
また、本明細書で説明した送信装置を第1の「車、または、乗り物」が具備し、この送信装置と本明細書で説明した受信装置とで、データの送受信を実施してもよい。
本明細書で説明した受信装置を第2の「車、または、乗り物」が具備し、この受信装置と本明細書で説明した送信装置とで、データの送受信を実施してもよい。
さらに、本明細書で説明した「送信装置、または、送信装置の機能の一部」を、インターフェースを介して第1の「車、または、乗り物」に接続し、この一連の送信装置と本明細書で説明した受信装置とで、データの送受信を実施してもよい。
本明細書で説明した「受信装置、または、受信装置の一部」を、インターフェースを介して第2の「車、または、乗り物」に接続し、本明細書で説明した送信装置とこの一連の受信装置とで、データの送受信を実施してもよい。
「「車、または、乗り物」が本明細書で説明した送信装置、または、送信装置の一部を具備している」、または、「「車、または、乗り物」が「本明細書で説明した送信装置」、または、「本明細書で説明した送信装置の一部の機能」と、インターフェースを介して接続している場合」、本明細書で説明した送信装置が具備している光源として、「車、または、乗り物」が具備している光源を使用してもよい。
例えば、図76のように車B100は、光源B101_1、B101_2、B101_3、B101_4を具備しており、これらの光源の1つ以上を本明細書で説明した送信装置が光変調信号を送信するための光源としてもよい。
また、車B100が搭載している複数の光源のうち、「どの光源を、本明細書で説明した送信装置が光変調信号を送信するための光源として用いるか」、を選択する機能を送信装置、または、送信装置と接続した装置が具備していてもよい。また、光源の明るさ、光源の照射角度、光源の位置をあわせて設定できてもよい。
「「車、または、乗り物」が本明細書で説明した受信装置、または、受信装置の一部を具備している」、または、「「車、または、乗り物」が「本明細書で説明した受信装置」、または、「本明細書で説明した受信装置の一部の機能」と、インターフェースを介して接続している場合」、本明細書で説明した受信装置が具備している受光部として、「車、または、乗り物」が具備している受光部(例えば、イメージセンサ、フォトダイオードなど)を使用してもよい。
例えば、図77のように車B100は、受光部B201_1、B201_2、B201_3、B201_4、B201_5、B201_6を具備しており、これらの受光部の1つ以上を本明細書で説明した受信装置が光変調信号を受信するための受光部としてもよい。
また、車B100が搭載している複数の受光部のうち、「どの受光部を、本明細書で説明した受信装置が光変調信号を受信するための受光部として用いるか」、を選択する機能を受信装置、または、受信装置と接続した装置が具備していてもよい。また、受光部の角度、受光部の位置をあわせて設定できてもよい。
さらに、本明細書で説明した受信装置が、データを受信することができていることを、車が搭載しているフロントパネル、乗り物が搭載しているコクピットに表示してもよい。また、本明細書で説明した受信装置が、データを受信することができていることを、車などのハンドル自身、または、ハンドルが具備するバイブレータを振動させることで、ユーザに知らせてもよい。
(補足4)
本明細書において、受信装置に関連する処理に関するアプリケーションをサーバが提供し、端末は、このアプリケーションをインストールすることで、本明細書で記載した受信装置の機能を実現してもよい。なお、アプリケーションは、本明細書に記載した送信装置を具備する通信装置がネットワークを介しサーバと接続することによって、端末に提供されてもよいし、アプリケーションは、別の送信機能を有する通信装置がネットワークを介しサーバと接続することによって、端末に提供されてもよい。
同様に、本明細書において、送信装置に関連する処理に関するアプリケーションをサーバが提供し、通信装置は、このアプリケーションをインストールすることで、本明細書で記載した送信装置の機能を実現してもよい。なお、アプリケーションは、他の通信装置がネットワークを介しサーバと接続することによって、この通信装置に提供されるという方法が考えられる。
また、送信装置が具備している光源、受信装置が具備している受光部に関するソフトウェアをサーバが提供し、このソフトウェアを得ることで、送信装置が具備している光源が光変調信号の送信に対応でき、受信装置が具備している受光部が光変調信号の受信に対応できるようにしてもよい。
さらに、本明細書における送信装置が、サーバの機能を有していてもよく、送信装置が具備するアプリケーションを、何らかの通信手段を用いて、通信装置に提供し、通信装置はダウンロードすることにより得たアプリケーションにより、本明細書における受信装置を実現することができてもよい。
なお、本明細書において、「照明部」、「光源」と記載しているが、画像、動画、広告などを表示するディスプレイ、プロジェクタが光を発しており、その光に光変調信号が含まれているというような方法であってもよい。つまり、「照明部」、「光源」が光を発する機能以外の機能を有していてもよい。また、「照明部」、「光源」が、複数の「照明」、「光源」により構成されていてもよい。
さらに、光変調信号を生成し、光を発する通信装置が用いる送信方法は、本明細書で記載された送信方法以外の方法であってもよい。また、光変調信号は、本明細書で説明した以外の情報が含まれていてもよい。
また、LEDなどの照明・光源自身が、本明細書で説明した送信装置の機能を有していてもよい。
さらに、本明細書で記載した、送信装置、受信装置を車に搭載する場合を例として説明しているが、これに限ったものではなく、送信装置、受信装置が、他のものに搭載されていてもよいし、送信装置、受信装置が単体で存在していても、本明細書で説明した動作を実施することができ、また、同様な効果を得ることができる。
(補足5)
本開示における通信装置および受信装置は、実施の形態1~11の何れかの態様であってもよい。
すなわち、本開示の一態様である第1の通信装置は、第1の通信装置の識別子を示す第1の識別子情報を伝送する第1の光信号と、第2の通信装置の識別子を示す第2の識別子情報を伝送する第2の光信号とを受光して受信信号を生成する受光部と、前記受信信号を復調して前記第1の識別子情報と、前記第2の識別子情報とを取得する復調部と、前記第1の光信号及び前記第2の光信号を含む領域を撮影し、動画または静止画データを取得するカメラと、前記動画または静止画データに基づいて、前記第1の識別子情報及び前記第2の識別子情報のいずれか一方を選択する制御部と、前記選択された識別子情報に対応する通信装置と通信を行う通信部と、を備える。
本開示の一態様である第2の通信装置は、所定の領域を撮影し、前記所定の領域に照射された光信号を復調するための受信信号と、画像処理に用いるための動画または静止画データを取得する受光部と、前記画像データを復調し、それぞれ対応する他の通信装置の識別子を示す識別子情報を複数取得する復調部と、前記動画または静止画データに基づいて、前記複数の識別子情報のうちのいずれか一つの識別子情報を選択する制御部と、前記選択された識別子情報に対応する他の通信装置と無線通信を行う通信部と、を備える。
本開示の一態様である第1の受信装置は、第1の通信装置の識別子を示す第1の識別子情報を伝送する第1の光信号と、第2の通信装置の識別子を示す第2の識別子情報を伝送する第2の光信号とを受光して光受信信号を生成する第1の受光部と、前記光受信信号を復調して前記第1の識別子情報と、前記第2の識別子情報とを取得する復調部と、前記第1の光信号及び前記第2の光信号を含む領域を撮影した動画または静止画データを取得する第2の受光部と、前記動画データまたは静止画データに基づいて、前記第1の識別子情報及び前記第2の識別子情報のいずれか一方を選択する制御部と、を備える。
本開示の一態様である第2の受信装置は、第1の通信装置の識別子を示す第1の識別子情報を伝送する第1の光信号と、第2の通信装置の識別子を示す第2の識別子情報を伝送する第2の光信号とを受光して受信信号を生成する受光部と、前記受信信号を復調して前記第1の識別子情報と、前記第2の識別子情報とを取得する復調部と、前記第1の光信号及び前記第2の光信号を含む領域を撮影し、動画データまたは静止画データを取得するカメラと、前記動画データまたは静止画データを解析して、前記第1の光信号を送信した第1の送信機と、前記第2の光信号を送信した第2の送信機との位置関係を示す相対位置情報を生成する解析部と、を備える。
本開示の一態様である第3の受信装置は、第1の通信装置の識別子を示す第1の識別子情報を伝送する第1の光信号と、第2の通信装置の識別子を示す第2の識別子情報を伝送する第2の光信号とイメージセンサを用いて受光して受信信号に生成する受光部と、前記受信信号を復調して前記第1の識別子情報と、前記第2の識別子情報とを取得する復調部と、前記第1の光信号を送信した第1の送信機の位置を示す第1の位置情報と、前記第2の光信号を送信した第2の送信機の位置を示す第2の位置情報とを生成する解析部と、を備える。
本開示の一態様である第4の受信装置は、所定の領域を撮影し、前記所定の領域に照射された光信号を復調するための受信信号と、画像処理に用いるための動画または静止画データを取得する受光部と、前記受信信号を復調して復調データを生成する復調部と、前記動画または静止画データを解析して、前記復調データに対応する光信号を送信した送信機の属性を示す属性情報を生成する解析部と、を備える。
また、本開示における送信方法および受信方法は、実施の形態15の態様であってもよい。
すなわち、本開示の一態様である送信方法は、第1の期間において光源を第1の輝度で点灯させ、第2の期間において、第2の輝度と、前記第2の輝度よりも低い第3の輝度とで交互に前記光源を点灯させることによって、前記光源から光信号を送信させる。例えば、第1の期間は、図74Aのライト点灯期間であり、第2の期間は、図74Aの情報送信期間である。
これにより、第2の期間では、光源が第2の輝度と第3の輝度とで交互に点灯することによって、光信号を送信するため、受信装置は、その光信号を受信することで、例えばSSIDなどの情報を安全に入手することができる。また、光源が照明にも用いられる場合には、光信号の送信によって照明の光量の低下が想定される。しかし、この一態様の送信方法では、第1の期間において光源が第1の輝度で点灯するため、その照明の光量の低下を抑えることができる。
また、前記送信方法は、さらに、前記第1の期間と前記第2の期間との間にガード区間が配置されるように、前記光源を制御してもよい。
これにより、例えば図74Aの(b)および(c)に示すようにガード区間があるため、第1の期間と第2の期間との切り替わりを人が不快に感じることを抑えることができる。さらに、受信装置が第2の期間の最初のシンボルを容易に受信することができる。
