WO2024189869A1 - Position adjustment device, reception device, transmission device, communication device, and communication system - Google Patents
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- H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
- H04B10/67—Optical arrangements in the receiver
Definitions
- This disclosure relates to a position adjustment device used to adjust the position of a communication device that transmits and receives spatial optical signals.
- optical signals that propagate through space are sent and received without using a medium such as optical fiber.
- the spatial optical signals used in optical space communication are highly directional.
- spatial optical signals do not interfere with radio waves.
- an optical communication network can be constructed using opposing optical communication devices.
- Patent Document 1 discloses multiple optical transmitters and receivers arranged on approximately the same plane as repeaters for forming an optical communications network.
- the device in Patent Document 1 includes a detector, a focusing optical system, and a light-emitting element.
- the detector receives signal light transmitted from other optical transmitters and receivers.
- the focusing optical system is attached to a rotating body having an axis of rotation perpendicular to the plane on which the optical transmitters and receivers are arranged.
- the focusing optical system focuses the signal light on the detector.
- the light-emitting element is attached to a stationary body separate from the rotating body. The light-emitting element radiates signal light to the surroundings to be transmitted to other optical transmitters and receivers.
- Patent Document 1 According to the technique of Patent Document 1, by pointing a focusing optical system at other optical transceivers that form an optical communication network, it is possible to receive signal light transmitted from each optical transceiver. However, with the technique of Patent Document 1, it is not possible to simultaneously receive signal light transmitted from multiple optical transceivers that form an optical communication network. Furthermore, with the technique of Patent Document 1, it is only possible to transmit signal light to optical transceivers whose positions have been specified in advance.
- the purpose of this disclosure is to provide a position adjustment device etc. that can adjust the position of a communication device in correspondence with any direction along the same plane.
- a position adjustment device includes a rotation mechanism having an annular rotating holding member; a holding mechanism that is arranged on each of a plurality of communication devices and has a solenoid in which a movable core including a first fixed end facing the rotating holding member and a second fixed end facing the fixed holding member is inserted into a coil, in which the movable core moves towards the rotating holding member in response to energization of the coil so that the first fixed end is held by the rotating holding member, and in response to de-energization of the coil, the movable core moves towards the fixed holding member and separates from the rotating holding member; and a control unit that energizes the coil of the solenoid in the holding mechanism in which a communication device used for communication with a communication target is arranged, and rotates the rotation mechanism to control the communication direction of the communication device to face the communication target.
- This disclosure makes it possible to provide a position adjustment device that can adjust the position of a communication device in correspondence with any direction along the same plane.
- FIG. 2 is a conceptual diagram showing a configuration example of a receiving device according to the first embodiment.
- 4 is a conceptual diagram showing a configuration example of a holding mechanism included in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a state in which the solenoid of the holding mechanism included in the receiving device according to the first embodiment is de-energized.
- FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a state in which a solenoid of a holding mechanism included in the receiving device according to the first embodiment is energized.
- FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of the arrangement of holding rods included in a plurality of holding mechanisms included in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining a first example of a rotation holding member that holds a first fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining a first example of a rotation holding member that holds a first fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining a second example of a rotation holding member that holds a first fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining a second example of a rotation holding member that holds a first fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining a first example of a rotation holding member that holds a first fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining a first example of a rotation holding member that holds a first fixed end of
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a third example of a rotation holding member that holds a first fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a third example of a rotation holding member that holds a first fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a fourth example of a rotation holding member that holds a first fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a fourth example of a rotation holding member that holds a first fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a fourth example of a rotation holding member that holds a first fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a fifth example of a rotation holding member that holds a first fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a fifth example of a rotation holding member that holds a first fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a sixth example of a rotation holding member that holds a first fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a sixth example of a rotation holding member that holds a first fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a sixth example of a rotation holding member that holds a first fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a sixth example of a rotation holding member that holds a first fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining a first example of a fixing holding member that holds a second fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining a first example of a fixing holding member that holds a second fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a second example of a fixing holding member that holds a second fixed end of the holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining a first example of a fixing holding member that holds a second fixed end of a holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a second example of a fixing holding member that holds a second fixed end of the holding
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a second example of a fixing holding member that holds a second fixed end of the holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a third example of a fixing holding member that holds a second fixed end of the holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a third example of a fixing holding member that holds a second fixed end of the holding mechanism provided in the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 4 is a flowchart for explaining an example of operation of the receiving device according to the first embodiment.
- FIG. 11 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a receiving device according to a second embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating an example of the configuration of a receiving device according to a first modified example of the second embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating an example of the configuration of a receiving device according to Modification 2 of the second embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram showing an example of an image captured by a fisheye camera of a receiving device of Modification 2 according to the second embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating an example of the configuration of a transmission device according to a third embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating a configuration example of a transmission device according to a third modification of the third embodiment.
- FIG. 23 is a conceptual diagram showing an example of direction detection using a direction detection optical receiver of a transmission device according to a third modified example of the third embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating a configuration example of a transmission device according to a fourth modified example of the third embodiment.
- 13 is a conceptual diagram for explaining an image captured by a fisheye camera provided in a transmitting device according to a fourth modified example of the third embodiment.
- FIG. 13 is a flowchart for explaining an example of operation of a transmitting device according to the third embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating an example of the configuration of a communication device according to a fourth embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a track structure provided in a communication device according to a fourth embodiment.
- 13A and 13B are conceptual diagrams for explaining the movement of a drive part of a rotation mechanism included in a communication device according to a fourth embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram showing an example of the positional relationship between a receiver and a transmitter included in a communication device according to a fourth embodiment.
- 13 is a conceptual diagram showing a configuration example of a first relay mirror included in a communication device according to a fourth embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram showing a configuration example of a second relay mirror included in a communication device according to a fourth embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating an example of the configuration of a communication device according to a fifth modified example of the fourth embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining an application example of a communication device according to a fourth embodiment.
- FIG. 13 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a position adjustment device according to a fifth embodiment.
- FIG. 2 is a block diagram showing an example of a hardware configuration for executing control and processing according to each embodiment.
- the direction of the arrows in the figures is an example and does not limit the direction of light or signals.
- the lines showing the trajectory of light in the figures are conceptual and do not accurately represent the actual direction or state of light.
- changes in the direction or state of light due to refraction, reflection, diffusion, etc. at the interface between air and material may be omitted, or a light beam may be represented by a single line.
- cross sections may not be hatched in order to illustrate an example of the path of light or for other reasons such as a crowded configuration.
- the receiving device according to the first embodiment is used for optical space communication in which an optical signal propagating through space (hereinafter also referred to as a spatial optical signal) is transmitted and received.
- the receiving device according to this embodiment may be used for purposes other than optical space communication as long as it receives light propagating through space. Note that the drawings used in the description of this embodiment are conceptual and do not accurately depict the actual structure.
- FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a receiving device 1 according to this embodiment.
- the receiving device 1 includes a ball lens 10, a receiver 12, a holding mechanism 17, a rotation mechanism 18, and a control unit 19.
- the holding mechanism 17, the rotation mechanism 18, and the control unit 19 constitute a position adjustment device.
- the receiver 12 is a form of a communication device.
- the receiver 12 and the holding mechanism 17 are paired.
- the receiving device 1 includes a plurality of pairs of the receiver 12 and the holding mechanism 17.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of the receiving device 1 as seen from a side perspective.
- the receiving device 1 is stored inside a housing (not shown) in which an opening or window for receiving a spatial optical signal is formed.
- FIG. 1 is conceptual and does not accurately represent the shape of each component or the positional relationship between the components.
- the ball lens 10 is supported by a ball lens receiver 111 that has the shape of an upside-down spherical crown.
- the ball lens receiver 111 is disposed on the top of a support pillar 112 that is erected in the center of a disk-shaped base 110.
- the support pillar 112 is surrounded by a cylindrical pillar 113.
- a first bearing 115 having an annular shape is disposed on the side of the cylindrical pillar 113.
- a ring-shaped annular pillar 117 is disposed on the periphery of the upper surface of the base 110.
- a second bearing 118 having an annular shape is disposed on the inner edge of the upper part of the annular pillar 117.
- the bearing portions of the first bearing 115 and the second bearing 118 face each other at the same height.
- a ring-shaped fixing retaining member 176 is disposed on the upper surface of the base 110.
- the fixing retaining member 176 is formed along the lower side of the second fixed end 172 of the retaining mechanism 17.
- a ring-shaped annular track 184 is disposed on the upper surface of the annular pillar 117.
- a rotation mechanism 18 is disposed on the upper surface of the annular column 117.
- a circuit area 119 is formed inside the base 110.
- a processing board (not shown) on which a control unit 19 is mounted is housed in the circuit area 119.
- the control unit 19 includes a drive function for driving the holding mechanism 17 and the rotation mechanism 18, and a receiving function for processing the spatial light signal received by the receiver 12. Wiring between the components of the receiving device 1 and the control unit 19 is omitted.
- the control unit 19 may be located externally instead of in the circuit area 119.
- the control unit 19 may be implemented in a server or cloud connected via a communication network such as the Internet or an intranet.
- the ball lens 10 is a spherical lens.
- the ball lens 10 is an optical element that focuses a spatial optical signal arriving from the outside.
- the ball lens 10 is spherical when viewed from any angle.
- the ball lens 10 focuses the incident spatial optical signal.
- the light (also called an optical signal) originating from the spatial optical signal focused by the ball lens 10 is focused toward the focusing area of the ball lens 10. Since the ball lens 10 is spherical, it focuses a spatial optical signal arriving from any direction. In other words, the ball lens 10 exhibits the same focusing performance for spatial optical signals arriving from any direction.
- the light that enters the ball lens 10 is refracted when it enters the inside of the ball lens 10. Furthermore, the light traveling inside the ball lens 10 is refracted again when it is emitted to the outside of the ball lens 10. Most of the light emitted from the ball lens 10 is focused in the focusing area.
- ball lens 10 can be made of materials such as glass, crystal, and resin.
- materials such as glass, crystal, and resin that transmit/refract light in the visible range can be used for ball lens 10.
- optical glass such as crown glass and flint glass can be used for ball lens 10.
- crown glass such as BK (Boron Kron) can be used for ball lens 10.
- flint glass such as LaSF (Lanthanum Schwerflint) can be used for ball lens 10.
- quartz glass can be used for ball lens 10.
- crystal such as sapphire can be used for ball lens 10.
- transparent resin such as acrylic can be used for ball lens 10.
- a material that transmits near-infrared light is used for the ball lens 10.
- materials such as silicon can be used for the ball lens 10 in addition to glass, crystal, resin, etc.
- infrared a material that transmits infrared light
- materials such as silicon, germanium, and chalcogenide-based materials can be used for the ball lens 10.
- materials of the ball lens 10 there are no limitations on the material of the ball lens 10 as long as it can transmit/refract light in the wavelength region of the spatial light signal.
- the material of the ball lens 10 may be selected appropriately according to the desired refractive index.
- Receiver 12 has photodetector 121, support 122, retaining rod 123, first end 125, and second end 126.
- Photodetector 121 is positioned in the light collecting area of ball lens 10 by support 122. The light receiving surface of photodetector 121 faces ball lens 10.
- Support 122 is a rod-shaped column with two bent points when viewed from the side. Photodetector 121 is positioned above support 122, facing ball lens 10. The lower end of support 122 is fixed to the upper part of retaining rod 123.
- Retaining rod 123 is a rod-shaped member extending radially from the center of the base. Retaining rod 123 has first end 125 and second end 126 formed in a spherical shape.
- First end 125 is inserted into the bearing portion of first bearing 115.
- the second end 126 is inserted into the bearing portion of the second bearing 118.
- the first end 125 slides in the bearing portion of the first bearing 115 in response to the movement of the retaining rod 123.
- the second end 126 slides in the bearing portion of the second bearing 118 in response to the movement of the retaining rod 123. That is, in response to the movement of the retaining rod 123, the support 122 supporting the optical receiver 121 moves around the ball lens 10. As a result, the light receiving direction of the light receiving surface of the optical receiver 121 is changed.
- the optical receiver 121 is disposed in a position facing the ball lens 10 above the support 122. At least one light receiving element is disposed on the light receiving surface of the optical receiver 121.
- the light receiving element has a light receiving portion that receives an optical signal. The light receiving portion of the light receiving element is directed toward the ball lens 10. An optical signal focused by the ball lens 10 is incident on the light receiving portion of the light receiving element.
- the light receiving element receives the optical signal that is incident on the light receiving portion.
- the light receiving element converts the received optical signal into an electrical signal. The converted electrical signal is output to the control unit 19.
- the light receiving element receives light in the wavelength region of the spatial optical signal to be received.
- the light receiving element is sensitive to light in the visible region.
- the light receiving element is sensitive to light in the infrared region.
- the light receiving element is sensitive to light in the 1.5 ⁇ m (micrometer) band.
- the wavelength band of light to which the light receiving element is sensitive is not limited to the 1.5 ⁇ m band.
- the wavelength band of light received by the light receiving element can be set arbitrarily to match the wavelength of the spatial optical signal transmitted from the transmitting device (not shown).
