(57)【要約】【課題】入力位置を正確に検出することができる光インタフェース装置を提供する。【解決手段】外部から入射した光である入力光の入射位置を検出する光インタフェース装置であって、側面からの光の入出射が可能な複数の光ファイバからなる光ファイバ群と、前記光ファイバ群を構成する一つ以上の光ファイバの端面と接続され、いずれの前記光ファイバの端面から出射される光を検出する受光素子と、複数の前記受光素子の検出結果に基づいて、側面から入力光が入射した光ファイバを特定し、前記入力光の入射位置を決定する入力光検出手段と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2014109812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入射した光である入力光の入射位置を検出する光インタフェース装置であって、
側面からの光の入出射が可能な複数の光ファイバからなる光ファイバ群と、
前記光ファイバ群を構成する一つ以上の光ファイバの端面とそれぞれ接続され、前記光ファイバの端面から出射される光を検出する複数の受光素子と、
複数の前記受光素子の検出結果に基づいて、側面から入力光が入射した光ファイバを特定し、前記入力光の入射位置を決定する入力光検出手段と、
を有することを特徴とする、光インタフェース装置。
【請求項２】
前記受光素子は、所定の波長を有する光を検出対象とする
ことを特徴とする、請求項１に記載の光インタフェース装置。
【請求項３】
前記受光素子によって検出された入力光を復調し、データを取得する復調手段をさらに有する
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の光インタフェース装置。
【請求項４】
出力光を発生させ、前記光ファイバ群を構成する光ファイバのうち、選択した光ファイバの端面に、前記出力光を入射させる出力光制御手段
をさらに有し、
前記選択した光ファイバの側面から、出力光を外部に出射させる
ことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の光インタフェース装置。
【請求項５】
前記出力光制御手段が発する出力光の波長は可変である
ことを特徴とする、請求項４に記載の光インタフェース装置。
【請求項６】
前記出力光制御手段は、発生させた出力光を変調したうえで、対象の光ファイバの端面に入射させる
ことを特徴とする、請求項４または５に記載の光インタフェース装置。
【請求項７】
前記入力光検出手段が検出した入力光の入射位置に基づいて、前記出力光制御手段が、出力光を入射させる光ファイバを選択する
ことを特徴とする、請求項４から６のいずれかに記載の光インタフェース装置。
【請求項８】
前記入力光検出手段によって検出された入力光を復調してデータを取得する復調手段をさらに有し、
前記出力光制御手段が発する出力光の波長は可変であり、
前記復調手段が取得したデータに基づいて、前記出力光制御手段が、出力光の波長を決定する
ことを特徴とする、請求項７に記載の光インタフェース装置。
【請求項９】
前記入力光検出手段は、前記光ファイバ群を構成する光ファイバの片端面に接続され、
前記出力光制御手段は、前記端面と反対側の端面に接続される
ことを特徴とする、請求項４から６のいずれかに記載の光インタフェース装置。
【請求項１０】
前記光ファイバ群を構成する複数の光ファイバは、第一の方向に沿って並置される
ことを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載の光インタフェース装置。
【請求項１１】
前記光ファイバ群を構成する複数の光ファイバは、第一の方向および前記第一の方向と
直交する第二の方向に沿って並置される
ことを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載の光インタフェース装置。
【請求項１２】
前記光ファイバ群は、光ファイバを面状に織成してなる
ことを特徴とする、請求項１から１１のいずれかに記載の光インタフェース装置。
【請求項１３】
請求項４から６のいずれかに記載の光インタフェース装置と、
前記出力光制御手段が発生させる出力光とは異なる波長の光を発生させるポインタ装置と、
からなり、
前記ポインタ装置によって前記光ファイバ群に光を照射することで、前記光インタフェース装置に対して位置情報を入力する
ことを特徴とする、位置情報入力システム。
