WO2018073870A1 - 送信装置、受信装置、通信システム、送信方法、受信方法および送信用コンピュータプログラムならびに受信用コンピュータプログラム - Google Patents

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WO2018073870A1
WO2018073870A1 PCT/JP2016/080732 JP2016080732W WO2018073870A1 WO 2018073870 A1 WO2018073870 A1 WO 2018073870A1 JP 2016080732 W JP2016080732 W JP 2016080732W WO 2018073870 A1 WO2018073870 A1 WO 2018073870A1
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WO
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light source
source unit
light
predetermined characteristic
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/080732
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English (en)
French (fr)
Inventor
田中　竜太
Original Assignee
富士通株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114—Indoor or close-range type systems
    • H04B10/116—Visible light communication

Definitions

  • the present invention relates to, for example, a communication system that transmits information using light, a transmission device, a reception device, a transmission method, a reception method, a transmission computer program, and a reception computer program used in such a communication system.
  • LEDs light emitting diodes
  • the LED has a feature that its response speed is faster than that of an incandescent bulb or a fluorescent lamp.
  • Visible light communication technology that uses this feature to perform communication by superimposing information on the light emitted from the LED by blinking the LED has been studied.
  • a technique for superimposing information to be transmitted on illumination light is also called illumination light communication.
  • Visible light communication is being considered for use in places where radio wave usage is restricted, for information distribution limited to light, such as indoors, or for use in Intelligent Transport Systems (ITS).
  • ITS Intelligent Transport Systems
  • an on / off keying method for example, an on / off keying method, a pulse position modulation method, and an inverted pulse position modulation method have been proposed as light modulation methods for superimposing information on light (see, for example, Patent Document 1).
  • the on-off keying method the luminance of light itself is set based on the value of transmitted information.
  • a certain interval in the time direction referred to as a frame, for example
  • a slot for example
  • a dummy signal is generated so that the average value of the light output of the light source through the period during which the transmission signal is output and the period during which the dummy signal is output becomes the average value of the light output during non-communication.
  • visible light communication technology is required to accurately transmit information superimposed on light from a transmission device to a reception device.
  • an object of the present invention is to provide a transmission device capable of accurately transmitting information superimposed on light to a reception device.
  • a transmission device includes a first light source unit capable of modulating light emitted in a time series for a predetermined characteristic of light, and a second light source capable of modulating light emitted in a time series for a predetermined characteristic.
  • the first light source unit to modulate the light emitted from the first light source unit in a time series according to the information to be transmitted and the predetermined characteristic, and the first light source unit
  • the predetermined amplitude of the light synthesized from the light and the light emitted from the second light source unit is smaller than the amplitude of the predetermined characteristic of the light emitted from the first light source unit.
  • a control unit that controls the second light source unit so as to modulate the light emitted from the second light source unit in time series.
  • a receiving device For each of the plurality of images, the receiving device is configured to generate a plurality of images by photographing a photographing range including the first light source unit and the second light source unit of the transmission device at a predetermined photographing cycle. Extracting a first feature amount representing a modulation along a time series according to transmitted information about a predetermined characteristic of light emitted from the first light source unit from an area where the first light source unit is represented; For each of the plurality of images, a second feature amount representing a modulation of a predetermined characteristic of light emitted from the second light source unit is extracted from an area where the second light source unit is represented. Is configured to calculate a difference between the first feature amount and the second feature amount and to decode information transmitted from a change in the feature amount difference calculated from each of the plurality of images in time series order. Control unit.
  • a communication system having a transmission device and a reception device.
  • the transmission device can modulate the emitted light for a predetermined characteristic of light with a first light source unit capable of modulating the emitted light along a time series, and can modulate the emitted light with respect to a predetermined characteristic of the light.
  • the first light source unit controls the first light source unit so as to modulate the light emitted from the first light source unit in a time series according to information to be transmitted with respect to the second light source unit and the predetermined characteristics, and the first light source
  • the amplitude with respect to the predetermined characteristic of the light synthesized from the light emitted from the second light source part and the light emitted from the second light source part is smaller than the amplitude with respect to the predetermined characteristic of the light emitted from the first light source part.
  • the control unit has a control unit that controls the second light source unit so as to modulate the light emitted from the second light source unit in a time series with respect to a predetermined characteristic.
  • the receiving device includes a first imaging unit that generates a plurality of images by photographing a photographing range including the first light source unit and the second light source unit at a predetermined photographing period, and a first image for each of the plurality of images.
  • a first feature amount representing modulation along a time series according to transmitted information about a predetermined characteristic of light emitted from the first light source unit is extracted from an area where the light source unit is represented, and a plurality of images
  • a second feature amount representing a modulation of a predetermined characteristic of the light emitted from the second light source unit is extracted from the region where the second light source unit is represented, and the second feature amount is extracted for each of the plurality of images.
  • a control configured to calculate a difference between one feature value and a second feature value, and to decode information transmitted from a change in the feature value difference calculated from each of a plurality of images in time series order Part.
  • a transmission method is provided.
  • the first light source unit is controlled so as to modulate a predetermined characteristic of light emitted from the first light source unit of the transmission device in time series according to information to be transmitted.
  • the amplitude with respect to the predetermined characteristic of the light obtained by combining the emitted light and the light emitted from the second light source unit of the transmitter is smaller than the amplitude with respect to the predetermined characteristic of the light emitted from the first light source unit.
  • the method includes controlling the second light source unit so as to modulate the light emitted from the second light source unit in a time series with respect to a predetermined characteristic.
  • a receiving method is provided.
  • a plurality of images are generated by photographing a photographing range including the first light source unit and the second light source unit of the transmission device at a predetermined photographing cycle by the imaging unit, and each of the plurality of images A first feature amount representing a time-dependent modulation according to transmitted information about a predetermined characteristic of light emitted by the first light source unit from the region where the first light source unit is represented.
  • a second feature amount representing a modulation of a predetermined characteristic of light emitted from the second light source unit is extracted from an area where the second light source unit is represented, and the plurality of images is extracted.
  • a difference between the first feature amount and the second feature amount is calculated, and information transmitted from a change in the time series order of the difference between the feature amounts calculated from each of the plurality of images is decoded.
  • a computer program for causing a control unit of a transmission device to execute controls the first light source unit so as to modulate a predetermined characteristic of light emitted from the first light source unit of the transmission device in time series according to the information to be transmitted, and from the first light source unit.
  • the amplitude with respect to the predetermined characteristic of the light obtained by combining the emitted light and the light emitted from the second light source unit of the transmitter is smaller than the amplitude with respect to the predetermined characteristic of the light emitted from the first light source unit.
  • a command for causing the control unit of the transmission device to control the second light source unit so as to modulate the light emitted from the second light source unit in a time series with respect to the predetermined characteristic is included.
  • a computer program for causing a control unit of a receiving apparatus to execute.
  • the computer program generates a first light source unit for each of a plurality of images in which a shooting range including a first light source unit and a second light source unit of a transmission device is generated at a predetermined shooting cycle by an imaging unit.
  • a shooting range including a first light source unit and a second light source unit of a transmission device is generated at a predetermined shooting cycle by an imaging unit.
  • a second feature amount representing a modulation of a predetermined characteristic of the light emitted from the second light source unit is extracted from the region where the second light source unit is represented, and the first feature amount is extracted for each of the plurality of images.
  • the controller of the receiving apparatus calculates a difference between the feature quantity and the second feature quantity and decodes information transmitted from a change in the feature quantity difference calculated from each of the plurality of images in time series order. Includes instructions to execute.
  • the transmitter disclosed in this specification can accurately transmit information superimposed on light to the receiver.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a communication system according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the transmission apparatus.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a relationship between a time change of the first illumination light by one light source and a time change of the second illumination light by the other light source on which transmitted information is superimposed.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating another example of the relationship between the temporal change of the first illumination light by one light source and the temporal change of the second illumination light by the other light source, on which transmitted information is superimposed. is there.
  • FIG. 5 is a diagram showing still another example of the relationship between the temporal change of the first illumination light by one light source and the temporal change of the second illumination light by the other light source on which transmitted information is superimposed.
  • FIG. 6 is a diagram showing still another example of the relationship between the temporal change of the first illumination light by one light source and the temporal change of the second illumination light by the other light source on which transmitted information is superimposed. It is.
  • FIG. 7 is an operation flowchart of the transmission process.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a receiving apparatus used in the communication system shown in FIG.
  • FIG. 9 is a functional block diagram of the control unit of the receiving apparatus.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram of reception processing.
  • FIG. 11 is an operation flowchart of the reception process.
  • the transmission device superimposes information to be transmitted to the reception device on the illumination light emitted from the light source unit.
  • the exposure of the imaging unit was automatically corrected according to the brightness around the light source unit. It has been found that the brightness value of the area where the light source part is represented on the image may be saturated. When the luminance value of the region where the light source unit is represented on the image is saturated, temporal changes such as luminance due to signal superimposition are not reproduced on the image. As a result, the receiving device cannot demodulate the information superimposed on the illumination light, and the information is not transmitted accurately.
  • this transmission device has two light source units, and modulates the first illumination light emitted from one of the light source units according to information to be superimposed on a predetermined characteristic. Further, in this transmission device, the amplitude for the predetermined characteristic of the light obtained by combining the illumination light emitted from each of the two light source units is smaller than the amplitude for the predetermined characteristic of the first illumination light. In addition, the second illumination light emitted from the other light source unit is modulated. As a result, the transmission device can accurately transmit information to the reception device while suppressing flickering of illumination light.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a communication system according to one embodiment.
  • the communication system 100 includes a transmission device 1 and a reception device 2. And the transmitter 1 superimposes the information transmitted to the illumination light which at least one of the two light source parts which an own apparatus has emits.
  • the receiving device 2 includes an imaging unit, and is arranged in time series, which is obtained by continuously imaging the imaging range including at least one of the two light source units of the transmission device 1 in time series. The information superimposed on the light from the plurality of images is decoded.
  • the communication system 100 includes only one receiving device 2, but the number of receiving devices 2 included in the communication system 100 is not limited to one.
  • the communication system 100 may include a plurality of receiving devices 2.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the transmission device 1.
  • the transmission device 1 includes a communication interface unit 11, a storage unit 12, a storage medium access device 13, two light source units 14-1 and 14-2, and a control unit 15.
  • the transmission device 1 transmits the information to be transmitted acquired through the communication interface unit 11 or the storage medium access device 13 or stored in advance in the storage unit 12 among the two light source units 14-1 and 14-2.
  • the information is transmitted superimposed on the illumination light emitted by at least one of the above.
  • the communication interface unit 11 includes, for example, a communication interface for connecting the transmission device 1 to a wired or wireless communication network and its control circuit. Then, the communication interface unit 11 passes information received from another device via the communication network to the control unit 15.
  • the storage unit 12 includes, for example, a read-only nonvolatile semiconductor memory and a readable / writable volatile semiconductor memory. And the memory
  • FIG. The storage unit 12 stores various information and programs used by the control unit 15 to perform transmission processing. For example, for each symbol value, the storage unit 12 stores data representing a light emission pattern corresponding to the symbol value. Data representing the light emission pattern corresponds to, for example, the phase and period of the light emission pattern at the start of control of light from the light source unit 14-1 corresponding to the light emission pattern, and the maximum and minimum values of the characteristics of the modulated light. Including luminescent color or amount of light. When the information to be transmitted is fixed, the storage unit 12 may store data representing the light emission pattern of each symbol included in the information in advance.
  • the storage medium access device 13 is a device that accesses the storage medium 16 such as a magnetic disk, a semiconductor memory card, and an optical storage medium.
  • the storage medium access device 13 reads, for example, a computer program for transmission processing executed on the control unit 15 or information to be transmitted, which is stored in the storage medium 16, and passes it to the control unit 15.
  • Each of the light source units 14-1 and 14-2 includes at least one light emitting element capable of modulating the illumination light in time series with respect to a predetermined characteristic of the emitted illumination light, and a drive circuit.
  • the drive circuit drives the at least one light emitting element according to a control signal from the control unit 15 so as to modulate the light emitted from the at least one light emitting element in a time series with a predetermined characteristic.
  • the predetermined characteristic to be modulated can be, for example, a luminescent color.
  • the light source unit 14-1 includes, for example, at least two types of light emitting elements having different emission colors, such as a red LED, a green LED, and a blue LED.
  • the ratio of the amount of light emitted from each light emitting element changes along the time series, so that the color of the light emitted from the light source unit 14-1 also changes along the time series.
  • the light source unit 14-1 may include at least one light emitting element capable of modulating the emission color itself.
  • a light emitting element capable of modulating the emission color itself is, for example, a light emitting element that emits light including a plurality of wavelengths, such as a fluorescent lamp, and a liquid crystal panel having a color filter arranged in an array, for each light wavelength. It is possible to use a combination with a light modulation element capable of adjusting the transmittance.
  • the predetermined characteristic to be modulated may be a light amount per unit time.
  • the light source unit 14-1 includes at least one light-emitting element whose amount of light can be changed in time series, for example, a white LED or an organic electroluminescence (EL) element.
  • the predetermined characteristic to be modulated may be a combination of emission color and light amount.
  • the light source unit 14-1 modulates the illumination light with a predetermined characteristic according to a control signal from the control unit 15 in time series according to a light emission pattern according to a symbol value included in information to be transmitted. Information is superimposed on the illumination light emitted from 14-1.
  • the light source unit 14-2 may have the same configuration as the light source unit 14-1. However, the amplitude of a predetermined characteristic of the light obtained by combining the illumination light from the light source unit 14-1 and the illumination light from the light source unit 14-2 is the predetermined characteristic of the illumination light from the light source unit 14-1.
