发送装置和方法、 接收装置和方法、 通信系统和方法 【技术领域】
本发明涉及一种发送装置、 发送方法、 接收装置、 接收方法、 通信系统和通信方法。背景技术 近年来， 存在这样的情况 ： 即， 在数字标志 (digital signage) 和广告中， 诸如 QR 代码 (QR code， 注册商标 ) 的条形码被嵌入到向用户示出的信息中， 以便吸引用户对网站 等的注意力。条形码以这样的形式被嵌入到信息中 ： 通过对文字和数字进行编码而获得的 位图案 (bit pattern) 可以被人眼看见。因此， 例如， 当通过提供给移动电话的照相机对 嵌入位图案的被用户视觉上识别的位置进行成像， 并且通过移动电话来分析作为成像的结 果而获得的图像时， 可以将位图案转换为 URL( 统一资源定位器 )， 以便指定网站、 电话号码 等。
根据这种技术， 即使用户没有特殊的条形码读取器， 用户也可以使用提供给移动 电话的用于成像目的的照相机作为条形码读取器。由于这种优点， 通过照相机成像的条形
码正在广泛地使用。 然而， 由于通过以可以被人眼识别的方式嵌入到信息中来使用条形码， 所以， 当条形码具有特定级别以上的大小时， 破坏了作为嵌入有条形码的信息的广告等的 美观。 另一方面， 除非条形码具有特定级别以上的大小， 用户难以识别嵌入条形码的位置并 掌握要成像的位置。
此外， 使用人眼可看见的可见光来发送数据的称为可见光通信的技术正在备受关 注 ( 例如， 参见 JP2009-290359A)。 可见光通信对人体的影响少于使用无线电波或红外线的 通信对人体的影响， 另外， 可见光通信具有可以用人眼确认能够接收数据的位置的特征。
作为用于发射可见光通信中的可见光的装置， 例如， 使用 LED( 发光二极管 )。其 主要原因在于， 因为 LED 是半导体装置， 所以 LED 能够以人类难以识别光的这样的高速调制 从 LED 发射的光， 并且能够作为光信号高速地发送数据。因此， 例如， 当从 LED 发射的光用 作用于照明设备、 显示器等的光时， 可以减少破坏广告等的美观的可能性， 而且， 照明设备 和显示器可以用作用于发送数据的发送装置。 发明内容 然而， 在执行可见光通信的情况中， 从发送装置投射的光被高速地调制， 由此， 出 现了提供诸如特殊光传感器或高速照相机的具有特殊配置的接收装置的必要性。 在这种特 殊配置的情况中， 接收装置可以以高帧率对从发送装置投射的光进行成像， 并且可以基于 以高帧率成像的图像接收从发送装置发送的数据。 因此， 在执行可见光通信的情况中， 存在 难以简单地配置接收装置的问题， 因为需要提供具有特殊配置的接收装置。
鉴于前述情况， 希望提供一种新的改进的技术， 该技术能够简单地配置接收装置， 并且在没有破坏周围美观的情况下能够将数据从发送装置发送到接收装置。
根据本发明的实施例， 提供一种发送装置， 该发送装置包括 ： 光信号产生部， 被配 置为产生通过布置各具有不同相位的多种相同颜色光束中的每一种相同颜色光束的一条
或多条来形成的光信号 ； 以及发送部， 被配置为发送由光信号产生部产生的光信号。
光信号产生部可以按照下述方式来产生光信号 ： 将在分别与作为要发送的数据的 发送数据内的由发送数据保持的多个信息的位置相对应的位置处的光束设置为， 具有分别 与由发送数据保持的多个信息相对应的相位的相同颜色光束。
当存在多个发送数据时， 光信号产生部可以针对每一个发送数据改变对应于发送 数据的光的位置。
光信号产生部可以产生具有与多种相同颜色光束相同的颜色且具有与多种相同 颜色光束的相位中的任何一个不同的相位的光， 作为除了在分别与发送数据内的多个信息 的位置相对应的位置处的光束以外的光。发送部可以输出由光信号产生部产生的光。
发送部可以通过下述方式来执行将光信号发送到接收装置 ： 将由光信号产生部产 生的光信号投射到物体的预定区域， 以及使用接收装置对该区域进行成像。
根据本发明的另一实施例， 提供一种发送方法， 该发送方法包括 ： 产生通过布置各 具有不同相位的多种相同颜色光束中的每一种相同颜色光束的一条或多条来形成的光信 号； 以及发送光信号。
根据本发明的另一实施例， 提供一种接收装置， 该接收装置包括 ： 接收部， 被配置 为接收通过布置各具有不同相位的多种相同颜色光束中的每一种相同颜色光束的一条或 多条来形成的光信号 ； 以及分析部， 被配置为基于布置在光信号中的相同颜色光束中的每 一条所具有的相位来获取与布置在光信号中的相同颜色光束中的每一条相对应的信息。
接收部可以通过获取通过在预定方向上对下述区域顺序地成像而获得的图像来 接收光信号 ： 光信号从发送装置被投射到该区域上。分析部可以基于亮度的布置来获取与 布置在光信号中的相同颜色光束中的每一条相对应的信息， 该布置是通过在预定方向上顺 序地执行成像、 在图像中针对多种相同颜色光束中的每一种而不同地拍摄的。
因此， 根据本发明的另一实施例， 提供一种接收方法， 该接收方法包括 ： 接收通过 布置各具有不同相位的多种相同颜色光束中的每一种相同颜色光束的一条或多条来形成 的光信号 ； 以及基于布置在光信号中的相同颜色光束中的每一条所具有的相位来获取与布 置在光信号中的相同颜色光束中的每一条相对应的信息。
