(57)【要約】【課題】従来の可視光通信よりも高速なデータ通信を可能にする。【解決手段】まず、発光制御ＣＰＵ１４が、メインＣＰＵ２０からバスライン１４２を介して２進数のビット列からなる所望の通信データを受け取ると、発光制御ＣＰＵ１４は、受け取ったビット列を開始ビットから３ビットごとに分割する（Ｓ１）。次に、発光制御ＣＰＵ１４は、パターンテーブル記憶部１２に記憶されたパターンテーブルを参照し、分割ビット列ごとにＲ，Ｇ，Ｂのパルスのハイ（Ｈ）又はロー（Ｌ）をＬＥＤドライバ１９に設定する（Ｓ２）。ＬＥＤドライバ１９は、Ｒ，Ｇ，Ｂのパルス設定に応じたタイミングでＬＥＤ群１７を発光させる（Ｓ３）。【選択図】  図６
2007019935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤからなるＬＥＤ群、前記ＬＥＤ群の発光パターンを設定する発光制御部、前記発光制御部の設定した発光パターンに従って前記ＬＥＤ群の発光を制御するＬＥＤドライバを備える可視光信号発信装置であって、所望の８進数データに対応する前記ＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶する発光パターン記憶部を備え、前記発光制御部は所望の通信データを構成する８進数データの発光パターンを前記発光パターン記憶部のテーブルに従って前記ＬＥＤドライバに設定することで前記ＬＥＤ群からＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号を発信する可視光信号発信装置と、
第１の周波数ｆ１で垂直同期信号を出力する受側クロック生成部、前記可視光信号を受光してＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号に変換し、前記受側クロック生成部から出力される垂直同期信号に同期して前記Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像信号を出力する撮像素子、前記撮像素子から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号をＲ，Ｇ，Ｂの画像データに変換するＡ／Ｄ変換部、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいて前記Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量を検出する受光量検出部を備える可視光信号受信装置であって、所望の８進数データに対応する前記ＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶する受側発光パターン記憶部、前記受光量検出部の検出したＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量に従って前記ＬＥＤ群の発光パターンを判別する発光パターン判別部、前記受側発光パターン記憶部のテーブルに従って前記発光パターン判別部の判別した発光パターンに対応する８進数データを特定するデータ特定部を備える可視光信号受信装置と、
を有する可視光通信システム。
【請求項２】
前記可視光信号発信装置は、
前記発光制御部を駆動するためのクロック信号である発信駆動信号を第２の周波数ｆ２で出力する発側クロック生成部をさらに備え、
前記発光制御部は前記発側クロック生成部から前記第２の周波数ｆ２で出力される発信駆動信号に同期して前記ＬＥＤ群の発光パターンを設定する請求項１に記載の可視光通信システム。
【請求項３】
前記第２の周波数ｆ２は、
ｆ２≦ｆ１／２
を満足する請求項２に記載の可視光通信システム。
【請求項４】
前記可視光信号受信装置は前記受側クロック生成部から前記垂直同期信号との同期を開始するタイミングを前記可視光信号発信装置に指示する同期開始信号を発信する同期開始信号発信部をさらに備え、
前記可視光信号発信装置は前記同期開始信号発信部から発信された同期開始信号を受信する同期開始信号受信部をさらに備え、
前記発側クロック生成部は前記同期開始信号受信部が前記同期開始信号を受信したタイミングに前記発信駆動信号の出力タイミングを同期させる請求項２に記載の可視光通信システム。
【請求項５】
前記第２の周波数ｆ２は、
ｆ２＝ｆ１
を満足する請求項４に記載の可視光通信システム。
【請求項６】
前記同期開始信号発信部は赤外線信号を発信する赤外線発信装置で構成される請求項４又は５に記載の可視光通信システム。
【請求項７】
前記同期開始信号受信部は前記同期開始信号発信部から発信される赤外線信号を受光し、Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像信号に変換して出力する発側撮像素子で構成される請求項６に記載の可視光通信システム。
【請求項８】
前記可視光信号発信装置は、
前記発側撮像素子から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号をＲ，Ｇ，Ｂの画像データに変換する発側Ａ／Ｄ変換部と、
前記Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいて前記赤外線信号の明るさを測光する発側測光部と、
前記発側測光部の測光した赤外線信号の明るさに基づいて適正な絞り値及びシャッタスピードを決定する発側露光制御部と、
をさらに備える請求項７に記載の可視光通信システム。
【請求項９】
前記可視光信号受信装置は、
前記Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいて前記可視光信号の明るさを測光する受側測光部と、
前記受側測光部の測光した可視光信号の明るさに基づいて適正な絞り値及びシャッタスピードを決定する受側露光制御部と、
をさらに備える請求項１〜８のいずれかに記載の可視光通信システム。
【請求項１０】
前記発光パターン判別部は前記受光量検出部の検出したＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量が所定の閾値を超えるか否かに従って前記ＬＥＤ群の発光パターンを判別する請求項１〜９のいずれかに記載の可視光通信システム。
【請求項１１】
前記８進数データは３桁の２進数データ列を含む請求項１〜１０のいずれかに記載の可視光通信システム。
【請求項１２】
Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤからなるＬＥＤ群、前記ＬＥＤ群の発光パターンを設定する発光制御部、前記発光制御部の設定した発光パターンに従って前記ＬＥＤ群の発光を制御するＬＥＤドライバを備える可視光信号発信装置であって、
所望の８進数データに対応する前記ＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶する発光パターン記憶部を備え、
前記発光制御部は所望の通信データを構成する８進数データの発光パターンを前記発光パターン記憶部のテーブルに従って前記ＬＥＤドライバに設定することで前記ＬＥＤ群からＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号を発信する可視光信号発信装置。
【請求項１３】
第１の周波数ｆ１で垂直同期信号を出力し、かつ前記発光制御部を駆動するためのクロック信号である発信駆動信号を第２の周波数ｆ２で出力する発側クロック生成部をさらに備え、
前記発光制御部は前記第２の周波数ｆ２で出力される発信駆動信号に同期して前記ＬＥＤ群の発光パターンを設定する請求項１２に記載の可視光信号発信装置。
【請求項１４】
前記第２の周波数ｆ２は、
ｆ２≦ｆ１／２
を満足する請求項１３に記載の可視光信号発信装置。
【請求項１５】
赤外線信号を受光し、Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像信号に変換して出力する撮像素子をさらに備える請求項１３に記載の可視光信号発信装置。
【請求項１６】
前記撮像素子は通信の相手方となる可視光信号受信装置から垂直同期信号との同期を開始するタイミングを指示する赤外線信号である同期開始信号を受光し、
前記クロック生成部は前記撮像素子が前記同期開始信号を受信したタイミングに前記発信駆動信号の出力タイミングを同期させる請求項１５に記載の可視光信号発信装置。
【請求項１７】
前記第２の周波数ｆ２は、
ｆ２＝ｆ１
を満足する請求項１６に記載の可視光信号発信装置。
【請求項１８】
前記撮像素子から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号をＲ，Ｇ，Ｂの画像データに変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいて前記赤外線信号の明るさを測光する測光部と、
前記測光部の測光した赤外線信号の明るさに基づいて適正な絞り値及びシャッタスピードを決定する露光制御部と、
をさらに備える請求項１５〜１７のいずれかに記載の可視光信号発信装置。
【請求項１９】
