(57)【要約】【課題】従来よりもさらに消費電力が抑制された光信号受信機を提供する。【解決手段】照明装置１１からの照明光に重畳された光信号を受信する光信号受信機１２であって、光信号を受信する受光部２０と、受信された光信号に基づいて、受光部２０を制御することにより、光信号受信機１２を、少なくとも、光信号を間欠的に受信する間欠受信モードと、光信号を連続的に受信する連続受信モードとのいずれかで動作させる制御部２２とを備え、間欠受信モードは、光信号受信機１２に光信号が到来していない状態から光信号が到来した状態に変化したことを検出する光信号非照射フェーズと、光信号受信機１２に光信号が到来している状態において、繰り返し送信されてくるフレームが同一の情報を示すフレームであるか否かを判断する光信号照射フェーズとを含む。【選択図】図４
2015154166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明装置からの照明光に重畳された光信号を受信する光信号受信機であって、
前記照明装置は、前記光信号によって、所定の情報を示すフレームを繰り返し送信し、
前記フレームは、当該フレームの先頭を示す情報であるプリアンブルを含み、
前記光信号受信機は、
前記光信号を受信する受光部と、
前記受光部で受信された光信号に基づいて、前記受光部を制御することにより、前記光信号受信機を、少なくとも、前記光信号を間欠的に受信する間欠受信モードと、前記光信号を連続的に受信する連続受信モードとのいずれかで動作させる制御部とを備え、
前記間欠受信モードは、
前記光信号受信機に前記光信号が到来していない状態から前記光信号が到来した状態に変化したことを検出する光信号非照射フェーズと、
前記光信号受信機に前記光信号が到来している状態において、繰り返し送信されてくる前記フレームが同一の情報を示すフレームであるか否かを判断する光信号照射フェーズとを含み、
前記連続受信モードは、
受信した前記光信号に含まれる前記フレームのプリアンブルを探索する探索フェーズと、
前記探索フェーズでの結果に基づいて、前記光信号に含まれる前記フレームの繰り返し周期を特定する周期特定フェーズと、
受信した少なくとも一つの前記フレームを解読することによって前記所定の情報を取得する情報取得フェーズとを含む
光信号受信機。
【請求項２】
前記光信号照射フェーズでは、前記受光部は、前記光信号に含まれる複数の前記フレームごとに一つのフレームの一部である特定情報を受信し、前記制御部は、受信された特定情報と直前に受信された特定情報とを比較することにより、繰り返し送信されてくる前記フレームが同一の情報を示すフレームであるか否かを判断する
請求項１記載の光信号受信機。
【請求項３】
前記光信号照射フェーズでは、前記受光部は、前記周期特定フェーズで特定された繰り返し周期に基づいて、複数の前記フレームごとに前記特定情報を受信する
請求項２記載の光信号受信機。
【請求項４】
前記特定情報は、当該特定情報が含まれるフレームにおけるデータ誤りを検出するための誤り検出符号である
請求項２又は３に記載の光信号受信機。
【請求項５】
前記光信号は、Ｎ（２以上の整数）値パルス位置変調による光強度変調によって前記照明光に重畳された信号であり、
前記光信号非照射フェーズでは、前記制御部は、一定時間に受信した前記光信号に含まれるパルスの数を判断することにより、前記光信号が到来していない状態から前記光信号が到来した状態に変化したことを検出する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光信号受信機。
【請求項６】
前記光信号非照射フェーズでは、前記制御部は、Ｍ（２以上の整数）個のフレームが送信されてくる時間に相当する周期ごとに、前記パルスの数を判断する
請求項５に記載の光信号受信機。
【請求項７】
前記光信号照射フェーズでは、前記受光部は、Ｍ個の前記フレームごとに一つのフレームの一部である特定情報を受信し、前記制御部は、受信された特定情報と直前に受信された特定情報とを比較することにより、繰り返し送信されてくる前記フレームが同一の情報を示すフレームであるか否かを判断する
請求項６記載の光信号受信機。
【請求項８】
前記制御部は、前記光信号非照射フェーズにおいて、前記光信号が到来していない状態から前記光信号が到来した状態に変化したことを検出した場合に、前記光信号受信機を前記間欠受信モードから前記連続受信モードに遷移させる
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光信号受信機。
【請求項９】
前記制御部は、前記光信号照射フェーズにおいて、繰り返し送信されてくる前記フレームが同一の情報を示すフレームでないと判断した場合に、前記光信号受信機を前記間欠受信モードから前記連続受信モードに遷移させる
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光信号受信機。
【請求項１０】
前記制御部は、前記光信号受信機を前記間欠受信モードから前記連続受信モードに遷移させる際には、さらに、前記情報取得フェーズで前記所定の情報を取得したときからの経過時間が所定の値より大きいと判断したときにだけ、前記光信号受信機を前記間欠受信モードから前記連続受信モードに遷移させる
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光信号受信機。
【請求項１１】
前記制御部は、前記間欠受信モードにおいて、前記受光部で受信された前記光信号の強度が所定の値以下である場合には、前記光信号受信機を前記間欠受信モードから前記連続受信モードに遷移させることなく前記間欠受信モードに維持させる
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光信号受信機。
【請求項１２】
前記制御部は、前記連続受信モードにおいて前記探索フェーズ、前記周期特定フェーズ及び前記情報取得フェーズを終えた後に、前記光信号受信機を前記連続受信モードから前記間欠受信モードに遷移させる
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光信号受信機。
【請求項１３】
前記制御部は、前記光信号受信機を前記連続受信モードから前記間欠受信モードに遷移させる際に、前記光信号受信機に前記光信号が到来している場合には前記光信号受信機を前記光信号照射フェーズで動作させる
請求項１２記載の光信号受信機。
【請求項１４】
さらに、前記情報取得フェーズによって前記所定の情報が取得された後に、取得された前記所定の情報を外部機器に送信する外部出力部を備え、
前記制御部は、前記外部出力部による前記送信の後に、前記光信号受信機を前記連続受信モードから前記間欠受信モードに遷移させる
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光信号受信機。
【請求項１５】
前記外部出力部は、前記情報取得フェーズの終了後に、所定の時間、前記光信号照射フェーズが継続した場合には、前記情報取得フェーズで取得された前記所定の情報、又は、予め定められたデータを前記外部機器に送信する
請求項１４記載の光信号受信機。
【請求項１６】
さらに、前記光信号受信機の加速度及び速度の少なくとも一つを検出する加速度／速度センサを備え、
前記制御部は、前記加速度／速度センサで検出された前記加速度及び速度の少なくとも一つに応じて、前記間欠受信モードにおいて前記光信号を間欠的に受信する周期を変更する
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光信号受信機。
【請求項１７】
さらに、照度を検出する照度センサを備え、
前記制御部は、前記照度センサで検出された照度が所定の値より小さい場合に、前記光信号受信機を、前記間欠受信モードから、前記間欠受信モードでの消費電力よりも低い消費電力で動作する動作モードである受信準備モードに遷移させる
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光信号受信機。
【請求項１８】
請求項１記載の照明装置と、
請求項１記載の光信号受信機とを備える
光信号通信システム。
【請求項１９】
照明装置からの照明光に重畳された光信号を受信する光信号受信機による光信号受信方法であって、
前記照明装置は、前記光信号によって、所定の情報を示すフレームを繰り返し送信し、
