JP6059012B2 - Optical communication apparatus, optical communication method, and skin imaging system - Google Patents

Optical communication apparatus, optical communication method, and skin imaging system Download PDF

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Description

本発明は、固体発光素子および撮像素子を用いた光通信装置、光通信方法および肌撮像システムに関する。   The present invention relates to an optical communication device, an optical communication method, and a skin imaging system using a solid light emitting element and an imaging element.

従来、カメラ付き携帯電話(スマートフォンを含む)や、カメラ付きタブレット型電子機器等の携帯型のカメラ付き携帯電子機器に、取り付けられるコンバージョンレンズが知られている(例えば、特許文献1参照)。
コンバージョンレンズを電子機器の側のレンズ(マスターレンズ)に取り付けることにより、携帯型電子機器のカメラのレンズが単焦点レンズであっても、焦点距離を広角側や望遠側に変えることができる。また、コンバージョンレンズとして接写機能(マクロ撮像機能)を有するレンズを用い、マクロ撮像を可能にする場合もある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a conversion lens that is attached to a mobile electronic device with a camera such as a mobile phone with a camera (including a smartphone) or a tablet electronic device with a camera is known (for example, see Patent Document 1).
By attaching the conversion lens to the lens (master lens) on the electronic device side, the focal length can be changed to the wide angle side or the telephoto side even if the camera lens of the portable electronic device is a single focus lens. In some cases, a macro imaging may be possible using a lens having a close-up function (macro imaging function) as a conversion lens.

また、顔の肌を拡大撮像して肌の状態を分析するための肌用カメラが知られているが、例えば、携帯電話のカメラに肌用カメラとしての機能、例えば、被写体を拡大して接写する機能を付加するコンバージョンレンズも知られている。この場合に、例えば、撮像した肌の画像をメールやウェブサイトのサーバーへのアップロード等で肌の画像の分析を行う会社に送ることにより、肌の分析結果をメールで送り返してもらうようなことが容易に可能になる。   Skin cameras are also known for analyzing the skin condition by magnifying the skin of the face. For example, the camera functions as a skin camera on a mobile phone camera. There is also known a conversion lens that adds a function to perform this function. In this case, for example, the skin analysis result may be sent back by e-mail by sending it to a company that analyzes the skin image by e-mail or uploading it to a website server. Easy to do.

上述のようなコンバージョンレンズが取り付けられたスマートフォンから撮像された肌画像が所定のサーバー(例えば、化粧品関係のウェブサイトのサーバー)に送信された際に、その肌画像の分析結果を送り返すサービスを行う場合に、例えば、コンバージョンレンズを購入した顧客に対して無料または低価格でサービスを提供することが考えられる。   When a skin image taken from a smartphone with a conversion lens as described above is sent to a predetermined server (for example, a server of a cosmetics-related website), a service is performed to send back the analysis result of the skin image. In some cases, for example, it is possible to provide a service free of charge or at a low price to a customer who purchased a conversion lens.

この場合に、例えば、上述のようなサービスが伴うコンバージョンレンズと、略同レベルの偽コンバージョンレンズを低価格で販売され、この偽コンバージョンレンズを購入した顧客が上述のサービスをかってに受けてしまうことが考えられる。   In this case, for example, the conversion lens accompanied by the service as described above and the fake conversion lens of substantially the same level are sold at a low price, and the customer who purchased the fake conversion lens receives the service described above. Can be considered.

この場合に、コンバージョンレンズの売り上げが低下したり、偽コンバージョンレンズを用いて撮像された肌画像の分析を行うことにより運用コストが増加したりする可能性がある。そのために、正規のコンバージョンレンズの購入者が送信する肌画像と、偽コンバージョンレンズの購入者が送信する肌画像とを識別できるような認証方法が求められる。   In this case, there is a possibility that the sales of the conversion lens will decrease, or that the operating cost will increase due to the analysis of the skin image captured using the fake conversion lens. Therefore, an authentication method is required that can distinguish between a skin image transmitted by a purchaser of a regular conversion lens and a skin image transmitted by a purchaser of a fake conversion lens.

また、上述のようなサービスが成立している状態で、例えば、化粧品会社がスキンケア用の特定の化粧品とセットにしてコンバージョンレンズを販売した場合に、上述のサービスの他に、化粧品会社がセット販売のコンバージョンレンズの肌画像のみを得たい場合などが考えられる。   In addition, for example, when a cosmetic company sells a conversion lens as a set with a specific cosmetic product for skin care in a state where the above-described service is established, in addition to the above-mentioned service, the cosmetic company sells a set. For example, you may want to obtain only the skin image of the conversion lens.

この場合も、コンバージョンレンズを単品で購入した顧客の肌画像と、化粧品とセットでコンバージョンレンズを購入した顧客の肌画像とを識別する必要がある。
正規のコンバージョンレンズで撮影した肌画像と、非正規のコンバージョンレンズで撮影した肌画像との区別や、上述のセット販売等により特定の会社(事業者)と関連付けられたコンバージョンレンズと、単品販売等により特定の会社と関連付けられていないコンバージョンレンズの区別の方法として、各コンバージョンレンズにシリアル番号やID番号等の識別情報を付与することが考えられる。なお、コンバージョンレンズを単品販売とセット販売とで識別するような場合には、二つに篩い分け可能に識別情報を設定する必要がある。
In this case as well, it is necessary to identify the skin image of the customer who purchased the conversion lens alone and the skin image of the customer who purchased the conversion lens as a set.
Distinguishing between skin images taken with a regular conversion lens and skin images taken with a non-regular conversion lens, conversion lenses associated with a specific company (operator) by the above-mentioned set sales, etc., single item sales, etc. As a method of distinguishing conversion lenses that are not associated with a specific company, it is conceivable to assign identification information such as a serial number or ID number to each conversion lens. In addition, when identifying a conversion lens by single item sale and set sale, it is necessary to set identification information so that it can be classified into two.

このような識別情報を用いる場合には、肌画像の分析等を行うサーバーに、肌画像とともに識別情報を送信する必要がある。
この場合に、肌画像送信時に顧客がコンバージョンレンズやそれに付帯する説明書等に記載されたシリアル番号をスマートフォンから入力して送信するなどの方法が考えられる。
When such identification information is used, it is necessary to transmit the identification information together with the skin image to a server that analyzes the skin image.
In this case, a method may be considered in which a customer inputs a serial number described in a conversion lens or a manual attached to the conversion lens from a smartphone when transmitting a skin image.

特開2012−8283号公報JP 2012-8283 A

ところで、従来、コンバージョンレンズに識別情報を付けて、撮影された画像データととともに識別情報を送信するようなことは行われていなかった。
上述のように顧客(ユーザー)が識別情報をスマートフォンに入力するような場合に、入力に手間がかかることをユーザーが不満に思ったり、入力ミスにより間違った識別情報が登録されたり、入力ミスにより識別情報を登録できなかったり、識別情報がユーザーや当該識別情報が記載された説明書等を介して漏洩することにより識別情報が解析されたりすることが問題になる虞がある。
Conventionally, it has not been performed to attach identification information to a conversion lens and transmit the identification information together with photographed image data.
As mentioned above, when a customer (user) inputs identification information to a smartphone, the user is dissatisfied that it takes time to input, or wrong identification information is registered due to an input error, There is a possibility that the identification information cannot be registered, or that the identification information is analyzed due to the leakage of the identification information through a user or a manual in which the identification information is described.

そこで、ユーザーが特に操作しなくても、コンバージョンレンズに個別に付与された識別用情報を、自動的にスマートフォン側で認識し、上述のサービスを提供するウェブサイトのサーバーに自動で識別用情報を送信するようにすることが求められている。
すなわち、スマートフォンから肌画像データを送信する際に自動で識別情報がコンバージョンレンズ側からスマートフォン側に送信されたり読み取られたりすることが求められている。この場合にできるだけ低コストでコンバージョンレンズに付与された識別情報をスマートフォン側で得られる構成となっていることが好ましい。
Therefore, even if the user does not perform any particular operation, the identification information individually assigned to the conversion lens is automatically recognized on the smartphone side, and the identification information is automatically provided to the server of the website that provides the above-mentioned service. There is a need to send.
That is, when skin image data is transmitted from a smartphone, identification information is required to be automatically transmitted or read from the conversion lens side to the smartphone side. In this case, it is preferable that identification information given to the conversion lens is obtained on the smartphone side at as low a cost as possible.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、スマートフォン等の携帯型電子機器器においてコンバージョンレンズの識別情報を得るのに好適な光通信装置、光通信方法および肌撮像システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an optical communication device, an optical communication method, and a skin imaging system suitable for obtaining identification information of a conversion lens in a portable electronic device such as a smartphone. With the goal.

上記課題を解決するために、本発明の光通信装置は、設定されたフレームレートで動画を撮像する撮像素子、および当該撮像素子に撮像された動画の各フレームの画像データを解析する画像解析手段を有する受信装置と、
点滅可能な固体発光素子、および当該固体発光素子を前記フレームレートで1フレームまたは数フレームが撮像される所定時間内毎に、前記フレームレートでの1ライン分の時間以上の時間間隔の点灯および消灯からなる複数の点滅パターンで点灯と消灯とを行わせる発光制御手段を有する送信装置とを備え、
前記送信装置の前記発光制御手段は、各点滅パターンとデジタル信号の各値とを関連付けて記憶した点滅パターン記憶手段と、当該点滅パターン記憶手段に記憶された前記点滅パターンと前記値との関連に基づいて、デジタル信号の各値を前記固体発光素子の前記点滅パターンに順次変換する送信変換手段とを備え、
かつ、前記発光制御手段が前記送信変換手段により変換された点滅パターンに基づいて前記固体発光素子を点滅させ、
前記受信装置の前記画像解析手段は、前記画像データの解析結果として、前記固体発光素子の前記点滅パターンの点滅により、撮像された前記画像データの垂直方向に沿って現れる輝度の高低からなる明暗パターンを求め、
前記受信装置は、前記画像解析手段により求められる前記明暗パターンと前記点滅パターンとの相関関係に基づいて、各明暗パターンとデジタル信号の各値とを関連付けて記憶した明暗パターン記憶手段と、当該明暗パターン記憶手段に記憶された前記明暗パターンと前記値との関連に基づいて、前記画像解析手段により順次解析される明暗パターンをデジタル信号の各値に変換する受信変換手段とを備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, an optical communication apparatus of the present invention includes an image sensor that captures a moving image at a set frame rate, and an image analysis unit that analyzes image data of each frame of the moving image captured by the image sensor. A receiving device comprising:
A flashable solid state light emitting device, and lighting and extinguishing at intervals of a time equal to or longer than one line at the frame rate every predetermined time when one or several frames of the solid state light emitting device are imaged at the frame rate A transmission device having a light emission control means for turning on and off with a plurality of blink patterns consisting of:
The light emission control means of the transmitting device relates to the relationship between the blinking pattern storage means storing each blinking pattern and each value of the digital signal in association with each other, and the blinking pattern stored in the blinking pattern storage means and the value. And a transmission conversion means for sequentially converting each value of the digital signal into the blinking pattern of the solid state light emitting device,
And the light emission control means blinks the solid state light emitting element based on the blinking pattern converted by the transmission conversion means,
The image analysis means of the receiving device, as an analysis result of the image data, is a light / dark pattern consisting of high and low brightness appearing along the vertical direction of the imaged image data due to blinking of the blinking pattern of the solid state light emitting element. Seeking
The receiving device includes: a light / dark pattern storage means for storing each light / dark pattern and each value of the digital signal in association with each other based on a correlation between the light / dark pattern and the blinking pattern obtained by the image analyzing means; Receiving conversion means for converting the light / dark pattern sequentially analyzed by the image analysis means into each value of a digital signal based on the relation between the light / dark pattern stored in the pattern storage means and the value; To do.

このような構成によれば、送信装置は、デジタル信号の各値を対応する点滅パターンに変換する。このように送信装置で固体発光素子を各点滅パターンで発光している間、受信装置の撮像素子は、前記固体発光素子の発光が撮像される状態で、動画を撮像する。なお、この際に固体発光素子の光が撮像される画像に含まれれば、直接固体発光素子が撮像される必要はない。   According to such a configuration, the transmission device converts each value of the digital signal into a corresponding blinking pattern. Thus, while the solid-state light emitting element emits light with each blinking pattern in the transmission apparatus, the imaging element of the reception apparatus captures a moving image in a state where the light emission of the solid-state light emitting element is imaged. In addition, if the light of a solid light emitting element is included in the image imaged at this time, it is not necessary to image a solid light emitting element directly.

上述のように固体発光素子が各点滅パターンで点滅している状態で撮像素子が撮像すると、撮像された画像データには、垂直方向に沿って前記固体発光素子の点滅に対応する輝度の高低による明暗の変化が撮像されている。この明暗の変化としての明暗パターンは、上述の点滅パターンに対応しており、点滅パターンにデジタル信号の各値を割り付ければ、各点滅パターンに対応する明暗パターンから各値を読み出すことができる。ここでの各値とは、例えば、0と1との1ビットのデータより多い例えば、2ビット以上の値でありことが好ましく、例えば、各点滅パターンが3ビット(0〜7)や4ビットの値(0〜15)に対応するものとしてもよい。   As described above, when the imaging element captures an image while the solid state light emitting element is blinking in each blinking pattern, the captured image data has a brightness level corresponding to the blinking of the solid state light emitting element along the vertical direction. A change in brightness is imaged. The light / dark pattern as the change in light / dark corresponds to the above-described blinking pattern. If each value of the digital signal is assigned to the blinking pattern, each value can be read from the light / dark pattern corresponding to each blinking pattern. Each value here is preferably, for example, a value of 2 bits or more, for example, more than 1 bit data of 0 and 1, for example, each blinking pattern is 3 bits (0 to 7) or 4 bits. It is good also as a thing corresponding to the value (0-15).

これにより、送信側に固体発光素子を配置し、受信側に動画撮影可能な撮像素子を配置して光通信が可能になる。この場合に、動画の各フレーム毎に明るいか暗いかで、各フレーム毎に1ビットのデータを送受するのではなく、各フレームで例えば2ビット以上のビット数でデジタル信号を送受することが可能になり、高速な通信が可能になる。
なお、撮像素子には、各画素からの溜まった電荷の読取りに際し、1フレーム分を一度に読み取るものと、1フレームを1ラインずつ読み取るものが知られているが、この発明においては、1ラインずつ各画素の電荷を読み取る撮像素子を用いる必要がある。
この発明では、撮像素子として、例えば、一ラインずつの読み取りを行うC−MOSセンサを用いることが好ましい。
なお、2ラインずつ等の数ラインずつ電荷を読み取るような構成でも本発明が適用可能である。
As a result, the solid-state light emitting element is arranged on the transmission side, and the imaging element capable of capturing a moving image is arranged on the reception side, thereby enabling optical communication. In this case, it is possible to send and receive a digital signal with a bit number of 2 bits or more in each frame, instead of sending and receiving 1 bit data for each frame, whether it is bright or dark for each frame of the moving image. And high-speed communication becomes possible.
Note that there are known imaging devices that read one frame at a time and one frame one line at a time when reading the accumulated charge from each pixel. It is necessary to use an image sensor that reads the charge of each pixel.
In the present invention, it is preferable to use, for example, a C-MOS sensor that reads line by line as the image sensor.
Note that the present invention can also be applied to a configuration in which charges are read by several lines such as two lines.

本発明の上記構成において、前記送信装置の前記発光制御手段は、前記撮像素子が出力する映像信号の同期信号に対して非同期で、前記固体発光素子の点灯および消灯を制御し、
前記送信装置の前記点滅パターン記憶手段に記憶される各点滅パターンは、前記所定時間内に含まれる点灯と消灯との繰り返し回数により規定され、
前記受信装置の前記明暗パターン記憶手段に記憶される各明暗パターンは、撮像された前記画像データの垂直方向に現れる輝度の高低により表される水平方向に沿った明るい帯および/または暗い帯の本数により規定されていることが好ましい。
In the above configuration of the present invention, the light emission control means of the transmission device controls turning on and off of the solid state light emitting element asynchronously with respect to a synchronization signal of a video signal output from the imaging element,
Each blinking pattern stored in the blinking pattern storage means of the transmitter is defined by the number of repetitions of turning on and off included in the predetermined time,
Each light and dark pattern stored in the light and dark pattern storage means of the receiver is the number of bright and / or dark bands along the horizontal direction represented by the level of brightness appearing in the vertical direction of the imaged image data. It is preferable that it is prescribed | regulated by.

このような構成によれば、撮像素子の同期信号に同期させなくても、デジタル信号の送受信が可能になり、受信側から送信側に同期用の信号を送信する構成を設ける必要がなく、コストの低減を図ることができるとともに、光通信装置の構造を簡便なものとすることができる。この場合に、撮像素子のフレームとフレームの各ラインのタイミングと、固体発光素子の点灯と消灯のタイミングを合わせることができないので、例えば、フレームレートの基づく各フレームの撮像時間により固体発光素子の点灯と消灯を制御する。   According to such a configuration, digital signals can be transmitted and received without synchronizing with the synchronization signal of the image sensor, and it is not necessary to provide a configuration for transmitting a synchronization signal from the reception side to the transmission side. Can be reduced, and the structure of the optical communication device can be simplified. In this case, since the timing of the image sensor frame and each line of the frame cannot be matched with the timing of lighting and extinguishing of the solid state light emitting element, for example, the solid state light emitting element is lit depending on the imaging time of each frame based on the frame rate. And turn off.