第１の周波数ｆ１で垂直同期信号を出力するクロック生成部、Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤからなるＬＥＤ群から発信されるＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号を受光してＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号に変換し、前記クロック生成部から出力される垂直同期信号に同期して前記Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像信号を出力する撮像素子、前記撮像素子から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号をＲ，Ｇ，Ｂの画像データに変換するＡ／Ｄ変換部、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいて前記Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量を検出する受光量検出部を備える可視光信号受信装置であって、
所望の８進数データに対応する前記ＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶する発光パターン記憶部と、
前記受光量検出部の検出したＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量に従って前記ＬＥＤ群の発光パターンを判別する発光パターン判別部と、
前記発光パターン記憶部のテーブルに従って前記発光パターン判別部の判別した発光パターンに対応する８進数データを特定するデータ特定部と、
を備える可視光信号受信装置。
【請求項２０】
前記クロック生成部の出力する垂直同期信号との同期を開始するタイミングを通信の相手方となる可視光信号発信装置に指示する同期開始信号を発信する同期開始信号発信部をさらに備える請求項１９に記載の可視光信号受信装置。
【請求項２１】
前記Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいて前記可視光信号の明るさを測光する測光部と、
前記測光部の測光した可視光信号の明るさに基づいて適正な絞り値及びシャッタスピードを決定する露光制御部と、
をさらに備える請求項１９又は２０に記載の可視光信号受信装置。
【請求項２２】
前記発光パターン判別部は前記受光量検出部の検出したＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量が所定の閾値を超えるか否かに従って前記ＬＥＤ群の発光パターンを判別する請求項１９〜２１のいずれかに記載の可視光信号受信装置。
【請求項２３】
Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤからなるＬＥＤ群、前記ＬＥＤ群の発光パターンを設定する発光制御部、前記発光制御部の設定した発光パターンに従って前記ＬＥＤ群の発光を制御するＬＥＤドライバ、光を受光してＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号に変換して出力する撮像素子を備える撮像装置であって、
所望の８進数データに対応する前記ＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶する発光パターン記憶部を備え、
前記発光制御部は所望の通信データを構成する８進数データの発光パターンを前記発光パターン記憶部のテーブルに従って前記ＬＥＤドライバに設定することで前記ＬＥＤ群からＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号を発信する撮像装置。
【請求項２４】
第１の周波数ｆ１で垂直同期信号を出力するクロック生成部、Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤからなるＬＥＤ群から発信されるＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号を受光してＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号に変換し、前記クロック生成部から出力される垂直同期信号に同期して前記Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像信号を出力する撮像素子、前記撮像素子から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号をＲ，Ｇ，Ｂの画像データに変換するＡ／Ｄ変換部、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいて前記Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量を検出する受光量検出部を備える撮像装置であって、
所望の８進数データに対応する前記ＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶する発光パターン記憶部と、
前記受光量検出部の検出したＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量に従って前記ＬＥＤ群の発光パターンを判別する発光パターン判別部と、
前記発光パターン記憶部のテーブルに従って前記発光パターン判別部の判別した発光パターンに対応する８進数データを特定するデータ特定部と、
を備える撮像装置。
【請求項２５】
Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤ群を用いた可視光信号発信方法であって、
所望の８進数データに対応する前記ＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶するステップと、
所望の通信データを構成する８進数データの発光パターンを前記テーブルに従って前記ＬＥＤドライバに設定することで前記ＬＥＤ群からＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号を発信するステップと、
を含む可視光信号発信方法。
【請求項２６】
Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤ群から発信されるＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号を受信する可視光信号受信方法であって、
所望の８進数データに対応する前記ＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶するステップと、
前記可視光信号を受光してＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号に変換して出力するステップと、
前記Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像信号をＲ，Ｇ，Ｂの画像データに変換するステップと、
前記Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいて前記Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量を検出するステップと、
前記検出されたＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量に従って前記ＬＥＤ群の発光パターンを判別するステップと、
前記テーブルに従って前記判別された発光パターンに対応する８進数データを特定するステップと、
を含む可視光信号受信方法。
【請求項２７】
Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤ群を用いた可視光通信方法であって、
所望の８進数データに対応する前記ＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶するステップと、
所望の通信データを構成する８進数データの発光パターンを前記テーブルに従って前記ＬＥＤドライバに設定することで前記ＬＥＤ群からＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号を発信するステップと、
前記ＬＥＤ群の発信した可視光信号を受光してＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号に変換して出力するステップと、
前記Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像信号をＲ，Ｇ，Ｂの画像データに変換するステップと、
前記Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいて前記Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量を検出するステップと、
前記検出されたＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量に従って前記ＬＥＤ群の発光パターンを判別するステップと、
前記テーブルに従って前記判別された発光パターンに対応する８進数データを特定するステップと、
を含む可視光通信方法。
【請求項２８】
Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤからなるＬＥＤ群、前記ＬＥＤ群の発光パターンを設定する演算装置である発光制御部、前記発光制御部の設定した発光パターンに従って前記ＬＥＤ群の発光を制御するＬＥＤドライバ、所望の８進数データに対応する前記ＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶する発光パターン記憶部を備える可視光信号発信装置において実行される可視光信号発信プログラムであって、
