(57)【要約】【課題】  送信元の光源と受信側の受光部との少なくともいずれか一方が移動している場合に、通信信号の取得漏れの可能性を低減すると共に、光通信の通信速度及び受光した光の処理時間が光電素子の数に依存せず短縮化できる情報処理装置を提供する。【解決手段】  情報処理装置１において、取得手段３は、複数の光電素子６のうち所定の光電素子６によって変換された電気信号を取得する。制御手段４は、送信元の光源から送信された光を受光した光電素子６を電気信号に変換された電荷量に基づいて決定する。そして、複数の光電素子６のうち所定の光電素子６の電気信号を取得した後に、所定の光電素子６に隣接する光電素子６のいずれの電気信号を取得するかを所定の条件に基づいて決定し、この決定した光電素子６の電気信号を取得するように取得手段３を制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信信号として送信元の光源から送信された光の受光量に応じた電荷量を電気信号に変換する複数の光電素子が配置される光電変換手段と、
前記複数の光電素子のうち所定の光電素子によって変換された電気信号を取得する取得手段と、
前記複数の光電素子のうち前記送信元の光源から送信された光を受光した光電素子を前記電気信号に変換された電荷量に基づいて決定し、該決定された光電素子によって変換された電気信号を取得するように前記取得手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記複数の光電素子のうち所定の光電素子の電気信号を取得した後に、該所定の光電素子に隣接する光電素子のいずれの電気信号を取得するかを所定の条件に基づいて決定し、該決定した光電素子の電気信号を取得するように前記取得手段を制御することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の情報処理装置において、
前記複数の光電素子は、マトリクス状に配置され、
前記取得手段は、前記複数の光電素子のうち所定の光電素子の電気信号を取得した後に、該所定の光電素子の上下左右に隣接している光電素子のいずれか１つの電気信号を取得できるように構成されていることを特徴とする情報処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の情報処理装置において、
前記取得手段は、前記電気信号を取得することを表す値及び前記電気信号を取得しないことを表す値の２つの値を持つ取得信号のシフト方向を順方向と逆方向とに切り替え可能な２つの可逆シフトレジスタを備え、該可逆シフトレジスタの一方を、前記取得信号を前記マトリクスの並びに対して上下両方向にシフト可能な上下シフトレジスタとし、該可逆シフトレジスタの他方を、前記取得信号を前記マトリクスの並びに対して左右両方向にシフト可能な左右シフトレジスタとし、
前記上下シフトレジスタの各段は前記マトリクスの上下方向の各行にそれぞれ対応し、前記左右シフトレジスタの各段は前記マトリクスの左右方向の各列にそれぞれ対応し、前記複数の光電素子の各光電素子が、前記上下シフトレジスタの各段と前記左右シフトレジスタの各段とのいずれかの組み合わせにそれぞれ対応するものであり、
前記制御手段は、前記決定された光電素子に対応する前記上下シフトレジスタの段及び前記左右シフトレジスタの段に前記電気信号を取得することを表す値が来るように前記上下シフトレジスタ及び前記左右シフトレジスタを制御することを特徴とする情報処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の情報処理装置において、前記制御手段は、前記送信元の光源から送信された光を受光した光電素子を新たに決定する場合に、現時点で決定されている光電素子と該光電素子の周辺に配置された複数の光電素子の各電荷量に基づいて決定することを特徴とする情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光電素子を備える光通信可能な情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、受光量に応じた電荷量を電気信号に変換する複数の光電素子をマトリクス状に配置した情報処理装置として、イメージセンサが知られている（特許文献１）。このようなイメージセンサは、複数の光電素子のマトリクス状の並びに対して水平方向及び垂直方向に順次走査して、全ての光電素子の電気信号を取得して撮像データに変換することが一般的である。
【０００３】
また、イメージセンサは、送信する情報を光の点滅に変換することで通信を行なう光通信の受信装置として使用することもできる。この場合においても、イメージセンサは、水平方向及び垂直方向に順次走査して全ての光電素子の電気信号を取得する。このため、送信元の光源の光の点滅の間隔は、全ての光電素子の電気信号を取得する処理に必要な時間よりも送信元の光源の光の点滅する間隔を長くする必要がある。従って、光通信の最大通信速度は、光電素子の数の増加や全ての光電素子の電気信号を取得する処理時間の増加によって低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６９２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば、情報処理装置としてイメージセンサを使用する場合においては、撮像データの質を向上させること等の目的によって画素数を多くするため、光電素子の数を増やすことが要請される。その場合には、全ての光電素子の電気信号を取得する処理に必要な時間が増加し、通信速度の低下を招く。
