JP6670996B2 - 表示装置及び表示方法 - Google Patents

Description

本開示は、可視光通信信号を出力可能な表示装置及び表示方法に関する。

ディスプレイのバックライトを用いた可視光通信技術が開示されている。特許文献１および特許文献２では、映像信号の中に可視光による通信情報を重畳して表示する表示装置が開示されている。

特開２００７−４３７０６号公報 特開２００９−２１２７６８号公報

本開示は、受信装置で復元可能な可視光通信信号を出力する表示装置を提供する。

本開示における表示装置は、複数の信号ユニットで構成される可視光通信信号をカルーセル方式で出力可能な表示装置であって、映像信号を表示する表示パネルと、信号ユニットを符号化し、複数のブロックに分割し、複数のブロックを用いて送信フレームを複数生成してバックライト制御信号とする可視光通信処理部と、バックライト制御信号に基づいて、表示パネルを背面から発光するバックライトと、を備える。可視光通信処理部で生成された１つの信号ユニットに対する複数の送信フレームは、少なくとも２つの送信フレームの複数のブロックの順序が異なる。

本開示の表示装置は、受信装置で復元可能な可視光通信信号を出力することができる。

図１は、実施の形態１にかかる可視光通信システムの概略図である。 図２は、実施の形態１にかかる表示装置のブロック図である。 図３は、実施の形態１にかかる可視光通信信号の生成例を説明する図である。 図４は、実施の形態１にかかる受信装置のブロック図である。 図５は、実施の形態１にかかる表示装置のバックライトの点灯／消灯に対する受信装置の撮像画像を説明する図である。 図６は、実施の形態１にかかる表示装置の送信フレームに対する受信装置の撮像画像を説明する図である。 図７は、実施の形態１にかかる表示装置の送信クロックの周波数と受信装置の撮像部のフレームレートの関係を説明する図である。 図８は、実施の形態１にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第１の生成例を説明する図である。 図９Ａは、実施の形態１にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第２の生成例を説明する図である。 図９Ｂは、実施の形態１にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第３の生成例を説明する図である。 図９Ｃは、実施の形態１にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第４の生成例を説明する図である。 図９Ｄは、実施の形態１にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第５の生成例を説明する図である。 図９Ｅは、実施の形態１にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第６の生成例を説明する図である。 図１０は、実施の形態１にかかる表示装置の可視光通信信号処理部の動作を説明するフローチャートである。 図１１は、実施の形態２にかかる表示装置の可視光通信信号処理部の動作を説明するフローチャートである。 図１２は、実施の形態２にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの任意のブロックの送信回数を決定する方法の一例を説明する図である。 図１３は、実施の形態２かかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの生成例を説明する図である。 図１４は、実施の形態３にかかる表示装置の可視光通信信号処理部の動作を説明するフローチャートである。 図１５は、実施の形態３にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの任意のブロックの送信回数を決定する方法の一例を説明する図である。 図１６は、実施の形態３にかかる表示装置から出力される１つの信号ユニットに対する送信フレームの生成例を説明する図である。 図１７は、実施の形態３にかかる表示装置から出力される１つの信号ユニットに対する送信フレームの別の生成例を説明する図である。 図１８は、実施の形態４にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第１の生成例を説明する図である。 図１９Ａは、実施の形態４にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第２の生成例を説明する図である。 図１９Ｂは、実施の形態４にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第３の生成例を説明する図である。 図１９Ｃは、実施の形態４にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第４の生成例を説明する図である。 図２０は、実施の形態４にかかる表示装置の可視光通信信号処理部の動作を説明するフローチャートである。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

（実施の形態１）
以下、図１〜９Ｅを用いて、実施の形態１を説明する。

［１−１．可視光通信システムの構成］
図１は、実施の形態１にかかる可視光通信システムの概略図である。図１において、可視光通信システム１０は、表示装置１００と、受信装置２００とから構成される。

表示装置１００は、例えば、ディスプレイであり、表示面１１０に映像を表示する。また表示面１１０に表示されている映像には、表示されている映像に関連する情報として可視光通信信号が挿入または重畳されている。

表示装置１００の表示面１１０に表示されることによって出力された可視光通信信号を、受信装置２００は表示面１１０に表示された映像を撮像することで受信する。受信装置２００は、例えば、順次露光型のイメージセンサーが内蔵されているスマートフォンとして構成される。これにより、受信装置２００のユーザーは、表示装置１００に表示されている映像に関連する情報などを受け取ることができる。

なお、本実施の形態では、表示装置１００としてディスプレイを例に挙げているが、これに限らない。表示装置１００は、プロジェクターのように投影型の表示装置であってもよい。

また、受信装置２００としてスマートフォンを例に挙げているが、可視光通信信号を受信可能な電子機器であればよい。例えば、電子機器は、電子機器情報産業協会（ＪＥＩＴＡ：Ｊａｐａｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ａｓｓｏｓｉａｔｉｏｎ）で規定された「ＪＥＩＴＡ−ＣＰ１２２２ 可視光ＩＤシステム(Ｖｉｓｉｂｌｅ Ｌｉｇｈｔ ＩＤ Ｓｙｓｔｅｍ）」に準拠する受信装置であってもよい。さらに、電子機器は、一般的な通信端末であってもよい。

また、「可視光通信信号を受信可能」とは、可視光通信信号を受信し、受信した可視光通信信号をデコードして情報を得ることができるということである。

また、可視光通信信号の通信方式は、例えば、ＪＥＩＴＡで規定された「ＪＥＩＴＡ−ＣＰ−１２２３ 可視光ビーコンシステム（Ｖｉｓｉｂｌｅ Ｌｉｇｈｔ Ｂｅａｃｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）」に準拠する通信方式、或いはＩＥＥＥ（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ， Ｉｎｃ．）で標準化されたＷＰＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の規定であるＩＥＥＥ−Ｐ８０２．１５に準拠する通信方式等であってもよい。

換言すると、受信装置２００は、これらの通信方式で通信可能であり、さらに可視光通信信号を受信可能な電子機器であればよい。

［１−２．表示装置の構成］
図２は、実施の形態１にかかる表示装置のブロック図である。図２において、表示装置１００は、映像信号入力部１２０と、映像信号処理部１３０と、表示制御部１４０と、表示パネル１５０と、可視光通信信号入力部１６０と、可視光通信信号処理部１７０と、バックライト制御部１８０と、バックライト１９０と、を有する。

映像信号入力部１２０は、アンテナケーブル、コンポジットケーブル、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ケーブル、ＰＪＬｉｎｋケーブル、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ケーブルなどを通じて、表示パネル１５０に表示される映像に関する映像信号が入力される。映像信号入力部１２０は、入力された映像信号を、映像信号処理部１３０に出力する。

なお、映像信号は、記録媒体に保存した映像信号を用いてもよい。

映像信号処理部１３０は、入力された映像信号に対して復号処理などの一般的な画像処理を施す。映像信号処理部１３０は、画像処理を施した映像信号を表示制御部１４０およびバックライト制御部１８０に送信する。映像信号には、映像の明るさ等に関する情報が含まれている。

表示制御部１４０は、入力された映像信号に基づいて、表示パネル１５０の表示面１１０に映像を表示するように表示パネル１５０を制御する。より具体的には、表示制御部１４０は、映像信号処理部１３０から入力された映像信号に基づいて表示パネル１５０の液晶の開口制御等を行う。

