可視光通信システム
【課題】 可視光通信において通信速度を向上する。
【解決手段】 送信部１０では、照明を兼用する白色ＬＥＤ１３を赤外線通信信号と可視光通信信号との合波信号により強度変調して送信する。受信部２０では、専用受光素子２４が白色ＬＥＤ１３から放射された可視光を受光し、この受光信号からＩｒＤＡ回路２８により赤外線通信信号を復調して出力する。ＩｒＤＡ回路２８から出力された受信信号に基づいて生成された画像が端末３０の表示器に表示される。
【解決手段】 送信部１０では、照明を兼用する白色ＬＥＤ１３を赤外線通信信号と可視光通信信号との合波信号により強度変調して送信する。受信部２０では、専用受光素子２４が白色ＬＥＤ１３から放射された可視光を受光し、この受光信号からＩｒＤＡ回路２８により赤外線通信信号を復調して出力する。ＩｒＤＡ回路２８から出力された受信信号に基づいて生成された画像が端末３０の表示器に表示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明から放射される可視光を利用して通信を行う可視光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
可視光を発光するＬＥＤを送信データにより変調させ情報を伝達する可視光通信が近年注目を浴びている。可視光ＬＥＤの発光効率は近年急速に向上してきており、照明の他、電光掲示板、車のヘッドランプ等急速に普及が進んでいる。これらの可視光ＬＥＤが搭載された機器を用いて可視光通信を行う事でユビキタスに通信を行う事ができる。しかも、人間の目に見える光が通信媒体になるため、その送信される位置を人間が特定できるために通信範囲を限定することができ、セキュリティが高まるというメリットが挙げられことから、無線通信を補う応用分野として期待されている。また、無線が届かない建物内での通信、位置の特定、ペースメーカ等の精密機器がある医療環境での通信や、電力線通信との融合などへの様々な応用が提案されている。
【０００３】
その一つに、可視光通信コンソーシアムを中心に標準化作業が進められ、２００７年６月にＪＥＩＴＡ（電子情報技術産業協会）で標準化が行われた「可視光ＩＤシステム」がある。これは、搬送周波数２８．８ｋＨｚ，データレート４．８ｋｂｐｓのＰＰＭ（Pulse Position Modulation）変調を基本とした通信規格である。詳細はＪＥＩＴＡ標準案「可視光通信システム」（ＣＰ−１２２１）、「可視光ＩＤシステム」（ＣＰ−１２２２）に記載されているが、位置情報サービスや店舗案内サービスに応用することができる。また、赤外線無線通信の規格であるＩｒＤＡ（Infrared Data Association；データレート１１５ｋｂｐｓ）、高速化された赤外線無線通信の規格であるIrSimple（データレート最大４Ｍｂｐｓ）、赤外線を利用して情報をシャワーのように降らせる多目的情報配信ツールであるIrShower（登録商標）を可視光通信へ拡張する試みもある。
【０００４】
携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の携帯端末において可視光通信を利用する場合は、店舗案内のように複数のＬＥＤ発光源からの信号を同時に受ける環境となる。この場合には、複数の発光源からの光信号を分離する必要がある。しかし、可視光ＩＤシステムやIrSimpleで用いられているＰＰＭ変調においては、無線通信で使われている搬送波周波数やスペクトル拡散による分離を用いる事ができないため、受信部の受光素子に混入した複数の信号を分離することは困難となる。そこで、受光素子に加えてＣＣＤ（Charge Coupled Devices）等のイメージセンサを設けて、画像処理と併用して光信号を分離する手法が提案されている。例えば、携帯電話機においてＣＣＤカメラと同じ方向を向いた可視光通信の受光部を設け、ＣＣＤカメラのディスプレイに可視光通信の光源と兼用された照明器具が表示された時に、受光部で可視光通信の光信号を受けるようにすることが提案されている。さらに、携帯電話機に被写体を撮像する撮像手段と、複数の可視光通信の受光素子とを設け、撮像手段が撮像した被写体の表示エリアを複数の受光素子に対応する複数のエリアに分割して、分割したエリアのうちの光源が表示されているエリアを指定することで、指定されたエリアに対応する受光素子だけからの光信号を受けることも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２１８０６７号公報
【特許文献２】特開２００７−２９５４９０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】中川正雄，“可視光通信”，月刊オプトロニクス，Vol.22, No.261, pp.120-125, 2003年9月
【非特許文献２】春山真一郎，“可視光通信”，電子情報通信学会論文誌Ａ，Vol.J86-A, No.12, pp.1284-1291, 2003年12月
【非特許文献３】中川正雄，”ユビキタス可視光通信”，電子情報通信学会論文誌，Vol.J88-B, pp.351-359, 2005年2月
【非特許文献４】中川正雄監修，可視光通信コンソーシアム編，“可視光通信の世界”，工業調査会，2006年2月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、可視光ＩＤシステムのデータレートが４．８ｋｂｐｓと低データレートとされて、通信速度が遅いという問題点があった。また、ＩｒＤＡシステムを利用すると通信速度は向上するものの、可視光ではないことから赤外光の送信源がどこにあるか分からないと云う問題点が生じる。
そこで、本発明は、可視光通信において通信速度を向上することができる可視光通信システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、通信データで変調された可視光を送信する送信部と、該送信部から送信された可視光を受光して通信データを復調する受信部と、該受信部で復調された通信データを表示する表示部とを備える可視光通信システムであって、前記送信部は、通信データにより変調された赤外線通信信号を出力する赤外線通信送信回路と、通信データにより変調された可視光通信信号を出力する可視光通信送信回路と、前記赤外線通信信号と前記可視光通信信号との合波信号により強度変調された可視光を放射する照明を兼用する発光素子とを備え、前記受信部は、対象画像を撮像する受像手段と、該受像手段の周辺に配置され、前記発光素子から放射された可視光を受光可能なアレイ状に配列された複数の受光素子から構成されている専用受光手段と、該専用受光手段における前記複数の受光素子の内のいずれかの受光素子から出力された受光信号が入力され、該受光信号から前記赤外線通信信号を復調して出力する赤外線通信受信回路と、前記専用受光手段における前記複数の受光素子の内のいずれかの受光素子から出力された受光信号が入力され、該受光信号から前記可視光通信信号を復調して出力する可視光通信受信回路とを備え、前記表示部は、前記受像手段が撮像した対象画像を表示すると共に、該表示のエリアを前記専用受光手段における各受光素子の受光エリアを対応付けて複数のエリアに分割する表示手段と、分割された表示のエリアのうちの前記発光素子から放射された可視光を受光するエリアが指定可能とされ、前記エリアのいずれかが指定された際に、指定されたエリアに対応する受光素子が受光した受光信号が、前記専用受光素子から前記赤外線通信受信回路および前記可視光通信受信回路に出力されるように制御する制御手段とを備えたことを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、照明を兼用する発光素子を赤外線通信信号と可視光通信信号との合波信号により強度変調された可視光を放射し、受光素子が受光した受光信号から赤外線通信信号を復調して出力するようにしたことから、可視光に通信を高速化することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施例の可視光通信システムの構成を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の第１実施例の可視光通信システムにおける端末の構成例を示す回路ブロック図である。
【図３】本発明の第１実施例の可視光通信システムにおける送信部の他の構成例を示す回路ブロック図である。
【図４】本発明の第１実施例の可視光通信システムにおける送信部のさらに他の構成例を示す回路ブロック図である。
【図５】本発明の第２実施例の可視光通信システムの構成を示す回路ブロック図である。
【図６】本発明の第２実施例の可視光通信システムにおける送信部の他の構成例を示す回路ブロック図である。
【図７】本発明の第２実施例の可視光通信システムにおける送信部のさらに他の構成例を示す回路ブロック図である。
【図８】本発明の第１実施例における可視光通信システムの受光部における専用受光素子の詳細構成を示す回路ブロック図である。
【図９】本発明の第３実施例における可視光通信システムの構成を示す回路ブロック図である。
【図１０】本発明の第３実施例の可視光通信システムにおいて実行される受信データ処理のフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施例の可視光通信システムにおける送信装置から送信されるデータのデータ構成を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施例の可視光通信システムの受信装置において、受信データ処理が実行される際に表示される表示画面の一例を示す図である。
【図１３】本発明の第３実施例の可視光通信システムの受信装置において、受信データ処理が実行される際に表示される表示画面の他の例を示す図である。
【図１４】本発明の第３実施例の可視光通信システムの受信装置において、受信データ処理が実行される際に表示される表示画面のさらに他の例を示す図である。
【図１５】本発明の第３実施例の可視光通信システムの受信装置において、受信データ処理が実行される際に表示される表示画面のさらに他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の第１実施例の可視光通信システムの構成を示す回路ブロック図を図１に示す。
図１に示す本発明の第１実施例とされる可視光通信システム１は、可視光ＩＤシステムと可視光版のＩｒＤＡシステムを連携させており、送信部１０と、受光部２０が設けられた端末３０とを備えた単方向通信とされている。可視光通信システム１における送信部１０は、ＩｒＤＡ送信回路１１およびＩＤ送信回路１２と、白色ＬＥＤ１３と、処理部１４と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１５およびＲＡＭ（Random Access Memory）１６とを備えている。ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備える処理部１４は、管理プログラム（ＯＳ：Operating System）を実行しており、送信部１０の全体の動作をＯＳ上で制御している。処理部１４が実行する送信制御プログラム等の動作ソフトウェアは不揮発性のＲＯＭ１５に格納されており、処理部１４が処理を行う際に使用するワークエリアや各種データ等がＲＡＭ１６に記憶されている。処理部１４は、送信制御プログラムを実行することにより、ＲＯＭ１５あるいはＲＡＭ１６から読み出した各種データをＩｒＤＡ送信回路１１およびＩＤ送信回路１２に振り分けて送信させる処理を行っている。白色ＬＥＤ１３は、照明装置を構成するＬＥＤとされている。
【００１２】
ＩｒＤＡ送信回路１１は、ＩｒＤＡの赤外線通信の規格とされ、データレートは１１５ｋｂｐｓ，１Ｍｂｐｓあるいは４Ｍｂｐｓのいずれかとされており、送信のデータレートが高いことから画像や音声、動画等のデータが処理部１４により振り分けられて送信される。ＩＤ送信回路１２は、搬送周波数２８．８ｋＨｚ，データレート４．８ｋｂｐｓとされて、データレートが低いことからテキストデータ等の低容量のデータが処理部１４により振り分けられて送信される。ＩｒＤＡ送信回路１１からのＩｒＤＡ信号およびＩＤ送信回路１２からのＩＤ信号が合波されて白色ＬＥＤ１３に供給されることにより、白色ＬＥＤ１３から放射される可視光の光強度がＩｒＤＡ信号とＩＤ信号とを合波した信号により変調される。白色ＬＥＤ１３としては、蛍光体を用いた擬似白色ＬＥＤ，２波長白色ＬＥＤ，３波長白色ＬＥＤのいずれかとされ、それらの応答速度は、おおむね２波長および３波長白色ＬＥＤで数１０ＭＨｚとなり、蛍光体を用いた擬似白色ＬＥＤで数ＭＨｚとなる。なお、ＩｒＤＡ送信回路１１およびＩＤ送信回路１２からは同じデータが繰り返し送信されている。
【００１３】
端末３０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）や携帯電話機等とされ、その概略構成が図２に示されている。図２に示すように、端末３０は、ＣＰＵ３１を有し、ＣＰＵ３１は管理プログラム（ＯＳ）を実行しており、端末３０の全体の動作をＯＳ上で制御している。ＲＯＭ３３には、ＣＰＵ３１が実行する通信制御プログラム等の動作ソフトウェアが格納されており、ＲＡＭ３２には、ＣＰＵ３１が処理を行う際に使用するワークエリアや各種データ等が記憶されている。USB I/F３４は、周辺機器と端末３０を結ぶデータ伝送路の規格の一つであるＵＳＢ（Universal Serial Bus）のインタフェースである。表示器３５は、液晶等のディスプレイとされ、操作子３６は各種キーやポインティングデバイス等とされる。各部はバス３７により接続されている。ＣＰＵ３１は、通信制御プログラムを実行することにより、受光部２０から入力されたＩＤ信号あるいはＩｒＤＡ信号に基づくテキストや画像等を表示器３５に表示している。
【００１４】
受光部２０はＵＳＢインタフェースを備えており、端末３０に備えられているUSB I/F３４のＵＳＢ端子に装着されて、受光部２０と端末３０とが一体に動作するようにされている。可視光通信システム１における送信部１０の白色ＬＥＤ１３が照明装置とされていることから、端末３０に装着された受光部２０を容易に送信部１０に向けることができる。受光部２０を送信部１０に向けると、レンズ２１により結像された対象画像がＣＣＤ２２で受像される。ＣＣＤ２２により受像された対象画像には送信部１０の画像と周囲の画像とが含まれるようになる。また、レンズ２３はレンズ２１と略同方向を向いて並べて配置されており、レンズ２３により結像された対象画像が専用受光素子２４により受光される。専用受光素子２４は、アレイ状に配列された複数の受光素子からなり、後述するように白色ＬＥＤ１３から送信されたＩｒＤＡ信号およびＩＤ信号の信号成分が当たっている受光素子のみからの出力が取り出されて、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２５およびハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２７に入力される。
【００１５】