この場合に、例えば、2フレームを1セットとして、例えば1フレームの時間に消灯と点灯が3回繰り返される点滅パターン、5回繰り返される点滅パターン、7回栗化される点滅パターン・・・等のような点滅パターンで固体発光素子が制御される。   In this case, for example, with 2 frames as one set, for example, a blinking pattern in which lighting and turning off are repeated 3 times in the time of 1 frame, a blinking pattern that is repeated 5 times, a blinking pattern that is chestnut-cleaned 7 times, etc. The solid state light emitting device is controlled with such a blinking pattern.

それに対して動画データは、動画データの少なくとも1フレームおきの画像データに上述の固体発光素子の点滅パターンの点灯と消灯の繰り返し返しに対応する明暗の縞ができることになる。この縞の明るい帯の数や、暗い帯の数を数えることで、固体発光素子の点滅パターンに対応する画像データの明暗パターンを読み取ることができ、これにより送信側から受信側にデジタル信号が送信されたことになる。   On the other hand, the moving image data has bright and dark stripes corresponding to repeated turning on and off of the blinking pattern of the solid-state light emitting element in the image data of at least every other frame of the moving image data. By counting the number of bright bands and dark bands of the stripes, the light / dark pattern of the image data corresponding to the blinking pattern of the solid state light emitting device can be read, thereby transmitting a digital signal from the transmission side to the reception side. It will be done.

すなわち、撮像素子の同期信号に同期させて固体発光素子を発光させなくても、非同期でデータの送受が可能であり、受信側から送信側に同期用の信号を送受するような構造を必要とせず、低コストでデジタルカメラを用いた光通信を可能にできる。
この方式は、基本的は、所定時間内の点滅(明暗)の繰り返しの周波数が変わることになり、例えば、所定時間内の点滅の繰り返し回数が少ない場合が低周波となり、繰り返し回数が多い場合が高周波となる。これでデジタル信号を表す場合に、最も単純には、低周波の場合を0、高周波の場合を1とすることができる。これは、周波数の変化をデジタル信吾に変換するものであり、周波数偏移変調(FSK:frequency shift keying)を用いて、所定時間内の点滅の繰り返し数を周波数の周波数の変化をデジタル信号に変換するものである。したがって、本発明は、送信側で、デジタル信号を単位時間(所定時間)当たりのLEDの点灯と消灯との繰り返しの周波数の高低に変換し、これを受信側の撮像素子で撮像し、撮像されたフレーム毎の画像に、上述のLEDの点灯と消灯に対応して現れる明暗の繰り返しの周波数の高低をデジタル信号に変換するものである。
In other words, it is possible to send and receive data asynchronously without causing the solid-state light emitting element to emit light in synchronization with the synchronizing signal of the image sensor, and a structure for transmitting and receiving a synchronizing signal from the receiving side to the transmitting side is required. In addition, optical communication using a digital camera can be realized at low cost.
This method basically changes the frequency of blinking (brightness and darkness) within a predetermined time. For example, when the number of repetitions of blinking within a predetermined time is small, the frequency is low, and when the number of repetitions is large. High frequency. In this case, when representing a digital signal, the simplest case is 0 for a low frequency and 1 for a high frequency. This is to convert the change in frequency into a digital signal, and by using frequency shift keying (FSK), the number of repetitions of blinking within a predetermined time is converted into a digital signal. To do. Therefore, according to the present invention, on the transmission side, the digital signal is converted into high and low frequencies of repetition of turning on and off the LED per unit time (predetermined time), and this is imaged by the image sensor on the reception side. In the image for each frame, the high and low repetition frequency of the light and dark appearing corresponding to the lighting and extinguishing of the LED is converted into a digital signal.

また、本発明の上記構成において、
前記受信装置は、前記撮像素子から出力される映像信号の同期信号に同期して同期用信号を出力する同期出力手段を備え、
前記送信装置は、前記同期出力手段から送信される同期用信号が入力される同期入力手段を備え、
前記送信装置の前記発光制御手段は、前記同期入力手段に入力された同期用信号により、前記撮像素子で撮像される各フレームおよび各フレームの各ラインに同期して前記固体発光素子の点灯および消灯を制御し、
前記送信装置の前記点滅パターンに記憶される各点滅パターンは、点灯の時間幅および消灯の時間幅により規定され、
前記受信装置の前記明暗パターン記憶手段に記憶される各明暗パターンは、撮像された前記画像データの垂直方向に現れる輝度の高低により表される水平方向に沿った明るい帯の幅と暗い帯の幅とにより規定されていることが好ましい。
Moreover, in the above configuration of the present invention,
The receiving apparatus includes a synchronization output unit that outputs a synchronization signal in synchronization with a synchronization signal of a video signal output from the imaging device,
The transmission device includes synchronization input means for receiving a synchronization signal transmitted from the synchronization output means,
The light emission control unit of the transmission device turns on and off the solid state light emitting device in synchronization with each frame and each line of each frame imaged by the imaging device by a synchronization signal input to the synchronization input unit. Control
Each flashing pattern stored in the flashing pattern of the transmitter is defined by a lighting time width and a lighting time width ,
Each light and dark pattern stored in the light and dark pattern storage means of the receiving device has a width of a bright band and a width of a dark band along the horizontal direction represented by high and low brightness appearing in the vertical direction of the captured image data. It is preferable that it is prescribed | regulated by these.

このような構成によれば、送信装置側は、受信装置の撮像素子の各フレームおよび各フレームの各ラインに対応して固体発光素子の点灯と消灯を制御できるので、上述の非同期の場合のように、撮像された画像データに写る明暗の帯の本数で値を表すのではなく、例えば、各帯の幅でも値を表すことができる。例えば、バーコードのように、明るい帯の幅を狭い帯と広い帯に分け、暗い帯を狭い帯と広い帯に分けることにより、明暗が繰り返されるパターンにおいて、狭い帯を0、広い帯を1とすることができ、各帯毎に1ビットの値を表すことが可能になる。すなわち、1フレーム分の時間内に繰り返される点灯と消灯の数のビット数だけ通信が可能になり、1フレームで多くのビット数の情報を送受することが可能になる。これにより、通信速度の高速化を図ることができる。なお、帯の幅の分類は、このような狭い幅と広い幅との二種類に限られるものではなく、帯の幅の種類を2より多くしてもよい。   According to such a configuration, the transmitting device side can control lighting and extinguishing of the solid state light emitting elements corresponding to each frame of the imaging device and each line of each frame of the receiving device. In addition, the value can be expressed by the width of each band, for example, instead of the value by the number of bright and dark bands appearing in the captured image data. For example, in a pattern where light and dark are repeated by dividing a bright band into a narrow band and a wide band and dividing a dark band into a narrow band and a wide band, such as a barcode, a narrow band is 0 and a wide band is 1 It is possible to represent a 1-bit value for each band. That is, communication can be performed by the number of bits that are repeatedly turned on and off within the time of one frame, and information of a large number of bits can be transmitted and received in one frame. Thereby, the communication speed can be increased. Note that the classification of the width of the band is not limited to two types, such as a narrow width and a wide width, and the number of band widths may be more than two.

また、本発明の上記構成において、前記送信装置の前記固体発光素子を各色毎に点灯と消灯が制御可能な3色LEDとし、
前記送信装置の前記発光制御手段は、前記3色LEDの各色毎に独立した点灯と消灯からなる点滅パターンによりデジタル信号を送信し、
前記送信装置の前記点滅パターン記憶手段に記憶される各点滅パターンは、前記3色LEDの各色の点灯と消灯により規定され、
前記受信装置は、カラーの撮像素子を有し、
前記受信装置の前記画像解析手段は、撮像された前記画像データの前記3色LEDの各色に対応する垂直方向に現れる明暗のパターンを求め、
前記受信装置の前記明暗パターン記憶手段に記憶される各明暗パターンは、撮像された前記画像データの垂直方向に現れ、かつ、前記3色LEDの発光色に対応する各色毎の輝度により表される水平方向に沿った明るい帯および暗い帯に規定されていることが好ましい。
Further, in the above configuration of the present invention, the solid-state light emitting element of the transmission device is a three-color LED that can be turned on and off for each color,
The light emission control means of the transmission device transmits a digital signal by a blinking pattern consisting of independent lighting and extinction for each color of the three-color LED,
Each blinking pattern stored in the blinking pattern storage means of the transmitting device is defined by turning on and off each color of the three-color LED,
The receiver has a color image sensor,
The image analysis means of the receiving device obtains a light and dark pattern that appears in the vertical direction corresponding to each color of the three-color LED of the imaged image data,
Each light and dark pattern stored in the light and dark pattern storage means of the receiving device appears in the vertical direction of the imaged image data and is represented by the luminance for each color corresponding to the emission color of the three-color LED. It is preferable to be defined as a bright band and a dark band along the horizontal direction.

このような構成によれば、固体発光素子を各色毎に点灯と消灯を独立して制御可能な3色LEDとし、撮像素子をカラーに対応するものとすることで、基本的に3倍の情報を送受することができる。なお、各色毎の点滅パターンで個別に情報を送るものとしてもよいし、3つの色の点灯と消灯との組み合わせで3ビットずつのデータを送るような構成としてもよい。   According to such a configuration, the solid-state light emitting element is a three-color LED that can be turned on and off independently for each color, and the image pickup element corresponds to the color, so that basically three times the information is obtained. Can be sent and received. Note that information may be individually transmitted in a blinking pattern for each color, or a configuration in which data of 3 bits is transmitted by a combination of lighting and extinguishing of three colors may be employed.

また、本発明の光通信方法は、設定されたフレームレートで動画を撮像する撮像素子、および当該撮像素子に撮像された画像データを解析する画像解析手段を有する受信装置と、
点滅可能な固体発光素子、および当該固体発光素子を前記フレームレートで1フレームまたは数フレームが撮像される所定時間内毎に、前記フレームレートでの1ライン分の時間以上の時間間隔の点灯および消灯からなる複数の点滅パターンで点灯と消灯とを行わせる発光制御手段を有する送信装置とを備える光通信装置で行われる光通信方法であって、
前記送信装置の前記発光制御手段は、各点滅パターンとデジタル信号の各値との関連に基づいて、デジタル信号を順次前記点滅パターンに変換するとともに、当該点滅パターンに基づいて、前記固体発光素子の点灯と消灯を制御し、
前記受信装置の前記撮像素子は、前記固体発光素子が前記点滅パターンで点灯または消灯している状況で撮像素子により動画を撮像し、
撮像された前記動画の画像データを解析して、前記画像データの垂直方向に沿って現れる輝度の高低からなる明暗パターンを求め、
前記受信装置は、求められた前記明暗パターンと前記点滅パターンとの相関関係に基づいた当該明暗パターンと前記デジタル信号の各値との関連に基づいて、順次求められる明暗パターンを前記デジタル信号の各値に変換することを特徴とする。
Further, the optical communication method of the present invention includes an imaging device that captures a moving image at a set frame rate, and a receiving device that includes an image analysis unit that analyzes image data captured by the imaging device;
A flashable solid state light emitting device, and lighting and extinguishing at intervals of a time equal to or longer than one line at the frame rate every predetermined time when one or several frames of the solid state light emitting device are imaged at the frame rate An optical communication method performed in an optical communication device comprising a transmission device having a light emission control means for turning on and off with a plurality of blink patterns consisting of:
The light emission control means of the transmission device sequentially converts the digital signal into the blinking pattern based on the relationship between each blinking pattern and each value of the digital signal, and based on the blinking pattern, Control on and off,
The imaging device of the receiving device captures a moving image by the imaging device in a state where the solid state light emitting device is turned on or off in the blink pattern,
Analyzing the image data of the captured moving image to obtain a light and dark pattern consisting of high and low brightness appearing along the vertical direction of the image data,
The receiving device obtains the light / dark pattern sequentially obtained based on the correlation between the light / dark pattern obtained and the blinking pattern based on the correlation between the light / dark pattern and each value of the digital signal. It is characterized by converting to a value.

本発明の上記構成において、前記送信装置の前記発光制御手段は、前記撮像素子が出力する映像信号の同期信号に対して非同期で、前記固体発光素子の点灯および消灯を制御し、
前記送信装置は、各点滅パターンを、前記所定時間内に含まれる点灯と消灯との繰り返し回数により規定し、
前記受信装置は、各明暗パターンを、撮像された前記画像データの垂直方向に現れる輝度の高低により表される水平方向に沿った明るい帯および/または暗い帯の本数により規定することが好ましい。
In the above configuration of the present invention, the light emission control means of the transmission device controls turning on and off of the solid state light emitting element asynchronously with respect to a synchronization signal of a video signal output from the imaging element,
The transmission device defines each blinking pattern by the number of repetitions of turning on and off included in the predetermined time,
The receiving apparatus preferably defines each light / dark pattern by the number of bright bands and / or dark bands along the horizontal direction represented by the level of brightness appearing in the vertical direction of the captured image data.

また、本発明の上記構成において、前記受信装置は、前記撮像素子から出力される映像信号の同期信号に同期して同期用信号を出力し、
前記送信装置は、前記受信装置から送信される同期用信号を受信し、
前記送信装置の前記発光制御手段は、受信した同期用信号により、前記撮像素子で撮像される各フレームおよび各フレームの各ラインに同期して前記固体発光素子の点灯および消灯を制御し、
前記送信装置は、各点滅パターンを、点灯の時間幅および消灯の時間幅により規定し、
前記受信装置は、各明暗パターンを、撮像された前記画像データの垂直方向に現れる輝度の高低により表される水平方向に沿った明るい帯の幅と暗い帯の幅とにより規定することが好ましい。
In the above configuration of the present invention, the receiving device outputs a synchronizing signal in synchronization with a synchronizing signal of a video signal output from the imaging device,
The transmitter receives a synchronization signal transmitted from the receiver;
The light emission control means of the transmission device controls lighting and extinguishing of the solid state light emitting element in synchronization with each frame imaged by the imaging element and each line of each frame by the received synchronization signal,
The transmission device defines each blinking pattern by a lighting time width and a lighting time width ,
The receiving apparatus preferably defines each light / dark pattern by a width of a bright band and a width of a dark band along a horizontal direction represented by a level of brightness appearing in a vertical direction of the captured image data.

また、本発明の上記構成において、前記送信装置の前記固体発光素子を各色毎に点灯と消灯が制御可能な3色LEDとし、
前記送信装置の前記発光制御手段は、前記3色LEDの各色毎に独立した点灯と消灯からなる点滅パターンによりデジタル信号を送信し、
前記送信装置は、各点滅パターンを、前記3色LEDの各色の点灯と消灯により規定し、
前記受信装置は、カラーの撮像素子を有し、
前記受信装置の前記画像解析手段は、撮像された前記画像データの前記3色LEDの各色に対応する垂直方向に現れる明暗パターンを求め、
前記受信装置は、各明暗パターンを撮像された前記画像データの垂直方向に現れ、かつ、前記3色LEDの発光色に対応する各色毎の輝度により表される水平方向に沿った明るい帯および暗い帯により規定していることが好ましい。
Further, in the above configuration of the present invention, the solid-state light emitting element of the transmission device is a three-color LED that can be turned on and off for each color,
The light emission control means of the transmission device transmits a digital signal by a blinking pattern consisting of independent lighting and extinction for each color of the three-color LED,
The transmitter defines each blinking pattern by turning on and off each color of the three-color LED,
The receiver has a color image sensor,
The image analysis means of the receiving device obtains a light and dark pattern that appears in a vertical direction corresponding to each color of the three-color LED of the imaged image data,
The light receiving device appears in the vertical direction of the image data obtained by capturing each light and dark pattern, and is bright and dark along the horizontal direction represented by the luminance for each color corresponding to the emission color of the three-color LED. It is preferable to be defined by a band.

これらのような光通信方法においては、対応する上述の光通信装置と同様の作用効果を奏することができる。   In the optical communication methods such as these, the same operational effects as the corresponding optical communication apparatus described above can be obtained.

また、本発明の肌撮像システムは、上述の光通信装置を備えるものであって、前記撮像素子を有するデジタルカメラを備え、かつ、前記撮像素子を制御するとともに、前記撮像素子に撮像された動画データの各フレームの画像データを解析する画像解析手段と、前記画像解析手段により求められる前記明暗パターンと前記点滅パターンとの相関関係に基づいて、各明暗パターンとデジタル信号の各値とを関連付けて記憶した明暗パターン記憶手段と、当該明暗パターン記憶手段に記憶された前記明暗パターンと前記値との関連に基づいて、前記画像解析手段により順次解析される明暗パターンをデジタル信号の各値に変換する受信変換手段として機能する制御手段を備える携帯型電子機器と、
前記固体発光素子としての撮影照明用LEDと、肌画像の撮影に用いられるコンバージョンレンズと、前記照明用LEDの発光を制御する前記発光制御手段とを備えるレンズモジュールとからなり、
前記発光制御手段が、各点滅パターンとデジタル信号の各値とを関連付けて記憶した点滅パターン記憶手段と、前記点滅パターン記憶手段に記憶された前記点滅パターンと前記値との関連に基づいて、デジタル信号の各値を前記固体発光素子の前記点滅パターンに順次変換する送信変換手段として機能することを特徴とする。
このような構成によれば、上述の光通信装置と同様の作用効果を奏することができる。
A skin imaging system according to the present invention includes the above-described optical communication device, includes a digital camera having the imaging element, controls the imaging element, and captures a moving image captured by the imaging element. Image analysis means for analyzing image data of each frame of data, and based on the correlation between the light / dark pattern and the blinking pattern obtained by the image analysis means, the light / dark pattern and each value of the digital signal are associated with each other. Based on the relationship between the stored light / dark pattern storage means and the light / dark pattern stored in the light / dark pattern storage means and the value, the light / dark pattern sequentially analyzed by the image analysis means is converted into each value of a digital signal. A portable electronic device comprising control means functioning as reception conversion means;
The LED module for photographing illumination as the solid state light emitting element, a conversion lens used for photographing a skin image, and a lens module comprising the light emission control means for controlling light emission of the LED for lighting,
The light emission control means stores the blinking pattern and each value of the digital signal in association with each other, and the flashing pattern storage means stores the blinking pattern and the value stored in the blinking pattern storage means. It functions as transmission conversion means for sequentially converting each value of the signal into the blinking pattern of the solid state light emitting element.
According to such a configuration, the same operational effects as those of the above-described optical communication device can be achieved.