【０００６】
また、電気信号を取得する処理に必要な時間が増加すると、送信元の光源及び受信側の受光部が移動している場合、送信元の光源の光が、光電素子よりも外の位置にずれることにより、通信信号の取得漏れが発生する恐れがある。
【０００７】
そこで、本発明は、送信元の光源と受信側の受光部との少なくともいずれか一方が移動している場合に、通信信号の取得漏れの可能性を低減すると共に、光通信の通信速度及び受光した光の処理時間が光電素子の数に依存せず短縮化できる情報処理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】
【０００８】
本発明の情報処理装置は、通信信号として送信元の光源から送信された光の受光量に応じた電荷量を電気信号に変換する複数の光電素子が配置される光電変換手段と、複数の光電素子のうち所定の光電素子によって変換された電気信号を取得する取得手段と、複数の光電素子のうち送信元の光源から送信された光を受光した光電素子を電気信号に変換された電荷量に基づいて決定し、この決定された光電素子によって変換された電気信号を取得するように取得手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、複数の光電素子のうち所定の光電素子の電気信号を取得した後に、この所定の光電素子に隣接する光電素子のいずれの電気信号を取得するかを所定の条件に基づいて決定し、この決定した光電素子の電気信号を取得するように取得手段を制御することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、制御手段は、取得手段が複数の光電素子のうち所定の光電素子の電気信号を取得した後に、この所定の光電素子に隣接する光電素子のいずれの電気信号を取得するかを決定するので、次にこの決定された光電素子の電気信号を取得するために、従来のように全ての光電素子の電気信号を取得することなく、所望の光電素子の電気信号を取得することとなる。
【００１０】
これによって、送信元の光源から送信された光を受光する光電素子の電気信号を取得する時間を短縮できると共に、この処理時間は、光電素子の数に依存しない。また、送信元の光源から送信された光を受光する光電素子の電気信号を取得する時間を短縮できるため、送信元の光源の光の点滅の間隔を短くすることができ、光通信の通信速度を向上することができる。
【００１１】
また、送信元の光源及び受信側の受光部が移動している場合においても、取得手段が、所定の光電素子に隣接する光電素子のいずれか１つの電気信号を取得できるように構成されているため、複数の光電素子のいずれかが受光するように追随できる。このため、通信信号の取得漏れの可能性を低減できる。
【００１２】
本発明において、複数の光電素子をマトリクス状に配置し、取得手段は、複数の光電素子のうち所定の光電素子の電気信号を取得した後に、この所定の光電素子の上下左右に隣接している光電素子のいずれか１つの電気信号を取得できるように構成されることが好ましい。これによれば、複数の光電素子をマトリクス状に配置することで、所定の面積当りの光電素子の数が一定になり、光源の光を受光する光電素子が変化しても、受光を安定させることができる。
【００１３】
本発明において、取得手段は、電気信号を取得することを表す値及び電気信号を取得しないことを表す値の２つの値を持つ取得信号のシフト方向を順方向と逆方向とに切り替え可能な２つの可逆シフトレジスタを備え、可逆シフトレジスタの一方を、取得信号をマトリクスの並びに対して上下両方向にシフト可能な上下シフトレジスタとし、可逆シフトレジスタの他方を、取得信号をマトリクスの並びに対して左右両方向にシフト可能な左右シフトレジスタとし、上下シフトレジスタの各段をマトリクスの上下方向の各行にそれぞれ対応させ、左右シフトレジスタの各段をマトリクスの左右方向の各列にそれぞれ対応させ、複数の光電素子の各光電素子が、上下シフトレジスタの各段と左右シフトレジスタの各段とのいずれかの組み合わせにそれぞれ対応するものであり、制御手段は、決定された光電素子に対応する上下シフトレジスタの段及び左右シフトレジスタの段に電気信号を取得することを表す値が来るように上下シフトレジスタ及び左右シフトレジスタを制御することが好ましい。
【００１４】
これによれば、取得手段を２つの可逆シフトレジスタによって構成しているため、電気信号を取得する光電素子を変更する場合においても、全ての光電素子の電気信号を取得する必要がなく、上下シフトレジスタによってマトリクスの上下方向に自在に変更でき、且つ左右シフトレジスタによってマトリクスの左右方向に自在に変更できる。これによって、送信元の光源から送信された光を受光する光電素子の電気信号を取得する時間を短縮できると共に、光通信の通信速度を向上することができる。
【００１５】
本発明において、制御手段は、送信元の光源から送信された光を受光した光電素子を新たに決定する場合に、現時点で決定されている光電素子とこの光電素子の周辺に配置された複数の光電素子の各電荷量に基づいて決定することが好ましい。光源の光を受光した光電素子の電荷量は、光源ではない光を受光した光電素子の電荷量より大きい。また、本発明では、送信元の光源から送信された光を受光する光電素子の電気信号を取得する時間を短くできるため、送信元光源又は光電素子の位置の移動距離も短くなる。従って、次回電気信号を取得する光電素子を現時点で決定されている光電素子の周辺に配置された複数の光電素子の各電荷量に基づいて決定することで全ての光電素子の電気信号を取得するものに比べて、決定するまでの時間を削減できると共に、適切な光電素子を選択できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の情報処理装置としての受信装置、及び送信装置を備える車両のシステム構成を示す説明図。
