(57)【要約】【課題】任意の光信号送信装置から自由に情報を取得することを可能とする光信号受信装置及び光信号受信方法を提供する。【解決手段】可視光線を通過させるとともに、光信号送信装置からの信号光の通過を阻止するフィルター手段であって、光信号送信装置からの信号光が当該フィルター手段に対して特定方向から入射した場合に当該信号光を通過させるフィルター手段と、フィルター手段を通過した信号光を受光するように配置され、当該受光された信号光に応じた信号を出力する受光手段と、を備え、光信号送信装置からの映像が特定方向からフィルター手段を介してとらえられるように少なくとも当該フィルター手段を配置する。【選択図】図１
2008141526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号送信装置から出射された信号光を受信する光信号受信装置であって、
可視光線を通過させるとともに、前記光信号送信装置からの信号光の通過を阻止するフィルター手段であって、前記光信号送信装置からの信号光が当該フィルター手段に対して特定方向から入射した場合に当該信号光を通過させるフィルター手段と、
前記フィルター手段を通過した信号光を受光するように配置され、当該受光された信号光に応じた信号を出力する受光手段と、を備え、
前記光信号送信装置からの映像が前記特定方向から前記フィルター手段を介してとらえられるように少なくとも当該フィルター手段を配置したことを特徴とする光信号受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光信号受信装置において、
前記光信号送信装置からの映像が前記特定方向から前記フィルター手段を介して人の目によりとらえられるように当該フィルター手段を配置したことを特徴とする光信号受信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光信号受信装置において、
前記受光手段は、前記人の目により反射された信号光を受光することを特徴とする光信号受信装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光信号受信装置において、
撮像手段を更に備え、
前記光信号送信装置からの映像が前記特定方向から前記フィルター手段を介して前記撮像手段により撮像されるように当該フィルター手段を配置したことを特徴とする光信号受信装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光信号受信装置において、
前記受光手段は、前記撮像手段により反射された信号光を受光することを特徴とする光信号受信装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の光信号受信装置において、
前記フィルター手段には、前記特定方向から入射した前記光信号送信装置からの信号光を通過させる穴が設けられていることを特徴とする光信号受信装置。
【請求項７】
光信号送信装置から出射された信号光を受信する光信号受信方法であって、
受光された信号光に応じた信号を出力する受光手段を、可視光線を通過させるとともに前記光信号送信装置からの信号光の通過を阻止するフィルター手段であって前記光信号送信装置からの信号光が当該フィルター手段に対して特定方向から入射した場合に当該信号光を通過させるフィルター手段を通過した信号光を受光するように配置し、
前記光信号送信装置からの映像が前記特定方向から前記フィルター手段を介してとらえられるように少なくとも当該フィルター手段を配置したことを特徴とする光信号受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号送信装置から出射された信号光を受信する光信号受信装置及び光信号受信方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、計算機を利用して情報を交換する際において、無線通信が重要な位置を占めるようになってきている。現在、規格化されている無線通信技術としては、例えば、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）、無線ＬＡＮ（IEEE802.11等）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（IEEE802.15.1）等が存在している。また、ＲＦＩＤ（Radio frequency identification）等も無線通信の例に挙げられる。
【０００３】
現在の無線通信システムとしては、情報交換そのものに着目したシステムと、相手を特定して情報交換を行うことに着目したシステムが存在する。
【０００４】
情報交換そのものに着目したシステムとしては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、無線ＬＡＮ等を利用したシステムが挙げられる。こうしたシステムにおいては、無線の発信局をユーザが意識しなくとも情報交換を行うことが可能であり、また、大量の情報を転送することが可能である。
【０００５】
これに対して、相手を特定して情報交換を行うことに着目したシステムとしては、ＩｒＤＡ、ＲＦＩＤ等を利用したシステムが挙げられる。こうしたシステムにおいては、それほど大量のデータを転送することができないが、特定の相手を選択して通信を行うことができる。この通信相手の特定方法としては、主として接近が利用される。例えば、ＩｒＤＡでは、２つの機器を接近することで通信相手を特定する。また、ＲＦＩＤは接触に近い状態で情報のやりとりを行っている。このように、通信相手を特定することができるので、実世界上に存在する「もの」に対して、情報を添付することが可能となる。
【０００６】
ところで、今後、あらゆる場所に計算機が設置され、計算機間での交換される情報のデータ量が大きくなってくると、ある程度離れた特定の相手と、ある程度大量の情報を瞬時に交換する必要が生じてくるものと想定される。ところが、ＩｒＤＡ、ＲＦＩＤ等といった接近して通信相手を特定する方法では、限定された範囲でしか情報を交換することができない。
【０００７】
これに対し、空間を媒体とした光通信システムを構築して通信相手を特定することができれば、ある程度離れた特定の相手と、ある程度大量の情報を瞬時に交換することができるものと考えられる。
【０００８】