表示パネル１５０は、例えば液晶パネルであり、映像を表示する表示面１１０を有する。

可視光通信信号入力部１６０は、可視光通信信号専用ケーブルやＬＡＮケーブルなどを通じて、可視光通信信号が入力される。

なお、可視光通信信号は、記録媒体に保存した可視光通信信号を用いてもよい。さらに、可視光通信信号は、映像信号と重畳していてもよい。

可視光通信信号入力部１６０は、入力された可視光通信信号を、可視光通信信号処理部１７０に出力する。

可視光通信信号処理部１７０は、入力された可視光通信信号を所定の符号化方法で符号化し、さらに可視光通信信号の送信順序を決定する処理などを行う。可視光通信信号処理部１７０は、符号化された可視光通信信号をバックライト制御用信号に変換する。可視光通信信号処理部１７０は、生成したバックライト制御用信号を、バックライト制御部１８０に出力する。

バックライト制御部１８０は、バックライト１９０の発光面を複数の領域に分割し、複数の領域それぞれにおいて発光の制御を行い、発光面の複数の領域それぞれにおいて異なるタイミングで消灯の期間を設ける制御を行う。

バックライト制御部１８０は、入力された映像信号に含まれる映像の明るさ等に関する情報に基づいてバックライト１９０の輝度やタイミングを制御する。また、バックライト制御部１８０は、入力されたバックライト制御用信号に基づいて、バックライト１９０の発光を制御する。

バックライト１９０は、表示パネル１５０の背面に設置され、表示パネル１５０の表示面１１０を背面から照明する発光面を有している。バックライト１９０は、表示パネル１５０の背面から光を照射する。視聴者は、表示パネル１５０に表示される映像を視認できる。

本実施の形態において、表示面１１０全体を可視光通信領域とする。

図３は、可視光通信信号の生成例を説明する図である。図３に示すように、可視光通信信号入力部１６０に入力される可視光通信信号は、複数の所定長の信号ユニットで構成されている。可視光通信信号処理部１７０は、信号ユニットを所定数のデータに分割する。図３において、１つの信号ユニットは、データ長の同じ４つのデータで構成されている。すなわち、１つの信号ユニットは、データ１、データ２、データ３、データ４に分割される。１つの信号ユニットの分割は、表示装置１００から出力する可視光通信信号の搬送周波数、可視光通信信号の信号ユニットのデータ長に基づいて、更には、バックライト１９０の発光しない期間等に基づいて決定すればよい。

なお、図３において、１つの信号ユニットを分割するデータのデータ長は同じであるとして説明したが、１つの信号ユニットを分割するデータのデータ長は互いに異なっていても良いし、１つの信号ユニットを分割するデータのうち、一つのデータのデータ長が残りのデータのデータ長と異なっていても良い。

次に、可視光通信信号処理部１７０は、分割されたデータを符号化し、各データに対してヘッダー部を付加し、送信順序を決定し、ブロックを生成する。具体的には、データ１、データ２、データ３、データ４から、ブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック４を生成する。可視光通信信号処理部１７０は、バックライト制御用信号として、生成したブロックをブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック４の順でバックライト制御部１８０へ送信する。

ブロックのヘッダー部は、「プリアンブル」、「アドレス」、「パリティ」で構成される。プリアンブルは、ブロックの始まりを示すパターンであり、データが可視光通信信号であることを示す識別子を含む。例えば、４値パルス位置変調（４ＰＰＭ：４ Ｐｕｌｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）あるいはｉ−４ＰＰＭ（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ ４ＰＰＭ）などの符号化規則から外れた信号を用いる。パリティは、データの誤りを検出するために使用される。アドレスは、信号ユニットにおけるブロックの送信順序を示す。

１つの信号ユニットから生成された４つのブロックを、送信フレームと呼ぶ。

［１−３．受信装置の構成］
図４は、実施の形態１にかかる受信装置のブロック図である。図４において、受信装置２００は、撮像部２１０と、撮像画像生成部２２０と、撮像画像処理部２３０と、を有する。

撮像部２１０は、表示装置１００の可視光通信領域に表示されている映像を撮像する。撮像部２１０は、例えば、順次露光型のイメージセンサーである。イメージセンサーは撮像を開始すると、順次露光を行い、露光データを撮像画像生成部２２０へ送る。

撮像画像生成部２２０は、撮像部２１０から送られた露光データを内蔵するメモリに一時記憶する。メモリに格納されている露光データに基づいて、撮像画像を生成する。

撮像画像処理部２３０は、撮像画像生成部２２０で生成した撮像画像から、可視光通信信号を復元する。

［１−４．可視光通信信号の出力と受信］
次に、表示装置１００の可視光通信領域から出力された送信フレームを、受信装置２００にて受信する基本的な動作を説明する。

［１−４−１．バックライトの点灯／消灯に対する撮像画像］
図５は、表示装置１００のバックライト１９０の点灯／消灯に対する受信装置２００の撮像画像を説明する図である。

撮像部２１０は、順次露光型のイメージセンサーであり、１ライン毎に時間的にスキャンしながら露光する。本実施の形態では説明を簡略化するために、イメージセンサーの露光素子が８ラインであるとして説明する。露光ラインは受信装置２００の縦長の帯状に構成されているものとする。

図５に示すように、時間経過とともに、表示装置１００のバックライト１９０の点灯と消灯が行われる。イメージセンサーは、１ライン目から８ライン目まで順次露光していき、８ライン目まで順次露光が行われると、受信装置２００の撮像画像生成部２２０は８ラインの露光データに基づいて撮像画像を生成する。ここで、イメージセンサーの順次露光の期間を撮像期間とし、この撮像期間中にイメージセンサーにより順次露光された露光データに基づいて生成された撮像画像を受信フレームＬとする。イメージセンサーの露光は、８ライン目まで行われると、１ライン目に戻り、１ライン目から次の露光が開始される。次に生成された撮像画像を受信フレームＬ＋１とする。８ライン目までの露光の終了から、次の１ライン目の露光が開始するまでの間に、露光データをメモリに格納する時間等のブランキング期間が存在し、この時間は、露光していない。

受信フレームＬは、受信装置２００のイメージセンサーの露光の１ライン目、２ライン目、５ライン目、６ライン目と８ライン目は、表示装置１００のバックライト１９０の点灯時で、各ラインは明るい。受信装置２００のイメージセンサーの露光の３ライン目と４ライン目は、表示装置１００のバックライト１９０の消灯時であり、各ラインは暗い。受信フレームＬに基づいて可視光通信信号が復元される。

受信フレームＬ＋１は、受信装置２００のイメージセンサーの露光の１ライン目、２ライン目、３ライン目、７ライン目と８ライン目は、表示装置１００のバックライト１９０の点灯時で、各ラインは明るい。受信装置２００のイメージセンサーの露光の４ライン目、５ライン目と６ライン目は、表示装置１００のバックライト１９０の消灯時であり、各ラインは暗い。受信フレームＬ＋１に基づいて可視光通信信号が復元される。

［１−４−２．送信フレームに対する撮像画像］
図６は、表示装置１００の送信フレームに対する受信装置２００の撮像画像を説明する概略図である。

図３で説明したように、可視光通信信号は複数の信号ユニットで構成され、１つの信号ユニットは４つのデータに分割され、符号化し、４つのブロックに分割される。

表示装置１００の表示面１１０である可視光通信領域において、映像信号の内容によってバックライト１９０の点灯／消灯を判別できない期間が発生する場合がある。この期間中に表示装置１００から出力される送信フレームを受信装置２００は受信できない可能性がある。

そこで、表示装置１００のバックライト１９０から出力される送信フレームは、１つの信号ユニットから生成される送信フレームを複数回繰り返して出力するカルーセル方式を用いる。図６において、表示装置１００は、可視光通信信号を１つの信号ユニットとして、送信フレームを２回連続して出力している。

