(57)【要約】【課題】多様な機器で通信を可能とする情報通信方法を提供する。【解決手段】情報通信方法は、イメージセンサによる前記被写体の撮像によって得られる画像に、前記被写体の輝度変化に応じて前記イメージセンサに含まれる露光ラインに対し平行なストライプ状の輝線が生じるように、露光時間を１／２０００秒以下に設定する露光時間設定ステップＳＡ１１と、設定された露光時間を用いて、前記イメージセンサに含まれる複数の露光ラインのそれぞれに対して、互いに異なるタイミングで順次、露光を開始することによって、前記露光ラインに対し平行なストライプ状の前記輝線を含む画像を取得する撮像ステップＳＡ１２と、取得された前記画像に含まれる前記輝線のパターンのうち、前記露光ラインに垂直な方向に表れる明暗の変化に応じてデータを復調することにより情報を取得する情報取得ステップＳＡ１３と、を含む。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１ｋＨｚ以上の周波数で輝度変化を行う被写体から情報を取得する情報通信方法であって、
イメージセンサによる前記被写体の撮像によって得られる画像に、前記被写体の輝度変化に応じて前記イメージセンサに含まれる露光ラインに対し平行なストライプ状の輝線が生じるように、前記イメージセンサの露光時間を１／２０００秒以下に設定する露光時間設定ステップと、
設定された前記露光時間を用いて、前記イメージセンサに含まれる複数の露光ラインのそれぞれに対して、互いに異なるタイミングで順次、露光を開始することによって、前記露光ラインに対し平行なストライプ状の前記輝線を含む画像を取得する撮像ステップと、
取得された前記画像に含まれる前記輝線のパターンのうち、前記露光ラインに垂直な方向に表れる明暗の変化に応じてデータを復調することにより情報を取得する情報取得ステップと、を含む情報通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スマートフォン、タブレット、携帯電話等の携帯端末と、エアコン、照明機器、炊飯器などの家電機器との通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のホームネットワークでは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）や無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）でのＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）接続によるＡＶ家電の連携に加え、環境問題に対応した電力使用量の管理や、宅外からの電源ＯＮ／ＯＦＦといった機能を持つホームエネルギーマネジメントシステム（ＨＥＭＳ）によって、多様な家電機器がネットワークに接続される家電連携機能の導入が進んでいる。しかしながら、通信機能を有するには、演算力が十分ではない家電や、コスト面で通信機能の搭載が難しい家電などもある。
【０００３】
このような問題を解決するため、特許文献１では、光を用いて自由空間に情報を伝達する光空間伝送装置において、照明光の単色光源を複数用いた通信を行うことで、限られた送信装置のなかで、効率的に機器間の通信を実現する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２９０３３５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、前記従来の方式では、適用される機器が照明のような３色光源を持つ場合に限定される。本発明は、このような課題を解決し、演算力が少ないような機器を含む多様な機器間の通信を可能とする情報通信方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態に係る情報通信方法は、１ｋＨｚ以上の周波数で輝度変化を行う被写体から情報を取得する情報通信方法であって、イメージセンサによる前記被写体の撮像によって得られる画像に、前記被写体の輝度変化に応じて前記イメージセンサに含まれる露光ラインに対し平行なストライプ状の輝線が生じるように、前記イメージセンサの露光時間を１／２０００秒以下に設定する露光時間設定ステップと、設定された前記露光時間を用いて、前記イメージセンサに含まれる複数の露光ラインのそれぞれに対して、互いに異なるタイミングで順次、露光を開始することによって、前記露光ラインに対し平行なストライプ状の前記輝線を含む画像を取得する撮像ステップと、取得された前記画像に含まれる前記輝線のパターンのうち、前記露光ラインに垂直な方向に表れる明暗の変化に応じてデータを復調することにより情報を取得する情報取得ステップと、を含む。
