(57)【要約】【課題】ビームフォーミング技術を用いて無線通信を行う際、自機の位置に拘わらず他の無線通信装置から電波の到来方向を判別することができるようにする。【解決手段】無線通信装置１０１は、指向性アンテナを備える他の無線通信装置と通信を行う際、制御部１１１は対向機検知部１１５によって撮像部１１８得られた画像において前記他の無線通信装置を認識して前記他の無線通信装置の位置および方向を検知する。そして、制御部は表示情報演算部１１６によって他の無線通信装置の位置および方向に応じて他の無線通信装置から放射される電波の方向および範囲を撮像部で得られた画像に重畳して表示部１１７に表示する。【選択図】図４
2019004415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性アンテナを備える他の無線通信装置と通信を行う無線通信装置であって、
撮像光学系を介して入射した光学像に応じた画像を得る撮像手段と、
前記撮像手段で得られた画像において前記他の無線通信装置を認識して前記他の無線通信装置の位置および方向を検知する検知手段と、
前記他の無線通信装置の位置および方向に応じて前記他の無線通信装置から放射される電波の方向および範囲を前記撮像手段で得られた画像に重畳して表示する表示制御手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記表示制御手段は、前記無線通信装置に備えられた指向性アンテナから送信される電波の方向および範囲を前記撮像手段で得られた画像に重畳して表示することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記無線通信装置および前記他の無線通信装置の各々に備えられた指向性アンテナは複数のアンテナ素子を備えるアレイアンテナであることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記無線通信装置および前記他の無線通信装置の各々は指向性アンテナから放射される電波の方向および範囲を制御してビームフォーミングを行う制御手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記無線通信装置に備えられた指向性アンテナにおける電波の放射方向は前記撮像光学系の光軸の方向であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記表示制御手段は、前記他の無線通信装置から少なくともその外形形状、前記形状における前記指向性アンテナの位置、および前記指向性アンテナから放射される電波の強度を示すアンテナ情報を受けて、当該アンテナ情報に基づいて、前記他の無線通信装置に備えられた指向性アンテナから放射される電波におけるビームフォーミング可能な範囲を示すビームフォーミング可能範囲を求めて、当該ビームフォーミング可能範囲を前記撮像手段で得られた画像に重畳して表示することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記表示制御手段は、前記他の無線通信装置から放射される電波の方向および範囲を表示する際、所定の電波強度以上の範囲のみを表示することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記無線通信装置に備えられた指向性アンテナから電波が放射される前に、複数のビームパターンを表示して当該複数のビームパターンから選択された選択ビームパターンに応じて前記ビームフォーミングを行うことを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記表示制御手段は、前記他の無線通信装置から放射される電波の方向および範囲に基づいて、前記他の無線通信装置と無線接続可能な領域と無線接続不可能な領域とを区別して前記撮像手段で得られた画像に重畳して表示することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記表示制御手段は、前記他の無線通信装置から放射される電波の方向および範囲に基づいて、前記他の無線通信装置と無線接続を行うために前記無線通信装置を移動させる方向を前記撮像手段で得られた画像に重畳して表示することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記表示制御手段は、前記無線通信装置が前記他の無線通信装置と無線接続可能な位置に移動するとその旨を前記撮像手段で得られた画像に重畳して表示することを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
前記表示制御手段は、前記他の無線通信装置から放射される電波の方向のみを矢印で前記撮像手段で得られた画像に重畳して表示することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１３】
指向性アンテナを備える他の無線通信装置と通信を行う無線通信装置の制御方法であって、
