(57)【要約】【課題】送信側のＬＥＤ等の固体発光素子と受信側の撮像素子との間で光通信を行う光通信装置、光通信方法および肌撮像システムを提供する。【解決手段】スマートフォン１のカメラ２にレンズモジュール１０をセットして肌画像を撮影する。レンズモジュール１０は、そのＩＤコードを、複数の順番が決められた点滅パターンに変換する。点滅パターンは、カメラ２の動画撮影時のフレームレートに対応して設定されている。レンズモジュール１０のＬＥＤ１３の発光を制御するＣＰＵ１６が、前記点滅パターンに従ってＬＥＤ１３の消灯と点滅を制御する。カメラ２は、ＬＥＤ１３が点滅している状態で動画を撮像し、各フレーム毎の画像を得る。画像には、ＬＥＤ１３の点滅に対応して画像の垂直方向に沿って高輝度（明）と低輝度（低）が繰り返す明暗パターンが得られる。この明暗パターンを上述のＩＤコードに変換する。【選択図】図７
2014131237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定されたフレームレートで動画を撮像する撮像素子、および当該撮像素子に撮像された動画の各フレームの画像データを解析する画像解析手段を有する受信装置と、
点滅可能な固体発光素子、および当該固体発光素子を前記フレームレートで１フレームまたは数フレームが撮像される所定時間内毎に、前記フレームレートでの１ライン分の時間以上の時間間隔の点灯および消灯からなる複数の点滅パターンで点灯と消灯とを行わせる発光制御手段を有する送信装置とを備え、
前記送信装置の前記発光制御手段は、各点滅パターンとデジタル信号の各値とを関連付けて記憶した点滅パターン記憶手段と、当該点滅パターン記憶手段に記憶された前記点滅パターンと前記値との関連に基づいて、デジタル信号の各値を前記固体発光素子の前記点滅パターンに順次変換する送信変換手段とを備え、
かつ、前記発光制御手段が前記送信変換手段により変換された点滅パターンに基づいて前記固体発光素子を点滅させ、
前記受信装置の前記画像解析手段は、前記画像データの解析結果として、前記固体発光素子の前記点滅パターンの点滅により、撮像された前記画像データの垂直方向に沿って現れる輝度の高低からなる明暗パターンを求め、
前記受信装置は、前記画像解析手段により求められる前記明暗パターンと前記点滅パターンとの相関関係に基づいて、各明暗パターンとデジタル信号の各値とを関連付けて記憶した明暗パターン記憶手段と、当該明暗パターン記憶手段に記憶された前記明暗パターンと前記値との関連に基づいて、前記画像解析手段により順次解析される明暗パターンをデジタル信号の各値に変換する受信変換手段とを備えることを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
前記送信装置の前記発光制御手段は、前記撮像素子が出力する映像信号の同期信号に対して非同期で、前記固体発光素子の点灯および消灯を制御し、
前記送信装置の前記点滅パターン記憶手段に記憶される各点滅パターンは、前記所定時間内に含まれる点灯と消灯との繰り返し回数により規定され、
前記受信装置の前記明暗パターン記憶手段に記憶される各明暗パターンは、撮像された前記画像データの垂直方向に現れる輝度の高低により表される水平方向に沿った明るい帯および／または暗い帯の本数により規定されていることを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
【請求項３】
前記受信装置は、前記撮像素子から出力される映像信号の同期信号に同期して同期用信号を出力する同期出力手段を備え、
前記送信装置は、前記同期出力手段から送信される同期用信号が入力される同期入力手段を備え、
前記送信装置の前記発光制御手段は、前記同期入力手段に入力された同期用信号により、前記撮像素子で撮像される各フレームおよび各フレームの各ラインに同期して前記固体発光素子の点灯および消灯を制御し、
前記送信装置の前記点滅パターン記憶手段に記憶される各点滅パターンは、点灯と消灯に加えて点灯の時間幅および消灯の時間幅により規定され、
前記受信装置の前記明暗パターン記憶手段に記憶される各明暗パターンは、撮像された前記画像データの垂直方向に現れる輝度の高低により表される水平方向に沿った前記明るい帯および前記暗い帯に加えて前記明るい帯の幅と前記暗い帯の幅とにより規定されていることを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
【請求項４】
前記送信装置の前記固体発光素子を各色毎に点灯と消灯が制御可能な３色ＬＥＤとし、
前記送信装置の前記発光制御手段は、前記３色ＬＥＤの各色毎に独立した点灯と消灯からなる点滅パターンによりデジタル信号を送信し、
前記送信装置の前記点滅パターン記憶手段に記憶される各点滅パターンは、前記３色ＬＥＤの各色の点灯と消灯により規定され、
前記受信装置は、カラーの撮像素子を有し、
前記受信装置の前記画像解析手段は、撮像された前記画像データの前記３色ＬＥＤの各色に対応する垂直方向に現れる明暗のパターンを求め、
前記受信装置の前記明暗パターン記憶手段に記憶される各明暗パターンは、撮像された前記画像データの垂直方向に現れ、かつ、前記３色ＬＥＤの発光色に対応する各色毎の輝度により表される水平方向に沿った明るい帯および暗い帯に規定されてい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項に記載の光通信装置。
【請求項５】
設定されたフレームレートで動画を撮像する撮像素子、および当該撮像素子に撮像された画像データを解析する画像解析手段を有する受信装置と、
点滅可能な固体発光素子、および当該固体発光素子を前記フレームレートで１フレームまたは数フレームが撮像される所定時間内毎に、前記フレームレートでの１ライン分の時間以上の時間間隔の点灯および消灯からなる複数の点滅パターンで点灯と消灯とを行わせる発光制御手段を有する送信装置とを備える光通信装置で行われる光通信方法であって、
前記送信装置の前記発光制御手段は、各点滅パターンとデジタル信号の各値との関連に基づいて、デジタル信号を順次前記点滅パターンに変換するとともに、当該点滅パターンに基づいて、前記固体発光素子の点灯と消灯を制御し、
前記受信装置の前記撮像素子は、前記固定発光素子が前記点滅パターンで点灯または消灯している状況で撮像素子により動画を撮像し、
撮像された前記動画の画像データを解析して、前記画像データの垂直方向に沿って現れる輝度の高低からなる明暗バターンを求め、
前記受信装置は、求められた前記明暗パターンと前記点滅パターンとの相関関係に基づいた当該明暗パターンと前記デジタル信号の各値との関連に基づいて、順次求められる明暗パターンを前記デジタル信号の各値に変換することを特徴とする光通信方法。
【請求項６】
前記送信装置の前記発光制御手段は、前記撮像素子が出力する映像信号の同期信号に対して非同期で、前記固体発光素子の点灯および消灯を制御し、
前記送信装置は、各点滅パターンを、前記所定時間内に含まれる点灯と消灯との繰り返し回数により規定し、
前記受信装置は、各明暗パターンを、撮像された前記画像データの垂直方向に現れる輝度の高低により表される水平方向に沿った明るい帯および／または暗い帯の本数により規定することを特徴とする請求項５に記載の光通信方法。
【請求項７】
前記受信装置は、前記撮像素子から出力される映像信号の同期信号に同期して同期用信号を出力し、
前記送信装置は、前記受信装置から送信される同期用信号を受信し、
前記送信装置の前記発光制御手段は、受信した同期用信号により、前記撮像素子で撮像される各フレームおよび各フレームの各ラインに同期して前記固体発光素子の点灯および消灯を制御し、
前記送信装置は、各点滅パターンを、点灯と消灯に加えて点灯の時間幅および消灯の時間幅により規定し、
前記受信装置は、各明暗パターンを、撮像された前記画像データの垂直方向に現れる輝度の高低により表される水平方向に沿った前記明るい帯および前記暗い帯に加えて前記明るい帯の幅と前記暗い帯の幅とにより規定することを特徴とする請求項５に記載の光通信方法。
【請求項８】
前記送信装置の前記固体発光素子を各色毎に点灯と消灯が制御可能な３色ＬＥＤとし、
前記送信装置の前記発光制御手段は、前記３色ＬＥＤの各色毎に独立した点灯と消灯からなる点滅パターンによりデジタル信号を送信し、
前記送信装置は、各点滅パターンを、前記３色ＬＥＤの各色の点灯と消灯により規定し、
前記受信装置は、カラーの撮像素子を有し、
前記受信装置の前記画像解析手段は、撮像された前記画像データの前記３色ＬＥＤの各色に対応する垂直方向に現れる明暗パターンを求め、
前記受信装置は、各明暗パターンを撮像された前記画像データの垂直方向に現れ、かつ、前記３色ＬＥＤの発光色に対応する各色毎の輝度により表される水平方向に沿った明るい帯および暗い帯により規定していることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の光通信方法。
【請求項９】
前記請求項１から請求項４のいずれかに記載の光通信装置を備える肌撮像システムであって、
前記撮像素子を有するデジタルカメラを備え、かつ、前記撮像素子を制御するとともに、前記撮像素子に撮像された動画データの各フレームの画像データを解析する画像解析手段と、前記画像解析手段により求められる前記明暗パターンと前記点滅パターンとの相関関係に基づいて、各明暗パターンとデジタル信号の各値とを関連付けて記憶した明暗パターン記憶手段と、当該明暗パターン記憶手段に記憶された前記明暗パターンと前記値との関連に基づいて、前記画像解析手段により順次解析される明暗パターンをデジタル信号の各値に変換する受信変換手段として機能する制御手段を備える携帯型電子機器と、
前記固体発光素子としての撮影照明用ＬＥＤと、肌画像の撮影に用いられるコンバージョンレンズと、前記照明用ＬＥＤの発光を制御する前記発光制御手段とを備えるレンズモジュールとからなり、
