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_2

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/m2)和照度(lx)中之一作为光的量的单位。此外,除了使用绝对值的光量的这样的单位之外,还可以使用比率例如相对于为1.0的参考值的相对能量或特定能量,其中,最高能量的波长的光的量被确定为参考值。应注意的是,出于描述的方便在假定第一强度和第二强度的单位为亮度(cd/m2)的情况下给出下面的描述。
[0040]例如,如从图3可以认识到,如果蓝色波长(例如,波长为450nm)的入射光照射在草莓(其色调为红色)和柠檬(其色调是黄色)上,则入射光由该二者吸收。另一方面,如果绿色波长(例如,波长为550nm)的入射光照射在草莓和梓檬上,则虽然草莓吸收入射光,但是梓檬反射入射光。此外,如果红色波长(例如,波长为650nm)的入射光照射在草莓和柠檬上,则这两者反射入射光。以该方式,光的吸收的发生取决于入射光照射在其上的任意对象3的色调。在下文中,将描述光吸收发生时的影响。
[0041]图4A是示出了时间和入射光的第一强度之间的关系的图。如上文中所描述的,例如,通过沿时间序列改变入射光的第一强度,可以表示包括任意符号的信号(其还可以称为信息)。图4B是示出了时间和反射光的第二强度之间的关系的图。应注意的是,在图4A和图4B的横轴上,另外描述了与第一强度的幅度对应的符号值。在图4B中,反射光的第二强度是当图4A的入射光照射在反射率为l/η的任意对象3上时的强度。可以认识到,由于光的吸收,反射光的第二强度衰减至l/η。在该情况下,可以确认,例如符号“1”的结束和另一符号“0”的开始之间的边界是不清楚的。应注意的是,在该情况下,包括符号的信号的幅度自身也以与第二强度的衰减量成比例的方式衰减。由于当入射光照射在任意对象3上时第二强度的衰减自身对应于任意对象3的原始外观,因此,衰减并不特别成问题。然而,由于包括符号的信号的幅度的衰减意味着信号强度的衰减,因此符号的解码精度(其也可以称为检测精度)下降。应注意的是,类似地,当对相或频率进行调制以表示符号的值时也出现该问题。这意味着,具有经调制的相或频率的信号自然地具有幅度,并且该幅度的衰减使信号强度衰减。因此,随着信号强度的衰减量增加,周围环境光的影响使噪声因素相对增加,这使得难以从信噪比的角度来检测相或频率分量。因此,通过发明人深入细致的验证明显的是,由于光的吸收引起的第二强度的衰减可以使信号的解码精度下降。
[0042]如上所述,通过发明人深入细致的验证发现,当入射光照射到任意对象3时,通过排除由于光的吸收引起的第二强度的衰减的影响,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,也可以以比工作示例1中的精度高的精度将叠加在光上的信息发送至信号接收装置2。在将上述通过发明人深入细致的验证新发现的技术问题和主题纳入考虑的情况下,下面将公开不同的工作示例。应注意的是,可以将上述工作示例1看作下述工作示例2的比较示例。
[0043](工作示例2)
[0044]图5是信号发送装置的功能框图。图5中描绘的信号发送装置可以是图1中描绘的信号发送装置1。信号发送装置1包括通信接口单元11、第一存储单元12、存储介质存取装置13、照射单元14、控制单元15以及光接收单元17。图6是信号发送装置1的信号发送处理的流程图。在工作示例2中,以与图5中所描绘的信号发送装置1的功能框图的各个功能的描述相关联的关系来描述图6所描绘的信号发送装置1的信号发送处理的流程。信号发送装置1将要发送的信息叠加到从照射单元14发射的光上,然后发送该信息,其中通过通信接口单元11或存储介质存取装置13获取要发送的信息,或者将要发送的信息预先存储在第一存储单元12中。
[0045]通信接口单元11包括用于例如将信号发送装置1耦接至有线或无线通信网络的通信接口和用于该通信接口的控制电路。通信接口单元11将通过通信网络从不同装置接收的信息传至控制单元15。应注意的是,通信接口单元11不一定是必需的装置,而是可以根据场合需求来适当地使用。
[0046]第一存储单元12例如包括非易失性只读半导体存储器和可读/可写易失性半导体存储器。第一存储单元12存储有要发送的信息,该信息例如通过通信接口单元11来获取或者从存储介质存取装置13读入。此外,第一存储单元12存储各种信息和程序,所述信息和程序用于使控制单元15进行发送处理。例如,第一存储单元12针对每个符号值存储表示与该符号值对应的发光图案的数据。表示发光图案的数据例如包括在根据发光图案开始控制来自照射单元14的光的时间点处该发光图案的相和周期(频率)、与光的特征的最大值和最小值对应的光量(第一强度)等。此外,在要发送的信息是固定的情况下,第一存储单元12可以预先存储有表示包括在信息中的每个符号的发光图案的数据。此外,虽然细节在下文中描述,但是第一存储单元12可以预先存储有未描绘的下述表,通过用户之前的学习该表中存储有入射光的波长和入射光被引至其的任意对象3的反射率之间的关系。
[0047]存储介质存取装置13是访问存储介质16例如磁盘、半导体存储卡或光存储介质的装置。存储介质存取装置13读入要由控制单元15执行的用于发送处理的计算机程序或要发送的例如存储在存储介质16中的信息,并且将所读入的计算机程序或信息传至控制单元15。应注意的是,存储介质存取装置13不一定是必需的装置,而是可以根据场合需求来适当地使用。
