(57)【要約】  可視光通信（ＶＬＣ）信号を処理するための画像センサーを構成するための方法、装置、およびコンピュータ可読媒体が提供される。本装置は、第１の露出設定において動作するように画像センサーに命令し、第１の露出設定が、写真画像をキャプチャするための第２の露出設定よりも低く、画像センサーを介して、第１の露出設定において少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャし、少なくとも１つのキャプチャされたＶＬＣ信号フレーム中に含まれる少なくとも１つの通信シンボルを検出し、いくつかの検出された通信シンボルを復号することによって、画像センサーによってキャプチャされた少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームに関連付けられたメッセージを復号する。
2017507614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光通信（ＶＬＣ）信号を処理するための画像センサーを構成する方法であって、
第１の露出設定において動作するように前記画像センサーに命令することと、前記第１の露出設定が、写真画像をキャプチャするための第２の露出設定よりも低い、
前記画像センサーを介して、前記第１の露出設定において少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャすることと、
前記少なくとも１つのキャプチャされたＶＬＣ信号フレーム中に含まれる少なくとも１つの通信シンボルを検出することと
を備える、方法。
【請求項２】
いくつかの検出された通信シンボルを復号することによって、前記画像センサーによってキャプチャされた前記少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームに関連付けられたメッセージを復号すること
をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記画像センサーが、最初に前記第２の露出設定において設定され、前記方法は、
ＶＬＣ信号フレームをキャプチャするためのＶＬＣ受信モードがトリガされると決定すること
をさらに備え、
ここにおいて、前記画像センサーは、前記ＶＬＣ受信モードがトリガされたとき、前記第１の露出設定において動作するように命令される、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の露出設定が、最初に、自動露出制御（ＡＥＣ）アルゴリズムに従って設定され、
前記ＡＥＣアルゴリズムは、前記画像センサーが前記第１の露出設定において動作するように命令されるより前に無効にされる、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記メッセージを復号するために必要とされるすべての通信シンボルが検出され、復号されたとき、メッセージ復号の完了を前記画像センサーに指示すること
をさらに備え、
ここにおいて、前記画像センサーが、前記指示を受信すると、前記第２の露出設定に戻る、
請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記ＶＬＣ受信モードが、
前記画像センサーを格納するデバイスへのユーザ入力、
前記画像センサーを格納する前記デバイスの物理的配向、または
少なくとも１つのＶＬＣ信号の存在を指示する、ワイヤレス無線機を介して受信された信号
のうちの少なくとも１つに基づいてトリガされる、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記復号されたメッセージに関係する情報を表示するためにディスプレイユニットをアクティブにすること
をさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記復号されたメッセージに関係する第１の情報をリモートサーバに送信するためにワイヤレス無線機をアクティブにすることと、
前記送信された第１の情報に応答して、前記復号されたメッセージに関係する第２の情報を前記リモートサーバから受信することと
をさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記画像センサーは、最大フレームカウントに達するまで、または、前記画像センサーが、フレームキャプチャを終了するようにとの命令を受信するまで、前記少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記画像センサーが前記少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャするために前記第１の露出設定において動作するとき、前記画像センサーは、前記第２の露出設定において前記写真画像をキャプチャすることができない、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記画像センサーがしきい値を下回る露出設定において動作するとき、前記画像センサーは、前記写真画像をキャプチャすることができない、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
可視光通信（ＶＬＣ）信号を処理するための画像センサーを構成するための装置であって、
第１の露出設定において動作するように前記画像センサーに命令するための手段と、前記第１の露出設定が、写真画像をキャプチャするための第２の露出設定よりも低い、
前記画像センサーを介して、前記第１の露出設定において少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャするための手段と、
前記少なくとも１つのキャプチャされたＶＬＣ信号フレーム中に含まれる少なくとも１つの通信シンボルを検出するための手段と
を備える、装置。
【請求項１３】
いくつかの検出された通信シンボルを復号することによって、前記画像センサーによってキャプチャされた前記少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームに関連付けられたメッセージを復号するための手段
をさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記画像センサーが、最初に前記第２の露出設定において設定され、前記装置は、
ＶＬＣ信号フレームをキャプチャするためのＶＬＣ受信モードがトリガされると決定するための手段
をさらに備え、
ここにおいて、命令するための前記手段は、前記ＶＬＣ受信モードがトリガされたとき、前記第１の露出設定において動作するように前記画像センサーに命令する、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第２の露出設定が、最初に、自動露出制御（ＡＥＣ）アルゴリズムに従って設定され、
