JP2018121169A - 発光装置、受光装置、情報処理システム、情報処理方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】秘匿性の高い情報の伝送に好適な光通信を可能とする。【解決手段】発光装置１００は、光信号パケットのフォーマットに対応する発光パターンで発光する際に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各光の色相値について、基準値から変化させた色相値で発光する。一方、受光装置２００は、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分の複数のフレームにおいて、色変化領域における赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色相値を基準値に戻す処理を行い、色相値を基準値に戻した赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色について、色相値に対応するビットデータ列を復号して、通信対象の情報を取得する。【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置、受光装置、情報処理システム、情報処理方法及びプログラムに関する。

光を通信媒体として任意の情報を伝送する光通信においては、送信側における光源が光を変化させながら発することで情報送信し、受信側が受光した画像に含まれるこの光の変化を取得し、この変化を復号することで情報を取得する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−９０７４号公報

上述した光通信では、送信側が複数の色の光を切り替えながら発するような場合には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）という、いわば色相において等角度に設定された３色の組み合わせで送信するべきデータを変調することが想定され、変調パターンのバリエーションにおいて単調な組み合わせになりがちという問題がある。そして、このような変調パターンの仕組みは、特に秘匿性の高い情報を伝送するには不向きであるという問題があった。

本願発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、秘匿性の高い情報の伝送に好適な光通信を可能とすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る発光装置は、
任意の情報によって変調された光を発する発光手段と、
前記発光手段が発する光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを各パラメータにおける予め定められた任意の値から所定値だけ変化させる発光制御手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、秘匿性の高い情報の伝送に好適な光通信が可能となる。

本発明の実施形態に係る光通信システムの構成を示す図である。 発光装置の構成を示す図である。 光信号パケットのフォーマットの一例を示す図である。 受光装置の構成を示す図である。 発光装置の動作を示す第１のフローチャートである。 発光パターンにおける色相値置換の第１の例を示す図である。 色平面の第１の例を示す図である。 受光装置の動作を示す第１のフローチャートである。 発光装置の動作を示す第２のフローチャートである。 発光パターンにおける色相値置換の第２の例を示す図である。 色平面の第２の例を示す図である。 受光装置の動作を示す第２のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態に係る光通信システムについて説明する。本発明の実施形態に係る光通信システム１は、図１に示すように、発光装置１００と受光装置２００とを含んで構成されている。

光通信システム１では、発光装置１００と受光装置２００とは、光を通信媒体として発光装置１００から受光装置２００への通信を行うことができる。

発光装置１００は、受光装置２００への通信対象の情報を、変調により赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の時系列で変化するとともに消灯期間であるヘッダ部分の黒（Ｂｋ）を含む光信号に変換して出力する。

受光装置２００は、撮像範囲に含む発光装置１００を撮像することにより、発光装置１００からの光信号を受光する。また、受光装置２００は、撮像により得られた画像を表示する。また、受光装置２００は、受光した光信号から通信対象の情報を復号し、表示する。

次に、発光装置１００について説明する。発光装置１００は、図２に示すように、制御部１０２、メモリ１０４、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）１１４を含んで構成される。

制御部１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備え、メモリ１０４に格納されているプログラムに従ってソフトウェア処理を実行し、発光装置１００が具備する各種機能を実現するために機能する。

メモリ１０４は、例えばワークエリアとなるＲＡＭ（Random Access Memory）、基本動作プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）である。メモリ１０４は、発光装置１００における制御等に用いられる各種情報（プログラム等）を記憶する。

制御部１０２内の符号化・変調部１１０は、通信対象である情報をビットデータ列に符号化する。更に、符号化・変調部１１０は、ビットデータ列に基づくデジタル変調を行う。変調方式として例えば周波数を２８．８（ｋＨｚ）とする搬送波を用いた４ＰＰＭ（Pulse Position Modulation）が採用される。

制御部１０２内の駆動部１１２は、符号化・変調部１１０が生成した信号と、予め定められた光信号パケットのフォーマットとに基づいて、発光パターンを決定し、ＬＥＤ１１４に対して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を、変化周期ｔ１で時間的に変化しながら点灯させるとともに、ヘッダに対応する消灯期間において消灯させる制御を行う。この際、駆動部１１２は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各光の色相値について、基準値から変化させた色相値で点灯させる制御を行う。

図３は、光信号パケットのフォーマットの一例を示す図である。図３に示す光信号パケットのフォーマットは、１つの発光期間が時間ｔ１（変化周期ｔ１）であり、時間ｔ１の１２倍である時間長ｔｍの発光パターンからなる。具体的には、図３に示す光信号パケットのフォーマットに対応する光信号は、ヘッダに対応する消灯期間の２個の黒（Ｂｋ）の発光、タイプに対応する１個の赤（Ｒ）の発光、データに対応する７個の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の何れかの発光、及び、パリティに対応する２個の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の何れかの発光からなる発光パターンを示す。

ＬＥＤ１１４は、駆動部１１２の制御により、点灯期間において、基準値から変化させた色相値を有する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を、変化周期ｔ１で時間的に変化させながら出力するともに、ヘッダに対応する消灯期間において消灯する。