- the wavelength band of light received by the light receiving element may be set to, for example, the 0.8 ⁇ m band, the 1.55 ⁇ m band, or the 2.2 ⁇ m band.
- the wavelength band of light received by the light receiving element may be, for example, the 0.8 to 1 ⁇ m band.
- a shorter wavelength band is advantageous for optical space communication during rainfall because it is less absorbed by moisture in the atmosphere.
- the light receiving element becomes saturated with intense sunlight, it cannot read the optical signal derived from the spatial optical signal. Therefore, a color filter that selectively passes light in the wavelength band of the spatial light signal may be installed in front of the light receiving element.
- the light receiving element can be realized by elements such as photodiodes and phototransistors.
- the light receiving element can be realized by an avalanche photodiode.
- a light receiving element realized by an avalanche photodiode can support high-speed communication.
- the light receiving element may be realized by elements other than photodiodes, phototransistors, and avalanche photodiodes as long as it can convert an optical signal into an electrical signal.
- the light receiving portion of the light receiving element is as small as possible.
- the light receiving portion of the light receiving element has a square light receiving surface with one side of about 5 mm (millimeters).
- the light receiving portion of the light receiving element has a circular light receiving surface with a diameter of about 0.1 to 0.3 mm.
- the size and shape of the light receiving portion of the light receiving element may be selected according to the wavelength band of the spatial optical signal, the communication speed, etc.
- the light receiver 121 may be configured to combine a first light receiving element that receives notification light and a second light receiving element that receives communication light.
- Notification light is light used by the communication target to notify its location.
- notification light is derived from light emitted from an LED (Light Emitting Diode) light source installed in the communication target.
- Communication light is a spatial light signal transmitted from the communication target.
- communication light is derived from light emitted from a laser light source installed in the communication target.
- the first light receiving element (not shown) is used to receive a spatial light signal (notification light) for notification. Compared to the light receiving surface of the second light receiving element, the light receiving surface of the first light receiving element has a larger area.
- the first light receiving element is sensitive to light in the wavelength band of the notification light.
- the first light receiving element is realized by a silicon-based photodiode.
- the light receiving surface of the first light receiving element converts the notification light received by the first light receiving element into an electrical signal. The converted electrical signal is output to the control unit 19.
- the second light receiving element (not shown) is used to receive a spatial optical signal (communication light) for communication. Compared to the light receiving surface of the first light receiving element, the light receiving surface of the second light receiving element has a smaller area.
- the second light receiving element is sensitive to light in the wavelength band of the communication light.
- the second light receiving element is realized by a photodiode that is sensitive to infrared light.
- the second light receiving element is realized by an indium gallium arsenide (InGaAs) photodiode.
- the communication light received by the second light receiving element is converted into an electrical signal.
- the converted electrical signal is output to the control unit 19.
- the holding mechanism 17 has a solenoid 170, a first fixed end 171, a second fixed end 172, a movable core 173, and a spring 174.
- FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of the holding mechanism 17.
- FIG. 2 is an oblique view of the holding mechanism 17 seen from an obliquely upward perspective.
- the solenoid 170 is arranged on the holding rod 123 so as to penetrate vertically.
- a coil (not shown) is arranged inside the solenoid 170.
- a movable core 173 is inserted inside the coil.
- the movable core 173 (also called a plunger) is a metal that is magnetized in response to the passage of electricity through the coil.
- the movable core 173 is ferritic or martensitic stainless steel.
- the first fixed end 171 is installed at the upper end of the movable core 173.
- the first fixed end 171 has a shape in which multiple conical protrusions protrude upward.
- a rotation holding member 175 is arranged above the first fixed end 171.
- the movable core 173 moves upward.
- the upper end portion of the first fixed end 171 is temporarily held by the rotation holding member 175.
- the second fixed end 172 is installed at the lower end of the movable core 173.
- the second fixed end 172 has a shape in which multiple cone-shaped protrusions protrude downward.
- a fixing holding member 176 is disposed below the second fixed end 172. When the coil is not energized, the lower end portion of the second fixed end 172 is held by the fixing holding member 176.
- a spring 174 is disposed around the movable core 173 in a portion exposed to the outside from below the solenoid 170. The spring 174 is a spiral-shaped coil spring.
- FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the state of the holding mechanism 17 when the coil of the solenoid 170 is not energized.
- the movable core 173 falls downward due to the elastic force of the spring 174 and gravity.
- the second fixed end 172 is held by the fixing holding member 176.
- the holding rod 123 on which the holding mechanism 17 is installed does not move.
- FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the state of the holding mechanism 17 when the coil of the solenoid 170 is energized.
- the movable core 173 moves upward.
- the first fixed end 171 is temporarily held by the rotation holding member 175.
- FIG. 5 is a conceptual diagram of the receiving device 1 viewed from above.
- FIG. 5 illustrates a state in which the ball lens 10, the ball lens holder 111, and the support column 112 are removed.
- FIG. 5 shows an example in which six holding rods 123 are arranged. The number of holding rods 123 is not limited to six.
- the holding rods 123 are arranged radially from the support column 112.
- FIG. 5 illustrates the tire 183 and the rotating table 185 included in the rotating mechanism 18. The side of the tire 183 contacts the side of the rotating table 185.
- the rotating table 185 rotates in response to the rotation of the tire 183.
- each of the multiple holding rods 123 in the initial state is set to a preset initial position.
- each holding rod 123 is adjusted by transmitting and receiving spatial light signals between the devices in accordance with the positional relationship (positional information) between the receiving device 1 and the communication target. It is preferable that the position of each holding rod 123 be accurately adjusted according to the number of rotations of the tire 183 and the rotating table 185.
- a detector (not shown) for detecting the position of each holding rod 123 may be provided.
- the rotating table 185 When the rotating table 185 is rotated around the support column 112 while the first fixed end 171 is held by the rotating holding member 175, the position of the holding mechanism 17 changes.
- the holding rod 123 on which the solenoid 170 is disposed moves.
- the direction of the light receiving surface of the light receiver 121 disposed on the support column 122 held by the holding rod 123 changes.
- the rotation mechanism 18 has a motor 181, a rotating shaft 182, a tire 183, an annular track 184, and a rotating table 185.
- the rotating shaft 182 is the motor shaft of the motor 181.
- a tire 183 is attached to the rotating shaft 182.
- the material of the tire 183 is an elastic body such as rubber.
- the side of the tire 183 is arranged so as to be in contact with the side of the rotating table 185.
- the annular track 184 is an annular track centered on the support pillar 112.
- An annular groove is formed on the upper surface of the annular track 184 centered on the support pillar 112.
- the rotating table 185 is a cylindrical table that opens downward.
- An opening is formed on the upper surface of the rotating table 185 so as not to interfere with the support pillar 122 of the receiver 12.
- the lower end of the rotating table 185 forms a ring.
- the annular lower end of the rotating table 185 is fitted into the groove on the upper surface of the annular track 184.
- the rotating table 185 is rotatably arranged along a groove on the upper surface of the circular track 184.
- a tire 183 attached to the rotating shaft 182 rotates in accordance with the rotation of the rotating shaft 182 in response to the drive of the motor 181 by the drive function included in the control unit 19.
- the rotating table 185 rotates in accordance with the rotation of the tire 183.
- a rotating holding member 175 is installed on the underside of the rotating table 185 in accordance with the position of the first fixed end 171 of the holding mechanism 17. As shown in FIG. 5, the rotating holding member 175 is formed in a circular ring shape centered on the support post 112. When the rotating table 185 rotates with the first fixed end 171 of any holding mechanism 17 held by the rotating holding member 175, the position of the receiver 12 paired with that holding mechanism 17 is changed.
- the control unit 19 (control means) includes a driving function for driving the holding mechanism 17 and the rotation mechanism 18.
- the control unit 19 also includes a receiving function for processing the spatial light signal received by the receiver 12.
- the control unit 19 is realized by a microcomputer having a processor and a memory.
- the control unit 19 In the stage of establishing communication with a communication target, the control unit 19 detects the communication target according to light received by any of the optical receivers 121 included in the multiple receivers 12. The control unit 19 identifies the direction of the detected communication target according to the state of light reception by the optical receiver 121. The control unit 19 selects the receiver 12 to be used for communication with the communication target in the identified direction. The control unit 19 energizes the coil of the solenoid 170 of the holding mechanism 17 paired with the selected receiver 12. When the coil is energized, the movable core 173 inserted in the coil moves upward. In this state, the first fixed end 171 of the holding mechanism 17 is held by the rotation holding member 175.
- the control unit 19 drives the rotation mechanism 18 to orient the light receiving surface of the optical receiver 121 of the selected receiver 12 toward the communication target.
- the control unit 19 adjusts the position of the optical receiver 121 according to changes from the initial position of the optical receiver 121.
- the control unit 19 releases the power to the solenoid 170 of the holding mechanism 17 paired with the selected receiver 12.
- the second fixed end 172 of the holding mechanism 17 is held by the fixing holding member 176. At this stage, the environment is ready to receive the spatial optical signal transmitted from the communication target.
- the control unit 19 receives a spatial optical signal from the communication target using the optical receiver 121 of the receiver 12.
- the control unit 19 acquires a signal output from the optical receiving element of the optical receiver 121.
- the control unit 19 amplifies the signal from the optical receiving element. Details of the signal processing by the control unit 19 will not be explained here.
- the control unit 19 decodes the amplified signal.
- the signal decoded by the control unit 19 is used for any purpose. There are no particular limitations on the use of the signal decoded by the control unit 19.
- rotation holding member 175 Next, specific examples of the rotation holding member 175 will be described. Six examples will be given below.
- the rotation holding member 175 is not limited to the following examples.
- FIG. 6 to FIG. 7 are conceptual diagrams for explaining a first example of the rotational holding member 175 (rotational holding member 1751).
- FIG. 6 to FIG. 7 are diagrams seen from a side perspective.
- the rotational holding member 1751 has a shape with multiple conical projections protruding downward.
- the rotational holding member 1751 is made of a material that is softer than the first fixed end 171.
- the material of the rotational holding member 1751 is resin.
- FIGS. 8 to 9 are conceptual diagrams for explaining a second example of the rotational holding member 175 (rotational holding member 1752).
- FIGS. 8 to 9 are views from a side perspective.
- the rotational holding member 1752 has a structure in which an elastic membrane that is recessed in response to the application of pressure is arranged facing downward.
- the rotational holding member 1752 elastically deforms in response to contact with the first fixed end 171.
- the material of the rotational holding member 1752 is resin.
- FIG. 10 to 11 are conceptual diagrams for explaining a third example of the rotation holding member 175 (rotation holding member 1753).
- FIG. 10 to FIG. 11 are diagrams seen from a side perspective.
- the rotation holding member 1753 is made of a material into which the first fixed end 171 is stuck.
- the material of the rotation holding member 1753 is a resin that is softer than the first fixed end 171.
- FIG. 12 and 13 are conceptual diagrams for explaining a fourth example of the rotation holding member 175 (rotation holding member 1754).
- FIG. 12 and FIG. 13 are diagrams seen from a side perspective.
- the rotation holding member 1754 has a mesh through which the tip of the first fixed end 171 penetrates.
- the material of the mesh of the rotation holding member 1754 is metal or resin.
- FIG. 14 to 15 are conceptual diagrams for explaining a fifth example of the rotation holding member 175 (rotation holding member 1755).
- FIG. 14 to FIG. 15 are diagrams seen from a side perspective.
- a first fixed end 1715 is arranged at the upper end of the movable core 173 instead of the first fixed end 171.
- the material of the first fixed end 1715 is not particularly limited as long as it does not interfere with the magnetic force of the movable core 173 magnetized by energizing the coil.
- the material of the first fixed end 1715 is a metal or resin that is easily magnetized.
- the rotation holding member 1755 is a member to which the movable core 173 magnetized by energizing the coil is attached.
- the material of the rotation holding member 1755 is a metal that is easily magnetized.
- the movable core 173 is in a state of falling downward (FIG. 14).
- the magnetized movable core 173 moves upward and the first fixed end 1715 comes into contact with the rotation holding member 1755 (FIG. 15).
- the direction of the light receiving surface of the light receiver 121 disposed on the support 122 fixed to the holding rod 123 changes in accordance with the movement of the holding rod 123 on which the holding mechanism 17 is disposed.
- the coil of the solenoid 170 is de-energized, the first fixed end 1715 comes off the rotation holding member 1755 in accordance with the elastic force of the spring 174 and gravity, and the movable core 173 falls downward (FIG. 14).
- FIGS. 16 to 18 are conceptual diagrams for explaining a sixth example of the rotation holding member 175 (rotation holding member 1756).
- FIGS. 16 to 17 are views from a side perspective.
- FIG. 18 is a conceptual diagram of the receiving device 1 as viewed from an upper perspective.
- FIG. 18 illustrates a state in which the ball lens 10, the ball lens receiver 111, and the support column 112 are removed.
- a first fixed end 1716 is disposed at the upper end of the movable core 173 instead of the first fixed end 171.
- the material of the first fixed end 1716 is not particularly limited.