前記発光制御手段が、各点滅パターンとデジタル信号の各値とを関連付けて記憶した点滅パターン記憶手段と、前記点滅パターン記憶手段に記憶された前記点滅パターンと前記値との関連に基づいて、デジタル信号の各値を前記固体発光素子の前記点滅パターンに順次変換する送信変換手段として機能することを特徴とする肌撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体発光素子および撮像素子を用いた光通信装置、光通信方法および肌撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ付き携帯電話（スマートフォンを含む）や、カメラ付きタブレット型電子機器等の携帯型のカメラ付き携帯電子機器に、取り付けられるコンバージョンレンズが知られている（例えば、特許文献１参照）。
コンバージョンレンズを電子機器の側のレンズ（マスターレンズ）に取り付けることにより、携帯型電子機器のカメラのレンズが単焦点レンズであっても、焦点距離を広角側や望遠側に変えることができる。また、コンバージョンレンズとして接写機能（マクロ撮像機能）を有するレンズを用い、マクロ撮像を可能にする場合もある。
【０００３】
また、顔の肌を拡大撮像して肌の状態を分析するための肌用カメラが知られているが、例えば、携帯電話のカメラに肌用カメラとしての機能、例えば、被写体を拡大して接写する機能を付加するコンバージョンレンズも知られている。この場合に、例えば、撮像した肌の画像をメールやウェブサイトのサーバーへのアップロード等で肌の画像の分析を行う会社に送ることにより、肌の分析結果をメールで送り返してもらうようなことが容易に可能になる。
【０００４】
上述のようなコンバージョンレンズが取り付けられたスマートフォンから撮像された肌画像が所定のサーバー（例えば、化粧品関係のウェブサイトのサーバー）に送信された際に、その肌画像の分析結果を送り返すサービスを行う場合に、例えば、コンバージョンレンズを購入した顧客に対して無料または低価格でサービスを提供することが考えられる。
【０００５】
この場合に、例えば、上述のようなサービスが伴うコンバージョンレンズと、略同レベルの偽コンバージョンレンズを低価格で販売され、この偽コンバージョンレンズを購入した顧客が上述のサービスをかってに受けてしまうことが考えられる。
【０００６】
この場合に、コンバージョンレンズの売り上げが低下したり、偽コンバージョンレンズを用いて撮像された肌画像の分析を行うことにより運用コストが増加したりする可能性がある。そのために、正規のコンバージョンレンズの購入者が送信する肌画像と、偽コンバージョンレンズの購入者が送信する肌画像とを識別できるような認証方法が求められる。
【０００７】
また、上述のようなサービスが成立している状態で、例えば、化粧品会社がスキンケア用の特定の化粧品とセットにしてコンバージョンレンズを販売した場合に、上述のサービスの他に、化粧品会社がセット販売のコンバージョンレンズの肌画像のみを得たい場合などが考えられる。
【０００８】
この場合も、コンバージョンレンズを単品で購入した顧客の肌画像と、化粧品とセットでコンバージョンレンズを購入した顧客の肌画像とを識別する必要がある。
正規のコンバージョンレンズで撮影した肌画像と、非正規のコンバージョンレンズで撮影した肌画像との区別や、上述のセット販売等により特定の会社（事業者）と関連付けられたコンバージョンレンズと、単品販売等により特定の会社と関連付けられていないコンバージョンレンズの区別の方法として、各コンバージョンレンズにシリアル番号やＩＤ番号等の識別情報を付与することが考えられる。なお、コンバージョンレンズを単品販売とセット販売とで識別するような場合には、二つに篩い分け可能に識別情報を設定する必要がある。
【０００９】
このような識別情報を用いる場合には、肌画像の分析等を行うサーバーに、肌画像とともに識別情報を送信する必要がある。
この場合に、肌画像送信時に顧客がコンバージョンレンズやそれに付帯する説明書等に記載されたシリアル番号をスマートフォンから入力して送信するなどの方法が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１２−８２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、従来、コンバージョンレンズに識別情報を付けて、撮影された画像データととともに識別情報を送信するようなことは行われていなかった。
上述のように顧客（ユーザー）が識別情報をスマートフォンに入力するような場合に、入力に手間がかかることをユーザーが不満に思ったり、入力ミスにより間違った識別情報が登録されたり、入力ミスにより識別情報を登録できなかったり、識別情報がユーザーや当該識別情報が記載された説明書等を介して漏洩することにより識別情報が解析されたりすることが問題になる虞がある。
【００１２】
そこで、ユーザーが特に操作しなくても、コンバージョンレンズに個別に付与された識別用情報を、自動的にスマートフォン側で認識し、上述のサービスを提供するウェブサイトのサーバーに自動で識別用情報を送信するようにすることが求められている。
すなわち、スマートフォンから肌画像データを送信する際に自動で識別情報がコンバージョンレンズ側からスマートフォン側に送信されたり読み取られたりすることが求められている。この場合にできるだけ低コストでコンバージョンレンズに付与された識別情報をスマートフォン側で得られる構成となっていることが好ましい。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、スマートフォン等の携帯型電子機器器においてコンバージョンレンズの識別情報を得るのに好適な光通信装置、光通信方法および肌撮像システム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】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の光通信装置は、設定されたフレームレートで動画を撮像する撮像素子、および当該撮像素子に撮像された動画の各フレームの画像データを解析する画像解析手段を有する受信装置と、
点滅可能な固体発光素子、および当該固体発光素子を前記フレームレートで１フレームまたは数フレームが撮像される所定時間内毎に、前記フレームレートでの１ライン分の時間以上の時間間隔の点灯および消灯からなる複数の点滅パターンで点灯と消灯とを行わせる発光制御手段を有する送信装置とを備え、
前記送信装置の前記発光制御手段は、各点滅パターンとデジタル信号の各値とを関連付けて記憶した点滅パターン記憶手段と、当該点滅パターン記憶手段に記憶された前記点滅パターンと前記値との関連に基づいて、デジタル信号の各値を前記固体発光素子の前記点滅パターンに順次変換する送信変換手段とを備え、
かつ、前記発光制御手段が前記送信変換手段により変換された点滅パターンに基づいて前記固体発光素子を点滅させ、
前記受信装置の前記画像解析手段は、前記画像データの解析結果として、前記固体発光素子の前記点滅パターンの点滅により、撮像された前記画像データの垂直方向に沿って現れる輝度の高低からなる明暗パターンを求め、
前記受信装置は、前記画像解析手段により求められる前記明暗パターンと前記点滅パターンとの相関関係に基づいて、各明暗パターンとデジタル信号の各値とを関連付けて記憶した明暗パターン記憶手段と、当該明暗パターン記憶手段に記憶された前記明暗パターンと前記値との関連に基づいて、前記画像解析手段により順次解析される明暗パターンをデジタル信号の各値に変換する受信変換手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、送信装置は、デジタル信号の各値を対応する点滅パターンに変換する。このように送信装置で固体発光素子を各点滅パターンで発光している間、受信装置の撮像素子は、前記固体発光素子の発光が撮像される状態で、動画を撮像する。なお、この際に固体発光素子の光が撮像される画像に含まれれば、直接固体発光素子が撮像される必要はない。
【００１６】
上述のように固体発光素子が各点滅パターンで点滅している状態で撮像素子が撮像すると、撮像された画像データには、垂直方向に沿って前記固体発光素子の点滅に対応する輝度の高低による明暗の変化が撮像されている。この明暗の変化としての明暗パターンは、上述の点滅パターンに対応しており、点滅パターンにデジタル信号の各値を割り付ければ、各点滅パターンに対応する明暗パターンから各値を読み出すことができる。ここでの各値とは、例えば、０と１との１ビットのデータより多い例えば、２ビット以上の値でありことが好ましく、例えば、各点滅パターンが３ビット（０〜７）や４ビットの値（０〜１５）に対応するものとしてもよい。
【００１７】
これにより、送信側に固体発光素子を配置し、受信側に動画撮影可能な撮像素子を配置して光通信が可能になる。この場合に、動画の各フレーム毎に明るいか暗いかで、各フレーム毎に１ビットのデータを送受するのではなく、各フレームで例えば２ビット以上のビット数でデジタル信号を送受することが可能になり、高速な通信が可能になる。
なお、撮像素子には、各画素からの溜まった電荷の読取りに際し、１フレーム分を一度に読み取るものと、１フレームを１ラインずつ読み取るものが知られているが、この発明においては、１ラインずつ各画素の電荷を読み取る撮像素子を用いる必要がある。
この発明では、撮像素子として、例えば、一ラインずつの読み取りを行うＣ−ＭＯＳセンサを用いることが好ましい。
なお、２ラインずつ等の数ラインずつ電荷を読み取るような構成でも本発明が適用可能である。
【００１８】
本発明の上記構成において、前記送信装置の前記発光制御手段は、前記撮像素子が出力する映像信号の同期信号に対して非同期で、前記固体発光素子の点灯および消灯を制御し、
前記送信装置の前記点滅パターン記憶手段に記憶される各点滅パターンは、前記所定時間内に含まれる点灯と消灯との繰り返し回数により規定され、
前記受信装置の前記明暗パターン記憶手段に記憶される各明暗パターンは、撮像された前記画像データの垂直方向に現れる輝度の高低により表される水平方向に沿った明るい帯および／または暗い帯の本数により規定されていることが好ましい。
【００１９】
