(57)【要約】  【課題】  大容量データの転送には好適で、しかも手ぶれの影響が起こり難い可視光通信方法及び装置を提供する。  【解決手段】  データ送信側は、転送したい２進数データを時間とともに色が変化する同心円色成分コード、例えば同心円ＲＧＢコード１００に変換し、動画としてモニタ２２１上に表示する。一方、データ受信側は、カメラ付き携帯端末装置のカメラ４１１で同心円ＲＧＢコード１００を連続撮影し、各トラックの色情報から２進数データを取り出す。【選択図】  図８
2007013786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転送すべき情報を２進数データに変換し、
この２進数データを特定数のビット毎に互いに異なる複数の色に順次変換し、
前記変換した色順に分けて同心円状のトラックに順次配置した同心円色成分コードを形成し、
１フレームが前記１つの同心円色成分コードを構成するフレームを、複数集めて動画とした光通信コードを形成し、
前記光通信コードを介した光通信により前記情報を他へ転送する可視光通信方法。
【請求項２】
前記光通信コードには、復号を開始するタイミング情報、録画を開始するタイミング情報、または同期情報を含む請求項１に記載の可視光通信方法。
【請求項３】
前記同期情報は、データ受信側のユーザが撮影を開始させるタイミングを判別するための情報を含む請求項２に記載の可視光通信方法。
【請求項４】
上記光通信コードには、動画の位置を判別するためのガイドを有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の可視光通信方法。
【請求項５】
前記光通信コードは、フレームレートが、通信の形態或いは伝搬環境の状態によって変更可能である請求項１〜４のいずれか１項に記載の可視光通信方法。
【請求項６】
前記同心円状のトラック数は、通信の形態或いは伝搬環境の状態によって変更可能である請求項１〜５のいずれか１項に記載の可視光通信方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光通信方法により可視光を介して光通信コードからなる転送データを送信する可視光送信装置と、この可視光送信装置により可視光を介して前記光通信コードからなる前記転送データを受信する可視光受信装置とを備えた可視光通信装置であって、
前記可視光送信装置は、前記転送データを前記光通信コードからなる動画に変換する変換手段と、前記動画を表示するカラー表示可能な表示手段とを備えるとともに、
前記可視光受信装置は、前記表示手段に表示される前記動画を連続撮影する撮影手段と、前記撮影手段が撮影した前記光通信コードからなる前記動画から前記転送データを復号する復号手段とを備える可視光通信装置。
【請求項８】
前記変換手段は、２進数データを、３原色またはこの合成色に置き換えて１つのトラックとするとともに、
前記復号手段は、そのトラックから２進数データを復号する請求項７に記載の可視光通信装置。
【請求項９】
前記変換手段は、２進数データを、３原色またはこの合成色の色の強さに置き換えて１つのトラックとする請求項７に記載の可視光通信装置。
【請求項１０】
変換手段は、２進数データを、２トラック間の前記３原色またはこの合成色の変化に置き換える請求項７〜９のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項１１】
２トラック間は、１フレーム内の隣り合うトラック、若しくは隣り合う２フレーム間の同位置トラックとする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項１２】
前記トラックとトラックの間に、トラック分離区間を設ける請求項７〜１１のいずれか
１項に記載の可視光通信装置。
【請求項１３】
前記可視光受信装置は、前記復号手段の復号性能が劣る場合は、初めに動画を録画し、その後に復号を行う請求項７〜１２のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項１４】
前記可視光受信装置は、前記光通信コードを繰り返し再生可能な手段を備えた請求項７〜１３のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項１５】
前記光通信コードは、フレームレートが、前記変換手段、前記表示手段、前記撮影手段、または前記復号手段の各特性によって変更可能である請求項７〜１４のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【請求項１６】