前記フレームは、当該フレームの先頭を示す情報であるプリアンブルを含み、
前記光信号受信方法は、
前記光信号受信機を、前記光信号を間欠的に受信する間欠受信モードで動作させる間欠受信ステップと、
前記光信号受信機を、前記光信号を連続的に受信する連続受信モードで動作させる連続受信ステップとを含み、
前記間欠受信モードは、
前記光信号受信機に前記光信号が到来していない状態から前記光信号が到来した状態に変化したことを検出する光信号非照射フェーズと、
前記光信号受信機に前記光信号が到来している状態において、繰り返し送信されてくる前記フレームが同一の情報を示すフレームであるか否かを判断する光信号照射フェーズとを含み、
前記連続受信モードは、
受信した前記光信号に含まれる前記フレームのプリアンブルを探索する探索フェーズと、
前記探索フェーズでの結果に基づいて、前記光信号に含まれる前記フレームの繰り返し周期を特定する周期特定フェーズと、
受信した少なくとも一つの前記フレームを解読することによって前記所定の情報を取得する情報取得フェーズとを含む
光信号受信方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載されたステップを請求項１９に記載された光信号受信機が備えるコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号受信機、光信号通信システム及び光信号受信方法に関し、特に、照明装置からの照明光に重畳された光信号を受信する光信号受信機等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明装置からの照明光（可視光）に光強度変調等によって光信号を重畳させる技術が知られている。これにより、照明装置から、照明光を照射させるだけでなく、情報を送信させることができる。
【０００３】
このような照明光を利用した光通信（可視光通信）は、通常の無線通信に比べ、送信範囲が、照明光が届く範囲に限られるので、通信範囲を目視で確認できたり、送信範囲を限られた空間（領域）に限定できたりするという利点がある。そのような利点を利用した応用システムとして、施設に設けられた複数の照明装置のそれぞれから照明装置の識別情報を光信号で送信しておき、移動体に設けられた光信号受信機が受信した識別情報から、移動体の位置（現在位置）を特定する位置情報サービスがある。このような位置情報サービスにより、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）の電波が届きにくい屋内での移動体の位置特定等が可能になる。
【０００４】
ところが、移動体に装着する光信号受信機は、電池で動作させる必要があるために、消費電力を抑制することが求められる。そのために、従来、このような光信号受信機の消費電力を抑制する様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、光信号受信機が備える受光部への電源供給を間欠的に行うことで、消費電力を削減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１４６６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、電源供給を間欠的にしているに過ぎず、消費電力の削減が十分ではないという問題がある。つまり、光信号が到来していない状態（待機状態）であっても、常時、光信号の到来が監視されているために、ある程度の電力が消費される。また、光信号が到来している状態では、連続的に電源が供給されるので、同じ情報が繰り返し送信されてくる場合であっても、無駄に電力が消費されてしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、従来よりもさらに消費電力が抑制された光信号受信機等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】
上記目的を達成するために、本発明に係る光信号受信機の一形態は、照明装置からの照明光に重畳された光信号を受信する光信号受信機であって、前記照明装置は、前記光信号によって、所定の情報を示すフレームを繰り返し送信し、前記フレームは、当該フレームの先頭を示す情報であるプリアンブルを含み、前記光信号受信機は、前記光信号を受信する受光部と、前記受光部で受信された光信号に基づいて、前記受光部を制御することにより、前記光信号受信機を、少なくとも、前記光信号を間欠的に受信する間欠受信モードと、前記光信号を連続的に受信する連続受信モードとのいずれかで動作させる制御部とを備え、前記間欠受信モードは、前記光信号受信機に前記光信号が到来していない状態から前記光信号が到来した状態に変化したことを検出する光信号非照射フェーズと、前記光信号受信機に前記光信号が到来している状態において、繰り返し送信されてくる前記フレームが同一の情報を示すフレームであるか否かを判断する光信号照射フェーズとを含み、前記連続受信モードは、受信した前記光信号に含まれる前記フレームのプリアンブルを探索する探索フェーズと、前記探索フェーズでの結果に基づいて、前記光信号に含まれる前記フレームの繰り返し周期を特定する周期特定フェーズと、受信した少なくとも一つの前記フレームを解読することによって前記所定の情報を取得する情報取得フェーズとを含む。
【０００９】
ここで、前記光信号照射フェーズでは、前記受光部は、前記光信号に含まれる複数の前記フレームごとに一つのフレームの一部である特定情報を受信し、前記制御部は、受信された特定情報と直前に受信された特定情報とを比較することにより、繰り返し送信されてくる前記フレームが同一の情報を示すフレームであるか否かを判断してもよい。
【００１０】
また、前記光信号照射フェーズでは、前記受光部は、前記周期特定フェーズで特定された繰り返し周期に基づいて、複数の前記フレームごとに前記特定情報を受信してもよい。
【００１１】
また、前記特定情報は、当該特定情報が含まれるフレームにおけるデータ誤りを検出するための誤り検出符号であってもよい。
【００１２】
また、前記光信号は、Ｎ（２以上の整数）値パルス位置変調による光強度変調によって前記照明光に重畳された信号であり、前記光信号非照射フェーズでは、前記制御部は、一定時間に受信した前記光信号に含まれるパルスの数を判断することにより、前記光信号が到来していない状態から前記光信号が到来した状態に変化したことを検出してもよい。
【００１３】
また、前記光信号非照射フェーズでは、前記制御部は、Ｍ（２以上の整数）個のフレームが送信されてくる時間に相当する周期ごとに、前記パルスの数を判断してもよい。
【００１４】
また、前記光信号照射フェーズでは、前記受光部は、Ｍ個の前記フレームごとに一つのフレームの一部である特定情報を受信し、前記制御部は、受信された特定情報と直前に受信された特定情報とを比較することにより、繰り返し送信されてくる前記フレームが同一の情報を示すフレームであるか否かを判断してもよい。
【００１５】
また、前記制御部は、前記光信号非照射フェーズにおいて、前記光信号が到来していない状態から前記光信号が到来した状態に変化したことを検出した場合に、前記光信号受信機を前記間欠受信モードから前記連続受信モードに遷移させてもよい。
【００１６】
また、前記制御部は、前記光信号照射フェーズにおいて、繰り返し送信されてくる前記フレームが同一の情報を示すフレームでないと判断した場合に、前記光信号受信機を前記間欠受信モードから前記連続受信モードに遷移させてもよい。
【００１７】
また、前記制御部は、前記光信号受信機を前記間欠受信モードから前記連続受信モードに遷移させる際には、さらに、前記情報取得フェーズで前記所定の情報を取得したときからの経過時間が所定の値より大きいと判断したときにだけ、前記光信号受信機を前記間欠受信モードから前記連続受信モードに遷移させてもよい。
【００１８】
また、前記制御部は、前記間欠受信モードにおいて、前記受光部で受信された前記光信号の強度が所定の値以下である場合には、前記光信号受信機を前記間欠受信モードから前記連続受信モードに遷移させることなく前記間欠受信モードに維持させてもよい。
【００１９】
また、前記制御部は、前記連続受信モードにおいて前記探索フェーズ、前記周期特定フェーズ及び前記情報取得フェーズを終えた後に、前記光信号受信機を前記連続受信モードから前記間欠受信モードに遷移させてもよい。
【００２０】
