(57)【要約】【課題】可視光通信の通信相手を発見して追尾しながら光軸調整を確実に行なうことができる可視光通信装置を提供することにある。【解決手段】可視光通信システムの通信相手である送信機３から送信される可視光１１０を受信する受信機１０からなる可視光通信装置において、イメージセンサ１２から送信機３を含む画像信号を処理する画像認識部１３の画像認識結果に基づいて、受光体１４の光軸調整を行う光軸調整部１５を備えた可視光通信装置である。【選択図】      図１
2010151448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指定方向からの光を受光して画像信号に変換するイメージセンサと、
前記イメージセンサから出力される画像信号に基づいて、送信情報を変調した可視光を送信する送信機を認識する画像認識手段と、
前記送信機から送信される可視光を受光する受光体と、
前記画像認識手段から出力される画像認識結果に基づいて、前記送信機から送信される可視光を受光するように前記受光体の光軸調整を行なう光軸調整手段と、
前記受光体により受光された可視光から前記送信情報を復調する受信処理手段と
を具備したことを特徴とする可視光通信装置。
【請求項２】
車両に搭載された可視光通信装置であって、
前記イメージセンサは、前記車両の進行方向から入射する光を受光して画像信号に変換し、
前記受光体は、前記車両の進行方向の指定位置に設置された前記送信機から送信される可視光を受光するように構成されてい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】
前記受信処理手段により復調された送信情報を表示する表示手段を更に有することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項４】
前記イメージセンサの前段に配置されて、前記イメージセンサに入光する光を集光調整するレンズと、
前記レンズの光学的特性に基づいて、前記光軸調整手段による光軸調整の補正を行なうための補正データを出力する補正手段と
を更に有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項５】
前記イメージセンサは、第１及び第２のイメージセンサを有するステレオ配置構成であり、
前記第１及び第２のイメージセンサのそれぞれの前段に配置されて、前記第１及び第２のイメージセンサに入光する光を集光調整する第１及び第２のレンズを有し、
前記画像認識手段は、前記第１及び第２のイメージセンサから出力される各画像信号を使用してステレオマッチング画像処理を実行する手段を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項６】
前記光軸調整手段は、
前記送信機から送信される可視光を集光調整する集光調整手段と、
前記集光調整手段により集光された前記可視光を前記受光体の方向に入射させるための角度調整を行なう角度調整手段と
を含む構成であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項７】
前記角度調整手段は、前記集光調整手段により集光された前記可視光を反射して、前記受光体の方向に入射させるための角度調整を行なうミラー角度調整器から構成されていることを特徴とする請求項６に記載の可視光通信装置。
【請求項８】
外部から印加される外乱を検知する外乱検知手段を有し、
前記光軸調整手段は、前記外乱検知手段から出力される外乱信号を前記光軸調整の補正データとして使用することを特徴とする請求項１から請求項３あるいは請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項９】
前記送信機を検知できず可視光通信が機能不全の場合に、前記送信機の位置を予測するための送信機位置予測手段を更に有し、
前記光軸調整手段は、前記送信機位置予測手段から出力される送信機位置予測情報を使用して前記受光体の光軸調整を実行する構成であ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１０】
前記車両の位置を検知する位置検知手段と、
前記車両の姿勢を検知する姿勢検知手段と、
送信機の位置を指定した送信機位置情報を格納するデータベースとを有し、