図６に示すように、時間経過とともに、表示装置１００のバックライト１９０の点灯／消灯により送信フレームが出力される。受信装置２００のイメージセンサーの露光は、１ライン目から８ライン目まで順次露光していく。イメージセンサーの露光が８ライン目まで行われると、受信装置２００の撮像画像生成部２２０は、８ラインの露光データに基づいて撮像画像を生成する。撮像画像である受信フレームＬは、受信装置２００のイメージセンサーの露光の１ライン目と２ライン目でブロック１を受信し、３ライン目と４ライン目でブロック２を受信し、５ライン目と６ライン目でブロック３を受信し、７ライン目と８ライン目でブロック４を受信する。受信フレームＬは、表示装置１００から出力される１つの信号ユニットの１回目の送信フレームに対応する。

また、図６において、撮像画像である受信フレームＬ＋１は、受信装置２００のイメージセンサーの露光の１ライン目と２ライン目でブロック１を受信し、３ライン目と４ライン目でブロック２を受信し、５ライン目と６ライン目でブロック３を受信し、７ライン目と８ライン目でブロック４を受信する。受信フレームＬ＋１は、表示装置１００から出力される１つの信号ユニットの２回目の送信フレームに対応する。

このように、１つの信号ユニットから生成される送信フレームをカルーセル方式で連続して出力することで、1回目の送信フレームの送信に対し受信障害が発生しても、２回目の送信フレームで、１回目の送信フレームで受信できなかったブロックを受信できる。２回分の送信フレームに対し、全てのブロック、すなわち４つのブロックを受信することで、１つの信号ユニットが復元できる。

また、送信フレームをカルーセル方式で連続して出力する場合、表示装置１００は、次の信号ユニットの送信フレームを出力する前に、現在の信号ユニットから次の信号ユニットに切り替わったことを示すリセット信号を出力しても良い。

このリセット信号は、送信フレームのブロックのプリアンブルやデータに含めても良い。

［１−５．可視光通信信号の出力と受信における課題］
次に、可視光通信信号の出力と受信における課題について説明する。図７は、表示装置１００の送信クロックの周波数と受信装置２００の撮像部２１０のフレームレートの関係を説明する図である。

本実施の形態における表示装置１００の表示パネル１５０である液晶パネルの駆動周波数は１２０Ｈｚである。

なお、液晶パネルの種類によっては、駆動周波数が６０Ｈｚで動作するものや、駆動周波数が２４０Ｈｚで動作するものもある。

また、本実施の形態における受信装置２００の撮像部２１０のイメージセンサーのフレームレートは３０ｆｐｓ（ｆｒａｍｅ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）で動作する。

このとき、液晶パネルの駆動周波数とイメージセンサーのフレームレートの関係は、互いに整数倍または整数分の一の関係になる。さらに、表示装置１００のバックライト制御部１８０における輝度制御や動画解像度などの制御のために、表示装置１００のバックライト１９０の点灯と消灯のタイミングが液晶パネルの駆動周波数と同期する場合がある。すなわち、図７に示すように、液晶パネルの駆動周波数に同期して、表示装置１００の送信フレームが出力されることになる。図７は、このような状況で表示装置１００から出力される１つの信号ユニットから生成される送信フレームをカルーセル方式で３回出力する場合を示している。

表示装置１００から出力される１回目の送信フレームに対し、１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬを生成する。受信装置２００は、受信フレームＬから可視光通信信号を復元する。受信フレームＬにデータが全て含まれるブロック２、ブロック３のみが可視光通信信号として復元できる。

表示装置１００から出力される２回目の送信フレームに対し、１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬ＋１を生成する。受信装置２００は、受信フレームＬ＋１から可視光通信信号を復元する。受信フレームＬ＋１にデータが全て含まれるブロック２、ブロック３のみが可視光通信信号として復元できる。

表示装置１００から出力される３回目の送信フレームに対し、１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬ＋２を生成する。受信装置２００は、受信フレームＬ＋２から可視光通信信号を復元する。受信フレームＬ＋２にデータが全て含まれるブロック２、ブロック３のみが可視光通信信号として復元できる。

このように、液晶パネルの駆動周波数とイメージセンサーのフレームレートの関係が、互いに整数倍または整数分の一の関係であり、表示装置１００から出力される１つの信号ユニットに対する送信フレームを液晶パネルの駆動周波数に同期して出力する場合、カルーセル方式で同じ送信フレームを３回出力したとしても、ブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック４のうち、可視光通信信号として復元できるのは、ブロック２、ブロック３のみである。ブロック１とブロック４は可視光通信信号として復元できない。

［１−６．送信フレームの生成方法］
上記課題を解決するために、表示装置１００から出力される１つの信号ユニットに含まれる４つのブロックを信装置２００で全て可視光通信信号として復元するために、１つの信号ユニットに対してカルーセル方式で複数回出力する送信フレームを毎回同じ送信フレームを用いるのではなく、毎回異なる送信フレームを生成して出力する。すなわち、１つの信号ユニットに対してカルーセル方式で複数回出力する送信フレームを、１つの信号ユニットに対する送信フレームのブロックの送信順序が毎回同じにならないように送信フレームを生成する。

図８は実施の形態１にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第１の生成例を説明する図である。図８は、図７の場合と同様、表示装置１００から出力される１つの信号ユニットをカルーセル方式で３回出力する場合を示している。図７と異なる点は、表示装置１００から出力される３回の送信フレームのブロックの送信順序が同じではなく、毎回異なっている点である。

表示装置１００から出力される１回目の送信フレームのブロックの順序は、ブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック４である。表示装置１００から出力される１回目の送信フレームに対し、受信装置２００は１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬを生成する。受信装置２００は、受信フレームＬから可視光通信信号を復元する。受信フレームＬにデータが全て含まれるブロック２、ブロック３のみが可視光通信信号として復元できる。

表示装置１００から出力される２回目の送信フレームのブロックの順は、ブロック２、ブロック３、ブロック４、ブロック１である。表示装置１００から出力される２回目の信号ユニットに対し、１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬ＋１を生成する。受信装置２００は、受信フレームＬ＋１から可視光通信信号を復元する。受信フレームＬ＋１にデータが全て含まれるブロック３、ブロック４のみが可視光通信信号として復元できる。

表示装置１００から出力される３回目の送信フレームのブロックの順は、ブロック３、ブロック４、ブロック１、ブロック２である。表示装置１００から出力される３回目の送信フレームに対し、１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬ＋２を生成する。受信装置２００は、受信フレームＬ＋２から可視光通信信号を復元する。受信フレームＬ＋２にデータが全て含まれるブロック４、ブロック１のみが可視光通信信号として復元できる。

液晶パネルの駆動周波数とイメージセンサーのフレームレートの関係が、互いに整数倍または整数分の一の関係であり、表示装置１００から送信フレームが液晶パネルの駆動周波数に同期して出力される場合、１つの信号ユニットに対する送信フレームを、ブロックの送信順序を毎回変更してカルーセル方式で３回出力すると、１つの信号ユニットのブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック４の全てを、可視光通信信号として復元できる。

図８の生成例では、表示装置１００から出力される送信フレームの２番目と３番目のブロックが可視光通信信号として復元できるブロックであるので、３回の出力で全てのブロックが２番目と３番目に出力するように信号ユニットのブロックの送信順序を変更している。

なお、図８の生成例では、１つの信号ユニットに対してカルーセル方式で複数回出力する送信フレームを、１つの信号ユニットに対する送信フレームのブロックの送信順序が毎回同じにならないように変更したが、これに限らない。１つの信号ユニットに対してカルーセル方式で複数回出力する送信フレームを、１つの信号ユニットに対する隣り合う２つの送信フレームのブロックの送信順序が異なるようにブロックの送信順序を変更するとしてもよい。

さらに、表示装置１００から出力される送信フレームの生成例はこれに限らない。

図９Ａは、実施の形態１にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第２の生成例を説明する図である。