所望の通信データを構成する８進数データの発光パターンを前記発光パターン記憶部のテーブルに従って前記ＬＥＤドライバに設定するステップを前記発光制御部に実行させる可視光信号発信プログラム。
【請求項２９】
第１の周波数ｆ１で垂直同期信号を出力するクロック生成部、Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤ群から発信されるＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号を受光してＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号に変換し、前記クロック生成部から出力される垂直同期信号に同期して前記Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像信号を出力する撮像素子、前記撮像素子から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号をＲ，Ｇ，Ｂの画像データに変換するＡ／Ｄ変換部、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいて前記Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量を検出する受光量検出部、所望の８進数データに対応する前記ＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶する発光パターン記憶部、演算装置を備える可視光信号受信装置において実行される可視光信号受信プログラムであって、
前記検出されたＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量に従って前記ＬＥＤ群の発光パターンを判別するステップと、
前記発光パターン記憶部のテーブルに従って前記判別された発光パターンに対応する８進数データを特定するステップと、
を前記演算装置に実行させる可視光信号受信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可視光通信に係り、特に撮像装置に適用可能な可視光通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光手段と受光素子を利用した可視光通信が様々開発されている。例えば特許文献１にはオンオフキーイング（ＯＯＫ）が開示されている。これは、通信データのビットが［１］のとき、パルスを生成し、通信データのビットが［０］のときパルスを生成しないというパルス生成規則に基づいて、データ系列に基づいて出力する光強度を制御して通信データに対応するパルス列を送受信する方式である。例えば通信データのビット列が１１０１であれば、設定パルスをハイ，ハイ、ロー，ハイ等のように、ビット列に従って設定する。本文献には、可視光の出力手段として、照明装置やディスプレイを有するビデオカメラレコーダが例示される。
【特許文献１】特開２００４−７２３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のオンオフキーイングでデータを送信する場合、１回の発光で１ビットのデータしか送信できず、高速通信が期待できない。本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、従来の可視光通信よりも高速なデータ通信を可能にする技術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】
【０００４】
上述の課題を解決するため、本発明に係る可視光通信システムは、Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤからなるＬＥＤ群、ＬＥＤ群の発光パターンを設定する発光制御部、発光制御部の設定した発光パターンに従ってＬＥＤ群の発光を制御するＬＥＤドライバを備える可視光信号発信装置であって、所望の８進数データに対応するＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶する発光パターン記憶部を備え、発光制御部は所望の通信データを構成する８進数データの発光パターンを発光パターン記憶部のテーブルに従ってＬＥＤドライバに設定することでＬＥＤ群からＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号を発信する可視光信号発信装置と、第１の周波数ｆ１で垂直同期信号を出力する受側クロック生成部、可視光信号を受光してＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号に変換し、受側クロック生成部から出力される垂直同期信号に同期してＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号を出力する撮像素子、撮像素子から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号をＲ，Ｇ，Ｂの画像データに変換するＡ／Ｄ変換部、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいてＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量を検出する受光量検出部を備える可視光信号受信装置であって、所望の８進数データに対応するＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶する受側発光パターン記憶部、受光量検出部の検出したＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量に従ってＬＥＤ群の発光パターンを判別する発光パターン判別部、受側発光パターン記憶部のテーブルに従って発光パターン判別部の判別した発光パターンに対応する８進数データを特定するデータ特定部を備える可視光信号受信装置とを有する。
【０００５】
この発明によると、所望の８進数データ、即ち３桁の２進数データに相当する３ビットデータをＬＥＤ群の１回の発光で発受信でき、理論的には従来のオンオフキーイングに比較して３倍の通信速度を確保できる。
【０００６】
好ましくは、可視光信号発信装置は、発光制御部を駆動するためのクロック信号である発信駆動信号を第２の周波数ｆ２で出力する発側クロック生成部をさらに備え、発光制御部は発側クロック生成部から第２の周波数ｆ２で出力される発信駆動信号に同期してＬＥＤ群の発光パターンを設定する。
【０００７】
好ましくは、第２の周波数ｆ２は、ｆ２≦ｆ１／２を満足する。
【０００８】
こうすると、同一の可視光信号から少なくとも２フレーム分の画像信号を得ることができ、通信の確実性・信頼性が確保できる。
【０００９】
好ましくは、可視光信号受信装置は受側クロック生成部から垂直同期信号との同期を開始するタイミングを可視光信号発信装置に指示する同期開始信号を発信する同期開始信号発信部をさらに備え、可視光信号発信装置は同期開始信号発信部から発信された同期開始信号を受信する同期開始信号受信部をさらに備え、発側クロック生成部は同期開始信号受信部が同期開始信号を受信したタイミングに発信駆動信号の出力タイミングを同期させる。
【００１０】
ここで、第２の周波数ｆ２は、ｆ２＝ｆ１を満足する。
【００１１】
こうすると、可視光信号受信装置の撮像素子の駆動タイミングに同期させて可視光信号を発信でき、可及的に通信を高速化できる。
【００１２】
同期開始信号発信部は赤外線信号を発信する赤外線発信装置で構成してもよいし、ＬＥＤ群で構成してもよい。
【００１３】
同期開始信号受信部は同期開始信号発信部から発信される赤外線信号を受光し、Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像信号に変換して出力する発側撮像素子で構成してもよい。
【００１４】
この場合、可視光信号発信装置は、発側撮像素子から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号をＲ，Ｇ，Ｂの画像データに変換する発側Ａ／Ｄ変換部と、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいて赤外線信号の明るさを測光する発側測光部と、発側測光部の測光した赤外線信号の明るさに基づいて適正な絞り値及びシャッタスピードを決定する発側露光制御部とをさらに備えることが好ましい。
【００１５】
こうすることで赤外線信号をより確実に受光できる。
【００１６】
好ましくは、可視光信号受信装置は、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいて可視光信号の明るさを測光する受側測光部と、受側測光部の測光した可視光信号の明るさに基づいて適正な絞り値及びシャッタスピードを決定する受側露光制御部とをさらに備える。
【００１７】
こうすることで可視光信号をより確実に受光できる。
【００１８】
発光パターン判別部は、具体的には、受光量検出部の検出したＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量が所定の閾値を超えるか否かに従ってＬＥＤ群の発光パターンを判別する。
【００１９】