前記同心円状のトラック数は、前記変換手段、前記表示手段、前記撮影手段、または前記復号手段の各特性によって変更可能である請求項７〜１５のいずれか１項に記載の可視光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光、つまり各色の光を用いて光通信を行う可視光通信方法及び可視光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯情報端末（ＰＤＡ；Personal Digital Assistant）などの各種の情報処理装置において、各種情報の送受信を、直感的に、かつ、容易に行うことができる情報通信システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この情報通信システムは、例えば図２０に示すように、画像（図略）のデータを表すシンボル６０１の白黒のパターンが、情報表示装置５００に設けた表示部５０１において１フレームの走査毎に切り替わり、画像のデータ全体を表す期間だけ連続して表示される。この情報通信システムにおいては、リーダライタである携帯端末装置７００などにより読み取られたシンボル６０１に基づいて、画像のデータが取得される。反対に、携帯端末装置７００などから情報表示装置５００にデータを転送するときは、転送するデータを表すシンボル６０１がリーダライタである携帯端末装置７００などから出力され、それが、情報表示装置５００の表示部５０１の所定位置に形成された読み取り領域により読み取られる。これにより、情報表示装置５００においては、読み取られたシンボルに基づいて、データが取得される。
【０００３】
一方、複数の異なる信号光を別々のエリアに送信したときに、一部の受信エリアが重畳するような場合に、受信部側の不要な信号光を除去して所望の信号光のみを受信することができる可視光通信装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
この可視光通信装置は、Ｒ（red）、Ｇ（green）、Ｂ（blue）の各可視光送信部において、３つのチャネルのオーディオ信号の各々でそれぞれ異なる波長の可視光を変調して目視可能に、また、受信エリアの一部が重畳するように送信する。一方、受信部側は、可視光送信部のいずれかにより送信された可視光から少なくとも１つの波長の光を色フィルタにより選択して受光し、その受光した固有波長の光を光電変換して復調する。
【特許文献１】特開２００４−１２７２７２号公報
【特許文献２】特開２００４−１９３９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載のものは、情報通信の媒体が可視光であり、近距離通信に特化しているが、通信対象となるシンボルには、例えばカルラコード或いはＱＲ（Quick Response）コードなどのような白黒の２次元セルコードを用いている。従って、例えば１つのＱＲコードでデータ転送するときの転送量が２９５３バイト程度であるので、大容量データを高速に転送することが難しい。
【０００５】
一方、特許文献２に記載のものは、可視光（ＲＧＢ）を通信媒体に用いており、情報の転送量等の点で前述の特許文献１に記載の情報処理装置より優れているが、１つのセル（コード）は、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの光成分に固定されており、大容量データを高速で転送する点では満足いくものではない。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、大容量データを高速で転送することができる可視光通信方法、可視光通信装置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】
【０００７】
本発明の可視光通信方法は、転送すべき情報を２進数データに変換し、この２進数データを特定数のビット毎に互いに異なる複数の色に順次変換し、前記変換した色順に分けて同心円状のトラックに順次配置した同心円色成分コードを形成し、１フレームが前記１つの同心円色成分コードを構成するフレームを、複数集めて動画とした光通信コードを形成し、前記光通信コードを介した光通信により前記情報を他へ転送するものである。
【０００８】
また、本発明の可視光通信方法は、前記光通信コードに、復号を開始するタイミング情報、録画を開始するタイミング情報、または同期情報を含むものである。
【０００９】
また、本発明の可視光通信方法は、前記同期情報が、データ受信側のユーザが撮影を開始させるタイミングを判別するための情報を含むものである。
【００１０】
また、本発明の可視光通信方法は、上記光通信コードに、動画の位置を判別するためのガイドを有するものである。
【００１１】
また、本発明の可視光通信方法での前記光通信コードは、フレームレートが、通信の形態或いは伝搬環境の状態によって変更可能である。
【００１２】
また、本発明の可視光通信方法は、前記同心円状のトラック数が、通信の形態或いは伝搬環境の状態によって変更可能である。
【００１３】
本発明の可視光通信装置は、上記のいずれかに記載の光通信方法により可視光を介して光通信コードからなる転送データを送信する可視光送信装置と、この可視光送信装置により可視光を介して前記光通信コードからなる前記転送データを受信する可視光受信装置とを備えた可視光通信装置であって、前記可視光送信装置は、前記転送データを前記光通信コードからなる動画に変換する変換手段と、前記動画を表示するカラー表示可能な表示手段とを備えるとともに、前記可視光受信装置は、前記表示手段に表示される前記動画を連続撮影する撮影手段と、前記撮影手段が撮影した前記光通信コードからなる前記動画から前記転送データを復号する復号手段とを備えるものである。
【００１４】
また、本発明の可視光通信装置は、前記変換手段が、２進数データを、３原色またはこの合成色に置き換えて１つのトラックとするとともに、前記復号手段は、そのトラックから２進数データを復号するものである。
【００１５】