ここで、専用受光素子２４の詳細構成を図８に示す。専用受光素子２４は、ＣＭＯＳ集積回路技術を用いて作成されたダーリントンフォトトランジスタやアバランシェフオトダイオード（ＡＰＤ）などの高感度の受光素子２４ａが、例えば８×８個のアレイ状に集積化されて構成されている。選択回路２４ｂは、例えば８行×８列に配列された受光素子２４ａの内の１個または複数の受光素子２４ａを選択するためのデコーダを有している。デコーダは、端末３０から印加された制御信号をデコードして専用受光素子２４における各行および各列の（８個ずつの）スイッチを制御することにより、受光素子２４ａの内の１個または複数の受光素子２４ａを選択する。このようにして、選択回路２４ｂにより選択された受光素子２４ａが受けた光信号が選択回路２４ｂから出力される。選択回路２４ｂの出力はＤＣ除去回路２４ｃに入力されて、入力された受光素子２４ａの信号電流から直流成分が除去されて出力される。ＤＣ除去回路２４ｃの出力は、Ｉ→Ｖ変換回路２４ｄに入力されて入力された受光素子２４ａの電流信号が内蔵されるトランスインピーダンスアンプにより電圧信号に変換されて出力される。なお、ＤＣ除去回路２４ｃを設けることにより、受光素子２４ａがＡＰＤとされた際に、温度で変化する暗電流の影響を除去することができる。
【００１６】
次に、専用受光素子２４において、ＩｒＤＡ信号およびＩＤ信号の信号成分が当たっている受光素子２４ａのみからの出力を取り出す制御方法について図８を参照しながら説明する。レンズ２３により対象画像が結像される専用受光素子２４は、図８に示すように例えば８行×８列のアレイ状に分割された各エリア内にそれぞれ受光素子２４ａが配列されて構成されている。そして、ＣＣＤ２２上にレンズ２１により結像された対象画像が、端末３０の表示器３５上に表示される。表示された対象画像の画像処理が端末３０において行われて、対象画像のエリアが専用受光素子２４において分割されているエリアと同じ行数と列数とに分割される。この分割されたエリアを擬似的にＣＣＤ２２上に破線で示している。端末３０の表示器３５上の対象画像を参照して送信部１０とされる照明装置が表示されているエリアをユーザが操作子３６を操作して選択すると、選択されたエリアの位置情報が制御信号として端末３０から専用受光素子２４に供給される。専用受光素子２４は制御信号を受けて、制御信号により指示された位置のエリアに相当する受光素子２４ａからの出力のみを選択回路２４ｂにより選択して出力する。これにより、受光部２０におけるＬＰＦ２５およびＨＰＦ２７には、背景雑音の影響を極力受けることなく送信部１０から送信されたＩｒＤＡ信号およびＩＤ信号が入力されるようになる。
なお、ＣＣＤ２２における分割されたエリア毎の受光信号のレベルを比較して、最大レベルのエリアを自動的に検出することで、検出したエリアを選択する制御信号を自動的に生成して、専用受光素子２４に供給するようにしても良い。
【００１７】
専用受光素子２４からＬＰＦ２５およびＨＰＦ２７に入力された送信部１０から送信されたＩｒＤＡ信号およびＩＤ信号は、ＬＰＦ２５によりＩＤ信号が分離されてＩＤ回路２６に入力され、ＩＤ回路２６によりＩＤ信号が復調される。復調されたデータは、例えばテキストデータとされ、このテキストデータはＵＳＢ制御回路２９を介して端末３０に供給される。そして、端末３０の表示器３５にテキストデータが表示されるようになる。また、ＨＰＦ２７によりＩｒＤＡ信号が分離されてＩｒＤＡ回路２８に入力され、ＩｒＤＡ回路２８によりＩｒＤＡ信号が復調される。復調されたデータは、画像や音声あるいは動画等のデータとされる。端末３０から表示制御信号がＩｒＤＡ回路２８に印加されると、ＩｒＤＡ回路２８からの復調信号がＵＳＢ制御回路２９を介して端末３０に供給されるようになる。端末３０では、画像や動画が表示器３５に表示されると共に音声が含まれている場合は音声が再生される。これにより、端末３０には送信部１０から送信されたテキストのメッセージが表示されて、このメッセージに応じてユーザにより選択された画像や動画等を端末３０のディスプレイに表示することができるようになる。
【００１８】
また、送信部１０が異なる設置場所に複数設置されて、各送信部１０からそれぞれ異なる情報が送信されていると、複数の送信部１０から送信されるそれぞれ異なる情報が複数の端末３０において受信されることが考えられる。すなわち、送信部１０と端末３０とがｎ：ｎまたはｎ：１の状況の基では、所望のデータを端末３０に表示するために端末３０のユーザに複数の送信部１０の状況を適切に知らせることが必要となる。そこで、まず、端末３０はＩＤ信号を受信してＩＤ信号により送信されたインデックスに相当するテキストデータを取得する。この場合、専用受光素子２４の各受光素子２４ａをスキャンしてどの位置の受光素子２４ａによりＩＤ信号が受光されたかを検出しておくが、複数のＩＤ信号が到来している場合は到来方向に対応する複数の位置の受光素子２４ａがそれぞれ異なるＩＤ信号を受光したことが検出される。そして、ＣＣＤ２２により取り込まれて端末３０の表示器３５上に表示されている対象画像における分割されたエリアであって、ＩＤ信号が検出された受光素子２４ａの位置のエリアに、当該エリアで受光されたテキストデータを重ねて表示する。
【００１９】
次いで、ユーザが表示されたテキストデータを参照していずれかの画像上の文字をクリックすると、クリックされたエリアが選択されて、そのエリアの位置情報からなる制御信号が生成される。この制御信号は専用受光素子２４に印加されて、制御信号で指示されたエリアの受光素子２４ａにおける受光信号が選択回路２４ｂにより選択されて出力される。選択された受光素子２４ａは、送信部１０からＩＤ信号と共に送信されたＩｒＤＡ信号も受光しており、このＩｒＤＡ信号がＩｒＤＡ回路２８に入力されて復調されるようになる。なお、端末３０において画像上の文字がクリックされた際に、端末３０はＩｒＤＡ回路２８に受信制御信号を印加し、この結果、ＩｒＤＡ回路２８は復調されたＩｒＤＡ信号を出力するように制御される。これにより、ＩｒＤＡ信号を復調することで得られた画像、音声や動画などのデータが、端末３０に送られて表示器３５上に表示されたり再生されるようになる。
【００２０】
上記説明した第１実施例の可視光通信システム１の専用受光素子２４において、受光素子２４ａをアレイ上に配列することに替えて単体の受光素子からなる専用受光素子としても良い。この場合は、受光素子がフォトダイオードとされ、受光素子の上に置かれたレンズ光学系により、対象物の状況が受光素子上に結像される。レンズ光学系によって受光範囲が絞られることから、ある特定方向しか受光しない指向性の鋭い受光システムとなり、背景光成分の除去および複数の発光信号源からの光信号を容易に分離することができるようになる。また、指向性が鋭いことを補うために受光素子の隣には、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ撮像素子などのイメージセンサとレンズ光学系が置かれて、対象物の状況が画像として取り込まれる。この画像に、受光素子の受光可能エリアを表示する事によって、ユーザはこの受光エリアに発光信号源である送信部１０の位置を合わせる事でＩＤ信号を受信することができ、画面上にＩＤ信号を復調したテキストデータが表示されるようになる。このテキストの内容をみてテキスト上においてクリックもしくはボタンを操作することにより、上記したようにＩｒＤＡ信号を受光素子により受光することで、画像や音声もしくは動画などを表示することができるようになる。
【００２１】
次に、第１実施例の可視光通信システム１における送信部１０の他の構成例を図３に示す。図３に示す送信部１０においては、ＩｒＤＡ送信回路１１およびＩＤ送信回路１２と、白色ＬＥＤ１３および赤外ＬＥＤ１７と、処理部１４と、ＲＯＭ１５およびＲＡＭ１６とを備えている。ＩｒＤＡ送信回路１１、ＩＤ送信回路１２、処理部１４、ＲＯＭ１５およびＲＡＭ１６は前述した通りであるのでその説明は省略する。赤外ＬＥＤ１７には、ＩｒＤＡ送信回路１１からのＩｒＤＡ信号が供給されて、このＩｒＤＡ信号により赤外ＬＥＤ１７から放射される赤外光の光強度が変調されて送信される。また、白色ＬＥＤ１３は、照明装置を構成するＬＥＤとされており、ＩＤ送信回路１２からのＩＤ信号により放射される白色の可視光の光強度が変調されて送信される。なお、処理部１４は、送信制御プログラムを実行することにより、ＲＯＭ１５あるいはＲＡＭ１６から読み出した各種データをＩｒＤＡ送信回路１１およびＩＤ送信回路１２に振り分けて送信させる処理を行っている。このような送信部１０の構成にすると、携帯電話機に一般に備えられている既存の赤外線通信手段を利用して、送信部１０の赤外ＬＥＤ１７から放射される赤外光を受光することができ、送信されたデータを携帯電話機の表示器に表示することができるようになる。この場合、携帯電話機を向ける送信部１０の位置は、白色ＬＥＤ１３から放射される可視光を見ることで特定することができる。
【００２２】
さらに、第１実施例の可視光通信システム１における送信部１０のさらに他の構成例を図４に示す。図４に示す送信部１０においては、ＩｒＤＡ送信回路１１およびＩＤ送信回路１２と、処理部１４と、ＲＯＭ１５およびＲＡＭ１６と、赤色ＬＥＤおよび緑，青ＬＥＤからなるＬＥＤ１８とを備えている。ＩｒＤＡ送信回路１１、ＩＤ送信回路１２、処理部１４、ＲＯＭ１５およびＲＡＭ１６は前述した通りであるのでその説明は省略する。ＬＥＤ１８には、ＩｒＤＡ送信回路１１からのＩｒＤＡ信号が供給されて、このＩｒＤＡ信号によりＬＥＤ１６における赤色ＬＥＤから放射される光の光強度が変調されて送信される。また、ＬＥＤ１８にはＩＤ送信回路１２からのＩＤ信号が供給されて、このＩＤ信号によりＬＥＤ１８における緑，青ＬＥＤから放射される光の光強度が変調されて送信される。ＬＥＤ１８は、照明装置を構成するＬＥＤとされており、ＬＥＤ１８から波長多重されたＩＤ信号およびＩｒＤＡ信号が送信される。なお、処理部１４は、送信制御プログラムを実行することにより、ＲＯＭ１５あるいはＲＡＭ１６から読み出した各種データをＩｒＤＡ送信回路１１およびＩＤ送信回路１２に振り分けて送信させる処理を行っている。
【００２３】
次に、本発明の第２実施例の可視光通信システムの構成を示す回路ブロック図を図５に示す。図５に示す第２実施例の可視光通信システム２は双方向通信が可能とされている。
図５に示す本発明の第２実施例とされる可視光通信システム２は、送信部４０と、受光部５０と端末３０とを備えている。送信部４０は、ＩｒＤＡ送受信回路４１およびＩＤ送信回路４２と、白色ＬＥＤ４３と、受信用のフォトダイオード（ＰＤ）４４と、処理部４５と、ＲＯＭ４６およびＲＡＭ４７とを備えている。ＣＰＵを備える処理部４５は、管理プログラム（ＯＳ）を実行しており、送信部４０の全体の動作をＯＳ上で制御している。処理部４５が実行する送受信制御プログラム等の動作ソフトウェアは不揮発性のＲＯＭ４６に格納されており、処理部４５が処理を行う際に使用するワークエリアや各種データ等がＲＡＭ４７に記憶されている。処理部４５は、送受信制御プログラムを実行することにより、受信された情報に基づいてＲＯＭ４６あるいはＲＡＭ４７から読み出した各種データをＩｒＤＡ送受信回路４１およびＩＤ送信回路４２に振り分けて送信させる処理を行っている。白色ＬＥＤ４３は、照明装置を構成するＬＥＤとされ、ＰＤ４４は赤外ＰＤあるいは可視光ＰＤとされている。
【００２４】
ＩｒＤＡ送受信回路４１は、ＩｒＤＡの赤外線無線通信の規格とされ、データレートは１１５ｋｂｐｓ，１Ｍｂｐｓあるいは４Ｍｂｐｓのいずれかとされており、送信のデータレートが高いことから画像や音声、動画等のデータが処理部４５により振り分けられて送信される。ＩＤ送信回路４２は、搬送周波数２８．８ｋＨｚ，データレート４．８ｋｂｐｓとされて、データレートが低いことからテキストデータ等の低容量のデータが処理部４５により振り分けられて送信される。ＩｒＤＡ送受信回路４１からのＩｒＤＡ信号およびＩＤ送信回路１２からのＩＤ信号が合波されて白色ＬＥＤ４３に供給されることにより、白色ＬＥＤ４３から放射される可視光の光強度がＩｒＤＡ信号とＩＤ信号とを合波した信号により変調される。白色ＬＥＤ４３としては、蛍光体を用いた擬似白色ＬＥＤ，２波長白色ＬＥＤ，３波長白色ＬＥＤのいずれかとされる。また、ＰＤ４４により受光された光信号がＩｒＤＡ送受信回路４１に入力されて復調される。処理部４５は、ＲＯＭ４６あるいはＲＡＭ４７から復調された信号に基づいて選択された情報を読み出し、白色ＬＥＤ４３から送信されるように制御する。なお、ＩＤ送信回路４２からは同じデータが繰り返し送信されている。
【００２５】
端末３０の概略構成は図２に示した通りであるので、その説明は省略する。
受光部５０はＵＳＢインタフェースを備えており、端末３０に備えられているUSB I/F３４のＵＳＢ端子に装着されて受光部５０が一体に端末３０と動作するようにされている。可視光通信システム２における送信部４０の白色ＬＥＤ４３が照明装置とされていることから、端末３０に装着された受光部５０を容易に送信部４０に向けることができる。受光部５０を送信部４０に向けると、レンズ５１ａにより結像された対象画像がＣＣＤ５１ｂで受像される。ＣＣＤ５１ｂにより受像された対象画像には送信部４０の画像と周囲の画像とが含まれている。同時に、レンズ５２ａにより結像された対象画像が専用受光素子５２ｂにより受光される。なお、レンズ５２ａはレンズ５１ａと略同方向を向いて並べて配置されている。複数の受光素子がアレイ状に配列された専用受光素子５２ｂからは、白色ＬＥＤ４３から送信されたＩｒＤＡ信号およびＩＤ信号の信号成分が当たっている受光素子のみからの出力が取り出されてＬＰＦ５４およびＨＰＦ５６に入力される。
【００２６】
専用受光素子５２ｂの詳細構成は上記した図８に示す専用受光素子２４と同様の構成とされているので、その説明は省略するが、端末３０から専用受光素子５２ｂに印加された制御信号により指示された受光素子で受光された信号が、専用受光素子５２ｂから出力されるようになる。また、専用受光素子５２ｂにおいて、ＩｒＤＡ信号およびＩＤ信号の信号成分が当たっている受光素子のみからの出力を取り出す制御方法は前述した通りであり、端末３０の表示器３５上の対象画像を参照して送信部４０とされる照明装置が表示されているエリアをユーザが選択すると、選択されたエリアの位置情報が制御信号として端末３０から専用受光素子５２ｂに供給される。専用受光素子５２ｂは制御信号に対応するエリアの受光素子からの出力のみを選択して出力する。これにより、受光部５０におけるＬＰＦ５４およびＨＰＦ５６には、背景雑音の影響を極力受けることなく送信部４０から送信されたＩｒＤＡ信号およびＩＤ信号が入力されるようになる。
なお、ＣＣＤ５１ｂにおける分割されたエリア毎の受光信号のレベルを比較して、最大レベルのエリアを自動的に検出することで、検出したエリアを選択する位置情報とされる制御信号を自動的に生成して、専用受光素子５２ｂに供給するようにしても良い。
【００２７】