撮像光学系を介して入射した光学像に応じた画像を得る撮像ステップと、
前記撮像ステップで得られた画像において前記他の無線通信装置を認識して前記他の無線通信装置の位置および方向を検知する検知ステップと、
前記他の無線通信装置の位置および方向に応じて前記他の無線通信装置から放射される電波の方向および範囲を前記撮像ステップで得られた画像に重畳して表示部に表示する表示制御ステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項１４】
指向性アンテナを備える他の無線通信装置と通信を行う無線通信装置で用いられる制御プログラムであって、
前記無線通信装置が備えるコンピュータに、
撮像光学系を介して入射した光学像に応じた画像を得る撮像ステップと、
前記撮像ステップで得られた画像において前記他の無線通信装置を認識して前記他の無線通信装置の位置および方向を検知する検知ステップと、
前記他の無線通信装置の位置および方向に応じて前記他の無線通信装置から放射される電波の方向および範囲を前記撮像ステップで得られた画像に重畳して表示部に表示する表示制御ステップと、
を実行させることを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置、その制御方法、および制御プログラムに関し、特に、アンテナから放射されるビームをフォーミングするビームフォーミング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信を用いて画像又は動画などの大容量のデータを伝送することが行われている。例えば、無線通信機能を備えるデジタルカメラによって４Ｋ又は８Ｋ（３８４０ｘ２１６０画素又は７６８０ｘ４３２０画素）の高画質動画を撮影して得られた動画を無線通信によってディスプレイに伝送して表示することが行われている。
【０００３】
このため、２．４ＧＨｚ又は５．０ＧＨｚのキャリア周波数を用いた無線通信（Ｗｉ−Ｆｉ）の代わりに、６０ＧＨｚ帯のキャリア周波数を用いる無線通信規格ＷｉＧｉｇ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＧｉｇａｂｉｔ，ワイギグ）が提案されている。そして、６０ＧＨｚ帯のキャリア周波数を用いれば、約７〜９ＧＨｚの広帯域でデータを伝送することができる。
【０００４】
一方、キャリア周波数が高くなると、その波長が短くなって伝搬損失が増加する。このため、キャリア周波数が高くなる程、通信距離は短くなってしまう。一方、複数のアンテナを格子状に配置して、各アンテナの電波位相を制御して電波を狙った場所に到達させるビームフォーミングと呼ばれる技術がある。そして、当該技術を用いれば、通信距離を大きくすることができる。
【０００５】
一般に、ビームフォーミング技術を用いて放射された電波は、特定の方向についてその到達距離を大きくすることが可能であり、アンテナが配置された格子面の水平方向および垂直方向の双方において到達距離が大きくなる。
【０００６】
ところで、上述のビームフォーミング技術を用いて、無線通信装置間で相互に通信を行う場合、後述するように、所定の範囲（ビームフォーミング可能領域と呼ぶ）においてのみ電波が強くなり、他の領域においては十分な電界強度が得られないことになる。よって、無線通信装置間で相互に通信を行う場合には、電界強度が強い場所を検知して通信を行う必要がある。このため、受信レベルを検知してこの検知結果を表示するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−７１３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の特許文献１においては、受信側の無線通信装置が、送信側の無線通信装置からの電波を受信可能な領域（受信可能領域）に位置している場合には、受信レベルを検知することが可能である。よって、既に無線接続が確立した状態では、いずれの方向に移動したら通信不可となるかを判定することが可能である。
【０００９】
ところが、受信側の無線通信装置が受信可能領域に位置しない場合には、ユーザーは送信側の無線通信装置からいずれの方向に電波が送信されているか分からないので、通信可能にするにはいずれの方向に移動すればよいか判別することができない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ビームフォーミング技術を用いて無線通信を行う際、自機の位置に拘わらず電波の到来方向を判別することのできる無線通信装置、その制御方法、および制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明による無線通信装置は、指向性アンテナを備える他の無線通信装置と通信を行う無線通信装置であって、撮像光学系を介して入射した光学像に応じた画像を得る撮像手段と、前記撮像手段で得られた画像において前記他の無線通信装置を認識して前記他の無線通信装置の位置および方向を検知する検知手段と、前記他の無線通信装置の位置および方向に応じて前記他の無線通信装置から放射される電波の方向および範囲を前記撮像手段で得られた画像に重畳して表示する表示制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ビームフォーミング技術を用いて無線通信を行う際、自機の位置に拘わらず他の無線通信装置からの電波の到来方向を容易に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ビームフォーミングを用いた際の電界強度分布の一例を説明するための図である。