- the material of the first fixed end 1716 is metal or resin. As shown in FIG.
- the rotation holding member 1756 has a plurality of plate-shaped members whose long sides are arranged along the radial direction.
- the plurality of plate-shaped members are installed on the lower surface of the rotation holding member 1756.
- the material of the rotation holding member 1756 is not particularly limited.
- the material of the rotation holding member 1756 is metal or resin.
- the fixing holding member 176 will be described by giving specific examples. Three examples will be given below.
- the fixing holding member 176 is not limited to the following examples.
- FIG. 19 and 20 are conceptual diagrams for explaining a first example of the fixing holding member 176 (fixing holding member 1761).
- FIG. 19 and FIG. 20 are views from a side perspective.
- the fixing holding member 1761 has a shape in which a plurality of conical projections protrude upward.
- the fixing holding member 1761 is made of a material that is softer than the second fixed end 172.
- the material of the fixing holding member 1761 is resin.
- FIG. 21 and 22 are conceptual diagrams for explaining a second example of the fixing holding member 176 (fixing holding member 1762).
- FIG. 21 and FIG. 22 are diagrams seen from a side perspective.
- the fixing holding member 1762 has a mesh through which the tip of the second fixed end 172 penetrates.
- the material of the mesh of the fixing holding member 1762 is metal or resin.
- FIG. 23 to 24 are conceptual diagrams for explaining a third example (fixing holding member 1763) of the fixing holding member 176.
- FIG. 23 to FIG. 24 are diagrams seen from a side perspective.
- a second fixed end 1723 is installed at the lower end of the movable core 173.
- Either a hook or a loop of a hook-and-loop fastener is formed on the upper surface of the fixing holding member 1763 and the lower surface of the second fixed end 1723.
- a hook is formed on the upper end surface of the fixing holding member 1763
- a loop is formed on the lower end surface of the second fixed end 172.
- the second fixed end 1723 and the fixing holding member 1763 are made of resin.
- the coil of the solenoid 170 is not energized, the movable core 173 is in a state where it has fallen downward, and the second fixed end 1723 is held by the fixing holding member 1763 (FIG. 23). In this state, even if the rotating base 185 of the rotating mechanism 18 is rotated, the holding rod 123 on which the holding mechanism 17 is arranged does not move.
- Fig. 25 is a flowchart for explaining the operation of the receiving device 1.
- the flowchart in Fig. 25 relates to the operation at the stage of establishing communication with a communication target.
- the control unit 19 provided in the receiving device 1 is the subject of operation.
- the control unit 19 adjusts the position of the holding mechanism 17 in response to a change from the initial position of the holding mechanism 17 that has been set in advance.
- step S11 when the control unit 19 detects a communication target (Yes in step S11), it identifies the direction of the detected communication target (step S12). If the control unit 19 has not detected a communication target (No in step S11), it continues step S11 until a communication target is detected.
- control unit 19 selects the receiver 12 to be used for communication with the communication target in the identified direction (step S13).
- control unit 19 energizes the coil of the solenoid 170 of the holding mechanism 17 that is paired with the selected receiver 12 (step S14). At this stage, the first fixed end 171 of the holding mechanism 17 is held by the rotating holding member 175.
- control unit 19 drives the rotation mechanism 18 to orient the light receiving surface of the optical receiver 121 of the selected receiver 12 in the direction of the communication target (step S15).
- the control unit 19 drives the rotation mechanism 18 and controls it so that the light receiving surface of the optical receiver 121, sandwiching the ball lens 10, is oriented in the direction of the communication target.
- control unit 19 de-energizes the coil of the solenoid 170 of the holding mechanism 17 (step S16).
- the second fixed end 172 of the holding mechanism 17 is held by the fixing holding member 176.
- the communication environment between the receiving device 1 and the communication target is established.
- control unit 19 receives the spatial light signal using the optical receiver 121 of the receiver 12 whose position has been adjusted (step S17).
- the control unit 19 executes various processes according to the received spatial light signal.
- the receiving device of this embodiment includes a ball lens, at least one receiver, a holding mechanism, a rotation mechanism, and a control unit.
- the holding mechanism, the rotation mechanism, and the control unit constitute a position adjustment device.
- the ball lens is a spherical lens.
- the receiver corresponds to a communication device.
- the receiver has at least one light receiving element.
- the receiver is arranged to move in a ring shape in the light collecting area of the ball lens in accordance with the movement of the holding mechanism of the associated position adjustment device.
- the holding mechanism is arranged in each of the multiple receivers.
- the holding mechanism has a solenoid. A movable core is inserted into the coil of the solenoid.
- the movable core includes a first fixed end facing the rotating holding member and a second fixed end facing the fixed holding member.
- the rotating mechanism is provided with an annular rotating holding member.
- the movable core inserted into the coil of the solenoid of the holding mechanism is arranged to be movable along the vertical direction.
- the first fixed end is directed upward, and the second fixed end is directed downward.
- the control unit controls the coil of a solenoid in a holding mechanism in which a receiver used for communication with a communication target is arranged, and rotates the rotation mechanism to orient the communication direction of the receiver toward the communication target.
- the receiving device of this embodiment rotates the rotation mechanism while the coil of the solenoid of the holding mechanism in which the receiver that receives the spatial light signal from the communication target is placed is energized, thereby directing the receiving direction of the receiver towards the communication target.
- the receiving direction of the receiver can be adjusted to face any direction within the rotation plane of the rotation mechanism.
- the position of the receiver can be adjusted to correspond to any direction along the same plane.
- the first fixed end has a shape with multiple protrusions.
- the rotation holding member has a structure that temporarily holds the first fixed end.
- the first fixed end is temporarily held by the rotation holding member when the solenoid coil is energized. According to this aspect, by rotating the rotation mechanism with the first fixed end temporarily held by the rotation holding member, the receiving direction of the receiver can be adjusted to any direction within the rotation plane of the rotation mechanism.
- the receiving device of this embodiment differs from the first embodiment in the structure of the position adjustment device. In the following, the description of the same parts as the first embodiment may be omitted.
- FIG. 26 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of the receiving device 2 according to this embodiment.
- the receiving device 2 includes a ball lens 20, a receiver 22, a holding mechanism 27, a rotation mechanism 28, and a control unit 29.
- the holding mechanism 27, the rotation mechanism 28, and the control unit 29 constitute a position adjustment device.
- the receiver 22 is a form of a communication device.
- the receiver 22 and the holding mechanism 27 are paired.
- the receiving device 2 includes a plurality of pairs of the receiver 22 and the holding mechanism 27.
- FIG. 26 is a cross-sectional view of the receiving device 2 as seen from a side perspective.
- the receiving device 2 is stored inside a housing (not shown) in which an opening or window for receiving a spatial optical signal is formed.
- FIG. 26 is conceptual and does not accurately represent the shape of each component or the positional relationship between the components.
- the ball lens 20 has the same configuration as the ball lens 10 of the first embodiment.
- the ball lens 20 is a spherical lens.
- the ball lens 20 focuses the incident spatial optical signal.
- the light (also called optical signal) derived from the spatial optical signal focused by the ball lens 20 is focused toward the focusing area of the ball lens 20.
- the ball lens 20 is supported by a ball lens receiver 211 that has a shape of an upside-down spherical crown.
- the ball lens receiver 211 is disposed on the top of a support column 212 that is erected in the center of a disk-shaped base 210.
- the periphery of the support column 212 is surrounded by a cylindrical column 213.
- a fixing holder 276 is disposed on the side of the cylindrical column 213.
- the fixing holder 276 has the same configuration as the fixing holder 176 of the first embodiment.
- the fixing holder 276 is disposed in a ring shape in accordance with the side of the cylindrical column 213 with the
- a rotation mechanism 28 is disposed on the upper surface of the base 210.
- the rotation mechanism 28 has the same configuration as the rotation mechanism 18 of the first embodiment.
- the rotation mechanism 28 has a motor 281, a rotation shaft 282, a tire 283, an annular track 284, and a rotating table 285.
- the rotation shaft 282 is the motor shaft of the motor 281.
- a tire 283 is attached to the rotation shaft 282.
- the side of the tire 283 is disposed so as to be in contact with the side of the rotating table 285.
- the annular track 284 is an annular track centered on the support pillar 212.
- a groove is formed on the upper surface of the annular track 284, which is recessed in an annular shape centered on the support pillar 212.
- the rotating table 285 is a cylindrical table that is open at the bottom.
- An opening is formed on the upper surface of the rotating table 285 so as not to interfere with the support pillar 222 of the receiver 22.
- the lower end of the rotating table 285 forms a ring.
- the lower end of the rotating table 285 is fitted into a groove on the upper surface of the annular track 284.
- the rotating table 285 is arranged to be rotatable along the groove on the upper surface of the annular track 284. In accordance with the rotation of the rotating shaft 282 in response to the drive of the motor 281 by the drive function included in the control unit 29, the tire 283 attached to the rotating shaft 282 rotates. In accordance with the rotation of the tire 283, the rotating table 285 rotates.
- a first annular orbit 225 and a second annular orbit 226 are arranged on the upper surface of the base 210.
- the first annular orbit 225 and the second annular orbit 226 are circular orbits centered on the support pillar 212.
- the first annular orbit 225 is arranged outside the second annular orbit 226.
- the first annular orbit 225 and the second annular orbit 226 are arranged concentrically.
- a circular groove centered on the support pillar 212 is formed on the upper surfaces of the first annular orbit 225 and the second annular orbit 226.
- a first support 278 is fitted into the groove on the upper surface of the first annular orbit 225.
- the first support 278 slides along the groove on the upper surface of the first annular orbit 225.
- a second support 279 is fitted into the groove on the upper surface of the second annular orbit 226.
- the second support 279 slides along the groove on the upper surface of the second annular orbit 226.
- the first support 278 and the second support 279 are members that movably support the solenoid 270 of the holding mechanism 27.
- the distance between the first annular orbit 225 and the second annular orbit 226 is set to be the same as the distance between the first support 278 and the second support 279.
- a rotation holding member 275 is installed on the inner surface of the rotating table 285 in alignment with the position of the first fixed end 271 of the holding mechanism 27.
- the rotation holding member 275 has a configuration similar to that of the rotation holding member 175 of the first embodiment.
- the fixed holding member 276 is arranged in a ring shape in alignment with the inner surface of the rotating table 285, with the holding surface facing inward.
- a circuit area 219 is formed inside the base 210.
- a control unit 29 is disposed in the circuit area 219.
- the control unit 29 has a driving function for driving the holding mechanism 27 and the rotation mechanism 28, and a receiving function for processing the spatial light signal received by the receiver 22. Wiring between the components of the receiving device 2 and the control unit 29 is omitted.
- the control unit 29 may be disposed externally instead of in the circuit area 219.
- the control unit 29 may be implemented in a server or cloud connected via a communication network such as the Internet or an intranet.
- Receiver 22 has photodetector 221 and support 222.
- Photodetector 221 has the same configuration as photodetector 121 of the first embodiment.
- Support 222 has the same configuration as support 122 of the first embodiment.
- Photodetector 221 is positioned in the light-focusing area of ball lens 20 by support 222.
- the light-receiving surface of photodetector 221 faces ball lens 20.
- Support 222 is a rod-shaped pillar having two bent points when viewed from the side.
- Photodetector 221 is positioned above support 222 in a position facing ball lens 20.
- the lower end of support 222 is fixed to the outer upper part of solenoid 270 of holding mechanism 27.
- the support 222 supporting the optical receiver 221 moves around the ball lens 20.
- the light receiving direction of the light receiving surface of the optical receiver 221 is changed.
- the optical receiver 221 is disposed in a position facing the ball lens 20 above the support 222. At least one light receiving element is disposed on the light receiving surface of the optical receiver 221.
- the light receiving element has a light receiving portion that receives an optical signal. The light receiving portion of the light receiving element is directed toward the ball lens 20. An optical signal focused by the ball lens 20 is incident on the light receiving portion of the light receiving element.
- the light receiving element receives the optical signal that is incident on the light receiving portion.
- the light receiving element converts the received optical signal into an electrical signal. The converted electrical signal is output to the control unit 29.
- the holding mechanism 27 has a solenoid 270, a first fixed end 271, a second fixed end 272, a movable core 273, and a spring 274.
- the solenoid 270, the first fixed end 271, the second fixed end 272, the movable core 273, and the spring 274 have the same configuration as the corresponding configuration in the first embodiment.
- a coil (not shown) is arranged inside the solenoid 270.
- the movable core 273 is inserted inside the coil.
- the solenoid 270 is arranged sideways. In response to the passage of electricity through the coil, the movable core 273 inside the solenoid 270 moves along the radial direction of a circle centered on the support column 212.
- the first fixed end 271 is installed at the first end of the movable core 273.
- the first fixed end 271 has a shape with multiple conical protrusions protruding.
- a rotation holding member 275 is arranged on the side of the first fixed end 271.
- the movable core 273 moves toward the outer periphery of the base 210.
- the first fixed end 271 is temporarily held by the rotation holding member 275.
- a second fixed end 272 is provided at the second end of the movable core 273.