専用受光素子５２ｂからＬＰＦ５４およびＨＰＦ５６に入力された送信部４０から送信されたＩｒＤＡ信号およびＩＤ信号は、ＬＰＦ５４によりＩＤ信号が分離されてＩＤ回路５５に入力され、ＩＤ回路５５によりＩＤ信号が復調される。復調されたデータは、例えばテキストデータとされ、このテキストデータはＵＳＢ制御回路５８を介して端末３０に供給される。そして、端末３０の表示器３５にテキストデータが表示されるようになる。このテキストデータは例えばメッセージやインデックスとされており、表示されたテキストデータの内容を見てユーザは送信部４０から取得したい情報を選択する。この選択を受けて端末３０は、選択情報を生成して受光部５０に送り、受光部５０はＵＳＢ制御回路５８を介して送信用のＬＥＤ５３から選択情報を送信する。ＬＥＤ５３はＰＤ４４に対応しており、可視光を発光するＬＥＤでも赤外光を発光するＬＥＤでもよい。
【００２８】
ＬＥＤ５３から送信された選択情報は、送信部４０における受信用のＰＤ４４により受光され、ＩｒＤＡ送受信回路４１で受信されて選択情報が復調される。処理部４５は、この選択情報で指示された情報をＲＯＭ４６あるいはＲＡＭ４７から読み出し、ＩｒＤＡ送受信回路４１および白色ＬＥＤ４３を介して受光部５０に向けて送信するよう制御する。ＩｒＤＡ送受信回路４１から送信された情報は、専用受光素子５２ｂの上記選択されているエリアの受光素子により受光され、ＨＰＦ５６によりＩｒＤＡ信号が分離されてＩｒＤＡ回路５７に入力され、入力されたＩｒＤＡ信号が復調される。得られた画像や音声あるいは動画等のデータは、ＵＳＢ制御回路５８を介して端末３０に送られるようになる。端末３０では、画像や動画が表示器３５に表示されると共に音声が含まれている場合は音声が再生される。これにより、端末３０にはユーザがリクエストした画像や動画等を端末３０の表示器３５に表示することができるようになる。
【００２９】
また、送信部４０と端末５０とがｎ：ｎまたはｎ：１とされている場合は、端末３０はＩＤ信号を受信してＩＤ信号により送信されたインデックスに相当するテキストデータを取得する。この場合、専用受光素子５２ｂの各受光素子をスキャンしてどの位置の受光素子によりＩＤ信号が受光されたかを検出しておくが、複数のＩＤ信号が到来している場合は到来方向に対応する複数の位置の受光素子２４ａがそれぞれ異なるＩＤ信号を受光したことが検出される。そして、ＣＣＤ５１ｂにより取り込まれて端末３０のディスプレイ上に表示されている対象画像における分割されたエリアであって、ＩＤ信号が検出された受光素子の位置のエリアに、当該エリアで受光されたテキストデータを重ねて表示する。次いで、ユーザが表示されたテキストデータのいずれかの画像上の文字をクリックすることにより、クリックされたエリアが選択されて、端末３０においてクリックしたエリアの位置情報からなる制御信号が生成される。この制御信号は専用受光素子５２ｂに印加されて、制御信号で指示されたエリアの受光素子における受光信号が選択されて専用受光素子５２ｂから出力される。選択された受光素子は、送信部４０からＩＤ信号と共に送信されたＩｒＤＡ信号を受光しており、このＩｒＤＡ信号がＩｒＤＡ回路５７に入力されて復調されるようになる。ＩｒＤＡ信号を復調することで得られた画像、音声や動画などのデータは端末３０に送られてその表示器３５上に表示されたり再生されるようになる。
【００３０】
この場合においても、端末３０のディスプレイに表示されたテキストの内容を見てユーザが送信部４０から取得したい情報を選択すると、その選択情報がＬＥＤ５３を介して送信部４０に送信され、選択情報を受信した送信部４０の処理部４５は選択情報で指定された情報をＩｒＤＡ送受信回路４１から白色ＬＥＤ４３により受光部５０に向けて送信する。これにより、受光部５０における専用受光素子５２ｂによりＩｒＤＡ信号が受光され、このＩｒＤＡ信号がＨＰＦ５６で抽出されてＩｒＤＡ回路５７において復調される。これにより得られた画像や音声あるいは動画等のデータは、端末３０に送られて表示されたり再生されるようになる。
【００３１】
次に、第２実施例の可視光通信システム２における送信部４０の他の構成例を図６に示す。図６に示す送信部４０においては、ＩｒＤＡ送受信回路４１およびＩＤ送信回路４２と、赤外ＬＥＤ４８と白色ＬＥＤ４３と、受信用のＰＤ４４と、処理部４５と、ＲＯＭ４６およびＲＡＭ４７とを備えている。ＩｒＤＡ送受信回路４１、ＩＤ送信回路４２、受信用のＰＤ４４、処理部４５、ＲＯＭ４６およびＲＡＭ４７は前述した通りであるのでその説明は省略する。赤外ＬＥＤ４８には、ＩｒＤＡ送受信回路４１からのＩｒＤＡ信号が供給されて、このＩｒＤＡ信号により赤外ＬＥＤ４８から放射される赤外光の光強度が変調されて送信される。また、白色ＬＥＤ４３は、照明装置を構成するＬＥＤとされており、ＩＤ送信回路４２からのＩＤ信号により放射される白色の可視光の光強度が変調されて送信される。なお、処理部４５は、送受信制御プログラムを実行することにより、受信された選択情報に基づいてＲＯＭ４６あるいはＲＡＭ４７から選択的に読み出された各種データをＩｒＤＡ送受信回路４１およびＩＤ送信回路４２に振り分けて送信させる処理を行っている。このような送信部４０の構成にすると、携帯電話機に一般に備えられている既存の赤外線通信手段を利用して、送信部４０の赤外ＬＥＤ４８から放射される赤外光を受光することができ、送信されたデータを携帯電話機の表示器に表示することができるようになる。この場合、携帯電話機を向ける送信部４０の位置は、白色ＬＥＤ４３から放射される可視光を見ることで特定することができる。
【００３２】
さらに、第２実施例の可視光通信システム２における送信部４０のさらに他の構成例を図７に示す。図７に示す送信部４０においては、ＩｒＤＡ送受信回路４１およびＩＤ送信回路４２と、受信用のＰＤ４４と、赤色ＬＥＤおよび緑，青ＬＥＤからなるＬＥＤ４９と、処理部４５と、ＲＯＭ４６およびＲＡＭ４７とを備えている。ＩｒＤＡ送受信回路４１、ＩＤ送信回路４２、受信用のＰＤ４４、処理部４５、ＲＯＭ４６およびＲＡＭ４７は前述した通りであるのでその説明は省略する。ＬＥＤ４９には、ＩｒＤＡ送受信回路４１からのＩｒＤＡ信号が供給されて、このＩｒＤＡ信号によりＬＥＤ４９における赤色ＬＥＤから放射される光の光強度が変調されて送信される。また、ＬＥＤ４９にはＩＤ送信回路４２からのＩＤ信号が供給されて、このＩＤ信号によりＬＥＤ４９における緑，青ＬＥＤから放射される光の光強度が変調されて送信される。ＬＥＤ４９は、照明装置を構成するＬＥＤとされており、ＬＥＤ４９から波長多重されたＩＤ信号およびＩｒＤＡ信号が送信される。なお、処理部４５は、送受信制御プログラムを実行することにより、受信された選択情報に基づいてＲＯＭ４６あるいはＲＡＭ４７から選択的に読み出された各種データをＩｒＤＡ送受信回路４１およびＩＤ送信回路４２に振り分けて送信させる処理を行っている。
【００３３】
以上説明した第１実施例の可視光通信システム１および第２実施例の可視光通信システム２において、ＵＳＢインタフェースを介して受光部２０（５０）を端末３０に装着することに替えて、端末３０に受光部２０（５０）を内蔵させるようにしても良い。この場合、端末３０が携帯電話機とされた場合は、既存のカメラをＣＣＤ２２（５１ｂ）として兼用することができることから、携帯電話機のケースには既存のカメラのレンズに専用受光素子用のレンズが並べられて配置されるようになる。また、送信部１０（４０）からＩｒＤＡ信号が赤外光で送信される場合は、携帯電話機に一般に設けられているＩｒＤＡ通信機能を利用してＩｒＤＡ信号を受信することができる。
【００３４】
次に、本発明の第３実施例の可視光通信システム３の構成を図９に示す。
図９に示す第３実施例の可視光通信システム３は、送信装置６０と、送信装置６０から送信された可視光および赤外光を受光する受信装置７０として携帯電話機７１やハンディタイプのＰＣ７２を備えている。送信装置６０と受信装置７０とされる携帯電話機７１やＰＣ７２との間は単方向通信とされている。送信装置６０は、処理部６１と、ＲＯＭ６２およびＲＡＭ６３と、通信Ｉ／Ｆ６４と、ＩｒＤＡ送信回路６５およびＩＤ送信回路６６と、赤外ＬＥＤ６７および白色ＬＥＤ６８とを備えている。通信Ｉ／Ｆ６４は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に接続するＬＡＮアダプタとされている。他の構成要素は、図１に示すＩｒＤＡ送信回路１１ないしＲＡＭ１６と同様とされているのでその説明は省略する。照明装置内に内蔵される赤外ＬＥＤ６７には、ＩｒＤＡ送信回路６５からのＩｒＤＡ信号が供給されて、このＩｒＤＡ信号により赤外ＬＥＤ６７から放射される赤外光の光強度が変調されて送信される。また、白色ＬＥＤ６８は照明装置を兼用するＬＥＤとされており、ＩＤ送信回路６６からのＩＤ信号により放射される白色の可視光の光強度が変調されて送信される。なお、処理部６１は、送信データ処理を実行することにより、ＲＯＭ６２あるいはＲＡＭ６３から読み出した各種データをＩｒＤＡ送信回路６５およびＩＤ送信回路６６に送信させる処理を行っている。
【００３５】
携帯電話機７１には、赤外ＬＥＤ６７からの赤外光を受けるＩｒＤＡ窓７１ａがケースに設けられており、内蔵するＩｒＤＡ送受信回路によりＩｒＤＡ信号を復調することができる。また、携帯電話機７１にはディスプレイ７１ｂとテンキーやボタンからなる操作子７１ｃとが設けられている。携帯電話機７１は、携帯電話網７に無線接続されて他の携帯電話機等の間で通話やメールのやりとりを行うことができると共に、インターネット４にアクセスしてインターネット上の各種データを取得することができる。また、ＰＣ７２はＵＳＢ端子およびＬＡＮアダプタを備えており、ＵＳＢ端子には図１に示す受光部２０と同様の構成とされた受光部７３が装着されており、受光部７３において赤外ＬＥＤ６７からの赤外光および白色ＬＥＤ６８からの可視光を受光してＩＤ信号およびＩｒＤＡ信号が復調される。ＬＡＮアダプタはＬＡＮ８に接続されており、ＰＣ７２は、ＬＡＮ８を介してインターネット４にアクセスしてインターネット上の各種データを取得することができる。受信装置７０では、送信装置６０における照明装置とされる白色ＬＥＤ６８から放射される可視光を視認することで、携帯電話機７１やＰＣ７２を送信装置６０に向けることができる。また、ＩＤ信号あるいはＩｒＤＡ信号は課金システムに対応できないため無償の情報配信が予想され、これらを有効に使うことで携帯電話網やＬＡＮへの接続時間を短縮して課金を抑える事ができるようになる。
【００３６】
送信装置６０は異なる場所や部屋毎にそれぞれ設置され、各送信装置６０はＬＡＮ６上のデータベース（ＤＢ）５から当該送信装置６０に適した配信情報を読み出して、この配信情報を繰り返し送信している。この場合、送信装置６０はＲＯＭ６２に格納された送信データ処理を起動して、配信情報を生成して送信している。携帯可能な受信装置７０においては、現在いる場所に照明装置として設けられている送信装置６０から受信した配信情報の中から、受信装置７０が保持するプロファイル情報（送信機情報，受信時間，利用サービス履歴）に基づいて半自動的にユーザの求める情報を抽出してディスプレイ７１ｂ、７２ａに表示するようにしている。この場合、受信装置７０とされる携帯電話機７１やＰＣ７２では受信データ処理を起動することにより、ユーザの求める情報を半自動的に選択して表示している。
【００３７】
可視光通信システム３では、単方向通信とされていることから送信装置６０の出力を増やすだけで通信可能距離が増加できるようになる。また、送信装置６０では可視光通信および赤外光通信の帯域幅の制限から逐次莫大な情報を配信することはできないことから、ＩＤ送信およびＩｒＤＡ送信では可変とされる必要情報のみを送信するようにして、ほぼ変化しない最終表示用の画像部品等の固定的なデータとされるデータセット情報をサービス初回利用時にインターネット４を通じて取得し、受信装置７０とされる携帯電話機７１やＰＣ７２に保存しておく。加えてアクセス毎のリクエスト情報を、リクエストした携帯電話機７１やＰＣ７２にプロファイル情報として保持しておくと、次回利用時にプロファイル情報を参照することにより半自動的にユーザの求めるデータを表示することができる。これによって、ユーザは２回目以降の同一あるいは近傍の送信装置６０による同一サービス利用時に受信データ処理を起動して保持されている情報を読み出すことにより、即時に志向しているサービスをディスプレイに表示することが可能となる。
【００３８】
なお、送信装置６０で実行される送信データ処理では、各カテゴリについてインターネット４やデータベース５のいずれかまたはその両方を通じて必要な情報を取得することにより、各カテゴリの中間データが生成される。そして、各送信装置６０を特定するための送信装置識別情報（ＩＤ）、位置情報および生成時刻を中間データに付与することにより生成された送信データをＲＡＭ６３に一時的に保存する。次いで、ＲＡＭ６３に一時的に保存された送信データを読み込んで送信する動作を繰り返し行う。また、受信装置７０で実行される受信データ処理では、復調された受信情報のファイルを読み込み予め指定された内部の記憶手段に保存する。そして、保存された受信情報ファイルを読み出して表示用データを作成しディスプレイに受信情報を表示する。
【００３９】
送信装置６０から送出される送信データは所定のフォーマット（例えば、ＸＭＬ等）の単一ファイルとされている。この送信データのデータ構造を図１１に示す。
図１１に示すように送信データは、送信装置６０の送信装置ＩＤ、位置情報および生成時刻の時刻情報からなる「送信装置情報」と、受信したデータを解釈して表示するための各カテゴリの外部サブセット，画像データ，表示フォーマットデザインからなるデータセット情報のインターネット上の場所を示すＵＲＩ（Uniform Resource Identifier）からなる「カテゴリ１のデータセット・ＵＲＩ」、「カテゴリ２のデータセット・ＵＲＩ」・・・・と、各カテゴリのデータとされる「カテゴリ１の情報」、「カテゴリ２の情報」・・・・・から構成されている。このように、可変されることなく固定とされるデータセット情報はインターネット４を介して、各受信装置７０が取得するようにされる。また、受信装置７０において取得されたデータセット情報は受信装置７０に保存されることから、データセット情報は初回利用時にだけ取得すればよいことになる。
【００４０】
次に、受信装置７０とされる携帯電話機７１やＰＣ７２で実行される受信データ処理のフローチャートを図１０に示す。このフローチャートをサービス例を挙げて以下に説明する。このサービスは大学構内に於ける学事情報の提供サービスの例とされる。なお、ＩｒＤＡ送信回路６５およびＩＤ送信回路６６からは図１１に示すデータ構造の同じ内容の送信データが繰り返し送信されている。
大学構内の教室内および廊下に設置されている照明装置は上記した送信装置６０とされており、この送信装置６０のいずれかに受信装置７０とされる携帯電話機７１あるいはＰＣ７２を向けて受信データ処理を起動すると、ステップＳ１０にて可視光ＩＤ通信のＩＤ信号あるいは赤外光通信のＩｒＤＡ信号が受信されたか否かが判断される。ここで、ＩＤ信号あるいはＩｒＤＡ信号が受信されないと判断された場合は受信データ処理は終了するが、ＩＤ信号あるいはＩｒＤＡ信号が受信されたと判断された場合はステップＳ１１に進み受信されたＩＤ信号あるいはＩｒＤＡ信号が復調されて受信装置７０のディスプレイ７１ｂ，７２ａに当該情報が表示される。この表示を見てユーザは受信するか否かを判断するが、ステップＳ１２にてユーザが情報を受信する操作をしたと判断されるとステップＳ１３に進む。また、ステップＳ１２にてユーザが情報を受信しない操作をしたと判断された場合は受信データ処理は終了する。
【００４１】