このような構成によれば、撮像素子の同期信号に同期させなくても、デジタル信号の送受信が可能になり、受信側から送信側に同期用の信号を送信する構成を設ける必要がなく、コストの低減を図ることができるとともに、光通信装置の構造を簡便なものとすることができる。この場合に、撮像素子のフレームとフレームの各ラインのタイミングと、固体発光素子の点灯と消灯のタイミングを合わせることができないので、例えば、フレームレートの基づく各フレームの撮像時間により固体発光素子の点灯と消灯を制御する。
【００２０】
この場合に、例えば、２フレームを１セットとして、例えば１フレームの時間に消灯と点灯が３回繰り返される点滅パターン、５回繰り返される点滅パターン、７回栗化される点滅パターン・・・等のような点滅パターンで固体発光素子が制御される。
【００２１】
それに対して動画データは、動画データの少なくとも１フレームおきの画像データに上述の固体発光素子の点滅パターンの点灯と消灯の繰り返し返しに対応する明暗の縞ができることになる。この縞の明るい帯の数や、暗い帯の数を数えることで、固体発光素子の点滅パターンに対応する画像データの明暗パターンを読み取ることができ、これにより送信側から受信側にデジタル信号が送信されたことになる。
【００２２】
すなわち、撮像素子の同期信号に同期させて固体発光素子を発光させなくても、非同期でデータの送受が可能であり、受信側から送信側に同期用の信号を送受するような構造を必要とせず、低コストでデジタルカメラを用いた光通信を可能にできる。
この方式は、基本的は、所定時間内の点滅（明暗）の繰り返しの周波数が変わることになり、例えば、所定時間内の点滅の繰り返し回数が少ない場合が低周波となり、繰り返し回数が多い場合が高周波となる。これでデジタル信号を表す場合に、最も単純には、低周波の場合を０、高周波の場合を１とすることができる。これは、周波数の変化をデジタル信吾に変換するものであり、周波数偏移変調(ＦＳＫ:ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ)を用いて、所定時間内の点滅の繰り返し数を周波数の周波数の変化をデジタル信号に変換するものである。したがって、本発明は、送信側で、デジタル信号を単位時間（所定時間）当たりのＬＥＤの点灯と消灯との繰り返しの周波数の高低に変換し、これを受信側の撮像素子で撮像し、撮像されたフレーム毎の画像に、上述のＬＥＤの点灯と消灯に対応して現れる明暗の繰り返しの周波数の高低をデジタル信号に変換するものである。
【００２３】
また、本発明の上記構成において、
前記受信装置は、前記撮像素子から出力される映像信号の同期信号に同期して同期用信号を出力する同期出力手段を備え、
前記送信装置は、前記同期出力手段から送信される同期用信号が入力される同期入力手段を備え、
前記送信装置の前記発光制御手段は、前記同期入力手段に入力された同期用信号により、前記撮像素子で撮像される各フレームおよび各フレームの各ラインに同期して前記固体発光素子の点灯および消灯を制御し、
前記送信装置の前記点滅パターンに記憶される各点滅パターンは、点灯と消灯に加えて点灯の時間幅および消灯の時間幅により規定され、
前記受信装置の前記明暗パターン記憶手段に記憶される各明暗パターンは、撮像された前記画像データの垂直方向に現れる輝度の高低により表される水平方向に沿った前記明るい帯および前記暗い帯に加えて前記明るい帯の幅と前記暗い帯の幅とにより規定されていることが好ましい。
【００２４】
このような構成によれば、送信装置側は、受信装置の撮像素子の各フレームおよび各フレームの各ラインに対応して固体発光素子の点灯と消灯を制御できるので、上述の非同期の場合のように、撮像された画像データに写る明暗の帯の本数で値を表すのではなく、例えば、各帯の幅でも値を表すことができる。例えば、バーコードのように、明るい帯の幅を狭い帯と広い帯に分け、暗い帯を狭い帯と広い帯に分けることにより、明暗が繰り返されるパターンにおいて、狭い帯を０、広い帯を１とすることができ、各帯毎に１ビットの値を表すことが可能になる。すなわち、１フレーム分の時間内に繰り返される点灯と消灯の数のビット数だけ通信が可能になり、１フレームで多くのビット数の情報を送受することが可能になる。これにより、通信速度の高速化を図ることができる。なお、帯の幅の分類は、このような狭い幅と広い幅との二種類に限られるものではなく、帯の幅の種類を２より多くしてもよい。
【００２５】
また、本発明の上記構成において、前記送信装置の前記固体発光素子を各色毎に点灯と消灯が制御可能な３色ＬＥＤとし、
前記送信装置の前記発光制御手段は、前記３色ＬＥＤの各色毎に独立した点灯と消灯からなる点滅パターンによりデジタル信号を送信し、
前記送信装置の前記点滅パターン記憶手段に記憶される各点滅パターンは、前記３色ＬＥＤの各色の点灯と消灯により規定され、
前記受信装置は、カラーの撮像素子を有し、
前記受信装置の前記画像解析手段は、撮像された前記画像データの前記３色ＬＥＤの各色に対応する垂直方向に現れる明暗のパターンを求め、
前記受信装置の前記明暗パターン記憶手段に記憶される各明暗パターンは、撮像された前記画像データの垂直方向に現れ、かつ、前記３色ＬＥＤの発光色に対応する各色毎の輝度により表される水平方向に沿った明るい帯および暗い帯に規定されていることが好ましい。
【００２６】
このような構成によれば、固体発光素子を各色毎に点灯と消灯を独立して制御可能な３色ＬＥＤとし、撮像素子をカラーに対応するものとすることで、基本的に３倍の情報を送受することができる。なお、各色毎の点滅パターンで個別に情報を送るものとしてもよいし、３つの色の点灯と消灯との組み合わせで３ビットずつのデータを送るような構成としてもよい。
【００２７】
また、本発明の光通信方法は、設定されたフレームレートで動画を撮像する撮像素子、および当該撮像素子に撮像された画像データを解析する画像解析手段を有する受信装置と、
点滅可能な固体発光素子、および当該固体発光素子を前記フレームレートで１フレームまたは数フレームが撮像される所定時間内毎に、前記フレームレートでの１ライン分の時間以上の時間間隔の点灯および消灯からなる複数の点滅パターンで点灯と消灯とを行わせる発光制御手段を有する送信装置とを備える光通信装置で行われる光通信方法であって、
前記送信装置の前記発光制御手段は、各点滅パターンとデジタル信号の各値との関連に基づいて、デジタル信号を順次前記点滅パターンに変換するとともに、当該点滅パターンに基づいて、前記固体発光素子の点灯と消灯を制御し、
前記受信装置の前記撮像素子は、前記固定発光素子が前記点滅パターンで点灯または消灯している状況で撮像素子により動画を撮像し、
撮像された前記動画の画像データを解析して、前記画像データの垂直方向に沿って現れる輝度の高低からなる明暗バターンを求め、
前記受信装置は、求められた前記明暗パターンと前記点滅パターンとの相関関係に基づいた当該明暗パターンと前記デジタル信号の各値との関連に基づいて、順次求められる明暗パターンを前記デジタル信号の各値に変換することを特徴とする。
【００２８】
本発明の上記構成において、前記送信装置の前記発光制御手段は、前記撮像素子が出力する映像信号の同期信号に対して非同期で、前記固体発光素子の点灯および消灯を制御し、
前記送信装置は、各点滅パターンを、前記所定時間内に含まれる点灯と消灯との繰り返し回数により規定し、
前記受信装置は、各明暗パターンを、撮像された前記画像データの垂直方向に現れる輝度の高低により表される水平方向に沿った明るい帯および／または暗い帯の本数により規定することが好ましい。
【００２９】
また、本発明の上記構成において、前記受信装置は、前記撮像素子から出力される映像信号の同期信号に同期して同期用信号を出力し、
前記送信装置は、前記受信装置から送信される同期用信号を受信し、
前記送信装置の前記発光制御手段は、受信した同期用信号により、前記撮像素子で撮像される各フレームおよび各フレームの各ラインに同期して前記固体発光素子の点灯および消灯を制御し、
前記送信装置は、各点滅パターンを、点灯と消灯に加えて点灯の時間幅および消灯の時間幅により規定し、
前記受信装置は、各明暗パターンを、撮像された前記画像データの垂直方向に現れる輝度の高低により表される水平方向に沿った前記明るい帯および前記暗い帯に加えて前記明るい帯の幅と前記暗い帯の幅とにより規定することが好ましい。
【００３０】
また、本発明の上記構成において、前記送信装置の前記固体発光素子を各色毎に点灯と消灯が制御可能な３色ＬＥＤとし、
前記送信装置の前記発光制御手段は、前記３色ＬＥＤの各色毎に独立した点灯と消灯からなる点滅パターンによりデジタル信号を送信し、
前記送信装置は、各点滅パターンを、前記３色ＬＥＤの各色の点灯と消灯により規定し、
前記受信装置は、カラーの撮像素子を有し、
前記受信装置の前記画像解析手段は、撮像された前記画像データの前記３色ＬＥＤの各色に対応する垂直方向に現れる明暗パターンを求め、
前記受信装置は、各明暗パターンを撮像された前記画像データの垂直方向に現れ、かつ、前記３色ＬＥＤの発光色に対応する各色毎の輝度により表される水平方向に沿った明るい帯および暗い帯により規定していることが好ましい。
【００３１】
これらのような光通信方法においては、対応する上述の光通信装置と同様の作用効果を奏することができる。
【００３２】
また、本発明の肌撮像システムは、上述の光通信装置を備えるものであって、前記撮像素子を有するデジタルカメラを備え、かつ、前記撮像素子を制御するとともに、前記撮像素子に撮像された動画データの各フレームの画像データを解析する画像解析手段と、前記画像解析手段により求められる前記明暗パターンと前記点滅パターンとの相関関係に基づいて、各明暗パターンとデジタル信号の各値とを関連付けて記憶した明暗パターン記憶手段と、当該明暗パターン記憶手段に記憶された前記明暗パターンと前記値との関連に基づいて、前記画像解析手段により順次解析される明暗パターンをデジタル信号の各値に変換する受信変換手段として機能する制御手段を備える携帯型電子機器と、
前記固体発光素子としての撮影照明用ＬＥＤと、肌画像の撮影に用いられるコンバージョンレンズと、前記照明用ＬＥＤの発光を制御する前記発光制御手段とを備えるレンズモジュールとからなり、
