信号发送装置、信号发送方法、信号接收装置和通信系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本文所讨论的实施方式涉及一种用于例如利用光来发送信号的信号发送装置和信号发送方法、计算机可读非暂态介质、信号接收装置以及通信系统。
【背景技术】
[0002]通常，发光二极管(LED)被广泛地用作照明光源。与白炽灯或荧光管相比，LED包括响应速度快的特征。调查如下可见光通信技术:该技术使用该特征使得LED以不会被人眼所识别的闪光速率闪烁，由此将信息(其可以称为信号)叠加到要从LED发射出的照明光上来执行通信。可见光通信技术被检验，使得其例如用于在使用无线电波受限制的地方的通信应用，用于在信息发送受限于光可以到达的范围如室内、智能运输系统(ITS)等的情况下的信息发送。
[0003]例如，日本特开专利公开N0.03-10483公开了特定的一种信息发送系统，该信息发送系统包括:发光单元，使得该发光单元的给定区域发射光来发送信息；以及光接收单元，该光接收单元用于从通过按时间序列对给定区域成像而获得的图像中解码信息。信息发送系统公开了:发光单元响应于给定区域的信息通过对至少三个值进行多调平而发射颜色调制的光；光接收单元基于给定区域的多调平颜色调制信息来对信息进行解码。
[0004]此外，例如，国际公开N0.W0 2009/136312公开了下述技术:特定的一个光模块包括用于发射主颜色光的至少两个主光源，响应于要嵌入的数据通过调制要从主光源发射的光的颜色坐标来将数据结合到光中。由于人的眼睛对颜色变化的颜色的敏感度比对强度变化的敏感度低，其中上述的光模块被用于照明系统，因此可以在不降低照明功能的情况下将数据嵌入到要发射的光中。
[0005]在上述可见光通信技术中，重要的是，信号发送装置要能够将叠加在光上的信息准确地发送至接收装置。本实施方式的目的是提出一种可以将叠加在光上的信息准确地发送至接收装置的信号发送装置。
【发明内容】
[0006]根据实施方式的方面，一种信号发送装置包括计算机处理器，该装置包括:照射单元，该照射单元被配置成以第一强度将包括一个或更多个符号的入射光照射到任意对象上，所述入射光响应于要发送的信号而随所述一个或更多个符号变化；以及控制单元，该控制单元被配置成基于照射到对象上的入射光的反射率来控制第一强度的幅度。
[0007]将借助于权利要求书中具体地指出的元件及组合来实现和获得本发明的目的和优点。应理解的是，上述一般说明和以下详细描述二者是示例性和解释性的，而非限制所要求保护的本发明。
[0008]通过本文公开的信号发送装置，即使在叠加有信息的光未被接收装置直接接收的情况下，也可以将叠加在光上的信息发送至接收装置。
【附图说明】
[0009]根据下面结合附图对实施方式的描述，这些和/或其他方面和优点将变得明显并且更容易理解，在附图中:
[0010]图1是描绘根据实施方式的通信系统的一般配置的示意图；
[0011]图2是示出发光图案与要叠加的符号的值之间的关系的示例的图；
[0012]图3是示出根据对象的色调的反射率的构思的图；
[0013]图4A是示出时间与入射光的第一强度之间的关系的图；
[0014]图4B是示出时间与反射光的第二强度之间的关系的图；
[0015]图5是信号发送装置的功能框图；
[0016]图6是信号发送装置的信号发送处理的流程图；
[0017]图7A是示出在控制单元的控制之后入射光的第一强度的幅度与控制前入射光的第一强度的幅度之间的比较的图；
[0018]图7B是示出与在控制单元的控制之后的入射光对应的反射光的第二强度的幅度和与控制前的入射光对应的反射光的第二强度的幅度之间的比较的图；
[0019]图8A是示出发光元件响应于发光图案确定的每单位时间段的第一强度的时间变化的图；
[0020]图8B是示出根据脉冲宽度调制(PWM)方法、发光元件的第一强度与向发光元件供应电流的时段即发光元件保持接通的时段之间的关系的图；
[0021]图9是信号接收装置的功能框图；
[0022]图10是第二控制单元的第一功能框图；
[0023]图11是示出信号接收装置的接收处理的构思的图；
[0024]图12是由信号接收装置执行的接收处理的操作流程图；以及
[0025]图13是第二控制单元的第二功能框图。
【具体实施方式】
[0026]首先，对主题在相关技术中的定位进行描述。但应注意的是，主题的定位已被新发现作为由本发明人对相关技术的详细研究的结果，并且是迄今未知的。在上述信息发送系统中，要发送的数据的值被分配给每个色调。另外，在上述光模块中，由一位或多个位表示的逻辑值被分配给各个颜色坐标。因此，在迄今所公开的信息发送系统和光模块中，为了使接收侧装置将叠加在从发送侧装置发射的光上的信息准确地解码，重要的是使接收侧装置直接接收从发送侧装置发射的光。这是因为，在接收侧装置不直接接收从发送侧装置发射的光情况下，例如，在从发送侧装置发射的光首先被对象反射、然后由接收侧装置接收的情况下，所接收的光的颜色有可能因该对象而不同于光的原始颜色。在所接收的光的颜色不同于从发送侧装置所发射的光的颜色的情况下，由于所接收的光的颜色不同于与包括在叠加信息中的数据的值对应的颜色，因此，接收侧装置难以将叠加在从发送侧装置发射的光上的信息准确地解码。换言之，即使在接收装置不直接接收叠加有信息的光的情况下，相关技术仍没有提出可以将叠加在光上的信息准确地发送至接收装置的信号发送装置。