空間を媒体とした光通信の方法としては、例えば、環境側装置が信号光を照射する照射範囲内にユーザ端末が入った際にこの信号光をユーザ端末が受信し、当該信号光に付加されたデジタル信号を抽出してメモリを書き換える方法が提案されている（例えば、特許文献１）。この方法によれば、環境側装置からの信号光の伝達範囲を照射範囲として設定し、その伝達範囲に、受信側であるユーザ端末が入ることで通信相手（情報を入手する環境側装置）を選択することができる。
【０００９】
また、光源からの光信号を反射する複数のミラーをマトリクス状に配するとともに夫々のミラーを互いに独立に制御する可動ミラーアレイにおいて、夫々異なる相手装置の方向に信号光を反射する複数のミラーグループを形成し、このミラーグループの数を変更可能にする方法が提案されている（特許文献）。この発明によれば、一対多の光空間通信において、相手装置の数が変更されても、柔軟に対応することができるとされている。
【特許文献１】特開２００４−３６３８２７号公報
【特許文献２】特開２００３−２７３８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、受信側から見える範囲に環境側装置があったとしても、その環境側装置から情報を入手するためには、受信側が環境側装置に近づかなければならないし、また、複数の環境側装置が接近して配置されることにより互いの信号光の伝搬範囲が重なると、受信側が複数の光信号を受信して混信する虞がある。
【００１１】
また、特許文献２に記載の発明では、送信装置が受信側を指定することも可能と考えられるが、受信側が送信装置を選択することはできない。また、特許文献２に記載の発明では、相手装置の方向を入力する入力装置と、複数のミラーの方向を夫々独立して制御する制御回路とが必須となり、装置構成が複雑となる。
【００１２】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、任意の光信号送信装置から自由に情報を取得することを可能とする光信号受信装置及び光信号受信方法を提供することを目的とする。
【００１３】
また、光信号送信装置からの映像が人の目や撮像手段等によりとらえられている場合に、当該光信号送信装置から情報を取得するか否かを簡易な構成及び方法で選択することを可能とする光信号受信装置及び光信号受信方法を提供することを目的とする。
【００１４】
また、複数の光信号送信装置からの映像が同時に人の目や撮像手段等によりとらえられた場合でも、そのうちの任意の光信号送信装置からの情報のみを簡易な構成及び方法で取得することを可能とする光信号受信装置及び光信号受信方法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】
【００１５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、光信号送信装置から出射された信号光を受信する光信号受信装置であって、可視光線を通過させるとともに、前記光信号送信装置からの信号光の通過を阻止するフィルター手段であって、前記光信号送信装置からの信号光が当該フィルター手段に対して特定方向から入射した場合に当該信号光を通過させるフィルター手段と、前記フィルター手段を通過した信号光を受光するように配置され、当該受光された信号光に応じた信号を出力する受光手段と、を備え、前記光信号送信装置からの映像が前記特定方向から前記フィルター手段を介してとらえられるように少なくとも当該フィルター手段を配置したことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、フィルター手段は、可視光線を通過させるとともに、光信号送信装置からの信号光の通過を阻止するが、光信号送信装置からの信号光が当該フィルター手段に対して特定方向から入射した場合に当該信号光を通過させる。また、受光手段は、フィルター手段を通過した信号光を受光するように配置される。そして、光信号送信装置からの映像が前記特定方向からフィルター手段を介してとらえられるようにフィルター手段を配置する。光信号送信装置からの映像としては、例えば、光信号送信装置自身の映像であっても良いし、光信号送信装置が設けられたオブジェクトの映像であっても良いし、あるいは、光信号送信装置により光（可視光線）を出射させた場合におけるこの光の映像であっても良い。そうすると、フィルター手段を介して光信号送信装置からの映像が、例えば、人の目によりとらえられたり、撮像手段によりとらえられたとしても、フィルター手段に対して特定方向に位置していない光信号送信装置からの信号光はフィルター手段により通過が阻止されて、受光手段により受光されない。一方、光信号送信装置からの映像がフィルター手段を介して特定方向からとらえられるときには、光信号送信装置はフィルター手段に対して特定方向に位置しているので、当該光信号送信装置からの信号光はフィルター手段を通過して受光手段により受光され、当該受光された信号光に応じた信号が出力される。
【００１７】
従って、光信号送信装置からの映像がとらえられている場合に、特定方向から映像がとらえられている光信号送信装置のみからの信号光を受信することができる。
【００１８】
これにより、例えば、光信号送信装置からの映像がとらえられている場合において、フィルター手段を光信号送信装置に向けるか、または、向けないかによって、受信側が受信すると選択したときにのみ当該光信号送信装置からの信号光を受信することができる。また、例えば、複数の光信号送信装置からの映像がとらえられている場合において、受信したい光信号送信装置からの映像をとらえながら当該光信号送信装置に対して最低限フィルター手段を向けることで、受信側が選択した光信号送信装置のみからの信号光を受信することができる。このように、フィルター手段を介した映像を利用することで、通信相手を簡単に選択することでき、任意の光信号送信装置から自由に情報を取得することができる。
【００１９】
