(57)【要約】  画質を大きく劣化させることなく通信ミスの確率を低減することができる表示方法は、映像信号に含まれる画像を表示するために発光が行われる少なくとも１つの発光期間のうち、可視光通信信号を構成するブロックの送信に要する時間以上発光が行われる発光期間を、特定発光期間として特定する発光期間特定ステップ（ＳＬ２１）と、特定発光期間において、輝度変化することによって可視光通信信号のブロックを送信する送信ステップ（ＳＬ２２）とを含む。
2014103333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号に含まれる画像をフレームごとに表示する際に、フレーム内において発光が行われる発光期間を制御することによって画像の輝度の階調を表現する表示方法であって、
前記映像信号に含まれる画像を表示するために発光が行われる少なくとも１つの発光期間のうち、可視光通信信号を構成する信号単位の送信に要する時間以上発光が行われる発光期間を、特定発光期間として特定する発光期間特定ステップと、
前記特定発光期間において、輝度変化することによって前記可視光通信信号の信号単位を送信する送信ステップと
を含む表示方法。
【請求項２】
前記送信ステップでは、
前記特定発光期間が、複数の前記信号単位の送信に要する時間以上である場合には、前記特定発光期間において、輝度変化することによって前記可視光通信信号の複数の信号単位を送信する
請求項１に記載の表示方法。
【請求項３】
前記表示方法は、さらに、
前記少なくとも１つの発光期間のそれぞれを、前記信号単位の送信に要する時間で除算することによって、商の整数部分を算出する算出ステップを含み、
前記発光期間特定ステップでは、前記商の整数部分が１以上となる発光期間を前記特定発光期間として特定し、
前記送信ステップでは、前記特定発光期間において、前記商の整数部分の数だけ前記信号単位を送信する
請求項１または２に記載の表示方法。
【請求項４】
画像を表すための複数の色のそれぞれで前記画像の輝度が制御される場合には、
前記複数の色のうちの第１の色に対する前記送信ステップと、前記複数の色のうちの第２の色に対する前記送信ステップとを、並列に実行する
請求項１〜３の何れか１項に記載の表示方法。
【請求項５】
画像を表すための複数の色のそれぞれで前記画像の輝度が制御される場合には、
前記発光期間特定ステップでは、
前記複数の色のうちの第１の色の発光期間と、当該第１の色の発光期間に連続する、前記複数の色のうちの第２の色の発光期間とを含み、前記信号単位の送信に要する時間以上である期間を、前記特定発光期間として特定し、
前記送信ステップでは、前記第１の色の発光期間において、輝度変化することによって前記信号単位の一部分を送信し、前記第２の色の発光期間において、輝度変化することによって前記信号単位の他の部分を送信する
請求項１〜３の何れか１項に記載の表示方法。
【請求項６】
前記表示方法は、さらに、
前記第１の色の発光期間と前記第２の色の発光期間とが連続していない場合には、前記第１または第２の色の発光のタイミングを変更することによって、前記第１の色の発光期間と前記第２の色の発光期間とを連続させるタイミング変更ステップを含む
請求項５に記載の表示方法。
【請求項７】
前記表示方法は、さらに、
画像を表すための複数の画素のそれぞれで輝度が制御される際に、前記複数の画素のうちの第１の画素の発光期間の開始時点と、当該第１の画素に隣接する第２の画素の発光期間の開始時点とが一致していない場合には、それぞれの前記開始時点を一致させる開始時点変更ステップを含み、
前記発光期間特定ステップでは、前記第１の画素の発光期間と前記第２の画素の発光期間とが重なり合う期間を前記特定発光期間として特定し、
前記送信ステップでは、前記特定発光期間において、前記第１および第２の画素が輝度変化することによって前記信号単位を送信する
請求項１〜３の何れか１項に記載の表示方法。
【請求項８】
前記フレームが複数のサブフレームから構成されている場合、
前記発光期間特定ステップでは、
前記映像信号に含まれる画像を表示するために発光が行われる不連続な２つのサブフレームのうちの少なくとも一方を移動させることによって、発光が行われる連続した２つのサブフレームを含む期間を生成し、前記期間を前記特定発光期間として特定する
請求項１〜７の何れか１項に記載の表示方法。
【請求項９】
前記フレームが複数のサブフレームから構成され、前記少なくとも１つの発光期間のそれぞれが前記複数のサブフレームのうちの何れかのサブフレームである場合、
前記表示方法は、さらに、
前記映像信号に含まれる画像を表示するためには発光が行われないサブフレームであって、前記信号単位のデューティ比に応じた期間を有するサブフレームを発光させるサブフレーム発光ステップを含む
請求項１〜８の何れか１項に記載の表示方法。
【請求項１０】
前記表示方法は、さらに、
前記信号単位を送信するために発光が抑えられた期間だけ、前記特定発光期間を長くする期間調整ステップを含む
請求項１〜８の何れか１項に記載の表示方法。
【請求項１１】
映像信号に含まれる画像をフレームごとに表示する際に、フレーム内において発光が行われる発光期間を制御することによって画像の輝度の階調を表現する表示装置であって、
前記映像信号に含まれる画像を表示するために発光が行われる少なくとも１つの発光期間のうち、可視光通信信号を構成する信号単位の送信に要する時間以上発光が行われる発光期間を、特定発光期間として特定する発光期間特定部と、
前記特定発光期間において、輝度変化することによって前記可視光通信信号の信号単位を送信する送信部と
を備える表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、映像信号に含まれる画像を表示する表示方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
可視光を用いた通信技術が提案されている。例えば特許文献１および２のように、ディスプレイ、プロジェクターなどを含めた表示装置において、通常の映像の中に可視光による通信情報を重畳する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４３７０６号公報
【特許文献２】特開２００９−２１２７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の表示方法では、画質を低下させることなく通信ミスの確率を低減することが難しいという問題がある。【０００５】
そこで本開示は、表示される画像の画質を大きく劣化させることなく可視光通信信号を転送し、その際に発生する通信ミスの確率も低減することが可能な表示方法などを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示にかかる表示方法は、映像信号に含まれる画像をフレームごとに表示する際に、フレーム内において発光が行われる発光期間を制御することによって画像の輝度の階調を表現する表示方法であって、前記映像信号に含まれる画像を表示するために発光が行われる少なくとも１つの発光期間のうち、可視光通信信号を構成する信号単位の送信に要する時間以上発光が行われる発光期間を、特定発光期間として特定する発光期間特定ステップと、前記特定発光期間において、輝度変化することによって前記可視光通信信号の信号単位を送信する送信ステップとを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、画質を大きく劣化させることなく、可視光通信の通信ミスの確率を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる可視光通信のシステムを示す概略図である。
【図２】図２は、実施の形態１にかかる表示面を示す概略図である。
【図３】図３は、実施の形態１にかかる表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施の形態１にかかる、表示のためのバックライト信号に、可視光通信信号を重畳した状態の一例を示す概略図である。
【図５】図５は、実施の形態１のバックライト制御の一例を示す概略図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態１にかかるデューティ比を変化させたときの可視光通信信号の一例を示す概略図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施の形態１にかかる可視光通信信号とバックライト制御信号の一例を示す概略図である。
【図７】図７は、実施の形態１にかかる、可視光通信信号の立ち下がりのタイミングを変化させたときの信号を説明するための概略図である。
【図８】図８は、実施の形態１にかかるバックライト制御信号の他の例を示す概略図である。
【図９】図９は、実施の形態２にかかる表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２にかかる映像信号と可視光通信信号の重畳を表す概略図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２にかかる信号送信例の概要図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２にかかる信号送信例の概要図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２にかかる信号送信例の概要図である。
【図１４】図１４は、実施の形態２にかかる信号送信例の概要図である。
【図１５】図１５は、実施の形態２にかかる信号送信例の概要図である。
【図１６】図１６は、実施の形態２にかかる信号送信例の概要図である。
【図１７】図１７は、実施の形態２にかかる信号送信例の概要図である。
【図１８】図１８は、実施の形態２にかかる信号送信例の概要図である。
【図１９】図１９は、実施の形態２にかかる信号送信例の概要図である。
【図２０】図２０は、実施の形態２にかかる信号送信例の概要図である。
【図２１】図２１は、実施の形態２にかかる、単板式のＤＭＤなどの素子を用いて可視光通信信号を送信する際に適応的に信号送信モードを切り替える方法を示す概略図である。
【図２２】図２２は、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。
【図２３】図２３は、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。
【図２４】図２４は、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。
【図２５Ａ】図２５Ａは、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。
【図２５Ｃ】図２５Ｃは、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。
【図２５Ｄ】図２５Ｄは、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。
【図２５Ｅ】図２５Ｅは、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。
【図２５Ｆ】図２５Ｆは、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。
【図２５Ｇ】図２５Ｇは、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。
【図２５Ｈ】図２５Ｈは、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。