[0048]照射单元14包括能够沿时间序列改变要发射的光的特征的至少一个发光元件以及驱动电路。驱动电路根据来自控制单元15的控制信号来驱动至少一个发光元件,以使得光的特征(例如,第一强度(cd/m2))从至少一个发光元件发射。此外,照射单元14可以使用已知技术例如投影映射将入射光引至任意对象3的多个任意位置。
[0049]能够沿时间序列改变的光的特征例如可以是作为每单位时段的光量的第一强度(cd/m2)。在该情况下,照射单元14包括其第一强度可以沿时间序列改变的至少一个发光元件,例如,红色LED、绿色LED、蓝色LED、白色LED或有机电致发光(EL)元件中的至少一个。
[0050]照射单元14以第一强度将包括符号的入射光照射到任意对象3上,该入射光响应于要发送的信号而随该符号改变。换言之,照射单元14根据来自控制单元15的控制信号,通过根据与包括在要发送的信息中的符号的值对应的发光图案按时间序列改变光的特征、将信息叠加到要从照射单元14发射的光上。应注意的是,刚刚描述的处理对应于图6中描绘的流程图的步骤S101。
[0051]控制单元15包括一个或多个处理器和一个或多个外围电路。控制单元15控制整个信号发送装置1。当控制单元15从存储介质存取装置13或通过通信接口单元11接收要发送的信息时,控制单元15将该信息存储到第一存储单元12中一次。当控制单元15要执行发送处理时,控制单元15从第一存储单元12中读入要发送的信息并且以符号为单位来划分该信息。然后,控制单元15针对每个符号从第一存储单元12中读入表示与该符号的值对应的发光图案的数据。然后,控制单元15控制照射单元14,以使得要发射的光的特征根据发光图案沿时间序列变化。
[0052]光接收单元17包括发光元件例如光电二极管。光接收单元17接收从任意对象3反射的反射光,并检测反射光的第二强度。应注意的是,刚刚描述的处理对应于图6中所描绘的流程图的步骤S102。应注意的是,光接收单元17可以整体地连接至信号发送装置1,或者可以分开地设置在可以使用信号接收装置2的位置。在光接收单元17分开设置在可以使用信号接收装置2的位置的情况下,可以进行其中将照明光的干扰的影响纳入考虑的控制。替选地,光接收单元17可以结合在信号接收装置2中。
[0053]应注意的是,在信号发送装置1中,可以预先设置要执行的发送处理的定时。替选地,控制单元15可以响应于来自不同装置的用于发送处理的开始指令信号来开始发送处理,该开始指令信号响应于来自未描绘的用户接口单元的操作或通过通信接口单元11来接收。替选地,控制单元15可以在每隔固定的时段后重复地执行发送处理。
[0054](通过控制单元15进行的入射光的控制方法1)
[0055]控制单元15控制照射单元14以将已知其为频谱特征之一的第一强度的光(例如白色波长的光(Ε(λ」))作为入射光照射在任意对象3上。光接收单元17接收与入射光对应的反射光。然后,控制单元15基于入射光的第一强度和由光接收单元17接收的反射光的第二强度来计算反射率。应注意的是,刚刚描述的处理对应于图6中所描绘的流程图的步骤S103。控制单元15使得第一强度的幅度基于反射率而增加,以使得对与引至任意对象3的入射光对应的反射光的第二强度相对于第一强度的衰减量进行补偿。应注意的是,刚刚描述的处理对应于图6所描绘的流程图的步骤S104。例如,控制单元15将第二强度除以第一强度以计算反射率,并且将第一强度的幅度乘以反射率的倒数。控制单元15控制照射单元14以将具有对第一强度的幅度进行控制之后的第一强度的入射光照射到任意对象3上。应注意的是,刚刚描述的处理对应于图6所描绘的流程图的步骤S105。
[0056]此处,控制单元15可以通过变换上文给出的公式1来以由如下公式给出的方式计算反射率。
[0057](公式2)
[0058]R(Aw) = C(Aw)/E(Aw)
[0059]应注意的是,在上述公式2中,C(Aw)表示白光的波长Aw的第二强度(反射光的强度),Ε(λκ)表不白光的波长的第一强度(入射光的强度),以及R( λ w)表不白光的波长λw的反射率。
[0060]然后,例如,当反射光的第二强度等于入射光的第一强度Ε(λ?)的l/η倍(=RUJ)时,如果入射光的第一强度Ε( λ w)等于η倍,则反射光CUw)如由以下公式所给出的来表示:
[0061](公式3)
[0062]C ( λ w) = nE ( λ w) X R ( λ w) = nE ( λ w) X 1/n = Ε ( λ w)
[0063]如从上述公式3可以认识到,通过将入射光的第一强度乘以反射率的倒数,反射光的第二强度等于入射光的第一强度。此处,如上所述,包括符号的信号的幅度自身也以与第二强度的衰减量成比例的方式衰减。此外,由于第二强度的衰减自身对应于当入射光照射到任意对象3时的原始外观,因此其并不特别成问题。因此,可以例如通过将入射光的第一强度的幅度乘以反射率的倒数来消除由于光的吸收而引起的第一强度的幅度的衰减(换言之,信号强度的衰减)的影响。应注意的是,控制单元15不一定需要将入射光的第一强度的幅度乘以反射率的倒数本身。如上所述,仅重要的是控制单元15使得第一强度的幅度基于反射率而增加,以使得对与引至任意对象3的入射光对应的反射光的第二强度相对于第一强度的衰减量进行补偿。
[0064]图7A是示出了在受控制单元15控制之后入射光的第一强度的幅度和在控制之前入射光的第一强度的幅度之间的比较的图。在图7A中,实线的波形指示在控制之后第一强度的包括符号的信号,而折线的波形指示在控制之前第一强度的包括符号的信号。应注意的是,在图7A的横轴上另外地描述了与第一强度的幅度对应的符号值。在控制
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