【請求項１４】
側面からの光の入出射が可能な複数の光ファイバからなる光ファイバ群と、
出力光を発生させ、前記光ファイバ群を構成する光ファイバのうち、選択した光ファイバの端面に、前記出力光を入射させる出力光制御手段
を有し、
前記選択した光ファイバの側面から、出力光を外部に出射させる
ことを特徴とする、光インタフェース装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを用いて情報の入出力を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
布に対して電気的な特性を持たせ、センシングを行う技術が研究されている。例えば、感圧導電性を持つ繊維を布に織り込むことで、布の伸縮量を電気抵抗として取り出すことができる。また、導電性のある糸で布にセンサを編み込むことで、柔らかく伸縮性のある入力デバイスを作成することができる。衣服に使用されている生地の伸縮や加速度を検出すれば、ユーザの運動量を測定することなどが可能になる。
【０００３】
このような技術は、ｅ−テキスタイルと呼ばれている。これに関連する技術として、例えば特許文献１には、導電性素材を用いることで感圧性を持たせた織編物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０３８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
布のような柔らかい素材を用いて、情報の入力を行いたいという要望がある。例えば、布を通して位置情報を入力することができれば、カーペットの上を移動する掃除ロボットなど、布に触れている物体の正確な位置を取得することができる。
【０００６】
しかし、布にセンサを織り込むことでこの課題を解決しようとした場合、以下のような問題が発生する。すなわち、織り込んだセンサの位置でしか物体を検出することができないため、センサの数によっては検出精度が粗くなる。また、センサの数を増やしてもよいが、センサ自体は既存の素子を用いるため、センサ部分が布よりも厚くなり、かつ、衝撃にも弱くなってしまう。
一方、特許文献１に記載の発明では、シートに織り込まれた素材自体を用いて圧力を検出するため、薄さと耐衝撃性を確保することができる。しかし、当該シートは、圧力のかかっている位置を正確に検出することができないため、位置をセンシングするための手段としては適していない。
【０００７】
本発明は上記の課題を考慮してなされたものであり、入力位置を正確に検出することができる光インタフェース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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る光インタフェース装置は、光によって入力された位置情報を、光ファイバを用いて検出するという手法をとった。
【０００９】
具体的には、本発明に係る光インタフェース装置は、外部から入射した光である入力光の入射位置を検出する光インタフェース装置であって、側面からの光の入出射が可能な複数の光ファイバからなる光ファイバ群と、前記光ファイバ群を構成する一つ以上の光ファイバの端面とそれぞれ接続され、前記光ファイバの端面から出射される光を検出する複数の受光素子と、複数の前記受光素子の検出結果に基づいて、側面から入力光が入射した光ファイバを特定し、前記入力光の入射位置を決定する入力光検出手段と、を有することを
特徴とする。
【００１０】
本発明に係る光インタフェース装置は、側面（すなわち、通常クラッド層で覆われている面）からの光の入出射が可能な複数の光ファイバからなる光ファイバ群を受光手段として利用している。外部から入射した入力光が、光ファイバ群を構成する光ファイバのうち、いずれかの光ファイバの側面に入射すると、当該入力光が、当該光ファイバの端面から出射する。これを受光素子が検出することで、側面から入力光が入射した光ファイバを特定することができ、入力光の入射位置を特定することができる。
なお、複数の光ファイバは、入力光の入射位置を適切に判定することができれば、どのように配置されてもよい。また、入力光は、移動するロボットなど、他の装置によって発せられてもよいし、レーザポインタのような、利用者が所持するポインティングデバイスによって発せられてもよい。また、入力光を発する装置は一つである必要はなく、複数の装置によって発せられ、本装置に入力されてもよい。
【００１１】