根据本发明的另一实施例， 提供一种通信系统， 该通信系统包括 ： 发送装置， 被配 置为发送通过布置各具有不同相位的多种相同颜色光束中的每一种相同颜色光束的一条 或多条来形成的光信号 ； 以及接收装置， 被配置为接收从发送装置发送的光信号。
根据本发明的另一实施例， 提供一种通信方法， 该通信方法包括 ： 发送通过布置各 具有不同相位的多种相同颜色光束中的每一种相同颜色光束的一条或多条来形成的光信 号； 以及接收发送的光信号。
根据上述的本发明的实施例， 可以简单地配置接收装置， 并且， 可以在没有破坏周 围美观的情况下将数据从发送装置发送到接收装置。 附图说明
图 1 是示出根据本实施例的通信系统的概要的示图 ；
图 2 是分别示出多种相同颜色光束的闪光图案的示图， 该多种相同颜色光束被包 含在由根据本实施例的发送装置发送的光信号中 ；图 3A 是示出通过用照相机大约同时对下述区域进行成像而获得的图像的示图 ： 使用根据本实施例的发送装置将包含第一光信号的光投射到该区域上 ；
图 3B 是示出使用根据本实施例的发送装置将包含第一光信号的光投射到其上的 区域对于人眼而言看起来如何的示图 ；
图 3C 是示出通过用根据本实施例的接收装置在预定方向上对下述区域顺序地成 像而获得的图像的示图 ： 使用根据本实施例的发送装置， 将包含第一光信号的光投射到该 区域上 ；
图 4A 是示出通过用照相机大约同时对下述区域进行成像而获得的图像的示图 ： 使用根据本实施例的发送装置将包含第二光信号的光投射到该区域上 ；
图 4B 是示出使用根据本实施例的发送装置将包含第二光信号的光投射到其上的 区域对于人眼而言看起来如何的示图 ；
图 4C 是示出通过用根据本实施例的接收装置在预定方向上对下述区域顺序地成 像而获得的图像的示图 ： 使用根据本实施例的发送装置将包含第二光信号的光投射到该区 域上 ；
图 5 是示出通过使用根据本实施例的接收装置分别对图 3C 和图 4C 中所示的图像 进行分析而获得的 ID 并示出基于所述 ID 获取的信息的显示例子的示图 ； 图 6 是示出根据本实施例的发送装置的功能配置的示图 ；
图 7 是示出根据本实施例的发送装置的硬件配置的示图 ；
图 8 是示出针对每一个像素控制可应用于根据本实施例的发送装置的光的相位 的原理的示图 ；
图 9 是示出根据本实施例的接收装置的功能配置的示图 ； 以及
图 10 是示出由根据本实施例的通信系统执行的处理的流程的流程图。
具体实施方式
在下文中， 将参照附图详细地描述本发明的优选实施例。 请注意， 在本说明书和附 图中， 基本上具有相同的功能和结构的结构元件用相同的附图标记表示， 并且省略对这些 结构元件的重复解释。
此外， 将按照下面示出的顺序描述 “具体实施方式” 。
1. 实施例
1-1. 通信系统的概要
1-2. 关于由发送装置发送的光信号的描述
1-3. 通过对投射的第一光信号进行成像而获得的图像
1-4. 通过对投射的第二光信号进行成像而获得的图像
1-5. 通过使用接收装置对图像进行分析而获得的结果
1-6. 发送装置的功能配置
1-7. 发送装置的硬件配置
1-8. 针对每一个像素控制光的相位的原理
1-9. 接收装置的功能配置
1-10. 由通信系统执行的处理的流程2. 变型例
3. 总结
<1. 实施例 >
[1-1. 通信系统的概要 ]
图 1 是示出根据本实施例的通信系统的概要的示图。首先， 参照图 1， 将描述根据 本实施例的通信系统的概要。如图 1 所示， 根据本实施例的通信系统 10 包括发送装置 100 和接收装置 200。发送装置 100 将要发送的数据发送到接收装置 200( 在下文中， 也被称为 “发送数据” )， 并且接收装置 200 接收从发送装置 100 发送的发送数据。在本实施例中， 虽 然将描述其中发送装置 100 把关于置于美术馆中展出的艺术品 M 的信息作为发送数据发送 并且接收装置 200 接收该发送数据的情况， 但是该发送数据并不限于此。
这里， 例如， 假设使用诸如 QR 代码 ( 注册商标 ) 的普通条形码的形式作为发送数 据的形式的情况。也就是说， 例如， 发送装置 100 将条形码以人眼可识别的形式投射到艺术 品 M 上。当用户在欣赏艺术品 M 的同时想试图去观看关于艺术品 M 的信息的情况中， 例如， 用户识别出投射到艺术品 M 上的条形码的位置， 并且， 使用提供给接收装置 200 的照相机对 该位置进行成像。因此， 接收装置 200 将通过成像获得的条形码解码成发送数据， 并且可以 获得关于艺术品 M 的信息。 然而， 当普通条形码被投射到诸如艺术品 M 的物体上时， 例如， 在条形码具有特定 级别以上的大小的情况中， 破坏了展示艺术品 M 的美术馆的美观。另一方面， 除非条形码具 有特定级别以上的大小， 用户 U 难以识别出嵌入条形码的位置并掌握要成像的位置。