また、本発明の可視光通信装置は、前記変換手段が、２進数データを、３原色またはこの合成色の色の強さに置き換えて１つのトラックとするものである。
【００１６】
また、本発明の可視光通信装置は、変換手段が、２進数データを、２トラック間の前記３原色またはこの合成色の変化に置き換えるものである。
【００１７】
また、本発明の可視光通信装置は、２トラック間が、１フレーム内の隣り合うトラック、若しくは隣り合う２フレーム間の同位置トラックとするものである。
【００１８】
また、本発明の可視光通信装置は、前記トラックとトラックの間に、トラック分離区間を設けるものである。
【００１９】
また、本発明の可視光通信装置は、前記可視光受信装置の前記復号手段の復号性能が劣る場合は、初めに動画を録画し、その後に復号を行うものである。
【００２０】
また、本発明の可視光通信装置は、前記可視光受信装置が、前記光通信コードを繰り返し再生可能な手段を備えたものである。
【００２１】
また、本発明の可視光通信装置は、前記光通信コードのフレームレートが、前記変換手段、前記表示手段、前記撮影手段、または前記復号手段の各特性によって変更可能である。
【００２２】
また、本発明の可視光通信装置は、前記同心円状のトラック数が、前記変換手段、前記表示手段、前記撮影手段、または前記復号手段の各特性によって変更可能である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、データ送信側は、転送したい情報（２進数データ）を複数の色を配置した同心円ＲＧＢコードに変換し、カラー表示可能なモニタ上に動画として表示する。一方、データ受信側は、携帯端末機器などに搭載されたカメラで同心円ＲＧＢコードを連続撮影し、この撮影した同心円ＲＧＢコードの各フレームのそれぞれのトラックの色から２進数データにデコードし、転送データを受け取る。従って、このような構成によれば、
（１）データ送信側からデータ受信側へ大容量の情報を高速に転送することが可能となる。
（２）可視光を通信媒体とするため、手軽かつデータ通信やダウンロードをしている様子がユーザにわかりやすい。
（３）可視光を遮るものがなければ、自由空間での減衰は比較的少ないので、近距離のみならず、遠距離の通信も可能である。
（４）同心円ＲＧＢコードの幾何学的性質から手ぶれの影響を受けないデコードが可能となるうえ、どの方向からも同じデコードが可能で、撮影時にユーザは携帯端末機器とモニタの角度を気にする必要がなくなる。
（５）既存の構成（モニタとカメラ）にソフトウェアを追加するだけで実現可能な通信手段である（もちろんハードウェアで実現してもよい）。
（６）近距離では秘匿性に優れた通信、遠距離ではブロードキャスト、マルチキャストが可能で、応用アプリケーションが多岐にわたる。
（７）有線通信と比較すると、有線ケーブルを必要としないため、配線の設置や作業にかかるコストが抑えられる。
（８）無線通信と比較すると、電磁波の影響がなく人体にとって安全性が高いので、医療機関や電車など公共の場においても医療機器や人体に与える影響がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
初めに、図１を参照しながら、光通信コード１００を用いた光通信方法について説明する。
この光通信コード１００は、色成分ごとに分別して同心円状のトラックに配色した（同心円色成分コードで構成される）フレームを複数フレーム集めたもの（連続的に再生すると動画となる）からなっており、同心円ＲＧＢコードで構成されている。
【００２５】
フレームには、図２（Ａ）に示すように、同期を取るための同期フレームＴＦと、転送データであるデータフレームＤＦとを備える。このうち、同期フレームＴＦは、データフレームＤＦ中には現れない、もしくは現れにくいパターンとし、後述する撮影手段および復号手段が同期フレームＴＦであることを判別しやすいパターンとする。同期フレームＴＦは、１フレームに限らず、図２（Ａ）のように複数フレームにまたがって連続してもよい。
なお、同期フレームＴＦは、例えば、図２（Ｂ）のようにデータフレームＤＦとの区別
がつけばよく、同期フレームＴＦ毎にパターンが異なってもよい（データフレームＤＦが始まるタイミングを判別しやすくなる）。
また、同期フレームＴＦは、例えば、図２（Ｃ）のようにデータフレームＤＦの途中にあってもよい。
また、同期フレームＴＦは、例えば、図２（Ｄ）のように同心円の中心に位置するトラック（同期トラック１００Ａ）を同期専用のトラックとしてもよい。
また、同期フレームＴＦの中心トラックは同期トラックとして使用し、中心以外の外周トラックは同期時の基本情報（フレームレート[fps]、データの長さ、トラック数）を報知するために使用してもよい。
また、同心円ＲＧＢコード１００は、例えば、図２（Ｅ）のように同心円ＲＧＢコード１００のフレームを、後述する撮影手段、復号手段、およびユーザが容易に変別できるようにガイド１００Ｂがあってもよい。
【００２６】
ここで、光の３原色を構成するＲＧＢなどと２進数データとの関係を示す。
図３は、２進数データを３原色のＯＮ／ＯＦＦに置き換えて１つのトラックとする場合の２進数データとＲＧＢの変換・復号の際の対応関係の一例を示す。
同心円ＲＧＢコードの１つのトラックのＲＧＢの決定方法は、転送すべき伝送データを２進数に変換し、その変換した２進数データを３ビット取り出し、それを１ビットずつＲ、Ｇ、Ｂに割り当てる。