  • the light source unit 14-2 is controlled by the control unit 15 so as to be smaller than the amplitude of.
  • the light source unit 14-1 and the light source unit 14-2 are arranged, for example, side by side with a predetermined interval in one installation tool.
  • the light source unit 14-1 and the light source unit 14-2 may be provided in different installation tools.
  • the installation tool provided with the light source unit 14-1 and the installation tool provided with the light source unit 14-2 are located at different positions (for example, one end side of the ceiling of the room to be illuminated). It may be provided on the other end side).
  • the part 14-2 is preferably installed. Thereby, flickering is suppressed in the region illuminated by both the light source unit 14-1 and the light source unit 14-2.
  • the control unit 15 has one or a plurality of processors and its peripheral circuits. And the control part 15 controls the transmitter 1 whole.
  • the control unit 15 receives information to be transmitted via the communication interface unit 11 or from the storage medium access device 13, the control unit 15 temporarily stores the information in the storage unit 12.
  • the control unit 15 reads information to be transmitted from the storage unit 12 and divides the information in symbol units. Then, for each symbol, the control unit 15 reads data representing a light emission pattern corresponding to the value of the symbol from the storage unit 12, and changes predetermined characteristics of the light emitted according to the light emission pattern in time series.
  • the light source unit 14-1 is controlled.
  • control unit 15 determines that the amplitude of a predetermined characteristic of the light obtained by combining the illumination light from the light source unit 14-1 and the illumination light from the light source unit 14-2 is the intensity of the illumination light from the light source unit 14-1.
  • the light source unit 14-2 is controlled so as to be smaller than the amplitude for the predetermined characteristic.
  • the timing for executing the transmission process may be set in advance.
  • the control unit 15 starts transmission processing in response to a transmission processing start instruction signal from another device. Also good.
  • the control unit 15 may repeatedly execute the transmission process at regular intervals.
  • the illumination light emitted from the light source unit 14-1 on which information to be transmitted is superimposed is referred to as first illumination light.
  • the illumination light emitted from the light source unit 14-2 is referred to as second illumination light.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the time change of the first illumination light by the light source unit 14-1 and the time change of the second illumination light by the light source unit 14-2.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents characteristics (for example, emission color or light amount) to be modulated with illumination light.
  • a curve 301 represents a relationship between time and characteristics for the first illumination light.
  • a curve 302 represents a relationship between time and characteristics for the second illumination light.
  • a straight line 303 represents a relationship between time and characteristics for light obtained by combining the first illumination light and the second illumination light.
  • each of the first illumination light and the second illumination light has a center at A and is modulated with an amplitude a.
  • the second illumination light is inverted with respect to the first illumination light with respect to the characteristic to be modulated.
  • the combined light of the first illumination light and the second illumination light has a constant characteristic value of 2A and does not change with time. Therefore, in the area illuminated with the combined light, flicker due to the modulation of the illumination light according to the transmission of information is suppressed.
  • FIG. 4 is a diagram showing another example of the relationship between the time change of the first illumination light by the light source unit 14-1 and the time change of the second illumination light by the light source unit 14-2.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents characteristics to be modulated with illumination light.
  • a curve 401 represents the relationship between time and characteristics for the first illumination light.
  • a curve 402 represents the relationship between time and characteristics for the second illumination light.
  • a curve 403 represents the relationship between time and characteristics of light obtained by combining the first illumination light and the second illumination light.
  • each of the first illumination light and the second illumination light is modulated with an amplitude a with A as the center.
  • the second illumination light is delayed by a delay amount ⁇ from the state where it is completely inverted with respect to the first illumination light with respect to the characteristics to be modulated. Therefore, the first illumination light and the second illumination light do not completely cancel each other, and the light obtained by combining the first illumination light and the second illumination light as shown by the curve 403 is also present.
  • the amplitude a ′ of the synthesized light is smaller than the amplitude a of the first illumination light. For this reason, even in this modified example, in the region illuminated with the combined light, flicker due to the modulation of the illumination light according to the transmission of information is suppressed.
  • the delay amount ⁇ is within ⁇ 1/4 of the period of the sine wave (that is, the first illumination light). It is preferable that the phase shift of the second illumination light with respect to the above phase is within a range of 90 ° to 270 °. This is because if the delay amount ⁇ becomes larger than this, the first illumination light and the second illumination light may intensify each other.
  • FIG. 5 is a diagram showing still another example of the relationship between the time change of the first illumination light by the light source unit 14-1 and the time change of the second illumination light by the light source unit 14-2.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents characteristics to be modulated with illumination light.
  • a curve 501 represents the relationship between time and characteristics for the first illumination light.
  • a curve 502 represents the relationship between time and characteristics for the second illumination light.
  • a curve 503 represents the relationship between time and characteristics of light obtained by combining the first illumination light and the second illumination light.
  • each of the first illumination light and the second illumination light is modulated with an amplitude a with the center being A.
  • the second illumination light has a longer modulation cycle than the first illumination light with respect to the characteristics to be modulated. Therefore, the first illumination light and the second illumination light do not completely cancel each other, and as shown by the curve 503, the light obtained by combining the first illumination light and the second illumination light is also , With some amplitude. However, the amplitude a ′ of the synthesized light is smaller than the amplitude a of the first illumination light.
  • the transmitter 1 since the modulation of the second illumination light is gentle, even if a certain amount of deviation occurs between the light emission timing of the first illumination light and the light emission timing of the second illumination light, the transmitter 1 The amplitude of the synthesized light can be made smaller than the amplitude of the first illumination light.
  • FIG. 6 is a diagram showing still another example of the relationship between the time change of the first illumination light by the light source unit 14-1 and the time change of the second illumination light by the light source unit 14-2.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents characteristics to be modulated with illumination light.
  • the broken line 601 represents the relationship between the time and characteristics of the first illumination light.
  • a broken line 602 represents a relationship between time and characteristics for the second illumination light.
  • a straight line 603 represents a relationship between time and characteristics of light obtained by combining the first illumination light and the second illumination light.
  • each of the first illumination light and the second illumination light is pulse-width modulated by a pulse having an A as the center and an amplitude a (pulse height 2a).
  • the second illumination light is completely inverted with respect to the first illumination light with respect to the characteristics to be modulated. Therefore, the first illumination light and the second illumination light cancel each other, and the characteristic value of the light obtained by combining the first illumination light and the second illumination light as shown by the straight line 603 has the characteristic value. It becomes a constant value of 2A and does not change with time. Therefore, in the area illuminated with the combined light, flicker due to the modulation of the illumination light according to the transmission of information is suppressed.
  • the control unit 15 divides information to be transmitted in units of bit strings having one to a plurality of bits, and each bit string is set as one symbol.
  • the control unit 15 reads data representing the light emission pattern corresponding to the symbol value from the storage unit 12. Then, the control unit 15 sets a period having a predetermined length for each symbol.
  • the control unit 15 causes the light source unit 14-1 to repeat the light emission pattern corresponding to the symbol value for one to several cycles during the period.
  • the light emission pattern can be, for example, a periodic variation pattern in which the characteristics of the illumination light change in a sine wave shape with time.
  • the light emission pattern is not limited to this example.
  • the light emission pattern may be a pattern in which the light characteristics periodically change in a triangular shape or a rectangular pulse shape.
  • the length of one cycle of the light emission pattern is set to, for example, several times the reciprocal of the imaging rate so that the reception device 2 can reproduce the light emission pattern even at the imaging rate of the imaging unit included in the reception device 2. For example, when the photographing rate of the receiving device 2 is 30 frames / second, the length of one cycle of the light emission pattern is set to, for example, 100 milliseconds to 1 second.
  • the control unit 15 applies the illumination light emitted from the light source unit 14-2 to the illumination light emitted from the light source unit 14-1. And reverse it.
  • the illumination light emitted from the light source unit 14-2 represents an inverted symbol sequence with respect to the symbol sequence superimposed on the illumination light emitted from the light source unit 14-1. Therefore, the receiving apparatus 2 indicates which of the symbol sequence demodulated from the illumination light from the light source unit 14-1 and the symbol sequence demodulated from the illumination light from the light source unit 14-2 is transmitted. Cannot be determined.
  • control unit 15 may include a predetermined symbol string (for example, “11110000”) as a preamble at a predetermined position of information to be transmitted, for example, at the head.
  • a predetermined symbol string for example, “11110000”
  • the receiving apparatus 2 can identify the transmitted information by confirming the preamble included in the demodulated symbol sequence for each of the illumination lights.
  • control unit 15 may include an error detection code such as a cyclic redundancy check (Cyclic Redundancy Check, CRC) code in the information to be transmitted.
  • CRC Cyclic Redundancy Check
  • the control unit 15 can use various modulation methods used in wireless communication as the illumination light modulation method. For example, the control unit 15 may associate one symbol with one bit. In this case, the control unit 15 corresponds to the light emission pattern corresponding to the symbol value “0” and the symbol value corresponding to “1”, as in binary phase-shift keying (BPSK). The phase is inverted 180 ° with respect to the light emission pattern. Further, the control unit 15 may associate two bits with one symbol. In this case, the control unit 15 performs four values ('00', '01', '10', '11) that the symbol can take, as in quadriphase phase-shift keying (QPSK). For each of '), a light emission pattern in which the characteristics of light periodically change with a phase difference of 90 ° may be set.
  • QPSK quadriphase phase-shift keying
  • control unit 15 may modulate the change width of illumination light (hereinafter referred to as an amplitude level) for a predetermined characteristic according to the value of the symbol.
  • the control unit 15 may set a light emission pattern having a different amplitude level for each possible value of the symbol.
  • the control unit 15 may modulate both the amplitude level and the phase of the illumination light characteristic according to the value of the symbol.
  • the control unit 15 may set a light emission pattern having a different combination of amplitude level and phase for each value that a symbol can take, such as quadrature amplitude modulation (QAM).
  • QAM quadrature amplitude modulation
  • the control unit 15 monotonically increases the amplitude level within a period corresponding to the symbol for a certain symbol value, and monotonically decreases the amplitude level within a period corresponding to the symbol for other symbol values. May be.
  • control unit 15 may change the fluctuation period (that is, the frequency) of the characteristic of the illumination light according to the symbol value. Or the control part 15 may multiplex the information to transmit using the some light emission pattern which has a mutually different frequency (namely, mutually different period).
  • the control unit 15 represents a symbol with a light emission pattern according to any one of the above modulation schemes for each of a plurality of frequencies, as in orthogonal frequency division multiplexing (or OFDM).
  • the light emission pattern may be subjected to inverse Fourier transform.
  • the inverse Fourier transform is an example of frequency time conversion.
  • the control unit 15 may control the light source unit 14-1 so that the light source unit 14-1 changes the light characteristics in time series according to the light emission pattern obtained by the frequency-time conversion.
  • the characteristic of the light to be modulated can be, for example, a light emission color or a light amount per unit time, or a combination of a light emission color and a light amount per unit time.
  • the control unit 15 sets a plurality of sampling points (for example, 10 to 20 points) in one cycle of the light emission pattern. Then, the control unit 15 determines the amount of emitted light per unit time of the light emitting element of the light source unit 14-1 at each sampling point according to the light emission pattern.
  • the control unit 15 sets a plurality of sampling points (for example, 10 to 20 points) in one cycle of the light emission pattern. Then, the control unit 15 emits the light intensity per unit time of each light emitting element of the light source unit 14-1 corresponding to each of red, green, and blue so that the color at the sampling point becomes the color at each sampling point. Can be determined.
  • the control unit 15 sets each light emitting element to, for example, You may control according to a pulse width modulation (Pulse Width Modulation, PWM) system.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the amount of light emitted from the light emitting element is adjusted by the ratio of the time during which the light emitting element is lit to the unit time (duty ratio).
  • duty ratio the ratio of the time during which the light emitting element is lit to the unit time
  • each section obtained by equally dividing the period by the number of sampling points set in one period of the light emission pattern is a section corresponding to one sampling point (the length of the section is T).
  • M is the maximum amount of emitted light per unit time of the light emitting element
  • n is the amount of emitted light per unit time at the sampling point.
  • the control unit 15 makes the length T of the section corresponding to one sampling point difficult to see flickering due to blinking to the human eye. It is preferable to set it to 100 seconds or less. Furthermore, the length T of the section is preferably shorter than the exposure period when the photographing unit of the receiving device 2 performs one photographing. As a result, the region where the light from the light source unit 14-1 is reflected on the image generated by the imaging unit of the receiving device 2 has a brightness corresponding to the amount of light emitted from the light source unit 14-1. Further, it is preferable that the control unit 15 sets the modulation frequency of the light emitting element by the PWM method to 500 Hz or more so that the blinking of the light emitting element by the PWM method is not perceived by humans.
  • the control unit 15 sets each sampling element. You may adjust the brightness
  • the control unit 15 generates, for each symbol included in the transmitted information, a control signal for controlling the illumination light emitted from the light source unit 14-1 according to the light emission pattern corresponding to the symbol, according to the modulation scheme described above. Then, the control unit 15 outputs the control signal to the light source unit 14-1.
  • the control signal can be an analog signal having a waveform corresponding to a change over time with respect to a predetermined characteristic of illumination light emitted from the light source unit 14-1.
  • the control signal includes a signal indicating a section in which the light emitting element is turned on and a section in which the light emitting element is turned off for each light emitting element included in the light source unit 14-1.
  • the control signal may be a digital signal indicating the light amount of the light emitting element included in the light source unit 14-1 for each sampling point.