図９Ａは、送信フレームのブロックの送信順序を昇順、すなわち、ブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック４の順、と降順、すなわち、ブロック４、ブロック３、ブロック２、ブロック１の順、を繰り返す。

受信装置２００の生成する受信フレームが送信フレームの前半部分または後半部分で構成される場合、第２の生成例のような送信フレームをカルーセル方式で複数回出力することで、１つの信号ユニットのブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック４の全てを、可視光通信信号として復元できる。

図９Ｂは、実施の形態１にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第３の生成例を説明する図である。図９Ｂは、信号ユニットの４つのブロックのうち、１つのブロックを省きかつ送信フレームごとに送信順序を変更する。表示装置１００から出力される１回目の送信フレームのブロックの順序は、ブロック４を省き、ブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック２である。表示装置１００から出力される２回目の送信フレームのブロックの順序は、ブロック２を省き、ブロック３、ブロック４、ブロック１、ブロック３である。表示装置１００から出力される３回目の送信フレームのブロックの順序は、ブロック３を省き、ブロック４、ブロック１、ブロック２、ブロック４である。このような送信順序に変更し、すべてのブロックを同じ回数送信することができる。

図９Ｃは、実施の形態１にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第４の生成例を説明する図である。図９Ｃは、信号ユニットのブロックをブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック４の順に並べ、その中に１つのブロックを追加する。表示装置１００から出力される１回目の送信フレームのブロックの順序は、ブロック１を追加し、ブロック１、ブロック１、ブロック２、ブロック３である。表示装置１００から出力される２回目の送信フレームのブロックの順序は、1回目に含まれなかったブロック４から始め、ブロック２を追加し、ブロック４、ブロック１、ブロック２、ブロック２の順である。表示装置１００から出力される３回目の送信フレームのブロックの順序は、２回目に含まれなかったブロック３から始め、ブロック３、ブロック４、ブロック１、ブロック２の順である。

このように、第４の生成例のような送信フレームをカルーセル方式で複数回出力するうちに、１つの信号ユニットのブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック４の全てを、可視光通信信号として復元できる。

図９Ｄは、実施の形態１にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第５の生成例を説明する図である。図９Ｄは、信号ユニットのブロックの順序をランダム変更する。表示装置１００から出力される１回目の送信フレームのブロックの順は、ブロック１、ブロック３、ブロック２、ブロック４である。表示装置１００から出力される２回目の送信フレームのブロックの順は、ブロック３、ブロック１、ブロック２、ブロック４である。表示装置１００から出力される３回目の送信フレームのブロックの順は、ブロック２、ブロック３、ブロック１、ブロック４である。１つの信号ユニットに対する送信フレームのブロックの順序をランダムに変更してカルーセル方式で複数回出力するうちに、１つの信号ユニットのブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック４の全てを、可視光通信信号として復元できる。

図９Ｅは、実施の形態１にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第６の生成例を説明する図である。図９Ｅは、１つの送信フレームにおいて、同一ブロックを２回連続する。表示装置１００から出力される１回目の送信フレームのブロックの順は、ブロック１、ブロック１、ブロック２、ブロック２である。表示装置１００から出力される２回目の送信フレームのブロックの順は、ブロック３、ブロック３、ブロック４、ブロック４である。表示装置１００から出力される３回目の送信フレームのブロックの順は、ブロック１、ブロック１、ブロック２、ブロック２である。

［１−７．可視光通信信号処理部の動作］
次に、表示装置１００の可視光通信信号処理部１７０の動作を説明する。図１０は、表示装置１００の可視光通信信号処理部１７０の動作を説明するフローチャートである。

（ステップＳ１００１）可視光通信信号処理部１７０は、可視光通信信号入力部１６０から可視光通信信号の入力の有無を判定する。可視光通信信号の入力が「有り」と判断された場合（Ｙｅｓの場合）、ステップＳ１００２へ処理を進める。可視光通信信号の入力が「無し」と判断された場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ１００１の処理を繰り返す。

（ステップＳ１００２）入力された可視光通信信号は複数の信号ユニットで構成されている。可視光通信信号処理部１７０は、１つの信号ユニットを読み込む。

（ステップＳ１００３）可視光通信信号処理部１７０は、読み込んだ１つの信号ユニットに対し、所定数のデータに分割し、各データを符号化し、各データに対しヘッダー部を付加し、ブロックを生成する。

（ステップＳ１００４）可視光通信信号処理部１７０は、生成したブロックに基づいて、カルーセル方式で送信する複数の送信フレームのそれぞれの送信フレームに含めるブロックの送信順序を決定する。

（ステップＳ１００５）可視光通信信号処理部１７０は、複数の送信フレームを生成し、バックライト制御部１８０に出力する。

（ステップＳ１００６）可視光通信信号処理部１７０は、残りの信号ユニットの有無を判定する。残りの信号ユニットが「有り」と判定された場合（Ｙｅｓの場合）は、ステップＳ１００１に戻る。残りの信号ユニットが「無し」と判定された場合（Ｎｏの場合）は、処理を終了する。

［１−８．効果等］
以上のように、本実施の形態における表示装置は、複数の信号ユニットで構成される可視光通信信号をカルーセル方式で出力可能な表示装置であって、映像信号を表示する表示パネルと、信号ユニットを符号化し、複数のブロックに分割し、複数のブロックを用いて送信フレームを複数生成してバックライト制御信号とする可視光通信処理部と、バックライト制御信号に基づいて、表示パネルを背面から発光するバックライトと、を備える。可視光通信処理部で生成された１つの信号ユニットに対する複数の送信フレームは、少なくとも２つの送信フレームの複数のブロックの順序が異なる。

これにより、表示装置１００は、１つの信号ユニットに対しブロックの送信順序の異なる複数の送信フレームを出力することで、受信装置２００は可視光通信信号を復元できる。

また、本実施の形態における表示装置は、可視光通信処理部で生成された１つの信号ユニットに対する複数の送信フレームは、少なくとも隣接する２つの送信フレームに同一のブロックを含む。

これにより、表示装置１００は、１つの信号ユニットに対し少なくとも隣接する２つの送信フレームに同一のブロックを含めることで、受信装置２００は可視光通信信号を復元できる。

また、本実施の形態における表示装置は、可視光通信処理部で生成された１つの信号ユニットに対する複数の送信フレームは、少なくとも１つの送信フレームに、同一のブロックを複数個含み、複数の送信フレームで複数のブロックを全て含む。

これにより、表示装置１００は、１つの送信フレームに同一のブロックを複数個項含め、複数の送信フレームでブロックを全て含めることで、受信装置２００は可視光通信信号を復元できる。

また、本実施の形態における表示装置１００は、可視光通信信号処理部は、隣接する２つの信号ユニットの間にリセット信号を挿入する。

これにより、表示装置１００は、現在の信号ユニットから次の信号ユニットに切り替わったことを示すことができる。

本実施の形態の表示装置１００は、液晶パネルの駆動周波数とイメージセンサーのフレームレートの関係が、互いに整数倍または整数分の一の関係であり、表示装置１００から送信フレームが液晶パネルの駆動周波数に同期して出力される場合に、特に有効である。

なお、本実施の形態において、表示装置１００からカルーセル方式で出力する送信フレームの送信回数を３回として説明したが、これに限らない。カルーセル方式で出力する送信フレームの送信回数は、複数回であれば、何回でもよい。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２について、図１１〜図１３を用いて説明する。

［２−１．可視光通信システムの構成］
本実施の形態における可視光通信システムは、実施の形態１で説明した可視光通信システム１０と同じ構成である。本実施の形態における可視光通信システムにおいて異なる点を中心に説明する。