- the second fixed end 272 has a shape with multiple cone-shaped protrusions protruding.
- a fixing holding member 276 is disposed on the side of the second fixed end 272.
- a spring 274 is disposed around the movable core 273 in a portion exposed to the outside between the solenoid 270 and the second fixed end 272.
- the spring 274 is a helical coil spring.
- Both ends of the solenoid 270 are sandwiched by a first support 278 and a second support 279.
- An opening through which the movable core 273 passes is formed in the first support 278 and the second support 279.
- the first support 278 and the second support 279 are members that support the solenoid 270 of the holding mechanism 27.
- the distance between the first support 278 and the second support 279 is set to be the same as the distance between the first annular orbit 225 and the second annular orbit 226.
- the lower end of the first support 278 is fitted into a groove on the upper surface of the first annular orbit 225.
- the lower end of the second support 279 is fitted into a groove on the upper surface of the second annular orbit 226.
- the solenoid 270 moves in accordance with the movement of the first support 278 and the second support 279 that move along the first annular orbit 225 and the second annular orbit 226.
- the rotating table 285 When the rotating table 285 is rotated around the support column 212 while the first fixed end 271 is held by the rotating holding member 275, the position of the holding mechanism 27 changes. In response to the change in the position of the holding mechanism 27, the direction of the light receiving surface of the light receiver 221 arranged on the support column 222 fixed to the solenoid 270 changes.
- the movable core 273 moves toward the center of the base 210 in response to the elastic force of the spring 274, and the second fixed end 272 is held by the fixing holding member 276.
- the receiver 22 on which the holding mechanism 27 is installed does not move.
- the control unit 29 includes a driving function for driving the holding mechanism 27 and the rotation mechanism 28.
- the control unit 29 also includes a receiving function for processing the spatial light signal received by the receiver 22.
- the control unit 29 is realized by a microcomputer having a processor and a memory.
- the control unit 29 In the stage of establishing communication with a communication target, the control unit 29 detects the communication target according to light received by any of the optical receivers 221 included in the multiple receivers 22. The control unit 29 identifies the direction of the detected communication target according to the state of light reception by the optical receiver 221. The control unit 29 selects the receiver 22 to be used for communication with the communication target in the identified direction. The control unit 29 energizes the solenoid 270 of the holding mechanism 27 paired with the selected receiver 22. In this state, the first fixed end 271 of the holding mechanism 27 is held by the rotation holding member 275.
- the control unit 29 drives the rotation mechanism 28 to orient the light receiving surface of the optical receiver 221 of the selected receiver 22 toward the communication target.
- the control unit 29 adjusts the position of the optical receiver 221 according to changes from the initial position of the optical receiver 221.
- the control unit 29 releases the power supply to the solenoid 270 of the holding mechanism 27 paired with the selected receiver 22.
- the second fixed end 272 of the holding mechanism 27 is held by the fixing holding member 276. At this stage, the environment is prepared for receiving a spatial optical signal from the communication target.
- the control unit 29 receives a spatial optical signal from the communication target using the optical receiver 221 of the receiver 22.
- the control unit 29 acquires the signal output from the optical receiving element of the optical receiver 221.
- the control unit 29 amplifies the signal from the optical receiving element. Details of the signal processing by the control unit 29 will not be explained here.
- the control unit 29 decodes the amplified signal.
- the signal decoded by the control unit 29 is used for any purpose. There are no particular limitations on the use of the signal decoded by the control unit 29.
- FIG. 27 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a modified example 1 (receiving device 2-1) related to the receiving device 2 of this embodiment.
- the receiving device 2-1 differs from the receiving device 2 (FIG. 26) in that it includes an encoder 227 and a scale 228.
- the encoder 227 and the scale 228 are an example of a position detector that detects the position of the receiver 22 (communication device).
- a circular ring-shaped column 217 is disposed on the periphery of the upper surface of the base 210 of the receiving device 2-1.
- the scale 228 is disposed on the upper surface of the ring-shaped column 217.
- the scale 228 is formed in a circular shape with the support column 212 as the center.
- a pattern for reading the position (position pattern) is formed on the upper surface of the scale 228.
- the encoder 227 is disposed on the support 222 of the receiver 22.
- the encoder 227 is disposed in a position where it can read the scale 228.
- the encoder 227 is disposed directly above the scale 228.
- the encoder 227 may also be disposed diagonally above the scale 228.
- the encoder 227 reads the position pattern and identifies the position of the receiver 22 on which the encoder 227 is disposed.
- the encoder 227 includes a light source, a lens, and a light receiving element.
- the light source emits light toward the position pattern below to read the position of the receiver 22.
- the light reflected at the position of the position pattern is focused by the lens on the light receiving surface of the light receiving element.
- the light receiving element receives the light focused by the lens.
- the light received by the light receiving element is converted into an electrical signal and output to the control unit 29.
- the control unit 29 identifies the position of the receiver 22 according to the pattern of the electrical signal.
- the position of the receiver 22 can be determined according to the position pattern of the scale 228 read by the encoder 227. Therefore, according to this modified example, the position of the receiver 22 can be accurately adjusted.
- Fig. 28 is a conceptual diagram of the configuration of a modified example 2 (receiving device 2-2) related to the receiving device 2 of this embodiment.
- the receiving device 2-2 differs from the receiving device 2 (Fig. 26) in that it includes a fisheye camera 290.
- the fisheye camera 290 is an example of a position detector that detects the position of the receiver 22 (communication device).
- the receiving device 2-2 is disposed inside a housing 200.
- the side surface of the housing 200 is transparent in the wavelength band of the spatial optical signal.
- the fisheye camera 290 captures an image derived from light arriving from the horizontal direction and an image of the receiving device 2-2 arranged inside the housing 200.
- FIG. 29 is a conceptual diagram for explaining the image captured by the fisheye camera 290.
- FIG. 29 shows an internal region where an image inside the housing 200 is detected, and an external region where an image outside the housing 200 is detected.
- the ball lens 20 and the receiver 22 are reflected in the internal region.
- the spatial light signal (notification light) transmitted from the communication target is reflected in the external region.
- the receiver 22 is moved from position A to position B opposite the position of the notification light. By controlling in this way, the light receiving surface of the light receiver 221 included in the receiver 22 moved to position B is directed toward the communication target.
- an image captured by the fisheye camera 290 is used to detect a spatial light signal (notification light) transmitted from the communication target.
- the position of the receiver 22 is changed according to the position of the detected notification light. Therefore, according to this modified example, the position of the receiver 22 can be accurately adjusted to match the position of the communication target.
- the receiving device of this embodiment includes a ball lens, at least one receiver, a holding mechanism, a rotation mechanism, and a control unit.
- the holding mechanism, the rotation mechanism, and the control unit constitute a position adjustment device.
- the ball lens is a spherical lens.
- the receiver corresponds to a communication device.
- the receiver has at least one light receiving element.
- the receiver is arranged to move in a circular shape in the light collecting area of the ball lens in accordance with the movement of the holding mechanism of the associated position adjustment device.
- the holding mechanism has a solenoid.
- a movable core is inserted into the coil of the solenoid.
- the movable core includes a first fixed end facing the rotation holding member and a second fixed end facing the fixed holding member.
- An annular rotation holding member is installed in the rotation mechanism.
- the movable core inserted into the coil of the solenoid of the holding mechanism is arranged to be movable along the horizontal direction.
- the first fixed end is oriented in the circumferential direction of the rotation mechanism.
- the second fixed end is oriented in the rotation axis direction of the rotation mechanism.
- the movable core moves in the direction of the rotation axis of the rotation mechanism, and the first fixed end is held by a rotation holding member arranged in the direction of the rotation axis of the rotation mechanism.
- the movable core moves toward the fixed holding member and separates from the rotation holding member.
- the control unit controls the energization of the solenoid coil of the holding mechanism in which the receiver used for communication with the communication target is arranged, and rotates the rotation mechanism to orient the communication direction of the receiver toward the communication target.
- the receiving device of this embodiment rotates the rotation mechanism while the coil of the solenoid of the holding mechanism in which the receiver that receives the spatial light signal from the communication target is placed is energized, thereby directing the receiving direction of the receiver towards the communication target.
- the receiving direction of the receiver can be adjusted to face any direction within the rotation plane of the rotation mechanism.
- the position of the receiver can be adjusted to correspond to any direction along the same plane.
- the receiving device is provided with a position detector that detects the position of the receiver (communication device).
- the control unit aligns the communication direction of the receiver with the communication target based on the position of the receiver detected by the position detector.
- the position of the receiver can be adjusted based on the position of the receiver detected by the position detector. Therefore, according to this aspect, the position of the receiver can be accurately adjusted to match the position of the communication target.
- the transmitting device of this embodiment includes a position adjustment device and a rotation mechanism similar to those of the first and second embodiments. In the following, the description of the same parts as those of the first and second embodiments may be omitted. In the following, an example is given in which the transmitting device of this embodiment is combined with the receiving device of the first and second embodiments.
- the transmitting device of this embodiment identifies the direction of a communication target based on the spatial optical signal received by the receiving device of the first and second embodiments, and prepares an environment for transmitting a spatial optical signal toward the communication target.
- FIG. 30 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of the transmitting device 3 according to this embodiment.
- the transmitting device 3 includes a light source 31, a spatial light modulator 32, a light-transmitting mirror 33, a holding mechanism 37, a rotation mechanism 38, and a control unit 39.
- the holding mechanism 37, the rotation mechanism 38, and the control unit 39 constitute a position adjustment device.
- the light-transmitting mirror 33 is suspended by a suspension column 331 below a holding rod 333 on which the holding mechanism 37 is arranged.
- the light-transmitting mirror 33 and the suspension column 331 constitute a transmitter.
- the transmitter is one form of a communication device.
- the transmitter and the holding mechanism 37 are paired.
- the transmitting device 3 includes a plurality of pairs of a transmitter and a holding mechanism 37.
- FIG. 30 is a cross-sectional view of the transmitting device 3 as seen from a side perspective.
- the transmitting device 3 is stored inside a housing in which a window W for transmitting a spatial light signal is formed.
- FIG. 30 is conceptual and does not accurately represent the shape of each component or the positional relationship between the components.
- the housing of the transmitter 3 is composed of a cover 300, a base 310, an annular body 380, and a cylindrical body 390.
- a support column 312 is suspended from the ceiling of the cover 300.
- a through hole is formed in the support column 312 in the vertical direction.
- a first annular bearing 315 is formed on the side of the support column 312.
- the cylindrical body 390 is placed on the base 310.
- a window W for projecting the projection light 303 is opened in the cylindrical body 390.
- the annular body 380 is placed on the upper part of the cylindrical body 390.
- the annular body 380 is placed at the same height as the first bearing 315.
- a second annular bearing 318 is formed on the inner side of the annular body 380.
- the bearing portions of the first bearing 315 and the second bearing 318 face each other at the same height.
- the first bearing 315 and the second bearing 318 movably support the holding mechanism 37.
- a circular ring-shaped bearing 316 is disposed on the upper side of the support column 312.
- a groove is formed on the side of the bearing 316 along the horizontal plane.
- a circular ring-shaped rotating plate 385 of the rotation mechanism 38 is fitted into the groove on the side of the bearing 316.
- the rotating plate 385 is disposed so as to be rotatable around the support column 312.
- a circular ring-shaped rotating holding member 375 is disposed on the lower surface of the rotating plate 385.
- the rotating holding member 375 is formed above the first fixed end 371 of the holding mechanism 37.
- a ring-shaped annular body 317 is disposed at the lower end of the support column 312.
- a ring-shaped fixing retaining member 376 is disposed on the outer edge of the upper surface of the ring-shaped body 317.
- the fixing retaining member 376 is formed below the second fixed end 372 of the retaining mechanism 37.
- the base 310 houses a processing board (not shown) on which the control unit 39 is mounted.
- the control unit 39 may be disposed at a location other than the base 310.
- the control unit 39 includes a drive function for driving the holding mechanism 37 and the rotation mechanism 38, and a transmission function for transmitting a spatial light signal from the transmitter. Wiring between the components of the transmission device 3 and the control unit 39 is omitted.
- the light source 31 emits illumination light 301.
- the light source 31 is arranged on the upper part of the support column 312 with the emission surface facing downward.
- the emission surface of the light source 31 is directed to the modulation section 320 of the spatial light modulator 32 arranged below through a through hole formed in the support column 312.
- the illumination light 301 emitted from the light source 31 passes through the through hole formed in the support column 312 and is irradiated to the modulation section 320 of the spatial light modulator 32.
- the light source 31 may be arranged inside the through hole formed in the support column 312.
- the light source 31 includes at least one emitter (not shown).
- the emitter emits illumination light 301 according to the control of a communication control device (not shown).
- the illumination light 301 emitted from the light source 31 is irradiated onto the modulation section 320 of the spatial light modulator 32.
- the light source 31 may be a laser array in which multiple emitters are arranged in an array.
- the emitter included in the light source 31 emits laser light in a predetermined wavelength band.
- the wavelength of the laser light emitted from the emitter is not particularly limited and may be selected according to the application.
- the emitter emits laser light in a visible or infrared wavelength band.
