「IrDA の新ミッション」 赤外線から近距離光通信を視野に-スマートディスプレイと光通信インターラクションの良好な関係とは-

北角権太郎††

早稲田大学, Infrared Data Association

1.まえがき2. 背景

Infrared Data Association IrDA （赤外線データ協会

発展途上国の急激な経済成長に起因する国際的なエネアメリカ）は, ノートパソコン・携帯端末などのモバイ

ルギー問題や，国内では福島原発事故が要因となった電ル情報機器の黎明期であった 1993 年にその産声を上げ力危機などにより，国の内外を問わず，省エネ・省資源た．それ以来, 現在に到る 19 年の間に, ノートパソコンの流れが急速に進行している．その中で，電球の 1/10を皮切りとして, ＰＤＡ, デジタルカメラ, そして携帯程度の電力で同程度の明るさを提供できる LED 照明は，電話無むけ近距離高速データ通信のデファクトスタンダ

この数年，急速な勢いで照明市場を席巻しつつある．まードとして広く利用されて来ている．また, 日本国内でた，莫大な需要を背景に LED 照明メーカ，LED チップメ

も, 「赤外線通信」は, ケイタイに欠かせないパーソナーカが中国，韓国を中心に乱立し価格競争も年を追う事

ル通信手段として今でも人気を誇っている．に激しくなってきている．LED 照明関連の技術動向を見この 19 年間に, 携帯電話を含むモバイル情報機器はると，2012 年の時点で，一昨年は高輝度性能，昨年は演加速度的に発展し, 小型軽量化, 高機能・多機能化がす

色性性能が話題となったが，LED 素材技術，制御技術のすみ, 様々なメディアコンテンツ再生機能やタッチパネ基本が一段落した本年は，通信制御機能による色温度調ルなどの優れたユーザインターフェイスなどが相まって,整，調光機能などの「ユーティリティ性」が話題となっクラウドネットワークとグラフィック表示を駆使したた．

様々なサービスが展開されてきている. また, 家庭内や一方で，電力エネルギー分野では，発電と送電を分離しオフイス, 公共空間などでは, 高精細テレビやスマートた自由化が進行しつつあり，小規模な太陽光発電・風力ディスプレイなどを始めとした高度な情報提供手段も一発電等による分散型のエネルギー需要と供給の制御を可般となった. そして, LED 照明や広告塔などに通信機能能とする，通信・遠隔制御機能を持った電力供給網（スを実現する「可視光通信」などの新しい光通信メディアマートグリッド・スマートメータ等）のインフラ整備もなども出現し始めた.

進みつつある．他方，インターネット，携帯電話を含む

IrDA は, この激動の時代における近距離通信のニーズ

電話網，放送網の高度化・融合により，家庭内でのデジをキャッチアップするため, IrDA の標準活動として,タル・サービスも飛躍的に発展を遂げると同時に，高精100kbps 程度の通信速度から始まり, 現在は 10Gbps を視細・高音質のデジタルコンテンツが主体とする，より高野に入れた GigaIR 方式までコンテンツの大規模化に対速な通信が求められてきている．

応した赤外線通信手段を提供してきた.

このような複合的な社会背景の中で，市中のどこにでも今回の講演では, このような背景において, IrDA が,存在する照明が LED 照明に急速に置き換わること，電力「赤外線」から可視光通信も包含する, 近距離光通信一網のインテリジェント化，一般家庭での通信メディアの般へのミッションの拡大する意図とは何か, そして, ス普及と多様化とがあいまって，LED 照明を情報の出入りマートディスプレイなどの設置型情報発信メディアとス具として活用する可視光通信・近距離光通信が，学術的マートモバイル情報機器間での光通信「インターラクシな分野だけではなく，市場的，商業的にも注目されはじョン」をサブテーマにとして, 今後の近距離光通信の可めた．IrDA は，赤外線方式による近距離通信技術の蓄積能性について解説したいと思う.