即ち、図４に示すように、２進数データと各色との対応関係は、
「Ｒ（赤）」・・・１００
「Ｇ（緑）」・・・０１０
「Ｂ（青）」・・・００１
「Ｃ（シアン）」・・・０１１
「Ｍ（マゼンダ）」・・・１０１
「Ｙ（黄）」・・・１１０
「Ｗ（白）」・・・１１１
「Ｋ（黒）」・・・０００
（以下、Blackを便宜上“Ｋ”として表示する）
・・・（１）
【００２７】
この対応関係に従って変換を行うと、２進数データが、例えば
『１００ ０１０ ００１ ０１１ １０１ １１０』
と続いた場合は、変換されるＲＧＢは、『Ｒ Ｇ Ｂ Ｃ Ｍ Ｙ』の順になる。
【００２８】
このように、２進数データとＲＧＢの変換および復号については、３ビットごとに取り出した各ビット値をＭＳＢ（Most Significant Bit；高い桁を意味する側のビット）から順にＲ・Ｇ・Ｂと置き換えているが、その関係はこの限りでない。例えば、３ビットの各ビットをＭＳＢから順にＢ・Ｇ・Ｒとしてもよい。
【００２９】
また、２進数データとＲＧＢの変換および復号について、トラック間のＲＧＢの変化を情報とする場合のエンコードの例を示す（但し、前述したように、Black便宜上を“Ｋ”として表示する）。
エンコードを数式で表すと、以下のようになる。
Ｙ(ｎ)＝Ｙ(ｎ−１) ＥＸＯＲ Ｘ(ｎ)
但し、Ｙ(ｎ)；境界から得られる３bitの２進数データ
Ｙ(ｎ−１)：境界前トラックＲＧＢ
Ｘ(ｎ)；境界後トラックＲＧＢ
ＥＸＯＲ；排他的論理和(Exclusive OR)
・・・（２）
上式で得られるＹ(ｎ)を、前述の（１）式の対応関係を用いてＲＧＢに変換すると、例えば、図５のようなエンコード例が挙げられる。
【００３０】
次に、トラック間のＲＧＢの変化を情報とする場合のデコードの例を示す。
例えばトラックが、『Ｋ Ｂ Ｇ Ｃ Ｒ Ｍ Ｙ Ｗ』と続いた場合、『Ｋ→Ｂ』から「００１」、『Ｂ→Ｇ』から「０１１」、・・・、『Ｙ→Ｗ』から「００１」というようにデコードできる。また、『Ｋ』から『Ｗ』まで変化境界が７箇所あるので、「００１ ０１１ ００１ １１１ ００１ ０１１ ００１」という３bit×７の情報を復号できる。
なお、上記のデコード例では、境界前と後のトラックのＲＧＢを、ＥＸＯＲしてデコードしている。
（境界から得られる３bitの２進数データ）
＝（境界前トラックRGB）EXOR（境界後トラックRGB）
・・・（３）
但し、（境界前トラックRGB）と（境界後トラックRGB）は、前述の（１）式の対応関係を用いている。
これにより、例えば図６のようなデコード例が挙げられる。
【００３１】
次に、図７は、上述したエンコード・デコードの関係を、まとめて表したものである。なお、この図７は、転送データが「０００ ００１ ０１０ ０１１ １００ １０１ １１０
１１１」の場合の例である。エンコード結果として、『Ｋ Ｂ Ｃ Ｋ Ｒ Ｂ Ｗ Ｋ』が得られる。また、この『Ｋ Ｂ Ｃ Ｋ Ｒ Ｂ Ｗ Ｋ』を再度デコードすると、「０００ ００１ ０１０ ０１１ １００ １０１ １１０ １１１」となり、転送データが復元できる。
【００３２】
［第１の実施形態］
次に、図８（Ａ）は、本発明の光通信コード１００を用いた光通信方法により可視光を介して転送データを送受信する第１の実施形態に係る可視光通信送受信装置を示すものであり、この可視光通信送受信装置は、可視光送信装置２を備えた第１携帯端末装置１と、この可視光送信装置２により可視光を介して転送データを受信する可視光受信装置４を備えた第２携帯端末装置３とを備えている。
【００３３】
第１携帯端末装置１は、図９に示すように、可視光送信装置２の他に、アンテナを含む無線部１１と、キーを含む操作手段１２と、マイク１３１及びスピーカ１３２を含むＢＢ（Base Band;ベースバンド）部１３と、外部メモリ１４などを設けている。
【００３４】
可視光送信装置２は、主制御部２０と、転送データを動画に変換する変換手段２１と、動画を表示する表示手段２２などを備える。
【００３５】
主制御部２０には、ＣＰＵ及び演算データの格納のための内部メモリ２３を有するとともに、後述する変換手段２１及び復号手段４２を設けている。
【００３６】
変換手段２１は、転送すべき２進数データを、同心円色成分コード（３原色の０Ｎ／０ＦＦに置き換えてトラックとしたものを、同心状に複数層備えたもの）に変換するものであり、ＣＰＵを有する主制御部２０に備えたエンコーダを用いている。特に本実施形態では、この同心円色成分コードとして、２進数データを３原色（ＲＧＢ）及びこれらの合成色（ＹＭＣＷ）の強さに置き換えて多値化した１つのトラックを同心状に複数層備えた、同心円ＲＧＢコード１００に変換させている。また、この変換手段２１は、２進数データを２トラック間の可視光の変化に置き換えるように構成してもよい。ここで、２トラック間とは、１フレーム内の隣り合うトラックを指してもよいし、２フレーム間の同位置トラックを指してもよい。トラックとトラックの間には、後述する復号手段４１が各々のトラックの位置を容易に判別できるようにするため、トラック分離区間を設けるのが好ましい
。
この変換手段２１は、主制御部２０のＣＰＵのプログラムの一部として実装されており、外部メモリに格納されている転送データを同心円ＲＧＢコードに変換する。また、この変換手段２１は、生成した同心円ＲＧＢコードを外部メモリに格納する（内部メモリに格納したままでもよい）。ＣＰＵは、外部メモリに格納されている同心円ＲＧＢコードを、次に説明する表示手段２２の液晶モニタ２２１に表示する。