また、前記受光素子は、所定の波長を有する光を検出対象とすることを特徴としてもよい。
【００１２】
受光素子は、所定の波長を持つ光のみを入力光として検出するようにしてもよい。このようにすることで、入力光とは無関係に入射する環境光の影響を抑えることができる。また、複数の入力光を用いる場合、それぞれの入力光を異なる波長とすることで、これを判別することができる。例えば、装置Ａと装置Ｂが同時に入力光を発した場合であっても、それぞれの装置を判別することができる。なお、所定の波長とは、受光素子が検出可能な波長であれば、どのような波長であってもよい。例えば、赤外光などの不可視光であってもよいし、可視光であってもよい。
【００１３】
また、本発明に係る光インタフェース装置は、前記受光素子によって検出された入力光を復調し、データを取得する復調手段をさらに有することを特徴としてもよい。
【００１４】
入力光は、位置の検出だけでなく、通信にも利用することができる。具体的には、入力光にあらかじめ変調をかけてデータを重畳し、復調手段が、検出した光を復調することで当該データを取得する。このようにすることで、入力光によるデータ通信が可能になる。なお、変調には任意の方式を用いることができる。例えば、バイナリデータ列を発光パルスに置き換えるようなベースバンド伝送方式を採用してもよいし、キャリアを用いる搬送帯域伝送方式を採用してもよい。
【００１５】
また、本発明に係る光インタフェース装置は、出力光を発生させ、前記光ファイバ群を構成する光ファイバのうち、選択した光ファイバの端面に、前記出力光を入射させる出力光制御手段をさらに有し、前記選択した光ファイバの側面から、出力光を外部に出射させることを特徴としてもよい。
【００１６】
本発明に係る光インタフェース装置は、出力装置として用いることもできる。具体的には、出力光制御手段が、光ファイバ群を構成する光ファイバのうち、任意の光ファイバの端面に光を入射させる。これにより、当該光ファイバの側面から出力光を出射させることができる。出力光は、単純な照明として利用することもできるし、光ファイバに近接する他の装置に対する伝送信号として利用することもできる。
【００１７】
また、前記出力光制御手段が発する出力光の波長は可変であることを特徴としてもよい。
【００１８】
入力光と同様に、出力光の波長も可変とすることができる。出力光の波長を可変とする
ことで、出力光を照明として利用する場合は、色調を制御することができ、出力光をデータ通信に用いる場合は、宛先と関連付けることができる。例えば、波長Ａに対応する装置と、波長Ｂに対応する装置の両方と同時に通信を行うことができる。
【００１９】
また、前記出力光制御手段は、発生させた出力光を変調したうえで、対象の光ファイバの端面に入射させることを特徴としてもよい。
【００２０】
任意のデータを重畳させた光を出力光とすることで、他の装置に対するデータ通信を行うことができる。例えば、ロボットに対する制御命令などを送信することができる。
【００２１】
また、本発明に係る光インタフェース装置は、前記入力光検出手段が検出した入力光の入射位置に基づいて、前記出力光制御手段が、出力光を入射させる光ファイバを選択することを特徴としてもよいし、前記復調手段が取得したデータに基づいて、前記出力光制御手段が、出力光の波長を決定することを特徴としてもよい。
【００２２】
このように構成することで、出力光の発光位置や発光色を、入力光を用いて制御できるようになる。例えば、発光するファブリック製品に対して、発光色や発光位置などの指定を直感的に行えるようになる。
【００２３】
また、前記光ファイバ群を構成する複数の光ファイバは、第一の方向に沿って並置されてもよく、第一の方向および前記第一の方向と直交する第二の方向に沿ってそれぞれ並置されてもよい。また、前記入力光検出手段は、前記光ファイバ群を構成する光ファイバの片端面に接続され、前記出力光制御手段は、前記端面と反対側の端面に接続されることを特徴としてもよい。
【００２４】
光ファイバを単一の方向に並置した場合、入力位置を一次元の値として取得することができ、さらに前記方向と直交する方向にも並置した場合、二次元平面上で座標を取得することができる。また、光ファイバは両端面のみを固定してもよい。このように、複数の光ファイバは、入力光の入射位置を適切に得ることができれば、自由に配置することができる。
【００２５】
また、前記光ファイバ群は、光ファイバを面状に織成してなることを特徴としてもよい。
【００２６】