【図２】本実施形態の情報処理装置の詳細を示す説明図。
【図３】本実施形態の取得手段の詳細を示す説明図。
【図４】本実施形態の制御手段によって実行される通信処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１及び図２を参照して、本実施形態の情報処理装置１の構成を説明する。図１は、本実施形態の情報処理装置１としてのイメージセンサで光通信の受信装置を構成した車両の光通信システム構成の概略図である。図２は、情報処理装置１の詳細な構成を示す図である。
【００１８】
車両は、同一の機能を有する別の車両と光通信（以下、「車々間通信」という）を行なうことができる。更に、車両は、自動走行機能を備えており、前方の車両との車間距離等が適切になるように、車両の走行速度、ブレーキの強さやタイミング、操舵角等が制御される。
【００１９】
車両に搭載される情報処理装置１は、光電変換手段２と、取得手段３と、制御手段４と、発光部５とを備える。
【００２０】
光電変換手段２は、受光量に応じた電荷量を電気信号に変換する光電素子６を複数備え、これらの光電素子６は、左右方向（水平方向）にＸ列、及び上下方向（垂直方向）にＹ行のマトリクス状に配置されている（Ｘ，Ｙは自然数）。本実施形態では、光電素子６をフォトダイオードで構成しているが、光電素子６は、これに限られるものではなく、受光量に応じた電荷量を電気信号に変換することができるものであればよい。
【００２１】
取得手段３は、複数の光電素子６によって変換された複数の電気信号を取得する。詳細には、取得手段３は、図２に示されるように電気信号を取得するか否かを表す取得信号のシフト方向を順方向と逆方向とに切り替え可能な２つの可逆シフトレジスタ３１，３２で構成されている。取得信号は、ＬＯＷ（以下、「Ｌ」という。Ｌは例えば０［Ｖ］）及びＨＩＧＨ（以下、「Ｈ」という。Ｈは例えば５［Ｖ］）の２種類の値で表されるディジタル信号である。取得信号の値が、Ｌのときは電気信号を取得しないことを表し、Ｈのときは電気信号を取得することを表す。
【００２２】
２つの可逆シフトレジスタ３１，３２のうち、一方の可逆シフトレジスタ３１を、複数の光電素子６のマトリクスの並びに対して上下両方向にシフト可能な上下シフトレジスタとし、他方の可逆シフトレジスタ３２を、複数の光電素子６のマトリクスの並びに対して左右両方向にシフト可能な左右シフトレジスタとしている。
【００２３】
図３は、上下シフトレジスタ３１及び左右シフトレジスタ３２に使用される可逆シフトレジスタの構成を示す。図３では、Ｎ段のシフトレジスタの例を示している（Ｎは自然数）。可逆シフトレジスタには、一定の周期でＬとＨとが繰り返して出力されるクロック信号ＣＬＫと、順方向又は逆方向のどちらにシフトするかを制御するシフト方向制御信号ＦＢと、順方向入力信号ＦＩＮと、逆方向入力信号ＢＩＮとが入力される。また、シフトレジスタの各段の出力として、Ｎ個のＤフリップフロップＤＦＦ１〜ＤＦＦＮの出力端子Ｑから取得信号がそれぞれ出力される。ここで、図３では、右方向を順方向とし、左方向を逆方向とする。また、可逆シフトレジスタの入出力信号は、全てＬ又はＨのいずれかである。
【００２４】
シフト方向制御信号ＦＢは、Ｈのとき順方向、Ｌのとき逆方向を表す。シフト方向制御信号ＦＢがＨのとき（順方向のとき）に、順方向入力信号ＦＩＮの信号が可逆シフトレジスタに入力され、シフト方向制御信号ＦＢがＬのとき（逆方向のとき）に、逆方向入力信号ＢＩＮの信号が可逆シフトレジスタに入力される。
【００２５】
可逆シフトレジスタは、入力されるクロック信号ＣＬＫが０から１に変化したときに、入力端子Ｄに入力されている値を出力端子Ｑから出力する所謂Ｄフリップフロップ（Delay Flip Flop）を複数接続することで構成されている。各ＤフリップフロップＤＦＦ１〜ＤＦＦＮが可逆シフトレジスタの各段に対応する。すなわち、可逆シフトレジスタが上下フリップフロップ３１の場合には、各ＤフリップフロップＤＦＦ１〜ＤＦＦＮが複数の光電素子６のマトリクスに配置された各行に対応し、左右フリップフロップ３２の場合には、各ＤフリップフロップＤＦＦ１〜ＤＦＦＮが複数の光電素子６のマトリクスに配置された各列に対応する。
【００２６】
また、上述のとおり、複数の光電素子６は、左右方向にＸ列、上下方向にＹ行のマトリクス状に配置されているため、上下シフトレジスタ３１はＹ段の可逆シフトレジスタで構成され、左右シフトレジスタ３２はＸ段の可逆シフトレジスタで構成される。このため、図３のＮは、上下シフトレジスタ３１ではＹであり、左右シフトレジスタ３２ではＸである。
【００２７】
段の数え方は、順方向の場合、最初（図３では左端）のＤフリップフロップを１段目とし、その次に順方向に１段シフトするＤフリップフロップを２段目とする。すなわち、図３では、右側のＤフリップフロップほど段が増加する。また、段の数え方は、シフト方向制御信号ＦＢの値には依存しない。
【００２８】
全てのＤフリップフロップＤＦＦ１〜ＤＦＦＮには、同じタイミングで、同一のクロック信号ＣＬＫ及び同一のシフト方向制御信号ＦＢが入力される。各ＤフリップフロップＤＦＦ１〜ＤＦＦＮの入力端子Ｄには、順方向用スリーステートバッファＴＢＦ１〜ＴＢＦＮの出力と、逆方向用スリーステートバッファＴＢＢ１〜ＴＢＢＮの出力とがそれぞれ入力可能に接続されている。
【００２９】