- near-infrared light of 800 to 1000 nanometers (nm) can be of a higher laser class than visible light, so sensitivity can be improved compared to visible light.
- infrared light in the 1.55 micrometer ( ⁇ m) wavelength band can use a higher output laser light source than near-infrared light in the 800 to 1000 nm wavelength band.
- an aluminum gallium arsenide phosphide (AlGaAsP)-based laser light source or an indium gallium arsenide (InGaAs)-based laser light source can be used.
- AlGaAsP aluminum gallium arsenide phosphide
- InGaAs indium gallium arsenide
- the emitter may be a surface-emitting device such as a PCSEL (Photonic Crystal Surface Emitting Laser) type laser.
- Each of the multiple emission sections is associated with one of the multiple modulation regions set in the modulation section 320 of the spatial light modulator 32.
- the illumination light 301 emitted from each of the multiple emission sections travels toward the associated modulation region.
- the spatial light modulator 32 is a phase modulation type spatial light modulator.
- the spatial light modulator 32 has a modulation section 320.
- the spatial light modulator 32 is disposed below the light source 31.
- the spatial light modulator 32 is disposed at a position where modulated light 302, which is obtained by modulating the illumination light 301 emitted from the light source 31, is reflected toward the reflecting surface 330 of the light-transmitting mirror 33.
- the traveling direction of the modulated light 302 is controlled according to the pattern (phase image) set in the modulation section 320.
- the spatial light modulator 32 is realized by a spatial light modulator using a ferroelectric liquid crystal, a homogeneous liquid crystal, a vertically aligned liquid crystal, or the like.
- the spatial light modulator 32 can be realized by LCOS (Liquid Crystal on Silicon).
- the spatial light modulator 32 may also be realized by a MEMS (Micro Electro Mechanical System).
- a phase modulation type spatial light modulator 32 the energy can be concentrated on the image portion by operating to sequentially switch the locations used for projecting the projection light 303. Therefore, when a phase modulation type spatial light modulator 32 is used, if the output of the emitter included in the light source 31 is the same, the image can be displayed brighter than with other methods.
- At least one modulation area is set in the modulation section 320 of the spatial light modulator 32.
- the number of modulation areas set in the modulation section 320 is set according to the number of emitters included in the light source 31.
- Each of the multiple modulation areas is associated with one of the multiple emitters included in the light source 31.
- Each of the multiple modulation areas is irradiated with illumination light 301 derived from the laser light emitted from the associated emitter.
- the correspondence between the modulation area and the emitter is not particularly limited.
- the number of modulation areas set in the modulation section 320 may be different from the number of emitters included in the light source 31.
- the modulation area is divided into a plurality of areas (also called tiling).
- the modulation area R is divided into square or rectangular areas (also called tiles).
- the same phase image is assigned to each of the plurality of tiles.
- Each of the plurality of tiles is composed of a plurality of pixels.
- a phase image corresponding to the image to be projected is set to each of the plurality of tiles.
- a phase image is tiled to each of the plurality of tiles assigned to the modulation area.
- a phase image generated in advance is set to each of the plurality of tiles.
- a pattern (also called a phase image) corresponding to the image displayed by the projected light 303 is set according to the control of the communication control device.
- a pattern (phase image) is set.
- the illumination light 301 irradiated to each of the multiple modulation areas is modulated according to the pattern (phase image) set in the modulation area.
- the modulated light 302 modulated in each of the multiple modulation areas proceeds toward the reflecting surface 330 of the light-transmitting mirror 33.
- a shield may be disposed after the spatial light modulator 32.
- the shield is a frame that shields unnecessary light components contained in the modulated light 302 and defines the outer edge of the display area of the projected light 303.
- the shield is an aperture. In such an aperture, a slit-shaped opening is formed in a portion that passes light (desired light) that forms a desired image.
- the desired light is first-order diffracted light.
- the shield passes the desired light and shields unnecessary light components.
- the shield shields zero-order light contained in the modulated light 302, unnecessary first-order light that appears in a position point-symmetrical to the desired light with the zero-order light as the center, and ghost images that include second-order or higher-order light. Details of the shield are omitted.
- the light-sending mirror 33 is a reflector having a reflecting surface 330.
- the reflecting surface 330 is a flat surface.
- the reflecting surface 330 may have a curvature according to the projection angle of the projected light 303.
- the reflecting surface 330 may have a shape that combines a curved surface and a flat surface.
- the light-sending mirror 33 is disposed after the spatial light modulator 32.
- the light-sending mirror 33 is disposed at the lower end of the suspension column 331.
- the light-sending mirror 33 is suspended below the holding rod 333 by the suspension column 331.
- the holding rod 333 has a first end 335 and a second end 336 that are formed in a spherical shape.
- the first end 335 is inserted into the bearing portion of the first bearing 315.
- the second end 336 is inserted into the bearing portion of the second bearing 318.
- the first end 335 slides in the bearing portion of the first bearing 315 in response to the movement of the holding rod 333.
- the second end 336 slides on the bearing portion of the second bearing 318 in response to the movement of the holding rod 333. That is, the suspension pole 331 supporting the light-sending mirror 33 moves around the support pole 312 in response to the movement of the holding rod 333. As a result, the orientation of the reflective surface 330 of the light-sending mirror 33 is changed.
- the light-sending mirror 33 moves in accordance with the movement of the holding rod 333.
- the position of the light-sending mirror 33 is changed in response to the control of the control unit 39.
- the position of the light-sending mirror 33 is changed so that the reflective surface 330 faces the direction from which the spatial optical signal comes.
- the light-sending mirror 33 is arranged with its reflecting surface 330 facing obliquely toward the modulation section 320 of the spatial light modulator 32.
- the light-sending mirror 33 is arranged in the optical path of the modulated light 302.
- the modulated light 302 is irradiated onto the reflecting surface 330 of the light-sending mirror 33.
- the light reflected by the reflecting surface 330 (projected light 303) is projected as a spatial light signal.
- the projected light 303 is projected in a direction according to the irradiation position of the modulated light 302 on the reflecting surface 330 of the light-sending mirror 33.
- a lens (not shown) may be arranged after the light-sending mirror 33 to limit the spread of the projected light 303.
- the modulated light 302 modulated by the modulation section 320 of the spatial light modulator 32 contains unnecessary light components (also called unnecessary light).
- the unnecessary light is zero-order light and higher-order light contained in the modulated light 302.
- the light-sending mirror 33 is positioned at a position where the unnecessary light is not irradiated onto the reflecting surface 330.
- the reflecting surface 330 is irradiated with the light component to be projected (also called desired light) of the modulated light 302 modulated by the modulation section 320.
- the modulated light 302 irradiated onto the reflecting surface 330 is reflected by the reflecting surface 330.
- the light reflected by the reflecting surface 330 (projected light 303) is projected at an enlarged magnification according to the curvature of the reflecting surface 330.
- the reflecting surface 330 of the light-transmitting mirror 33 can be oriented in any direction in the horizontal plane depending on the position of the holding rod 333 that supports the light-transmitting mirror 33. Therefore, the transmitting device 3 can project the projection light 303 in 360-degree directions in the horizontal plane by controlling the pattern (phase image) set in the modulation section 320 of the spatial light modulator 32. In addition, the transmitting device 3 can transmit the projection light 303 (spatial light signal) simultaneously toward communication targets located in multiple directions by associating multiple modulation regions set in the modulation section 320 with different directions.
- the holding mechanism 37 has the same configuration as the holding mechanism 17 of the first embodiment.
- the holding mechanism 37 has a solenoid 370, a first fixed end 371, a second fixed end 372, a movable core 373, and a spring 374.
- the solenoid 370 is arranged on the holding rod 333 so as to penetrate vertically.
- a coil (not shown) is arranged inside the solenoid 370.
- the movable core 373 is inserted inside the coil.
- the movable core 373 is made of a material that is magnetized in response to the passage of electricity through the coil.
- the first fixed end 371 is installed at the upper end of the movable core 373.
- the first fixed end 371 has a shape in which multiple conical protrusions protrude upward.
- a rotation holding member 375 is arranged above the first fixed end 371.
- the movable core 373 moves upward, and the upper end portion of the first fixed end 371 is temporarily held by the rotation holding member 375.
- a second fixed end 372 is provided at the lower end of the movable core 373.
- the second fixed end 372 has a shape with multiple cone-shaped projections protruding downward.
- a fixing holding member 376 is provided below the second fixed end 372. When the coil is not energized, the lower end portion of the second fixed end 372 is held by the fixing holding member 376.
- a spring 374 is provided around the movable core 373 in a portion exposed to the outside from below the solenoid 370.
- the spring 374 is a helical coil spring.
- the rotation mechanism 38 has a motor 381, a rotating shaft 382, a tire 383, and a rotating plate 385.
- the rotating shaft 382 is the motor shaft of the motor 381.
- a tire 383 is attached to the rotating shaft 382.
- the material of the tire 383 is an elastic body such as rubber.
- the side of the tire 383 is arranged so that it is in contact with the side of the rotating plate 385.
- the rotating plate 385 is an annular plate.
- the inner annular part of the rotating plate 385 is fitted into the groove of the annular bearing 316.
- the rotating plate 385 is arranged rotatably along the groove of the annular bearing 316.
- the tire 383 attached to the rotating shaft 382 rotates in accordance with the rotation of the rotating shaft 382 in response to the drive of the motor 381 by the control unit 39.
- the rotating plate 385 rotates in accordance with the rotation of the tire 383.
- a rotating holding member 375 is installed on the underside of the rotating plate 385 in accordance with the position of the first fixed end 371 of the holding mechanism 37.
- the rotating holding member 375 is formed in an annular shape centered on the support post 312.
- the control unit 39 includes a drive function for driving the holding mechanism 37 and the rotation mechanism 38.
- the control unit 39 also includes a transmission function for transmitting a spatial light signal toward the communication target.
- the control unit 39 is realized by a microcomputer having a processor and memory. The control unit 39 prepares an environment for transmitting a spatial light signal toward the communication target based on the spatial light signal received by the receiving device combined with the transmitting device 3.
- the control unit 39 identifies the direction of the communication target based on the reception of the spatial light signal by the receiving device. For example, the control unit 39 acquires a notification signal including information regarding the direction of the communication target from the receiving device.
- the control unit 39 selects a transmitter to be used for communication with the communication target.
- the control unit 39 energizes the coil of the solenoid 370 of the holding mechanism 37 paired with the selected transmitter. When the coil is energized, the movable core 373 inserted in the coil moves upward. In this state, the upper end portion of the first fixed end 371 of the holding mechanism 37 is held by the rotating holding member 375.
- the control unit 39 drives the rotation mechanism 38 to direct the reflective surface 330 of the light-transmitting mirror 33 of the selected transmitter toward the communication target.
- the control unit 39 adjusts the position of the light-transmitting mirror 33 according to changes from the preset initial position of the light-transmitting mirror 33.
- the control unit 39 de-energizes the solenoid 370 of the holding mechanism 37 paired with the selected transmitter.
- the movable core 373 falls downward, and the second fixed end 372 of the holding mechanism 37 is held by the fixed holding member 376. At this stage, the environment is ready to transmit a spatial optical signal from the transmitting device 3 toward the communication target.
- the control unit 39 controls the light source 31 and the spatial light modulator 32 to irradiate the reflective surface 330 of the light-sending mirror 33 with modulated light 302 that forms a spatial light signal.
- the projected light 303 reflected by the reflective surface 330 of the light-sending mirror 33 is transmitted as a spatial light signal toward the communication target.
- the modulation method of the spatial light signal There are no particular limitations on the modulation method of the spatial light signal.
- [Modification 3] 31 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a modified example 3 (transmitter 3-3) related to the transmitter 3 of this embodiment.
- the transmitter 3-3 differs from the transmitter 3 (FIG. 30) in that it has a direction detection receiver 35.
- the direction detection receiver 35 is an example of a position detector that detects the position of a transmitter (communicator) including a light-transmitting mirror 33.
- This modified example is used in combination with the first and second light-receiving devices.
- the direction detection receiver 35 is installed at the end of the light transmitting mirror 33 that is closer to the spatial light modulator 32. At least one light receiving element is arranged on the light receiving surface of the direction detection receiver 35.
- the light receiving element has a configuration similar to that of the light receiving element included in the receiving device 1 of the first embodiment.
- the light receiving element has a light receiving portion that receives an optical signal.
- the light receiving portion of the light receiving element is directed toward the modulation portion 320 of the spatial light modulator 32.
- the position of the direction detection receiver 35 changes according to the movement of the holding rod 333.
- the communication control device (not shown) connected to the transmitting device 3-3 and the receiving device identifies the position of the communication target, it outputs an instruction signal to the transmitting device 3-3 including an instruction to irradiate the direction detection light 305 in the direction of the communication target.
- the direction detection light 305 is light that is irradiated in the direction of the communication target identified by the receiving device combined with the transmitting device 3-3.
- the transmission direction of the direction detection light 305 is set according to an instruction signal output from the communication control device connected to the transmitting device 3-3 and the receiving device.
