可視光通信装置
【課題】通信用の光を通信相手の受信部により簡単に入射させることができ、操作をより簡単にすることができる可視光通信装置を提供することを目的とする。
【解決手段】情報伝送に用いられる可視光を照射する可視光通信手段と、可視光により照射される照射領域の周辺領域の色を判定する判定手段と、判定手段により判定した周辺領域の色に基づいて、可視光通信手段から照射された可視光による照射領域の色が、当該周辺領域の色とは一定以上異なる色になるように可視光通信手段を制御する制御手段と、を備えることで、上記課題を解決する。
【解決手段】情報伝送に用いられる可視光を照射する可視光通信手段と、可視光により照射される照射領域の周辺領域の色を判定する判定手段と、判定手段により判定した周辺領域の色に基づいて、可視光通信手段から照射された可視光による照射領域の色が、当該周辺領域の色とは一定以上異なる色になるように可視光通信手段を制御する制御手段と、を備えることで、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光を変調して照射して通信を行う可視光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
端末と端末との間で無線通信を行う方法としては、赤外線通信や、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）用いた通信、Bluetoothを用いる通信等がある。しかしながら、これらの通信方法は、目視で確認できない出力（電波、光）を用いるため、通信に用いる出力がどこまで到達しているかを把握することができない。これに対して、特許文献１には、可視光を用いて情報通信を行う可視光通信装置であって、可視光を発光する発光手段と、発光手段により発光する前記可視光の発光状態を通信状態に応じて制御する発光制御手段と、を有することを可視光通信装置が記載されている。
【０００３】
また、光を照射する携帯機器としては、特許文献２には、所定の形状パターンを含む画像を投射面に投射してその画像の投射像を生成する投射手段と、撮影した被写体の撮像画像を取得する撮像手段と、撮像手段により撮影して取得された投射像の撮像画像中に含まれている所定の形状パターンに基づいて、投射像の色合いを調節する色合い調節手段とを備えるプロジェクタ装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８０８２６号公報
【特許文献２】特開２００６−９３８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されているように、通信に可視光を用いることで、通信を行う光がどこに照射されているかを把握しながら、通信を行うことができる。ここで、可視光通信では、可視光を用いおり、光の照射位置が目視できる、また、関係ない領域に光を照射しないようにするため、通信用の光として、指向性の高い光を用い、光の照射領域を小さくしている。そのため、光の照射位置が把握できない場合は、通信用の光を通信相手の受信部に入射させることが困難である。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、通信用の光を通信相手の受信部により簡単に入射させることができ、操作をより簡単にすることができる可視光通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、情報伝送に用いられる可視光を照射する可視光通信手段と、前記可視光により照射される照射領域の周辺領域の色を判定する判定手段と、前記判定手段により判定した周辺領域の色に基づいて、前記可視光通信手段から照射された可視光による照射領域の色が、当該周辺領域の色とは一定以上異なる色になるように前記可視光通信手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記判定手段は、前記周辺領域を含む領域を撮像する撮像手段を有し、前記制御部は、前記撮像手段によって撮像した領域から取得した色データを平均化した色情報を、前記周辺領域の色として取得することが好ましい。
【０００９】
また、前記制御手段は、前記可視光による照射領域の面積に応じて、前記撮像手段によって撮像される周辺領域の面積を調整することが好ましい。
【００１０】
また、前記可視光通信手段は、前記情報伝達に用いられる可視光となる第１光を射出する第１発光部を有し、前記制御手段は、前記第１発光部によって射出させる前記第１光の色を、前記周辺領域の色とは一定以上異なる色に変化させることが好ましい。
【００１１】
また、前記可視光は、前記情報伝達に用いられる第１光と、前記情報伝送に用いられない第２光と、を含み、前記可視光通信手段は、前記第１光を射出する第１発光部と、前記第２光を前記第１光の照射領域に照射する第２発光部とを有し、前記制御手段は、前記判定手段によって判定した周辺領域の色情報に基づいて、前記第２光の色を変化させるよう前記第２発光部を制御することが好ましい。
【００１２】
また、前記第２光は、前記第１光とは異なる波長帯域の光であることが好ましい。
【００１３】
また、前記第１光及び前記第２光は、赤色、緑色、青色のいずれかの光であり、前記制御手段は、前記第２発光手段によって、前記第１光とは異なる色の光である前記第２光を照射させることが好ましい。
【００１４】
また、前記制御手段は、前記第１光と前記第２光との光量の総和を一定に維持することが好ましい。
【００１５】
また、特定の波長帯域の光のみを受光する受光手段をさらに備え、前記制御手段は、前記受光手段が受光した前記特定の波長帯域の光を復調して情報を検出することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる可視光通信装置は、通信用の光を通信相手の受信部により簡単に入射させることができ、操作をより簡単にすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施形態に係る携帯電子機器の一実施形態の概略構成を示す正面図である。
【図２】図２は、図１に示す携帯電子機器の側面図である。
【図３】図３は、図１、図２に示す携帯電子機器の機能の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、携帯電子機器の動作を説明するためのフロー図である。
【図５−１】図５−１は、携帯電子機器の動作を説明するための説明図である。
【図５−２】図５−２は、携帯電子機器の動作を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。以下においては、可視光通信装置の一例として可視光通信機能を備える携帯電子機器、具体的には、携帯電話機を取り上げるが、本発明の適用対象は携帯電話機に限定されるものではない。本発明の可視光通信装置は、例えば、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、ＰＤＡ、ポータブルナビゲーション装置、ノートパソコン、ゲーム機等に対しても適用できる。つまり、可視光通信機能を備える種々の携帯電子機器に適用できる。また、携帯電子機器に限定されず、可視光通信機能を備える種々の固定型の電子機器に用いることもできる。
【００１９】
図１は、実施形態に係る携帯電子機器の一実施形態の概略構成を示す正面図であり、図２は、図１に示す携帯電子機器の側面図である。図１、図２に示す携帯電子機器１は、無線通信機能と、出力手段と、音声取得手段と、可視光通信手段と、撮像手段とを有する携帯電話機である。携帯電子機器１は、筐体１Ｃが複数の筐体で構成される。具体的には、筐体１Ｃは、第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとで開閉可能に構成される。すなわち、携帯電子機器１は、折り畳み式の筐体を有する。なお、携帯電子機器１の筐体は、このような構造に限定されるものではない。例えば、携帯電子機器１の筐体は、両方の筐体を重ね合わせた状態から一方の筐体と他方の筐体とを互いにスライドできるようにしたスライド式の筐体であってもよいし、重ね合わせ方向に沿う軸線を中心に、一方の筐体を回転させるようにした回転式や、２軸ヒンジを介して両方の筐体を連結したものでもよい。
【００２０】
第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとは、連結部であるヒンジ機構８で連結されている。ヒンジ機構８で第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとを連結することにより、第１筐体１ＣＡ及び第２筐体１ＣＢは、ヒンジ機構８を中心として、図２の矢印Ｒで示す方向に相対的に回動できる。第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとは、ヒンジ機構８を中心として、図２中実線で示す位置から、図２中点線で示す位置、折り畳まれた状態となる位置まで移動することができる。