ここで、順方向用スリーステートバッファＴＢＦ１〜ＴＢＦＮは、シフト方向制御信号ＦＢがＨのときに入力信号を出力し、シフト方向制御信号ＦＢがＬのときに入力信号を出力しないように構成されている。また、逆方向用スリーステートバッファＴＢＢ１〜ＴＢＢＮは、シフト方向制御信号ＦＢがＨのときに入力信号を出力せず、シフト方向制御信号ＦＢがＬのときに入力信号を出力するように構成されている。
【００３０】
順方向用スリーステートバッファＴＢＦ１〜ＴＢＦＮと、逆方向用スリーステートバッファＴＢＢ１〜ＴＢＢＮとには、同じタイミングで、同一のシフト方向制御信号ＦＢが入力される。これによって、各ＤフリップフロップＤＦＦ１〜ＤＦＦＮの入力端子Ｄには、順方向用スリーステートバッファＴＢＦ１〜ＴＢＦＮ、又は逆方向用スリーステートバッファＴＢＢ１〜ＴＢＢＮのいずれか片方の出力しか入力されない。
【００３１】
最初の段（１段目）のＤフリップフロップＤＦＦ１の入力端子Ｄには、１段目順方向用スリーステートバッファＴＢＦ１を介して入力される「順方向入力信号ＦＩＮ」と１段目逆方向用スリーステートバッファＴＢＢ１を介して入力される「２段目のＤフリップフロップＤＦＦ２の出力端子Ｑの出力」とが接続されており、シフト方向制御信号ＦＢによって排他的に入力される。
【００３２】
２段目のＤフリップフロップＤＦＦ２〜最後から２段目のＤフリップフロップＤＦＦＮ−１の入力端子Ｄには、順方向用スリーステートバッファＴＢＦ２〜ＴＢＦＮ−１のうち各段に対応する１つの順方向用スリーステートバッファを介して入力される「前段のＤフリップフロップの出力端子Ｑの出力」と逆方向用スリーステートバッファＴＢＢ２〜ＴＢＢＮ−１のうち各段に対応する１つの逆方向用スリーステートバッファを介して入力される「次段のＤフリップフロップの出力端子Ｑの出力」とが接続されており、シフト方向制御信号ＦＢによって排他的に入力される。ここで、現在の段がｎ段のときには、前段とはｎ−１段であり、次段とはｎ＋１段である。
【００３３】
最後の段（Ｎ段目）のＤフリップフロップＤＦＦＮの入力端子Ｄには、Ｎ段目順方向用スリーステートバッファＴＢＦＮを介して入力される「最後から２段目のＤフリップフロップＤＦＦＮ−１の出力端子Ｑの出力」とＮ段目逆方向用スリーステートバッファＴＢＢＮを介して入力される「逆方向入力信号ＢＩＮ」とが接続されており、シフト方向制御信号ＦＢによって排他的に入力される。
【００３４】
このように可逆シフトレジスタを構成することで、シフト方向制御信号ＦＢがＨ（順方向）のときに、クロック信号ＣＬＫがＬからＨに変化すると各取得信号が順方向すなわち次段にシフトし、シフト方向制御信号ＦＢがＬ（逆方向）のときに、クロック信号ＣＬＫがＬからＨに変化すると各取得信号が逆方向すなわち前段にシフトする。従って、シフト方向制御信号ＦＢをＨ又はＬに制御することで、可逆シフトレジスタのシフト方向を制御することができる。
【００３５】
本実施形態において、上下シフトレジスタ３１は図２の下方向を順方向とし、左右シフトレジスタ３２は図２の右方向を順方向としている。
【００３６】
上下シフトレジスタ３１及び左右シフトレジスタ３２の各Ｄフリップフロップの出力端子Ｑには、トランジスタ等によって構成されたスイッチング素子がそれぞれ接続されている。スイッチング素子は、接続された出力端子Ｑの出力、すなわち取得信号が、Ｈのとき（光電素子によって変換された電気信号を取得するとき）に導通状態になり、Ｌのとき（光電素子によって変換された電気信号を取得しないとき）に開放状態になる。
【００３７】
図１に戻って、制御手段４は、取得手段３及び発光部５を制御する。また、制御手段４は、各種演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）と演算結果等を記憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶装置（メモリ）とを備え、複数の光電素子６によって変換された電気信号等の各種電気信号が入力されると共に、演算結果等に基づいて制御信号を外部に出力する。また、制御手段４は、光通信をする場合には光電素子６によって変換された電気信号を通信情報として復号し、撮像する場合には光電素子６によって変換された電気信号を撮像データに変換する。このため、イメージセンサとしての情報処理装置１は、光通信装置としても撮像装置としても使用できる。
【００３８】
制御手段４は、取得手段３の上下シフトレジスタ３１に対して、上下シフトレジスタ３１用のクロック信号ＣＬＫと、上下シフトレジスタ３１用のシフト方向制御信号ＦＢと、上下シフトレジスタ３１用の順方向入力信号ＦＩＮと、上下シフトレジスタ３１用の逆方向入力信号ＢＩＮとを制御信号として出力する。また、制御手段４は、取得手段３の左右シフトレジスタ３２に対して、左右シフトレジスタ３２用のクロック信号ＣＬＫと、左右シフトレジスタ３２用のシフト方向制御信号ＦＢと、左右シフトレジスタ３２用の順方向入力信号ＦＩＮと、左右シフトレジスタ３２用の逆方向入力信号ＢＩＮとを制御信号として出力する。制御手段４は、上下シフトレジスタ３１と左右シフトレジスタ３２とは独立して信号を制御可能である。
【００３９】
また、制御手段４は、上下シフトレジスタ３１のいずれか１つの段と、左右シフトレジスタ３２のいずれか１つの段との出力がＨのときに、出力がＨになっている段の交点となる光電素子６の電気信号を取得できるように電気的に接続されている。
【００４０】
従って、図２に示されるように、上下シフトレジスタ３１の２段目の出力がＨで他の段の出力がＬであり、且つ左右シフトレジスタ３２の３段目の出力がＨで他の段の出力がＬである場合には、上下シフトレジスタ３１及び左右シフトレジスタ３２のＨを出力している段に接続したスイッチング素子が導通することで、図２に破線の矢印で示されるような経路を有する閉回路が情報処理装置１内に形成される。これによって、上下シフトレジスタ３１及び左右シフトレジスタ３２のＨを出力している段の交点に位置する光電素子Ａの電気信号を制御手段４が取得できるようになる。