- the transmitting device 3-3 sets a pattern in the modulation section 320 of the spatial light modulator 32 so that the direction detection light 305 is irradiated in the specified direction in response to the instruction signal from the communication control device.
- the direction detection light 305 aligned with the direction of the communication target is emitted.
- the control unit 39 changes the position of the light-transmitting mirror 33 of the transmitter used for communication with the communication target in accordance with the emission of the direction detection light 305.
- the control unit 39 adjusts the position of the light-transmitting mirror 33 in accordance with the change from the preset initial position of the light-transmitting mirror 33.
- the direction detection light 305 is incident on the light receiving section of the light receiving element included in the direction detection receiver 35 installed on the light-transmitting mirror 33.
- the light receiving element receives the direction detection light 305 that has entered the light receiving section.
- the light receiving element converts the received optical signal into an electrical signal.
- the converted electrical signal is output to the control unit 39.
- the control unit 39 detects that the transmitter used for communication with the communication target has moved to the irradiation position of the direction detection light 305.
- FIG. 32 is a conceptual diagram for explaining an example of changing the position of the light-sending mirror 33 in accordance with the direction detection light 305.
- FIG. 32 shows an irradiation range Rm of the modulated light 302 by the spatial light modulator 32.
- the irradiation range Rm includes a direction designation light irradiation region Rd and a signal light irradiation region Rs .
- the direction designation light irradiation region Rd is an area where the direction detection light 305 is irradiated.
- the signal light irradiation region Rs is an area where the modulated light 302 used for communication is irradiated.
- the 32 shows a state where the light-sending mirror 33 used for communication with the communication target has moved from position A to position B in accordance with the irradiation position of the direction detection light 305.
- One of the direction detection light receivers 35 is irradiated with the beam Bd of the direction detection light 305.
- the light-sending mirror 33 on which the direction detection light receiver 35 irradiated with the beam Bd is installed is irradiated with the beam Bs of the modulated light 302 modulated by the modulation section 320 of the spatial light modulator 32 .
- the light reflected by the light-sending mirror 33 irradiated with the beam Bs is transmitted as a spatial light signal (projected light 303 ).
- the transmitter in which the light-sending mirror 33 is installed can be accurately adjusted to face the communication target.
- FIG. 33 to 34 are conceptual diagrams showing an example of the configuration of Modification 4 (transmitter 3-4) related to the transmitter 3 of this embodiment.
- FIG. 33 is a cross-sectional view of the transmitter 3-4 seen from a side perspective.
- FIG. 34 is a conceptual diagram showing a portion of a window W of a cylinder 390 cut in the vicinity of the light-transmitting mirror 33 along a horizontal plane.
- FIG. 34 is a view seen from an upper perspective.
- the transmitter 3-4 differs from the transmitter 3 (FIG. 30) in that it includes a pillar avoidance mirror 34 for transmitting a spatial optical signal while avoiding a pillar P of the cylinder 390 of the transmitter 3-4.
- the transmitting device 3-4 is configured with a pillar avoidance mirror 34 to avoid the pillar P.
- the pillar avoidance mirror 34 is suspended below the ring-shaped body 317 by a suspension pole 341.
- the pillar avoidance mirror 34 is installed below the light-transmitting mirror 33.
- the position of the pillar avoidance mirror 34 is fixed. In the example of FIG. 34, a total of four pillar avoidance mirrors 34 are placed, two on each side of each of the two pillars P.
- the reflective surfaces 340 of the pillar avoidance mirror 34 are directed toward the outside of the cylindrical body 390.
- the projected light 303 reflected by the reflecting surface 330 of the light-transmitting mirror 33 is transmitted as a spatial light signal.
- the projected light 304 reflected by the reflecting surface 340 of the pillar avoidance mirror 34 is transmitted as a spatial light signal.
- spatial optical signals can be transmitted in directions where there is a pillar P as well as in directions where there is no pillar P.
- a structure is required to reinforce part of the window W.
- spatial optical signals can be transmitted in any direction along the horizontal plane while ensuring the placement and strength of the wiring.
- Fig. 35 is a flowchart for explaining the operation of the transmitting device 3.
- the flowchart in Fig. 35 relates to the operation at the stage of establishing communication with a communication target.
- the control unit 39 provided in the transmitting device 3 is the subject of operation.
- the control unit 39 adjusts the position of the holding mechanism 37 in response to a change from the initial position of the holding mechanism 37 that has been set in advance.
- control unit 39 identifies the direction of the communication target in response to reception of the spatial light signal by the receiving device (step S31).
- control unit 39 selects a transmitter to be used for communication with the communication target in the identified direction (step S32).
- control unit 39 energizes the coil of the solenoid 370 of the holding mechanism 37 paired with the selected transmitter (step S33). At this stage, the first fixed end 371 of the holding mechanism 37 is held by the rotating holding member 375.
- control unit 39 drives the rotation mechanism 38 to orient the reflecting surface 330 of the light-transmitting mirror 33 of the selected transmitter in the direction of the communication target (step S34).
- control unit 39 de-energizes the coil of the solenoid 370 of the holding mechanism 37 (step S35). At this stage, the communication environment between the transmitting device 3 and the communication target is established.
- control unit 39 receives the spatial light signal using the light-transmitting mirror 33 of the transmitter whose position has been adjusted (step S36).
- the control unit 39 executes various processes according to the received spatial light signal.
- the transmitting device of this embodiment includes at least one light source, a spatial light modulator, at least one transmitter, a holding mechanism, a rotation mechanism, and a control unit.
- the holding mechanism, the rotation mechanism, and the control unit constitute a position adjustment device.
- the spatial light modulator has a modulation unit that modulates the illumination light emitted from the light source.
- the transmitter corresponds to a communication device.
- the transmitter includes a light-transmitting mirror that is irradiated with modulated light modulated by the modulation unit and has a reflective surface that reflects the modulated light in any direction along a horizontal plane.
- the transmitter is arranged to move in a ring shape around the optical axis of the illumination light in accordance with the movement of the holding mechanism of the associated position adjustment device.
- the holding mechanism is arranged in each of the multiple transmitters.
- the holding mechanism has a solenoid.
- a movable core is inserted into the coil of the solenoid.
- the movable core includes a first fixed end facing the rotating holding member and a second fixed end facing the fixed holding member.
- a ring-shaped rotating holding member is installed in the rotation mechanism.
- the movable core inserted into the coil of the solenoid of the holding mechanism is arranged to be movable along the vertical direction.
- the first fixed end faces upward, and the second fixed end faces downward.
- the control unit executes control to apply electricity to the coil of the solenoid of the holding mechanism in which a transmitter used for communication with a communication target is arranged, and rotates the rotation mechanism to orient the communication direction of the transmitter towards the communication target.
- the transmitting device of this embodiment rotates the rotation mechanism while the solenoid coil of the holding mechanism in which the transmitter that transmits a spatial light signal toward the communication target is placed is energized, thereby directing the transmission direction of the transmitter toward the communication target.
- the transmission direction of the transmitter can be adjusted to any direction within the rotation plane of the rotation mechanism.
- the position of the transmitter can be adjusted to correspond to any direction along the same plane.
- the transmitting device is provided with a position detector that detects the position of the transmitter (communication device).
- the control unit aligns the communication direction of the transmitter with the communication target based on the position of the transmitter detected by the position detector.
- the position of the transmitter can be adjusted based on the position of the transmitter detected by the position detector. Therefore, according to this aspect, the position of the transmitter can be accurately adjusted to match the position of the communication target.
- the communication device of this embodiment is a combination of the receiving device of the first and second embodiments and the transmitting device of the third embodiment. In the following, the description of the same parts as those of the first to third embodiments may be omitted.
- the communication device 4 includes a ball lens 40, a light source 41, a spatial light modulator 42, a light-sending mirror 43, a holding mechanism 47A, a holding mechanism 47B, a rotation mechanism 48, and a control unit 49.
- the holding mechanism 47A, the holding mechanism 47B, the rotation mechanism 48, and the control unit 49 constitute a position adjustment device.
- the holding mechanism 47A is used to adjust the position of the support 422 of the receiver.
- the holding mechanism 47B is used to adjust the position of the transmitter (light-sending mirror 43).
- the housing of the communication device 4 is composed of a cover (not shown), a base 410, and a cylinder 495.
- the base 410 and the cylinder 495 are circular in plan view.
- the communication device 4 also includes a first relay mirror 451 and a second relay mirror 462 for forming an optical path between the spatial light modulator 42 and the light-transmitting mirror 43.
- the upper portion of the ball lens 40 and the upper portion of the communication device 4 including the light-receiving device that constitutes the receiver are omitted.
- FIG. 36 is a cross-sectional view of the communication device 4 as seen from a side perspective.
- the communication device 4 is stored inside a housing in which a window W for transmitting a spatial light signal is formed.
- FIG. 36 is conceptual and does not accurately represent the shape of each component or the positional relationship between the components.
- Ball lens 40 has the same configuration as ball lens 10 of the first embodiment.
- Ball lens 40 is a spherical lens.
- Ball lens 40 focuses the incident spatial optical signal.
- Light (also called optical signal) derived from the spatial optical signal focused by ball lens 40 is focused toward the focusing area of ball lens 40.
- Ball lens 40 is supported by ball lens receiver 411, which has the shape of an upside-down spherical crown. It is placed on the top of support column 412. A through hole is formed inside support column 412 along the vertical direction.
- Light source 41 is placed in the through hole inside support column 412.
- a disk 414 is placed at the lower end of support column 412. An opening is formed in the center of disk 414 to match the through hole of support column 412.
- Rotating plates 413A and 413B are arranged on the sides of the support post 412. Rotating plates 413A and 413B rotate in a horizontal plane with the support post 412 as the central axis. Rotating plate 413A is used to change the position of the receiver post 422. Rotating plate 413B is used to change the position of the transmitter (light-transmitting mirror 43). Rotating plate 413A is arranged above rotating plate 413B.
- a rotation holding member 475A is installed on the side of the rotating plate 413A.
- the rotation holding member 475A is arranged in a ring shape to match the side of the rotating plate 413A, with the holding surface facing outward.
- a fixing holding member 476A is arranged on the inner surface of the cylindrical body 495 in a portion facing the rotation holding member 475A.
- the fixing holding member 476A is arranged in a ring shape to match the inner surface of the cylindrical body 495, with the holding surface facing inward.
- a rotation holding member 475B is installed on the side of the rotating plate 413B.
- the rotation holding member 475B is arranged in a ring shape to match the side of the rotating plate 413B, with the holding surface facing outward.
- a fixed holding member 476B is arranged on the inner surface of the cylindrical body 495 in a portion facing the rotation holding member 475B.
- the fixed holding member 476B is arranged in a ring shape to match the inner surface of the cylindrical body 495, with the holding surface facing inward.
- Circular support plate 415 is disposed between rotating plate 413A and rotating plate 413B.
- Circular support plate 415 is a disk with openings where support pillar 412 and rotating mechanism 48 are disposed.
- the receiving function is configured above circular support plate 415.
- the transmitting function is configured below circular support plate 415.
- a structure (track structure 490) for moving the receiver and transmitter is installed on circular support plate 415.
- FIG. 37 is a conceptual diagram for explaining the track structure 490.
- the track structure 490 has an upper track 491 and a lower track 493.
- the upper track 491 is disposed on the upper surface of the circular support plate 415.
- the upper track 491 is composed of a pair of annular tracks formed concentrically around the support pillar 412.
- An annular recess is formed on the upper surface of the upper track 491.
- the lower end portion of a support leg 492 disposed on the lower surface of the holding rod 433A that holds the holding mechanism 47A is fitted into the annular recess formed on the upper surface of the upper track 491.
- the support leg 492 slides along the annular recess formed on the upper surface of the upper track 491 in response to the movement of the holding mechanism 47A.
- the lower track 493 is disposed on the underside of the circular support plate 415.
- the lower track 493 is a hollow suspension structure formed in a ring shape around the support post 412.
- a pair of annular notches is formed on the underside of the lower track 493.
- the upper end portion of a suspension post 494 which is disposed on the upper surface of the retaining rod 433B that retains the retaining mechanism 47B, is fitted into the annular notches formed on the underside of the lower track 493.
- the suspension post 494 slides along the annular notches formed on the underside of the lower track 493 in response to the movement of the retaining mechanism 47B.
- a holding mechanism 47A is disposed between the rotating holding member 475A and the fixed holding member 476A.
- the holding mechanism 47A has a solenoid 470A, a first fixed end 471A, a second fixed end 472A, a movable core 473A, and a spring 474A.
- the solenoid 470A, the first fixed end 471A, the second fixed end 472A, the movable core 473A, and the spring 474A have the same configuration as the corresponding configuration in the first embodiment.
- a coil (not shown) is disposed inside the solenoid 470A.
- the movable core 473A is inserted inside the coil.
- the solenoid 470A is disposed sideways so as to penetrate the holding rod 433A along the radial direction of the base 410.
- the movable core 473A inside the solenoid 470A moves along the radial direction of a circle centered on the support pillar 412.
- a first fixed end 471A is provided at a first end of the movable core 473A.
- the first fixed end 471A has a shape with a plurality of cone-shaped protrusions protruding therefrom.