ステップＳ１３では、受信されたＩＤ信号あるいはＩｒＤＡ信号から送信装置６０の位置情報および現在の時刻情報を読み出すと共に、受信データのデータセットリストが取得される。さらに、受信装置７０に保存されているローカルで取得されたデータセットのリストおよびローカルのプロファイル情報が読み込まれる。次いで、ステップＳ１４にてプロファイル情報内に、今回受信されたＩＤ信号あるいはＩｒＤＡ信号を送信した送信装置６０と同一の送信装置、もしくは近傍の送信装置の履歴があるか判断される。ここで、履歴がないと判断された場合は、ステップＳ２０に分岐してサービスのカテゴリリストのデータが受信データから抽出されて、抽出されたデータに基づいてカテゴリリストが表示され、ユーザの入力待ちとされる。表示されるサービスのカテゴリリストが表示される表示画面の一例を図１２に示すが、この表示画面では「この場所で利用できるのは以下のサービスです。」と表示され、続いて「『休講補講情報』『教室誘導』『現在講義中授業』」からなるカテゴリリストが表示される。ユーザが表示されたカテゴリリストを見て受けたいサービスのカテゴリを選択する指示を行うとステップＳ２１に進む。
【００４２】
ここで、ユーザが受けるサービスとして『休講補講情報』のカテゴリを選択した場合は、ステップＳ２１にてインターネットに接続することができるか否かが判断され、インターネット接続できると判断された場合はステップＳ２２に進む。そして、ステップＳ２２にてインターネットにアクセスして選択したカテゴリ用のデータセットが取得される。また、ステップＳ１４にてプロファイル情報内に同一あるいは近傍の送信装置の履歴があると判断された場合は、ステップＳ１５に進み、利用したカテゴリに一致するものがあるか、および、そのカテゴリのデータセットがローカルにあるかが判断される。ここで、初回アクセス時には受信装置７０とされるローカルの記憶手段に履歴の記録がないことからデータセットがないと判断されてステップＳ２１に進み、ステップＳ２１およびステップＳ２２の処理が行われることにより、前記したようにインターネット４にアクセスしてデータセットが取得される。なお、ステップＳ２１にてインターネットに接続することができないと判断された場合は、受信データ処理は終了する。また、ステップＳ２２の処理が終了した場合、あるいは、ステップＳ１５にて利用したカテゴリに一致するものがあって、データセットがローカルにあると判断された場合はステップＳ１６の処理が行われる。
【００４３】
ステップＳ１６では、データセットとプロファイル情報を使用して受信データから選択したカテゴリあるいは一致したカテゴリにおいて表示する表示内容の受信データからの抽出が行われる。この場合、『休講補講情報』のカテゴリの表示内容を抽出するためにはユーザが受講している科目種別や学科の情報が必要とされる。しかし、初回利用時にはユーザの受講情報がないため、受講情報を入力する表示画面に関するデータがインターネット４を介して取得され、受信装置７０のディスプレイ７１ｂ，７２ａに図１３に示すユーザの受講情報を入力する表示画面が表示される。この表示画面では、「講義の種類を選んでください」と表示されて、続いて科目種別のリストとして『一般教養』、『数学』、『物理』、『化学』、『機械』、『電気』、『情報』、『その他』からなるリストが表示され、学科別のリストとして『機械工学科』、『電気工学科』、『応用化学科』、『計測工学科』、『管理工学科』からなるリストが表示される。そして、ステップＳ１７にてユーザ入力が必要か否か判断されて、ユーザ入力が必要と判断された場合はステップＳ２３に進み、ユーザ入力が必要でないと判断された場合はステップＳ１８に進む。ここで、ステップＳ２３にてユーザにより受信装置７０の操作子７１ｃ，７２ｂが操作されて、例えば、科目種別の「物理」が選択される操作が行われたとする。
【００４４】
これにより、表示データとしてチェックボックスリストが生成されて受信装置７０のディスプレイ７１ｂ，７２ａに表示される。このチェックボックスリストにユーザが操作子７１ｃ，７２ｂを操作して受講科目を入力したチェックボックスリストの表示画面を図１４に示す。図１４に示す表示画面では、チェックボックスリストにおける『磁気科学』、『材料力学』、『固体物理学』、『物理化学』が受講科目とされ、『ハミルトン力学』、『量子力学』、『統計物理学』、『連続体力学』、『低温物理学』の科目は受講されていないことが示されている。ここで入力された受講科目等の情報はプロファイル情報に保存され、次回以降も参照される。ステップＳ１７にてユーザ入力が必要でないと判断された場合、および、チェックボックスリストへのユーザ入力が終了した場合はステップＳ１８に進む。
【００４５】
ステップＳ１８では、更新されたプロファイル情報と取得した送信装置６０の位置とされる提供教室および現在時刻にマッチする最終的に表示する『休講補講情報』に関するデータが受信データから抽出されて、抽出されたデータに基づいて表示データが生成されて、ステップＳ１９にて受信装置７０のディスプレイ７１ｂ，７２ａに表示される。表示される『休講補講情報』のカテゴリの表示画面の一例を図１５に示す。図１５を参照すると、「現在あなたのいる１４−２０２教室では『分散処理』の授業が行われています。あなたはこの講義を受講していません。最下段のリンクから登録して下さい。」と表示される。続いて、ユーザの受講科目の情報に基づいて「今水曜３時限目に受講している講義はありません」と表示されると共に、さらに、「休講情報 １０／０２ 物理化学 １０／０９ 物理化学」と表示されると共に、「補講情報 ０１／３０ 物理化学 教室１２−１０８」と表示される。さらに続けて、現在ユーザがいる教室で行われている『分散処理』の授業を受講科目として登録するための「＞＞登録講義を変更する」との表示がされる。
【００４６】
次回以降においては、受信装置７０には大学構内に於ける学事情報の提供サービスを受ける際のデータセットおよび登録科目情報がプロファイル情報内にあることから、教室において送信装置６０のいずれかに受信装置７０とされる携帯電話機７１あるいはＰＣ７２を向けて受信データ処理を起動させただけで、最終出力とされる『休講補講情報』の表示画面が受信装置７０のディスプレイ７１ｂ，７２ａに表示されるようになる。また、ステップＳ１６の処理において、カテゴリを選択可能な表示画面を表示するようにして、ステップＳ１７およびステップＳ２３の処理において例えば、新しく『現在講義中授業』のカテゴリが選択された場合は、前記した処理と同様の処理が行われてデータセットとプロファイル情報を使用することで、受信データ中からこのカテゴリにおいて表示する表示内容が抽出されることで、講義中の科目と講義中の教室とが表示される『現在講義中授業』の表示データが生成されて、その表示画面が表示されるようになる。また、『教室誘導』のカテゴリが選択された場合は、現在の位置が送信装置６０の位置情報の位置とされることから、送信装置６０の教室から行き先の教室へのナビゲーション情報を表示する。この場あり、誘導ルートを表示した地図を表示するようにしても良い。この後においては、『休講補講情報』をデフォルトにするか『現在講義中授業』『教室誘導』をデフォルトにするかは、ユーザに任意に選択させたり、あるいは、データセット内に条件式を定義（例：利用頻度が高い方を優先）したり、または、可視光ＩＤ内に条件情報を入れることで決定するようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上説明した本発明において、送信部（送信装置）、端末や受信装置にハードディスク等の大容量記憶装置を設けて、大容量記憶装置に各種ソフトウェアや各種データを格納するようにしても良い。
また、以上説明した第３実施例の可視光通信システム３においては単方向通信とされていることからユーザからのリクエストを受け付けることはできず、掲示板のようにその場にいる不特定多数のユーザに配信が行われる。配信を受けたユーザは、必要に応じてインターネットから追加の情報を得るようにする。ただし、管理者においては送信装置６０および受信装置７０がインターネットに接続可能とされているので、インターネット４を通じて受信装置７０からリクエストを送信装置６０に送ることが可能となる。この場合、リクエストを受けた送信装置６０は、リクエストされたデータをＩｒＤＡ送信回路６５および赤外ＬＥＤ６７を介して送信し、送信されたデータを受信装置７０が受信して、受信したデータをディスプレイに表示することができるようになる。
さらに、第３実施例の可視光通信システム３においては、ＩｒＤＡ送信回路６５およびＩＤ送信回路６６から同じ内容の送信データが送信されていたが、画像データ等を含むデータセット情報をインターネットから取得することに替えてデータレートの高いＩｒＤＡ送信回路６５から送信し、テキストベースのデータをＩＤ送信回路６６から送信するようにしても良い。この場合には、携帯電話機７１に可視光ＩＤ通信機能を備えさせる必要がある。
さらにまた、携帯電話機７１に可視光ＩＤ用のレンズおよび専用受光素子を追加して設けるようにしても良い。この場合、追加されたレンズはＩｒＤＡ窓７１ａと同方向を向くように並べて配置されるのが好適とされる。さらにまた、本発明の可視光通信システムにおいて、受光部をＵＳＢにより端末に接続するようにしたが、ＵＳＢに限ることはなくＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers ）１３９４やCardBus等の端末（ＰＣ）と周辺機器とを結ぶ公知のデータ伝送路を利用して受光部を端末に接続しても良い。
【符号の説明】
【００４８】
１ 可視光通信システム、２ 可視光通信システム、３ 可視光通信システム、４ インターネット、５ データベース、６ ＬＡＮ、７ 携帯電話網、８ ＬＡＮ、１０ 送信部、１１ ＩｒＤＡ送信回路、１２ ＩＤ送信回路、１３ 白色ＬＥＤ、１４ 処理部、１５ ＲＯＭ、１６ ＲＡＭ、１７ 赤外ＬＥＤ、２０ 受光部、２１ レンズ、２２ ＣＣＤ、２３ レンズ、２４ 専用受光素子、２４ａ 受光素子、２４ｂ 選択回路、２４ｃ 除去回路、２４ｄ Ｉ→Ｖ変換回路、２５ ＬＰＦ、２６ ＩＤ回路、２７ ＨＰＦ、２８ ＩｒＤＡ回路、２９ ＵＳＢ制御回路、３０ 端末、３１ ＣＰＵ、３２ ＲＡＭ、３３ ＲＯＭ、３４ ＵＳＢ Ｉ／Ｆ、３５ 表示器、３６ 操作子、３７ バス、４０ 送信部、４１ ＩｒＤＡ送受信回路、４２ ＩＤ送信回路、４３ 白色ＬＥＤ、４４ ＰＤ、４５ 処理部、４６ ＲＯＭ、４７ ＲＡＭ、４８ 赤外ＬＥＤ、４９ ＬＥＤ、５０ 受光部、５０ 端末、５１ａ レンズ、５１ｂ ＣＣＤ、５２ａ レンズ、５２ｂ 専用受光素子、５３ ＬＥＤ、５４ ＬＰＦ、５５ ＩＤ回路、５６ ＨＰＦ、５７ ＩｒＤＡ回路、５８ ＵＳＢ制御回路、６０ 送信装置、６１ 処理部、６２ ＲＯＭ、６３ ＲＡＭ、６４ 通信ＩＦ、６５ ＩｒＤＡ送信回路、６６ ＩＤ送信回路、６７ 赤外ＬＥＤ、６８ 白色ＬＥＤ、７０ 受信装置、７１ 携帯電話機、７１ａ ＩｒＤＡ窓、７１ｂ ディスプレイ、７１ｃ 操作子、７２ ＰＣ、７２ａ ディスプレイ、７２ｂ 操作子、７３ 受光部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明から放射される可視光を利用して通信を行う可視光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
可視光を発光するＬＥＤを送信データにより変調させ情報を伝達する可視光通信が近年注目を浴びている。可視光ＬＥＤの発光効率は近年急速に向上してきており、照明の他、電光掲示板、車のヘッドランプ等急速に普及が進んでいる。これらの可視光ＬＥＤが搭載された機器を用いて可視光通信を行う事でユビキタスに通信を行う事ができる。しかも、人間の目に見える光が通信媒体になるため、その送信される位置を人間が特定できるために通信範囲を限定することができ、セキュリティが高まるというメリットが挙げられことから、無線通信を補う応用分野として期待されている。また、無線が届かない建物内での通信、位置の特定、ペースメーカ等の精密機器がある医療環境での通信や、電力線通信との融合などへの様々な応用が提案されている。
【０００３】
その一つに、可視光通信コンソーシアムを中心に標準化作業が進められ、２００７年６月にＪＥＩＴＡ（電子情報技術産業協会）で標準化が行われた「可視光ＩＤシステム」がある。これは、搬送周波数２８．８ｋＨｚ，データレート４．８ｋｂｐｓのＰＰＭ（Pulse Position Modulation）変調を基本とした通信規格である。詳細はＪＥＩＴＡ標準案「可視光通信システム」（ＣＰ−１２２１）、「可視光ＩＤシステム」（ＣＰ−１２２２）に記載されているが、位置情報サービスや店舗案内サービスに応用することができる。また、赤外線無線通信の規格であるＩｒＤＡ（Infrared Data Association；データレート１１５ｋｂｐｓ）、高速化された赤外線無線通信の規格であるIrSimple（データレート最大４Ｍｂｐｓ）、赤外線を利用して情報をシャワーのように降らせる多目的情報配信ツールであるIrShower（登録商標）を可視光通信へ拡張する試みもある。
【０００４】
携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の携帯端末において可視光通信を利用する場合は、店舗案内のように複数のＬＥＤ発光源からの信号を同時に受ける環境となる。この場合には、複数の発光源からの光信号を分離する必要がある。しかし、可視光ＩＤシステムやIrSimpleで用いられているＰＰＭ変調においては、無線通信で使われている搬送波周波数やスペクトル拡散による分離を用いる事ができないため、受信部の受光素子に混入した複数の信号を分離することは困難となる。そこで、受光素子に加えてＣＣＤ（Charge Coupled Devices）等のイメージセンサを設けて、画像処理と併用して光信号を分離する手法が提案されている。例えば、携帯電話機においてＣＣＤカメラと同じ方向を向いた可視光通信の受光部を設け、ＣＣＤカメラのディスプレイに可視光通信の光源と兼用された照明器具が表示された時に、受光部で可視光通信の光信号を受けるようにすることが提案されている。さらに、携帯電話機に被写体を撮像する撮像手段と、複数の可視光通信の受光素子とを設け、撮像手段が撮像した被写体の表示エリアを複数の受光素子に対応する複数のエリアに分割して、分割したエリアのうちの光源が表示されているエリアを指定することで、指定されたエリアに対応する受光素子だけからの光信号を受けることも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２１８０６７号公報
【特許文献２】特開２００７−２９５４９０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】中川正雄，“可視光通信”，月刊オプトロニクス，Vol.22, No.261, pp.120-125, 2003年9月
【非特許文献２】春山真一郎，“可視光通信”，電子情報通信学会論文誌Ａ，Vol.J86-A, No.12, pp.1284-1291, 2003年12月
【非特許文献３】中川正雄，”ユビキタス可視光通信”，電子情報通信学会論文誌，Vol.J88-B, pp.351-359, 2005年2月