【図２５Ｉ】図２５Ｉは、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。
【図２６】図２６は、実施の形態２における受信機の各モードの一例を示す図である。
【図２７】図２７は、実施の形態２における発光部の輝度の観測方法の一例を示す図である。
【図２８】図２８は、各実施の形態に記載の表示方法や、受信方法を用いたサービス提供システムを示す図である。
【図２９】図２９は、サービス提供のフローを示すフローチャートである。
【図３０】図３０は、他の例におけるサービス提供を示すフローチャートである。
【図３１】図３１は、他の例におけるサービス提供を示すフローチャートである。
【図３２Ａ】図３２Ａは、本開示の一態様に係る表示方法のフローチャートである。
【図３２Ｂ】図３２Ｂは、本開示の一態様に係る表示装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の表示方法は、映像信号に含まれる画像をフレームごとに表示する際に、フレーム内において発光が行われる発光期間を制御することによって画像の輝度の階調を表現する表示方法であって、前記映像信号に含まれる画像を表示するために発光が行われる少なくとも１つの発光期間のうち、可視光通信信号を構成する信号単位の送信に要する時間以上発光が行われる発光期間を、特定発光期間として特定する発光期間特定ステップと、前記特定発光期間において、輝度変化することによって前記可視光通信信号の信号単位を送信する送信ステップとを含む。
【００１０】
これにより、後述する図１０に示すように、例えば幾つかのサブフレームである発光期間のうち、可視光通信信号の信号単位（例えばブロック）の送信に要する時間（期間）以上の特定発光期間が特定され、この特定発光期間に表示される画像にその信号単位が重畳される。したがって、そのブロックを分けることなく、そのブロックに含まれる信号を連続して送信することができ、通信ミスの確率を低減することができる。さらに、信号単位を送信するために特定発光期間において輝度変化が行われても、フレーム内における画像を表示するために必要な発光期間が変化してしまうことを抑えることができ、大幅な画質の劣化を防ぐことができる。
【００１１】
例えば、前記送信ステップでは、前記特定発光期間が、複数の前記信号単位の送信に要する時間以上である場合には、前記特定発光期間において、輝度変化することによって前記可視光通信信号の複数の信号単位を送信してもよい。
【００１２】
また、前記表示方法は、さらに、前記少なくとも１つの発光期間のそれぞれを、前記信号単位の送信に要する時間で除算することによって、商の整数部分を算出する算出ステップを含み、前記発光期間特定ステップでは、前記商の整数部分が１以上となる発光期間を前記特定発光期間として特定し、前記送信ステップでは、前記特定発光期間において、前記商の整数部分の数だけ前記信号単位を送信してもよい。
【００１３】
また、画像を表すための複数の色のそれぞれで前記画像の輝度が制御される場合には、前記複数の色のうちの第１の色に対する前記送信ステップと、前記複数の色のうちの第２の色に対する前記送信ステップとを、並列に実行してもよい。
【００１４】
これにより、後述する図１１に示すように、いわゆる３板式においても、画質の劣化を抑えつつ、通信ミスの確率を低減することができる。
【００１５】
また、画像を表すための複数の色のそれぞれで前記画像の輝度が制御される場合には、前記発光期間特定ステップでは、前記複数の色のうちの第１の色の発光期間と、当該第１の色の発光期間に連続する、前記複数の色のうちの第２の色の発光期間とを含み、前記信号単位の送信に要する時間以上である期間を、前記特定発光期間として特定し、前記送信ステップでは、前記第１の色の発光期間において、輝度変化することによって前記信号単位の一部分を送信し、前記第２の色の発光期間において、輝度変化することによって前記信号単位の他の部分を送信してもよい。
【００１６】
これにより、後述する図１２に示すように、可視光通信信号の信号単位は、例えばＲＧＢのそれぞれの連続する発光期間を用いたリレーによって送信されるため、通信ミスの確率を低減することができる。
【００１７】
また、前記表示方法は、さらに、前記第１の色の発光期間と前記第２の色の発光期間とが連続していない場合には、前記第１または第２の色の発光のタイミングを変更することによって、前記第１の色の発光期間と前記第２の色の発光期間とを連続させるタイミング変更ステップを含んでもよい。
【００１８】
これにより、後述する図１２に示すように、例えばＲＧＢのそれぞれの発光期間が連続して配置されるため、可視光通信信号の信号単位を送信するタイミングの適応範囲を広げることができる。
【００１９】
また、前記表示方法は、さらに、画像を表すための複数の画素のそれぞれで輝度が制御される際に、前記複数の画素のうちの第１の画素の発光期間の開始時点と、当該第１の画素に隣接する第２の画素の発光期間の開始時点とが一致していない場合には、それぞれの前記開始時点を一致させる開始時点変更ステップを含み、前記発光期間特定ステップでは、前記第１の画素の発光期間と前記第２の画素の発光期間とが重なり合う期間を前記特定発光期間として特定し、前記送信ステップでは、前記特定発光期間において、前記第１および第２の画素が輝度変化することによって前記信号単位を送信してもよい。
【００２０】
これにより、後述する図１３および図１４に示すように、互いに隣接する画素が輝度変化するため、その輝度変化を明確にすることができ、通信ミスの確率をより低減することができる。
【００２１】
また、前記フレームが複数のサブフレームから構成されている場合、前記発光期間特定ステップでは、前記映像信号に含まれる画像を表示するために発光が行われる不連続な２つのサブフレームのうちの少なくとも一方を移動させることによって、発光が行われる連続した２つのサブフレームを含む期間を生成し、前記期間を前記特定発光期間として特定してもよい。
【００２２】
これにより、後述する図１５に示すように、それぞれのサブフレームが短くても、それらを連続させることによって特定発光期間が生成されるため、可視光通信信号の信号単位を送信するタイミングの適応範囲を広げることができる。
【００２３】
また、前記フレームが複数のサブフレームから構成され、前記少なくとも１つの発光期間のそれぞれが前記複数のサブフレームのうちの何れかのサブフレームである場合、前記表示方法は、さらに、前記映像信号に含まれる画像を表示するためには発光が行われないサブフレームであって、前記信号単位のデューティ比に応じた期間を有するサブフレームを発光させるサブフレーム発光ステップを含んでもよい。または、前記表示方法は、さらに、前記信号単位を送信するために発光が抑えられた期間だけ、前記特定発光期間を長くする期間調整ステップを含んでもよい。
【００２４】
これにより、後述する図１７または図１９に示すように、１フレームにおける発光期間の合計が長くなるため、画像を表示するための明るさが輝度変化によって低下してしまうことを抑えることができる。
【００２５】
ここで、近年の表示装置、特に液晶ディスプレイ、液晶を用いたプロジェクターなどの表示装置においては、画質改善のためにバックライトスキャンと呼ばれる技術が採用されている。バックライトスキャンとは、表示画面をいくつかの領域に分割し、その領域毎に定期的に順次点灯するようバックライトの発光を制御する技術である。
【００２６】
可視光通信では、特許文献１に開示されるように、バックライトの点滅により可視光通信信号を重畳する方法をとる。そのため、バックライトの消灯時間中は可視光通信信号の送信ができず、また、この停止期間が信号の伝達ミスの要因となるため、バックライトスキャンをやめて画質を低下した状態で通信を行うしかなかった。
【００２７】
そこで、本開示の表示方法は、可視光通信信号を出力可能な表示装置であって、映像を表示する表示面を有する表示パネルと、映像信号に基づいて前記表示パネルの表示面に映像を表示するよう制御する表示制御部と、前記表示パネルを照明する発光面を有するバックライトと、前記バックライトの発光面を複数の領域に分割し、前記映像信号および／または前記可視光通信信号に基づいて、前記分割された発光面の各領域の発光を制御するバックライト制御部とを備え、前記バックライト制御部に前記映像信号および前記可視光通信信号が入力された場合、前記バックライト制御部は、前記分割された発光面のうちの少なくとも１つの領域を可視光通信領域としたとき、前記可視光通信領域において、前記可視光通信信号に基づく発光制御を行い、かつ、前記映像信号に基づく発光制御を行わないよう、前記バックライトを制御する。
【００２８】
これにより、表示される画像の画質を大きく劣化させることなく可視光通信信号を転送し、その際に発生する通信ミスの確率も低減することができる。
【００２９】
また、前記表示制御部は、前記表示パネルの表示面のうち前記可視光通信領域に対応する領域に対して、前記映像信号に基づく映像の表示を行うよう前記表示パネルを制御してもよい。
【００３０】
また、前記表示制御部は、前記表示パネルの表示面のうち前記可視光通信領域に対応する領域に対して、前記映像信号を入力したときよりも輝度が明るくなるように前記表示パネルを制御してもよい。
【００３１】
また、前記バックライト制御部は、前記映像信号が入力された場合、前記分割された発光面の各領域に対して、異なるタイミングで発光制御を行うよう前記バックライトを制御し、前記映像信号と前記可視光通信信号が入力された場合、前記可視光通信領域に対しては、前記可視光通信信号に基づいて前記バックライトを制御し、前記可視光通信領域以外の各領域に対しては、それぞれ異なるタイミングで発光および消灯を行うよう前記バックライトを制御してもよい。
【００３２】
また、前記分割された発光面の各領域のうち隣り合う２つの領域において、隣り合う領域のデューティ比の差に応じて、それぞれの領域のデューティ比を変化させてもよい。
【００３３】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００３４】
なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる可視光通信のシステムを示す概略図である。
【００３６】
表示装置１００は、表示面１１０に映像を表示することができる。また、この表示面１１０には、可視光通信信号も重畳されている。表示装置１００から送信された可視光通信信号は、例えばスマートフォン２００により受信される。これによりユーザーは、表示装置１００に表示されている映像に関連する情報などを受け取ることができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、表示装置１００として映像を表示するテレビを例に挙げているが、プロジェクターのように映像を投影する機器であってもよい。また、可視光通信信号を受信する電子機器としてスマートフォン２００を例に挙げているが、可視光通信信号を受信できる電子機器であればスマートフォンには限られない。
【００３８】
図２は、実施の形態１にかかる表示面１１０を示す概略図である。表示面１１０に映像を表示する際、バックライトスキャンにより複数の領域毎にバックライトの発光が制御される。図２では例として、領域１１１〜１１４の４つの領域に分割された状態を示している。詳細は後述するが、本実施の形態では複数の領域のうちの１つの領域１１１を、可視光通信に基づく発光を優先的に行う領域として用いている。
【００３９】
図３は、実施の形態１にかかる表示装置１００の概略構成を示すブロック図である。図３に示すように、表示装置１００は、映像信号入力部１２０と、映像処理部１３０と、表示制御部１４０と、表示パネル１５０と、可視光通信信号入力部１６０と、可視光通信信号処理部１７０と、バックライト制御部１８０と、バックライト１９０と、を有する。