前記ＡＥＣアルゴリズムは、前記画像センサーが前記第１の露出設定において動作するように命令されるより前に無効にされる、
請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記メッセージを復号するために必要とされるすべての通信シンボルが検出され、復号されたとき、メッセージ復号の完了を前記画像センサーに指示するための手段
をさらに備え、
ここにおいて、前記画像センサーが、前記指示を受信すると、前記第２の露出設定に戻る、
請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記ＶＬＣ受信モードが、
前記画像センサーを格納するデバイスへのユーザ入力、
前記画像センサーを格納する前記デバイスの物理的配向、または
少なくとも１つのＶＬＣ信号の存在を指示する、ワイヤレス無線機を介して受信された信号
のうちの少なくとも１つに基づいてトリガされる、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記復号されたメッセージに関係する情報を表示するためにディスプレイユニットをアクティブにするための手段
をさらに備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
前記復号されたメッセージに関係する第１の情報をリモートサーバに送信するためにワイヤレス無線機をアクティブにするための手段と、
前記送信された第１の情報に応答して、前記復号されたメッセージに関係する第２の情報を前記リモートサーバから受信するための手段と
をさらに備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
前記画像センサーは、最大フレームカウントに達するまで、または、前記画像センサーが、フレームキャプチャを終了するようにとの命令を受信するまで、前記少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャする、請求項１２に記載の装置。
【請求項２１】
前記画像センサーが前記少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャするために前記第１の露出設定において動作するとき、前記画像センサーは、前記第２の露出設定において前記写真画像をキャプチャすることができない、請求項１２に記載の装置。
【請求項２２】
前記画像センサーがしきい値を下回る露出設定において動作するとき、前記画像センサーは、前記写真画像をキャプチャすることができない、請求項１２に記載の装置。
【請求項２３】
可視光通信（ＶＬＣ）信号を処理するための画像センサーを構成するための装置であって、
メモリと、
前記メモリに結合された少なくとも１つのプロセッサと
を備え、前記少なくとも１つのプロセッサは、
第１の露出設定において動作するように前記画像センサーに命令することと、前記第１の露出設定が、写真画像をキャプチャするための第２の露出設定よりも低い、
前記画像センサーを介して、前記第１の露出設定において少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャすることと、
前記少なくとも１つのキャプチャされたＶＬＣ信号フレーム中に含まれる少なくとも１つの通信シンボルを検出することと
を行うように構成された、装置。
【請求項２４】
前記少なくとも１つのプロセッサが、
いくつかの検出された通信シンボルを復号することによって、前記画像センサーによってキャプチャされた前記少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームに関連付けられたメッセージを復号すること
を行うようにさらに構成された、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記画像センサーが、最初に前記第２の露出設定において設定され、前記少なくとも１つのプロセッサは、
ＶＬＣ信号フレームをキャプチャするためのＶＬＣ受信モードがトリガされると決定すること
を行うようにさらに構成され、
ここにおいて、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記ＶＬＣ受信モードがトリガされたとき、前記第１の露出設定において動作するように前記画像センサーに命令する、
請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記メッセージを復号するために必要とされるすべての通信シンボルが検出され、復号されたとき、メッセージ復号の完了を前記画像センサーに指示すること
を行うようにさらに構成され、
ここにおいて、前記画像センサーが、前記指示を受信すると、前記第２の露出設定に戻る、
請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記ＶＬＣ受信モードが、
前記画像センサーを格納するデバイスへのユーザ入力、
前記画像センサーを格納する前記デバイスの物理的配向、または
少なくとも１つのＶＬＣ信号の存在を指示する、ワイヤレス無線機を介して受信された信号
のうちの少なくとも１つに基づいてトリガされる、請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
前記少なくとも１つのプロセッサが、
前記復号されたメッセージに関係する第１の情報をリモートサーバに送信するためにワイヤレス無線機をアクティブにすることと、
前記送信された第１の情報に応答して、前記復号されたメッセージに関係する第２の情報を前記リモートサーバから受信することと
を行うようにさらに構成された、請求項２４に記載の装置。
【請求項２９】
前記画像センサーは、最大フレームカウントに達するまで、または、前記画像センサーが、フレームキャプチャを終了するようにとの命令を受信するまで、前記少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャする、請求項２３に記載の装置。
【請求項３０】
可視光通信（ＶＬＣ）信号を処理するための画像センサーを構成するためのコンピュータ可読媒体であって、
第１の露出設定において動作するように前記画像センサーに命令することと、前記第１の露出設定が、写真画像をキャプチャするための第２の露出設定よりも低い、
前記画像センサーを介して、前記第１の露出設定において少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャすることと、
