(57)【要約】【課題】  その可視光通信においてはデータを発信する周期と受信側のサンプリング周期をあわせる必要がなく、受信デバイスの優劣によって不具合が生じないようにすることを目的とする。【解決手段】  移動通信基地局１０１ａと、携帯通信端末１０５と、認証装置１０４と、認証サーバ１０２とが接続されている移動体通信ネットワークシステムにおいて、携帯通信端末１０５は、情報を色情報の発光パターンへ変換させて、その同一の発光パターンの周期を小さい周期から大きい周期まで変化させながら、認証装置１０４に連続送信し、認証装置１０４は、色の変化点の検出を行い、認証装置１０４のサンプリング周期で受信できるデータのみを検出する。【選択図】  図１
2006270808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動通信基地局と、携帯通信端末と、認証装置と、認証サーバとが接続されている移動体通信ネットワークシステムにおいて、
前記携帯通信端末は、情報を色情報の発光パターンへ変換させて、その同一の発光パターンの周期を小さい周期から大きい周期まで変化させながら、前記認証装置に連続送信し、
前記認証装置は、色の変化点の検出を行い、当該認証装置のサンプリング周期で受信できるデータのみを検出することを特徴とする移動体通信ネットワークシステム。
【請求項２】
前記認証装置には、人の入場を制限するゲートが接続されていて、
前記認証装置は、前記認証装置が受光した光のパスワードと、内部メモリに蓄積されているパスワードを照合することによって認証を行い、当該認証の結果に応じて入場の許可／不許可の制御を行なうことを特徴とする請求項１記載の移動体通信ネットワークシステム。
【請求項３】
移動通信基地局と、携帯通信端末と、認証装置と、認証サーバとが接続されている移動体通信ネットワークシステムの携帯通信端末において、
情報を色情報の発光パターンへ変換させて、その同一の発光パターンの周期を小さい周期から大きい周期まで変化させながら、前記認証装置に連続送信することを特徴とする携帯通信端末。
【請求項４】
移動通信基地局と、携帯通信端末と、認証装置と、認証サーバとが接続されている移動体通信ネットワークシステムの認証装置において、
前記認証装置は、前記携帯通信端末から送信された色の変化点の検出を行い、当該認証装置のサンプリング周期で受信できるデータのみを検出することを特徴とする認証装置。
【請求項５】
人の入場を制限するゲートが接続されていて、
受光した光のパスワードと、内部メモリに蓄積されているパスワードを照合することによって認証を行い、当該認証の結果に応じて入場の許可／不許可の制御を行なうことを特徴とする請求項４記載の認証装置。
【請求項６】
移動通信基地局と、携帯通信端末と、認証装置と、認証サーバとが接続されている移動体通信ネットワークシステムの携帯通信端末の駆動方法において、
情報を色情報の発光パターンへ変換させて、その同一の発光パターンの周期を小さい周期から大きい周期まで変化させながら、前記認証装置に連続送信することを特徴とする携帯通信端末の駆動方法。
【請求項７】
移動通信基地局と、携帯通信端末と、認証装置と、認証サーバとが接続されている移動体通信ネットワークシステムの認証装置の駆動方法において、
前記認証装置は、前記携帯通信端末から送信された色の変化点の検出を行い、当該認証装置のサンプリング周期で受信できるデータのみを検出することを特徴とする認証装置の駆動方法。
【請求項８】
前記認証装置には、人の入場を制限するゲートが接続されていて、
受光した光のパスワードと、内部メモリに蓄積されているパスワードを照合することによって認証を行い、当該認証の結果に応じて入場の許可／不許可の制御を行なうことを特徴とする請求項６記載の携帯通信端末の駆動方法。
【請求項９】
移動通信基地局と、携帯通信端末と、認証装置と、認証サーバとが接続されている移動体通信ネットワークシステムの携帯通信端末の駆動プログラムにおいて、
情報を色情報の発光パターンへ変換させて、その同一の発光パターンの周期を小さい周期から大きい周期まで変化させながら、前記認証装置に連続送信することを特徴とする携帯通信端末の駆動プログラム。
【請求項１０】
移動通信基地局と、携帯通信端末と、認証装置と、認証サーバとが接続されている移動体通信ネットワークシステムの認証装置の駆動プログラムにおいて、
前記認証装置は、前記携帯通信端末から送信された色の変化点の検出を行い、当該認証装置のサンプリング周期で受信できるデータのみを検出することを特徴とする認証装置の駆動プログラム。