を背景として，類似の技術分野である可視光通信関連団体との連携を行い，2009 年には，可視光通信コンソーシ

アム(VLCC)と共同で，IrDA 通信方式と親和性のある可視とは困難であり，通信範囲を限定しても数メートルから光通信規格を開発してきた 1)．IrDA としては，これらを数十メートルの範囲での空間的な広がりを持った通信エさらに発展させるために，赤外線だけではなく，可視光リアが最小となる．一方，光通信の場合は，光学的なレを含む近距離光学通信全般を視野に市場アプローチを試

ンズや発光体の形状を工夫すれば比較的自由に通信エリみようとしている．

アを限定，特定することができる．したがって，同一室

3. 近距離光学通信とその特徴内であっても，光源の指向性を調整することにより１メ正確な表現を使えば，近距離自由空間光学式通信 (Nearートル程度の範囲で異なる情報を配信することが可能とField Free Space Optical Communication:NF2SO)であり，なる．このことが，近距離無線通信と近距離光通信の特ビル間通信等のキロメートル規模の長距離データ電送に性の相違点であり，この相違点を利点とした応用分野を利用される自由空間光学式通信 (Free Space Optical

開拓していかなければならない．また，近距離光通信がCommunication: FSO)と区別される．自由空間光学式通信

近距離無線通信の利用をさらに便利にする技術応用分野(FSO)は，高出力レーザ等を使用したビーム光源を用いて， についても検討するに値する．
データを特定方向にある受信側に向けて送信する長距離

一例として，近距離光通信を用いた「ピンポイントトリ

ピンポイント通信方式であるが，近距離自由空間光学式ガ情報配信」などがある．これは，LED 照明を用いて，通信(NF2SO)では，1m～10m 程度の距離に複数点在する不その場所に固有な情報を取得するための短い情報を LED特定の受信対象に向けて，広がりのある光源を使用して照明から配信する．配信される情報は，スマートホンや通信を行うものであり，通信方式としては全く異なるもPDA で受信することにより，URL，電話番号，緯度経度情のである．

報，建物の階層部屋情報，固有の ID などの短いデータを3.1 可視光通信のシーズとニーズ取得するものである．このデータを利用して，インター可視光通信は，LED 照明が光デバイスとして高速にスイネット網に今度は無線技術を使用してアクセスし，さらッチングが可能な半導体で構成されるので，発生する光に詳細の情報を得ることが可能となる．この技術は，低をスイッチング変調してデータ電送行ことが可能であるコストで実現することが容易であり，また，情報量が少という，技術シーズから生まれた技術である．また，LEDないため，低データレートで利用が可能であるので，比を 駆 動 す る 電 源 に ， 電 灯 線 通 信 (PLC Power Line較的容易に LED 照明のドライバ回路に組み込むことが可Communication)などの通信技術を組み込むことにより，能である．この技術を利用すれば，新しいコマースメデ

家庭内，オフイス内等に設置されている既存の電灯用ソィアやインドア情報配信システムとしての可能性を広げケットが，マルチメディア通信の出入り口として活用でることも可能となるであろう．また，光通信は，データきることになり，マルチメディア化する屋内の電機製品ストリーム的な応用よりも，瞬間的に大量のデータを転やモバイル機器との汎用的な通信環境を少ない投資で実送し，受信後に利用するという方式も重要となる．

現することができるというニーズに対応できる．
ただし，IrDA では，「1 秒で何ができるか？」という命題をもう

可視光通信が使用される環境には，すでに携帯電話網，けて，テキスト，写真，音楽，動画などのコンテンツをWi-MAX, WiFi，Bluetooth などの無線技術を利用した通瞬間転送する方式を検討するために数 kbps から数 Gbps信技術が利用されているため，単にデータ通信が LED 照までの通信速に対応できる規格を，時代に即して開発し明で可能であるというだけでは，その特徴を生かすことてきているが，同様の応用は，LED 照明を用いた可視光はできないであろう．したがって，すでにある無線イン通信分野でも検討すべき内容であろう．

フラでは利用できないモデルを発案しない限りは，無線近距離という用語の定義としては，室内または半屋内を技術の利用できない限定した場所での応用分野などに限想定した通信距離として，0m~10m 程度を想定している．

定されてしまう可能性がある．

光学方式の通信の特性として通信の指向性があるが，3.2 光通信の特性を生かした利用分野とはIrDA 方式では，一対一の携帯情報装置間の通信を想定しミリ波未満の無線通信では指向性を先鋭に調整するこて規格化されているため，通信距離 1m 以上(拡張で 3m，省電力方式で 25cm)，指向性は，光軸に対して半値角±た，IrDA は, 近距離光学通信方式のみを扱うのではなく，15 度と規定されている．一方，照明光通信の応用分野で無線通信方式との相互補完性を検討することにより，よは，LED 照明と携帯情報機器間の一対多の放送型データり合理的な情報サービスを提供することも可能である．