【００４１】
発光部５は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）によって構成され、光通信の送信装置として用いられる。発光部５の点灯及び消灯は、制御手段４によって制御される。制御手段４は、伝達する情報を１又は０で表されるデータに符号化し、例えば、発光部５を、１のときに点灯させ、０のときに消灯するように制御することで、発光部５を点滅させて伝達する情報を送信する。なお、発光部５は可視光である必要はなく、例えば、赤外線などのように通信が可能な光であればよい。
【００４２】
上記のように構成された情報処理装置１を備えた２つの車両１０，２０が、車々間通信を行なう。図１では、他車２０の構成を省略して記載しているが、実際には自車１０と同じ構成である。自車１０は、他車２０の後方を走るものであり、他車２０の走行状態（走行速度、ブレーキの強さやタイミング、操舵角等）が他車２０の発光部５の点滅によって送信される。自車１０は、他車２０の発光部５の光を受光した自車１０の光電素子６が電気信号に変換し、この電気信号を自車１０の制御手段４が復号し、他車２０の走行状態を取得する。
【００４３】
車両１０，２０は、上述の情報処理装置１と、駆動源１１と、舵角を操作するステアリング１２と、制動を行なうブレーキ１３と、駆動源１１の出力する回転速度を変速する変速機１４と、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１５とを備える。
【００４４】
電子制御装置１５は、駆動源１１、ステアリング１２、ブレーキ１３、及び変速機１４の作動を制御する。また、電子制御装置１５は、各種演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）と演算結果等を記憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶装置（メモリ）とを備え、情報処理装置１の制御手段４から出力された制御信号等の各種電気信号が入力されると共に、演算結果等に基づいて制御信号を外部に出力する。
【００４５】
車両１０，２０の自動走行機能は、電子制御装置１５によって駆動源１１、ステアリング１２、ブレーキ１３及び変速機１４が制御されることで実現している。電子制御装置１５は、光電素子６が変換した電気信号に基づいて制御手段４が出力した電気信号に基づいて制御する。例えば、他車２０との距離が近くなった場合には、ブレーキ１３を作動させ、走行速度を落とす。また、制御手段４の出力以外にも、電子制御装置１５のメモリに記憶されている道路の形状や最高走行速度等の地図情報や無線通信機器（図示省略）によって受信した交通信号機の状態等に基づいて車両の走行、停止等が制御される。
【００４６】
次に、図４を参照して、情報処理装置１が光通信をするときの制御手段４の処理について説明する。図４は、本実施形態の制御手段４が実行する光通信の処理手順を示すフローチャートである。以下、主体として説明する車両を自車１０とし、もう一方の車両を他車２０として説明する。
【００４７】
初めのステップＳＴ１で、自車１０の制御手段４は、送信元光源（他車２０の発光部５）からの通信信号としての光を受光する光電素子６の位置を決定する。この場合には、情報処理装置１を撮像装置として使用する。制御手段４は、前方に位置する他車２０の発光部５を撮像し撮像データに変換する。この撮像データを自車１０の表示機器（図示省略）に表示させ、ポインティングデバイス（図示省略）等による送信元光源の位置の入力を促す。これによって、入力された位置に対応する光電素子６を送信元光源の光を受光する光電素子６の位置として決定する。
【００４８】
そして、制御手段４は、決定された光電素子６の位置の電気信号を取得できるように制御する。この制御の一例として、決定された光電素子６が図２の２行目且つ３列目に位置する光電素子Ａである場合について説明する。現時点では、上下シフトレジスタ３１及び左右シフトレジスタ３２の全ての段がＬを出力している。この状態から、制御手段４は、上下シフトレジスタ３１の２段目及び左右シフトレジスタ３２の３段目の段がＨを出力し、他の段はＬを出力するように制御する。
【００４９】
まず、上下シフトレジスタ３１用のシフト方向制御信号ＦＢにＨを出力して、シフト方向を順方向にする。そして、上下シフトレジスタ３１用の順方向信号ＦＩＮにＨを出力して、上下シフトレジスタ３１用のクロック信号ＣＬＫを１クロック出力した後、上下シフトレジスタ３１用の順方向信号ＦＩＮの出力をＨからＬに変更して、上下シフトレジスタ３１用のクロック信号ＣＬＫを１クロック出力する。これによって、上下シフトレジスタ３１は、２段目のみがＨを出力し、他の段がＬを出力している状態になる。
【００５０】
また、これと並行して、左右シフトレジスタ３２用のシフト方向制御信号ＦＢにＨを出力してシフト方向を順方向にし、左右シフトレジスタ３２用の順方向信号ＦＩＮにＨを出力して、左右シフトレジスタ３２用のクロック信号ＣＬＫを１クロック出力した後、左右シフトレジスタ３２用の順方向信号ＦＩＮの出力をＨからＬに変更して、左右シフトレジスタ３２用のクロック信号ＣＬＫを２クロック出力する。これによって、左右シフトレジスタ３２は、３段目のみがＨを出力し、他の段がＬを出力している状態になる。
【００５１】