また、前記第1の輝度と前記第2の輝度とは異なってもよい。
例えば、送信装置は、図74Aの(a)に示すように、第1の輝度を第2の輝度よりも高くしてもよい。これにより、第2の期間における照明の光量の低下を、第1の期間における照明の光量で補うことができ、照明の光量の低下をさらに抑えることができる。
また、本開示の一態様である受信方法は、第1の期間において光源から第1の輝度の光を受光し、第2の期間において、第2の輝度の光と、前記第2の輝度よりも低い第3の輝度の光とを交互に受光することによって、前記光源から送信される光信号を受信し、前記光信号に基づくデータを解析することによって解析情報を出力する。
これにより、受信装置は、その光信号を受信することで、例えばSSIDなどの情報を安全に入手することができる。また、光源が照明にも用いられる場合には、光信号の送信によって照明の光量の低下が想定される。しかし、この一態様の受信方法では、第1の期間において光源が第1の輝度で点灯するため、照明の光量の低下が抑えられた状態で、その光信号を受信して解析情報を取得することができる。
また、前記受信方法は、さらに、前記第1の期間と前記第2の期間との間に配置されたガード区間の光を受光してもよい。
これにより、例えば図74Aの(b)および(c)に示すようにガード区間があるため、第2の期間の最初のシンボルを容易に受信することができる。
また、前記第1の輝度と前記第2の輝度とは異なってもよい。
例えば、図74Aの(a)に示すように、第1の輝度は第2の輝度よりも高い。これにより、第2の期間における照明の光量の低下が、第1の期間における照明の光量で補われている状況において、光信号を受信して解析情報を取得することができる。
(実施の形態1~15の変形例)
以下、実施の形態1~15のそれぞれに対する変形例について、項目ごとに説明する。
<車の可視光通信>
上記各実施の形態において、車が光変調信号を受信する場合、例えば図68に示すように、その車のサイドミラーまたはバックミラーなどのミラーの代わりに、イメージセンサが用いられ、そのイメージセンサが光変調信号を受信する。しかし、ミラーの代わりとして用いられるイメージセンサではなく、光変調信号を受信するためのイメージセンサが車に搭載されていてもよい。または、イメージセンサに代わり、光変調信号を受信するためのフォトダイオードが車に搭載されていてもよい。なお、本開示では、光変調信号は光であるため、光変調信号を受信することは、光変調信号を受光することと同一の意味に用いられる。
また、フォトダイオードで光変調信号を受信する場合、そのフォトダイオードを備える光通信システムは、図52に示す構成であってもよい。
また、光変調信号が車から送信される場合、車またはその車の構成要素がその光変調信号を送信してもよく、車以外の装置であって、その車に配置された装置、またはその車に持ち込まれた装置が、光変調信号を送信してもよい。また、光変調信号を送信、照射する送信装置単独で使用することも当然可能である。
<方式切り替え>
上述のように、光変調信号の送信方式には、2つの方式がある。その2つの方式のうちの第1の方式は、図1、図2、図3、図4のどを用いて説明したベースバンド伝送による光変調信号の送信であり、第2の方式は、図52に示す構成による光変調信号の送信である。ベースバンド伝送は、ASK、マンチェスタ符号化方式、またはラインスキャン(ラインスキャンサンプリング)方式などに基づく伝送である。
送信装置は、これらの2つの方式を切り替えてもよい。例えば、送信装置は、ターゲットとする伝送距離(データの受信品質)または伝送速度などに応じて送信方式を切り替え、切り替え後の送信方式、つまり、第1の方式または第2の方式にしたがって、光変調信号を送信する。言い換えれば、送信装置は、切り替え後の送信方式にしたがって、発光または光を照射する。
図78は、光変調信号のフレーム構成の一例を示す。
送信装置は、プリアンブル11、共通制御情報シンボル12、プリアンブル13、およびデータシンボル14を送信する。
プリアンブル11およびプリアンブル13のそれぞれは、時間同期および信号検出のためのシンボルを含む。また、プリアンブルにより、受信装置は、周波数オフセットの推定、周波数同期、チャネル推定を行ってもよい。共通制御情報シンボル12は、上述の送信方式、すなわち第1の方式または第2の方式を示す情報を少なくとも含むものとする。
例えば、送信装置は、プリアンブル11および共通制御情報シンボル12を、第1の方式で送信し、プリアンブル13およびデータシンボル14を、その共通制御情報シンボル12に示される送信方式で送信する。
なお、図78に示すフレーム構成では、共通制御情報シンボル12の送信終了時刻とプリアンブル13の送信開始時刻との間に、時間的な隙間がある。つまり、プリアンブル13およびデータシンボル14は、共通制御情報シンボル12が送信された後、直ぐに送信されず、所定の時間が経過した後に送信される。受信装置は、共通制御情報シンボル12を受信すると、この所定の時間の間に、その共通制御情報シンボル12によって示される送信方式で光変調信号を受信し得るようにモードを切り替えることができる。なお、所定の時間はなくてもよい。つまり、プリアンブル13およびデータシンボル14は、共通制御情報シンボル12が送信された後、直ぐに送信されてもよい。
また、第1の方式および第2の方式は、それぞれどのような送信方式であってもよい。例えば、第1の方式および第2の方式は、それぞれ互いにサンプリング周波数が異なる方式であってもよい。また、送信方式には、2つの方式に限らず、3つ以上の方式があってもよい。この場合にも、共通制御情報シンボル12には、その3つ以上の方式のうちの何れか1つの方式が示される。
<グループキャスト>
送信装置は、光変調信号をグループキャスト、ユニキャストまたはマルチキャスト(同報、または、ブロードキャスト)してもよい。なお、送信装置は、グループキャスト、ユニキャストまたはマルチキャストでは、その送信装置が有する光源の輝度を変化させることによって光変調信号を送信してもよく、あるいは、例えば図71Aに示す構成によって、外光の反射光を利用することによって光変調信号を送信してもよい。また、グループキャストは、特定の複数の通信の通信相手に対し、データを伝送することになる。
例えば、送信装置は、グループキャスト、ユニキャストまたはマルチキャストの送信先を、IPアドレスによって指定してもよい。つまり、送信装置は、ユニキャストを行う場合には、送信先の端末のIPアドレスを送信する。また、送信装置は、グループキャストを行う場合には、送信先のグループに対して割り当てられたIPアドレスを送信する。送信先のグループは、例えば、普通車が属するグループ、大型車が属するグループ、または電気自動車が属するグループなどである。これらのグループのIPアドレスは、固定されていてもよく、場所または時間などによって、任意に割り当てられてもよい。例えば、各車両の受信装置は、ETC(Electronic Toll Collection System)のゲートを通過するときに、そのゲートに設置されたアンテナから送信される、その車両の属するグループのIPアドレスを受信してもよい。これにより、そのゲートを通過する車両のグループに対してIPアドレスが割り当てられる。
また、送信装置は、マルチキャストを行う場合には、マルチキャストに対応するIPアドレスを送信する。
なお、送信装置は、グループキャストまたはマルチキャストを行う場合には、グループキャスト用またはマルチキャスト用のMACアドレスを送信してもよい。グループキャスト用またはマルチキャスト用のMACアドレスとして、例えば、特定のMACアドレスを設定しておいてもよい。具体的には、その特定のMACアドレスは全てのビットが1または0とする。
<可視光通信の中継>
図79は、可視光通信の中継の一例を示す。
例えば、光通信装置50Aが通信相手の装置に対して光変調信号を送信する場合に、光通信装置50Bは、その光変調信号の送信の中継を行う。
光通信装置50Aは、通信処理部51と、発光部52とを備える。発光部52は、例えばLED(Light Emitting Diode)または有機EL(organic electro-luminescence)などの光源である。通信処理部51は、その発光部52による発光の輝度を変化させることによって、その発光部52から光変調信号を送信させる。
光通信装置50Bは、受光部53と、通信処理部54と、複数の発光部55とを備える。受光部53は、例えばイメージセンサまたはフォトダイオードなどの素子であって、光通信装置50Aの発光部52から送信される光変調信号を受信し、その光変調信号によって示される信号を通信処理部54に出力する。通信処理部54は、その信号に応じて複数の発光部55の輝度を変化させることによって、その複数の発光部55のそれぞれから光変調信号を送信させる。このように、光通信装置50Bは、光通信装置50Aから通信相手の装置への光変調信号の送信を中継する。
ここで、光変調信号の中継では、送信信号のフレームに宛先情報を伝送する領域があり、宛先情報として、グループキャストまたはマルチキャストの指定が行われていてもよい。また、光通信装置50Bは、上述の例では複数の発光部55のそれぞれにから光変調信号を送信するが、1つの発光部55から光変調信号を送信してもよい。また、光変調信号の中継では、ホップ回数が指定されていてもよい。例えば、光変調信号のフレームに、ホップ回数を伝送する領域が存在するものとする。光通信装置50Bは、そのホップ回数をインクリメントしてもよく、ホップ回数が上限に達した場合には、中継をストップしてもよい。また、送信される光変調信号のフレームには、ホップ回数の上限値を示す情報が含まれていてもよい。よって、光通信装置50Bは、宛先情報、ホップ回数、ホップ回数の上限を示す情報を含んだ送信フレームを送信することになる。
また、光通信装置50Bは、光変調信号を1回だけでなく複数回、連続的にまたは定期的に送信してもよい。さらに、光通信装置50Bは、光通信装置50Aの光変調信号と同一の光変調信号を送信してもよく、光通信装置50Aの光変調信号によって示されるデータにさらに他のデータを付加し、それらのデータを示す光変調信号を送信してもよい。
<スキャン区間、点灯区間、情報送信区間の補足>
図74Bに示すスキャン区間では、送信装置および受信装置を具備する車(上述の第1の車)は、図72に示す1つ以上の送信装置900のそれぞれに光があたるように、光を照射する。このとき、車は、光の指向性を変更しながら光を照射してもよく、その光の照射幅を変更しながら光を照射してもよい。なお、車は、点灯区間では、スキャン区間とは逆に、その指向性を一定に保ちながら光を照射してもよい。ただし、点灯区間の指向性は、複数の候補があり、その候補の中から設定してもよい。