次に、受光装置２００について説明する。受光装置２００は、撮像画像を表示するとともに、発光装置１００からの情報を受信するための通信装置として機能する。受光装置２００は、図４に示すように、制御部２０２、メモリ２０４、操作部２０６、表示部２０７、撮像部２１４を含んで構成される。

制御部２０２は、ＣＰＵによって構成される。制御部２０２は、メモリ２０４に記憶されたプログラムに従ってソフトウェア処理を実行することにより、受光装置２００が具備する各種機能を実現するために機能する。

メモリ２０４は、例えばＲＡＭやＲＯＭである。メモリ２０４は、受光装置２００における制御等に用いられる各種情報（プログラム等）を記憶する。

操作部２０６は、表示部２０７の表示領域の上面に配置されるタッチパネルであり、ユーザの操作内容を入力するために用いられるインタフェースである。表示部２０７は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等によって構成され、画像を表示する。

撮像部２１４は、受光装置２００の筐体において、表示部２０７が設置された面とは反対側の面に配置される。撮像部２１４は、レンズと受光素子により構成される。レンズは、ズームレンズ等により構成され、制御部２０２によるズーム制御及び合焦制御により移動する。撮像部２１４の撮像画角、光学像は、レンズの移動によって制御される。受光素子は、受光面に規則的に二次元配列された複数の受光素子により構成される。受光素子は、例えば、フォトダイオード、ベイヤー配列のカラーフィルターを実装する撮像デバイス、あるいは三板式のＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像デバイスである。

撮像部２１４は、発光装置１００内のＬＥＤ１１４における光の変化周期ｔ１と同一、もしくはそれよりも短い撮像周期ｔ２で撮像を行う。撮像部２１４は、入光された光学像を、制御部２０２からの制御信号に基づいて所定範囲の撮像画角で撮像（受光）し、その撮像画角内の画像信号を逐次、制御部２０２へ出力する。

制御部２０２内の画像取得部２３２は、撮像部２１４からの画像信号を取得する毎に、当該画像信号をデジタルデータに変換してフレームを生成する。上述したように、撮像部２１４の撮像周期はｔ２であることに対応して、画像取得部２３２は、時間ｔ２毎にフレームを生成する。

制御部２０２内の変換部２３３は、時系列的に連続して取得される、光信号パケットのフォーマットに対応する期間（ｔｍ）分の複数のフレームにおいて、この光信号を定義するパラメータのうち、色相（Ｈ：Hue）が赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の何れかに逐次切り替わる画素の領域を色変化領域として検出する。なお、複数のフレームにおいて、色変化領域の位置が変化する場合、変換部２３３は、位置の変化に追随して色変化領域を検出することができる。更に、変換部２３３は、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分の複数のフレームにおいて、色変化領域の色に消灯期間であるヘッダに対応する黒（Ｂｋ）を検出する。

次に、変換部２３３は、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分の複数のフレームにおいて、色変化領域における赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色相値を基準値に戻す処理を行う。

制御部２０２内の復号部２３４は、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分の複数のフレームの色変化領域について、先頭（ヘッダ）に続く色相値を基準値に戻した赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色について、色相値に対応するビットデータ列を復号するよう制御し、通信対象の情報を取得する。

制御部２０２内の表示制御部２３５は、フレームの画像と、通信対象の情報の画像とを表示部２０７に表示させる制御を行う。

次に、通信時の発光装置１００及び受光装置２００の動作を説明する。図５は、発光装置１００の動作を示す第１のフローチャートである。

発光装置１００の制御部１０２は、通信対象の情報に応じて光信号パケットにおける発光パターンを決定する（ステップＳ１０１）。具体的には、制御部１０２内の符号化・変調部１１０は、通信対象である情報をビットデータ列に符号化する。更に、符号化・変調部１１０は、ビットデータ列に基づくデジタル変調を行う。制御部１０２内の駆動部１１２は、符号化・変調部１１０が生成した信号と、図３に示す光信号パケットのフォーマットとに基づいて、ＬＥＤ１１４に対して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を、変化周期ｔ１で時間的に変化しながら点灯させるとともに、ヘッダに対応する消灯期間において消灯させる発光パターンを決定する。この段階では、発光パターンに含まれる赤（Ｒ）の色相値は基準値のＲ０、緑（Ｇ）の色相値は基準値のＧ０、青（Ｂ）の色相値は基準値のＢ０である。なお、本実施の形態では、各基準値として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）各色の中央値を採用するが、これに限らず、色相において各色の中央値に共通して予め任意の角度（θ）を加算した値を基準値として採用してもよい。また、各色において共通した角度を設定するのではなく、各色で異なる角度を加算するか、特定の色のみこのような設定をする等により得られた値を基準値として採用してもよい。このようにすることで、更に伝送する情報の秘匿性を高めることができる。