  • the control unit 15 causes the light source unit 14-2 to emit illumination light that is inverted with respect to the illumination light emitted from the light source unit 14-1 for a predetermined characteristic.
  • a control signal for the light source unit 14-2 is generated.
  • control unit 15 when the control signal for the light source unit 14-1 is an analog signal having a waveform corresponding to a change over time with respect to a predetermined characteristic of illumination light emitted from the light source unit 14-1, the control unit 15 includes, for example, a phase inversion circuit. You may have.
  • the control unit 15 can generate a control signal for the light source unit 14-2 by inputting a control signal for the light source unit 14-1 to the phase inversion circuit.
  • the control unit 15 may include a delay circuit that delays the input signal by a predetermined delay amount.
  • the control unit 15 can generate a control signal for the light source unit 14-2 by inputting a control signal for the light source unit 14-1 to the delay circuit.
  • the predetermined delay amount can be, for example, 1/4 to 3/4 of the fluctuation period of the illumination light emitted from the light source unit 14-1.
  • control unit 15 performs low-pass filter processing on the signal obtained by inverting the waveform of the control signal for the light source unit 14-1, thereby converting the illumination light modulated as shown in FIG.
  • a control signal for the light source unit 14-2 may be generated so that the unit 14-2 emits.
  • control unit 15 changes the signal value from the maximum value of the light amount of the illumination light for each sampling point. By subtracting, the light amount of the light emitting element included in the light source unit 14-2 is calculated. Then, the control unit 15 generates a digital control signal representing the light amount of the light emitting element included in the light source unit 14-2 at each sampling point.
  • the control unit 15 outputs the generated control signal to the light source unit 14-1 and the light source unit 14-2.
  • FIG. 7 is an operation flowchart of transmission processing by the transmission apparatus 1.
  • the control unit 15 of the transmission device 1 divides information to be transmitted into symbol units (step S101). And the control part 15 sets the period which superimposes a light emission pattern for every symbol (step S102). And the control part 15 determines the light emission pattern according to the value for every symbol (step S103).
  • the control unit 15 generates a control signal for modulating the illumination light of the light source unit 14-1 with a predetermined characteristic according to the light emission pattern for each symbol (step S104).
  • control unit 15 generates a control signal for controlling the light source unit 14-2 (step S105). At that time, the control unit 15 determines that the amplitude of the predetermined characteristic of the light obtained by combining the illumination light from the light source unit 14-1 and the illumination light from the light source unit 14-2 is the illumination light from the light source unit 14-1. A control signal for the light source unit 14-2 is generated so as to be smaller than the amplitude of the predetermined characteristic.
  • the control unit 15 outputs a control signal for the light source unit 14-1 to the light source unit 14-1, and irradiates illumination light on which information transmitted from the light source unit 14-1 is superimposed according to the control signal (Step S15). S106). Further, the control unit 15 outputs a control signal for the light source unit 14-2 to the light source unit 14-2, and modulates illumination light emitted from the light source unit 14-2 in accordance with the control signal (step S107). Then, the control unit 15 ends the transmission process.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the receiving device 2.
  • the receiving device 2 can be, for example, a portable terminal having an imaging unit such as a smartphone or a tablet computer, or a stationary device.
  • the receiving device 2 includes a communication interface unit 21, a storage unit 22, a storage medium access device 23, an imaging unit 24, a user interface unit 25, and a control unit 26.
  • the receiving device 2 obtains an imaging range including at least one of the light source unit 14-1 and the light source unit 14-2 of the transmission device 1 by imaging the imaging unit 24 a plurality of times along a time series at a predetermined imaging rate. By analyzing the plurality of images, the information transmitted by the transmission device 1 is decoded.
  • the communication interface unit 21 includes, for example, a communication interface for connecting the receiving device 2 to a wired or wireless communication network and its control circuit. Then, the communication interface unit 21 transmits the information received from the control unit 26 to another device, for example, a server via the communication network. The communication interface unit 21 passes information received from another device to the control unit 26.
  • the storage unit 22 includes, for example, a read-only nonvolatile semiconductor memory and a readable / writable volatile semiconductor memory. And the memory
  • the storage unit 22 stores various information and programs used by the control unit 26 to perform reception processing. Further, the storage unit 22 may store information transmitted and decoded by the transmission device 1.
  • the storage medium access device 23 is a device that accesses a storage medium 27 such as a magnetic disk, a semiconductor memory card, and an optical storage medium.
  • a storage medium 27 such as a magnetic disk, a semiconductor memory card, and an optical storage medium.
  • the storage medium access device 23 reads a computer program for reception processing, which is stored in the storage medium 27 and executed on the control unit 26, and passes it to the control unit 26.
  • the imaging unit 24 includes, for example, an image sensor formed by a two-dimensional array of solid-state imaging elements having sensitivity to illumination light emitted from the light source units 14-1 and 14-2 of the transmission device 1, such as a CCD or a CMOS, and an image thereof.
  • An imaging optical system that forms an image of the imaging range on the sensor.
  • the receiving device 2 is preferably arranged so that at least one of the light source unit 14-1 and the light source unit 14-2 of the transmission device 1 is included in the imaging range.
  • the imaging unit 24 includes each light source unit to the extent that the region representing the light source unit 14-1 and the region representing the light source unit 14-2 are separated from each other. Is preferably in focus.
  • the imaging unit 24 performs imaging at a predetermined imaging rate (for example, 30 frames / second) while the reception device 2 performs reception processing, and generates an image every time imaging is performed.
  • a predetermined imaging rate for example, 30 frames / second
  • generates is a color image.
  • the imaging unit 24 outputs the image to the control unit 26 every time an image is generated.
  • the user interface unit 25 includes a device such as a touch panel display for a person to operate the receiving apparatus 2 or for the receiving apparatus 2 to display information to the person. Then, the user interface unit 25 outputs an operation signal corresponding to a human operation, for example, an operation signal instructing the start of reception processing to the control unit 26. In addition, the user interface unit 25 displays various information received from the control unit 26 and the image generated by the imaging unit 24. For example, the user interface unit 25 may display the information transmitted from the transmission device 1 decoded by the reception process together with the image generated by the imaging unit 24.
  • the control unit 26 has one or a plurality of processors and its peripheral circuits. And the control part 26 controls the receiver 2 whole. In addition, the control unit 26 performs frequency analysis on the plurality of images generated along the time series by the imaging unit 24 and decodes information transmitted from the transmission device 1.
  • FIG. 9 is a functional block diagram of the control unit 26 relating to reception processing.
  • the control unit 26 includes a dividing unit 31, a feature extracting unit 32, and a decoding unit 33.
  • Each of these units included in the control unit 26 is, for example, a software module realized by a computer program that operates on a processor included in the control unit 26.
  • these units included in the control unit 26 may be implemented in the receiving device 2 as firmware that realizes the functions of the units.
  • these units included in the control unit 26 may be implemented as, for example, a web application that operates on a web browser.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram of reception processing. Assuming that the light source units 14-1 and 14-2 of the transmission apparatus 1 are shown in each image, the pixel value included in the area where the light source unit 14-1 is represented is a characteristic of the light emitted by the light source unit 14-1. Affected by changes. Similarly, the pixel value included in the area where the light source unit 14-2 is represented is affected by a change in the characteristics of light emitted from the light source unit 14-2. Therefore, the dividing unit 31 divides the images 1000-1, 1000-2, 1000-3,..., 1000-n generated by the imaging unit 24 into a plurality of partial areas.
  • the feature extraction unit 32 extracts a feature amount 1002 representing the modulated characteristics of light emitted from the light source unit 14-1 and the light source unit 14-2 from each partial region.
  • the decoding unit 33 selects two partial regions 1011 and 1012 in which the light source unit 14-1 or the light source unit 14-2 is represented based on the feature amount 1002 extracted from each image. Then, the decoding unit 33 specifies the light emission pattern 1003 based on the temporal change of the feature amount 1002 of at least one of the two selected partial regions 1011 and 1012. Then, the decoding unit 33 decodes the symbol value corresponding to the light emission pattern 1003.
  • the dividing unit 31 divides each image into a plurality of partial areas. For example, the dividing unit 31 may divide each image into 2 to 4 in the horizontal direction and the vertical direction.
  • the dividing unit 31 passes information representing each partial area of each image (for example, the position of the boundary between the partial areas) to the feature extracting unit 32.
  • the feature extraction unit 32 is characterized by the characteristics of the illumination light from the light source unit 14-1 that changes in time series in accordance with the feature amount representing the modulated characteristics of the illumination light, that is, the light emission pattern, from each partial region of each image. Is extracted. For example, when the modulated characteristic is the amount of light per unit time, the feature extraction unit 32 extracts the average value or the median value of the luminance values of the pixels in each partial region as the feature amount. When the modulated characteristic is a luminescent color, the feature extraction unit 32 converts the value of each pixel in each partial region into a value in the YUV color space or HLS color space, and the color component (for example, The average value or median value of the U component, V component, or hue) is calculated as the feature amount.
  • the modulated characteristic is the amount of light per unit time
  • the feature extraction unit 32 converts the value of each pixel in each partial region into a value in the YUV color space or HLS color space, and the color component (for example, The average value or median
  • the feature extraction unit 32 converts the value of each pixel of the image into the value of the YUV color space or the HLS color space.
  • the average value or median value of the color components can be calculated by converting to.
  • the feature amount is not limited to the above example, and the feature extraction unit 32 may use various feature amounts that change in time series according to the characteristics of the modulated light, for example, luminance values in a partial region or specific color components. May be extracted as a feature amount.
  • the feature extraction unit 32 may extract an average value in a partial area of a difference value between pixel values of pixels located at the same position between two temporally continuous images as a feature amount.
  • the feature extraction unit 32 passes the feature amount for each partial region of each image to the decoding unit 33.
  • the decoding unit 33 identifies the light emission pattern from the change in the time series order of the feature amount extracted for each partial region, and decodes the symbol value corresponding to the light emission pattern.
  • the temporal variation of the feature amount of the partial region in which the light source unit 14-1 is reflected Has a frequency component in the time axis direction corresponding to the fluctuation period of the illumination light.
  • the frequency component of the feature amount in the time axis direction includes a specific frequency component corresponding to the sine wave. Is included.
  • the temporal variation of the feature amount has a frequency component in the time axis direction corresponding to the variation period of the illumination light from the light source unit 14-2.
  • the decoding unit 33 arranges the feature quantities extracted from the partial areas in a time-series order for each of the plurality of images included in the period of interest having the same length as the period corresponding to one symbol. Create Then, the decoding unit 33 performs a Fourier transform on the one-dimensional vector. Then, the decoding unit 33 selects a partial region including the spectrum of the frequency corresponding to the fluctuation period of the illumination light from the obtained frequency component as the partial region where the light source unit 14-1 or the light source unit 14-2 is represented.
  • the decoding unit 33 extracts a modulation component of illumination light having a value corresponding to the light emission pattern with respect to the modulated characteristic, based on the temporal change of the feature amount in the target period for one of the selected partial regions.
  • the modulation component having a value corresponding to the light emission pattern with respect to the modulated characteristic is, for example, an amplitude level, a phase, a frequency, or a combination thereof.
  • the decoding unit 33 can obtain the amplitude level by calculating the difference between the maximum value and the minimum value of the feature amount within the period of interest.
  • the decoding unit 33 may obtain the variation period of the feature amount within the period of interest. Furthermore, if the modulation component is a phase, the decoding unit 33 may specify the phase based on the time from the start of the period of interest until the extreme value of the feature amount is obtained.
  • the decoding unit 33 performs, for each image, between the two selected partial areas. A difference value between feature quantities may be obtained. Then, the decoding unit 33 may extract a modulation component having a value corresponding to the light emission pattern based on the difference value. In the above difference value, the amplitude level of the modulated characteristic is emphasized twice, so that the decoding unit 33 uses the difference value to more accurately specify the modulation component having a value corresponding to the light emission pattern. It becomes possible to extract.
  • the decoding unit 33 may extract a modulation component having a value corresponding to the light emission pattern for the partial region.
  • the decoding unit 33 performs the above processing while shifting the target period by one frame along the time series, and extracts a modulation component having a value corresponding to the light emission pattern for each target period.
  • the extracted modulation component value is one, so the decoding unit 33 converts the single value into the light emission pattern.
  • the modulation component may have a value corresponding to.
  • the decoding unit 33 may set the subsequent period of interest based on the period of interest.
  • the decoding unit 33 extracts a modulation component (for example, amplitude level, frequency, or phase) having a value corresponding to the light emission pattern for each period of interest.
  • the decoding unit 33 may specify the light emission pattern by a method other than the above method.
  • the decoding unit 33 may specify a light emission pattern by obtaining a difference value of a feature amount between temporally continuous images within a period of interest and examining increase / decrease in the feature amount based on the difference value. .
  • the decoding unit 33 arranges the extracted modulation components in time series. As described above, when the information to be transmitted includes a predetermined symbol sequence as a preamble, the decoding unit 33 determines a portion that matches the symbol sequence corresponding to the preamble from the sequence of extracted modulation components. Identify. And the decoding part 33 should just match
  • the transmitted information includes an error detection code such as CRC
  • the decoding unit 33 uses the error detection code so that the error of the symbol is minimized and the extracted modulation component and the symbol Values may be associated.
  • the decoding unit 33 may obtain a symbol value corresponding to the extracted modulation component with reference to a reference table representing a correspondence relationship between the extracted modulation component and the symbol value.
  • the reference table is stored in advance in the storage unit 22, for example.
  • the second illumination light from the light source unit 14-2 is inverted with respect to the first illumination light from the light source unit 14-1, or The phase may be shifted from the inverted one.