此外， 当在发送装置 100 和接收装置 200 之间执行可见光通信的情况中， 高速地调 制从发送装置 100 投射的光， 从而必须提供诸如特殊光传感器或者高速照相机的具有特殊 配置的接收装置 200。
因此， 在本实施例中， 发送装置 100 产生被编码有发送数据的光信号， 并且将产生 的光信号发送到接收装置 200。这里产生的光信号由各具有不同相位的多种相同颜色光束 构成， 从而可以减少破坏被投射该光信号的诸如艺术品 M 的物体的美观的可能性。此外， 在 发送装置 100 发送这种光信号的情况中， 不需要提供诸如特殊光传感器或者高速照相机的 具有特殊配置的接收装置 200。在本说明书中将详细地描述这种技术。
[1-2. 关于由发送装置发送的光信号的描述 ]
图 2 是分别示出多种相同颜色光束的闪光图案的示图， 该多种相同颜色光束被包 含在由根据本实施例的发送装置 100 发送的光信号中。请注意， 通过针对每一种相同颜色 光将光量高于预定值的状态 (ON 状态 ) 和光量低于预定值的状态 (OFF 状态 ) 中的任何一 个的外观与时间轴相关联来示出闪光图案。通过针对每一种相同颜色光将状态从 OFF 状态 切换到 ON 状态的定时与时间轴相关联来示出相位。
在图 2 中， 示出了相同颜色光 A、 相同颜色光 B 和相同颜色光 C， 作为其闪光图案互 不相同的多种相同颜色光束的例子。 这里， 虽然示出了三种相同颜色光束， 但是相同颜色光 束的种类的数量不限于 3， 并且可以是任何数量， 只要它为 2 以上即可。在这一方面， 当相 同颜色光束的种类的数量增加时， 可以增加针对每一种相同颜色光束可包含的信息量。虽 然相同颜色光 A、 相同颜色光 B 和相同颜色光 C 的相位互不相同， 但是其闪光周期 t1 彼此 相同， 并且其时间段 t2 彼此相同， 闪光周期 t1 表示从 OFF 状态到 ON 状态的状态切换的周
期， 时间段 t2 表示 ON 状态继续的时间段。 因此， 在将相同颜色光 A 的量沿着时间的积分、 相 同颜色光 B 的量沿着时间的积分和相同颜色光 C 的量沿着时间的积分相互比较的情况下， 它们是相同的。由此， 当闪光周期 t1 超过预定的周期时 ( 当闪光频率 f 不超过预定的频率 时 )， 以用户 U 的眼睛难以识别 ON 状态和 OFF 状态之间的切换， 从而相同颜色光 A、 相同颜 色光 B 和相同颜色光 C 看起来为相同颜色。在本实施例中， 通过布置多种相同颜色光束来 配置光信号。
[1-3. 通过对投射的第一光信号进行成像而获得的图像 ]
图 3A 是示出通过用照相机大约同时对下述区域进行成像而获得的图像的示图 ： 使用根据本实施例的发送装置 100 将包含第一光信号的光投射到该区域上。如上所述， 通 过布置多种相同颜色光束 ( 相同颜色光 A、 相同颜色光 B 和相同颜色光 C) 来配置从发送装 置 100 发送的光信号。在图 3A 中， 特别地， 作为例子示出了通过用照相机大约同时对艺术 品 M 上的下述区域进行成像而获得的图像 E1 ： 使用发送装置 100 将包含第一光信号的光投 射到该区域上。具体地， 将第一光信号从发送装置 100 投射到艺术品 M 的头部上， 但是， 对 要投射的区域没有特别的限制。
特别地， 图 3A 中所示的图像 E1 是通过用照相机大约同时对艺术品 M 的头部上的 区域进行成像而获得的， 使用发送装置 100 将光投射到该区域上， 该光包含第一光信号， 在 该第一光信号中， 光束按照下述顺序被布置 ： 相同颜色光 C、 相同颜色光 B、 相同颜色光 A、 相 同颜色光 B、 相同颜色光 A、 相同颜色光 B 和相同颜色光 C。如图 3A 所示， 这样拍摄图像 E1， 使得被投射相同颜色光 B 的区域表现出高亮度， 并且， 分别被投射相同颜色光 A 和相同颜色 光 C 的区域表现出低亮度。也就是说， 在图 2 中所示的每一种相同颜色光的闪光图案中， 图 像 E1 是通过在相同颜色光 B 处于 ON 状态时 ( 在相同颜色光 A 和相同颜色光 C 均处于 OFF 状态时 ) 的时间点执行成像而获得的。
这样， 难以从通过用照相机大约同时对被投射包含光信号的光的区域进行成像 而获得的图像指定多种相同颜色光束的布置， 并且， 当用特殊光传感器和高速照相机对 该区域高速地成像时， 可以指定多种相同颜色光束的布置。请注意， 图像 E1 中的示出为 (A+B+C)/3 的区域具有与相同颜色光 A、 相同颜色光 B 和相同颜色光 C 的相位中的任何相位 不同的相位， 并且是被投射与相同颜色光 A、 相同颜色光 B 和相同颜色光 C 的颜色相同的颜 色的光的区域。更具体地， 该区域是光被投射的地方， 例如， 该光是通过组合相同颜色光 A、 相同颜色光 B 和相同颜色光 C 而获得的， 相同颜色光 A、 相同颜色光 B 和相同颜色光 C 中的 每一种的 ON 状态的时间段被设置为 ON 状态的原始时间段的三分之一。