光ファイバは細くて柔らかい素材であるため、面状に織成して織物構造とすることができる。光ファイバを織成する場合、糸のかわりに光ファイバを用いてもよいし、縦糸と横糸のどちらか片方のみを光ファイバに置き換えてもよい。また、布を織成する工程で、光ファイバを任意の位置に織り込んでもよい。光ファイバを面状に織成することにより、カーペットやカーテンなどの布製品の表面を用いて情報の入出力ができるようになる。
【００２７】
また、本発明に係る位置情報入力システムは、前記光インタフェース装置と、前記出力光制御手段が発生させる出力光とは異なる波長の光を発生させるポインタ装置と、からなり、前記ポインタ装置によって前記光ファイバ群に光を照射することで、前記光インタフェース装置に対して位置情報を入力することを特徴とする。
【００２８】
このように構成することで、同一の光ファイバを用いて、入力と出力を同時に行うことができるようになる。例えば、入力光に赤外線を、出力光に可視光を用いると、利用者がポインタで指定した位置を発光させるといったことが可能になる。
【００２９】
なお、本発明は、上記手段の少なくとも一部を含む光インタフェース装置として特定す
ることができる。例えば、入力機能を持たず、出力光のみを発生させる光インタフェース装置として特定してもよい。上記処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、入力位置を正確に検出することができる光インタフェース装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第一の実施形態に係るカーテンシステムの構成図である。
【図２】第一の実施形態に係るカーテンに織り込まれた光ファイバを説明する図である。
【図３】第一の実施形態に係るカーテンに織り込まれた光ファイバを説明する第二の図である。
【図４】第一の実施形態に係る制御装置のシステム構成図である。
【図５】第一の実施形態に係るカーテンシステムの概要を説明する図である。
【図６】第一の実施形態において変調される情報を説明する図である。
【図７】第一の実施形態において制御装置が行う入力処理のフローチャートである。
【図８】第一の実施形態における受光素子の配置例を表す図である。
【図９】第一の実施形態において制御装置が取得する情報の例である。
【図１０】第一の実施形態において制御装置が行う出力処理のフローチャートである。
【図１１】第二の実施形態に係る位置検出システムの構成図である。
【図１２】第二の実施形態において制御装置が行う入力処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（第一の実施形態）
<システム構成>
第一の実施形態に係るカーテンシステムについて説明する。第一の実施形態に係るカーテンシステムは、発光可能なカーテンを有し、利用者がカーテンの発光パターン（発光位置および発光色）を指定できるシステムである。
図１は、本実施形態に係るカーテンシステムの概要図である。符号１００は、発光カーテン装置であり、符号２００は、発光カーテン装置を制御する制御装置である。また、符号１５０は、カーテンの発光パターンを利用者が指定するための入力ペンである。以下、それぞれについて説明する。
【００３３】
発光カーテン装置１００は、カーテン１０１と、光送信部１０２、光受信部１０３から構成される。なお、図１では、光送信部１０２と光受信部１０３は、同一の図形として描かれているが、接続される場所が同じであることを示しているのであって、構成としては互いに独立している。
【００３４】
カーテン１０１は、複数の拡散性光ファイバを単一方向に平行に織り込んだ布地である。拡散性光ファイバとは、ファイバ側面からの光の入出射を可能にした光ファイバである。図２は、拡散性光ファイバを説明する図である。拡散性光ファイバは、例えば、通常の光ファイバが有している、光の漏出を防ぐための保護層であるクラッド層（符号１０）に穴を設け、光を伝送させるコア層（符号２０）を露出させることで製造される。また、クラッド層に光散乱体や光拡散体を含ませることでも製造することができる。
【００３５】
図３は、拡散性光ファイバを通過する光の経路を表す図である。図３（ａ）のように、
通常の光ファイバが、端面から入射した光が端面から出射するのに対し、拡散性光ファイバは、図３（ｂ）のように、端面から入射した光が側面からも出射する（符号３１）。また、側面から入射した光が端面から出射する（符号３２）。