［２−２．映像の明暗と可視光通信信号の出力の関係］
本実施の形態における表示装置１００の表示パネル１５０は、液晶パネルである。液晶パネルは、映像を表示する際に、表示面１１０の液晶のシャッターを開閉する、或いは階調性の制御とバックライト１９０の制御を行うことで、映像として視認する。

そのため、バックライト１９０が非常に明るい設定であっても、映像信号が暗い場合、可視光通信領域に暗い領域ができる。映像信号の暗い領域は、表示パネル１５０の液晶のシャッターによってバックライト１９０の光が遮蔽される。暗い領域に可視光通信信号を出力する場合は、受信装置２００の撮像部２１０で撮像された撮像画像から可視光通信信号を復元できないことがある。

そこで、本実施の形態では、表示装置１００の表示面１１０全体である可視光通信領域に対して、所定以上の明るさを有する領域である高輝度領域の割合が小さい場合は、１つの信号ユニットに含まれるブロックの送信回数を複数回出力することで、可視光通信信号を復元できるようにする。逆に、可視光通信領域に対して、高輝度領域の割合が大きい場合は、高輝度領域の割合が小さい場合に比べて１つの信号ユニットに含まれるブロックの送信回数を減らす、または１つの信号ユニットに含まれるブロックの送信回数は１回にする。

［２−３．可視光通信信号処理部の動作］
実施の形態２の実施の形態１と異なる点は主に可視光通信信号処理部１７０の動作である。次に、可視光通信信号処理部１７０の動作を説明する。図１１は、実施の形態２にかかる表示装置１００の可視光通信信号処理部１７０の動作を説明するフローチャートである。

ステップＳ１００１〜ステップＳ１００３までの動作は、実施の形態１の動作と同じである。

（ステップＳ１１０１）可視光通信信号処理部１７０は、可視光通信領域の高輝度領域を、映像信号処理部１３０より入力された映像信号から検出する。可視光通信信号処理部１７０は、可視光通信領域における高輝度領域の割合に基づいて送信ユニットの各ブロックの送信回数を決定する。送信回数の決定方法は、後述する。

（ステップＳ１１０２）可視光通信信号処理部１７０は、信号ユニットの各ブロックの送信回数に基づいて、ブロックの送信順序を決定する。ブロックの送信順序の決定方法は後述する。

ステップＳ１００５、ステップＳ１００６の動作は、実施の形態１の動作と同じである。

［２−４．ブロックの送信回数の決定方法］
次に、ブロックの送信回数の決定方法について説明する。図１２は、１つの信号ユニットに対する送信フレームの任意のブロックの送信回数を決定する方法の一例を説明する図である。

図１２において、横軸は、可視光通信領域の高輝度領域の割合であり、縦軸は、信号ユニットにおける任意のブロックの送信回数を示している。

図１２は、可視光通信領域のうち、高輝度領域が約８０％以上であれば、信号ユニットにおける任意のブロックの送信回数は１回で、受信装置２００で可視光通信信号を復元できると想定し、可視光通信領域のうち、高輝度領域の割合が小さくなるに従って、信号ユニットにおける任意のブロックの送信回数を増やすことで、受信装置２００で可視光通信信号を復元できると想定する。具体的には、可視光通信領域のうち、高輝度領域が９０％（Ａ点）であれば、信号ユニットにおける任意のブロックの送信回数は1回、可視光通信領域のうち、高輝度領域が５０％（Ｂ点）であれば、信号ユニットにおける任意のブロックの送信回数は３回、可視光通信領域のうち、高輝度領域が１０％（Ｃ点）であれば、信号ユニットにおける任意のブロックの送信回数は６回とする。図１２において、信号ユニットにおける任意のブロックの送信回数は、可視光通信領域のうち、高輝度領域の割合が８０％から約１５％の割合で、信号ユニットにおける任意のブロックの送信回数を１回ずつ増やしている。

なお、送信回数の割合は、これに限らず適宜変更してもよい。

［２−５．ブロックの送信順序の決定方法］
次に、１つの信号ユニットに対するブロックの送信順序の決定方法について説明する。図１３は、実施の形態２にかかる1つの信号ユニットに対する送信フレームの生成例を説明する図である。本実施の形態における表示装置１００の表示パネル１５０である液晶パネルの駆動周波数は１２０Ｈｚであり、受信装置２００の撮像部２１０のイメージセンサーのフレームレートは３０ｆｐｓで動作する。さらに、液晶パネルの駆動周波数に同期して、表示装置１００の送信フレームが出力される。図１３において、表示装置１００から出力される可視光通信信号の１つの信号ユニットをカルーセル方式で３回出力する場合を示している。１つの信号ユニットは、データ長の同じ６つのデータで構成され、符号化され６つのブロックが生成されるものとする。

図１３において、１つの信号ユニットに対する３回の送信フレームに含むブロックの送信回数を可視光通信領域の高輝度領域の割合に応じて、決定している。

表示装置１００から出力される１回目の送信フレームは、高輝度領域の割合が８０％であることから、信号ユニットの任意のブロックの送信回数は１回である。従って、表示装置１００から出力される１回目の送信フレームのブロックの順序は、ブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック４、ブロック５、ブロック６である。表示装置１００から出力される１回目の送信フレームに対し、受信装置２００は１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬを生成する。受信装置２００は、受信フレームＬから可視光通信信号を復元する。受信フレームＬにデータが全て含まれるブロック２、ブロック３、ブロック４、ブロック５が可視光通信信号として復元できる。

次に、表示装置１００から出力される２回目の送信フレームは、高輝度領域の割合が５０％であることから、信号ユニットの任意のブロックの送信回数は、３回である。従って、表示装置１００から出力される２回目の送信フレームのブロックの順序は、ブロック１、ブロック２を順に３回繰り返している。表示装置１００から出力される２回目の送信フレームに対し、受信装置２００は１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬ＋１を生成する。受信フレームＬ＋１のうち、高輝度領域でない領域のブロックは、復元できない。受信装置２００は、受信フレームＬ＋１から可視光通信信号を復元する。受信フレームＬ＋１にデータが全て含まれるブロック１、ブロック２が可視光通信信号として復元できる。

次に、表示装置１００から出力される３回目の送信フレームは、高輝度領域の割合が１０％であることから、信号ユニットの任意のブロックの送信回数は６回である。表示装置１００から出力される３回目の送信フレームのブロックの順序は、ブロック６を連続して６回繰り返す。表示装置１００から出力される３回目の送信フレームに対し、受信装置２００は１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬ＋２を生成する。受信フレームＬ＋２のうち、高輝度領域でない領域のブロックは、復元できない。受信装置２００は、受信フレームＬ＋２から可視光通信信号を復元する。受信フレームＬ＋２にデータが全て含まれるブロック６が可視光通信信号として復元できる。

１つの信号ユニットに対する送信フレームを、高輝度領域の割合に基づいてブロックの送信順序を決定してカルーセル方式で３回出力すると、１つの信号ユニットのブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック４、ブロック５、ブロック６の全てを、可視光通信信号として復元できる。

［２−６．効果等］
以上のように、本実施の形態の表示装置は、可視光通信処理部は、表示パネルの所定以上の輝度を有する領域を検出し、領域の大きさに応じて、送信フレームに含める同一のブロックの個数を決定し、信号ユニットに対する複数の送信フレームを生成する。

これにより、表示装置１００は、１つの信号ユニットに対し高輝度領域の割合に応じてブロックの送信回数を変更して複数の送信フレームを出力することで、受信装置２００は可視光通信信号を復元できる。