本発明の肌画像システムは、カメラを備える携帯型電子機器と、前記携帯型電子機器の前記カメラのマスターレンズの位置に着脱自在に装着され、前記カメラにより肌を接写するためのコンバージョンレンズとを備える肌撮影システムであって、
前記コンバージョンレンズを支持する筒状のレンズ筐体と、
前記レンズ筐体の先端部に形成され、撮影される肌を臨ませるための開口部と、
前記開口部の周縁部に設けられ、前記カメラ側を向く面に前記コンバージョンレンズを識別可能にする識別情報を示し、かつ、画像認識可能なコードとを備え、
前記カメラで前記開口部に臨む肌を撮影した際に前記コードが撮影され、前記肌とともに撮影された前記コードから識別情報が読み取り可能になっていることを特徴とする。
A skin image system according to the present invention includes a portable electronic device including a camera, and a conversion lens that is detachably attached to a position of a master lens of the camera of the portable electronic device and for taking close-up of the skin by the camera. A skin photographing system comprising:
A cylindrical lens housing that supports the conversion lens;
An opening for facing the skin to be photographed, formed at the tip of the lens housing;
Provided at the peripheral edge of the opening, showing identification information that enables the conversion lens to be identified on the surface facing the camera, and comprising an image recognizable code,
The code is photographed when photographing the skin facing the opening with the camera, and the identification information can be read from the code photographed together with the skin.

このような構成によれば、コンバージョンレンズを識別するための識別情報を含むコードとして画像認識可能な例えばバーコードや2次元バーコード等を開口部の周縁部に設けておき、肌とともにコードを同時に撮影することにより、肌とコードが一つの画像として撮影されることになり、コンバージョンレンズから携帯型電子機器側にコンバージョンレンズを識別するコードを読み取り可能とすることになる。これにより、コンバージョンレンズと携帯型電子器機器との間にデータの通信手段がなくとも、識別情報をコンバージョンレンズ側から携帯型電子機器器側に送信した状態となる。また、各肌画像には、使用したコンバージョンレンズを識別可能なコードの画像が必ず含まれることになり、いつでも使用したコンバージョンレンズを識別することができる。   According to such a configuration, for example, a bar code or a two-dimensional bar code that can be recognized as a code including identification information for identifying a conversion lens is provided on the peripheral edge of the opening, and the code is simultaneously displayed together with the skin. By photographing, the skin and the code are photographed as one image, and the code for identifying the conversion lens can be read from the conversion lens to the portable electronic device side. Thereby, even if there is no data communication means between the conversion lens and the portable electronic device, the identification information is transmitted from the conversion lens side to the portable electronic device side. Further, each skin image always includes an image of a code that can identify the used conversion lens, so that the used conversion lens can be identified at any time.

本発明によれば、送信装置に固体発光素子を備え、受信装置にデジタルカメラを備えることにより、光通信が可能になり、受信側のデジタルカメラとして、スマートフォン等の携帯電子機器のカメラを用いた通信を行うことが可能になる。   According to the present invention, the transmission device includes the solid-state light emitting element, and the reception device includes the digital camera, thereby enabling optical communication. As the digital camera on the reception side, a camera of a portable electronic device such as a smartphone is used. Communication can be performed.

本発明の第1実施形態に係る光通信装置としての肌撮像システムを示す正面図である。It is a front view which shows the skin imaging system as an optical communication apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 前記肌撮像システムの送信装置としてのレンズモジュールを示す正面図である。It is a front view which shows the lens module as a transmission apparatus of the said skin imaging system. 前記レンズモジュールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the said lens module. 前記レンズモジュールのレンズ筐体部分を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the lens housing | casing part of the said lens module. 前記レンズモジュールのレンズ筐体部分を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the lens housing | casing part of the said lens module. 前記レンズモジュールのLED基板を示す平面図である。It is a top view which shows the LED board of the said lens module. 前記肌撮像システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the said skin imaging system. 前記肌撮像システムにおける光通信方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical communication method in the said skin imaging system. 本発明の第2実施形態に係る光通信装置としての肌撮像システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the skin imaging system as an optical communication apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の実施例にかかる光通信装置における撮像された画像の解析方法の実験を説明するための図である。It is a figure for demonstrating experiment of the analysis method of the imaged image in the optical communication apparatus concerning the Example of this invention. 前記光通信装置における撮像された画像の解析方法を実験を説明するための図である。It is a figure for demonstrating experiment about the analysis method of the image imaged in the said optical communication apparatus. 前記光通信装置における撮像された画像の解析方法の実験を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the experiment of the analysis method of the imaged image in the said optical communication apparatus. 第3の実施形態の前記レンズ筐体部分を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the said lens housing | casing part of 3rd Embodiment. 第3の実施形態の肌画像システムで撮像された肌画像とバーコード画像を示す図である。It is a figure which shows the skin image and barcode image which were imaged with the skin image system of 3rd Embodiment.

以下、図面を参照しながら本発明の第1の実施の形態について説明する。
この実施の形態の肌撮像システムは、図1〜図7に示すように、デジタルカメラ(撮像素子を備える図2に示すカメラ2)を備えた携帯型電子機器としてのスマートフォン1(図1および図7に図示)と、スマートフォン1のカメラ2に装着されて肌24(図7に図示)を拡大して接写するための2枚のレンズ11a,11b(図3〜図5、図7に図示)からなるコンバージョンレンズ11および撮影の照明用のLED12,13(図3〜図7に図示)を備えたレンズモジュール10とからなるものである。
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 7, the skin imaging system of this embodiment includes a smartphone 1 (FIG. 1 and FIG. 1) as a portable electronic device including a digital camera (camera 2 shown in FIG. 2 including an imaging device). 7) and two lenses 11a and 11b (shown in FIGS. 3 to 5 and 7) that are attached to the camera 2 of the smartphone 1 to enlarge and close-up the skin 24 (shown in FIG. 7). And a lens module 10 provided with LEDs 12, 13 (illustrated in FIGS. 3 to 7) for photographing illumination.

なお、図1、図2において、レンズモジュール10は、コンバージョンレンズ11を支持するバレル20a(図3〜図5に図示)を備える後述のレンズ筐体20の部分を除いた筐体10aの前面部分を図示せずに内部の電池17、電源スイッチ19、電子回路部16aが実装される回路基板16bが見える状態で図示している。
また、このスマートフォン1とレンズモジュール10は、光通信装置を構成しており、スマートフォン1が受信装置であり、レンズモジュール10が送信装置である。
1 and 2, the lens module 10 includes a front surface portion of a housing 10 a excluding a later-described lens housing 20 including a barrel 20 a (shown in FIGS. 3 to 5) that supports the conversion lens 11. Although not shown, the circuit board 16b on which the internal battery 17, the power switch 19, and the electronic circuit unit 16a are mounted can be seen.
Moreover, this smart phone 1 and the lens module 10 comprise the optical communication apparatus, the smart phone 1 is a receiver, and the lens module 10 is a transmitter.

レンズモジュール10は、筐体10aを備え、筐体10aは、レンズ筐体20を除いて、扁平な箱状に形成され、スマートフォン1のディスプレイ(図示略)が設けられた正面の反対側である背面のカメラ2のレンズ部分にコンバージョンレンズ11を重ね合わせるように配置される。   The lens module 10 includes a housing 10a. The housing 10a is formed in a flat box shape excluding the lens housing 20, and is opposite to the front surface where the display (not shown) of the smartphone 1 is provided. The conversion lens 11 is arranged so as to overlap the lens portion of the rear camera 2.

この筐体10aのスマートフォン1への固定は、例えば、クリップ式やバンド式で行われる。クリップ式は、例えば、レンズモジュール10に、レンズモジュール10との間にスマートフォン1を挟み込むクリップ部材(図示略)を設けたものである。すなわち、レンズモジュール10と、このレンズモジュール10に固定されたクリップ部材との間に弾性力によりスマートフォン1を挟むものである。   The case 10a is fixed to the smartphone 1 by, for example, a clip type or a band type. In the clip type, for example, a clip member (not shown) that sandwiches the smartphone 1 between the lens module 10 and the lens module 10 is provided. That is, the smartphone 1 is sandwiched by elastic force between the lens module 10 and a clip member fixed to the lens module 10.

この場合に、レンズモジュール10をスマートフォン1の背面に対して、許容範囲内で縦横に移動可能になっており、スマートフォン1の各機種のカメラ2の配置に対応可能になっている。
バンド式は、例えば、腕時計のバンドのように、レンズモジュールにゴムバンド等の伸び縮みするバンド(図示略)を取り付け、スマートフォン1をバンド内に挿入することで、レンズモジュール10をスマートフォン1に奏略するものであり、この場合もコンバージョンレンズ11をスマートフォン1の背面に対して縦横に移動可能になっている。
In this case, the lens module 10 can be moved vertically and horizontally within an allowable range with respect to the back surface of the smartphone 1, and can correspond to the arrangement of the cameras 2 of each model of the smartphone 1.
In the band type, for example, a band (not shown) such as a rubber band is attached to a lens module, such as a wristwatch band, and the smartphone 1 is inserted into the band, whereby the lens module 10 is played on the smartphone 1. Also in this case, the conversion lens 11 can be moved vertically and horizontally with respect to the back surface of the smartphone 1.

レンズモジュール10は、上述のコンバージョンレンズ11およびLED12,13と、LED12を駆動するLED駆動回路14(図7に図示)と、LED13を駆動するLED駆動回路15(図7に図示)とを備える。
また、レンズモジュール10は、図4、図5の示すようにコンバージョンレンズ11が収納されるレンズ筐体20を備える。レンズ筐体20は、コンバージョンレンズ11を支持するバレル20aを基端側(カメラ2に装着される側)に備え、先端面が肌24の撮影時に肌24に当接する当接部20bとされ、当接部20bが肌24に当接した状態で外光を遮るようになっている。また、当接部20bには、矩形状(略正方形状)の開口部20cが形成され、肌24の開口部20cに臨む部分が撮影されるようになっている。
The lens module 10 includes the conversion lens 11 and the LEDs 12 and 13 described above, an LED drive circuit 14 (shown in FIG. 7) for driving the LED 12, and an LED drive circuit 15 (shown in FIG. 7) for driving the LED 13.
In addition, the lens module 10 includes a lens housing 20 in which the conversion lens 11 is housed as shown in FIGS. The lens housing 20 includes a barrel 20 a that supports the conversion lens 11 on the base end side (the side that is attached to the camera 2), and the front end surface is a contact portion 20 b that contacts the skin 24 when the skin 24 is photographed. The outside light is blocked while the contact portion 20 b is in contact with the skin 24. Further, a rectangular (substantially square) opening 20c is formed in the contact portion 20b, and a portion of the skin 24 facing the opening 20c is photographed.

図3〜図5に示すように、バレル20aは、レンズ11aおよびレンズ11bからなるコンバージョンレンズ11を支持した状態で、レンズ筐体20の基端部(カメラ2に装着される側の端部)内に固定されている。また、バレル20aの基端部には、後述の第2偏光板22が設けられている。また、レンズ筐体20内には、当接部20bの開口部20cに向けて撮影用の照明光を照射するLED12,13を備えたLED基板12a(図3〜図6に図示)が支持されている。   As shown in FIGS. 3 to 5, the barrel 20 a supports the conversion lens 11 including the lens 11 a and the lens 11 b, and the base end portion (end portion on the side attached to the camera 2) of the lens housing 20. It is fixed inside. Moreover, the below-mentioned 2nd polarizing plate 22 is provided in the base end part of the barrel 20a. Also, in the lens housing 20, an LED substrate 12a (shown in FIGS. 3 to 6) including LEDs 12 and 13 that irradiate photographing illumination light toward the opening 20c of the contact portion 20b is supported. ing.

LED12.13は、LED基板12aに設けられている。また、後述のように肌24のキメを撮影するためのLED13が一つで、肌24のシミを撮影するためのLED12が2つとされている。また、LED基板12aの2つのLED12は、後述の第1偏光板21に覆われた状態となっている。また、LED駆動回路14,15もLED基板12aに設けられている。なお、LED駆動回路14,15が回路基板16bに設けられていてもよい。   The LED 12.13 is provided on the LED substrate 12a. Further, as will be described later, there is one LED 13 for photographing the texture of the skin 24 and two LEDs 12 for photographing the stain on the skin 24. Further, the two LEDs 12 on the LED substrate 12a are covered with a first polarizing plate 21 described later. Further, the LED drive circuits 14 and 15 are also provided on the LED substrate 12a. The LED drive circuits 14 and 15 may be provided on the circuit board 16b.

なお、図3〜図5に示すように、LED基板12aは、そのLED12,13がレンズ筐体20の開口部20cに臨む肌24を直接照明するように配置されているが、ハーフミラーで反射させることにより、LED12,13の光が開口部20cに臨む肌24に照射されるようにしてもよい。   As shown in FIGS. 3 to 5, the LED substrate 12 a is arranged so that the LEDs 12 and 13 directly illuminate the skin 24 facing the opening 20 c of the lens housing 20, but is reflected by the half mirror. By doing so, the light from the LEDs 12 and 13 may be applied to the skin 24 facing the opening 20c.

また、レンズモジュール10は、LED駆動回路14,15を介してLED12,13の点灯と消灯を制御する発光制御手段としてのCPU16を備える電子回路部16aを備える。なお、電子回路部16aには、ワンチップマイコンが実装されており、ワンチップマイコンにCPU16(図7に図示)が備えられるとともに、ROM、RAM等の記憶手段が備えられている。   Further, the lens module 10 includes an electronic circuit unit 16a including a CPU 16 serving as a light emission control unit that controls lighting and extinguishing of the LEDs 12 and 13 via the LED driving circuits 14 and 15. Note that a one-chip microcomputer is mounted on the electronic circuit unit 16a, and the one-chip microcomputer is provided with a CPU 16 (shown in FIG. 7) and storage means such as a ROM and a RAM.

また、レンズモジュール10は、筐体10aに固定された回路基板16bに、LED駆動回路14,15、CPU16等に電力を供給する電池17を備えた電源回路18(図7に図示)と、電源スイッチ19を備える。なお、電池17として円板状のボタン電池を図示したが、電池は、例えば、単4電池であってもよい。   In addition, the lens module 10 includes a power supply circuit 18 (shown in FIG. 7) including a battery 17 for supplying power to the LED drive circuits 14 and 15, the CPU 16, and the like on a circuit board 16 b fixed to the housing 10 a. A switch 19 is provided. In addition, although the disk-shaped button battery was illustrated as the battery 17, an AAA battery may be sufficient as it, for example.

また、上述の二つのLED12,13は、発光色が少し異なり、LED12は、肌24のシミの撮像に用いられるもので、発光色が略白となっている。それに対して、LED13は、肌24のキメの撮像に用いられるもので、LED12の発光色に対して黄色が強く肌色に近い色になっている。   Further, the two LEDs 12 and 13 described above have slightly different emission colors, and the LEDs 12 are used for imaging spots on the skin 24, and the emission color is substantially white. On the other hand, the LED 13 is used for imaging the texture of the skin 24, and has a strong yellow color with respect to the emission color of the LED 12 and a color close to the skin color.

また、シミ撮影用のLED12に第1偏光板21が設けられ、コンバージョンレンズ11と、カメラ2との間に第2偏光板22が設けられている。これは、肌24の表面より少し下にあるシミを撮影するためのもので、これら偏光板21,22により、LED12で肌24のシミを撮影する際の肌24内部の反射光より、肌24表面の反射光を大きく低減させ、シミが撮影され易くするものである。なお、第1偏光板21と、第2偏光板22では、偏光方向が直交している。LED12の光は第1偏光板21を通過して偏光され、この偏光は、肌24で反射されても維持され、第2偏光板22を通過困難な状態となる。それに対して肌24内部で反射した光は、偏光がなくなり、第2偏光板22を通過する。なお、偏光板21,22を設けなくてもよい   Further, the first polarizing plate 21 is provided in the spot photographing LED 12, and the second polarizing plate 22 is provided between the conversion lens 11 and the camera 2. This is for photographing a stain slightly below the surface of the skin 24, and the polarizing plate 21, 22 causes the skin 24 to reflect the reflected light inside the skin 24 when photographing the skin 24 stain with the LED 12. The reflected light on the surface is greatly reduced to make it easier to photograph spots. In the first polarizing plate 21 and the second polarizing plate 22, the polarization directions are orthogonal. The light of the LED 12 passes through the first polarizing plate 21 and is polarized, and this polarized light is maintained even if it is reflected by the skin 24, and is difficult to pass through the second polarizing plate 22. On the other hand, the light reflected inside the skin 24 is not polarized and passes through the second polarizing plate 22. The polarizing plates 21 and 22 may not be provided.