また、前記制御部は、前記光信号受信機を前記連続受信モードから前記間欠受信モードに遷移させる際に、前記光信号受信機に前記光信号が到来している場合には前記光信号受信機を前記光信号照射フェーズで動作させてもよい。
【００２１】
また、さらに、前記情報取得フェーズによって前記所定の情報が取得された後に、取得された前記所定の情報を外部機器に送信する外部出力部を備え、前記制御部は、前記外部出力部による前記送信の後に、前記光信号受信機を前記連続受信モードから前記間欠受信モードに遷移させてもよい。
【００２２】
また、前記外部出力部は、前記情報取得フェーズの終了後に、所定の時間、前記光信号照射フェーズが継続した場合には、前記情報取得フェーズで取得された前記所定の情報、又は、予め定められたデータを前記外部機器に送信してもよい。
【００２３】
また、さらに、前記光信号受信機の加速度及び速度の少なくとも一つを検出する加速度／速度センサを備え、前記制御部は、前記加速度／速度センサで検出された前記加速度及び速度の少なくとも一つに応じて、前記間欠受信モードにおいて前記光信号を間欠的に受信する周期を変更してもよい。
【００２４】
また、さらに、照度を検出する照度センサを備え、前記制御部は、前記照度センサで検出された照度が所定の値より小さい場合に、前記光信号受信機を、前記間欠受信モードから、前記間欠受信モードでの消費電力よりも低い消費電力で動作する動作モードである受信準備モードに遷移させてもよい。
【００２５】
なお、本発明は、上記のような光信号受信機として実現できるだけではない。本発明は、照明装置と光信号受信機とから構成される光信号通信システムとして実現したり、光信号受信方法として実現したり、その方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりしてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、従来よりもさらに消費電力が抑制された光信号受信機、光信号通信システム及び光信号受信方法が提供される。
【００２７】
よって、位置情報サービスに代表される可視光通信の利用が普及してきた今日において、本発明の実用的価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態における光信号通信システムの構成を示す図
【図２】図１における照明装置が送信する光信号のフォーマットを示す図
【図３】Ｎ値パルス位置変調の一例である４ＰＰＭを説明する図
【図４】図１における光信号受信機の構成を示すブロック図
【図５】同光信号受信機の動作モードを説明する図
【図６】図５に示された動作モード及びフェーズの遷移を示す状態遷移図
【図７】本実施の形態における光信号の特性を説明する図
【図８】図６の「状態遷移３」における光信号受信機の動作タイミングを示す図
【図９】図６の状態遷移図における連続受信モードから光信号照射フェーズ（間欠受信モード）への切り替わりにおける光信号受信機の動作タイミングを示す図
【図１０】図６の「状態遷移４」における光信号受信機の動作タイミングを示す図
【図１１】同光信号受信機の動作を示すフローチャート
【図１２】連続受信モードが頻繁に実行されるのを抑制する機能を備える、本発明の実施の形態の変形例における光信号受信機の動作を示すフローチャート
【図１３】加速度／速度センサを用いた本発明の実施の形態における光信号受信機の動作を示すフローチャート
【図１４】照度センサを用いた本発明の実施の形態における光信号受信機の動作を示す状態遷移図
【図１５】光信号の強度が小さいために生じる不安定な動作を防止する機能を備える、本発明の実施の形態の変形例における光信号受信機の動作を示すフローチャート
【図１６】サーバが光信号受信機の状態を知ることができるための機能を備える、本発明の実施の形態の変形例における光信号受信機の動作を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態における光信号通信システム１０の構成を示す図である。この光信号通信システム１０は、上述した位置情報システムの一例であり、照明装置１１、光信号受信機１２、中継機１３、親機１４、サーバ１５及び端末装置１６から構成される。
【００３１】
なお、照明装置１１、光信号受信機１２、中継機１３及び親機１４は、それぞれ、複数台、設置され得るが、本図では、図示が簡素化され、１台ずつ図示されている。また、本実施の形態では、位置情報システムとして、例えば、病院内を移動する医療機器又は看護師に装着された光信号受信機１２の病院内における位置を特定し、端末装置１６に表示する位置管理が行われる。医療機器は、例えば、輸液ポンプ、シリンジポンプ、超音波診断装置、血圧計等である。
【００３２】
照明装置１１は、光信号を重畳した照明光を発する照明器具である。ここでは、照明装置１１は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等を用いた光強度変調により、この照明装置１１のＩＤ（識別情報）を送信する。なお、照明装置１１のＩＤは、この応用例（位置情報システム）では、光信号受信機１２の位置を特定するのに用いられる情報であり、「位置ＩＤ」とも呼ばれる。
【００３３】
光信号受信機１２は、照明装置１１からの照明光に重畳された光信号を受信する装置である。本実施の形態では、この光信号受信機１２は、電池で動作する携帯型装置であり、医療機器又は看護師に装着される。そして、この光信号受信機１２は、照明装置１１からの光信号で受信したＩＤ（位置ＩＤ）と、この光信号受信機１２のＩＤ（図中における「個人ＩＤ」）とを合わせて、無線通信の中継機１３及び親機１４を介して、サーバ１５に送信する。「個人ＩＤ」は、この光信号受信機１２に固有の識別情報、又は、この光信号受信機１２が装着されている医療機器又は看護師の識別情報であり、光信号受信機１２が、予め、又は、ユーザからの設定により、内部に保持している。
【００３４】
中継機１３は、光信号受信機１２から送られてくる位置ＩＤ及び個人ＩＤを親機１４に伝送する中継用の通信機器であり、例えば、病院の各フロアに設置された無線ＬＡＮ用の中継機である。
【００３５】
親機１４は、中継機１３から送られてくる位置ＩＤ及び個人ＩＤを収集し、サーバ１５に伝送するデータ収集用の通信機器であり、例えば、サーバ１５と有線ＬＡＮで接続される無線ＬＡＮ用の親機（アクセスポイント）である。
【００３６】
サーバ１５は、位置情報システムにおける管理装置であり、光信号受信機１２から送られてくる位置ＩＤ及び個人ＩＤから、その光信号受信機１２の位置（現在位置）を特定し、その結果を端末装置１６に送信するＷｅｂサーバである。たとえば、このサーバ１５は、予め保持するテーブルを参照することで、受信した位置ＩＤから、病院内での位置（照明装置１１が設置された部屋等）を特定し、受信した個人ＩＤから、医療機器又は看護師の名前を特定する。そして、サーバ１５は、端末装置１６からの要求に基づいて、特定した位置と医療機器又は看護師の名前とを、ＬＡＮ等の通信ネットワークを介して、端末装置１６に送信する。
【００３７】
端末装置１６は、位置情報システムにおける端末装置であり、例えば、ＰＣ（パーソナル・コンピュータ）又はスマートフォン等の携帯情報端末である。本実施の形態では、端末装置１６は、Ｗｅｂブラウザを介してサーバ１５にアクセスし、サーバ１５で特定された光信号受信機１２の位置と、それが装着された医療機器又は看護師の名前とを受け取り、画面に表示する。
【００３８】
このような光信号通信システム１０の応用（位置情報システム）により、端末装置１６を用いて、病院内の医療機器及び看護師の現在位置を知ることができる。
【００３９】
図２は、図１における照明装置１１が送信する光信号のフォーマットを示す図である。本図に示されるように、照明装置１１は、照明光に重畳させた光信号によって、所定の情報（ここでは、照明装置１１のＩＤ）を示すフレームを一定の周期で繰り返し送信している。各フレームは、そのフレームの先頭を示すプリアンブルと、そのフレームのタイプを示すタイプ情報と、任意の情報（ここでは、照明装置１１のＩＤ）を示すペイロードと、そのフレームの誤り検出符号とを含む固定長のデータである。誤り検出符号は、そのフレームのデータ誤りを検出するための符号であり、例えば、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）符号である。なお、このような光信号のフォーマットとして、例えば、電子情報技術産業協会規格（ＪＥＩＴＡ）のＣＰ−１２２３「可視光ビーコンシステム」に規定された信号を用いることができる。