また、上述の課題を解決するため、本発明に係る可視光信号発信装置は、Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤからなるＬＥＤ群、前記ＬＥＤ群の発光パターンを設定する発光制御部、前記発光制御部の設定した発光パターンに従って前記ＬＥＤ群の発光を制御するＬＥＤドライバを備える可視光信号発信装置であって、所望の８進数データに対応する前記ＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶する発光パターン記憶部を備え、前記発光制御部は所望の通信データを構成する８進数データの発光パターンを前記発光パターン記憶部のテーブルに従って前記ＬＥＤドライバに設定することで前記ＬＥＤ群からＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号を発信する。
【００２０】
この発明によると、所望の８進数データ、即ち３桁の２進数データに相当する３ビットデータをＬＥＤ群の１回の発光で発信でき、理論的には従来のオンオフキーイングに比較して３倍の通信速度を確保できる。
【００２１】
この可視光信号発信装置は、好ましくは、第１の周波数ｆ１で垂直同期信号を出力し、かつ発光制御部を駆動するためのクロック信号である発信駆動信号を第２の周波数ｆ２で出力する発側クロック生成部をさらに備え、発光制御部は第２の周波数ｆ２で出力される発信駆動信号に同期してＬＥＤ群の発光パターンを設定する。
【００２２】
第２の周波数ｆ２は、ｆ２≦ｆ１／２を満足することが好ましい。
【００２３】
この可視光信号発信装置は、好ましくは、赤外線信号を受光し、Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像信号に変換して出力する撮像素子をさらに備える。
【００２４】
撮像素子は通信の相手方となる可視光信号受信装置から垂直同期信号との同期を開始するタイミングを指示する赤外線信号である同期開始信号を受光し、クロック生成部は撮像素子が同期開始信号を受信したタイミングに発信駆動信号の出力タイミングを同期させる。
【００２５】
ここで、第２の周波数ｆ２は、ｆ２＝ｆ１を満足する。
【００２６】
この可視光信号発信装置は、好ましくは、撮像素子から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号をＲ，Ｇ，Ｂの画像データに変換するＡ／Ｄ変換部と、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいて赤外線信号の明るさを測光する測光部と、測光部の測光した赤外線信号の明るさに基づいて適正な絞り値及びシャッタスピードを決定する露光制御部とをさらに備える。
【００２７】
また、上述の課題を解決するため、本発明に係る可視光信号受信装置は、第１の周波数ｆ１で垂直同期信号を出力するクロック生成部、Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤからなるＬＥＤ群から発信されるＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号を受光してＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号に変換し、クロック生成部から出力される垂直同期信号に同期してＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号を出力する撮像素子、撮像素子から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号をＲ，Ｇ，Ｂの画像データに変換するＡ／Ｄ変換部、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいてＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量を検出する受光量検出部を備える可視光信号受信装置であって、所望の８進数データに対応するＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶する発光パターン記憶部と、受光量検出部の検出したＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量に従ってＬＥＤ群の発光パターンを判別する発光パターン判別部と、発光パターン記憶部のテーブルに従って発光パターン判別部の判別した発光パターンに対応する８進数データを特定するデータ特定部と、を備える。
【００２８】
この発明によると、所望の８進数データ、即ち３桁の２進数データに相当する３ビットデータをＬＥＤ群の１回の発光で受信でき、理論的には従来のオンオフキーイングに比較して３倍の通信速度を確保できる。
【００２９】
好ましくは、可視光信号受信装置はクロック生成部の出力する垂直同期信号との同期を開始するタイミングを通信の相手方となる可視光信号発信装置に指示する同期開始信号を発信する同期開始信号発信部をさらに備える。
【００３０】
好ましくは、可視光信号受信装置はＲ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいて可視光信号の明るさを測光する測光部と、測光部の測光した可視光信号の明るさに基づいて適正な絞り値及びシャッタスピードを決定する露光制御部とをさらに備える。
【００３１】
発光パターン判別部は、具体的には、受光量検出部の検出したＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量が所定の閾値を超えるか否かに従ってＬＥＤ群の発光パターンを判別する。
【００３２】
また、上述の課題を解決するため、本発明に係る撮像装置は、Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤからなるＬＥＤ群、ＬＥＤ群の発光パターンを設定する発光制御部、発光制御部の設定した発光パターンに従ってＬＥＤ群の発光を制御するＬＥＤドライバ、光を受光してＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号に変換して出力する撮像素子を備える撮像装置であって、所望の８進数データに対応するＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶する発光パターン記憶部を備え、発光制御部は所望の通信データを構成する８進数データの発光パターンを発光パターン記憶部のテーブルに従ってＬＥＤドライバに設定することでＬＥＤ群からＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号を発信する。
【００３３】
即ち、本発明に係る撮像装置の構成は、本発明に係る可視光信号発信装置の構成と一部共通する。よって、撮像装置での可視光信号の発信に必要な追加の部品点数やコストは少なくて済む。
【００３４】
また、上述の課題を解決するため、本発明に係る撮像装置は、第１の周波数ｆ１で垂直同期信号を出力するクロック生成部、Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤからなるＬＥＤ群から発信されるＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号を受光してＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号に変換し、クロック生成部から出力される垂直同期信号に同期してＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号を出力する撮像素子、撮像素子から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号をＲ，Ｇ，Ｂの画像データに変換するＡ／Ｄ変換部、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいてＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量を検出する受光量検出部を備える撮像装置であって、所望の８進数データに対応するＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶する発光パターン記憶部と、受光量検出部の検出したＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量に従ってＬＥＤ群の発光パターンを判別する発光パターン判別部と、発光パターン記憶部のテーブルに従って発光パターン判別部の判別した発光パターンに対応する８進数データを特定するデータ特定部とを備える。
【００３５】
即ち、本発明に係る撮像装置の構成は、本発明に係る可視光信号受信装置の構成と一部共通する。よって、撮像装置での可視光信号の受信に必要な追加の部品点数やコストは少なくて済む。
【００３６】
また、上述の課題を解決するため、本発明に係る可視光信号発信方法は、Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤ群を用いた可視光信号発信方法であって、所望の８進数データに対応するＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶するステップと、所望の通信データを構成する８進数データの発光パターンをテーブルに従ってＬＥＤドライバに設定することでＬＥＤ群からＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号を発信するステップとを含む。
【００３７】