【図２】アレイアンテナにおけるアンテナ数およびその配置間隔によるビームフォーミング可能領域の変化を説明するための図である。
【図３】ビームフォーミングを用いた際の無線通信装置間における通信の一例を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態による無線通信装置の一例についてその構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示すカメラと対向機との通信動作を説明するための図である。
【図６】図４に示すカメラが受信するアンテナ情報を説明するための図である。
【図７】図４に示す表示部に表示される表示画像を説明するための図である。
【図８】図４に示す制御部で行われる対向機のビームフォーミング可能領域の表示処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】図８に示す表示処理において表示部に表示される表示画像の一例を説明するための図である。
【図１０】図４に示すカメラに表示されるビームフォーミングの他の例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態による無線通信装置の一例について図面を参照して説明する。
【００１５】
ここでは、実施の形態による無線通信装置について説明する前に、まずビームフォーミング技術について概説する。
【００１６】
図１は、ビームフォーミングを用いた際の電界強度分布の一例を説明するための図である。そして、図１（ａ）はアンテナの配置を示す図であり、図１（ｂ）はビームフォーミングによる電界強度分布を示す図である。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、ｘｙｚ空間において複数のアンテナが格子状に配置されてアレイアンテナ７２１を構成している。ここでは、アレイアンテナ７２１からビーム７２２、７２３，およびビーム７２４が放射されるものとする。そして、これらビーム７２２〜７２４によって、電波が放射される範囲を示す電波範囲７２５が規定される。
【００１８】
図１（ｂ）は、図１（ａ）を上側から見たｘ−ｚ面が示されている。ここでは、アレイアンテナ７２１のうちアンテナ７３１、７３２、および７３３が示されており、アンテナ７３１〜７３３はｘ軸に沿って配列されて、ｚ軸のプラス方向に向けられている。そして、アンテナ７３１〜７３３から放射される送信電波の位相を制御して（例えば、順次遅らせる）、合成された送信電波の伝播方向を制御する。
【００１９】
なお、図示の例では、アンテナ７３１〜７３３から放射される電波の位相が円状に示されており、アレイアンテナ７２１の格子面に垂直な方向において合成された送信電波（ビーム７２２）、つまり、電界強度を強くすることができる。
【００２０】
前述の電波範囲７２５は、ビームフォーミングを行った際のビームフォーミング可能領域を示しており、当該電波範囲７２５以外の範囲ではビームフォーミングが行われない。その結果、受信側の無線通信装置が電波範囲７２５以外の範囲に位置する際には、受信側の無線通信装置において十分な通信品質を確保することができない。
【００２１】
なお、ビームフォーミング可能領域および電波の到達距離は、アレイアンテナ７２１におけるアンテナ数およびその配置間隔によって決定される。
【００２２】
図２は、アレイアンテナにおけるアンテナ数およびその配置間隔によるビームフォーミング可能領域の変化を説明するための図である。
【００２３】
図２において、電界強度分布（電波分布とも呼ぶ）７５１、７５２、および布７５３は、アンテナの配置間隔は同一で、アンテナ数が４つ、３つ、および２つとした場合の電界強度分布、つまり、ビームフォーミング可能領域を示している。アレイアンテナにおけるアンテナ数が多い程、ビームフォーミング可能領域が広がることが分かる。
【００２４】
アレイアンテナにおけるアンテナ数を３つとして、アンテナの配置間隔を狭くすると、ビームフォーミング可能領域７５２はビームフォーミング可能領域７５５となる。一方、アレイアンテナにおけるアンテナ数を３つとして、アンテナの配置間隔を広くすると、ビームフォーミング可能領域７５２はビームフォーミング可能領域７５４となる。
【００２５】