【請求項１１】
前記認証装置には、人の入場を制限するゲートが接続されていて、
受光した光のパスワードと、内部メモリに蓄積されているパスワードを照合することによって認証を行い、当該認証の結果に応じて入場の許可／不許可の制御を行なうことを特徴とする請求項１０記載の認証装置の駆動プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信ネットワークシステム、携帯通信端末、認証装置及びこれらの駆動方法、駆動プログラムに関し、特に、可視光通信において、受信デバイスの優劣によって不具合が生じないようにする移動体通信ネットワークシステム、携帯通信端末、認証装置及びこれらの駆動方法、駆動プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来の可視光通信を行う携帯通信端末の構成を示すブロック図である。
【０００３】
図８において、５０１は発光素子５０１ａ及び受光素子５０１ｂを備える携帯通信端末、５０２は発光素子５０２ａ及び受光素子５０２ｂを備える携帯通信端末である。
【０００４】
携帯通信端末５０１は、発光するＬＥＤライト５０１ａを用いて情報を発信し、通信相手の携帯通信端末５０２はカメラを用いて受信することによって光の情報を復元して情報を取得する。
【特許文献１】特開２００４−２２１９２４号公報
【特許文献２】特開２００４−２９７６３０号公報
【特許文献３】特開２００３−０８４７３０号公報
【特許文献４】特表２００３−５０５８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
携帯端末による外部装置からの情報の取得方法において、カメラによるバーコードや記号などの読み取りなどが、上記したように従来から用いられているが、距離や焦点合わせが必要であり、操作が複雑になってしまう。
【０００６】
カメラによる情報の取得方法では、情報を色情報の時系列に変換させた発光パターンの動画を用いた可視光通信が焦点合わせ不要であり、テレビ電話によってネットワーク上のサーバに動画を転送させることで認証を行えるため有効である。
【０００７】
しかし、その可視光通信においてはデータを発信する周期と受信側のサンプリング周期をあわせる必要があり、受信デバイスの優劣によって不具合が生じてしまう。
【０００８】
また、テレビ電話を用いて発光パターンを転送して情報を認証する場合においては、テレビ電話システムでは１秒間に送信できるコマ数が限られており、遅延・ゆらぎによって動画転送時における動画のコマ数が変動してしまい、送信データの発光パターンの周期は常に変動するため、送信側周期と受信側周期を同期させることは困難である。
【０００９】
特に、認証のための通信においてはパスワードなど少量のデータ送信でよいため、その少量のデータ送信のために同期確立の処理を行うには全体的に処理時間が多くかかってしまう。
【００１０】
また、携帯端末の可視光通信として、特許文献１において、携帯端末間でＬＥＤとカメラを用いた可視光通信が提案されているが、これは特定の端末間に限っており、かつ見通し範囲の近距離の通信であり、送信周期と受信周期が異なる場合やテレビ電話などのネットワークを利用した動画データを介した可視光通信が考慮されていない。
【００１１】
そこで、本発明は、その可視光通信においてはデータを発信する周期と受信側のサンプリング周期をあわせる必要がなく、受信デバイスの優劣によって不具合が生じないようにすることを目的とする。
【００１２】
また、テレビ電話を用いて発光パターンを転送して情報を認証する場合においては、送信側周期と受信側周期を同期させることを容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、移動通信基地局と、携帯通信端末と、認証装置と、認証サーバとが接続されている移動体通信ネットワークシステムにおいて、前記携帯通信端末は、情報を色情報の発光パターンへ変換させて、その同一の発光パターンの周期を小さい周期から大きい周期まで変化させながら、前記認証装置に連続送信し、前記認証装置は、色の変化点の検出を行い、当該認証装置のサンプリング周期で受信できるデータのみを検出することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、前記認証装置には、人の入場を制限するゲートが接続されていて、前記認証装置は、前記認証装置が受光した光のパスワードと、内部メモリに蓄積されているパスワードを照合することによって認証を行い、当該認証の結果に応じて入場の許可／不許可の制御を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明においては、以下に記載するような効果を奏する。