【００３７】
表示手段２２は、液晶モニタ２２１と、この液晶モニタ２２１を制御する表示制御部２２２とを備えている。
【００３８】
一方、第２携帯端末装置３は、可視光受信装置４０の他に、第１携帯端末装置１と同様に、アンテナを含む無線部１１と、キーを含む操作手段１２と、マイク１３１及びスピーカ１３２を含むＢＢ部１３と、外部メモリ１４などを設けている。
【００３９】
可視光受信装置４は、表示手段２２に表示される同心円色成分コードの集合体である動画を連続撮影する撮影手段４１と、この撮影手段４１が撮影した同心円色成分コードの集合体である動画から転送データを復号する復号手段４２などを備える。
【００４０】
撮影手段４１は、カメラ４１１と、このカメラ４１１を制御するカメラ制御部４１２とを備えており、送信用の第１携帯端末装置１のモニタに表示される転送データである同心円ＲＧＢコード（撮影データ）１００を、カメラ４１１で連続撮影する（図８（Ｂ）参照）。また、撮影手段４１は、カメラ４１１による撮影データを外部メモリ１４に格納する。
【００４１】
復号手段４２は、光通信コード１００のトラックから２進数データを復号するものであり、ＣＰＵからなる主制御部２０に備えたデコーダで構成しており、同心円色成分コードを構成する３原色（ＲＧＢ）及びこれらの合成色（ＹＭＣＷ）の強さに置き換えて多値化した１つのトラックから２進数データを復号する。また、この復号手段４２は、２トラック間の可視光の変化に置き換えた同心円色成分コードから２進数データを復号するような構成であってもよい。なお、復号手段４２の復号性能が劣る場合は、同心円色成分コードの集合体である動画をいったん外部メモリ１４などに録画し、後から復号を行うような構成としてもよい。このように構成すれば、同心円色成分コードの集合体である動画は、繰り返し再生が可能である。復号手段４２は、主制御部２０に備えたＣＰＵのプログラムの一部として実装されており、撮影手段４１により格納された撮影データを外部メモリ１４から読み込んで転送データを復号し、外部メモリ１４に格納する。
【００４２】
次に、送信側である第１携帯端末装置１と、受信側である第２携帯端末装置３との間でのデータ通信時の対向角度関係について説明する。
図１０は、データ通信時の第1、第２携帯端末装置１、３の対向角度を説明する図であり、同図では、第１携帯端末装置１に対する第２携帯端末装置３の対向角度が９０°の場合を示す。また、図１１は、第１携帯端末装置１に対する第２携帯端末装置３の対向角度が１８０°の場合を示す。
同心円ＲＧＢコードは円形状であるため、送信側、受信側である第１、第２携帯端末装置１、３の間の対向角度が９０°、１８０°のいずれの場合においても、第２携帯端末装置３には、同一形状の同心円ＲＧＢコード１００が撮影される。このため、転送データを可視光成分の集合体で構成した（ＲＧＢコード１００である）光通信コードはどの角度でもコードが変化することがなく、同一値となる。つまり、ユーザ同士が対面するように向き合って通信した場合においても、デコードの方法は変える必要がなく、復号手段４２の実装コストが低く抑えられる。
【００４３】
次に、送信側である第１携帯端末装置１と、受信側である第２携帯端末装置３との間でのデータ通信を行う場合、いずれかの携帯端末装置において手ぶれなどが発生したときのデコード方法について説明する。
図１２は、水平方向に１トラック分の手ぶれが起こった場合に撮影された同心円ＲＧＢコード１００である。図１３は、垂直方向に１トラック分の手ぶれが起こった場合に撮影された同心円ＲＧＢコード１００である。なお、図１は、手ぶれがなかった場合に撮影された同心円ＲＧＢコード１００である。
【００４４】
図１２、図１３に示すような同心円ＲＧＢコード１００の手ぶれが起きた場合は、手ぶれの方向に1トラック分、像がぶれる。しかしながら、水平・垂直のどちら手ぶれの場合でも、手ぶれ方向に対して９０°の方向（図中のデコードラインＬｄ）では、像がずれるものの、受光されたＲＧＢコードのデータがそのまま残るので、手ぶれに影響されることなくデコードが可能である。これについては、手ぶれの方向が３６０°いずれの方向で発生しても、同様である。
従って、本発明の同心円ＲＧＢコード１００によれば、その幾何学的な性質から、手ぶれ量が１トラック内であれば３６０°全方向のうちのどの方向に手ぶれが起こっても、手ぶれに影響されることなくデコードが可能となる。
【００４５】
次に、撮影される同心円ＲＧＢコード１００のトラックの幅とピクセル数との関係について説明する。
図１４に、同心円ＲＧＢコードの撮影の様子を示す。なお、同図中での各記号や図中の説明は、以下の通りとする。
ｆ：焦点距離、
ｄ：撮影距離、
ｆ／ｄ：撮影倍率、
ｘ１およびｙ１：撮像素子の水平・垂直方向の長さ、
ｘ２およびｙ２：撮像対象の水平・垂直方向の長さ、
ｃ１：撮影素子における１トラックの撮影幅、
ｃ２：撮影対象における１トラックの表示幅、
ｎ：撮影されたトラックの中心線上（円周から原点を通り円周に達する線）の
ピクセル数、
【００４６】
例えば焦点距離ｆの撮影素子において、撮影距離ｄにある１トラックの表示幅がｃ２である同心円ＲＧＢコードを撮影した場合、撮影素子に写る１トラックの撮影幅ｃ１は、簡単な幾何学での相似関係から、以下の関係が成立する。