このようなレンズモジュール10では、電子回路部16aのCPU16の制御により、キメの撮影時にLED13を発光(点灯)させるとともにLED12を消灯したままの状態とし、シミの撮影時にLED12を発光させるとともにLED13を消灯したままとする。   In such a lens module 10, the control of the CPU 16 of the electronic circuit unit 16 a causes the LED 13 to emit light (turn on) when photographing and keep the LED 12 off, and cause the LED 12 to emit light while photographing a spot. Leave off.

スマートフォン1は、周知の通り携帯電話としての機能を有し、無線回線を用いた通話が可能となっている。また、スマートフォン1は、図示しないディスプレイを有するとともに、無線回線によりインターネットに接続可能であり、インターネットを介してeメールの送受信が可能で、アプリケーション(アプリ)としてのブラウザによりウェブサイトの閲覧が可能になっている。また、例えば、ウェブサイト等のサーバーに対してファイルのアップロードが可能で、ウェブサイト等のサーバーからファイルのダウンロードが可能になっている。   As is well known, the smartphone 1 has a function as a mobile phone and can make a call using a wireless line. In addition, the smartphone 1 has a display (not shown), can be connected to the Internet via a wireless line, can send and receive e-mails via the Internet, and can browse a website by a browser as an application (app). It has become. In addition, for example, a file can be uploaded to a server such as a website, and the file can be downloaded from the server such as a website.

また、スマートフォン1には、CPU、ROM、RAM等を有する制御装置(制御手段:図7に図示)3を備え、プログラムとしてのアプリを実行可能になっている。また、制御装置3には、記憶装置としてのフラッシュメモリ4が接続されており、ダウンロードとしたアプリや、音楽ファイル、動画ファイル、静止画ファイル等、アプリ(プログラム)を保存可能になっている。   The smartphone 1 includes a control device (control means: illustrated in FIG. 7) 3 having a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and can execute an application as a program. The control device 3 is connected to a flash memory 4 as a storage device, and can store downloaded apps, music files, moving image files, still image files, and other applications (programs).

また、制御装置3は、カメラ2を制御して撮影(撮像)が可能であるとともに、撮像した画像データをフラッシュメモリ4に保存することができる。また、画像処理や画像解析用のアプリにより画像データの解析や処理が可能である。
カメラ2は、撮像素子を有し、静止画、動画の撮影が可能であり、例えば、30fps等の設定されたフレームレートで画像を撮影する。
In addition, the control device 3 can control the camera 2 to take a picture (capture), and can store the captured image data in the flash memory 4. Image data can be analyzed and processed by an application for image processing and image analysis.
The camera 2 has an image sensor and can capture still images and moving images. For example, the camera 2 captures images at a set frame rate such as 30 fps.

カメラ2の撮像素子としての、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサにおいては、各画素のセンサがマトリックス状に並んで配置されている。   For example, in a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) image sensor as an image sensor of the camera 2, sensors for each pixel are arranged in a matrix.

言い換えると、各画素のセンサは、水平方向に沿いかつ垂直方向に複数並んだ各ライン毎に配置されている。入射した光の光量に対応して各画素のセンサに溜まる電荷を読み取る際には、例えば、垂直方向の上側のラインから下側のラインに向かってライン毎にライン上の各センサの電荷が読み取られる。読み取られた電荷が映像信号として出力されることになる。   In other words, the sensor of each pixel is arranged for each line arranged in the horizontal direction and in the vertical direction. When reading the charge accumulated in the sensor of each pixel corresponding to the amount of incident light, for example, the charge of each sensor on the line is read for each line from the upper line in the vertical direction to the lower line. It is done. The read charge is output as a video signal.

この場合に同期信号に対応して各画素のセンサから読み取られた電荷の量が順番に信号として出力される。この同期信号には、ラインに沿った1つずつのセンサからの電荷の出力に順番に対応するPixel Clock信号(個別同期信号)に同期して出力されるVsync信号(垂直同期信号)により一画像分の電荷の出力が開始される。   In this case, the amount of charge read from the sensor of each pixel corresponding to the synchronization signal is sequentially output as a signal. This synchronization signal includes one image by a Vsync signal (vertical synchronization signal) output in synchronization with a Pixel Clock signal (individual synchronization signal) corresponding to the output of charge from each sensor along the line in order. The output of the minute charge is started.

このVsync信号が撮像素子から出力される際に、最初のHsync信号(水平同期信号:横方向同期信号)が出力され縦(垂直)方向の先頭(最も上)の横一列(水平方向の一番上の一列のライン)のセンサからPixel Clock信号毎に一方向(例えば、左から右)に沿って、一つずつのセンサに対応して順次、受光量を示す電荷に基づく信号が出力される。   When this Vsync signal is output from the image sensor, the first Hsync signal (horizontal synchronization signal: horizontal direction synchronization signal) is output, and the first horizontal line in the vertical (vertical) direction (topmost) (first in the horizontal direction). A signal based on the charge indicating the amount of received light is sequentially output from one sensor in the upper row) along one direction (for example, from left to right) for each Pixel Clock signal corresponding to each sensor. .

また、次のHsync信号に基づいて一つ下の水平方向のライン上のセンサに移動し、再び、左側からPixel Clock信号毎に一方向に沿って、1つずつのセンサに対応する信号が出力される。以降、Hsync信号毎に一つ下の水平方向に沿ったラインに移行して上述の電荷に対応する信号の出力が行われる。
そして、最後のラインに対応する信号の出力が終了する際に、一つの画像(一つのフレーム)分の映像信号の出力が行われたことになり、再び、Vsync信号とHsync信号に基づいて次のフレームの最初のラインに対応する信号の出力が行われる。映像信号を上述のHsync信号毎に次のラインに移行し、かつ、Vsync信号毎に次のフレームに移行するように各センサに対応する信号を並べることで、動画の表示が可能になる。
Further, the signal moves to the sensor on the next horizontal line on the basis of the next Hsync signal, and a signal corresponding to one sensor is output again along one direction for each Pixel Clock signal from the left side. Is done. Thereafter, for each Hsync signal, the signal moves to a line along the lower horizontal direction, and a signal corresponding to the above-described charge is output.
Then, when the output of the signal corresponding to the last line is completed, the video signal for one image (one frame) is output, and again based on the Vsync signal and the Hsync signal. A signal corresponding to the first line of the frame is output. By moving the video signal to the next line for each Hsync signal and arranging the signals corresponding to each sensor so as to shift to the next frame for each Vsync signal, a moving image can be displayed.

図7に示す上述のレンズモジュール10は、光通信装置の送信装置として機能するものであり、固体発光素子であるLED13を発光制御手段としてのCPU16が通信用の点滅パターンで点滅させるようになっている。(偏光板が光学系にないのでこれを使用)なお、以下の説明では、CPU16は、光通信を行う場合に、LED13の発光を制御するものとする。   The above-described lens module 10 shown in FIG. 7 functions as a transmission device of an optical communication device, and the CPU 16 as the light emission control means causes the LED 13 that is a solid light emitting element to blink in a blinking pattern for communication. Yes. (This is used because there is no polarizing plate in the optical system.) In the following description, the CPU 16 controls the light emission of the LED 13 when performing optical communication.

また、図7に示すスマートフォン1が光通信装置の受信側であり、搭載されたカメラ2が受信装置として機能するものである。   Moreover, the smart phone 1 shown in FIG. 7 is a receiving side of an optical communication apparatus, and the mounted camera 2 functions as a receiving apparatus.

仮に送信装置側でセンサチップのVsync信号、Hsync信号のタイミングを把握している場合、すなわち、同期信号に同期可能な場合に、Vsync信号のタイミングでLEDの点滅を開始させ、1フレームの時間分(たとえば、15fpsの場合だと1/15秒)経過後1フレーム分の点滅を終了する。この点滅は消灯時間=点灯時間とする。ここで、送信側であるレンズモジュール10では15fpsに設定されており(1フレームに対して1/15秒と設定)、受信側のスマートフォン1においてはアプリケーションプログラムにより、動画設定が15fpsに設定されているものとする。この場合、センサではLED点滅に応じた縞模様の入った1フレームの画像が得られる。   If the transmitter device knows the timing of the Vsync signal and Hsync signal of the sensor chip, that is, if it can synchronize with the synchronization signal, the LED starts blinking at the timing of the Vsync signal, and the time for one frame is reached. (For example, in the case of 15 fps, 1/15 second) After the elapse of time, blinking for one frame is finished. This blinking assumes that the extinguishing time = lighting time. Here, the lens module 10 on the transmission side is set to 15 fps (set to 1/15 seconds for one frame), and the moving image setting is set to 15 fps by the application program on the smartphone 1 on the reception side. It shall be. In this case, the sensor can obtain an image of one frame with a stripe pattern corresponding to the blinking of the LED.

たとえば、8Mで横3200画素、縦2400画素、フレームレート15fpsの場合を考える。
初期状態が消灯で、1/15秒間に点灯と消灯を5回ずつ繰り返した場合、1フレームの画像には、上から明るい直線状の縞、その下に暗い直線状の縞、この組み合わせが5回繰り返された画像が得られ、各縞の幅は240画素(2400/10)となる。
従って、この縞の幅が異なる画像を10種類用意すれば、それぞれに縞に対応させた0〜10の数値を、受信側では認識できることとなる。
For example, consider a case of 8M, horizontal 3200 pixels, vertical 2400 pixels, and frame rate 15 fps.
When the initial state is off and lighting and extinguishing are repeated 5 times each for 1/15 seconds, a 1-frame image has a bright linear stripe from the top, a dark linear stripe below it, and this combination is 5 A repeated image is obtained, and the width of each stripe is 240 pixels (2400/10).
Therefore, if ten types of images having different stripe widths are prepared, the receiving side can recognize numerical values of 0 to 10 corresponding to the stripes.

ここで、上記例ではフレームレートをTV受信機と同様の15FPSと設定しているが、適宜変更可能である。
なお、実際には画像の切り出し処理を行うので上記センササイズの中央部分のみを使用して認識することとなるが、以下、説明を簡単にするため、センサ全体を使用するものとして説明する。
Here, in the above example, the frame rate is set to 15 FPS, which is the same as that of the TV receiver, but can be changed as appropriate.
Note that since the image cut-out process is actually performed, only the central portion of the sensor size is used for recognition. However, for the sake of simplicity, the following description will be made assuming that the entire sensor is used.

まず、送信装置としてのレンズモジュール10を説明する。CPU16は、上述のようにワンチップマイコンのものであり、ROMを備えている。このROMには、点滅パターン記憶手段として、点滅パターンが記憶されている。
上述のフレームレートでの2フレーム分の所定時間、例えば、15fpsの場合、2/15秒の間に点灯と消灯とを略同じ時間幅で繰り返す複数の点滅パターンが記憶されている。
First, the lens module 10 as a transmission device will be described. The CPU 16 is a one-chip microcomputer as described above, and includes a ROM. This ROM stores a blinking pattern as blinking pattern storage means.
In the case of a predetermined time for two frames at the above-described frame rate, for example, 15 fps, a plurality of blinking patterns are stored that repeatedly turn on and off with approximately the same time width in 2/15 seconds.

上述のカメラ2の撮像時のHsync信号およびVsync信号に同期して点灯と消灯とからなる点滅パターンでLED13の点灯と消灯を制御できれば、各フレーム毎に例えば10種類の点滅パターンから1種類の点滅パターンでの点滅を行うことで、各フレーム毎に10種類の点滅パターンのうちの1種類の点滅パターンを送信することが可能である。   If the lighting and extinguishing of the LED 13 can be controlled with the blinking pattern of turning on and off in synchronization with the Hsync signal and the Vsync signal at the time of imaging by the camera 2 described above, for example, one kind of blinking from 10 kinds of blinking patterns for each frame. By performing blinking with a pattern, it is possible to transmit one kind of blinking pattern among ten kinds of blinking patterns for each frame.

しかし、ここでは、受信装置としてのスマートフォン1のカメラ2から出力される同期信号を送信装置としてのレンズモジュール10に出力する手段がないので、LED13の点滅パターン全体の時間幅をカメラ2の撮像時のフレームレートに合わせることしかできない。   However, here, since there is no means for outputting the synchronization signal output from the camera 2 of the smartphone 1 as the receiving device to the lens module 10 as the transmitting device, the time width of the entire blinking pattern of the LED 13 is determined when the camera 2 captures the image. You can only match the frame rate.

この場合に、2フレーム分の時間幅の点滅パターンに対して、偶然同期した場合を除いて、カメラ2における撮像では、1種類の点滅パターンでのLED13の点滅開始がフレーム(1フレーム目)の途中から開始されることになり、次のフレーム(2フレーム目)では、1フレームに渡って1種類の点滅パターンでのLED13の点滅が撮像され、その次のフレーム(3フレーム目)の途中で1種類の点滅パターンでのLED13の点滅が終了することになる。   In this case, except for the case of accidental synchronization with the blinking pattern of the time width of two frames, in the imaging by the camera 2, the start of blinking of the LED 13 with one kind of blinking pattern is the frame (first frame). In the next frame (second frame), the blinking of the LED 13 with one type of blinking pattern is captured over the next frame (second frame), and in the middle of the next frame (third frame). The blinking of the LED 13 with one kind of blinking pattern ends.

したがって、2フレーム目となるフレームでは同じ点滅パターンでのLED13の点滅が撮像されることになる。このような2フレーム分に渡る点滅パターンでのLED13の点滅が2フレーム分ずつ連続して行われた場合に、上述の3フレーム目が次の点滅パターンの1フレーム目となり、2フレーム目に対応するフレームが連続するフレームの1つおきのフレームとなる。   Therefore, the blinking of the LED 13 with the same blinking pattern is captured in the second frame. When the LED 13 blinks continuously for every two frames in such a blink pattern for two frames, the above third frame becomes the first frame of the next blink pattern and corresponds to the second frame. The frames to be performed are every other frame of the consecutive frames.

この2フレーム目となる一つ置きのフレームにおいては、フレームの途中で点滅パターンが変わることがないので、点滅パターンに対応する本数の明るい帯(暗い帯)を読み取り可能になる。なお、1フレーム目および3フレーム目に対応する一つ置きのフレームでは、複数の同じ点滅パターンが連続するのでなければ、途中で点滅パターンが変わることになる。   In every other frame, which is the second frame, the blinking pattern does not change in the middle of the frame, so the number of bright bands (dark bands) corresponding to the blinking pattern can be read. In every other frame corresponding to the first frame and the third frame, the flashing pattern changes in the middle unless a plurality of the same flashing patterns are continuous.

なお、LED13の各点滅パターンの切り替えのタイミングと、カメラ2の各フレームの切り替えのタイミングとが偶然同期した場合も、2フレーム毎に点滅パターンが切り替わるので、一つ置きのフレーム毎に点滅パターンを読み取ることが可能である。
また、各フレームの各ラインにおけるLED13の点灯(消灯)においても、カメラ2の同期信号、特にHsync信号に同期していなので、点灯開始に対応するラインの途中から点灯開始し、点灯終了に対応するラインの途中で消灯することになるが、LED13の点滅における各点灯時間および各消灯時間がフレーム中の1ライン分の時間の整数倍となっていれば、フレームのラインと直交する線上における明るい帯または暗い帯のライン数で示される幅は、ラインと直交する線の水平方向位置が異なっていても同じになる。
Note that even when the timing of switching each blinking pattern of the LED 13 and the timing of switching each frame of the camera 2 are accidentally synchronized, the blinking pattern is switched every two frames, so the blinking pattern is set every other frame. It is possible to read.
In addition, since the LED 13 is turned on (turned off) in each line of each frame, since it is synchronized with the synchronization signal of the camera 2, particularly the Hsync signal, the lighting starts from the middle of the line corresponding to the lighting start and corresponds to the lighting end. Although the light is turned off in the middle of the line, if each lighting time and each light-off time in the blinking of the LED 13 are an integral multiple of the time of one line in the frame, a bright band on the line orthogonal to the line of the frame Alternatively, the width indicated by the number of lines in the dark band is the same even if the horizontal position of the line orthogonal to the line is different.

なお、点滅パターンの点灯時間および消灯時間は1ライン分より長い時間、できれば2ライン分以上の時間となっていれば、必ずしも1ライン分の整数倍の時間となっている必要はないが、上述の信号に同期してLED13を点滅可能な場合には、点灯時間および消灯時間は、1ライン分の時間の整数倍となっていることが好ましい。   It should be noted that the lighting time and extinguishing time of the flashing pattern need not be an integral multiple of one line as long as it is longer than one line, preferably two or more lines. When the LED 13 can be blinked in synchronization with the above signal, the lighting time and the light-off time are preferably an integral multiple of the time for one line.

