CN105429701A - 信号发送装置、信号发送方法、信号接收装置和通信*** - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种信号发送装置、信号发送方法、信号接收装置和通信***。其中,一种信号发送装置包括计算机处理器,该装置包括:照射单元,该照射单元被配置成以第一强度将包括一个或更多个符号的入射光照射到任意对象上,入射光响应于要发送的信号而随所述一个或更多个符号变化;以及控制单元,该控制单元被配置成基于照射到对象上的入射光的反射率来控制第一强度的幅度。
Description
技术领域
本文所讨论的实施方式涉及一种用于例如利用光来发送信号的信号发送装置和信号发送方法、计算机可读非暂态介质、信号接收装置以及通信***。
背景技术
通常,发光二极管(LED)被广泛地用作照明光源。与白炽灯或荧光管相比,LED包括响应速度快的特征。调查如下可见光通信技术:该技术使用该特征使得LED以不会被人眼所识别的闪光速率闪烁,由此将信息(其可以称为信号)叠加到要从LED发射出的照明光上来执行通信。可见光通信技术被检验,使得其例如用于在使用无线电波受限制的地方的通信应用,用于在信息发送受限于光可以到达的范围如室内、智能运输***(ITS)等的情况下的信息发送。
例如,日本特开专利公开No.03-10483公开了特定的一种信息发送***,该信息发送***包括:发光单元,使得该发光单元的给定区域发射光来发送信息;以及光接收单元,该光接收单元用于从通过按时间序列对给定区域成像而获得的图像中解码信息。信息发送***公开了:发光单元响应于给定区域的信息通过对至少三个值进行多调平而发射颜色调制的光;光接收单元基于给定区域的多调平颜色调制信息来对信息进行解码。
此外,例如,国际公开No.WO2009/136312公开了下述技术:特定的一个光模块包括用于发射主颜色光的至少两个主光源,响应于要嵌入的数据通过调制要从主光源发射的光的颜色坐标来将数据结合到光中。由于人的眼睛对颜色变化的颜色的敏感度比对强度变化的敏感度低,其中上述的光模块被用于照明***,因此可以在不降低照明功能的情况下将数据嵌入到要发射的光中。
在上述可见光通信技术中,重要的是,信号发送装置要能够将叠加在光上的信息准确地发送至接收装置。本实施方式的目的是提出一种可以将叠加在光上的信息准确地发送至接收装置的信号发送装置。
发明内容
根据实施方式的方面,一种信号发送装置包括计算机处理器,该装置包括:照射单元,该照射单元被配置成以第一强度将包括一个或更多个符号的入射光照射到任意对象上,所述入射光响应于要发送的信号而随所述一个或更多个符号变化;以及控制单元,该控制单元被配置成基于照射到对象上的入射光的反射率来控制第一强度的幅度。
将借助于权利要求书中具体地指出的元件及组合来实现和获得本发明的目的和优点。应理解的是,上述一般说明和以下详细描述二者是示例性和解释性的,而非限制所要求保护的本发明。
通过本文公开的信号发送装置,即使在叠加有信息的光未被接收装置直接接收的情况下,也可以将叠加在光上的信息发送至接收装置。
附图说明
根据下面结合附图对实施方式的描述,这些和/或其他方面和优点将变得明显并且更容易理解,在附图中:
图1是描绘根据实施方式的通信***的一般配置的示意图;
图2是示出发光图案与要叠加的符号的值之间的关系的示例的图;
图3是示出根据对象的色调的反射率的构思的图;
图4A是示出时间与入射光的第一强度之间的关系的图;
图4B是示出时间与反射光的第二强度之间的关系的图;
图5是信号发送装置的功能框图;
图6是信号发送装置的信号发送处理的流程图;
图7A是示出在控制单元的控制之后入射光的第一强度的幅度与控制前入射光的第一强度的幅度之间的比较的图;
图7B是示出与在控制单元的控制之后的入射光对应的反射光的第二强度的幅度和与控制前的入射光对应的反射光的第二强度的幅度之间的比较的图;
图8A是示出发光元件响应于发光图案确定的每单位时间段的第一强度的时间变化的图;
图8B是示出根据脉冲宽度调制(PWM)方法、发光元件的第一强度与向发光元件供应电流的时段即发光元件保持接通的时段之间的关系的图;
图9是信号接收装置的功能框图;
图10是第二控制单元的第一功能框图;
图11是示出信号接收装置的接收处理的构思的图;
图12是由信号接收装置执行的接收处理的操作流程图;以及
图13是第二控制单元的第二功能框图。
具体实施方式
首先,对主题在相关技术中的定位进行描述。但应注意的是,主题的定位已被新发现作为由本发明人对相关技术的详细研究的结果,并且是迄今未知的。在上述信息发送***中,要发送的数据的值被分配给每个色调。另外,在上述光模块中,由一位或多个位表示的逻辑值被分配给各个颜色坐标。因此,在迄今所公开的信息发送***和光模块中,为了使接收侧装置将叠加在从发送侧装置发射的光上的信息准确地解码,重要的是使接收侧装置直接接收从发送侧装置发射的光。这是因为,在接收侧装置不直接接收从发送侧装置发射的光情况下,例如,在从发送侧装置发射的光首先被对象反射、然后由接收侧装置接收的情况下,所接收的光的颜色有可能因该对象而不同于光的原始颜色。在所接收的光的颜色不同于从发送侧装置所发射的光的颜色的情况下,由于所接收的光的颜色不同于与包括在叠加信息中的数据的值对应的颜色,因此,接收侧装置难以将叠加在从发送侧装置发射的光上的信息准确地解码。换言之,即使在接收装置不直接接收叠加有信息的光的情况下,相关技术仍没有提出可以将叠加在光上的信息准确地发送至接收装置的信号发送装置。
通过参照附图同时在考虑到上述通过发明者的深入细致的验证而新发现的技术问题或主题的情况下详细地描述了根据实施方式的信号发送装置、信号发送方法和信号发送程序的工作示例。此外,通过参照附图详细地描述了与信号发送装置对应的信号接收装置以及利用信号发送装置和信号接收装置的通信***的工作示例。
(工作示例1)
在工作示例1所公开的通信***中,信号发送装置响应于要发送的信息(其可以称为信号)中包括的符号的值来按时间序列改变要从照射单元(照射单元的细节在下文中描述)发射的光的特征。于是,该信号发送装置响应于要发送的信息中包括的符号的值选择性地确定发光图案,该发光图案是光的特征按时间序列改变的图案。因此,即使在信号接收装置(该信号接收装置的细节在下文中描述)不直接接收从信号发送装置发射的光而是接收该光由某些对象反射之后的光的情况下,信号接收装置可以通过提取所接收的光的特征的时间序列变化的图案来将叠加的信息解码。