前記発光制御手段が、各点滅パターンとデジタル信号の各値とを関連付けて記憶した点滅パターン記憶手段と、前記点滅パターン記憶手段に記憶された前記点滅パターンと前記値との関連に基づいて、デジタル信号の各値を前記固体発光素子の前記点滅パターンに順次変換する送信変換手段として機能することを特徴とする。
このような構成によれば、上述の光通信装置と同様の作用効果を奏することができる。
【００３３】
本発明の肌画像システムは、カメラを備える携帯型電子機器と、前記携帯型電子機器の前記カメラのマスターレンズの位置に着脱自在に装着され、前記カメラにより肌を接写するためのコンバージョンレンズとを備える肌撮影システムであって、
前記コンバージョンレンズを支持する筒状のレンズ筐体と、
前記レンズ筐体の先端部に形成され、撮影される肌を臨ませるための開口部と、
前記開口部の周縁部に設けられ、前記カメラ側を向く面に前記コンバージョンレンズを識別可能にする識別情報を示し、かつ、画像認識可能なコードとを備え、
前記カメラで前記開口部に臨む肌を撮影した際に前記コードが撮影され、前記肌とともに撮影された前記コードから識別情報が読み取り可能になっていることを特徴とする。
【００３４】
このような構成によれば、コンバージョンレンズを識別するための識別情報を含むコードとして画像認識可能な例えばバーコードや２次元バーコード等を開口部の周縁部に設けておき、肌とともにコードを同時に撮影することにより、肌とコードが一つの画像として撮影されることになり、コンバージョンレンズから携帯型電子機器側にコンバージョンレンズを識別するコードを読み取り可能とすることになる。これにより、コンバージョンレンズと携帯型電子器機器との間にデータの通信手段がなくとも、識別情報をコンバージョンレンズ側から携帯型電子機器器側に送信した状態となる。また、各肌画像には、使用したコンバージョンレンズを識別可能なコードの画像が必ず含まれることになり、いつでも使用したコンバージョンレンズを識別することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、送信装置に固体発光素子を備え、受信装置にデジタルカメラを備えることにより、光通信が可能になり、受信側のデジタルカメラとして、スマートフォン等の携帯電子機器のカメラを用いた通信を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光通信装置としての肌撮像システムを示す正面図である。
【図２】前記肌撮像システムの送信装置としてのレンズモジュールを示す正面図である。
【図３】前記レンズモジュールを示す断面図である。
【図４】前記レンズモジュールのレンズ筐体部分を示す断面図である。
【図５】前記レンズモジュールのレンズ筐体部分を示す断面図である。
【図６】前記レンズモジュールのＬＥＤ基板を示す平面図である。
【図７】前記肌撮像システムを示すブロック図である。
【図８】前記肌撮像システムにおける光通信方法を説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る光通信装置としての肌撮像システムを示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施例にかかる光通信装置における撮像された画像の解析方法の実験を説明するための図である。
【図１１】前記光通信装置における撮像された画像の解析方法を実験を説明するための図である。
【図１２】前記光通信装置における撮像された画像の解析方法の実験を説明するための図である。
【図１３】第３の実施形態の前記レンズ筐体部分を示す断面図である。
【図１４】第３の実施形態の肌画像システムで撮像された肌画像とバーコード画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施の形態について説明する。
この実施の形態の肌撮像システムは、図１〜図７に示すように、デジタルカメラ（撮像素子を備える図２に示すカメラ２）を備えた携帯型電子機器としてのスマートフォン１（図１および図７に図示）と、スマートフォン１のカメラ２に装着されて肌２４（図７に図示）を拡大して接写するための２枚のレンズ１１ａ，１１ｂ（図３〜図５、図７に図示）からなるコンバージョンレンズ１１および撮影の照明用のＬＥＤ１２，１３（図３〜図７に図示）を備えたレンズモジュール１０とからなるものである。
【００３８】
なお、図１、図２において、レンズモジュール１０は、コンバージョンレンズ１１を支持するバレル２０ａ（図３〜図５に図示）を備える後述のレンズ筐体２０の部分を除いた筐体１０ａの前面部分を図示せずに内部の電池１７、電源スイッチ１９、電子回路部１６ａが実装される回路基板１６ｂが見える状態で図示している。
また、このスマートフォン１とレンズモジュール１０は、光通信装置を構成しており、スマートフォン１が受信装置であり、レンズモジュール１０が送信装置である。
【００３９】
レンズモジュール１０は、筐体１０ａを備え、筐体１０ａは、レンズ筐体２０を除いて、扁平な箱状に形成され、スマートフォン１のディスプレイ（図示略）が設けられた正面の反対側である背面のカメラ２のレンズ部分にコンバージョンレンズ１１を重ね合わせるように配置される。
【００４０】
この筐体１０ａのスマートフォン１への固定は、例えば、クリップ式やバンド式で行われる。クリップ式は、例えば、レンズモジュール１０に、レンズモジュール１０との間にスマートフォン１を挟み込むクリップ部材（図示略）を設けたものである。すなわち、レンズモジュール１０と、このレンズモジュール１０に固定されたクリップ部材との間に弾性力によりスマートフォン１を挟むものである。
【００４１】
この場合に、レンズモジュール１０をスマートフォン１の背面に対して、許容範囲内で縦横に移動可能になっており、スマートフォン１の各機種のカメラ２の配置に対応可能になっている。
バンド式は、例えば、腕時計のバンドのように、レンズモジュールにゴムバンド等の伸び縮みするバンド（図示略）を取り付け、スマートフォン１をバンド内に挿入することで、レンズモジュール１０をスマートフォン１に奏略するものであり、この場合もコンバージョンレンズ１１をスマートフォン１の背面に対して縦横に移動可能になっている。
【００４２】
レンズモジュール１０は、上述のコンバージョンレンズ１１およびＬＥＤ１２，１３と、ＬＥＤ１２を駆動するＬＥＤ駆動回路１４（図７に図示）と、ＬＥＤ１３を駆動するＬＥＤ駆動回路１５（図７に図示）とを備える。
また、レンズモジュール１０は、図４、図５の示すようにコンバージョンレンズ１１が収納されるレンズ筐体２０を備える。レンズ筐体２０は、コンバージョンレンズ１１を支持するバレル２０ａを基端側（カメラ２に装着される側）に備え、先端面が肌２４の撮影時に肌２４に当接する当接部２０ｂとされ、当接部２０ｂが肌２４に当接した状態で外光を遮るようになっている。また、当接部２０ｂには、矩形状（略正方形状）の開口部２０ｃが形成され、肌２４の開口部２０ｃに臨む部分が撮影されるようになっている。
【００４３】
図３〜図５に示すように、バレル２０ａは、レンズ１１ａおよびレンズ１１ｂからなるコンバージョンレンズ１１を支持した状態で、レンズ筐体２０の基端部（カメラ２に装着される側の端部）内に固定されている。また、バレル２０ａの基端部には、後述の第２偏光板２２が設けられている。また、レンズ筐体２０内には、当接部２０ｂの開口部２０ｃに向けて撮影用の照明光を照射するＬＥＤ１２，１３を備えたＬＥＤ基板１２ａ（図３〜図６に図示）が支持されている。
【００４４】
ＬＥＤ１２．１３は、ＬＥＤ基板１２ａに設けられている。また、後述のように肌２４のキメを撮影するためのＬＥＤ１３が一つで、肌２４のシミを撮影するためのＬＥＤ１２が２つとされている。また、ＬＥＤ基板１２ａの２つのＬＥＤ１２は、後述の第１偏光板２１に覆われた状態となっている。また、ＬＥＤ駆動回路１４，１５もＬＥＤ基板１２ａに設けられている。なお、ＬＥＤ駆動回路１４，１５が回路基板１６ｂに設けられていてもよい。
【００４５】
なお、図３〜図５に示すように、ＬＥＤ基板１２ａは、そのＬＥＤ１２，１３がレンズ筐体２０の開口部２０ｃに臨む肌２４を直接照明するように配置されているが、ハーフミラーで反射させることにより、ＬＥＤ１２，１３の光が開口部２０ｃに臨む肌２４に照射されるようにしてもよい。
【００４６】
また、レンズモジュール１０は、ＬＥＤ駆動回路１４，１５を介してＬＥＤ１２，１３の点灯と消灯を制御する発光制御手段としてのＣＰＵ１６を備える電子回路部１６ａを備える。なお、電子回路部１６ａには、ワンチップマイコンが実装されており、ワンチップマイコンにＣＰＵ１６（図７に図示）が備えられるとともに、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶手段が備えられている。
【００４７】
また、レンズモジュール１０は、筐体１０ａに固定された回路基板１６ｂに、ＬＥＤ駆動回路１４，１５、ＣＰＵ１６等に電力を供給する電池１７を備えた電源回路１８（図７に図示）と、電源スイッチ１９を備える。なお、電池１７として円板状のボタン電池を図示したが、電池は、例えば、単４電池であってもよい。
【００４８】
また、上述の二つのＬＥＤ１２，１３は、発光色が少し異なり、ＬＥＤ１２は、肌２４のシミの撮像に用いられるもので、発光色が略白となっている。それに対して、ＬＥＤ１３は、肌２４のキメの撮像に用いられるもので、ＬＥＤ１２の発光色に対して黄色が強く肌色に近い色になっている。
【００４９】
また、シミ撮影用のＬＥＤ１２に第１偏光板２１が設けられ、コンバージョンレンズ１１と、カメラ２との間に第２偏光板２２が設けられている。これは、肌２４の表面より少し下にあるシミを撮影するためのもので、これら偏光板２１，２２により、ＬＥＤ１２で肌２４のシミを撮影する際の肌２４内部の反射光より、肌２４表面の反射光を大きく低減させ、シミが撮影され易くするものである。なお、第１偏光板２１と、第２偏光板２２では、偏光方向が直交している。ＬＥＤ１２の光は第１偏光板２１を通過して偏光され、この偏光は、肌２４で反射されても維持され、第２偏光板２２を通過困難な状態となる。それに対して肌２４内部で反射した光は、偏光がなくなり、第２偏光板２２を通過する。なお、偏光板２１，２２を設けなくてもよい