前記少なくとも１つのキャプチャされたＶＬＣ信号フレーム中に含まれる少なくとも１つの通信シンボルを検出することと
を行うためのコードを備える、コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]本出願は、その全体が参照により本明細書に明確に組み込まれる、２０１３年１２月１６日に出願された「METHODS AND APPARATUS FOR CONFIGURING AN IMAGE SENSOR FOR DECODING HIGH FREQUENCY VISIBLE LIGHT COMMUNICATION SIGNALS」と題する米国特許出願第１４／１０８，１７４号の利益を主張する。
【０００２】
[0002]本開示は、一般に可視光通信（ＶＬＣ：visible light communication）システムに関し、より詳細には、ＶＬＣ信号を復号するための画像センサーを構成することに関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]最近、無線周波数（ＲＦ）帯域周波数の枯渇、いくつかのワイヤレス通信技術間の潜在的なクロストーク、通信セキュリティに対する要求の増加、および様々なワイヤレス技術に基づく超高速ユビキタス通信環境の出現により、ＲＦ技術を補足するファイバー技術に対する無線への関心が高まっている。したがって、ＲＦ技術を補足するために、可視光ＬＥＤを採用する可視光ワイヤレス通信が開発されている。
【０００４】
[0004]可視光（visible light）を使用することによって情報を転送するための可視光通信（ＶＬＣ）は、ＶＬＣが、規制なしに広く利用可能な帯域幅を介した通信を可能にするという点で、利点を有する。さらに、ユーザは、ＶＬＣ通信に対応する光が到達するロケーション、ならびにその光が進む方向を観測することができるので、カバレージに関する情報は正確に確認され得る。ＶＬＣはまた、信頼できるセキュリティおよび低電力消費を提供することができる。これらおよび他の利点に照らして、ＶＬＣは、病院または飛行機など、ＲＦ通信の使用が禁止されるロケーションにおいて適用され得、電子ディスプレイボードを介して追加情報サービスを提供することもできる。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]本開示の一態様では、方法、コンピュータ可読媒体、および装置が提供される。本装置は、第１の露出設定（a first exposure setting）において動作するように画像センサーに命令することと、第１の露出設定が、写真画像（a photographic image）をキャプチャするための第２の露出設定（a second exposure setting）よりも低い、画像センサーを介して、第１の露出設定において少なくとも１つの可視光通信（ＶＬＣ）信号フレームをキャプチャすることと、少なくとも１つのキャプチャされたＶＬＣ信号フレーム中に含まれる少なくとも１つの通信シンボルを検出することと、いくつかの検出された通信シンボルを復号することによって、画像センサーによってキャプチャされた少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームに関連付けられたメッセージを復号することとによって、ＶＬＣ信号を処理するための画像センサーを構成する。
【０００６】
[0006]一態様では、本装置は、第１の露出設定において動作するように画像センサーに命令するための手段と、第１の露出設定が、写真画像をキャプチャするための第２の露出設定よりも低い、画像センサーを介して、第１の露出設定において少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャするための手段と、少なくとも１つのキャプチャされたＶＬＣ信号フレーム中に含まれる少なくとも１つの通信シンボルを検出するための手段と、いくつかの検出された通信シンボルを復号することによって、画像センサーによってキャプチャされた少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームに関連付けられたメッセージを復号するための手段とを含む。
【０００７】
[0007]別の態様では、本装置は、メモリと、メモリに結合された少なくとも１つのプロセッサとを含み、少なくとも１つのプロセッサは、第１の露出設定において動作するように画像センサーに命令することと、第１の露出設定が、写真画像をキャプチャするための第２の露出設定よりも低い、画像センサーを介して、第１の露出設定において少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャすることと、少なくとも１つのキャプチャされたＶＬＣ信号フレーム中に含まれる少なくとも１つの通信シンボルを検出することと、いくつかの検出された通信シンボルを復号することによって、画像センサーによってキャプチャされた少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームに関連付けられたメッセージを復号することとを行うように構成される。
【０００８】
[0008]さらなる態様では、可視光通信（ＶＬＣ）信号を処理するための画像センサーを構成するためのコンピュータ可読媒体は、第１の露出設定において動作するように画像センサーに命令するためのコードと、第１の露出設定が、写真画像をキャプチャするための第２の露出設定よりも低い、画像センサーを介して、第１の露出設定において少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャするためのコードと、少なくとも１つのキャプチャされたＶＬＣ信号フレーム中に含まれる少なくとも１つの通信シンボルを検出するためのコードと、いくつかの検出された通信シンボルを復号することによって、画像センサーによってキャプチャされた少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームに関連付けられたメッセージを復号するためのコードとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】[0009]ＣＭＯＳ画像センサーにおける露出制御を示す図。
【図２】[0010]モバイルデバイス内のハードウェアユニットと、ＶＬＣ復号を可能にするためのハードウェアユニット間の信号フローとを示す図。
【図３】[0011]可視光通信（ＶＬＣ）信号を処理するための画像センサーを構成することのフローチャート。
【図４】[0012]例示的な装置における異なるモジュール／手段／構成要素間のデータフローを示すデータフロー図。
【図５】[0013]処理システムを採用する装置のためのハードウェア実装の一例を示す図。
【詳細な説明】