图1是描绘根据实施方式的通信***的一般配置的示意图。通信***100包括信号发送装置1和信号接收装置2。信号发送装置1将要发送的信息叠加到要从设置在信号发送装置1中的照射单元14发射的光上。同时,信号接收装置2包括图像拾取单元,该图像拾取单元依次按时间序列拾取用来自信号发送装置1的光照明的并且包括任意对象3的图像拾取范围的图像。信号接收装置2根据从图像拾取单元获得的并且按时间序列排成行的多个图像对叠加在光上的信息进行解码。应注意的是,虽然工作示例1中的通信***100包括仅一个信号接收装置2,但是通信***100中包括的信号接收装置2的数目不限于一个。也就是说,通信***100可以包括多个信号接收装置2。
图2是示出了发光图案和要叠加的符号的值之间的关系的示例的图。参照图2,横轴表示时间,纵轴表示从信号发送装置1发射的光的特征。发光图案201和发光图案202分别对应于符号值“0”和符号值“1”。在发光图案201和发光图案202二者中,光的特征随着时间的推移而定期变化。然而,与符号值“1”的幅度相比较,符号值“0”的幅度被限定为约1/2。以该方式通过使光的特征相对于时间的幅度变化在不同符号值之间不同,信号发送装置1可以将信息叠加在从照射单元14发射的光上。应注意的是,发光图案和符号的值之间的关系不限于此。发光图案和符号的值之间的关系的细节将在下文中描述。
即使在从信号发送装置1发射的光的色调自身由于受任意对象3的反射而变化的情况下,光在反射之后沿时间序列的变化图案包括与发光图案类似的关系。因此,即使在信号接收装置2接收从信号发送装置1的照射单元14发射并且被任意对象3反射的光情况下,如果对所接收的光的波动图案的频率特征等进行分析以指定发光图案,则信号接收装置2可以将叠加到从信号发送装置1的照射单元14发射的光上的信息解码。
即使在信号接收装置2不直接接收叠加有信息的光的情况下,如上所公开的工作示例1的信号发送装置1可以将叠加在光上的信息发送至信号接收装置2。应注意的是,可以在下面的工业模式中使用如刚刚描述的这样的信号发送装置1。例如,如果在零售商店中将叠加有与商品有关的信息的入射光照射在商品(其对应于任意对象3)上并且对该商品感兴趣的用户使用具有图像拾取单元(例如,相机)的多功能便携式终端来拾取该商品的图像,则可以在多功能便携式终端的显示单元上显示与商品相关联的网站。
应注意的是,在该情况下,可以采用如下配置。特别地,通信***100的***管理者将内容(例如,与商品有关的信息)注册到标识数据(ID)管理服务器中,并且ID管理服务器将ID分发给***管理者。然后,***管理者给信号发送装置1设置ID,并且信号发送装置1将叠加有ID的信号的入射光照射在商品上。然后,信号接收装置2通过相机来拾取商品的图像,并且从反射光中检测ID。信号接收装置2通过使用所检测的ID来查询ID管理服务器,ID管理服务器将与该ID对应的内容分发给信号接收装置2。此外,如果叠加有与运动的对象例如舞台上的歌手或表演者有关的信息(例如简档信息)的入射光照射在该运动对象上,并且用户使用多功能便携式终端来拾取歌手或表演者的图像,则可以在多功能便携式终端的显示单元上显示歌手或表演者的简档。
此外,即使在叠加有信息的光未被信号接收装置2直接接收的情况下,如上所公开的工作示例1的信号发送装置1也可以将叠加在光上的信息发送至信号接收装置2。然而,发明人新发现,当入射光照射在任意对象上时,该光受影响例如该光被对象的表面吸收。这将在下面描述。
图3是示出了根据对象的色调的反射率的构思的图。应理解的是,反射率可以另外被称为光谱反射率。当入射光入射到任意对象3时,实际观测到的反射光的强度是下面给出的公式所表示的入射光的强度与反射率的乘积。应注意的是,出于描述的方便,将入射光的强度称为第一强度,而将反射光的强度称为第二强度。
(公式1)
C(λ)=E(λ)×R(λ)
在上述公式1中,C(λ)是任意波长λ的第二强度(反射光的强度);E(λ)是波长λ的第一强度(入射光的强度);R(λ)是波长λ的反射率(其还可以被称为光谱反射率)。此外,第一强度或第二强度换言之是光的量,并且可以使用光通量(lm)、发光度(cd)、亮度(cd/m2)和照度(lx)中之一作为光的量的单位。此外,除了使用绝对值的光量的这样的单位之外,还可以使用比率例如相对于为1.0的参考值的相对能量或特定能量,其中,最高能量的波长的光的量被确定为参考值。应注意的是,出于描述的方便在假定第一强度和第二强度的单位为亮度(cd/m2)的情况下给出下面的描述。
例如,如从图3可以认识到,如果蓝色波长(例如,波长为450nm)的入射光照射在草莓(其色调为红色)和柠檬(其色调是黄色)上,则入射光由该二者吸收。另一方面,如果绿色波长(例如,波长为550nm)的入射光照射在草莓和柠檬上,则虽然草莓吸收入射光,但是柠檬反射入射光。此外,如果红色波长(例如,波长为650nm)的入射光照射在草莓和柠檬上,则这两者反射入射光。以该方式,光的吸收的发生取决于入射光照射在其上的任意对象3的色调。在下文中,将描述光吸收发生时的影响。
图4A是示出了时间和入射光的第一强度之间的关系的图。如上文中所描述的,例如,通过沿时间序列改变入射光的第一强度,可以表示包括任意符号的信号(其还可以称为信息)。图4B是示出了时间和反射光的第二强度之间的关系的图。应注意的是,在图4A和图4B的横轴上,另外描述了与第一强度的幅度对应的符号值。在图4B中,反射光的第二强度是当图4A的入射光照射在反射率为1/n的任意对象3上时的强度。可以认识到,由于光的吸收,反射光的第二强度衰减至1/n。在该情况下,可以确认,例如符号“1”的结束和另一符号“0”的开始之间的边界是不清楚的。应注意的是,在该情况下,包括符号的信号的幅度自身也以与第二强度的衰减量成比例的方式衰减。由于当入射光照射在任意对象3上时第二强度的衰减自身对应于任意对象3的原始外观,因此,衰减并不特别成问题。然而,由于包括符号的信号的幅度的衰减意味着信号强度的衰减,因此符号的解码精度(其也可以称为检测精度)下降。应注意的是,类似地,当对相或频率进行调制以表示符号的值时也出现该问题。这意味着,具有经调制的相或频率的信号自然地具有幅度,并且该幅度的衰减使信号强度衰减。因此,随着信号强度的衰减量增加,周围环境光的影响使噪声因素相对增加,这使得难以从信噪比的角度来检测相或频率分量。因此,通过发明人深入细致的验证明显的是,由于光的吸收引起的第二强度的衰减可以使信号的解码精度下降。