图 3B 是示出使用根据本实施例的发送装置 100 将包含第一光信号的光投射到其 上的区域对于人眼而言看起来如何的示图。在图 3B 中， 特别地， 作为例子示出了图像 F1， 该图像 F1 示出了使用发送装置 100 将包含第一光信号的光投射到其上的艺术品 M 上的区 域对于诸如用户 U 的人的眼睛而言看起来如何。由图像 F1 可知， 当满足上述的预定的条件 时， 分别被投射相同颜色光 A、 相同颜色光 B 和相同颜色光 C 的区域的颜色对于用户 U 的眼 睛而言看起来彼此相同。此外， 图像 E1 中的示出为 (A+B+C)/3 的区域的颜色对于用户 U 的 眼睛而言也看起来与被投射相同颜色光 A、 相同颜色光 B、 相同颜色光 C 等的区域的颜色相 同。
图 3C 是示出通过用根据本实施例的接收装置 200 在预定方向 X 上对下述区域顺序地成像而获得的图像的示图 ： 使用根据本实施例的发送装置 100 将包含第一光信号的光 投射到该区域上。在图 3C 中， 特别地， 作为例子示出了通过用接收装置 200 在预定方向 X 上对艺术品 M 上的下述区域顺序地成像而获得的图像 G1 ： 使用发送装置 100 将包含第一光 信号的光投射到该区域上。
参照图 3C， 在图像 G1 中示出了， 被投射光的区域由指示其亮度高的黑色表示， 未 被投射光的区域由指示其亮度低的白色表示。在图像 G1 内， 被投射相同颜色光 A 的区域、 被投射相同颜色光 B 的区域和被投射相同颜色光 C 的区域被拍摄为使得各个亮度布置相互 不同。这是因为图像 G1 是通过用接收装置 200 在预定方向 X 上对被投射包含第一光信号 的光的区域顺序地成像而获得的。对预定方向 X 没有特别的限制。此外， 图像 G1 是通过 用接收装置 200 对被投射包含第一光信号的光的区域成像而获得的， 该成像是在预定方向 X 上针对每一条线顺序地执行的， 并且， 可以适当地改变从一条线的成像到下一条线的成像 的时间段。虽然对要用于在预定方向 X 上顺序地执行成像的硬件没有特别的限制， 但是， 例 如， 使用互补金属氧化物半导体 (CMOS) 图像传感器。
参照图像 G1， 针对每四条线， 被投射每一种相同颜色光束的区域的亮度变为高。 也 就是说， 当在图像 G1 中重复拍摄四条线 L( 线 L1 至线 L4) 的情况中， 线 L2 的亮度在被投射 相同颜色光 A 的区域中变为高， 线 L1 的亮度在被投射相同颜色光 B 的区域中变为高， 线 L3 的亮度在被投射相同颜色光 C 的区域中变为高。
以这样的方式， 如果可以获取通过在预定方向 X 上对被投射包含第一光信号的光 的区域顺序地成像而获得的图像， 则可以基于获取的图像来指定多种相同颜色光束的布 置。例如， 在预定方向 X 上对被投射包含第一光信号的光的区域顺序地成像的功能可以通 过 CMOS 图像传感器来实现， 从而不需要在接收装置 200 中内置特殊光传感器、 高速照相机 等。
[1-4. 通过对投射的第二光信号进行成像而获得的图像 ]
图 4A 是示出通过用照相机大约同时对下述区域进行成像而获得的图像的示图 ： 使用根据本实施例的发送装置 100 将包含第二光信号的光投射到该区域上。在图 4A 中， 特 别地， 作为例子示出了通过用照相机大约同时对艺术品 M 上的下述区域成像而获得的图像 E2 ： 使用发送装置 100 将包含第二光信号的光投射到该区域上。 特别地， 将第二光信号从发 送装置 100 投射到艺术品 M 的躯体 (torso) 上， 但是， 对要投射的区域没有特别的限制。
特别地， 图 4A 中所示的图像 E2 是通过用照相机大约同时对艺术品 M 的躯体上的 区域进行成像而获得的， 使用发送装置 100 将光投射到该区域， 该光包含第二光信号， 在该 第二光信号中， 光束按照下述顺序被布置 ： 相同颜色光 C、 相同颜色光 A、 相同颜色光 A、 相同 颜色光 B、 相同颜色光 A、 相同颜色光 B 和相同颜色光 C。如图 4A 所示， 以与图 3A 中所示的 图像 E1 相同的方式拍摄图像 E2， 使得被投射相同颜色光 B 的区域表现出高亮度， 并且， 分别 被投射相同颜色光 A 和相同颜色光 C 的区域表现出低亮度。
图 4B 是示出使用根据本实施例的发送装置 100 将包含第二光信号的光投射到其 上的区域对于人眼而言看起来如何的示图。在图 4B 中， 特别地， 作为例子示出了图像 F2， 该图像 F2 示出了使用发送装置 100 将包含第二光信号的光投射到其上的艺术品 M 上的区 域对于诸如用户 U 的人的眼睛而言看起来如何。由图像 F2 可知， 当满足上述的预定的条件 时， 分别被投射相同颜色光 A、 相同颜色光 B 和相同颜色光 C 的区域的颜色对于用户 U 的眼睛而言看起来彼此相同。此外， 图像 E2 中的示出为 (A+B+C)/3 的区域的颜色对于用户 U 的 眼睛而言也看起来与被投射相同颜色光 A、 相同颜色光 B、 相同颜色光 C 等的区域的颜色相 同。