また、車は、情報送信区間では、情報またはデータを繰り返し送信してもよい。つまり、情報送信のレペティションが行われてもよい。
例えば、車は、第1データ群を送信する場合、第1回目に第1データ群を送信するときの光の指向性と、第2回目に第1データ群を送信するときの光の指向性とを異ならせてもよい。具体的には、車は、第1データ群を送信するための光源を動かしたり、第1データ群を送信するための光学系(例えばレンズまたは反射面)を変更したりするによって、光の指向性を異ならせる。また、車は、レンズの特性を電気的に変更することによって、光の指向性を異ならせてもよい。
あるいは、車は、複数の第1データ群を同時に送信してもよい。この場合、車は、例えば複数のLEDを用いて複数の第1データ群を同時に送信する。なお、この場合には、複数のLEDのそれぞれは、互いに異なる向き(異なる指向性)に光を照射してもよい。
<反射光を利用した光変調信号>
図80は、実施の形態13の送信装置900によって送信される光変調信号のフレーム構成の一例を示す。なお、実施の形態13の送信装置900によって送信される光変調信号は、太陽光などの外光の反射光を利用して生成される信号である。
送信装置900は、例えば図80に示すように、プリアンブル16、制御情報シンボル17、およびデータシンボル18を送信する。つまり、送信装置900は、液晶板911の状態を「光を透過する状態」と「光を遮断する状態」とに切り替えることによって、すなわち、光送信部910の状態を、光を反射する状態と、光を反射しない状態とに切り替えることによって、上述のプリアンブル16および各シンボルを送信する。
プリアンブル16は、時間同期および信号検出のためのシンボルを含む。また、プリアンブルにより、受信装置は、周波数オフセットの推定、周波数同期、チャネル推定を行ってもよい。このようなプリアンブル16は、光の透過制御を行う送信装置900と、その送信装置900からの光変調信号を受信する受信装置とにとって既知のデータ系列である。
制御情報シンボル17は、例えばデータシンボル18の種類を示す。具体的には、制御情報シンボル17は、道路標識の情報(すなわち標識情報)、または送信装置900が搭載されている車両の情報などを示す。車両の情報は、例えば「車両が移動している」または「車両が移動していない」などを示す。また、制御情報シンボル17は、データシンボル18の伝送方法、誤り訂正符号化方法などの情報を含んでいてもよい。
図81は、実施の形態13の光の透過制御を行う送信装置900と通信装置25とを示す。
通信装置25は、送信装置900のインターフェース部922(図71A参照)と通信する外部装置であって、アンテナを介して変調信号を受信する。そして、通信装置25は、その変調信号から得られたデータに基づいて送信データを生成し、送信装置900に送信する。送信装置900は、通信装置25から送信された送信データを受信し、その送信データに基づく変調信号をメモリ921に格納する。ここで、送信装置900は、メモリ921に既に変調信号が格納されていれば、その既存の変調信号を、送信データに基づく変調信号に書き換えてもよい。これにより、送信装置900は、液晶板911の状態を制御することによって送信される光変調信号またはデータ系列を、その送信データに基づいて変更することができる。このとき、送信装置900は、制御情報シンボル17を必要に応じて変更してもよい。
なお、通信装置25は、電波を用いた無線通信によって変調信号を受信してもよく、可視光通信または有線通信によって変調信号を受信してもよい。
<複数の光源および複数の受光部>
図82は、第1通信装置30_1と第2通信装置30_2との通信を示す。
第1通信装置30_1および第2通信装置30_2はそれぞれ、光変調信号を送信するための複数の光源と、光変調信号を受信するための複数の受光部とを備える。第1通信装置30_1と第2通信装置30_2とは、それらに備えられた複数の光源および複数の受光部を用いて光通信(例えば可視光通信)を行う。
図83は、通信装置の構成例を示す。第1通信装置30_1および第2通信装置30_2のそれぞれは、例えば図83に示す構成を有する。
第1通信装置30_1および第2通信装置30_2のそれぞれは、制御シンボル生成部31と、送信部32と、受信部33と、第1光源34_1~第N光源34_N(Nは、2以上の整数)と、第1受光部35_1~第M受光部35_M(Mは、2以上の整数)とを備える。
制御シンボル生成部31は、制御情報シンボルを生成する。この制御情報シンボルは、例えば、図55に示す制御情報シンボルA2211_i、図78に示す共通制御情報シンボル12、または図80に示す制御情報シンボル17などである。
送信部32は、制御シンボル生成部31によって生成された制御情報シンボルを含むフレーム構成の変調信号を生成し、第1光源34_1~第N光源34_Nのうちの少なくとも1つの光源に出力する。つまり、送信部32は、同一の変調信号を第1光源34_1~第N光源34_Nのうちの2つ以上の光源に送信してもよく、それぞれの光源に互いに異なる変調信号を送信してもよい。また、送信部32は、受信部33によって取得される変調信号に基づいて、第1光源34_1~第N光源34_Nから、次の光通信に用いられる光源を選択してもよい。
第1光源34_1~第N光源34_Nのそれぞれは、送信部32から出力された変調信号に応じて光を照射することにより、光信号である光変調信号を送信する。ここで、第1光源34_1~第N光源34_Nのそれぞれの光の指向性は互いに異なっていてもよい。または、これらの光源の光を照射する向きが、互いに異なっていてもよい。また、これらの光源のそれぞれが設置されている場所が異なっていてもよい。これにより、第1光源34_1~第N光源34_Nのそれぞれから送信される光変調信号の干渉を抑えることができる。
第1受光部35_1~第M受光部35_Mのそれぞれは、同一または互いに異なる光変調信号を受信する。そして、第1受光部35_1~第M受光部35_Mのそれぞれは、受信された光変調信号に応じた変調信号を受信部33に出力する。
受信部33は、第1受光部35_1~第M受光部35_Mのそれぞれから出力された変調信号を取得する。また、受信部33は、それらの変調信号に基づいて、第1受光部35_1~第M受光部35_Mから、次の光通信に用いられる受光部を選択してもよい。
例えば、第1通信装置30_1が第2通信装置30_2に対して光変調信号を送信する場合、第1通信装置30_1は、まず、第2通信装置30_2に対して、光通信に用いられる受光部を選択させるために、トレーニングシンボルを含む光変調信号を第1光源34_1~第N光源34_Nのそれぞれから送信する。このようなトレーニングシンボルの送受信によって、第2通信装置30_2は、同時に干渉する光源を知ることができる。以下、トレーニングシンボルを用いたトレーニングについて、詳細に説明する。
図84は、複数の光源のそれぞれからトレーニングシンボルが送信されるタイミングの一例を示す。なお、以下に示す例では、N=4である。
まず、第1光源34_1が、第1時間に第1トレーニングシンボルを送信する。次に、第2光源34_2が、第2時間に第2トレーニングシンボルを送信する。次に、第3光源34_3が、第3時間に第3トレーニングシンボルを送信する。そして最後に、第4光源34_4が、第4時間に第4トレーニングシンボルを送信する。つまり、第1トレーニングシンボル、第2トレーニングシンボル、第3トレーニングシンボル、および第4トレーニングシンボルがTDM(time division multiplexing)によって送信される。このとき、第1トレーニングシンボルは、第1光源34_1に固有のID(identification)の情報を含んでいてもよい。同様に、第2トレーニングシンボルは、第2光源34_2に固有のIDの情報を含んでいてもよく、第3トレーニングシンボルは、第3光源34_3に固有のIDの情報を含んでいてもよく、第4トレーニングシンボルは、第4光源34_4に固有のIDの情報を含んでいてもよい。これにより、第1通信装置30_1の通信相手である第2通信装置30_2は、トレーニングシンボルを受信すると、そのトレーニングシンボルを送信した光源を特定することができる。
図85は、複数の受光部のそれぞれの受信タイミングの一例を示す。なお、以下に示す例では、M=5である。
第2通信装置30_2は、図84に示すタイミングで送信された各トレーニングシンボルについて、そのトレーニングシンボルを含む受信信号を、第1受光部35_1~第5受光部35_5によって受信する。
具体的には、第1受光部35_1は、第1トレーニングシンボルを含む受信信号を第1時間に受信する。第2受光部35_2は、第4トレーニングシンボルを含む受信信号を第4時間に受信する。第3受光部35_3は、第2トレーニングシンボルを含む受信信号を第2時間に受信する。第4受光部35_4は、第1トレーニングシンボルを含む受信信号を第1時間に受信し、さらに、第4トレーニングシンボルを含む受信信号を第4時間に受信する。第5受光部35_5は、第3トレーニングシンボルを含む受信信号を第3時間に受信する。
したがって、第4受光部35_4は、第1光源34_1からの光変調信号と、第4光源34_4からの光変調信号とを受信することができる。また、第1受光部35_1は、第1光源34_1からの光変調信号のみを受信することができ、第2受光部35_2は、第4光源34_4からの光変調信号のみを受信することができる。同様に、第3受光部35_3は、第2光源34_2からの光変調信号のみを受信することができ、第5受光部35_5は、第3光源34_3からの光変調信号のみを受信することができる。
第2通信装置30_2の受信部33は、このような受信状態を考慮し、第1通信装置30_1が光変調信号を送信(または照射)する光源と、その光変調信号の受信に使用される受光部との組み合わせを選択する。
具体的には、第1通信装置30_1がシングルストリームの光変調信号を送信する場合に、第2通信装置30_2における受信状態が図85に示す状態であるとき、第2通信装置30_2は、受信状態が最もよい光源と受光部のセットを探索する。例えば、第2通信装置30_2は、第3光源34_3と第5受光部35_5のセットを、好適なセットとして選択する。第2通信装置30_2は、第1通信装置30_1に、第3光源34_3による送信を要求する要求情報を送信する。この要求情報を受信した第1通信装置30_1は、第3光源34_3を用いて、データシンボルを含む光変調信号を送信(照射)する。第2通信装置30_2は、第5受光部35_5でその光変調信号を受信する。
なお、第1通信装置30_1がシングルストリームの光変調信号を送信するとしてもよい。この場合には、第2通信装置30_2は、全ての光源と全ての受光部とのセットを選択することになる。