ｃ１：ｃ２＝ｆ：ｄ
ｉ．ｅ．  ｃ１＝(ｆ／ｄ)×ｃ２                          ・・・（４）
【００４７】
次に、この関係式（４）に基づいて、各撮影条件における撮影されたトラックの幅とピクセル数の関係を図１５に示す。
一般的に、写真撮影に関する考察は、３５ｍｍ判（銀塩）フィルムにおける撮影条件で述べられることが多い。従って、本説明でも３５ｍｍ判フィルムで撮影した場合に換算して述べる。現在、デジタルカメラ等において動画を撮影する場合、ＶＧＡ（Video Graphics Array）サイズ（６４０×４８０ピクセル）での撮影が可能なものがある。図１５は、全て撮影素子がＶＧＡサイズで撮影した場合について算出したものである。また、この図１５は、図１４に示すように、４トラックから１フレームが構成される同心円ＲＧＢコード１００を表示し、撮影する場合について算出したものである。
【００４８】
ここでは、近距離撮影（近距離通信）の場合について説明する。
図１５における条件１〜２が、近距離撮影（近距離通信）の具体的な例である。
Ａ．条件１について；
このうち、条件１は、最も標準となる焦点距離３５ｍｍのカメラが、撮影距離３５ｍｍで３５×２４ｍｍのフィルムに撮影した場合である。
図１４において、フィルム一杯に４トラックの同心円ＲＧＢコード１００が表示されると、１トラックの表示幅ｃ２はちょうど３ｍｍ［＝２４ｍｍ／（４×２）］になる。３５ｍｍの撮影距離では、カメラである撮影素子にちょうど３ｍｍの大きさで写る。つまりＶＧＡサイズ一杯に写るので、このとき１トラックの幅のピクセル数は６０ピクセル（＝４８０ピクセル／８）となり、中心線上（円周から原点を通り円周に達する線）のピクセル数ｎは１２０ピクセル（＝６０ピクセル×２）となり、２進数データを取り出す（デコード）のに十分な数である。
【００４９】
以下、撮影素子に３ｍｍ幅で写るトラックの条件を基準に考える。
先に述べたように、撮影素子に３ｍｍ幅で写るトラックは、中心線上のピクセル数ｎが１２０であるので、１トラックの撮影幅がｃ１のトラックにおける１方向あたりのピクセル数ｎは、
ｎ[pixel]＝{ｃ１[ｍｍ]／３[ｍｍ]}×１２０[pixel]
と表される。
【００５０】
Ｂ．条件２について；
一方、条件２は、図１５に示すように、第１、第２携帯端末装置１、３同士で近距離通信を行う場合の例である。
この場合、焦点距離３５ｍｍのカメラ４１１（第２携帯端末装置３）が、撮影距離１００ｍｍで、第１携帯端末装置１の４８×３２ｍｍの大きさを有するモニタ２２１を撮影するものとする。この場合、１トラックの撮影幅は１．４ｍｍとなり、１トラックあたりの中心線上のピクセル数（ｎ）は５８ピクセルあり、十分なデコードが可能と考えられる。
【００５１】
次に、送信側である第１携帯端末装置１と、受信側である第２携帯端末装置３との間で近距離通信を行う場合の操作手順について説明する。
Ｉ．データ送信側について；
（１）送信側のユーザ（以下、ユーザ１とする）は、表示手段２２のモニタ２２１に表示される画面情報を見ながら操作手段１２を操作し、受信側のユーザ（以下、ユーザ２とする）に送信したいデータを外部メモリ１４の中から選択する。
（２）次に、ユーザ１は、選択した送信データを同心円ＲＧＢコード１００にエンコードし、モニタ２２１に表示する指示をＣＰＵに送る。この時、ユーザ１は、１フレームのトラック数やフレームレートを選択してもよい。
（３）送信側である第１携帯端末装置１の主制御部２０に設けたＣＰＵは、ユーザ１から指定された送信データを変換する指示を受けると、変換手段２１を構成するエンコーダに対して変換指示を与える。
（４）これにより、変換手段２１は、外部メモリ１４に格納された送信データを内部メモリ２３に読み込むとともに、主制御部２０のＣＰＵから指示されたエンコード条件の下で、転送データを同心円ＲＧＢコード１００に変換する。さらに、変換手段２１は、生成した同心円ＲＧＢコード１００を外部メモリ１４に格納する（主制御部２０に設けた内部メモリ２３に格納したままでもよい）。
（５）その後、主制御部２０のＣＰＵは、変換手段２１が生成した同心円ＲＧＢコード１００を表示手段２２に転送する。
（６）一方、この同心円ＲＧＢコード１００の転送先の表示手段２２では、転送されてくる同心円ＲＧＢコード１００をモニタ２２１上に表示する。また、この表示手段２２は、同心円ＲＧＢコード１００の全フレームの表示が終了したら、先頭フレームから再生を行う。
【００５２】
ＩＩ．データ受信側について；
（１）ユーザ２は、操作手段１２を操作し、同心円ＲＧＢコード１００の撮影機能を起動させる。
（２）次に、主制御部２０のＣＰＵは、撮影手段４１に対して動画が撮影できる状態に起動させる。
（３）その後、ユーザ２は、自分の所有する第２携帯端末装置３のカメラ４１１で第１携帯端末装置１のモニタ２２１に表示される同心円ＲＧＢコード１００を撮影する。
（４）即ち、初めに、ユーザ２は、図１６に示すように、第２携帯端末装置３のモニタ２２１に表示されるターゲットマーク（ガイドマーク）２００を見ながら、そのターゲットマーク２００に同心円ＲＧＢコード１００が収まるように撮影位置を保持する。