次に、駆動部１１２は、発光パターンに含まれる赤（Ｒ）の色相値である基準値のＲ０に色相値θＲを加算して新たな色相値Ｒ’を算出し、Ｇ（緑）の色相値である基準値のＧ０に色相値θＧを加算して新たな色相値Ｇ’を算出し、青（Ｂ）の色相値である基準値のＢ０に色相値θＢを加算して新たな色相値Ｂ’を算出する（ステップＳ１０２）。図６は、発光パターンにおける色相値置換の第１の例を示す図である。図６では、赤（Ｒ）の色相値が基準値Ｒ０からＲ’に置換され、緑（Ｇ）の色相値が基準値Ｇ０からＧ’に置換され、青（Ｂ）の色相値が基準値Ｂ０からＢ’に置換されている。

図７は、色平面の第１の例を示す図である。色は、色相、明度、彩度によって特定される。色相（Ｈ）、明度（Ｖ）、彩度（Ｓ）のうち、色相（Ｈ）は、図７に示すように、色平面の円周方向で示される。赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）は色相値によって区分され、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）の色相の境界値は境界値５２１で示され、緑（Ｇ）と青（Ｂ）の色相の境界値は境界値５２２で示され、青（Ｂ）と赤（Ｒ）の色相の境界値は境界値５２３で示される。

更に、境界値５２１と境界値５２３とに挟まれた赤領域の中央値が基準値Ｒ０となる。境界値５２２と境界値５２１とに挟まれた緑領域の中央値が基準値Ｇ０となる。境界値５２２と境界値５２３とに挟まれた青領域の中央値が基準値Ｂ０となる。また、赤（Ｒ）の色相値の基準値Ｒ０に色相値θＲを加算すると色相値Ｒ’となり、緑（Ｇ）の色相値の基準値Ｇ０に色相値θＧを加算すると色相値Ｇ’となり、青（Ｂ）の色相値の基準値Ｂ０に色相値θＢを加算すると色相値Ｂ’となる。

ここで、加算値であるθＲ、θＧ、θＢは、予め発光装置１００と受光装置２００との間で共有されている。加算値であるθＲ、θＧ、θＢは同一の値でもよく、異なる値でもよい。また、θＲ、θＧ、θＢはそれぞれ時間経過に伴って変化する時間の関数θＲ（ｔ）、θＧ（ｔ）、θＢ（ｔ）でもよい。例えば、θＲ（ｔ）、θＧ（ｔ）、θＢ（ｔ）は、光信号パケットの先頭（ヘッダ）のタイミングを時刻０とし、時間経過に伴って変化する。時間の関数θＲ（ｔ）、θＧ（ｔ）、θＢ（ｔ）が用いられる場合、時刻０のタイミングは、予め発光装置１００と受光装置２００との間で共有されている。

再び、図５に戻って説明する。ステップＳ１０２の処理によって発光パターンに含まれる赤（Ｒ）の色相値がＲ’、緑（Ｇ）の色相値がＧ’、青（Ｂ）の色相値がＢ’に変更された後、駆動部１１２は、色相値変更後の発光パターンに基づいて、ＬＥＤ１１４に対して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を、変化周期ｔ１で時間的に変化しながら点灯させるとともに、ヘッダに対応する消灯期間において消灯させる制御を行う。ＬＥＤ１１４は、駆動部１１２の制御により、点灯期間において、色相値Ｒ’を有する赤（Ｒ）の光、色相値Ｇ’を有する緑（Ｇ）の光、色相値Ｂ’を有する青（Ｂ）の光を、変化周期ｔ１で時間的に変化させながら出力するとともに、ヘッダに対応する消灯期間において消灯する（ステップＳ１０３）。

図８は、受光装置２００の動作を示す第１のフローチャートである。撮像部２１４は、発光装置１００内のＬＥＤ１１４における光の変化周期ｔ１と同一の撮像周期ｔ２で撮像を行い、撮像画角内の画像信号を逐次、制御部２０２へ出力する。制御部２０２内の画像取得部２３２は、撮像部２１４からの画像信号を取得する毎に、当該画像信号をデジタルデータに変換してフレームを生成する（ステップＳ２０１）。

制御部２０２内の変換部２３３は、時系列的に連続して取得される、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分の複数のフレームにおいて、色変化領域を検出する（ステップＳ２０２）。

次に、変換部２３３は、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分の複数のフレームにおいて、色変化領域における赤（Ｒ）の色相値Ｒ’から色相値θＲを減算する。この減算により、元の基準値Ｒ０が得られる。同様に、変換部２３３は、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分の複数のフレームにおいて、色変化領域における緑（Ｇ）の色相値Ｇ’から色相値θＧを減算して、元の基準値Ｇ０を取得し、色変化領域における青（Ｂ）の色相値Ｂ’から色相値θＢを減算して、元の基準値Ｂ０を取得する（ステップＳ２０３）。

次に、制御部２０２内の復号部２３４は、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分の複数のフレームの色変化領域について、基準値Ｒ０を赤（Ｒ）の色相値として用い、基準値Ｇ０を緑（Ｇ）の色相値として用い、基準値Ｂ０を青（Ｂ）の色相値として用いて、色相値に対応するビットデータ列を復号するよう制御し、通信対象の情報を取得する（ステップＳ２０４）。