一方、第1通信装置30_1がマルチストリームの光変調信号を送信する場合に、第2通信装置30_2における受信状態が図85に示す状態であるとき、第2通信装置30_2は、例えば、干渉が少なく受信することができるストリーム数が複数となるような光源と受光部のセットを探索することになる。図85に示す受信状態では、第4受光部35_4は、第1光源34_1からの光変調信号と、第4光源34_4からの光変調信号とを受信することができてしまう。つまり、第4受光部35_4では、第1光源34_1からの光と第4光源34_4からの光とが干渉してしまう。
そこで、第2通信装置30_2の受信部33は、第1受光部35_1~第5受光部35_5のそれぞれで、複数の光源からの光が干渉するかどうか、の判定を行う。その判定には、以下の2つの例(すなわち第1の例と第2の例)がある。
第1の例:
第2通信装置30_2における受信状態が図85に示す状態であるとき、例えば、第2通信装置30_2の受信部33は、第1受光部35_1、第2受光部35_2、第3受光部35_3、および第5受光部35_5を使用すると決定する。そして、第2通信装置30_2は、第1通信装置30_1に対して、「第1光源34_1からの第1光変調信号の送信(照射)、第2光源34_2からの第4光変調信号の送信(照射)、第3光源34_3からの第2光変調信号の送信(照射)、および、第4光源34_4からの第3光変調信号の送信(照射)」の要求を行う。
その要求に応じて第1通信装置30_1は、第1光源34_1からデータシンボルを含む第1光変調信号を送信(照射)し、第2光源34_2からデータシンボルを含む第2光変調信号を送信(照射)し、第3光源34_3からデータシンボルを含む第3光変調信号を送信(照射)し、第4光源34_4からデータシンボルを含む第4光変調信号を送信(照射)する。このとき、「第1光変調信号、第2光変調信号、第3光変調信号、第4光変調信号」が存在する時間が存在する。言い換えれば、「第1光変調信号にデータシンボル、第2光変調信号にデータシンボル、第3光変調信号にデータシンボル、第4光変調信号にデータシンボル」が存在する時間が存在する。
上述のように、使用される受光部の選択および光源の要求が行われることによって、第1光源34_1および第1受光部35_1のセットと、第2光源34_2および第3受光部35_3のセットと、第3光源34_3および第5受光部35_5のセットと、第4光源34_4および第2受光部35_2のセットと、が選択される。したがって、第2通信装置30_2の第1受光部35_1は第1光変調信号を受信し、第2受光部35_2は第4光変調信号を受信し、第3受光部35_3は第2光変調信号を受信し、第5受光部35_5は第3光変調信号を受信することになる。
第2の例:
第2通信装置30_2における受信状態が図85に示す状態であるとき、例えば、第2通信装置30_2の受信部33は、第3受光部35_3および第5受光部35_5の受信状態が良好であるため、第3受光部35_3および第5受光部35_5を使用すると決定する。その結果、第2通信装置30_2は、第1通信装置30_1に対して、「第2光源34_2からの第2光変調信号の送信(照射)、第3光源34_3からの第3光変調信号の送信(照射)」の要求を行う。
その要求に応じて第1通信装置30_1は、第2光源34_2からデータシンボルを含む第2光変調信号を送信(照射)し、第3光源34_3からデータシンボルを含む第3光変調信号を送信(照射)する。このとき、「第4光変調信号、第2光変調信号」が存在する時間が存在する。言い換えれば、「第4光変調信号にデータシンボル、第2光変調信号にデータシンボル」が存在する時間が存在する。したがって、第2通信装置30_2の第3受光部35_3は第2光変調信号を受信し、第5受光部35_5は第3光変調信号を受信することになる。
ここで、第1通信装置30_1および第2通信装置30_2は、光変調信号を送信するときには、光の指向性が強いため、プリコーディングを実施しない。しかし、通信装置は、プリコーディングを実施してもよい。
図86は、図83に示す通信装置におけるプリコーディングを実施しない送信部の詳細な構成例を示す。
送信部32は、誤り訂正符号化部32aと、4つのマッピング部32bと、4つの信号処理部32cと、光源選択部32dとを備える。
誤り訂正符号化部32aは、データおよび制御信号を入力とし、制御信号に含まれる誤り訂正符号に関する情報(例えば、誤り訂正符号の情報、符号長(ブロック長)、符号化率)に基づき、誤り訂正符号化を行い、符号化データを出力する。
マッピング部32bは、符号化データおよび制御信号を入力とし、制御信号に含まれる変調信号の情報に基づき、変調方式に対応するマッピングを行い、マッピング後の信号を出力する。
信号処理部32cは、マッピング後の信号および制御信号を入力とし、制御信号に基づいて、信号処理を行い、信号処理後の信号を出力する。
光源選択部32dは、4つの信号処理部32cのそれぞれから出力された信号処理後の信号と、制御信号と、制御シンボル生成部31によって生成された制御情報シンボルとを入力とし、制御信号に基づいて、それぞれ制御情報シンボルを含む少なくとも1つの変調信号を生成する。さらに、光源選択部32dは、この送信部32を備えた自装置の通信相手の装置(例えば第2通信装置30_2)からの要求に応じて、第1光源34_1~第5光源34_5から少なくとも1つの光源を選択する。そして、光源選択部32dは、選択された少なくとも1つの光源から、上述の少なくとも1つの変調信号をそれぞれ光変調信号として送信させる。
図87は、図83に示す通信装置におけるプリコーディングを実施する送信部の詳細な構成例を示す。
送信部32は、誤り訂正符号化部32aと、4つのマッピング部32bと、4つの信号処理部32cと、光源選択部32dとを備え、さらに、重み付け合成部32eを備える。
重み付け合成部32eは、4つのマッピング部32bのそれぞれから出力されるマッピング後の信号と、制御信号とを入力とし、その制御信号に基づいて重み付け合成(すなわちプリコーディング)を行う。そして、重み付け合成部32eは、4つの信号処理部32cのそれぞれに対して、重み付け後の信号を出力する。
信号処理部32cは、重み付け後の信号および制御信号を入力とし、制御信号に基づいて、信号処理を行い、信号処理後の信号を出力する。
なお、上述の例では、第1通信装置30_1が、光変調信号を送信(照射)し、第2通信装置30_2が、光変調信号を受信する。同様に、第2通信装置30_2が、光変調信号を送信(照射)し、第1通信装置30_1が、光変調信号を受信してもよい。この場合のトレーニングも、第1通信装置30_1が光変調信号を送信する場合と同様に行われる。なお、トレーニングを共用することは難しい可能性がある。これは、第1通信装置30_1の光源の配置方法と、第2通信装置30_2の光源の配置方法が異なり、また、第1通信装置30_1の受光部の配置方法と第2通信装置30_2の受光部の配置方法が異なるからである。ただし、装置の構成によっては、トレーニングを共用できることもある。
また、第1通信装置30_1が光源を一つしか有していない場合は、第2通信装置30_2において、受光部の選択が行われる。第2通信装置30_2が受光部を一つしか有していない場合は、第1通信装置30_1において、光源の選択が行われる。
<光源の構成>
図88は、光源の構成例を示す。なお、図88に示す光源34は、図83に示す第1光源34_1~第N光源34_Nの何れかの光源であってもよい。
光源34は、発光方法決定部34aと、第1光量調整部34b_1~第X光量調整部34b_X(Xは、2以上の整数)と、第1発光部34c_1~第X発光部34c_Xとを備える。
発光方法決定部34aは、発光方法を決定し、その発光方法に応じた信号を第1光量調整部34b_1~第X光量調整部34b_Xのそれぞれに出力する。
第1光量調整部34b_1~第X光量調整部34b_Xのそれぞれは、発光方法決定部34aから出力された発光方法に応じた信号に基づいて光量を調整する。より具体的には、第1光量調整部34b_1~第X光量調整部34b_Xのそれぞれは、振幅(すなわち光の強度)の変更、および/または、光の位相の変更を行う。
第1発光部34c_1~第X発光部34c_Xは、第1光量調整部34b_1~第X光量調整部34b_Xにそれぞれ対応する。第1発光部34c_1~第X発光部34c_Xのそれぞれは、その発光部に対応する光量調整部によって調整または変更された振幅および/または位相にしたがって発光することによって、光変調信号を送信(照射)する。これにより、光源34は、光変調信号の指向性を調整することができる。
このように、光源34は、複数の発光部で構成されている。発光部は、例えばLED、または、有機ELからなる。なお、光源34を一つの発光部で構成し、その一つの発光部をX個の部分に分割し、そのX個の部分を部分的に発光させることで、図88に示す構成を実現してもよい。
<MACフレーム>
例えば図88に示す光源34を有する通信装置によって送信される光変調信号のMAC(Medium Access Control)フレームには、3種類のフレームがある。3種類のフレームは、マネジメントフレーム、コントロールフレーム、およびデータフレームである。
また、マネジメントフレームには、例えば、以下の(A1)~(A9)に示すフレームがある。
(A1)Beaconフレーム:
Beaconフレームは、ネットワーク情報を周辺無線機に報知するためのフレームである。
(A2)Probe requestフレーム:
Probe requestフレームは、端末が周辺に存在する無線セルの有無を問い合わせるためのフレームである。
(A3)Probe responseフレーム:
Probe responseフレームは、Probe requestフレームに対する応答フレームである。
(A4)Association requestフレーム:
Association requestフレームは、端末が基地局に対し、接続関係を要求するためのフレームである。
(A5)Association responseフレーム:
Association responseフレームは、Association requestフレームに対する応答フレームである。
(A6)Disassociationフレーム:
Disassociationフレームは、通信の切断を行うためのフレームである。
(A7)Authenticationフレーム:
Authenticationフレームは、無線装置間で認証を行うためのフレームである。
(A8)De-authenticationフレーム:
De-authenticationフレームは、切断(認証中止)するためのフレームである。
(A9)Actionフレーム:
Actionフレームは、追加の機能全般用のためのフレームである。
また、コントロールフレームには、例えば、以下の(B1)~(B5)に示すフレームがある。