  • the decoding unit 33 extracts a modulation component having a value corresponding to the light emission pattern for either the partial region where the light source unit 14-1 is represented or the partial region where the light source unit 14-2 is represented. May be.
  • the modulation component having a value corresponding to the light emission pattern is an amplitude level or a frequency
  • the decoding unit 33 can be used from either the partial region where the light source unit 14-1 is represented or the partial region where the light source unit 14-2 is represented.
  • the decoding unit 33 determines whether or not a sequence of phase values corresponding to a symbol sequence of a preamble of information to be transmitted is included in the extracted phases arranged in time series. If the extracted phase sequence arranged in time series includes a sequence of phase values corresponding to the symbol sequence of the preamble, it is transmitted based on the partial region in which the light source unit 14-1 is represented. The symbol sequence is decoded.
  • the decoding unit 33 may output information corresponding to the symbol string decoded from the extracted phases arranged in time series.
  • the extracted phases arranged in time series include an inverted version of the phase value corresponding to the symbol string of the preamble of the transmitted information
  • the light source unit 14-2 displays The transmitted symbol sequence is decoded based on the partial area. Therefore, the decoding unit 33 only has to decode the symbol sequence for the information transmitted from the time series arranged after inverting the extracted phase value.
  • the decoding unit 33 may decode a symbol string for information to be transmitted based on the other partial area.
  • the control unit 26 outputs the decrypted information to another device via the communication interface unit 21. Or the control part 26 performs the process according to the decoded information. For example, if the decrypted information is information for instructing activation of a predetermined application, the control unit 26 activates the application. Alternatively, the control unit 26 may display the decrypted information on the user interface unit 25.
  • FIG. 11 is an operation flowchart of reception processing executed by the reception device 2. Note that in this operation flowchart, the control unit 26 decodes information to be transmitted using a difference in feature amount between two partial areas representing the light source units 14-1 and 14-2.
  • the dividing unit 31 of the control unit 26 divides each image into a plurality of partial areas (step S201). Then, the feature extraction unit 32 of the control unit 26 extracts a feature amount representing the characteristic of the light modulated for each partial region (step S202).
  • the decoding unit 33 detects the spectrum having the variation period of the light emission pattern by performing frequency analysis on the feature amount of the partial region at the same position for each period of interest including a plurality of sets of images included in the period corresponding to one symbol. (Step S203). Then, the decoding unit 33 selects two partial regions including a spectrum having a light emission pattern variation period (step S204).
  • the decoding unit 33 calculates a difference in feature amount between the two selected partial areas for each image within the period of interest (step S205). And the decoding part 33 decodes the value of the symbol corresponding to a light emission pattern based on the time change of the difference of a feature-value for every attention period, and decodes the transmitted information (step S206). Then, the control unit 26 ends the reception process.
  • this communication system receives the information by modulating the illumination light emitted from one of the two light source units included in the transmission device according to the information to be superimposed on a predetermined characteristic. Can be transmitted to the device. Then, the transmission device transmits so that the amplitude level for the characteristic of the light obtained by combining the illumination light from the two light source units is smaller than the amplitude level for the predetermined characteristic of the light on which the information is superimposed.
  • the illumination light emitted from the other of the two light source units included in the apparatus is modulated. Thereby, flickering due to modulation of illumination light is suppressed.
  • this communication system can suppress flickering due to modulation of illumination light, the amplitude level in the modulation can be increased. As a result, the receiving device can easily characterize transmitted information corresponding to the modulation of the illumination light. Therefore, the transmission device in this communication system can accurately transmit information superimposed on the illumination light to the reception device.
  • the receiving device may include a terminal having an imaging unit and another device connected to the terminal via a communication network, such as a server.
  • the terminal may transmit the image to a server via a communication network together with identification information for identifying the terminal, for example, the IP address of the terminal.
  • the processor of a server may perform each process of the control part of the receiver by said embodiment, and may decode the information transmitted from the transmitter. Further, the server may return the decrypted information to the terminal with reference to the identification information for specifying the terminal.
  • the processor of the terminal may extract the feature amount for each partial region by performing the processing of the dividing unit 31 and the processing of the feature extracting unit 32 on the image. And a terminal may transmit the feature-value for every partial area extracted from each image to a server via a communication network with the identification information for specifying a terminal.
  • the processor of the server may decode the information transmitted from the transmission device by executing the processing of the decoding unit 33 of the reception device according to the above-described embodiment.
  • the control unit of the receiving apparatus may perform tracking processing using an optical flow or the like, and specify a partial region in which the light source unit is captured among a plurality of images arranged in time series.
  • the control part of a receiver may perform the process of a decoding part using the feature-value extracted from the partial area
  • the control unit 26 of the reception device 2 detects an area where the light source unit is represented from each image. Also good. At that time, the receiving apparatus may detect the region where the light source unit is represented from each image by using, for example, template matching or a discriminator previously learned to detect the light source unit.
  • the control unit 26 of the reception device 2 may detect a pixel having the highest luminance on the image and set a predetermined region centered on the detected pixel as one partial region. Then, the control unit 26 may detect a pixel having the highest luminance other than the partial region, and set a predetermined region centered on the detected pixel as another partial region.