また、上述の課題を解決するため、本発明に係る可視光信号受信方法は、Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤ群から発信されるＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号を受信する可視光信号受信方法であって、所望の８進数データに対応するＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶するステップと、可視光信号を受光してＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号に変換して出力するステップと、Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像信号をＲ，Ｇ，Ｂの画像データに変換するステップと、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいてＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量を検出するステップと、検出されたＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量に従ってＬＥＤ群の発光パターンを判別するステップと、テーブルに従って判別された発光パターンに対応する８進数データを特定するステップとを含む。
【００３８】
また、上述の課題を解決するため、本発明に係る可視光信号通信方法は、Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤ群を用いた可視光通信方法であって、所望の８進数データに対応するＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶するステップと、所望の通信データを構成する８進数データの発光パターンをテーブルに従ってＬＥＤドライバに設定することでＬＥＤ群からＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号を発信するステップと、ＬＥＤ群の発信した可視光信号を受光してＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号に変換して出力するステップと、Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像信号をＲ，Ｇ，Ｂの画像データに変換するステップと、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいてＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量を検出するステップと、検出されたＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量に従ってＬＥＤ群の発光パターンを判別するステップと、テーブルに従って判別された発光パターンに対応する８進数データを特定するステップとを含む。
【００３９】
また、上述の課題を解決するため、本発明に係る可視光信号発信プログラムは、Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤからなるＬＥＤ群、ＬＥＤ群の発光パターンを設定する演算装置である発光制御部、発光制御部の設定した発光パターンに従ってＬＥＤ群の発光を制御するＬＥＤドライバ、所望の８進数データに対応するＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶する発光パターン記憶部を備える可視光信号発信装置において実行される可視光信号発信プログラムであって、所望の通信データを構成する８進数データの発光パターンを発光パターン記憶部のテーブルに従ってＬＥＤドライバに設定するステップを発光制御部に実行させる。
【００４０】
また、上述の課題を解決するため、本発明に係る可視光信号発信プログラムは、第１の周波数ｆ１で垂直同期信号を出力するクロック生成部、Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤ群から発信されるＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号を受光してＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号に変換し、クロック生成部から出力される垂直同期信号に同期してＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号を出力する撮像素子、撮像素子から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号をＲ，Ｇ，Ｂの画像データに変換するＡ／Ｄ変換部、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データに基づいてＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量を検出する受光量検出部、所望の８進数データに対応するＬＥＤ群の発光パターンを規定したテーブルを記憶する発光パターン記憶部、演算装置を備える可視光信号受信装置において実行される可視光信号受信プログラムであって、検出されたＲ，Ｇ，Ｂの可視光信号の色ごとの受光量に従ってＬＥＤ群の発光パターンを判別するステップと、発光パターン記憶部のテーブルに従って判別された発光パターンに対応する８進数データを特定するステップとを演算装置に実行させる。
【発明の効果】
【００４１】
この発明によると、所望の８進数データ、即ち３桁の２進数データに相当する３ビットデータをＬＥＤ群の１回の発光で発受信でき、理論的には従来のオンオフキーイングに比較して３倍の通信速度を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、添付した図面を参照し本発明の好ましい実施の形態を説明する。
【００４３】
＜第１実施形態＞
図１は本発明に係る可視光信号発信装置の好ましい一実施形態である発信側デジタルカメラ１００（以下発側カメラ１００と略す）のブロック図である。発側カメラ１００にはユーザがこの発側カメラ１００を使用するときに種々の操作を行なうための操作部１２０が設けられている。この操作部１２０には、発側カメラ１００を作動させるための電源投入用の電源スイッチ１２１、撮影と再生とを自在に切り替える切替レバー１２２、オート撮影やマニュアル撮影等を選択するための撮影モードダイヤル１２３、各種のメニューの設定や選択あるいはズームを行なうための十字キー１２４、閃光発光用スイッチ１２５、および十字キー１２４で選択されたメニューの実行やキャンセル等を行なうための情報位置指定キー１２６が備えられている。
【００４４】
また、発側カメラ１００には、撮影画像や再生画像等を表示するための画像表示ＬＣＤ１０２と、操作の手助けを行なうための操作ＬＣＤ表示１０３が備えられている。
【００４５】
この発側カメラ１００にはレリーズスイッチ１０４が配備されている。このレリーズスイッチ１０４によって撮影の開始指示がメインＣＰＵ２０へと伝えられる。この発側カメラ１００では撮影・再生切替レバー１２２によって撮影と再生との切り替えが自在になっていて、撮影を行なうときにはユーザによって撮影・再生切替レバー１２２が撮影側に切り替えられ、再生を行なうときには撮影・再生切替レバー１２２が再生側に切り替えられる。また、発側カメラ１００には、閃光を発光する閃光発光管１０５ａを有する閃光発光装置が配備されている。
【００４６】
また、発側カメラ１００には、撮影レンズ１０１と、絞り１３１と、それら撮影レンズ１０１および絞り１３１を経由して結像された被写体像をアナログの画像信号に変換する撮像素子であるＣＣＤセンサ１３２とが備えられている。ＣＣＤセンサ１３２は、詳細には、そのＣＣＤセンサ１３２に照射された被写体光により発生した電荷を可変の電荷蓄積時間（露光期間）の間蓄積することにより画像信号を生成するものである。ＣＣＤ１３２からは、ＣＧ部１３６から出力される垂直同期信号ＶＤに同期したタイミングでフレーム毎の画像信号が順次出力される。
【００４７】
図２に示すように、ＣＣＤ１３２の受光面にはＲ，Ｇ，Ｂの微小なカラーフィルタがマトリクス状に配列されており、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分を含む撮像信号は、白バランス・γ処理部１３３で適当なレベルに増幅された後、Ａ／Ｄ部１３４によってＲ，Ｇ，Ｂの各画像データとされる。なお、ＣＣＤ１３２の画素配置はベイヤ型を例に図示したが、ハニカム型等各種の配列方式を採用でき、図示されたものに限定されない。
【００４８】
撮像素子にＣＣＤセンサ１３２を用いた場合には、色偽信号やモアレ縞等の発生を防止するために、入射光内の不要な高周波成分を除去する光学的ローパスフィルタ１３２ａが配設されている。また、入射光内の赤外線を吸収若しくは反射して、長波長域で感度が高いＣＣＤセンサ１３２固有の感度特性を補正する赤外カットフィルタ１３２ｂが配設されている。光学的ローパスフィルタ１３２ａ及び赤外カットフィルタ１３２ｂの具体的な配設の態様は様々であり、例えば本出願人による特許公開２０００−１１４５０２号公報０００３〜０００４段落に記載のようにすることができる。ただし、後述のように赤外光通信を行うため、赤外カットフィルタ１３２ｂはＣＣＤセンサ１３２の無効画素領域（画像の生成に用いられない領域）は覆わないように配置し、赤外光を無効画素領域で受光できるようにしておくことが好ましい。
【００４９】