また、フィルター手段及び受光手段の構成を簡易にすることが可能であり、これにより、安価に光信号受信装置を構成することができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光信号受信装置において、前記光信号送信装置からの映像が前記特定方向から前記フィルター手段を介して人の目によりとらえられるように当該フィルター手段を配置したことを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、光信号送信装置からの映像が特定方向からフィルター手段を介して人の目によりとらえられたときに、当該光信号送信装置からの信号光を受信することができるので、人の目または顔を光信号送信装置に向けることで信号光を受信する光信号送信装置を視覚により直接選択することができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光信号受信装置において、前記受光手段は、前記人の目により反射された信号光を受光することを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、人の目に映る光信号送信装置の方向から入射した信号光が人の目で反射して、当該反射した信号光を受光手段が受光することができるので、選択した光信号送信装置からの信号光を確実に受信することができる。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の光信号受信装置において、撮像手段を更に備え、前記光信号送信装置からの映像が前記特定方向から前記フィルター手段を介して前記撮像手段により撮像されるように当該フィルター手段を配置したことを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、光信号送信装置からの映像が特定方向からフィルター手段を介して撮像手段により撮像されたときに、当該光信号送信装置からの信号光を受信することができるので、撮像手段で撮像された映像を利用して信号光を受信する光信号送信装置を選択することができる。
【００２６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光信号受信装置において、前記受光手段は、前記撮像手段により反射された信号光を受光することを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、撮像手段により撮像される光信号送信装置の方向から入射した信号光が、例えば、撮像手段のレンズ等で反射して、当該反射した信号光を受光手段が受光することができるので、選択した光信号送信装置からの信号光を確実に受信することができる。
【００２８】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の光信号受信装置において、前記フィルター手段には、前記特定の方向から入射した前記光信号送信装置からの信号光を通過させる穴が設けられていることを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、フィルター手段を単純な構造とすることができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明は、光信号送信装置から出射された信号光を受信する光信号受信方法であって、受光された信号光に応じた信号を出力する受光手段を、可視光線を通過させるとともに前記光信号送信装置からの信号光の通過を阻止するフィルター手段であって前記光信号送信装置からの信号光が当該フィルター手段に対して特定の方向から入射した場合に当該信号光を通過させるフィルター手段を通過した信号光を受光するように配置し、前記光信号送信装置からの映像が前記特定方向から前記フィルター手段を介してとらえられるように少なくとも当該フィルター手段を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、光信号送信装置からの映像がとらえられている場合に、特定方向から映像がとらえられている光信号送信装置のみからの信号光を受信することができる。
【００３２】
これにより、例えば、光信号送信装置からの映像がとらえられている場合において、フィルター手段を光信号送信装置に向けるか、または、向けないかによって、受信側が受信すると選択したときにのみ当該光信号送信装置からの信号光を受信することができる。また、例えば、複数の光信号送信装置からの映像がとらえられている場合において、受信したい光信号送信装置からの映像をとらえながら当該光信号送信装置に対して最低限フィルター手段を向けることで、受信側が選択した光信号送信装置のみからの信号光を受信することができる。このように、フィルター手段を介した映像を利用することで、通信相手を簡単に選択することでき、任意の光信号送信装置から自由に情報を取得することができる。
【００３３】
また、フィルター手段及び受光手段の構成を簡易にすることが可能であり、これにより、安価に光信号受信装置を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態について詳細に説明する。
【００３５】
［１．第１実施形態］
はじめに、光空間通信システムに本発明を適用した場合の実施形態について説明する。
【００３６】
［１―１．光空間通信システムの基本構成］
先ず、本実施形態に係る光空間通信システムＳの基本構成について、図１を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る光空間通信システムＳの基本構成の概要の一例を示す図である。
【００３７】
図１に示すように、光空間通信システムＳは、送信側として、光信号送信装置の一例としての送信機１を備え、受信側として、光信号受信装置の一例としての受信機２と、撮像手段の一例としての受像機３と、コンピュータ４と、を備えている。なお、本発明に係る光通信において用いる信号光（光信号）としての電磁波の波長は任意に選択することが可能であるが、本実施形態においては、波長８７０ｎｍの赤外線を用いることとする。
【００３８】
送信機１は、データ処理部１１と、発光部１２と、を備えている。なお、送信機１は、何らかのオブジェクトに埋め込まれていても良いし、オブジェクトとは独立して配置されていても良い。
【００３９】
データ処理部１１は、送信すべきデータ（例えば、画像データ、音声データ、テキストデータ、コンピュータプログラム等）に対して符号化処理、変調処理を施し、発光部１２の点滅パターンを生成し、当該点滅パターンに基づいて駆動信号を発光部１２に供給する。
【００４０】