【００４０】
映像信号入力部１２０には、表示パネル１５０に表示される映像に関する映像信号が入力される。この映像信号は、映像処理部１３０に送信され、画質の処理などの一般的な画像処理が施される。映像処理部１３０により画像処理を施された映像信号は、表示制御部１４０に送信される。
【００４１】
表示制御部１４０は、映像処理部１３０から送信された映像信号に基づいて表示パネル１５０に映像を表示するよう制御する。表示パネル１５０は、例えば液晶パネルである。表示制御部１４０は、映像処理部１３０から送信された映像信号に基づいて液晶の開口制御等を行う。
【００４２】
可視光通信信号入力部１６０には、可視光通信に用いられる信号が入力される。入力された可視光通信信号は、可視光通信信号処理部１７０に送信され、可視光通信信号の符号化やデューティ比の処理などが行われる。また、可視光通信信号処理部１７０には、映像処理部１３０から映像信号も送信される。この映像信号には、映像の明るさ等に関する情報が含まれている。可視光通信信号処理部１７０は、この情報に基づいて、図２に示した複数の領域のうち、どの領域を可視光通信領域として用いるかを決定する。例えば、表示面１１０内で最も明るい映像が表示される領域を可視光通信領域として設定してもよい。その後、符号化された可視光通信信号、可視光通信領域に関する情報および映像信号が、バックライト制御部１８０に送信される。
【００４３】
なお、可視光通信領域の場所があらかじめ決められている場合は、上記のような可視光通信信号処理部１７０での可視光通信領域の決定に関する処理は行わなくてもよい。この場合、映像信号は映像処理部１３０から直接バックライト制御部１８０に送信してもよい。
【００４４】
バックライト制御部１８０は、映像処理部１３０又は可視光通信信号処理部１７０から送信される映像信号に基づいて、バックライト１９０の輝度やタイミングを制御する。また、バックライト制御部１８０は、可視光通信信号処理部１７０から送信される可視光通信信号に基づいて、バックライト１９０の発光を制御する。
【００４５】
バックライト１９０は、表示パネル１５０に対して背面側から光を照射する。これにより、視聴者は、表示パネル１５０に表示されている映像を視認することができる。
【００４６】
バックライト１９０の発光面は複数の領域に分割されており、その領域毎に順次発光制御を行うことでバックライトスキャンを実現することができる。
【００４７】
詳細は後述するが、本実施の形態では、複数の領域のうちの少なくとも１つの領域を可視光通信領域として用いる。この可視光通信領域では、可視光通信信号に基づく発光は行われるが、映像信号に基づく発光は行われない。すなわち、映像信号に可視光通信信号が重畳しない状態になるので、可視光通信信号を欠落することなく送信することができる。
【００４８】
なお、表示パネル１５０は、可視光通信領域にも映像を表示している。可視光通信領域では映像信号に基づく発光は行われないが、可視光通信信号に基づく発光が行われる。すなわち、可視光通信領域に表示されている映像は、可視光通信信号に基づく光により照明される。そのため、視聴者は、表示パネル１５０の表示面１１０全体の映像を視認することができる。
【００４９】
しかし、可視光通信領域に表示される映像は、可視光通信信号に基づく光により照明されるため、適切な輝度で映像が表示されず、その領域だけ暗くなってしまう恐れがある。液晶パネルの場合は、液晶の開口を制御することで輝度を調整できる。これを利用し、表示制御部１４０が、可視光通信領域に対して、映像信号を入力したときよりも輝度が高くなるように表示パネル１５０を制御するように構成してもよい。
【００５０】
次に、バックライトの制御について説明する。図４は、映像表示のためのバックライト信号に、可視光通信信号を重畳した状態の一例を示す概略図である。
【００５１】
図４において、（ａ）は例えば、ＪＥＩＴＡ  ＣＰ−１２２２に準拠した可視光通信信号の一例、（ｂ）はバックライト制御信号の一例、（ｃ）は（ａ）の可視光通信信号を（ｂ）のバックライト制御信号に重畳した場合を示す。
【００５２】
図４に示すように、（ｂ）に示すバックライト制御信号に（ａ）に示す可視光通信信号を重畳した場合、（ｃ）に示すように、バックライト制御信号が送信されない期間、すなわち、バックライトが消灯している期間は、信号ｃ１、ｃ２がバックライト制御信号に重畳できないため、欠落することになる。その結果、可視光通信が適切に行われない恐れがある。
【００５３】
そこで本実施の形態では、可視光通信を優先的に行う領域を設定するようにしている。図５は、実施の形態１の信号制御を説明するための概略図である。
【００５４】
図５の（ａ）は実施の形態１における可視光通信信号とバックライト制御信号の一例を示す。実施の形態１では、バックライトスキャンを行うため、バックライトは図２に示すように４つの領域１１１〜１１４に分割されて制御される。図５の（ａ）において、バックライト制御信号Ａ〜Ｄは、それぞれ領域１１１〜１１４のバックライトの制御信号である。同図に示すように、各バックライト制御信号は異なるタイミングで順次バックライトのＯＮ／ＯＦＦの制御を行う。
【００５５】
図５の（ｂ）は、実施の形態１のバックライト制御を示している。図５の（ｂ）は領域１１１が可視光通信領域として選択された場合のバックライトスキャンを示す。図５の（ｂ）に示すように、領域１１１においては、バックライト制御信号Ａに可視光通信信号を重畳させるのではなく、可視光通信信号に基づくバックライトの発光制御のみを行い、映像信号に基づくバックライトの発光制御を行わない。一方、領域１１２〜１１４においては、各領域に対応したバックライト制御信号Ｂ〜Ｄを用いたバックライトスキャンが行われる。
【００５６】
これにより、領域１１１において、バックライトスキャンによって本来消灯される期間にも、可視光通信信号を優先して出力し、可視光線通信信号を送信する期間にはバックライトを点灯させ、可視光線通信信号を送信しない期間にはバックライトを消灯する駆動を行う。
【００５７】
具体的には、可視光通信信号のＨｉｇｈとＬｏｗを出力の点灯と消灯とするため、バックライトの制御をしている制御系にそのままその信号を導入することで達成できる。
【００５８】
尚、この場合、バックライトの光源としては、ＬＥＤを使用したものを用いることで、ＯＮ状態からＯＦＦ状態への立ち上がりを速くすることができる。また、従来から使用されている冷陰極管などを使用する場合には、非点灯状態からの点灯、或いは点灯状態からの消灯に時間が掛かるため、ＯＮ−ＯＦＦで対応するのではなく、その冷陰極管に流す電流量を大小させてＨｉｇｈ−Ｌｏｗの区別をつけてもよい。或いは、冷陰極管は高い周波数で駆動されていることから、その周波数を変更することで対応することも可能となる。このような機能を実現するため、本実施の形態の表示装置１００は、可視光通信信号の変調信号を作成する可視光通信信号処理部１７０とバックライトスキャンの制御を行うバックライト制御部１８０を独立して具備している。
【００５９】
なお、可視光通信信号は、絶えず出してもよいし、１つ以上の特定の期間に出力してもよい。特定の期間に出力する場合は、特定の期間の開始と終了を伝える信号を発生する機器を具備してもよい。可視光通信信号処理部１７０およびバックライト制御部１８０は、期間が開始する信号を受け取ると、可視光通信信号を送信する制御に切り替え、特定の期間が終了する信号を受け取ると、通常のバックライト制御を行うように切り替える機構を具備してもよい。具体的には、スイッチングの立ち上がりなどを考慮すると、固体半導体素子を用いたスイッチングを行える素子を用いることが望ましい。
【００６０】
また、本実施の形態では、表示面１１０の最上部に相当する領域１１１に可視光通信信号を優先して出力する構成にしたが、可視光通信信号を優先して出力する領域は表示面１１０の少なくとも１つの領域であればよい。また、その領域は、信号伝達の精度を優先する場合には広く設定し、画質を優先する場合には、バックライトスキャンの最小単位のうちの、できるだけ狭い領域で行うことが望ましい。また、人の目が表示面１１０の中心部付近を注視しようとする傾向があることなどを勘案すると、両端部の領域を使用することが望ましい。これらの信号を受信するためには、ＪＥＩＴＡ−ＣＰ１２２２に準拠した受信装置や、一般的な携帯端末或いはスマートフォンを用いてこの信号を受信し、信号をデコードして情報を得る方法もある。さらに、情報伝達方式に関しても、現在作成中のＪＥＩＴＡ−ＣＰ−１２２３、或いは作成済みのＩＥＥＥ−Ｐ８０２．１５などの規格と、それに対応した受信装置を用いて構成してもよい。
【００６１】
さらに本実施の形態では、ひとつの領域にひとつの可視光通信信号を送信する場合について説明を行ったが、複数領域において、望ましくは、連続しない複数の領域において別の可視光通信信号を独立して送信することも可能である。この際には、可視光通信信号の変調信号を作成する回路を二つ以上具備し、各可視光通信信号を送信する領域のバックライトスキャンの制御回路とタイミングを合わせる。
【００６２】
なお、実施の形態１では、可視光通信領域を１つ設定したが、これに限定するものではなく、ひとつ以上の可視光通信領域を設け、複数の可視光通信信号を各領域に重畳してもよい。この際には、映像信号はそれぞれの可視光通信信号に関連した映像を流し、可視光通信信号を送信していることを示唆する内容の映像を送ることで、誤解などを軽減する効果が得られ、複数信号の取り扱い、ユーザーの間違いの減少を図ることができる。可視光通信信号に関連した映像としては、信号のＳＮ比が取れるできるだけ開口率の高い映像、即ち、白の輝度が高い信号を利用することで通信ミスは激減する。これにより、表示面のどの領域にから可視光通信信号送信されるかを表示することができ、表示された領域に受光機を向けるよう誘導することができ、更なる通信精度改善につながる。
【００６３】
上述のような制御を行うことで、画質の改善と通信精度の向上を実現することができる。
【００６４】
なお、更なる画質改善を行うために、以下のような制御を行っても良い。
【００６５】
即ち、可視光通信を優先した領域（例えば図２の領域１１１）、およびそれに隣接する領域（例えば図２の領域１１２）のバックライトを以下のように制御する。
【００６６】
可視光通信を優先した領域の輝度は、ブランキング期間においても一定量の発光をさせるため、低階調の表示に関して白浮きしたような現象が見られる。さらには、それが隣接する領域間で平均的な輝度の差が大きくなることにより、境目が見えるような映像になってしまうこともある。これを防ぐため、ブランキング期間であったところに可視光通信信号が重畳されている際には、この期間における隣接する領域の平均的なｄｕｔｙをあげる、或いは、隣接する領域のｄｕｔｙはそのままにして、可視光通信を優先した領域の平均的なｄｕｔｙを下げて、可視光通信の信号を重畳しない状態に近づける制御を行うことで解決することができる。
【００６７】
図６Ａおよび図６Ｂを用いて、デューティ比を変更する制御について説明する。図６Ａの（ａ）は、可視光通信信号を示す概略図であり、図６Ａの（ｂ）は、可視光通信信号のデューティ比を変化させた状態を示す概略図である。図６Ａの（ａ）に示す可視光通信信号に対して、図６Ａの（ｂ）に示すように信号の立ち下がりのタイミングを早めたり遅らせたりすることで、デューティ比を変更することができる。または、図６Ｂに示すように、バックライト制御信号がＯＮ状態の期間１，期間３においては、デューティ比が大きな可視光通信信号を入力し、バックライト制御信号がＯＦＦ状態の期間２、期間４においては、デューティ比の小さな信号を入力するよう制御してもよい。このような制御でもまた、デューティ比を変更することができる。
【００６８】