【００２１】
第１筐体１ＣＡには、表示部として、図１に示すディスプレイ２が設けられる。ディスプレイ２は、携帯電子機器１が受信を待機している状態のときに待ち受け画像を表示したり、携帯電子機器１の操作を補助するために用いられるメニュー画像を表示したりする。また、第１筐体１ＣＡには、携帯電子機器１の通話時に音声を出力する出力手段であるレシーバ１６が設けられる。
【００２２】
第１筐体１ＣＡのヒンジ機構８とは反対側の端部で、かつ、ディスプレイ２が配置されている面とは反対側の面には、可視光通信部３６により照射（出力）される可視光を通過させる出力窓４２と、出力窓４２から射出された光が到達する（光が照射される領域）を含む画像を撮影（取得）するカメラ４０とが設けられている。なお、カメラ４０の撮影窓は、第１筐体１ＣＡの外部に露出している。
【００２３】
第２筐体１ＣＢには、通話相手の電話番号や、メール作成時等に文字を入力するための操作キー１３Ａが複数設けられ、また、ディスプレイ２に表示されるメニューの選択及び決定や画面のスクロール等を容易に実行するための方向及び決定キー１３Ｂが設けられる。操作キー１３Ａ及び方向及び決定キー１３Ｂは、携帯電子機器１の操作部１３を構成する。また、第２筐体１ＣＢには、携帯電子機器１の通話時に音声を受け取る音声取得手段であるマイク１５が設けられる。操作部１３は、図２に示す、第２筐体１ＣＢの操作面１ＰＣに設けられる。操作面１ＰＣとは反対側の面が、携帯電子機器１の背面１ＰＢである。
【００２４】
第２筐体１ＣＢの内部には、アンテナが設けられている。アンテナは、無線通信に用いる送受信アンテナであり、携帯電子機器１と基地局との間で通話や電子メール等に係る電波（電磁波）の送受信に用いられる。また、第２筐体１ＣＢには、マイク１５が設けられる。マイク１５は、図２に示す、携帯電子機器１の操作面１ＰＣ側に配置される。
【００２５】
図３は、図１、図２に示す携帯電子機器の機能の概略構成を示すブロック図である。図３に示すように、携帯電子機器１は、処理部２２と、記憶部２４と、送受信部２６と、操作部１３と、音声処理部３０と、表示部３２と、可視光通信部３６と、カメラ４０と、を有する。
【００２６】
処理部２２は、携帯電子機器１の全体的な動作を統括的に制御する機能を有する。すなわち、処理部２２は、携帯電子機器１の各種の処理が、操作部１３の操作や携帯電子機器１の記憶部２４に記憶されるソフトウェアに応じて適切な手順で実行されるように、送受信部２６や、音声処理部３０や、表示部３２等の動作を制御する。
【００２７】
処理部２２は、記憶部２４に記憶されているプログラム（例えば、オペレーティングシステムプログラム、アプリケーションプログラム等）に基づいて処理を実行する。処理部２２は、例えば、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ：Micro Processing Unit）で構成され、前記ソフトウェアで指示された手順にしたがって上述した携帯電子機器１の各種の処理を実行する。すなわち、処理部２２は、記憶部２４に記憶されるオペレーティングシステムプログラムやアプリケーションプログラム等から命令コードを順次読み込んで処理を実行する。
【００２８】
本実施形態において、処理部２２は、可視光通信を制御する通信処理部２２ａ、出力窓４２から出力させる光を制御する発光処理部２２ｂ、色情報解析部２２ｃを有する。通信処理部２２ａ、発光処理部２２ｂ、色情報解析部２２ｃがそれぞれ有する機能は、処理部２２及び記憶部２４で構成されるハードウェア資源が、処理部２２の制御部が割り当てるタスクを実行することにより実現される。ここで、タスクとは、アプリケーションソフトウェアが行っている処理全体、又は同じアプリケーションソフトウェアが行っている処理のうち、同時に実行できない処理単位である。
【００２９】
通信処理部２２ａは、可視光通信部３６による通信動作を制御する。具体的には、通信処理部２２ａは、可視光通信部３６の起動、停止、通信開始、通信終了等の動作の制御、出力する情報の生成処理、また、受信した情報の処理等を行う。発光処理部２２ｂは、可視光通信部３６の第１発光部３６ａ及び／または第２発光部３６ｅから出力させる光の強度や、波長を制御する。なお、発光処理部２２ｂは、可視光通信部３６による可視光通信に必須となる波長を固定し、その他の出力条件を調整する。また、発光処理部２２ｂは第１発光部３６ａから出力される光の強度や波長に基づいて、第２発光部３６ｅから出力される光の波長や強度を決定する。色情報解析部２２ｃは、カメラ４０で取得した情報に基づいて、測定対象の領域を特定し、特定した測定対象の領域の色情報を取得する。なお、各部の動作は、後ほど携帯電子機器１の動作とともに説明する。
【００３０】
記憶部２４には、処理部２２での処理に利用されるソフトウェアやデータが記憶されており、可視光通信部３６の駆動を制御するアプリケーションプログラムを作動させるタスクや、各種プログラムを作動させるタスクが記憶されている。また、記憶部２４には、これらのタスク以外にも、例えば、通信、ダウンロードされた音声データ、あるいは記憶部２４に対する制御に処理部２２が用いるソフトウェア、通信相手の電話番号やメールアドレス等が記述されて管理するアドレス帳、発信音や着信音等の音声ファイル、ソフトウェアの処理過程で用いられる一時的なデータ等が記憶されている。
【００３１】
送受信部２６は、アンテナ２６ａを有し、基地局によって割り当てられるチャネルを介し、基地局との間でＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式などによる無線信号回線を確立し、基地局との間で電話通信及び情報通信を行う。操作部１３は、例えば、電源キー、通話キー、数字キー、文字キー、方向キー、決定キー、発信キー等、各種の機能が割り当てられた操作キー１３Ａと、方向及び決定キー１３Ｂとで構成される。そして、これらのキーがユーザの操作により入力されると、その操作内容に対応する信号を発生させる。発生した信号は、ユーザの指示として処理部２２へ入力される。
【００３２】
音声処理部３０は、マイク１５に入力される音声信号やレシーバ１６やスピーカ１７から出力される音声信号の処理を実行する。
【００３３】
表示部３２は、上述したディスプレイ２を有しており、処理部２２から供給される映像データに応じた映像や画像データに応じた画像を表示パネルに表示させる。ディスプレイ２は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ、Liquid Crystal Display）や、有機ＥＬ（Organic Electro−Luminescence）パネルなどで構成された表示パネルで構成される。なお、表示部３２は、ディスプレイ２に加え、サブディスプレイを有していてもよい。
【００３４】
可視光通信部３６は、第１発光部３６ａと、変調部３６ｂと、受光素子３６ｃと、受光部（受信部）３６ｄと、第２発光部３６ｅと、を有する。第１発光部３６ａは、可視光のレーザー光を照射する発光機構である。ここで、可視光領域の光とは、短波長側が３６０ｎｍから４００ｎｍ、長波長側が７６０ｎｍから８３０ｎｍの光である。なお、第１発光部３６ａとしては、一定波長幅の光を射出する発光機構、例えば発光ダイオード、レーザーダイオード等を用いることができる。また、第１発光部３６ａが、発光する光の色（波長帯）は、特に限定されず、例えば、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）のうちいずれかの光を照射すればよい。
【００３５】
変調部３６ｂは、通信処理部２２ａにおいて生成された情報に応じて、第１発光部３６ａから射出される光を変調する。変調部３６ｂは、第１発光部３６ａから変調した光を射出させる。
【００３６】
受光素子３６ｃは、出力窓４２に照射される光を検出する素子である。受光素子３６ｃは、検出結果を受光部３６ｄに送る。受光部３６ｄは、受光素子３６ｃの検出結果から、可視光通信として送信された光の成分を抽出し、他の機器から可視光通信で送信された情報を受信する。なお、受光部３６ｄまたは、受光素子３６ｃは、可視光通信に用いる波長帯以外の波長は、フィルタ（例えばバンドパスフィルタ）により除去する。これにより、可視光通信に用いられる波長域の成分のみを検出することができる。
【００３７】
可視光通信部３６は、以上のようにして、変調部３６ｂにより第１発光部３６ａから射出される光を変調させることで、通信処理部２２ａにおいて生成された情報を付加した光を出力窓４２から照射する。つまり、可視光通信部３６は、可視光を変調させて照射することで情報を送信する。また、可視光通信部３６は、受光素子３６ｃと受光部３６ｄで、出力窓４２に照射された光のうち、可視光通信に用いられる波長の光を検出し、検出した光を復調することでその光に付加された情報を読み取ることで、可視光通信で送信された情報を受信する。
【００３８】
