光で伝える ―LEDによる新しい情報伝達技術

混雑した博物館内で展示を見る際、スマートデバイスを遠くからかざすだけで手元の画面で解説を読むことができたり、CGによるアニメーションで展示の細部を楽しむことができたら、作品鑑賞にもっと新しい体験が加わるのではないでしょうか。

このような、リアルにあるモノとデジタル情報との結びつきを、もっと簡単に実現できないだろうか――そう考えた研究者が着目したのが「光」でした。

光を媒体とした情報通信は古くから研究されており、たとえば光ファイバーによる高速データ通信は、インターネットの基盤として広く利用されています。しかしそのような光を使う通信技術では、発信や受信に専用装置を用いるものが多く、誰もがどこでも手軽に使えるというものではありません。

今回ご紹介する富士通の「LED通信技術」は、これまでの「光」を用いた通信技術とは異なり、専用装置を用いなくても誰もが手軽に使える通信技術です。ベースとなったのは、富士通が長年にわたって研究してきた、TVの映像に情報を埋め込み、それをスマートデバイスで読み取る技術。たとえばTVショッピングの番組では、スマートデバイスをTV画面に向けるだけで、気に入った商品を購入するサイトへアクセスできるという形で使われています。

TVの映像ではなく、LED照明の光に情報を埋め込むことができたら「誰もがどこでも手軽に使える」情報通信を実現できるはず――。そうして開発されたのが、LED通信技術です。この技術が広まれば、「気になったら、スマートデバイスをかざしてみる」――そんな行動が広く流行するかもしれません。

LEDの光に情報を埋め込む

LED通信技術とは、光の3原色(Red、Green、BlueのRGB)に対応した各LEDの、発光の強弱を精密にコントロールすることで、人の目には分からない形で情報を埋め込む技術です。スマートデバイスの読み取りアプリケーションを用いて、その光の微妙な変化から情報を抽出します。そして、受け取った情報(コード)をクラウドのサーバに問い合わせると、コードに対応したコンテンツや情報を入手することができます。

LED照明の光を読み取るだけの簡単な仕組みのように思えますが、これを実現するには、いくつかの技術的な課題をクリアする必要がありました。そのうちの一つは、反射光です。LED照明から出た光を直接読み取るのではなく、モノに当たって反射された光を使うという仕組みのため、色の影響を大きく受けてしまいます。

たとえば、りんごのように赤く見えるモノは赤い光(長波長の光)が多く反射され、それ以外の光(短波長の青、中波長の緑)は吸収されています。この場合、LED照明でRGB各色の光を同じ強さで照らしたとしても、青と緑が弱くなった光に変化して反射されてしまいます。さらに、対象物が木炭のように黒い場合は、すべての光が吸収されて反射光が弱くなってしまいます。LED照明でモノを照らし、その反射光から情報を読み取るためには、このような「反射光」であるがゆえの性質を克服する必要がありました。

読み取りアプリケーションでは、反射光から、そのような色による影響を「差し引く」処理を行っています。実際に数ヶ月にわたって様々なモノを実験室に持ち込み、材質や色の違いなどに影響を受けないよう、1つ1つ確かめながら、アプリケーションの読み取り精度を改善していきました。

「汎用」へのこだわり

この技術の大きな特長は、照明に用いるLEDも、読み取るカメラも、どちらも汎用的な使い方を想定して研究している点です。開発に当たって、最もこだわった点でもあります。

LEDといっても、実際にはいくつかの種類があり、また、厳密にいえば、商品や個体によって発光の仕方にバラツキが生じることもあります。しかし、今回の技術では、RGBの三色が使われているLED照明であれば、ほぼどんな照明器具でも情報を付与するために応用することが可能です。

▲赤・緑・青の三色の強弱を緻密にコントロールし、情報付与を実現しています。

ごく一般に普及しているスマートデバイスで光を受け取ることができるため、誰でも簡単に利用できる仕組みになっています。読み取りアプリケーションでカメラのパラメータを細かく制御することで、解像度や色味など、機種ごとのカメラの違いを吸収することにも成功しました。

こうした「汎用」へのこだわりによって、最新のスマートデバイスだけでなく、古い機種でも利用することができるほか、スマートデバイスを持っていない人のために、読み取り専用機器を作ることもできます。

「光」あるところに情報を

この技術を採用する未来の博物館では、作品の展示方法や鑑賞方法が変わってくるかもしれません。

スマートデバイスを持っていれば、この技術を用いたLED照明で照らされた展示物にカメラをかざすと、展示物の詳細な説明や、それに関連した動画などの情報に、簡単にアクセスすることができます。

情報を付与したLED照明の光であっても、鑑賞者には、普通にライトアップされているようにしか見えません。さりげなく光の中に情報が埋め込まれていて、それに自分のスマートデバイスをかざすだけで、簡単に豊富な情報にアクセスできるのです。

将来的には、屋外の照明でも利用できるようになる可能性があります。LED照明の光が当てられた歴史的建造物にスマートデバイスをかざせば、建物の説明や歴史的な背景を映像で見ることができる――そんな使い方も考えられます。

また、LED照明器具そのものに、この技術をつけてしまうこともできるでしょう。そうなれば、もっと気軽に幅広い用途でこの技術を利用することが可能になります。今後、さらなる「LED通信技術」の研究によって、店舗の商品、美術品、人物、建造物など、ネットワークに直接つながっていないモノでも、手軽に動画やWEBサイトなど様々な情報の発信源となる世界が実現できるかもしれません。ライトアップのための「光」があれば、モノとコンテンツを簡単に結びつけることができる――そんな未来が、もうすぐそこまで来ているのです。