さらに、以下のような制御でもまたデューティ比を変更することができる。
【００６９】
例えば、受信機側は、一定の期間で定期的に送信されたスロットごとのＯＮ／ＯＦＦ信号をそのまま受信できるだけでなく、タイミングとしてはスロットの期間を一定にして変更しないようにする。その上で、パルスの立ち上がり或いは立下りだけを検出し、このタイミングが元々のスロットの時間としてどの位置に相当しているかを判断する。これにより、その該当するスロットがＯＮ信号なのか、ＯＦＦ信号なのかを判断することができる。これについて図７を用いて説明する。
【００７０】
図７は、可視光通信信号の立ち下がりのタイミングを変化させたときの信号を説明するための概略図である。図７に示すように、例えば、立ち上がりだけを捉える場合には、発光を１スロット分の期間そのまま点灯を続けず、途中で消灯してしまうことにより、ｄｕｔｙを下げることができ、隣接する領域の点灯率が小さいときにより自然な変化をつけることが可能となる。図７においては、可視光通信信号７２は可視光通信信号７１において、立ち下がりのタイミングを早める制御を行った場合を示している。図７に示すように、可視光通信信号７２における消灯期間は可視光通信信号７１における消灯期間より長くなっている。また、本来ブランキング期間にあたっている時間帯においても同様の対応により、元々の信号を送信しない映像の画質に近いものにすることが可能となる。
【００７１】
逆に、隣接するブロックの点灯率が非常に高い時間帯に相当している際には、逆にたち下がりだけの検出によって立ち上がり時期を早めることでｄｕｔｙを上げることができ、隣接する領域間の輝度差を軽減することができる。このような方法により、平均的な輝度がブロック毎に極端に変化しないように制御することが可能である。また、これらの方法を用いることによって、画面全体で見たときの制御信号が入ることによる不連続領域が減少し、自然な画像を提供することができる。
【００７２】
このように、隣接する領域の発光強度が可視光通信領域の発光強度よりも強いか弱いかに応じて、可視光通信信号の立ち上がりまたは立ち下がりのタイミングを通常より短くしたり長くしたりすることで、隣接する領域間の輝度差を低減させることができる。
【００７３】
上述したような制御を実現するためには、以下のような方法を用いればよい。
【００７４】
まず、可視光通信を優先する領域と隣接する領域の映像と、バックライトスキャンおよび可視光通信信号による輝度を、画面フレームごとに計算する。そして、さらに隣の領域との差も鑑みて不自然に不連続にならない平均的なｄｕｔｙを求め、可視光通信を優先する領域および隣接する領域間の平均的ｄｕｔｙを決定する。そして、一個のｄｕｔｙから点灯時間を長く或いは短くする時間を計算し、その時間の経過によって信号を強制的にＯＮ状態に立ち上げるまたはＯＦＦ状態に立ち下げるよう制御する。このような動作を実現する機構を備えることで、信号転送の制度を落とすことなく、また画質の大きな劣化もなく、映像信号とは別の通信信号を供することのできるモニターを提供することが可能となる。
【００７５】
（変形例）
以上のように、本開示における実装の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示は、これに限定されず、画像信号との更なる重畳や、バックライトスキャンの順序を変えて対応するなどの方法を加えても更なる効果を期待できる。
【００７６】
図８に実施の形態１の変形例に係る動作を示す。図８は表示面を８つの領域に分割した場合のバックライトスキャンの方法を説明するための図である。図８において、バックライト制御信号Ａ〜Ｈは、各領域に対応するバックライト制御信号を示す。
【００７７】
元々、バックライトスキャンは画像のデータを書き込む際の無駄な時間帯をブロック分けし、コントラスト向上のために、該当時間においてバックライトを消灯していた。しかし、実際には隣接する領域からの漏れ光が相当ある。そのため、隣接する領域からの漏れ光を利用してバックライトスキャンのブランキング期間を補完することができる。しかし、順次スキャンの場合には、図８の（ａ）の円で囲んだ部分で示すように、隣接する領域が連続してブランキング期間に相当する場合は、可視光通信信号の欠落が発生する。そのため、可視光通信信号の転送においてスロット区切りとの関連付けが不明確になるなどの課題が発生する。
【００７８】
そのため、図８の（ｂ）に示すように、両矢印で示すように、少なくとも隣接する領域には必ずバックライト制御信号が存在し、ブランキング期間は連続しないように、画像データのスキャニングの順序を変更することで対応することも可能となる。これは、単独でも効果は認められるが、上記実施の形態と合わせても充分にその効果を発揮することができる。
【００７９】
以上の実施の形態において、それぞれの一つの符号化された信号は、一つの信号として記載してきたが、更に、人の目で見た際のチラツキを軽減するために、一つの信号内を２つ以上の副搬送波による高周波パルスの集合体として発光させてもよい。また、その際に、副搬送波のＤｕｔｙ比も適宜変更しても良い。更には、副搬送波の暗い期間については、消灯ではなく、点灯時よりも暗い発光状態にしても良い。
【００８０】
また、一般的なディスプレイの特徴として、ガンマ補正がなされており、２．２の値或いは、デジタル放送信号の場合には、２．４の値で補正されている場合がある。しかし、特に、実施の形態で示した可視光通信信号を重畳しようとする際に、中間階調にて、その輝度が高くなるよう、ガンマ補正の値をより高い、２．４〜２．８程度に設定することにより信号の送信エラーを減少させる効果を狙うことも可能となる。具体的には、ガンマ補正値をＡＰＬ（Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｌｅｖｅｌ）により自動的に或いは予め設定されていた通りに制御する方法を取っても良い。更には、映像信号自身が非常に暗く、信号送信をしても、受信側の性能不足によりエラー発生が予測される際には、信号を一時中断するなどの対策を取ることも可能となる。信号については、画面の性質に関わらず、片方向通信であることを考慮すると、同じ信号を２回以上繰り返して送信し、受信時に発生するエラーを回避する対策を採ることも効果がある。
【００８１】
以上のように、図面および詳細な説明によって、出願人がベストモードと考える実施の形態とその変形例とを提供した。これらは、特定の実施の形態を参照することにより、当業者に対して、請求の範囲に記載の主題を例証するために提供されるものである。したがって、請求の範囲またはその均等の範囲において、上述の実施の形態に対して、種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【００８２】
（実施の形態２）
図９は、実施の形態２にかかる表示装置４１００の概略構成を示すブロック図である。基本的な構成について、図９を用いて説明する。
【００８３】
図９に示すように、表示装置４１００は、映像信号入力部４１２０と、映像処理部４１３０と、表示制御部４１４０と、表示部４１５０と、可視光通信信号入力部４１６０と、可視光通信信号処理部４１７０と、光源制御部４１８０と、光源４１９０と、を有する。
【００８４】
映像信号入力部４１２０には、表示部４１５０に表示される映像に関する映像信号が入力される。この映像信号は、映像処理部４１３０に送信され、画質の処理などの一般的な画像処理が施される。映像処理部４１３０により画像処理を施された映像信号は、表示制御部４１４０に送信される。
【００８５】
表示制御部４１４０は、映像処理部４１３０から送信された映像信号に基づいて表示部４１５０から映像を表示するよう制御する。表示部４１５０は、例えばプロジェクターのＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）などである。表示制御部４１４０は、映像処理部４１３０から送信された映像信号に基づいてＤＭＤの制御等を行う。
【００８６】
可視光通信信号入力部４１６０には、可視光通信に用いられる信号（可視光通信信号）が入力される。入力された可視光通信信号は、可視光通信信号処理部４１７０に送信され、可視光通信信号処理部４１７０は可視光通信信号の符号化やデューティ比の処理などを行う。また、可視光通信信号処理部４１７０には、映像処理部４１３０から映像信号も送信される。この映像信号には、映像の明るさ等に関する情報が含まれている。その後、符号化された可視光通信信号、可視光通信領域に関する情報および映像信号が、光源制御部４１８０に送信される。
【００８７】
光源制御部４１８０は、映像処理部４１３０又は可視光通信信号処理部４１７０から送信される映像信号に基づいて、光源４１９０の明滅やタイミングを制御する。また、光源制御部４１８０は、可視光通信信号処理部１７０から送信される可視光通信信号に基づいて、光源４１９０の発光を制御する。
【００８８】
光源４１９０は、表示部４１５０に対して光を照射する。これにより、視聴者は、表示部４１５０で反射された映像をレンズとスクリーンなどを通して視認することができる。
【００８９】
以下に具体的な説明をするが、ここでは、重みをつけたサブフレームを用いる場合と、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）を用いる場合に分けて説明する。
【００９０】
まず、重みをつけたサブフレームを用いる場合について説明する。サブフレームとは、サブフィールドとも呼ばれ、映像信号を構成する一つの画像を表示するために１フレーム内をいくつかに区切って表示するための時間の単位である。単位時間当たりの発光エネルギーが調整できる液晶ディスプレイや、抵抗可変のＥＬ（electro-luminescence）などについては、サブフレームに分割せずに、単位時間当たりの発光エネルギーを調整して輝度変化をつけることができるが、これだけで不十分な場合には、いくつかのサブフレームに分割して表現できる輝度の数（場合の数；階調数）を増やすこともできる。また、各サブフレーム内で発光している時間制御と合わせて階調表現をすることもある。また、単位時間当たりの発光エネルギーが調整できず、しかも、原色がセル配列に寄って分離されているタイプのディスプレイ、即ち、プラズマディスプレイや、抵抗固定タイプのＥＬ、或いは、一部のＤＭＤタイプのプロジェクターや、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を用いたディスプレイにおいても、発光する時間のみで、階調表現を行う。また、これらのディスプレイなどでは、基本は、重みを持たせたサブフレームを作成し、そのサブフレームの期間全てをＯＮ、或いはＯＦＦし、ＯＮしているサブフレームの重みの合計を階調として表現する。最低の場合では、例えば８ビットであれば、０〜２５５の数値が２のｎ乗（ｎ＝０〜７）の組合せで冗長性なしに表現できる。
【００９１】
但し、実際のディスプレイでは、例えば、１２７と１２８の階調を時間的に繰り返し行き来するような映像では、その構成から人の目の動きと連動して、擬似的に別の映像が見えてしまう場合がある。そこで、わざと冗長性を持たせて、このような極端なサブフレームの組合せの変化を避ける工夫がしてあることが多い。ここでは、説明を単純化するために、冗長性のない８ビットの階調表示をする場合、即ち、０〜２５５の数値を、第ｎ番目のサブフレームが２の（ｎ−１）乗（ｎ＝１〜８）の組合せによって表現される場合を持って説明し、以下第ｎ番目のサブフレームをｎＳＦと表現することにする。尚、本方法は、プロジェクターやＭＥＭＳを用いたディスプレイなど、自発光タイプではなく、光源やバックライトなどを持ち、階調表現と別途光源やバックライトの明滅動作が独立して駆動できるタイプの表示装置において非常に有効である。
【００９２】