第２発光部３６ｅは、第１発光部３６ａと同様に、可視光領域の光を射出する発光機構である。第２発光部３６ｅは、発光処理部２２ｂから送信される、射出する光に関する情報に基づき、光を射出させる。なお、第２発光部３６ｅは、発光処理部２２ｂによる制御により、第１発光部３６ａから射出される光に対して一定以上のコントラストのある光を射出させることができる。第２発光部３６ｅによって射出された光は、可視光通信部３６から射出された光と合波し、合波した光が出力窓４２から照射される。なお、第２発光部３６ｅは、第１発光部３６ａが出力する光とは、異なる色（異なる波長域）の可視光を照射できれば、照射する光の波長に限定はない。なお、第２発光部３６ｅとしては、一定波長幅の光を射出する発光機構、例えば発光ダイオード、レーザーダイオード等を用いることができる。また、第２発光部３６ｅが、発光する光の色（波長帯）は、例えば、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）のうち、第１発光部３６ａから照射する色とは異なる色を照射すればよい。
【００３９】
カメラ４０は、上述したように出力窓４２の近くの同一面上に設けられ、照射領域を含む領域の画像を取得する撮像機構である。つまり、カメラ４０は、可視光通信部３６が出力窓４２から光を射出（照射）する方向の画像を取得する。また、カメラ４０は、可視光通信部３６により光が照射される領域よりも広い領域の画像を撮影する撮影機構である。すなわちカメラ４０は、可視光通信部３６から照射される光が到達する領域よりも広い領域の画像を撮影することができる。携帯電子機器１は、基本的に以上のような構成である。
【００４０】
次に、図４、図５−１及び図５−２を用いて携帯電子機器の可視光通信動作を説明する。ここで、図５は、携帯電子機器の動作を説明するためのフロー図である。また、図５−１及び図５−２は、それぞれ、携帯電子機器の動作を説明するための説明図である。また、図５−１及び図５−２は、携帯電子機器１が他の可視光通信装置１００と通信を行う場合の一例を示しており、色を特定するための色相環７０も示す。
【００４１】
まず、携帯電子機器１の処理部２２は、操作部１３に可視光通信を開始する指示が入力されると、通信処理部２２ａにより送出する情報を生成し、可視光通信部３６の変調部３６ｂで変調した光を射出できる準備を行う。つまり、可視光通信を開始可能な状態とする。なお、情報を変調した光の出力成分に変換する処理は、情報の通信を開始して行ってもよい。
【００４２】
次に、図４に示すように、携帯電子機器１の処理部２２は、ステップＳ１２としてカメラ４０を起動させ、ステップＳ１４として色情報解析部２２ｃにより色の取り込みを開始する。具体的には、図５−１に示すように、カメラ４０は、筐体１Ｃのカメラ４０及び出力窓４２が配置されている面に対面している領域のうち、カメラ４０の撮影領域６２の画像を取得する。なお、本実施形態では、対面した位置に他の可視光通信装置１００が配置されており、可視光通信装置１００の出力窓１０４が配置された面１０２のうち、撮影領域６２に含まれる領域１０６の画像を取得する。なお、この領域１０６には、携帯電子機器１の可視光通信部３６及びまたは発光手段３８から射出され、出力窓４２から外部に射出される送信光６０が照射（到達）する照射領域６４も含まれている。なお、図５−１では、送信光６０が照射された状態を示しているが、起動時のステップＳ１４では、送信光６０は、出力されていない。
【００４３】
ここで、処理部２２は、色情報解析部２２ｃにより、画像取得時の焦点距離情報や、取得した画像に基づいて解析を行うことで、画像における撮影領域６２に含まれる照射領域６４の位置、及び、その周りの位置を特定することができる。さらに、処理部２２は、特定した照射領域６４や、その周りの色情報を取得する。
【００４４】
処理部２２は、ステップＳ１４で色の取り込みを行ったら、ステップＳ１６として、送信光色の変更が必要かを判定する。つまり、処理部２２は、ステップＳ１４で取得した照射領域６４の色の情報及びその周りの色情報と、出力窓４２から照射される送信光６０の色とを比較する。また、処理部２２は、色の差が予め設定された範囲から外れている場合は、変更なしと判定し、予め設定された範囲以内である場合は変更が必要と判定する。
【００４５】
処理部２２は、ステップＳ１６で変更が必要あり（Ｙｅｓ）と判定したら、ステップＳ２０として、コントラストを考慮した送信光色を設定（変更）する。つまり、ステップＳ１６で、色の差が予め設定された範囲以内である場合は、送信光６０の色を、照射領域６４の色またはその周りの色との色の差（コントラスト）がより明確になるように送信光色を変更する。具体的には、処理部２２は、第２発光部３６ｅからも光を射出させ、出力窓４２から照射される光を、第１発光部３６ａから射出される光と第２発光部３６ｅから射出させた光とを合波した光とする。そのように、出力窓４２から射出される光を第１発光部３６ａ単体から射出される光の色と異ならせる。そのようにして、送信光６０の色を変更することができる。
【００４６】
処理部２２は、ステップＳ１６で変更が必要ない（Ｎｏ）と判定したら、ステップＳ２２として、送信光色にデフォルト色を使用する。つまり、処理部２２は、現在設定されている送信光６０の色をそのまま使用する。なお、本実施形態では、初期設定は、第２発光部３６ｅから光を射出させないで、可視光通信部３６の第１発光部３６ａのみから光を射出させる設定となっている。
【００４７】
処理部２２は、ステップＳ２０、または、ステップＳ２２で送信光６０の色を設定したら、ステップＳ２４として送信を開始する。つまり、処理部２２は、ステップＳ２０またはステップＳ２２で設定した色の光の照射を開始する。これにより、処理部２２は、情報の送信を開始する。なお、処理部２２は、ステップＳ２４の段階では、送信相手を特定するための情報を変調した光を可視光通信部３６から照射させている。
【００４８】
処理部２２は、ステップＳ２４で送信を開始したら、ステップＳ２６として、受光部１０４との通信は確立したかを判定する。ここで、処理部２２は、受信側の可視光通信装置１００から射出された、可視光通信部３６から出力された情報を受信した旨の通知を受信すると、通信を確立したと判定する。例えば、処理部２２は、受信側の可視光通信装置１００から照射された可視光を受光素子３６ｃ及び受光部３６ｄで受信し、その可視光に付加された情報から、通信を確立した情報を検出するようにすればよい。
【００４９】
処理部２２は、ステップＳ２６で通信を確立していない（Ｎｏ）と判定したら、つまり、通信を確定したことを示す情報を受信していない場合は、ステップＳ２８として、所定時間が経過したかを判定する。処理部２２は、ステップＳ２８で所定時間が経過していない（経過時間が所定時間未満である）と判定したら、ステップＳ２６に進む。これにより、処理部２２は、通信が確立されるか、所定時間が経過するまで、ステップＳ２６とステップＳ２８の処理を繰り返す。
【００５０】
また、処理部２２は、ステップＳ２８で所定時間が経過した（Ｙｅｓ）と判定したら、ステップＳ１４に進み、送信光色を設定する上記処理を繰り返す。
【００５１】
また、処理部２２は、ステップＳ２６で通信を確立した（Ｙｅｓ）と判定したら、本処理を終了する。なお、処理部２２は、送信光の色を設定する本処理は、終了するが、可視光通信は、情報の送信が終了するまで行う。なお、処理部２２は、本処理の終了時にカメラ４０による画像取得は終了してもよい。
【００５２】
例えば、図５−１に示すように、送信光６０の色と、領域１０６の、照射領域６４の色または既に送信光を照射している場合は照射領域６４の回りの色が色相環７０において、同一または類似する色（色相）７２となる場合がある。この場合も、携帯電子機器１は、送信光６０の色を設定することで、図５−２に示すように、送信光６０ａの色を、色（色相）７２とは色相が反対となる、つまり、補色となる色（色相）７４とすることができる。
【００５３】
これにより、携帯電子機器１は、照射領域６４に照射された送信光６０の色と、その周りの色とのコントラストの差を大きくすることができ（つまり一定以上異なる色とすることができ）、図５−２に示すように、送信光６０ａがどの位置に照射されているかを明確に把握することができる。つまり、携帯電子機器１は、可視光通信に用いる光の色と、受信側の受光部１０４（出力窓）が設けられている領域の色とが、同一色相（同系色）である場合も、送信光（送信光で照射する領域）と、照射領域６４の回りとの色の違いを明確にすることができ、照射領域６４の位置を簡単に特定することができる。
【００５４】
ここで、携帯電子機器１は、上記実施形態のように、送信光６０の色を、照射領域６４の周りの色とは、異なる系統の色、具体的には、色相環を基準として角度が６０°以上離れた色とすることが好ましく、補色の関係とすることがより好ましい。このように、互いの色相を一定以上異なる色にすることで、照射領域６４の位置をより特定しやすくすることができる。
【００５５】