如上所述,通过发明人深入细致的验证发现,当入射光照射到任意对象3时,通过排除由于光的吸收引起的第二强度的衰减的影响,即使在叠加有信息的光未被信号接收装置2直接接收的情况下,也可以以比工作示例1中的精度高的精度将叠加在光上的信息发送至信号接收装置2。在将上述通过发明人深入细致的验证新发现的技术问题和主题纳入考虑的情况下,下面将公开不同的工作示例。应注意的是,可以将上述工作示例1看作下述工作示例2的比较示例。
(工作示例2)
图5是信号发送装置的功能框图。图5中描绘的信号发送装置可以是图1中描绘的信号发送装置1。信号发送装置1包括通信接口单元11、第一存储单元12、存储介质存取装置13、照射单元14、控制单元15以及光接收单元17。图6是信号发送装置1的信号发送处理的流程图。在工作示例2中,以与图5中所描绘的信号发送装置1的功能框图的各个功能的描述相关联的关系来描述图6所描绘的信号发送装置1的信号发送处理的流程。信号发送装置1将要发送的信息叠加到从照射单元14发射的光上,然后发送该信息,其中通过通信接口单元11或存储介质存取装置13获取要发送的信息,或者将要发送的信息预先存储在第一存储单元12中。
通信接口单元11包括用于例如将信号发送装置1耦接至有线或无线通信网络的通信接口和用于该通信接口的控制电路。通信接口单元11将通过通信网络从不同装置接收的信息传至控制单元15。应注意的是,通信接口单元11不一定是必需的装置,而是可以根据场合需求来适当地使用。
第一存储单元12例如包括非易失性只读半导体存储器和可读/可写易失性半导体存储器。第一存储单元12存储有要发送的信息,该信息例如通过通信接口单元11来获取或者从存储介质存取装置13读入。此外,第一存储单元12存储各种信息和程序,所述信息和程序用于使控制单元15进行发送处理。例如,第一存储单元12针对每个符号值存储表示与该符号值对应的发光图案的数据。表示发光图案的数据例如包括在根据发光图案开始控制来自照射单元14的光的时间点处该发光图案的相和周期(频率)、与光的特征的最大值和最小值对应的光量(第一强度)等。此外,在要发送的信息是固定的情况下,第一存储单元12可以预先存储有表示包括在信息中的每个符号的发光图案的数据。此外,虽然细节在下文中描述,但是第一存储单元12可以预先存储有未描绘的下述表,通过用户之前的学习该表中存储有入射光的波长和入射光被引至其的任意对象3的反射率之间的关系。
存储介质存取装置13是访问存储介质16例如磁盘、半导体存储卡或光存储介质的装置。存储介质存取装置13读入要由控制单元15执行的用于发送处理的计算机程序或要发送的例如存储在存储介质16中的信息,并且将所读入的计算机程序或信息传至控制单元15。应注意的是,存储介质存取装置13不一定是必需的装置,而是可以根据场合需求来适当地使用。
照射单元14包括能够沿时间序列改变要发射的光的特征的至少一个发光元件以及驱动电路。驱动电路根据来自控制单元15的控制信号来驱动至少一个发光元件,以使得光的特征(例如,第一强度(cd/m2))从至少一个发光元件发射。此外,照射单元14可以使用已知技术例如投影映射将入射光引至任意对象3的多个任意位置。
能够沿时间序列改变的光的特征例如可以是作为每单位时段的光量的第一强度(cd/m2)。在该情况下,照射单元14包括其第一强度可以沿时间序列改变的至少一个发光元件,例如,红色LED、绿色LED、蓝色LED、白色LED或有机电致发光(EL)元件中的至少一个。
照射单元14以第一强度将包括符号的入射光照射到任意对象3上,该入射光响应于要发送的信号而随该符号改变。换言之,照射单元14根据来自控制单元15的控制信号,通过根据与包括在要发送的信息中的符号的值对应的发光图案按时间序列改变光的特征、将信息叠加到要从照射单元14发射的光上。应注意的是,刚刚描述的处理对应于图6中描绘的流程图的步骤S101。
控制单元15包括一个或多个处理器和一个或多个***电路。控制单元15控制整个信号发送装置1。当控制单元15从存储介质存取装置13或通过通信接口单元11接收要发送的信息时,控制单元15将该信息存储到第一存储单元12中一次。当控制单元15要执行发送处理时,控制单元15从第一存储单元12中读入要发送的信息并且以符号为单位来划分该信息。然后,控制单元15针对每个符号从第一存储单元12中读入表示与该符号的值对应的发光图案的数据。然后,控制单元15控制照射单元14,以使得要发射的光的特征根据发光图案沿时间序列变化。
光接收单元17包括发光元件例如光电二极管。光接收单元17接收从任意对象3反射的反射光,并检测反射光的第二强度。应注意的是,刚刚描述的处理对应于图6中所描绘的流程图的步骤S102。应注意的是,光接收单元17可以整体地连接至信号发送装置1,或者可以分开地设置在可以使用信号接收装置2的位置。在光接收单元17分开设置在可以使用信号接收装置2的位置的情况下,可以进行其中将照明光的干扰的影响纳入考虑的控制。替选地,光接收单元17可以结合在信号接收装置2中。
应注意的是,在信号发送装置1中,可以预先设置要执行的发送处理的定时。替选地,控制单元15可以响应于来自不同装置的用于发送处理的开始指令信号来开始发送处理,该开始指令信号响应于来自未描绘的用户接口单元的操作或通过通信接口单元11来接收。替选地,控制单元15可以在每隔固定的时段后重复地执行发送处理。
(通过控制单元15进行的入射光的控制方法1)
控制单元15控制照射单元14以将已知其为频谱特征之一的第一强度的光(例如白色波长的光(E(λw)))作为入射光照射在任意对象3上。光接收单元17接收与入射光对应的反射光。然后,控制单元15基于入射光的第一强度和由光接收单元17接收的反射光的第二强度来计算反射率。应注意的是,刚刚描述的处理对应于图6中所描绘的流程图的步骤S103。控制单元15使得第一强度的幅度基于反射率而增加,以使得对与引至任意对象3的入射光对应的反射光的第二强度相对于第一强度的衰减量进行补偿。应注意的是,刚刚描述的处理对应于图6所描绘的流程图的步骤S104。例如,控制单元15将第二强度除以第一强度以计算反射率,并且将第一强度的幅度乘以反射率的倒数。控制单元15控制照射单元14以将具有对第一强度的幅度进行控制之后的第一强度的入射光照射到任意对象3上。应注意的是,刚刚描述的处理对应于图6所描绘的流程图的步骤S105。
此处,控制单元15可以通过变换上文给出的公式1来以由如下公式给出的方式计算反射率。
(公式2)
R(λw)=C(λw)/E(λw)
