JP7082994B2 - 光通信を利用した大容量のサプリメンタルダウンリンクを可能とする通信システム、表示制御装置、通信端末及びプログラム - Google Patents
光通信を利用した大容量のサプリメンタルダウンリンクを可能とする通信システム、表示制御装置、通信端末及びプログラム Download PDFInfo
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Description
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1]国際公開第2014/103329号
上記撮像部によって上記映像を撮像できない場合に、通知データを上記表示制御装置に送信する通知データ送信部を有してよく、上記映像生成部は、上記通知データを受信した場合、上記映像全体の輝度変調によって上記送信データを光通信信号として符号化した符号化映像を生成してよい。上記表示制御装置は、上記送信データを無線基地局のベースバンド装置にてIQベクトル信号に変換した信号を、上記ベースバンド装置から送信するCPRI(Common Public Radio Interface)インタフェースと、上記表示部に映像信号を伝送するインターフェイス(HDMI(登録商標)(High-Definition Multimedia Interface)等)と、上記CPRIインタフェース上のIQ信号(複素デジタル信号の同相(In-phase)および直交(Quadrature)成分からなるベースバンド信号)からRGBI信号に変換して送信する回路とを有してよい。上記無線基地局のベースバンド装置は、CPRI信号をHDMI(登録商標)に変換して送信する機能を有してよく、上記表示制御装置は、上記ベースバンド装置からのIQ信号をHDMI(登録商標)インターフェイスから送信してよい。
通信端末においては赤外線領域で感度を持つ半導体カメラセンサが用いられ、モータードライブ機構によってレンズの指向性を調整することでカメラアングルを変更でき、光学ズーム機構で前記半導体カメラセンサが、ビル等に投影された送信データが符号化された映像全体を撮像できるように調節し、半導体カメラセンサの分解能を最大限に利用することでサプリメンタルダウンリンクを実現する。実装の別形態としては、特定の映像投影領域を使用するのではなく、ビル壁面に投影された映像全体を拡大してフォーカスし、投影された映像全体を分割して複数の通信端末で同時通信を実現する形態のほうが効率的である。
Claims (42)
- 表示部に映像を表示させる表示制御装置と、
前記表示部によって表示された映像を撮像する撮像部を有する通信端末とを備える通信システムであって、
前記表示制御装置は、
表示対象の映像を取得する映像取得部と、
前記映像取得部が取得した前記映像のうち、変化しない領域又は変化量が予め定められた閾値より低い領域を特定する領域特定部と、
前記領域特定部によって特定された領域に送信データを光通信信号として符号化した符号化映像を生成する映像生成部と、
前記符号化映像を前記表示部に表示させる表示制御部とを有し、
前記通信端末は、
前記撮像部によって撮像された映像のうち、前記送信データが符号化された領域を識別する領域識別部と、
前記領域識別部によって識別された前記領域から前記送信データを復号化する復号化部とを有し、光通信以外の他の通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)の無線通信手段を用いて、前記光通信の通信制御信号をやり取りする仕組みを持った、光通信による、サプリメンタルダウンリンクを提供する通信システム。 - 前記映像取得部は、光学的、あるいはデジタル的な手ぶれ防止機構を備える、請求項1に記載の通信システム。
- 請求項1に示す通信システムであって、前記通信端末は、前記撮像部で撮像された映像の撮像に関する情報と、復号化した送信データの復号可否情報と、通信制御に関する情報を、光通信以外の手段を用いて、前記表示制御装置にフィードバックを行う請求項1に記載の通信システム。
- 請求項1に示す通信システムであって、3GPPで規定するデュアルコネクティビティと同様に、28GHzや76GHzの広帯域通信をデュアルコネクティビティで利用する実装形態をそのままに、28GHzや76GHzのMassiveMIMOのRRU装置と代わって、ディスプレイ装置をCPRI接続に代わって、HDMI等の映像信号を伝送するインターフェイスで接続して、ディスプレイ装置をRRU装置として使用して、端末装置のCCD装置をMassiveMIMOアンテナとして使用する請求項1に記載の通信システム。
- 前記領域特定部は、前記映像取得部が取得した前記映像のうち、予め定められた期間、輝度及び色情報が変化しない領域または変化量が予め定められた閾値より低い領域を特定する、請求項1に記載の通信システム。
- 前記映像生成部は、前記領域特定部で特定された領域内であって、前記送信データを符号化した領域以外の領域に、前記送信データを符号化した領域を示す領域情報を光通信信号として符号化した前記符号化映像を生成し、