発光部１２は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子により構成され、データ処理部１１から供給された駆動信号に基づいて波長８７０ｎｍの赤外線Ｌｓを出射する。赤外線Ｌｓは、あらゆる方向で受光できるよう、拡散光であることが望ましい。なお、発光部１２は、ＬＥＤ以外にも、例えば、半導体レーザ、赤外線電球等、他の発光素子を用いても良い。
【００４１】
受信機２は、フィルター手段の一例としての光学フィルター２１と、受光手段の一例としての受光器２２と、信号処理部２３と、を備えている。光学フィルター２１は、可視光線（波長約３６０〜８３０ｎｍ）を透過するとともに、波長８７０ｎｍ周辺の赤外線を吸収または反射等して、当該赤外線の透過を阻止（赤外線を除去）するフィルターである。なお、全範囲の波長の可視光線を透過するように光学フィルター２１を構成する必要はなく、送信機１の外観または送信機１が埋め込まれたオブジェクトの外観が判別可能な範囲で、透過を制限しても良い。つまり、光学フィルター２１を介して映像として送信機１の方向を特定することができれば良い。
【００４２】
また、赤外線の透過を完全に阻止するように光学フィルター２１を構成する必要はなく、後述する信号処理部２３の閾値処理により、信号をカットすることが可能な範囲であれば赤外線の透過を許容するように構成しても良い。
【００４３】
また、光学フィルター２１には、その中央部にピンホール２１１が設けられている。このピンホール２１１を通る中心軸は、光学フィルター２１のフィルター面に対して垂直をなしており、ピンホール２１１の中心軸方向、すなわち、光学フィルター２１のフィルター面に対して垂直な方向から入射する光線が、当該ピンホール２１１を通じて、光学フィルター２１を通過するようになっている。なお、図１においては、ピンホールは１つのみ設けられているが、例えば、光学フィルター２１のフィルター面に対する中心軸の角度が同一のピンホールを複数設けても良い。
【００４４】
受光器２２は、例えば、フォトダイオード等の受光部等により構成され、ピンホール２１１を通じて光学フィルター２１を通過した信号光を受光し、当該受光量に応じた検出信号（電流）を出力するようになっている。具体的に、受光器２２は、後述するレンズ部３１からの反射光を受光可能なように、その受光部分がレンズ部３１に向けられており、ピンホール２１１を通じて光学フィルター２１を通過し、レンズ部３１で反射した信号光を受光するよう配置されている。また、受光器２２は、光学フィルター２１とレンズ部３１との間に配置されているとともに、光学フィルター２１を通過した光線がレンズ部３１に入射することを妨害しないようにレンズ部３１の光軸から離れて配置されている。
【００４５】
信号処理部２３は、例えば、増幅回路、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）コンバータ、フィルター回路等により構成され、受光器２２から供給された検出信号に対して増幅処理、アナログ／デジタル変換、閾値処理、フィルタリング処理等の復号、復調処理を施し、復調されたデータ信号をコンピュータ４に供給するようになっている。
【００４６】
受像機３は、レンズ部３１と、受像部３２と、により構成されており、光学フィルター２１を介した外部の映像を撮影する（とらえる）ようになっている。
【００４７】
レンズ部３１は、例えば、レンズ等により構成されており、その光軸とピンホール２１１の中心軸とが一致するようにして配置され、光学フィルター２１を透過した可視光線を屈折させて、受像部３２上に結像させる。また、レンズ部３１は、屈折率が空気と異なることから、入射した光の一部を反射する。これにより、ピンホール２１１を通じて光学フィルター２１を通過した信号光はレンズ部３１で反射し、受光器２２により受光される。なお、レンズ部３１を、例えば、ピンホールレンズ等により構成しても良く、この場合は、ピンホールレンズに出射した光の少なくとも一部が反射するように材質を選定する必要がある。また、光の反射の態様は乱反射でも正反射でも良いが、受光器２２の位置やレンズ部３１の向きの自由度を鑑みると、乱反射する方が望ましい。
【００４８】
受像部３２は、例えば、ＣＣＤ（charge-coupled device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子により構成され、撮像素子により可視光線を受光し、当該受光量に応じた出力信号を出力する。
【００４９】
なお、図示はしていないが、受像部３２からの出力信号は、映像信号処理部により映像信号に変換され、当該映像信号は、例えば、メモリ、ディスプレイに供給され、あるいは、外部に出力されるようになっている。
【００５０】
コンピュータ４は、例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話機等であり、信号処理部２３からのデータ信号を受信して、当該信号に対応するデータを、例えば、メモリに記憶し、ディスプレイに表示し、あるいは、再生等を行うようになっている。また、データがＵＲＬ（Uniform Resource Locator）であれば、インターネット等のネットワークにアクセスして、Ｗｅｂページ等の情報を取得するように構成しても良い。
【００５１】
［１−２．光空間通信システムの動作］
次に、光空間通信システムＳの動作について説明する。
【００５２】
先ず、基本動作について説明する。
【００５３】
送信機１において、データ処理部１１により、送信すべきデータに対して符号化、変調が施され、発光部１２に駆動信号が供給される。そして、発光部１２により、駆動信号に対応して点滅パターンで赤外線Ｌｓを出射する。
【００５４】
一方、受信側において、受像部３２により、光学フィルター２１を介した外部の映像が撮影されている。また、ピンホール２１１を通事で光学フィルター２１を通過し、レンズ部３１で反射した光が受光器２２により受光される。
【００５５】
ここで、送信機１の映像が受像部３２上に映っていない場合、すなわち、送信機１からの間接光Ｖｂが受像部３２に入射されない場合には、ピンホール２１１の中心軸上に送信機１が存在しないため、発光部１２から出射された赤外線Ｌｓのピンホール２１１への入射角度と、ピンホール２１１の中心軸の角度とがずれていることにより、赤外線Ｌｓは、ピンホール２１１を通過しない。従って、受光器２２には赤外線Ｌｓｒが受光されないため、受光器２２から検出信号が出力されず、信号処理部２３からはデータ信号が出力されない。
【００５６】