このように、通常の光ファイバが、両端面からしか光が入出射できないのに対し、拡散性光ファイバは、側面からも光を入出射させることができる。
【００３６】
光送信部１０２は、発光素子を線状に複数個配置した発光素子アレイである。発光素子は、典型的には発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）であるが、出力光の波長が変更可能な素子であることが好ましい。それぞれの発光素子は、外部からの信号に基づいて、所定の波長の光を放射することができる。また、発光素子は、光ファイバ列を構成する各光ファイバの端面と接続されており、発光素子から放射された光が、各光ファイバの端面に入射する構造となっている。なお、一つの発光素子は、単一の光ファイバに対応してもよいし、複数の光ファイバに対応してもよい。すなわち、一つの発光素子から放射された光が、一本の光ファイバの端面のみに入射する構造であってもよいし、複数の光ファイバの端面に入射する構造であってもよい。出力解像度を高くしたい場合、発光素子の数を増やし、各発光素子に対応する光ファイバの本数を少なくすればよい。
【００３７】
光受信部１０３は、受光素子を線状に配置した受光素子アレイである。受光素子は、典型的にはフォトダイオードなどの光センサであり、入射した光の強度（以下、光強度）を取得することができる。受光素子は、光ファイバ列を構成する各光ファイバの端面と接続されており、各光ファイバの端面から出射した光が、各受光素子に入射する構造となっている。すなわち、各光ファイバから出射された光の強度を光受信部１０３が取得することで、当該光ファイバの側面から光が入射したことを判定することができる。なお、各受光素子も、発光素子と同様に、単一の光ファイバに対応してもよいし、複数の光ファイバに対応してもよい。入力解像度を高くしたい場合、受光素子の数を増やし、各受光素子に対応する光ファイバの本数を少なくすればよい。
【００３８】
なお、発光素子が発する光の波長と、受光素子が検出する光の波長は異なる。本実施形態では、発光素子は可視光を発し、受光素子は赤外光を検出するものとする。
【００３９】
また、第一の実施形態では、光送信部１０２と光受信部１０３が、共に光ファイバの片端に配置されている例を示したが、送信部が光ファイバの片端に配置され、受信部が反対側の片端に設けられていてもよい。第一の実施形態では、光ファイバがカーテンの布地に織り込まれているため、光送信部および光受信部を共に片端に設けることで、カーテン設置の自由度を増やすことができる。ただしこの場合、光ファイバの反対側の端面が開放されるため、光が射出しないように終端部材を設置することが好ましい。
【００４０】
入力ペン１５０は、カーテンの発光位置および発光色の指定を行うための入力デバイスである。入力ペン１５０は、先端から発せられる赤外光（以下、入力光）によって、カーテン１０１経由で制御装置２００に発光位置および発光色を伝達する。詳細な処理については後述する。
【００４１】
制御装置２００は、本実施形態に係るカーテンシステムを制御するためのコンピュータである。具体的には、利用者によって指定されたカーテンの発光位置および発光色を光受信部１０３経由で取得し、当該指定に基づいて、光送信部１０２を制御する。詳細な処理については後述する。
【００４２】
図４は、本実施形態に係る制御装置２００のハードウェア構成図である。制御装置２００は、ハードウェアとして演算処理装置（ＣＰＵ）２０１と主記憶装置２０２、補助記憶装置２０３を備えたコンピュータである。補助記憶装置に記憶されたプログラムが主記憶
装置にロードされ、ＣＰＵによって実行されることによって、後述する処理が実行される。なお、制御装置２００は、本実施形態ではコンピュータであるが、専用に設計されたハードウェアを用いて実装してもよい。
【００４３】
また、制御装置２００は、発光制御部２０４、受光制御部２０５、および復調部２０６を有している。
発光制御部２０４は、光送信部１０２と通信を行うためのインタフェースである。具体的には、送信部１０２に対して、対象の光ファイバと波長を指定する情報を送信する。これにより、カーテン１０１を構成する任意の光ファイバから、所定の波長の光を出射させることができる。発光制御部２０４および光送信部１０２が、本発明における出力光制御手段を構成する。
【００４４】