【００４０】
照明光に重畳される光信号の光強度変調として、本実施の形態では、Ｎ（２以上の整数）値のパルス位置変調（ＰＰＭ；Ｐｕｌｓｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）が用いられる。図３は、Ｎ値パルス位置変調の一例である４ＰＰＭを説明する図である。４ＰＰＭでは、一定時間長の１シンボルで２ビットが表現される。
【００４１】
図４は、図１における光信号受信機１２の構成を示すブロック図である。この光信号受信機１２は、照明装置１１からの照明光に重畳された光信号を受信する装置であり、受光部２０、光・電気変換器２１、制御部２２、加速度／速度センサ２３、照度センサ２４及び外部出力部２５を備える。なお、図４では、各構成要素（光・電気変換器２１、制御部２２、加速度／速度センサ２３、照度センサ２４及び外部出力部２５）に電力を供給する電源回路の図示が省略されている。電源回路は、例えば、電池を含み、電池の出力電圧を一定電圧に制御して各構成要素に供給する定電圧回路である。
【００４２】
受光部２０は、照明装置１１から送信されてくる光信号を受信する受光センサであり、本実施の形態では、可視光用の受光素子である。
【００４３】
光・電気変換器２１は、制御部２２からの制御信号に基づいて受光部２０を駆動し、受光部２０が受けた光信号の強度に応じた電気信号（アナログ信号又はデジタル信号）を生成する回路である。デジタル信号を生成する場合は、その電気信号と任意のしきい値とを比較するコンパレータ等（図示されず）も内蔵している。なお、「受光部２０の駆動」とは、光・電気変換器２１が受光部２０に電力を供給することをいう。
【００４４】
制御部２２は、受光部２０で受信された光信号、加速度／速度センサ２３からの信号、及び、照度センサ２４からの信号に基づいて、光・電気変換器２１による受光部２０の駆動を制御したり、外部出力部２５を制御したりするマイクロコンピュータである。この制御部２２は、制御プログラムが格納されたＲＯＭ及び一時的な作業領域としてのＲＡＭを含むメモリ２２ｂ、時間を計測するタイマ２２ｃ、及び、メモリ２２ｂに格納された制御プログラムに従って制御処理を実行するプロセッサ２２ａを有する。なお、制御部２２は、光・電気変換器２１から出力されてくる電気信号（アナログ信号の場合）をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器も内蔵している。また、制御部２２は、処理を実行しない待機状態では、低消費電力の状態（スリープ状態）になることができる。なお、制御部２２がスリープ状態にあるときには、制御部２２以外の構成要素への電力供給が停止される。
【００４５】
この制御部２２は、受光部２０で受信された光信号に基づいて、光・電気変換器２１を介して受光部２０の駆動を制御することにより、この光信号受信機１２を、少なくとも、間欠受信モードと連続受信モードとのいずれかで選択的に動作させる制御をする。間欠受信モードは、光信号受信機１２（より特定的には、受光部２０）が照明装置１１からの光信号を間欠的に受信する動作モードである。連続受信モードは、光信号受信機１２（より特定的には、受光部２０）が照明装置１１からの光信号を連続的に受信する動作モードである。
【００４６】
加速度／速度センサ２３は、光信号受信機１２の加速度及び速度の少なくとも一つを検出するセンサの一例であり、例えば、３軸加速度センサ及び各速度センサ（ジャイロセンサ）である。
【００４７】
照度センサ２４は、照度（周囲の明るさ）を検出するセンサの一例であり、例えば、フォトトランジスタを含む検出回路である。
【００４８】
外部出力部２５は、制御部２２から送られてくる情報（本実施の形態では、位置ＩＤ及び個人ＩＤ）を外部機器（ここでは、サーバ１５）に送信する通信インターフェースであり、ここでは、無線により、中継機１３及び親機１４を介して、サーバ１５に情報を送信する。
【００４９】
次に、以上のように構成された本実施の形態の光信号通信システム１０における光信号受信機１２の動作を説明する。
【００５０】
図５は、本実施の形態における光信号受信機１２の動作モード、言い換えると、光信号受信機１２が備える制御部２２の機能を説明する図である。本図に示されるように、光信号受信機１２は、動作モードとして、光信号を間欠的に受信する間欠受信モードと、光信号を連続的に受信する連続受信モードとを有する。なお、光信号の間欠的な受信は、制御部２２による制御の下で、光・電気変換器２１が受光部２０を間欠的に駆動することにより実現され、受光部を連続的に駆動する連続受信モードに比べ、消費電力が小さい。
【００５１】
図５に示されるように、間欠受信モードには、光信号非照射フェーズと、光信号照射フェーズとが含まれる。光信号非照射フェーズにおいては、光信号受信機１２は、光信号受信機１２に光信号が到来していない状態から光信号が到来した状態に変化したことを検出する処理を行う。光信号照射フェーズにおいては、光信号受信機１２は、光信号受信機１２に光信号が到来している状態において、照明装置１１から繰り返し送信されてくるフレームが同一の情報を示すフレームであるか否かを判断する処理を行う。
【００５２】
一方、連続受信モードには、探索フェーズと、周期特定フェーズと、情報取得フェーズとが含まれる。探索フェーズにおいては、光信号受信機１２は、受信した光信号に含まれるフレームのプリアンブルを探索する処理を行う。周期特定フェーズにおいては、光信号受信機１２は、探索フェーズでの結果に基づいて、照明装置１１から送信されてくる光信号に含まれるフレームの繰り返し周期を特定する処理を行う。情報取得フェーズにおいては、光信号受信機１２は、受信した少なくとも一つのフレームを解読することによって、そのフレームに含まれる所定の情報（ここでは、照明装置１１のＩＤ）を取得する処理を行う。
【００５３】
基本的に、図５に示された５つのフェーズ（光信号非照射フェーズ、光信号照射フェーズ、探索フェーズ、周期特定フェーズ及び情報取得フェーズ）は、排他的な関係にあり、光信号受信機１２は、５つのフェーズのいずれかの状態にある。よって、２つの動作モード（間欠受信モード及び連続受信モード）も排他的な関係にある。
【００５４】
図６は、図５に示された動作モード及びフェーズの遷移を示す状態遷移図である。ここでは、位置ＩＤが異なる２台の照明装置１１が設けられた状況下における状態遷移図が示されている。本図の状態遷移図における「状態１」は、光信号が到来しない（「光信号なし」）位置に光信号受信機１２が存在する状態である。「状態２」は、位置ＩＤ１に対応する照明装置１１からの光信号が到来する位置に光信号受信機１２が存在する状態である。「状態３」は、位置ＩＤ２に対応する照明装置１１からの光信号が到来する位置に光信号受信機１２が存在する状態である。
【００５５】
［状態遷移１］
いま、光信号が到来していない場所で光信号受信機１２の電源が投入されると、光信号受信機１２は、状態１になる（図６の「状態遷移１」）。
【００５６】
［状態１］
状態１では、光信号受信機１２は、間欠受信モードの光信号非照射フェーズにある。つまり、制御部２２は、光信号受信機１２に光信号が到来していない状態から光信号が到来した状態に変化したことを検出するために、光信号の到来を監視している。具体的には、制御部２２は、一定時間に受信した光信号に含まれるパルスの数を判断（パルス数が一定範囲内の値であるか否かを判断）することにより、光信号が到来していない状態から光信号が到来した状態に変化したことを検出する。本実施の形態では、光信号は、４ＰＰＭによる変調が施されているので、光信号が到来している場合には、一定時間に含まれるパルス数は一定範囲となる。
【００５７】
図７は、本実施の形態における光信号の特性（一定時間に含まれるパルス数が一定範囲となる特性）を説明するための図である。図７の（ａ）に示されるように、４ＰＰＭでは、基本的に、１シンボルに相当する４１６μｓに１個の割合でパルスが発生する。ただし、フレームのプリアンブルについては、図７の（ｂ）の点線枠に示されるように、特殊なパターンが現れる。これらのことから、一定時間Ｔ＝４１６×ｎ（ｎは自然数）［μｓ］の間に「１」となるパルスの数Ｃは、図７の（ｂ）に示された「最小の状態」及び図７の（ｃ）に示された「最大の状態」から分かるように、Ｔ／４１６−３≦Ｃ≦Ｔ／４１６＋１の範囲となる。
【００５８】