前記領域識別部は、前記撮像部によって撮像された映像のうち、前記領域情報が符号化された領域を識別して、当該領域から前記領域情報を復号化し、前記領域情報が示す領域を、前記送信データが符号化された領域として識別する、請求項1又は2に記載の通信システム。 - 前記映像生成部は、前記送信データを符号化した領域以外の領域に、前記通信端末を識別する端末識別情報を光通信信号として符号化した前記符号化映像を生成する、請求項6に記載の通信システム。
- 前記映像生成部は、前記表示部を識別する表示部識別情報を、前記送信データを符号化した領域以外の領域に光通信信号として符号化した前記符号化映像を生成する、請求項1から7のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記通信端末は、
前記撮像部が撮像する前記映像の受信輝度レベル及び受信SNRを測定する測定部と、
前記測定部による測定結果を前記表示制御装置に送信する測定結果送信部と
を有し、
前記表示制御装置は、
前記測定結果を受信する測定結果受信部と、
前記測定結果に基づいて、前記表示部による表示の輝度レベルを調整する輝度レベル調整部とを有する、
請求項1から8のいずれか一項に記載の通信システム。 - 前記映像取得部は、前記表示部によるスクリーンセーバ映像を取得し、
前記映像生成部は、前記スクリーンセーバ映像の特定領域に送信データを符号化した符号化映像を生成し、
前記表示制御部は、前記符号化映像をスクリーンセーバとして、前記表示部に表示させ、
前記測定部は、前記復号化部によって復号化された送信データに基づいて、前記受信輝度レベル及び前記受信SNRを測定する、請求項9に記載の通信システム。 - 前記映像生成部は、自らスクリーンセーバ映像を生成する機能を有し、
当該スクリーンセーバ映像全体に送信データを符号化した符号化映像を生成し、
前記表示制御部は、当該符号化映像をスクリーンセーバとして、前記表示部に表示させ、
前記測定部は、前記復号化部によって復号化された送信データに基づいて、前記受信輝度レベル及び前記受信SNRを測定する、請求項9に記載の通信システム。 - 前記測定結果送信部は、光通信を用いずに光通信以外の手段を用いて、前記測定結果を前記表示制御装置に送信する、請求項9から11のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記通信端末は、
前記表示制御部による表示映像に対する前記通信端末の位置及び姿勢を取得する位置姿勢取得部と、
前記位置及び姿勢に基づいて、前記撮像部による撮像の指向性を調整する指向性調整部と
を有する、請求項1から12のいずれか一項に記載の通信システム。 - 前記通信端末は、複数の撮像部にて撮像した映像を比較し、通信を行う撮像部を選択する機能を有する、請求項1から12のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記通信端末の画像処理部は、前記撮像部にて撮像した表示装置の映像を画像処理し、前記表示部の前記送信データが符号化された領域の前記送信データを復号化する機能を有する、請求項1から12のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記表示制御装置は、
前記撮像部によって撮像された映像に関する撮像映像情報を前記通信端末から受信する情報受信部を有し、
前記映像生成部は、前記撮像映像情報に基づいて前記符号化映像を生成する、請求項1から15のいずれか一項に記載の通信システム。 - 前記映像生成部は、前記撮像映像情報に基づいて、前記送信データの各情報を割り当てる画素数を変更する、請求項16に記載の通信システム。
- 前記撮像映像情報は、前記表示部によって表示されている映像のうち、前記撮像部によって撮像できない領域を示し、
前記映像生成部は、前記領域特定部によって特定された領域から、前記撮像部によって撮像できない領域を除外した領域に、送信データを光通信信号として符号化した符号化映像を生成する、請求項16又は17に記載の通信システム。 - 前記表示部は、プロジェクタであり、
前記撮像部は、前記プロジェクタによって投影面に投影された光を撮像する、請求項1から18のいずれか一項に記載の通信システム。 - 請求項19に記載の通信システムであって、プロジェクションマッピングの要領で、ビル壁面に送信データが符号化された映像を投影し、屋内外を問わず広範囲における光通信を可能にする通信システム。
- 請求項20に記載の通信システムであって、赤外線等の非可視光の光源を使用したプロジェクタを使用し、通信端末においても赤外線カメラセンサ、あるいは赤外線にも感度を持つ画像センサデバイスを用いて、景観を変えることなく、光通信を実現する通信システム。
- 請求項21に記載の通信システムであってプロジェクタとしてDLP(ディジタル・ライト・プロセシング)プロジェクタを用い、赤外線ランプを光源に使用した通信システム。
- 請求項22に示される表示装置、あるいはプロジェクタと、通信端末の前記撮像部において、可視光を用いる代わりに赤外線を用い、前記撮像部がビルの窓にブルーフイルムを張ったガラスの裏側にある場合は、前記表示部において、輝度変調を用いる請求項22に記載の通信システム。
- 前記映像生成部は、映像の内容が変化しない領域または変化量が予め定められた閾値より低い領域に送信データを光通信信号として符号化した符号化映像を生成する、請求項19に記載の通信システム。
- 前記通信端末は、
前記撮像部によって前記映像を撮像できない場合に、通知データを前記表示制御装置に送信する通知データ送信部