【非特許文献４】中川正雄監修，可視光通信コンソーシアム編，“可視光通信の世界”，工業調査会，2006年2月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、可視光ＩＤシステムのデータレートが４．８ｋｂｐｓと低データレートとされて、通信速度が遅いという問題点があった。また、ＩｒＤＡシステムを利用すると通信速度は向上するものの、可視光ではないことから赤外光の送信源がどこにあるか分からないと云う問題点が生じる。
そこで、本発明は、可視光通信において通信速度を向上することができる可視光通信システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、通信データで変調された可視光を送信する送信部と、該送信部から送信された可視光を受光して通信データを復調する受信部と、該受信部で復調された通信データを表示する表示部とを備える可視光通信システムであって、前記送信部は、通信データにより変調された赤外線通信信号を出力する赤外線通信送信回路と、通信データにより変調された可視光通信信号を出力する可視光通信送信回路と、前記赤外線通信信号と前記可視光通信信号との合波信号により強度変調された可視光を放射する照明を兼用する発光素子とを備え、前記受信部は、対象画像を撮像する受像手段と、該受像手段の周辺に配置され、前記発光素子から放射された可視光を受光可能なアレイ状に配列された複数の受光素子から構成されている専用受光手段と、該専用受光手段における前記複数の受光素子の内のいずれかの受光素子から出力された受光信号が入力され、該受光信号から前記赤外線通信信号を復調して出力する赤外線通信受信回路と、前記専用受光手段における前記複数の受光素子の内のいずれかの受光素子から出力された受光信号が入力され、該受光信号から前記可視光通信信号を復調して出力する可視光通信受信回路とを備え、前記表示部は、前記受像手段が撮像した対象画像を表示すると共に、該表示のエリアを前記専用受光手段における各受光素子の受光エリアを対応付けて複数のエリアに分割する表示手段と、分割された表示のエリアのうちの前記発光素子から放射された可視光を受光するエリアが指定可能とされ、前記エリアのいずれかが指定された際に、指定されたエリアに対応する受光素子が受光した受光信号が、前記専用受光素子から前記赤外線通信受信回路および前記可視光通信受信回路に出力されるように制御する制御手段とを備えたことを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、照明を兼用する発光素子を赤外線通信信号と可視光通信信号との合波信号により強度変調された可視光を放射し、受光素子が受光した受光信号から赤外線通信信号を復調して出力するようにしたことから、可視光に通信を高速化することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施例の可視光通信システムの構成を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の第１実施例の可視光通信システムにおける端末の構成例を示す回路ブロック図である。
【図３】本発明の第１実施例の可視光通信システムにおける送信部の他の構成例を示す回路ブロック図である。
【図４】本発明の第１実施例の可視光通信システムにおける送信部のさらに他の構成例を示す回路ブロック図である。
【図５】本発明の第２実施例の可視光通信システムの構成を示す回路ブロック図である。
【図６】本発明の第２実施例の可視光通信システムにおける送信部の他の構成例を示す回路ブロック図である。
【図７】本発明の第２実施例の可視光通信システムにおける送信部のさらに他の構成例を示す回路ブロック図である。
【図８】本発明の第１実施例における可視光通信システムの受光部における専用受光素子の詳細構成を示す回路ブロック図である。
【図９】本発明の第３実施例における可視光通信システムの構成を示す回路ブロック図である。
【図１０】本発明の第３実施例の可視光通信システムにおいて実行される受信データ処理のフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施例の可視光通信システムにおける送信装置から送信されるデータのデータ構成を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施例の可視光通信システムの受信装置において、受信データ処理が実行される際に表示される表示画面の一例を示す図である。
【図１３】本発明の第３実施例の可視光通信システムの受信装置において、受信データ処理が実行される際に表示される表示画面の他の例を示す図である。
【図１４】本発明の第３実施例の可視光通信システムの受信装置において、受信データ処理が実行される際に表示される表示画面のさらに他の例を示す図である。
【図１５】本発明の第３実施例の可視光通信システムの受信装置において、受信データ処理が実行される際に表示される表示画面のさらに他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の第１実施例の可視光通信システムの構成を示す回路ブロック図を図１に示す。
図１に示す本発明の第１実施例とされる可視光通信システム１は、可視光ＩＤシステムと可視光版のＩｒＤＡシステムを連携させており、送信部１０と、受光部２０が設けられた端末３０とを備えた単方向通信とされている。可視光通信システム１における送信部１０は、ＩｒＤＡ送信回路１１およびＩＤ送信回路１２と、白色ＬＥＤ１３と、処理部１４と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１５およびＲＡＭ（Random Access Memory）１６とを備えている。ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備える処理部１４は、管理プログラム（ＯＳ：Operating System）を実行しており、送信部１０の全体の動作をＯＳ上で制御している。処理部１４が実行する送信制御プログラム等の動作ソフトウェアは不揮発性のＲＯＭ１５に格納されており、処理部１４が処理を行う際に使用するワークエリアや各種データ等がＲＡＭ１６に記憶されている。処理部１４は、送信制御プログラムを実行することにより、ＲＯＭ１５あるいはＲＡＭ１６から読み出した各種データをＩｒＤＡ送信回路１１およびＩＤ送信回路１２に振り分けて送信させる処理を行っている。白色ＬＥＤ１３は、照明装置を構成するＬＥＤとされている。
【００１２】
ＩｒＤＡ送信回路１１は、ＩｒＤＡの赤外線通信の規格とされ、データレートは１１５ｋｂｐｓ，１Ｍｂｐｓあるいは４Ｍｂｐｓのいずれかとされており、送信のデータレートが高いことから画像や音声、動画等のデータが処理部１４により振り分けられて送信される。ＩＤ送信回路１２は、搬送周波数２８．８ｋＨｚ，データレート４．８ｋｂｐｓとされて、データレートが低いことからテキストデータ等の低容量のデータが処理部１４により振り分けられて送信される。ＩｒＤＡ送信回路１１からのＩｒＤＡ信号およびＩＤ送信回路１２からのＩＤ信号が合波されて白色ＬＥＤ１３に供給されることにより、白色ＬＥＤ１３から放射される可視光の光強度がＩｒＤＡ信号とＩＤ信号とを合波した信号により変調される。白色ＬＥＤ１３としては、蛍光体を用いた擬似白色ＬＥＤ，２波長白色ＬＥＤ，３波長白色ＬＥＤのいずれかとされ、それらの応答速度は、おおむね２波長および３波長白色ＬＥＤで数１０ＭＨｚとなり、蛍光体を用いた擬似白色ＬＥＤで数ＭＨｚとなる。なお、ＩｒＤＡ送信回路１１およびＩＤ送信回路１２からは同じデータが繰り返し送信されている。
【００１３】
端末３０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）や携帯電話機等とされ、その概略構成が図２に示されている。図２に示すように、端末３０は、ＣＰＵ３１を有し、ＣＰＵ３１は管理プログラム（ＯＳ）を実行しており、端末３０の全体の動作をＯＳ上で制御している。ＲＯＭ３３には、ＣＰＵ３１が実行する通信制御プログラム等の動作ソフトウェアが格納されており、ＲＡＭ３２には、ＣＰＵ３１が処理を行う際に使用するワークエリアや各種データ等が記憶されている。USB I/F３４は、周辺機器と端末３０を結ぶデータ伝送路の規格の一つであるＵＳＢ（Universal Serial Bus）のインタフェースである。表示器３５は、液晶等のディスプレイとされ、操作子３６は各種キーやポインティングデバイス等とされる。各部はバス３７により接続されている。ＣＰＵ３１は、通信制御プログラムを実行することにより、受光部２０から入力されたＩＤ信号あるいはＩｒＤＡ信号に基づくテキストや画像等を表示器３５に表示している。
【００１４】
受光部２０はＵＳＢインタフェースを備えており、端末３０に備えられているUSB I/F３４のＵＳＢ端子に装着されて、受光部２０と端末３０とが一体に動作するようにされている。可視光通信システム１における送信部１０の白色ＬＥＤ１３が照明装置とされていることから、端末３０に装着された受光部２０を容易に送信部１０に向けることができる。受光部２０を送信部１０に向けると、レンズ２１により結像された対象画像がＣＣＤ２２で受像される。ＣＣＤ２２により受像された対象画像には送信部１０の画像と周囲の画像とが含まれるようになる。また、レンズ２３はレンズ２１と略同方向を向いて並べて配置されており、レンズ２３により結像された対象画像が専用受光素子２４により受光される。専用受光素子２４は、アレイ状に配列された複数の受光素子からなり、後述するように白色ＬＥＤ１３から送信されたＩｒＤＡ信号およびＩＤ信号の信号成分が当たっている受光素子のみからの出力が取り出されて、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２５およびハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２７に入力される。
【００１５】
ここで、専用受光素子２４の詳細構成を図８に示す。専用受光素子２４は、ＣＭＯＳ集積回路技術を用いて作成されたダーリントンフォトトランジスタやアバランシェフオトダイオード（ＡＰＤ）などの高感度の受光素子２４ａが、例えば８×８個のアレイ状に集積化されて構成されている。選択回路２４ｂは、例えば８行×８列に配列された受光素子２４ａの内の１個または複数の受光素子２４ａを選択するためのデコーダを有している。デコーダは、端末３０から印加された制御信号をデコードして専用受光素子２４における各行および各列の（８個ずつの）スイッチを制御することにより、受光素子２４ａの内の１個または複数の受光素子２４ａを選択する。このようにして、選択回路２４ｂにより選択された受光素子２４ａが受けた光信号が選択回路２４ｂから出力される。選択回路２４ｂの出力はＤＣ除去回路２４ｃに入力されて、入力された受光素子２４ａの信号電流から直流成分が除去されて出力される。ＤＣ除去回路２４ｃの出力は、Ｉ→Ｖ変換回路２４ｄに入力されて入力された受光素子２４ａの電流信号が内蔵されるトランスインピーダンスアンプにより電圧信号に変換されて出力される。なお、ＤＣ除去回路２４ｃを設けることにより、受光素子２４ａがＡＰＤとされた際に、温度で変化する暗電流の影響を除去することができる。
【００１６】
次に、専用受光素子２４において、ＩｒＤＡ信号およびＩＤ信号の信号成分が当たっている受光素子２４ａのみからの出力を取り出す制御方法について図８を参照しながら説明する。レンズ２３により対象画像が結像される専用受光素子２４は、図８に示すように例えば８行×８列のアレイ状に分割された各エリア内にそれぞれ受光素子２４ａが配列されて構成されている。そして、ＣＣＤ２２上にレンズ２１により結像された対象画像が、端末３０の表示器３５上に表示される。表示された対象画像の画像処理が端末３０において行われて、対象画像のエリアが専用受光素子２４において分割されているエリアと同じ行数と列数とに分割される。この分割されたエリアを擬似的にＣＣＤ２２上に破線で示している。端末３０の表示器３５上の対象画像を参照して送信部１０とされる照明装置が表示されているエリアをユーザが操作子３６を操作して選択すると、選択されたエリアの位置情報が制御信号として端末３０から専用受光素子２４に供給される。専用受光素子２４は制御信号を受けて、制御信号により指示された位置のエリアに相当する受光素子２４ａからの出力のみを選択回路２４ｂにより選択して出力する。これにより、受光部２０におけるＬＰＦ２５およびＨＰＦ２７には、背景雑音の影響を極力受けることなく送信部１０から送信されたＩｒＤＡ信号およびＩＤ信号が入力されるようになる。
なお、ＣＣＤ２２における分割されたエリア毎の受光信号のレベルを比較して、最大レベルのエリアを自動的に検出することで、検出したエリアを選択する制御信号を自動的に生成して、専用受光素子２４に供給するようにしても良い。
【００１７】
専用受光素子２４からＬＰＦ２５およびＨＰＦ２７に入力された送信部１０から送信されたＩｒＤＡ信号およびＩＤ信号は、ＬＰＦ２５によりＩＤ信号が分離されてＩＤ回路２６に入力され、ＩＤ回路２６によりＩＤ信号が復調される。復調されたデータは、例えばテキストデータとされ、このテキストデータはＵＳＢ制御回路２９を介して端末３０に供給される。そして、端末３０の表示器３５にテキストデータが表示されるようになる。また、ＨＰＦ２７によりＩｒＤＡ信号が分離されてＩｒＤＡ回路２８に入力され、ＩｒＤＡ回路２８によりＩｒＤＡ信号が復調される。復調されたデータは、画像や音声あるいは動画等のデータとされる。端末３０から表示制御信号がＩｒＤＡ回路２８に印加されると、ＩｒＤＡ回路２８からの復調信号がＵＳＢ制御回路２９を介して端末３０に供給されるようになる。端末３０では、画像や動画が表示器３５に表示されると共に音声が含まれている場合は音声が再生される。これにより、端末３０には送信部１０から送信されたテキストのメッセージが表示されて、このメッセージに応じてユーザにより選択された画像や動画等を端末３０のディスプレイに表示することができるようになる。
【００１８】
また、送信部１０が異なる設置場所に複数設置されて、各送信部１０からそれぞれ異なる情報が送信されていると、複数の送信部１０から送信されるそれぞれ異なる情報が複数の端末３０において受信されることが考えられる。すなわち、送信部１０と端末３０とがｎ：ｎまたはｎ：１の状況の基では、所望のデータを端末３０に表示するために端末３０のユーザに複数の送信部１０の状況を適切に知らせることが必要となる。そこで、まず、端末３０はＩＤ信号を受信してＩＤ信号により送信されたインデックスに相当するテキストデータを取得する。この場合、専用受光素子２４の各受光素子２４ａをスキャンしてどの位置の受光素子２４ａによりＩＤ信号が受光されたかを検出しておくが、複数のＩＤ信号が到来している場合は到来方向に対応する複数の位置の受光素子２４ａがそれぞれ異なるＩＤ信号を受光したことが検出される。そして、ＣＣＤ２２により取り込まれて端末３０の表示器３５上に表示されている対象画像における分割されたエリアであって、ＩＤ信号が検出された受光素子２４ａの位置のエリアに、当該エリアで受光されたテキストデータを重ねて表示する。
【００１９】