図示のように、アンテナの配置間隔を広くした場合には、ビームフォーミング可能範囲７５４で示すようにその幅は広がるものの、到達距離は短くなる。一方、アンテナの配置間隔を狭くした場合には、ビームフォーミング可能範囲７５５で示すようにその幅は狭くなるものの、到達距離は長くなる。
【００２６】
ところで、ビームフォーミングにおいては、送信側の無線通信装置から送信される電波の送信方向に、受信側の無線通信装置の受信方向を合わせる必要がある。
【００２７】
図３は、ビームフォーミングを用いた際の無線通信装置間における通信の一例を説明するための図である。そして、図３（ａ）および図３（ｂ）は無線通信装置から放射される電波が互いに対向する状態を示す図であり、図３（ｃ）および図３（ｄ）は無線通信装置から放射される電波がずれている状態を示す図である。
【００２８】
いま、無線通信装置７０１と無線通信装置７０２とが、例えば、６０ＧＨｚ帯のキャリア周波数を用いて無線通信を行っているものとする。この際には、互いにビームフォーミングの方向を合致させる必要がある。ここで、無線通信装置における電界強度分布を参照番号７１１で示し、無線通信装置７０２における電界強度分布を参照番号７１２で示す。
【００２９】
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、無線通信装置７０１および７０２から放射される電波が互いに対向していれば良好に通信を行うことができる。一方、図３（ｃ）および図３（ｄ）に示すように、無線通信装置７０１および７０２から放射される電波のいずれか一方が外れると、例えば、通信速度の低下、ひいては通信断が発生する可能性がある。
【００３０】
よって、ビームフォーミングを用いて、高周波帯域で高速無線通信を行う場合には、互い電波（ビーム）の到来方向をスキャンして、電界強度が強い位置を検出して通信を行う必要がある。
【００３１】
ところが、相手側の無線通信装置の電波をスキャン可能な位置にいないと、無線通信を行うことができず、さらには、電波の到来方向が判別できない。この結果、ユーザーは何故無線通信を行うことができないのか、そして、いずれの方向に移動すれば無線通信を行うことができるのか分からない。
【００３２】
図４は、本発明の実施の形態による無線通信装置の一例についてその構成を示す図ロック図である。なお、図示の無線通信装置は、例えば、無線通信機能を備えるデジタルカメラ（以下単にカメラと呼ぶ）である。また、無線通信装置は、例えば、無線通信機能を備える監視カメラ、スマートフォン、又はタブレット端末であってもよい。さらに、ここで行われる無線通信は近距離通信であるものとする。
【００３３】
カメラ１０１は撮像部１１８を有しており、撮像部１１８はＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子を備えている。そして、撮影レンズ（撮像光学系）を介して入射した光学像が撮像素子に結像し、撮像素子は光学像に応じた画像信号を出力する。この画像信号はＡ／Ｄ変換によって画像データに変換されて制御部１１１に送られる。
【００３４】
なお、ここで用いられる撮像素子は、例えば、４Ｋ又は８Ｋ（３８４０ｘ２１６０画素又は７６８０ｘ４３２０画素）のように高解像度で静止画および動画を生成することができる。
【００３５】
対向機検知部１１５は、撮像部１１８で得られた静止画又は動画において通信中の電子機器を対向機として認識して、カメラ１０１から対向機までの距離、対向機の位置、およびカメラ１０１から対向機の方向を検知する。なお、ここでは、対向機は、例えば、無線通信機能付きスマートフォン、アクセスポイント、ディスプレイ、又はデジタルカメラである。
【００３６】
表示部１１７は、撮像部１１８で得られた画像を表示するとともに、カメラ１０１の設定を変更するメニュー画面を表示する。なお、表示部１１７は、例えば、ＬＣＤ又は有機ＥＬなどを用いたディスプレイである。
【００３７】
表示情報演算部１１６は、対向機検知部１１５から対抗機の位置および方向を得る。表示情報演算部１１６は、対抗機の位置および方向に基づいてそのアンテナの位置および放射方向を求める。表示情報演算部１１６はアンテナの位置および放射方向に基づいてビームフォーミング可能範囲を求める。そして、表示情報演算部１１６は当該ビームフォーミング可能範囲を、撮像部１１８で得られた画像に合成して（重畳して）表示部１１７に表示制御する。
【００３８】
制御部１１１は、カメラ１０１を制御する。例えば、図示しないボタンおよびタッチパネルを有する操作部がユーザーによって操作されると、当該操作による命令は通信バス（図示せず）を介して制御部１１１に送られる。制御部１１１は操作命令に応じてカメラ１０１を制御する。例えば、撮影を行う場合には、ユーザーがシャッターボタン（図示せず）を押し下げると、シャッター信号が制御部１１１に送られる。これによって、制御部１１１は、撮像部１１８を制御して撮影を実行する。
【００３９】