【００１０】
[0014]添付の図面に関して以下に記載する詳細な説明は、様々な構成を説明するものであり、本明細書で説明する概念が実施され得る構成のみを表すものではない。詳細な説明は、様々な概念の完全な理解を与えるための具体的な詳細を含む。ただし、これらの概念はこれらの具体的な詳細なしに実施され得ることが当業者には明らかであろう。いくつかの事例では、そのような概念を不明瞭にしないように、よく知られている構造および構成要素をブロック図の形式で示す。
【００１１】
[0015]次に、様々な装置および方法に関して通信システムのいくつかの態様を提示する。これらの装置および方法について、以下の詳細な説明において説明し、（「要素」と総称される）様々なブロック、モジュール、構成要素、回路、ステップ、プロセス、アルゴリズムなどによって添付の図面に示す。これらの要素は、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはそれらの任意の組合せを使用して実装され得る。そのような要素がハードウェアとして実装されるか、ソフトウェアとして実装されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。
【００１２】
[0016]例として、要素、または要素の任意の部分、または要素の任意の組合せは、１つまたは複数のプロセッサを含む「処理システム」を用いて実装され得る。プロセッサの例としては、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、状態機械、ゲート論理、個別ハードウェア回路、および本開示全体にわたって説明する様々な機能を実行するように構成された他の好適なハードウェアがある。処理システム中の１つまたは複数のプロセッサはソフトウェアを実行し得る。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語などの名称にかかわらず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行ファイル、実行スレッド、プロシージャ、関数などを意味すると広く解釈されたい。
【００１３】
[0017]したがって、１つまたは複数の例示的な実施形態では、説明する機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。ソフトウェアで実装される場合、機能は、コンピュータ可読媒体上に記憶されるか、あるいはコンピュータ可読媒体上に１つまたは複数の命令またはコードとして符号化され得る。コンピュータ可読媒体はコンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく、例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ（登録商標））、コンパクトディスクＲＯＭ（ＣＤ−ＲＯＭ）または他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、あるいは命令またはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを搬送または記憶するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を備えることができる。本明細書で使用するディスク（disk）およびディスク（disc）は、ＣＤ、レーザーディスク（登録商標）（disc）、光ディスク（disc）、デジタル多用途ディスク（disc）（ＤＶＤ）、およびフロッピー（登録商標）ディスク（disk）を含み、ディスク（disk）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（disc）は、データをレーザーで光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００１４】
[0018]ＶＬＣシステムは、概して、基地局（ＢＳ）およびＶＬＣ端末など、様々なＶＬＣデバイスを含む。ＢＳは、照明機能を実行し、可視光を使用してデータを送信するために、ＬＥＤまたはレーザーダイオード（ＬＤ）など、１つまたは複数の光源（light sources）を含み得る。ＢＳは、光源によって送信および受信されたデータを処理する通信制御デバイスをさらに含み得る。ＢＳはまた、ＶＬＣ端末にデータを送信し、それからデータを受信し得る。ＶＬＣ端末は、光源を介してＢＳにデータを送信し、それからデータを受信するための可視光送信／受信モジュールを含み得る。ＶＬＣ端末は、セルラーフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、タブレットデバイスなどの携帯端末、またはデスクトップコンピュータなどの固定端末であり得る。ＶＬＣ端末はまた、可視光を使用することによって、別のＶＬＣ端末にデータを送信し、それからデータを受信し得る。ＶＬＣはまた、他のワイヤード／ワイヤレス通信媒体を使用する通信システムと組み合わせて、より効率的に使用され得る。
【００１５】
[0019]ＶＬＣ信号は、情報を搬送するために光強度変調（light intensity modulation）を使用し得る。ＶＬＣ信号は、ＣＭＯＳ画像センサーによって検出され、復号され得る。しかしながら、画像センサーのためのデフォルト露出設定が、写真撮影のために設計され、ＶＬＣ信号復号のために設計されないことがある。したがって、デフォルト露出設定は、ＶＬＣ信号を検出不可能な状態にする高周波ＶＬＣ信号の大量の減衰を引き起こし得る。本開示では、高周波ＶＬＣ信号を検出するために画像センサーの露出設定を適応させるための方法および装置が提供される。本方法および装置は、それがＶＬＣリンクの範囲を著しく増加させるので有益である。
【００１６】
[0020]図１は、ＣＭＯＳ画像センサーにおける露出制御を示す図１００である。一般に商用デバイス（たとえば、スマートフォンおよびタブレット）中で見つけられるＣＭＯＳ画像センサーは、画像を一度に１ライン（行）読み取り／キャプチャする電子シャッターを採用する。露出制御は、読取り動作が行われる行とリセット動作が行われる行との間のセンサー行の数を調整することによって達成され得る。読取り動作が行われる行とリセット動作が行われる行との間にある行は光に同時にさらされる。読取り動作とリセット動作との間の持続時間はシャッター時間と呼ばれることがある。シャッター時間は、時間単位（たとえば、１秒の何分の１か）、または光に同時にさらされる行の数として表され得る。ＣＭＯＳセンサーは写真撮影のために設計され、したがって、露出は、通常、キャプチャされた画像が人間の知覚のために十分明るいことを保証するために露出レベルを調整することを試みる自動露出制御アルゴリズムによって制御される。一般に、より暗いシーンは、センサーアレイの各ラインについてより長い露出時間（a longer exposure time）を必要とする。しかしながら、ラインの読出しレートが経時的に一定であり得るので、同時に複数のラインを露出することによって、露出時間の増加が達成され得る。所与の時間に露出されるラインの数は整数パラメータＮであり得る。