前記送信機位置予測手段は、前記位置検知手段、前記姿勢検知手段、及び前記データベースからの各情報を使用して前記送信機の位置を予測するように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の可視光通信装置。
【請求項１１】
前記光軸調整手段は、
前記送信機が検知可能で可視光通信が機能不全の場合に、
前記画像認識手段から出力される画像認識結果に基づいて、前記受光体の光軸を前記車両の進行方向の遠方に調整する遠方制御または当該進行方向に対して前記光軸を水平方向にスキャンするスキャン制御のいずれかを実行するように構成されていることを特徴とする請求項２、請求項９、請求項１０のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項１２】
前記光軸調整手段は、
前記送信機から送信される可視光を分配する分配手段と、
前記分配手段により分配された可視光をそれぞれ受光する複数の受光手段と、
前記各受光手段の出力信号レベルから前記光軸の変化を検出する演算手段と、
前記演算手段の演算結果に基づいて前記受光体に入射させる可視光の角度を調整する角度調整手段と
を含む構成であることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項１３】
送信機から送信される可視光を受光する受光体及び前記受光体により受光された可視光から送信情報を復調する受信処理手段を有する可視光通信装置に適用する光軸調整方法であって、
前記送信機の位置を認識するための画像認識処理と、
前記画像認識処理により得られた画像認識結果に基づいて、前記送信機から送信される可視光を受光するように前記受光体の光軸調整を行なう光軸調整処理と
を有することを特徴とする光軸調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光通信システムを構築し、特に列車、電車、自動車などの車両に搭載する可視光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば自動車や電車等の車両と、当該車両が走行する道路や線路などの路側との間で可視光を利用した可視光通信システムの開発が推進されている。この可視光通信システムでは、車両に搭載された受信機（車載機）は、車両が移動している状態で路側の通信相手（送信機）を発見して追尾しながら通信する。このため、受信機は、送信機からの可視光を受光体で受光することにより受信処理を行なうため、受光体の光軸調整機能が必要となる。
【０００３】
従来では、イメージセンサとフォトダイオードを併用し、イメージセンサで広範囲から発光源を見つけて、発光源を向くようにフォトダイオードの光軸を調整して通信する可視光トラッキング通信システムが提案されている（例えば、非特許文献１を参照）。また、複数個の受光素子を配列して、受光した時の各受光素子の出力差から光軸の角度ずれ量を検出して補正する双方向光空間伝送装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【非特許文献１】IEEE. ICACT 2008. 10th International Conference on .VOL1, Feb. 2008, pp. 673-678：A New Tracking Method using Image Sensor and Photo Diode for Visible Light Road-to-Vehicle Communication
【特許文献１】特開２００１−１１１４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実際の車両は、移動に伴って発生する振動や周囲状況の影響を受けて、受信機の受光体の光軸を調整することは困難である。受光体の光軸がずれる又は外れると、送信機からの可視光を確実に受光できない状態となるため、通信状態が劣化し、最悪の場合には通信不能の状態となる。前述の先行技術文献に開示されている光軸調整方法を単に適用しただけでは、車両の移動に伴って送信機を発見して追尾しながら光軸調整を確実に行なうことは困難である。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、可視光通信の通信相手を発見して追尾しながら光軸調整を確実に行なうことができる可視光通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の観点は、可視光通信の通信相手である送信機を画像認識機能を利用して検知し、この画像認識結果に基づいて受光体の光軸調整を行う可視光通信装置である。