(B1)RTS(Request to Send;送信要求)フレーム:
RTSフレームは、データ送信のリクエストを行うためのフレームである。
(B2)CTS(Clear to Send;受信準備完了)フレーム:
RTSで指定された無線装置が「送信がclear」であることを送信するためのフレームである。
(B3)ACK(Acknowledgement;確認応答)フレーム:
ACKフレームは、データを正常受信したことを確認および応答するためのフレームである。
(B4)Block ACK requestフレーム:
Block ACK requestフレームは、Block ACKを要求するためのフレームである。
(B5)Block ACKフレーム:
Block ACKフレームは、複数のMACフレームのデータを正常受信したことを確認および応答するためのフレームである。
また、データフレームは、ユーザデータを送信するためのフレームである。
ここで、通信装置が図83に示す構成を有する場合、その通信装置は、例えば、以下の第1の方法および/または第2の方法にしたがった送信を行う。
第1の方法:
マネジメントフレームの一部(例えば、Beaconフレーム)、またはコントロールフレームの一部(例えば、RTSフレーム)を送信する際、通信装置は、少なくとも、複数の光源を用いて光変調信号を送信(照射)する。その複数の光源は、例えば、通信装置が備える全ての光源である。
第2の方法:
通信装置が、一つ以上の光源を具備しており、各光源が図88に示す構成を有しているものとする。そして、マネジメントフレームの一部(例えば、Beaconフレーム)、またはコントロールフレームの一部(例えば、RTSフレーム)を送信する際、通信装置は、2つ以上の発光部を用いて光変調信号を送信(照射)する。
効果:
第1の方法および/または第2の方法を用いることで、変調信号を含む光は、広角に照射される。これにより、複数の通信装置(端末)がこの変調信号を受信することができるため、システムが安定して動作することになり(干渉を与える変調信号の照射を減らすことができる)、システムのデータ伝送効率が向上する。
また、第1の方法および/または第2の方法を用いて通信装置が光変調信号を送信(照射)する際、通信装置は、以下の条件(条件1または条件2)を満たしてもよい。これにより、より多くの通信装置(端末)に、マネジメントフレームの一部(例えば、Beaconフレーム)、またはコントロールフレームの一部(例えば、RTSフレーム)を、高品質に伝送することができる。
そして、以下のような条件を与えてもよい。
条件1:マネジメントフレームの一部(例えば、Beaconフレーム)、コントロールフレームの一部(例えば、RTSフレーム)を送信する際、光量を増やす。
条件2:マネジメントフレームの一部(例えば、Beaconフレーム)、コントロールフレームの一部(例えば、RTSフレーム)を送信する際、レペティション、または、スペクトル拡散を行う。
レペティションを使用する場合には、データフレームを送信する際のレペティション回数よりも多い回数のレペティションが行われる。または、データフレームを送信する際、レペティションを使用しない。
スペクトル拡散を使用する場合には、データフレームを送信する際の拡散利得より大きい拡散利得のスペクトル拡散が行われる。または、データフレームを送信する際、スペクトル拡散を使用しない。
また、データフレームを送信する際、通信装置は、上述の<複数の光源および複数の受光部>(図82~図87)において決定された光源を用いて、光変調信号を送信(照射)する。重要な点は、「データフレームの送信方法」と「マネジメントフレームの一部(例えば、Beaconフレーム)、またはコントロールフレームの一部(例えば、RTSフレーム)の送信方法」とが異なる点である。例えば、使用する光源の数が異なる。または、光量調整部の使用方法が異なる。
<光源の好適化のためのトレーニング>
図89は、通信システムの構成例を示す。
通信システムは、例えば図89に示すように、アクセスポイントと、端末#1、端末#2、および端末#3とを備える。アクセスポイント、端末#1、端末#2、および端末#3はそれぞれ、図88に示す光源34を備える通信装置である。また、通信装置は、図83に示す構成を有していてもよい。
アクセスポイントと端末との間で通信が行われる場合、アクセスポイントおよび端末は、光源および受光部の選択と、光源の好適化とのうちの少なくとも一方のためのトレーニングを行う。光源および受光部の選択の方法は、図82~図87を用いて説明したとおりある。
図90は、アクセスポイントが光源の選択とパラメータの設定とを行い、端末#1が受光部の選択を行う一例を示す。
図90に示すように、例えば、端末#1は、「トレーニングリクエスト」シンボルを送信する。この「トレーニングリクエスト」シンボルは、トレーニングシンボル送信のリクエストを行うためのシンボルである。また、トレーニングシンボルは、光源および受光部の選択と、光源パラメータの設定とを行うためのシンボルである。
例えば、「トレーニングリクエスト」シンボルは、そのシンボルを受信する通信相手(アクセスポイント)のMACアドレスを含んでもよい。これにより、トレーニングシンボル送信のリクエストの相手を明確にすることができる。
また、「トレーニングリクエスト」シンボルは、そのシンボルを送信する自装置(端末#1)のMACアドレスを含んでもよい。これにより、そのシンボルを受信する通信相手は、そのシンボルを送信した自装置、すなわち、トレーニングシンボルをリクエストした装置を識別することができる。
また、「トレーニングリクエスト」シンボルは、光源・受光部選択トレーニングシンボルの送信を行うかどうかについての情報を含んでもよい。例えば、光源・受光部選択トレーニングシンボルの送信を通信相手(アクセスポイント)にリクエストする場合、自装置(端末#1)は、b0=1を送信する。つまり、b0=1が、「トレーニングリクエスト」シンボルに含まれる。一方、光源・受光部選択トレーニングシンボルの送信を通信相手にリクエストしない場合、自装置(端末#1)は、b0=0を送信する。つまり、b0=0が、「トレーニングリクエスト」シンボルに含まれる。
また、「トレーニングリクエスト」シンボルは、光源パラメータ用トレーニングシンボルの送信を行うかどうかについての情報を含んでいてもよい。例えば、光源パラメータ用トレーニングシンボルの送信を通信相手(アクセスポイント)にリクエストする場合、自装置(端末#1)は、b1=1を送信する。つまり、b1=1が、「トレーニングリクエスト」シンボルに含まれる。一方、光源パラメータ用トレーニングシンボルの送信を通信相手にリクエストしない場合、自装置(端末#1)は、b1=0を送信する。つまり、b1=0が、「トレーニングリクエスト」シンボルに含まれる。
なお、図90に示す例の場合、端末#1は、アクセスポイントに対し、b0=1、b1=1を送信している。
「光源・受光部選択トレーニングシンボル」の具体的な送信方法については、図82~図87を用いて説明したとおりである。また、「光源・受光部選択トレーニングシンボル」を送信する自装置(アクセスポイント)は、自装置のMACアドレスの情報と、そのシンボルを受信する通信相手(端末#1)のMACアドレスの情報とをあわせて送信する。これにより、他の端末の誤動作を防ぐことができる。
次に、端末#1は、アクセスポイントが送信した「光源・受光部選択トレーニングシンボル」を受信し、アクセスポイントの光源の選択、および端末#1の受光部の選択のための信号処理を行う。動作例については、図82~図87を用いて説明したとおりである。
次に、端末#1は、「光源選択リクエスト」シンボルを送信する。このとき、「光源選択リクエスト」シンボルは、通信相手(アクセスポイント)のMACアドレスを含んでいてもよい。これにより、このシンボルの宛先が明確となる。
また、「光源選択リクエスト」シンボルは、自装置(端末#1)のMACアドレスを含んでいてもよい。これにより、このシンボルを送信した装置が明確となる。
また、「光源選択リクエスト」シンボルは、以下の情報を含んでいてもよい。その情報は、例えば、端末#1が受信に使用する受光部のID(identification)、端末#1がアクセスポイントに要望する送信ストリーム数、および、光源パラメータ用トレーニングを行うか否かを示す情報、のうちの少なくとも1つである。
次に、アクセスポイントは、端末#1が送信した「光源選択リクエスト」シンボルを受信し、光源パラメータ用トレーニングシンボルを送信する。
以下、光源パラメータ用トレーニングシンボルの送信について説明する。なお、光源パラメータ用トレーニングシンボルには、そのシンボルを送信する自装置(アクセスポイント)のMACアドレス、および、そのシンボルを受信する通信相手(端末#1)のMACアドレスのそれぞれの情報が含まれていてもよい。
例えば、端末#1が送信した「光源選択リクエスト」シンボルでは、(アクセスポイントの)第1光源が指定されているものとする。なお、第1光源は、図83などに示す第1光源34_1、および図88に示す光源34に相当する。
図91は、アクセスポイントが、第1光源を用いて、第1パラメータによるトレーニングシンボルから第4パラメータによるトレーニングシンボルまでの複数のトレーニングシンボルを、光源パラメータ用トレーニングシンボルとして送信(照射)する例を示す。
第1光源が図88に示す構成である場合、第iパラメータによるトレーニングシンボルに対して、光量調整部#jで設定されるパラメータを、Zijとあらわすものとする。ただし、iは1以上Y以下の整数であるものとする。なお、図91に示す例ではYは4であるが、Yは2以上の整数とする。そして、jは1以上X以下の整数とする。このとき、以下の事項が成立するものとする。
第aパラメータによるトレーニングシンボルと、第bパラメータによるトレーニングシンボルとにおいて、a≠bが成立するとき、Zaj≠Zbjが成立するjが存在する。
そして、端末#1は、光源用パラメータ用トレーニングシンボルを受信する。そして、図91に示す例の場合、端末#1は、第1パラメータによるトレーニングシンボルから第4パラメータによるトレーニングシンボルの中から、つまり、第1パラメータから第4パラメータの中から、受信品質のよいパラメータがどのパラメータであるかを探索する。そして、端末#1は、好適なパラメータの情報を含む「パラメータリクエスト」シンボルを送信する。なお、「パラメータリクエスト」シンボルには、そのシンボルを送信する自装置(端末#1)のMACアドレスの情報と、そのシンボルを受信する通信相手(アクセスポイント)のMACアドレスの情報とが含まれていてもよい。
アクセスポイントは、「パラメータリクエスト」シンボルを受信し、このシンボルの情報に基づき、第1光源を用いて、端末#1に対し、光変調信号を送信(照射)する。