（５）次に、撮影手段４１は、時間的に変化する同心円ＲＧＢコード１００を連続撮影しながら同心円ＲＧＢコード１００の中から同期フレームＴＦを探す。この時点では、まだ録画は開始しない。同期フレームＴＦが検出されたら、撮影手段４１は、同心円ＲＧＢコード１００の録画を開始する。この時、表示手段２２において、図１６に示すような、録画中であることをユーザ２がわかるようにした表示（例えば、ＲＥＣ）を、モニタ２２１に示す。また、「ピッ」というような音を再生して知らせるようにしてもよい。
（６）撮影手段４１は、全ての同心円ＲＧＢコード１００を録画したら、録画完了を主制御部２０のＣＰＵに通知する。なお、その録画した同心円ＲＧＢコード１００は、例えば外部メモリ１４に格納しておく。
（７）次に、主制御部２０のＣＰＵは、復号手段４２に同心円ＲＧＢコード１００を復号するよう指示を与える。
（８）一方、復号手段４２は、外部メモリ１４から同心円ＲＧＢコード１００を内部メモリ２３に読み出す。これにより、復号手段４２は、同心円ＲＧＢコード１００の中から同期フレームＴＦを検出し、デコードを開始する。
（９）そして、この復号手段４２は、同心円ＲＧＢコード１００から取り出した受信データ１００を外部メモリ１４に格納し、デコードが完了したことを主制御部２０のＣＰＵに通知する。
（１０）一方、通知を受けた主制御部２０のＣＰＵは、ユーザ２に対して、同心円ＲＧＢコード１００からの受信データの取り出しが完了したことを、モニタ２２１を通じて通知する（同時に「ピピッ」というような音を再生してもよい）。このようにして、ユーザ２およびユーザ１は、第２携帯端末装置３での主制御部２０のＣＰＵのデコード完了通知により、同心円ＲＧＢコード１００による携帯端末装置間の可視光通信が完了したことを知る。
【００５３】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
本実施形態では、中距離での光通信方法を行うものであり、この中距離通信により転送データを送信する側の可視光送信装置と、この転送データを受信する側の可視光受信装置とについては、第１の実施形態と基本構成が同一である。但し、この中距離通信を行う場合、図１７に示すように、第１携帯端末装置の替わりにＴＶモニタを備えた情報表示装置５を用い、これに送信側の可視光送信装置を設置してある。一方、受信側の可視光受信装置は、第１の実施形態と同様に、第２携帯端末装置３に設置している。
【００５４】
本実施形態は、例えば図１８に示すように、本発明の光通信方法に使用する光通信コードである同心円ＲＧＢコード３００のトラック数が、変換手段、表示手段、撮影手段、復号手段の能力、または、通信の形態や伝搬環境の状態によって変えられる（３００Ａ、３００Ｂ）点が、第１の実施形態に使用する同心円ＲＧＢコード１００と異なる。
【００５５】
次に、撮影される同心円ＲＧＢコード３００のトラックの幅とピクセル数との関係について説明する。但し、本実施形態では、図１５に示す条件５の場合について説明する。
Ｃ．条件５について：
この図１５に示す条件５は、送信側の可視光送信装置と受信側の可視光受信装置との間で中距離（数ｍ程度）通信を行う場合の例である。
この場合、焦点距離７０ｍｍ（２倍ズーム）のカメラ（第２携帯端末装置３に内蔵のもの）が、撮影距離２８００ｍｍで３５０×２４０ｍｍのＴＶモニタを撮影するものとする。なお、このＴＶモニタには、１トラックが表示幅３０ｍｍで表示されているものとする。この場合、１トラックの撮影幅は０．８ｍｍとなるが、１トラックあたりの中心線上のピクセル数（ｎ）は３０ピクセルあり、十分なデコードが可能と考えられる。
【００５６】
次に、この中距離通信を行う場合の操作手順であるが、この中距離通信の場合には、第１の実施形態における近距離通信を行う場合と同様の操作手順でよい。
【００５７】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、遠距離での光通信方法を行うものであり、この遠距離通信により転送データを送信する側の可視光送信装置については、第２の実施形態と基本構成が若干異なる。つまり、本実施形態での遠距離通信を行う場合、図１９に示すように、送信側の可視光送信装置は、第１携帯端末装置の替わりに電光掲示板６を備えた情報表示装置に設置してある。一方、受信側の可視光受信装置は、第１、第２の実施形態と同様に、第２携帯端末装置３に設置している。
【００５８】
次に、撮影される同心円ＲＧＢコード３００のトラックの幅とピクセル数との関係について説明する。但し、本実施形態では、図１５に示す条件８の場合について説明する。
Ｄ．条件８について：
この図１５に示す条件８は、図１９に示すように、送信側である電光掲示板６を設けた情報表示装置の可視光送信装置と受信側である第２携帯端末装置３の可視光受信装置との間で遠距離（数十ｍ以上）通信を行う場合の例である。この場合、焦点距離４２０ｍｍ（１２倍ズーム）のカメラ（第２携帯端末装置３に内蔵のもの）が、撮影距離２１００００ｍｍ（２１０ｍ）で、電光掲示板６を構成する３５００×２４００ｍｍの大型パネルを撮影するものとする。この大型パネルには、１トラックが表示幅３００ｍｍで同心円ＲＧＢコード３００が表示されているものとする。この場合、１トラックの撮影幅は０．３ｍｍとなるが、１トラックあたりの中心線上のピクセル数（ｎ）は２４ピクセルあり、十分なデコードが可能と考えられる。
【００５９】
次に、この遠距離通信を行う場合の操作手順であるが、この遠距離通信の場合には、第１、第２の実施形態における近距離通信を行う場合と同様の操作手順でよい。
【００６０】