なお、本実施の形態では表示装置１００から出力する１つの信号ユニットに対して、カルーセル方式で３回の送信フレームを出力したが、これに限らない。例えば、カルーセル方式で３回以上の送信フレームを出力し、その組み合わせとして２回目の送信フレームのブロックの順序として、ブロック１、ブロック２を３回繰り返す組み合わせを変更した送信フレームを用いてもよい。

本実施の形態の表示装置１００は、液晶パネルの駆動周波数とイメージセンサーのフレームレートの関係が、互いに整数倍または整数分の一の関係であり、表示装置１００から送信フレームが液晶パネルの駆動周波数に同期して出力される場合に、特に有効である。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３について、図１４〜図１７を用いて説明する。

［３−１．可視光通信システムの構成］
本実施の形態における可視光通信システムは、実施の形態１で説明した可視光通信システム１０と同じ構成である。本実施の形態における可視光通信システムにおいて異なる点を中心に説明する。

［３−２．表示装置からの距離との可視光通信信号の送信の関係］
表示装置１００と受信装置２００の距離が相対的に近い場合と遠い場合を比較する。表示装置１００と受信装置２００の距離が相対的に近い場合は、表示装置１００と受信装置２００の距離が相対的に遠い場合に比べて、受信装置２００で撮像した撮像画像に含まれるブロックが多くなる。

これは、表示装置１００と受信装置２００の距離が相対的に近い場合、受信装置２００の撮像部２１０で生成できる撮像画像は相対的に大きくなり、表示装置１００と受信装置２００の距離が相対的に遠い場合、受信装置２００の撮像部２１０で生成できる撮像画像は相対的に小さくなるためである。

そこで、本実施の形態における表示装置１００は、受信装置２００との距離に応じて、１つの信号ユニットの送信フレームの任意のブロックの送信回数を変更する。

［３−３．可視光通信信号処理部の動作］
実施の形態３の実施の形態１と異なる点は主に可視光通信信号処理部１７０の動作である。可視光通信信号処理部１７０の動作を説明する。図１４は、実施の形態３にかかる表示装置１００の可視光通信信号処理部１７０の動作を説明するフローチャートである。

ステップＳ１００１〜ステップＳ１００３までの動作は、実施の形態１の動作と同じである。

（ステップＳ１４０１）可視光通信信号処理部１７０は、受信装置２００との距離に応じて、送信ユニットの各ブロックの送信回数を決定する。送信回数の決定方法は、後述する。

（ステップＳ１４０２）可視光通信信号処理部１７０は、信号ユニットの各ブロック送信回数に基づいて、ブロックの送信順序を決定する。送信順序の決定方法は、後述する。

ステップＳ１００５、ステップＳ１００６の動作は、実施の形態１の動作と同じである。

［３−４．ブロックの送信回数の決定方法］
次に、ブロックの送信回数の決定方法について説明する。図１５は、１つの信号ユニットに対する送信フレームの任意のブロックの送信回数を決定する方法の一例を説明する図である。

図１５において、横軸は、表示装置１００と受信装置２００の距離であり、縦軸は、信号ユニットにおける任意のブロックの送信回数を示している。距離が近い場合は、信号ユニットの各ブロックの送信回数を少なくする。図１５において、距離が３ｍ以下であれば信号ユニットの各ブロックの送信回数を１回にする。

距離が遠い場合は、信号ユニットの各ブロック送信回数を多くする。図１５において、距離が３ｍ以上より２ｍの割合で１回ずつ信号ユニットの各ブロックの送信回数を増やしている。

なお、この割合は適宜変更してもよい。

［３−５．ブロックの送信順序の決定方法］
次に、１つの信号ユニットに対するブロックの送信順序の決定方法について説明する。図１６は、実施の形態３にかかる表示装置１００から出力される１つの信号ユニットに対する送信フレームの生成例を説明する図である。図１６は、距離が３ｍの場合である。本実施の形態における表示装置１００の表示パネル１５０である液晶パネルの駆動周波数が、１２０Ｈｚであり、受信装置２００の撮像部２１０のイメージセンサーのフレームレートは３０ｆｐｓで動作する。さらに、液晶パネルの駆動周波数に同期して、表示装置１００の送信フレームが出力される。図１６において、表示装置１００から出力される可視光通信信号の１つの信号ユニットをカルーセル方式で４回送信する場合を示している。１つの信号ユニットは、データ長の同じ４つのデータで構成され、符号化され４つのブロックが生成されるものとする。

図１５において、距離が３ｍの場合は、信号ユニットの１つの送信フレームの任意のブロックの送信回数は２回である。従って、図１６に示すように、１つの送信フレームに任意のブロックを２回ずつ送信する。

表示装置１００から出力される１回目の送信フレームのブロックの順序は、ブロック１、ブロック２がそれぞれ２回出力されるように、ブロック１、ブロック１、ブロック２、ブロック２である。表示装置１００から出力される１回目の送信フレームに対し、受信装置２００は１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬを生成する。受信装置２００は、受信フレームＬから可視光通信信号を復元する。受信フレームＬにデータが全て含まれるブロック１、ブロック２が可視光通信信号として復元できる。

表示装置１００から出力される２回目の送信フレームのブロックの順序は、ブロック３、ブロック４がそれぞれ２回出力されるように、ブロック３、ブロック３、ブロック４、ブロック４である。表示装置１００から出力される２回目の送信フレームに対し、受信装置２００は１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬ＋１を生成する。受信装置２００は、受信フレームＬ＋１から可視光通信信号を復元する。受信フレームＬ＋１にデータが全て含まれるブロック３、ブロック４が可視光通信信号として復元できる。

表示装置１００から出力される３回目の送信フレームのブロックの順序は、ブロック１、ブロック２がそれぞれ２回出力されるように、ブロック１、ブロック１、ブロック２、ブロック２である。表示装置１００から出力される３回目の送信フレームに対し、受信装置２００は１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬ＋２を生成する。受信装置２００は、受信フレームＬ＋２から可視光通信信号を復元する。受信フレームＬ＋２にデータが全て含まれるブロック１、ブロック２が可視光通信信号として復元できる。

表示装置１００から出力される４回目の送信フレームのブロックの順序は、ブロック３、ブロック４がそれぞれ２回出力されるように、ブロック３、ブロック３、ブロック４、ブロック４である。表示装置１００から出力される４回目の送信フレームに対し、受信装置２００は１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬ＋３を生成する。受信装置２００は、受信フレームＬ＋３から可視光通信信号を復元する。受信フレームＬ＋３にデータが全て含まれるブロック３、ブロック４が可視光通信信号として復元できる。

以上のように、各受信フレームは、送信フレームに含まれる任意のブロックが２回出力される内の１つのブロックを受信できる。すなわち、各受信フレームから異なる２個のブロックを受信できる。

図１７は、実施の形態３にかかる表示装置から出力される１つの信号ユニットに対する送信フレームの別の生成例を説明する図である。図１７は、距離が８ｍの場合である。本実施の形態における表示装置１００の表示パネル１５０である液晶パネルの駆動周波数が、１２０Ｈｚであり、受信装置２００の撮像部２１０のイメージセンサーのフレームレートは３０ｆｐｓで動作する。さらに、液晶パネルの駆動周波数に同期して、表示装置１００の送信フレームが出力される。図１７において、表示装置１００から出力される可視光通信信号の１つの信号ユニットをカルーセル方式で４回送信する場合を示している。１つの信号ユニットは、データ長の同じ４つのデータで構成され、符号化され４つのブロックが生成されるものとする。

図１５において、距離が８ｍの場合は、信号ユニットの１つの送信フレームの任意のブロックの送信回数は４回である。従って、図１７に示すように、１つの送信フレームに任意のブロックを４回ずつ送信する。