次に、通信時の発光装置１００及び受光装置２００の他の動作を説明する。図９は、発光装置１００の動作を示す第２のフローチャートである。

発光装置１００の制御部１０２は、通信対象の情報に応じて光信号パケットにおける発光パターンを決定する（ステップＳ３０１）。具体的には、図５のステップＳ１０１と同様である。

次に、駆動部１１２は、発光パターンに含まれる赤（Ｒ）の色相値について、平均値が基準値のＲ０となるｎ個の色相値Ｒ１、Ｒ２・・・Ｒｎを取得し、発光パターンに含まれる緑（Ｇ）の色相値について、平均値が基準値のＧ０となるｎ個の色相値Ｇ１、Ｇ２・・・Ｇｎを取得し、発光パターンに含まれる青（Ｂ）の色相値について、平均値が基準値のＢ０となるｎ個の色相値Ｂ１、Ｂ２・・・Ｂｎを取得する（ステップＳ３０２）。

次に、駆動部１１２は、ステップＳ３０１において決定した発光パターンにおいて、赤（Ｒ）に色相値Ｒ１、緑（Ｇ）に色相値Ｇ１、青（Ｂ）に色相値Ｂ１を割り当てて、色相値Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１の組み合わせからなる第１発光パターンを取得する。また、駆動部１１２は、ステップＳ３０１において決定した発光パターンにおいて、赤（Ｒ）に色相値Ｒ２、緑（Ｇ）に色相値Ｇ２、青（Ｂ）に色相値Ｂ２を割り当てて、色相値Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２の組み合わせからなる第２発光パターンを取得する。駆動部１１２は、同様の処理を繰り返し、ステップＳ３０１において決定した発光パターンにおいて、赤（Ｒ）に色相値Ｒｎ、緑（Ｇ）に色相値Ｇｎ、青（Ｂ）に色相値Ｂｎを割り当てて、色相値Ｒｎ、Ｇｎ、Ｂｎの組み合わせからなる第ｎ発光パターンを取得する。これにより、図１０に示すように、第１発光パターンから第ｎ発光パターンまでｎ個の発光パターンが取得される（ステップＳ３０３）。

ここで、第１発光パターンから第ｎ発光パターンまでｎ個の発光パターンが用いられることは、予め発光装置１００と受光装置２００との間で共有されている。

図１１は、色平面の第２の例を示す図である。図１１に示す色平面では、図７に示す色平面と同様、色相（Ｈ）は、色平面の円周方向で示される。赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）は色相値によって区分され、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）の色相の境界値は境界値５２１で示され、緑（Ｇ）と青（Ｂ）の色相の境界値は境界値５２２で示され、青（Ｂ）と赤（Ｒ）の色相の境界値は境界値５２３で示される。更に、境界値５２１と境界値５２３とに挟まれた赤領域の中央値が基準値Ｒ０となる。境界値５２２と境界値５２１とに挟まれた緑領域の中央値が基準値Ｇ０となる。境界値５２２と境界値５２３とに挟まれた青領域の中央値が基準値Ｂ０となる。

更に、色相値Ｒ１、Ｒ２・・・Ｒｎの平均値が赤（Ｒ）の色相値の基準値Ｒ０となり、色相値Ｇ１、Ｇ２・・・Ｇｎの平均値が緑（Ｇ）の色相値の基準値Ｇ０となり、色相値Ｂ１、Ｂ２・・・Ｂｎの平均値が青（Ｂ）の色相値の基準値Ｂ０となる。

再び、図９に戻って説明する。ステップＳ３０３の処理によって、第１発光パターンから第ｎ発光パターンまでｎ個の発光パターンが取得された後、駆動部１１２は、係数ｋの初期値０に１を加算してｋ＝１とする（ステップＳ３０４）。更に、駆動部１１２は、ｋ＝１であることに応じて、第１発光パターンに基づいて、ＬＥＤ１１４に対して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を、変化周期ｔ１で時間的に変化しながら点灯させるとともに、ヘッダに対応する消灯期間において消灯させる制御を行う。ＬＥＤ１１４は、駆動部１１２の制御により、点灯期間において、基準値から変化させた色相値を有する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を、変化周期ｔ１で時間的に変化させながら出力するともに、ヘッダに対応する消灯期間において消灯する（ステップＳ３０５）。

次に、駆動部１１２は、ｋ＝ｎであるか否かを判定する（ステップＳ３０６）。ｋ＝ｎではない場合（ステップＳ３０６；ＮＯ）、再びｋに１を加算する処理（ステップＳ３０４）と、ｋの値に基づく第ｋ発光パターンに応じた発光（ステップＳ３０５）が行われる。

一方、ｋ＝ｎである場合には（ステップＳ３０６；ＹＥＳ）、第１発光パターンでの発光から第ｎ発光パターンでの発光までが終了したことを意味する。この場合には、一連の動作が終了する。

図１２は、受光装置２００の動作を示す第２のフローチャートである。撮像部２１４は、発光装置１００内のＬＥＤ１１４における光の変化周期ｔ１と同一の撮像周期ｔ２で撮像を行い、撮像画角内の画像信号を逐次、制御部２０２へ出力する。制御部２０２内の画像取得部２３２は、撮像部２１４からの画像信号を取得する毎に、当該画像信号をデジタルデータに変換してフレームを生成する（ステップＳ４０１）。