次いで、ユーザが表示されたテキストデータを参照していずれかの画像上の文字をクリックすると、クリックされたエリアが選択されて、そのエリアの位置情報からなる制御信号が生成される。この制御信号は専用受光素子２４に印加されて、制御信号で指示されたエリアの受光素子２４ａにおける受光信号が選択回路２４ｂにより選択されて出力される。選択された受光素子２４ａは、送信部１０からＩＤ信号と共に送信されたＩｒＤＡ信号も受光しており、このＩｒＤＡ信号がＩｒＤＡ回路２８に入力されて復調されるようになる。なお、端末３０において画像上の文字がクリックされた際に、端末３０はＩｒＤＡ回路２８に受信制御信号を印加し、この結果、ＩｒＤＡ回路２８は復調されたＩｒＤＡ信号を出力するように制御される。これにより、ＩｒＤＡ信号を復調することで得られた画像、音声や動画などのデータが、端末３０に送られて表示器３５上に表示されたり再生されるようになる。
【００２０】
上記説明した第１実施例の可視光通信システム１の専用受光素子２４において、受光素子２４ａをアレイ上に配列することに替えて単体の受光素子からなる専用受光素子としても良い。この場合は、受光素子がフォトダイオードとされ、受光素子の上に置かれたレンズ光学系により、対象物の状況が受光素子上に結像される。レンズ光学系によって受光範囲が絞られることから、ある特定方向しか受光しない指向性の鋭い受光システムとなり、背景光成分の除去および複数の発光信号源からの光信号を容易に分離することができるようになる。また、指向性が鋭いことを補うために受光素子の隣には、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ撮像素子などのイメージセンサとレンズ光学系が置かれて、対象物の状況が画像として取り込まれる。この画像に、受光素子の受光可能エリアを表示する事によって、ユーザはこの受光エリアに発光信号源である送信部１０の位置を合わせる事でＩＤ信号を受信することができ、画面上にＩＤ信号を復調したテキストデータが表示されるようになる。このテキストの内容をみてテキスト上においてクリックもしくはボタンを操作することにより、上記したようにＩｒＤＡ信号を受光素子により受光することで、画像や音声もしくは動画などを表示することができるようになる。
【００２１】
次に、第１実施例の可視光通信システム１における送信部１０の他の構成例を図３に示す。図３に示す送信部１０においては、ＩｒＤＡ送信回路１１およびＩＤ送信回路１２と、白色ＬＥＤ１３および赤外ＬＥＤ１７と、処理部１４と、ＲＯＭ１５およびＲＡＭ１６とを備えている。ＩｒＤＡ送信回路１１、ＩＤ送信回路１２、処理部１４、ＲＯＭ１５およびＲＡＭ１６は前述した通りであるのでその説明は省略する。赤外ＬＥＤ１７には、ＩｒＤＡ送信回路１１からのＩｒＤＡ信号が供給されて、このＩｒＤＡ信号により赤外ＬＥＤ１７から放射される赤外光の光強度が変調されて送信される。また、白色ＬＥＤ１３は、照明装置を構成するＬＥＤとされており、ＩＤ送信回路１２からのＩＤ信号により放射される白色の可視光の光強度が変調されて送信される。なお、処理部１４は、送信制御プログラムを実行することにより、ＲＯＭ１５あるいはＲＡＭ１６から読み出した各種データをＩｒＤＡ送信回路１１およびＩＤ送信回路１２に振り分けて送信させる処理を行っている。このような送信部１０の構成にすると、携帯電話機に一般に備えられている既存の赤外線通信手段を利用して、送信部１０の赤外ＬＥＤ１７から放射される赤外光を受光することができ、送信されたデータを携帯電話機の表示器に表示することができるようになる。この場合、携帯電話機を向ける送信部１０の位置は、白色ＬＥＤ１３から放射される可視光を見ることで特定することができる。
【００２２】
さらに、第１実施例の可視光通信システム１における送信部１０のさらに他の構成例を図４に示す。図４に示す送信部１０においては、ＩｒＤＡ送信回路１１およびＩＤ送信回路１２と、処理部１４と、ＲＯＭ１５およびＲＡＭ１６と、赤色ＬＥＤおよび緑，青ＬＥＤからなるＬＥＤ１８とを備えている。ＩｒＤＡ送信回路１１、ＩＤ送信回路１２、処理部１４、ＲＯＭ１５およびＲＡＭ１６は前述した通りであるのでその説明は省略する。ＬＥＤ１８には、ＩｒＤＡ送信回路１１からのＩｒＤＡ信号が供給されて、このＩｒＤＡ信号によりＬＥＤ１６における赤色ＬＥＤから放射される光の光強度が変調されて送信される。また、ＬＥＤ１８にはＩＤ送信回路１２からのＩＤ信号が供給されて、このＩＤ信号によりＬＥＤ１８における緑，青ＬＥＤから放射される光の光強度が変調されて送信される。ＬＥＤ１８は、照明装置を構成するＬＥＤとされており、ＬＥＤ１８から波長多重されたＩＤ信号およびＩｒＤＡ信号が送信される。なお、処理部１４は、送信制御プログラムを実行することにより、ＲＯＭ１５あるいはＲＡＭ１６から読み出した各種データをＩｒＤＡ送信回路１１およびＩＤ送信回路１２に振り分けて送信させる処理を行っている。
【００２３】
次に、本発明の第２実施例の可視光通信システムの構成を示す回路ブロック図を図５に示す。図５に示す第２実施例の可視光通信システム２は双方向通信が可能とされている。
図５に示す本発明の第２実施例とされる可視光通信システム２は、送信部４０と、受光部５０と端末３０とを備えている。送信部４０は、ＩｒＤＡ送受信回路４１およびＩＤ送信回路４２と、白色ＬＥＤ４３と、受信用のフォトダイオード（ＰＤ）４４と、処理部４５と、ＲＯＭ４６およびＲＡＭ４７とを備えている。ＣＰＵを備える処理部４５は、管理プログラム（ＯＳ）を実行しており、送信部４０の全体の動作をＯＳ上で制御している。処理部４５が実行する送受信制御プログラム等の動作ソフトウェアは不揮発性のＲＯＭ４６に格納されており、処理部４５が処理を行う際に使用するワークエリアや各種データ等がＲＡＭ４７に記憶されている。処理部４５は、送受信制御プログラムを実行することにより、受信された情報に基づいてＲＯＭ４６あるいはＲＡＭ４７から読み出した各種データをＩｒＤＡ送受信回路４１およびＩＤ送信回路４２に振り分けて送信させる処理を行っている。白色ＬＥＤ４３は、照明装置を構成するＬＥＤとされ、ＰＤ４４は赤外ＰＤあるいは可視光ＰＤとされている。
【００２４】
ＩｒＤＡ送受信回路４１は、ＩｒＤＡの赤外線無線通信の規格とされ、データレートは１１５ｋｂｐｓ，１Ｍｂｐｓあるいは４Ｍｂｐｓのいずれかとされており、送信のデータレートが高いことから画像や音声、動画等のデータが処理部４５により振り分けられて送信される。ＩＤ送信回路４２は、搬送周波数２８．８ｋＨｚ，データレート４．８ｋｂｐｓとされて、データレートが低いことからテキストデータ等の低容量のデータが処理部４５により振り分けられて送信される。ＩｒＤＡ送受信回路４１からのＩｒＤＡ信号およびＩＤ送信回路１２からのＩＤ信号が合波されて白色ＬＥＤ４３に供給されることにより、白色ＬＥＤ４３から放射される可視光の光強度がＩｒＤＡ信号とＩＤ信号とを合波した信号により変調される。白色ＬＥＤ４３としては、蛍光体を用いた擬似白色ＬＥＤ，２波長白色ＬＥＤ，３波長白色ＬＥＤのいずれかとされる。また、ＰＤ４４により受光された光信号がＩｒＤＡ送受信回路４１に入力されて復調される。処理部４５は、ＲＯＭ４６あるいはＲＡＭ４７から復調された信号に基づいて選択された情報を読み出し、白色ＬＥＤ４３から送信されるように制御する。なお、ＩＤ送信回路４２からは同じデータが繰り返し送信されている。
【００２５】
端末３０の概略構成は図２に示した通りであるので、その説明は省略する。
受光部５０はＵＳＢインタフェースを備えており、端末３０に備えられているUSB I/F３４のＵＳＢ端子に装着されて受光部５０が一体に端末３０と動作するようにされている。可視光通信システム２における送信部４０の白色ＬＥＤ４３が照明装置とされていることから、端末３０に装着された受光部５０を容易に送信部４０に向けることができる。受光部５０を送信部４０に向けると、レンズ５１ａにより結像された対象画像がＣＣＤ５１ｂで受像される。ＣＣＤ５１ｂにより受像された対象画像には送信部４０の画像と周囲の画像とが含まれている。同時に、レンズ５２ａにより結像された対象画像が専用受光素子５２ｂにより受光される。なお、レンズ５２ａはレンズ５１ａと略同方向を向いて並べて配置されている。複数の受光素子がアレイ状に配列された専用受光素子５２ｂからは、白色ＬＥＤ４３から送信されたＩｒＤＡ信号およびＩＤ信号の信号成分が当たっている受光素子のみからの出力が取り出されてＬＰＦ５４およびＨＰＦ５６に入力される。
【００２６】
専用受光素子５２ｂの詳細構成は上記した図８に示す専用受光素子２４と同様の構成とされているので、その説明は省略するが、端末３０から専用受光素子５２ｂに印加された制御信号により指示された受光素子で受光された信号が、専用受光素子５２ｂから出力されるようになる。また、専用受光素子５２ｂにおいて、ＩｒＤＡ信号およびＩＤ信号の信号成分が当たっている受光素子のみからの出力を取り出す制御方法は前述した通りであり、端末３０の表示器３５上の対象画像を参照して送信部４０とされる照明装置が表示されているエリアをユーザが選択すると、選択されたエリアの位置情報が制御信号として端末３０から専用受光素子５２ｂに供給される。専用受光素子５２ｂは制御信号に対応するエリアの受光素子からの出力のみを選択して出力する。これにより、受光部５０におけるＬＰＦ５４およびＨＰＦ５６には、背景雑音の影響を極力受けることなく送信部４０から送信されたＩｒＤＡ信号およびＩＤ信号が入力されるようになる。
なお、ＣＣＤ５１ｂにおける分割されたエリア毎の受光信号のレベルを比較して、最大レベルのエリアを自動的に検出することで、検出したエリアを選択する位置情報とされる制御信号を自動的に生成して、専用受光素子５２ｂに供給するようにしても良い。
【００２７】
専用受光素子５２ｂからＬＰＦ５４およびＨＰＦ５６に入力された送信部４０から送信されたＩｒＤＡ信号およびＩＤ信号は、ＬＰＦ５４によりＩＤ信号が分離されてＩＤ回路５５に入力され、ＩＤ回路５５によりＩＤ信号が復調される。復調されたデータは、例えばテキストデータとされ、このテキストデータはＵＳＢ制御回路５８を介して端末３０に供給される。そして、端末３０の表示器３５にテキストデータが表示されるようになる。このテキストデータは例えばメッセージやインデックスとされており、表示されたテキストデータの内容を見てユーザは送信部４０から取得したい情報を選択する。この選択を受けて端末３０は、選択情報を生成して受光部５０に送り、受光部５０はＵＳＢ制御回路５８を介して送信用のＬＥＤ５３から選択情報を送信する。ＬＥＤ５３はＰＤ４４に対応しており、可視光を発光するＬＥＤでも赤外光を発光するＬＥＤでもよい。
【００２８】
ＬＥＤ５３から送信された選択情報は、送信部４０における受信用のＰＤ４４により受光され、ＩｒＤＡ送受信回路４１で受信されて選択情報が復調される。処理部４５は、この選択情報で指示された情報をＲＯＭ４６あるいはＲＡＭ４７から読み出し、ＩｒＤＡ送受信回路４１および白色ＬＥＤ４３を介して受光部５０に向けて送信するよう制御する。ＩｒＤＡ送受信回路４１から送信された情報は、専用受光素子５２ｂの上記選択されているエリアの受光素子により受光され、ＨＰＦ５６によりＩｒＤＡ信号が分離されてＩｒＤＡ回路５７に入力され、入力されたＩｒＤＡ信号が復調される。得られた画像や音声あるいは動画等のデータは、ＵＳＢ制御回路５８を介して端末３０に送られるようになる。端末３０では、画像や動画が表示器３５に表示されると共に音声が含まれている場合は音声が再生される。これにより、端末３０にはユーザがリクエストした画像や動画等を端末３０の表示器３５に表示することができるようになる。
【００２９】
また、送信部４０と端末５０とがｎ：ｎまたはｎ：１とされている場合は、端末３０はＩＤ信号を受信してＩＤ信号により送信されたインデックスに相当するテキストデータを取得する。この場合、専用受光素子５２ｂの各受光素子をスキャンしてどの位置の受光素子によりＩＤ信号が受光されたかを検出しておくが、複数のＩＤ信号が到来している場合は到来方向に対応する複数の位置の受光素子２４ａがそれぞれ異なるＩＤ信号を受光したことが検出される。そして、ＣＣＤ５１ｂにより取り込まれて端末３０のディスプレイ上に表示されている対象画像における分割されたエリアであって、ＩＤ信号が検出された受光素子の位置のエリアに、当該エリアで受光されたテキストデータを重ねて表示する。次いで、ユーザが表示されたテキストデータのいずれかの画像上の文字をクリックすることにより、クリックされたエリアが選択されて、端末３０においてクリックしたエリアの位置情報からなる制御信号が生成される。この制御信号は専用受光素子５２ｂに印加されて、制御信号で指示されたエリアの受光素子における受光信号が選択されて専用受光素子５２ｂから出力される。選択された受光素子は、送信部４０からＩＤ信号と共に送信されたＩｒＤＡ信号を受光しており、このＩｒＤＡ信号がＩｒＤＡ回路５７に入力されて復調されるようになる。ＩｒＤＡ信号を復調することで得られた画像、音声や動画などのデータは端末３０に送られてその表示器３５上に表示されたり再生されるようになる。
【００３０】
この場合においても、端末３０のディスプレイに表示されたテキストの内容を見てユーザが送信部４０から取得したい情報を選択すると、その選択情報がＬＥＤ５３を介して送信部４０に送信され、選択情報を受信した送信部４０の処理部４５は選択情報で指定された情報をＩｒＤＡ送受信回路４１から白色ＬＥＤ４３により受光部５０に向けて送信する。これにより、受光部５０における専用受光素子５２ｂによりＩｒＤＡ信号が受光され、このＩｒＤＡ信号がＨＰＦ５６で抽出されてＩｒＤＡ回路５７において復調される。これにより得られた画像や音声あるいは動画等のデータは、端末３０に送られて表示されたり再生されるようになる。
【００３１】
次に、第２実施例の可視光通信システム２における送信部４０の他の構成例を図６に示す。図６に示す送信部４０においては、ＩｒＤＡ送受信回路４１およびＩＤ送信回路４２と、赤外ＬＥＤ４８と白色ＬＥＤ４３と、受信用のＰＤ４４と、処理部４５と、ＲＯＭ４６およびＲＡＭ４７とを備えている。ＩｒＤＡ送受信回路４１、ＩＤ送信回路４２、受信用のＰＤ４４、処理部４５、ＲＯＭ４６およびＲＡＭ４７は前述した通りであるのでその説明は省略する。赤外ＬＥＤ４８には、ＩｒＤＡ送受信回路４１からのＩｒＤＡ信号が供給されて、このＩｒＤＡ信号により赤外ＬＥＤ４８から放射される赤外光の光強度が変調されて送信される。また、白色ＬＥＤ４３は、照明装置を構成するＬＥＤとされており、ＩＤ送信回路４２からのＩＤ信号により放射される白色の可視光の光強度が変調されて送信される。なお、処理部４５は、送受信制御プログラムを実行することにより、受信された選択情報に基づいてＲＯＭ４６あるいはＲＡＭ４７から選択的に読み出された各種データをＩｒＤＡ送受信回路４１およびＩＤ送信回路４２に振り分けて送信させる処理を行っている。このような送信部４０の構成にすると、携帯電話機に一般に備えられている既存の赤外線通信手段を利用して、送信部４０の赤外ＬＥＤ４８から放射される赤外光を受光することができ、送信されたデータを携帯電話機の表示器に表示することができるようになる。この場合、携帯電話機を向ける送信部４０の位置は、白色ＬＥＤ４３から放射される可視光を見ることで特定することができる。
【００３２】