なお、光源選択において、アクセスポイントの第1光源が選択された場合を例に説明したが、他の光源が選択された場合についても、上述と同様の動作が行われる。つまり、他の光源が選択された場合には、アクセスポイントは、選択された光源に対応する光量調整部におけるパラメータ変更を行い、光源パラメータ用トレーニングシンボルを送信する。その後、端末#1は、このシンボルを受信し、「パラメータリクエスト」シンボルを送信し、アクセスポイントは、その「パラメータリクエスト」シンボルに基づいて、光変調信号を送信(照射)する。
図82~図87を用いて説明したように、端末#1が、(アクセスポイントの)複数の光源を選択してもよい。これにより、MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)伝送と同様の伝送を行うことができる。この場合、光源パラメータ用トレーニングシンボルでは、選択された光源ごとに、アクセスポイントがパラメータを変更し、その変更されたパラメータにしたがってトレーニングシンボルを送信(照射)する。
図92は、アクセスポイントが光源ごとにトレーニングシンボルを送信する例を示す。
例えば、端末#1は、「光源選択リクエスト」シンボルにより、アクセスポイントに対し、第1光源、第2光源、および第4光源での光変調信号の送信(照射)のリクエストを行う。すると、アクセスポイントは、図92に示すように、光源パラメータ用トレーニングシンボルを送信する。
具体的には、図92に示すとおり、アクセスポイントは、第1光源から、第1パラメータによるトレーニングシンボル、第2パラメータによるトレーニングシンボル、第3パラメータによるトレーニングシンボル、および、第4パラメータによるトレーニングシンボルを送信する。なお、パラメータの設定方法については、すでに記載したとおりである。
そして、アクセスポイントは、第2光源から、第1パラメータによるトレーニングシンボル、第2パラメータによるトレーニングシンボル、第3パラメータによるトレーニングシンボル、および、第4パラメータによるトレーニングシンボルを送信する。なお、パラメータの設定方法については、すでに記載したとおりである。
また、アクセスポイントは、第4光源から、第1パラメータによるトレーニングシンボル、第2パラメータによるトレーニングシンボル、第3パラメータによるトレーニングシンボル、および、第4パラメータによるトレーニングシンボルを送信する。なお、パラメータの設定方法については、すでに記載したとおりである。
端末#1は、光源パラメータ用トレーニングシンボルを受信し、第1光源の好適なパラメータ、第2光源の好適なパラメータ、および、第4光源の好適なパラメータを求める。そして、端末#1は、これらの求められたパラメータの情報を含んだ「パラメータリクエスト」シンボルをアクセスポイントに送信(照射)する。
そして、アクセスポイントは、その「パラメータリクエスト」シンボルの情報に基づいて、第1光源のパラメータ、第2光源のパラメータ、および、第4光源のパラメータを設定する。その後、アクセスポイントは、パラメータの設定が行われた第1光源、第2光源、および第4光源を用いて、光変調信号を送信(照射)する。
また、上述の処理は、アクセスポイントと端末#1との通信における、アクセスポイントが光変調信号を送信(照射)する際の光源選択、および、光源パラメータの調整方法に関する処理である。このような光源選択および光源パラメータの調整方法と同様の処理が、以下の場合にも同様に行われる。
つまり、アクセスポイントと端末#1との通信における、端末#1が光変調信号を送信(照射)する際の光源選択、および、光源パラメータの調整は、上述の処理と同様に行われる。具体的には、図90~図92に示す例において、「アクセスポイントの動作」を「端末#1の動作」に置き換え、「端末#1の動作」を「アクセスポイントの動作」に置き換えることによって、端末#1が光変調信号を送信(照射)する際の光源選択、および、光源パラメータの調整が可能である。
また、アクセスポイントと端末#1以外の他の端末との通信における、アクセスポイントが光変調信号を送信(照射)する際の光源選択、および、光源パラメータの調整も、「アクセスポイントと端末#1との通信」と同様に実施すればよい。また、アクセスポイントと端末#1以外の他の端末との通信における、他の端末が光変調信号を送信(照射)する際の光源選択、および、光源パラメータの調整も、「アクセスポイントと端末#1との通信」と同様に実施すればよい。
<光源の好適化のためのトレーニングの変形例>
次に、光源の好適化のためのトレーニングの変形例を説明する。
図93は、光源の好適化のためのトレーニングの変形例を示す。例えば、図93に示すように、端末#1は、「トレーニングリクエスト」シンボルの送信を行う。この「トレーニングリクエスト」シンボルは、トレーニングシンボル送信のリクエストを行うためのシンボルである。トレーニングシンボルは、光源および受光部の選択と、光源パラメータの設定とを行うためのシンボルである。
例えば、「トレーニングリクエスト」シンボルは、そのシンボルを受信する通信相手(アクセスポイント)のMACアドレスを含んでもよい。これにより、トレーニングシンボル送信のリクエストの相手を明確にすることができる。
さらに、「トレーニングリクエスト」シンボルは、そのシンボルを送信する自装置(端末#1)のMACアドレスを含んでもよい。これにより、そのシンボルを受信する通信相手は、そのシンボルを送信した自装置、すなわち、トレーニングシンボルをリクエストした装置を識別することができる。
このように、端末#1は、アクセスポイントに対し、光源パラメータ設定などを行うためのトレーニングシンボルをリクエストする。アクセスポイントは、端末#1が送信した「トレーニングリクエスト」シンボルを受信し、「光源・受光部選択および光源パラメータ用トレーニングシンボル」を送信(照射)する。このとき、本変形例において特徴的な点は、光源および受光部の選択とあわせて光源パラメータの設定を行うところである。
アクセスポイントは、上述のように、「光源・受光部選択および光源パラメータ用トレーニングシンボル」を送信する。
図94は、アクセスポイントが「光源・受光部選択および光源パラメータ用トレーニングシンボル」を送信する例を示す。
なお、このシンボルは、そのシンボルを送信する自装置(アクセスポイント)のMACアドレスの情報、および、そのシンボルを受信する通信相手(端末#1)のMACアドレスの情報を含んでいてもよい。
そして、「光源・受光部選択および光源パラメータ用トレーニングシンボル」は、例えば図94に示す構成を有する。なお、アクセスポイントは、第1光源、第2光源、第3光源、および第4光源の4つの光源を具備している。
アクセスポイントは、光変調信号の送信(照射)が可能な光源からトレーニングシンボルを送信する。したがって、図94に示すように、アクセスポイントは、第1光源からトレーニングシンボルを送信(照射)し、第2光源からトレーニングシンボルを送信(照射)し、第3光源からトレーニングシンボルを送信(照射)し、第4光源からトレーニングシンボルを送信(照射)する。また、アクセスポイントは、光源ごとに、パラメータを変更してトレーニングシンボルを送信する。
アクセスポイントは、上述のように、第1光源、第2光源、第3光源、および第4光源を有している。したがって、アクセスポイントは、第1光源から、第1パラメータによるトレーニングシンボル、第2パラメータによるトレーニングシンボル、第3パラメータによるトレーニングシンボル、および第4パラメータによるトレーニングシンボルを送信する。なお、パラメータの設定方法については、すでに記載したとおりである。次に、アクセスポイントは、第2光源から、第1パラメータによるトレーニングシンボル、第2パラメータによるトレーニングシンボル、第3パラメータによるトレーニングシンボル、および第4パラメータによるトレーニングシンボルを送信する。なお、パラメータの設定方法については、すでに記載したとおりである。次に、アクセスポイントは、第3光源から、第1パラメータによるトレーニングシンボル、第2パラメータによるトレーニングシンボル、第3パラメータによるトレーニングシンボル、および第4パラメータによるトレーニングシンボルを送信する。なお、パラメータの設定方法については、すでに記載したとおりである。次に、アクセスポイントは、第4光源から、第1パラメータによるトレーニングシンボル、第2パラメータによるトレーニングシンボル、第3パラメータによるトレーニングシンボル、および第4パラメータによるトレーニングシンボルを送信する。なお、パラメータの設定方法については、すでに記載したとおりである。なお、トレーニングシンボル生成のためのパラメータの設定は、互いに異なる光源の間で同じであってもよいし、異なっていてもよい。
次に、端末#1は、アクセスポイントが送信した「光源・受光部選択および光源パラメータ用トレーニングシンボル」を受信する。そして、端末#1は、第1光源を光変調信号の送信に使用するかどうか、および、使用する場合は、どのパラメータを使用するか、を決定する。同様に、端末#1は、第2光源を光変調信号の送信に使用するかどうか、および、使用する場合は、どのパラメータを使用するか、を決定する。端末#1は、第3光源を光変調信号の送信に使用するかどうか、および、使用する場合は、どのパラメータを使用するか、を決定する。端末#1は、第4光源を光変調信号の送信に使用するかどうか、および、使用する場合は、どのパラメータを使用するか、を決定する。
これらの決定した情報を含む光源設定リクエストシンボルを端末#1は、アクセスポイントに送信する。
なお、端末#1は、上記動作にあわせて、アクセスポイントが送信した光変調信号を受信するための受光部を決定する。
そして、アクセスポイントは、端末#1が送信した光源設定リクエストシンボルを受信し、このシンボルに含まれる情報に基づいて、光変調信号の送信に使用する光源、および、その使用する光源で使用されるパラメータを決定する。あわせて、アクセスポイントは、送信する光変調信号の数を決定し、一つ以上の光源を用いて光変調信号を送信(照射)する。
また、上述の処理は、アクセスポイントと端末#1との通信における、アクセスポイントが光変調信号を送信(照射)する際の光源選択、および、光源パラメータの調整方法に関する処理である。このような光源選択および光源パラメータの調整方法と同様の処理が、以下の場合にも同様に行われる。
つまり、アクセスポイントと端末#1との通信における、端末#1が光変調信号を送信(照射)する際の光源選択、および、光源パラメータの調整は、上述の処理と同様に行われる。具体的には、図93および図94に示す例において、「アクセスポイントの動作」を「端末#1の動作」に置き換え、「端末#1の動作」を「アクセスポイントの動作」に置き換えることによって、端末#1が光変調信号を送信(照射)する際の光源選択、および、光源パラメータの調整が可能である。