图 4C 是示出通过用根据本实施例的接收装置 200 在预定方向 X 上对下述区域顺 序地成像而获得的图像的示图 ： 使用根据本实施例的发送装置 100 将包含第二光信号的光 投射到该区域上。在图 4C 中， 特别地， 作为例子示出了通过用接收装置 200 在预定方向 X 上对艺术品 M 上的下述区域顺序地成像而获得的图像 G2 ： 使用发送装置 100 将包含第二光 信号的光投射到该区域上。
参照图 4C， 在图像 G2 中示出了， 被投射光的区域由指示其亮度高的黑色表示， 未 被投射光的区域由指示其亮度低的白色表示。在图像 G2 内， 被投射相同颜色光 A 的区域、 被投射相同颜色光 B 的区域和被投射相同颜色光 C 的区域被拍摄为使得各个亮度布置相互 不同。
以这样的方式， 可以由发送装置 100 发送的光信号的数量不限于 1， 并且， 发送装 置 100 可以发送两种光信号 ( 第一光信号和第二光信号 )。此外， 发送装置 100 还能够发送 三种以上的光信号。此外， 在本实施例中， 发送装置 100 将第一光信号投射到艺术品 M 的头 部上， 并且将第二光信号投射到艺术品 M 的躯体上， 第一光信号是通过对关于艺术品 M 的头 部的信息进行编码而获得的， 第二光信号是通过对关于艺术品 M 的躯体的信息进行编码而 获得的。当用户 U 想观看关于艺术品 M 的头部的信息时， 用户 U 用提供给接收装置 200 的 照相机对艺术品 M 的头部进行成像， 并且， 当用户 U 想观看关于艺术品 M 的躯体的信息时， 用户 U 用提供给接收装置 200 的照相机对艺术品 M 的躯体进行成像。 在对艺术品 M 的头部进行成像的情况中， 接收装置 200 基于通过对艺术品 M 的头 部进行成像而获得的图像来获取关于艺术品 M 的躯体的信息， 并且将该信息示出给用户 U， 在对艺术品 M 的躯体进行成像的情况中， 接收装置 200 基于通过对艺术品 M 的躯体进行成 像而获得的图像来获取关于艺术品 M 的躯体的信息， 并且将该信息示出给用户 U。 以这样的 方式， 根据本实施例的发送装置 100， 可以将多个发送数据作为光信号从一个发送装置 100 发送到分别对应于所述多个发送数据的地方。
在使用普通可见光通信的情况中， 通过将发送数据转换为光学时间轴上的参数 ( 被称为光学调制 ) 来对发送数据进行编码。因此， 难以根据要被投射的地方来改变光信 号。 根据本实施例， 通过下述方式来对发送数据进行编码 ： 将发送数据转换为时间轴上的参 数和空间轴上的参数， 这表示转换为相同颜色的光束的布置， 每一种光束具有不同的相位。 因此， 根据要被投射的地方， 容易地改变光信号。
[1-5. 通过使用接收装置对图像进行分析而获得的结果 ]
图 5 是示出通过使用根据本实施例的接收装置分别对图 3C 和图 4C 中所示的图像 进行分析而获得的 ID， 并示出基于所述 ID 获取的信息的显示例子的示图。如上所述， 特别 地， 图 3C 中所示的图像 G1 是通过用接收装置 200 在预定方向 X 上对艺术品 M 的头部上的 区域顺序地成像而获得的， 使用发送装置 100 将光投射到该区域上， 该光包含第一光信号， 在该第一光信号中， 光束按照下述顺序被布置 ： 相同颜色光 C、 相同颜色光 B、 相同颜色光 A、 相同颜色光 B、 相同颜色光 A、 相同颜色光 B 和相同颜色光 C。
在本实施例中， 对应于相同颜色光 A 的信息、 对应于相同颜色光 B 的信息和对应于
相同颜色光 C 的信息分别被表达为 A、 B 和 C。此外， 在本实施例中， C 用作开始字符并用作 结束字符。开始字符表示位图案的开始， 结束字符表示位图案的结束。在本实施例中， 除了 形成位图案的 A 和 B 以外， C 还被提供作为开始字符或结束字符。然而， 开始字符和结束字 符可以由形成位图案的 A 和 B 表达。例如， 预定数量的连续的 A 可以被视为开始字符或结 束字符。
接收装置 200 通过分析由成像获得的图像 G1 来获取被投射第一光信号的区域的 位图案， 并且将获取的位图案转换为用于识别要由用户 U 观看的信息的 ID。 在本实施例中， 第一光信号一旦被转换为 ID， 将基于该 ID 来获取要由用户 U 观看的信息。然而， 接收装置 200 可以将获取的位图案直接转换为要由用户 U 观看的信息。在包含于接收装置 200 中的 显示屏幕 251 上显示要由用户 U 观看的信息， 并且， 在图 5 中示出显示例子。
[1-6. 发送装置的功能配置 ]
图 6 是示出根据本实施例的发送装置 100 的功能配置的示图。发送装置 100 发送 通过布置各具有不同相位的多种相同颜色光束中的每一种相同颜色光束的一条或多条形 成的光信号。如上所述， 各具有不同相位的多种相同颜色光束的例子包括相同颜色光 A、 相 同颜色光 B 和相同颜色光 C。 作为布置每一种相同颜色光束中的一条或多条的例子， 可以给 出第一光信号和第二光信号， 如上所述。 发送装置 100 主要包括控制部 110、 光信号产生部 120、 发送部 130 等。控制部 110 具有输出用于控制光信号产生部 120 的驱动信号的功能。例如， 在控制部 110 使得光信号 产生部 120 产生第一光信号的情况中， 第一光信号的每一个位置的闪光图案基于下述信息 作为驱动信号从控制部 110 被输出到光信号产生部 120 ： 指示形成第一光信号的相同颜色 光束的布置的信息 ( 指示如下顺序的信息 ： 相同颜色光 C、 相同颜色光 B、 相同颜色光 A、 相 同颜色光 B、 相同颜色光 A、 相同颜色光 B 和相同颜色光 C) ； 指示投射第一光信号的位置的 信息 ( 指示艺术品 M 的头部的信息 ) ； 等等。光信号的位置对应于下面描述的像素。