例えば、ＲＧＢの３原色のそれぞれに対して独立したＤＭＤを有している場合を例に挙げて具体的に説明する。前述したとおり、フレームは幾つかの長さの異なるサブフレームに区分されるため、可視光通信信号を送信するひとつの単位（以下、１ブロックと呼称する）以上の期間、必ずしも連続して光源からの光が導出されるとは限らない。
【００９３】
一例として、図１０に本実施の形態にかかる映像信号と可視光通信信号の重畳を表す概略図を示す。１ブロックの信号の長さ（期間）が６ＳＦよりも大きく、７ＳＦ以下である場合を説明する。ＤＭＤで出力する輝度の階調が０から６３階調の際には信号を送信せず、６４階調から１２７階調の場合には、７ＳＦが必ず発光しているため、光源制御部４１８０は、７ＳＦの期間に光源の光（７ＳＦに映し出される映像）に可視光通信信号を重畳する。つまり、光源制御部４１８０は、映像信号に含まれる画像を表示するために発光が行われる少なくとも１つの発光期間（サブフレーム）のうち、可視光通信信号を構成する信号単位（ブロック）の送信に要する時間以上発光が行われる発光期間（例えば７ＳＦ）を、特定発光期間して特定する。そして、光源制御部４１８０は、その特定発光期間において、光源４１９０を輝度変化させることによって可視光通信信号の信号単位であるブロックを送信する。
【００９４】
１２８階調から１９１階調の際には、８ＳＦの期間に可視光通信信号を重畳する。１９２階調以上の際には、７ＳＦと８ＳＦのどちらか或いは両方の期間に可視光通信信号を光源４１９０の光に重畳すると信号の送信が可能となる。この際に、７ＳＦまたは８ＳＦにおいて信号が重畳される場合には、重畳された状態で狙いの重みがでるように７ＳＦまたは８ＳＦを時間調整してもよい。即ち、本来のサブフレームの期間に、符号化された可視光通信信号のデューティ比の逆数を乗算することによって得られる期間を、可視光通信信号の送信が行われるサブフレームの期間とすることで、元の重みを崩すことがなく信号を送信することが可能となる。
【００９５】
同様に、任意のサブフレームについて、信号長（可視光通信信号を送信するために輝度変化が行われる期間）が当該サブフレーム期間以内であれば、当該サブフレームを信号重畳サブフレームとして、そのサブフレームに発光するときのみ信号を送信することも可能になる。
【００９６】
ＤＭＤを用いたプロジェクターのように、離散的に発光した光の残像によって人の目で見た際の映像を作成している場合においては、視線の動きなどによって発光の変化が同期することで別の色が見える現象や、擬似的に別の映像に見える場合がある。これを避けるために、１フレームを単純に８つのサブフレームに分割するに限らず、１フレームをいくつかに分割した上でさらにサブフレームに分割する場合がある。このような場合には、各サブフレームの期間が非常に短くなり、信号が送信できるフレームがかなり限られる場合も考えられる。対処方法の例としては、大きなサブフレームを残して、サブフレームに分割すること以外に、サブフレーム構成の適正化や、冗長性を持たせたサブフレーム構成にして、副作用を軽減する方法もある。また、分割した際には、分割した各々で点灯するサブフレームのうちの一番大きなサブフレームの順番を変更して連続させることなどがあげられる。
【００９７】
尚、可視光通信信号の信号長は、搬送レートにより異なり、例えば、現状のように順次露光型のイメージセンサーを用いて信号を取得しようとすると、露光時間に一定の制約がある。専用のフォトセンサーを用いて受光する場合には、数百ＭＨｚから数ＧＨｚの高速な搬送レートを用いても十分に受光が可能である。このため、搬送レートをあげて対応する方法を取ることも可能である。
【００９８】
次に、ＰＷＭ制御を用いる場合について説明する。考え方は、前述した重みをつけたサブフレームごとに発光、非発光を区別して階調を制御する場合と同様に、階調を発光している時間によって制御する。ここでは簡単化のために、各フレームを分割せずに、一つのまとまりとしていっせいに点灯を開始し、定められた階調表現をするための発光期間が経過した後に消灯する場合について説明する。
【００９９】
各フレームで可視光通信信号の信号長によって、階調によって定められた期間を除し、その商が１未満の場合には単純に信号を送信せず、１以上の場合には、前記商の整数部分の回数だけ信号送信を繰り返すことで信号を送信する。この際に、信号を送信することによって、１から可視光通信信号のデューティ比を引いた割合の期間だけ発光する期間が短くなるため、発光期間を延長することで、階調を正確に出力することが可能となる。逆に、信号長をデューティ比で除した商の値の期間で、階調によって定められた期間を除して、その整数部分の回数だけ信号を出力してもよい。これにより、信号が送信できるフレームを階調性能の低下なく増加させることが可能になる。
【０１００】
ＰＷＭ制御の場合においても、ひとつのフレームを分割して、視線の動きにより発生する擬似的に見える信号と異なる色や画像を避ける場合でも同様の操作を行えばよい。また、先に述べたように、ここでは、各フレーム或いはそれを分割したそれぞれの単位の期間の最初から発光を始め、階調によって定められた期間で終了することで説明をしたが、期間が同じであれば、フレームの中のどの位置を用いてもよく、互いに隣接するフレームの点灯期間を連続するように変更して信号を送信してもよい。これらの制御に関しては、光源制御部によってタイミングを計算し、タイミング信号を光源制御部に送ることで実現できる。
【０１０１】
以上のように、サブフレームを用いた方法と、ＰＷＭを用いた方法のそれぞれに関して可視光通信信号の送信方法および装置について説明したが、以下により多くの信号を送信したり、或いはより送信の確度を上げたりする方法について説明する。
【０１０２】
図１１は、本実施の形態の信号送信例の概要図である。
【０１０３】
ＲＧＢの３原色各々に対応したＤＭＤを用いて映像を表示する場合には、全色の映像に同じ可視光通信信号を重畳してもよいし、一色の映像だけに可視光通信信号を重畳してもよい。また、色毎に異なる可視光通信信号を重畳してもよい。イメージセンサーにて撮像し、復号する場合には、色分離も可能であるため、色毎に可視光通信信号を変えることも可能である。
【０１０４】
図１２は、本実施の形態の信号送信例の概要図である。ＲＧＢの３原色各々に対応したＤＭＤを用いて映像を表示する場合には、（ａ）のように各色の発光期間が異なり、かつ連続している場合には、ひとつの連続した可視光通信信号（１つのブロック）を各色の発光に連続して重畳してもよい。具体的には、ひとつの符号化された可視光通信信号と、各色の発光波形の積をとる（ＡＮＤをとる）ことで、ひとつの連続した可視光通信信号を各色で分割して表示することが可能となる。また、（ｂ）のように各色で連続して可視光通信信号を送信できるように発光期間を連続するように変更してから、（ａ）の操作を行ってもよい。
【０１０５】
図１３は、本実施の形態の信号送信例の概要図である。サブフレームを用いた方法で階調制御をする場合に、図１２で説明した方法を適応する方法を説明する。サブフレームを用いた階調制御の場合には、予め各重みをつけたサブフレームの順序を決め、各原色ごとのサブフレーム構成は一致している場合が多い。これは、ＰＤＰ（plasma display panel）やＥＬなどでは、二次元データを走査しながら駆動パターンをメモリしてから点灯する必要がある。したがって、走査のタイミングを一致させなければならない。また、ＤＭＤやＭＥＭＳを用いて、しかも、各原色を並行して駆動することができる装置を用いる場合には、各色のサブフレーム構成を独立して制御できる。従って、サブフレーム構成を図１４に示すように制御することが可能になる。これによると、点灯開始タイミングを合わせ、３色の発光に同じ可視光通信信号を重畳することにより、より確実な信号送信を実現することが可能となる。
【０１０６】
図１４は、本実施の形態の信号送信例の概要図である。隣接する画素が異なるタイミングで発光を開始し、しかも発光する期間の長さが異なる場合には、図１２乃至図１３を用いて説明したとおり、同じ時間に発光を開始するように発光開始タイミングを変更する、或いはサブフレーム構成を変更することによって、発光開始のタイミングを一致させる。次に、発光期間が短い画素においては、発光期間を長くすることも可能である。この処理には画質の劣化を伴うため、人が見た時に目立たない場所でのみこの処理を行ってもよい。即ち、画像の縁に近い部分やサリエンシーマップで注目度合いが低い部分（輝度が低い部分，エッジが少ない部分，動きが少ない部分）に限定して行うことが可能である。なお、サリエンシーマップ（saliency map）とは、画像内の各領域に対する視覚的な注意のいきやすさを数値的に表したマップである。
【０１０７】
図１５は、本実施の形態の信号送信例の概要図である。サブフレームを用いた方法で階調制御をする場合に、発光するタイミングが１フレーム内でも離散的に分離して存在する場合がある。先に述べたとおり、ＤＭＤやＭＥＭＳを用いた装置の場合には、各色で自由にサブフレームの順序を変更できるため、発光するサブフレームをできる限り連続して配置することが可能である。これは、各色だけでなく、画素ごとにサブフレームの順序を変更することも、各原色が独立して駆動している場合には可能である。したがって、図１５のように、分離されたサブフレームを結合することによって、つまり、これらのサブフレームが連続して発光するように発光のタイミングを変更することによって、可視光通信信号の信号量が多い場合にも適応可能である。
【０１０８】
図１６は、本実施の形態の信号送信例の概要図である。サブフレームを用いた方法で階調制御をする場合に、図１５で説明した方法で発光するタイミングを連続させた場合、或いは偶然にもサブフレームの発光するタイミングが連続している場合であっても、連続したサブフレームの接続部で発光しない部分（オフ）が存在する場合がある。先に述べたとおり、ＤＭＤやＭＥＭＳを用いた装置の場合には、各色で自由にサブフレームの順序を変更できるため、発光するサブフレームをできる限り連続して配置させることによって、発光しない部分を排除することが可能である。これは、各色だけでなく、画素ごとにサブフレームの順序を変更することも、各原色が独立して駆動してもよい。
【０１０９】
図１７は、本実施の形態の信号送信例の概要図である。サブフレームを用いた方法で階調制御をする場合に、前述したとおり、可視光通信信号を重畳した場合には、可視光通信信号のデューティ比に応じた分だけ発光期間が短くなるためこれを補正しなければならない。この補正の方法として、図１７の（ｂ）に記載したとおり、該当サブフレームの発光時間を延ばす方法のほか、図１７の（ｃ）に記載したとおり、減った期間即ち（１−デューティ比）×該当サブフレームの期間に相当する別のサブフレームを点灯させる方法がある。
【０１１０】
図１８は、本実施の形態の信号送信例の概要図である。なお、図１８は図１７による説明を補足するものである。図１７の説明では、映像を表示するためのサブフレームを発光させていたが、図１８の（ｃ）に示すように、別のサブフレームを発光させてもよい。つまり、映像を表示するためのサブフレームにおいて発光が行われる場合と、別のサブフレームに対して可視光通信信号が重畳される場合とで、同じ発光期間が確保され、平均的な明るさが同じになるように、上述の別のサブフレームが特定される。そして、映像を表示するためのサブフレームの代わりに、この特定された別のサブフレームにおいて発光が行われる。また、図１８の（ｂ）および（ｄ）に示すように、近傍画素と同じタイミングで可視光通信信号を送信するように、かつ、平均的な明るさが可視光通信信号の重畳前と同等になるように、各画素で異なる変調方式を用いて可視光通信信号を重畳してもよい。これにより、可視光通信信号の重畳前後において、映像の階調特性を維持することができる。
【０１１１】