なお、光信号非照射フェーズでは、制御部２２は、Ｍ（２以上の整数）個のフレームが送信されてくる時間に相当する周期（ここでは、４個のフレームが送信されてくる周期）ごとに、予め定められた一定時間だけ動作し、その一定時間におけるパルス数を判断する。ここで、Ｍ（２以上の整数）個のフレームが送信されてくる時間に相当する周期は、一定時間内のパルス数を繰り返し監視するための周期（インターバル時間）である。また、予め定められた一定時間は、例えば、ＣＲＣフィールドに相当する時間である。制御部２２は、タイマ２２ｃを用いて、４個のフレームに相当する時間のうち、その一定時間だけ動作し、他の時間では、スリープしている（つまり、低消費電力モードにある）。その際に、光・電気変換器２１は、制御部２２による制御の下で、その一定時間だけ受光部２０を駆動する。よって、光信号非照射フェーズでは、通常の電力供給下での動作モード（連続受信モード）に比べ、消費電力は、小さい。
【００５９】
［状態遷移２］
光信号受信機１２は、光信号受信機１２に光信号が到来していない状態（状態１）が続く限り、この光信号非照射フェーズ（間欠受信モード）を繰り返す（図６の「状態遷移２」）。本実施の形態では、光信号が到来していない場合には、４個のフレームが送信されてくる周期で、一定時間内のパルス数が上記一定範囲内でないと判断され、光信号非照射フェーズが繰り返される。
【００６０】
［状態遷移３］
状態１にある光信号受信機１２は、光信号の到来を検出した場合には、連続受信モード（位置ＩＤ１に対応する状態２、又は、位置ＩＤ２に対応する状態３）に遷移する（図６の「状態遷移３」）。つまり、制御部２２は、光信号非照射フェーズ（状態１）において、光信号が到来していない状態から光信号が到来した状態に変化したことを検出した場合には、光信号受信機１２を間欠受信モードから連続受信モード（状態２又は状態３）に遷移させる。
【００６１】
なお、図６では、「状態遷移３」として、状態１から状態２への遷移と、状態１から状態３への遷移の２つの遷移が図示されているが、いずれの遷移も同種の遷移（遷移元及び遷移先のモード及びフェーズが同じ）である。これらの遷移は同時に起こるのではなく、いずれかの遷移が起こる。いずれの遷移が起こるかは、遷移前後の状況（ここでは、遷移後の連続受信モードでの処理結果である位置ＩＤ）によって決まる。このことは、他の「状態遷移ｎ」についても同様である。
【００６２】
図８は、図６の「状態遷移３」における光信号受信機１２の動作タイミングを示す図である。本図では、図面における左から右に向かって時間が経過している（他の動作タイミングを示す図についても同様）。ここには、光信号が到来したタイミング（図中の「光信号」）と、制御部２２の動作タイミング（図中の「制御部の動作」）とが示されている。光信号非照射フェーズにおいては、制御部２２は、４個のフレームが送信されてくる周期（図中の「４周期」）ごとに、一定時間（ここでは、ＣＲＣフィールドに相当する時間）だけスリープ状態から起き上がり、パルス数をチェックすることを繰り返す。そして、光信号の到来を検出すると、制御部２２は、スリープ状態から起き上がり、連続受信モード（図８の「制御部の動作」におけるハッチング箇所）に遷移する。
【００６３】
［状態２、状態３］
連続受信モードに切り替わった光信号受信機１２では、制御部２２は、探索フェーズと、周期特定フェーズと、情報取得フェーズとを実行する。つまり、制御部２２は、受信した光信号に含まれるフレームのプリアンブルを探索し（探索フェーズ）、その結果に基づいて、照明装置１１から送信されてくる光信号に含まれるフレームの繰り返し周期を特定する（周期特定フェーズ）。そして、制御部２２は、受信した少なくとも一つ（本実施の形態では、一つ）のフレームを解読することによって、そのフレームに含まれる所定の情報（ここでは、位置ＩＤ１）を取得する（情報取得フェーズ）。
【００６４】
なお、探索フェーズでは、たとえば、制御部２２は、光信号のパルス幅を計測し、光信号の中でプリアンブルだけに存在するユニークなパルス幅を検出することによって、プリアンブルを特定する。また、周期特定フェーズでは、制御部２２は、繰り返し検出したプリアンブルの時間間隔を計測することで、フレームの繰り返し周期を特定する。また、周期特定フェーズと情報取得フェーズとは並行して実行される。
【００６５】
また、本実施の形態では、情報取得フェーズによって所定の情報（照明装置の位置ＩＤ）が取得された後は、制御部２２は、外部出力部２５に、いま取得した位置ＩＤ１と、メモリ２２ｂに格納された個人ＩＤとを通知する。その通知を受けた外部出力部２５は、制御部２２から受け取った位置ＩＤ１と個人ＩＤとを、中継機１３及び親機１４を介して、外部機器（ここでは、サーバ１５）に送信する。
【００６６】
［状態遷移４］
連続受信モードにおいて一つのフレームに対する処理が完了すると、光信号受信機１２は、連続受信モードから間欠受信モードに遷移する。このとき、制御部２２は、間欠受信モードへの遷移時に、光信号受信機１２に光信号が到来している場合には、光信号受信機１２を、間欠受信モードのうち、光信号照射フェーズで動作させる（図６の「状態遷移４」）。そして、同一のフレームの到来が継続する限り、光信号受信機１２は、この光信号照射フェーズの処理を繰り返す。たとえば、位置ＩＤ１の光信号が到来する状態２が継続する限り、光信号受信機１２は、状態２において、光信号照射フェーズの処理を繰り返す。
【００６７】
図９は、連続受信モードから光信号照射フェーズ（間欠受信モード）への切り替わりにおける光信号受信機１２の動作タイミングを示す図である。ここには、光信号のフレームが送信されてくるタイミング（図中の「光信号」）と、制御部２２の動作タイミング（図中の「制御部の動作」）とが示されている。なお、図中の「光信号」において、１周期は、フレームの繰り返し送信における周期であり、ハッチング箇所は、各フレームのプリアンブルを示す。また、「制御部の動作」におけるハッチング箇所は、制御部２２が動作しているタイミングを示し、他の箇所は、制御部２２がスリープしているタイミングを示す。
【００６８】
図９から分かるように、本実施の形態では、制御部２２は、４個のフレームが送信されてくる時間（４周期）だけ、連続受信モードでの処理（探索フェーズ、周期特定フェーズ、情報取得フェーズ）を実行する。探索フェーズ、周期特定フェーズ、情報取得フェーズは、それぞれ、図中の「プリアンブル探索」、「周期測定（４周期）」、「ＩＤ解読処理」に相当する。その後、制御部２２は、４周期ごとに、４個目のフレームのＣＲＣをチェックする光信号照射フェーズ（間欠受信モード）に遷移する。
【００６９】
図１０は、光信号照射フェーズ（間欠受信モード）、つまり、図６の「状態遷移４」における光信号受信機１２の動作タイミングを示す図である。本図から分かるように、制御部２２は、光信号照射フェーズでは、４周期ごとに、４個目のフレームのＣＲＣの同一性を判断することを繰り返す。つまり、光信号照射フェーズでは、受光部２０は、光信号に含まれる複数（ここでは、４個）のフレームごとに一つのフレームの一部である特定情報（ここでは、ＣＲＣ）を受信する。そして、制御部２２は、受信された特定情報と直前に受信された特定情報とを比較することにより、繰り返し送信されてくるフレームが同一の情報を示すフレームであるか否かを判断する。このとき、受光部２０は、連続受信モードの周期特定フェーズで特定された繰り返し周期に基づいて、複数（ここでは、４個）のフレームごとに特定情報（ここでは、ＣＲＣ）を受信する。そして、制御部２２は、繰り返し送信されてくるフレームが同一の情報を示すフレームであると判断する場合には、そのような判断（フレームの監視）を繰り返す。
【００７０】
具体的には、制御部２２は、周期特定フェーズで特定された繰り返し周期（１周期）の約４倍の値をタイマ２２ｃにセットしてスリープする。そして、その時間が到来したら、制御部２２は、スリープ状態から起き上がり、光・電気変換器２１を制御することで受光部２０を駆動し、ＣＲＣを受信してメモリ２２ｂに格納し、いま受信したＣＲＣと直前に受信しているＣＲＣとを比較する。
【００７１】
このように、光信号照射フェーズでは、４個のフレームが送信されてくるごとに、４個目のフレームのＣＲＣだけが受信されるように、間欠的に受光部２０が駆動される。また、そのようなＣＲＣの同一性を判断する時間だけ、制御部２２は、スリープ状態から起きて動作する。よって、光信号照射フェーズでは、通常の電力供給下での動作モード（連続受信モード）に比べ、消費電力は、小さい。
【００７２】
［状態遷移５］