此外， 例如， 在控制部 110 使得光信号产生部 120 产生第二光信号的情况中， 第二 光信号的每一个位置的闪光图案基于下述信息作为驱动信号从控制部 110 被输出到光信 号产生部 120 ： 指示形成第二光信号的相同颜色光束的布置的信息 ( 指示如下顺序的信息 ： 相同颜色光 C、 相同颜色光 A、 相同颜色光 A、 相同颜色光 B、 相同颜色光 A、 相同颜色光 B 和 相同颜色光 C) ； 指示投射第二光信号的位置的信息 ( 指示艺术品 M 的头部的信息 ) ； 等等。 作为驱动信号， 存储于在发送装置 100 中包含的存储部 ( 未示出 ) 的驱动信号可以由控制 部 110 读出并被使用， 或者， 存储于在发送装置 100 之外提供的记录介质中的驱动信号可以 由控制部 110 读出并被使用。此外， 由包含在发送装置 100 中的接收部 ( 未示出 ) 接收的 信号可以由控制部 110 用作驱动信号。
光信号产生部 120 具有产生通过基于从控制部 110 输出的驱动信号布置各具有 不同相位的多种相同颜色光束中的每一种相同颜色光束的一条或多条来形成的光信号的 功能。例如， 对于第一光信号的每一个位置的闪光图案作为驱动信号从控制部 110 输出的 情况中， 光信号产生部 120 根据对于第一光信号的每一个位置的闪光图案产生第一光信 号。此外， 例如， 对于第二光信号的每一个位置的闪光图案作为驱动信号从控制部 110 输出 的情况中， 光信号产生部 120 根据对于第二光信号的每一个位置的闪光图案产生第二光信 号。
发送部 130 具有发送由光信号产生部 120 产生的光信号的功能。在本实施例中， 发送部 130 通过下述方式来将光信号发送到接收装置 200 ： 将由光信号产生部 120 产生的 光信号投射到诸如艺术品 M 的物体的预定区域上 ； 以及使用接收装置 200 对该区域进行成 像。此外， 在本实施例中， 第一光信号和第二光信号由发送部 130 发送。第一光信号由发送 装置 100 投射到艺术品 M 的头部上， 并且由接收装置 200 成像， 从而被接收， 第二光信号由 发送装置 100 投射到艺术品 M 的躯体上， 并且由接收装置 200 成像， 从而被接收。
由发送部 130 将光信号投射到其上的物体可以如艺术品 M 一样是三维的， 或者如 绘画一样是平面的。 这是因为 ： 由于光沿着直线传播的光的特征， 所以无论被投射光信号的 物体是三维的还是平面的， 投射的光信号都可以以相同的方式由接收装置 200 成像。
发送数据由多个信息 ( 例如 A、 B 和 C) 构成， 并且光信号产生部 120 以下述方式产 生光信号 ： 在分别与发送数据内的信息的位置 ( 例如， 在第一光信号的情况中， 发送数据中 的 C 的位置是第一和第七位置， 发送数据中的 B 的位置是第二、 第四和第六位置， 并且发送 数据中的 A 的位置是第三和第五位置 ) 相对应的位置处的光束被设置为具有分别对应于由 发送数据保持的多个信息 ( 例如 A、 B 和 C) 的相位的相同颜色光束 ( 例如， 相同颜色光 A、 相同颜色光 B 和相同颜色光 C)。例如， 这种光信号的产生由从控制部 110 输出的驱动信号 控制。 在存在多个发送数据的情况中， 光信号产生部 120 还能够针对每一个发送数据改 变对应于发送数据的光的位置。 在上述的例子中， 对应于第一光信号的发送数据 “CBABABC” 和对应于第二光信号的发送数据 “CAABABC” 代表多个发送数据。例如， 光信号产生部 120 可以进行改变， 使得对应于发送数据 “CBABABC” 的光的位置被设置为艺术品 M 的头部， 对应 于发送数据 “CAABABC” 的光的位置被设置为艺术品 M 的躯体。例如， 这种光信号的产生由 从控制部 110 输出的驱动信号控制。
光信号产生部 120 可以产生具有与多种相同颜色光束 ( 相同颜色光 A、 相同颜色光 B 和相同颜色光 C) 相同的颜色且具有与多种相同颜色光束的相位中的任何相位不同的相 位的光， 作为除了在分别与发送数据内的多个信息 ( 例如， A、 B 和 C) 的位置相对应的位置 处的光束以外的光 ( 例如， 投射到图 3A 中的示出为 “(A+B+C)/3” 的区域上的光 )。在这种 情况中， 发送部 130 输出由光信号产生部 120 产生的光。例如， 如上所述， 除了在分别与发 送数据内的多个信息 ( 例如， A、 B 和 C) 的位置相对应的位置处的光束以外的光可以被设置 为通过组合相同颜色光 A、 相同颜色光 B 和相同颜色光 C 而获得的光， 例如， 相同颜色光 A、 相同颜色光 B 和相同颜色光 C 中的每一个的 ON 状态的时间段被设置为 ON 状态的原始时间 段的三分之一。