図１９は、本実施の形態の信号送信例の概要図である。
【０１１２】
図１９の（ａ）に示すように、つまり前述したとおり、一定の階調を示す発光期間と可視光通信信号の１ブロックの期間の長さとを比較して、１ブロックよりも短い階調では、可視光通信信号の送信を停止する。また、図１９の（ｂ）に示すように、発光期間が可視光通信信号の１ブロックの期間の２倍以上ある際には、発光期間を超えない最大の整数回まで、繰り返して可視光通信信号を送信してもよい。また、図１９の（ｃ）で示すように、可視光通信信号の重畳によって発光が短くなった分の補正を行ってもよい。つまり、階調１、階調２および階調３のそれぞれの明るさの比が１：２：３である場合には、階調１、階調２および階調３のそれぞれの長さ（期間）の比も１：２：３である。しかし、例えば、階調３に可視光通信信号が重畳される場合には、可視光通信信号が重畳された分だけ、階調３の明るさが低減してしまう。そこで、可視光通信信号が重畳された場合でも、階調３の元の明るさの比が保たれるように、可視光通信信号が重畳された階調３の時間は、長くなるように補正（調整）される。
【０１１３】
以上のように、本実施の形態における表示方法を、３つの原色各々に独立してＤＭＤ或いはＭＥＭＳなどが配されている場合（いわゆる３板式の場合）について説明した。しかし、本実施の形態における表示方法を、ＤＭＤなどが１つで、色分解は時分割で実施する場合にも適用することができる。つまり、ＤＭＤなどが１つであって色分解が時分割で行われる際に、本実施の形態における表示方法を、映像がサブフレームによって表現あれる場合にも、映像がＰＷＭで表現される場合にも適用することができる。
【０１１４】
（単板型ＤＭＤプロジェクターでの明滅による可視光通信方法および装置）
ここで、ＤＭＤなどが１つであって色分解が時分割で実施される場合（いわゆる単板式または１板式の場合）での、本実施の形態における表示方法の適用例について説明する。
【０１１５】
図２０は、本実施の形態における表示方法の適用例を示す図である。以下、この図２０を用いて、１板式の場合の一例を３板式の場合と比較して説明する。
【０１１６】
図２０の（ｂ）は、これまで説明してきた３板式、即ち、３つのＤＭＤを用いてＲＧＢの３原色を色毎に制御する場合の表示方法の概略図である。図２０において、各色の階調表示サイクルＡとして表示した単位は、これまで説明を行った階調表示のための一連の操作が行なわれる期間を示しており、図２０の（ａ）の階調表示サイクルＡに対応している。なお、図２０の（ａ）は図１０と対応している。
【０１１７】
図２０の（ｃ）は、単板式の機器の表示方法の概略図である。図２０の（ｂ）に示す３板式では、３原色のＲＧＢのそれぞれが並列に制御されるが、図２０の（ｃ）に示すように、単板式では、単純に時分割を行ってＲＧＢのそれぞれが制御される。図２０の（ｄ）は、単板式の機器の表示方法の他の概略図である。この図２０の（ｄ）は、単板式であって、さらに細かく時分割が行われている一例を示している。この例は、ＲＧＢの３原色とＷ（白色：ＲＧＢを合わせた光）のそれぞれの色を、１フレーム内にて２回ずつ繰り返し表示する例を示している。単純に色分解した場合には、視認者の視線の動きなどにより、擬似的に表示していない画像や色が見えてしまう現象を避けるため、図２０の（ｄ）のように、できるだけ細かく１フレームを分割して表示している。また、輝度を上げる際に、１フレームをすべてＲＧＢで区分するよりも、ＲＧＢすべてを出力する期間を設けた方が輝度を高くできるため、Ｗの区分を設けている。なお、Ｗの部分がなくても階調表現は可能であるため、Ｗの部分は必須用件ではない。また、このほかに、ＲＧＢの３原色以外の色、たとえば、黄色やマゼンダ、シアンなどの原色の補色などを用いてもよい。
【０１１８】
図２０の（ｃ）の状態で、階調表現を行う場合について説明する。時分割された単位ごとの色は、ＤＭＤに入射する光源の色を示している。なお、ＤＭＤに入射する光の色は、例えば、種々の光の色度を有した複数の光源のそれぞれの点灯不点灯によって順次変更される。または、単一光源からの光をカラーフィルターを通してＤＭＤに入射させ、カラーフィルターの色の変化をＤＭＤ制御と同期させることによって、ＤＭＤに入射する光の色が順次変更される。各々の色の階調表現いついては、図２０中の階調表示サイクルＡの期間を、図２０の（ａ）のように、重みをつけたサブフレームに分割し、その期間で表示する階調を量子化する。さらに、それぞれのサブフレームに対して点灯または不点灯を決定し、その決定結果を示す信号をＤＭＤに送る。さらに、光をダンパー側に送って光を出さない不点灯に相当するサブフレームと、光を出力レンズ系に送って光出力として表示装置から射出する点灯に相当するサブフレームとの制御を各画素ごとに行い、映像を表示している。
【０１１９】
ＲＧＢのそれぞれの枠だけが存在している場合には、ＲＧＢ各色の階調を量子化して各サブフレームに振り分ける。Ｗなどの色が入っている場合には、たとえば、Ｗが入っている図２０の（ｃ）の場合であれば、ＲＧＢの共通に発光させることのできる階調は、ＲＧＢの最も小さい値の階調である。この階調をＷの階調として量子化した情報を、Ｗの枠内の各サブフレームに割り当て、ＲＧＢそれぞれの階調と、Ｗへ割り振った階調との差を量子化して、各色のサブフレームに割り振ってもよい。もちろん、人が視認した際の画像の擬似的な変化を少なくするために、ＷとＲＧＢのバランスを変化させてもよい。その一例を、図２１を用いて簡単に説明を行う。
【０１２０】
図２１は、単板式のＤＭＤなどの素子を用いて可視光通信信号を送信する際に適応的に信号送信モードを切り替える方法を示す概略図である。通常のＤＭＤやＭＥＭＳを用いた表示装置は、前述したように１フレームを単純に色毎に時分割するのではなく、さらにそれを何分割かした上で同じ色が連続しないように１フレーム内に配し、白色など原色以外の色も用いている。これにより、視認者の視線の動きなどによる擬似的な模様の発生などを防止することができる。しかし、このような対策を行うことにより、さらに、各階調表示サイクルＡの期間が短くなり、送信できる可視光通信信号の長さが限られてしまう。つまり、可視光通信を行う場合には、画質と可視光通信の送信信号量とがトレードオフの関係になる。このような場合には、可視光通信信号を送信するためのフラグに相当する信号領域を表示装置への入力などで確保し、このフラグを立てた期間のみ単純な色分解の時分割だけで一定以上の信号期間を確保し、通信できる信号量も確保することが可能となる。このような方法は、３板式においても同様の対応をとることもできるが、視線の動きに伴う画質劣化は単板式のほうがより顕著に現れるため、この方法は、単板式により効果があると考えられる。
【０１２１】
これらのように階調表現を行う単板式のＤＭＤなどを用いた表示装置において、可視光通信を適応する方法について説明する。ここでは、それぞれの階調表示サイクルＡでは、同じ処理が行われるため、同様の考え方で可視光通信信号を送信することが可能となる。しかし、ひとつのテレビフレームをさらに色分割し、その中をさらに階調表示サイクルＡのように分割して表示すると、各区間では非常に時間が短くなり、連続して可視光通信信号を送信できる時間が短くなる。したがって、図１１から図１９で説明した方法も適応可能なものと不可能なもの、適応が困難になるものが存在するので、それらについて、簡単に説明する。
【０１２２】
図１１と図１２で説明した内容については、ここでは適応が不可能であるため、説明しない。
【０１２３】
図１３および図１４を用いて説明した方法を適応する場合には、ＰＤＰやＥＬなどのＲＧＢのセルが分割されている形態はありえない。ＤＭＤやＭＥＭＳを用いる場合においては、ほかの素子との同期を全く考える必要がないため、単純に適応することが可能で、一定の画素範囲に亘り同じ信号を出すことにより、より確実な信号送信を実現することが可能となる。この際に、適応する範囲は単色のみで、画像に与える影響も３板式の場合と比べて少ない。
【０１２４】
図１５及び図１６を用いて説明した方法を適応する場合には、これも、ほかの色成分との同期を考慮する必要が全くない。したがって、サブフレームの順序を適応的に変化させて、発光するサブフレームをかためて発光させ、その合計期間と信号長の比較によって送信の可否を決定してもよい。また、たとえば、連続する色の期間の発光する各サブフレームについては、前の期間では、発光するサブフレームを後ろ側に寄せてかため、後ろの期間では、発光するサブフレームを前側に寄せてかためる。このように、複数の期間のそれぞれのサブフレームも連続するように制御することで、比較的長い信号長にも適応が可能となる。
【０１２５】
図１７乃至図１９を用いて説明した方法を適応する場合には、単板式の方法と３板式の方法に、階調表示サイクルＡを基準とすると、なんらの違いがないため、説明は割愛するが、全く同様に適応が可能である。
【０１２６】
以上のように、単板式の場合においても、可視光通信信号を送信する方法及びその装置について適応可能な形態を説明した。
【０１２７】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３について説明する。
【０１２８】
（発光部の輝度の観測）
１枚の画像を撮像するとき、全ての撮像素子を同一のタイミングで露光させるのではなく、撮像素子ごとに異なる時刻に露光を開始・終了する撮像方法を提案する。図２２は、１列に並んだ撮像素子は同時に露光させ、列が近い順に露光開始時刻をずらして撮像する場合の例である。ここでは、同時に露光する撮像素子の露光ラインと呼び、その撮像素子に対応する画像上の画素のラインを輝線と呼ぶ。
【０１２９】
この撮像方法を用いて、点滅している光源を撮像素子の全面に写して撮像した場合、図２３のように、撮像画像上に露光ラインに沿った輝線（画素値の明暗の線）が生じる。この輝線のパターンを認識することで、撮像フレームレートを上回る速度の光源輝度変化を推定することができる。これにより、信号を光源輝度の変化として送信することで、撮像フレームレート以上の速度での通信を行うことができる。光源が２種類の輝度値をとることで信号を表現する場合、低い方の輝度値をロー（ＬＯ），高い方の輝度値をハイ（ＨＩ）と呼ぶ。ローは光源が光っていない状態でも良いし、ハイよりも弱く光っていても良い。
【０１３０】
この方法によって、撮像フレームレートを超える速度で情報の伝送を行う。
【０１３１】
一枚の撮像画像中に、露光時間が重ならない露光ラインが２０ラインあり、撮像のフレームレートが３０ｆｐｓのときは、１ミリ秒周期の輝度変化を認識できる。露光時間が重ならない露光ラインが１０００ラインある場合は、３万分の１秒（約３３マイクロ秒）周期の輝度変化を認識できる。なお、露光時間は例えば１０ミリ秒よりも短く設定される。
【０１３２】
図２３は、一つの露光ラインの露光が完了してから次の露光ラインの露光が開始される場合を示している。
【０１３３】
この場合、１秒あたりのフレーム数（フレームレート）がｆ、１画像を構成する露光ライン数がｌのとき、各露光ラインが一定以上の光を受光しているかどうかで情報を伝送すると、最大でｆｌビット毎秒の速度で情報を伝送することができる。
【０１３４】
なお、ラインごとではなく、画素ごとに時間差で露光を行う場合は、さらに高速で通信が可能である。
【０１３５】
このとき、露光ラインあたりの画素数がｍ画素であり、各画素が一定以上の光を受光しているかどうかで情報を伝送する場合には、伝送速度は最大でｆｌｍビット毎秒となる。
【０１３６】
図２４のように、発光部の発光による各露光ラインの露光状態を複数のレベルで認識可能であれば、発光部の発光時間を各露光ラインの露光時間より短い単位の時間で制御することで、より多くの情報を伝送することができる。
【０１３７】
露光状態をＥｌｖ段階で認識可能である場合には、最大でｆｌＥｌｖビット毎秒の速度で情報を伝送することができる。