さらに、第２実施例の可視光通信システム２における送信部４０のさらに他の構成例を図７に示す。図７に示す送信部４０においては、ＩｒＤＡ送受信回路４１およびＩＤ送信回路４２と、受信用のＰＤ４４と、赤色ＬＥＤおよび緑，青ＬＥＤからなるＬＥＤ４９と、処理部４５と、ＲＯＭ４６およびＲＡＭ４７とを備えている。ＩｒＤＡ送受信回路４１、ＩＤ送信回路４２、受信用のＰＤ４４、処理部４５、ＲＯＭ４６およびＲＡＭ４７は前述した通りであるのでその説明は省略する。ＬＥＤ４９には、ＩｒＤＡ送受信回路４１からのＩｒＤＡ信号が供給されて、このＩｒＤＡ信号によりＬＥＤ４９における赤色ＬＥＤから放射される光の光強度が変調されて送信される。また、ＬＥＤ４９にはＩＤ送信回路４２からのＩＤ信号が供給されて、このＩＤ信号によりＬＥＤ４９における緑，青ＬＥＤから放射される光の光強度が変調されて送信される。ＬＥＤ４９は、照明装置を構成するＬＥＤとされており、ＬＥＤ４９から波長多重されたＩＤ信号およびＩｒＤＡ信号が送信される。なお、処理部４５は、送受信制御プログラムを実行することにより、受信された選択情報に基づいてＲＯＭ４６あるいはＲＡＭ４７から選択的に読み出された各種データをＩｒＤＡ送受信回路４１およびＩＤ送信回路４２に振り分けて送信させる処理を行っている。
【００３３】
以上説明した第１実施例の可視光通信システム１および第２実施例の可視光通信システム２において、ＵＳＢインタフェースを介して受光部２０（５０）を端末３０に装着することに替えて、端末３０に受光部２０（５０）を内蔵させるようにしても良い。この場合、端末３０が携帯電話機とされた場合は、既存のカメラをＣＣＤ２２（５１ｂ）として兼用することができることから、携帯電話機のケースには既存のカメラのレンズに専用受光素子用のレンズが並べられて配置されるようになる。また、送信部１０（４０）からＩｒＤＡ信号が赤外光で送信される場合は、携帯電話機に一般に設けられているＩｒＤＡ通信機能を利用してＩｒＤＡ信号を受信することができる。
【００３４】
次に、本発明の第３実施例の可視光通信システム３の構成を図９に示す。
図９に示す第３実施例の可視光通信システム３は、送信装置６０と、送信装置６０から送信された可視光および赤外光を受光する受信装置７０として携帯電話機７１やハンディタイプのＰＣ７２を備えている。送信装置６０と受信装置７０とされる携帯電話機７１やＰＣ７２との間は単方向通信とされている。送信装置６０は、処理部６１と、ＲＯＭ６２およびＲＡＭ６３と、通信Ｉ／Ｆ６４と、ＩｒＤＡ送信回路６５およびＩＤ送信回路６６と、赤外ＬＥＤ６７および白色ＬＥＤ６８とを備えている。通信Ｉ／Ｆ６４は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に接続するＬＡＮアダプタとされている。他の構成要素は、図１に示すＩｒＤＡ送信回路１１ないしＲＡＭ１６と同様とされているのでその説明は省略する。照明装置内に内蔵される赤外ＬＥＤ６７には、ＩｒＤＡ送信回路６５からのＩｒＤＡ信号が供給されて、このＩｒＤＡ信号により赤外ＬＥＤ６７から放射される赤外光の光強度が変調されて送信される。また、白色ＬＥＤ６８は照明装置を兼用するＬＥＤとされており、ＩＤ送信回路６６からのＩＤ信号により放射される白色の可視光の光強度が変調されて送信される。なお、処理部６１は、送信データ処理を実行することにより、ＲＯＭ６２あるいはＲＡＭ６３から読み出した各種データをＩｒＤＡ送信回路６５およびＩＤ送信回路６６に送信させる処理を行っている。
【００３５】
携帯電話機７１には、赤外ＬＥＤ６７からの赤外光を受けるＩｒＤＡ窓７１ａがケースに設けられており、内蔵するＩｒＤＡ送受信回路によりＩｒＤＡ信号を復調することができる。また、携帯電話機７１にはディスプレイ７１ｂとテンキーやボタンからなる操作子７１ｃとが設けられている。携帯電話機７１は、携帯電話網７に無線接続されて他の携帯電話機等の間で通話やメールのやりとりを行うことができると共に、インターネット４にアクセスしてインターネット上の各種データを取得することができる。また、ＰＣ７２はＵＳＢ端子およびＬＡＮアダプタを備えており、ＵＳＢ端子には図１に示す受光部２０と同様の構成とされた受光部７３が装着されており、受光部７３において赤外ＬＥＤ６７からの赤外光および白色ＬＥＤ６８からの可視光を受光してＩＤ信号およびＩｒＤＡ信号が復調される。ＬＡＮアダプタはＬＡＮ８に接続されており、ＰＣ７２は、ＬＡＮ８を介してインターネット４にアクセスしてインターネット上の各種データを取得することができる。受信装置７０では、送信装置６０における照明装置とされる白色ＬＥＤ６８から放射される可視光を視認することで、携帯電話機７１やＰＣ７２を送信装置６０に向けることができる。また、ＩＤ信号あるいはＩｒＤＡ信号は課金システムに対応できないため無償の情報配信が予想され、これらを有効に使うことで携帯電話網やＬＡＮへの接続時間を短縮して課金を抑える事ができるようになる。
【００３６】
送信装置６０は異なる場所や部屋毎にそれぞれ設置され、各送信装置６０はＬＡＮ６上のデータベース（ＤＢ）５から当該送信装置６０に適した配信情報を読み出して、この配信情報を繰り返し送信している。この場合、送信装置６０はＲＯＭ６２に格納された送信データ処理を起動して、配信情報を生成して送信している。携帯可能な受信装置７０においては、現在いる場所に照明装置として設けられている送信装置６０から受信した配信情報の中から、受信装置７０が保持するプロファイル情報（送信機情報，受信時間，利用サービス履歴）に基づいて半自動的にユーザの求める情報を抽出してディスプレイ７１ｂ、７２ａに表示するようにしている。この場合、受信装置７０とされる携帯電話機７１やＰＣ７２では受信データ処理を起動することにより、ユーザの求める情報を半自動的に選択して表示している。
【００３７】
可視光通信システム３では、単方向通信とされていることから送信装置６０の出力を増やすだけで通信可能距離が増加できるようになる。また、送信装置６０では可視光通信および赤外光通信の帯域幅の制限から逐次莫大な情報を配信することはできないことから、ＩＤ送信およびＩｒＤＡ送信では可変とされる必要情報のみを送信するようにして、ほぼ変化しない最終表示用の画像部品等の固定的なデータとされるデータセット情報をサービス初回利用時にインターネット４を通じて取得し、受信装置７０とされる携帯電話機７１やＰＣ７２に保存しておく。加えてアクセス毎のリクエスト情報を、リクエストした携帯電話機７１やＰＣ７２にプロファイル情報として保持しておくと、次回利用時にプロファイル情報を参照することにより半自動的にユーザの求めるデータを表示することができる。これによって、ユーザは２回目以降の同一あるいは近傍の送信装置６０による同一サービス利用時に受信データ処理を起動して保持されている情報を読み出すことにより、即時に志向しているサービスをディスプレイに表示することが可能となる。
【００３８】
なお、送信装置６０で実行される送信データ処理では、各カテゴリについてインターネット４やデータベース５のいずれかまたはその両方を通じて必要な情報を取得することにより、各カテゴリの中間データが生成される。そして、各送信装置６０を特定するための送信装置識別情報（ＩＤ）、位置情報および生成時刻を中間データに付与することにより生成された送信データをＲＡＭ６３に一時的に保存する。次いで、ＲＡＭ６３に一時的に保存された送信データを読み込んで送信する動作を繰り返し行う。また、受信装置７０で実行される受信データ処理では、復調された受信情報のファイルを読み込み予め指定された内部の記憶手段に保存する。そして、保存された受信情報ファイルを読み出して表示用データを作成しディスプレイに受信情報を表示する。
【００３９】
送信装置６０から送出される送信データは所定のフォーマット（例えば、ＸＭＬ等）の単一ファイルとされている。この送信データのデータ構造を図１１に示す。
図１１に示すように送信データは、送信装置６０の送信装置ＩＤ、位置情報および生成時刻の時刻情報からなる「送信装置情報」と、受信したデータを解釈して表示するための各カテゴリの外部サブセット，画像データ，表示フォーマットデザインからなるデータセット情報のインターネット上の場所を示すＵＲＩ（Uniform Resource Identifier）からなる「カテゴリ１のデータセット・ＵＲＩ」、「カテゴリ２のデータセット・ＵＲＩ」・・・・と、各カテゴリのデータとされる「カテゴリ１の情報」、「カテゴリ２の情報」・・・・・から構成されている。このように、可変されることなく固定とされるデータセット情報はインターネット４を介して、各受信装置７０が取得するようにされる。また、受信装置７０において取得されたデータセット情報は受信装置７０に保存されることから、データセット情報は初回利用時にだけ取得すればよいことになる。
【００４０】
次に、受信装置７０とされる携帯電話機７１やＰＣ７２で実行される受信データ処理のフローチャートを図１０に示す。このフローチャートをサービス例を挙げて以下に説明する。このサービスは大学構内に於ける学事情報の提供サービスの例とされる。なお、ＩｒＤＡ送信回路６５およびＩＤ送信回路６６からは図１１に示すデータ構造の同じ内容の送信データが繰り返し送信されている。
大学構内の教室内および廊下に設置されている照明装置は上記した送信装置６０とされており、この送信装置６０のいずれかに受信装置７０とされる携帯電話機７１あるいはＰＣ７２を向けて受信データ処理を起動すると、ステップＳ１０にて可視光ＩＤ通信のＩＤ信号あるいは赤外光通信のＩｒＤＡ信号が受信されたか否かが判断される。ここで、ＩＤ信号あるいはＩｒＤＡ信号が受信されないと判断された場合は受信データ処理は終了するが、ＩＤ信号あるいはＩｒＤＡ信号が受信されたと判断された場合はステップＳ１１に進み受信されたＩＤ信号あるいはＩｒＤＡ信号が復調されて受信装置７０のディスプレイ７１ｂ，７２ａに当該情報が表示される。この表示を見てユーザは受信するか否かを判断するが、ステップＳ１２にてユーザが情報を受信する操作をしたと判断されるとステップＳ１３に進む。また、ステップＳ１２にてユーザが情報を受信しない操作をしたと判断された場合は受信データ処理は終了する。
【００４１】
ステップＳ１３では、受信されたＩＤ信号あるいはＩｒＤＡ信号から送信装置６０の位置情報および現在の時刻情報を読み出すと共に、受信データのデータセットリストが取得される。さらに、受信装置７０に保存されているローカルで取得されたデータセットのリストおよびローカルのプロファイル情報が読み込まれる。次いで、ステップＳ１４にてプロファイル情報内に、今回受信されたＩＤ信号あるいはＩｒＤＡ信号を送信した送信装置６０と同一の送信装置、もしくは近傍の送信装置の履歴があるか判断される。ここで、履歴がないと判断された場合は、ステップＳ２０に分岐してサービスのカテゴリリストのデータが受信データから抽出されて、抽出されたデータに基づいてカテゴリリストが表示され、ユーザの入力待ちとされる。表示されるサービスのカテゴリリストが表示される表示画面の一例を図１２に示すが、この表示画面では「この場所で利用できるのは以下のサービスです。」と表示され、続いて「『休講補講情報』『教室誘導』『現在講義中授業』」からなるカテゴリリストが表示される。ユーザが表示されたカテゴリリストを見て受けたいサービスのカテゴリを選択する指示を行うとステップＳ２１に進む。
【００４２】
ここで、ユーザが受けるサービスとして『休講補講情報』のカテゴリを選択した場合は、ステップＳ２１にてインターネットに接続することができるか否かが判断され、インターネット接続できると判断された場合はステップＳ２２に進む。そして、ステップＳ２２にてインターネットにアクセスして選択したカテゴリ用のデータセットが取得される。また、ステップＳ１４にてプロファイル情報内に同一あるいは近傍の送信装置の履歴があると判断された場合は、ステップＳ１５に進み、利用したカテゴリに一致するものがあるか、および、そのカテゴリのデータセットがローカルにあるかが判断される。ここで、初回アクセス時には受信装置７０とされるローカルの記憶手段に履歴の記録がないことからデータセットがないと判断されてステップＳ２１に進み、ステップＳ２１およびステップＳ２２の処理が行われることにより、前記したようにインターネット４にアクセスしてデータセットが取得される。なお、ステップＳ２１にてインターネットに接続することができないと判断された場合は、受信データ処理は終了する。また、ステップＳ２２の処理が終了した場合、あるいは、ステップＳ１５にて利用したカテゴリに一致するものがあって、データセットがローカルにあると判断された場合はステップＳ１６の処理が行われる。
【００４３】
ステップＳ１６では、データセットとプロファイル情報を使用して受信データから選択したカテゴリあるいは一致したカテゴリにおいて表示する表示内容の受信データからの抽出が行われる。この場合、『休講補講情報』のカテゴリの表示内容を抽出するためにはユーザが受講している科目種別や学科の情報が必要とされる。しかし、初回利用時にはユーザの受講情報がないため、受講情報を入力する表示画面に関するデータがインターネット４を介して取得され、受信装置７０のディスプレイ７１ｂ，７２ａに図１３に示すユーザの受講情報を入力する表示画面が表示される。この表示画面では、「講義の種類を選んでください」と表示されて、続いて科目種別のリストとして『一般教養』、『数学』、『物理』、『化学』、『機械』、『電気』、『情報』、『その他』からなるリストが表示され、学科別のリストとして『機械工学科』、『電気工学科』、『応用化学科』、『計測工学科』、『管理工学科』からなるリストが表示される。そして、ステップＳ１７にてユーザ入力が必要か否か判断されて、ユーザ入力が必要と判断された場合はステップＳ２３に進み、ユーザ入力が必要でないと判断された場合はステップＳ１８に進む。ここで、ステップＳ２３にてユーザにより受信装置７０の操作子７１ｃ，７２ｂが操作されて、例えば、科目種別の「物理」が選択される操作が行われたとする。
【００４４】
これにより、表示データとしてチェックボックスリストが生成されて受信装置７０のディスプレイ７１ｂ，７２ａに表示される。このチェックボックスリストにユーザが操作子７１ｃ，７２ｂを操作して受講科目を入力したチェックボックスリストの表示画面を図１４に示す。図１４に示す表示画面では、チェックボックスリストにおける『磁気科学』、『材料力学』、『固体物理学』、『物理化学』が受講科目とされ、『ハミルトン力学』、『量子力学』、『統計物理学』、『連続体力学』、『低温物理学』の科目は受講されていないことが示されている。ここで入力された受講科目等の情報はプロファイル情報に保存され、次回以降も参照される。ステップＳ１７にてユーザ入力が必要でないと判断された場合、および、チェックボックスリストへのユーザ入力が終了した場合はステップＳ１８に進む。
【００４５】