また、送信機１の映像が受像部３２上に映って（送信機１からの間接光Ｖｂが受像部３２に入射されて）いても、ピンホール２１１の中心軸上に送信機１が存在しない場合には、上記と同様に、赤外線Ｌｓは、ピンホール２１１を通過せず、受光器２２には赤外線が受光されない。
【００５７】
一方、送信機１の映像が受像部３２上に映っており、且つピンホール２１１の中心軸上に送信機１が存在する場合には、赤外線Ｌｓのピンホール２１１への入射角度と、ピンホール２１１の中心軸の角度とが一致するため、赤外線Ｌｓは、ピンホール２１１を通過し、レンズ部３１で反射され、反射赤外線Ｌｓｒとして受光器２２に入射する。
【００５８】
そうすると、受光器２２は、反射赤外線Ｌｓｒを受光して、当該受光量に応じた検出信号を信号処理部２３に供給し、信号処理部２３において復号、復調処理が行われて、データ信号がコンピュータ４に供給される。そして、コンピュータ４において、送信機１から送信されたデータに対する処理が行われる。
【００５９】
このように、送信機１が受像機３の撮影範囲内であって、且つ特定の方向（ピンホール２１１の中心軸と同方向）に位置している場合に、送信機１からの信号光を受信することが可能であり、送信機１が受像機３の撮影範囲内であっても、特定の方向に位置していない場合には、送信機１からの信号光は受信されない。
【００６０】
このことについて、複数の送信機が受像部３２上に映っている場合で説明する。図２は、複数の送信機１から信号光を出射した場合における受信機２の受信動作の一例を説明する図であり、（ａ）は、その様子を横から見た図であり、（ｂ）は、光学フィルター２１を介して撮像部３２上に映る像を示す図であり、図中、Ｓｃは、光学フィルター２１を介した受像機３の撮影範囲を示している。
【００６１】
図２（ａ）に示すように、３個の送信機１−１、１−２及び１−３（何れも送信機１と同様の構成）が配置されている。また、図２（ｂ）に示すように、送信機１−１、１−２及び１−３は、受像機３の撮影範囲内に位置しており、そのうち、送信機１−２のみが、ピンホール２１１の中心軸上に位置している。
【００６２】
ここで、送信機１−１、１−２及び１−３から、夫々赤外線Ｌｓ１、Ｌｓ２及びＬｓ３を同時に出射すると、送信機１−１及び１−３から出射された赤外線Ｌｓ１及びＬｓ３のピンホール２１１に対する入射角度とピンホール２１１の中心軸の角度とがずれているため、赤外線Ｌｓ１及びＬｓ３は、光学フィルター２１を透過しない。
【００６３】
一方、送信機１−２から出射された赤外線Ｌｓ２の光学フィルター２１に対する入射角度は、ピンホール２１１の中心軸の角度と一致するため、赤外線Ｌｓ２及びＬｓ３は、ピンホール２１１を通過してレンズ部３１に達し、当該レンズ部３１で反射されて、反射赤外線Ｌｓｒ２として受光器２２により受光される。
【００６４】
このように、複数の送信機１が受像機３の撮影範囲内であっても、特定の方向に位置している送信機１からの信号光のみを受光することができる。例えば、図２において、送信機１−１からのみ信号光を受信したい場合には、受信側の受信機２と受像機３とを一体的に送信機１−１に向ければ良い。また、受像機３による送信機１−１を撮影可能な範囲内において、受信機２のみを送信機１−１に向けても良いし、受光器２２による受光が可能な範囲内において、光学フィルター２１のみを送信機１−１に向けても良い。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態によれば、光学フィルター２１は、可視光線を通過させるとともに、送信機１からの信号光の通過を阻止するが、送信機１からの信号光が当該光学フィルター２１に対して特定方向、すなわち、ピンホール２１１の中心軸の角度と同角度から入射した場合に当該信号光を通過させる。また、受光器２２は、光学フィルター２１を通過した信号光を受光するように配置される。そして、送信機１からの映像が前記特定方向から光学フィルター２１を介してとらえられるように光学フィルター２１を配置する。そうすると、光学フィルター２１を介して送信機１からの映像が、受像機３によりとらえられたとしても、光学フィルター２１に対して特定方向に位置していない送信機１からの信号光は光学フィルター２１により通過が阻止されて、受光器２２により受光されない。一方、送信機１からの映像が光学フィルター２１を介して特定方向からとらえられるときには、送信機１は光学フィルター２１に対して特定方向に位置しているので、当該送信機１からの信号光は光学フィルター２１を通過して受光器２２により受光され、当該受光された信号光に応じた信号が出力される。
【００６６】
従って、送信機１からの映像がとらえられている場合に、特定方向から映像がとらえられている送信機１のみからの信号光を受信することができる。
【００６７】
これにより、例えば、送信機１からの映像がとらえられている場合において、光学フィルター２１を送信機１に向けるか、または、向けないかによって、受信側が受信すると選択したときにのみ当該送信機１からの信号光を受信することができる。また、例えば、複数の送信機１からの映像がとらえられている場合において、受信したい送信機１に対して最低限光学フィルター２１を向けることで、受信側が選択した送信機１のみからの信号光を受信することができる。このように、光学フィルター２１を介して撮像部３により撮影された映像を利用することで、通信相手を簡単に選択することができ、任意の送信機１から自由に情報を取得することができる。
【００６８】
また、光学フィルター２１及び受光器２２の構成を簡易にすることが可能であり、これにより、安価に光信号受信装置を構成することができる。特に、光学フィルター２１はピンホール２１１を設けた構造とすることができる。
【００６９】
また、受像機３により撮影される送信機１の方向から入射した信号光が、レンズ部３１で反射して、当該反射した信号光を受光器２２が受光することで、レンズ部３１の光軸の角度（レンズ部３１から見える送信機１の方向）と、受光器２２が反射赤外線Ｌｓｒとして受光する赤外線Ｌｓの入射角度とを一致させることができるので、受像機３により撮影された映像上において選択された送信機１からの信号光を確実に受信することができる。
【００７０】
また、受光器２２により受光される信号光は一つ送信機１からの信号光のみであるので、複数の送信機１で同時に信号光を出射する場合において、例えば、各送信機１で用いる信号光の波長を変えたり、スペクトラム拡散等を用いた変復調を行うといったことが必要なく、簡易な構成により通信システムを構築することができる。