また、発側カメラ１００には、ＣＣＤセンサ１３２からのアナログ画像信号が表わす被写体像のホワイトバランスを合わせるとともにその被写体像の階調特性における直線の傾き（γ）を調整し、さらにアナログ画像信号を増幅する増幅率可変の増幅器を含む白バランス・γ処理部１３３が備えられている。
【００５０】
さらに、発側カメラ１００には、白バランス・γ処理部１３３からのアナログ信号をデジタルのＲ，Ｇ，Ｂ画像データにＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ部１３４と、そのＡ／Ｄ部１３４からのＲ，Ｇ，Ｂ画像データを格納するバッファメモリ１３５が備えられている。
【００５１】
本実施形態では、Ａ／Ｄ部１３４は、８ビットの量子化分解能を有し、白バランス・γ処理部１３３から出力されるアナログＲ，Ｇ，Ｂ撮像信号をレベル０〜２５５のＲ，Ｇ，Ｂデジタル画像データに変換して出力する。ただし、この量子化分解能はあくまで一例であって本発明に必須の値ではない。
【００５２】
また、発側カメラ１００には、ＣＧ（クロックジェネレータ）部１３６と、測光・測距用ＣＰＵ１３７と、充電・発光制御部１３８と、通信制御部１３９と、ＹＣ処理部１４０と、電源電池６８とが備えられている。
【００５３】
ＣＧ部１３６は、ＣＣＤセンサ１３２を駆動するための垂直同期信号ＶＤ，高速掃き出しパルスＰを含む駆動信号、白バランス・γ処理部１３３，Ａ／Ｄ部１３４を制御する制御信号、および通信制御部１３９を制御する制御信号を出力する。また、このＣＧ部１３６には、測光・測距用ＣＰＵ１３７からの制御信号が入力される。
【００５４】
測光・測距用ＣＰＵ１３７は、撮影レンズ１０１，絞り１３１を図示しない駆動手段（モータドライバ等）で駆動することにより測距を行ない、ＣＧ部１３６および充電・発光制御部１３８を制御する。測光・測距用ＣＰＵ１３７は、レリーズスイッチ１０４が半押しされると、ＣＣＤ１３２によって周期的（１／30秒から１／60秒ごと）に得られる画像データに基づいて被写体の明るさの測光（ＥＶ値の算出）を行う。そして、得られたＥＶ値に基づいて絞り１３１の絞り値（Ｆ値）及びＣＣＤ１３２の電子シャッタ（シャッタスピード）を含む露出値を所定のプログラム線図にしたがって決定する。
【００５５】
レリーズスイッチ１０４が全押しされると、測光・測距用ＣＰＵ１３７は、その決定した絞り値に基づいて絞り１３１を駆動し、絞り１３１の開口径を制御するとともに、決定したシャッタスピードに基づき、ＣＧ１３６を介してＣＣＤ１３２での電荷蓄積時間を制御する（自動露出機構）。
【００５６】
自動露出機構（ＡＥ機構）は、絞り優先ＡＥ，シャッタ速度優先ＡＥ，プログラムＡＥなどがあるが、いずれにおいても、被写体輝度を測定し、この被写体輝度の測光値に基づいて決められた露出値、すなわち絞り値とシャッタスピードとの組み合わせで撮影を行うことにより、適正な露光量で撮像されるように制御しており、面倒な露出決定の手間を省くことができる。
【００５７】
なお、測光・測距用ＣＰＵ１３７は、メインＣＰＵ２０との間でデータ通信を行なう。
【００５８】
充電・発光制御部１３８は，閃光発光管１０５ａを発光させるために電源電池６８からの電力の供給を受けて図示しない閃光発光用のコンデンサを充電したり、その閃光発光管１０５ａの発光を制御する。
【００５９】
通信制御部１３９には、通信ポート１０７が備えられており、この通信制御部１３９は、発側カメラ１００により撮影された被写体の画像信号をＵＳＢ端子が備えられたパーソナルコンピュータ等の外部装置に出力し、およびこのような外部装置から発側カメラ１００に画像信号を入力することにより、その外部装置との間のデータ通信を担うものである。また、この発側カメラ１００は、ロール状の写真フイルムに写真撮影を行なう通常のカメラが有するＩＳＯ感度１００，２００，４００，１６００等に切り替える機能を模擬した機能を有し、ＩＳＯ感度４００以上に切り替えられた場合、白バランス・γ処理部１３３の増幅器の増幅率が所定の増幅率を越えた高増幅率に設定された高感度モードとなる。通信制御部１３９は、高感度モードでの撮影中は、外部装置との通信を停止する。
【００６０】
また、発側カメラ１００には、圧縮・伸長＆ＩＤ抽出部１４３と、Ｉ／Ｆ部１４４が備えられている。圧縮・伸長＆ＩＤ抽出部１４３は、バッファメモリ１３５に格納された画像データを、バスライン１４２を介して読み出して圧縮し、Ｉ／Ｆ部１４４を経由してメモリカード２００に格納する。また、圧縮・伸長＆ＩＤ抽出部１４３は、メモリカード２００に格納された画像データの読み出しにあたり、メモリカード２００固有の識別番号（ＩＤ）を抽出し、そのメモリカード２００に格納された画像データを読み出して伸長し、バッファメモリ１３５に格納する。
【００６１】
また、発側カメラ１００には、メインＣＰＵ２０と、ＥＥＰＲＯＭ１４６と、ＹＣ／ＲＧＢ変換部１４７と、表示用のドライバ１４８とが備えられている。メインＣＰＵ２０は、この発側カメラ１００全体の制御を行なう。ＥＥＰＲＯＭ１４６には、この発側カメラ１００固有の固体データやプログラム等が格納されている。ＹＣ／ＲＧＢ変換部１４７は、ＹＣ処理部１４０で生成されたカラー映像信号ＹＣを３色のＲＧＢ信号に変換して表示用のドライバ１４８を経由して画像表示ＬＣＤ１０２に出力する。
【００６２】
また、発側カメラ１００は、ＡＣ電源から電力を得るためのＡＣアダプタ４８と電源電池６８とが着脱可能な構成となっている。電源電池６８は充電可能な二次電池、例えばニカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池で構成される。電源電池６８は使い切り型の一次電池、例えばリチウム電池、アルカリ電池で構成してもよい。電源電池６８は図示しない電池収納室に装填することにより、発側カメラ１００の各回路と電気的に接続される。
【００６３】
ＡＣアダプタ４８が発側カメラ１００に装填されＡＣ電源からＡＣアダプタ４８を介して発側カメラ１００に電力が供給される場合には、電源電池６８が電池収納室に装填されている場合であっても、優先的に当該ＡＣアダプタ４８から出力された電力が発側カメラ１００の各部に駆動用の電力として供給される。また、ＡＣアダプタ４８が装填されておらず、かつ電源電池６８が電池収納室に装填されている場合には、当該電源電池６８から出力された電力が発側カメラ１００の各部に駆動用の電力として供給される。
【００６４】
なお、図示しないが、発側カメラ１００には、電池収納室に内に収納される電源電池６８とは別にバックアップ電池が設けられている。内蔵バックアップ電池には例えば専用の二次電池が用いられ、電源電池６８によって充電される。バックアップ電池は、電源電池６８の交換や取り外し等、電源電池６８が電池収納室に装填されていない場合、発側カメラ１００の基本機能に給電する。
【００６５】
即ち、電源電池６８又はＡＣアダプタ４８からの電源供給が停止すると、バックアップ電池がスイッチング回路（図示せず）によってＲＴＣ１５等に接続され、これらの回路に給電する。これにより、バックアップ電池２９が寿命に達しない限り、ＲＴＣ１５等の基本機能には、電源供給が間断なく継続する。
【００６６】
ＲＴＣ（Real Time Clock）１５は計時専用のチップであり、電源電池６８やＡＣアダプタ４８からの給電がオフされていてもバックアップ電池から電源供給を受けて継続的に動作する。
【００６７】
図３は通信用発光装置１６のブロック図である。この通信用発光部１６には、パターンテーブル記憶部１２、発光制御ＣＰＵ１４、ＬＥＤ群１７（Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤ１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ）、調光センサ１８、ＬＥＤドライバ１９が設けられている。
【００６８】
ＬＥＤドライバ１９は、発光制御ＣＰＵ１４から、発光パターン、発光タイミング、発光時間、発光量などを示す発光制御信号を取り込んでいる。ＬＥＤ群１７の発光パターンは不揮発性メモリなどの各種記憶媒体で構成されるパターンテーブル記憶部１２に予め記憶されている。
【００６９】
発光制御ＣＰＵ１４がＬＥＤドライバ１９に設定する発光タイミングは、ＣＧ１３６から出力されるクロック信号である発信駆動信号に同期している。
【００７０】
ＬＥＤドライバ１９は発光制御ＣＰＵ１４からの制御信号に従ってＬＥＤ群１７を制御し、Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤ１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの発光パターン、発光タイミング、発光時間、発光量を制御する。Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤ１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの電気エネルギーは電源電池６８又はＡＣアダプタ４８から供給される。
【００７１】
ＬＥＤ群１７が発光すると、発光制御ＣＰＵ１４は、調光センサ１８を介して発光量を検知する。そして、この検知した発光量が発光量調整用の基準値と一致すると、発光を停止させるために発光停止信号をＬＥＤドライバ１９に出力する。ＬＥＤドライバ１９は、発光制御ＣＰＵ１４から発光停止信号を入力すると、ＬＥＤ群１７の発光を停止させるよう制御する。これにより、電源電池６８からＬＥＤ群１７に流れる電流が遮断され、ＬＥＤ群１７の発光が停止する。
【００７２】