制御部２０２内の変換部２３３は、時系列的に連続して取得される、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分×ｎに対応する数のフレームを取得したと判断した場合に、色変化領域を検出する（ステップＳ４０２）。尚、回数が上記ｎに満たない場合は、ｎ回に達するまで順次フレームを取り込む。

次に、変換部２３３は、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分×ｎに対応する数のフレームについて、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分毎にフレーム集合を生成する。フレーム集合はｎ個生成される。更に、変換部２３３は、ｎ個のフレーム集合のそれぞれにおける同一時間位置のフレームの色変化領域の色相値の平均値を算出する（ステップＳ４０３）。

ここで、同一時間位置のフレームとは、例えば、図１０において、第１発光パターン〜第ｎ発光パターンのそれぞれにおける斜線部に対応するフレームを意味する。

ｎ個のフレーム集合のそれぞれにおける同一時間位置のフレームの色変化領域の色相値の平均値を算出することにより、赤（Ｒ）の色相値のついては、Ｒ１＋Ｒ２＋・・・＋Ｒｎ／ｎによって、元の基準値Ｒ０が得られる。また、緑（Ｇ）の色相値のついては、Ｇ１＋Ｇ２＋・・・＋Ｇｎ／ｎによって、元の基準値Ｇ０が得られる。また、青（Ｂ）の色相値のついては、Ｂ１＋Ｂ２＋・・・＋Ｂｎ／ｎによって、元の基準値Ｂ０が得られる。そして、ｎ個のフレーム集合のそれぞれにおける同一時間位置のフレームの色変化領域の色相値の平均値を時間順に並べることで、図１０に示す元の発光パターンが得られる。

次に、制御部２０２内の復号部２３４は、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分の複数のフレームの色変化領域について、基準値Ｒ０を赤（Ｒ）の色相値として用い、基準値Ｇ０を緑（Ｇ）の色相値として用い、基準値Ｂ０を青（Ｂ）の色相値として用いて、色相値に対応するビットデータ列を復号するよう制御し、通信対象の情報を取得する（ステップＳ４０４）。

以上説明したように、本実施形態に係る光通信システム１では、発光装置１００は、光信号パケットのフォーマットに対応する発光パターンで発光する際に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各光の色相値について、基準値から変化させた色相値で発光する。一方、受光装置２００は、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分の複数のフレームにおいて、色変化領域における赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色相値を基準値に戻す処理を行い、色相値を基準値に戻した赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色について、色相値に対応するビットデータ列を復号して、通信対象の情報を取得する。

具体的には、発光装置１００は、赤（Ｒ）の色相値である基準値のＲ０に色相値θＲを加算した色相値Ｒ’と、Ｇ（緑）の色相値である基準値のＧ０に色相値θＧを加算した色相値Ｇ’と、青（Ｂ）の色相値である基準値のＢ０に色相値θＢを加算した色相値Ｂ’の各色相値での発光を行う。一方、受光装置２００は、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分の複数のフレームにおいて、色変化領域における赤（Ｒ）の色相値Ｒ’から色相値θＲを減算して、元の基準値Ｒ０を取得し、色変化領域における緑（Ｇ）の色相値Ｇ’から色相値θＧを減算して、元の基準値Ｇ０を取得し、色変化領域における青（Ｂ）の色相値Ｂ’から色相値θＢを減算して、元の基準値Ｂ０を取得する。更に、受光装置２００は、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分の複数のフレームの色変化領域について、基準値Ｒ０を赤（Ｒ）の色相値として用い、基準値Ｇ０を緑（Ｇ）の色相値として用い、基準値Ｂ０を青（Ｂ）の色相値として用いて、色相値に対応するビットデータ列を復号し、通信対象の情報を取得する。

あるいは、発光装置１００は、赤（Ｒ）の色相値について、平均値が基準値のＲ０となるｎ個の色相値Ｒ１、Ｒ２・・・Ｒｎを取得し、緑（Ｇ）の色相値について、平均値が基準値のＧ０となるｎ個の色相値Ｇ１、Ｇ２・・・Ｇｎを取得し、青（Ｂ）の色相値について、平均値が基準値のＢ０となるｎ個の色相値Ｂ１、Ｂ２・・・Ｂｎを取得する。更に、発光装置１００は、色相値Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１の組み合わせからなる第１発光パターンから色相値Ｒｎ、Ｇｎ、Ｂｎの組み合わせからなる第ｎ発光パターンまでを取得して、第１発光パターンから第ｎ発光パターンまでｎ個の発光パターンでの発光を行う。一方、受光装置２００は、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分×ｎに対応する数のフレームについて、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分毎にフレーム集合を生成する。次に、受光装置２００は、ｎ個のフレーム集合のそれぞれにおける同一時間位置のフレームの色変化領域の色相値の平均値を算出することにより、赤（Ｒ）の色相値のついては、Ｒ１＋Ｒ２＋・・・＋Ｒｎ／ｎによって、元の基準値Ｒ０を取得し、緑（Ｇ）の色相値のついては、Ｇ１＋Ｇ２＋・・・＋Ｇｎ／ｎによって、元の基準値Ｇ０を取得し、青（Ｂ）の色相値のついては、Ｂ１＋Ｂ２＋・・・＋Ｂｎ／ｎによって、元の基準値Ｂ０を取得して、ｎ個のフレーム集合のそれぞれにおける同一時間位置のフレームの色変化領域の色相値の平均値を時間順に並べることで、元の発光パターンを取得する。更に、受光装置２００は、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分の複数のフレームの色変化領域について、基準値Ｒを赤（Ｒ）の色相値として用い、基準値Ｇ０を緑（Ｇ）の色相値として用い、基準値Ｂ０を青（Ｂ）の色相値として用いて、色相値に対応するビットデータ列を復号し、通信対象の情報を取得する。