【０００７】
本発明の観点に従った可視光通信装置は、指定方向からの光を受光して画像信号に変換するイメージセンサと、前記イメージセンサから出力される画像信号に基づいて、送信情報を変調した可視光を送信する送信機を認識する画像認識手段と、前記送信機から送信される可視光を受光する受光体と、前記画像認識手段から出力される画像認識結果に基づいて、前記送信機から送信される可視光を受光するように前記受光体の光軸調整を行なう光軸調整手段と、前記受光体により受光された可視光から前記送信情報を復調する受信処理手段とを備えた構成である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、可視光通信の通信相手を発見して追尾しながら光軸調整を確実に行なうことができる可視光通信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１０】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に関する可視光通信システムの要部を説明するためのブロック図である。
【００１１】
本実施形態の可視光通信システムは大別して、自動車などの車両１に車載機として搭載された受信機１０と、道路などの路側に設置された送信機３，４とから構成されている。送信機３，４はそれぞれ、路側の別の位置に設けられており、通信装置２，５から出力される変調された送信情報を可視光１１０で送信する。送信機３，４は、具体的には可視光１１０を出力できる信号機、発光標識、街灯などから構成されている。
【００１２】
受信機１０は、車両１の進行方向の風景を反射した光（以下、風景と表記する場合がある）１００を集光するレンズ１１と、イメージセンサ１２と、画像認識部１３と、受光体１４と、光軸調整部１５と、受信処理部１６と、表示部１７とを有する。なお、表示部１７は音声出力部であってもよい。
【００１３】
イメージセンサ１２は、レンズ１１で捉えた風景１００から、送信機３の画像などを含む画像信号を画像認識部１３に出力する。画像認識部１３は、イメージセンサ１２から出力される画像信号に対する画像認識処理を実行し、通信相手である送信機３の形状や大きさのパターンを認識し、かつその位置を特定する位置情報（Ｘ−Ｙ座標情報）を含む画像認識結果１３０を出力する。
【００１４】
受光体１４は、通信相手である送信機３から送信される可視光１１０を受光し、電気信号に変換して受信処理部１６に出力する。光軸調整部１５は、画像認識部１３から出力される画像認識結果１３０を使用し、受光体１４の通信相手である送信機３から送信される可視光１１０を受光するように光軸を調整する。受信処理部１６は、受光体１４からの出力信号から可視光１１０に含まれる送信情報を復調する。表示部１７は、受信処理部１６により復調された送信情報を画面上に表示する。
【００１５】
（受信機の動作）
以下、図２のフローチャートを参照して、本実施形態の受信機１０の動作を説明する。
【００１６】
本実施形態では、車両１が道路を走行中に、車載機である受信機１０は、路側の指定の位置に設置された送信機３からの可視光１１０を受光することにより、送信機３から送信される送信情報を受信する。
【００１７】
画像認識部１３は、イメージセンサ１２から出力される画像信号に対する画像認識処理を実行する（ステップＳ１，Ｓ２）。イメージセンサ１２はレンズ１１で捉えた風景１００から、車両１の進行方向の風景に含まれる送信機３の画像を含む画像信号を出力する。画像認識部１３は、画像認識処理により送信機３の形状や大きさを示すパターン情報及びその位置を特定する位置情報（Ｘ−Ｙ座標情報）を生成する。
【００１８】