【００１７】
[0021]画像センサーによってキャプチャされたＶＬＣ信号は、センサーアレイのラインにわたるピクセル強度変調によって特徴づけられ得る。したがって、Ｎライン露出設定（N-line exposure setting）は、（露出ラインの数Ｎに反比例する）積分フィルタ（an integrating filter）の帯域幅よりも大きい周波数をもつ、受信されたＶＬＣ信号成分に減衰影響を及ぼし得る。たとえば、露出のラインの数Ｎが１００であり、画像センサーのラインサンプリングレート（line sampling rate）が４０ＫＨｚである場合（これは、２メガピクセルカメラが毎秒３０フレームで動作する場合である）、積分フィルタの３ｄＢ帯域幅（カットオフ周波数）は２００Ｈｚである（４０ＫＨｚ／（２＊１００）＝２００Ｈｚ）。
【００１８】
[0022]一態様では、任意の特定の時間において露出される画像センサーラインの数Ｎは、高周波ＶＬＣ信号が減衰されないことを保証するためにできるだけ小さくなるべきである。一実装形態では、ＶＬＣ信号の検出に貢献するＮの値は１であるが、１から１００未満までどこでも変動することがある。典型的な写真撮影適用例の場合、Ｎの値は約１００以上であり得る。本開示は、モバイルデバイスが、ＶＬＣ信号を復号するためのモードにあるのか、通常の写真をキャプチャするためのモードにあるのかに基づいて、画像センサーの露出設定を調整するための方法および装置を提供する。
【００１９】
[0023]図２は、モバイルデバイス２０２内のハードウェアユニットと、ＶＬＣ復号を可能にするためのハードウェアユニット間の信号フローとを示す図２００である。カメラセンサー２０４は、最初に、写真撮影／ビデオ記録に適した露出設定において設定され得る。第１の処理ユニット２０６は、カメラセンサー２０４などのモバイルデバイス周辺ユニットを制御するために使用されるデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）であり得る。第１の処理ユニット２０６はＶＬＣのための露出設定を構成し得る。たとえば、第１の処理ユニット２０６は、ＶＬＣ受信機動作モード（a VLC receiver mode of operation）をトリガすべきかどうかを決定し得る。ＶＬＣ受信機動作モードがトリガされた場合、第１の処理ユニット２０６はカメラセンサー２０４に信号を送信する。その信号は、露出設定を変更する（たとえば、低露出設定モードを有効にする）ようにカメラセンサー２０４に命令するメッセージを搬送し得る。低露出設定を有効にすると、カメラセンサー２０４は、ＶＬＣ信号源２２０（たとえば、ＬＥＤ、レーザーダイオードなど）からのＶＬＣ信号の少なくとも１つのフレームをキャプチャし、少なくとも１つのキャプチャされたフレームのコンテンツを第２の処理ユニット２０８に送信し得る。ＶＬＣ信号フレームは、ＶＬＣ信号源２２０からの符号化メッセージに関連付けられた通信シンボル（ビット）を含み得る。第２の処理ユニット２０８は、露出設定を変更するようにとの命令（たとえば、低露出設定モードを有効にするようにとの命令）を送信した第１の処理ユニット２０６とは異なり得る。第２の処理ユニット２０８は、たとえば、アプリケーション（ＡＰＰ）プロセッサまたはＤＳＰであり得る。カメラセンサー２０４は、あるフレームカウントに達するまで、または、フレームキャプチャを終了するようにカメラセンサー２０４に命令する、第１の処理ユニット２０６からの信号が受信されるまで、ＶＬＣ信号フレームをキャプチャし続け得る。低露出設定の下でのフレームキャプチャ中に、カメラセンサー２０４は、通常の写真画像／ビデオ画像をキャプチャすることができないことがある。
【００２０】
[0024]第２の処理ユニット２０８は、（１つまたは複数の）キャプチャされたＶＬＣ信号フレーム中の通信シンボル（ビット）の存在を検出し、検出された通信シンボルに対してＶＬＣ信号復号オペレーションを実行することによってメッセージを復号し得る。たとえば、第２の処理ユニット２０８は、キャプチャされたＶＬＣ信号フレーム中のオン・オフ・パルス位置から通信シンボル／ビットを検出し得る。画像センサー２０４／第２の処理ユニット２０８が十分な数のシンボル／ビットを蓄積した後、第２の処理ユニット２０８は、送信されたメッセージを得るためにそのシンボル／ビットを復号し得る。メッセージは、たとえば、ＭＡＣアドレスまたはＵＲＬリンクであり得、４８ビットの長さを有し得る。いくつかの実装形態では、メッセージは、４８ビットよりも短くなるかまたは長くなり得る。メッセージ復号を完了すると、第２の処理ユニット２０８は第１の完了信号を第１の処理ユニット２０６に送信し得る。次いで、第１の処理ユニット２０６は、第２の処理ユニット２０８から第１の完了信号を受信すると、第２の完了信号をカメラセンサー２０４に送信し得る。第２の完了信号を受信すると、カメラセンサー２０４は、写真撮影／ビデオ記録に適した露出設定に戻り（revert back）得る。写真撮影／ビデオ記録に適した露出設定は、ＶＬＣ信号キャプチャのために必要とされる露出設定の値よりも高い値を有し得る。
【００２１】
[0025]第２の処理ユニット２０８によって実行されたＶＬＣ復号オペレーションの結果に基づいて、モバイルデバイス２０２内のいくつかの他のハードウェアユニットがアクティブにされ得る。たとえば、ＶＬＣ信号、またはそのＶＬＣ信号に対応する復号されたメッセージに基づいて、ユーザ情報（たとえば、ユーザロケーション）を表示／報告するために、ディスプレイユニット２１０が使用され得る。別の例では、信号をリモートサーバ２１４に送信するために、ワイヤレス無線機（a wireless radio）２１２（ＷＬＡＮまたはＷＡＮ）が使用され得る。ワイヤレス無線機２１２から送信された信号は、復号されたＶＬＣ信号に関連するリモートサーバ２１４からの情報（たとえば、ＶＬＣ信号ロケーションまたは関係するコンテンツ）を受信する目的で、復号されたＶＬＣ信号に関係する情報を含んでいることがある。次いで、モバイルデバイス２０２は、リモートサーバ２１４に送られた信号に応答して、リモートサーバ２１４からの情報を受信し得る。たとえば、ＶＬＣ端末（モバイルデバイス２０２）は、キャプチャされたＶＬＣフレームからＶＬＣ端末が復号したメッセージに対応する情報を受信するために、リモートサーバ２１４とコンタクトし得る。その情報は、ロケーション／位置、ＵＲＬアドレス、ビデオストリームまたはファイルなどであり得る。例示的な実装形態では、パブリック・アクセスＷＬＡＮ／ＷＡＮ上のネットワークプロバイダは、ＶＬＣ通信を介してＷＬＡＮ／ＷＡＮリンクをアクティブにすることによって、建築物中に物理的に配置されたデバイスへのアクセスを制限し得る。