[1-7. 发送装置的硬件配置 ]
图 7 是示出根据本实施例的发送装置 100 的硬件配置的示图。如图 7 所示， 发送 装置 100 主要包括光源 311、 透镜 313、 透镜 314、 外部时钟 321、 驱动电路 322、 DMD( 数字微 镜装置 )330、 投影器镜头 (projector lens)340 等。
例如， 光源 311 充当光信号产生部 120 的一部分， 并且具有发射光的功能。从光源 311 发射的光可以是诸如白光的可见光， 或者可以是能够由提供给移动电话的照相机成像 的红外光， 例如， 近红外光。例如， 光源 311 由超高压汞灯、 氙灯等构成。
透镜 313 是用于将从光源 311 发射的光调节为在普通情况下要提供的色轮 (color
wheel) 的尺寸的透镜。 在本实施例中， 由于从发送装置 100 发送的光束是相同颜色光束， 所 以提供色轮不是特别必要的。因此， 透镜 313 也不是特别必要的。透镜 314 用于将从光源 311 发射的光调节为 DMD 330 的尺寸。
外部时钟 321 是用于产生用于测量相同颜色光 ( 相同颜色光 A、 相同颜色光 B 或相 同颜色光 C) 的 ON 状态和 OFF 状态之间切换的定时的时钟信号并用于将该时钟信号输出给 驱动电路 322 的装置。驱动电路 322 具有基于由外部时钟 321 产生的时钟信号来产生上述 驱动信号并将该驱动信号输出给 DMD 330 的功能。驱动电路 322 充当在发送装置 100 中包 含的控制部 110 的例子。
DMD 330 具有基于从驱动电路 322 输出的驱动信号使得从光源 311 发射的光以针 对光的每一个位置确定的角度反射的功能。由于针对光的每一个位置的 ON 状态和 OFF 状 态之间切换的定时作为驱动信号从驱动电路 322 输出， 所以 DMD 330 根据该驱动信号针对 光的每一个位置使得光在投影器镜头 340 上反射， 或者使得光在吸收体板 ( 未示出 ) 上反 射。将参照图 8 进一步详细地描述 DMD 330 所具有的功能。DMD 330 充当在发送装置 100 中包含的光信号产生部 120 的例子。
投影器镜头 340 具有发送从 DMD 330 反射的光的功能。例如， 投影器镜头 340 通 过将光投射到诸如艺术品 M 的物体上来发送从 DMD 330 反射的光。投影器镜头 340 充当在 发送装置 100 中包含的发送部 130 的例子。
[1-8. 针对每一个像素控制光的相位的原理 ]
图 8 是示出针对每一个像素控制可应用于根据本实施例的发送装置 100 的光的相 位的原理的示图。如图 8 所示， 针对光的每一个位置， DMD330 具有包括反射镜 PA、 轴 PB 和 基部 PC 的像素。在像素中存在两种状态 ： 指示 ON 状态的像素 PN ； 和指示 OFF 状态的像素 PF。 DMD 330 根据从驱动电路 322 输出的驱动信号将每一个像素设置为指示 ON 状态的像素 PN 或者指示 OFF 状态的像素 PF。
如图 8 所示， 例如， 指示 ON 状态的像素 PN 通过反射镜 PA 将从光源 311 发射的光 反射到投影器镜头 340 上。此外， 指示 OFF 状态的像素 PF 通过反射镜 PA 将从光源 311 发 射的光反射到吸收体板 ( 未示出 ) 上。在投影器镜头 340 上反射的光通过投影器镜头 340 发送， 并且， 在吸收体板 ( 未示出 ) 上反射的光不通过投影器镜头 340 发送。也就是说， 指 示 ON 状态的像素 PN 产生闪光图案中的 ON 状态， 指示 OFF 状态的像素 PF 产生闪光图案中 的 OFF 状态。
如图 8 所示， 反射镜 331 是通过布置多个像素来构成的， 多个像素中的每一个被控 制以设置为指示 ON 状态的像素 PN 和指示 OFF 状态的像素 PF 中的任何一个。对 DMD 330 提供反射镜 331， 并且， 每一个像素的到指示 ON 状态的像素 PN 或指示 OFF 状态的像素 PF 的 切换由 DMD 330 基于驱动信号来执行。以这样的方式， 针对光的每一个位置， 可以控制相同 颜色光的相位。然而， 针对光的每一个位置控制相同颜色光的相位的技术不限于使用 DMD 330 的技术。例如， 可以使用 LED 背光来控制关于光的每一个位置的相同颜色光的相位。
[1-9. 接收装置的功能配置 ]