イメージセンサ１２は、図１に示すように、車両１の進行方向の風景に含まれる送信機４に対応する画像信号も出力する。画像認識部１３は、予め設定されている指定の送信機３の参照パターン情報及び位置情報に基づいて送信機３の画像を認識する。従って、画像認識部１３は、それ以外の送信機４の画像を認識対象から除外し、画像認識結果１３０を出力しない。即ち、画像認識部１３は、車両１の進行方向の風景に含まれる画像が送信機４の場合には、その画像認識結果１３０を光軸調整部１５に出力しないで送信機３の画像認識結果１３０のみを出力する。なお、認識すべき送信機３の位置が特定できない場合（ステップＳ３のＮＯ）は再度、ステップＳ１に戻って処理を行う。光軸調整部１５は、画像認識部１３から画像認識結果１３０を調整情報として光軸調整動作を実行するため、それが出力されない場合には光軸調整動作を実行しない。
【００１９】
画像認識部１３は、指定の送信機３を認識すると、その位置情報（Ｘ−Ｙ座標情報）を含む画像認識結果１３０を出力する（ステップＳ４）。光軸調整部１５は、画像認識結果１３０に含まれる位置情報を使用して、送信機３から送信される可視光１１０を受光するように受光体１４の光軸を調整する（ステップＳ５）。受信処理部１６は、受光体１４からの出力信号から可視光１１０に含まれる送信情報を復調する（ステップＳ６）。表示部１７は、受信処理部１６により復調された送信情報を画面上に表示する。表示内容として、例えば通信装置２からのカメラ画像や交通規制などを示す画像のほかに、メッセージ情報などである。
【００２０】
以上のように本実施形態の受信機１０であれば、画像認識処理を利用して、通信相手である送信機３を特定し、送信機３から送信される可視光１１０を受光するように受光体１４の光軸を調整することができる。この場合、指定の送信機３以外の送信機４が車両１の進行方向の風景に含まれている場合でも、画像認識処理による送信機のパターンや指定の送信機３を特定するための位置情報に基づいて、送信機４に対する光軸の調整を実行しない。従って、受光体１４の光軸を、指定の送信機３から送信される可視光１１０を受光するように確実に調整することができる。
【００２１】
このような構成により、車両１が走行中に振動や周囲状況の影響を受けても、指定の送信機３を発見して追尾しながら光軸調整を確実に行なうことが可能となる。従って、指定の送信機３からの可視光１１０を確実に受光し、安定した可視光通信を実現することができる。
【００２２】
なお、受信機１０は、受信処理部１６の機能により、受光体１４が指定の送信機３以外の送信機４からの可視光を受光しても通信不可の状態となり、送信機４から送信された送信情報を受信しない。
【００２３】
［第２の実施形態］
図３は、第２の実施形態に関する可視光通信システムの要部を説明するためのブロック図である。
【００２４】
本実施形態の受信機１０は、光学制御部１８と、レンズデータ記憶部１９と、レンズ特性補正部２０とを有する。なお、他の構成及び動作については、図１に示す第１の実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００２５】
本実施形態では、レンズ特性補正部２０は、イメージセンサ１２の前段に配置された集光用のレンズ１１の光学的特性（歪曲収差、画角、フォーカスなど）に基づいて、光軸調整部１５の光軸調整の補正を行なうための補正データ１４０を算出する。
【００２６】
レンズ特性補正部２０は、レンズデータ記憶部１９からレンズ１１固有の歪曲収差などの光学的特性データを入力する。また、レンズ特性補正部２０は、レンズ１１の光学的制御を行なう光学制御部１８から画角やフォーカス距離などの制御データを入力する。これらの入力データに基づいて、レンズ特性補正部２０は、レンズ１１の光学的特性によるイメージセンサ１２の画像信号の歪みを算出して、光軸調整部１５の光軸調整の補正を行なうための補正データ１４０を生成する。
【００２７】
本実施形態の構成により、光軸調整部１５は、画像認識部１３からの画像認識結果１３０に基づいて受光体１４の光軸を調整すると共に、レンズ特性補正部２０からの補正データ１４０に基づいて光軸調整の補正を実行することができる。この光軸調整の補正は、レンズ１１の光学的特性を要因とするイメージセンサ１２の画像信号の歪みを補償するための処理である。従って、結果として、画像認識部１３により検出される送信機３の位置の精度を向上し、指定の送信機３からの可視光１１０を確実に受光することができる。
【００２８】
［第３の実施形態］