【００２２】
[0026]図３は、可視光通信（ＶＬＣ）信号を処理するための画像センサーを構成することのフローチャート３００である。本方法はデバイスまたはユーザ機器（ＵＥ）（たとえば、図２のモバイルデバイス２０２）によって実行され得る。ステップ３０２において、デバイスは、ＶＬＣ信号フレームをキャプチャするためのＶＬＣ受信モードがトリガされると決定する。ＶＬＣ受信モードは、画像センサーを格納するデバイスへのユーザ入力、デバイスの物理的配向（a physical orientation）、少なくとも１つのＶＬＣ信号の存在を指示するワイヤレス無線機を介して受信された信号などを含む、様々な技法に基づいてトリガされ得る。
【００２３】
[0027]ステップ３０４において、デバイスは、第１の露出設定において動作するように画像センサーに命令する。第１の露出設定は、写真画像をキャプチャするための第２の露出設定よりも低くなり得る。一態様では、画像センサーは、最初に第２の露出設定において設定され得る。したがって、画像センサーは、ＶＬＣモードがトリガされたとき、第１の露出設定において動作するように命令され得る。一例では、画像センサーが、最初に第２の露出設定において設定されたとき、写真画像をキャプチャするために画像センサーアレイの１００個以上のラインが設定され得る。ＶＬＣモードがトリガされ、画像センサーが、第１の露出設定において動作するように命令されたとき、ＶＬＣ信号フレームをキャプチャするために画像センサーアレイの１００個未満のラインの数が設定され得る。一態様では、画像センサーアレイを最小数のライン（たとえば、１ライン）に設定することが、ＶＬＣ信号フレームをキャプチャすることに最も貢献し得る。さらなる態様では、写真画像をキャプチャするための露出設定は、デバイスおよび／または画像センサーによって実装される自動露出制御（ＡＥＣ：automatic exposure control）アルゴリズムに従って変化し得る。ＡＥＣアルゴリズムは、被写体の中間トーン（a subject’s mid-tone）を写真の中間トーンに（できるだけぴったり）一致させるように露出設定を自動的に計算および調整する。したがって、ＡＥＣアルゴリズムが実装されるとき、被写体に関連付けられたＶＬＣ信号フレームをキャプチャするためのＶＬＣ露出設定は、被写体の写真画像をキャプチャするためのＡＥＣアルゴリズムによって決定された写真露出設定の値よりも小さい任意の露出設定であり得る。一実装形態では、ステップ３０４において、写真画像をキャプチャするための第２の露出設定はＡＥＣアルゴリズムによって決定され得る。ＡＥＣアルゴリズムは、画像センサーが、ＶＬＣ信号フレームをキャプチャするために第１の露出設定において動作するように命令されるより前に無効にされ得る。
【００２４】
[0028]ステップ３０６において、デバイスは、画像センサーを介して第１の露出設定において少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャする。画像センサーは、最大フレームカウントに達するまで、または、デバイスが、フレームキャプチャを終了するようにとの命令を画像センサーに送信するまで、ＶＬＣ信号源から少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャし得る。少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームは、ＶＬＣ信号源からの符号化メッセージに関連付けられた通信シンボルを含む。さらに、画像センサーが、少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャするために第１の露出設定において動作するとき、画像センサーは、第２の露出設定において写真画像をキャプチャすることができない。一態様では、画像センサーがしきい値を下回る露出設定において動作するとき、画像センサーは、写真画像をキャプチャすることができない。
【００２５】
[0029]ステップ３０８において、デバイスは、画像センサーによってキャプチャされた少なくとも１つのＶＬＣ信号フレーム中に含まれる少なくとも１つの通信シンボルの存在を検出する。ステップ３０９において、デバイスは、いくつかの検出された通信シンボルを復号することによって、画像センサーによってキャプチャされた少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームに関連付けられたメッセージを復号する。ステップ３１０において、デバイスは、メッセージを復号するために必要とされるすべての通信シンボルが検出され、復号されたとき、メッセージ復号の完了を画像センサーに指示する。したがって、画像センサーは、指示を受信すると、第２の露出設定に戻り得る。
【００２６】
[0030]ステップ３１２において、デバイスは、少なくとも１つのＶＬＣ信号フレーム、または少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームに対応する復号されたメッセージ、に関係する情報（たとえば、デバイスロケーション）を表示するために、ディスプレイユニットをアクティブにする。ステップ３１４において、デバイスは、少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームまたは復号されたメッセージに関係する第１の情報（たとえば、ＶＬＣ信号ロケーションまたは関係するコンテンツ）をリモートサーバに送信するために、ワイヤレス無線機をアクティブにする。ステップ３１６において、デバイスは、送信された第１の情報に応答して、少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームまたは復号されたメッセージに関係する第２の情報をリモートサーバから受信し得る。
【００２７】
[0031]図４は、可視光通信（ＶＬＣ）信号を処理するための画像センサーを構成する例示的な装置４０２における異なるモジュール／手段／構成要素間のデータフローを示すデータフロー図４００である。本装置はデバイスまたはユーザ機器（ＵＥ）（たとえば、図２のモバイルデバイス２０２）であり得る。本装置は、受信モジュール４０４と、ＶＬＣ処理モジュール４０６と、画像センサーモジュール４０８と、ディスプレイモジュール４１０と、送信モジュール４１２とを含む。ＶＬＣ処理モジュール４０６は、第１の処理ユニット２０６および／または第２の処理ユニット２０８と等価であるか、あるいはそれを用いて動作するように構成され得る。画像センサーモジュール４０８は、カメラセンサー２０４と等価であるか、またはそれを用いて動作するように構成され得る。ディスプレイモジュール４１０は、ディスプレイユニット２１０と等価であるか、またはそれを用いて動作するように構成され得る。受信モジュール４０４および送信モジュール４１２は、ワイヤレス無線機２１２と等価であるか、またはそれを用いて動作するように構成され得る。