アンテナ部１２２は、２．４ＧＨｚ又は５．０ＧＨｚ帯のキャリア周波数を用いたＷｉ−Ｆｉ通信を行う際に用いられるアンテナである。アンテナ部１２２は単一のアンテナ素子又はパターンアンテナであり、ビームフォーミングを行うことはできない。なお、２．４ＧＨｚおよび５．０ＧＨｚ帯の双方のキャリア周波数を用いて無線通信を行う場合には、各キャリア周波数に対応したアンテナが必要となる。つまり、２．４ＧＨｚ用アンテナおよび５．０ＧＨｚ用アンテナが必要となる。
【００４０】
アレイアンテナ部（指向性アンテナ）１１２は、６０ＧＨｚ帯のキャリア周波数を用いて通信を行う際に用いられるアンテナである。アレイアンテナ部１１２は、例えば、チップアンテナのようなアンテナ素子を規則的に配列したアンテナ部である。ここでは、アレイアンテナ部１１２は、例えば、格子状に２ｘ２の４つのアンテナ素子、３ｘ３の９つのアンテナ素子を所定の間隔で配列したアンテナである。アレイアンテナ部１１２においては、アンテナ素子毎の振幅および位相を制御することによって、特定の方向にアンテナの指向性を高めることができる。
【００４１】
但し、アレイアンテナ部１１２においては、全方向に指向性を制御することはできず、格子状に配列されたアンテナ素子で規定されるアンテナ面に対して垂直方向±数十度の範囲で指向性を高めることができる。そして、指向性を制御可能な範囲は、アレイアンテナ部１１２が有するアンテナ素子の個数に依存し、アンテナ素子の個数が多い程、制御可能な範囲は広くなる。
【００４２】
さらに、アレイアンテナ部１１２は、撮像部１１８に備えられた撮影レンズの光軸と同一の方向に電波を送信するように配置される。つまり、撮像部１１８で撮影された被写体（電子機器など）の方向にアレイアンテナ部１１２から電波が放射されるように、アレイアンテナ部１１２は配置される。
【００４３】
ビームフォーミング生成部１１３は、アレイアンテナ部１１２に備えられたアンテナ素子の振幅および位相を制御し、ビームフォーミングの際の指向性を制御する。なお、指向性の制御可能範囲において電波の放射方向が制御される。また、ビームフォーミング生成部１１３によって放射パターンの制御も行われる。但し、前述のように、指向性を広い場合には伝搬距離は短くなる。一方、指向性を狭くした場合には伝搬距離は長くなる。
【００４４】
無線通信部１１４は、制御部１１１上記の制御下でアレイアンテナ部１１２又はアンテナ部１２２によって他の電子機器と無線通信を行う。送信を行う際には、無線通信部１１４は送信データで、例えば、２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ、又は６０ＧＨｚのキャリア周波数を変調して得られた変調信号をアンプで増幅して、アレイアンテナ部１１２又はアンテナ部１２２から電波として送信する。
【００４５】
受信を行う際には、無線通信部１１４はアレイアンテナ部１１２又はアンテナ部１２２で受信された電波を復調して受信データを得る。そして、無線通信部１１４は受信データを制御部１１１に送る。制御部１１１は、受信データに基づいてカメラ１０１を制御する。
【００４６】
図５は、図４に示すカメラと対向機との通信動作を説明するための図である。なお、ここでは、２．４ＧＨｚ又は５．０ＧＨｚ帯のキャリア周波数を用いたＷｉ−Ｆｉ通信から６０ＧＨｚ帯のキャリア周波数を用いたＷｉＧｉｇ通信に移行する処理について説明する。また、ここでは、対向機はカメラ１０１と同様の構成を備えているものとする。
【００４７】
カメラ１０１および対向機はそれぞれアンテナ部１２２からビーコン信号を出力する。カメラ１０１および対抗機は受信したビーコン信号に基づいて自機以外の無線機器が周囲に存在することを検知する。この状態をビーコン接続状態と呼ぶ。
【００４８】
当該ビーコン接続状態において、カメラ１０１では、制御部１１１は無線通信部１１４を制御してアンテナ部１２２によって対向機にＷｉ−Ｆｉ通信要求を送信する（ステップＳ２０１）。
【００４９】
対向機は、カメラ１０１からＷｉ−Ｆｉ通信要求を受信して通信を行う準備を完了するとその旨を無線通信装置１０１に返信する（ステップＳ２０２）。
【００５０】
カメラ１０１において制御部１１１が対向機から準備完了通知を受けると、カメラ１０１および対向機はＷｉ−Ｆｉ通信を開始する（ステップＳ２０３およびＳ２２１）。
【００５１】
続いて、カメラ１０１において制御部１１１は対向機に対してアンテナ情報を要求する（ステップＳ２０５）。ここで、アンテナ情報とは、例えば、対抗機の外形形状、アレイアンテナの位置、アレイアンテナのアンテナ素子数、アンテナ素子数の間隔、およびアレイアンテナの電波強度などである。
【００５２】
図６は、図４に示すカメラに対向する対抗機の一例を説明するための図である。
【００５３】
図示の電子機器（対向機）５０３は、例えば、無線通信機能を備えるテレビである。電子機器５０３はアレイアンテナ５１３を有しており、当該アレイアンテナ５１３はテレビの正面に配置されている。図示の例では、アレイアンテナ５１３は２ｘ２の４つのアンテナ素子を有している。
【００５４】
電子機器５０３を上方から見た際のアレイアンテナ５１３におけるビームフォーミング可能範囲は参照番号５２３で示される。さらに、アレイアンテナ５１３を用いてビームフォーミングした際のビームの到達距離を参照番号５３１で示す。