このように、発光装置１００が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各光の色相値について、基準値から変化させた色相値で発光し、受光装置２００が、色変化領域における赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色相値を基準値に戻す処理を行うため、第三者に傍受され難くすることができる。

また、加算値である色相値θＲ、θＧ、θＢをそれぞれ時間の関数θＲ（ｔ）、θＧ（ｔ）、θＢ（ｔ）とすることにより、第三者により傍受し難くすることができる。更に、復号処理の開始条件として、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分×ｎに対応する数のフレームを取得することが前提になっているので、回数ｎを知らない第三者は、この光通信による情報が傍受し難いという効果がある。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、様々な変形及び応用が可能である。例えば、上述した実施形態では、色相値Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１の組み合わせからなる第１発光パターンから色相値Ｒｎ、Ｇｎ、Ｂｎの組み合わせからなる第ｎ発光パターンまでは、それぞれ１個の光信号パケットに対応したが、複数の光信号パケットに対応する発光パターンとしてもよいし、１又は複数の光信号パケットに対応しない発光パターンとしてもよい。

また、上述した実施形態では、発光装置１００が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色相値を基準値から変更する場合について説明したが、発光装置１００が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の何れか１つ又は２つの色相値を基準値から変更するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）と黒（Ｂｋ）とを光通信に用いる場合について説明したが、他の色が用いられてもよい。この場合にも同様に、発光装置１００が、各光の色相値について、基準値から変化させた色相値で発光し、受光装置２００が、色変化領域における各色の色相値を基準値に戻す処理を行う。

また、上述した実施形態では、受光装置２００が、色変化領域における各色の色相値を基準値に戻すようにしたが、厳密に基準値とはならず、基準値に近似する値となる場合もある。このような場合には、受光装置２００は、基準値に近似する値を、赤（Ｒ）の色相値、緑（Ｇ）の色相値、青（Ｂ）の色相値として用いて、色相値に対応するビットデータ列を復号し、通信対象の情報を取得すればよい。

また、上述した実施形態では、発光装置１００が色相値を基準値から変更し、受光装置２００が色相値を基準値に戻す場合について説明した。しかし、これに限定されない。例えば、発光装置１００が、光信号パケットのフォーマットに対応する発光パターンで発光する際に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各光の色相値、明度値及び彩度値の何れかについて、基準値から変化させた値で発光する。この場合、発光装置１００は、色相値、明度値及び彩度値の何れかの基準値に所定値を加算した値の光を発してもよく、更には、所定値は時間の関数でもよい。また、発光装置１００は、平均値が色相値、明度値及び彩度値の何れかの基準値となるような値の複数の光を発するようにしてもよい。一方、受光装置２００は、色変化領域における赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色相値、明度値及び彩度値の何れかを基準値に戻す処理を行う。この場合、受光装置２００は、色相値、明度値及び彩度値の何れかから所定値を減算して基準値を取得する。あるいは、受光装置２００は、色相値、明度値及び彩度値の何れかの平均値を算出し、基準値として取得する。更に、受光装置２００は、基準値に戻した赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色について、色相値、明度値及び彩度値の何れかに対応するビットデータ列を復号して、通信対象の情報を取得する。

また、上述した実施形態では、発光装置１００が発する光の変化周期ｔ１と、受光装置２００における撮像周期およびフレームの生成周期ｔ２とは同一であるようにしたが、ｔ２はｔ１以下であればよい。例えば、受光装置２００における撮像周期およびフレームの生成周期ｔ２が、発光装置１００が発する光の変化周期ｔ１の１／２である場合、光信号パケットのフォーマットに対応する期間分の複数のフレームとは、上述した実施形態の２倍の数のフレームとなる。

また、発光装置１００内のＬＥＤ１１４は、例えば、表示部の一部に構成されていてもよい。

また、受光装置２００は、受光が可能であれば、どのような装置でもよい。例えば、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant又はPersonal Data Assistance）、タブレットＰＣ（Personal Computer）、ゲーム機器、携帯型音楽再生装置等であってもよい。

また、受光装置２００の機能と発光装置１００の機能とを両方備える装置を用意し、場面に応じて、両機能を使い分けることができるようにしてもよい。

また、上記各実施形態において、実行されるプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc - Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＭＯ（Magneto Opticaldisc）等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行するシステムを構成することとしてもよい。