例えば、照射領域６０の周りの色が紫で、第１発光部３６ａから射出する光の色が赤の場合、第２発光部３６ｂから緑を出力させ、送信光の色及び照射領域６４の色を黄色とすることが好ましい。ここで、赤と紫の色相の角度差は６０度であり、黄色と紫の色相の角度差は１５０度である。このように、紫の領域に黄色の光を照射させることで、紫の領域に赤い光を照射する場合よりも照射領域６４を容易に見つけることができる。
【００５６】
また、携帯電子機器１は、照射された照射領域６４の送信光６０の色と、照射領域６４の周りの色との色相が、色相環を基準として角度が６０°以内にある場合に送信光６０の色を変更することが好ましい。このように基準値を設けることで、必要以上、送信光６０を変更することを抑制することができる。また、送信光６０として初期値の光（可視光通信に必要な最小限の光）を用いることで、通信に使用する光をより少なくすることができる。これにより、消費エネルギーをより少なくすることができる。
【００５７】
また、送信光６０は、種々の方法で調整することができる。例えば、上記実施形態のように第２発光部３６ｅを用いる場合は、第２発光部３６ｅから照射させる光の色を調整すればよい。なお、この場合は、ＬＥＤ光源を複数備える場合は、使用する光源の種類、数を調整することで、送信光の色を種々の色にすることができる。また、さらに、第１発光部３６ａと第２発光部３６ｅの出力（光の強度）を調整することでも色相を変更することができる。なお、第１発光部３６ａから出力する光は、可視光通信に必要な最小限の出力以上の出力とする。
【００５８】
なお、第１発光部３６ａと第２発光部３６ｅとを用いる場合は、上述したように、第１発光部３６ａと第２発光部３６ｅとでＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の光を射出できるよう光源を組み合わせることが好ましい。つまり、第１発光部３６ａが、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のうち１色の光を照射する場合は、第２発光部３６ｅは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のうち第１発光部３６ａによって射出された光の色を除く残りの２色の光を照射可能とすることが好ましい。なお、第１発光部は、Ｒ（赤）の光を用いることが好ましい。つまり、可視光通信には、Ｒ（赤）の光を用いることが好ましい。
【００５９】
また、第２発光部３６ｅを用いることに限定されず、第１発光部３６ａの出力のみを調整して送信光６０の色を変更するようにしてもよい。例えば、第１発光部３６ａを異なる２つの色（波長域）で可視光通信ができる構成とし、照射領域６４の周りの色に応じて、第１発光部３６ａから出力させる光の色を制御（変更）して、可視光通信に用いる光の色を切り替えるようにしてもよい。
【００６０】
また、携帯電子機器１は、ステップＳ１４の色解析では、色情報として、検出対象となる領域から取得した色データを平均化した色情報を取得することが好ましい。つまり、照射領域６４の色を平均化した色、または、照射領域６４の周りの領域の色を平均化した色を夫々の領域の色とすることが好ましい。これにより、より正確に照射された送信光６０の色を把握することができ、送信光６０の照射領域６２と照射領域６４の周りの領域との間に適切にコントラストを発生させることができる。
【００６１】
また、携帯電子機器１は、ステップＳ１４でカメラ４０により撮影する領域６２は、照射領域６４の大きさによって調整することが好ましい。なお、カメラ４０は、照射領域６４とその周囲の一定領域の画像を取得できればよい。このように、撮影する領域６２を調整し、より小さくすることで、処理の負荷を少なくすることができる。
【００６２】
また、携帯電子機器１は、カメラ４０により画像を撮影することで、照射された状態の光とその周辺色との差を検出することができる。これにより、照射された光とその周辺色とのコントラストを適切に発生させることができる。また、携帯電子機器１は、送信光６０を照射させた状態で色情報を取得し、照射領域６４の色と、照射領域６４の周りの領域の色とに基づいて、送信光６０の色を設定することが好ましい。つまり、送信光６０を照射させた状態の照射領域６４の色と、照射領域６４の周りの領域の色とが一定以上の色となるように、送信光を設定することが好ましい。これにより、見た目の色でのコントラストを適切に発生させることができ、照射領域６４の位置をより的確に把握することができる。
【００６３】
また、携帯電子機器１は、第１発光部３６ａから射出される光と第２発光部３６ｅから射出される光との光量の総和を一定に維持することが好ましい。このように、送信光の色に係らず、光量の総和を一定にすることで、つまり、必要以上に光量の大きな光を照射しないように調整することで、消費する電力を一定にすることができる。
【００６４】
また、上記実施形態では、カメラ４０により撮影して画像を取得することで、照射領域６４及び照射領域６４の周辺の色を判定したが、本発明はこれに限定されない。携帯電子機器１は、照射領域６４及び照射領域６４の周辺の色を判定することができる種々の手段を用いることができる。例えば、色センサ（ＲＧＢの色センサ）を用いて、色を判定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上のように、本発明に係る可視光通信装置は、情報の送受信に用いることに有用であり、特に近距離から中距離通信を行う通信装置として用いることに適している。
【符号の説明】
【００６６】
１ 携帯電子機器
１Ｃ 筐体
２ ディスプレイ
１３ 操作部
１３Ａ 操作キー
１３Ｂ 方向及び決定キー
２２ 処理部
２２ａ 通信処理部
２２ｂ 発光処理部
２２ｃ 色情報解析部
２４ 記憶部
３０ 音声処理部
３２ 表示部
３６ 可視光通信部
３６ａ 第１発光部
３６ｂ 変調部
３６ｃ 受光素子
３６ｄ 受光部
３６ｅ 第２発光部
４０ カメラ
４２ 出力窓
１００ 可視光通信装置
１０４ 出力窓
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光を変調して照射して通信を行う可視光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
端末と端末との間で無線通信を行う方法としては、赤外線通信や、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）用いた通信、Bluetoothを用いる通信等がある。しかしながら、これらの通信方法は、目視で確認できない出力（電波、光）を用いるため、通信に用いる出力がどこまで到達しているかを把握することができない。これに対して、特許文献１には、可視光を用いて情報通信を行う可視光通信装置であって、可視光を発光する発光手段と、発光手段により発光する前記可視光の発光状態を通信状態に応じて制御する発光制御手段と、を有することを可視光通信装置が記載されている。
【０００３】
また、光を照射する携帯機器としては、特許文献２には、所定の形状パターンを含む画像を投射面に投射してその画像の投射像を生成する投射手段と、撮影した被写体の撮像画像を取得する撮像手段と、撮像手段により撮影して取得された投射像の撮像画像中に含まれている所定の形状パターンに基づいて、投射像の色合いを調節する色合い調節手段とを備えるプロジェクタ装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８０８２６号公報
【特許文献２】特開２００６−９３８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されているように、通信に可視光を用いることで、通信を行う光がどこに照射されているかを把握しながら、通信を行うことができる。ここで、可視光通信では、可視光を用いおり、光の照射位置が目視できる、また、関係ない領域に光を照射しないようにするため、通信用の光として、指向性の高い光を用い、光の照射領域を小さくしている。そのため、光の照射位置が把握できない場合は、通信用の光を通信相手の受信部に入射させることが困難である。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、通信用の光を通信相手の受信部により簡単に入射させることができ、操作をより簡単にすることができる可視光通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、情報伝送に用いられる可視光を照射する可視光通信手段と、前記可視光により照射される照射領域の周辺領域の色を判定する判定手段と、前記判定手段により判定した周辺領域の色に基づいて、前記可視光通信手段から照射された可視光による照射領域の色が、当該周辺領域の色とは一定以上異なる色になるように前記可視光通信手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記判定手段は、前記周辺領域を含む領域を撮像する撮像手段を有し、前記制御部は、前記撮像手段によって撮像した領域から取得した色データを平均化した色情報を、前記周辺領域の色として取得することが好ましい。