なお、図示しないが、通信用発光部１６の構成は、閃光発光装置の構成、あるいは従来のタリーランプ及びその発光制御装置の構成の全部又は一部と共通させてもよい。例えば、発光制御ＣＰＵ１４と測光・測距用ＣＰＵ１３７を同一のＣＰＵとしてもよい。あるいは、ＬＥＤ１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの全部又は一部をタリーランプと共通の構成としてもよい。こうすると、従来のデジタルカメラに特別の機器を設けることなく、本発明に係る可視光発信装置を実現できる。
【００７３】
図４は本発明に係る可視光信号受信装置の好ましい一実施形態である受信側デジタルカメラ３００（以下受側カメラ３００と略す）のブロック構成図である。この図において、発側カメラ１００と同一のブロックに関しては同一の符号を付し、その構成及び機能は上記と基本的に同一であるものとして説明は省略する。
【００７４】
受側カメラ３００のＣＣＤ１３２は、発側カメラ１００の通信用発光装置１６から発光されるＲ，Ｇ，Ｂの可視光を受光する。ＣＣＤ１３２の受光した可視光はＲ，Ｇ，Ｂの画像信号に変換されて白バランス・γ処理部１３３に出力され、所定の処理が施された後、Ａ／Ｄ変換部１３４でＲ，Ｇ，Ｂの画像データに変換されるのは前述の通りである。
【００７５】
Ａ／Ｄ部１３４によって得られたＲ，Ｇ，Ｂ画像データは、積算回路１５０にも入力される。積分回路１５０は、Ｒ，Ｇ，Ｂ画像データを１画面の所定の分割エリア毎にかつ同じ色成分毎に積算平均し、さらにフレームごとに、全エリアのＲ，Ｇ，Ｂ画像データの積算平均値Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂを算出する。この積算平均値Ｉｒ，Ｉｇ，ＩｂをＲ，Ｇ，Ｂの可視光の受光量とする。
【００７６】
ただし、Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光の受光量Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂは、Ｒ、Ｇ、Ｂの可視光にそれぞれ感度を有するＣＣＤ１３２以外の受光センサ（図示せず）によって検出することも可能である。
【００７７】
図５に示すように、本発明に係る通信システム５００は、発側カメラ１００と受側カメラ３００を備える。発側カメラ１００からの可視光発光による光学的なデータ発信と受側カメラ３００による光学的なデータ受信は次のような通信動作によって行われる。
【００７８】
図６を参照すると、まず、発光制御ＣＰＵ１４が、メインＣＰＵ２０からバスライン１４２を介して２進数のビット列からなる所望の通信データを受け取ると、発光制御ＣＰＵ１４は、受け取ったビット列を開始ビットから３ビットごとに分割する（Ｓ１）。この３ビット列を分割ビット列と呼ぶ。分割ビット列は３桁の２進数であり、２３＝８パターンを表す８進数と等価である。なお、通信データの末尾から３ビットに満たないビット列が生じた場合、欠損したビットに「０」を付加して強制的に３ビットの分割ビット列にする。
【００７９】
次に、発光制御ＣＰＵ１４は、パターンテーブル記憶部１２に記憶されたパターンテーブル（図７参照）を参照し、分割ビット列ごとにＲ，Ｇ，Ｂのパルスのハイ（Ｈ）又はロー（Ｌ）をＬＥＤドライバ１９に設定する（Ｓ２）。
【００８０】
なお、発光量、発光時間も合わせて設定されるが、その値は任意である。また、パターンテーブルの内容は図７に示したものに限定されない。
【００８１】
ここで、発光制御ＣＰＵ１４のパルス設定周期、即ちＣＧ部１３６による発信駆動信号の発生周期は、受側カメラ３００のＣＣＤ１３２の電荷蓄積期間（露光期間）と同期させる。その具体的態様については後述の実施形態で説明するが、これに特に限定されるものではない。
【００８２】
ＬＥＤドライバ１９は、Ｒ，Ｇ，Ｂのパルス設定に応じたタイミングでＬＥＤ群１７を発光させる（Ｓ３）。
【００８３】
例えば、通信データのビット列が１１０００１であれば、まずビット列を開始ビットから３ビットごとに「１１０」、「００１」に分割する（Ｓ１）。次に、パターンテーブルに従い、分割ビット列「１１０」については、Ｒのパルスをハイ，Ｇのパルスをハイ、Ｂのパルスをローに設定する（Ｓ２、図８参照）。この場合、ＬＥＤ１７ＲとＬＥＤ１７Ｂは設定された発光量・発光時間で発光するが、ＬＥＤ１７Ｇは発光しない（Ｓ３）。
【００８４】
以下、ＬＥＤ群１７の発光により光学的に発信される通信データを可視光信号と呼ぶ。
【００８５】
再び図６を参照すると、受側カメラ３００は、通信用発光装置１６から発信された可視光信号をＣＣＤ１３２によって受光する（Ｓ４）。
【００８６】
受側カメラ３００のメインＣＰＵ２０は、受光した可視光信号の発光パターンを判別する（Ｓ５）。即ち、メインＣＰＵ２０は、ＣＣＤ１３２の受光した可視光について積算部１５０の算出したあるいは不図示の受光センサの検出した受光量Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂを入力し、受光量Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂが所定の閾値Ｘを上回っているかもしくは下回っているかを各受光量について判断する。ある色の受光量Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂについて閾値Ｘを上回っていれば、その色は発光（Ｈ）と判断し、閾値Ｘを下回っていれば、その色は非発光（Ｌ）と判断する（図９参照）。
【００８７】
なお、所定の閾値Ｘは、Ａ／Ｄ変換部１３４のビット分解能がレベル０〜２５５であり、ＬＥＤ１７Ｒ，ＬＥＤ１７Ｂ，ＬＥＤ１７Ｇのフル発光によって得られる画像データの受光量の最大レベルが１５０であれば、Ｘ＝７５とすることが一例として考えられる。
【００８８】
そして、予めＥＥＰＲＯＭ１４６に記憶されているパターンテーブル（発側カメラ１００に記憶されているものと同じ）に従い、Ｒ，Ｇ，ＢのＨ又はＬの発光パターンに対応した分割ビット列を特定する（Ｓ６）。例えば、図９に示すようなＲＧＢ可視光を受光すれば、「１１０」の分割ビット列が復元される。
【００８９】
この処理はＲＧＢの可視光の発光周期に同期して繰り返されるが、この繰り返しの周期は、ＲＧＢの発光周期がＣＣＤ１３２の電荷蓄積期間と同期していれば、１フレームの画像信号が読み出される周期と同じになり、理論的には最大の通信速度となる。
【００９０】
そして、発光周期に従って順次受光する可視光信号の各々から特定した分割ビット列を受光順に配列したビット列を通信データとして復元する（Ｓ７）。
【００９１】
以上説明したとおり、本発明に係る通信システムでは、ＬＥＤ群１７の１回の発光によって３ビットの２進数データ（８進数と等価）を表現でき、従来のオンオフキーイングによる光通信に比して１回の発光当たり３倍のデータを送信できる。
【００９２】
なお、上述の通信動作のＳ１〜Ｓ２の動作を発光制御ＣＰＵ１４に実行させるプログラムはパターンテーブル記憶部６８その他のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されている。また、上述の通信動作のＳ５〜Ｓ７の動作をメインＣＰＵ２０に実行させるプログラムはＥＥＰＲＯＭ１４６その他のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されている。
【００９３】
＜第２実施形態＞
第１実施形態の通信システムにおいて、通信用発光装置１６の発光周期は様々考えうるが、通信の確実性・信頼性を持たせるためには以下のようにするとよい。
【００９４】
即ち、ＣＧ１３６は、発光制御ＣＰＵ１４へ出力する発信駆動信号の周波数ｆ２を、垂直同期信号ＶＤの出力周波数ｆ１の１／２以下（即ち出力周波数ｆ１のナイキスト周波数以下）にする。発光制御ＣＰＵ１４は発信駆動信号に同期してＬＥＤ群１７の発光パターンを設定する。このため、ＬＥＤ群１７の発光周波数が垂直同期信号ＶＤの出力周波数ｆ１の１／２以下になる。
【００９５】
図１０は、例えばｆ２＝ｆ１／２とした場合における、受側カメラ３００の垂直同期信号ＶＤと発側カメラ１００の発信駆動信号の発生周期の関係を示すタイミングチャートである。
【００９６】
ＣＣＤ１３２からは、垂直同期信号ＶＤに同期したタイミングでフレーム毎の画像信号が順次出力される。この場合、ＣＣＤ１３２に設けられたオーバーフロードレイン（Ｏｖｅｒｆｌｏｗ  Ｄｒａｉｎ）により余剰電荷を捨て去るタイミングを示すオーバーフロードレイン信号ＯＦＤがＣＣＤ１３２に入力されている期間を除く期間がＣＣＤ１３２の露光期間（電荷蓄積期間）とほぼ等しくなる。
【００９７】
ここで、発信駆動信号の周波数ｆ１は、垂直同期信号ＶＤの出力周波数ｆ１の１／２以下であるから、ＣＣＤ１３２は、当該期間内に、通信用発光装置１６から少なくとも２回同一の発光パターンによる露光を受け、同一の可視光信号から少なくとも２フレーム分の画像信号を得ることができる。このため、ＣＣＤ１３２から得られた画像信号に基づき得られる通信データは、５割以上の時間的冗長度を持つ。受側カメラ３００は、通信データの冗長性を利用してエラーチェックや誤り訂正を行うことで通信の確実性・信頼性を確保できる。
【００９８】
＜第３実施形態＞
上記第１実施形態の通信システムにおいて、発側カメラ１００と受側カメラ３００との通信速度を第２実施形態よりも高めるためには、以下のようにするとよい。
【００９９】
即ち、発側カメラ１００のＣＧ１３６は、垂直同期信号ＶＤを発信駆動信号として出力する。こうすると、第２実施形態と比較して発光周期は単純に２倍となるが、この発光周期が受側カメラ３００の露光期間と合わなければ、受側カメラ３００は可視光信号を受信できない。
【０１００】
このため、図１１に示すように、第１実施形態の受側カメラ３００に、同期開始信号発信部３０を設ける。この同期開始信号発信部３０は、発側カメラ１００に同期開始信号を光学的に発信するものであり、例えば第１実施形態の通信用発光装置１６で構成される。この場合、同期開始信号はＲ，Ｇ，Ｂの発光により発信されることになる。