  • the predetermined area can be, for example, a circular area whose radius is the distance to a pixel whose predetermined value luminance value decreases with respect to the luminance value of the central pixel.
  • the control unit 26 can specify the partial region where the light source unit 14-1 is represented and the partial region where the light source unit 14-2 is represented.
  • the dividing unit 31 may be omitted.
  • a computer program that causes a computer to realize each function of the control unit of the transmission device according to the above-described embodiment or modification may be provided in a form recorded on a computer-readable medium.
  • a computer program that causes a computer to realize the functions of the control unit of the receiving device according to the above-described embodiment or modification may be provided in a form recorded on a computer-readable medium.

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Abstract

光の所定の特性について、発する光を時系列に沿って変調可能な第１の光源部と、所定の特性について、発する光を時系列に沿って変調可能な第２の光源部と、所定の特性について、伝送する情報に応じて第１の光源部から発する光を時系列に沿って変調させるよう第１の光源部を制御し、かつ、第１の光源部から発した光と第２の光源部から発した光とが合成された光の所定の特性についての振幅が、第１の光源部から発した光の所定の特性についての振幅よりも小さくなるように、所定の特性について第２の光源部から発する光を時系列に沿って変調させるように第２の光源部を制御する制御部とを有する。

Description

送信装置、受信装置、通信システム、送信方法、受信方法および送信用コンピュータプログラムならびに受信用コンピュータプログラム
　本発明は、例えば、光を利用して情報を伝送する通信システム及びそのような通信システムで利用される送信装置、受信装置、送信方法、受信方法および送信用コンピュータプログラムならびに受信用コンピュータプログラムに関する。
　従来より、照明光源として発光ダイオード(Light Emitting Diode, LED)が広く利用されている。LEDは、白熱電球または蛍光灯と比較して、応答速度が速いという特徴を有する。この特徴を利用して、LEDを明滅させることでLEDから発する光に情報を重畳して通信を行う可視光通信技術が研究されている。特に、照明光に伝送する情報を重畳する技術は、照明光通信とも呼ばれる。
　可視光通信は、電波の使用が制限されている場所での通信用途、室内など光が届く範囲に限定した情報配布、または、Intelligent Transport Systems(ITS)などでの利用が検討されている。
　可視光通信において、情報を光に重畳するための光の変調方式として、例えば、オンオフキーイング方式、パルス位置変調方式及び反転パルス位置変調方式が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。オンオフキーイング方式では、伝送される情報の値に基づいて光の輝度自体が設定される。一方、パルス位置変調方式及び反転パルス位置変調方式では、時間方向の一定区間（例えば、フレームと呼ばれる）が複数のサブ区間（例えば、スロットと呼ばれる）に分割され、伝送される情報の値に基づいて、発光または消灯するサブ区間が設定される。
　また、送信信号が出力される期間とダミー信号が出力される期間を通した光源の光出力の平均値が非通信時の光出力の平均値となるようにダミー信号を生成して、通信時と非通信時との間の輝度変化を低減する技術が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
特開２００４－６４４６５号公報 特開２０１０－１４１３９３号
　上記のような光の変調方式の何れが採用される場合でも、可視光通信技術には、光に重畳された情報が送信装置から受信装置へ正確に伝送されることが求められる。
　一つの側面では、本発明は、光に重畳された情報を正確に受信装置へ伝送できることが可能な送信装置を提供することを目的とする。
　一つの実施形態によれば、送信装置が提供される。この送信装置は、光の所定の特性について、発する光を時系列に沿って変調可能な第１の光源部と、所定の特性について、発する光を時系列に沿って変調可能な第２の光源部と、所定の特性について、伝送する情報に応じて第１の光源部から発する光を時系列に沿って変調させるよう第１の光源部を制御し、かつ、第１の光源部から発した光と第２の光源部から発した光とが合成された光の所定の特性についての振幅が、第１の光源部から発した光の所定の特性についての振幅よりも小さくなるように、所定の特性について第２の光源部から発する光を時系列に沿って変調させるように第２の光源部を制御する制御部とを有する。
　また、他の実施形態によれば、受信装置が提供される。この受信装置は、所定の撮影周期で送信装置の第１の光源部及び第２の光源部を含む撮影範囲を撮影することで複数の画像を生成する撮像部と、複数の画像のそれぞれについて、第１の光源部が表された領域から、第１の光源部が発する光の所定の特性についての伝送される情報に応じた時系列に沿った変調を表す第１の特徴量を抽出し、複数の画像のそれぞれについて、第２の光源部が表された領域から、第２の光源部が発する光の所定の特性についての変調を表す第２の特徴量を抽出し、複数の画像のそれぞれについて、第１の特徴量と第２の特徴量の差分を算出し、複数の画像のそれぞれから算出された特徴量の差分の時系列順での変化から伝送される情報を復号するように構成された制御部とを有する。
　さらに他の実施形態によれば、送信装置と受信装置とを有する通信システムが提供される。この通信システムにおいて、送信装置は、光の所定の特性について、発する光を時系列に沿って変調可能な第１の光源部と、所定の特性について、発する光を時系列に沿って変調可能な第２の光源部と、所定の特性について、伝送する情報に応じて第１の光源部から発する光を時系列に沿って変調させるよう第１の光源部を制御し、かつ、第１の光源部から発した光と第２の光源部から発した光とが合成された光の所定の特性についての振幅が、第１の光源部から発した光の所定の特性についての振幅よりも小さくなるように、所定の特性について第２の光源部から発する光を時系列に沿って変調させるように第２の光源部を制御する制御部とを有する。また受信装置は、所定の撮影周期で第１の光源部と第２の光源部を含む撮影範囲を撮影することで複数の画像を生成する撮像部と、複数の画像のそれぞれについて、第１の光源部が表された領域から、第１の光源部が発する光の所定の特性についての伝送される情報に応じた時系列に沿った変調を表す第１の特徴量を抽出し、複数の画像のそれぞれについて、第２の光源部が表された領域から、第２の光源部が発する光の所定の特性についての変調を表す第２の特徴量を抽出し、複数の画像のそれぞれについて、第１の特徴量と第２の特徴量の差分を算出し、複数の画像のそれぞれから算出された特徴量の差分の時系列順での変化から伝送される情報を復号するように構成された制御部とを有する。
　さらに他の実施形態によれば、送信方法が提供される。この送信方法は、伝送する情報に応じて送信装置の第１の光源部から発する光の所定の特性を時系列に沿って変調させるよう第１の光源部を制御し、第１の光源部から発した光と送信装置の第２の光源部から発した光とが合成された光の所定の特性についての振幅が、第１の光源部から発した光の所定の特性についての振幅よりも小さくなるように、所定の特性について第２の光源部から発する光を時系列に沿って変調させるように第２の光源部を制御することを含む。
　さらに他の実施形態によれば、受信方法が提供される。この受信方法は、撮像部により、所定の撮影周期で、送信装置の第１の光源部及び第２の光源部を含む撮影範囲を撮影することにより複数の画像を生成し、複数の画像のそれぞれについて、第１の光源部が表された領域から、第１の光源部が発する光の所定の特性についての伝送される情報に応じた時系列に沿った変調を表す第１の特徴量を抽出し、複数の画像のそれぞれについて、第２の光源部が表された領域から、第２の光源部が発する光の所定の特性についての変調を表す第２の特徴量を抽出し、複数の画像のそれぞれについて、第１の特徴量と第２の特徴量の差分を算出し、複数の画像のそれぞれから算出された特徴量の差分の時系列順での変化から伝送される情報を復号することを含む。
　さらに他の実施形態によれば、送信装置の制御部に実行させるためのコンピュータプログラムが提供される。このコンピュータプログラムは、伝送する情報に応じて送信装置の第１の光源部から発する光の所定の特性を時系列に沿って変調させるよう第１の光源部を制御し、第１の光源部から発した光と送信装置の第２の光源部から発した光とが合成された光の所定の特性についての振幅が、第１の光源部から発した光の所定の特性についての振幅よりも小さくなるように、所定の特性について第２の光源部から発する光を時系列に沿って変調させるように第２の光源部を制御することを送信装置の制御部に実行させるための命令を含む。
　さらに他の実施形態によれば、受信装置の制御部に実行させるためのコンピュータプログラムが提供される。このコンピュータプログラムは、撮像部により所定の撮影周期で生成された、送信装置の第１の光源部及び第２の光源部を含む撮影範囲が写った複数の画像のそれぞれについて、第１の光源部が表された領域から、第１の光源部が発する光の所定の特性についての伝送される情報に応じた時系列に沿った変調を表す第１の特徴量を抽出し、複数の画像のそれぞれについて、第２の光源部が表された領域から、第２の光源部が発する光の所定の特性についての変調を表す第２の特徴量を抽出し、複数の画像のそれぞれについて、第１の特徴量と第２の特徴量の差分を算出し、複数の画像のそれぞれから算出された特徴量の差分の時系列順での変化から伝送される情報を復号することを受信装置の制御部に実行させるための命令を含む。
　本明細書に開示された送信装置は、光に重畳された情報を正確に受信装置へ伝送することができる。
図１は、一つの実施形態による通信システムの概略構成図である。 図２は、送信装置の概略構成図である。 図３は、伝送される情報が重畳される、一方の光源による第１の照明光の時間変化と、他方の光源による第２の照明光の時間変化との関係の一例を示す図である。 図４は、伝送される情報が重畳される、一方の光源による第１の照明光の時間変化と、他方の光源による第２の照明光の時間変化との関係の他の一例を示す図である。 図５は、伝送される情報が重畳される、一方の光源による第１の照明光の時間変化と、他方の光源による第２の照明光の時間変化との関係のさらに他の一例を示す図である。 図６は、伝送される情報が重畳される、一方の光源による第１の照明光の時間変化と、他方の光源による第２の照明光の時間変化との関係のさらに他の一例を示す図である。 図７は、送信処理の動作フローチャートである。 図８は、図１に示された通信システムで利用される受信装置の概略構成図である。 図９は、受信装置の制御部の機能ブロック図である。 図１０は、受信処理の概念図である。 図１１は、受信処理の動作フローチャートである。
　以下、図を参照しつつ、通信システム及び通信システムで利用される送信装置及び受信装置について説明する。この通信システムでは、送信装置は、光源部から発する照明光に、受信装置へ伝送する情報を重畳する。
　発明者は、送信装置が有する光源部を受信装置の撮像部で直接撮影すると、光源部周辺の明るさに合わせて撮像部の露出が自動的に補正されることにより、撮像部により生成された画像上で光源部が表された領域の輝度値が飽和することがあることに気付いた。画像上で光源部が表された領域の輝度値が飽和すると、信号の重畳による輝度などの時間的な変化が画像上で再現されなくなる。その結果として、受信装置は、照明光に重畳された情報を復調できず、情報が正確に伝送されない。
　一方、このような不具合を避けるために、伝送される情報に応じた輝度などの変化の振幅を大きくすると、照明光のちらつきが人に知覚され易くなってしまう。
　そこで、この送信装置は、二つの光源部を有し、一方の光源部から発する第１の照明光を、所定の特性について重畳する情報に応じて変調する。また、この送信装置は、二つの光源部のそれぞれから発する照明光が合成された光のその所定の特性についての振幅が、第１の照明光のその所定の特性についての振幅よりも小さくなるように、他方の光源部から発する第２の照明光を変調する。これにより、この送信装置は、照明光のチラつきを抑制しつつ、受信装置へ情報を正確に伝送することを可能とする。
　図１は、一つの実施形態による通信システムの概略構成図である。通信システム１００は、送信装置１と受信装置２とを有する。そして送信装置１は、自装置が有する二つの光源部の少なくとも一方が発する照明光に伝送する情報を重畳する。一方、受信装置２は、撮像部を有し、その撮像部で送信装置１の二つの光源部の少なくとも一方を含む撮影範囲を時系列的に連続して撮影して得られる、時系列に並んだ複数の画像から光に重畳された情報を復号する。なお、この例では、通信システム１００は、一つの受信装置２のみを含んでいるが、通信システム１００に含まれる受信装置２の台数は１台に限られない。通信システム１００は、複数の受信装置２を含んでもよい。
　図２は、送信装置１の概略構成図である。送信装置１は、通信インターフェース部１１と、記憶部１２と、記憶媒体アクセス装置１３と、二つの光源部１４－１、１４－２と、制御部１５とを有する。送信装置１は、通信インターフェース部１１または記憶媒体アクセス装置１３を介して取得した、あるいは、記憶部１２に予め記憶された伝送すべき情報を、二つの光源部１４－１、１４－２のうちの少なくとも一方が発する照明光に重畳してその情報を送信する。
　通信インターフェース部１１は、例えば、送信装置１を、有線または無線の通信ネットワークに接続するための通信インターフェース及びその制御回路を有する。そして通信インターフェース部１１は、他の装置から、通信ネットワークを介して受信した情報を制御部１５へ渡す。
　記憶部１２は、例えば、読み出し専用の不揮発性の半導体メモリと読み書き可能な揮発性の半導体メモリとを有する。そして記憶部１２は、例えば、通信インターフェース部１１を介して取得した、または、記憶媒体アクセス装置１３から読み込んだ、伝送すべき情報を記憶する。また記憶部１２は、制御部１５が送信処理を行うために利用する各種の情報及びプログラムを記憶する。例えば、記憶部１２は、シンボル値ごとに、そのシンボル値に対応する発光パターンを表すデータを記憶する。発光パターンを表すデータは、例えば、その発光パターンに応じた光源部１４－１からの光の制御開始時点における発光パターンの位相、周期、変調される光の特性の最大値及び最小値に相当する発光色または光量などを含む。また、伝送すべき情報が固定である場合には、記憶部１２は、予め、その情報に含まれる各シンボルの発光パターンを表すデータを記憶していてもよい。
　記憶媒体アクセス装置１３は、例えば、磁気ディスク、半導体メモリカード及び光記憶媒体といった記憶媒体１６にアクセスする装置である。記憶媒体アクセス装置１３は、例えば、記憶媒体１６に記憶された、制御部１５上で実行される、送信処理用のコンピュータプログラムあるいは伝送すべき情報を読み込み、制御部１５に渡す。
　光源部１４－１、１４－２のそれぞれは、発光する照明光の所定の特性について、照明光を時系列に沿って変調させることが可能な少なくとも一つの発光素子と、駆動回路とを有する。駆動回路は、制御部１５からの制御信号に応じて、所定の特性についてその少なくとも一つの発光素子から発する光を時系列に沿って変調するよう、その少なくとも一つの発光素子を駆動する。