应注意的是,在上述公式2中,C(λw)表示白光的波长λw的第二强度(反射光的强度),E(λw)表示白光的波长λw的第一强度(入射光的强度),以及R(λw)表示白光的波长λw的反射率。
然后,例如,当反射光的第二强度等于入射光的第一强度E(λw)的1/n倍(=R(λw))时,如果入射光的第一强度E(λw)等于n倍,则反射光C(λw)如由以下公式所给出的来表示:
(公式3)
C(λw)=nE(λw)×R(λw)=nE(λw)×1/n=E(λw)
如从上述公式3可以认识到,通过将入射光的第一强度乘以反射率的倒数,反射光的第二强度等于入射光的第一强度。此处,如上所述,包括符号的信号的幅度自身也以与第二强度的衰减量成比例的方式衰减。此外,由于第二强度的衰减自身对应于当入射光照射到任意对象3时的原始外观,因此其并不特别成问题。因此,可以例如通过将入射光的第一强度的幅度乘以反射率的倒数来消除由于光的吸收而引起的第一强度的幅度的衰减(换言之,信号强度的衰减)的影响。应注意的是,控制单元15不一定需要将入射光的第一强度的幅度乘以反射率的倒数本身。如上所述,仅重要的是控制单元15使得第一强度的幅度基于反射率而增加,以使得对与引至任意对象3的入射光对应的反射光的第二强度相对于第一强度的衰减量进行补偿。
图7A是示出了在受控制单元15控制之后入射光的第一强度的幅度和在控制之前入射光的第一强度的幅度之间的比较的图。在图7A中,实线的波形指示在控制之后第一强度的包括符号的信号,而折线的波形指示在控制之前第一强度的包括符号的信号。应注意的是,在图7A的横轴上另外地描述了与第一强度的幅度对应的符号值。在控制之后实线的波形的幅度被控制成为在控制之前折线的波形的幅度的n倍。此处,通过使第一强度的平均值(参考强度x)在控制前后的值之间相等,控制单元15可以使控制之前从照射单元14原始发射的第一强度的明度与表观明度彼此相等。应注意的是,仅重要的是控制单元15将第一强度的幅度控制成n倍,例如以根据场合需求从控制之前第一强度的光量增加该第一强度的光量。
图7B是示出了与在受控制单元15控制之后的入射光对应的反射光的第二强度的幅度和与在控制之前的入射光对应的反射光的第二强度的幅度之间的比较的图。应注意的是,沿图7B的横轴另外提供了与第二强度的幅度对应的符号值。在图7B中,实线的波形指示与在控制之后的入射光对应的反射光的信号,而折线的波形指示与在控制之前的入射光对应的反射光的信号。与在控制之后的入射光对应的反射光的信号(实线)的幅度与图7A的在控制之前的入射光的第一强度的幅度相同。因此,可以认识到,消除了由于光的吸收而引起的第一强度的幅度衰减的影响。
此外,当使用多个色调(波长)的入射光时,控制单元15可以控制第一强度的幅度。例如,给出了照射单元14包括红色LED、绿色LED和蓝色LED的情况的描述。首先,假定从红色LED照射的光的波长λR为650(nm);从绿色LED照射的光的波长λG为550(nm);从蓝色LED照射的光的波长λB为450(nm)。此外,假定入射光在其波长处具有分别为E(λR)=100(cd/m2)、E(λG)=100(cd/m2)和E(λB)=100(cd/m2)的第一强度(例如,亮度(cd/m2))。应注意的是,预先测量并获知波长的第一强度。
此处,假定与由光接收单元17接收的入射光对应的反射光的波长处的第二强度分别为C(λR)=60(cd/m2)、C(λG)=10(cd/m2)和C(λB)=80(cd/m2)。在该情况下,如果根据上面给出的公式2来计算波长处的(频谱)反射率,则可以获得R(λR)=C(λR)/E(λR)=0.6、R(λG)=C(λG)/E(λG)=0.1和R(λB)=C(λB)/E(λB)=0.8。控制单元15确定要从红色LED、绿色LED和蓝色LED照射的入射光的第一强度的幅度的放大率分别为1/R(λR)=1/0.6=1.67、1/R(λG)=1/0.1=10和1/R(λB)=1/0.8=1.25,并且由此使用该放大率进行控制。
另一方面,如果第一存储单元12还存储任意对象3的色调并且任意对象3的色调为白色,则照射单元14可以将白色入射光照射到任意对象3上,光接收单元17可以接收白色入射光的反射光。在该情况下,控制单元15可以将白色入射光的反射光的第二强度处理为入射光的第一强度。这是因为,当任意对象3的色调是白色时,几乎所有的入射光被反射。因此,可以消除由照射单元14的与时间有关的退化等产生的对第一强度的波动影响。
(通过控制单元15进行的入射光的控制方法2)
例如,如果通过用户之前的学习将预先存储有入射光的波长和入射光照射在其上的对象的反射率的表存储在第一存储单元12中,则控制单元15可以参照存储在表中的对象的反射率并且进行与上面公式3给出的控制方法类似的控制。应注意的是,在应用(通过控制单元15进行的入射光的控制方法2)的情况下,信号发送装置1不需要包括设置在其中的光接收单元17。
在下面,将详细描述照射单元14的控制和发光图案。在工作示例2中,发光图案例如是定期变化图案,其中,如图2所描绘的,光的特征随着时间推移以正弦波的方式改变。应注意的是,发光图案不限于该示例,而是可以是例如光的特征如三角形或矩形脉冲那样定期地变化的图案。此外,发光图案不限于是呈现定期变化的图案,而是可以是例如光的特征在与一个符号对应的时段内单调地变化的图案。例如,在与符号值“0”对应的发光图案中,光的特征单调地变化使得从照射单元14发射的光在与符号对应的时段的开始点处具有第一特征值,并且使得从照射单元14发射的光在该时段的结束点处具有第二特征值。另一方面,在与符号值“1”对应的发光图案中,光的特征单调地变化使得从照射单元14发射的光在与符号对应的时段的开始点处具有第二特征值,并且使得从照射单元14发射的光在该时段的结束点处具有第一特征值。
发光图案的一个时段的长度例如被设置成在信号接收装置2中设置的图像拾取单元的图像拾取率的倒数的几倍,以使得信号接收装置2即使在图像拾取单元的图像拾取率下也可以重现发光图案。例如,在信号接收装置2的图像拾取率为30帧/秒的情况下,发光图案的一个时段的长度例如被设置成100毫秒至1秒。
控制单元15将要发送的信息以具有一个或多个比特的比特序列为单位来划分,并且将每个比特序列确定为一个符号。控制单元15从第一存储单元12中读出表示与符号的值对应的发光图案的数据。然后,控制单元15针对每个符号设置具有给定长度的时段。控制单元15控制照射单元14以在该时段内针对一个至几个周期来重复与符号值对应的发光图案。