【０００９】
また、前記制御手段は、前記可視光による照射領域の面積に応じて、前記撮像手段によって撮像される周辺領域の面積を調整することが好ましい。
【００１０】
また、前記可視光通信手段は、前記情報伝達に用いられる可視光となる第１光を射出する第１発光部を有し、前記制御手段は、前記第１発光部によって射出させる前記第１光の色を、前記周辺領域の色とは一定以上異なる色に変化させることが好ましい。
【００１１】
また、前記可視光は、前記情報伝達に用いられる第１光と、前記情報伝送に用いられない第２光と、を含み、前記可視光通信手段は、前記第１光を射出する第１発光部と、前記第２光を前記第１光の照射領域に照射する第２発光部とを有し、前記制御手段は、前記判定手段によって判定した周辺領域の色情報に基づいて、前記第２光の色を変化させるよう前記第２発光部を制御することが好ましい。
【００１２】
また、前記第２光は、前記第１光とは異なる波長帯域の光であることが好ましい。
【００１３】
また、前記第１光及び前記第２光は、赤色、緑色、青色のいずれかの光であり、前記制御手段は、前記第２発光手段によって、前記第１光とは異なる色の光である前記第２光を照射させることが好ましい。
【００１４】
また、前記制御手段は、前記第１光と前記第２光との光量の総和を一定に維持することが好ましい。
【００１５】
また、特定の波長帯域の光のみを受光する受光手段をさらに備え、前記制御手段は、前記受光手段が受光した前記特定の波長帯域の光を復調して情報を検出することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる可視光通信装置は、通信用の光を通信相手の受信部により簡単に入射させることができ、操作をより簡単にすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施形態に係る携帯電子機器の一実施形態の概略構成を示す正面図である。
【図２】図２は、図１に示す携帯電子機器の側面図である。
【図３】図３は、図１、図２に示す携帯電子機器の機能の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、携帯電子機器の動作を説明するためのフロー図である。
【図５−１】図５−１は、携帯電子機器の動作を説明するための説明図である。
【図５−２】図５−２は、携帯電子機器の動作を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。以下においては、可視光通信装置の一例として可視光通信機能を備える携帯電子機器、具体的には、携帯電話機を取り上げるが、本発明の適用対象は携帯電話機に限定されるものではない。本発明の可視光通信装置は、例えば、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、ＰＤＡ、ポータブルナビゲーション装置、ノートパソコン、ゲーム機等に対しても適用できる。つまり、可視光通信機能を備える種々の携帯電子機器に適用できる。また、携帯電子機器に限定されず、可視光通信機能を備える種々の固定型の電子機器に用いることもできる。
【００１９】
図１は、実施形態に係る携帯電子機器の一実施形態の概略構成を示す正面図であり、図２は、図１に示す携帯電子機器の側面図である。図１、図２に示す携帯電子機器１は、無線通信機能と、出力手段と、音声取得手段と、可視光通信手段と、撮像手段とを有する携帯電話機である。携帯電子機器１は、筐体１Ｃが複数の筐体で構成される。具体的には、筐体１Ｃは、第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとで開閉可能に構成される。すなわち、携帯電子機器１は、折り畳み式の筐体を有する。なお、携帯電子機器１の筐体は、このような構造に限定されるものではない。例えば、携帯電子機器１の筐体は、両方の筐体を重ね合わせた状態から一方の筐体と他方の筐体とを互いにスライドできるようにしたスライド式の筐体であってもよいし、重ね合わせ方向に沿う軸線を中心に、一方の筐体を回転させるようにした回転式や、２軸ヒンジを介して両方の筐体を連結したものでもよい。
【００２０】
第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとは、連結部であるヒンジ機構８で連結されている。ヒンジ機構８で第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとを連結することにより、第１筐体１ＣＡ及び第２筐体１ＣＢは、ヒンジ機構８を中心として、図２の矢印Ｒで示す方向に相対的に回動できる。第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとは、ヒンジ機構８を中心として、図２中実線で示す位置から、図２中点線で示す位置、折り畳まれた状態となる位置まで移動することができる。
【００２１】
第１筐体１ＣＡには、表示部として、図１に示すディスプレイ２が設けられる。ディスプレイ２は、携帯電子機器１が受信を待機している状態のときに待ち受け画像を表示したり、携帯電子機器１の操作を補助するために用いられるメニュー画像を表示したりする。また、第１筐体１ＣＡには、携帯電子機器１の通話時に音声を出力する出力手段であるレシーバ１６が設けられる。
【００２２】
第１筐体１ＣＡのヒンジ機構８とは反対側の端部で、かつ、ディスプレイ２が配置されている面とは反対側の面には、可視光通信部３６により照射（出力）される可視光を通過させる出力窓４２と、出力窓４２から射出された光が到達する（光が照射される領域）を含む画像を撮影（取得）するカメラ４０とが設けられている。なお、カメラ４０の撮影窓は、第１筐体１ＣＡの外部に露出している。
【００２３】
第２筐体１ＣＢには、通話相手の電話番号や、メール作成時等に文字を入力するための操作キー１３Ａが複数設けられ、また、ディスプレイ２に表示されるメニューの選択及び決定や画面のスクロール等を容易に実行するための方向及び決定キー１３Ｂが設けられる。操作キー１３Ａ及び方向及び決定キー１３Ｂは、携帯電子機器１の操作部１３を構成する。また、第２筐体１ＣＢには、携帯電子機器１の通話時に音声を受け取る音声取得手段であるマイク１５が設けられる。操作部１３は、図２に示す、第２筐体１ＣＢの操作面１ＰＣに設けられる。操作面１ＰＣとは反対側の面が、携帯電子機器１の背面１ＰＢである。
【００２４】
第２筐体１ＣＢの内部には、アンテナが設けられている。アンテナは、無線通信に用いる送受信アンテナであり、携帯電子機器１と基地局との間で通話や電子メール等に係る電波（電磁波）の送受信に用いられる。また、第２筐体１ＣＢには、マイク１５が設けられる。マイク１５は、図２に示す、携帯電子機器１の操作面１ＰＣ側に配置される。
【００２５】
図３は、図１、図２に示す携帯電子機器の機能の概略構成を示すブロック図である。図３に示すように、携帯電子機器１は、処理部２２と、記憶部２４と、送受信部２６と、操作部１３と、音声処理部３０と、表示部３２と、可視光通信部３６と、カメラ４０と、を有する。
【００２６】
処理部２２は、携帯電子機器１の全体的な動作を統括的に制御する機能を有する。すなわち、処理部２２は、携帯電子機器１の各種の処理が、操作部１３の操作や携帯電子機器１の記憶部２４に記憶されるソフトウェアに応じて適切な手順で実行されるように、送受信部２６や、音声処理部３０や、表示部３２等の動作を制御する。
【００２７】
処理部２２は、記憶部２４に記憶されているプログラム（例えば、オペレーティングシステムプログラム、アプリケーションプログラム等）に基づいて処理を実行する。処理部２２は、例えば、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ：Micro Processing Unit）で構成され、前記ソフトウェアで指示された手順にしたがって上述した携帯電子機器１の各種の処理を実行する。すなわち、処理部２２は、記憶部２４に記憶されるオペレーティングシステムプログラムやアプリケーションプログラム等から命令コードを順次読み込んで処理を実行する。
【００２８】
本実施形態において、処理部２２は、可視光通信を制御する通信処理部２２ａ、出力窓４２から出力させる光を制御する発光処理部２２ｂ、色情報解析部２２ｃを有する。通信処理部２２ａ、発光処理部２２ｂ、色情報解析部２２ｃがそれぞれ有する機能は、処理部２２及び記憶部２４で構成されるハードウェア資源が、処理部２２の制御部が割り当てるタスクを実行することにより実現される。ここで、タスクとは、アプリケーションソフトウェアが行っている処理全体、又は同じアプリケーションソフトウェアが行っている処理のうち、同時に実行できない処理単位である。
【００２９】