転送が重要視されること，指向性のメリットを生かした

IrDA が，赤外線領域を拡大し可視光通信を含む，近距離同一の室内で 1m2 程度の通信エリアを限定したピンポイ

光学通信全般の研究開発・規格策定の対象とした背景にント情報サービスや，室内全体での通信を可能にするこは，このような時代の流れがあるといってよい．昨今のとを視野に入れると，通信指向性については一義的に定近距離無線通信の領域では,IrDA 方式, Bluetooth 方式,義できない．そのため，送信側については，送信パワーWiFi/WiMAX 方式, ZigBee 方式, 可視光通信方式などがあや指向性を規定しないかわりに，受信側の最大・最低受り,ユーザサイドからみるといささか飽食状態になって信感度を規定することで，LED 照明側の設置条件に基づおり,そのなかで,通信方式の優位性,差別化を謳いつづいて，送信パワーや指向性が計算できるように規格化さけることに意味を見いだせない状況となっており,技術れる必要がある．

的な混乱と重複が日常化しているようにも見て取れる．

4. 複数波長領域を用いた複合光学式通信の可能性

IrDA はこのような状況の中で,赤外線通信の特性であ

光学式通信としては，380nm～750nm の可視光通信波長る,アドホック的な利用形態に基づく通信の物理的有指域，800nm～1000nm の民生品用波長帯域，1000nm～2000nm

向性とセキュリティ確保,大量な情報の瞬間転送の可能のファイバ通信用波長域の３つのカテゴリに分類される． 性を目指して,「１秒の通信時間で何ができるか」をミッ
可視光通信波長域と民生品用波長帯域では，受信側に同ションステートメントとして差別化ではなく「棲み分け」一のシリコンフォトダイオードが使用できる．ファイバを模索してきた．

通信用波長域については，近距離自由空間用途での応用その答えとして,大容量化するコンテンツに対応するはこれからであるが，ファイバ通信用のデバイスを応用

GigaIR 方式があり,情報家電に対応する IrSimple 方式のすることで実現可能であると考えられる．近距離自由空拡張を推進してきた．また,Bluetooth との共通アプリケ

間用途においては，３種類の波長域の光学的な性質はほーションである OBEX の拡張や VLCC（可視光通信フォー

ぼ同様であるので，これらを複合的に組み合わせた通信ラム）との物理通信層の拡張などが行われてきている．

方式を用途に合わせて最適化できる可能性がある．ダウ

赤外線通信をはじめとしたユビキタスネットワークをンリンクとして放送型の可視光方式と，アップリンクと構築する上でのインフラとなりうる近距離無線通信技術して指向性のある民生方式の赤外線を用いたハイブリッ

は, インドアとアウトドアをシームレスに自然な形で結ド方式の光学式通信や，民生方式の赤外線をデマンド制合する,いわばバーチャルな世界とリアルな世界をつな御チャンネルとして用い，Eye Safety の問題が少ないぐ「健全なコミュニケーション手段」を提供するエンテ

1400nm 以上の波長を持った拡散型ハイパワー光デバイィティを目指すものとして深化していく必要があろうとスを利用したデマンド型高速データストリーム光学式通思われる．

信など，様々な応用の可能性を秘めているといえよう．

6. スマートディスプレイと近距離通信の関係

5. IrDA の新ミッション

スマートディスプレイとは何かという定義の問題はさ

IrDA は, その名の通り Infrared つまり, 赤外線通信ておいて, 身近なスマートディスプレイの例を挙げれば,を対象としての通信規格の普及を進めてきたが, 2009 年

高精細ディスプレイであるとか３Ｄディスプレイなどが頃から, 物理的な媒体としてほぼ同一の領域である, 可普通に普及し始めて来ている. また, タブレット型 PC

視光通信における IrDA 規格の応用の検討を開始したが,やスマートホン, メディアプレイヤなどは, タッチセン

現在では, さらにすすめて, 可視光通信のみを利用するサ式スマートディスプレイを用いて, キーボード・マウのではなく，可視光領域から赤外線領域までを複合的にスレスの情報媒体として, ジェスチャ的な操作方法の革利用した近距離光学通信方式の応用により，その利用範

新により洗練されたユーザインターラクションが一般ユ

囲は大きく拡大させるミッションへと展開している. まーザに好評感を得た結果, この数カ年の間に急激に普及し始めて来ている. さらに, スマートディスプレイに近ンツが主体になることが多い. これらのコンテンツは見距離通信が搭載されることのより, より幅広い応用分野る側の個人としては, 一方的に送られるメディア情報でが開拓できるのではないだろうか.