【０１３８】
また、各露光ラインの露光のタイミングと少しずつずらしたタイミングで発光部を発光させることで、発信の基本周期を認識することができる。
【０１３９】
図２５Ａは、一つの露光ラインの露光が完了する前に次の露光ラインの露光が開始される場合を示している。即ち、隣接する露光ラインの露光時間が、部分的に時間的な重なりを持つ構成となっている。このような構成により、（１）一つの露光ラインの露光時間の終了を待って次の露光ラインの露光を開始する場合に比べ、所定の時間内におけるサンプル数を多くすることができる。所定時間内におけるサンプル数が多くなることにより、被写体である光送信機が発生する光信号をより適切に検出することが可能となる。即ち、光信号を検出する際のエラー率を低減することが可能となる。更に、（２）一つの露光ラインの露光時間の終了を待って次の露光ラインの露光を開始する場合に比べ、各露光ラインの露光時間を長くすることができるため、被写体が暗い場合であっても、より明るい画像を取得することが可能となる。即ち、Ｓ／Ｎ比を向上させることが可能となる。なお、全ての露光ラインにおいて、隣接する露光ラインの露光時間が、部分的に時間的な重なりを持つ構成となる必要はなく、一部の露光ラインについて部分的に時間的な重なりを持たない構成とすることも可能である。一部の露光ラインについて部分的に時間的な重なりを持たないように構成するにより、撮像画面上における露光時間の重なりによる中間色の発生を抑制でき、より適切に輝線を検出することが可能となる。
【０１４０】
この場合は、各露光ラインの明るさから露光時間を算出し、発光部の発光の状態を認識する。
【０１４１】
なお、各露光ラインの明るさを、輝度が閾値以上であるかどうかの２値で判別する場合には、発光していない状態を認識するために、発光部は発光していない状態を各ラインの露光時間以上の時間継続しなければならない。
【０１４２】
図２５Ｂは、各露光ラインの露光開始時刻が等しい場合に、露光時間の違いによる影響を示している。７５００ａは前の露光ラインの露光終了時刻と次の露光ラインの露光開始時刻とが等しい場合であり、７５００ｂはそれより露光時間を長くとった場合である。７５００ｂのように、隣接する露光ラインの露光時間が、部分的に時間的な重なりを持つ構成とすることにより、露光時間を長くとることが可能となる。即ち、撮像素子に入射する光が増大し、明るい画像を得ることができる。また、同一の明るさの画像を撮像するための撮像感度を低く抑えられることで、ノイズの少ない画像が得られるため、通信エラーが抑制される。
【０１４３】
図２５Ｃは、露光時間が等しい場合に、各露光ラインの露光開始時刻の違いによる影響を示している。７５０１ａは前の露光ラインの露光終了時刻と次の露光ラインの露光開始時刻とが等しい場合であり、７５０１ｂは前の露光ラインの露光終了より早く次の露光ラインの露光を開始する場合である。７５０１ｂのように、隣接する露光ラインの露光時間が、部分的に時間的な重なりを持つ構成とすることにより、時間あたりに露光できるラインを増やすことが可能となる。これにより、より解像度が高くなり、多くの情報量が得られる。サンプル間隔（＝露光開始時刻の差）が密になることで、より正確に光源輝度の変化を推定することができ、エラー率が低減でき、更に、より短い時間における光源輝度の変化を認識することができる。露光時間に重なりを持たせることで、隣接する露光ラインの露光量の差を利用して、露光時間よりも短い光源の点滅を認識することができる。
【０１４４】
図２５Ｂ、図２５Ｃで説明したように、隣接する露光ラインの露光時間が、部分的に時間的な重なりをもつように、各露光ラインを順次露光する構成において、露光時間を通常撮影モードよりも短く設定することにより発生する輝線パターンを信号伝送に用いることにより通信速度を飛躍的に向上させることが可能になる。ここで、可視光通信時における露光時間を１／４８０秒以下に設定することにより適切な輝線パターンを発生させることが可能となる。ここで、露光時間は、フレーム周波数＝ｆとすると、露光時間＜１／８×ｆと設定する必要がある。撮影の際に発生するブランキングは、最大で１フレームの半分の大きさになる。即ち、ブランキング時間は、撮影時間の半分以下であるため、実際の撮影時間は、最も短い時間で１／２ｆとなる。更に、１／２ｆの時間内において、４値の情報を受ける必要があるため、少なくとも露光時間は、１／（２ｆ×４）よりも短くする必要が生じる。通常フレームレートは、６０フレーム／秒以下であることから、１／４８０秒以下の露光時間に設定することにより、適切な輝線パターンを画像データに発生させ、高速の信号伝送を行うことが可能となる。
【０１４５】
図２５Ｄは、各露光ラインの露光時間が重なっていない場合、露光時間が短い場合の利点を示している。露光時間が長い場合は、光源は７５０２ａのように２値の輝度変化をしていたとしても、撮像画像では７５０２ｅのように中間色の部分ができ、光源の輝度変化を認識することが難しくなる傾向がある。しかし、７５０２ｄのように、一つの露光ラインの露光終了後、次の露光ラインの露光開始まで所定の露光しない空き時間（所定の待ち時間）ｔＤ２を設ける構成とすることにより、光源の輝度変化を認識しやすくすることが可能となる。即ち、７５０２ｆのような、より適切な輝線パターンを検出することが可能となる。７５０２ｄのように、所定の露光しない空き時間を設ける構成は、露光時間ｔＥを各露光ラインの露光開始時刻の時間差ｔＤよりも小さくすることにより実現することが可能となる。通常撮影モードが、隣接する露光ラインの露光時間が、部分的に時間的な重なりを持つ構成である場合において、露光時間を通常撮影モード時よりも、所定の露光しない空き時間が生じるまで短く設定することにより、実現することができる。また、通常撮影モードが、前の露光ラインの露光終了時刻と次の露光ラインの露光開始時刻とが等しい場合であっても、所定の露光しない時間が生じるまで露光時間を短く設定することにより、実現することができる。また、７５０２ｇのように、各露光ラインの露光開始時刻の間隔ｔＤを大きくすることによっても、一つの露光ラインの露光終了後、次の露光ラインの露光開始まで所定の露光しない空き時間（所定の待ち時間）ｔＤ２を設ける構成をとることができる。この構成では、露光時間を長くすることができるため、明るい画像を撮像することができ、ノイズが少なくなることからエラー耐性が高い。一方で、この構成では、一定時間内に露光できる露光ラインが少なくなるため、７５０２ｈのように、サンプル数が少なくなるという欠点があるため、状況によって使い分けることが望ましい。例えば、撮像対象が明るい場合には前者の構成を用い、暗い場合には後者の構成を用いることで、光源輝度変化の推定誤差を低減することができる。
【０１４６】
なお、全ての露光ラインにおいて、隣接する露光ラインの露光時間が、部分的に時間的な重なりを持つ構成となる必要はなく、一部の露光ラインについて部分的に時間的な重なりを持たない構成とすることも可能である。また、全ての露光ラインにおいて、一つの露光ラインの露光終了後、次の露光ラインの露光開始まで所定の露光しない空き時間（所定の待ち時間）を設ける構成となる必要はなく、一部の露光ラインについて部分的に時間的な重なりを持つ構成とすることも可能である。このような構成とすることにより、それぞれの構成における利点を生かすことが可能となる。
【０１４７】
図２５Ｅは、光源輝度の最小変化時間ｔＳと、露光時間ｔＥと、各露光ラインの露光開始時刻の時間差ｔＤと、撮像画像との関係を示している。ｔＥ＋ｔＤ＜ｔＳとした場合は、必ず一つ以上の露光ラインが露光の開始から終了まで光源が変化しない状態で撮像するため、７５０３ｄのように輝度がはっきりとした画像が得られ、光源の輝度変化を認識しやすい。２ｔＥ＞ｔＳとした場合は、光源の輝度変化とは異なるパターンの輝線が得られる場合があり、撮像画像から光源の輝度変化を認識することが難しくなる。
【０１４８】
図２５Ｆは、光源輝度の遷移時間ｔＴと、各露光ラインの露光開始時刻の時間差ｔＤとの関係を示している。ｔＴに比べてｔＤが大きいほど、中間色になる露光ラインが少なくなり、光源輝度の推定が容易になる。ｔＤ＞ｔＴのとき中間色の露光ラインは連続で２ライン以下になり、望ましい。ｔＴは、光源がＬＥＤの場合は１マイクロ秒以下、光源が有機ＥＬの場合は５マイクロ秒程度となるため、ｔＤを５マイクロ秒以上とすることで、光源輝度の推定を容易にすることができる。
【０１４９】
図２５Ｇは、光源輝度の高周波ノイズｔＨＴと、露光時間ｔＥとの関係を示している。ｔＨＴに比べてｔＥが大きいほど、撮像画像は高周波ノイズの影響が少なくなり、光源輝度の推定が容易になる。ｔＥがｔＨＴの整数倍のときは高周波ノイズの影響がなくなり、光源輝度の推定が最も容易になる。光源輝度の推定には、ｔＥ＞ｔＨＴであることが望ましい。高周波ノイズの主な原因はスイッチング電源回路に由来し、多くの電灯用のスイッチング電源ではｔＨＴは２０マイクロ秒以下であるため、ｔＥを２０マイクロ秒以上とすることで、光源輝度の推定を容易に行うことができる。
【０１５０】
図２５Ｈは、ｔＨＴが２０マイクロ秒の場合の、露光時間ｔＥと高周波ノイズの大きさとの関係を表すグラフである。ｔＨＴは光源によってばらつきがあることを考慮すると、グラフより、ｔＥは、ノイズ量が極大をとるときの値と等しくなる値である、１５マイクロ秒以上、または、３５マイクロ秒以上、または、５４マイクロ秒以上、または、７４マイクロ秒以上として定めると効率が良いことが確認できる。高周波ノイズ低減の観点からはｔＥは大きいほうが望ましいが、前述のとおり、ｔＥが小さいほど中間色部分が発生しづらくなるという点で光源輝度の推定が容易になるという性質もある。そのため、光源輝度の変化の周期が１５〜３５マイクロ秒のときはｔＥは１５マイクロ秒以上、光源輝度の変化の周期が３５〜５４マイクロ秒のときはｔＥは３５マイクロ秒以上、光源輝度の変化の周期が５４〜７４マイクロ秒のときはｔＥは５４マイクロ秒以上、光源輝度の変化の周期が７４マイクロ秒以上のときはｔＥは７４マイクロ秒以上として設定すると良い。
【０１５１】
図２５Ｉは、露光時間ｔＥと認識成功率との関係を示す。露光時間ｔＥは光源の輝度が一定である時間に対して相対的な意味を持つため、光源輝度が変化する周期ｔＳを露光時間ｔＥで割った値（相対露光時間）を横軸としている。グラフより、認識成功率をほぼ１００％としたい場合は、相対露光時間を１．２以下にすれば良いことがわかる。例えば、送信信号を１ｋＨｚとする場合は露光時間を約０．８３ミリ秒以下とすれば良い。同様に、認識成功率を９５％以上としたい場合は相対露光時間を１．２５以下に、認識成功率を８０％以上としたい場合は相対露光時間を１．４以下にすれば良いということがわかる。また、相対露光時間が１．５付近で認識成功率が急激に下がり、１．６でほぼ０％となるため、相対露光時間が１．５を超えないように設定すべきであることがわかる。また、認識率が７５０７ｃで０になった後、７５０７ｄや、７５０７ｅ、７５０７ｆで、再度上昇していることがわかる。そのため、露光時間を長くして明るい画像を撮像したい場合などは、相対露光時間が１．９から２．２、２．４から２．６、２．８から３．０となる露光時間を利用すれば良い。例えば、図２６の中間モードとして、これらの露光時間を使うと良い。
【０１５２】
図２７のように、撮像装置によっては、露光を行わない時間（ブランキング）が存在することがある。
【０１５３】
ブランキングが存在する場合には、その時間の発光部の輝度は観察できない。
【０１５４】
発光部が同じ信号を２回以上繰り返して送信する、または、誤り訂正符号を付加することで、ブランキングによる伝送損失を防ぐことができる。
【０１５５】
発光部は、同じ信号が常にブランキングの間に送信されることを防ぐために、画像を撮像する周期と互いに素となる周期、または、画像を撮像する周期より短い周期で信号を送信する。