また、プログラムをインターネット等のネットワーク上の所定のサーバが有するディスク装置等に格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、ダウンロード等するようにしてもよい。

なお、上述の機能を、ＯＳ（Operating System）が分担して実現する場合又はＯＳとアプリケーションとの協働により実現する場合等には、ＯＳ以外の部分のみを媒体に格納して配布してもよく、また、ダウンロード等してもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。

（付記１）
任意の情報によって変調された光を発する発光手段と、
前記発光手段が発する光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを各パラメータにおける予め定められた任意の値から所定値だけ変化させる発光制御手段と、
を備えることを特徴とする発光装置。

（付記２）
前記発光制御手段は、前記発光手段が発する光の色相値を変化させる場合、色相における予め定められた角度だけ変化させるよう制御する付記１に記載の発光装置。

（付記３）
前記色相における予め定められた角度は時間を変数とした関数で定義されることを特徴とする付記２に記載の発光装置。

（付記４）
任意の情報によって変調された光を受光する受光手段と、
前記受光手段により受光された光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを各パラメータにおける予め定められた任意の値に置換する置換手段と、
前記置換手段によって置換された任意の値から復号し、前記任意の情報を取得する情報取得手段と、
を備えることを特徴とする受光装置。

（付記５）
前記置換手段は、前記受光手段により受光された光の色相値を変化させる場合、色相における予め定められた角度だけ変化させて前記任意の値に置換することを特徴とする付記４に記載の受光装置。

（付記６）
前記色相における予め定められた角度は時間を変数とした関数で定義されることを特徴とする付記５に記載の受光装置。

（付記７）
前記任意の情報によって変調された光の変化は、前記光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを変化させた所定のパターンの繰り返しであり、
前記置換手段は、前記受光手段が前記所定のパターンの予め定められた回数分の光を受光した場合に、前記光の色相値、明度値及び彩度値の何れかの平均値を取得し、この取得結果に基づいて前記任意の値に置換することを特徴とする付記４〜６の何れか１つに記載の受光装置。

（付記８）
発光装置と受光装置との間で、光を通信媒体として任意の情報を伝送する情報処理システムであって、
前記発光装置は、
前記任意の情報によって変調された光を発する発光手段と、
前記発光手段が発する光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを各パラメータにおける予め定められた任意の値から所定値だけ変化させる発光制御手段と、
を備え、
前記受光装置は、
前記任意の情報によって変調された光を受光する受光手段と、
前記受光手段により受光された光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを各パラメータにおける予め定められた任意の値に置換する置換手段と、
前記置換手段によって置換された任意の値から復号し、前記任意の情報を取得する情報取得手段と、
を備えることを特徴とする情報処理システム。

（付記９）
前記発光制御手段は、前記発光手段が発する光の色相値を変化させる場合、色相における予め定められた角度だけ変化させ、
前記置換手段は、前記光の色相値を前記予め定められた角度だけ変化させて前記任意の値に置換することを特徴とする付記８に記載の情報処理システム。

（付記１０）
前記色相における予め定められた角度は時間を変数とした関数で定義されることを特徴とする付記９に記載の情報処理システム。

（付記１１）
前記任意の情報によって変調された光の変化は、前記光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを変化させた所定のパターンの繰り返しであり、
前記発光制御手段は、前記所定のパターンで繰り返し発光させるように前記発光手段を制御し、
前記置換手段は、前記受光手段が前記所定のパターンの予め定められた回数分の光を受光した場合に、前記光の色相値、明度値及び彩度値の何れかの平均値を取得し、この取得結果に基づいて前記任意の値に置換することを特徴とする付記８〜１０の何れか１つに記載の情報処理システム。

（付記１２）
発光装置と受光装置との間で、光を通信媒体として任意の情報を伝送する情報処理システムにおける情報処理方法であって、
前記発光装置が、発光部により発する前記任意の情報によって変調された光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを各パラメータにおける予め定められた任意の値から所定値だけ変化させる発光制御ステップと、
前記受光装置が、受光部により受光された光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを各パラメータにおける予め定められた任意の値に置換する置換ステップと、
前記受光装置が、前記置換ステップにおいて置換された任意の値から復号し、前記任意の情報を取得する情報取得ステップと、
を含むことを特徴とする情報処理方法。

（付記１３）
光を通信媒体として任意の情報を送信する発光装置としてのコンピュータを、
任意の情報によって変調された光を発する発光手段、
前記発光手段が発する光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを各パラメータにおける予め定められた任意の値から所定値だけ変化させる発光制御手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。

（付記１４）
光を通信媒体として任意の情報を送信する発光装置からの前記光を受光する受光装置としてのコンピュータを、
任意の情報によって変調された光を受光する受光手段、
前記受光手段により受光された光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを各パラメータにおける予め定められた任意の値に置換する置換手段、
前記置換手段によって置換された任意の値から復号し、前記任意の情報を取得する情報取得手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。