[0027]通过参照附图同时在考虑到上述通过发明者的深入细致的验证而新发现的技术问题或主题的情况下详细地描述了根据实施方式的信号发送装置、信号发送方法和信号发送程序的工作示例。此外，通过参照附图详细地描述了与信号发送装置对应的信号接收装置以及利用信号发送装置和信号接收装置的通信系统的工作示例。
[0028](工作示例1)
[0029]在工作示例1所公开的通信系统中，信号发送装置响应于要发送的信息(其可以称为信号)中包括的符号的值来按时间序列改变要从照射单元(照射单元的细节在下文中描述)发射的光的特征。于是，该信号发送装置响应于要发送的信息中包括的符号的值选择性地确定发光图案，该发光图案是光的特征按时间序列改变的图案。因此，即使在信号接收装置(该信号接收装置的细节在下文中描述)不直接接收从信号发送装置发射的光而是接收该光由某些对象反射之后的光的情况下，信号接收装置可以通过提取所接收的光的特征的时间序列变化的图案来将叠加的信息解码。
[0030]图1是描绘根据实施方式的通信系统的一般配置的示意图。通信系统100包括信号发送装置1和信号接收装置2。信号发送装置1将要发送的信息叠加到要从设置在信号发送装置1中的照射单元14发射的光上。同时，信号接收装置2包括图像拾取单元，该图像拾取单元依次按时间序列拾取用来自信号发送装置1的光照明的并且包括任意对象3的图像拾取范围的图像。信号接收装置2根据从图像拾取单元获得的并且按时间序列排成行的多个图像对叠加在光上的信息进行解码。应注意的是，虽然工作示例1中的通信系统100包括仅一个信号接收装置2，但是通信系统100中包括的信号接收装置2的数目不限于一个。也就是说，通信系统100可以包括多个信号接收装置2。
[0031]图2是示出了发光图案和要叠加的符号的值之间的关系的示例的图。参照图2，横轴表示时间，纵轴表示从信号发送装置1发射的光的特征。发光图案201和发光图案202分别对应于符号值“0”和符号值“1”。在发光图案201和发光图案202 二者中，光的特征随着时间的推移而定期变化。然而，与符号值“1”的幅度相比较，符号值“0”的幅度被限定为约1/2。以该方式通过使光的特征相对于时间的幅度变化在不同符号值之间不同，信号发送装置1可以将信息叠加在从照射单元14发射的光上。应注意的是，发光图案和符号的值之间的关系不限于此。发光图案和符号的值之间的关系的细节将在下文中描述。
[0032]即使在从信号发送装置1发射的光的色调自身由于受任意对象3的反射而变化的情况下，光在反射之后沿时间序列的变化图案包括与发光图案类似的关系。因此，即使在信号接收装置2接收从信号发送装置1的照射单元14发射并且被任意对象3反射的光情况下，如果对所接收的光的波动图案的频率特征等进行分析以指定发光图案，则信号接收装置2可以将叠加到从信号发送装置1的照射单元14发射的光上的信息解码。
[0033]即使在信号接收装置2不直接接收叠加有信息的光的情况下，如上所公开的工作示例1的信号发送装置1可以将叠加在光上的信息发送至信号接收装置2。应注意的是，可以在下面的工业模式中使用如刚刚描述的这样的信号发送装置1。例如，如果在零售商店中将叠加有与商品有关的信息的入射光照射在商品(其对应于任意对象3)上并且对该商品感兴趣的用户使用具有图像拾取单元(例如，相机)的多功能便携式终端来拾取该商品的图像，则可以在多功能便携式终端的显示单元上显示与商品相关联的网站。
[0034]应注意的是，在该情况下，可以采用如下配置。特别地，通信系统100的系统管理者将内容(例如，与商品有关的信息)注册到标识数据(ID)管理服务器中，并且ID管理服务器将ID分发给系统管理者。然后，系统管理者给信号发送装置1设置ID，并且信号发送装置1将叠加有ID的信号的入射光照射在商品上。然后，信号接收装置2通过相机来拾取商品的图像，并且从反射光中检测ID。信号接收装置2通过使用所检测的ID来查询ID管理服务器，ID管理服务器将与该ID对应的内容分发给信号接收装置2。此外，如果叠加有与运动的对象例如舞台上的歌手或表演者有关的信息(例如简档信息)的入射光照射在该运动对象上，并且用户使用多功能便携式终端来拾取歌手或表演者的图像，则可以在多功能便携式终端的显示单元上显示歌手或表演者的简档。
[0035]此外，即使在叠加有信息的光未被信号接收装置2直接接收的情况下，如上所公开的工作示例1的信号发送装置1也可以将叠加在光上的信息发送至信号接收装置2。然而，发明人新发现，当入射光照射在任意对象上时，该光受影响例如该光被对象的表面吸收。这将在下面描述。
[0036]图3是示出了根据对象的色调的反射率的构思的图。应理解的是，反射率可以另外被称为光谱反射率。当入射光入射到任意对象3时，实际观测到的反射光的强度是下面给出的公式所表示的入射光的强度与反射率的乘积。应注意的是，出于描述的方便，将入射光的强度称为第一强度，而将反射光的强度称为第二强度。
[0037](公式1)
[0038]C(A) = Ε(λ) XR(A)
[0039]在上述公式1中，CU)是任意波长λ的第二强度(反射光的强度)；Ε(λ)是波长λ的第一强度(入射光的强度)；R(A)是波长λ的反射率(其还可以被称为光谱反射率)。此外，第一强度或第二强度换言之是光的量，并且可以使用光通量(lm)、发光度(cd)、亮度(cd