【００１６】
第１の効果は、同じデータを異なる周期で連続して送信しているので、受信側のサンプリング周期が異なるデバイス間における通信や、ネットワーク上でのデータ転送による遅延やゆらぎ、動画コマ数の制限などで送信周期が変化する場合においても、送受信の周期を同期させる必要なく通信できることである。
【００１７】
第２の効果は、データの周期を小さな周期から大きな周期へ変化させて連続送信をしているので、デバイスの性能が良い場合、動画を転送するネットワークの環境が良い場合には、受信側では小さい周期の短時間でデータ取得ができ、即座に通信を完了することができることである。
【００１８】
第３の効果は、あらかじめ異なる周期でデータを連続送信しているので、送受信の同期を確立させるための処理や、送信成功／失敗を示すＡｃｋ／Ｎａｃｋの処理を省略でき、データ通信の成功／失敗に関わらず一定したデータ量でのデータの送信ができることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の実施の形態を説明する。
【００２０】
［構成の説明］
図１は、本発明の一実施の形態の可視光通信の構成を示す図である。
【００２１】
図１において、１２３４というパスワードの情報をＷＲＧＢＷＲＧＢＷＲＧＢＷＲＧＢＷ（Ｗ：白、Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ:青）の順番で時間に伴って発光する発光パターンに変換し、送信側ではその発光パターンの周期を小さい周期（１Ｔ）から大きい周期（１０Ｔ）まで変化させながら連続送信を行う例を示す。
【００２２】
受信側ではサンプリング周期は、そのデバイス固有のもので任意とし、色の変化点を検出することとする。
【００２３】
サンプリング周期が小さい周期の発光パターンに対応できない場合は、次にやってくる大きな周期の発光パターンの検出を行うこととする。
【００２４】
一番大きな周期の発光パターンは、どの受信デバイスでも時間をかければ検出できるように設定する。
【００２５】
このようにして、本実施の形態では、送信側においては情報を色情報の発光パターンへ変換させて、その同一の発光パターンの周期を小さい周期から大きい周期まで変化させながら連続送信させて、受信側においては色の変化点の検出を行い、受信側のサンプリング周期で受信できるデータのみを検出しているので、データ周期を送信／受信側において同期させる必要がなく、受信側のサンプリング周期が異なるデバイス間においても通信することができ、ネットワークの遅延・ゆらぎなどで送信周期に変化が起きた場合においてもＡＣＫ／ＮＡＣＫの処理なしに一定のデータ量にて通信することができ、通信環境がよく受信デバイスの能力が高い場合には小さい周期の短時間で発光パターン検出が完了するため、小さいデータの送信を即座に完了することができる。
【００２６】
図２は、本発明の一実施の形態としての携帯電話のテレビ電話を利用したゲートロックシステムの構成を示すブロック図である。
【００２７】
図２において、ゲート１０６は、認証装置１０４に接続されており、人の入場を制限する。
【００２８】
認証装置１０４は受光素子１０４ａを備えており、外部から発せられた光をＯ／Ｅ変換によって電気信号へ変換し、色フィルタを備えており、色の検出を行うことができる。
【００２９】
受光素子１０４ａによって受信した光のパスワードと、内部メモリに蓄えているパスワードを照合することによって認証を行い、ゲート１０６に対して人の入場の許可／不許可の制御を行う。
【００３０】
携帯電話端末１０５は、液晶素子に代表される色情報を発光できる発光素子を備え、移動通信ネットワークに対して無線で接続することによって、テレビ電話の接続やデータ通信を行う機能を有する。
【００３１】
認証サーバ１０２は、携帯電話端末１０５から要求があったパスワードを発光パターンとして生成し、そのデータをテレビ電話またはデータ通信を利用して、携帯電話端末１０５へ送信を行う。
【００３２】
また、認証装置１０４にネットワークで接続することによって、パスワードをネットワーク経由で送信してもよい。
【００３３】
図３は、図２に示す可視光通信の詳細な構成を示す図である。
【００３４】