状態２又は状態３において、光信号受信機１２に光信号が到来しなくなった場合には、光信号受信機１２は、そのときの連続受信モード又は光信号照射フェーズから、光信号非照射フェーズに切り替えることで（図６の「状態遷移５」）、状態１に遷移する。つまり、制御部２２は、連続受信モードの途中、連続受信モードで一つのフレームに対する処理を完了した後、又は、光信号照射フェーズの実行中に光信号受信機１２に光信号が到来しなくなったことを検出した場合には、現在の状態から状態１に切り替える。
【００７３】
［状態遷移６］
状態２又は状態３の光信号照射フェーズにおいて、それまで受信していたフレームと異なるフレームが到来したことを検出すると、光信号受信機１２は、連続受信モードに切り替えることにより、状態３又は状態２に遷移する（図６の「状態遷移６」）。つまり、制御部２２は、光信号照射フェーズにおいて、繰り返し送信されてくるフレームが同一の情報を示すフレームでないと判断した場合には、光信号受信機１２を間欠受信モード（光信号照射フェーズ）から連続受信モードに遷移させる。
【００７４】
たとえば、制御部２２は、状態２の光信号照射フェーズにおいて、ＣＲＣの同一性をチェックすることにより、到来してくる光信号が位置ＩＤ１を示すフレームから位置ＩＤ２を示すフレームに切り替わったことを検出すると、連続受信モードに遷移する。連続受信モードに遷移した後は、光信号受信機１２は、上記［状態２、状態３］で説明した動作（情報の取得等）を行う。これにより、光信号受信機１２が新たな照明装置１１の下に移動した場合に、そのことが、外部機器（ここでは、サーバ１５）に通知される。
【００７５】
図１１は、本実施の形態における光信号受信機１２の動作（つまり、本発明に係る光信号受信方法）を示すフローチャートである。
【００７６】
［ステップＳ１〜Ｓ２］
ステップＳ１〜Ｓ２は、間欠受信モードに相当する。
【００７７】
たとえば、光信号受信機１２が図６の状態１にある場合には、光信号受信機１２は、間欠受信モード（光信号非照射フェーズ）に遷移する（「間欠受信モード」）。そして、光信号受信機１２は、インターバル時間（ここでは、４個のフレームが送信されてくる時間）をタイマ２２ｃにセットする（「インターバルタイマ」）。さらに、光信号受信機１２は、そのインターバル時間で、光信号が到来したか否かを判断し（「可視光ＩＤあり？」）、光信号が到来したと判断した場合には（「特定情報は前回と同じ？」で「異なる」）、連続受信モード（Ｓ３〜Ｓ７）に遷移する。
【００７８】
あるいは、光信号受信機１２が図６の状態２状態３の光信号照射フェーズにある場合には（「間欠受信モード」）、同様に、インターバル時間（ここでは、４個のフレームが送信されてくる時間）をタイマ２２ｃにセットする（「インターバルタイマ」）。そして、光信号受信機１２は、そのインターバル時間でＣＲＣの同一性を判断し（「可視光ＩＤあり？」で「可視光あり」）、前回のＣＲＣと異なるＣＲＣを検出した場合には（「特定情報は前回と同じ？」で「異なる」）、連続受信モード（Ｓ３〜Ｓ７）に遷移する。
【００７９】
［ステップＳ３〜Ｓ７］
ステップＳ３〜Ｓ７は、連続受信モードに相当する。
【００８０】
連続受信モードに遷移した後は、光信号受信機１２は、探索フェーズ（Ｓ３）、周期特定フェーズ（Ｓ４）、情報取得フェーズ（Ｓ５）、外部機器への送信（Ｓ６）を実行した後に、再び、間欠受信モードでのインターバル時間をタイマ２２ｃにセットする（Ｓ７）。
【００８１】
［ステップＳ８〜Ｓ９］
連続受信モードを終えると、光信号受信機１２は、間欠受信モード（Ｓ８）に遷移する。
【００８２】
ここで、光信号受信機１２に同じフレームが到来している場合には（「可視光ＩＤあり？」で「可視光ＩＤあり」）、光信号受信機１２は、特定情報（ここでは、４個目のフレームのＣＲＣ）が同じであると判断する（Ｓ２で「前回と同じ」）。その結果、光信号受信機１２は、光信号照射フェーズを繰り返す（Ｓ１〜Ｓ２）。
【００８３】
一方、光信号受信機１２に到来するフレームが異なるフレームに変化した場合には、光信号受信機１２は、特定情報（ここでは、４個目のフレームのＣＲＣ）が同一でないと判断し（Ｓ２で「異なる」）、連続受信モード（Ｓ３〜Ｓ７）に移行する（Ｓ９）。
【００８４】
以上のように、本実施の形態における光信号受信機１２は、照明装置１１からの照明光に重畳された光信号を受信する装置であり、光信号を受信する受光部２０と、特徴的な制御部２２とを備える。制御部２２は、受光部２０で受信された光信号に基づいて受光部２０を制御することにより、光信号受信機１２を、少なくとも、光信号を間欠的に受信する間欠受信モードと、光信号を連続的に受信する連続受信モードとのいずれかで動作させる。ここで、間欠受信モードは、光信号非照射フェーズと光信号照射フェーズとを含む。光信号非照射フェーズは、光信号受信機１２に光信号が到来していない状態から光信号が到来した状態に変化したことを検出する処理である。光信号照射フェーズは、光信号受信機１２に光信号が到来している状態において、繰り返し送信されてくるフレームが同一の情報を示すフレームであるか否かを判断する処理である。また、連続受信モードは、探索フェーズと、周期特定フェーズと、情報取得フェーズとを含む。探索フェーズは、受信した光信号に含まれるフレームのプリアンブルを探索する処理である。周期特定フェーズは、探索フェーズでの結果に基づいて、光信号に含まれるフレームの繰り返し周期を特定する処理である。情報取得フェーズは、受信した少なくとも一つのフレームを解読することによってフレームが示す所定の情報（位置ＩＤ）を取得する処理である。
【００８５】
また、本実施の形態における光信号受信方法は、光信号受信機１２を、光信号を間欠的に受信する間欠受信モードで動作させる間欠受信ステップと、光信号受信機１２を、光信号を連続的に受信する連続受信モードで動作させる連続受信ステップとを含む。間欠受信モードは、光信号非照射フェーズと、光信号照射フェーズとを含む。また、連続受信モードは、探索フェーズと、周期特定フェーズと、情報取得フェーズとを含む。
【００８６】
これにより、光信号受信機１２は、特徴的な間欠受信モードを有し、その間欠受信モードには、光信号非照射フェーズだけでなく、光信号照射フェーズも含まれる。つまり、消費電力が削減される動作モードである間欠受信モードには、光信号が到来していない状態（光信号非照射フェーズ）だけでなく、光信号が到来している状態（光信号照射フェーズ）も含まれる。これにより、繰り返し送信されてくるフレームが同一の情報を示す場合にも、光信号が間欠的に受信され、消費電力が削減されるので、従来よりも、消費電力が抑制される。
【００８７】
また、光信号照射フェーズでは、制御部２２による制御の下で、受光部２０は、光信号に含まれる複数のフレームごとに一つのフレームの一部である特定情報を受信する。そして、制御部２２は、受信された特定情報と直前に受信された特定情報とを比較することにより、繰り返し送信されてくるフレームが同一の情報を示すフレームであるか否かを判断する。
【００８８】
これにより、繰り返し送信されてくるフレームの一部（特定情報）だけの同一性を監視するだけで、同一フレームの送信が継続しているか否かが判断されるので、フレームの全部を用いて判断する場合に比べ、消費電力が抑制される。
【００８９】
また、光信号照射フェーズでは、制御部２２による制御の下で、受光部２０は、周期特定フェーズで特定された繰り返し周期に基づいて、複数のフレームごとに特定情報を受信する。
【００９０】
これにより、繰り返し送信されてくるフレームの送信周期が分かるので、その送信周期と、フレームに含まれる特定情報の位置とを勘案することで、制御部２２は、繰り返し送信されてくるフレームの一部（特定情報）だけを受信するタイミングを知ることができる。
【００９１】
なお、特定情報は、当該特定情報が含まれるフレームにおけるデータ誤りを検出するための誤り検出符号である。
【００９２】
これにより、繰り返し送信されてくるフレームの一部が相違している場合であっても、制御部２２は、特定情報の同一性を監視するだけで、繰り返し送信されてくるフレームが同一の情報を示すフレームであるか否かを確実に判断することができる。
【００９３】
また、光信号は、Ｎ（２以上の整数）値パルス位置変調による光強度変調によって照明光に重畳された信号である。そして、光信号非照射フェーズでは、制御部２２は、一定時間に受信した光信号に含まれるパルスの数を判断することにより、光信号が到来していない状態から光信号が到来した状態に変化したことを検出する。
【００９４】