図４は、第３の実施形態に関する可視光通信システムの要部を説明するためのブロック図である。
【００２９】
本実施形態の受信機１０は、単一のイメージセンサ１２ではなく、ステレオ配置された第１のイメージセンサ１２ａと第２のイメージセンサ１２ｂとを有する構成である。さらに、受信機１０は、第１及び第２のイメージセンサ１２ａ，１２ｂのそれぞれの前段に、集光用のレンズ１１ａ，１１ｂを有する構成である。なお、他の構成及び動作については、図１に示す第１の実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００３０】
本実施形態の画像認識部１３は、ステレオ配置構成の第１及び第２のイメージセンサ１２ａ，１２ｂから広範囲の視野１００，１２０に対応する各画像信号を入力し、ステレオマッチング画像処理を実行する。即ち、画像認識部１３は、指定の送信機３までの距離を含む位置情報を生成し、パターン認識結果と共に画像認識結果１３０として光軸調整部１５に出力する。
【００３１】
このような構成により、光軸調整部１５は、画像認識部１３から指定の送信機３までの距離を含む位置情報を取得することにより、高精度に特定された送信機３の位置に応じて受光体１４の光軸を調整することができる。
【００３２】
［第４の実施形態］
図５は、第４の実施形態に関する可視光通信システムの要部を説明するためのブロック図である。
【００３３】
本実施形態の受信機１０は、レンズ集光調整部２１及びミラー角度調整部２２を有する構成である。なお、他の構成及び動作については、図１に示す第１の実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
レンズ集光調整部２１は、具体的にはバリフォーカルやズームレンズまたはシリンドリカルレンズを有し、送信機３からの可視光１１０の集光調整を行なう。ミラー角度調整部２２は、ＭＥＭＳ（micro electro mechanical systems）により構成されたミラー部材を有し、レンズ集光調整部２１で集光調整された可視光１１０を受光部１４に反射させる。
【００３５】
このような構成により、光軸調整部１５は、ミラー角度調整部２２の角度調整を行なうことにより、レンズ集光調整部２１で集光調整された可視光１１０を受光部１４に入射することができる。この場合、レンズ集光調整部２１により、広範囲の多様な可視光も狭範囲に絞った可視光のいずれも受光することができる。また、ミラー角度調整部２２により可視光１１０の光軸を高精度に調整することが可能である。
【００３６】
［第５の実施形態］
図６は、第５の実施形態に関する可視光通信システムの要部を説明するためのブロック図である。
【００３７】
本実施形態の受信機１０は、外乱検知部２３を有する構成である。なお、他の構成及び動作については、図１に示す第１の実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００３８】
外乱検知部２３は、具体的には加速度センサや傾斜センサを有し、車両１即ち受信機１０に印加される振動や傾きである外乱を検知し、この検知結果に基づいて光軸調整の補正データ１５０を生成して光軸調整部１５に出力する。
【００３９】
本実施形態の構成であれば、光軸調整部１５は、画像認識部１３からの画像認識結果１３０に基づいて受光体１４の光軸を調整すると共に、外乱検知部２３からの補正データ１５０に基づいて光軸調整の補正を実行することができる。従って、車両１の走行時に印加される振動などの外乱による光軸調整時の光軸ずれを、外乱検知部２３からの補正データ１５０により補償することができる。従って、外乱が印加される場合でも、受光体１４の光軸を高精度に調整することが可能となる。
【００４０】
［第６の実施形態］
図７、図８及び図１０は第６の実施形態に関する受信機１０の動作を説明するための図であり、図９は本実施形態に関する可視光通信システムの要部を説明するためのブロック図である。
【００４１】