この点滅パターンとしては、例えば、2フレーム分の所定時間内に消灯している時間が7回、点灯している時間が6回の点滅パターンと、消灯している時間が11回、点灯している時間が10回の点滅パターンと、消灯している時間が15回、点灯している時間が14回の点滅パターンと、消灯している時間が19回、点灯している時間が18回の点滅パターンと、以下点灯している時間の回数(点灯回数)だけで表すと、22回、26回、30回、34回、38回、42回の点滅パターンを備えるものとする。   As the blinking pattern, for example, the blinking pattern in which the light is turned off 7 times in the predetermined time of 2 frames, the lighted time is 6 times, and the lighted time is turned off 11 times. Flashing pattern of 10 times, flashing time of 15 times, flashing pattern of lighting time of 14 times, lighting time of 19 times, lighting time of 18 times If it represents only by the blink pattern and the frequency | count of lighting time (lighting number) below, it shall have the blink pattern of 22, 26 times, 30 times, 34 times, 38 times, and 42 times.

そして、各点滅パターンに対して、例えば、点灯回数6に0、点灯回数10に1、点灯回数14に2、点灯回数18に3、点灯回数22に4、点灯回数26に5、点灯回数30に6、点灯回数34に7、点灯回数38にスタートビット、点灯回数42にストップビットが関連づけられている。   For each blinking pattern, for example, 0 for lighting count 6, 1 for lighting count 10, 2 for lighting count 14, 3 for lighting count 18, 4 for lighting count 22, 5 for lighting count 26, 30 lighting count. 6, 7 for the lighting count 34, a start bit for the lighting count 38, and a stop bit for the lighting count 42.

これらの点滅パターンと数値の組み合わせがデータテーブルとして、CPU16のROMに記憶されている。なお、数値は4ビットの情報に対応するものであり、二つの点滅パターンの組み合わせで、8ビット、4つの点滅パターンの組み合わせで16ビットのデータとなる。これにより、デジタル信号を送信することが可能である。   A combination of these blinking patterns and numerical values is stored in the ROM of the CPU 16 as a data table. The numerical value corresponds to 4-bit information. The combination of two blinking patterns results in 8-bit data and the combination of four blinking patterns results in 16-bit data. Thereby, a digital signal can be transmitted.

上述の点滅パターンは、一例であり、その他の点滅パターンの組み合わせであってもよい。なお、ここでは、誤りを防止するために、各点滅パターンで、各点灯回数に4以上の差がつくように設定したが、差を小さくしても、大きくしてもよい。   The above blinking pattern is an example, and other combinations of blinking patterns may be used. Here, in order to prevent an error, each flashing pattern is set to have a difference of 4 or more in each lighting number, but the difference may be reduced or increased.

また、CPU16のROMには、IDコード(シリアル番号)が記憶されており、このIDコードが読み出されて、上述のデータテーブルに基づいて点滅パターンに変換されることになる。なお、たとえば、IDコードは、8ビットのアスキーコードとして記憶され、各アスキーコードが、送信変換手段としてのCPU16により、例えばここでは4ビットずつのデータを表す2つの点滅パターンに変換されることになる。この変換された点滅パターンの列に基づいて、CPU16は、LED13の点灯と消灯を制御し、前記点滅パターンの列に沿った発光を行わせることになる。   Further, an ID code (serial number) is stored in the ROM of the CPU 16, and this ID code is read out and converted into a blinking pattern based on the data table described above. For example, the ID code is stored as an 8-bit ASCII code, and each ASCII code is converted into two blinking patterns representing, for example, 4-bit data here by the CPU 16 as the transmission conversion means. Become. Based on the converted blink pattern sequence, the CPU 16 controls lighting and extinguishing of the LED 13 to emit light along the blink pattern sequence.

なお、IDコードを先に点滅パターンに変換しておき、上述の点滅パターンに変換した状態でROMに記憶しておくものとしてもよい。
電源スイッチ19がオンになったときに、CPU16が動作を開始し、上述のIDコードに対応する点滅パターンでのLEDの点灯と消灯の制御を開始するようになっている。正確に受信側で認識できない場合があるので、上記点灯制御によるID送信は複数回行われるように設定されているのが好ましい。
Note that the ID code may be converted into a blinking pattern first and stored in the ROM in a state of being converted into the above-described blinking pattern.
When the power switch 19 is turned on, the CPU 16 starts its operation, and starts to control the turning on and off of the LED in the blinking pattern corresponding to the above-described ID code. Since the reception side may not be recognized correctly, it is preferable that the ID transmission by the lighting control is set to be performed a plurality of times.

レンズモジュール10の電源スイッチ19をオンとすると、CPU16は、プログラムに基づいて、上述のIDコードから変換された点滅パターンに基づいてLED13の発光を制御する。この際に、IDコードは、順番が決められた複数の点滅パターンの列に変換される。   When the power switch 19 of the lens module 10 is turned on, the CPU 16 controls the light emission of the LED 13 based on the blinking pattern converted from the above ID code based on the program. At this time, the ID code is converted into a plurality of blinking pattern sequences whose order is determined.

CPU16は、点滅パターンの列に基づいて、各点滅パターンが示す点灯と消灯との繰り返しでLED13の点灯と消灯を制御することになる。
このLED13の点灯と消灯からなる点滅パターンをスマートフォン1のカメラ2が撮像することになる。
The CPU 16 controls lighting and extinguishing of the LED 13 by repeating lighting and extinguishing indicated by each blinking pattern based on the blinking pattern column.
The camera 2 of the smartphone 1 captures the blinking pattern consisting of turning on and off of the LED 13.

次に、受信装置であるスマートフォン1を説明する。
スマートフォン1は、図7に示すようにカメラ2とカメラ2の制御を行うとともに、カメラ2の撮像素子で撮像された画像の解析が可能な制御装置3を備える。
撮像素子においては、上述の同期信号に基づいて、Vsync信号毎に1フレーム分の画素の画像が撮影開始され、Hsync信号毎に1ライン分の画素の撮影が行われることになる。CMOSセンサでは、1ライン毎に各画素のセンサに入射した光量に対応して蓄積した電荷を読み取るようになっている。ここで、例えば1フレーム分の画像を撮像する際に撮像素子に入力される光量(明暗)が大きく変化すると各ラインのセンサに蓄積される電荷が異なることになる。上述のようにHsync信号毎に、例えば、上側のラインから下側のラインに順番に1ラインずつのセンサの電荷が読み取られる際に、明るい状態と暗い状態が繰り返されると、明るい状態の映像信号出力されるラインと、暗い状態の映像信号が出力されるラインとが生じる。これにより、撮像された1フレーム分の画像データを見た場合に水平方向に沿った明るい帯の部分と、暗い帯の部分とが垂直方向に沿って繰り返される縞模様の画像を撮像することが可能になる。
Next, the smartphone 1 as a receiving device will be described.
As shown in FIG. 7, the smartphone 1 includes the control device 3 that controls the camera 2 and the camera 2 and that can analyze an image captured by the image sensor of the camera 2.
In the imaging device, based on the above-described synchronization signal, imaging of pixels for one frame is started for each Vsync signal, and imaging of pixels for one line is performed for each Hsync signal. In the CMOS sensor, the charge accumulated corresponding to the amount of light incident on the sensor of each pixel is read for each line. Here, for example, when the amount of light (brightness and darkness) input to the image sensor changes significantly when an image for one frame is captured, the charges accumulated in the sensors of each line differ. As described above, for each Hsync signal, for example, when the charge of the sensor is read line by line from the upper line to the lower line in order, if the bright state and the dark state are repeated, the bright image signal An output line and a line from which a dark video signal is output are generated. As a result, when the image data for one frame taken is viewed, it is possible to capture a striped pattern image in which a bright band portion along the horizontal direction and a dark band portion are repeated along the vertical direction. It becomes possible.

したがって、上述のLED13が上述の点滅パターンで点滅している状態で、例えば、肌や所定のスクリーン等を撮影すると、点滅パターンに対応して、画像の垂直方向に沿って明暗のパターンが出現する。すなわち、水平方向に沿った明るい帯と、暗い帯とが交互に配置された画像が撮像されることになる。   Therefore, for example, when photographing the skin or a predetermined screen while the LED 13 is blinking in the blinking pattern, a light and dark pattern appears along the vertical direction of the image corresponding to the blinking pattern. . That is, an image in which bright bands and dark bands along the horizontal direction are alternately arranged is captured.

ここで、LED13は、撮像素子の同期信号に同期させられていないので、フレーム毎に点滅パターンでの発光を行うことができず、2フレーム分の所定時間に渡って同じ点滅パターンで点滅しているので、後述のように1フレーム置きごとに、所定の点滅パターンに対応する完全なる明暗パターンを有する動画の画像データが得られる。   Here, since the LED 13 is not synchronized with the synchronization signal of the image sensor, it cannot emit light in a blinking pattern every frame, and blinks in the same blinking pattern for a predetermined time of two frames. Therefore, as described later, moving image data having a complete light and dark pattern corresponding to a predetermined blinking pattern is obtained every other frame as will be described later.

前記制御装置3は、この画像データを解析・抽出して、1フレーム分の高輝度部分と低輝度部分が交互に配置された明暗パターンを得ることができる。この明暗パターンから、明暗の繰り返し数(明るい帯、暗い帯の本数)を求めるようになっている。
この明暗パターンの繰り返し数は、撮像された際のLED13の点滅パターンに対して1対1で対応することになる。
The control device 3 can analyze and extract this image data to obtain a light / dark pattern in which high-luminance portions and low-luminance portions for one frame are alternately arranged. From this light / dark pattern, the number of repetitions of light / dark (the number of bright bands and dark bands) is obtained.
The number of repetitions of the light / dark pattern corresponds one-to-one with the blinking pattern of the LED 13 when imaged.

スマートフォン1の明暗パターン記憶手段としてのフラッシュメモリ4には、肌撮像用アプリの光通信用画像プログラ用のデータとして、上述の点滅パターンのデータテーブルに対応する明暗パターンのデータテーブルが記憶されている。   The flash memory 4 as the light / dark pattern storage means of the smartphone 1 stores a light / dark pattern data table corresponding to the above-described blinking pattern data table as data for optical communication image programming of the skin imaging application. .

この明暗パターンのデータテーブルでは、点滅パターンが2フレーム分であるのに対して明暗パターンが1フレームの画像から読み出されるものなので、点滅パターンの消灯と点灯の繰り返し数に対して、対応する明暗パターンは、明(高輝度)と暗(低輝度)の繰り返し数が半分になる。   In this light / dark pattern data table, since the flashing pattern is for two frames, the light / dark pattern is read from an image of one frame. The number of repetitions of light (high luminance) and dark (low luminance) is halved.

したがって、フラッシュメモリ4に記憶されるデータテーブルにおいては、明暗の繰り返し回数としての(例えば明るい帯の本数としての)各明暗パターンに対して、例えば、明るい(高輝度)帯の本数3に0、明るい帯の本数5に1、明るい帯の本数7に2、明るい帯の本数9に3、明るい帯の本数11に4、明るい帯の本数13に5、明るい帯の本数15に6、明るい帯の本数17に7、明るい帯の本数19にスタートビット、明るい帯の本数21にストップビットが関連づけられている。   Therefore, in the data table stored in the flash memory 4, for example, the number of bright (high luminance) bands is set to 0 for each light / dark pattern as the number of light / dark repetitions (for example, the number of bright bands). 1 in 5 bright bands, 2 in 7 bright bands, 3 in 9 bright bands, 4 in 11 bright bands, 5 in 13 bright bands, 6 in 15 bright bands, bright bands 7 is associated with the start bit, the bright bit number 19 is associated with the start bit, and the bright band number 21 is associated with the stop bit.

これにより撮像された画像データ毎に4ビットが割り当てられデジタル信号に変換可能となり、画像解析手段および受信変換手段としての制御装置3は、画像データからデジタル信号を読み出すことになる。このデジタル信号は、IDコードであり、レンズモジュール10のIDコードが読み出されることになる。   As a result, 4 bits are assigned to each captured image data and can be converted into a digital signal, and the control device 3 as the image analysis unit and the reception conversion unit reads out the digital signal from the image data. This digital signal is an ID code, and the ID code of the lens module 10 is read out.

スマートフォン1は、撮影される肌画像とともにIDコードをインターネットを介して、肌画像を分析してくれるサーバーに送信できる。サーバー側では、このIDコードにより、レンズモジュール10が正規品か否か、レンズモジュール10が特定の化粧品会社(メーカまたは販売会社)とのキャンペーン(コラボレーション)用か、通常のものか等の識別が可能になる。   The smartphone 1 can transmit an ID code together with a photographed skin image to a server that analyzes the skin image via the Internet. On the server side, the ID code identifies whether the lens module 10 is a genuine product, whether the lens module 10 is for a campaign (collaboration) with a specific cosmetic company (manufacturer or sales company), or a normal one. It becomes possible.

このような光通信装置としての肌撮像システムにおける光通信方法を図8を参照して説明する。
スマートフォン1で、肌撮像用アプリを起動すると、フレーム毎の画像34からなる動画の撮像が開始されることになる。
この際に、レンズモジュール10の電源スイッチ19をオンにする必要がある。
An optical communication method in the skin imaging system as such an optical communication device will be described with reference to FIG.
When the skin imaging application is activated on the smartphone 1, imaging of a moving image including the image 34 for each frame is started.
At this time, it is necessary to turn on the power switch 19 of the lens module 10.

そこで、例えば、スマートフォン1側で肌画像撮影用アプリを起動すると、動画の撮像を開始する前に、スマートフォン1から「レンズモジュール10の電源スイッチ19をオンにしてください」という趣旨のメッセージが音声または表示で行われることになる。   Therefore, for example, when the skin image capturing application is activated on the smartphone 1 side, a message stating “Please turn on the power switch 19 of the lens module 10” from the smartphone 1 before the start of moving image capturing. It will be done by display.

この場合に、外光の影響を受けないことが好ましく、例えば、レンズ筐体20の先端を肌24や、例えば、専用のスクリーン等に押し付けた状態、あるいは専用の蓋を先端にかぶせた状態となっていることが好ましい。したがって、スマートフォンは、上述の電源スイッチ19をオンとするメッセージの後に、例えば、レンズ筐体20の先端を肌の撮影箇所に接触させるように指示するメッセージを出力することが好ましい。   In this case, it is preferable that the lens housing 20 is not affected by external light. For example, the state in which the tip of the lens housing 20 is pressed against the skin 24, for example, a dedicated screen, or the state in which a dedicated lid is placed on the tip. It is preferable that Therefore, it is preferable that the smartphone outputs, for example, a message for instructing the tip of the lens housing 20 to come into contact with the skin imaging portion after the message for turning on the power switch 19 described above.

カメラ2は、上述のレンズモジュール10の電源オンの指示後に撮像素子が撮像開始し、この状態でレンズモジュール10のLED13が2フレーム毎に、上述のように変換された点滅パターンに基づいてで、消灯と点灯とを繰り返すことになる。   The camera 2 starts imaging after the power-on instruction of the lens module 10 described above, and in this state, the LED 13 of the lens module 10 is based on the blinking pattern converted as described above every two frames. It will turn off and on repeatedly.

このようにレンズモジュール10の電源スイッチ19がオンとされれば、LED13が点滅パターンに従って点滅する状況下でカメラ2の撮像素子で肌24が撮像されることになる。   When the power switch 19 of the lens module 10 is turned on in this way, the skin 24 is imaged by the imaging element of the camera 2 under the situation where the LED 13 blinks according to the blinking pattern.

ここで、上述のように、カメラ2の同期信号に対して非同期の状態で2フレームの時間分の点滅パターンでLED13が点滅した際に、カメラ2で撮像された点滅パターンである明暗パターンは、カメラ2の撮像されたフレームの途中で前の点滅パターンが終了して次の点滅パターンが開始される。したがって、このフレームでは、二つの点滅パターンが混じった状態となる。   Here, as described above, when the LED 13 blinks in a blinking pattern for two frames in a state asynchronous to the synchronization signal of the camera 2, the light / dark pattern that is a blinking pattern captured by the camera 2 is In the middle of the frame taken by the camera 2, the previous flashing pattern ends and the next flashing pattern is started. Therefore, in this frame, two blinking patterns are mixed.

次のフレームでは、1つの点滅パターンに対応する画像が撮影される。さらに、次のフレームパターンでは、1つの点滅パターンが途中で終了し、さらに次の点滅パターンが開始されることで、二つの点滅パターンが混じった状態となる。全ての点滅パターンでの撮像が終了するまで、このような状況が繰り返されることから、一つの点滅パターンに対応する明暗パターンを備えるフレームが1フレーム置きに発生することになる。   In the next frame, an image corresponding to one blinking pattern is taken. Furthermore, in the next frame pattern, one blinking pattern ends halfway, and the next blinking pattern is started, so that two blinking patterns are mixed. Since such a situation is repeated until imaging with all the blinking patterns is completed, frames having a light and dark pattern corresponding to one blinking pattern are generated every other frame.

受信装置としてのスマートフォン1の制御装置3では、最初にスタートビットに関連付けられた点滅パターンを認識するようになっている。そこで、例えば、スタートビットが認識されたフレームから一つ置きずつのフレームの画像データを解析するようにしてもよいし、全てのフレームを順次解析することにより、一つの点滅パターンに対応するフレームを順次見つけていくものとしてもよい。   The control device 3 of the smartphone 1 as a receiving device first recognizes the blinking pattern associated with the start bit. Therefore, for example, the image data of every other frame from the frame in which the start bit is recognized may be analyzed, or the frames corresponding to one blinking pattern may be analyzed by sequentially analyzing all the frames. It may be found sequentially.