以上により、図２に示されるように、上下シフトレジスタ３１の２段目に接続されたスイッチング素子と左右シフトレジスタ３２の３段目に接続されたスイッチング素子とが導通状態になり、制御手段４は、光電素子Ａの電気信号を取得できるようになる。
【００５２】
本実施形態の情報処理装置１は、これ以降の処理では、通信機能を優先させるため、撮像装置としては使用せずに光通信装置としてのみ使用する。
【００５３】
次に、ステップＳＴ２に進み、通信情報を受信する。ここでは、ステップＳＴ１で、送信元光源の光を受光する光電素子６として決定された光電素子６が変換した電気信号を、自車１０の制御手段４が通信情報として復号する。本実施形態では、「通信情報の復号」までを「通信情報の受信」としている。
【００５４】
次に、ステップＳＴ３に進み、ステップＳＴ２で受信した通信情報に基づいて処理を実行する。通信情報が、例えば、「前方を走行している他車２０がブレーキ１３を作動させた」という情報であった場合には、他車２０との車間距離を維持するために自車１０のブレーキ１３を作動させるように、電子制御装置１５に制御信号を出力する。また、通信情報が、例えば、「他車２０の走行速度を速くした」という情報であった場合には、自車１０の駆動源１１の出力を向上させ走行速度を速くするように、電子制御装置１５に制御信号を出力する。このとき、必要であれば変速機１４の変速比を変更させる制御信号を出力する。
【００５５】
ステップＳＴ３の処理は自車１０の自動走行の制御だけに限らない。例えば、他車２０からの通信情報の内容が、自車１０の走行状態（走行速度、ブレーキの強さやタイミング、操舵角等）を要求している場合には、走行状態の情報を収集するために、電子制御装置１５から走行状態を取得する。
【００５６】
次に、ステップＳＴ４に進み、他車２０に送信する通信情報を生成する。これは、例えば、自車１０の走行状態の情報を電子制御装置１５から取得し、これらの情報を所定の符号化処理によって１又は０で表されるデータに符号化する。次に、ステップＳＴ５に進み、ステップＳＴ４で生成した１又は０で表される通信情報に応じて自車１０の発光部５の点灯及び消灯を制御する。
【００５７】
次に、ステップＳＴ６に進み、ステップＳＴ２で通信情報を受光した光電素子６（今回の光電素子６）の周辺に配置された光電素子６の電気信号を取得する。例えば、ステップＳＴ１で光電素子Ａが送信元光源からの光を受光すると決定された場合、光電素子Ａの周辺に配置されている８つの光電素子Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉの電気信号を取得する。取得する順番は、例えば、光電素子Ｅの電気信号を取得し、その後時計回りにＢ→Ｃ→Ｄ→Ｆ→Ｉ→Ｈ→Ｇの光電素子の電気信号を取得する。
【００５８】
現時点では、光電素子Ａの電気信号を取得する状態であるため、上下シフトレジスタ３１の２段目がＨ、左右シフトレジスタ３２の３段目がＨになっている。この状態から図２の左隣に配置された光電素子Ｅの電気信号を取得するには、制御手段４は、上下シフトレジスタ３１は現時点と同じ２段目をＨにし、左右シフトレジスタ３２は逆方向に１段シフトして２段目をＨにする。このために、制御手段４は、左右シフトレジスタ３２用のシフト方向制御信号ＦＢをＬ（シフト方向を逆方向）にし、左右シフトレジスタ３２用のクロック信号ＣＬＫを１クロック出力する。これによって、制御手段４は、２行目且つ２列目に位置する光電素子Ｅの電気信号を取得できる。
【００５９】
次に、光電素子Ｅの上隣に配置された光電素子Ｂの電気信号を取得するには、制御手段４は、上下シフトレジスタ３１は逆方向に１段シフトして１段目をＨにし、左右シフトレジスタ３２は現時点と同じ２段目をＨにする。このために、制御手段４は、上下シフトレジスタ３１用のシフト方向制御信号ＦＢをＬにし、上下シフトレジスタ３１用のクロック信号ＣＬＫを１クロック出力する。これによって、制御手段４は、１行目且つ２列目に位置する光電素子Ｂの電気信号を取得できる。
【００６０】
次に、光電素子Ｂの右隣に配置された光電素子Ｃの電気信号を取得するには、制御手段４は、上下シフトレジスタ３１は現時点と同じ１段目をＨにし、左右シフトレジスタ３２は順方向に１段シフトして３段目をＨにする。このために、制御手段４は、左右シフトレジスタ３２用のシフト方向制御信号ＦＢをＨにし、左右シフトレジスタ３２用のクロック信号ＣＬＫを１クロック出力する。これによって、制御手段４は、１行目且つ３列目に位置する光電素子Ｃの電気信号を取得できる。
【００６１】
次に、光電素子Ｃの右隣に配置された光電素子Ｄの電気信号を取得するには、制御手段４は、上下シフトレジスタ３１は現時点と同じ１段目をＨにし、左右シフトレジスタ３２は順方向に１段シフトして４段目をＨにする。このために、制御手段４は、左右シフトレジスタ３２用のシフト方向制御信号ＦＢを現時点と同じＨにし、左右シフトレジスタ３２用のクロック信号ＣＬＫを１クロック出力する。これによって、制御手段４は、１行目且つ４列目に位置する光電素子Ｄの電気信号を取得できる。
【００６２】
次に、光電素子Ｄの下隣に配置された光電素子Ｆの電気信号を取得するには、制御手段４は、上下シフトレジスタ３１は順方向に１段シフトして２段目をＨにし、左右シフトレジスタ３２は現時点と同じ４段目をＨにする。このために、制御手段４は、上下シフトレジスタ３１用のシフト方向制御信号ＦＢをＨにし、上下シフトレジスタ３１用のクロック信号ＣＬＫを１クロック出力する。これによって、制御手段４は、２行目且つ４列目に位置する光電素子Ｆの電気信号を取得できる。
【００６３】