【０００７】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、演算力が少ないような機器を含む多様な機器間の通信を可能とする情報通信方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態における送信信号の一例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態における送信信号の一例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態における送信信号の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態における送信信号の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態における送信信号の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態における送信信号の一例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態における送信信号の一例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の一態様に係る情報通信方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１１】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１２】
（実施の形態）
（フレーム構成）
図１は、本実施の形態における送信信号の一例を示す図である。
【００１３】
送信フレームは、Ｓｔａｒｔ  ｏｆ  Ｆｒａｍｅ  （ＳＯＦ）、Ｐａｙｌｏａｄ、Ｅｎｄ  ｏｆ  Ｆｒａｍｅ  （ＥＯＦ）で構成される。ＳＯＦはプリアンブル（ＰＲＥ）とフレームタイプ（ＦＴＹＰＥ）を含む。フレームタイプは、フレームの属性を指定する。フレームの属性には、ペイロード長、ＣＲＣ長、フレームアドレス（ペイロードアドレス）、ペイロードのデータの種類（ＩＤ、文字列、バイナリデータ、ｕｃｏｄｅなどの特定のコード体系、など）等がある。ペイロードはフレームのコンテンツである。ＥＯＦは、ＦＴＹＰＥやＰａｙｌｏａｄの受信確認を行うための検査符号（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ  （ＣＲＣ）符号等）を含む。
【００１４】
プリアンブル以外は、４ＰＰＭ、または、Ｖ４ＰＰＭを用いて送信する。１スロットの時間幅は１／９６００秒（約１０４マイクロ秒）とする。
【００１５】
図１の（ｂ）に示すように、ＥＯＦは送信しなくても良い。プリアンブルはＥＯＦには存在しないパターンであるため、送信機がＥＯＦの代わりに次のフレームを送信することで、受信機はＥＯＦが送信されているかどうか判断することができる。
【００１６】
（分割送信）
図２は、本実施の形態における送信信号の一例を示す図である。
【００１７】
送信するデータにＣＲＣ等の検査符号を付加し、複数のデータパートに分割する。データパートにＳＯＦとＥＯＦを付加して送信する。
【００１８】
受信機は、ＳＯＦに含まれたアドレスに従ってデータパートを並べ替えて元のデータを復元する。これにより、フレームの送信順序や受信順序に関わらず、正しいデータを復元することができる。受信機は、前記付加された検査符号を用いて送信されたデータを検証する。複数の送信機から送信されたフレームを合わせて復号した場合にはこの検査符号は一致しないため、この検査符号により、フレームの混信を防ぐことが出来る。
【００１９】
（プリアンブルの種類と分割数）
図３は、本実施の形態における送信信号の一例を示す図である。
【００２０】
図３の表の左列の１は発光が弱い状態（ＬＯ）、０は発光が強い状態（ＨＩ）を示す。プリアンブルには、４ＰＰＭとＶ４ＰＰＭに出現しないパターンを用いる。表のパターンは一例であり、４ＰＰＭとＶ４ＰＰＭには出現せず、他のプリアンブルと混同しない別のパターンでも良い。表は平均輝度が７５％の場合の例であり、平均輝度を変化させる場合は、それに応じてＨＩとＬＯのバランスを変化させる。
【００２１】
プリアンブルの種類によって、フレーム分割数を示す。これにより、分割数を示すための領域を用いず、短い送信期間で分割数を示すことが出来る。
【００２２】
プリアンブルの種類に依らず、最終フレームを示すビットが０か１かによって分割送信の最終フレームを特定するとしても良い。
【００２３】
（ＦＴＹＰＥによるペイロード長とアドレスの指定）
図４は、本実施の形態における送信信号の一例を示す図である。
【００２４】
図４の表（ａ）に示すように、ＦＴＹＰＥの前半の４ビットで、ペイロード長を示す。表の数値は一例であり、４ビットではないビット長を用いても良いし、別のペイロード長を割り当てても良いし、プリアンブルによって割り当てるビット長やペイロード長を変化させても良い。
【００２５】
ペイロードがｕｃｏｄｅである場合は、ペイロードに先行する８ビットは「０１１１０１０１」である必要があるが、図４の（ａ）のように定めることで、前半４ビットを「０１１１」としつつ、ペイロード長をｕｃｏｄｅの長さである１２８ビットと定めることができる。
【００２６】