图 9 是示出根据本实施例的接收装置 200 的功能配置的示图。接收装置 200 从发 送装置 100 接收通过布置各具有不同相位的多种相同颜色光束中的每一种相同颜色光束 的一条或多条形成的光信号。接收装置 200 主要包括成像部 210、 图像分析部 220、 获取部 230、 存储部 240、 显示 部 250 等。成像部 210 充当接收部的例子， 并且具有接收光信号的功能。例如， 成像部 210 通过执行成像来接收光信号， 并且， 在使用 CMOS 图像传感器执行成像的情况中， 例如， 如上 所述， 可以在预定方向 X 上对光信号顺序地成像。通过使用成像部 210 执行成像而获得的 图像的例子是如图 3C 和图 4C 中所示的。此外， 通过在预定方向上对光信号顺序地成像来 实现的效果等是如上所述的。
图像分析部 220 具有基于在光信号中布置的相同颜色光束中的每一条所具有的 相位来获取与在光信号中布置的相同颜色光束中的每一条相对应的信息的功能。 图像分析 部 220 充当分析部的例子。更具体地， 图像分析部 220 基于亮度的布置来获取与在光信号 中布置的相同颜色光束中的每一条相对应的信息， 该亮度的布置是通过在预定方向 X 上顺 序地执行成像而在图像中针对多种相同颜色光束中的每一种不同地拍摄的。例如， 图像分 析部 220 对通过由成像部 210 进行成像而获得的图像进行分析， 并且从该图像获取位图案 (ID 等 )， 作为信息的例子。
例如， 在存储部 240 中存储被投射光的像素的亮度和没有被投射光的像素的亮 度。也就是说， 图像分析部 220 基于以下获取与在光信号中布置的相同颜色光束中的每一 条相对应的信息 ： 存储于存储部 240 中的亮度 ； 和亮度的布置， 该亮度的布置是通过在预定 方向 X 上顺序地执行成像而在图像中针对多种相同颜色光束中的每一种不同地拍摄的。
获取部 230 具有获取与作为通过由图像分析部 220 分析图像而获得的结果的 ID 相对应的信息的功能。更具体地， 如图 5 所示， 获取部 230 获取 “About Head of Statue” 的描述作为对应于 ID“BABAB” 的信息， 并且获取 “About Torso of Statue” 的描述作为对 应于 ID“AABAB” 的信息。例如， 这些信息也存储于存储部 240 中， 并且， 获取部 230 可以从 存储部 240 获取对应于 ID 的信息。此外， 获取部 230 还可以从另一装置接收这些信息。请 注意， 在由图像分析部 220 获取的信息由显示部 250 直接显示的情况中， 不必一定对接收装 置 200 提供获取部 230。
显示部 250 具有显示在图 5 的显示例子中示出的显示屏幕 251 的功能。显示部 250 可以使得由图像分析部 220 获取的信息和由获取部 230 获取的信息包含在显示屏幕 251 中， 并且可以显示显示屏幕 251。
存储部 240 能够如上所述地存储由图像分析部 220 和获取部 230 使用的各种信 息。此外， 在图像分析部 220 或获取部 230 由 CPU( 中央处理单元 )、 RAM( 随机存取存储器 ) 等构成的情况中， 存储部 240 可以存储由图像分析部 220 或获取部 230 执行的程序。
[1-10. 由通信系统执行的处理的流程 ]
图 10 是显示由根据本实施例的通信系统 10 执行的处理的流程的流程图。首先， 发送装置 100 的控制部 110 获取发送数据 ( 步骤 S101)。如上所述， 对于获取发送数据的 源没有特别的限制。其后， 控制部 110 基于获取的发送数据来产生驱动信号 ( 步骤 S102)。 接下来， 光信号产生部 120 基于该驱动信号将从光源 311 发射的光转换为通过布置各具有 不同相位的多种相同颜色光束来形成的光信号 ( 步骤 S103)。发送部 130 投射光信号 ( 步 骤 S104)。
接收装置 200 的成像部 210 对由发送装置 100 发送的光信号进行成像 ( 步骤 S201)。其后， 图像分析部 220 对通过成像获得的图像进行分析并获取 ID( 步骤 S202)。如上所述， ID 是由图像分析部 220 获取的信息的例子。获取部 230 获取对应于 ID 的信息 ( 步 骤 S203)。
<2. 变型例 >
本领域的技术人员应该理解， 可以根据设计要求和其它因素进行各种修改、 组合、 子组合和替换， 只要它们在所附权利要求或其等同物的范围即可。
例如， 在本实施例中， 发送装置 100 将关于艺术品 M 的头部的信息的 ID 投射到艺 术品 M 的头部上， 并且将关于艺术品 M 的躯体的信息的 ID 投射到艺术品 M 的躯体上。 然而， 对要投射的信息没有限制。例如， 当发送装置 100 将一地方的 ID 作为不可见条形码投射在 该地方的整个壁上时， 可以实现使用接收装置 200 的位置识别等。
<3. 总结 >
根据本实施例， 可以简单地配置接收装置， 并且可以在没有破坏周围美观的情况 下将数据从发送装置发送到接收装置。 此外， 根据本实施例， 多个发送数据能够作为光信号 从一个发送装置投射到分别对应于多个发送数据的地方。
本发明包含与在 2010 年 6 月 2 日提交在日本专利局中的日本在先专利申请 JP 2010-127079 中公开的主题相关的主题， 该专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。