受光制御部２０５は、光受信部１０３と通信を行うためのインタフェースである。具体的には、光受信部１０３から、各光ファイバの端面から出射した光の強度を、当該光ファイバを特定する情報とともに受信する。これにより、カーテン１０１に織り込まれた光ファイバのうち、側面から入力光が入射した光ファイバを特定することができる。受光制御部２０５および光受信部１０３が、本発明における入力光検出手段を構成する。
復調部２０６は、光受信部１０３によって検出された入力光を復調する手段であり、本発明における復調手段である。入力光は無変調の光であってもよいが、変調を行うことで任意のデータを重畳させることができる。本実施形態では、入力光をパルス発光させることによってデータを重畳させる。具体例、および重畳させるデータの詳細については後述する。
【００４５】
<発光位置および発光色の指定方法>
ここで、本実施形態に係る発光カーテン装置１００の、発光位置および発光色（以下、発光パターン）を利用者が指定する方法を、図５および図６を参照しながら説明する。図５は、本実施形態に係る発光カーテン装置１００を表した図である。本実施形態に係る発光カーテン装置１００では、複数の光ファイバが、カーテンの天地方向に並ぶように配置されており、利用者が指定した光ファイバから、指定色の光を放射することができる。
【００４６】
利用者は、入力ペン１５０のペン先から赤外光を発光させることで対象の光ファイバを指定する。入力ペンから発せられた赤外光は、光ファイバを経由して、光受信部１０３に到達する。そして、光受信部１０３が、各光ファイバから出射した赤外光の強度を取得し、制御装置２００が、利用者によって指定された光ファイバを特定する。
例えば、入力ペンを図中の位置で発光させると、光ファイバ５１を指定することができる。また、赤外光を発光させた状態で入力ペンを横に動かすと、複数の光ファイバを指定することができる。例えば、図中の矢印の部分について入力ペンを動かすと、制御装置２００が、領域５２に含まれる複数の光ファイバを特定する。
【００４７】
また、入力ペン１５０が発する赤外光をパルス発光させることで、色を指定する情報を伝送することができる。図６は、入力ペン１５０が発する赤外光のパルスを示した例である。例えば、開始信号に続いて、３ビットの値をラインコーディングによって伝送する場合、符号６０１の例では０ｘ０１、符号６０２の例では０ｘ０３というデータを伝送することができる。本例では３ビットのデータを送信することができるので、ビット列のパターンに色を割り当てると、８色を指定することができる。指定色は、入力ペンに備えられたスイッチを操作することで切り替えてもよい。もちろん、色ごとに分かれている複数のペンを使い分けてもよい。
【００４８】
<カーテンからの入力処理>
次に、本実施形態に係る制御装置２００が、利用者によって入力された指示内容を取得
する処理を、入力処理のフローチャート図である図７を参照しながらより詳細に説明する。図７の処理は、周期的に実行される。
【００４９】
処理が開始されると、受光制御部２０５が、光受信部１０３に対して入力光の検出を指示する（Ｓ１１）。これにより、光受信部１０３が、内蔵している受光素子ごとに光強度を取得する。取得された光強度は、光ファイバを特定する情報と関連付けられて受光制御部２０５へ送信される。例えば、受光素子が図８のように配置されていた場合、１〜５番の光ファイバについては、受光素子Ａが検出した光強度が、６〜１０番の光ファイバについては、受光素子Ｂが検出した光強度が関連付けられて送信される。図８の例では、受光素子ごとに光ファイバが５本ずつまとめられているため、いずれの光ファイバに入力光が入射した場合、同じグループに属する５本の光ファイバすべてに入力光が入射したものとして扱われる。
【００５０】
次に、受光制御部２０５が、光強度が閾値を超えている光ファイバを特定する（Ｓ１２）。閾値は、入力光の入射を判定することができる値であり、受光制御部２０５にあらかじめ記憶されている。
次に、復調部２０６が、当該光ファイバに対応する光強度を所定のタイムステップごとにサンプリングし、得られたデータ列を復調する。例えば、入力光のパルス間隔が１０ミリ秒、伝送データが３ビットである場合、開始信号を検出した後に１０ミリ秒おきに３回サンプリングを行えばよい。そして、取得したデータを、光ファイバを特定する情報とともに補助記憶装置２０３に一時的に記憶する（Ｓ１３）。
【００５１】
この結果、光ファイバごとに、入力光の検出有無と、復調結果が得られる。図９は、ステップＳ１４の処理によって一時的に記憶された情報の一例である。「光ファイバ番号」が、光ファイバを特定するための識別番号（本例では１〜４９９で表す）であり、「入力光検出有無」が、当該光ファイバにおける入力光の検出有無（０：無、１：有）である。また「復調結果」が、発光色を指定する値を表す。例えば、０ｘ０２が緑色を表す。