- a rotation holding member 475A is provided at the side of the first fixed end 471A. In this embodiment, when the coil is energized, the movable core 473A moves toward the outer periphery of the base 410.
- a second fixed end 472A is provided at a second end of the movable core 473A.
- the second fixed end 472A has a shape with a plurality of cone-shaped protrusions protruding therefrom.
- a fixing holding member 476A is provided at the side of the second fixed end 472A. When the coil is not energized, the second fixed end 472A is held by the fixing holding member 476A.
- a spring 474A is disposed around the movable core 473A in a portion exposed to the outside between the solenoid 470A and the second fixed end 472A.
- the spring 474A is a helical coil spring.
- the lower end of the receiver support 422 is connected to the upper end of the retaining rod 433A through which the solenoid 470A passes.
- a pair of support legs 492 are attached to the lower end of the retaining rod 433A.
- the spacing between the pair of support legs 492 is the same as the spacing between the annular tracks that make up the upper track 491 of the track structure 490.
- the lower end portions of the pair of support legs 492 are fitted into grooves on the upper surface of the upper track 491.
- the retaining rod 433A moves along the upper track 491. As the retaining rod 433A moves along the upper track 491, the receiver located at the upper end of the retaining rod 433A moves, and the orientation of the light receiving surface of the receiver is changed.
- a holding mechanism 47B is disposed between the rotating holding member 475B and the fixed holding member 476B.
- the holding mechanism 47B has a solenoid 470B, a first fixed end 471B, a second fixed end 472B, a movable core 473B, and a spring 474B.
- the solenoid 470B, the first fixed end 471B, the second fixed end 472B, the movable core 473B, and the spring 474B have the same configuration as the corresponding configuration in the first embodiment.
- a coil (not shown) is disposed inside the solenoid 470B.
- the movable core 473B is inserted inside the coil.
- the solenoid 470B is disposed sideways so as to penetrate the holding rod 433B along the radial direction of the base 410.
- the movable core 473B inside the solenoid 470B moves along the radial direction of a circle centered on the support pillar 412.
- a first fixed end 471B is provided at a first end of the movable core 473B.
- the first fixed end 471B has a shape with a plurality of cone-shaped protrusions protruding therefrom.
- a rotation holding member 475B is provided on the side of the first fixed end 471B. In this embodiment, when the coil is energized, the movable core 473B moves toward the outer periphery of the base 410.
- a second fixed end 472B is provided at a second end of the movable core 473B.
- the second fixed end 472B has a shape with a plurality of cone-shaped protrusions protruding therefrom.
- a fixing holding member 476B is provided on the side of the second fixed end 472B. When the coil is not energized, the second fixed end 472B is held by the fixing holding member 476B.
- a spring 474B is disposed around the movable core 473B in a portion exposed to the outside between the solenoid 470B and the second fixed end 472B.
- the spring 474B is a helical coil spring.
- the upper end of the suspension pole 431 is connected to the lower end of the holding pole 433B through which the solenoid 470B passes in order to suspend the light-transmitting mirror 43 of the transmitter.
- the light-transmitting mirror 43 is suspended by the suspension pole 431 below the holding pole 433B on which the holding mechanism 47B is disposed.
- the light-transmitting mirror 43 and the suspension pole 431 constitute the transmitter.
- the transmitter and the holding mechanism 47B are paired.
- the communication device 4 includes multiple pairs of transmitters and holding mechanisms 47B.
- a pair of suspension poles 494 are installed at the upper end of the holding pole 433B. The distance between the pair of suspension poles 494 is the same as the distance between the annular notches that form the lower track 493 of the track structure 490.
- the upper end portions of the pair of suspension poles 494 are fitted into the interior of the lower track 493 via the notches in the lower surface of the lower track 493.
- the holding pole 433B moves along the lower track 493.
- the light-transmitting mirror 43 of the transmitter located at the lower end of the holding rod 433B moves, changing the light-transmitting direction of the spatial light signal (projected light 403).
- the rotation mechanism 48 has a motor 481, rotating shaft 482A, rotating shaft 482B, tire 483A, tire 483B, and a gear box 484.
- the rotation of the motor shaft of the motor 481 is transmitted to rotating shaft 482A and rotating shaft 482B via a number of gears arranged inside the gear box.
- Rotating shaft 482A and rotating shaft 482B are shafts that rotate in accordance with the rotation of the motor 481.
- Tire 483A is attached to rotating shaft 482A.
- Tire 483B is attached to rotating shaft 482B.
- Tire 483A and tire 483B have the same diameter.
- Tire 483A and tire 483B are made of an elastic material such as rubber.
- the side of tire 483A is arranged so as to contact the lower surface of rotating plate 413A.
- tire 483B is arranged so as to contact the upper surface of rotating plate 413B.
- Tire 483A attached to rotating shaft 482A rotates in accordance with the rotation of rotating shaft 482A in response to the drive of motor 481 by a drive device (not shown).
- Tire 483B attached to rotating shaft 482B rotates in accordance with the rotation of rotating shaft 482B in response to the drive of motor 481 by the drive device.
- Tire 483A and tire 483B rotate at the same rotation speed in opposite directions in response to the drive of motor 481.
- FIG. 38 is a conceptual diagram for explaining the movement of the rotation mechanism 48.
- FIG. 38 is a view of the tire 483A and tire 483B from a side perspective of the communication device 4. The outer circumferences of tires 483A and 483B are separated.
- Tires 483A and 483B rotate in opposite directions, and in response to the clockwise rotation of tire 483A, rotating plate 413A rotates toward the right on the paper in FIG. 38. In response to the counterclockwise rotation of tire 483B, rotating plate 413B rotates toward the right on the paper in FIG. 38. As a result, rotating plates 413A and 413B rotate in the same direction.
- Figure 39 is a conceptual diagram showing an example of the relative positions of the receiver R and transmitter T included in the communication device 4.
- Figure 39 shows the relative positions of the receiver R and transmitter T at the time of shipment.
- the receiver R and transmitter T assigned to the same communication target are placed in symmetrical positions with the support pole 412 at the center. If placed in this manner at the time of shipment, the receiving direction of the receiver R and the transmitting direction of the transmitter T will coincide with the rotation of the tires 483A and 483B.
- first fixed end 471A is held by rotation holding member 475A.
- rotating plate 413A is rotated around support post 412 while first fixed end 471A is held by rotation holding member 475A, the position of holding mechanism 47A changes.
- the orientation of the light receiving surface of the light receiver that constitutes the receiver paired with that holding mechanism 47A changes.
- the first fixed end 471B is held by the rotating holding member 475B.
- the rotating plate 413B is rotated around the support post 412 while the first fixed end 471B is held by the rotating holding member 475B, the position of the holding mechanism 47B changes.
- the orientation of the reflective surface 430 of the light-transmitting mirror 43 that constitutes the transmitter paired with the holding mechanism 47B changes.
- the movable core 473B moves toward the support column 412 in response to the elastic force of the spring 474B, and the second fixed end 472B is held by the fixing holding member 476B. With the second fixed end 472B held by the fixing holding member 476B, the transmitter on which the holding mechanism 47B is installed does not move.
- the light source 41 has the same configuration as the light source 31 of the third embodiment.
- the light source 41 emits illumination light 401.
- the light source 41 is arranged inside the through hole of the support column 412 with the emission surface facing downward.
- the emission surface of the light source 41 is directed through the through hole formed in the support column 412 to the modulation section 420 of the spatial light modulator 42 arranged below.
- the illumination light 401 emitted from the light source 41 passes through the through hole formed in the support column 412 and is irradiated to the modulation section 420 of the spatial light modulator 42.
- the light source 41 may be arranged below the support column 412.
- the spatial light modulator 42 has the same configuration as the spatial light modulator 32 of the third embodiment.
- the spatial light modulator 42 is a phase modulation type spatial light modulator.
- the spatial light modulator 42 has a modulation section 420.
- the spatial light modulator 42 is disposed below the light source 41.
- the spatial light modulator 42 is disposed at a position where modulated light 402 obtained by modulating the illumination light 401 emitted from the light source 41 is reflected toward the reflecting surface 4510 of the first relay mirror 451.
- the traveling direction of the modulated light 402 is controlled according to the pattern (phase image) set in the modulation section 420.
- a plurality of modulation areas are set in the modulation section 420 of the spatial light modulator 42.
- a pattern also called a phase image
- a pattern (phase image) is set in each of the plurality of modulation areas.
- the illumination light 401 irradiated to each of the plurality of modulation areas is modulated according to the pattern (phase image) set in the modulation area.
- the modulated light 402 modulated in each of the plurality of modulation areas proceeds toward the reflecting surface 4510 of the first relay mirror 451.
- the first relay mirror 451 is disposed on the underside of the disk 414.
- Figure 40 is a conceptual diagram of the underside of the disk 414 on which the first relay mirror 451 is disposed, viewed from below.
- the first relay mirror 451 is an annular mirror formed in a circular shape centered on the support column 412.
- the reflecting surface 4510 of the first relay mirror 451 faces downward.
- the modulated light 402 modulated by the modulation section 420 of the spatial light modulator 42 is irradiated onto the reflecting surface 4510 of the first relay mirror 451.
- the modulated light 402 irradiated onto the reflecting surface 4510 of the first relay mirror 451 is reflected toward the reflecting surface 4520 of the second relay mirror 452.
- the second relay mirror 452 is disposed on the upper surface of the base 410.
- FIG. 41 is a conceptual diagram of the upper surface of the base 410 on which the second relay mirror 452 is disposed, viewed from above.
- the second relay mirror 452 is an annular mirror formed in a circular ring shape centered on the central axis of the base 410 on which the spatial light modulator 42 is disposed.
- the diameter of the second relay mirror 452 is larger than the diameter of the first relay mirror 451.
- the reflecting surface 4520 of the second relay mirror 452 is directed upward.
- the modulated light 402 reflected by the reflecting surface 4510 of the first relay mirror 451 is irradiated onto the reflecting surface 4520 of the second relay mirror 452.
- the modulated light 402 irradiated onto the reflecting surface 4520 of the second relay mirror 452 is reflected toward the reflecting surface 430 of the light-sending mirror 43.
- the light-transmitting mirror 43 has the same configuration as the light-transmitting mirror 33 of the third embodiment.
- the light-transmitting mirror 43 is a reflector having a reflective surface 430.
- the light-transmitting mirror 43 is disposed after the second relay mirror 452.
- the light-transmitting mirror 43 is disposed at the lower end of the suspension pole 431.
- the light-transmitting mirror 43 moves in accordance with the movement of the holding rod 433B.
- the position of the light-transmitting mirror 43 is changed according to the control of the control unit 49. In response to the detection of a spatial optical signal from the communication target, the position of the light-transmitting mirror 43 is changed so that the reflective surface 430 faces the direction from which the spatial optical signal comes.
- the light-sending mirror 43 is arranged with its reflecting surface 430 facing obliquely toward the reflecting surface 4520 of the second relay mirror 452.
- the light-sending mirror 43 is arranged in the optical path of the modulated light 402 relayed by the first relay mirror 451 and the second relay mirror 452.
- the modulated light 402 reflected by the reflecting surface 4520 of the second relay mirror 452 is irradiated onto the reflecting surface 430 of the light-sending mirror 43.
- the light reflected by the reflecting surface 430 (projected light 403) is projected as a spatial light signal.
- the projected light 403 is projected in a direction according to the irradiation position of the modulated light 302 on the reflecting surface 430 of the light-sending mirror 43.
- a lens (not shown) may be arranged after the light-sending mirror 43 to limit the spread of the projected light 403.
- the reflecting surface 430 of the light-transmitting mirror 43 can be oriented in any direction in the horizontal plane depending on the position of the holding rod 433B that supports the light-transmitting mirror 43. Therefore, the communication device 4 can project the projection light 403 in 360-degree directions in the horizontal plane by controlling the pattern (phase image) set in the modulation section 420 of the spatial light modulator 42. In addition, the communication device 4 can transmit the projection light 403 (spatial light signal) simultaneously to communication targets located in multiple directions by associating multiple modulation areas set in the modulation section 420 with different directions.
- the control unit 49 includes a drive function for driving the holding mechanism 47A, the holding mechanism 47B, and the rotation mechanism 48.
- the control unit 49 also includes a receiving function for processing the spatial light signal received by the receiver.
- the control unit 49 also includes a transmitting function for transmitting the spatial light signal toward the communication target.
- the control unit 49 is realized by a microcomputer having a processor and a memory.
- the control unit 49 detects the communication target according to the light received by at least one of the multiple receivers.
- the control unit 49 identifies the direction of the detected communication target according to the light reception state by the receiver.
- the control unit 49 selects a receiver to be used for communication with the communication target in the identified direction.
- the control unit 49 energizes the solenoid 470A of the holding mechanism 47A paired with the selected receiver.
- the first fixed end 471A of the holding mechanism 47A is held by the rotating holding member 475A.
- the selected receiver is paired with a transmitter arranged in a position symmetrical with respect to the central axis of the support column 412.
- the control unit 49 energizes the solenoid 470B of the holding mechanism 47B of the transmitter paired with the selected receiver.