【００７１】
なお、上記実施形態においては、受光器２２は、レンズ部３１からの反射した信号光を受光するようにしていたが、光学フィルター２１を通過した信号光を直接受光するようにしても良い。図３は、光学フィルター２１を通過した信号光を受光器２２が直接受光する例について説明する図である。
【００７２】
図３に示すように、例えば、受光器２２の受光部を光学フィルター２１に向け、光学フィルター２１を受光器２２の方に傾ける。ピンホール２１１は、当該ピンホール２１１を通過する信号光が受光器２２に受光されるように、光学フィルター２１の中央部からずらして設ける（光学フィルター２１の向きはそのままで、ピンホール２１１の中心軸の角度を変えても良い）。このようにすると、送信機１−１、１−２及び１−３のうち、レンズ部３１の光軸上に位置する送信機１−２から出射された赤外線Ｌｓ２のみを直接受光器２２が受光することができる。
【００７３】
ただし、この場合は、レンズ部３１の光軸の角度と、受光器２２が受光する赤外線Ｌｓ２の入射角度とのずれが若干生じる。もっとも、受光器２２をレンズ部３１の光軸上に配置させれば、受光器２２が受像機３の撮影範囲内に入ることは別として、ずれの問題は生じない。
【００７４】
また、上記実施形態においては、送信機１の外観の映像または送信機１が埋め込まれたオブジェクトの外観の映像を利用して送信機１を選択する場合について説明したが、例えば、送信機１において、発光部１２とは別に可視光線を出射する発光部を設け、当該発光部からの光の映像の映像を利用して送信機１を選択するようにしても良い。この場合であれば、送信機１が遠距離にあったり、宇宙空間や夜中であること等により、送信機１等の外観が確認できない場合でも情報を取得したい送信機１を任意に選択することができる。
【００７５】
また、上記実施形態においては、受像機３のレンズ部３１で送信機１からの信号光を反射し、この反射光を受光器２２で受光するようにしていたが、例えば、受信機２と受像機３の間に、ハーフミラー等を配し、当該ハーフミラー等で送信機１からの信号光を反射し、この反射光を受光器２２で受光するようにしても良い。
【００７６】
［２．第２実施形態］
次に、メガネ型の受信システムに本発明を適用し、メガネをかけた人の目によって送信機の映像がとらえられた場合に当該送信機からの信号光を受信する場合の実施形態について、図４及び図５を用いて説明する。
【００７７】
上述した第１実施形態においては、受像機３により光学フィルター２１を介した外部の映像をとらえるようにしていたが、このような構成は本発明では必須ではなく、例えば、人の目（眼球）で光学フィルター２１を介した外部の映像をとらえても良い。この場合は、角膜が受像機３のレンズ部３１に対応し、網膜が受像部３２に対応する。
【００７８】
図４（ａ）は、第２実施形態に係るメガネ型受信システムＳ２の概要構成の一例を示す図であり、図４（ｂ）は、メガネ６０の一例を示す正面図であり、図４（ｃ）は、メガネ６０の一例を示す側面図である。また、図５は、複数の送信機１から信号光を出射した場合におけるメガネ型受信システムＳ２の受信動作の一例を説明する図である。
【００７９】
図４（ａ）に示すように、光信号受信装置の一例としてのメガネ型受信システムＳ２は、メガネ６０と、信号処理部７０と、を備え、メガネ６０と信号処理部７０とは信号ケーブルＣｓにより接続されており、メガネ６０で受光された信号光に対応するデータ信号が信号処理部７０から出力されるようになっている。
【００８０】
図４（ｂ）に示すように、メガネ６０は、フレーム６１の左目に対応するリムにフィルター手段の一例としてのメガネレンズ６２が嵌め込まれ、右目に対応するリムにメガネレンズ６３が嵌め込まれており、メガネレンズ６２下部のリム上に受光手段の一例としての受光器６４が取り付けられて構成されている。また、メガネレンズ６２側の先セルには、信号ケーブルＣｓが接続されており、受光器６４から信号線（図示せず）が、リム、智、テンプル、先セル及びＣｓの内部に通されて、受光器６４からの検出信号がケーブルＣｓを介して出力されるようになっている。
【００８１】
メガネレンズ６２は、可視光線を透過するとともに、赤外線の透過を阻止するフィルターとしての役目を有するレンズであり、その中央部には、ピンホール６２１が設けられ、当該ピンホール６２１を通る中心軸は、レンズ面に対して垂直をなしている。
【００８２】
メガネレンズ６２の表面には、ピンホール６２１を囲むようにして、円形のインジケーターマーク６２２がインク等で描かれている。このインジケーターマーク６２２は、人間がメガネ６０をかけたときにピンホール６２１の位置を左目から認識できるように描かれたものである。これにより、どの方向に自分の顔を向ければ送信機１からの信号光を受光することができるかということが分かりやすく、また、当該送信機１からの信号光を確実に受信するすることができる。
【００８３】
なお、インジケーターマーク６２２を描く代わりに、例えば、フレーム６１の左目に対応するリムに超小型のプロジェクター等をとりつけ、当該プロジェクター等により、ピンホール６２１の位置が分かるようなマークをメガネレンズ６２の表面に投影しても良い。
【００８４】
受光器６４は、例えば、フォトダイオードからなる受光部等により構成され、図４（ｃ）に示すように、その受光部が、人間がメガネ６０をかけたときの左目の虹彩部分に向くようにリムに取り付けられている。人間は、眼球によって視覚を得ており、外界から角膜を介して入射した光が網膜を刺激することにより、視神経を介して網膜からの信号は脳に伝達されて視覚が生じるが、角膜の屈折率は空気の屈折率と異なるため、角膜に入射する光は一部反射される。このような反射によって生じる像は、プルキンエ像（Purkinje）として知られている。受光器６４は、この反射光を受光する。ここで、メガネ６０と顔との隙間から入り込んでくる信号光を受光しないように、例えば、受光器６４にフードをかぶせるようにする等の処置を施すことが望ましい。
【００８５】
信号処理部７０は、メガネ６０からケーブルＣｓを介して供給された検出信号に対して復号、復調処理を施し、データ信号を出力すようになっており、その構成は、前述した信号処理部２３と同様である。ここで、人がまぶたを閉じているときや、顔の正面から目線を外しているときには、人の目から反射された信号光の信号レベルが低下するため、信号処理部７０の閾値処理により所定の信号レベル以下の信号をカットするようになっている。