【００５０】
このようなレンズモジュール１０では、電子回路部１６ａのＣＰＵ１６の制御により、キメの撮影時にＬＥＤ１３を発光（点灯）させるとともにＬＥＤ１２を消灯したままの状態とし、シミの撮影時にＬＥＤ１２を発光させるとともにＬＥＤ１３を消灯したままとする。
【００５１】
スマートフォン１は、周知の通り携帯電話としての機能を有し、無線回線を用いた通話が可能となっている。また、スマートフォン１は、図示しないディスプレイを有するとともに、無線回線によりインターネットに接続可能であり、インターネットを介してｅメールの送受信が可能で、アプリケーション（アプリ）としてのブラウザによりウェブサイトの閲覧が可能になっている。また、例えば、ウェブサイト等のサーバーに対してファイルのアップロードが可能で、ウェブサイト等のサーバーからファイルのダウンロードが可能になっている。
【００５２】
また、スマートフォン１には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する制御装置（制御手段：図７に図示）３を備え、プログラムとしてのアプリを実行可能になっている。また、制御装置３には、記憶装置としてのフラッシュメモリ４が接続されており、ダウンロードとしたアプリや、音楽ファイル、動画ファイル、静止画ファイル等、アプリ（プログラム）を保存可能になっている。
【００５３】
また、制御装置３は、カメラ２を制御して撮影（撮像）が可能であるとともに、撮像した画像データをフラッシュメモリ４に保存することができる。また、画像処理や画像解析用のアプリにより画像データの解析や処理が可能である。
カメラ２は、撮像素子を有し、静止画、動画の撮影が可能であり、例えば、３０ｆｐｓ等の設定されたフレームレートで画像を撮影する。
【００５４】
カメラ２の撮像素子としての、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサにおいては、各画素のセンサがマトリックス状に並んで配置されている。
【００５５】
言い換えると、各画素のセンサは、水平方向に沿いかつ垂直方向に複数並んだ各ライン毎に配置されている。入射した光の光量に対応して各画素のセンサに溜まる電荷を読み取る際には、例えば、垂直方向の上側のラインから下側のラインに向かってライン毎にライン上の各センサの電荷が読み取られる。読み取られた電荷が映像信号として出力されることになる。
【００５６】
この場合に同期信号に対応して各画素のセンサから読み取られた電荷の量が順番に信号として出力される。この同期信号には、ラインに沿った１つずつのセンサからの電荷の出力に順番に対応するＰｉｘｅｌ  Cｌｏｃｋ信号（個別同期信号）に同期して出力されるＶｓｙｎｃ信号（垂直同期信号）により一画像分の電荷の出力が開始される。
【００５７】
このＶｓｙｎｃ信号が撮像素子から出力される際に、最初のＨｓｙｎｃ信号（水平同期信号：横方向同期信号）が出力され縦（垂直）方向の先頭（最も上）の横一列（水平方向の一番上の一列のライン）のセンサからＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号毎に一方向（例えば、左から右）に沿って、一つずつのセンサに対応して順次、受光量を示す電荷に基づく信号が出力される。
【００５８】
また、次のＨｓｙｎｃ信号に基づいて一つ下の水平方向のライン上のセンサに移動し、再び、左側からＰｉｘｅｌ  Ｃｌｏｃｋ信号毎に一方向に沿って、１つずつのセンサに対応する信号が出力される。以降、Ｈｓｙｎｃ信号毎に一つ下の水平方向に沿ったラインに移行して上述の電荷に対応する信号の出力が行われる。
そして、最後のラインに対応する信号の出力が終了する際に、一つの画像（一つのフレーム）分の映像信号の出力が行われたことになり、再び、Ｖｓｙｎｃ信号とＨｓｙｎｃ信号に基づいて次のフレームの最初のラインに対応する信号の出力が行われる。映像信号を上述のＨｓｙｎｃ信号毎に次のラインに移行し、かつ、Ｖｓｙｎｃ信号毎に次のフレームに移行するように各センサに対応する信号を並べることで、動画の表示が可能になる。
【００５９】
図７に示す上述のレンズモジュール１０は、光通信装置の送信装置として機能するものであり、固体発光素子であるＬＥＤ１３を発光制御手段としてのＣＰＵ１６が通信用の点滅パターンで点滅させるようになっている。（偏光板が光学系にないのでこれを使用）なお、以下の説明では、ＣＰＵ１６は、光通信を行う場合に、ＬＥＤ１３の発光を制御するものとする。
【００６０】
また、図７に示すスマートフォン１が光通信装置の受信側であり、搭載されたカメラ２が受信装置として機能するものである。
【００６１】
仮に送信装置側でセンサチップのＶｓｙｎｃ信号、Ｈｓｙｎｃ信号のタイミングを把握している場合、すなわち、同期信号に同期可能な場合に、Ｖｓｙｎｃ信号のタイミングでＬＥＤの点滅を開始させ、１フレームの時間分（たとえば、１５ｆｐｓの場合だと１/１５秒）経過後１フレーム分の点滅を終了する。この点滅は消灯時間＝点灯時間とする。ここで、送信側であるレンズモジュール１０では１５ｆｐｓに設定されており（１フレームに対して１/１５秒と設定）、受信側のスマートフォン１においてはアプリケーションプログラムにより、動画設定が１５ｆｐｓに設定されているものとする。この場合、センサではＬＥＤ点滅に応じた縞模様の入った１フレームの画像が得られる。
【００６２】
たとえば、８Ｍで横３２００画素、縦２４００画素、フレームレート１５ｆｐｓの場合を考える。
初期状態が消灯で、１/１５秒間に点灯と消灯を５回ずつ繰り返した場合、１フレームの画像には、上から明るい直線状の縞、その下に暗い直線状の縞、この組み合わせが５回繰り返された画像が得られ、各縞の幅は２４０画素（２４００/１０）となる。
従って、この縞の幅が異なる画像を１０種類用意すれば、それぞれに縞に対応させた０〜１０の数値を、受信側では認識できることとなる。
【００６３】
ここで、上記例ではフレームレートをＴＶ受信機と同様の１５ＦＰＳと設定しているが、適宜変更可能である。
なお、実際には画像の切り出し処理を行うので上記センササイズの中央部分のみを使用して認識することとなるが、以下、説明を簡単にするため、センサ全体を使用するものとして説明する。
【００６４】
まず、送信装置としてのレンズモジュール１０を説明する。ＣＰＵ１６は、上述のようにワンチップマイコンのものであり、ＲＯＭを備えている。このＲＯＭには、点滅パターン記憶手段として、点滅パターンが記憶されている。
上述のフレームレートでの２フレーム分の所定時間、例えば、１５ｆｐｓの場合、２／１５秒の間に点灯と消灯とを略同じ時間幅で繰り返す複数の点滅パターンが記憶されている。
【００６５】
上述のカメラ２の撮像時のＨｓｙｎｃ信号およびＶｓｙｎｃ信号に同期して点灯と消灯とからなる点滅パターンでＬＥＤ１３の点灯と消灯を制御できれば、各フレーム毎に例えば１０種類の点滅パターンから１種類の点滅パターンでの点滅を行うことで、各フレーム毎に１０種類の点滅パターンのうちの１種類の点滅パターンを送信することが可能である。
【００６６】
しかし、ここでは、受信装置としてのスマートフォン１のカメラ２から出力される同期信号を送信装置としてのレンズモジュール１０に出力する手段がないので、ＬＥＤ１３の点滅パターン全体の時間幅をカメラ２の撮像時のフレームレートに合わせることしかできない。
【００６７】
この場合に、２フレーム分の時間幅の点滅パターンに対して、偶然同期した場合を除いて、カメラ２における撮像では、１種類の点滅パターンでのＬＥＤ１３の点滅開始がフレーム（１フレーム目）の途中から開始されることになり、次のフレーム（２フレーム目）では、１フレームに渡って１種類の点滅パターンでのＬＥＤ１３の点滅が撮像され、その次のフレーム（３フレーム目）の途中で１種類の点滅パターンでのＬＥＤ１３の点滅が終了することになる。
【００６８】
したがって、２フレーム目となるフレームでは同じ点滅パターンでのＬＥＤ１３の点滅が撮像されることになる。このような２フレーム分に渡る点滅パターンでのＬＥＤ１３の点滅が２フレーム分ずつ連続して行われた場合に、上述の３フレーム目が次の点滅パターンの１フレーム目となり、２フレーム目に対応するフレームが連続するフレームの１つおきのフレームとなる。
【００６９】
この２フレーム目となる一つ置きのフレームにおいては、フレームの途中で点滅パターンが変わることがないので、点滅パターンに対応する本数の明るい帯（暗い帯）を読み取り可能になる。なお、１フレーム目および３フレーム目に対応する一つ置きのフレームでは、複数の同じ点滅パターンが連続するのでなければ、途中で点滅パターンが変わることになる。
【００７０】
なお、ＬＥＤ１３の各点滅パターンの切り替えのタイミングと、カメラ２の各フレームの切り替えのタイミングとが偶然同期した場合も、２フレーム毎に点滅パターンが切り替わるので、一つ置きのフレーム毎に点滅パターンを読み取ることが可能である。
また、各フレームの各ラインにおけるＬＥＤ１３の点灯（消灯）においても、カメラ２の同期信号、特にＨｓｙｎｃ信号に同期していなので、点灯開始に対応するラインの途中から点灯開始し、点灯終了に対応するラインの途中で消灯することになるが、ＬＥＤ１３の点滅における各点灯時間および各消灯時間がフレーム中の１ライン分の時間の整数倍となっていれば、フレームのラインと直交する線上における明るい帯または暗い帯のライン数で示される幅は、ラインと直交する線の水平方向位置が異なっていても同じになる。
【００７１】
なお、点滅パターンの点灯時間および消灯時間は１ライン分より長い時間、できれば２ライン分以上の時間となっていれば、必ずしも１ライン分の整数倍の時間となっている必要はないが、上述の信号に同期してＬＥＤ１３を点滅可能な場合には、点灯時間および消灯時間は、１ライン分の時間の整数倍となっていることが好ましい。
【００７２】