本実施形態の受信機１０は、図９に示すように、送信機位置情報データベース３２及び送信機位置予測部３３を有する構成である。送信機位置予測部３３は、姿勢検知部３０により検知された車両１の姿勢データ、位置検知部３１により検知された車両１の位置データ、及び送信機位置情報データベース３２から指定の送信機３の位置データを入力し、車両１の進行方向上の送信機３の位置を予測する構成である。送信機位置情報データベース３２は、指定の送信機３側に設けられた構成でもよい。この場合、受信機１０は、送信機３から送信情報として位置データを受信することになる。なお、他の構成及び動作については、図１に示す第１の実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００４２】
以下、図７のフローチャートを参照して、本実施形態の受信機１０の動作を説明する。
【００４３】
受信機１０は、受信処理部１６の動作により、通信相手の送信機３との通信状態において、信号受信中であれば正常な通信状態であると判定し、送信機３との可視光通信を継続する（ステップＳ１１のＹＥＳ，Ｓ１２）。
【００４４】
一方、受信機１０は、信号受信中でないと判定すると、画像認識部１３の画像認識結果１３０に基づいて、指定の送信機３を検知しているか否かを判定する（ステップＳ１３）。受信機１０は、送信機を検知していない場合には、送信機検知エラーが発生していると判定する（ステップＳ１４）。この場合、光軸調整部１５は、画像認識部１３からの画像認識結果１３０を取得できない状態である。受信機１０は送信機位置予測部３３を制御して、光軸調整部１５に対して送信機位置予測データを供給する（ステップＳ１５）。
【００４５】
即ち、送信機位置予測部３３は、姿勢検知部３０により検知された車両１の姿勢データ、位置検知部３１により検知された車両１の位置データ、及び送信機位置情報データベース３２から指定の送信機３の位置データを入力し、車両１の進行方向上の送信機３の位置を予測する。これにより、光軸調整部１５は、送信機位置予測部３３から出力される送信機位置予測データに基づいて、受光体１４の光軸調整を実行する。
【００４６】
一方、受信機１０は、送信機を検知している場合には、光軸調整エラーが発生していると判定する（ステップＳ１６）。この場合、受信機１０は光軸調整部１５を制御して、遠方監視制御またはスキャン制御による光軸調整を実行させる（ステップＳ１７）。
【００４７】
即ち、光軸調整部１５は遠方監視制御として、図１０に示すように、車両１が進行中に送信機３が位置Ａから位置Ｂに接近して通過して受光体１４が受光できなくなると、光軸を進行方向遠方で最大限調整することができる位置Ｃになるように制御する。また、光軸調整部１５はスキャン制御として、図８に示すように、受光体１４が受光できなくなると、光軸を位置Ｃ、位置Ａ、位置Ｂの順で最大限調整することができる範囲で水平方向にスキャンさせる制御を実行する。なお、受信機１０は特別の制御を実行せずに、光軸調整部１５の光軸調整を続行させる選択をしてもよい。
【００４８】
本実施形態の構成であれば、受信機１０が指定の送信機３との通信状態が中断した場合に、光軸調整部１５による光軸調整を再実行させて、指定の送信機３との通信状態を復帰させることが可能となる。
【００４９】
［第７の実施形態］
図１１から図１４は、第７の実施形態を説明するための図である。図１１は、本実施形態に関する受信機１０の要部を説明するためのブロック図である。具体的には、図１１は、図１に示す受光体１４、光軸調整部１５、及び受信処理部１６に含まれる構成要素を説明するための図である。なお、他の構成及び動作については、図１に示す第１の実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００５０】
本実施形態の受信機１０は、図１１に示すように、送信機３からの可視光１１０を集光するレンズ４０と、電気信号で傾き角度が変化するミラー部４１と、分光器４２と、スリット４３，４７と、受光体４４，４８と、増幅回路４５，４９と、検波回路４６，５０と、演算回路５１と、加算回路５２と、データ抽出回路５３とを有する。
【００５１】
ミラー部４１は、例えばＭＥＭＳにより構成されたミラー部材またはガルバノミラー部材を有する。分光器４２は、ミラー部４１により反射された可視光１１０を２つの光に分光する。受光体４４，４８はそれぞれ、スリット４３，４７を通過した可視光を電気信号に変換する。増幅回路４５，４９はそれぞれ、受光体４４，４８からの出力信号を増幅する。
【００５２】