表示装置１００から出力される１回目の送信フレームのブロックの順序は、ブロック１を４回出力する。表示装置１００から出力される１回目の送信フレームに対し、受信装置２００は１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬを生成する。受信装置２００は、受信フレームＬから可視光通信信号を復元する。受信フレームＬにデータが全て含まれるブロック１が可視光通信信号として復元できる。

表示装置１００から出力される２回目の送信フレームのブロックの順序は、ブロック２を４回出力する。表示装置１００から出力される２回目の送信フレームに対し、受信装置２００は１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬ＋１を生成する。受信装置２００は、受信フレームＬ＋１から可視光通信信号を復元する。受信フレームＬ＋１にデータが全て含まれるブロック２が可視光通信信号として復元できる。

表示装置１００から出力される３回目の送信フレームのブロックの順序は、ブロック３を４回出力する。表示装置１００から出力される３回目の送信フレームに対し、受信装置２００は１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬ＋２を生成する。受信装置２００は、受信フレームＬ＋２から可視光通信信号を復元する。受信フレームＬ＋２にデータが全て含まれるブロック３が可視光通信信号として復元できる。

表示装置１００から出力される４回目の送信フレームのブロックの順序は、ブロック４を４回出力する。表示装置１００から出力される４回目の送信フレームに対し、受信装置２００は１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬ＋３を生成する。受信装置２００は、受信フレームＬ＋３から可視光通信信号を復元する。受信フレームＬ＋３にデータが全て含まれるブロック４が可視光通信信号として復元できる。

以上のように、各受信フレームは、送信フレームに含まれる任意のブロックが４回出力される内の１つのブロックを受信できる。すなわち、各受信フレームから１個のブロックを受信できる。

［３−６．効果等］
以上のように、本実施の形態において、可視光通信処理部は、表示装置と出力された可視光通信信号を受信可能な受信装置との距離に応じて、送信フレームに含める同一ブロックの個数を決定し、信号ユニットに対する複数の送信フレームを生成する。

これにより、表示装置１００は、表示装置１００と受信装置２００の距離に応じて、ブロックの送信回数を変更して複数の送信フレームを出力することで、受信装置２００は可視光通信信号を復元できる。

本実施の形態の表示装置１００は、液晶パネルの駆動周波数とイメージセンサーのフレームレートの関係が、互いに整数倍または整数分の一の関係であり、表示装置１００から送信フレームが液晶パネルの駆動周波数に同期して出力される場合に、特に有効である。

なお、表示装置１００と受信装置２００の距離は、表示装置１００であらかじめ設定でき、さらに、用途や、表示装置１００の設置状況によって適宜変更することが望ましい。

受信装置２００は、距離の指定を、Ｗｉ−Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）などの無線通信を通して表示装置１００に設定の要求をしてもよい。

さらに、距離は、表示装置１００または受信装置２００のいずれか一方で、センサーやカメラを用いて推定してもよい。

また、本実施の形態では、生成した送信フレームは一例であり、これに限定されない。

また、本実施の形態においては、送信フレームに２つのブロックを複数回出力する場合、同じ回数にしたが、同じ回数にしなくてもよい。

（実施の形態４）
以下、実施の形態４について、図１８〜図２０を用いて説明する。

［４−１．可視光通信システムの構成］
本実施の形態における可視光通信システムは、実施の形態１で説明した可視光通信システム１０と同じ構成である。本実施の形態における可視光通信システムにおいて異なる点を中心に説明する。

［４−２．ブランクの挿入］
図１８は、実施の形態４にかかる1つの信号ユニットに対する送信フレームの生成例を説明する図である。本実施の形態における表示装置１００の表示パネル１５０である液晶パネルの駆動周波数は１２０Ｈｚであり、受信装置２００の撮像部２１０のイメージセンサーのフレームレートは３０ｆｐｓで動作する。さらに、液晶パネルの駆動周波数に同期して、表示装置１００の送信フレームが出力される。表示装置１００から出力される可視光通信信号の１つの信号ユニットをカルーセル方式で４回出力する。１つの信号ユニットは、データ長の同じ４つのデータで構成され、符号化され４つのブロックが生成される。

本実施の形態において、同じブロックが同じ位置にならないように、送信フレームに、ブロックと同じサイズのブランクを挿入する。

図１８において、表示装置１００から出力される１回目の送信フレームは、ブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック４、ブランクの順である。表示装置１００から出力される１回目の送信フレームに対し、受信装置２００は１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬを生成する。受信装置２００は、受信フレームＬから可視光通信信号を復元する。受信フレームＬにデータが全て含まれるブロック２、ブロック３のみが可視光通信信号として復元できる。

表示装置１００から出力される２回目の送信フレームは、ブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック４、ブランクの順である。表示装置１００から出力される２回目の信号ユニットに対し、１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬ＋１を生成する。受信装置２００は、受信フレームＬ＋１から可視光通信信号を復元する。受信フレームＬ＋１にデータが全て含まれるブロック１、ブロック２のみが可視光通信信号として復元できる。

表示装置１００から出力される３回目の送信フレームは、ブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック４、ブランクの順である。表示装置１００から出力される３回目の送信フレームに対し、１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬ＋２を生成する。受信装置２００は、受信フレームＬ＋２から可視光通信信号を復元する。受信フレームＬ＋２にデータが全て含まれるブロック１のみが可視光通信信号として復元できる。

表示装置１００から出力される４回目の送信フレームは、ブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック４、ブランクの順である。表示装置１００から出力される４回目の送信フレームに対し、１フレームレートの撮像期間にイメージセンサーの露光を行う。受信装置２００は、露光データに基づいて撮像画像である受信フレームＬ＋３を生成する。受信装置２００は、受信フレームＬ＋３から可視光通信信号を復元する。受信フレームＬ＋３にデータが全て含まれるブロック４のみが可視光通信信号として復元できる。

なお、挿入するブランクの信号パターンは、信号ユニットに含まれるデータと異なるパターンであれば、何でもよい。

以上のように、液晶パネルの駆動周波数とイメージセンサーのフレームレートの関係が、互いに整数倍または整数分の一の関係であり、表示装置１００から送信フレームが液晶パネルの駆動周波数に同期して出力される場合、１つの信号ユニットに対する送信フレームにブランクを挿入することで表示装置１００のバックライト１９０の点灯と消灯のタイミングが液晶パネルの駆動周波数と同期することを避け、４回とも同じ送信フレームを出力しても、１つの信号ユニットのブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック４の全てを、可視光通信信号として復元できる。

また、挿入するブランクのサイズをブロックのサイズと同じにすることで、映像信号の輝度の揺れを防ぐことができる上、輝度調整期間としても有効である。

なお、挿入するブランクのサイズをブロックのサイズと同じにする、として説明したが、これに限らない。表示装置１００のバックライト１９０の点灯と消灯のタイミングが液晶パネルの駆動周波数と同期しないように、挿入するブランクのサイズを決定すればよい。

なお、挿入するブランクのサイズは、常に同じサイズでなくてもよい。

さらに、ブランクが挿入された送信フレームの生成例はこれに限らない。

図１９Ａは、実施の形態４にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第２の生成例を説明する図である。

図１９Ａは、送信フレームの一番後ろにブランクを挿入し、かつ送信フレームのブロックの送信順序を実施の形態１で説明したように、毎回異ならせている。すなわち、表示装置１００から出力される１回目の送信フレームのブロックの順序は、ブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック３、ブランクである。表示装置１００から出力される２回目の送信フレームは、ブロック４、ブロック３、ブロック２、ブロック１、ブランクの順である。表示装置１００から出力される３回目の送信フレームは、ブロック２、ブロック３、ブロック４、ブロック１、ブランクの順である。

図１９Ｂは、実施の形態４にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第３の生成例を説明する図である。