前記制御装置3において、スタートビットとなる明暗の繰り返し数となっている画像31を認識した後には、一枚置きのフレームの画像34には、電子信号(データ)に変換される明暗パターンを備える複数の画像32a、画像32b、画像32c・・・・が含まれることになる。また、送信装置としてのレンズモジュール10においては、LED13の点滅によるデータの送信の開始時に上述のスタートビットとなる点滅パターンを送信し、データの送信の終了時にストップビットを送信することになる。   After the controller 3 recognizes the image 31 having the repeated number of bright and dark as the start bit, the image 34 of every other frame has a light and dark pattern converted into an electronic signal (data). A plurality of images 32a, images 32b, images 32c,... Are included. Further, in the lens module 10 as a transmission device, the blinking pattern serving as the above-described start bit is transmitted at the start of data transmission by blinking of the LED 13, and the stop bit is transmitted at the end of the data transmission.

したがって、制御装置3においては、動画のフレーム毎の画像34を解析してストップビットとなる明暗パターンを有する画像33を認識した際に、カメラ2の動画の撮影を終了する。   Therefore, in the control device 3, when the image 34 for each frame of the moving image is analyzed and the image 33 having the light / dark pattern as a stop bit is recognized, the shooting of the moving image by the camera 2 is ended.

次に、肌撮像システムとしては、例えば、LED13を点灯した状態として、スマートフォン1のカメラ2が肌のキメを分析するための静止画35を撮像する。
次に、レンズモジュール10のCPU16は、LED12を点灯して肌のシミを分析するための静止画36を撮像する。そして、これら撮像した静止画のデータを肌を分析してくれる会社のサーバーにアップロードする。
Next, as a skin imaging system, for example, with the LED 13 turned on, the camera 2 of the smartphone 1 captures a still image 35 for analyzing skin texture.
Next, the CPU 16 of the lens module 10 turns on the LED 12 to capture a still image 36 for analyzing skin spots. Then, the captured still image data is uploaded to a company server that analyzes the skin.

このような光通信装置としての肌撮像システムにおいては、送信装置としてのレンズモジュール10からデジタルカメラであるカメラ2の撮像素子にデータを送信することが可能になる。したがって、スマートフォン1等のカメラ2を有する携帯電子機器に対して、LED等の固体発光素子を備えるとともに、固体発光素子の点灯と消灯を制御するマイコンを備える装置との間で無線でのデータ通信が可能になる。   In such a skin imaging system as an optical communication device, data can be transmitted from the lens module 10 as a transmission device to the imaging element of the camera 2 which is a digital camera. Accordingly, wireless data communication with a portable electronic device having a camera 2 such as a smartphone 1 with a device including a solid light emitting element such as an LED and a microcomputer that controls turning on and off of the solid light emitting element. Is possible.

したがって、上述のようなコンバージョンレンズ11(レンズモジュール10)のIDコードを一般的な通信装置なしで、スマートフォン1に送信することができる。   Therefore, the ID code of the conversion lens 11 (lens module 10) as described above can be transmitted to the smartphone 1 without a general communication device.

また、スマートフォン1やタブレット等の内蔵カメラで動画を撮像することにより、データの受信が可能になることから、外光の影響が少ない場所で、かつ、送信装置が設置された場所をカメラで撮像するとデータが入力されるようなシステムを構築することも可能である。   In addition, since it is possible to receive data by capturing moving images with a built-in camera such as a smartphone 1 or a tablet, the camera captures the location where the influence of external light is low and where the transmission device is installed. Then, it is possible to construct a system in which data is input.

次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。
図9に示すように、第2の実施の形態の肌撮像システムにおいては、スマートフォン1にLEDからなるカメラ2用のフラッシュ5が設けられている。このフラッシュ5は、一般的なスマートフォン1に設けられているもので、カメラ2での通常の撮影時に点灯させられるようになっているが、その点灯時期は、制御装置3で制御可能になっている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 9, in the skin imaging system of the second embodiment, the smartphone 5 is provided with a flash 5 for the camera 2 made of LEDs. The flash 5 is provided in a general smartphone 1 and is turned on during normal shooting with the camera 2, but the lighting timing can be controlled by the control device 3. Yes.

また、レンズモジュール10には、スマートフォン1のフラッシュ5であるLEDに対向してPD(フォトダイオード)5設けられ、同期出力手段としてのフラッシュ5の発光を検知して、検知信号をCPU16に出力するようになっている。   Further, the lens module 10 is provided with a PD (photodiode) 5 facing the LED which is the flash 5 of the smartphone 1, detects the light emission of the flash 5 as a synchronous output means, and outputs a detection signal to the CPU 16. It is like that.

前記フラッシュ5は、同期出力手段として、カメラ2から出力される映像信号の同期信号としての垂直同期信号と、水平同期信号の出力タイミングを示す同期用信号を光で出力するように制御装置3に制御される。すなわち、カメラ2が動画の撮影を開始した際に、出力される同期信号のタイミングに合わせて発光するようになっている。この発光が、レンズモジュール10における発光制御手段としてのCPU16により制御されるLED13の点灯と消灯のタイミングとなる。   The flash 5 serves as a synchronization output means to the control device 3 so that a vertical synchronization signal as a synchronization signal of a video signal output from the camera 2 and a synchronization signal indicating the output timing of the horizontal synchronization signal are output by light. Be controlled. That is, when the camera 2 starts shooting a moving image, light is emitted in accordance with the timing of the output synchronization signal. This light emission is the timing of turning on and off the LED 13 controlled by the CPU 16 as a light emission control means in the lens module 10.

なお、垂直同期信号と、水平同期信号との違いは、例えば、発光時間の短いパターンと長いパターンや、発光輝度の低いパターンと、高いパターンや、フラッシュ5をパルス発光させるものとして、パルスの発光パターンの違い等により区別する。   Note that the difference between the vertical synchronization signal and the horizontal synchronization signal is, for example, that the light emission of a pulse is such that a pattern with a short light emission time and a long pattern, a pattern with a low light emission luminance, a high pattern, and a flash 5 are pulsed. Distinguish by the difference of patterns.

CPU16では、例えば、上述の肌撮像用アプリが起動した状態で、肌撮像用アプリによりフラッシュ5が点灯されるとこれがPD25に検知され、検知信号がCPUに入力する。この検知されたフラッシュ5の発光が垂直同期信号の場合に、1フレーム分の点滅パターンでの点灯と消灯とを開始するとともに、水平同期信号のタイミングで点灯と消灯の切り替えを行う。   In the CPU 16, for example, when the skin imaging application is activated and the flash 5 is turned on by the skin imaging application, this is detected by the PD 25, and a detection signal is input to the CPU. When the detected light emission of the flash 5 is a vertical synchronizing signal, lighting and extinguishing in a blinking pattern for one frame is started and switching between lighting and extinguishing is performed at the timing of the horizontal synchronizing signal.

この場合に、例えば、100ライン分の点灯と消灯とを交互に行うものとする場合には、水平同期信号に対応する同期用信号としてのフラッシュ5の発光の入力でLED13の点灯を開始するとともに、それから100回目の水平同期信号に対応する同期用信号の入力時にLED13を消灯する。また、それから100回目の水平同期信号が入力した際に再び点灯することを繰り返すことができる。また、垂直同期信号が入力した場合に、記憶された点滅パターンの列において、次の点滅パターンでのLED13の点灯と消灯の制御を行う。   In this case, for example, when lighting and extinguishing for 100 lines are alternately performed, the lighting of the LED 13 is started by the input of light emission of the flash 5 as a synchronizing signal corresponding to the horizontal synchronizing signal. Then, the LED 13 is turned off when a synchronization signal corresponding to the 100th horizontal synchronization signal is input. Further, it can be repeatedly turned on when the 100th horizontal synchronization signal is input. In addition, when a vertical synchronization signal is input, the LED 13 is controlled to be turned on and off in the next flashing pattern in the stored flashing pattern column.

これにより、1フレーム置きではなく、各フレーム毎に一つの点滅パターンのデータの送受信が可能になる。
また、精度の高い制御が可能となることから、明暗パターンにおける明るい帯と、暗い帯の幅を精度高く認識可能となるので、例えば、バーコードのように明暗パターンにおける狭い明るい帯および暗い帯に0をあてはめ、狭い帯の2倍以上の幅の広い幅の明るい帯および暗い帯に1を割り当てて、明と暗が交互に配置された状態とすることにより、各帯毎に1ビットのデータが割り当てられた状態とすることができる。
This makes it possible to transmit / receive data of one blinking pattern for each frame, not every other frame.
In addition, since it is possible to control with high accuracy, it is possible to accurately recognize the width of the bright band and the dark band in the light and dark pattern. 1 bit data is assigned to each band by assigning 0 and assigning 1 to wide and bright bands that are at least twice as wide as the narrow band and alternating light and dark. Can be assigned.

この場合に、点滅パターン側でも時間幅の狭い点灯および消灯に0を割り付け、狭い場合の時間幅の2倍以上となる時間幅の点灯および消灯に1を割り付けることになる。
この場合にも、各消灯点灯の時間幅は、上述のように垂直同期信号と水平同期信号と同期させられていることにより、1フレームにおけるライン数で規定されることになる。
In this case, 0 is assigned to lighting and extinguishing with a narrow time width on the blinking pattern side, and 1 is assigned to lighting and extinguishing with a time width that is twice or more of the time width when narrow.
Also in this case, the time width of each turn-on / off is defined by the number of lines in one frame by being synchronized with the vertical synchronizing signal and the horizontal synchronizing signal as described above.

ここで、同期用信号に遅延があるような場合、すなわち、同期用信号を受信してLED12の点灯または消灯を行った場合に、1ラインの撮像タイミングに対して遅れるような場合に、同期信号を遅延時間分だけ早めてもよい。例えば、スマートフォン1側でカメラ2が動画の撮影を開始して同期信号が出力され、同期信号のタイミングが求められた段階で実際の同期信号より同期用信号としてのフラッシュ5の発光を早めてもよい。
このような光通信装置によれば、通信精度を高め、通信速度を高速化することができる。
Here, when there is a delay in the synchronization signal, that is, when the synchronization signal is received and the LED 12 is turned on or off, the synchronization signal is delayed with respect to the imaging timing of one line. May be advanced by a delay time. For example, even if the camera 2 starts shooting a moving image on the smartphone 1 side and a synchronization signal is output, and the timing of the synchronization signal is obtained, the flash 5 as a synchronization signal may be emitted earlier than the actual synchronization signal. Good.
According to such an optical communication device, communication accuracy can be improved and communication speed can be increased.

LED13の発光と、カメラ2の撮像素子による撮像とを用いた光通信において、撮像された画像からデジタルデータを読み取るための実験を行った。
この実験では、LED13が同じ時間幅で点灯と消灯を繰り返している状態、すなわち、所定の点滅パターンで点滅している状態で、かつ、外光が入らない状態で動画ではなく静止画を撮影し、撮像された画像データから点滅パターンに対応する明暗パターンが読み取れるか否かについて実験を行った。
In optical communication using light emission of the LED 13 and imaging by the imaging device of the camera 2, an experiment for reading digital data from the captured image was performed.
In this experiment, a still image, not a moving image, was shot in a state where the LED 13 was repeatedly turned on and off in the same time width, that is, in a state where the LED 13 was blinking with a predetermined blinking pattern and no external light was entered. An experiment was conducted as to whether or not a light / dark pattern corresponding to a blinking pattern could be read from the captured image data.

図10において、符号41は、撮像された画像を示すものであり、符号42は、画像41の垂直方向としてのY方向の線に沿った輝度データのグラフを示すものであり、符号43がグラフ42に示される輝度データをシェーディング補正した輝度データのグラフ示すものである。   In FIG. 10, reference numeral 41 indicates a captured image, reference numeral 42 indicates a graph of luminance data along a line in the Y direction as the vertical direction of the image 41, and reference numeral 43 indicates a graph. 42 shows a graph of luminance data obtained by shading correction of the luminance data shown in FIG.

画像41は、スマートフォンのカメラに撮影された1フレームの画像であり、5〜6本の縞模様が確認できるが、中央部分の輝度が高いことと、後述のC−MOSセンサの積分作用により明確な縞模様にはなっていない。
グラフ42は、画像41のX方向の略中央のY方向に沿った線の部分の輝度変化を示すものであり、縦軸が画像41上のY方向に沿った位置を示し、横軸が輝度を示すものである。
The image 41 is an image of one frame taken by the smartphone camera, and 5 to 6 stripe patterns can be confirmed. However, the image 41 is clearly shown by the high brightness of the central portion and the integration action of the C-MOS sensor described later. It is not a striped pattern.
The graph 42 shows the luminance change of the line portion along the Y direction substantially in the center of the X direction of the image 41, the vertical axis shows the position along the Y direction on the image 41, and the horizontal axis shows the luminance. Is shown.

ここでは、C−MOSセンサの積分作用により、画像41およびグラフ42に示されるようにLED13を点灯した場合の明とLEDを消灯した場合の暗との間のコントラストが低くなっている。
また、肌画像の撮影では、画像データの中央部の周囲の周縁部のデータを用いないことから、画像41の周縁部はLED13の照明が暗くなっていることにより、グラフ42に示すように、画像41の中央部の輝度が高く、上部および下部の輝度が低くなっている。
Here, due to the integral action of the C-MOS sensor, the contrast between the light when the LED 13 is turned on and the dark when the LED is turned off as shown in the image 41 and the graph 42 is low.
In addition, since the peripheral image around the central portion of the image data is not used in capturing the skin image, the peripheral portion of the image 41 is darkened by the LED 13, as shown in the graph 42. The luminance at the center of the image 41 is high, and the luminance at the top and bottom is low.

このような輝度の偏りは、画像全体の輝度分布を一様にするように補正するシェーディング補正により補正することができる。グラフ43は、グラフ42が示す輝度をシェーディング補正したものであり、明るい部分の輝度と暗い部分の輝度との差(コントラスト)が明確になり、高輝度部分と低輝度部分との境が明確になり、明暗の繰り返し回数を容易に認識可能な状態となる。   Such luminance deviation can be corrected by shading correction that corrects the luminance distribution of the entire image to be uniform. The graph 43 is obtained by shading correction of the luminance shown by the graph 42, and the difference (contrast) between the luminance of the bright portion and the luminance of the dark portion becomes clear, and the boundary between the high luminance portion and the low luminance portion is clear. Thus, the number of repetitions of light and dark can be easily recognized.

次に、シェーディング補正ではなく、バックグランドとの差分により補正する実験を行った。図11において、画像44がLED13を点滅して撮影されたLED変調画像であり、画像45が例えばLED13を消灯したまま撮影したバックグランド画像である。なお、この例では、静止画ではなく、動画として撮像しおり、フレームレートを15fpsとしている。ここでは、上述のレンズ筐体20によりカメラ2の視野が四角く制限された状態での画像を示している。画像44,45全体が撮像素子の撮影範囲に対応している。   Next, an experiment was performed in which the correction was made not by shading correction but by the difference from the background. In FIG. 11, an image 44 is an LED modulation image captured by blinking the LED 13, and an image 45 is a background image captured while the LED 13 is turned off, for example. In this example, a still image is captured instead of a still image, and the frame rate is set to 15 fps. Here, an image is shown in a state where the field of view of the camera 2 is limited to a square by the lens housing 20 described above. The entire images 44 and 45 correspond to the imaging range of the image sensor.

この範囲のうちの中央の四角い明るい部分がレンズ筐体20に視野が制限された状態で撮影される肌の部分となる。すなわち、レンズ筐体20の先端側には開口20Cが設けられ、この開口20cに臨む肌が撮影されることになる。
ここで、この例では、撮像素子の撮像範囲全体では垂直方向に3096ライン(画素)あるが、実際に撮影される肌の部分は垂直方向に1600ライン(画素)となっている。なお、肌部分の画像の水平方向の画素数も1600画素となるように設定されている。
The central square bright portion in this range is the skin portion photographed in a state where the field of view is restricted by the lens housing 20. That is, an opening 20C is provided on the front end side of the lens housing 20, and the skin facing the opening 20c is photographed.
Here, in this example, the entire imaging range of the image sensor has 3096 lines (pixels) in the vertical direction, but the part of the skin that is actually photographed is 1600 lines (pixels) in the vertical direction. Note that the number of pixels in the horizontal direction of the skin portion image is also set to 1600 pixels.

所定の点滅パターン(所定の点灯と消灯との繰り返し回数)でLED13を点滅した状態で撮像されたLED変調画像44とLEDを消灯した状態で撮像されたバックグランド画像45との差分を取ると画像46となる。この画像46のY方向の線に沿った輝度が、グラフ46aとなる。なお、グラフ46aの上側の折れ線(波)が差分を取った画像46の垂直方向の輝度の変化を示すもので、下側がこの輝度の変化の波のうちの基本周波数の波を示すものである。また、グラフ46aにおける時間軸となる横軸においては、単位が撮像素子の1ライン分の時間、すなわち、水平同期信号間の間隔となる時間であり、時間がライン数で示されている。   Taking the difference between the LED modulation image 44 captured with the LED 13 blinking and a background image 45 captured with the LED turned off in a predetermined blinking pattern (the number of repetitions of predetermined turning on and off) 46. The luminance along the line in the Y direction of the image 46 is a graph 46a. In the graph 46a, the upper polygonal line (wave) indicates the change in luminance in the vertical direction of the image 46 with the difference, and the lower side indicates the wave of the fundamental frequency among the waves of the change in luminance. . On the horizontal axis that is the time axis in the graph 46a, the unit is the time for one line of the image sensor, that is, the time that is the interval between the horizontal synchronization signals, and the time is indicated by the number of lines.