ステップＳ１８では、更新されたプロファイル情報と取得した送信装置６０の位置とされる提供教室および現在時刻にマッチする最終的に表示する『休講補講情報』に関するデータが受信データから抽出されて、抽出されたデータに基づいて表示データが生成されて、ステップＳ１９にて受信装置７０のディスプレイ７１ｂ，７２ａに表示される。表示される『休講補講情報』のカテゴリの表示画面の一例を図１５に示す。図１５を参照すると、「現在あなたのいる１４−２０２教室では『分散処理』の授業が行われています。あなたはこの講義を受講していません。最下段のリンクから登録して下さい。」と表示される。続いて、ユーザの受講科目の情報に基づいて「今水曜３時限目に受講している講義はありません」と表示されると共に、さらに、「休講情報 １０／０２ 物理化学 １０／０９ 物理化学」と表示されると共に、「補講情報 ０１／３０ 物理化学 教室１２−１０８」と表示される。さらに続けて、現在ユーザがいる教室で行われている『分散処理』の授業を受講科目として登録するための「＞＞登録講義を変更する」との表示がされる。
【００４６】
次回以降においては、受信装置７０には大学構内に於ける学事情報の提供サービスを受ける際のデータセットおよび登録科目情報がプロファイル情報内にあることから、教室において送信装置６０のいずれかに受信装置７０とされる携帯電話機７１あるいはＰＣ７２を向けて受信データ処理を起動させただけで、最終出力とされる『休講補講情報』の表示画面が受信装置７０のディスプレイ７１ｂ，７２ａに表示されるようになる。また、ステップＳ１６の処理において、カテゴリを選択可能な表示画面を表示するようにして、ステップＳ１７およびステップＳ２３の処理において例えば、新しく『現在講義中授業』のカテゴリが選択された場合は、前記した処理と同様の処理が行われてデータセットとプロファイル情報を使用することで、受信データ中からこのカテゴリにおいて表示する表示内容が抽出されることで、講義中の科目と講義中の教室とが表示される『現在講義中授業』の表示データが生成されて、その表示画面が表示されるようになる。また、『教室誘導』のカテゴリが選択された場合は、現在の位置が送信装置６０の位置情報の位置とされることから、送信装置６０の教室から行き先の教室へのナビゲーション情報を表示する。この場あり、誘導ルートを表示した地図を表示するようにしても良い。この後においては、『休講補講情報』をデフォルトにするか『現在講義中授業』『教室誘導』をデフォルトにするかは、ユーザに任意に選択させたり、あるいは、データセット内に条件式を定義（例：利用頻度が高い方を優先）したり、または、可視光ＩＤ内に条件情報を入れることで決定するようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上説明した本発明において、送信部（送信装置）、端末や受信装置にハードディスク等の大容量記憶装置を設けて、大容量記憶装置に各種ソフトウェアや各種データを格納するようにしても良い。
また、以上説明した第３実施例の可視光通信システム３においては単方向通信とされていることからユーザからのリクエストを受け付けることはできず、掲示板のようにその場にいる不特定多数のユーザに配信が行われる。配信を受けたユーザは、必要に応じてインターネットから追加の情報を得るようにする。ただし、管理者においては送信装置６０および受信装置７０がインターネットに接続可能とされているので、インターネット４を通じて受信装置７０からリクエストを送信装置６０に送ることが可能となる。この場合、リクエストを受けた送信装置６０は、リクエストされたデータをＩｒＤＡ送信回路６５および赤外ＬＥＤ６７を介して送信し、送信されたデータを受信装置７０が受信して、受信したデータをディスプレイに表示することができるようになる。
さらに、第３実施例の可視光通信システム３においては、ＩｒＤＡ送信回路６５およびＩＤ送信回路６６から同じ内容の送信データが送信されていたが、画像データ等を含むデータセット情報をインターネットから取得することに替えてデータレートの高いＩｒＤＡ送信回路６５から送信し、テキストベースのデータをＩＤ送信回路６６から送信するようにしても良い。この場合には、携帯電話機７１に可視光ＩＤ通信機能を備えさせる必要がある。
さらにまた、携帯電話機７１に可視光ＩＤ用のレンズおよび専用受光素子を追加して設けるようにしても良い。この場合、追加されたレンズはＩｒＤＡ窓７１ａと同方向を向くように並べて配置されるのが好適とされる。さらにまた、本発明の可視光通信システムにおいて、受光部をＵＳＢにより端末に接続するようにしたが、ＵＳＢに限ることはなくＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers ）１３９４やCardBus等の端末（ＰＣ）と周辺機器とを結ぶ公知のデータ伝送路を利用して受光部を端末に接続しても良い。
【符号の説明】
【００４８】
１ 可視光通信システム、２ 可視光通信システム、３ 可視光通信システム、４ インターネット、５ データベース、６ ＬＡＮ、７ 携帯電話網、８ ＬＡＮ、１０ 送信部、１１ ＩｒＤＡ送信回路、１２ ＩＤ送信回路、１３ 白色ＬＥＤ、１４ 処理部、１５ ＲＯＭ、１６ ＲＡＭ、１７ 赤外ＬＥＤ、２０ 受光部、２１ レンズ、２２ ＣＣＤ、２３ レンズ、２４ 専用受光素子、２４ａ 受光素子、２４ｂ 選択回路、２４ｃ 除去回路、２４ｄ Ｉ→Ｖ変換回路、２５ ＬＰＦ、２６ ＩＤ回路、２７ ＨＰＦ、２８ ＩｒＤＡ回路、２９ ＵＳＢ制御回路、３０ 端末、３１ ＣＰＵ、３２ ＲＡＭ、３３ ＲＯＭ、３４ ＵＳＢ Ｉ／Ｆ、３５ 表示器、３６ 操作子、３７ バス、４０ 送信部、４１ ＩｒＤＡ送受信回路、４２ ＩＤ送信回路、４３ 白色ＬＥＤ、４４ ＰＤ、４５ 処理部、４６ ＲＯＭ、４７ ＲＡＭ、４８ 赤外ＬＥＤ、４９ ＬＥＤ、５０ 受光部、５０ 端末、５１ａ レンズ、５１ｂ ＣＣＤ、５２ａ レンズ、５２ｂ 専用受光素子、５３ ＬＥＤ、５４ ＬＰＦ、５５ ＩＤ回路、５６ ＨＰＦ、５７ ＩｒＤＡ回路、５８ ＵＳＢ制御回路、６０ 送信装置、６１ 処理部、６２ ＲＯＭ、６３ ＲＡＭ、６４ 通信ＩＦ、６５ ＩｒＤＡ送信回路、６６ ＩＤ送信回路、６７ 赤外ＬＥＤ、６８ 白色ＬＥＤ、７０ 受信装置、７１ 携帯電話機、７１ａ ＩｒＤＡ窓、７１ｂ ディスプレイ、７１ｃ 操作子、７２ ＰＣ、７２ａ ディスプレイ、７２ｂ 操作子、７３ 受光部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信データで変調された可視光を送信する送信部と、該送信部から送信された可視光を受光して通信データを復調する受信部と、該受信部で復調された通信データを表示する表示部とを備える可視光通信システムであって、
前記送信部は、
通信データにより変調された赤外線通信信号を出力する赤外線通信送信回路と、
通信データにより変調された可視光通信信号を出力する可視光通信送信回路と、
前記赤外線通信信号と前記可視光通信信号との合波信号により強度変調された可視光を放射する照明を兼用する発光素子とを備え、
前記受信部は、
対象画像を撮像する受像手段と、
該受像手段の周辺に配置され、前記発光素子から放射された可視光を受光可能なアレイ状に配列された複数の受光素子から構成されている専用受光手段と、
該専用受光手段における前記複数の受光素子の内のいずれかの受光素子から出力された受光信号が入力され、該受光信号から前記赤外線通信信号を復調して出力する赤外線通信受信回路と、
前記専用受光手段における前記複数の受光素子の内のいずれかの受光素子から出力された受光信号が入力され、該受光信号から前記可視光通信信号を復調して出力する可視光通信受信回路とを備え、
前記表示部は、
前記受像手段が撮像した対象画像を表示すると共に、該表示のエリアを前記専用受光手段における各受光素子の受光エリアを対応付けて複数のエリアに分割する表示手段と、
分割された表示のエリアのうちの前記発光素子から放射された可視光を受光するエリアが指定可能とされ、前記エリアのいずれかが指定された際に、指定されたエリアに対応する受光素子が受光した受光信号が、前記専用受光素子から前記赤外線通信受信回路および前記可視光通信受信回路に出力されるように制御する制御手段とを備え、
ていることを特徴とする可視光通信システム。
【請求項２】
前記送信部において、赤外光を放射する赤外光発光素子が設けられており、前記赤外光通信信号により前記発光素子から放射される可視光を強度変調することに替えて、前記赤外光発光素子から放射される赤外光を強度変調するようにしたことを特徴とする請求項１記載の可視光通信システム。
【請求項３】
前記送信部における発光素子が、赤色発光素子と緑・青発光素子からなり、前記赤外光通信信号により前記赤色発光素子から放射される可視光が強度変調されると共に、前記可視光通信信号により前記緑・青発光素子から放射される可視光が強度変調されることを特徴とする請求項１記載の可視光通信システム。
【請求項４】
前記受信部に、指示信号により変調された光信号を前記送信部に送る第２発光素子が設けられ、
前記送信部に、前記受信部から送られた前記指示信号により変調された光信号を受光する第２受光手段が設けられて、該第２受光手段から出力された前記指示信号に応じた通信データが選択されて、選択された通信データが前記赤外線通信送信回路を介して前記送信部から前記受信部に送られるようにしたことを特徴とする請求項１記載の可視光通信システム。
【請求項５】
配信する情報で変調された可視光および赤外光を送信する送信装置と、該送信装置から送信された可視光または赤外光を受光して配信された情報を受信し、受信した情報から表示に必要な情報を抽出して表示する受信装置とを備える可視光通信システムであって、
前記送信装置は、
サービスを提供するための情報であって、可変とされる情報を可視光および赤外光を利用して繰り返し送信する送信手段を備え、
前記受信装置は、
前記送信装置から送信された可変とされる情報を受信すると共に、受信した情報を解釈して表示するためのデータセット情報を初回利用時にインターネットを通じて取得する受信手段と、
サービスにアクセスした毎の送信装置情報および受信時間と、利用サービス履歴とを含むプロファイル情報を保存する保存手段と、
前記受信手段で取得された情報の内から、前記保存手段から読み出した前記プロファイル情報に基づいて表示するデータを抽出し、抽出したデータを表示手段に表示する制御手段とを備え、
ていることを特徴とする可視光通信システム。
【請求項１】
通信データで変調された可視光を送信する送信部と、該送信部から送信された可視光を受光して通信データを復調する受信部と、該受信部で復調された通信データを表示する表示部とを備える可視光通信システムであって、
前記送信部は、
通信データにより変調された赤外線通信信号を出力する赤外線通信送信回路と、
通信データにより変調された可視光通信信号を出力する可視光通信送信回路と、
前記赤外線通信信号と前記可視光通信信号との合波信号により強度変調された可視光を放射する照明を兼用する発光素子とを備え、
前記受信部は、
対象画像を撮像する受像手段と、
該受像手段の周辺に配置され、前記発光素子から放射された可視光を受光可能なアレイ状に配列された複数の受光素子から構成されている専用受光手段と、
該専用受光手段における前記複数の受光素子の内のいずれかの受光素子から出力された受光信号が入力され、該受光信号から前記赤外線通信信号を復調して出力する赤外線通信受信回路と、
前記専用受光手段における前記複数の受光素子の内のいずれかの受光素子から出力された受光信号が入力され、該受光信号から前記可視光通信信号を復調して出力する可視光通信受信回路とを備え、
前記表示部は、
前記受像手段が撮像した対象画像を表示すると共に、該表示のエリアを前記専用受光手段における各受光素子の受光エリアを対応付けて複数のエリアに分割する表示手段と、
分割された表示のエリアのうちの前記発光素子から放射された可視光を受光するエリアが指定可能とされ、前記エリアのいずれかが指定された際に、指定されたエリアに対応する受光素子が受光した受光信号が、前記専用受光素子から前記赤外線通信受信回路および前記可視光通信受信回路に出力されるように制御する制御手段とを備え、
ていることを特徴とする可視光通信システム。
【請求項２】
前記送信部において、赤外光を放射する赤外光発光素子が設けられており、前記赤外光通信信号により前記発光素子から放射される可視光を強度変調することに替えて、前記赤外光発光素子から放射される赤外光を強度変調するようにしたことを特徴とする請求項１記載の可視光通信システム。
【請求項３】
前記送信部における発光素子が、赤色発光素子と緑・青発光素子からなり、前記赤外光通信信号により前記赤色発光素子から放射される可視光が強度変調されると共に、前記可視光通信信号により前記緑・青発光素子から放射される可視光が強度変調されることを特徴とする請求項１記載の可視光通信システム。
【請求項４】
前記受信部に、指示信号により変調された光信号を前記送信部に送る第２発光素子が設けられ、
前記送信部に、前記受信部から送られた前記指示信号により変調された光信号を受光する第２受光手段が設けられて、該第２受光手段から出力された前記指示信号に応じた通信データが選択されて、選択された通信データが前記赤外線通信送信回路を介して前記送信部から前記受信部に送られるようにしたことを特徴とする請求項１記載の可視光通信システム。
【請求項５】
配信する情報で変調された可視光および赤外光を送信する送信装置と、該送信装置から送信された可視光または赤外光を受光して配信された情報を受信し、受信した情報から表示に必要な情報を抽出して表示する受信装置とを備える可視光通信システムであって、
前記送信装置は、
サービスを提供するための情報であって、可変とされる情報を可視光および赤外光を利用して繰り返し送信する送信手段を備え、
前記受信装置は、
前記送信装置から送信された可変とされる情報を受信すると共に、受信した情報を解釈して表示するためのデータセット情報を初回利用時にインターネットを通じて取得する受信手段と、
サービスにアクセスした毎の送信装置情報および受信時間と、利用サービス履歴とを含むプロファイル情報を保存する保存手段と、
前記受信手段で取得された情報の内から、前記保存手段から読み出した前記プロファイル情報に基づいて表示するデータを抽出し、抽出したデータを表示手段に表示する制御手段とを備え、
ていることを特徴とする可視光通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−５５３９７（Ｐ２０１１−５５３９７Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０４４１９（Ｐ２００９−２０４４１９）
【出願日】平成２１年９月４日（２００９．９．４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１９年度 独立行政法人情報通信研究機構との委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（８９９００００７９）学校法人慶應義塾 (742)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月４日（２００９．９．４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１９年度 独立行政法人情報通信研究機構との委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（８９９００００７９）学校法人慶應義塾 (742)
【Ｆターム（参考）】
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