検波回路４６，５０はそれぞれ、増幅回路４５，４９からの出力信号から包絡線を検波する。演算回路５１は、光軸調整部１５の光軸調整に必要な演算処理を実行し、演算結果を出力してミラー部４１のミラーの傾き角度を調整する。加算回路５２は、増幅回路４５，４９の各出力信号を加算してデータ抽出回路５３に出力する。データ抽出回路５３は、可視光１１０に含まれる送信情報を復調するためのデータ抽出処理を実行する。
【００５３】
以下、図１２から図１４を参照して、本実施形態の受信機１０の動作を説明する。
【００５４】
本実施形態では、図１２に示すように、送信機３からの可視光１１０として、入射角度が異なる可視光１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃがレンズ４０に入射する場合の動作について説明する。
【００５５】
まず、可視光１１０ａがレンズ４０に入射された場合には、ミラー部４１と分光器４２を介して、可視光１１０ａは受光体４４には光１１０ｄとして入射し、かつ受光体４８には光１１０ｇとして入射する。また、可視光１１０ｂは受光体４４には光１１０ｅとして入射し、かつ受光体４８には光１１０ｈとして入射する。さらに、可視光１１０ｃは受光体４４には光１１０ｆとして入射し、かつ受光体４８には光１１０ｉとして入射する。なお、可視光１１０ｅ，１１０ｈは、受光体４４，４８の受光面の中央に入射する光である。
【００５６】
ここで、可視光１１０ｄ，１１０ｅ，１１０ｆが通過するスリット４３、及び可視光１１０ｇ，１１０ｈ，１１０ｉが通過するスリット４７の各スリット幅は、各可視光のスポット径と同等程度の大きさが良いが、この大きさに限定するものではない。また、スリット４３の設置位置は、下側スリットの上端が受光体４４の中心に入射する光１１０ｅの中心軸と同一軸である。また、スリット４７の設置位置は、その下側スリットの上端が受光体４８の中心に入射する光１１０ｈの中心軸と同一軸である。
【００５７】
図１３（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、受光体４４，４８に入射するスポット光の状態を示す図である。
【００５８】
即ち、図１３（Ａ）は、可視光１１０ａが分光器４２により分光された光１１０ｄ，１１０ｇがそれぞれ、受光体４４，４８に入射するスポット光の状態を示す。受光体４４への光信号１１０ｄは、スリット４３によってスポットの下側の大部分が遮蔽されて上側の一部のみのスポット光となる。また、受光体４８への光信号１１０ｇは、スリット４７によって上側の一部が遮蔽されて下側の大部分がスポット光となる。この場合、受光体４４，４８からの出力信号はそれぞれ、図１４（Ａ）に示すように、波高値Ｖａが小さい値の信号となり、また波高値Ｖｂが大きな値の信号となる。
【００５９】
同様に、図１３（Ｂ）は、可視光１１０ｂが分光器４２により分光された光１１０ｅ，１１０ｈがそれぞれ、受光体４４，４８に入射するスポット光の状態を示す。受光体４４への光信号１１０ｅは、スリット４３によってスポットの下半分が遮蔽されて上半分のみのスポット光となる。また、受光体４８への光信号１１０ｈは、スリット４７によって上半分が遮蔽されて下半分のみのスポット光となる。この場合、受光体４４，４８からの出力信号はそれぞれ、図１４（Ｂ）に示すように、波高値Ｖａ及び波高値Ｖｂが等しい信号となる。
【００６０】
さらに、図１３（Ｃ）は、可視光１１０ｃが分光器４２により分光された光１１０ｆ，１１０ｉがそれぞれ、受光体４４，４８に入射するスポット光の状態を示す。受光体４４への光信号１１０ｆは、スリット４３によってスポットの下側の一部分が遮蔽されて上側の大部分がスポット光となる。また、受光体４８への光信号１１０ｉは、スリット４７によって上側の大部分が遮蔽されて下側の一部のみのスポット光となる。この場合、受光体４４，４８からの出力信号はそれぞれ、図１４（Ｃ）に示すように、波高値Ｖａが大きい値の信号となり、また波高値Ｖｂが小さい値の信号となる。
【００６１】
なお、前述の可視光１１０ａまたは可視光１１０ｃより大きな角度で入射すると、スリット４３またはスリット４７のスリット部分を通過する光が無くなり、可視光１１０による通信が不能となる。
【００６２】