また、アクセスポイントと端末#1以外の他の端末との通信における、アクセスポイントが光変調信号を送信(照射)する際の光源選択、および、光源パラメータの調整も、「アクセスポイントと端末#1との通信」と同様に実施すればよい。また、アクセスポイントと端末#1以外の他の端末との通信における、他の端末が光変調信号を送信(照射)する際の光源選択、および、光源パラメータの調整も、「アクセスポイントと端末#1との通信」と同様に実施すればよい。
<通信モード>
図95は、通信または送信の3つのモードを示す。
アクセスポイントは、(1)マルチポイント通信モード、(2)ポイント―to―ポイント通信モード、および(3)マルチキャストモードの中から、何れかのモードを設定することができる。このとき、アクセスポイントは、以下の特徴をもつ。すなわち、アクセスポイントは、(3)のマルチキャストモードの場合、相手先のMACアドレスを指定しない。したがって、アクセスポイントは、相手先のMACアドレスの情報を送信しなくてもよい。また、アクセスポイントは、(2)のポイント―to―ポイント通信モードの場合、データシンボルを送信する際、指向性をもつ光による照射を行うとよい。また、アクセスポイントは、(3)のマルチキャストモードの場合、光の指向性制御を伴う照射を行わなくてもよいし、複数の光を複数方向に照射してもよい。
なお、「実施の形態1~15の変形例」において、車、通信装置、アクセスポイント、端末と名づけて説明を行っているが、呼び名はこれに限ったものではなく、この点については、すでに説明を行ったとおり、他の呼び方をしてもよい。
そして、明細書において、乗り物の例として、車を例に説明しているが、飛行機、航空機、船、ドローン(無人航空機)に適用することも可能である。
本開示の一態様は、光通信システムに有用である。
100,400,1000,1400A,1400B 機器
102,1404-1、1404-2 送信部
104,1406-1,1406-2 光源
150,1050 端末
151 受光部
153 受信部
155 データ解析部
157 表示部
453,2002 無線装置
470,2000 基地局
2001 送信装置

Claims (3)

  1. 第1の期間において光源から第1の輝度の光を受光し、
    第2の期間において、第2の輝度の光と、前記第2の輝度よりも低い第3の輝度の光とを交互に受光することによって、前記光源から送信される光信号を受信し、
    前記光信号に基づくデータを解析することによって解析情報を出力し
    前記第1の期間、ガード区間、前記第2の期間の順に配置された前記ガード区間の光を受光する、
    受信方法。
  2. 前記第1の輝度と前記第2の輝度とは異なる
    請求項に記載の受信方法。
  3. 第1の期間において光源から第1の輝度の光を受光し、第2の期間において、第2の輝度の光と、前記第2の輝度よりも低い第3の輝度の光とを交互に受光することによって、前記光源から送信される光信号を受信する受光部と、
    前記光信号に基づくデータを解析することによって解析情報を出力するデータ解析部とを備え、
    前記受光部は、
    前記第1の期間、ガード区間、前記第2の期間の順に配置された前記ガード区間の光を受光する、
    受信装置。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4072040A1 (en) * 2017-06-01 2022-10-12 Panasonic Intellectual Property Corporation of America Reception device and reception method
US20200249673A1 (en) * 2019-01-31 2020-08-06 National Geospatial-Intelligence Agency Systems and Methods for Obtaining and Using Location Data
JP7003096B2 (ja) * 2019-10-11 2022-01-20 ソフトバンク株式会社 光無線通信装置、移動体、プログラム、及び通信方法
JP2021131234A (ja) * 2020-02-18 2021-09-09 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 発光装置およびプログラム
FI20215318A1 (fi) * 2021-03-22 2022-09-23 Nokia Technologies Oy Tiedonsiirron parantaminen langattomassa viestinnässä

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008154063A (ja) 2006-12-19 2008-07-03 Tamura Seisakusho Co Ltd 可視光通信機能付き可搬照明器及び情報通信システム
JP2008283446A (ja) 2007-05-10 2008-11-20 Nec Lighting Ltd 可視光通信装置および可視光通信方法
JP2009176674A (ja) 2008-01-28 2009-08-06 Panasonic Electric Works Co Ltd 非常用照明装置
JP2013026691A (ja) 2011-07-15 2013-02-04 Panasonic Corp 照明光通信装置及びそれを用いた照明器具、並びに照明システム
JP2016197556A (ja) 2015-04-03 2016-11-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 点灯装置、照明装置および看板装置
JP2018181485A (ja) 2017-04-06 2018-11-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 照明光通信装置、照明器具、および、照明装置

Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2453077B2 (de) * 1974-11-08 1976-09-02 Precitronic Gesellschaft für Feinmechanik und Electronic mbH, 2000 Hamburg Empfangs-sendeeinrichtung fuer die informationsuebermittlung mittels gebuendelter, modulierter lichtstrahlen
US4436376A (en) * 1980-02-13 1984-03-13 Fergason James L Light modulator, demodulator and method of communication employing the same
US4983021A (en) * 1988-08-10 1991-01-08 Fergason James L Modulated retroreflector system
US5539565A (en) * 1995-09-27 1996-07-23 Motorola, Inc. Method and apparatus for a selective optical retroreflector
US6154299A (en) * 1998-06-15 2000-11-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Modulating retroreflector using multiple quantum well technology
US6493123B1 (en) * 1999-10-27 2002-12-10 Northrop Grumman Corporation Modulated-retroreflector based optical identification system
AU1168101A (en) * 1999-11-12 2001-06-06 Mass Engineered Design Modular lcd display system
FR2848375B1 (fr) * 2002-12-05 2005-01-14 Schneider Electric Ind Sas Dispositif d'eclairage a diodes electroluminescentes comportant un dispositif de communication et installation comportant un tel dispositif
JP4641767B2 (ja) * 2004-09-01 2011-03-02 アバゴ・テクノロジーズ・イーシービーユー・アイピー(シンガポール)プライベート・リミテッド 光通信システム及びそれに用いられる照明装置
JP4646110B2 (ja) * 2004-10-22 2011-03-09 株式会社中川研究所 半導体発光素子用電源および照明装置
JP4939024B2 (ja) * 2005-09-27 2012-05-23 京セラ株式会社 光通信装置、及び光通信方法
JP4325604B2 (ja) * 2005-09-30 2009-09-02 日本電気株式会社 可視光制御装置、可視光通信装置、可視光制御方法及びプログラム
US7950812B2 (en) * 2006-01-11 2011-05-31 Cubic Corporation Shutters for infra red communication at moderate bandwidths
US20070297805A1 (en) * 2006-06-23 2007-12-27 William Rabinovich Optical communication system with cats-eye modulating retro-reflector (mrr) assembly, the cats-eye mrr assembly thereof, and the method of optical communication
JP5089193B2 (ja) * 2007-02-22 2012-12-05 株式会社小糸製作所 発光装置
KR100900195B1 (ko) * 2007-03-09 2009-06-02 재단법인서울대학교산학협력재단 광 식별 태그, 리더 및 시스템