この点滅パターンとしては、例えば、２フレーム分の所定時間内に消灯している時間が７回、点灯している時間が６回の点滅パターンと、消灯している時間が１１回、点灯している時間が１０回の点滅パターンと、消灯している時間が１５回、点灯している時間が１４回の点滅パターンと、消灯している時間が１９回、点灯している時間が１８回の点滅パターンと、以下点灯している時間の回数（点灯回数）だけで表すと、２２回、２６回、３０回、３４回、３８回、４２回の点滅パターンを備えるものとする。
【００７３】
そして、各点滅パターンに対して、例えば、点灯回数６に０、点灯回数１０に１、点灯回数１４に２、点灯回数１８に３、点灯回数２２に４、点灯回数２６に５、点灯回数３０に６、点灯回数３４に７、点灯回数３８にスタートビット、点灯回数４２にストップビットが関連づけられている。
【００７４】
これらの点滅パターンと数値の組み合わせがデータテーブルとして、ＣＰＵ１６のＲＯＭに記憶されている。なお、数値は４ビットの情報に対応するものであり、二つの点滅パターンの組み合わせで、８ビット、４つの点滅パターンの組み合わせで１６ビットのデータとなる。これにより、デジタル信号を送信することが可能である。
【００７５】
上述の点滅パターンは、一例であり、その他の点滅パターンの組み合わせであってもよい。なお、ここでは、誤りを防止するために、各点滅パターンで、各点灯回数に４以上の差がつくように設定したが、差を小さくしても、大きくしてもよい。
【００７６】
また、ＣＰＵ１６のＲＯＭには、ＩＤコード（シリアル番号）が記憶されており、このＩＤコードが読み出されて、上述のデータテーブルに基づいて点滅パターンに変換されることになる。なお、たとえば、ＩＤコードは、８ビットのアスキーコードとして記憶され、各アスキーコードが、送信変換手段としてのＣＰＵ１６により、例えばここでは４ビットずつのデータを表す２つの点滅パターンに変換されることになる。この変換された点滅パターンの列に基づいて、ＣＰＵ１６は、ＬＥＤ１３の点灯と消灯を制御し、前記点滅パターンの列に沿った発光を行わせることになる。
【００７７】
なお、ＩＤコードを先に点滅パターンに変換しておき、上述の点滅パターンに変換した状態でＲＯＭに記憶しておくものとしてもよい。
電源スイッチ１９がオンになったときに、ＣＰＵ１６が動作を開始し、上述のＩＤコードに対応する点滅パターンでのＬＥＤの点灯と消灯の制御を開始するようになっている。正確に受信側で認識できない場合があるので、上記点灯制御によるＩＤ送信は複数回行われるように設定されているのが好ましい。
【００７８】
レンズモジュール１０の電源スイッチ１９をオンとすると、ＣＰＵ１６は、プログラムに基づいて、上述のＩＤコードから変換された点滅パターンに基づいてＬＥＤ１３の発光を制御する。この際に、ＩＤコードは、順番が決められた複数の点滅パターンの列に変換される。
【００７９】
ＣＰＵ１６は、点滅パターンの列に基づいて、各点滅パターンが示す点灯と消灯との繰り返しでＬＥＤ１３の点灯と消灯を制御することになる。
このＬＥＤ１３の点灯と消灯からなる点滅パターンをスマートフォン１のカメラ２が撮像することになる。
【００８０】
次に、受信装置であるスマートフォン１を説明する。
スマートフォン１は、図７に示すようにカメラ２とカメラ２の制御を行うとともに、カメラ２の撮像素子で撮像された画像の解析が可能な制御装置３を備える。
撮像素子においては、上述の同期信号に基づいて、Ｖｓｙｎｃ信号毎に１フレーム分の画素の画像が撮影開始され、Ｈｓｙｎｃ信号毎に１ライン分の画素の撮影が行われることになる。ＣＭＯＳセンサでは、１ライン毎に各画素のセンサに入射した光量に対応して蓄積した電荷を読み取るようになっている。ここで、例えば１フレーム分の画像を撮像する際に撮像素子に入力される光量（明暗）が大きく変化すると各ラインのセンサに蓄積される電荷が異なることになる。上述のようにＨｓｙｎｃ信号毎に、例えば、上側のラインから下側のラインに順番に１ラインずつのセンサの電荷が読み取られる際に、明るい状態と暗い状態が繰り返されると、明るい状態の映像信号出力されるラインと、暗い状態の映像信号が出力されるラインとが生じる。これにより、撮像された１フレーム分の画像データを見た場合に水平方向に沿った明るい帯の部分と、暗い帯の部分とが垂直方向に沿って繰り返される縞模様の画像を撮像することが可能になる。
【００８１】
したがって、上述のＬＥＤ１３が上述の点滅パターンで点滅している状態で、例えば、肌や所定のスクリーン等を撮影すると、点滅パターンに対応して、画像の垂直方向に沿って明暗のパターンが出現する。すなわち、水平方向に沿った明るい帯と、暗い帯とが交互に配置された画像が撮像されることになる。
【００８２】
ここで、ＬＥＤ１３は、撮像素子の同期信号に同期させられていないので、フレーム毎に点滅パターンでの発光を行うことができず、２フレーム分の所定時間に渡って同じ点滅パターンで点滅しているので、後述のように１フレーム置きごとに、所定の点滅パターンに対応する完全なる明暗パターンを有する動画の画像データが得られる。
【００８３】
前記制御装置３は、この画像データを解析・抽出して、１フレーム分の高輝度部分と低輝度部分が交互に配置された明暗パターンを得ることができる。この明暗パターンから、明暗の繰り返し数（明るい帯、暗い帯の本数）を求めるようになっている。
この明暗パターンの繰り返し数は、撮像された際のＬＥＤ１３の点滅パターンに対して１対１で対応することになる。
【００８４】
スマートフォン１の明暗パターン記憶手段としてのフラッシュメモリ４には、肌撮像用アプリの光通信用画像プログラ用のデータとして、上述の点滅パターンのデータテーブルに対応する明暗パターンのデータテーブルが記憶されている。
【００８５】
この明暗パターンのデータテーブルでは、点滅パターンが２フレーム分であるのに対して明暗パターンが１フレームの画像から読み出されるものなので、点滅パターンの消灯と点灯の繰り返し数に対して、対応する明暗パターンは、明（高輝度）と暗（低輝度）の繰り返し数が半分になる。
【００８６】
したがって、フラッシュメモリ４に記憶されるデータテーブルにおいては、明暗の繰り返し回数としての（例えば明るい帯の本数としての）各明暗パターンに対して、例えば、明るい（高輝度）帯の本数３に０、明るい帯の本数５に１、明るい帯の本数７に２、明るい帯の本数９に３、明るい帯の本数１１に４、明るい帯の本数１３に５、明るい帯の本数１５に６、明るい帯の本数１７に７、明るい帯の本数１９にスタートビット、明るい帯の本数２１にストップビットが関連づけられている。
【００８７】
これにより撮像された画像データ毎に４ビットが割り当てられデジタル信号に変換可能となり、画像解析手段および受信変換手段としての制御装置３は、画像データからデジタル信号を読み出すことになる。このデジタル信号は、ＩＤコードであり、レンズモジュール１０のＩＤコードが読み出されることになる。
【００８８】
スマートフォン１は、撮影される肌画像とともにＩＤコードをインターネットを介して、肌画像を分析してくれるサーバーに送信できる。サーバー側では、このＩＤコードにより、レンズモジュール１０が正規品か否か、レンズモジュール１０が特定の化粧品会社（メーカまたは販売会社）とのキャンペーン（コラボレーション）用か、通常のものか等の識別が可能になる。
【００８９】
このような光通信装置としての肌撮像システムにおける光通信方法を図８を参照して説明する。
スマートフォン１で、肌撮像用アプリを起動すると、フレーム毎の画像３４からなる動画の撮像が開始されることになる。
この際に、レンズモジュール１０の電源スイッチ１９をオンにする必要がある。
【００９０】
そこで、例えば、スマートフォン１側で肌画像撮影用アプリを起動すると、動画の撮像を開始する前に、スマートフォン１から「レンズモジュール１０の電源スイッチ１９をオンにしてください」という趣旨のメッセージが音声または表示で行われることになる。
【００９１】
この場合に、外光の影響を受けないことが好ましく、例えば、レンズ筐体２０の先端を肌２４や、例えば、専用のスクリーン等に押し付けた状態、あるいは専用の蓋を先端にかぶせた状態となっていることが好ましい。したがって、スマートフォンは、上述の電源スイッチ１９をオンとするメッセージの後に、例えば、レンズ筐体２０の先端を肌の撮影箇所に接触させるように指示するメッセージを出力することが好ましい。
【００９２】
カメラ２は、上述のレンズモジュール１０の電源オンの指示後に撮像素子が撮像開始し、この状態でレンズモジュール１０のＬＥＤ１３が２フレーム毎に、上述のように変換された点滅パターンに基づいてで、消灯と点灯とを繰り返すことになる。
【００９３】
このようにレンズモジュール１０の電源スイッチ１９がオンとされれば、ＬＥＤ１３が点滅パターンに従って点滅する状況下でカメラ２の撮像素子で肌２４が撮像されることになる。
【００９４】
ここで、上述のように、カメラ２の同期信号に対して非同期の状態で２フレームの時間分の点滅パターンでＬＥＤ１３が点滅した際に、カメラ２で撮像された点滅パターンである明暗パターンは、カメラ２の撮像されたフレームの途中で前の点滅パターンが終了して次の点滅パターンが開始される。したがって、このフレームでは、二つの点滅パターンが混じった状態となる。
【００９５】
次のフレームでは、１つの点滅パターンに対応する画像が撮影される。さらに、次のフレームパターンでは、１つの点滅パターンが途中で終了し、さらに次の点滅パターンが開始されることで、二つの点滅パターンが混じった状態となる。全ての点滅パターンでの撮像が終了するまで、このような状況が繰り返されることから、一つの点滅パターンに対応する明暗パターンを備えるフレームが１フレーム置きに発生することになる。
【００９６】
受信装置としてのスマートフォン１の制御装置３では、最初にスタートビットに関連付けられた点滅パターンを認識するようになっている。そこで、例えば、スタートビットが認識されたフレームから一つ置きずつのフレームの画像データを解析するようにしてもよいし、全てのフレームを順次解析することにより、一つの点滅パターンに対応するフレームを順次見つけていくものとしてもよい。
【００９７】