【００８６】
上記のように構成したメガネ型受信システムＳ２において、ピンホール６２１の中心軸の角度と一致する角度で赤外線Ｌｓ１がピンホール６２１に対して入射されると、その一部は、ピンホール６２１を通過して人間の左の眼球Ｅｂに到達する。眼球Ｅｂの角膜に入射した赤外線Ｌｓの一部は反射され、反射赤外線Ｌｓｒとして受光器６４に入射する。
【００８７】
反射赤外線Ｌｓｒは、受光器６４により受光され、当該受光量に応じた検出信号を出力し、ケーブルＣｓを介して検出信号が信号処理部２３に供給される。そして、信号処理部２３において復号、復調処理が行われて、データ信号がコンピュータ等に供給される。
【００８８】
ここで、図５に示すように、３個の送信機１−１、１−２及び１−３が、人間の視界（左目の視界）内に位置しており、そのうち、送信機１−２のみが、ピンホール６２１の中心軸上に位置している場合において、送信機１−１、１−２及び１−３から、夫々赤外線Ｌｓ１、Ｌｓ２及びＬｓ３を同時に出射する。
【００８９】
送信機１−１及び１−３から出射された赤外線Ｌｓ１及びＬｓ３のピンホール６２１に対する入射角度は、ピンホール６２１の中心軸の角度とずれているため、赤外線Ｌｓ１及びＬｓ３は、光学フィルター２１を透過しない。
【００９０】
一方、送信機１−２から出射された赤外線Ｌｓ２のピンホール６２１に対する入射角度は、ピンホール６２１の中心軸の角度と一致するため、赤外線Ｌｓ２は、ピンホール６２１を通過して眼球Ｅｂに達し、角膜で反射されて、反射赤外線Ｌｓｒ２として受光器６４により受光される。
【００９１】
このように、複数の送信機１が人間の視界内にあっても、人間の顔が向いている方向にある送信機１から出射された信号光のみを受光することができる。
【００９２】
従って、メガネ６０をかけて、情報を取得したい送信機１または送信機が埋め込まれたオブジェクトに顔を向ければ、その送信機１のみから情報を取得することができる。
【００９３】
以上説明したように、本実施形態によれば、送信機１からの映像が特定方向からメガネレンズ６２を介して人の目によりとらえられたときに、送信機１からの信号光を受信することができるので、第１実施形態と同様の効果に加えて、顔を送信機１に向けることで信号光を受信する送信機１を視覚により直接選択することができる。
【００９４】
また、眼球を利用した光通信のシステムにおいては、現在のところ、100KHzの搬送波による通信が可能であることが本願の発明者により確認されており、これによれば、一秒間でＱＲ（Quick Response）コード１枚分の情報（23.624kbit）とほぼ同量の情報を受信することができる。また、ＱＲコードにおいては、受信側がＱＲコードの相当近くに接近しなければならないが、本システムにおいては、送信機１とある程度離れた場所にいても情報を受信することができる。
【００９５】
なお、本実施形態においても、第１実施形態の場合と同様に、メガネレンズ６２を通過した信号光を受光器６４が直接受信するようにしても良い。
【００９６】
また、本実施形態においては、メガネ６０をかけることにより、人の顔に対するメガネレンズ６２の位置及び向きを固定するようにしていたが、例えば、メガネレンズ６２と同様の構成のフィルターを眼球の動きに対応して移動させるような制御手段を設け、目が向いている方向からの信号光を受信可能なシステムを構築しても良い。
【００９７】
［３．第３実施形態］
次に、デジタルカメラを内蔵する携帯電話機に本発明を適用し、携帯電話機のディスプレイによって送信機の映像がとらえられた場合に当該送信機からの信号光を受信する場合の実施形態について、図６及び図７を用いて説明する。
【００９８】
図６は、第２実施形態に係る携帯電話機１００の概要構成の一例を示す図である。また、図７は、オブジェクトＯｂｊに埋め込まれた送信機１−ｘからの信号光を受信する場合における携帯電話機１００のディスプレイＤＰの表示の一例を示す図である。
【００９９】
図６に示すように、携帯電話機１００は、フィルター手段の一例としてのフィルター１０１と、撮像手段の一例としてのカメラ部１０２と、受光手段の一例としての受光器１０３と、信号処理部１０４と、各種プログラム及びデータ等を記憶する不揮発性の記憶部１０５（例えば、フラッシュメモリ等）と、ユーザからの操作指示の入力を受け付け、その指示内容を指示信号としてマイクロコンピュータ１０９に出力する操作部１０６（例えば、数字キー、カーソルキー等）と、文字や画像等の情報を画面に表示するディスプレイＤＰ（例えば、液晶ディスプレイ等）により構成される表示部１０７と、基地局との電波送受信により移動体通信網に接続して、他の携帯電話機やインターネット等に接続されたサーバ等との通信を制御する無線通信部１０８と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えるマイクロコンピュータ１０９と、を備え、マイクロコンピュータ１０９と、カメラ部１０２、信号処理部１０４、記憶部１０５、操作部１０６、表示部１０７、無線通信部１０８とは、システムバス１１０を介して相互に接続されている。
【０１００】
フィルター１０１は、後述するカメラレンズ１０２１を保護する役目を有しており、可視光線を透過するとともに、赤外線の透過を阻止するようになっている。また、フィルター１０１には、ピンホール１０１１が設けられており、ピンホール１０１１を通る中心軸は、フィルター１０１のフィルター面と垂直をなしている。
【０１０１】
カメラ部１０２は、カメラレンズ１０２１と、ＣＣＤ１０２２と、映像信号処理部１０２３と、を備えており、フィルター１０１を介した外部の映像を撮影するようになっている。
【０１０２】
レンズ１０２１は、その光軸がフィルター１０２１のフィルター面に垂直に通るようにして配置され、フィルター１０２１を透過した可視光線を屈折させて、受像部３２上に結像させるようになっている。ＣＣＤ１０２２は、その表面で可視光線を受光し、当該受光量に応じた出力信号を出力するようになっている。映像信号処理部１０２３は、ＣＣＤ１０２２から供給された出力信号を映像信号に変換し、当該映像信号をシステムバス１１０に出力するようになっている。
【０１０３】
システムバス１１０に出力された映像信号は、マイクロコンピュータ１０９の制御に基づき、例えば、表示部１０７に供給され、カメラ部１０２により撮影された映像がディスプレイＤＰに表示される。