１…光通信システム、１００…発光装置、１０２、２０２…制御部、１０４、２０４…メモリ、１１０…符号化・変調部、１１２…駆動部、１１４…ＬＥＤ、２００…受光装置、２０６…操作部、２０７…表示部、２１４…撮像部、２３２…画像取得部、２３３…変換部、２３４…復号部、２３５…表示制御部、５２１…赤と緑の色相の境界値、５２２…緑と青の色相の境界値、５２３…青と赤の色相の境界値、Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０…任意の色相値、θＲ、θＧ、θＢ…加算値、Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２、Ｒｎ、Ｇｎ、Ｂｎ…変換後の色相値

Claims (14)

1. 任意の情報によって変調された光を発する発光手段と、
   前記発光手段が発する光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを各パラメータにおける予め定められた任意の値から所定値だけ変化させる発光制御手段と、
   を備えることを特徴とする発光装置。
2. 前記発光制御手段は、前記発光手段が発する光の色相値を変化させる場合、色相における予め定められた角度だけ変化させるよう制御する請求項１に記載の発光装置。
3. 前記色相における予め定められた角度は時間を変数とした関数で定義されることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
4. 任意の情報によって変調された光を受光する受光手段と、
   前記受光手段により受光された光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを各パラメータにおける予め定められた任意の値に置換する置換手段と、
   前記置換手段によって置換された任意の値から復号し、前記任意の情報を取得する情報取得手段と、
   を備えることを特徴とする受光装置。
5. 前記置換手段は、前記受光手段により受光された光の色相値を変化させる場合、色相における予め定められた角度だけ変化させて前記任意の値に置換することを特徴とする請求項４に記載の受光装置。
6. 前記色相における予め定められた角度は時間を変数とした関数で定義されることを特徴とする請求項５に記載の受光装置。
7. 前記任意の情報によって変調された光の変化は、前記光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを変化させた所定のパターンの繰り返しであり、
   前記置換手段は、前記受光手段が前記所定のパターンの予め定められた回数分の光を受光した場合に、前記光の色相値、明度値及び彩度値の何れかの平均値を取得し、この取得結果に基づいて前記任意の値に置換することを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の受光装置。
8. 発光装置と受光装置との間で、光を通信媒体として任意の情報を伝送する情報処理システムであって、
   前記発光装置は、
   前記任意の情報によって変調された光を発する発光手段と、
   前記発光手段が発する光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを各パラメータにおける予め定められた任意の値から所定値だけ変化させる発光制御手段と、
   を備え、
   前記受光装置は、
   前記任意の情報によって変調された光を受光する受光手段と、
   前記受光手段により受光された光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを各パラメータにおける予め定められた任意の値に置換する置換手段と、
   前記置換手段によって置換された任意の値から復号し、前記任意の情報を取得する情報取得手段と、
   を備えることを特徴とする情報処理システム。
9. 前記発光制御手段は、前記発光手段が発する光の色相値を変化させる場合、色相における予め定められた角度だけ変化させ、
   前記置換手段は、前記光の色相値を前記予め定められた角度だけ変化させて前記任意の値に置換することを特徴とする請求項８に記載の情報処理システム。
10. 前記色相における予め定められた角度は時間を変数とした関数で定義されることを特徴とする請求項９に記載の情報処理システム。
11. 前記任意の情報によって変調された光の変化は、前記光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを変化させた所定のパターンの繰り返しであり、
    前記発光制御手段は、前記所定のパターンで繰り返し発光させるように前記発光手段を制御し、
    前記置換手段は、前記受光手段が前記所定のパターンの予め定められた回数分の光を受光した場合に、前記光の色相値、明度値及び彩度値の何れかの平均値を取得し、この取得結果に基づいて前記任意の値に置換することを特徴とする請求項８〜１０の何れか１項に記載の情報処理システム。
12. 発光装置と受光装置との間で、光を通信媒体として任意の情報を伝送する情報処理システムにおける情報処理方法であって、
    前記発光装置が、発光部により発する前記任意の情報によって変調された光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを各パラメータにおける予め定められた任意の値から所定値だけ変化させる発光制御ステップと、
    前記受光装置が、受光部により受光された光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを各パラメータにおける予め定められた任意の値に置換する置換ステップと、
    前記受光装置が、前記置換ステップにおいて置換された任意の値から復号し、前記任意の情報を取得する情報取得ステップと、
    を含むことを特徴とする情報処理方法。
13. 光を通信媒体として任意の情報を送信する発光装置としてのコンピュータを、
    任意の情報によって変調された光を発する発光手段、
    前記発光手段が発する光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを各パラメータにおける予め定められた任意の値から所定値だけ変化させる発光制御手段、
    として機能させることを特徴とするプログラム。
14. 光を通信媒体として任意の情報を送信する発光装置からの前記光を受光する受光装置としてのコンピュータを、
    任意の情報によって変調された光を受光する受光手段、
    前記受光手段により受光された光の色相値、明度値及び彩度値の何れかを各パラメータにおける予め定められた任意の値に置換する置換手段、
    前記置換手段によって置換された任意の値から復号し、前記任意の情報を取得する情報取得手段、
    として機能させることを特徴とするプログラム。

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