【００５２】
<カーテンへの出力処理>
次に、本実施形態に係る制御装置２００が、入力された発光パターンに従ってカーテン１０１を発光させる処理の詳細を、出力処理のフローチャート図である図１０を参照しながら説明する。図１０の処理は、図７の処理が終了するタイミングで開始させることが好ましいが、周期的に実行されれば、図７の処理とは独立していてもよい。
【００５３】
まず、発光制御部２０４が、補助記憶装置２０３に記憶された情報を読み出し（Ｓ２１）、出力光を出射させる光ファイバ、および出力光の波長を特定する（Ｓ２２）。出力光の波長は、発光制御部２０４にあらかじめ記憶させておくことが好ましい。本例では、指定された色が緑であるため、出力光の波長を５３２ｎｍとする。
そして、光送信部１０２に当該情報を送信することで、対象の発光素子を駆動させる（Ｓ２３）。図９の例では、対象の光ファイバは１２０番から２２０番までであり、波長は５３２ｎｍである旨が光送信部１０２に送信される。
この結果、利用者が指定した光ファイバから、指定された色の光が放射される。
【００５４】
第一の実施形態によると、発光するカーテンにおいて、カーテンの面を用いて発光位置の指定を行うことができる。また、入力光を変復調することで、色を指定するデータを同時に伝送することができる。
また、入力光と出力光の波長が互いに異なるため、同一の光ファイバに入力光と出力光を同時に通すことができる。すなわち、光が出力されている状態であっても入力操作を行うことができる。
【００５５】
なお、第一の実施形態では、カーテン上の発光させる位置および色を利用者が指定したが、色の指定は省略してもよい。この場合、色についての情報を伝送する必要がないため、入力ペン１５０が発する赤外光は無変調とし、復調部２０６は省略してもよい。
また、あらかじめ制御装置２００に発光パターンが記憶されている場合は、入力機能を省略、すなわち、光受信部１０３、受光制御部２０５、入力ペン１５０を省略してもよい。
【００５６】
（第二の実施形態）
第一の実施形態では、拡散性光ファイバを並置し、カーテンの発光位置という一次元の値を入力する例について述べた。これに対し、第二の実施形態は、並置した光ファイバを二組設け、それぞれを直交するように配置することで、二次元平面での座標検出を可能にした位置検出システムである。第二の実施形態に係る位置検出システムは、例えば、部屋の中を移動する掃除ロボットの位置検出などに用いることができる。
図１１は、第二の実施形態に係る位置検出システムの概要図である。
【００５７】
符号３００は、カーペットを用いた位置検出装置である。
位置検出装置３００は、カーペット３０１と、光受信部３０２から構成される。カーペット３０１は、拡散性光ファイバが織り込まれた布地であるという点で、第一の実施形態におけるカーテン１０１と共通するが、光送信部と接続されないという点、および、拡散性光ファイバが単一方向ではなく、縦横方向に織り込まれているという点において相違する。また、光受信部３０２は、第一の実施形態における光受信部１０２と同様であるが、対応する光ファイバの配置方向が縦方向および横方向の双方であるという点において相違する。
【００５８】
また、第二の実施形態に係る制御装置２００は、第一の実施形態における制御装置と同様であるが、発光制御部２０４および復調部２０６を有さないという点、および、装置外部に対する通信インタフェースを有しているという点において相違する。
【００５９】
また、符号４００は、自走式掃除ロボットである。ロボット４００の底部には、赤外光を発する発光素子が設けられており、カーペット３０１の上を走行することで、赤外光がカーペット表面に照射されるような構造となっている。
外部装置５００は、無線によってロボット４００を制御する装置である。外部装置５００は、制御装置２００から、ロボット４００の現在位置（座標）を取得することができる。
【００６０】
次に、第二の実施形態に係る制御装置２００が、位置検出装置３００から信号を取得し、ロボット４００の座標を検出する処理の詳細を、第二の実施形態に係る入力処理のフローチャート図である図１２を参照しながら説明する。図１２の処理は、周期的に実行される。
【００６１】
処理が開始されると、受光制御部２０５が、光受信部３０２に対して入力光の検出を指示する（Ｓ３１）。