あることとともに, 放送メディアも含めて, 積極的にコ

6-1.家庭内に偏在するスマートディスプレインテンツを見たい場合と, たまたまその場に居合わせた一般家庭には, すでに多くのディスプレイデバイスがので, 見ているという場合があるが, 情報に接するユー存在する. リビングには, 大型のハイビジョンテレビがザは, たまたま出会ったコンテンツ, つまり, アドホッ設置され, 各部屋には, パーソナルサイズのハイビジョクコンテンツを視聴しているケースである場合が多くのンテレビか, 高精細ディスプレイ付きのデスクトップパ時間を占めるように思われる.

ソコンあるいはノートパソコンが置かれているであろう.

一方, 個々の部屋に置かれるディスプレイや携帯端末

さらにそこの住む人々の手元には, タッチセンサ式高精のディスプレイでは, 検索した画像や動画を見たり, 自細ディスプレイ付きのスマートホンやメディアプレイヤ分が撮影したコンテンツを表示したりすることが中心でをポケットに忍ばせているというのが標準的な住環境にあり, いわば要求応答的, つまりデマンドコンテンツをなりつつある. したがって, これからの家庭では, 家の視聴している時間がきわめて中心的になると思われる.

至る所にスマートディスプレイが偏在するといっても言6-3. デマンドコンテンツのジレンマい過ぎにはならないだろう. そして最近では, これらのスマートディスプレイどうしが通信機能によって少しず少し私的な感覚について語ることになるかもしれないがおつきあいいただきたい.

つ連動するようになってきている. たとえば, スマート最近になって, インターネットメディアを閲覧するこホンのゲームによっては, 大型のハイビジョンテレビにとにある種のフラストレーションを感じるようになってゲーム全体を表示し, スマートホンのディスプレイには,きているのは私だけだろうか？

ゲーム操作者が必要とされる内容が表示されるものも s

インターネットの世界には膨大な情報と何億という出現し始めている. （カーレースゲームなどでは, レーユーザが接続されており, そのインターネットの世界をス場が大型のハイビジョンテレビに写り出され, 運転す自由自在にサーフし, 双方向にコミュニケーションでき,る車にあるコックピットの計器などがスマートホンのデコストをかけずに利用できることが, 今までにないメディスプレイに表示されるものもある）

ィアとしての絶対的な価値であるとおわれてきた. しか6-2.家庭内におけるパブリックディスプレイ, プライベし, 私が感じる, 現実のインターネットの世界に欠如しートディスプレイという位置づけているものを多く感じるようになってきている. その第リビングに存在する大型のハイビジョンディスプレイは, 当然のことながら, そこに住む家族や来客者や友人一のフラストレーションは, こちら側が求めなければ,何も情報は出てこないという感覚である.

がわけへだてなく視聴する目的で置かれている, 家庭内インターネットブラウザを立ち上げると, たぶんお気におけるパブリックなディスプレイである. 一方, 各人に入りのホームページが表示されるであろう. そして,の個室や書斎に置かれているパーソナルテレビやパーソ検索エンジンを起動すれば, 求める情報が検索され, たナルコンピュータのディスプレイ, そしてスマートホン

ちどころにディスプレイに時には映像や動画を伴ってそやメディアプレイヤのディスプレイは個々の人間が使用の結果を示してくれるであろう. ニュースをクリックすするプライベートなディスプレイであることは言うまでればリアルタイムの情報を得ることもできる.

もないが, ここでは, 家庭内におけるパブリックディス

しかし, ユーザが求めなければ, 情報は表示されない.

プレイ, プライベートディスプレイでは, 情報コンテン

つまり, ここには, 求める情報が主体となっていて, 思ツと利用方法が全く異なっていることに着目したい.

いもしない情報に出会う機会を奪っているように感じ

6-2.アドホックコンテンツとデマンドコンテンツる.