应注意的是,控制单元15可以在要发送的信息的给定位置处例如在信息的头部包括给定符号序列(例如,“01010101”)作为前导码。替选地,控制单元15可以在要发送的信息中包括错误检测码例如循环冗余校验(CRC)码。如果控制单元15在要发送的信息中包括如上所述的这样的符号序列和错误检测码,则信号接收装置2可以将发送至其的信息准确解码。
控制单元15可以将在无线通信中使用的各种调制方法用作根据符号的值的发光图案的调制方法。例如,控制单元15可以使得一个符号对应于一比特。在该情况下,控制单元15如图2中所描绘的二进制相移键控(BPSK)法的情况下那样,在与符号值“0”对应的发光图案和与符号值“1”对应的另一发光图案之间使相位反转180度。替选地,控制单元15可以使得两比特对应于一个符号。在该情况下,控制单元15可以如四相相移键控(QPSK)法的情况下那样,设置光的特征定期波动的发光图案,使得与可以由符号表示的四个值(“00”、“01”、“10”、“11”)对应的发光图案彼此在相位上差90度。
替选地,控制单元15可以响应于符号的值来调制光的特征的变化宽度(在下面称为幅度级)。在该情况下,控制单元15可以如正交调幅(QAM)那样设置发光图案,其中幅度级和相的组合在可以由符号表示的不同值中不同。于是,控制单元15可以在其幅度级在与该符号对应的时段内的某一符号值处单调增加,但是可以在其幅度级在与该符号对应的时段内的另一符号值处单调下降。
替选地,控制单元15可以利用频率彼此不同(即周期彼此不同)的多个发光图案来多路复用要发送的信息。特别地,控制器15可以根据上述相关技术调制方法中的一种调制方法针对多个频率中的每个频率使用发光图案来表示符号,然后如正交分频多路复用(OFDM)那样对每个频率的发光图案进行逆傅里叶变换。应注意的是,逆傅里叶变换是频率-时间转换的示例。然后,控制单元15可以控制照射单元14以便根据通过频率时间转换获得的发光图案按照时间序列来改变光的特征。
此外,可以假定在信号发送装置1周围的环境光特别是其发光特征定期变化的光对信号接收装置2而言变成噪声,并且信号接收装置2对所发送的信息的解码精度由于该噪声而下降。因此,控制单元15可以如在码分多址(CDMA)方法中利用的频谱扩展那样将要发送的信息扩展至多个频率。然后,控制单元15可以控制照射单元14以便根据通过将要发送的信息扩展至多个频率获得的发光图案,按照时间序列来改变光的特征。
现在,将描述在发光图案中沿时间序列变化的光的特征。在发光图案中沿时间序列变化的光的特征可以是作为每单位时间段的光的量的第一强度。例如,控制单元15在发光图案的一个周期内设置多个采样点(例如,10至20个点)。然后,控制单元15可以根据发光图案,在每个采样点处确定第一强度,该第一强度是设置在照射单元14中的发光元件在每个单位时段内发光量。
为了将作为设置在照射单元14中的发光元件的每单元时间的发光量的第一强度用作以如上所述的方式确定的在每个采样点处的第一强度,控制单元15可以例如根据脉冲宽度调制(PWM)方法来控制每个发光元件。在PWM方法中,使用发光元件接通所占的时间段与单位时间段的比值(占空比)来调整要从发光元件发射的入射光的第一强度。在该情况下,通过在发光图案的一个周期中设置的采样点的数目来平等地划分一个周期而获得的每个间隔成为与一个采样点相对应的间隔(其长度由T表示)。然后,控制单元15根据如下公式来确定时间段t,在该时间段t内发光元件在间隔T内保持接通。
(公式4)
t=T×n/M
在上述公式4中,M是发光元件的每单位时间段的最大第一强度,n是在采样点处的每单位时间段的第一强度。
图8A是示出了响应于发光图案确定的发光元件的每单位时间段的第一强度的时间变化的图。在图8A中,横轴表示时间,纵轴表示指示光量的第一强度。由点线指示的曲线图601表示响应于发光图案确定的发光元件的每单位时间段的第一强度的时间变化。此外,可以将曲线图601看作入射光的第一强度的幅度乘以反射率的倒数之后的曲线图。此外,可以将曲线图601看作入射光的第一强度的幅度受控之前的曲线图。应注意的是,曲线图601上的点602中的每个点表示采样点。
图8B是示出了根据PWM方法的、发光元件的第一强度和向发光元件供应电流的时段即发光元件保持接通的时段之间的关系的图。在图8B中,横轴表示时间,纵轴表示流至发光元件的电流。曲线图611和曲线图612表示时间和流至发光元件的电流之间的关系。例如,假定在图8A中的采样点t1处每单位时间段的第一强度为n。在该情况下,为了将发光元件控制成接通状态以使得每单位时间段的第一强度可以为n,控制单元15可以例如如曲线图611所指示的、在与一个采样点对应的间隔T内在连续间隔T×n/M内向发光元件供应电流。替选地,控制单元15可以如曲线图612所指示的在与一个采样点对应的间隔T内,将向发光元件提供电流的间隔划分成多个子间隔P1、P2和P3。此外,在该情况下,仅重要的是,使子间隔的总长度等于T×n/M。
为了使发光元件由于PWM方法引起的闪光不会被人类(用户)感知到,优选地,控制单元15控制与一个采样点相对应的间隔的长度T以便等于或短于1/100秒,在等于或短于1/100秒内人的眼睛难以看到由于闪光引起的闪烁。此外,优选地,间隔的长度T比当信号接收装置2的图像拾取单元进行一个图像拾取时的曝光时段短。通过对间隔的长度T的这样的设置,在由信号接收装置2的图像拾取单元产生的图像上捕获受来自照射单元14的光所照射的对象的区域指示与从照射单元14发射的光的量对应的亮度。此外,为了使发光元件由于PWM方法引起的闪光不会被用户感知到,控制单元15可以通过PWM方法将发光元件的调制频率设置成500Hz或更多。
应注意的是,在可以将设置在照射单元14中的发光元件的第一强度调制成周期短于与一个采样点对应的间隔的长度T的情况下,控制单元15可以调整每个发光元件的第一强度使得可以获得与每个采样点对应的发光量。
通过根据工作示例2的信号发送装置,当入射光照射到任意对象3上时,可以排除由于光的吸收引起的第二强度衰减的影响。因此,即使在叠加有信息的光未被信号接收装置2直接接收的情况下,可以在精度比工作示例1的精度高的情况下将叠加在光上的信息发送至信号接收装置2。
(工作示例3)
现在,将描述与上述工作示例1或工作示例2的信号发送装置1对应的信号接收装置。图9是信号接收装置的功能框图。图9中描绘的信号接收装置可以是图1中描绘的信号接收装置2。信号接收装置2可以例如是具有图像拾取单元的便携式终端或安装型装置。信号接收装置2包括通信接口单元21、第二存储单元22、第二存储介质存取装置23、图像拾取单元24、用户接口单元25和第二控制单元26。在信号接收装置2中,图像拾取单元24通过多次沿时间序列以给定图像拾取率来拾取图像拾取范围的图像,该图像拾取范围包括来自信号发送装置1的光照射在其上的区域中的至少部分区域。信号接收装置2通过分析由图像拾取单元24通过图像拾取获得的多个图像,将从信号发送装置1发送至其的信息解码。