【００２８】
[0032]ＶＬＣ処理モジュール４０６は、ＶＬＣ信号フレームをキャプチャするためのＶＬＣ受信モードがトリガされると決定する。ＶＬＣ受信モードは、装置４０２へのユーザ入力、装置４０２の物理的配向、少なくとも１つのＶＬＣ信号の存在を指示する受信モジュール４０４を介して受信された信号などを含む、様々な技法に基づいてトリガされ得る。
【００２９】
[0033]ＶＬＣ処理モジュール４０６は、第１の露出設定において動作するように画像センサーモジュール４０８に命令する。第１の露出設定は、写真画像をキャプチャするための第２の露出設定よりも低くなり得る。一態様では、画像センサーモジュール４０８は、最初に第２の露出設定において設定され得る。したがって、画像センサーモジュール４０８は、ＶＬＣモードがトリガされたとき、第１の露出設定において動作するように命令され得る。
【００３０】
[0034]ＶＬＣ処理モジュール４０６は、画像センサーモジュール４０８を介して第１の露出設定において少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャする。画像センサーモジュール４０８は、最大フレームカウントに達するまで、または、ＶＬＣ処理モジュール４０６が、フレームキャプチャを終了するようにとの命令を画像センサーモジュール４０８に送信するまで、ＶＬＣ信号源４４０から少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャし得る。少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームは、ＶＬＣ信号源４４０からの符号化メッセージに関連付けられた通信シンボルを含む。さらに、画像センサーモジュール４０８が、少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャするために第１の露出設定において動作するとき、画像センサーモジュール４０８は、第２の露出設定において写真画像をキャプチャすることができない。一態様では、画像センサーモジュール４０８がしきい値を下回る露出設定において動作するとき、画像センサーモジュール４０８は、写真画像をキャプチャすることができない。
【００３１】
[0035]ＶＬＣ処理モジュール４０６は、画像センサーモジュール４０８によってキャプチャされた少なくとも１つのＶＬＣ信号フレーム中に含まれる少なくとも１つの通信シンボルの存在を検出し、いくつかの検出された通信シンボルを復号することによって、画像センサーモジュール４０８によってキャプチャされた少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームに関連付けられたメッセージを復号する。ＶＬＣ処理モジュール４０６は、メッセージを復号するために必要とされるすべての通信シンボルが検出され、復号されたとき、メッセージ復号の完了を画像センサーモジュール４０８に指示し得る。したがって、画像センサーモジュール４０８は、指示を受信すると、第２の露出設定に戻り得る。
【００３２】
[0036]ＶＬＣ処理モジュール４０６は、少なくとも１つのＶＬＣ信号フレーム、または少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームに対応する復号されたメッセージ、に関係する情報を表示するために、ディスプレイモジュール４１０をアクティブにし得る。ＶＬＣ処理モジュール４０６は、少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームまたは復号されたメッセージに関係する第１の情報（たとえば、ＶＬＣ信号ロケーションまたは関係するコンテンツ）をリモートサーバ４５０に送信するために、送信モジュール４１２をアクティブにし得る。ＶＬＣ処理モジュール４０６は、送信された第１の情報に応答して、少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームまたは復号されたメッセージに関係する第２の情報を（受信モジュール４０４を介して）リモートサーバ４５０から受信し得る。
【００３３】
[0037]本装置は、図３の上述のフローチャート中のアルゴリズムのステップの各々を実行する追加のモジュールを含み得る。したがって、図３の上述のフローチャート中の各ステップは１つのモジュールによって実行され得、本装置は、それらのモジュールのうちの１つまたは複数を含み得る。それらのモジュールは、述べられたプロセス／アルゴリズムを行うように特に構成された１つまたは複数のハードウェア構成要素であるか、述べられたプロセス／アルゴリズムを実行するように構成されたプロセッサによって実装されるか、プロセッサによる実装のためにコンピュータ可読媒体内に記憶されるか、またはそれらの何らかの組合せであり得る。
【００３４】
[0038]図５は、処理システム５１４を採用する装置４０２’のためのハードウェア実装形態の一例を示す図５００である。処理システム５１４は、バス５２４によって概略的に表されるバスアーキテクチャを用いて実装され得る。バス５２４は、処理システム５１４の特定の適用例および全体的な設計制約に応じて、任意の数の相互接続バスおよびブリッジを含み得る。バス５２４は、プロセッサ５０４によって表される１つまたは複数のプロセッサおよび／またはハードウェアモジュールと、モジュール４０４、４０６、４０８、４１０、４１２と、コンピュータ可読媒体／メモリ５０６とを含む様々な回路を互いにリンクする。バス５２４はまた、タイミングソース、周辺機器、電圧調整器、および電力管理回路など、様々な他の回路をリンクし得るが、これらの回路は当技術分野においてよく知られており、したがって、これ以上説明しない。
【００３５】