　変調される所定の特性は、例えば、発光色とすることができる。この場合、光源部１４－１は、例えば、発光色が互いに異なる少なくとも２種類の発光素子、例えば、赤色LED、緑色LED及び青色LEDのうちの少なくとも２種類を有する。そして各発光素子が発する光量の比率が時系列に沿って変化することで光源部１４－１が発する光の色も時系列に沿って変化する。あるいは、光源部１４－１は、発光色そのものを変調可能な少なくとも一つの発光素子を有してもよい。発光色そのものを変調可能な発光素子は、例えば、蛍光灯のように複数の波長を含む光を発する発光素子と、アレイ状に配置されたカラーフィルタを有する液晶パネルのように、光の波長ごとの透過率を調整できる光変調素子との組み合わせとすることができる。
　あるいは、変調される所定の特性は、単位時間当たりの光量であってもよい。この場合、光源部１４－１は、光量を時系列に沿って変更可能な少なくとも一つの発光素子、例えば、白色LEDあるいは有機エレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence, EL)素子を有する。
　あるいはまた、変調される所定の特性は、発光色と光量の組み合わせであってもよい。
　光源部１４－１は、制御部１５からの制御信号に従って、所定の特性について、照明光を、伝送する情報に含まれるシンボルの値に応じた発光パターンに従って時系列で変調することで、光源部１４－１から発する照明光に情報を重畳する。
　光源部１４－２も、光源部１４－１と同様の構成を有するものとすることができる。ただし、光源部１４－１からの照明光と光源部１４－２からの照明光が合成された光の所定の特性についての振幅が、光源部１４－１からの照明光のその所定の特性についての振幅よりも小さくなるように、光源部１４－２は、制御部１５により制御される。
　なお、光源部１４－１と光源部１４－２とは、例えば、一つの設置用器具内に所定の間隔を空けて並べて配置される。あるいは、光源部１４－１と光源部１４－２とは、それぞれ、互いに異なる設置用器具内に設けられてもよい。そして光源部１４－１が設けられた設置用器具と、光源部１４－２が設けられた設置用器具とは、互いに異なる位置（例えば、照明対象となる部屋の天井の一方の端部側と他方の端部側）に設けられてもよい。何れの場合でも、光源部１４－１が照明対象とする領域と、光源部１４－２が照明対象とする領域とは、互いに対して少なくとも部分的に重なるように、光源部１４－１と光源部１４－２は設置されることが好ましい。これにより、光源部１４－１と光源部１４－２の両方によって照明される領域では、ちらつきが抑制される。
　制御部１５は、一つまたは複数のプロセッサと、その周辺回路とを有する。そして制御部１５は、送信装置１全体を制御する。制御部１５は、通信インターフェース部１１を介して、あるいは、記憶媒体アクセス装置１３から伝送すべき情報を受け取った場合、その情報を一旦記憶部１２に記憶する。そして制御部１５は、送信処理を実行する場合、伝送すべき情報を記憶部１２から読み込み、その情報をシンボル単位で分割する。そして制御部１５は、シンボルごとに、そのシンボルの値に応じた発光パターンを表すデータを記憶部１２から読み込み、その発光パターンに応じて発する光の所定の特性を時系列に沿って変化させるように光源部１４－１を制御する。さらに、制御部１５は、光源部１４－１からの照明光と光源部１４－２からの照明光が合成された光の所定の特性についての振幅が、光源部１４－１からの照明光のその所定の特性についての振幅よりも小さくなるように、光源部１４－２を制御する。
　なお、送信処理を実行するタイミングは予め設定されていてもよい。あるいは、図示しないユーザインターフェース部からの操作によって、あるいは、通信インターフェース部１１を介して受信した、他の装置からの送信処理の開始指示信号に応じて、制御部１５は、送信処理を開始してもよい。あるいはまた、制御部１５は、一定周期ごとに、送信処理を繰り返し実行してもよい。
　以下、二つの光源部１４－１、１４－２の制御について詳述する。なお、以下では、説明の便宜上、伝送すべき情報が重畳される、光源部１４－１から発した照明光を第１の照明光と呼ぶ。一方、光源部１４－２から発した照明光を第２の照明光と呼ぶ。
　図３は、光源部１４－１による第１の照明光の時間変化と、光源部１４－２による第２の照明光の時間変化の関係の一例を示す図である。図３の各グラフにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は照明光の変調対象となる特性（例えば、発光色あるいは光量）を表す。
　図３の左上のグラフにおいて、曲線３０１は、第１の照明光についての時間と特性の関係を表す。また図３の左下のグラフにおいて、曲線３０２は、第２の照明光についての時間と特性の関係を表す。さらに、図３の右側のグラフにおいて、直線３０３は、第１の照明光と第２の照明光とが合成された光についての時間と特性の関係を表す。曲線３０１及び曲線３０２に示されるように、第１の照明光及び第２の照明光のそれぞれは、中心をＡとし、振幅ａで変調される。そして第２の照明光は、変調対象となる特性について、第１の照明光に対して反転される。したがって、直線３０３に示されるように、第１の照明光と第２の照明光とが合成された光は、その特性値が２Ａの一定値となり、時間的に変化しない。そのため、その合成光で照明される領域では、情報の伝送に応じた照明光の変調によるちらつきが抑制される。
　なお、第２の照明光は、第１の照明光に対して完全に反転していなくてもよい。
　図４は、光源部１４－１による第１の照明光の時間変化と、光源部１４－２による第２の照明光の時間変化の関係の他の一例を示す図である。図４の各グラフにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は照明光の変調対象となる特性を表す。
　図４の左上のグラフにおいて、曲線４０１は、第１の照明光についての時間と特性の関係を表す。また図４の左下のグラフにおいて、曲線４０２は、第２の照明光についての時間と特性の関係を表す。さらに、図４の右側のグラフにおいて、曲線４０３は、第１の照明光と第２の照明光とが合成された光についての時間と特性の関係を表す。
　曲線４０１及び曲線４０２に示されるように、第１の照明光及び第２の照明光のそれぞれは、中心をＡとし、振幅ａで変調される。ただしこの例では、第２の照明光は、変調対象となる特性について、第１の照明光に対して完全に反転した状態から遅延量θだけ遅れている。したがって、第１の照明光と第２の照明光とは互いに完全に打ち消し合うことはなく、曲線４０３に示されるように、第１の照明光と第２の照明光とが合成された光も、ある程度の振幅を持つ。ただし、その合成された光の振幅ａ’は、第１の照明光の振幅ａよりも小さくなる。そのため、この変形例でも、合成光で照明される領域では、情報の伝送に応じた照明光の変調によるちらつきが抑制される。
　なお、遅延量θは、例えば、第１の照明光及び第２の照明光のそれぞれが正弦波状に変調される場合、その正弦波の周期の±1/4以内（すなわち、第１の照明光の位相に対する第２の照明光の位相のずれが90°～270°の範囲内）となることが好ましい。これ以上遅延量θが大きくなると、逆に第１の照明光と第２の照明光とが強め合うことになることがあるためである。
　図５は、光源部１４－１による第１の照明光の時間変化と、光源部１４－２による第２の照明光の時間変化の関係のさらに他の一例を示す図である。図５の各グラフにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は照明光の変調対象となる特性を表す。
　図５の左上のグラフにおいて、曲線５０１は、第１の照明光についての時間と特性の関係を表す。また図５の左下のグラフにおいて、曲線５０２は、第２の照明光についての時間と特性の関係を表す。さらに、図５の右側のグラフにおいて、曲線５０３は、第１の照明光と第２の照明光とが合成された光についての時間と特性の関係を表す。
　曲線５０１及び曲線５０２に示されるように、第１の照明光及び第２の照明光のそれぞれは、中心をＡとし、振幅ａで変調される。ただしこの例では、第２の照明光は、変調対象となる特性について、第１の照明光よりも変調周期が長くなっている。したがって、第１の照明光と第２の照明光とは互いに完全に打ち消し合うことはなく、曲線５０３に示されるように、第１の照明光と第２の照明光とが合成された光も、ある程度の振幅を持つ。ただし、その合成された光の振幅ａ’は、第１の照明光の振幅ａよりも小さくなる。そのため、この変形例でも、合成光で照明される領域では、情報の伝送に応じた照明光の変調によるちらつきが抑制される。またこの例では、第２の照明光の変調が緩やかになっているので、第１の照明光の発光タイミングと第２の照明光の発光タイミングにある程度のずれが生じても、送信装置１は、第１の照明光の振幅よりも合成された光の振幅を小さくできる。
　また、第１の照明光及び第２の照明光は、パルス幅またはパルス高さの少なくとも一方についてパルス変調されてもよい。
　図６は、光源部１４－１による第１の照明光の時間変化と、光源部１４－２による第２の照明光の時間変化の関係のさらに他の一例を示す図である。図６の各グラフにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は照明光の変調対象となる特性を表す。
　図６の左上のグラフにおいて、折線６０１は、第１の照明光についての時間と特性の関係を表す。また図６の左下のグラフにおいて、折線６０２は、第２の照明光についての時間と特性の関係を表す。さらに、図６の右側のグラフにおいて、直線６０３は、第１の照明光と第２の照明光とが合成された光についての時間と特性の関係を表す。
　折線６０１及び折線６０２に示されるように、第１の照明光及び第２の照明光のそれぞれは、中心をＡとし、振幅ａ（パルス高さ２ａ）を持つパルスによりパルス幅変調される。ただしこの例では、図３に示される例と同様に、第２の照明光は、変調対象となる特性について、第１の照明光に対して完全に反転されている。したがって、第１の照明光と第２の照明光とは互いに打ち消し合い、直線６０３に示されるように、第１の照明光と第２の照明光とが合成された光は、その特性値が２Ａの一定値となり、時間的に変化しない。そのため、その合成光で照明される領域では、情報の伝送に応じた照明光の変調によるちらつきが抑制される。
　次に、光源部１４－１から発する照明光への情報の重畳について説明する。
　制御部１５は、例えば、伝送すべき情報を、１～複数のビットを持つビット列単位で分割し、各ビット列を、それぞれ、一つのシンボルとする。制御部１５は、シンボルの値に応じた発光パターンを表すデータを記憶部１２から読み込む。そして制御部１５は、シンボルごとに所定長を持つ期間を設定する。制御部１５は、その期間において、１～数周期分、光源部１４－１にシンボル値に応じた発光パターンを繰り返させる。
　なお、発光パターンは、例えば、時間経過に伴って照明光の特性が正弦波状に変化する周期的な変動パターンとすることができる。発光パターンは、この例に限られず、例えば、光の特性が三角形状、あるいは矩形パルス状に周期的に変動するパターンであってよい。
　発光パターンの１周期の長さは、例えば、受信装置２が有する撮像部の撮影レートでも、受信装置２がその発光パターンを再現できるように、その撮影レートの逆数の数倍に設定される。例えば、受信装置２の撮影レートが30フレーム／秒である場合、発光パターンの１周期の長さは、例えば、100ミリ秒～1秒に設定される。
　なお、後述するように、照明光の変調方式として、位相変調方式が採用される場合において、制御部１５は、光源部１４－２から発する照明光を光源部１４－１から発する照明光に対して反転させたとする。この場合、光源部１４－１から発する照明光に重畳されたシンボル列に対して、光源部１４－２から発する照明光は、反転されたシンボル列を表すことになる。そのため、受信装置２は、光源部１４－１からの照明光から復調されるシンボル列と光源部１４－２からの照明光から復調されるシンボル列の何れが伝送される情報を表しているのかを判別できない。
　そこで、制御部１５は、伝送すべき情報の所定の位置、例えば、先頭に、プリアンブルとして、所定のシンボル列（例えば、'11110000'）を含めてもよい。これにより、受信装置２は、照明光のそれぞれについて、復調されたシンボル列に含まれるプリアンブルを確認することで、伝送される情報を特定できる。
　あるいは、制御部１５は、伝送すべき情報に、巡回冗長検査(Cyclic Redundancy Check, CRC)符号といった、誤り検出符号を含めてもよい。制御部１５が、これらのシンボル列及び誤り検出符号を伝送すべき情報に含めることで、受信装置２は、伝送された情報を正確に復号することが容易となる。
　制御部１５は、照明光の変調方式として、無線通信で利用されている様々な変調方式を利用できる。例えば、制御部１５は、一つのシンボルを一つのビットに対応させてもよい。この場合、制御部１５は、二位相偏移変調方式(binary phase-shift keying, BPSK)のように、シンボルの値が'0'に対応する発光パターンとシンボルの値が'1'に対応する発光パターンとの間で位相を180°反転させる。
　また、制御部１５は、二つのビットを一つのシンボルに対応させてもよい。この場合、制御部１５は、四位相偏移変調方式(quadriphase phase-shift keying, QPSK)のように、シンボルが取り得る４通りの値('00','01','10','11')のそれぞれごとに、位相が90°ずつ異なる、周期的に光の特性が変動する発光パターンを設定してもよい。
　あるいは、制御部１５は、シンボルの値に応じて、所定の特性についての照明光の変化幅（以下、振幅レベルと呼ぶ）を変調してもよい。この場合、制御部１５は、シンボルが取り得る値ごとに、振幅レベルが異なる発光パターンを設定してもよい。あるいはまた、制御部１５は、シンボルの値に応じて、照明光の特性の振幅レベルと位相の両方を変調してもよい。この場合、制御部１５は、直角位相振幅変調(quadrature amplitude modulation, QAM)のように、シンボルが取り得る各値ごとに、振幅レベルと位相の組み合わせが異なる発光パターンを設定してもよい。その際、制御部１５は、振幅レベルに関して、あるシンボル値では、シンボルに対応する期間内で振幅レベルを単調増加させ、他のシンボル値では、シンボルに対応する期間内で振幅レベルを単調減少させてもよい。
　また、制御部１５は、シンボルの値に応じて照明光の特性の変動周期（すなわち、周波数）を変更してもよい。あるいは、制御部１５は、互いに異なる周波数（すなわち、互いに異なる周期）を持つ複数の発光パターンを利用して、伝送する情報を多重化してもよい。制御部１５は、直交周波数分割多重方式(orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM)のように、複数の周波数のそれぞれごとに、上記の何れかの変調方式に従った発光パターンでシンボルを表し、各周波数の発光パターンを逆フーリエ変換してもよい。なお、逆フーリエ変換は、周波数時間変換の一例である。そして制御部１５は、周波数時間変換により得られた発光パターンに従って、光源部１４－１が光の特性を時系列に沿って変化させるように、光源部１４－１を制御してもよい。
　次に、照明光の特性について変調する際の具体的な方法について説明する。
　変調対象となる光の特性は、例えば、発光色あるいは単位時間当たりの光量、あるいは、発光色と単位時間当たりの光量の組み合わせとすることができる。
　変調対象となる光の特性が単位時間当たりの光量である場合、例えば、制御部１５は、発光パターンの１周期に、複数のサンプリング点（例えば、10～20点）を設定する。そして制御部１５は、その発光パターンに従って、各サンプリング点での光源部１４－１が有する発光素子の単位時間当たりの発光光量を決定する。
　また、変調対象となる光の特性が発光色である場合、例えば、制御部１５は、発光パターンの１周期に、複数のサンプリング点（例えば、10～20点）を設定する。そして制御部１５は、サンプリング点ごとに、そのサンプリング点での色となるように、赤色、緑色及び青色のそれぞれに対応する、光源部１４－１が有する各発光素子の単位時間当たりの発光光量を決定すればよい。
　光源部１４－１が有する各発光素子の単位時間当たりの発光光量を、上記のように決定された各サンプリング点での発光光量とするために、制御部１５は、各発光素子を、例えば、パルス幅変調(Pulse Width Modulation, PWM)方式に従って制御してもよい。PWM方式では、単位時間に対する発光素子が点灯している時間の比（デューティ比）により、発光素子の発光光量が調節される。この場合、例えば、発光パターンの１周期に設定されるサンプリング点の数でその周期を等分して得られる個々の区間が、一つのサンプリング点に対応する区間（その区間の長さをTとする）となる。そして制御部１５は、その区間Tにおいて発光素子を点灯させる時間tを、次式に従って決定する。