図１９Ｂは、送信フレームの各ブロックの後にブランクを挿入する。すなわち、表示装置１００から出力される送信フレームは、ブロック１、ブランク、ブロック２、ブランク、ブロック３、ブランク、ブロック４、ブランクの順である。挿入するブランクのサイズは、ブロック長×α（０＜α≦１の小数）であり、表示装置１００のバックライト１９０の点灯と消灯のタイミングが液晶パネルの駆動周波数と同期しないようにαを決定する。

図１９Ｃは、実施の形態４にかかる１つの信号ユニットに対する送信フレームの第４の生成例を説明する図である。

図１９Ｃは、送信フレームの任意のブロックの後にブランクを挿入する。すなわち、表示装置１００から出力される送信フレームは、ブロック１、ブランク、ブロック２、ブランク、ブロック３、ブロック４の順である。

［４−３．可視光通信信号処理部の動作］
実施の形態４の実施の形態１と異なる点は主に可視光通信信号処理部１７０の動作である。次に、可視光通信信号処理部１７０の動作を説明する。図２０は、実施の形態４にかかる表示装置１００の可視光通信信号処理部１７０の動作を説明するフローチャートである。

ステップＳ１００１〜ステップＳ１００２までの動作は、実施の形態１の動作と同じである。

（ステップＳ２００１）可視光通信信号処理部１７０は、送信ユニットのブランクを挿入する位置を決定する。

（ステップＳ２００２）可視光通信信号処理部１７０は、ブランクのサイズを決定する。

ステップＳ１００３〜ステップＳ１００６の動作は、実施の形態１の動作と同じである。

［４−４．効果等］
以上のように、本実施の形態の表示装置は、可視光通信処理部は、１つの信号ユニットに対する複数の送信フレームのうち少なくとも１つの送信フレームにブランクを挿入する。

これにより、１つの信号ユニットに対する送信フレームにブランクを挿入することで表示装置１００のバックライト１９０の点灯と消灯のタイミングが液晶パネルの駆動周波数と同期することを避け、受信装置２００は可視光通信信号を復元できる。

本実施の形態の表示装置１００は、液晶パネルの駆動周波数とイメージセンサーのフレームレートの関係が、互いに整数倍または整数分の一の関係であり、表示装置１００から送信フレームが液晶パネルの駆動周波数に同期して出力される場合に、特に有効である。

（他の実施の形態）
以上のように、本開示の技術の例示として、実施の形態１〜４を説明した。本開示の技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１〜４で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

なお、本開示の表示装置は、液晶パネルの駆動周波数に同期して送信フレームが出力される場合の送信フレームの生成例を示したが、これに限定されない。

例えば、表示装置から液晶パネルの駆動周波数に同期しないで送信フレームが出力される場合でも、送信フレームが出力される搬送周波数がイメージセンサーの周波数の整数倍となる場合は、本実施の形態が有効である。

また、表示装置の表示パネルが液晶パネルである場合について説明したが、これに限定されない。

例えば、表示装置が、画像フィルムが背面からＬＥＤなどの照明で照らされるような看板であっても、表示装置から出力される送信フレームの搬送周波数が受信装置のイメージセンサーの周波数の整数倍となった場合は、本実施の形態が有効である。

本開示にかかる表示装置は、可視光通信信号を出力可能な表示装置、例えば、家庭におけるテレビ、パーソナルコンピュータ、タブレット端末などの機器、外出先でのサイネージ端末や、情報端末、情報表示機器に適用可能である。

１０ 可視光通信システム
１００ 表示装置
１１０ 表示面
１２０ 映像信号入力部
１３０ 映像信号処理部
１４０ 表示制御部
１５０ 表示パネル
１６０ 可視光通信信号入力部
１７０ 可視光通信信号処理部
１８０ バックライト制御部
１９０ バックライト

Claims (5)

1. 複数の信号ユニットで構成される可視光通信信号をカルーセル方式で出力可能な表示装置であって、
   映像信号を表示する表示パネルと、
   前記信号ユニットを符号化し、複数のブロックに分割し、前記複数のブロックを用いて送信フレームを複数生成してバックライト制御信号とする可視光通信処理部と、
   前記バックライト制御信号に基づいて、前記表示パネルを背面から発光するバックライトと、を備え、
   前記可視光通信処理部で生成された１つの前記信号ユニットに対する複数の前記送信フレームは、少なくとも２つの前記送信フレームの前記複数のブロックの順序が異なり、
   前記可視光通信処理部で生成された１つの前記信号ユニットに対する複数の前記送信フレームは、少なくとも１つの前記送信フレームに、同一のブロックを複数個含み、複数の前記送信フレームで前記複数のブロックを全て含み、
   前記可視光通信処理部は、前記表示パネルの所定以上の輝度を有する領域を検出し、前記領域の大きさに応じて、前記送信フレームに含める同一のブロックの個数を決定し、前記信号ユニットに対する複数の前記送信フレームを生成する、
   表示装置。
2. 複数の信号ユニットで構成される可視光通信信号をカルーセル方式で出力可能な表示装置であって、
   映像信号を表示する表示パネルと、
   前記信号ユニットを符号化し、複数のブロックに分割し、前記複数のブロックを用いて送信フレームを複数生成してバックライト制御信号とする可視光通信処理部と、
   前記バックライト制御信号に基づいて、前記表示パネルを背面から発光するバックライトと、を備え、
   前記可視光通信処理部で生成された１つの前記信号ユニットに対する複数の前記送信フレームは、少なくとも２つの前記送信フレームの前記複数のブロックの順序が異なり、
   前記可視光通信処理部で生成された１つの前記信号ユニットに対する複数の前記送信フレームは、少なくとも１つの前記送信フレームに、同一のブロックを複数個含み、複数の前記送信フレームで前記複数のブロックを全て含み、
   前記可視光通信処理部は、前記表示装置と出力された前記可視光通信信号を受信可能な受信装置との距離に応じて、前記送信フレームに含める同一ブロックの個数を決定し、前記信号ユニットに対する複数の前記送信フレームを生成する、
   表示装置。
3. 前記可視光通信処理部は、隣接する２つの前記信号ユニットの間にリセット信号を挿入する、
   請求項１または２に記載の表示装置。
4. 複数の信号ユニットで構成される可視光通信信号をカルーセル方式で出力可能な表示装置であって、
   映像信号を表示する表示パネルと、
   前記信号ユニットを符号化し、複数のブロックに分割し、前記複数のブロックを用いて送信フレームを複数生成してバックライト制御信号とする可視光通信処理部と、
   前記バックライト制御信号に基づいて、前記表示パネルを背面から発光するバックライトと、を備え、
   前記可視光通信処理部で生成された１つの前記信号ユニットに対する複数の前記送信フレームは、少なくとも２つの前記送信フレームの前記複数のブロックの順序が異なり、
   前記可視光通信処理部は、１つの前記信号ユニットに対する複数の前記送信フレームのうち少なくとも１つの前記送信フレームにブランクを挿入する、
   表示装置。
5. 複数の信号ユニットで構成される可視光通信信号をカルーセル方式で出力可能な表示方法であって、
   前記信号ユニットを符号化し、複数のブロックに分割し、前記複数のブロックを用いてカルーセル方式で出力するための送信フレームを複数生成し、バックライト制御信号として出力する第１のステップと、
   前記バックライト制御信号に基づいてバックライトを制御する第２のステップと、を含み、
   前記第１のステップで生成された１つの前記信号ユニットに対する複数の前記送信フレームは、少なくとも２つの前記送信フレームの前記複数のブロックの順序が異なり、
   １つの前記信号ユニットに対する複数の前記送信フレームのうち少なくとも１つの前記送信フレームにブランクを挿入する、
   表示方法。