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_4

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会被用户感知到,控制单元15可以通过PWM方法将发光元件的调制频率设置成500Hz或更多。
[0087]应注意的是,在可以将设置在照射单元14中的发光元件的第一强度调制成周期短于与一个采样点对应的间隔的长度T的情况下,控制单元15可以调整每个发光元件的第一强度使得可以获得与每个采样点对应的发光量。
[0088]通过根据工作示例2的信号发送装置,当入射光照射到任意对象3上时,可以排除由于光的吸收引起的第二强度衰减的影响。因此,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,可以在精度比工作示例1的精度高的情况下将叠加在光上的信息发送至信号接收装置2。
[0089](工作示例3)
[0090]现在,将描述与上述工作示例1或工作示例2的信号发送装置1对应的信号接收装置。图9是信号接收装置的功能框图。图9中描绘的信号接收装置可以是图1中描绘的信号接收装置2。信号接收装置2可以例如是具有图像拾取单元的便携式终端或安装型装置。信号接收装置2包括通信接口单元21、第二存储单元22、第二存储介质存取装置23、图像拾取单元24、用户接口单元25和第二控制单元26。在信号接收装置2中,图像拾取单元24通过多次沿时间序列以给定图像拾取率来拾取图像拾取范围的图像,该图像拾取范围包括来自信号发送装置1的光照射在其上的区域中的至少部分区域。信号接收装置2通过分析由图像拾取单元24通过图像拾取获得的多个图像,将从信号发送装置1发送至其的信息解码。
[0091]通信接口单元21包括用于例如将信号接收装置2耦接至有线或无线通信网络的通信接口以及用于该通信接口的控制电路。通信接口单元21将从第二控制单元26接收的信息通过通信网络发送至不同装置例如服务器。此外,通信接口单元21将从不同装置接收的信息传至第二控制单元26。
[0092]第二存储单元22包括例如只读非易失性半导体存储器和可读/可写易失性半导体存储器。第二存储单元22存储例如由图像拾取单元24在接收处理的时间段内沿时间序列产生的多个图像。此外,第二存储单元22存储由第二控制单元26利用来进行接收处理的各种信息和程序。此外,第二存储单元22可以存储有从信号发送装置1发送至其的信息,然后将该信息解码。
[0093]第二存储介质存取装置23是用于访问存储介质27诸如例如磁盘、半导体存储卡和光存储介质的装置。第二存储介质存取装置23读入存储在例如存储介质27中的并且要由第二控制单元26执行的用于接收处理的计算机程序,并且将该计算机程序传至第二控制单元26。
[0094]图像拾取单元24包括:由对从信号发送装置1的照射单元14发射的光敏感的固态图像拾取元件的二维阵列形成的图像传感器诸如例如电荷耦合装置(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)元件;以及用于在图像传感器上形成图像拾取范围的图像的成像光学系统。应注意的是,优选地,信号接收装置2被设置成使得来自信号发送装置1的照射单元14的入射光照射在其上的区域中的至少部分区域包括在图像拾取范围中,例如使得可以将图1的任意对象3包括在图像拾取范围中。当信号接收装置2进行接收处理时,图像拾取单元24以给定的图像拾取率(例如,30帧/秒)进行图像拾取并且每当进行图像拾取时产生图像。每当产生图像时,图像拾取单元24将图像输出至第二控制单元26。
[0095]用户接口单元25包括装置例如用户在其上操作信号接收装置2、或者信号接收装置2向用户显示信息的触摸面板显示单元。用户接口单元25将根据用户操作的操作信号、例如用于开始接收处理的指令的操作信号输出至第二控制单元26。此外,用户接口单元25在其上显示从第二控制单元26接收的各种信息和由图像拾取单元24产生的图像。例如,用户接口单元25可以显示从信号发送装置1发送的并且通过接收处理解码的信息、连同由图像拾取单元24产生的图像。
[0096]第二控制单元26包括一个或多个处理器和外围电路。第二控制单元26控制整个信号接收装置2。此外,第二控制单元26对由图像拾取单元24沿时间序列生成的多个图像进行频率分析、以将从信号发送装置1发送的信息解码。
[0097]图10是第二控制单元的第一功能框图。图10中描绘的第二控制单元可以是图9中描绘的第二控制单元26。第二控制单元26包括划分部31、提取部32和解码部33。第二控制单元26中包括的各个部例如是由在第二控制单元26中设置的处理器上运行的计算机程序实现的软件模块。替选地,设置在第二控制单元26中的各个部可以作为实现各个部的功能的固件结合在信号接收装置2中。此外,设置在第二控制单元26中的各个部可以例如结合作为在网络浏览器上运行的网络应用。
[0098]图11是示出了信号接收装置的接收处理的构思的图。参照图11描述的信号接收装置可以是图9中描绘的信号接收装置2。如果在由图像拾取单元24生成的图像中捕获用来自信号发送装置1的照射单元14的光照明的对象,则包括在捕获对象的区域中的像素值受与从照射单元14发射的入射光对应的反射光的特征的变化的影响。因此,划分部31将由图像拾取单元24生成的图像1000-1、1000-2、1000-3,…,和1000-n中的每个图像划分成多个局部区域1001。提取部32从局部区域1001中提取表示从照射单元14发射的光的特征的特征量1002。解码部33检查特征量1002的时间变化以指定发光图案1003。然后,解码部33将与发光图案1003对应的符号值解码。