前記制御装置３において、スタートビットとなる明暗の繰り返し数となっている画像３１を認識した後には、一枚置きのフレームの画像３４には、電子信号（データ）に変換される明暗パターンを備える複数の画像３２ａ、画像３２ｂ、画像３２ｃ・・・・が含まれることになる。また、送信装置としてのレンズモジュール１０においては、ＬＥＤ１３の点滅によるデータの送信の開始時に上述のスタートビットとなる点滅パターンを送信し、データの送信の終了時にストップビットを送信することになる。
【００９８】
したがって、制御装置３においては、動画のフレーム毎の画像３４を解析してストップビットとなる明暗パターンを有する画像３３を認識した際に、カメラ２の動画の撮影を終了する。
【００９９】
次に、肌撮像システムとしては、例えば、ＬＥＤ１３を点灯した状態として、スマートフォン１のカメラ２が肌のキメを分析するための静止画３５を撮像する。
次に、レンズモジュール１０のＣＰＵ１６は、ＬＥＤ１２を点灯して肌のシミを分析するための静止画３６を撮像する。そして、これら撮像した静止画のデータを肌を分析してくれる会社のサーバーにアップロードする。
【０１００】
このような光通信装置としての肌撮像システムにおいては、送信装置としてのレンズモジュール１０からデジタルカメラであるカメラ２の撮像素子にデータを送信することが可能になる。したがって、スマートフォン１等のカメラ２を有する携帯電子機器に対して、ＬＥＤ等の固体発光素子を備えるとともに、固体発光素子の点灯と消灯を制御するマイコンを備える装置との間で無線でのデータ通信が可能になる。
【０１０１】
したがって、上述のようなコンバージョンレンズ１１（レンズモジュール１０）のＩＤコードを一般的な通信装置なしで、スマートフォン１に送信することができる。
【０１０２】
また、スマートフォン１やタブレット等の内蔵カメラで動画を撮像することにより、データの受信が可能になることから、外光の影響が少ない場所で、かつ、送信装置が設置された場所をカメラで撮像するとデータが入力されるようなシステムを構築することも可能である。
【０１０３】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
図９に示すように、第２の実施の形態の肌撮像システムにおいては、スマートフォン１にＬＥＤからなるカメラ２用のフラッシュ５が設けられている。このフラッシュ５は、一般的なスマートフォン１に設けられているもので、カメラ２での通常の撮影時に点灯させられるようになっているが、その点灯時期は、制御装置３で制御可能になっている。
【０１０４】
また、レンズモジュール１０には、スマートフォン１のフラッシュ５であるＬＥＤに対向してＰＤ（フォトダイオード）５設けられ、同期出力手段としてのフラッシュ５の発光を検知して、検知信号をＣＰＵ１６に出力するようになっている。
【０１０５】
前記フラッシュ５は、同期出力手段として、カメラ２から出力される映像信号の同期信号としての垂直同期信号と、水平同期信号の出力タイミングを示す同期用信号を光で出力するように制御装置３に制御される。すなわち、カメラ２が動画の撮影を開始した際に、出力される同期信号のタイミングに合わせて発光するようになっている。この発光が、レンズモジュール１０における発光制御手段としてのＣＰＵ１６により制御されるＬＥＤ１３の点灯と消灯のタイミングとなる。
【０１０６】
なお、垂直同期信号と、水平同期信号との違いは、例えば、発光時間の短いパターンと長いパターンや、発光輝度の低いパターンと、高いパターンや、フラッシュ５をパルス発光させるものとして、パルスの発光パターンの違い等により区別する。
【０１０７】
ＣＰＵ１６では、例えば、上述の肌撮像用アプリが起動した状態で、肌撮像用アプリによりフラッシュ５が点灯されるとこれがＰＤ２５に検知され、検知信号がＣＰＵに入力する。この検知されたフラッシュ５の発光が垂直同期信号の場合に、１フレーム分の点滅パターンでの点灯と消灯とを開始するとともに、水平同期信号のタイミングで点灯と消灯の切り替えを行う。
【０１０８】
この場合に、例えば、１００ライン分の点灯と消灯とを交互に行うものとする場合には、水平同期信号に対応する同期用信号としてのフラッシュ５の発光の入力でＬＥＤ１３の点灯を開始するとともに、それから１００回目の水平同期信号に対応する同期用信号の入力時にＬＥＤ１３を消灯する。また、それから１００回目の水平同期信号が入力した際に再び点灯することを繰り返すことができる。また、垂直同期信号が入力した場合に、記憶された点滅パターンの列において、次の点滅パターンでのＬＥＤ１３の点灯と消灯の制御を行う。
【０１０９】
これにより、１フレーム置きではなく、各フレーム毎に一つの点滅パターンのデータの送受信が可能になる。
また、精度の高い制御が可能となることから、明暗パターンにおける明るい帯と、暗い帯の幅を精度高く認識可能となるので、例えば、バーコードのように明暗パターンにおける狭い明るい帯および暗い帯に０をあてはめ、狭い帯の２倍以上の幅の広い幅の明るい帯および暗い帯に１を割り当てて、明と暗が交互に配置された状態とすることにより、各帯毎に１ビットのデータが割り当てられた状態とすることができる。
【０１１０】
この場合に、点滅パターン側でも時間幅の狭い点灯および消灯に０を割り付け、狭い場合の時間幅の２倍以上となる時間幅の点灯および消灯に１を割り付けることになる。
この場合にも、各消灯点灯の時間幅は、上述のように垂直同期信号と水平同期信号と同期させられていることにより、１フレームにおけるライン数で規定されることになる。
【０１１１】
ここで、同期用信号に遅延があるような場合、すなわち、同期用信号を受信してＬＥＤ１２の点灯または消灯を行った場合に、１ラインの撮像タイミングに対して遅れるような場合に、同期信号を遅延時間分だけ早めてもよい。例えば、スマートフォン１側でカメラ２が動画の撮影を開始して同期信号が出力され、同期信号のタイミングが求められた段階で実際の同期信号より同期用信号としてのフラッシュ５の発光を早めてもよい。
このような光通信装置によれば、通信精度を高め、通信速度を高速化することができる。
【実施例】
【０１１２】
ＬＥＤ１３の発光と、カメラ２の撮像素子による撮像とを用いた光通信において、撮像された画像からデジタルデータを読み取るための実験を行った。
この実験では、ＬＥＤ１３が同じ時間幅で点灯と消灯を繰り返している状態、すなわち、所定の点滅パターンで点滅している状態で、かつ、外光が入らない状態で動画ではなく静止画を撮影し、撮像された画像データから点滅パターンに対応する明暗パターンが読み取れるか否かについて実験を行った。
【０１１３】
図１０において、符号４１は、撮像された画像を示すものであり、符号４２は、画像４１の垂直方向としてのＹ方向の線に沿った輝度データのグラフを示すものであり、符号４３がグラフ４２に示される輝度データをシェーディング補正した輝度データのグラフ示すものである。
【０１１４】
画像４１は、スマートフォンのカメラに撮影された１フレームの画像であり、５〜６本の縞模様が確認できるが、中央部分の輝度が高いことと、後述のＣ−ＭＯＳセンサの積分作用により明確な縞模様にはなっていない。
グラフ４２は、画像４１のＸ方向の略中央のＹ方向に沿った線の部分の輝度変化を示すものであり、縦軸が画像４１上のＹ方向に沿った位置を示し、横軸が輝度を示すものである。
【０１１５】
ここでは、Ｃ−ＭＯＳセンサの積分作用により、画像４１およびグラフ４２に示されるようにＬＥＤ１３を点灯した場合の明とＬＥＤを消灯した場合の暗との間のコントラストが低くなっている。
また、肌画像の撮影では、画像データの中央部の周囲の周縁部のデータを用いないことから、画像４１の周縁部はＬＥＤ１３の照明が暗くなっていることにより、グラフ４２に示すように、画像４１の中央部の輝度が高く、上部および下部の輝度が低くなっている。
【０１１６】
このような輝度の偏りは、画像全体の輝度分布を一様にするように補正するシェーディング補正により補正することができる。グラフ４３は、グラフ４２が示す輝度をシェーディング補正したものであり、明るい部分の輝度と暗い部分の輝度との差（コントラスト）が明確になり、高輝度部分と低輝度部分との境が明確になり、明暗の繰り返し回数を容易に認識可能な状態となる。
【０１１７】
次に、シェーディング補正ではなく、バックグランドとの差分により補正する実験を行った。図１１において、画像４４がＬＥＤ１３を点滅して撮影されたＬＥＤ変調画像であり、画像４５が例えばＬＥＤ１３を消灯したまま撮影したバックグランド画像である。なお、この例では、静止画ではなく、動画として撮像しおり、フレームレートを１５ｆｐｓとしている。ここでは、上述のレンズ筐体２０によりカメラ２の視野が四角く制限された状態での画像を示している。画像４４，４５全体が撮像素子の撮影範囲に対応している。
【０１１８】
この範囲のうちの中央の四角い明るい部分がレンズ筐体２０に視野が制限された状態で撮影される肌の部分となる。すなわち、レンズ筐体２０の先端側には開口２０Ｃが設けられ、この開口２０ｃに臨む肌が撮影されることになる。
ここで、この例では、撮像素子の撮像範囲全体では垂直方向に３０９６ライン（画素）あるが、実際に撮影される肌の部分は垂直方向に１６００ライン（画素）となっている。なお、肌部分の画像の水平方向の画素数も１６００画素となるように設定されている。
【０１１９】
所定の点滅パターン（所定の点灯と消灯との繰り返し回数）でＬＥＤ１３を点滅した状態で撮像されたＬＥＤ変調画像４４とＬＥＤを消灯した状態で撮像されたバックグランド画像４５との差分を取ると画像４６となる。この画像４６のＹ方向の線に沿った輝度が、グラフ４６ａとなる。なお、グラフ４６ａの上側の折れ線（波）が差分を取った画像４６の垂直方向の輝度の変化を示すもので、下側がこの輝度の変化の波のうちの基本周波数の波を示すものである。また、グラフ４６ａにおける時間軸となる横軸においては、単位が撮像素子の１ライン分の時間、すなわち、水平同期信号間の間隔となる時間であり、時間がライン数で示されている。
【０１２０】