【０１０１】
以下、図１２に従い、受側カメラ３００の通信用発光装置１６の発光タイミングを受側カメラ３００の垂直同期信号ＶＤに同期させるための通信同期動作を説明する。
【０１０２】
まず、同期開始信号発信部３０は、受側カメラ３００のＣＧ部１３６から出力される垂直同期信号ＶＤの出力タイミングに同期して同期開始信号を発信する（Ｓ１０１）。
【０１０３】
発側カメラ１００は、同期開始信号発信部３０からの同期開始信号をＣＣＤ１３２によって受光すると（Ｓ１０２）、メインＣＰＵ２０は、同期開始信号を受光したタイミングに、ＣＧ部１３６の垂直同期信号ＶＤの出力タイミングを同期させるよう制御する（Ｓ１０３）。
【０１０４】
発光制御ＣＰＵ１４は、ＬＥＤドライバ１９への発光タイミング信号の出力を、ＣＧ部１３６から出力される垂直同期信号ＶＤに同期させる。これにより、ＬＥＤ群１７は受側カメラ３００の垂直同期信号ＶＤに同期して可視光信号を発光し（Ｓ１０４）、受側カメラ３００のＣＣＤ１３２は露光期間に同期して可視光信号を受光する（Ｓ１０５）。
【０１０５】
なお、上述の通信同期動作のＳ１０２の動作をメインＣＰＵ２０に実行させるプログラムはＥＥＰＲＯＭ１４６その他のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されている。
【０１０６】
図１３は、通信同期動作における、発側カメラ１００のＣＧ部１３６が出力する垂直同期信号である発側ＶＤ、受側カメラ３００のＣＧ部１３６が出力する垂直同期信号である受側ＶＤ、同期開始信号の受光タイミング、及び通信用発光装置１６の発光タイミングの関係を示す。この図に示すように、同期開始信号は受側ＶＤに同期しているため、発側ＶＤの出力タイミングも受側ＶＤに同期する。そして、発光タイミングは発側ＶＤに同期するから、結局、発光タイミングが受側ＶＤに同期することになる。よって、受側カメラ３００は、各フレームの画像信号からそれぞれ３ビットのデータを得ることができる。
【０１０７】
以上説明したとおり、本動作によって通信用発光装置１６の発光タイミングが発側ＶＤに同期し、理論的には第２実施形態の通信システムよりも少なくとも２倍の通信速度が確保できる。
【０１０８】
＜第４実施形態＞
上記第１〜３実施形態において、通信用発光装置１６の使用環境（設置位置や距離の遠近など）によっては、通信用発光装置１６から受光する光の強度が大きくなったり小さくなったりする。そうすると、ＣＣＤ１３２に入射する光量がオーバーあるいはアンダーになり通信に支障をきたす可能性がある。
【０１０９】
このため、測光・測距用ＣＰＵ１３７は、以下の露光制御動作を行う。即ち、図１４に示すように、ＣＣＤ１３２に入射した通信用発光装置１６からの可視光の明るさを測光し（Ｓ５１）、測光した明るさに従って通信に適した露出値を決定する（Ｓ５２）。この通信に適した露出値には、通信に適した絞り値（通信用絞り値）及び通信に適したシャッタスピード（通信用シャッタスピード）が含まれる。測光・測距用ＣＰＵ１３７は、決定された通信用絞り値に従って、絞り１３１を駆動し、絞り１３１の開口径を制御する。また、測光・測距用ＣＰＵ１３７は、決定された通信用シャッタスピードに基づき、ＣＧ１３６を介してＣＣＤ１３２での電荷蓄積時間を制御する（Ｓ５３）。
【０１１０】
例えば、測光・測距用ＣＰＵ１３７が所定の第１の閾値以下の明るさを測光すると、これに応じて開放側の最大絞り値（それ以上大きい開口径へは動作しない限界値）を通信用絞り値に決定する。また、例えば、測光・測距用ＣＰＵ１３７が所定の第２の閾値以上の明るさを測光すると、これに応じて小絞り側の最小絞り値（それ以上小さい開口径へは動作しない限界値）を通信用絞り値に決定する。こうすることで可視光信号受光量のオーバー・アンダーを防げる。
【０１１１】
＜第５実施形態＞
第３実施形態の同期開始信号発信部３０は、赤外線通信用の赤外光発信装置で構成してもよい。この場合、図１５に示したように、発側カメラ１００に赤外線受光回路６３を設ける。そして、図１６に示したように、発側カメラ１００は、受側カメラ３００の同期開始信号発信部３０から同期開始信号その他各種の赤外線信号を受光する。赤外線受光回路６３は、入射した赤外線信号をデジタル信号に変換してメインＣＰＵ２０へ出力する。
【０１１２】
受側カメラ３００は、ＣＣＤ１３２によって赤外線信号を受光することも可能である。即ち、赤外光が光学的ローパスフィルタ１３２ａを透過してＣＣＤ１３２の受光面に達すれば、ＣＣＤ１３２が受光した赤外光を白色光として電荷蓄積する特性を利用し、赤外線受光回路６３の代用とする。これにより、ＣＣＤ１３２は、可視光の他、同期開始信号発信部３０の発する赤外線信号も検出可能であり、赤外線受光回路６３のような特段の構成は省略可能である。
【０１１３】
ＣＣＤ１３２は、同期開始信号発信部３０から入射した赤外光（同期開始信号その他各種の制御信号を表す）をＲ，Ｇ，Ｂの画像信号に変換して白バランス・γ処理部１３３へ出力し、白バランス・γ処理部１３３は該画像信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換部１３４は該画像信号をＲ，Ｇ，Ｂの画像データにデジタル変換してメインＣＰＵ２０に出力する。メインＣＰＵ２０では、Ａ／Ｄ変換部１３４から入力した画像データに応じて通信用発光装置１６の動作や撮像動作等の各種動作を制御する。
【０１１４】
このような構成をとれば、発側カメラ１００は、ＣＣＤ１３２で受側カメラ３００からの赤外光を受光してデータ受信を行うことができる。Ｒ，Ｇ，Ｂの可視光信号による通信はダウンリンク、赤外線による通信はアップリンクに相当する。
【０１１５】
ここで、ＣＣＤ１３２で赤外光を受光してデータ受信を行う場合、やはり第５実施形態と同様の問題が生じる。即ち、赤外光発信装置で構成される同期開始信号発信部３０から受光する赤外光の強度が大きくなったり小さくなったりすると、ＣＣＤ１３２に入射する光量がオーバーあるいはアンダーになり通信に支障をきたす可能性がある。
【０１１６】
このため、測光・測距用ＣＰＵ１３７は、ＣＣＤ１３２に入射した通信用発光装置１６からの赤外光の明るさを測光し、測光した明るさに従って通信に適した露出値を決定する。この通信に適した露出値には、通信に適した絞り値（通信用絞り値）及び通信に適したシャッタスピード（通信用シャッタスピード）が含まれる。測光・測距用ＣＰＵ１３７は、決定された通信用絞り値に従って、絞り１３１を駆動し、絞り１３１の開口径を制御する。また、測光・測距用ＣＰＵ１３７は、決定された通信用シャッタスピードに基づき、ＣＧ１３６を介してＣＣＤ１３２での電荷蓄積時間を制御する。この動作は、第４実施形態の露光制御動作（図１４参照）と同様である。
【０１１７】
こうすることで通信用発光装置１６から光学的に伝送される情報をより確実に受信できる。
【０１１８】
＜第６実施形態＞
第１〜５実施形態において、発側カメラ１００及び受側カメラ３００の構成は必ずしも区別する必要はない。即ち、図１７に示すように、両者の構成を備えたデジタルカメラ４００を提供してもよい。ただし、構成の簡略化のため、同期開始信号発信部３０の構成は通信用発光装置１６と共通させる。こうすると、図１８に示すように、同等の構成を有するカメラ４００−Ａ、Ｂ間でのＲＧＢ可視光の発光・受光による双方向通信が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】発信側デジタルカメラのブロック構成図
【図２】ＣＣＤ受光面のＲ，Ｇ，Ｂの微小なカラーフィルタの配置図
【図３】通信用発光装置のブロック図
【図４】受信側デジタルカメラのブロック構成図
【図５】通信システムの構成図
【図６】通信動作の流れを示すフローチャート
【図７】パターンテーブルの概念説明図
【図８】Ｒ，Ｇ，Ｂの設定パルスの一例を示す図
【図９】積算部の算出した受光量Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの一例を示す図
【図１０】垂直同期信号と発信駆動信号の発生周期の関係を示すタイミングチャート
【図１１】同期開始信号発信部の設けられた受信側デジタルカメラのブロック構成図
【図１２】通信同期動作の流れを示すフローチャート
【図１３】発側ＶＤ、受側ＶＤ、同期開始信号の受光タイミング、及び通信用発光装置の発光タイミングの関係を示すタイミングチャート
【図１４】露光制御動作の流れを示すフローチャート
【図１５】赤外線受光回路の設けられた発信側デジタルカメラのブロック構成図
【図１６】通信システムにおける赤外線通信の様子を示す図
【図１７】発側カメラ及び受側カメラの構成を備えたデジタルカメラのブロック構成図
【図１８】ＲＧＢ可視光によるデジタルカメラ間の双方向通信の様子を示す図
【符号の説明】
【０１２０】
１４：発光制御ＣＰＵ、１７：ＬＥＤ群、１９：ＬＥＤドライバ、１６：通信用発光装置、２０：メインＣＰＵ、３０：同期信号発信部、６３：赤外線受光回路、１３１：絞り、１３２：ＣＣＤ、１３４：Ａ／Ｄ変換部、１５０：積算回路
【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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【図１７】
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【図１８】
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