通信接口单元21包括用于例如将信号接收装置2耦接至有线或无线通信网络的通信接口以及用于该通信接口的控制电路。通信接口单元21将从第二控制单元26接收的信息通过通信网络发送至不同装置例如服务器。此外,通信接口单元21将从不同装置接收的信息传至第二控制单元26。
第二存储单元22包括例如只读非易失性半导体存储器和可读/可写易失性半导体存储器。第二存储单元22存储例如由图像拾取单元24在接收处理的时间段内沿时间序列产生的多个图像。此外,第二存储单元22存储由第二控制单元26利用来进行接收处理的各种信息和程序。此外,第二存储单元22可以存储有从信号发送装置1发送至其的信息,然后将该信息解码。
第二存储介质存取装置23是用于访问存储介质27诸如例如磁盘、半导体存储卡和光存储介质的装置。第二存储介质存取装置23读入存储在例如存储介质27中的并且要由第二控制单元26执行的用于接收处理的计算机程序,并且将该计算机程序传至第二控制单元26。
图像拾取单元24包括:由对从信号发送装置1的照射单元14发射的光敏感的固态图像拾取元件的二维阵列形成的图像传感器诸如例如电荷耦合装置(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)元件;以及用于在图像传感器上形成图像拾取范围的图像的成像光学***。应注意的是,优选地,信号接收装置2被设置成使得来自信号发送装置1的照射单元14的入射光照射在其上的区域中的至少部分区域包括在图像拾取范围中,例如使得可以将图1的任意对象3包括在图像拾取范围中。当信号接收装置2进行接收处理时,图像拾取单元24以给定的图像拾取率(例如,30帧/秒)进行图像拾取并且每当进行图像拾取时产生图像。每当产生图像时,图像拾取单元24将图像输出至第二控制单元26。
用户接口单元25包括装置例如用户在其上操作信号接收装置2、或者信号接收装置2向用户显示信息的触摸面板显示单元。用户接口单元25将根据用户操作的操作信号、例如用于开始接收处理的指令的操作信号输出至第二控制单元26。此外,用户接口单元25在其上显示从第二控制单元26接收的各种信息和由图像拾取单元24产生的图像。例如,用户接口单元25可以显示从信号发送装置1发送的并且通过接收处理解码的信息、连同由图像拾取单元24产生的图像。
第二控制单元26包括一个或多个处理器和***电路。第二控制单元26控制整个信号接收装置2。此外,第二控制单元26对由图像拾取单元24沿时间序列生成的多个图像进行频率分析、以将从信号发送装置1发送的信息解码。
图10是第二控制单元的第一功能框图。图10中描绘的第二控制单元可以是图9中描绘的第二控制单元26。第二控制单元26包括划分部31、提取部32和解码部33。第二控制单元26中包括的各个部例如是由在第二控制单元26中设置的处理器上运行的计算机程序实现的软件模块。替选地,设置在第二控制单元26中的各个部可以作为实现各个部的功能的固件结合在信号接收装置2中。此外,设置在第二控制单元26中的各个部可以例如结合作为在网络浏览器上运行的网络应用。
图11是示出了信号接收装置的接收处理的构思的图。参照图11描述的信号接收装置可以是图9中描绘的信号接收装置2。如果在由图像拾取单元24生成的图像中捕获用来自信号发送装置1的照射单元14的光照明的对象,则包括在捕获对象的区域中的像素值受与从照射单元14发射的入射光对应的反射光的特征的变化的影响。因此,划分部31将由图像拾取单元24生成的图像1000-1、1000-2、1000-3,…,和1000-n中的每个图像划分成多个局部区域1001。提取部32从局部区域1001中提取表示从照射单元14发射的光的特征的特征量1002。解码部33检查特征量1002的时间变化以指定发光图案1003。然后,解码部33将与发光图案1003对应的符号值解码。
划分部31将每个图像划分成多个局部区域。例如,划分部31可以将每个图像在水平方向和垂直方向划分成二至四个区域。此外,划分部31可以通过多个不同的划分方法来划分每个图像。例如,划分部31可以在水平方向和垂直方向二者上将每个图像划分成两个区域,以对每个图像设置四个局部区域,以及可以在水平方向和垂直方向二者上将每个图像划分成三个区域,以对每个图像设置九个局部区域。该设置增大了如下可能性:局部区域能够被设置,以使得局部区域中的任何区域可以主要占用有表示用来自信号发送装置1的光或者用信号发送装置1的照射单元14自身照明的对象的区域。划分部31将表示每个图像的局部区域的信息(例如,局部区域之间的边界的位置)传至提取部32。
提取部32从图像的局部区域中提取表示光的特征的特征量,所述光的特征根据与从信号发送装置1的照射单元14发射的入射光对应的反射光的发光图案按时间序列变化。例如,在按时间序列变化的光的特征是作为每单位时间段的光的量的第二强度的情况下,提取部32将每个局部区域中的像素的第二强度(sd/m2)的平均值或中值提取作为特征量。应注意的是,特征量不限于上述示例,而是提取部32可以将根据在发光图案中变化的光的特征的、按时间序列变化的各种特征量(例如局部区域中的亮度值或特定颜色分量的总和、方差或标准差)提取作为特征量。另外,提取部32可以将位于两个时间连续图像的同一位置处的像素的像素值之间的不同值的局部区域中的平均值提取作为特征量。提取部32将每个图像的每个局部区域的特征量传至解码部33。
解码部33根据针对各个局部区域所提取的特征量按时间序列的顺序的变化来指定发光图案,并且将与发光图案对应的符号的值解码。
如上所述,在从信号发送装置1的照射单元14发射的光的特征根据发光图案定期变化的情况下,根据发光图案的变化周期,在捕获由信号发送装置1照明的任意对象3的局部区域中的特征量的时间变化包括时间轴上的频率分量。例如,在来自信号发送装置1的光的特征以上述正弦波的方式变化的情况下,在时间轴方向上的特征量的频率分量包括与正弦波对应的特定频率分量。