【００５５】
また、図示の電子機器５０２は、例えば、無線通信機能を備えるノートパソコンである。電子機器５０２はアレイアンテナ５１２を有しており、当該アレイアンテナ５１２はノートパソコンの正面に配置されている。図示の例では、アレイアンテナ５１２は２つのアンテナ素子を有している。
【００５６】
電子機器５０３を上方から見た際のアレイアンテナ５１２におけるビームフォーミング可能範囲は参照番号５２２で示される。ビームフォーミング可能範囲５２２は、前述のビームフォーミング可能範囲５２３よりも狭い。
【００５７】
再び図５を参照して、対向機は、アンテナ情報要求に応答してカメラ１０１にアンテナ情報を返答する（ステップＳ２０６）。制御部１１１はアンテナ情報を取得すると、図示しない記憶部に保存する（ステップＳ２０７）。
【００５８】
続いて、制御部１１１は高速無線通信が必要であるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。例えば、低解像度の静止画又は動画を送受信する場合には、制御部１１１は高速無線通信が不要であるとしてＷｉ−Ｆｉ通信を維持する。一方、高解像度の静止画又は動画を送受信する場合には、制御部１１１は高速無線通信が必要として、後述するように、６０ＧＨｚ帯のキャリア周波数を用いた高速通信に切り替える。
【００５９】
高速無線通信が不要であると（ステップＳ２０８において、ＮＯ）、制御部１１１は、Ｗｉ−Ｆｉ通信の方が通信距離を確保でき、かつ消費電力も少なくて済むので、ステップＳ２０３に戻ってＷｉ−Ｆｉ通信を継続する。一方、高速無線通信が必要であると（ステップＳ２０８において、ＹＥＳ）、制御部１１１は対向機に高速無線通信を開始する旨を通知する（ステップＳ２０９）。
【００６０】
対向機は、当該通知に応答して高速無線通信を行う準備が完了すると、完了通知をカメラ１０１に送信する（ステップＳ２１０）。例えば、この完了通知には、アレイアンテナ部およびビームフォーミング生成部に異常がない旨の情報が含まれる。
【００６１】
前述のように、アンテナ素子の個数およびその間隔によってビームフォーミング可能範囲が変化する。よって、制御部１１１はアンテナ情報に基づいてビームフォーミング可能範囲を求める。なお、対向機においてビームフォーミング可能範囲が予め設定されている場合には、対向機からビームフォーミング可能範囲を受ける。
【００６２】
完了通知を受けると、制御部１１１は、表示情報演算部１１６によってアンテナ情報と撮像部１１８で得られた画像とを合成して表示画像（表示範囲）を求める（ステップＳ２１１）。そして、制御部１１１は表示情報演算部１１６を制御して当該表示画像を表示部１１７に表示する（ステップＳ２１２）。
【００６３】
図７は、図４に示す表示部に表示される表示画像を説明するための図である。そして、図７（ａ）〜図７（ｄ）はカメラおよび対抗機を示す図であり、図７（ｅ）〜図７（ｈ）はカメラおよび対向機におけるビームフォーミング可能領域を示す図である。また、図７（ｉ）〜図７（ｌ）は表示部に表示される表示画像を示す図である。なお、図７においては、カメラを参照番号３０１で示し、対向機を参照番号３０２で示す。
【００６４】
図７（ｂ）において、矢印３０３は対向機３０２におけるビームフォーミング可能領域を示している。図７（ｅ）〜図７（ｈ）において、参照番号３０４および３０５の各々はビームフォーミング可能領域を示し、参照番号３１４はビームフォーミング電波分布を示す。
【００６５】
図７（ａ）に示す状態にカメラ３０１および対向機３０２が位置する際、そのビームフォーミング可能領域３０５および３０４が図７（ｅ）に示されている。図７（ｅ）に示すビームフォーミング可能領域３０４および３０５はそれぞれ高速通信を行う前のカメラ３０１および対向機のビームフォーミング可能領域である。
【００６６】
図７（ｅ）に示す状態では、カメラ３０１および対抗機３０２ともに互いにビームフォーミングによる電波が到達しておらず高速通信不可能（無線接続不可能）な状態である。このため、制御部１１１は、図７（ｉ）に示すように、表示部１１７に通信範囲外のため高速無線通信が不可能である旨を表示する。なお、図７（ｉ）においては、対向機が参照番号３１２で表示されている。
【００６７】
図７（ｆ）は、図７（ｂ）に対応する対向機３０２のビームフォーミング可能領域３０４を示しており、ビームフォーミングを行った際の電波分布はビームフォーミング可能領域３０４となる。制御部１１１は当該電波分布をそのままの状態で表示部１１７に表示せず、矢印３０３で示すようにビームフォーミング可能範囲を表示する。矢印３０３でビームフォーミング可能範囲を表示すれば、表示情報演算部１１６による演算処理を少なくすることができる。
【００６８】