次に、光電素子Ｆの下隣に配置された光電素子Ｉの電気信号を取得するには、制御手段４は、上下シフトレジスタ３１は順方向に１段シフトして３段目をＨにし、左右シフトレジスタ３２は現時点と同じ４段目をＨにする。このために、制御手段４は、上下シフトレジスタ３１用のシフト方向制御信号ＦＢを現時点と同じＨにし、上下シフトレジスタ３１用のクロック信号ＣＬＫを１クロック出力する。これによって、制御手段４は、３行目且つ４列目に位置する光電素子Ｉの電気信号を取得できる。
【００６４】
次に、光電素子Ｉの左隣に配置された光電素子Ｈの電気信号を取得するには、制御手段４は、上下シフトレジスタ３１は現時点と同じ３段目をＨにし、左右シフトレジスタ３２は逆方向に１段シフトして３段目をＨにする。このために、制御手段４は、左右シフトレジスタ３２用のシフト方向制御信号ＦＢをＬにし、左右シフトレジスタ３２用のクロック信号ＣＬＫを１クロック出力する。これによって、制御手段４は、３行目且つ３列目に位置する光電素子Ｈの電気信号を取得できる。
【００６５】
次に、光電素子Ｈの左隣に配置された光電素子Ｇの電気信号を取得するには、制御手段４は、上下シフトレジスタ３１は現時点と同じ３段目をＨにし、左右シフトレジスタ３２は逆方向に１段シフトして２段目をＨにする。このために、制御手段４は、左右シフトレジスタ３２用のシフト方向制御信号ＦＢを現時点と同じＬにし、左右シフトレジスタ３２用のクロック信号ＣＬＫを１クロック出力する。これによって、制御手段４は、３行目且つ２列目に位置する光電素子Ｇの電気信号を取得できる。
【００６６】
以上のように、制御手段４は、現時点で送信元光源の位置として決定されている光源素子６の周辺に配置されている光電素子６の電気信号を取得する。
【００６７】
次に、ステップＳＴ７に進み、ステップＳＴ６で取得した各光電素子６（図２の例では８つの光電素子Ｂ〜Ｉ）及び今回の光電素子６（図２の例では光電素子Ａ）の電気信号から、最大の電荷量を表す光電素子６を次回の「送信元光源からの通信信号としての光を受光する光電素子６」として決定する。
【００６８】
例えば、現時点の送信元光源の光を受光する光電素子６が光電素子Ａとして決定されており、光電素子Ｉが次回の「送信元光源からの通信信号としての光を受光する光電素子６」である場合には、上下シフトレジスタ３１は順方向に１段シフトして３段目をＨにし、左右シフトレジスタ３２は順方向に１段シフトして４段目をＨにする。このために、上下シフトレジスタ３１用のシフト方向制御信号ＦＢ及び左右シフトレジスタ３２用のシフト方向制御信号ＦＢをＨにし、上下シフトレジスタ３１用のクロック信号ＣＬＫ及び左右シフトレジスタ３２用のクロック信号ＣＬＫを１クロック出力する。これによって、３行目且つ４列目に位置する光電素子Ｉの電気信号を取得でき、光電素子Ｉが通信信号を受光することにより、光通信が可能となる。
【００６９】
この例では、光電素子Ａから光電素子Ｆを介して光電素子Ｉの電気信号を取得するようにしたが、光電素子Ｆではなく光電素子Ｈを介して光電素子Ｉの電気信号を取得するようにしてもよい。これらは、上下方向のシフトを先に行った後、左右方向のシフトを行ってもよいし、上下方向と左右方向とを独立して制御してもよい。また、受光量の大きい光電素子の方を介して遷移してもよい。「現時点の送信元光源の光を受光する光電素子６」から「次回の送信元光源の光を受光する光電素子６」に処理量を少なく（基本的には最短距離で）遷移できればよい。
【００７０】
本ステップＳＴ７で、「次回の送信元光源の光を受光する光電素子６」を決定して、「現時点の送信元光源の光を受光する光電素子６」から「次回の送信元光源の光を受光する光電素子６」にどの光電素子を介して遷移するかを決定する処理が、本発明の「複数の光電素子のうち所定の光電素子の電気信号を取得した後に、この所定の光電素子に隣接する光電素子のいずれの電気信号を取得するか所定の条件に基づいて決定し、取得手段をこの決定した光電素子から電気信号を取得するように制御する」処理に該当する。
【００７１】
次に、ステップＳＴ８に進み、通信が終了したか否かを判定する。この判定は、例えば、他車２０から通信を終了することを表す通信情報が送信された場合、自車２０が走行を終了するために駆動源１１の作動が停止した場合等で通信を終了するとし、これ以外の場合では通信を終了しないとする。
【００７２】
ステップＳＴ８の判定によって通信を終了しない場合（ステップＳＴ８の判定結果がＮＯの場合）、上記ステップＳＴ２に戻る。ステップＳＴ８の判定後、ステップＳＴ２に戻ったときには、以降の処理で、送信元光源の光を受光する光電素子６をステップＳＴ１で決定された光電素子６ではなく、ステップＳＴ７で決定された光電素子６を使用する。
【００７３】
ステップＳＴ８の判定によって通信を終了する場合（ステップＳＴ８の判定結果がＹＥＳの場合）、本制御処理を終了する。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態のイメージセンサとしての情報処理装置１は、光電素子の電気信号を取得する取得手段３をシフト方向を順方向及び逆方向の両方向に変更可能な２つの可逆シフトレジスタ３１，３２によって構成している。このため、従来のように取得手段を、予め定めた水平方向及び垂直方向、すなわち一方向のみにシフト可能に構成しているものに比べて、電気信号を取得する光電素子６を高速に変更できる。
【００７５】
例えば、図２に示される光電素子Ａから光電素子Ｅの電気信号を取得する場合に、従来は、Ｈを出力する左右シフトレジスタ３２の段を３段からＸ段までシフトさせた後に、Ｈを出力する上下シフトレジスタ３１の段を２段からＹ段までシフトさせ、更にその後にＨを出力する上下シフトレジスタ３１を１段から２段にシフトさせて、Ｈを出力する左右シフトレジスタ３２の段を１段から２段にシフトさせる。