因此,解码部33通过将从与一个符号对应的时段相等长度的聚焦时段中包括的多个图像内,从捕获同一对象的局部区域中按时间序列的顺序提取的特征量排成行生成一维向量。应注意的是,当信号接收装置2是静止的并且此外在信号接收装置2的图像拾取范围内存在静态对象时,可以将多个图像中的捕获同一对象的局部区域确定为图像中的每个图像的同一位置处的局部区域。解码部33对一维向量进行傅里叶变换。然后,解码部33针对每个局部区域从通过傅里叶变换获得的频率分量中提取与发光图案的时段相同的频率的频谱。
解码部33从局部区域中选择所提取的频谱的幅度级处于最大值的局部区域。替选地,解码部33可以选择所提取的频谱的幅度级等于或大于给定阈值的局部区域。因此,解码部33可以选择捕获由信号发送装置1或信号发送装置1的照射单元14自身照明的对象的局部区域。然后,解码部33相对于所选择的局部区域从提取的频谱中检测具有根据发光图案的值(例如在聚焦时段的给定的时间点处(例如,聚焦时段的开始时间点或结束时间点处)光的特征的周期性变化的相位或幅度级)的分量。
应注意的是,存在如下可能性:由信号发送装置1针对每个符号设置的时段与聚焦时段可以彼此置换。因此,解码部33沿时间序列逐个帧连续地置换聚焦时段以进行上述处理、来针对每个聚焦时段检测具有根据发光图案的值的分量。在该情况下,如果聚焦时段与由信号发送装置1针对每个符号设置的时段彼此一致,则所检测的分量的值指示极值。因此,解码部33可以将该极值确定为具有根据发光图案的值的分量。如果一旦获得极值,则由于考虑到与极值对应的聚焦时段和与一个符号对应的时段一致,因此解码部33可以参照该聚焦时段来设置后面的聚焦时段。然后,解码部33针对每个聚焦时段来检测具有根据发光图案的值的分量。应注意的是,解码部33可以通过不同于上述方法的方法来指定发光图案。例如,解码部33可以在聚焦时段内计算时间上彼此相邻的图像之间的特征量的差值,并且基于该差值来检查特征量的增加或减小以指定发光图案。
解码部33将所检测的分量按时间序列的顺序排成行。如上所述,如果给定符号序列(例如,“01010101”)被包括作为要发送的信息的前导码,则解码部33从所检测的分量的序列中提取和与该前导码对应的符号序列一致的部分。然后,解码部33可以将所检测的分量与符号的值彼此进行关联,以使得所提取部分中的检测的分量与符号的值可以彼此一致。替选地,如果错误检测码如CRC被包括在要发送的信息中,则解码部33可以将所检测的分量与符号的值彼此进行关联,以使得可以使用错误检测码将符号的错误最小化。此外,解码部33可以参照表示所检测的分量与符号的值之间的对应关系的参考表来根据所检测的分量确定符号的值。应注意的是,参照表例如预先存储在第二存储单元22中。
解码部33通过将解码的符号的值按给定顺序排成行来将发送至其的信息进行解码。然后,第二控制单元26通过通信接口单元21将解码的信息输出至不同的装置。替选地,第二控制单元26根据解码的信息执行处理。例如,如果解码的信息是用于启动给定应用的指令信息,则第二控制单元26启动该应用。替选地,第二控制单元26可以使得解码的信息显示在用户接口单元25上。
图12是由信号接收装置执行的接收处理的操作流程图。参照图12描述的信号接收装置可以是图9中描绘的信号接收装置2。第二控制单元26的划分部31将每个图像划分成多个局部区域(步骤S201)。然后,第二控制单元26的提取部32针对每个局部区域提取表示根据发光图案而变化的光的特征的特征量(步骤S202)。
解码部33针对包括多个图像组的包含在与一个符号对应的时段中的每个时段来进行对局部区域中处在同一位置的特征量的频率分析,以检测包括发光图案的时段的频谱(步骤S203)。然后,解码部33根据针对每个时段检测的频谱将与发光图案对应的符号的值解码(步骤S204)。然后,第二控制单元26结束接收处理。
如上所述,本通信***100可以将信息叠加在要从信号发送装置1发射的光上,并且将光连同该信息发送至信号接收装置2。在通信***100中,按时间序列变化的发光图案响应于符号的值而改变,以将信息叠加在从信号发送装置1发射的光上。因此,即使信号接收装置2未直接接收从信号发送装置1发射的光,信号接收装置2也可以通过检测按时间序列变化的发光图案来对信息进行解码。此外,由于通信***100即使在从信号发送装置1发射的光的特征的变化相对于时间的推移而变缓和的情况下可以发送信息,因此,可以使光的特征的变化不太可能为用户感测到。
应注意的是,信号接收装置2可以包括:包括图像拾取单元的终端和不同装置例如通过通信网络耦接至终端的服务器。在该情况下,每当终端生成图像时,该终端可以将图像连同用于指定终端的标识信息例如终端的IP地址通过通信网络发送至服务器。然后,服务器的处理器可以根据上述工作示例来执行信号接收装置2的控制单元的处理,以将从信号发送装置1发送至其的信息解码。此外,服务器可以参照用于指定终端的标识信息将解码的信息返回给该终端。替选地,每当终端生成图像时,处理器可以针对该图像进行划分部31的处理和提取部32的处理,以提取每个局部区域的特征量。然后,终端可以将从每个图像提取的每个局部区域的特征量连同用于指定终端的标识信息通过通信网络发送至服务器。然后,服务器的处理器可以根据上述工作示例执行信号接收装置2的解码部33的处理,以将从信号发送装置1发送至其的信息解码。
通过工作示例3中的信号接收装置2,即使在信号接收装置2未直接接收叠加有信息的光的情况下,也可以将叠加在光上的信息解码。
(工作示例4)
在上面描述的工作示例2中,公开了信号发送装置1,信号发送装置1使得可以排除当入射光照射到任意对象3上时由于光吸收而引起的第二强度衰减的影响。排除由于光吸收而引起的第二强度衰减的影响不仅需要使用信号发送装置1而且需要使用信号接收装置2,这将在下面公开。应注意的是,可以将工作示例4中公开的信号接收装置看作与工作示例1中公开的信号发送装置1对应的装置。
图13是第二控制单元的第二功能框图。根据工作示例4的信号接收装置2的第二控制单元26包括划分部31、提取部32、解码部33和改变部34。第二控制单元26包括的部件是例如通过运行在第二控制单元26包括的处理器上的计算机程序实现的软件模块。替选地,可以将第二控制单元26包括的部件结合作为实现信号接收装置2中的部件的功能的固件。此外,可以将第二控制单元26包括的部件例如实现为运行在网络浏览器上的网络应用。应注意的是,由于划分部31、提取部32和解码部33包括与工作示例3中的划分部31、提取部32和解码部33类似的功能,因此将省略对这些部件的详细描述。应注意的是,假定在工作示例4中,将入射光的波长和与任意对象3的色调对应的反射率预先存储在第二存储单元22中。