この場合、制御部１１１は、表示情報演算部１１６によって対向機におけるビームフォーミング可能範囲３０３と撮像画像とを合成して表示画像として表示部１１７に表示する（図７（ｊ）参照）。ここでは、制御部１１１は画像に表示された対向機３１２に係るビームフォーミング可能領域（つまり、高速無線通信範囲）を表示するとともに、カメラ自体の電波方向（ビーム方向）３１３を表示する。さらに、制御部１１１は、対向機の高速無線通信範囲にカメラを移動させるべき旨を表示するとともに、その移動方向を白抜き矢印で示す。
【００６９】
図８は、図４に示す制御部で行われる対向機のビームフォーミング可能領域の表示処理を説明するためのフローチャートである。
【００７０】
また、図９は図８に示す表示処理において表示部に表示される表示画像の一例を説明するための図である。そして、図９（ａ）は撮影によって得られた画像を示す図であり、図９（ｂ）は対向機の登録データと被写体との比較を示す図である。また、図９（ｃ）は図９（ｂ）による認識結果を示す図であり、図９（ｄ）は認識された対向機の方向を示す図である。さらに、図６（ｅ）はアンテナ位置の確認結果を示す図である。
【００７１】
まず、制御部１１１は、撮像部１１８で得られた画像６５０において物体を認識する（ステップＳ６０２）。図９（ａ）に示す例では、制御部１１１は、所定の大きさ以上の被写体を物体として認識する。ここでは、例えば、ディスプレイ６５１、照明器具６５２、絵画６５３、ごみばこ６５４、犬６５５、および人間６５６などを物体として認識する。
【００７２】
続いて、制御部１１１は、認識した物体を画像解析によって単純な形状にパターン化する（ステップＳ６０３）。例えば、ディスプレイ６５１であれば、制御部１１１は３つの六面体（ディスプレイ部、柱部、台部）を合体した形状にパターン化する（図９（ｂ）参照）。そして、制御部１１１は、前述のステップＳ２０７で得た対向機の外形形状を登録データとして、パターン化した物体と登録データとして比較してその類似点を数値化した類似係数を求める（ステップＳ６０４）。ここでは、例えば、制御部１１１は縦横サイズの比および色などを比較して数値化する。
【００７３】
次に、制御部１１１は類似係数が高いか否かを判定する（ステップＳ６０５）。つまり、制御部１１１は類似係数が所定の閾値以上であるか否かを判定する。類似係数が低いと（ステップＳ６０５において、ＮＯ）、制御部１１１はステップＳ６０２の処理に戻って再度物体の認識を行う。
【００７４】
類似度が高いと（ステップＳ６０５において、ＹＥＳ）、制御部１１１は類似係数が高い物体対向機（つまり、無線機器）として認識する（ステップＳ６０６）。図９（ｃ）に示す例では、制御部１１１はパターン化されたディスプレイ６６１を対向機として認識することになる。
【００７５】
次に、制御部１１１は、対抗機のサイズに基づいてカメラから対向機までの距離を求める（ステップＳ６０７）。そして、制御部１１１は対向機の向きを算出する（ステップＳ６０８）。ここでは、制御部１１１は、パターン化されたディスプレイを、正面形状６８１における面積、左側面が見える形状６８２における面積、および右側面が見える形状６８３における面積に基づいてディスプレイの向き（つまり、アンテナ面の向き）を求める（図９（ｄ）参照）。
【００７６】
続いて、制御部１１１は、図９（ｅ）に示すように、ステップＳ２０７で得た対向機のアンテナ位置に基づいて、アンテナ位置６８４を認識する（ステップＳ６０９）。そして、制御部１１１は、表示情報演算部１１６によって、前述の距離、アンテナ面の向き、およびアンテナ位置に基づいてビームフォーミング可能範囲３０３を生成する（ステップＳ６１０）。その後、制御部１１１は表示処理を終了する。
【００７７】
再び図５および図７を参照して、ユーザーが図７（ｊ）に示す移動方向に応じてカメラを対向機のビームフォーミング可能範囲３０３の方向に移動する。制御部１１１はカメラが対抗機のビームフォーミング可能範囲（つまり、通信可能範囲）に入ったか否かを判定する（ステップＳ２１３）。
【００７８】
カメラが対抗機の通信可能範囲に入らないと（ステップＳ２１３において、ＮＯ）、制御部１１１はステップＳ２１１の処理に戻る。一方、カメラが、図７（ｃ）に示すように、対抗機の通信可能範囲に入ると（ステップＳ２１３において、ＹＥＳ）、制御部１１１はその旨を対向機に通知する（ステップＳ２１４）。
【００７９】
カメラが対向機の通信可能範囲に入った旨の通知を受けると、対向機は、受信した旨をカメラに返信する（ステップＳ２１５）。そして、対向機はビームフォーミングを開始して、図７（ｇ）に電波分布３０５で示すように、最も電波が強くなる位置でビームフォーミングの方向を固定する（ステップＳ２２２）。この際には、制御部１１１は、図７（ｋ）に示すように、高速通信を開始する旨を表示部１１８に表示する。
【００８０】
図７（ｄ）にカメラ３１４で示すように、カメラの移動が完了すると、図７（ｈ）に示すように、制御部１１１はカメラにおける電波分布３１２を対向機に向けて固定する。そして、制御部１１１はカメラと対向機とを無線接続する。この際には、制御部１１１は、図７（ｌ）に示すように、表示部１１８に接続が完了した旨を表示するとともに、ビームフォーミング可能範囲の表示を中止する。これによって、カメラと対向機とはＷｉＧｉｇ通信を開始する（ステップＳ２１６およびＳ２２３）。