通信処理部２２ａは、可視光通信部３６による通信動作を制御する。具体的には、通信処理部２２ａは、可視光通信部３６の起動、停止、通信開始、通信終了等の動作の制御、出力する情報の生成処理、また、受信した情報の処理等を行う。発光処理部２２ｂは、可視光通信部３６の第１発光部３６ａ及び／または第２発光部３６ｅから出力させる光の強度や、波長を制御する。なお、発光処理部２２ｂは、可視光通信部３６による可視光通信に必須となる波長を固定し、その他の出力条件を調整する。また、発光処理部２２ｂは第１発光部３６ａから出力される光の強度や波長に基づいて、第２発光部３６ｅから出力される光の波長や強度を決定する。色情報解析部２２ｃは、カメラ４０で取得した情報に基づいて、測定対象の領域を特定し、特定した測定対象の領域の色情報を取得する。なお、各部の動作は、後ほど携帯電子機器１の動作とともに説明する。
【００３０】
記憶部２４には、処理部２２での処理に利用されるソフトウェアやデータが記憶されており、可視光通信部３６の駆動を制御するアプリケーションプログラムを作動させるタスクや、各種プログラムを作動させるタスクが記憶されている。また、記憶部２４には、これらのタスク以外にも、例えば、通信、ダウンロードされた音声データ、あるいは記憶部２４に対する制御に処理部２２が用いるソフトウェア、通信相手の電話番号やメールアドレス等が記述されて管理するアドレス帳、発信音や着信音等の音声ファイル、ソフトウェアの処理過程で用いられる一時的なデータ等が記憶されている。
【００３１】
送受信部２６は、アンテナ２６ａを有し、基地局によって割り当てられるチャネルを介し、基地局との間でＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式などによる無線信号回線を確立し、基地局との間で電話通信及び情報通信を行う。操作部１３は、例えば、電源キー、通話キー、数字キー、文字キー、方向キー、決定キー、発信キー等、各種の機能が割り当てられた操作キー１３Ａと、方向及び決定キー１３Ｂとで構成される。そして、これらのキーがユーザの操作により入力されると、その操作内容に対応する信号を発生させる。発生した信号は、ユーザの指示として処理部２２へ入力される。
【００３２】
音声処理部３０は、マイク１５に入力される音声信号やレシーバ１６やスピーカ１７から出力される音声信号の処理を実行する。
【００３３】
表示部３２は、上述したディスプレイ２を有しており、処理部２２から供給される映像データに応じた映像や画像データに応じた画像を表示パネルに表示させる。ディスプレイ２は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ、Liquid Crystal Display）や、有機ＥＬ（Organic Electro−Luminescence）パネルなどで構成された表示パネルで構成される。なお、表示部３２は、ディスプレイ２に加え、サブディスプレイを有していてもよい。
【００３４】
可視光通信部３６は、第１発光部３６ａと、変調部３６ｂと、受光素子３６ｃと、受光部（受信部）３６ｄと、第２発光部３６ｅと、を有する。第１発光部３６ａは、可視光のレーザー光を照射する発光機構である。ここで、可視光領域の光とは、短波長側が３６０ｎｍから４００ｎｍ、長波長側が７６０ｎｍから８３０ｎｍの光である。なお、第１発光部３６ａとしては、一定波長幅の光を射出する発光機構、例えば発光ダイオード、レーザーダイオード等を用いることができる。また、第１発光部３６ａが、発光する光の色（波長帯）は、特に限定されず、例えば、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）のうちいずれかの光を照射すればよい。
【００３５】
変調部３６ｂは、通信処理部２２ａにおいて生成された情報に応じて、第１発光部３６ａから射出される光を変調する。変調部３６ｂは、第１発光部３６ａから変調した光を射出させる。
【００３６】
受光素子３６ｃは、出力窓４２に照射される光を検出する素子である。受光素子３６ｃは、検出結果を受光部３６ｄに送る。受光部３６ｄは、受光素子３６ｃの検出結果から、可視光通信として送信された光の成分を抽出し、他の機器から可視光通信で送信された情報を受信する。なお、受光部３６ｄまたは、受光素子３６ｃは、可視光通信に用いる波長帯以外の波長は、フィルタ（例えばバンドパスフィルタ）により除去する。これにより、可視光通信に用いられる波長域の成分のみを検出することができる。
【００３７】
可視光通信部３６は、以上のようにして、変調部３６ｂにより第１発光部３６ａから射出される光を変調させることで、通信処理部２２ａにおいて生成された情報を付加した光を出力窓４２から照射する。つまり、可視光通信部３６は、可視光を変調させて照射することで情報を送信する。また、可視光通信部３６は、受光素子３６ｃと受光部３６ｄで、出力窓４２に照射された光のうち、可視光通信に用いられる波長の光を検出し、検出した光を復調することでその光に付加された情報を読み取ることで、可視光通信で送信された情報を受信する。
【００３８】
第２発光部３６ｅは、第１発光部３６ａと同様に、可視光領域の光を射出する発光機構である。第２発光部３６ｅは、発光処理部２２ｂから送信される、射出する光に関する情報に基づき、光を射出させる。なお、第２発光部３６ｅは、発光処理部２２ｂによる制御により、第１発光部３６ａから射出される光に対して一定以上のコントラストのある光を射出させることができる。第２発光部３６ｅによって射出された光は、可視光通信部３６から射出された光と合波し、合波した光が出力窓４２から照射される。なお、第２発光部３６ｅは、第１発光部３６ａが出力する光とは、異なる色（異なる波長域）の可視光を照射できれば、照射する光の波長に限定はない。なお、第２発光部３６ｅとしては、一定波長幅の光を射出する発光機構、例えば発光ダイオード、レーザーダイオード等を用いることができる。また、第２発光部３６ｅが、発光する光の色（波長帯）は、例えば、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）のうち、第１発光部３６ａから照射する色とは異なる色を照射すればよい。
【００３９】
カメラ４０は、上述したように出力窓４２の近くの同一面上に設けられ、照射領域を含む領域の画像を取得する撮像機構である。つまり、カメラ４０は、可視光通信部３６が出力窓４２から光を射出（照射）する方向の画像を取得する。また、カメラ４０は、可視光通信部３６により光が照射される領域よりも広い領域の画像を撮影する撮影機構である。すなわちカメラ４０は、可視光通信部３６から照射される光が到達する領域よりも広い領域の画像を撮影することができる。携帯電子機器１は、基本的に以上のような構成である。
【００４０】
次に、図４、図５−１及び図５−２を用いて携帯電子機器の可視光通信動作を説明する。ここで、図５は、携帯電子機器の動作を説明するためのフロー図である。また、図５−１及び図５−２は、それぞれ、携帯電子機器の動作を説明するための説明図である。また、図５−１及び図５−２は、携帯電子機器１が他の可視光通信装置１００と通信を行う場合の一例を示しており、色を特定するための色相環７０も示す。
【００４１】
まず、携帯電子機器１の処理部２２は、操作部１３に可視光通信を開始する指示が入力されると、通信処理部２２ａにより送出する情報を生成し、可視光通信部３６の変調部３６ｂで変調した光を射出できる準備を行う。つまり、可視光通信を開始可能な状態とする。なお、情報を変調した光の出力成分に変換する処理は、情報の通信を開始して行ってもよい。
【００４２】
次に、図４に示すように、携帯電子機器１の処理部２２は、ステップＳ１２としてカメラ４０を起動させ、ステップＳ１４として色情報解析部２２ｃにより色の取り込みを開始する。具体的には、図５−１に示すように、カメラ４０は、筐体１Ｃのカメラ４０及び出力窓４２が配置されている面に対面している領域のうち、カメラ４０の撮影領域６２の画像を取得する。なお、本実施形態では、対面した位置に他の可視光通信装置１００が配置されており、可視光通信装置１００の出力窓１０４が配置された面１０２のうち、撮影領域６２に含まれる領域１０６の画像を取得する。なお、この領域１０６には、携帯電子機器１の可視光通信部３６及びまたは発光手段３８から射出され、出力窓４２から外部に射出される送信光６０が照射（到達）する照射領域６４も含まれている。なお、図５−１では、送信光６０が照射された状態を示しているが、起動時のステップＳ１４では、送信光６０は、出力されていない。
【００４３】
ここで、処理部２２は、色情報解析部２２ｃにより、画像取得時の焦点距離情報や、取得した画像に基づいて解析を行うことで、画像における撮影領域６２に含まれる照射領域６４の位置、及び、その周りの位置を特定することができる。さらに、処理部２２は、特定した照射領域６４や、その周りの色情報を取得する。
【００４４】
処理部２２は、ステップＳ１４で色の取り込みを行ったら、ステップＳ１６として、送信光色の変更が必要かを判定する。つまり、処理部２２は、ステップＳ１４で取得した照射領域６４の色の情報及びその周りの色情報と、出力窓４２から照射される送信光６０の色とを比較する。また、処理部２２は、色の差が予め設定された範囲から外れている場合は、変更なしと判定し、予め設定された範囲以内である場合は変更が必要と判定する。