これにより、光信号はＮ値位置変調により生成され、その結果、情報の内容に拘わらず、一定時間内に含まれるパルス数が一定となるので、その特性を利用して、光信号の到来が検出される。
【００９５】
また、光信号非照射フェーズでは、制御部２２は、Ｍ（２以上の整数）個のフレームが送信されてくる時間に相当する周期ごとに、パルスの数を判断する。このとき、光信号照射フェーズでは、制御部２２による制御の下で、受光部２０は、Ｍ個のフレームごとに一つのフレームの一部である特定情報を受信する。そして、制御部２２は、受信された特定情報と直前に受信された特定情報とを比較することにより、繰り返し送信されてくるフレームが同一の情報を示すフレームであるか否かを判断する。
【００９６】
これにより、光信号照射フェーズも光信号非照射フェーズも、Ｍ個のフレームに相当する周期ごとに判断されるので、光信号の到来の有無に拘わらず、同じ周期で判断が繰り返され、間欠受信モードにおける不感時間（判断の繰り返し周期）が統一される。
【００９７】
また、制御部２２は、光信号非照射フェーズにおいて、光信号が到来していない状態から光信号が到来した状態に変化したことを検出した場合に、光信号受信機１２を間欠受信モードから連続受信モードに遷移させる。
【００９８】
これにより、光信号の到来が検出された場合に、光信号受信機１２が連続受信モードに遷移し、確実に、情報が取得される。
【００９９】
また、制御部２２は、光信号照射フェーズにおいて、繰り返し送信されてくるフレームが同一の情報を示すフレームでないと判断した場合に、光信号受信機１２を間欠受信モードから連続受信モードに遷移させる。
【０１００】
これにより、繰り返し送信されてくるフレームの内容が変化した場合に、連続受信モードに遷移して新たな情報が取得される。たとえば、移動体に装着された光信号受信機１２が移動したために受信するフレームが異なることになった場合に、新しいフレームが確実に取得される。
【０１０１】
また、制御部２２は、連続受信モードにおいて探索フェーズ、周期特定フェーズ及び情報取得フェーズを終えた後に、光信号受信機１２を連続受信モードから間欠受信モードに遷移させる。より詳しくは、制御部２２は、光信号受信機１２を連続受信モードから間欠受信モードに遷移させる際に、光信号受信機１２に光信号が到来している場合には光信号受信機１２を光信号照射フェーズで動作させる。
【０１０２】
これにより、一つのフレームからの情報取得が行われた後は、光信号受信機１２は、間欠受信モードに遷移するので、その後に同じフレームが繰り返し送信されてくる状況下において、消費電力が抑制される。
【０１０３】
また、光信号受信機１２は、情報取得フェーズによって所定の情報（位置ＩＤ）が取得された後に、取得された所定の情報（位置ＩＤ）を外部機器に送信する外部出力部２５を備える。そして、制御部２２は、外部出力部２５による送信の後に、光信号受信機１２を連続受信モードから間欠受信モードに遷移させる。
【０１０４】
これにより、光信号受信機１２で取得された情報が外部機器（サーバ１５）に伝送されるので、例えば、位置情報サービスでは、外部機器（サーバ１５）において、光信号受信機１２の位置が特定される。
【０１０５】
なお、本実施の形態における光信号受信機１２の動作として、図１１に示される手順に限定されない。たとえば、消費電力の削減のために、連続受信モードが頻繁に実行されるのを抑制する処理を追加してもよい。
【０１０６】
図１２は、連続受信モードが頻繁に実行されるのを抑制する機能を備える、本発明の実施の形態の変形例に係る光信号受信機１２の動作を示すフローチャートである。本図は、図１１のフローチャートに、ステップＳ２０が追加されたものに相当する。ここでは、連続受信モードに遷移する直前に、光信号受信機１２は、直前に実行した連続受信モード（情報取得フェーズ）からの経過時間Ｔｄを判断する（Ｓ２０）。その結果、その経過時間Ｔｄが予め定めた所定値よりも大きい場合にだけ（Ｓ２０でＹｅｓ）、光信号受信機１２は、連続受信モード（Ｓ３〜Ｓ７）を実行する。
【０１０７】
つまり、制御部２２は、光信号受信機１２を間欠受信モードから連続受信モードに遷移させる際には、上記実施の形態で説明した条件に加えて、さらに一定の条件を満たしたときにだけ、光信号受信機１２を間欠受信モードから連続受信モードに遷移させる。その一定の条件とは、制御部が、情報取得フェーズで所定の情報（位置ＩＤ）を取得したときからの経過時間Ｔｄが所定の値より大きいと判断することである。
【０１０８】
これにより、上述したような、間欠受信モードから連続受信モードに遷移する条件が満たされた場合であっても、さらに、前回の情報取得フェーズからの時間が少ししか経過していない場合には、連続受信モードに遷移することなく、間欠受信モードが維持される。たとえば、看護師が名札型の光信号受信機１２を装着し、作業中に名札型の光信号受信機１２がひっくり返る等して、頻繁に間欠受信モードと連続受信モードとが交互に繰り返されることよって大きな電力が消費されてしまうという不具合が回避される。
【０１０９】
次に、本実施の形態における光信号受信機１２が備える本実施の形態における加速度／速度センサ２３の利用例を説明する。
【０１１０】
図１３は、加速度／速度センサ２３を用いた光信号受信機１２の動作を示すフローチャートである。まず、制御部２２は、加速度／速度センサ２３からの出力信号（加速度及び速度の少なくとも一つを示す信号）を取得する（Ｓ５０）。たとえば、光信号受信機１２が間欠受信モードにあるときに、一定時間間隔で、加速度／速度センサ２３から、加速度又は速度を取得する。
【０１１１】
そして、制御部２２は、加速度／速度センサ２３で検出された加速度及び速度の少なくとも一つに応じて、間欠受信モードにおいて光信号を間欠的に受信する周期を変更する（Ｓ５１）。より詳しくは、制御部２２は、取得した加速度及び速度の少なくとも一つが大きいほど間欠受信モードでの監視周期を小さい値に変更する。たとえば、取得した加速度又は速度が、前回に取得した加速度又は速度から所定値以上大きく変化していた場合に、制御部２２は、取得した加速度又は速度に応じたインターバル時間を間欠受信モードの周期として、タイマ２２ｃに設定する。例として、検出された加速度又は速度が予め定めた値より大きい場合に、インターバル時間をフレーム送信周期の２倍に設定し、検出された加速度又は速度が予め定めた値以下である場合に、インターバル時間をフレーム送信周期の４倍に設定する。
【０１１２】
これにより、例えば、高速で移動している医療機器に光信号受信機１２が取り付けられている場合には、より短い時間間隔で、間欠受信モードでの光信号照射フェーズ又は光信号非照射フェーズが実行される。よって、光信号受信機１２が高速に移動する場合であっても、光信号受信機１２による位置検出の応答性が劣化してしまうことが回避される。また、光信号受信機１２がロッカー、机の引き出し等の移動しない場所に置かれている場合には、より長いインターバル時間で間欠受信モードでの監視が行われ、消費電力が抑制される。
【０１１３】
次に、本実施の形態における光信号受信機１２が備える照度センサ２４の利用例を示す。
【０１１４】
図１４は、照度センサ２４を用いた本実施の形態における光信号受信機１２の動作を示す状態遷移図である。本図は、図６の状態遷移図に、「状態４」、「状態遷移７」、「状態遷移８」を追加したものに相当する。
【０１１５】
制御部２２は、照度センサ２４で検出された照度が所定の値より小さい場合には、光信号受信機１２を、間欠受信モードから、間欠受信モードでの消費電力よりも低い消費電力で動作する動作モードである受信準備モードに遷移させる（図１４の「状態遷移７」）。たとえば、制御部２２は、光信号受信機１２が状態１にあるときに、照度センサ２４からの出力信号を監視することにより、照明装置１１が消灯しているか否かを判断する。その結果、照明装置１１が消灯していると判断した場合に、制御部２２は、現在の間欠受信モードにおけるインターバル時間を１０倍に変更することにより、受信準備モードに遷移する。
【０１１６】
一方、制御部２２は、照度センサ２４で検出された照度が所定の値以上である場合には、光信号受信機１２を、受信準備モードから間欠受信モードに遷移させる（図１４の「状態遷移８」）。たとえば、制御部２２は、光信号受信機１２が受信準備モードにあるときに、照度センサ２４からの出力信号を監視することにより、照明装置１１が点灯したか否かを判断する。その結果、照明装置１１が点灯したと判断した場合に、制御部２２は、間欠受信モードでのインターバル時間を１／１０倍に変更することにより、現在の受信準備モードから間欠受信モードに戻る。