図３において、時系列で変化する可視光でのデータ通信を示し、ここでは一例として通信に使用する色を、赤、緑、青の３原色を用い、表１のように下限を０、上限を２５５の数値とした色情報とする。
【００３５】
【表１】
2006270808.tif 000003
受信側ではある一定の閾値を設けて、上限下限に近い値を取得して色を判断する。
【００３６】
表２のように色の組み合わせでデータ値と対応させて、パスワードを時間に伴って色情報が変化する発光パターンへと変換を行うが、ここでは色の変化点を検出する方式をとるため、色の組み合わせにおいては必ず色が変更する色の組み合わせとする。
【００３７】
【表２】
2006270808.tif 000004
ある単位における色情報の変化の回数が、２回変化の場合は６通りの組み合わせによるデータ送信が可能であり、３回変化の場合は１２通りの組み合わせによるデータ送信が可能となる。
【００３８】
ここでは、例として３色の色変化によるデータ送信を示したが、それぞれを混ぜ合わせた黄色、水色、紫色などその他の色を用いた組み合わせとしてもよく、色数が多くなるほどデータの組み合わせを多くすることができる。
【００３９】
また、データの開始、終了を示すデータを用意し、受信側ではこれらのデータを受信することによって送信データの開始・終了を検出する。
【００４０】
図４は、図２に示す認証サーバ１０２から送信される色情報の発光パターンの詳細を示す図である。
【００４１】
(ａ)は、白（Ｗ:２５５,２５５,２５５）を挟んで３回変化の色情報を動画データとして送信し、「１」のデータを送信している例である。
【００４２】
例えば、１２３４というパスワードのデータを送信したい場合、白色（２５５,２５５,２５５）を挟んでの表２の３回変化を利用すると、ＷＲＧＢＷＲＧＢＷＲＧＢＷＲＧＢＷ（Ｗ：白、Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ:青）の順番で時間に伴って色が変化する発光パターンとなる。
【００４３】
(ｂ)は、前述の色情報の変換例で示した１２３４というパスワード情報を持った色情報の発光パターン（ＷＲＧＢＷＲＧＢＷＲＧＢＷＲＧＢＷ）の送信周期を小さい周期（１Ｔ）から大きい周期（１０Ｔ）へパターンを変えてテレビ電話の動画上で連続送信している例である。
【００４４】
例えば、動画のフレーム数を１秒あたり３０コマとして、２コマ（約０．０６６６秒）で色が変化するように送信側で設定をすると、上記例の「１２３４」の発光パターンでは１８回色が変化し、１Ｔが３６コマの約１．２秒となり、最大周期とした１０Ｔでは０．６秒単位で色が変化する１２秒の発光パターンとなる。
【００４５】
受信側の受光素子のサンプリング性能が十分でなく、小さい周期でのデータ検出が不可能な場合は、次に来る大きな周期のデータ取得を行うように受光素子のサンプリング周期で取得可能な周期まで繰り返すことによって、送受信異なる周期間での通信を可能とする。
【００４６】
テレビ電話ではネットワークの遅延・ゆらぎによって動画のコマ数が少なくなることがあり、小さい周期のデータではコマ落ちしてデータ通信不可能となる場合がある。
【００４７】
そのため、データの最大周期はテレビ電話での最悪の条件下でも送信可能な周期として用意しておくこととする。
【００４８】
例えば、１秒間３０コマで送信可能なテレビ電話のフレーム周期が通信環境の変化によって１５コマに変動した場合でも倍の周期である２Ｔ以降のデータまで待つことによって発光パターンを検出することができる。
【００４９】
また、色の３原色を混ぜ合わせたり、色の光の強度を０と２５５の中間の１２８でも閾値を設けるなどして、色のパターンを増やすと発光パターンのパターン数を少なくすることができ、通信時間の短縮を図ることができる。
【００５０】
例えば、３原色ＲＧＢの２色変化では６通りの発光パターンで６進数のデータ送信となるが、３原色を混ぜ合わせた中間色、黄色、水色、紫色を加えた６色による２色変化では１２通りの発光パターンが可能となり、１２進数によるデータ通信となる。
【００５１】
「１２３４」を１０進数の数字として考えると４桁であるが、１２進数では「８６Ａ」（１２進数：０１２３４５６７８９ＡＢＣ）の３桁となり発光パターン数が減少し、通信時間が７５％短縮される。色数の増加、色変化回数の増加に伴って更なる通信時間の短縮が可能である。
【００５２】
以上、詳細に実施の形態の構成を述べたが、図２の携帯電話端末及び移動体通信ネットワークは、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な構成は省略する。