[0039]処理システム５１４はトランシーバ５１０とカメラセンサー５３０とに結合され得る。トランシーバ５１０は１つまたは複数のアンテナ５２０に結合される。トランシーバ５１０は、伝送媒体を介して様々な他の装置と通信するための手段を与える。トランシーバ５１０は、１つまたは複数のアンテナ５２０から信号を受信し、受信された信号から情報を抽出し、抽出された情報を処理システム５１４、特に受信モジュール４０４に与える。さらに、トランシーバ５１０は、処理システム５１４、特に送信モジュール４１２から情報を受信し、受信された情報に基づいて、１つまたは複数のアンテナ５２０に適用されるべき信号を生成する。カメラセンサー５３０は、ＶＬＣ信号フレームをキャプチャするための手段を与える。カメラセンサー５３０は、光源からＶＬＣ信号フレームをキャプチャし、キャプチャされたＶＬＣ信号フレームから情報を抽出し、抽出された情報を処理システム５１４、特に画像センサーモジュール４０８に与える。処理システム５１４は、コンピュータ可読媒体／メモリ５０６に結合されたプロセッサ５０４を含む。プロセッサ５０４は、コンピュータ可読媒体／メモリ５０６に記憶されたソフトウェアの実行を含む一般的な処理を担当する。ソフトウェアは、プロセッサ５０４によって実行されたとき、処理システム５１４に、任意の特定の装置のための上記で説明した様々な機能を実行させる。コンピュータ可読媒体／メモリ５０６はまた、ソフトウェアを実行するときにプロセッサ５０４によって操作されるデータを記憶するために使用され得る。処理システムは、モジュール４０４、４０６、４０８、４１０、および４１２のうちの少なくとも１つをさらに含む。それらのモジュールは、プロセッサ５０４中で走行して、コンピュータ可読媒体／メモリ５０６中に常駐する／記憶されたソフトウェアモジュールであるか、プロセッサ５０４に結合された１つまたは複数のハードウェアモジュールであるか、またはそれらの何らかの組合せであり得る。
【００３６】
[0040]一構成では、装置４０２／４０２’は、第１の露出設定において動作するように画像センサーに命令するための手段と、第１の露出設定が、写真画像をキャプチャするための第２の露出設定よりも低い、画像センサーを介して、第１の露出設定において少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームをキャプチャするための手段と、少なくとも１つのキャプチャされたＶＬＣ信号フレーム中に含まれる少なくとも１つの通信シンボルを検出するための手段と、いくつかの検出された通信シンボルを復号することによって、画像センサーによってキャプチャされた少なくとも１つのＶＬＣ信号フレームに関連付けられたメッセージを復号するための手段と、ここにおいて、画像センサーが、最初に第２の露出設定において設定される、ＶＬＣ信号フレームをキャプチャするためのＶＬＣ受信モードがトリガされると決定するための手段と、ここにおいて、命令するための手段は、ＶＬＣ受信モードがトリガされたとき、第１の露出設定において動作するように画像センサーに命令する、メッセージを復号するために必要とされるすべての通信シンボルが検出され、復号されたとき、メッセージ復号の完了を画像センサーに指示するための手段と、ここにおいて、画像センサーが、指示を受信すると、第２の露出設定に戻る、復号されたメッセージに関係する情報を表示するためにディスプレイユニットをアクティブにするための手段と、復号されたメッセージに関係する第１の情報をリモートサーバに送信するためにワイヤレス無線機をアクティブにするための手段と、送信された第１の情報に応答して、復号されたメッセージに関係する第２の情報をリモートサーバから受信するための手段とを含む。上述の手段は、上述の手段によって具陳された機能を実行するように構成された、装置４０２、および／または装置４０２’の処理システム５１４の上述のモジュールのうちの１つまたは複数であり得る。
【００３７】
[0041]開示したプロセスにおけるステップの特定の順序または階層は、例示的な手法の一例であることを理解されたい。設計上の選好に基づいて、プロセスにおけるステップの特定の順序または階層は再構成され得ることを理解されたい。さらに、いくつかのステップは組み合わせられるかまたは省略され得る。添付の方法クレームは、様々なステップの要素を例示的な順序で提示したものであり、提示された特定の順序または階層に限定されるものではない。
【００３８】
[0042]以上の説明は、当業者が本明細書で説明した様々な態様を実行することができるように与えられた。これらの態様に対する様々な変更は当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義された一般原理は他の態様に適用され得る。したがって、特許請求の範囲は、本明細書に示された態様に限定されるものではなく、クレーム文言に矛盾しない全範囲を与えられるべきであり、ここにおいて、単数形の要素への言及は、そのように明記されていない限り、「唯一の（one and only one）」を意味するものではなく、「１つまたは複数の」を意味するものである。「例示的」という単語は、本明細書では、「例、事例、または例示としての役割を果たす（serving as an example, instance, or illustration）」を意味するために使用する。「例示的」として本明細書で説明するいかなる態様も、必ずしも他の態様よりも好適または有利であると解釈されるべきであるとは限らない。別段に明記されていない限り、「いくつか」という用語は１つまたは複数を指す。「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つ」、および「Ａ、Ｂ、Ｃ、またはそれらの任意の組合せ」などの組合せは、Ａ、Ｂ、および／またはＣの任意の組合せを含み、複数のＡ、複数のＢ、または複数のＣを含み得る。詳細には、「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つ」、ならびに「Ａ、Ｂ、Ｃ、またはそれらの任意の組合せ」などの組合せは、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢ、ＡおよびＣ、ＢおよびＣ、またはＡおよびＢおよびＣであり得、ここで、いかなるそのような組合せも、Ａ、Ｂ、またはＣのうちの１つまたは複数のメンバーを含んでいることがある。当業者に知られている、または後に知られることになる、本開示全体にわたって説明した様々な態様の要素のすべての構造的および機能的均等物は、参照により本明細書に明確に組み込まれ、特許請求の範囲に包含されるものである。さらに、本明細書で開示したいかなることも、そのような開示が特許請求の範囲に明示的に具陳されているかどうかにかかわらず、公に供するものではない。いかなるクレーム要素も、その要素が「ための手段」という語句を使用して明確に具陳されていない限り、ミーンズプラスファンクションとして解釈されるべきではない。
【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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【国際調査報告】
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