この例において、LED13のオン・オフの点滅パターンを1秒間に点灯と消灯の一組の時間幅を波長とした場合に、周波数を590Hzとしたものである。すなわち、1秒間に点灯と消灯の繰り返しが590回行われる状態である。
それに対して撮像素子で撮像された1画像のラインが3096で、カメラ2のフレームレートを15fpsとしているので、1秒間に電荷が読み取られるライン数は、3096×15となる。
In this example, when the on / off blinking pattern of the LED 13 is set to a wavelength of a set time duration of turning on and off in one second, the frequency is set to 590 Hz. That is, it is a state in which lighting and extinguishing are repeated 590 times per second.
On the other hand, since the line of one image captured by the image sensor is 3096 and the frame rate of the camera 2 is 15 fps, the number of lines from which charges are read per second is 3096 × 15.

ここで上述のLED変調周波数が590Hzで、1秒間に電荷が読み取られるライン数が3096×15である場合に、一回の高輝度の時間幅と低輝度の時間幅との和となる波長は、約79ラインとなる。   Here, when the LED modulation frequency is 590 Hz and the number of lines from which charges are read per second is 3096 × 15, the wavelength that is the sum of one high luminance time width and one low luminance time width is , Approximately 79 lines.

グラフ46aで示されるY方向輝度信変化としての波に対して周波数解析として高速フーリエ変換(FFT)を行った結果がグラフ46bに示されている。このグラフ46bは、縦軸が輝度であり、横軸が周波数(ライン数で示される波長の逆数)となっている。また、グラフ46bにおいて、上側が実際の画像46から読取った(補正した)輝度の波に対して周波数解析を行った結果であり、下側が上述の基本波に周波数解析を行った結果である。   A graph 46b shows a result of performing a fast Fourier transform (FFT) as a frequency analysis on the wave as the Y direction luminance signal change shown in the graph 46a. In this graph 46b, the vertical axis represents luminance, and the horizontal axis represents frequency (the reciprocal of the wavelength indicated by the number of lines). In the graph 46b, the upper side is the result of frequency analysis performed on the luminance wave read (corrected) from the actual image 46, and the lower side is the result of frequency analysis performed on the above-described fundamental wave.

グラフ46bにおいて、画像46から読取った輝度の変化からなる波の周波数の逆数が波長であるが、周波数解析により求められた周波数(基本波の周波数)が0.0127(約1/79)になった。この周波数の逆数が波長を示すものであるとともに、ライン数で示されるもので、79となる。これは、上述のように計算で求めたLED13の点灯と消灯の繰り返しからなる波の点灯の時間幅と消灯の時間幅との和である波長に対応する。   In the graph 46b, the reciprocal of the frequency of the wave consisting of the change in luminance read from the image 46 is the wavelength, but the frequency (frequency of the fundamental wave) obtained by frequency analysis is 0.0127 (about 1/79). It was. The reciprocal of this frequency indicates the wavelength and is indicated by the number of lines, which is 79. This corresponds to the wavelength that is the sum of the time width of the wave lighting and the time width of the light extinction formed by repeating the lighting and extinguishing of the LED 13 obtained by calculation as described above.

したがって、LED12の1フレームにおける点灯と消灯との繰り返しからなる波の波長(周波数)がカメラ2の撮像素子により撮像された画像データから読み取れることになる。   Therefore, the wavelength (frequency) of the wave consisting of repetition of turning on and off in one frame of the LED 12 can be read from the image data picked up by the image pickup device of the camera 2.

したがって、LED13の所定時間内における点灯と消灯との繰り返し数の変化、すなわち、LED13の点灯と消灯の繰り返しからなる波の周波数の変化によりデータを送受可能である。言い換えれば、周波数偏移変調(FSK)により、データ通信が可能となる。   Therefore, data can be transmitted and received by a change in the number of repetitions of turning on and off the LED 13 within a predetermined time, that is, a change in the frequency of the wave consisting of the turning on and off of the LED 13. In other words, data communication is possible by frequency shift keying (FSK).

次に、実際に異なる周波数でLED13の点灯と消灯とを繰り返した場合の実験結果を図12に示す。   Next, FIG. 12 shows experimental results when the LED 13 is actually turned on and off at different frequencies.

実験方法は、図11の場合と同様であり、フレームレート、撮像素子(で撮像された画像)の垂直解像度も図11に示される値と同様であるが、但し、LED変調の周波数が異なるものとなっている。
ここでは、LED13の点灯と消灯の繰り返しの波の波長がライン数で150本の場合と、同様の波長がライン数で30本の場合について検討した。ライン数150本の場合に撮像されたのが上の画像47で、ライン数30本の場合に撮像されたのが下の画像48である。画像47のY方向の線に沿った輝度変化を上述のバックグランド画像との差分により補正した結果がグラフ49に示され、画像48のY方向の線に沿った輝度変化を上述のバックグランド画像との差分により補正した結果がグラフ50に示されている。
The experimental method is the same as in the case of FIG. 11, and the frame rate and the vertical resolution of the image sensor (the image captured by the image sensor) are also the same as the values shown in FIG. 11, except that the frequency of the LED modulation is different. It has become.
Here, the case where the wavelength of the repeated wave of turning on and off of the LED 13 is 150 lines is considered, and the case where the same wavelength is 30 lines. The upper image 47 is captured when the number of lines is 150, and the lower image 48 is captured when the number of lines is 30. The result of correcting the luminance change along the Y-direction line of the image 47 by the difference from the above-described background image is shown in a graph 49, and the luminance change along the Y-direction line of the image 48 is shown as the above-described background image. The graph 50 shows the result of correction based on the difference between.

グラフ49に示される波をFFTで周波数解析した結果がグラフ51に示され、グラフ50に示される波をFFTで周波数解析した結果がフラフ52に示されている。
補正後の輝度変化は、波長が150本の場合のグラフ49および波長が30本の場合のグラフ50に示すように、高輝度部分と低輝度部分を十分に確認可能なものであり、かつ、グラフ49とグラフ50とで、波長の違い、すなわち、周波数の違いを十分に確認可能である。
A result of frequency analysis of the wave shown in the graph 49 by FFT is shown in a graph 51, and a result of frequency analysis of the wave shown in the graph 50 by FFT is shown in a fluff 52.
As shown in the graph 49 in the case where the wavelength is 150 and the graph 50 in the case where the wavelength is 30, the luminance change after the correction can sufficiently confirm the high luminance portion and the low luminance portion, and The graph 49 and the graph 50 can sufficiently confirm the difference in wavelength, that is, the difference in frequency.

また、周波数解析の結果、LED13の点灯と消灯の繰り返しからなる波の波長が150本の場合の解析された周波数が波長の逆数となっており、LED13の点灯と消灯の繰り返しの波を撮像素子で撮影した画像47から周波数が読み取り可能なことが示されている。なお、グラフ51では、求められた基本波の周波数以外に、FFTによる解析が原因と思われる比較的大きな高調波が認められる。   Further, as a result of frequency analysis, the analyzed frequency when the wavelength of the wave composed of repetition of turning on and off of the LED 13 is 150 is the reciprocal of the wavelength. It is shown that the frequency can be read from the image 47 photographed in FIG. In addition, in the graph 51, in addition to the obtained fundamental wave frequency, relatively large harmonics that are considered to be caused by analysis by FFT are recognized.

また、波長が30本の場合の解析された周波数がLED13の点灯と消灯の繰り返しの波の波長の逆数となっており、LED13の点灯と消灯の繰り返しの波を撮像素子で撮影した画像48から周波数が読み取り可能なことが示されている。なお、グラフ52では、FFTに際し、基本波以外の周波数と高調波を含めて重なりがないように設定してFFTによる解析を行った。   In addition, the analyzed frequency in the case of 30 wavelengths is the reciprocal of the wavelength of repeated lighting and extinguishing of the LED 13, and from the image 48 obtained by imaging the repeated wave of lighting and extinguishing of the LED 13 with the image sensor. The frequency is shown to be readable. In the graph 52, the FFT analysis was performed by setting the FFT so as not to overlap, including frequencies and harmonics other than the fundamental wave.

これにより、LED13の点灯と消灯の繰り返しによる波の周波数(単位時間当たりの繰り返し数)をLED13の照明下で撮像した画像から読み取り可能であり、LEDと撮像素子との間で周波数偏移変調により光によるデータ通信可能なことが示された。   Thereby, it is possible to read the wave frequency (the number of repetitions per unit time) due to repetition of lighting and extinguishing of the LED 13 from an image captured under the illumination of the LED 13, and by frequency shift modulation between the LED and the image sensor. It was shown that data communication by light is possible.

次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。
第3の実施の形態では、レンズ筐体20の開口部20cの周囲でカメラ2の撮影範囲内に所謂バーコード等の光学読み取り可能なコード(画像認識で読み取り可能なコード)で識別情報を設けたものである。ここでは、このコードをバーコードと称するが、バーコードは、一般的なバーコードに限られるものではなく、各種バーコード(2次元バーコードを含む)であってもよいし、光学的に読み取り可能なコードであれば、所謂バーコードでなくてもよい。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In the third embodiment, identification information is provided by an optically readable code (code readable by image recognition) such as a so-called barcode within the photographing range of the camera 2 around the opening 20c of the lens housing 20. It is a thing. Here, this code is referred to as a bar code, but the bar code is not limited to a general bar code, and may be various bar codes (including a two-dimensional bar code) or optically read. If it is a possible code, it may not be a so-called bar code.

この実施の形態においては、レンズ筐体20の当接部20bの開口部20cの周囲にバーコード部20dが設けられ、このバーコード部20dの裏面(コンバージョンレンズ11およびカメラ2を向く面)にバーコード20eが設けられている。なお、バーコード20eは、例えば、シールとして貼られるものであっても、バーコード部20dに印刷されるものであってもよい。また、バーコード部20dは、レンズ筐体20と一体に成形されるものであっても、レンズ筐体20に後付けされるものであってもよい。   In this embodiment, a barcode portion 20d is provided around the opening 20c of the contact portion 20b of the lens housing 20, and the back surface of the barcode portion 20d (the surface facing the conversion lens 11 and the camera 2). A bar code 20e is provided. The barcode 20e may be affixed as a sticker or printed on the barcode portion 20d, for example. Further, the barcode portion 20 d may be formed integrally with the lens housing 20 or may be retrofitted to the lens housing 20.

この識別情報であるバーコード20eは、図14に示すように、例えば、肌を撮影した画像61において、開口部20cに対応して矩形状(正方形状)に撮影された肌画像63の周囲に矩形枠状にバーコード画像20f(バーコード20eを撮影した画像)が表示された状態となる。すなわち、肌を撮影した画像61の肌画像63の周囲にバーコード画像20fがあることになる。矩形の一つの辺部分で1単位のバーコードを表示し、同一のものを4辺に設け、読み取り側では最も鮮明なものを認識するようにすればよい。   As shown in FIG. 14, the barcode 20e as the identification information is, for example, around the skin image 63 photographed in a rectangular shape (square shape) corresponding to the opening 20c in the image 61 photographed skin. The barcode image 20f (image obtained by photographing the barcode 20e) is displayed in a rectangular frame shape. That is, the barcode image 20f is present around the skin image 63 of the image 61 obtained by photographing the skin. One unit of barcode is displayed on one side of the rectangle, the same one is provided on four sides, and the reading side recognizes the clearest one.

これにより、肌を撮影した画像61のバーコード画像20fから識別情報を読み取ることが可能である。識別情報の読み取りは、スマートフォン1で行うものとしてもよいし、肌画像63が送られるサーバー側で読み取るものとしてもよい。   Thereby, the identification information can be read from the barcode image 20f of the image 61 obtained by photographing the skin. The identification information may be read by the smartphone 1 or may be read by the server side to which the skin image 63 is sent.

なお、図14において円形の部分は、コンバージョンレンズ11の撮影範囲62を示すものであるが、画像61からはみ出す部分は、撮像されない部分である。
また、バーコード20eの位置は、コンバージョンレンズ11の光軸方向および光軸と直交する方向いおいて、なるべく開口部20cから露出する肌の近傍であることが好ましい。
In FIG. 14, the circular portion indicates the shooting range 62 of the conversion lens 11, but the portion that protrudes from the image 61 is a portion that is not imaged.
Further, the position of the barcode 20e is preferably as close as possible to the skin exposed from the opening 20c in the optical axis direction of the conversion lens 11 and the direction orthogonal to the optical axis.

このような構成によれば、撮影された画像61において、肌画像63の周囲にバーコード画像20fが含まれており、撮影された画像61には、バーコード20eによる識別情報と肌画像63との両方が含まれていることになり、肌画像63の撮影に使用されたコンバージョンレンズ11(レンズモジュール10)を特定することが可能になる。   According to such a configuration, in the photographed image 61, the barcode image 20f is included around the skin image 63, and the photographed image 61 includes the identification information by the barcode 20e and the skin image 63. Thus, it is possible to specify the conversion lens 11 (lens module 10) used for photographing the skin image 63.

また、バーコード20eは、例えば、黒と白とからなるものであり、このバーコードをホワイトバランス等の色補正に用いるものとしてもよい。
また、第3の実施の形態では、レンズ筐体20の肌とともに撮像される部分にバーコード20eを配置したが、レンズ筐体20の先端側(当接部20b)にキャップを着脱可能に設けるもとし、このキャップの裏面(装着した際にコンバージョンレンズ11を向く面)に各種バーコード等の光学的に読み取り可能なコードを設けるものとしてもよい。
Further, the barcode 20e is made of, for example, black and white, and the barcode may be used for color correction such as white balance.
Further, in the third embodiment, the barcode 20e is disposed on the portion of the lens housing 20 that is imaged with the skin, but a cap is detachably provided on the distal end side (contact portion 20b) of the lens housing 20. Therefore, optically readable codes such as various barcodes may be provided on the back surface of the cap (the surface facing the conversion lens 11 when worn).

この際に、バーコードはシールとしてキャップ裏面に張り付けるものとしても、キャップ裏面に印刷するものとしてもよい。また、開口部20cに対応する矩形状の部分にバーコードを設けることができるので、例えば、各種2次元バーコードを好適に用いることができる。   At this time, the barcode may be affixed to the back surface of the cap as a seal, or may be printed on the back surface of the cap. Moreover, since a barcode can be provided in the rectangular part corresponding to the opening part 20c, various two-dimensional barcodes can be used suitably, for example.

また、上述の実施形態では、撮影の照明用のLED13を用いて、点滅パターンによる情報の送信を行ったが、点滅パターンによる情報送信用のLEDを照明用LED13とは別に設けてもよい。   In the above-described embodiment, information is transmitted using a blinking pattern using the LED 13 for photographing illumination. However, an LED for transmitting information using a blinking pattern may be provided separately from the illumination LED 13.

また、上述の実施形態で、各種類の点滅バターンそれぞれにおいて、輝度の高い部分の時間幅を略同じとするとともに、輝度の低い部分の時間幅を同じにし、かつ、輝度の高い部分の時間幅と輝度の低い部分の時間幅とを同じにしたが、異なるものとしてもよい。   In the above-described embodiment, in each type of flashing pattern, the time width of the high-luminance portion is substantially the same, the time width of the low-luminance portion is the same, and the time width of the high-luminance portion is the same. And the time width of the low-luminance portion are the same, but they may be different.

例えば、輝度の高い部分の時間幅を、基準幅、基準幅の2倍幅、基準幅の3倍幅等の複数種類とし、輝度の低い部分の時間幅も同様に、基準幅、基準幅の2倍幅、基準幅の3倍幅等の複数種類としてもよい。この場合に、例えば、狭い白および黒のバーと、その2倍以上広い白および黒のバーとからなるバーコードと同様に、各バー毎に1ビットのデータを割り付けることが可能になる。また、幅の種類を増やすことにより、例えば、一つのバー(帯)に2ビットや3ビットや4ビット等のデータを割り当てるようなことも可能である。   For example, the time width of a portion with high luminance is set to a plurality of types such as a reference width, a double width of the reference width, and a triple width of the reference width. A plurality of types such as a double width and a triple width of the reference width may be used. In this case, for example, 1-bit data can be allocated to each bar as in the case of a bar code including a narrow white and black bar and a white and black bar that is twice or more wide. Further, by increasing the types of widths, for example, data such as 2 bits, 3 bits, and 4 bits can be allocated to one bar (band).