【００５３】
なお、上記の実施の形態では、認証装置として、カメラなどの受光素子を持つ携帯端末やパソコンとしてもよい。
【００５４】
また、携帯電話端末については、サーバとの接続によってデータを取得、あるいはあらかじめデータを登録することができ、可視光の発光パターンを発信できるもので構成できる。
【００５５】
［動作の説明］
次に、図２の可視光通信の動作を図７に示すフローチャートを使用して説明する。
【００５６】
図７において、ユーザからの要求によって認証サーバからユーザの携帯電話端末に発信されたパスワードの情報を含んだ発光パターン持つテレビ電話の動画が携帯電話端末のディスプレイから発光されると、認証装置は受光素子を用いて携帯電話端末のテレビ電話から情報の読込み処理を開始する。
【００５７】
受光素子からの光の検出および色フィルタによって光の色を識別し、開始信号かどうか判断する。
【００５８】
開始信号が検出できない場合は、一定のタイマを設けて検出できるまで開始信号の検出を行う。
【００５９】
ここで、送信データはデータの周期を変化させて連続して送信するため、タイマ値はすべての周期のデータを検出できる値に予め設定させておく。
【００６０】
例えば、図６に示すように送信データの周期が受信周期よりも大きい場合は色の変化点を捉えることができないことがあるため、受光素子が受信できる能力での周期の大きさのデータが来るまで、データ検出処理を繰り返すこととする。
【００６１】
開始信号を受信した場合は、受信した動画から色情報の検出を行う。
【００６２】
ある一定の閾値を設けて色の識別を行うが、図７に示すようにノイズなどの影響で色の識別が不可能な場合にはその変化点を無視することにする。
【００６３】
終了信号の受信まで色情報の検出を行うが、あらかじめ設定した色情報のフォーマットと異なる場合や、通信状況の環境が悪く読込みエラーとなった場合は、次の大きな周期のデータの開始信号が来るまで開始信号の検出を行う。
【００６４】
開始信号から終了信号までの色情報をパターンとしてエラーがなく検出した場合は、受光素子による可視光の読込み処理を終了し、色情報のパターンをパスワードの情報へ変換を行い、認証装置の認証部へ送信する。
【００６５】
取得したパスワード情報とネットワーク接続先の認証サーバからあらかじめ設定されたパスワード情報が一致した場合、そのユーザの入場を許可し、ゲートのロックを開錠する。
【００６６】
最大の発光パターン周期においてもデータ取得が失敗した場合は、読取り中止とするか、自動的に再接続を試みて小さい周期からやり直してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、可視光通信を行う携帯通信端末に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施の形態の可視光通信の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態としての携帯電話のテレビ電話を利用したゲートロックシステムの構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す可視光通信の詳細な構成を示す図である。
【図４】図２に示す認証サーバ１０２から送信される色情報の発光パターンの詳細を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態の可視光通信を説明するための図である。
【図６】送信データの周期が受信周期よりも大きい場合の発光パターンを示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図８】従来の可視光通信を行う携帯通信端末の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０１  移動通信ネットワーク
１０２  認証サーバ
１０３  インターネット
１０４  認証装置
１０５  携帯電話端末
１０６  ゲート
【図１】
2006270808.tif 000005
【図２】
2006270808.tif 000006
【図３】
2006270808.tif 000007
【図４】
2006270808.tif 000008
【図５】
2006270808.tif 000009
【図６】
2006270808.tif 000010
【図７】
2006270808.tif 000011
【図８】
2006270808.tif 000012