[0099]划分部31将每个图像划分成多个局部区域。例如,划分部31可以将每个图像在水平方向和垂直方向划分成二至四个区域。此外,划分部31可以通过多个不同的划分方法来划分每个图像。例如,划分部31可以在水平方向和垂直方向二者上将每个图像划分成两个区域,以对每个图像设置四个局部区域,以及可以在水平方向和垂直方向二者上将每个图像划分成三个区域,以对每个图像设置九个局部区域。该设置增大了如下可能性:局部区域能够被设置,以使得局部区域中的任何区域可以主要占用有表示用来自信号发送装置1的光或者用信号发送装置1的照射单元14自身照明的对象的区域。划分部31将表示每个图像的局部区域的信息(例如,局部区域之间的边界的位置)传至提取部32。
[0100]提取部32从图像的局部区域中提取表示光的特征的特征量,所述光的特征根据与从信号发送装置1的照射单元14发射的入射光对应的反射光的发光图案按时间序列变化。例如,在按时间序列变化的光的特征是作为每单位时间段的光的量的第二强度的情况下,提取部32将每个局部区域中的像素的第二强度(sd/m2)的平均值或中值提取作为特征量。应注意的是,特征量不限于上述示例,而是提取部32可以将根据在发光图案中变化的光的特征的、按时间序列变化的各种特征量(例如局部区域中的亮度值或特定颜色分量的总和、方差或标准差)提取作为特征量。另外,提取部32可以将位于两个时间连续图像的同一位置处的像素的像素值之间的不同值的局部区域中的平均值提取作为特征量。提取部32将每个图像的每个局部区域的特征量传至解码部33。
[0101]解码部33根据针对各个局部区域所提取的特征量按时间序列的顺序的变化来指定发光图案,并且将与发光图案对应的符号的值解码。
[0102]如上所述,在从信号发送装置1的照射单元14发射的光的特征根据发光图案定期变化的情况下,根据发光图案的变化周期,在捕获由信号发送装置1照明的任意对象3的局部区域中的特征量的时间变化包括时间轴上的频率分量。例如,在来自信号发送装置1的光的特征以上述正弦波的方式变化的情况下,在时间轴方向上的特征量的频率分量包括与正弦波对应的特定频率分量。
[0103]因此,解码部33通过将从与一个符号对应的时段相等长度的聚焦时段中包括的多个图像内,从捕获同一对象的局部区域中按时间序列的顺序提取的特征量排成行生成一维向量。应注意的是,当信号接收装置2是静止的并且此外在信号接收装置2的图像拾取范围内存在静态对象时,可以将多个图像中的捕获同一对象的局部区域确定为图像中的每个图像的同一位置处的局部区域。解码部33对一维向量进行傅里叶变换。然后,解码部33针对每个局部区域从通过傅里叶变换获得的频率分量中提取与发光图案的时段相同的频率的频谱。
[0104]解码部33从局部区域中选择所提取的频谱的幅度级处于最大值的局部区域。替选地,解码部33可以选择所提取的频谱的幅度级等于或大于给定阈值的局部区域。因此,解码部33可以选择捕获由信号发送装置1或信号发送装置1的照射单元14自身照明的对象的局部区域。然后,解码部33相对于所选择的局部区域从提取的频谱中检测具有根据发光图案的值(例如在聚焦时段的给定的时间点处(例如,聚焦时段的开始时间点或结束时间点处)光的特征的周期性变化的相位或幅度级)的分量。
[0105]应注意的是,存在如下可能性:由信号发送装置1针对每个符号设置的时段与聚焦时段可以彼此置换。因此,解码部33沿时间序列逐个帧连续地置换聚焦时段以进行上述处理、来针对每个聚焦时段检测具有根据发光图案的值的分量。在该情况下,如果聚焦时段与由信号发送装置1针对每个符号设置的时段彼此一致,则所检测的分量的值指示极值。因此,解码部33可以将该极值确定为具有根据发光图案的值的分量。如果一旦获得极值,则由于考虑到与极值对应的聚焦时段和与一个符号对应的时段一致,因此解码部33可以参照该聚焦时段来设置后面的聚焦时段。然后,解码部33针对每个聚焦时段来检测具有根据发光图案的值的分量。应注意的是,解码部33可以通过不同于上述方法的方法来指定发光图案。例如,解码部33可以在聚焦时段内计算时间上彼此相邻的图像之间的特征量的差值,并且基于该差值来检查特征量的增加或减小以指定发光图案。
[0106]解码部33将所检测的分量按时间序列的顺序排成行。如上所述,如果给定符号序列(例如,“01010101”)被包括作为要发送的信息的前导码,则解码部33从所检测的分量的序列中提取和与该前导码对应的符号序列一致的部分。然后,解码部33可以将所检测的分量与符号的值彼此进行关联,以使得所提取部分中的检测的分量与符号的值可以彼此一致。替选地,如果错误检测码如CRC被包括在要发送的信息中,则解码部33可以将所检测的分量与符号的值彼此进行关联,以使得可以使用错误检测码将符号的错误最小化。此外,解码部33可以参照表示所检测的分量与符号的值之间的对应关系的参考表来根据所检测的分量确定符号的值。应注意的是,参照表例如预先存储在第二存储单元22中。
[0107]解码部33通过将解码的符号的值按给定顺序排成行来将发送至其的信息进行解码。然后,第二控制单元26通过通信接口单元21将解码的信息输出至不同的装置。替选地,第二控制单元26根据解码的信息执行处理。例如,如果解码的信息是用于启动给定应用的指令信息,则第二控制单元26启动该应用。替选地,第二控制单元26可以使得解码的信息显示在用户接口单元25上。
[0108]图12是由信号接收装置执行的接收处理的操作流程图。参照图12描述的信号接收装置可以是图9中描绘的信号接收装置2。第二控制单元26的划分部31将每个图像划分成多个局部区域(步
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