【００４５】
処理部２２は、ステップＳ１６で変更が必要あり（Ｙｅｓ）と判定したら、ステップＳ２０として、コントラストを考慮した送信光色を設定（変更）する。つまり、ステップＳ１６で、色の差が予め設定された範囲以内である場合は、送信光６０の色を、照射領域６４の色またはその周りの色との色の差（コントラスト）がより明確になるように送信光色を変更する。具体的には、処理部２２は、第２発光部３６ｅからも光を射出させ、出力窓４２から照射される光を、第１発光部３６ａから射出される光と第２発光部３６ｅから射出させた光とを合波した光とする。そのように、出力窓４２から射出される光を第１発光部３６ａ単体から射出される光の色と異ならせる。そのようにして、送信光６０の色を変更することができる。
【００４６】
処理部２２は、ステップＳ１６で変更が必要ない（Ｎｏ）と判定したら、ステップＳ２２として、送信光色にデフォルト色を使用する。つまり、処理部２２は、現在設定されている送信光６０の色をそのまま使用する。なお、本実施形態では、初期設定は、第２発光部３６ｅから光を射出させないで、可視光通信部３６の第１発光部３６ａのみから光を射出させる設定となっている。
【００４７】
処理部２２は、ステップＳ２０、または、ステップＳ２２で送信光６０の色を設定したら、ステップＳ２４として送信を開始する。つまり、処理部２２は、ステップＳ２０またはステップＳ２２で設定した色の光の照射を開始する。これにより、処理部２２は、情報の送信を開始する。なお、処理部２２は、ステップＳ２４の段階では、送信相手を特定するための情報を変調した光を可視光通信部３６から照射させている。
【００４８】
処理部２２は、ステップＳ２４で送信を開始したら、ステップＳ２６として、受光部１０４との通信は確立したかを判定する。ここで、処理部２２は、受信側の可視光通信装置１００から射出された、可視光通信部３６から出力された情報を受信した旨の通知を受信すると、通信を確立したと判定する。例えば、処理部２２は、受信側の可視光通信装置１００から照射された可視光を受光素子３６ｃ及び受光部３６ｄで受信し、その可視光に付加された情報から、通信を確立した情報を検出するようにすればよい。
【００４９】
処理部２２は、ステップＳ２６で通信を確立していない（Ｎｏ）と判定したら、つまり、通信を確定したことを示す情報を受信していない場合は、ステップＳ２８として、所定時間が経過したかを判定する。処理部２２は、ステップＳ２８で所定時間が経過していない（経過時間が所定時間未満である）と判定したら、ステップＳ２６に進む。これにより、処理部２２は、通信が確立されるか、所定時間が経過するまで、ステップＳ２６とステップＳ２８の処理を繰り返す。
【００５０】
また、処理部２２は、ステップＳ２８で所定時間が経過した（Ｙｅｓ）と判定したら、ステップＳ１４に進み、送信光色を設定する上記処理を繰り返す。
【００５１】
また、処理部２２は、ステップＳ２６で通信を確立した（Ｙｅｓ）と判定したら、本処理を終了する。なお、処理部２２は、送信光の色を設定する本処理は、終了するが、可視光通信は、情報の送信が終了するまで行う。なお、処理部２２は、本処理の終了時にカメラ４０による画像取得は終了してもよい。
【００５２】
例えば、図５−１に示すように、送信光６０の色と、領域１０６の、照射領域６４の色または既に送信光を照射している場合は照射領域６４の回りの色が色相環７０において、同一または類似する色（色相）７２となる場合がある。この場合も、携帯電子機器１は、送信光６０の色を設定することで、図５−２に示すように、送信光６０ａの色を、色（色相）７２とは色相が反対となる、つまり、補色となる色（色相）７４とすることができる。
【００５３】
これにより、携帯電子機器１は、照射領域６４に照射された送信光６０の色と、その周りの色とのコントラストの差を大きくすることができ（つまり一定以上異なる色とすることができ）、図５−２に示すように、送信光６０ａがどの位置に照射されているかを明確に把握することができる。つまり、携帯電子機器１は、可視光通信に用いる光の色と、受信側の受光部１０４（出力窓）が設けられている領域の色とが、同一色相（同系色）である場合も、送信光（送信光で照射する領域）と、照射領域６４の回りとの色の違いを明確にすることができ、照射領域６４の位置を簡単に特定することができる。
【００５４】
ここで、携帯電子機器１は、上記実施形態のように、送信光６０の色を、照射領域６４の周りの色とは、異なる系統の色、具体的には、色相環を基準として角度が６０°以上離れた色とすることが好ましく、補色の関係とすることがより好ましい。このように、互いの色相を一定以上異なる色にすることで、照射領域６４の位置をより特定しやすくすることができる。
【００５５】
例えば、照射領域６０の周りの色が紫で、第１発光部３６ａから射出する光の色が赤の場合、第２発光部３６ｂから緑を出力させ、送信光の色及び照射領域６４の色を黄色とすることが好ましい。ここで、赤と紫の色相の角度差は６０度であり、黄色と紫の色相の角度差は１５０度である。このように、紫の領域に黄色の光を照射させることで、紫の領域に赤い光を照射する場合よりも照射領域６４を容易に見つけることができる。
【００５６】
また、携帯電子機器１は、照射された照射領域６４の送信光６０の色と、照射領域６４の周りの色との色相が、色相環を基準として角度が６０°以内にある場合に送信光６０の色を変更することが好ましい。このように基準値を設けることで、必要以上、送信光６０を変更することを抑制することができる。また、送信光６０として初期値の光（可視光通信に必要な最小限の光）を用いることで、通信に使用する光をより少なくすることができる。これにより、消費エネルギーをより少なくすることができる。
【００５７】
また、送信光６０は、種々の方法で調整することができる。例えば、上記実施形態のように第２発光部３６ｅを用いる場合は、第２発光部３６ｅから照射させる光の色を調整すればよい。なお、この場合は、ＬＥＤ光源を複数備える場合は、使用する光源の種類、数を調整することで、送信光の色を種々の色にすることができる。また、さらに、第１発光部３６ａと第２発光部３６ｅの出力（光の強度）を調整することでも色相を変更することができる。なお、第１発光部３６ａから出力する光は、可視光通信に必要な最小限の出力以上の出力とする。
【００５８】
なお、第１発光部３６ａと第２発光部３６ｅとを用いる場合は、上述したように、第１発光部３６ａと第２発光部３６ｅとでＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の光を射出できるよう光源を組み合わせることが好ましい。つまり、第１発光部３６ａが、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のうち１色の光を照射する場合は、第２発光部３６ｅは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のうち第１発光部３６ａによって射出された光の色を除く残りの２色の光を照射可能とすることが好ましい。なお、第１発光部は、Ｒ（赤）の光を用いることが好ましい。つまり、可視光通信には、Ｒ（赤）の光を用いることが好ましい。
【００５９】
また、第２発光部３６ｅを用いることに限定されず、第１発光部３６ａの出力のみを調整して送信光６０の色を変更するようにしてもよい。例えば、第１発光部３６ａを異なる２つの色（波長域）で可視光通信ができる構成とし、照射領域６４の周りの色に応じて、第１発光部３６ａから出力させる光の色を制御（変更）して、可視光通信に用いる光の色を切り替えるようにしてもよい。
【００６０】
また、携帯電子機器１は、ステップＳ１４の色解析では、色情報として、検出対象となる領域から取得した色データを平均化した色情報を取得することが好ましい。つまり、照射領域６４の色を平均化した色、または、照射領域６４の周りの領域の色を平均化した色を夫々の領域の色とすることが好ましい。これにより、より正確に照射された送信光６０の色を把握することができ、送信光６０の照射領域６２と照射領域６４の周りの領域との間に適切にコントラストを発生させることができる。
【００６１】
また、携帯電子機器１は、ステップＳ１４でカメラ４０により撮影する領域６２は、照射領域６４の大きさによって調整することが好ましい。なお、カメラ４０は、照射領域６４とその周囲の一定領域の画像を取得できればよい。このように、撮影する領域６２を調整し、より小さくすることで、処理の負荷を少なくすることができる。
【００６２】