【０１０４】
受光器１０３は、フォトダイオードからなる受光部等により構成され、その受光部がカメラレンズ１０２１を向くように取り付けられている。
【０１０５】
信号処理部１０４は、受光器１０３から供給された検出信号に対して復号、復調処理を施し、データ信号をシステムバス１１０上に出力すようになっている。
【０１０６】
システムバス１１０に出力されたデータ信号は、マイクロコンピュータ１０９の制御に基づき、例えば、記憶部１０５によりデータとして記憶され、表示部１０７に供給されて映像としてディスプレイＤＰに表示され、または、図示しない音声出力部に供給されて音声として拡声される。
【０１０７】
上記のような構成の携帯電話機１００において、カメラ部１０２による撮影が行われている状態で、図７に示すように、ユーザが、カメラ部１０２を送信機１−ｘ（送信機１と同様の構成）が埋め込まれたオブジェクトＯｂｊ（例えば、ポスター等）に向けて携帯電話機１００を持つと、当該オブジェクトの映像Ｐ１がディスプレイＤＰに表示される。なお、図中、Ｐ２は送信機１−ｘの映像である。
【０１０８】
ディスプレイＤＰには、カメラ部１０２により撮影された映像に重畳（スーパーインポーズ）して十字型のインジケーターマークＩＭが表示されている。このインジケーターマークＩＭは、ＣＣＤ１０２２からピンホール２１１の方向に一致する位置（図７に示す例ではディスプレイＤＰの中央）に表示されている。
【０１０９】
ここで、図７に示すように、ユーザが、携帯電話機１００の向きを調節することにより、ディスプレイＤＰ上におけるオブジェクトＯｂｊの映像がインジケーターマークＩＭに重なると、送信機１−ｘから出射された赤外線Ｌｓのピンホール２１１への入射方向がピンホール２１１の中心軸と一致するため、赤外線Ｌｓはフィルター２１を通過してカメラレンズ１０２１に達達し、カメラレンズ１０２１で反射されて、反射赤外線Ｌｓｒとして受光器１０３により受光される。
【０１１０】
インジケーターマークＩＭが表示されることにより、オブジェクトＯｂｊの映像がディスプレイＤＰ上のどの位置に表示されると信号光を受光することができるのかということが明確になるので、非常に便利であるが、必ずしも当該インジケーターマークＩＭを表示する必要はない。
【０１１１】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果に加えて、ユーザは、ディスプレイＤＰに表示されている映像を見ながら携帯電話機１００を持って、カメラ部１０２を所望の送信機または送信機が埋め込まれたオブジェクトに向けるだけで、当該送信機から情報を取得することができる。
【０１１２】
なお、本発明は、上記以外の様々な分野での光通信に適用することが可能である。
【０１１３】
例えば、移動体（例えば、車、船舶、飛行機、人工衛星等）に通信装置（本発明に係る光信号送信装置及び光信号受信装置の一例）を取り付け、複数の移動体間での光通信に適用することも可能であるし、定着物（例えば、タワー、ビル等の建造物、樹木、岩等の自然物）に通信装置を取り付け、複数の定着物間での光通信に適用することも可能であるし、また、移動体と定着物との混在環境での光通信に適用することも可能である。
【０１１４】
このとき、人手を介さずに自動で（または、自立的に）任意の相手からの信号光を受信する場合には、カメラ（撮像手段の一例）等により撮影された映像を解析して通信相手を特定する情報処理を行うためのコンピュータ等の情報処理手段が必要である。また、特定した通信相手からの信号光を受信するためには、少なくともフィルター（フィルター手段の一例）を通信相手に向ける制御手段が必要である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】第１実施形態に係る光空間通信システムＳの基本構成の概要の一例を示す図である。
【図２】複数の送信機１から信号光を出射した場合における受信機２の受信動作の一例を説明する図であり、（ａ）は、その様子を横から見た図であり、（ｂ）は、光学フィルター２１を介して撮像部３２上に映る像を示す図である。
【図３】光学フィルター２１を透過した信号光を受光器２２が直接受光する例について説明する図である。
【図４】（ａ）は、第２実施形態に係るメガネ型受信システムＳ２の概要構成の一例を示す図であり、（ｂ）は、メガネ６０の一例を示す正面図であり、（ｃ）は、メガネ６０の一例を示す側面図である。
【図５】複数の送信機１から信号光を出射した場合におけるメガネ型受信システムＳ２の受信動作の一例を説明する図である。
【図６】第３実施形態に係る携帯電話機１００の概要構成の一例を示す図である。
【図７】オブジェクトＯｂｊに埋め込まれた送信機１−ｘからの信号光を受信する場合における携帯電話機１００のディスプレイＤＰの表示の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１、１−１、１−２、１−３、１−ｘ  送信機
２  受信機
３  受像機
４  コンピュータ
１１  データ処理部
１２  発光部
２１  光学フィルター
２２  受光器
２３  信号処理部
３１  レンズ部
３２  受像部
６０  メガネ
６１  フレーム
６２、６３  メガネフレーム
６４  受光器
７０  信号処理部
１００  携帯電話機
１０１  フィルター
１０２  カメラ部
１０３  受光器
１０４  信号処理部
１０５  記憶部
１０６  操作部
１０７  表示部
１０８  無線通信部
１０９  マイクロコンピュータ
１１０  システムバス
２１１、６２１、１０１１  ピンホール
６２２  インジケーターマーク
１０２１  カメラレンズ
１０２２  ＣＣＤ
１０２３  映像信号処理部
ＣＳ  信号ケーブル
ＤＰ  ディスプレイ
Ｓ  光空間通信システム
Ｓ２  メガネ型受信システム
【図１】
2008141526.tif 000003
【図２】
2008141526.tif 000004
【図３】
2008141526.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008141526.tif 000007
【図６】
2008141526.tif 000008
【図７】
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