図４の表（ｂ）のように、分割されたデータパートのアドレスを指定する。
【００２７】
例えば４分割の場合は最後の６、７ビット目のみのアドレスで十分であるため、４、５ビット目のビットは別の用途に用いても良い。別の用途としては、例えば検査符号として用いることでより確実にデータを検証したり、データの一部として用いることで、より長いデータを送信することができる。
【００２８】
他の意味を割り当てても良い。例えば、０ビット目と１ビット目が０である場合は実験用フレームであることを示すとするとしてもよい。
【００２９】
（分割送信）
図５は、本実施の形態における送信信号の一例を示す図である。
【００３０】
このフレーム構成で用いる検査符号には、図１と図２に示した二つのＣＲＣがある。それぞれ、チェックする部分のビット長が長くなるほど、ＣＲＣ長を長くさせることで、検査能力の低下を防ぐことができる。
【００３１】
図５の表（ａ）は、ＣＲＣ長を４の倍数とした場合であり、図５の表（ｂ）は、ＣＲＣ長を２の倍数とした場合である。４ＰＰＭでは、２ビットずつ符号化するため、２の倍数とすると無駄なく割り当てることができる。検査対象ビット長をＮとしたとき、ＣＲＣ長が２ｌｏｇ（Ｎ）を下回らないように定義している。なお、ｌｏｇは２を底とした対数である。これにより、一定の検査能力を下回らないように設定することができる。
【００３２】
表の数値は一例であり、別のＣＲＣ長を割り当てたり、２や４の倍数以外のＣＲＣ長としても良い。
【００３３】
表の生成多項式は一例であり、別の生成多項式を用いても良い。また、ＣＲＣではなく別の検査符号を用いても良い。
【００３４】
検査符号を分割することで、フレームを最後まで受信できなかった場合でも、ある程度の検査を行うことができ、エラー率を下げることが出来る。
【００３５】
（エンコーディング）
図６と図７は、本実施の形態における送信信号の一例を示す図である。
【００３６】
図６は、４  Ｐｕｌｓｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  （４ＰＰＭ）によるエンコーディングを示す。
【００３７】
図７は、Ｖａｒｉａｂｌｅ  ４ＰＰＭ  （Ｖ４ＰＰＭ）によるエンコーディングを示す。Ｖ４ＰＰＭを用いてエンコードすることによって平均輝度を調整することができる。Ｖ４ＰＰＭを用いる場合は、プリアンブルの平均輝度もそれに合わせて変化させることで、ちらつきを抑えることができる。プリアンブルが７５％や５０％や２５％等の離散値しか取れない場合は、Ｖ４ＰＰＭの設定値に最も近い値を用いることで、ちらつきを抑えることが出来る。この場合は、プリアンブル部と他の部分で平均輝度が異なるため、それらの平均輝度が所望の値になるように、Ｖ４ＰＰＭの平均輝度を設定することで、所望の輝度に設定することができる。
【００３８】
以上、一つまたは複数の態様に係る情報通信方法について、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。
【００３９】
図８は、本発明の一態様に係る情報通信方法のフローチャートである。
【００４０】
本発明の一態様に係る情報通信方法は、被写体から情報を取得する情報通信方法であって、ステップＳＡ１１、ＳＡ１２、およびＳＡ１３を含む。
【００４１】
つまり、この情報通信方法は、イメージセンサによる前記被写体の撮像によって得られる画像に、前記イメージセンサに含まれる露光ラインに対応する輝線が前記被写体の輝度変化に応じて生じるように、前記イメージセンサの露光時間を設定する露光時間設定ステップ（ＳＡ１１）と、前記イメージセンサが、輝度変化する前記被写体を、設定された前記露光時間で撮像することによって、前記輝線を含む画像を取得する撮像ステップ（ＳＡ１２）と、取得された前記画像に含まれる前記輝線のパターンによって特定されるデータを復調することにより情報を取得する情報取得ステップ（ＳＡ１３）とを含む。
【００４２】
このような図８によって示される情報通信方法では、被写体の輝度変化によって送信される情報が、イメージセンサの露光ラインの露光によって取得されるため、例えば無線通信を行うための特別な通信デバイスを必要とすることなく、多様な機器間の通信を可能とすることができる。
【００４３】
なお、上記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８のフローチャートによって示される情報通信方法をコンピュータに実行させる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、情報通信装置等に利用でき、特に、スマートフォン、タブレット、携帯電話等の携帯端末と、エアコン、照明機器、炊飯器などの家電機器との通信方法に利用される情報通信装置等に利用することができる。
【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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