また、携帯電子機器１は、カメラ４０により画像を撮影することで、照射された状態の光とその周辺色との差を検出することができる。これにより、照射された光とその周辺色とのコントラストを適切に発生させることができる。また、携帯電子機器１は、送信光６０を照射させた状態で色情報を取得し、照射領域６４の色と、照射領域６４の周りの領域の色とに基づいて、送信光６０の色を設定することが好ましい。つまり、送信光６０を照射させた状態の照射領域６４の色と、照射領域６４の周りの領域の色とが一定以上の色となるように、送信光を設定することが好ましい。これにより、見た目の色でのコントラストを適切に発生させることができ、照射領域６４の位置をより的確に把握することができる。
【００６３】
また、携帯電子機器１は、第１発光部３６ａから射出される光と第２発光部３６ｅから射出される光との光量の総和を一定に維持することが好ましい。このように、送信光の色に係らず、光量の総和を一定にすることで、つまり、必要以上に光量の大きな光を照射しないように調整することで、消費する電力を一定にすることができる。
【００６４】
また、上記実施形態では、カメラ４０により撮影して画像を取得することで、照射領域６４及び照射領域６４の周辺の色を判定したが、本発明はこれに限定されない。携帯電子機器１は、照射領域６４及び照射領域６４の周辺の色を判定することができる種々の手段を用いることができる。例えば、色センサ（ＲＧＢの色センサ）を用いて、色を判定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上のように、本発明に係る可視光通信装置は、情報の送受信に用いることに有用であり、特に近距離から中距離通信を行う通信装置として用いることに適している。
【符号の説明】
【００６６】
１ 携帯電子機器
１Ｃ 筐体
２ ディスプレイ
１３ 操作部
１３Ａ 操作キー
１３Ｂ 方向及び決定キー
２２ 処理部
２２ａ 通信処理部
２２ｂ 発光処理部
２２ｃ 色情報解析部
２４ 記憶部
３０ 音声処理部
３２ 表示部
３６ 可視光通信部
３６ａ 第１発光部
３６ｂ 変調部
３６ｃ 受光素子
３６ｄ 受光部
３６ｅ 第２発光部
４０ カメラ
４２ 出力窓
１００ 可視光通信装置
１０４ 出力窓
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報伝送に用いられる可視光を照射する可視光通信手段と、
前記可視光により照射される照射領域の周辺領域の色を判定する判定手段と、
前記判定手段により判定した周辺領域の色に基づいて、前記可視光通信手段から照射された可視光による照射領域の色が、当該周辺領域の色とは一定以上異なる色になるように前記可視光通信手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする可視光通信装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記周辺領域を含む領域を撮像する撮像手段を有し、
前記制御部は、前記撮像手段によって撮像した領域から取得した色データを平均化した色情報を、前記周辺領域の色として取得することを特徴とする請求項１に記載の可視光通信装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記可視光による照射領域の面積に応じて、前記撮像手段によって撮像される周辺領域の面積を調整することを特徴とする請求項２に記載の可視光通信装置。
【請求項４】
前記可視光通信手段は、前記情報伝達に用いられる可視光となる第１光を射出する第１発光部を有し、
前記制御手段は、前記第１発光部によって射出させる前記第１光の色を、前記周辺領域の色とは一定以上異なる色に変化させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項５】
前記可視光は、前記情報伝達に用いられる第１光と、前記情報伝送に用いられない第２光と、を含み、
前記可視光通信手段は、前記第１光を射出する第１発光部と、前記第２光を前記第１光の照射領域に照射する第２発光部とを有し、
前記制御手段は、前記判定手段によって判定した周辺領域の色情報に基づいて、前記第２光の色を変化させるよう前記第２発光部を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項６】
前記第２光は、前記第１光とは異なる波長帯域の光であることを特徴とする請求項５に記載の可視光通信装置。
【請求項７】
前記第１光及び前記第２光は、赤色、緑色、青色のいずれかの光であり、
前記制御手段は、前記第２発光手段によって、前記第１光とは異なる色の光である前記第２光を照射させることを特徴とする請求項５又は６に記載の可視光通信装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第１光と前記第２光との光量の総和を一定に維持することを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の可視光通信装置。
【請求項９】
特定の波長帯域の光のみを受光する受光手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記受光手段が受光した前記特定の波長帯域の光を復調して情報を検出することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に可視光通信装置。
【請求項１】
情報伝送に用いられる可視光を照射する可視光通信手段と、
前記可視光により照射される照射領域の周辺領域の色を判定する判定手段と、
前記判定手段により判定した周辺領域の色に基づいて、前記可視光通信手段から照射された可視光による照射領域の色が、当該周辺領域の色とは一定以上異なる色になるように前記可視光通信手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする可視光通信装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記周辺領域を含む領域を撮像する撮像手段を有し、
前記制御部は、前記撮像手段によって撮像した領域から取得した色データを平均化した色情報を、前記周辺領域の色として取得することを特徴とする請求項１に記載の可視光通信装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記可視光による照射領域の面積に応じて、前記撮像手段によって撮像される周辺領域の面積を調整することを特徴とする請求項２に記載の可視光通信装置。
【請求項４】
前記可視光通信手段は、前記情報伝達に用いられる可視光となる第１光を射出する第１発光部を有し、
前記制御手段は、前記第１発光部によって射出させる前記第１光の色を、前記周辺領域の色とは一定以上異なる色に変化させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項５】
前記可視光は、前記情報伝達に用いられる第１光と、前記情報伝送に用いられない第２光と、を含み、
前記可視光通信手段は、前記第１光を射出する第１発光部と、前記第２光を前記第１光の照射領域に照射する第２発光部とを有し、
前記制御手段は、前記判定手段によって判定した周辺領域の色情報に基づいて、前記第２光の色を変化させるよう前記第２発光部を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項６】
前記第２光は、前記第１光とは異なる波長帯域の光であることを特徴とする請求項５に記載の可視光通信装置。
【請求項７】
前記第１光及び前記第２光は、赤色、緑色、青色のいずれかの光であり、
前記制御手段は、前記第２発光手段によって、前記第１光とは異なる色の光である前記第２光を照射させることを特徴とする請求項５又は６に記載の可視光通信装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第１光と前記第２光との光量の総和を一定に維持することを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の可視光通信装置。
【請求項９】
特定の波長帯域の光のみを受光する受光手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記受光手段が受光した前記特定の波長帯域の光を復調して情報を検出することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に可視光通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５−１】
【図５−２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５−１】
【図５−２】
【公開番号】特開２０１１−１９９５３３（Ｐ２０１１−１９９５３３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６３３６０（Ｐ２０１０−６３３６０）
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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