パブリックスペースに置かれるディスプレイに表示さ最近の検索エンジンはさらに深化しており, こちら側れるコンテンツは, 放送メディアや, 映画・映像コンテの検索傾向から, 個人の好みを分析して, よりユーザの要求や嗜好に合わせた情報やニュースが自動的に表示さあのシーンのあの曲, あのシーンのあの時計などなど,れたり, 広告がその嗜好にマッチしたものに修正された

パブリックな場でスマートディスプレイから, アドホッりするようになってきている. しかし, たまたま求めたクに放映されるコンテンツの中で個人的に発見した情報

情報に過剰に反応し, 全ての広告が, 最近検索した商品をより深く知るためのトリガとなるような情報が, 同時で埋め尽くされたり, たまたま眺め見した動画に関連すに ISDB のよる連動情報配信をベースとした近距離光通る情報ばかりが画面を埋め尽くすようになるのは, ユー

信によってパーソナルメディアであるスマートホン等にザが求めているものであるのか疑問に思うことが多くな

対してブロードキャストできれば, 思ったシーンで, 携っているようだ. ここにパブリックとパーソナルまたは帯をかざすだけで, アドホックに出会った情報をトリガ

アドホックコンテンツとデマンドコンテンツをつなぐ近として, 個人的な楽しみや興味を深めることのできる,距離通信が導入されるとどのようなことになるだろう

デマンド型コンテンツの表示を主体とするプライベートか？

ディスプレイデバイスにシームレスに, しかも, 情報の6-4.パブリックな場のディスプレイと近距離通信押しつけを感じずに, 自然に利用できるあらたな, メデ

ただ, 流し見をしている放送メディアや映画のコンティアミックスを活用した, B2C ソリューションの自然体

ンツのなかで, 我々は, 多くの発見とおおくの出会いをの広告媒体が出来上がるのではないかと考える.

もたらす事が多いように感じる.

7. まとめ「今流れている曲はなに？」「あの女優のブローチがきになるね」, 「あの建物は何だろう？」
自分が求めているものではなく, 偶然の発見や驚き,そして喜びは, デマンドコンテンツにはあまり包含されアドホックな情報の出会いをもたらすことができるのは, 映像メディアとしての多量の情報と, スマートディスプレイのインテリジェンスな処理機能と近距離通信の複合体によって初めて可能になるであろう.ていないように思われる. そして, その驚きや喜びが,自分の求めるもの, つまりは, デマンドコンテンツへと誘導する自然な心理的な流れではないかと思われる.

今回の解説では, 若干私的で文学的な解説になってしまった嫌いがあるが, このように, 新しいスマートディ

たとえば, 映画を例にとってみると興味深い. 映画のスプレイと近距離通信のあり方を自分も含めた「使い手エンディングテロップには, 映画に登場する様々なアイの視点」で考察することも, 今後のスマートディスプレテムの提供者や提供メーカ名がロールされることはご存

イの方向性を探るヒントとなれば幸いである.

じであろう. 映画のシーンで映し出される大道具・小道具は, たまたま写っているのではなく, 映画製作に協力する多くのアイテムの提供者や提供メーカがあってなりたっており, アイテムの提供者側は, 宣伝広告的な意図も存在する.
現 在 の デ ジ タ ル テ レ ビ 放 送 は , ISDB （ IntegratedServices Digital Broadcasting, 統合ディジタル放送サービス）に基づくものであり, 映像情報と共に, 文字多重情報や, メークアップランゲージによる関連コンテンツの配信も可能となっている. これらの付加情報サービスを使用して, 映画コンテンツの現在のシーンの登場物に連携する情報を, 近距離通信を利用して, 大型スマー
トディスプレイの周辺にある, スマートホンなどのパーソナルメディアに放送型データコンテンツとして配信できるような仕組みを実現できるとどうなるであろうか？

北角権太郎
1985年,東海大学工学部電子工学科卒,2004年,早稲田大学 国際情報通信大学院 客員研究員,2008年, 早稲田大学大学院 国際情報通信研究科 後期博士課程入学. 近距離通信技術の研究開発に従事. 1994年よりIrDAにて赤外線通信の標準化活動に従事，
IrTranP, IrFM, IrSimple等のプロトコル開発に参画, IrDA
Technical Co-chairを経て,現在
IrDA 会長. 画像電子学会