を有し、
前記映像生成部は、前記通知データを受信した場合、前記映像全体の輝度変調によって前記送信データを光通信信号として符号化した符号化映像を生成する、請求項1から24のいずれか一項に記載の通信システム。 - 前記表示制御装置は、
前記送信データを無線基地局から受信するCPRIインタフェースと、
前記表示部と通信接続するHDMIインタフェースと、
前記CPRIインタフェース上のIQベクトル信号からRGBI信号に変換する装置と、
RGBI信号からIQベクトル信号に変換する装置と
を有する、請求項1から25のいずれか一項に記載の通信システム。 - 請求項1から26のいずれか一項に記載の通信システムであって、通信中に参照信号として、表示装置、並びに通信端末が互いに既知のパターンの信号、あるいは表示装置に二次元バーコードとして表示される較正パターンを用いて、定期的に較正を行うことにより、前記撮像部で撮像された画像を、既知画像に近づけるための写像変換を行う通信システム。
- ここで用いられる較正パターンは互いに既知のランダムな較正パターン、あるいは互いに既知の広告画像、二次元バーコード、あるいは、二重枠で囲われたロゴマークのいずれかであってもよい、請求項27に記載の通信システム。
- この通信システムで参照信号として用いられる二次元バーコードは、正方形のものだけではなく、長四角であってよく、前記領域特定部で特定された領域を示すための物であって良い、請求項27または28に記載の通信システム。
- 表示対象の映像を取得する映像取得部と、
前記映像取得部が取得した前記映像のうち、変化しない領域又は変化量が予め定められた閾値より低い領域を特定する領域特定部と、
前記領域特定部によって特定された領域に送信データを光通信信号として符号化した符号化映像を生成する映像生成部と、
前記符号化映像を表示部に表示させる表示制御部と
を備える表示制御装置。 - 請求項1から29のいずれか一項に記載のサプリメンタルダウンリンクを提供する通信システムであって、そこで使用する表示装置、あるいはプロジェクタにおいて、その地域で提供される電圧の周波数(50、ないし60Hz等)に同期して、100ないし120Hzで周囲の照明が点滅するが(インバーター方式ではない場合)、消灯している瞬間(SNRが改善しているタイミング)に、表示装置においては映像を表示し、また、プロジェクタでは光源を点灯させ、通信端末の撮像装置においては、前記電圧の周波数に同期し、周囲の照明が消灯している瞬間(SNRが改善しているタイミング)に撮像することにより、周囲照明を干渉源とするSNRの改善を図り通信速度を確保する表示装置、撮像装置、および通信システム。
- 請求項1から29、31のいずれか一項に記載のサプリメンタルダウンリンクを提供する通信システムであって、酸素により太陽光がエネルギーを吸収されている、フラウンホーファー線の波長を使用する単一色の可視光下限の光源を使用するサプリメンタルダウンリンクを提供する通信システム。
- フラウンホーファー線の狭帯域透過光学フィルターを受光素子に装着して日中の太陽光による干渉を低減し、通信端末の受光素子はサプリメンタルダウンリンク提供専用の撮像素子となる、請求項32に記載の通信システム。
- 請求項1から29、31のいずれか一項に記載の通信システムであって、冗長的に赤外線レーザーの散乱を利用するPointToMultiPoint方式の通信を用いることにより、安定した通信を提供する通信システム。
- 請求項1から29、31にいずれか一項に記載の通信システムであって、映像表示装置としてLEDディスプレイを用いる通信システム。
- 通信端末毎に異なる端末識別情報を生成し、当該端末識別情報を通信端末に送信する機能を有する表示制御装置。
- 端末識別信号を元に、撮像部にて撮像された画像に映り込んだ通信の相手方となる表示制御装置以外の表示制御装置の信号を、逐次干渉除去技術を用いて干渉除去する機能を有する通信端末。
- 干渉除去を目的とするスクランブル符号生成部と、上記スクランブル符号生成部で生成されたスクランブル符号を用いて送信データのスクランブルを実施するスクランブル部を有し、スクランブル符号情報を端末識別信号として通信端末に送信する機能を有する表示制御装置。
- 干渉除去を目的とする、通信端末毎に個別のスペクトル拡散符号を生成する機能を有し、上記スペクトル拡散符号を用いて表示映像をスペクトル拡散する機能を有する請求項36に記載の表示制御装置。
- コンピュータを、請求項36に記載の表示制御装置として機能させるためのプログラム。
- 表示装置によって表示される映像のうち、送信データが光通信信号として符号化されている領域を示す領域情報を取得する領域情報取得部と、
撮像部によって撮像された映像のうち、前記領域情報に基づいて、前記送信データが符号化された領域を識別する領域識別部と、
前記領域識別部によって識別された前記領域から前記送信データを復号化する復号化部と、
光通信以外の他の通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)の無線通信手段を用いて、前記光通信の通信制御信号をやり取りする仕組み
を備える通信端末。 - コンピュータを、請求項41に記載の通信端末として機能させるためのプログラム。
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