　　t=T×n/M
ここで、Mは、発光素子の単位時間当たりの最大発光光量であり、nは、そのサンプリング点における単位時間当たりの発光光量である。
　PWM方式による発光素子の明滅が人に知覚されないようにするために、制御部１５は、一つのサンプリング点に対応する区間の長さTが、人の目に明滅によるちらつきが見え難くなる1/100秒以下とすることが好ましい。さらに、その区間の長さTは、受信装置２の撮影部が１回の撮影を行うときの露光期間よりも短いことが好ましい。これにより、受信装置２の撮像部により生成された画像上で光源部１４－１からの光が写る領域は、光源部１４－１が発した光の光量に応じた明るさとなる。また制御部１５は、PWM方式による発光素子の明滅が人に知覚されないようにするために、PWM方式による発光素子の変調周波数を500Hz以上とすることが好ましい。
　なお、光源部１４－１が有する各発光素子の輝度を、一つのサンプリング点に対応する区間の長さTよりも短い周期で調節することが可能な場合には、制御部１５は、各サンプリング点に対応する発光光量となるように、各発光素子の輝度を調節してもよい。
　制御部１５は、伝送される情報に含まれるシンボルごとに、そのシンボルに対応する発光パターンに従って光源部１４－１から発する照明光を制御するための制御信号を上記の変調方式に従って生成する。そして制御部１５は、その制御信号を光源部１４－１へ出力する。なお、制御信号は、光源部１４－１から発する照明光の所定の特性についての時間変化に応じた波形を持つアナログ信号とすることができる。例えば、光源部１４－１がPWM方式によって制御される場合、制御信号は、光源部１４－１が有する発光素子ごとの、その発光素子がオンとなる区間とオフとなる区間とを表す信号となる。あるいは、制御信号は、サンプリング点ごとの光源部１４－１が有する発光素子の光量を表すデジタル信号であってもよい。
　次に、光源部１４－２から発する照明光の変調について説明する。
　制御部１５は、例えば、光源部１４－１に対する制御信号に基づいて、所定の特性について光源部１４－１から発する照明光に対して反転した照明光を光源部１４－２が発するように、光源部１４－２に対する制御信号を生成する。
　例えば、光源部１４－１に対する制御信号が光源部１４－１から発する照明光の所定の特性についての時間変化に応じた波形を持つアナログ信号である場合、制御部１５は、例えば、位相反転回路を有していてもよい。そして制御部１５は、光源部１４－１に対する制御信号を位相反転回路に入力することで、光源部１４－２に対する制御信号を生成できる。
　あるいは、発光パターンの変動周期が一定である場合には、制御部１５は、入力された信号を所定の遅延量だけ遅延させる遅延回路を有していてもよい。そして制御部１５は、その遅延回路に光源部１４－１に対する制御信号を入力することで、光源部１４－２に対する制御信号を生成できる。なお、所定の遅延量は、図４に関して説明したように、例えば、光源部１４－１が発する照明光の変動周期の1/4～3/4とすることができる。
　あるいは、制御部１５は、光源部１４－１に対する制御信号の波形を反転して得られる信号に対してさらにローパスフィルタ処理を行うことで、図５に示されるように変調された照明光を光源部１４－２が発するように、光源部１４－２に対する制御信号を生成してもよい。
　あるいはまた、制御信号がサンプリング点ごとの光源部１４－１が有する発光素子の光量を表すデジタル信号である場合、制御部１５は、サンプリング点ごとに、信号値を照明光の光量の最大値から減じることで光源部１４－２が有する発光素子の光量を算出する。そして制御部１５は、各サンプリング点における、光源部１４－２が有する発光素子の光量を表すデジタルの制御信号を生成する。
　制御部１５は、生成した制御信号を、光源部１４－１及び光源部１４－２へ出力する。
　図７は、送信装置１による送信処理の動作フローチャートである。
　送信装置１の制御部１５は、伝送する情報をシンボル単位に分割する（ステップＳ１０１）。そして制御部１５は、シンボルごとに、発光パターンを重畳する期間を設定する（ステップＳ１０２）。そして制御部１５は、シンボルごとに、その値に応じて発光パターンを決定する（ステップＳ１０３）。
　制御部１５は、シンボルごとの発光パターンに従って光源部１４－１の照明光を所定の特性について変調するための制御信号を生成する（ステップＳ１０４）。
　また制御部１５は、光源部１４－２を制御する制御信号を生成する（ステップＳ１０５）。その際、制御部１５は、光源部１４－１からの照明光と光源部１４－２からの照明光とが合成された光の所定の特性についての振幅が光源部１４－１からの照明光の所定の特性についての振幅よりも小さくなるように、光源部１４－２に対する制御信号を生成する。
　制御部１５は、光源部１４－１用の制御信号を光源部１４－１へ出力して、その制御信号に従って光源部１４－１から伝送される情報が重畳された照明光を照射させる（ステップＳ１０６）。また制御部１５は、光源部１４－２用の制御信号を光源部１４－２へ出力して、その制御信号に従って光源部１４－２から発する照明光を変調する（ステップＳ１０７）。そして制御部１５は、送信処理を終了する。
　次に、受信装置２について説明する。
　図８は、受信装置２の概略構成図である。受信装置２は、例えば、スマートフォンあるいはタブレットコンピュータといった、撮像部を有する携帯端末、あるいは、据え置き型の装置とすることができる。そして受信装置２は、通信インターフェース部２１と、記憶部２２と、記憶媒体アクセス装置２３と、撮像部２４と、ユーザインターフェース部２５と、制御部２６とを有する。受信装置２は、送信装置１の光源部１４－１及び光源部１４－２の少なくとも何れかを含む撮影範囲を、撮像部２４により所定の撮影レートで時系列に沿って複数回撮影して得られる複数の画像を解析することで、送信装置１が送信した情報を復号する。
　通信インターフェース部２１は、例えば、受信装置２を、有線または無線の通信ネットワークに接続するための通信インターフェース及びその制御回路を有する。そして通信インターフェース部２１は、制御部２６から受け取った情報を、通信ネットワークを介して他の装置、例えば、サーバへ送信する。また通信インターフェース部２１は、他の装置から受け取った情報を制御部２６へ渡す。
　記憶部２２は、例えば、読み出し専用の不揮発性の半導体メモリと読み書き可能な揮発性の半導体メモリとを有する。そして記憶部２２は、例えば、撮像部２４により時系列に沿って生成された複数の画像を受信処理の間記憶する。また記憶部２２は、制御部２６が受信処理を行うために利用する各種の情報及びプログラムを記憶する。さらに記憶部２２は、送信装置１が送信し、かつ復号された情報を記憶してもよい。
　記憶媒体アクセス装置２３は、例えば、磁気ディスク、半導体メモリカード及び光記憶媒体といった記憶媒体２７にアクセスする装置である。記憶媒体アクセス装置２３は、例えば、記憶媒体２７に記憶された、制御部２６上で実行される、受信処理用のコンピュータプログラムを読み込み、制御部２６に渡す。
　撮像部２４は、例えば、CCDあるいはCMOSといった、送信装置１の光源部１４－１、１４－２が発する照明光に感度を持つ固体撮像素子の２次元アレイにより形成されるイメージセンサと、そのイメージセンサ上に、撮影範囲の像を結像する結像光学系を有する。なお、撮影範囲に、送信装置１の光源部１４－１及び光源部１４－２の少なくとも何れかが含まれるように受信装置２は配置されることが好ましい。さらに、撮像部２４により生成される画像上で、光源部１４－１が表された領域と光源部１４－２が表された領域とが互いに分離する程度に、撮像部２４は、各光源部に対して合焦されることが好ましい。これにより、画像上で光源部１４－１による照明光の時系列の変調を、光源部１４－２からの照明光に影響されずに解析することが可能となるので、受信装置２は、伝送される情報を正確に復号することができる。そして撮像部２４は、受信装置２が受信処理を行っている間、所定の撮影レート（例えば、30フレーム／秒）で撮影を行って、撮影を行う度に画像を生成する。なお、伝送する情報に応じて重畳される発光パターンによる光の特性の変化が発光色の変化で表される場合、撮像部２４が生成する画像はカラー画像であることが好ましい。
　撮像部２４は、画像を生成する度に、その画像を制御部２６へ出力する。
　ユーザインターフェース部２５は、例えば、タッチパネルディスプレイといった、人が受信装置２を操作したり、あるいは、受信装置２が人に情報を表示するためのデバイスを有する。そしてユーザインターフェース部２５は、人の操作に応じた操作信号、例えば、受信処理の開始を指示する操作信号を制御部２６へ出力する。またユーザインターフェース部２５は、制御部２６から受け取った各種の情報及び撮像部２４により生成された画像を表示する。例えば、ユーザインターフェース部２５は、撮像部２４により生成された画像とともに、受信処理によって復号した、送信装置１から送信された情報を表示してもよい。
　制御部２６は、一つまたは複数のプロセッサと、その周辺回路とを有する。そして制御部２６は、受信装置２全体を制御する。また制御部２６は、撮像部２４により、時系列に沿って生成された複数の画像を周波数解析して、送信装置１から送信された情報を復号する。
　図９は、受信処理に関する制御部２６の機能ブロック図である。制御部２６は、分割部３１と、特徴抽出部３２と、復号部３３とを有する。制御部２６が有するこれらの各部は、例えば、制御部２６が有するプロセッサ上で動作するコンピュータプログラムにより実現されるソフトウェアモジュールである。あるいは、制御部２６が有するこれらの各部は、その各部の機能を実現するファームウェアとして受信装置２に実装されてもよい。あるいはまた、制御部２６が有するこれらの各部は、例えば、Webブラウザ上で動作するWebアプリケーションとして実装されてもよい。
　図１０は、受信処理の概念図である。送信装置１の光源部１４－１、１４－２が各画像に写っているとすると、光源部１４－１が表された領域に含まれる画素値は、光源部１４－１が発する光の特性の変化に影響される。同様に、光源部１４－２が表された領域に含まれる画素値は、光源部１４－２が発する光の特性の変化に影響される。そこで分割部３１は、撮像部２４により生成された画像１０００－１、１０００－２、１０００－３、・・・、１０００－ｎをそれぞれ複数の部分領域に分割する。特徴抽出部３２は、各部分領域から光源部１４－１及び光源部１４－２が発する光の変調された特性を表す特徴量１００２を抽出する。復号部３３は、各画像から抽出された特徴量１００２に基づいて、光源部１４－１または光源部１４－２が表された二つの部分領域１０１１、１０１２を選択する。そして復号部３３は、選択された二つの部分領域１０１１、１０１２の少なくとも一方の特徴量１００２の時間変化に基づいて発光パターン１００３を特定する。そして復号部３３は、発光パターン１００３に対応するシンボルの値を復号する。
　分割部３１は、各画像を複数の部分領域に分割する。例えば、分割部３１は、各画像を、水平方向及び垂直方向に、それぞれ２～４分割してもよい。
　分割部３１は、各画像の各部分領域を表す情報（例えば、部分領域間の境界の位置）を特徴抽出部３２へ渡す。
　特徴抽出部３２は、各画像の各部分領域から、照明光の変調された特性を表す特徴量、すなわち、発光パターンに応じて時系列で変化する、光源部１４－１からの照明光の特性を表す特徴量を抽出する。例えば、変調された特性が単位時間当たりの光量である場合、特徴抽出部３２は、各部分領域の画素の輝度値の平均値あるいは中央値を特徴量として抽出する。また、変調された特性が発光色である場合、特徴抽出部３２は、各部分領域の各画素の値をYUV色空間またはHLS色空間の値に変換して、各画素の色成分（例えば、U成分、V成分、または色相）の平均値または中央値を特徴量として算出する。なお、撮像部２４により得られた画像の各画素の値がRGB色空間で表されている場合には、特徴抽出部３２は、画像の各画素の値をYUV色空間またはHLS色空間の値に変換することで、色成分の平均値または中央値を算出できる。なお、特徴量は上記の例に限られず、特徴抽出部３２は、変調された光の特性に応じて時系列で変化する様々な特徴量、例えば、部分領域内の輝度値または特定の色成分の総和を特徴量として抽出してもよい。あるいはまた、特徴抽出部３２は、時間的に連続する２枚の画像間で同じ位置にある画素の画素値間の差分値の部分領域内の平均値を特徴量として抽出してもよい。
　特徴抽出部３２は、各画像の部分領域ごとの特徴量を復号部３３に渡す。
　復号部３３は、部分領域ごとに抽出された特徴量の時系列順での変化から発光パターンを特定し、その発光パターンに応じたシンボルの値を復号する。
　上記のように、送信装置１の光源部１４－１から発した照明光が所定の特性について周期的に変動している場合、光源部１４－１が写っている部分領域の特徴量の時間変動は、照明光の変動周期に応じた時間軸方向の周波数成分を持つ。例えば、上記のように、光源部１４－１からの照明光が所定の特性について正弦波状に変動する場合、時間軸方向における特徴量の周波数成分には、その正弦波に対応する特定の周波数成分が含まれる。同様に、光源部１４－２が写っている部分領域に関しても、特徴量の時間変動は、光源部１４－２からの照明光の変動周期に応じた時間軸方向の周波数成分を持つ。
　そこで復号部３３は、一つのシンボルに対応する期間と同じ長さの着目期間に含まれる複数の画像について、部分領域ごとに、時系列順にその部分領域から抽出された特徴量を並べて１次元ベクトルを作成する。そして復号部３３は、その１次元ベクトルをフーリエ変換する。そして復号部３３は、得られた周波数成分から照明光の変動周期に対応する周波数のスペクトルを含む部分領域を、光源部１４－１または光源部１４－２が表された部分領域として選択する。
　選択された部分領域が二つ存在する場合、そのうちの一方には光源部１４－１が写っていると推定される。そこで、復号部３３は、選択した部分領域の一方について、着目期間における特徴量の時間変化に基づいて、変調された特性に関して発光パターンに応じた値を持つ照明光の変調成分を抽出する。変調された特性に関して発光パターンに応じた値を持つ変調成分は、例えば、振幅レベル、位相または周波数もしくはそれらの組み合わせである。例えば、変調成分が振幅レベルであれば、復号部３３は、着目期間内の特徴量の極大値と極小値の差を算出することで、その振幅レベルを求めることができる。また、変調成分が周波数であれば、復号部３３は、着目期間内で特徴量の変動周期を求めればよい。さらに、変調成分が位相であれば、復号部３３は、着目期間の開始から特徴量の極値が得られるまでの時間に基づいて、位相を特定すればよい。
　なお、光源部１４－２からの照明光が、光源部１４－１からの照明光を反転させたものである場合、復号部３３は、画像ごとに、選択された二つの部分領域間で、特徴量同士の差分値を求めてもよい。そして復号部３３は、その差分値に基づいて、発光パターンに応じた値を持つ変調成分を抽出してもよい。上記の差分値では、変調された特性についての振幅レベルは２倍に強調されるので、復号部３３は、差分値を利用することで、発光パターンに応じた値を持つ変調成分をより正確に抽出することが可能となる。
　また、特定された部分領域が一つである場合、復号部３３は、その部分領域について、発光パターンに応じた値を持つ変調成分を抽出すればよい。
　なお、送信装置１がシンボルごとに設定する期間と、着目期間とがずれている可能性がある。そこで復号部３３は、時系列に沿って着目期間を１フレームずつずらしながら、上記の処理を行って、着目期間ごとに発光パターンに応じた値を持つ変調成分を抽出する。この場合、着目期間と送信装置１がシンボルごとに設定する期間とが一致した場合に、その抽出された変調成分の値が一つとなるので、復号部３３は、その一つの値を、発光パターンに応じた値を持つ変調成分とすればよい。そしてその場合に着目期間が一つのシンボルに対応する期間と一致していると考えられるので、復号部３３は、その着目期間を基準として、以後の着目期間を設定すればよい。そして復号部３３は、着目期間ごとに、発光パターンに応じた値を持つ変調成分（例えば、振幅レベル、周波数、または位相）を抽出する。
　なお、復号部３３は、上記の方法以外の方法により、発光パターンを特定してもよい。例えば、復号部３３は、着目期間内で、時間的に連続する画像間での特徴量の差分値を求め、その差分値により特徴量の増減を調べることで、発光パターンを特定してもよい。
　復号部３３は、抽出された変調成分を時系列順に並べる。復号部３３は、上記のように、プリアンブルとして、伝送される情報に所定のシンボル列が含まれている場合、抽出された変調成分の並びから、そのプリアンブルに相当するシンボル列と一致する部分を特定する。そして復号部３３は、特定した部分において抽出された変調成分とシンボルの値が一致するように、抽出された変調成分とシンボルの値を対応付ければよい。