US9455783B2 (en) * 2013-05-06 2016-09-27 Federal Law Enforcement Development Services, Inc. Network security and variable pulse wave form with continuous communication
WO2009101570A1 (en) * 2008-02-12 2009-08-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Adaptive modulation and data embedding in light for advanced lighting control
JP4653828B2 (ja) * 2008-09-12 2011-03-16 株式会社東芝 可視光通信システム及び可視光通信装置
US8330388B2 (en) * 2008-12-12 2012-12-11 O2Micro, Inc. Circuits and methods for driving light sources
KR101583729B1 (ko) * 2009-05-28 2016-01-11 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US8731406B2 (en) * 2009-09-16 2014-05-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for generating high resolution frames for dimming and visibility support in visible light communication
US8787760B2 (en) * 2009-12-28 2014-07-22 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Server device that sets security levels in accordance with distances between devices, client device, communication system, integrated circuit for server control, integrated circuit for client control, server program, client program, method for connecting to a client device, method for connecting to a server device, and communication system connection method
KR101653169B1 (ko) * 2010-03-02 2016-09-02 삼성디스플레이 주식회사 가시광 통신 장치 및 그 방법
KR100991062B1 (ko) * 2010-03-12 2010-10-29 한상규 가시광 통신용 광송신 장치 및 가시광의 전력 제어 방법
SG189603A1 (en) * 2011-11-04 2013-05-31 Opulent Electronics Internat Pte Ltd System for driving a plurality of high powered led units
JP5842101B2 (ja) * 2011-11-22 2016-01-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 可視光通信用照明器具及びこれを用いた可視光通信システム
KR101356192B1 (ko) 2012-04-26 2014-01-24 서울시립대학교 산학협력단 영상매칭 기반의 스마트폰의 위치자세 결정 방법 및 시스템
KR20140075822A (ko) * 2012-11-22 2014-06-20 서울반도체 주식회사 교류 led 조명을 이용한 광 통신장치 및 이를 이용한 통신방법
US9094120B2 (en) * 2012-12-27 2015-07-28 Panasonic Intellectual Property Corporaton Of America Information communication method
KR102011100B1 (ko) * 2013-02-08 2019-08-14 삼성전자주식회사 광센서 일체형 튜블러 발광 장치 및 이를 이용한 조명 시스템
US8699887B1 (en) * 2013-03-14 2014-04-15 Bret Rothenberg Methods and systems for encoding and decoding visible light with data and illumination capability
EP2781824B1 (en) * 2013-03-18 2018-05-09 Helvar Oy Ab A driver for a light source
CN203574655U (zh) * 2013-04-09 2014-04-30 北京半导体照明科技促进中心 利用可见光传输信息的装置和系统以及光源
US9407367B2 (en) * 2013-04-25 2016-08-02 Beijing Guo Cheng Wan Tong Information Co. Ltd Methods and devices for transmitting/obtaining information by visible light signals
CN103795464B (zh) * 2013-07-31 2015-04-15 深圳光启创新技术有限公司 具有错误重发机制的可见光信号的发送方法和接收方法、装置及系统
US9237620B1 (en) * 2013-08-20 2016-01-12 Ketra, Inc. Illumination device and temperature compensation method
JP6273574B2 (ja) * 2014-02-12 2018-02-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 光信号受信機、光信号通信システム及び光信号受信方法
EP3110040B1 (en) * 2014-02-19 2019-03-13 Panasonic Intellectual Property Corporation of America Transmitter, transmission method and receiving method
US10009100B2 (en) * 2014-06-18 2018-06-26 Qualcomm Incorporated Transmission of identifiers using visible light communication
DE102015205220A1 (de) 2015-03-23 2016-09-29 Osram Gmbh Tracking-System und Verfahren zum Tracken eines Trägers einer mobilen Kommunikationseinheit
JP6501183B2 (ja) * 2015-04-03 2019-04-17 パナソニックIpマネジメント株式会社 看板装置および看板システム
US10727943B2 (en) * 2015-09-07 2020-07-28 Signify Holding B.V. Embedding data into light
JP6457910B2 (ja) * 2015-09-28 2019-01-23 ミネベアミツミ株式会社 調光器、照明制御システム、制御ユニット、および機器制御システム
CN105487298A (zh) * 2016-01-25 2016-04-13 深圳市华星光电技术有限公司 液晶显示面板及液晶显示装置
US10637575B2 (en) 2016-05-25 2020-04-28 Wisconsin Alumni Research Foundation Spatial location indoors using standard fluorescent fixtures
US11150855B2 (en) * 2016-06-08 2021-10-19 Production Resource Group, L.L.C. Display support structure
TWI600286B (zh) * 2016-08-09 2017-09-21 財團法人工業技術研究院 可見光通訊裝置與其驅動方法
KR20190006841A (ko) * 2017-07-11 2019-01-21 엘지전자 주식회사 듀얼 모드의 가시광 통신과 무선 네트워크 통신을 구현하는 장치 및 방법
US10495467B2 (en) * 2017-07-28 2019-12-03 Qualcomm Incorporated Positioning with interleaved VLC signals

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008154063A (ja) 2006-12-19 2008-07-03 Tamura Seisakusho Co Ltd 可視光通信機能付き可搬照明器及び情報通信システム
JP2008283446A (ja) 2007-05-10 2008-11-20 Nec Lighting Ltd 可視光通信装置および可視光通信方法
JP2009176674A (ja) 2008-01-28 2009-08-06 Panasonic Electric Works Co Ltd 非常用照明装置
JP2013026691A (ja) 2011-07-15 2013-02-04 Panasonic Corp 照明光通信装置及びそれを用いた照明器具、並びに照明システム
JP2016197556A (ja) 2015-04-03 2016-11-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 点灯装置、照明装置および看板装置
JP2018181485A (ja) 2017-04-06 2018-11-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 照明光通信装置、照明器具、および、照明装置

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