本実施形態によれば、望遠レンズで撮影する場合は、特に手ぶれが顕著になるので、本発明の効果が十分に発揮される。
【００６１】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の可視光通信方法及び装置は、データ送信側は、転送したい情報（２進数データ）を時間とともに色が変化する同心円状トラックに分別して配色した（同心円色成分コードで構成される）フレームを複数集めた（動画を構成）光通信コードに変換し、この光通信モードをカラー表示可能なモニタ上に動画として連続的に表示する一方、データ受信側は、光通信コードである同心円色成分コードを、携帯端末装置などに搭載されたカメラで連続撮影し、その撮影した同心円色成分コードの各フレームのそれぞれのトラックの色情報などから２進数データにデコードして転送データを受け取るように構成している。従っ
て、データ送信側からデータ受信側へ大容量の情報を高速に転送することが可能となる。また、各色の可視光を通信媒体とするため、データ通信やダウンロードをしている様子がユーザにわかりやすい。また、可視光を遮るものがなければ、自由空間での減衰は比較的少ないので、近距離のみならず、遠距離の通信も可能である。また、同心円色成分コードの幾何学的性質から、手ぶれの影響を受けないデコードが可能となるうえ、手ぶれがなければどの方向からも同じデコードが可能で、撮影時にユーザは携帯端末装置とモニタの角度を気にする必要がなくなる。また、既存のモニタとカメラに、ソフトウェアを追加するだけで実現可能となる通信手段である（もちろんハードウェアで実現してもよい）。また、近距離では秘匿性に優れた通信に、遠距離ではブロードキャスト、マルチキャストに適用可能で、応用アプリケーションが多岐にわたる。また、有線ケーブルを必要としないため、有線通信と比較すると配線の設置や作業にかかるコストが低い。さらに、無線通信と比較すると、電磁波の影響がなく人体にとって安全なので、医療機関や電車など公共の場においても医療機器や人体に与える影響がないといった効果を有し、各種の幅広い分野等で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の光通信に用いる光通信コードである同心円ＲＧＢコードを示す説明図
【図２】（Ａ）から（Ｅ）は、それぞれ、その同心円ＲＧＢコードの同期フレームとデータフレームを示す説明図
【図３】同心円ＲＧＢコードに用いる３原色などの色成分を示す説明図
【図４】２進数とＲＧＢとの変換例を示す関係図
【図５】トラック間のＲＧＢの変化を情報とする場合の２進数へのエンコード例を示す関係図
【図６】トラック間のＲＧＢの変化を情報とする場合のデコード例を示す関係図
【図７】２進数と同心円ＲＧＢコードのＲＧＢの間のエンコード及びデコード例を示す説明図
【図８】（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係る近距離での可視光通信装置を示す説明図、（Ｂ）はその可視光通信装置の一部を構成する受信側携帯端末装置の受信動作を示す説明図
【図９】その可視光通信装置に用いる携帯端末装置の構成を示すブロック図
【図１０】その携帯端末装置どうしでの可視光通信を行うときの状態を示すものであって、携帯端末装置どうしの対向角が９０度の場合の説明図
【図１１】その携帯端末装置どうしでの可視光通信を行うときの状態を示すものであって、携帯端末装置どうしの対向角が１８０度の場合の説明図
【図１２】その光通信を行う際に水平方向に手ぶれが発生したときの状態を示す説明図
【図１３】その光通信を行う際に垂直方向に手ぶれが発生したときの状態を示す説明図
【図１４】その同心円ＲＧＢコードを撮影するときの送、受信側のトラック及びピクセルの幾何学的な関係を示す説明図
【図１５】各撮影条件で撮影されたトラック幅とピクセル数とを示す関係図
【図１６】その同心円ＲＧＢコードを撮影するときの具体的方法を示す説明図
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る中距離可視光通信に用いる可視光通信装置を示す説明図
【図１８】同心円ＲＧＢコードの変形例を示す説明図
【図１９】本発明の第３の実施形態に係る長距離可視光通信に用いる可視光通信装置を示す説明図
【図２０】従来の光通信方法を示す説明図
【符号の説明】
【００６４】
１  第１携帯端末装置
１１  無線部
１２  操作手段
１３１  マイク
１３２  スピーカ
１３  ＢＢ部
１４  外部メモリ
２  可視光送信装置
２０  主制御部（ＣＰＵ）
２１  変換手段（エンコーダ）
２２  表示手段
２２１  液晶モニタ
２２２  表示制御部
２３  内部メモリ
３  第２携帯端末装置
４  可視光受信装置
４１  撮影手段
４１１  カメラ
４１２  カメラ制御部
４２  復号手段
５  情報表示装置
１００  光通信コード（同心円ＲＧＢコード）
２００  ターゲットマーク
３００  同心円ＲＧＢコード
【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】
2007013786.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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