この例において、ＬＥＤ１３のオン・オフの点滅パターンを１秒間に点灯と消灯の一組の時間幅を波長とした場合に、周波数を５９０Ｈｚとしたものである。すなわち、１秒間に点灯と消灯の繰り返しが５９０回行われる状態である。
それに対して撮像素子で撮像された１画像のラインが３０９６で、カメラ２のフレームレートを１５ｆｐｓとしているので、１秒間に電荷が読み取られるライン数は、３０９６×１５となる。
【０１２１】
ここで上述のＬＥＤ変調周波数が５９０Ｈｚで、１秒間に電荷が読み取られるライン数が３０９６×１５である場合に、一回の高輝度の時間幅と低輝度の時間幅との和となる波長は、約７９ラインとなる。
【０１２２】
グラフ４６ａで示されるＹ方向輝度信変化としての波に対して周波数解析として高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行った結果がグラフ４６ｂに示されている。このグラフ４６ｂは、縦軸が輝度であり、横軸が周波数（ライン数で示される波長の逆数）となっている。また、グラフ４６ｂにおいて、上側が実際の画像４６から読取った（補正した）輝度の波に対して周波数解析を行った結果であり、下側が上述の基本波に周波数解析を行った結果である。
【０１２３】
グラフ４６ｂにおいて、画像４６から読取った輝度の変化からなる波の周波数の逆数が波長であるが、周波数解析により求められた周波数（基本波の周波数）が０．０１２７（約１／７９）になった。この周波数の逆数が波長を示すものであるとともに、ライン数で示されるもので、７９となる。これは、上述のように計算で求めたＬＥＤ１３の点灯と消灯の繰り返しからなる波の点灯の時間幅と消灯の時間幅との和である波長に対応する。
【０１２４】
したがって、ＬＥＤ１２の１フレームにおける点灯と消灯との繰り返しからなる波の波長（周波数）がカメラ２の撮像素子により撮像された画像データから読み取れることになる。
【０１２５】
したがって、ＬＥＤ１３の所定時間内における点灯と消灯との繰り返し数の変化、すなわち、ＬＥＤ１３の点灯と消灯の繰り返しからなる波の周波数の変化によりデータを送受可能である。言い換えれば、周波数偏移変調(ＦＳＫ)により、データ通信が可能となる。
【０１２６】
次に、実際に異なる周波数でＬＥＤ１３の点灯と消灯とを繰り返した場合の実験結果を図１２に示す。
【０１２７】
実験方法は、図１１の場合と同様であり、フレームレート、撮像素子（で撮像された画像）の垂直解像度も図１１に示される値と同様であるが、但し、ＬＥＤ変調の周波数が異なるものとなっている。
ここでは、ＬＥＤ１３の点灯と消灯の繰り返しの波の波長がライン数で１５０本の場合と、同様の波長がライン数で３０本の場合について検討した。ライン数１５０本の場合に撮像されたのが上の画像４７で、ライン数３０本の場合に撮像されたのが下の画像４８である。画像４７のＹ方向の線に沿った輝度変化を上述のバックグランド画像との差分により補正した結果がグラフ４９に示され、画像４８のＹ方向の線に沿った輝度変化を上述のバックグランド画像との差分により補正した結果がグラフ５０に示されている。
【０１２８】
グラフ４９に示される波をＦＦＴで周波数解析した結果がグラフ５１に示され、グラフ５０に示される波をＦＦＴで周波数解析した結果がフラフ５２に示されている。
補正後の輝度変化は、波長が１５０本の場合のグラフ４９および波長が３０本の場合のグラフ５０に示すように、高輝度部分と低輝度部分を十分に確認可能なものであり、かつ、グラフ４９とグラフ５０とで、波長の違い、すなわち、周波数の違いを十分に確認可能である。
【０１２９】
また、周波数解析の結果、ＬＥＤ１３の点灯と消灯の繰り返しからなる波の波長が１５０本の場合の解析された周波数が波長の逆数となっており、ＬＥＤ１３の点灯と消灯の繰り返しの波を撮像素子で撮影した画像４７から周波数が読み取り可能なことが示されている。なお、グラフ５１では、求められた基本波の周波数以外に、ＦＦＴによる解析が原因と思われる比較的大きな高調波が認められる。
【０１３０】
また、波長が３０本の場合の解析された周波数がＬＥＤ１３の点灯と消灯の繰り返しの波の波長の逆数となっており、ＬＥＤ１３の点灯と消灯の繰り返しの波を撮像素子で撮影した画像４８から周波数が読み取り可能なことが示されている。なお、グラフ５２では、ＦＦＴに際し、基本波以外の周波数と高調波を含めて重なりがないように設定してＦＦＴによる解析を行った。
【０１３１】
これにより、ＬＥＤ１３の点灯と消灯の繰り返しによる波の周波数（単位時間当たりの繰り返し数）をＬＥＤ１３の照明下で撮像した画像から読み取り可能であり、ＬＥＤと撮像素子との間で周波数偏移変調により光によるデータ通信可能なことが示された。
【０１３２】
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
第３の実施の形態では、レンズ筐体２０の開口部２０ｃの周囲でカメラ２の撮影範囲内に所謂バーコード等の光学読み取り可能なコード（画像認識で読み取り可能なコード）で識別情報を設けたものである。ここでは、このコードをバーコードと称するが、バーコードは、一般的なバーコードに限られるものではなく、各種バーコード（２次元バーコードを含む）であってもよいし、光学的に読み取り可能なコードであれば、所謂バーコードでなくてもよい。
【０１３３】
この実施の形態においては、レンズ筐体２０の当接部２０ｂの開口部２０ｃの周囲にバーコード部２０ｄが設けられ、このバーコード部２０ｄの裏面（コンバージョンレンズ１１およびカメラ２を向く面）にバーコード２０ｅが設けられている。なお、バーコード２０ｅは、例えば、シールとして貼られるものであっても、バーコード部２０ｄに印刷されるものであってもよい。また、バーコード部２０ｄは、レンズ筐体２０と一体に成形されるものであっても、レンズ筐体２０に後付けされるものであってもよい。
【０１３４】
この識別情報であるバーコード２０ｅは、図１４に示すように、例えば、肌を撮影した画像６１において、開口部２０ｃに対応して矩形状（正方形状）に撮影された肌画像６３の周囲に矩形枠状にバーコード画像２０ｆ（バーコード２０ｅを撮影した画像）が表示された状態となる。すなわち、肌を撮影した画像６１の肌画像６３の周囲にバーコード画像２０ｆがあることになる。矩形の一つの辺部分で１単位のバーコードを表示し、同一のものを４辺に設け、読み取り側では最も鮮明なものを認識するようにすればよい。
【０１３５】
これにより、肌を撮影した画像６１のバーコード画像２０ｆから識別情報を読み取ることが可能である。識別情報の読み取りは、スマートフォン１で行うものとしてもよいし、肌画像６３が送られるサーバー側で読み取るものとしてもよい。
【０１３６】
なお、図１４において円形の部分は、コンバージョンレンズ１１の撮影範囲６２を示すものであるが、画像６１からはみ出す部分は、撮像されない部分である。
また、バーコード２０ｅの位置は、コンバージョンレンズ１１の光軸方向および光軸と直交する方向いおいて、なるべく開口部２０ｃから露出する肌の近傍であることが好ましい。
【０１３７】
このような構成によれば、撮影された画像６１において、肌画像６３の周囲にバーコード画像２０ｆが含まれており、撮影された画像６１には、バーコード２０ｅによる識別情報と肌画像６３との両方が含まれていることになり、肌画像６３の撮影に使用されたコンバージョンレンズ１１（レンズモジュール１０）を特定することが可能になる。
【０１３８】
また、バーコード２０ｅは、例えば、黒と白とからなるものであり、このバーコードをホワイトバランス等の色補正に用いるものとしてもよい。
また、第３の実施の形態では、レンズ筐体２０の肌とともに撮像される部分にバーコード２０ｅを配置したが、レンズ筐体２０の先端側（当接部２０ｂ）にキャップを着脱可能に設けるもとし、このキャップの裏面（装着した際にコンバージョンレンズ１１を向く面）に各種バーコード等の光学的に読み取り可能なコードを設けるものとしてもよい。
【０１３９】
この際に、バーコードはシールとしてキャップ裏面に張り付けるものとしても、キャップ裏面に印刷するものとしてもよい。また、開口部２０ｃに対応する矩形状の部分にバーコードを設けることができるので、例えば、各種２次元バーコードを好適に用いることができる。
【０１４０】
また、上述の実施形態では、撮影の照明用のＬＥＤ１３を用いて、点滅パターンによる情報の送信を行ったが、点滅パターンによる情報送信用のＬＥＤを照明用ＬＥＤ１３とは別に設けてもよい。
【０１４１】
また、上述の実施形態で、各種類の点滅バターンそれぞれにおいて、輝度の高い部分の時間幅を略同じとするとともに、輝度の低い部分の時間幅を同じにし、かつ、輝度の高い部分の時間幅と輝度の低い部分の時間幅とを同じにしたが、異なるものとしてもよい。
【０１４２】
例えば、輝度の高い部分の時間幅を、基準幅、基準幅の２倍幅、基準幅の３倍幅等の複数種類とし、輝度の低い部分の時間幅も同様に、基準幅、基準幅の２倍幅、基準幅の３倍幅等の複数種類としてもよい。この場合に、例えば、狭い白および黒のバーと、その２倍以上広い白および黒のバーとからなるバーコードと同様に、各バー毎に１ビットのデータを割り付けることが可能になる。また、幅の種類を増やすことにより、例えば、一つのバー（帯）に２ビットや３ビットや４ビット等のデータを割り当てるようなことも可能である。
【符号の説明】
【０１４３】
１      スマートフォン（携帯型電子機器、受信装置）
２      カメラ（撮像素子）
３      制御装置（制御手段、画像解析手段、受信変換手段）
４      フラッシュメモリ（明暗パターン記憶手段）
５      フラッシュ（同期出力手段）
１０    レンズモジュール（送信装置）
１１    コンバージョンレンズ
１２      ＬＥＤ（固体発光素子、撮影照明用ＬＥＤ）
１３      ＬＥＤ（固体発光素子、撮影照明用ＬＥＤ）
１６      ＣＰＵ（発光制御手段、点滅パターン記憶手段、送信変換手段）
２５      ＰＤ（同期入力手段）
【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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