【００８１】
図１０は、図４に示すカメラに表示されるビームフォーミングの他の例を説明するための図である。そして、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は第１の例を示す図であり、図１０（ｅ）は第２の例を示す図である。また、図１０（ｆ）は第３の例を示す図であり、図１０（ｇ）および図１０（ｈ）は第４の例を示す図である。
【００８２】
図１０（ａ）には、対向機のビームフォーミング可能範囲における電波強度（電界強度）が強い範囲４０２と、当該範囲４０２よりも電波強度が弱い範囲４０１が表示される。そして、制御部１１１は電波強度が強い範囲４０２を、例えば、濃い色又は赤色のような目立つ色で表示して区別する。なお、必要な電波強度を予め規定して、当該期待した電波強度以上の部分について目立つ色で表示するようにしてもよい。例えば、動画転送を行いつつ電波強度を表示する場合には、動画サイズによって必要な無線転送レートが異なり、無線転送レートに応じて電波強度も異なる。
【００８３】
また、図１０（ｂ）に示すように、電波強度の強い範囲４０２のみを表示するようにしてもよい。これによって、ユーザーは容易にカメラを電波の強い範囲に移動して確実に接続を行うことができる。
【００８４】
さらには、図１０（ｃ）に示すように、通信可能領域４２１と通信不可能領域４２２とを分けて表示するとともに、通信可能領域４２１に電波強度が強い範囲４０２を表示するようにしてもよい。また、カメラと対向機の距離が遠く、電波が届かない場合には、図１０（ｄ）に示すように、制御部１１１は通信可能領域４３２を表示するとともに、電波が届かない旨を表示する。
【００８５】
図１０（ｅ）に示す例では、制御部１１１は対向機のビームフォーミング可能範囲の代わりに、ビームフォーミングの方向を矢印４０３で表示する。矢印４０３による表示を行えば、表示情報演算部１１６における演算処理を低減することができる。この例は、必要とするアンテナ情報が少なくても、対向機のアンテナ位置とその方向が分かれば表示可能である。ユーザーは、図１０（ｅ）に示す矢印４０３を確認すれば、カメラが対向機のビームフォーミングの方向からずれていることを認識することができる結果、接続できない理由を容易に把握することができる。
【００８６】
図１０（ｆ）に示す例では、制御部１１１はビームフォーミング可能範囲を表示せず、カメラの移動方向４０４のみを表示する。この場合には、ユーザーはカメラを移動方向４０４に移動して、対向機と無線接続可能な状態とする。
【００８７】
図１０（ｇ）に示す例では、制御部１１１は複数のビームフォーミングのパターン（ビームパターン）４０５〜４０７を表示して、当該パターンからの選択を促す旨を表示する。ビームフォーミングのパターンは、ビームフォーミング生成部１１３によって制御することができる。例えば、ビームフォーミングの幅を狭くしたパターンでは、伝搬距離を長くすることができる。一方、ビームフォーミングの幅を広くしたパターンでは、伝搬距離が短くなる。
【００８８】
図示のように、パターン４０７はその幅が狭く表示されるとともに長く表示される。パターン４０５はその幅が広く表示されるとともに短く表示される。パターン４０６はパターン４０７とパターン４０５の中間に表示される。なお、パターン４０５〜４０７に対応する電波分布４１５〜４１７は図１０（ｈ）に示すようになる。
【００８９】
ユーザーが表示部１１７に配置されたタッチパネルを操作して所望のパターンを選択ビームパターンとして選択すると、制御部１１１は当該選択されたパターンによるビームフォーミング可能範囲を設定する。
【００９０】
このように、本発明の実施の形態では、ビームフォーミング技術を用いて無線通信を行う際、カメラの位置に拘わらず電波の到来方向を判別することができる。
【００９１】
以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【００９２】
例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を無線通信装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを無線通信装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。
【００９３】
［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１１１  制御部
１１２  アレイアンテナ部
１１３  ビームフォーミング生成部
１１４  無線通信部
１１５  対向機検知部
１１６  表示情報演算部
１１７  表示部
１１８  撮像部
１２２  アンテナ部
【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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