【０１５６】
（実施の形態４）
図２８は、既に説明した実施の形態に記載の表示方法や、受信方法を用いたサービス提供システムを示している。
【０１５７】
まず、サーバｅｘ８００２を管理する企業Ａ  ｅｘ８０００に対して、他の企業Ｂや個人ｅｘ８００１が、携帯端末への情報の配信を依頼する。例えば、サイネージと可視光通信した携帯端末に対して、詳細な広告情報や、クーポン情報、または、地図情報などの配信を依頼する。サーバを管理する企業Ａ  ｅｘ８０００は、任意のＩＤ情報に対応させて携帯端末へ配信する情報を管理する。携帯端末ｅｘ８００３は、可視光通信により被写体ｅｘ８００４からＩＤ情報を取得し、取得したＩＤ情報をサーバｅｘ８００２へ送信する。サーバｅｘ８００２は、ＩＤ情報に対応する情報を携帯端末へ送信するとともに、ＩＤ情報に対応する情報を送信した回数をカウントする。サーバを管理する企業Ａ  ｅｘ８０００は、カウントした回数に応じた料金を、依頼した企業Ｂや個人ｅｘ８００１に対して課金する。例えば、カウント数が大きい程、課金する額を大きくする。
【０１５８】
図２９は、サービス提供のフローを示している。
【０１５９】
Ｓｔｅｐ  ｅｘ８０００において、サーバを管理する企業Ａが、他企業Ｂより情報配信の依頼を受ける。次に、Ｓｔｅｐ  ｅｘ８００１において、企業Ａが管理するサーバにおいて、配信依頼を受けた情報を、特定のＩＤ情報と関連付ける。Ｓｔｅｐ  ｅｘ８００２では、携帯端末が、可視光通信により、被写体から特定のＩＤ情報を受信し、企業Ａが管理するサーバへ送信する。可視光通信方法の詳細については、他の実施の形態において既に説明しているため省略する。サーバは、携帯端末から送信された特定のＩＤ情報に対応する情報を携帯端末に対して送信する。Ｓｔｅｐ  ｅｘ８００３では、サーバにおいて、情報配信した回数をカウントする。最後に、Ｓｔｅｐ  ｅｘ８００４において、情報配信したカウント数に応じた料金を企業Ｂに対して課金する。このように、カウント数に応じて、課金を行うことにより、情報配信の宣伝効果に応じた適切な料金を企業Ｂに課金することが可能となる。
【０１６０】
図３０は、他の例におけるサービス提供のフローを示している。図２９と重複するステップについては説明を省略する。
【０１６１】
Ｓｔｅｐ  ｅｘ８００８において、情報配信の開始から所定時間が経過したか否か判断する。所定時間内と判断されれば、Ｓｔｅｐ  ｅｘ８０１１において、企業Ｂに対しての課金は行わない。一方、所定期間が経過していると判断された場合には、Ｓｔｅｐ  ｅｘ８００９において、情報を配信した回数をカウントする。そして、Ｓｔｅｐ  ｅｘ８０１０において、情報配信したカウントに応じた料金を企業Ｂに対して課金する。このように、所定期間内は無料で情報配信を行うことから、企業Ｂは宣伝効果などを確認した上で、課金サービスを受けることができる。
【０１６２】
図３１は、他の例におけるサービス提供のフローを示している。図３０と重複するステップについては説明を省略する。
【０１６３】
Ｓｔｅｐ  ｅｘ８０１４において、情報を配信した回数をカウントする。Ｓｔｅｐ  ｅｘ８０１５において、情報配信開始から所定期間が経過していないと判断された場合には、Ｓｔｅｐ  ｅｘ８０１６において課金は行わない。一方、所定期間が経過していると判断された場合には、Ｓｔｅｐ  ｅｘ８０１７において、情報を配信した回数が所定値以上か否か判断を行う。情報を配信した回数が所定値に満たない場合には、カウント数をリセットし、再度、情報を配信した回数をカウントする。この場合、情報を配信した回数が所定値未満だった、所定期間については企業Ｂに対して課金は行わない。Ｓｔｅｐ  ｅｘ８０１７において、カウント数が所定値以上であれば、Ｓｔｅｐ  ｅｘ８０１８においてカウント数を一度リセットし、再度カウントを再開する。Ｓｔｅｐ  ｅｘ８０１９において、カウント数に応じた料金を企業Ｂに対して課金する。このように、無料で配信を行った期間内におけるカウント数が少なかった場合に、再度、無料配信の期間を設けることで、企業Ｂは適切なタイミングで課金サービスを受けることができる。また、企業Ａもカウント数が少なかった場合に、情報内容を分析し、例えば、季節と対応しない情報になっているような場合に、情報内容を変更するように企業Ｂに対し提案することが可能となる。なお、再度、無料の情報配信期間を設ける場合には、初回の所定の期間よりも短い期間としてもよい。初回の所定の期間よりも短くすることにより、企業Ａに対する負担を小さくすることができる。また、一定期間を空けて、無料の配信期間を再度設ける構成としてもよい。例えば、季節の影響を受ける情報であれば、季節が変わるまで一定期間を空けて、再度、無料の配信期間を設けることができる。
【０１６４】
なお、情報の配信回数によらず、データ量に応じて、課金料金を変更するとしてもよい。一定のデータ量の配信は無料として、所定のデータ量以上は、課金する構成としてもよい。また、データ量が大きくなるにつれて、課金料金も大きくしてもよい。また、情報を特定のＩＤ情報に対応付けて管理する際に、管理料を課金してもよい。管理料として課金することにより、情報配信を依頼した時点で、料金を決定することが可能となる。
【０１６５】
以上のように、図面および詳細な説明によって、出願人がベストモードと考える実施の形態と他の実施の形態とを提供した。これらは、特定の実施の形態を参照することにより、当業者に対して、請求の範囲に記載の主題を例証するために提供されるものである。したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、それ以外の構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されているからといって、直ちにそれらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定を受けるべきではない。また、請求の範囲またはその均等の範囲において、上述の実施の形態に対して、種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【０１６６】
以上、一つまたは複数の態様に係る表示方法について、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。本発明の趣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、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０１６７】
図３２Ａは、本発明の一態様に係る表示方法のフローチャートである。
【０１６８】
本発明の一態様に係る表示方法は、映像信号に含まれる画像をフレームごとに表示する際に、フレーム内において発光が行われる発光期間を制御することによって画像の輝度の階調を表現する表示方法であって、ステップＳＬ２１およびＳＬ２２を含む。
【０１６９】
つまり、この表示方法は、前記映像信号に含まれる画像を表示するために発光が行われる少なくとも１つの発光期間のうち、可視光通信信号を構成する信号単位の送信に要する時間以上発光が行われる発光期間を、特定発光期間して特定する発光期間特定ステップＳＬ２１と、前記特定発光期間において、輝度変化することによって前記可視光通信信号の信号単位を送信する送信ステップＳＬ２２とを含む。
【０１７０】
図３２Ｂは、本発明の一態様に係る表示装置のブロック図である。
【０１７１】
本発明の一態様に係る表示装置Ｌ２０は、映像信号に含まれる画像をフレームごとに表示する際に、フレーム内において発光が行われる発光期間を制御することによって画像の輝度の階調を表現する表示装置であって、構成要素Ｌ２１およびＬ２２を備える。
【０１７２】
つまり、この表示装置Ｌ２０は、前記映像信号に含まれる画像を表示するために発光が行われる少なくとも１つの発光期間のうち、可視光通信信号を構成する信号単位の送信に要する時間以上発光が行われる発光期間を、特定発光期間して特定する発光期間特定部Ｌ２１と、前記特定発光期間において、輝度変化することによって前記可視光通信信号の信号単位を送信する送信部Ｌ２２とを備える。なお、発光期間特定部Ｌ２１は、例えば図１０に示す光源制御部４１８０によって実現され、送信部Ｌ２２は、例えば図１０に示す光源制御部４１８０および光源４１９０によって実現される。
【０１７３】
このような図３２Ａおよび図３２Ｂによって示される表示方法および表示装置Ｌ２０では、例えば幾つかのサブフレームである発光期間のうち、可視光通信信号の信号単位（例えばブロック）の送信に要する時間（期間）以上の特定発光期間が特定され、この特定発光期間に表示される画像にその信号単位が重畳される。したがって、そのブロックを分けることなく、そのブロックに含まれる信号を連続して送信することができ、通信ミスの確率を低減することができる。さらに、信号単位を送信するために特定発光期間において輝度変化が行われても、フレーム内における画像を表示するために必要な発光期間が変化してしまうことを抑えることができ、大幅な画質の劣化を防ぐことができる。
【０１７４】
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。例えばプログラムは、図３２Ａのフローチャートによって示される表示方法をコンピュータに実行させる。
【産業上の利用可能性】
【０１７５】
本開示にかかる表示方法、表示装置、受光機および通信方法は、画像以外の情報を安全にしかも能動的に取得できるため、家庭でのテレビ或いはＰＣ、タブレットなどの機器は勿論のこと、外出先でのサイネージや、情報端末、情報表示機器においてもその能動性ゆえに安全に必要な情報を必要なだけ得られるという意味で、あらゆる場面での画像付帯情報の転送、情報発信などのさまざまな用途に適用可能である。
【符号の説明】
【０１７６】
１００  表示装置
１１０  表示面
１２０  映像信号入力部
１３０  映像処理部
１４０  表示制御部
１５０  表示パネル
１６０  可視光通信信号入力部
１７０  可視光通信信号処理部
１８０  バックライト制御部
１９０  バックライト
２００  スマートフォン
４１００  表示装置
４１２０  映像信号入力部
４１３０  映像処理部
４１４０  表示制御部
４１５０  表示部
４１６０  可視光通信信号入力部
４１７０  可視光通信信号処理部
４１８０  光源制御部
４１９０  光源
Ｌ２０  表示装置
Ｌ２１  発光期間特定部
Ｌ２２  送信部
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
2014103333.tif 000029
【図２５Ｃ】
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【図２５Ｄ】
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【図２５Ｅ】
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【図２５Ｆ】
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【図２５Ｇ】
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【図２５Ｈ】
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【図２５Ｉ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【国際調査報告】
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