1 スマートフォン(携帯型電子機器、受信装置)
2 カメラ(撮像素子)
3 制御装置(制御手段、画像解析手段、受信変換手段)
4 フラッシュメモリ(明暗パターン記憶手段)
5 フラッシュ(同期出力手段)
10 レンズモジュール(送信装置)
11 コンバージョンレンズ
12 LED(固体発光素子、撮影照明用LED)
13 LED(固体発光素子、撮影照明用LED)
16 CPU(発光制御手段、点滅パターン記憶手段、送信変換手段)
25 PD(同期入力手段)
1 Smartphone (portable electronic device, receiver)
2 Camera (image sensor)
3 Control device (control means, image analysis means, reception conversion means)
4 Flash memory (light / dark pattern storage means)
5 Flash (synchronous output means)
10 Lens module (transmitter)
11 Conversion lens 12 LED (solid-state light emitting element, LED for photographing illumination)
13 LED (Solid-state light emitting device, LED for photographing illumination)
16 CPU (light emission control means, flashing pattern storage means, transmission conversion means)
25 PD (synchronous input means)

Claims (9)

設定されたフレームレートで動画を撮像する撮像素子、および当該撮像素子に撮像された動画の各フレームの画像データを解析する画像解析手段を有する受信装置と、
点滅可能な固体発光素子、および当該固体発光素子を前記フレームレートで1フレームまたは数フレームが撮像される所定時間内毎に、前記フレームレートでの1ライン分の時間以上の時間間隔の点灯および消灯からなる複数の点滅パターンで点灯と消灯とを行わせる発光制御手段を有する送信装置とを備え、
前記送信装置の前記発光制御手段は、各点滅パターンとデジタル信号の各値とを関連付けて記憶した点滅パターン記憶手段と、当該点滅パターン記憶手段に記憶された前記点滅パターンと前記値との関連に基づいて、デジタル信号の各値を前記固体発光素子の前記点滅パターンに順次変換する送信変換手段とを備え、
かつ、前記発光制御手段が前記送信変換手段により変換された点滅パターンに基づいて前記固体発光素子を点滅させ、
前記受信装置の前記画像解析手段は、前記画像データの解析結果として、前記固体発光素子の前記点滅パターンの点滅により、撮像された前記画像データの垂直方向に沿って現れる輝度の高低からなる明暗パターンを求め、
前記受信装置は、前記画像解析手段により求められる前記明暗パターンと前記点滅パターンとの相関関係に基づいて、各明暗パターンとデジタル信号の各値とを関連付けて記憶した明暗パターン記憶手段と、当該明暗パターン記憶手段に記憶された前記明暗パターンと前記値との関連に基づいて、前記画像解析手段により順次解析される明暗パターンをデジタル信号の各値に変換する受信変換手段とを備えることを特徴とする光通信装置。
An image sensor that captures a moving image at a set frame rate, and a receiving device that includes image analysis means that analyzes image data of each frame of the moving image captured by the image sensor;
A flashable solid state light emitting device, and lighting and extinguishing at intervals of a time equal to or longer than one line at the frame rate every predetermined time when one or several frames of the solid state light emitting device are imaged at the frame rate A transmission device having a light emission control means for turning on and off with a plurality of blink patterns consisting of:
The light emission control means of the transmitting device relates to the relationship between the blinking pattern storage means storing each blinking pattern and each value of the digital signal in association with each other, and the blinking pattern stored in the blinking pattern storage means and the value. And a transmission conversion means for sequentially converting each value of the digital signal into the blinking pattern of the solid state light emitting device,
And the light emission control means blinks the solid state light emitting element based on the blinking pattern converted by the transmission conversion means,
The image analysis means of the receiving device, as an analysis result of the image data, is a light / dark pattern consisting of high and low brightness appearing along the vertical direction of the imaged image data due to blinking of the blinking pattern of the solid state light emitting element. Seeking
The receiving device includes: a light / dark pattern storage means for storing each light / dark pattern and each value of the digital signal in association with each other based on a correlation between the light / dark pattern and the blinking pattern obtained by the image analyzing means; Receiving conversion means for converting the light / dark pattern sequentially analyzed by the image analysis means into each value of a digital signal based on the relation between the light / dark pattern stored in the pattern storage means and the value; Optical communication device.
前記送信装置の前記発光制御手段は、前記撮像素子が出力する映像信号の同期信号に対して非同期で、前記固体発光素子の点灯および消灯を制御し、
前記送信装置の前記点滅パターン記憶手段に記憶される各点滅パターンは、前記所定時間内に含まれる点灯と消灯との繰り返し回数により規定され、
前記受信装置の前記明暗パターン記憶手段に記憶される各明暗パターンは、撮像された前記画像データの垂直方向に現れる輝度の高低により表される水平方向に沿った明るい帯および/または暗い帯の本数により規定されていることを特徴とする請求項1に記載の光通信装置。
The light emission control means of the transmitter controls the turning on and off of the solid state light emitting element asynchronously with the synchronizing signal of the video signal output by the imaging element,
Each blinking pattern stored in the blinking pattern storage means of the transmitter is defined by the number of repetitions of turning on and off included in the predetermined time,
Each light and dark pattern stored in the light and dark pattern storage means of the receiver is the number of bright and / or dark bands along the horizontal direction represented by the level of brightness appearing in the vertical direction of the imaged image data. The optical communication device according to claim 1, wherein the optical communication device is defined by:
前記受信装置は、前記撮像素子から出力される映像信号の同期信号に同期して同期用信号を出力する同期出力手段を備え、
前記送信装置は、前記同期出力手段から送信される同期用信号が入力される同期入力手段を備え、
前記送信装置の前記発光制御手段は、前記同期入力手段に入力された同期用信号により、前記撮像素子で撮像される各フレームおよび各フレームの各ラインに同期して前記固体発光素子の点灯および消灯を制御し、
前記送信装置の前記点滅パターン記憶手段に記憶される各点滅パターンは、点灯の時間幅および消灯の時間幅により規定され、
前記受信装置の前記明暗パターン記憶手段に記憶される各明暗パターンは、撮像された前記画像データの垂直方向に現れる輝度の高低により表される水平方向に沿った明るい帯の幅と暗い帯の幅とにより規定されていることを特徴とする請求項1に記載の光通信装置。
The receiving apparatus includes a synchronization output unit that outputs a synchronization signal in synchronization with a synchronization signal of a video signal output from the imaging device,
The transmission device includes synchronization input means for receiving a synchronization signal transmitted from the synchronization output means,
The light emission control unit of the transmission device turns on and off the solid state light emitting device in synchronization with each frame and each line of each frame imaged by the imaging device by a synchronization signal input to the synchronization input unit. Control
Each blinking pattern stored in the blinking pattern storage means of the transmitting device is defined by a lighting time width and a lighting time width ,
Each light and dark pattern stored in the light and dark pattern storage means of the receiving device has a width of a bright band and a width of a dark band along the horizontal direction represented by high and low brightness appearing in the vertical direction of the captured image data. The optical communication apparatus according to claim 1, wherein the optical communication apparatus is defined by:
前記送信装置の前記固体発光素子を各色毎に点灯と消灯が制御可能な3色LEDとし、
前記送信装置の前記発光制御手段は、前記3色LEDの各色毎に独立した点灯と消灯からなる点滅パターンによりデジタル信号を送信し、
前記送信装置の前記点滅パターン記憶手段に記憶される各点滅パターンは、前記3色LEDの各色の点灯と消灯により規定され、
前記受信装置は、カラーの撮像素子を有し、
前記受信装置の前記画像解析手段は、撮像された前記画像データの前記3色LEDの各色に対応する垂直方向に現れる明暗のパターンを求め、
前記受信装置の前記明暗パターン記憶手段に記憶される各明暗パターンは、撮像された前記画像データの垂直方向に現れ、かつ、前記3色LEDの発光色に対応する各色毎の輝度により表される水平方向に沿った明るい帯および暗い帯に規定されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の光通信装置。
The solid-state light emitting element of the transmitter is a three-color LED that can be turned on and off for each color,
The light emission control means of the transmission device transmits a digital signal by a blinking pattern consisting of independent lighting and extinction for each color of the three-color LED,
Each blinking pattern stored in the blinking pattern storage means of the transmitting device is defined by turning on and off each color of the three-color LED,
The receiver has a color image sensor,
The image analysis means of the receiving device obtains a light and dark pattern that appears in the vertical direction corresponding to each color of the three-color LED of the imaged image data,
Each light and dark pattern stored in the light and dark pattern storage means of the receiving device appears in the vertical direction of the imaged image data and is represented by the luminance for each color corresponding to the emission color of the three-color LED. The optical communication apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the optical communication apparatus is defined by a bright band and a dark band along a horizontal direction.
設定されたフレームレートで動画を撮像する撮像素子、および当該撮像素子に撮像された画像データを解析する画像解析手段を有する受信装置と、
点滅可能な固体発光素子、および当該固体発光素子を前記フレームレートで1フレームまたは数フレームが撮像される所定時間内毎に、前記フレームレートでの1ライン分の時間以上の時間間隔の点灯および消灯からなる複数の点滅パターンで点灯と消灯とを行わせる発光制御手段を有する送信装置とを備える光通信装置で行われる光通信方法であって、
前記送信装置の前記発光制御手段は、各点滅パターンとデジタル信号の各値との関連に基づいて、デジタル信号を順次前記点滅パターンに変換するとともに、当該点滅パターンに基づいて、前記固体発光素子の点灯と消灯を制御し、
前記受信装置の前記撮像素子は、前記固体発光素子が前記点滅パターンで点灯または消灯している状況で撮像素子により動画を撮像し、
撮像された前記動画の画像データを解析して、前記画像データの垂直方向に沿って現れる輝度の高低からなる明暗パターンを求め、
前記受信装置は、求められた前記明暗パターンと前記点滅パターンとの相関関係に基づいた当該明暗パターンと前記デジタル信号の各値との関連に基づいて、順次求められる明暗パターンを前記デジタル信号の各値に変換することを特徴とする光通信方法。
A receiving device having an image sensor that captures a moving image at a set frame rate, and an image analysis unit that analyzes image data captured by the image sensor;
A flashable solid state light emitting device, and lighting and extinguishing at intervals of a time equal to or longer than one line at the frame rate every predetermined time when one or several frames of the solid state light emitting device are imaged at the frame rate An optical communication method performed in an optical communication device comprising a transmission device having a light emission control means for turning on and off with a plurality of blink patterns consisting of:
The light emission control means of the transmission device sequentially converts the digital signal into the blinking pattern based on the relationship between each blinking pattern and each value of the digital signal, and based on the blinking pattern, Control on and off,
The imaging device of the receiving device captures a moving image by the imaging device in a state where the solid state light emitting device is turned on or off in the blink pattern,
Analyzing the image data of the captured moving image to obtain a light and dark pattern consisting of high and low brightness appearing along the vertical direction of the image data,
The receiving device obtains the light / dark pattern sequentially obtained based on the correlation between the light / dark pattern obtained and the blinking pattern based on the correlation between the light / dark pattern and each value of the digital signal. An optical communication method characterized by converting into a value.
前記送信装置の前記発光制御手段は、前記撮像素子が出力する映像信号の同期信号に対して非同期で、前記固体発光素子の点灯および消灯を制御し、
前記送信装置は、各点滅パターンを、前記所定時間内に含まれる点灯と消灯との繰り返し回数により規定し、
前記受信装置は、各明暗パターンを、撮像された前記画像データの垂直方向に現れる輝度の高低により表される水平方向に沿った明るい帯および/または暗い帯の本数により規定することを特徴とする請求項5に記載の光通信方法。
The light emission control means of the transmitter controls the turning on and off of the solid state light emitting element asynchronously with the synchronizing signal of the video signal output by the imaging element,
The transmission device defines each blinking pattern by the number of repetitions of turning on and off included in the predetermined time,
The receiving apparatus defines each light / dark pattern by the number of bright bands and / or dark bands along the horizontal direction represented by the level of luminance appearing in the vertical direction of the captured image data. The optical communication method according to claim 5.
前記受信装置は、前記撮像素子から出力される映像信号の同期信号に同期して同期用信号を出力し、
前記送信装置は、前記受信装置から送信される同期用信号を受信し、
前記送信装置の前記発光制御手段は、受信した同期用信号により、前記撮像素子で撮像される各フレームおよび各フレームの各ラインに同期して前記固体発光素子の点灯および消灯を制御し、
前記送信装置は、各点滅パターンを、点灯の時間幅および消灯の時間幅により規定し、
前記受信装置は、各明暗パターンを、撮像された前記画像データの垂直方向に現れる輝度の高低により表される水平方向に沿った明るい帯の幅と暗い帯の幅とにより規定することを特徴とする請求項5に記載の光通信方法。
The receiving device outputs a synchronizing signal in synchronization with a synchronizing signal of a video signal output from the imaging device,
The transmitter receives a synchronization signal transmitted from the receiver;
The light emission control means of the transmission device controls lighting and extinguishing of the solid state light emitting element in synchronization with each frame imaged by the imaging element and each line of each frame by the received synchronization signal,
The transmission device defines each blinking pattern by a lighting time width and a lighting time width ,
The receiving device defines each light / dark pattern by a width of a bright band and a width of a dark band along a horizontal direction represented by a level of brightness appearing in a vertical direction of the captured image data. The optical communication method according to claim 5.
前記送信装置の前記固体発光素子を各色毎に点灯と消灯が制御可能な3色LEDとし、
前記送信装置の前記発光制御手段は、前記3色LEDの各色毎に独立した点灯と消灯からなる点滅パターンによりデジタル信号を送信し、
前記送信装置は、各点滅パターンを、前記3色LEDの各色の点灯と消灯により規定し、
前記受信装置は、カラーの撮像素子を有し、
前記受信装置の前記画像解析手段は、撮像された前記画像データの前記3色LEDの各色に対応する垂直方向に現れる明暗パターンを求め、
前記受信装置は、各明暗パターンを撮像された前記画像データの垂直方向に現れ、かつ、前記3色LEDの発光色に対応する各色毎の輝度により表される水平方向に沿った明るい帯および暗い帯により規定していることを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の光通信方法。
The solid-state light emitting element of the transmitter is a three-color LED that can be turned on and off for each color,
The light emission control means of the transmission device transmits a digital signal by a blinking pattern consisting of independent lighting and extinction for each color of the three-color LED,
The transmitter defines each blinking pattern by turning on and off each color of the three-color LED,
The receiver has a color image sensor,
The image analysis means of the receiving device obtains a light and dark pattern that appears in a vertical direction corresponding to each color of the three-color LED of the imaged image data,
The light receiving device appears in the vertical direction of the image data obtained by capturing each light and dark pattern, and is bright and dark along the horizontal direction represented by the luminance for each color corresponding to the emission color of the three-color LED. The optical communication method according to claim 5, wherein the optical communication method is defined by a band.
前記請求項1から請求項4のいずれかに記載の光通信装置を備える肌撮像システムであって、
前記撮像素子を有するデジタルカメラを備え、かつ、前記撮像素子を制御するとともに、前記撮像素子に撮像された動画データの各フレームの画像データを解析する画像解析手段と、前記画像解析手段により求められる前記明暗パターンと前記点滅パターンとの相関関係に基づいて、各明暗パターンとデジタル信号の各値とを関連付けて記憶した明暗パターン記憶手段と、当該明暗パターン記憶手段に記憶された前記明暗パターンと前記値との関連に基づいて、前記画像解析手段により順次解析される明暗パターンをデジタル信号の各値に変換する受信変換手段として機能する制御手段を備える携帯型電子機器と、
前記固体発光素子としての撮影照明用LEDと、肌画像の撮影に用いられるコンバージョンレンズと、前記照明用LEDの発光を制御する前記発光制御手段とを備えるレンズモジュールとからなり、
前記発光制御手段が、各点滅パターンとデジタル信号の各値とを関連付けて記憶した点滅パターン記憶手段と、前記点滅パターン記憶手段に記憶された前記点滅パターンと前記値との関連に基づいて、デジタル信号の各値を前記固体発光素子の前記点滅パターンに順次変換する送信変換手段として機能することを特徴とする肌撮像システム。
A skin imaging system comprising the optical communication device according to any one of claims 1 to 4,
An image analysis unit that includes the digital camera having the image sensor and controls the image sensor and analyzes image data of each frame of the moving image data captured by the image sensor, and is obtained by the image analysis unit Based on the correlation between the light / dark pattern and the blinking pattern, the light / dark pattern storage means for storing each light / dark pattern and each value of the digital signal in association with each other; the light / dark pattern stored in the light / dark pattern storage means; A portable electronic device comprising control means functioning as reception conversion means for converting the light and dark pattern sequentially analyzed by the image analysis means into each value of the digital signal based on the relationship with the value;
The LED module for photographing illumination as the solid state light emitting element, a conversion lens used for photographing a skin image, and a lens module comprising the light emission control means for controlling light emission of the LED for lighting,
The light emission control means stores the blinking pattern and each value of the digital signal in association with each other, and the flashing pattern storage means stores the blinking pattern and the value stored in the blinking pattern storage means. A skin imaging system, which functions as transmission conversion means for sequentially converting each value of a signal into the blinking pattern of the solid state light emitting device.
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KR102581945B1 (en) * 2017-02-07 2023-09-25 삼성전자주식회사 Method for providing skin information and electronic device supporting the same
DE112017007129T5 (en) * 2017-05-25 2019-11-14 International Business Machines Corporation Microlens adapters for mobile units
US10416432B2 (en) 2017-09-04 2019-09-17 International Business Machines Corporation Microlens adapter for mobile devices
KR102030528B1 (en) * 2018-03-29 2019-11-08 주식회사 지씨에스 Apparatus for Managing Skin and Driving Method of Apparatus for Managing Skin
JP2021082907A (en) * 2019-11-18 2021-05-27 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 Information processing device, lighting device, program, and information processing system
CN113839733A (en) * 2021-09-28 2021-12-24 北京航空航天大学 Clock synchronization device and method for optical communication

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003179556A (en) * 2001-09-21 2003-06-27 Casio Comput Co Ltd Information transmission method, information transmission system, imaging apparatus and information transmission method
JP2010160286A (en) * 2009-01-07 2010-07-22 Softbank Mobile Corp Extension device for cellular phone
JP2011254317A (en) * 2010-06-02 2011-12-15 Sony Corp Transmission device, transmission method, reception device, reception method, communication system and communication method

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