【００７６】
一方、本実施形態では、左右シフトレジスタ３２用のシフト方向制御信号ＦＢをＬにし、Ｈを出力する左右シフトレジスタ３２の段を３段から２段に逆方向にシフトさせるだけでよいので、処理量を大きく削減できる。このため、送信元光源の通信信号としての光を受光する光電素子６の電気信号を、光電素子の数に依存せずに高速で取得することができる。
【００７７】
従って、送信元の光源（他車２０の発光部５）又は受信側の受光部（自車１０の光電変換手段２）が移動している場合、送信元の光源の光を受光している光電素子６が短い時間で変化しても、電気信号を取得する光電素子６の変更を高速に処理でき、電気信号を高速に取得できる。
【００７８】
また、送信元の光源（他車２０の発光部５）から送信された光を受光する光電素子６の電気信号を取得する時間を短縮できるため、送信元の光源の光の点滅の間隔を短くすることができ、光通信の通信速度を向上することができる。
【００７９】
また、取得手段３を両方向にシフト可能な上下シフトレジスタ３１及び左右シフトレジスタ３２によって構成しているため、全ての光電素子の電気信号を取得する必要がない。このため、送信元の光源から送信された光を受光する光電素子の電気信号を取得する時間を短縮できると共に、この処理時間は、光電素子の数に依存しない。
【００８０】
また、送信元の光源（他車２０の発光部５）及び受信側の受光部（自車１０の光電変換手段２）が移動している場合においても、取得手段３の上下シフトレジスタ３１及び左右シフトレジスタ３２によって、所定の光電素子の上下左右に隣接する光電素子のいずれか１つの電気信号を取得できるように構成されているため、複数の光電素子６のいずれかが受光するように追随できる。このため、通信信号の取得漏れの可能性を低減できる。
【００８１】
また、本実施形態では、ステップＳＴ２以降の処理では、通信機能を優先させるため、撮像装置としては使用せずに光通信装置としてのみ使用する。一般に、撮像と光通信とが処理できるイメージセンサの場合には、撮像と光通信とを並行して行なうこともできる。この場合には、前述の全ての光電素子の電気信号を取得する処理を「撮像データへの変換」と「光通信の取得処理」とで交互に行なうことが一般的である。これによって、単位時間当たりの「撮像データへの変換」と「光通信の取得処理」とのそれぞれの処理回数が半分になるため、撮像と光通信とを並行して行なう場合には、撮像データの品質の劣化と共に、通信速度が半分になる。従って、ステップＳＴ２以降の処理で、光通信装置としてのみ使用することで、通信速度の低下を回避することができる。
【００８２】
なお、本実施形態では、ステップＳＴ１の送信元光源の光を受光する光電素子６の位置を決定する場合に、送信元光源（他車２０の発光部５）の位置を操作者等が入力するが、これに限らない。例えば、制御手段４が、送信元光源の位置をパターンマッチング等の画像認識技術によって自動的に認識するようにしてもよい。この場合には、送信元光源の撮像データをテンプレートデータに変換してメモリに記憶しておき、ステップＳＴ１の処理で撮像して得られた撮像データとマッチングさせて検出してもよい。
【００８３】
また、制御手段４の制御によって、車両１０，２０は自動走行を開始する際に、所定の点滅パターンを通信情報として送信し続けるようにし、発光部５の位置を検出するときに、この点滅パターンを受光している光電素子６を検出するようにしてもよい。この場合、車両１０，２０が互いに発光部５の位置を検出したときに、所定の点滅パターンを停止する。これらによって、操作者の手間を軽減でき、情報処理装置１の操作性を向上できる。
【００８４】
また、本実施形態では、ステップＳＴ６で、通信情報を受光した光電素子６の周辺に配置された光電素子６（今回の光電素子６）の電気信号を取得している。例えば、今回の光電素子６が光電素子Ａの場合には、光電素子Ａの隣に配置された８つの光電素子Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉの電気信号を取得しているが、これに限らない。光電素子Ａの隣に配置された光電素子６に加え、光電素子Ａの隣の隣に配置された光電素子６の電気信号を取得してもよい。また、移動が高速なほど周辺の範囲を広げてもよい。周辺に配置された光電素子６の範囲は、作動状況に応じて、送信元光源又は受信側の受光部の位置の移動によって、複数の光電素子６のいずれかが受光できるように追随可能になっていればよい。
【００８５】
また、本実施形態では、ステップＳＴ７で、次回の光電素子を最大の電荷量の光電素子で決定しているが、これに限らない。例えば、外乱によって瞬間的に電荷量が増加する場合も考慮して、各光電素子の前回の電荷量と今回の電荷量との平均値の最大値で決定してもよい。また、前回と今回の電荷量の差が著しく大きい場合には、外乱による増加として、この光電素子を除外してもよい。ここで、外乱とは、例えば、太陽光などが入光した場合等である。
【００８６】
また、本実施形態では、情報処理装置１を車々間通信を行う車両に搭載したが、これに限らない。送信元光源又は受信側の受光部の位置が移動するような場合に適用できる。
【符号の説明】
【００８７】
１…情報処理装置、２…光電変換手段、３…取得手段、３１…上下シフトレジスタ、３２…左右シフトレジスタ、４…制御手段、６…光電素子。
【図１】
2012147047.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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