次に、光受信部３０２が、受光素子ごとに光強度を取得する（Ｓ３２）。本実施形態では、光ファイバが異なる二方向を向いて配置されているため、少なくとも二つの受光素子が入力光（すなわちロボット４００が発する赤外光）を検出する。取得された光強度は、第一の実施形態と同様に、光ファイバを特定する情報とともに受光制御部２０５へ送信される。
次に、受光制御部２０５が、光強度が閾値を超えている光ファイバを特定し、ロボット４００の座標を決定する（Ｓ３３）。ロボット４００の座標は、特定された光ファイバ同士が交わる点となる。
次に、制御装置２００は、特定した座標を、ロボットの位置情報として外部装置５００へ送信する（Ｓ３４）。そして、外部装置５００は、取得した位置情報に基づいてロボット４００の動作を制御する。
【００６２】
このように、第二の実施形態によると、拡散性光ファイバを互いに交差するように配置することで、二次元平面における入力光の入射位置、すなわち座標の検出を行うことができる。
【００６３】
なお、第二の実施形態では、光受信部３０２のみを用い、ロボットの位置検出のみを行ったが、光送信部をさらに追加し、ロボット４００に対する情報の送信を光ファイバ経由で行うようにしてもよい。例えば、入力光を検出した光ファイバに、入力光とは異なる波長の光（ロボットに対する命令が重畳された出力光）を入射させることで、ロボット４００に対して命令を送信することも可能である。
【００６４】
また、第二の実施形態では、入力光の波長は単一であるが、複数の装置がそれぞれ異なる波長の入力光を発する場合は、ステップＳ３２〜Ｓ３４の処理を、対象の装置ごと（すなわち波長ごと）に繰り返せばよい。
【００６５】
本発明に係る光インタフェース装置は、実施形態の説明にて述べたように、位置を検出する面において光ファイバを使用するため、衝撃や水分に強いという特長がある。さらに、光ファイバを布に編み込んだ場合、軽量で厚さが均一となる。また、光ファイバの配置間隔を短くするほど、位置の検出精度を高くすることができるという特長がある。
【００６６】
（変形例）
なお、上記の実施形態はあくまでも一例であって、本発明はその要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施しうる。
例えば、実施形態の説明では、光ファイバを布に平行に織り込み、カーテンやカーペットとして使用する例を挙げたが、光ファイバのみを用いて生地を織成してもよい。
また、実施形態の説明では、入力光の波長を所定の値としたが、複数の入力を区別する必要がない場合や、環境光の入射が十分に弱く、無視できる場合は、特定の波長の光を用いなくてもよい。出力光についても同様である。
【００６７】
また、第一の実施形態では、発光するカーテンを例示したが、ソファや椅子などの家具にかぶせる発光カバーとして実施してもよい。
また、第一の実施形態では、利用者が指定した位置を発光させる形態を例示したが、入力された位置に基づいて発光位置を制御することができれば、同じ位置でなくてもよい。
【００６８】
また、第二の実施形態では、光ファイバが縦方向と横方向に直交している例について述べたが、平面上の座標を検出したい場合、異なる二方向に向けて光ファイバをそれぞれ並置すればよく、必ずしも直交させる必要はない。
また、実施形態の説明では、複数の光ファイバを並置して平面を形成したが、光ファイバの側面から光を入出射させることができれば発明の目的を達成することができるため、光ファイバが必ずしも平面を形成する必要はない。
【００６９】
また、実施形態の説明では、発光素子や受光素子を直線状に並べた例について述べたが、各光ファイバの端面に光を入射させ、また、各光ファイバの端面から出射した光を検出することができれば、他の手段を用いてもよい。例えば、受光素子のかわりにイメージセンサを用いてもよいし、液晶画面と光学系を組み合わせたものを発光素子のかわりに用いてもよい。このようにすることで、低いコストで高解像度化を行うことができる。
【符号の説明】
【００７０】
１００  発光カーテン装置
１０１  カーテン
１０２  光送信部
１０３  光受信部
２００  制御装置
２０１  演算処理装置
２０２  主記憶装置
２０３  補助記憶装置
２０４  発光制御部
２０５  受光制御部
２０６  復調部
【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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