以上のようにして、入射角度が異なる可視光１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに応じて、受光体４４，４８からの出力信号レベルＶａ，Ｖｂは異なる。これらの出力信号Ｖａ，Ｖｂを増幅回路４５，４９で信号増幅し、検波回路４６，５０で波高値を検出した後に演算回路５１に入力する。演算回路５１は、信号Ｖａ，Ｖｂの減算を実行し、この減算結果を示す電圧信号をミラー部４１に印加する。これにより、光軸調整部１５は、ミラー部４１のミラーの傾き角度を調整するフィードバック制御を実行することで、受光体１４（４４，４８）の光軸を調整することになる。具体的には、演算回路５１は、図１３（Ａ）におけるＶａからＶｂの減算でマイナスの減算値を算出し、この演算結果に基づいた電圧信号をミラー部４１に印加することでミラーの傾き角度を変更する。即ち、図１３（Ｂ）に示すように、ＶａとＶｂとが同一電圧になるようにフィードバック制御を実行する。また、同様にして、演算回路５１は、図１３（Ｃ）に示すように、ＶａからＶｂの減算でプラスの減算値を算出し、この演算結果に基づいた電圧信号をミラー部４１に印加することでミラーの傾き角度を変更する。即ち、図１３（Ｃ）に示すように、ＶａとＶｂとが同一電圧になるようにフィードバック制御を実行する。
【００６３】
なお、本実施形態の光軸調整部において、図１に示す画像認識部１３の画像認識結果を利用する場合には、画像認識結果１３０を演算回路５１に入力して光軸調整用演算を行なう構成となる。
【００６４】
以上のように本実施形態の構成であれば、演算回路５１によるフィードバック制御を実行することにより、可視光１１０ａ，１１０ｃより大きな角度で可視光が入射した場合にスリット４３，４７を通過する可視光が無くなり、可視光１１０による通信が不能となる事態を防止することが可能となる。即ち、信号Ｖａ，Ｖｂの電圧差でミラー部４１のミラーの傾き角度を調整することにより、受光体４４，４９への可視光の入射位置が中心になるようにフィードバック制御し、車両１に搭載された受信機１０が傾いても安定的な可視光通信を実現することが可能となる。
【００６５】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施形態に関する可視光通信システムの要部を説明するためのブロック図。
【図２】第１の実施形態に関する受信機の動作を説明するためのフローチャート。
【図３】第２の実施形態に関する可視光通信システムの要部を説明するためのブロック図。
【図４】第３の実施形態に関する可視光通信システムの要部を説明するためのブロック図。
【図５】第４の実施形態に関する可視光通信システムの要部を説明するためのブロック図。
【図６】第５の実施形態に関する可視光通信システムの要部を説明するためのブロック図。
【図７】第６の実施形態に関する受信機の動作を説明するためのフローチャート。
【図８】第６の実施形態に関する受信機の動作を説明するための図。
【図９】第６の実施形態に関する可視光通信システムの要部を説明するためのブロック図。
【図１０】第６の実施形態に関する受信機の動作を説明するための図。
【図１１】第７の実施形態に関する受信機の要部を説明するためのブロック図。
【図１２】第７の実施形態に関する受光体の動作を説明するための図。
【図１３】第７の実施形態に関する受光体の動作を説明するための図。
【図１４】第７の実施形態に関する受光体の動作を説明するための図。
【符号の説明】
【００６７】
１…車両、３，４…送信機、１０…受信機、１１，１１ａ，１１ｂ…レンズ、
１２，１２ａ，１２ｂ…イメージセンサ、１３…画像認識部、１４…受光体、
１５…光軸調整部、１６…受信処理部、１７…表示部、１８…光学制御部、
１９…レンズデータ記憶部、２０…レンズ特性補正部、２１…レンズ集光調整部
２２…ミラー角度調整部、２３…外乱検知部、３０…姿勢検知部、３１…位置検知部、
３２…送信機位置情報データベース、３３…送信機位置予測部、４０…レンズ、
４１…ミラー部、４２…分光器、４３，４７…スリット、４４，４８…受光体、
４５，４９…増幅回路、４６，５０…検波回路、５１…演算回路、５２…加算回路、
５３…データ抽出回路、１１０…可視光。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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