　あるいは、復号部３３は、伝送される情報にCRCといった誤り検出符号が含まれている場合、その誤り検出符号を利用してシンボルの誤りが最小となるように、抽出された変調成分とシンボルの値を対応付けてもよい。
　あるいはまた、復号部３３は、抽出された変調成分とシンボルの値との対応関係を表す参照テーブルを参照して、抽出された変調成分に応じたシンボルの値を求めてもよい。なお、その参照テーブルは、例えば、予め記憶部２２に記憶される。
　なお、図３、図４または図６に示されるように、光源部１４－２からの第２の照明光が、光源部１４－１からの第１の照明光に対して反転したもの、あるいは、反転したものから位相がずれたものとなっていることがある。このような場合、復号部３３は、光源部１４－１が表された部分領域及び光源部１４－２が表された部分領域の何れについて、発光パターンに応じた値を持つ変調成分を抽出してもよい。発光パターンに応じた値を持つ変調成分が振幅レベルまたは周波数である場合、光源部１４－１が表された部分領域と光源部１４－２が表された部分領域の何れからも、復号部３３は、その変調成分について同じ値を抽出できるためである。また、発光パターンに応じた値を持つ変調成分が位相である場合、光源部１４－２が表された部分領域から抽出される位相は、光源部１４－１が表された部分領域から抽出された位相に対して反転または所定量遅延したものとなる。この場合には、復号部３３は、抽出された位相を時系列に並べたものに、伝送される情報のプリアンブルのシンボル列に相当する位相の値の列が含まれているか否か判定する。そして、抽出された位相を時系列に並べたものに、プリアンブルのシンボル列に相当する位相の値の列が含まれていれば、光源部１４－１が表された部分領域に基づいて伝送されたシンボル列が復号されている。そこで復号部３３は、抽出された位相を時系列に並べたものから復号したシンボル列に相当する情報をそのまま出力すればよい。一方、抽出された位相を時系列に並べたものに、伝送される情報のプリアンブルのシンボル列に相当する位相の値の列を反転したものが含まれている場合、光源部１４－２が表された部分領域に基づいて伝送されたシンボル列が復号されている。そこで復号部３３は、抽出された位相の値を反転させてから時系列に並べたものから伝送される情報についてのシンボル列を復号すればよい。あるいは、選択された部分領域が二つ存在する場合、復号部３３は、他方の部分領域に基づいて、伝送される情報についてのシンボル列を復号すればよい。
　制御部２６は、復号した情報を通信インターフェース部２１を介して他の装置へ出力する。あるいは、制御部２６は、復号した情報に応じた処理を実行する。例えば、復号した情報が所定のアプリケーションの起動を指示する情報であれば、制御部２６は、そのアプリケーションを起動する。あるいは、制御部２６は、復号した情報をユーザインターフェース部２５に表示させてもよい。
　図１１は、受信装置２により実行される受信処理の動作フローチャートである。なお、この動作フローチャートでは、制御部２６は、光源部１４－１、１４－２が表された二つの部分領域間の特徴量の差分を利用して伝送される情報を復号するものとする。
　制御部２６の分割部３１は、各画像を複数の部分領域に分割する（ステップＳ２０１）。そして制御部２６の特徴抽出部３２は、部分領域ごとに変調される光の特性を表す特徴量を抽出する（ステップＳ２０２）。
　復号部３３は、一つのシンボルに相当する期間に含まれる複数の画像の組を含む着目期間ごとに、同じ位置の部分領域の特徴量を周波数解析して発光パターンの変動周期を持つスペクトルを検出する（ステップＳ２０３）。そして復号部３３は、発光パターンの変動周期を持つスペクトルを含む部分領域を二つ選択する（ステップＳ２０４）。
　復号部３３は、着目期間内の画像ごとに、選択した二つの部分領域間で特徴量の差分を算出する（ステップＳ２０５）。そして復号部３３は、着目期間ごとに、特徴量の差分の時間変化に基づいて、発光パターンに対応するシンボルの値を復号して、伝送された情報を復号する（ステップＳ２０６）。そして制御部２６は、受信処理を終了する。
　以上に説明してきたように、この通信システムは、送信装置が有する二つの光源部のうちの一方から発する照明光を、所定の特性について重畳する情報に応じて変調することで、その情報を受信装置へ伝送することができる。そして送信装置は、情報が重畳された光の所定の特性についての振幅レベルよりも、二つの光源部からの照明光が合成された光についてのその特性についての振幅レベルが小さくなるように、送信装置が有する二つの光源部のうちの他方から発する照明光を変調する。これにより、照明光の変調によるちらつきが抑制される。また、この通信システムは、照明光の変調によるちらつきを抑制できるので、その変調における振幅レベルを大きくすることができる。その結果として、受信装置は、照明光の変調に対応する、伝送される情報を特性することが容易となる。したがって、この通信システムにおける送信装置は、照明光に重畳された情報を正確に受信装置へ伝送することができる。
　なお、受信装置は、撮像部を有する端末と、その端末と通信ネットワークを介して接続された他の装置、例えばサーバとを有していてもよい。この場合、端末は、画像を生成する度に、その画像を、端末を特定するための識別情報、例えば、その端末のIPアドレスとともに通信ネットワークを介してサーバへ送信してもよい。そしてサーバのプロセッサが、上記の実施形態による受信装置の制御部の各処理を実行して、送信装置から伝送された情報を復号してもよい。さらに、サーバは、復号した情報を、端末を特定するための識別情報を参照して、その端末へ返送してもよい。
　あるいは、端末が有するプロセッサは、画像を生成する度に、その画像に対して分割部３１の処理と特徴抽出部３２の処理を行って、部分領域ごとの特徴量を抽出してもよい。そして端末は、各画像から抽出された部分領域ごとの特徴量を、端末を特定するための識別情報とともに通信ネットワークを介してサーバへ送信してもよい。そしてサーバのプロセッサは、上記の実施形態による受信装置の復号部３３の処理を実行して、送信装置から伝送された情報を復号してもよい。
　また、他の変形例によれば、受信装置が携帯型の装置である場合、受信装置自身の移動によって画像上での光源部の位置が時間経過とともに移動することがある。そこで受信装置の制御部は、オプティカルフローなどを利用してトラッキング処理を行い、時系列に沿って並んだ複数の画像間で光源部が写っている部分領域を特定してもよい。そして受信装置の制御部は、着目期間内の各画像の同じ光源部が写っている部分領域から抽出された特徴量を用いて復号部の処理を実行してもよい。
　これにより、受信装置が移動する場合でも、受信装置は、送信装置から伝送された情報を正確に復号できる。
　さらに他の変形例によれば、送信装置の光源部の形状が受信装置において既知である場合には、受信装置２の制御部２６は、各画像から光源部が表された領域を検出してもよい。その際、受信装置は、例えば、テンプレートマッチング、あるいは、光源部を検出するように予め学習された識別器などを用いて、各画像から光源部が表された領域を検出してもよい。
　また、画像上で、光源部１４－１が表された部分領域の輝度、及び、光源部１４－２が表された部分領域の輝度は、他の部分領域の輝度よりも相対的に高いと推定される。そこでさらに他の変形例によれば、受信装置２の制御部２６は、画像上で輝度が最も高い画素を検出し、検出した画素を中心とする所定領域を一つの部分領域としてもよい。そして制御部２６は、その部分領域以外で輝度が最も高い画素を検出し、検出した画素を中心とする所定領域を他の一つの部分領域としてもよい。この場合、所定領域は、例えば、中心となる画素の輝度値に対して所定値輝度値が低下する画素までの距離を半径とする円形領域とすることができる。これにより、制御部２６は、光源部１４－１が表された部分領域及び光源部１４－２が表された部分領域を特定できる。
　なお、これらの変形例では、分割部３１は省略されてもよい。
　さらに、上記の実施形態または変形例による送信装置の制御部が有する各機能をコンピュータに実現させるコンピュータプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な媒体に記録された形で提供されてもよい。同様に、上記の実施形態または変形例による受信装置の制御部が有する各機能をコンピュータに実現させるコンピュータプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な媒体に記録された形で提供されてもよい。
　ここに挙げられた全ての例及び特定の用語は、読者が、本発明及び当該技術の促進に対する本発明者により寄与された概念を理解することを助ける、教示的な目的において意図されたものであり、本発明の優位性及び劣等性を示すことに関する、本明細書の如何なる例の構成、そのような特定の挙げられた例及び条件に限定しないように解釈されるべきものである。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。
　１００　　通信システム
　１　　送信装置
　１１　　通信インターフェース部
　１２　　記憶部
　１３　　記憶媒体アクセス装置
　１４－１、１４－２　　光源部
　１５　　制御部
　１６　　記憶媒体
　２　　受信装置
　２１　　通信インターフェース部
　２２　　記憶部
　２３　　記憶媒体アクセス装置
　２４　　撮像部
　２５　　ユーザインターフェース部
　２６　　制御部
　２７　　記憶媒体
　３１　　分割部
　３２　　特徴抽出部
　３３　　復号部

Claims (11)

  1. 　光の所定の特性について、発する光を時系列に沿って変調可能な第１の光源部と、
    　前記所定の特性について、発する光を時系列に沿って変調可能な第２の光源部と、
    　前記所定の特性について、伝送する情報に応じて前記第１の光源部から発する光を時系列に沿って変調させるよう前記第１の光源部を制御し、かつ、前記第１の光源部から発した光と前記第２の光源部から発した光とが合成された光の前記所定の特性についての振幅が、前記第１の光源部から発した光の前記所定の前記特性についての振幅よりも小さくなるように、前記所定の特性について前記第２の光源部から発する光を時系列に沿って変調させるように前記第２の光源部を制御する制御部と、
    を有する送信装置。
  2. 　前記制御部は、前記所定の特性について、前記第１の光源部から発する光に対して前記第２の光源部から発する光を反転させるように、前記第２の光源部を制御する、請求項１に記載の送信装置。
  3. 　前記制御部は、前記第２の光源部から発する光が、前記所定の特性について前記第１の光源部から発する光を反転させて所定量遅延させたものとなるように、前記第２の光源部を制御する、請求項１または２に記載の送信装置。
  4. 　前記制御部は、前記第２の光源部から発する光の前記所定の特性についての振幅が、前記第１の光源部から発する光の前記所定の特性についての振幅と等しくなるように、前記第２の光源部を制御する、請求項１に記載の送信装置。
  5. 　前記所定の特性は、色または単位時間当たりの光量である、請求項１～４の何れか一項に記載の送信装置。
  6. 　所定の撮影周期で送信装置の第１の光源部及び第２の光源部を含む撮影範囲を撮影することで複数の画像を生成する撮像部と、
    　前記複数の画像のそれぞれについて、前記第１の光源部が表された領域から、前記第１の光源部が発する光の所定の特性についての伝送される情報に応じた時系列に沿った変調を表す第１の特徴量を抽出し、
    　前記複数の画像のそれぞれについて、前記第２の光源部が表された領域から、前記第２の光源部が発する光の前記所定の特性についての変調を表す第２の特徴量を抽出し、
    　前記複数の画像のそれぞれについて、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量の差分を算出し、
    　前記複数の画像のそれぞれから算出された前記差分の時系列順での変化から前記情報を復号するように構成された制御部と、
    を有する受信装置。
  7. 　送信装置と受信装置とを有する通信システムであって、
    　前記送信装置は、
    　　光の所定の特性について、発する光を時系列に沿って変調可能な第１の光源部と、
    　　前記所定の特性について、発する光を時系列に沿って変調可能な第２の光源部と、
    　　前記所定の特性について、伝送する情報に応じて前記第１の光源部から発する光を時系列に沿って変調させるよう前記第１の光源部を制御し、かつ、前記第１の光源部から発した光と前記第２の光源部から発した光とが合成された光の前記所定の特性についての振幅が、前記第１の光源部から発した光の前記所定の前記特性についての振幅よりも小さくなるように、前記所定の特性について前記第２の光源部から発する光を時系列に沿って変調させるように前記第２の光源部を制御する制御部と、
    を有し、
    　前記受信装置は、
    　　所定の撮影周期で前記第１の光源部と前記第２の光源部を含む撮影範囲を撮影することで複数の画像を生成する撮像部と、
    　　前記複数の画像のそれぞれについて、前記第１の光源部が表された領域から、前記第１の光源部が発する光の所定の特性についての伝送される情報に応じた時系列に沿った変調を表す第１の特徴量を抽出し、
    　　前記複数の画像のそれぞれについて、前記第２の光源部が表された領域から、前記第２の光源部が発する光の前記所定の特性についての変調を表す第２の特徴量を抽出し、
    　　前記複数の画像のそれぞれについて、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量の差分を算出し、
    　　前記複数の画像のそれぞれから算出された前記差分の時系列順での変化から前記情報を復号するように構成された制御部と、
    を有する通信システム。
  8. 　伝送する情報に応じて送信装置の第１の光源部から発する光の所定の特性を時系列に沿って変調させるよう前記第１の光源部を制御し、
    　前記第１の光源部から発した光と前記送信装置の第２の光源部から発した光とが合成された光の前記所定の特性についての振幅が、前記第１の光源部から発した光の前記所定の特性についての振幅よりも小さくなるように、前記所定の特性について前記第２の光源部から発する光を時系列に沿って変調させるように前記第２の光源部を制御する、
    ことを含む送信方法。
  9. 　撮像部により、所定の撮影周期で、送信装置の第１の光源部及び第２の光源部を含む撮影範囲を撮影することにより複数の画像を生成し、
    　前記複数の画像のそれぞれについて、前記第１の光源部が表された領域から、前記第１の光源部が発する光の所定の特性についての伝送される情報に応じた時系列に沿った変調を表す第１の特徴量を抽出し、
    　前記複数の画像のそれぞれについて、前記第２の光源部が表された領域から、前記第２の光源部が発する光の前記所定の特性についての変調を表す第２の特徴量を抽出し、
    　前記複数の画像のそれぞれについて、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量の差分を算出し、
    　前記複数の画像のそれぞれから算出された前記差分の時系列順での変化から前記情報を復号する、
    ことを含む受信方法。
  10. 　伝送する情報に応じて送信装置の第１の光源部から発する光の所定の特性を時系列に沿って変調させるよう前記第１の光源部を制御し、
    　前記第１の光源部から発した光と前記送信装置の第２の光源部から発した光とが合成された光の前記所定の特性についての振幅が、前記第１の光源部から発した光の前記所定の特性についての振幅よりも小さくなるように、前記所定の特性について前記第２の光源部から発する光を時系列に沿って変調させるように前記第２の光源部を制御する、
    ことを送信装置の制御部に実行させるためのコンピュータプログラム。
  11. 　撮像部により所定の撮影周期で生成された、送信装置の第１の光源部及び第２の光源部を含む撮影範囲が写った複数の画像のそれぞれについて、前記第１の光源部が表された領域から、前記第１の光源部が発する光の所定の特性についての伝送される情報に応じた時系列に沿った変調を表す第１の特徴量を抽出し、
    　前記複数の画像のそれぞれについて、前記第２の光源部が表された領域から、前記第２の光源部が発する光の前記所定の特性についての変調を表す第２の特徴量を抽出し、
    　前記複数の画像のそれぞれについて、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量の差分を算出し、
    　前記複数の画像のそれぞれから算出された前記差分の時系列順での変化から前記情報を復号する、
    ことを受信装置の制御部に実行させるためのコンピュータプログラム。
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