【０１１７】
これにより、照度が所定の値より小さい場合に、光信号受信機１２が間欠受信モードよりも低い消費電力で動作する受信準備モードに遷移するので、例えば、消灯された照明装置１１の下に光信号受信機１２が置かれている場合において、より消費電力が抑制される。
【０１１８】
なお、光信号受信機１２が照明装置１１から照射光の範囲内の位置と範囲外の位置とを行き来するような移動をした場合には、受光した光信号の強度が小さいために、光信号受信機１２が不安定な動作（モード遷移におけるチャタリング等）が起こり得る。そこで、このような光信号受信機１２の不安定な動作を防止する処理を光信号受信機１２に付加してもよい。
【０１１９】
図１５は、そのような光信号の強度が小さいために生じる不安定な動作を防止する機能を備える、本発明の実施の形態の変形例における光信号受信機１２の動作を示すフローチャートである。本図は、図１１のフローチャートに、ステップＳ３０が追加されたものに相当する。
【０１２０】
制御部２２は、間欠受信モードにおいて、パルス数の計測、及び、ＣＲＣの同一性の判断よりも前に、まず、受光部２０で受光している光信号の強度を判断する（Ｓ３０）。具体的には、制御部２２は、内蔵のコンパレータ等を用いて、受光部２０から光・電気変換器２１を経て得られる信号の振幅と所定のしきい値とを比較する。
【０１２１】
その結果、受光部２０で受信された光信号の強度が所定の値以下であると判断した場合には（Ｓ３０でＮｏ）、制御部２２は、光信号受信機１２を間欠受信モードから連続受信モードに遷移させることなく間欠受信モードを維持する。つまり、受光部２０で受信された光信号の強度が所定の値より大きいと判断した場合にだけ（Ｓ３０でＹｅｓ）、制御部２２は、光信号の一定時間に含まれるパルス数のチェック（Ｓ１）、又は、ＣＲＣの同一性の判断（Ｓ２）を行う。
【０１２２】
これにより、受光部２０で受信された光信号の強度が小さい場合には、間欠受信モードから連続受信モードへの遷移が禁止されるので、不安定な状態遷移に基づく動作不良が回避される。たとえば、照明装置１１からの照射範囲の境界付近において、光信号受信機１２が照射範囲内の位置と照射範囲外の位置とを往復移動するような場合に、弱い光信号による不安定な信号取得が回避され、モード遷移におけるチャタリング等が回避される。
【０１２３】
また、光信号受信機１２からサーバ１５への通信が長時間にわたって送信されない状態が続いた場合に、光信号受信機１２が同じ位置にいる状態が継続しているのか、光信号受信機１２の電池が切れる等して光信号受信機１２が動作していないのかが不明となる。そのために、サーバ１５は、正しく動作できなくなる可能性がある。そこで、このような状態が続いた場合に、上述した２つの原因のうちのいずれが発生しているのかをサーバ１５が知ることができるしくみが必要となる。
【０１２４】
図１６は、サーバ１５が、そのような光信号受信機１２の状態を知ることができるための機能を備える、本発明の実施の形態の変形例における光信号受信機１２の動作を示すフローチャートである。
【０１２５】
まず、制御部２２は、光信号照射フェーズが継続している場合に（Ｓ４０）、タイマ２２ｃ等を用いて、その継続時間が所定値（例えば、３０分）よりも長く継続しているか否かを判断する（Ｓ４１）。その結果、その継続時間が所定値よりも長く継続していると判断した場合には（Ｓ４１でＹｅｓ）、制御部２２は、外部出力部２５を制御することで、次の動作をさせる。つまり、制御部２２は、外部出力部２５から、最後（最新）の情報取得フェーズで取得した情報（位置ＩＤ）、又は、予め定められたデータを外部機器（サーバ１５）に送信させる（Ｓ４２）。
【０１２６】
これにより、外部出力部２５は、情報取得フェーズの終了後に、所定の時間、光信号照射フェーズが継続した場合には、最後（最新）の情報取得フェーズで取得された所定の情報（位置ＩＤ）、又は、予め定められたデータをサーバ１５に送信する。
【０１２７】
これにより、たとえ、光信号受信機１２が長時間にわって同じフレームを繰り返し受信している場合であっても、一定時間内に、何らかの情報が光信号受信機１２からサーバ１５に送信される。よって、サーバ１５は、光信号受信機１２が同じフレームを受信し続けているのか（同じ位置にいるのか）、電池切れ等によって光信号受信機１２が動作していないのかを判断することができる。
【０１２８】
以上、本発明の光信号通信システム、光信号受信装置及び光信号受信方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、実施の形態における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【０１２９】
たとえば、上記実施の形態では、光信号受信機１２は、病院内を移動する医療機器又は看護師に装着されたが、位置情報システムとしては、このような応用に限られず、医療・介護施設における機器又は作業者に光信号受信機１２が装着されてもよい。さらに、本発明に係る光信号通信システムは、企業における備品、固定資産、あるいは、工場及び倉庫における物品、運搬台車、棚等の位置管理を行うことで、日々の物品管理業務の負担を軽減したり、通常の物品の探索管理を行ったりするシステムに適用してもよい。
【０１３０】
また、上記実施の形態では、光信号通信システム１０は、照明装置１１、光信号受信機１２、中継機１３、親機１４、サーバ１５及び端末装置１６から構成されたが、少なくとも、照明装置１１及び光信号受信機１２から構成されてもよい。光信号受信機１２に、表示部、又は、音発生部を設けることで、光信号受信機１２がユーザに光信号の受信結果を提示するようなシステムが考えられるからである。
【０１３１】
また、上記実施の形態では、フレームに含まれるタイプ情報が用いられなかったが、タイプ情報を用いてもよい。たとえば、光信号通信システム１０は、連続受信モードにおいて、タイプ情報とペイロードに含まれる情報とを取得し、それらをサーバ１５に送信してもよい。あるいは、光信号通信システム１０は、タイプ情報が予め定めた情報を示す場合にだけ、ペイロードに含まれる情報をサーバ１５に送信してもよい。これにより、タイプ情報を用いた応用システムが構築される。
【０１３２】
また、上記実施の形態では、間欠受信モードにおける間欠受信のインターバル時間、及び、連続受信モードの時間は、４周期（４個のフレームが送信されてくる時間）であったが、これに限られない。これらの時間は、フレームの送信間隔の任意の自然数倍であってもよいし、任意の時間であってもよいし、さらに、何らかに事象に応じて変更される可変の時間であってもよい。
【０１３３】
また、上記実施の形態では、光信号照射フェーズにおいて４周期ごとに検出される特定情報は、ＣＲＣであったが、これに限られず、例えば、ＣＲＣの一部であってもよい。フレームに含まれる情報が異なれば、ＣＲＣの一部であっても変化し得るからである。
【０１３４】
また、図１４の状態遷移図では、状態４（受信準備モード）は、状態１だけから遷移可能であったが、他の状態（状態２又は状態３）から遷移できてもよい。つまり、光信号受信機１２が状態２又は状態３にいるときであっても、照度センサ２４で検出された照度が所定の値より小さい場合には、光信号受信機１２は、現在の状態から、状態４（受信準備モード）に遷移してもよい。これにより、より短時間に状態４への遷移が行われる可能性があり、より無駄な電力消費が回避され得る。
【０１３５】
また、図１６に示されるフローチャートでは、情報取得フェーズの終了後の継続時間が所定値より大きい場合に、直前の情報取得フェーズで取得された位置ＩＤが送信されたが、位置ＩＤとともに、上述した個人ＩＤも送信されてもよい。これにより、サーバ１５は、情報取得フェーズにある光信号受信機１２からの情報（位置ＩＤ及び個人ＩＤ）の送信に対する処理と同じ処理で、電池切れ等によって光信号受信機１２が動作していないことを知ることができる。
【符号の説明】
【０１３６】
１０  光信号通信システム
１１  照明装置
１２  光信号受信機
２０  受光部
２２  制御部
２３  加速度／速度センサ
２４  照度センサ
２５  外部出力部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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