在图13中,改变部34是硬件电路,例如接线逻辑的硬件电路。改变部34可以另外为通过由信号接收装置2执行的计算机程序实现的功能模块。改变部34基于存储在第二存储单元22中的反射率来校正第二强度。例如,改变部34基于反射率来校正第二强度以使得可以对第二强度相对于第一强度的衰减量进行补偿。例如,第二控制单元26可以通过将第二强度的幅度乘以反射率的倒数来校正第二强度。
通过根据工作示例4的信号接收装置2,可以排除当信号发送装置1将入射光照射到任意对象3上时由于光的吸收引起的第二强度衰减的影响。
此外,通过不同的修改,当信号接收装置2是便携式装置时,即使在受信号发送装置1照射的任意对象3处于停止状态的情况下,可以通过移动信号接收装置2自身来使任意对象3在图像上的位置随时间推移而移动。因此,信号接收装置2的控制单元可以利用光流等进行跟踪处理,以在沿时间序列排成行的多个图像之间指定捕获同一任意对象3的局部区域。然后,信号接收装置2的第二控制单元26可以使用从聚焦时段内的图像中的捕获同一任意对象3的局部区域提取的特征量来执行解码部的处理。此外,即使在受信号发送装置1照射的任意对象3有可能是运动对象的情况下,信号接收装置2的第二控制单元26可以使用从捕获通过跟踪处理指定的同一任意对象3的局部区域提取的特征量来执行解码部的处理。因此,即使在信号接收装置2和受信号发送装置1照射的任意对象3相对于彼此运动的情况下,信号接收装置2也可以将从信号发送装置1发送至其的信息准确解码。
通过另一不同修改,如果假定在要由信号接收装置2的图像拾取单元产生的图像上捕获受信号发送装置1的照射单元14发射的光的照射的任意对象3的区域的面积等于或大于给定面积,则可以省略信号接收装置2的划分部31的处理。应注意的是,给定面积可以例如是图像大小的二分之一。在该情况下,提取部32可以从整个图像中提取特征量。
此外,根据工作示例用于使得计算机实现信号发送装置1的控制单元15的功能的计算机程序可以以记录在计算机可读介质上的形式提供。类似地,根据上述工作示例用于使得计算机实现信号接收装置2的第二控制单元26的功能的计算机程序可以以记录在计算机可读介质上的形式提供。
上面参照附图描述的装置的部件不一定需要如附图中所描绘的那样物理地配置。换言之,装置的分布的和集成的特定形式不限于附图中所描绘的那样,而是其全部或部分可以响应于各种负载、使用的情形等以功能或物理上分布或集成的方式配置在任意单元中。此外,可以通过在计算机如个人计算机或工作站上执行预先编制的程序来实现在上述工作示例的描述中所描述的各种处理。
Claims (15)
1.一种信号发送装置,包括计算机处理器,所述装置包括:
照射单元,所述照射单元被配置成以第一强度将包括一个或更多个符号的入射光照射到任意对象上,所述入射光响应于要发送的信号而随所述一个或更多个符号变化;以及
控制单元,所述控制单元被配置成基于照射到所述对象上的入射光的反射率来控制所述第一强度的幅度。
2.根据权利要求1所述的装置,
其中,所述控制单元基于所述反射率来增加所述第一强度的幅度,以使得对照射到所述对象上的入射光的反射光的第二强度相对于所述第一强度的衰减量进行补偿。
3.根据权利要求2所述的装置,还包括:
光接收单元,所述光接收单元被配置成接收所述反射光,
其中,所述控制单元基于所述第一强度和由所述光接收单元接收的反射光的第二强度来计算所述反射率。
4.根据权利要求2所述的装置,
其中,所述控制单元将通过用所述第二强度除以所述第一强度而获得的值计算作为所述反射率,并且用所述第一强度的幅度乘以所述反射率的倒数。
5.根据权利要求2所述的装置,
其中,所述第一强度或所述第二强度是亮度值;以及
其中,所述控制单元通过改变所述亮度值,生成包括针对符号的每个值而不同的相位、幅度或频率的入射光。
6.根据权利要求1所述的装置,还包括:
第一存储单元,所述第一存储单元被配置成预先存储与所述入射光和所述对象对应的反射率。
7.根据权利要求6所述的装置,
其中,所述第一存储单元还存储所述对象的色调;
其中,当所述对象的色调是白色时,所述照射单元将白色入射光照射到所述对象上;
其中,所述光接收单元接收所述白色入射光的反射光;以及
其中,所述控制单元将所述白色入射光的反射光的第二强度处理为所述入射光的第一强度。
8.一种信号发送方法,包括:
以第一强度将包括一个或更多个符号的入射光照射到任意对象上,所述入射光响应于要发送的信号而随所述一个或更多个符号变化;以及
基于照射到所述对象上的入射光的反射率来控制所述第一强度的幅度。
9.根据权利要求8所述的方法,
其中,所述控制基于所述反射率来增加所述第一强度的幅度,以使得对照射到所述对象上的入射光的反射光的第二强度相对于所述第一强度的衰减量进行补偿。
10.根据权利要求9所述的方法,还包括:
接收所述反射光,
其中,所述控制基于所述第一强度和所述反射光的第二强度来计算所述反射率。
11.根据权利要求9所述的方法,
其中,所述控制将通过用所述第二强度除以所述第一强度而获得的值计算作为所述反射率,并且用所述第一强度的幅度乘以所述反射率的倒数。
12.根据权利要求9所述的方法,
其中,所述第一强度或所述第二强度是亮度值;以及
其中,所述控制通过改变所述亮度值来生成包括针对符号的每个值而不同的相位、幅度或频率的入射光。
13.根据权利要求8所述的方法,还包括:
预先将与所述入射光和所述对象对应的反射率存储在第一存储单元中。
14.根据权利要求13所述的方法,
其中,所述第一存储单元还存储所述对象的色调;
其中,当所述对象的色调是白色时,所述照射将白色入射光照射到所述对象上;
其中,所述接收是接收所述白色入射光的反射光;以及
其中,所述控制将所述白色入射光的反射光的第二强度处理为所述入射光的第一强度。
15.一种信号接收装置,包括:
图像拾取单元,所述图像拾取单元被配置成在给定图像拾取时段中拾取任意对象的包括入射光的反射光的图像,所述入射光包含一个或更多个符号,所述入射光响应于要发送的信号而随所述一个或更多个符号改变;
提取部,所述提取部被配置成从由所述图像拾取单元所拾取的多个图像内提取沿时间序列变化的反射光的第二强度;
第二存储单元,所述第二存储单元被配置成将与所述入射光和所述对象对应的反射率预先存储在所述第二存储单元中;
改变部,所述改变部被配置成基于所述反射率来改变所述第二强度的幅度;以及
解码部,所述解码部被配置成根据由所述改变部所改变的多个第二强度对符号进行解码。
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