- the first fixed end 471B of the holding mechanism 47B is held by the rotating holding member 475B.
- the control unit 49 drives the rotation mechanism 48 to orient the light receiving surface of the light receiver of the selected receiver and the reflective surface 430 of the light transmitting mirror 43 of the transmitter paired with that receiver toward the communication target.
- the control unit 49 adjusts the position of the light transmitting mirror 43 according to a change from the preset initial position of the light transmitting mirror 43.
- the control unit 49 releases the power supply to the solenoid 470A of the holding mechanism 47A paired with the selected receiver.
- the second fixed end 472A of the holding mechanism 47A is held by the fixing holding member 476A.
- the control unit 49 also releases the power supply to the solenoid 470B included in the holding mechanism 47B of the transmitter paired with the receiver.
- the second fixed end 472B of the holding mechanism 47B is held by the fixing holding member 476B.
- the environment for spatial optical communication between the communication device 4 and the communication target is prepared.
- the control unit 49 receives a spatial optical signal from the communication target using the receiver's photodetector.
- the control unit 49 acquires the signal output from the photodetector of the photodetector.
- the control unit 49 amplifies the signal from the photodetector. Details of the signal processing by the control unit 49 will not be explained here.
- the control unit 49 decodes the amplified signal.
- the signal decoded by the control unit 49 is used for any purpose. There are no particular limitations on the use of the signal decoded by the control unit 49.
- the control unit 49 also controls the light source 41 and the spatial light modulator 42 to irradiate the modulated light 402 that forms a spatial light signal onto the reflecting surface 430 of the light-sending mirror 43 via the first relay mirror 451 and the second relay mirror 462.
- the projected light 403 reflected by the reflecting surface 430 of the light-sending mirror 43 is transmitted as a spatial light signal toward the communication target.
- the modulation method of the spatial light signal etc.
- the receiver and transmitter can be adjusted at the same time so that they are directed toward the same communication target. Note that the timing of the adjustment of the receiver and transmitter to the same communication target does not have to be completely simultaneous, and may be offset.
- FIG. 42 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a modified example 5 (communication device 4-5) related to the communication device 4 of this embodiment.
- Fig. 42 is a cross-sectional view of the communication device 4-5 seen from a side perspective.
- the communication device 4-5 differs from the communication device 4 (Fig. 36) in that it includes a pillar avoidance mirror 44 for transmitting a spatial optical signal while avoiding the pillar of the cylinder 495, similar to the transmission device 3-4 of the modified example 4 according to the third embodiment.
- the cylindrical body 495 of the communication device 4-5 has a pillar (see FIG. 34). If the communication target is located in the direction of the pillar, the light reflected by the light-transmitting mirror 43 is blocked by the pillar. For this reason, the communication device 4-5 is configured with a pillar avoidance mirror 44 for avoiding the pillar.
- the pillar avoidance mirror 34 is suspended below the disk 414 by a suspension pole 441.
- the pillar avoidance mirror 44 is installed below the light-transmitting mirror 43. Unlike the light-transmitting mirror 43, the position of the pillar avoidance mirror 44 is fixed. Two pillar avoidance mirrors 44 are placed on each pillar so that spatial optical signals can be transmitted from both sides of the pillar.
- the reflective surface 440 of the pillar avoidance mirror 44 faces the outside of the cylindrical body 495.
- the projected light 403 reflected by the reflecting surface 430 of the light-transmitting mirror 43 is transmitted as a spatial light signal.
- the projected light 404 reflected by the reflecting surface 440 of the pillar avoidance mirror 44 is transmitted as a spatial light signal.
- spatial optical signals can be transmitted in directions where there are pillars as well as in directions where there are no pillars.
- a structure is required to reinforce part of the window W.
- spatial optical signals can be transmitted in any direction along the horizontal plane while ensuring the placement and strength of the wiring.
- FIG. 43 is a conceptual diagram for explaining this application.
- an example (communication system) of a communication network in which a plurality of communication devices 4 are arranged on the tops (pole space) of poles such as utility poles and street lights arranged in a city is given.
- the space above the pillar is suitable for installing the communication device 4. Furthermore, if the communication devices 4 are installed at approximately the same height, the direction of arrival of the spatial light signal is limited to the horizontal direction.
- a pair of communication devices 4 that transmit and receive spatial light signals is placed in a position where at least one of the communication devices 4 can receive the spatial light signal transmitted from the other communication device 4.
- a pair of communication devices 4 may be placed so that they transmit and receive spatial light signals to each other.
- a communication device 4 located in the middle may be configured to relay the spatial light signal transmitted from the other communication devices 4 to another communication device 4.
- optical space communication using spatial optical signals becomes possible between multiple communication devices 4 arranged in the space above the pole.
- wireless communication using radio waves may be performed between the communication devices 4 and wireless devices or base stations installed in automobiles, houses, etc.
- the communication devices 4 may be connected to the Internet via a communication cable or the like installed on the pole.
- the communication device of this embodiment includes a position adjustment device according to any one of the first to third embodiments, a receiving device that receives a spatial light signal, and a transmitting device that transmits a spatial light signal.
- the receiving device has a ball lens and at least one receiver.
- the ball lens is a spherical lens.
- the receiver is arranged to move in accordance with the movement of the associated holding mechanism.
- the receiver includes a receiver in which at least one receiving element is arranged.
- the receiver is arranged with the light receiving portion of the receiver facing the light collecting area of the ball lens.
- the transmitting device has a light source, a spatial light modulator, and at least one transmitter.
- the light source includes at least one emitter.
- the spatial light modulator has a modulation portion that modulates the illumination light emitted from the light source.
- the transmitter is arranged to move in accordance with the movement of the associated holding mechanism.
- the transmitter includes a light transmitting mirror.
- the light transmitting mirror has a reflective surface that is irradiated with modulated light modulated by the modulation portion and reflects the modulated light in any direction along a horizontal plane.
- the communication device of this embodiment rotates the rotation mechanism while the coil of the solenoid of the holding mechanism in which the receiver that receives spatial optical signals from the communication target is placed is energized, thereby orienting the receiving direction of the receiver towards the communication target. Also, the communication device of this embodiment rotates the rotation mechanism while the coil of the solenoid of the holding mechanism in which the transmitter that transmits spatial optical signals towards the communication target is placed is energized, thereby orienting the transmitting direction of the transmitter towards the communication target.
- the receiving direction of the receiver and the transmitting direction of the transmitter can be adjusted to any direction within the rotation plane of the rotation mechanism. In other words, according to this embodiment, the positions of the receiver and transmitter can be adjusted to correspond to any direction along the same plane.
- the transmitter includes a first relay mirror and a second relay mirror.
- the first relay mirror is formed in an annular shape centered on the optical axis of the illumination light emitted from the light source.
- the first relay mirror is arranged above the spatial light modulator with its reflective surface facing downward.
- the second relay mirror is formed in an annular shape centered on the optical axis of the illumination light.
- the second relay mirror is arranged around the spatial light modulator with its reflective surface facing upward.
- the first relay mirror is arranged in a position where it reflects modulated light modulated by the modulation section of the spatial light modulator toward the reflective surface of the first relay mirror.
- the second relay mirror is arranged in a position where it reflects modulated light reflected by the reflective surface of the first relay mirror toward a position where the reflective surface of the light-transmitting mirror included in at least one transmitter is located.
- the height of the communication device can be reduced by folding back the optical path of the modulated light using the first relay mirror and the second relay mirror.
- the position adjustment device cooperatively controls a pair of a receiver and a transmitter associated with the same communication target so that the receiving direction of the receiver and the transmitting direction of the transmitter are the same.
- the pair of a receiver and a transmitter by cooperatively controlling the pair of a receiver and a transmitter, it is possible to efficiently establish communication with the communication target. For example, if the pair of a receiver and a transmitter are positioned diagonally when the communication device is shipped, it is possible to more efficiently establish communication with the communication target in the field.
- a communication system includes a plurality of the above-described communication devices.
- the plurality of communication devices are arranged to transmit and receive spatial optical signals to and from each other.
- a communication network that transmits and receives spatial optical signals can be realized.
- the position adjustment device according to this embodiment has a simplified configuration of the position adjustment device according to the first to fourth embodiments.
- Figure 44 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of the position adjustment device 5 according to this embodiment.
- the position adjustment device 5 includes a holding mechanism 57, a rotation mechanism 58, and a control unit 59.
- the holding mechanism 57 is disposed in each of the multiple communication devices.
- the holding mechanism 57 has a solenoid in which a movable core including a first fixed end facing the rotation holding member and a second fixed end facing the fixed holding member is inserted into a coil. When the coil is energized, the movable core moves toward the rotation holding member, and the first fixed end is held by the rotation holding member. On the other hand, when the coil is de-energized, the movable core moves toward the fixed holding member and moves away from the rotation holding member.
- a ring-shaped rotation holding member is installed in the rotation mechanism 58.
- the control unit 59 controls the coil of the solenoid of the holding mechanism in which the communication device used for communication with the communication target is disposed, and rotates the rotation mechanism to orient the communication direction of the communication device toward the communication target.
- the position adjustment device of this embodiment rotates the rotation mechanism while the coil of the solenoid of the holding mechanism in which the communicator used for communication with the communication target is placed is energized, thereby directing the communication direction of the communicator towards the communication target.
- the communication direction of the communicator can be adjusted to face any direction within the rotation plane of the rotation mechanism.
- the position of the communicator can be adjusted to correspond to any direction along the same plane.
- an information processing device 90 (computer) in FIG. 45 is given as an example of such a hardware configuration.
- the information processing device 90 in FIG. 45 is an example of a configuration for executing control and processing according to each embodiment, and does not limit the scope of the present disclosure.
- the information processing device 90 includes a processor 91, a main memory device 92, an auxiliary memory device 93, an input/output interface 95, and a communication interface 96.
- the interface is abbreviated as I/F (Interface).
- the processor 91, the main memory device 92, the auxiliary memory device 93, the input/output interface 95, and the communication interface 96 are connected to each other via a bus 98 so as to be able to communicate data with each other.
- the processor 91, the main memory device 92, the auxiliary memory device 93, and the input/output interface 95 are connected to a network such as the Internet or an intranet via the communication interface 96.
- the processor 91 expands a program (instructions) stored in the auxiliary storage device 93 or the like into the main storage device 92.
- the program is a software program for executing the control and processing of each embodiment.
- the processor 91 executes the program expanded into the main storage device 92.
- the processor 91 executes the program to execute the control and processing of each embodiment.
- the main memory 92 has an area in which programs are expanded. Programs stored in the auxiliary memory 93, etc. are expanded in the main memory 92 by the processor 91.
- the main memory 92 is realized by a volatile memory such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory).
- a non-volatile memory such as an MRAM (Magneto-resistive Random Access Memory) may be configured/added to the main memory 92.
- the auxiliary storage device 93 stores various data such as programs.
- the auxiliary storage device 93 is realized by a local disk such as a hard disk or flash memory. Note that it is also possible to omit the auxiliary storage device 93 by configuring the main storage device 92 to store various data.
- the input/output interface 95 is an interface for connecting the information processing device 90 to peripheral devices based on standards and specifications.
- the communication interface 96 is an interface for connecting to external systems and devices via a network such as the Internet or an intranet based on standards and specifications.
- the input/output interface 95 and the communication interface 96 may be a common interface for connecting to external devices.
- input devices such as a keyboard, mouse, or touch panel may be connected to the information processing device 90. These input devices are used to input information and settings.
- a touch panel is used as the input device, a screen having the function of a touch panel becomes the interface.
- the processor 91 and the input devices are connected via an input/output interface 95.
- the information processing device 90 may be equipped with a display device for displaying information. If a display device is equipped, the information processing device 90 is equipped with a display control device (not shown) for controlling the display of the display device. The information processing device 90 and the display device are connected via an input/output interface 95.
- the information processing device 90 may be equipped with a drive device.
- the drive device acts as an intermediary between the processor 91 and a recording medium (program recording medium) to read data and programs stored on the recording medium and to write the processing results of the information processing device 90 to the recording medium.
- the information processing device 90 and the drive device are connected via an input/output interface 95.
- the above is an example of a hardware configuration for enabling the control and processing according to each embodiment of the present invention.
- the hardware configuration in FIG. 45 is an example of a hardware configuration for executing the control and processing according to each embodiment, and does not limit the scope of the present invention. Programs that cause a computer to execute the control and processing according to each embodiment are also included in the scope of the present invention.
- the scope of the present invention also includes a program recording medium on which the program according to each embodiment is recorded.
- the recording medium can be realized, for example, as an optical recording medium such as a CD (Compact Disc) or a DVD (Digital Versatile Disc).
- the recording medium may also be realized as a semiconductor recording medium such as a USB (Universal Serial Bus) memory or an SD (Secure Digital) card.
- the recording medium may also be realized as a magnetic recording medium such as a flexible disk, or other recording medium.
- the components of each embodiment may be combined in any manner.
- the components of each embodiment may be realized by software.
- the components of each embodiment may be realized by circuitry.
Landscapes
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Abstract
Description
本開示は、空間光信号を送受光する通信器の位置調整に用いられる位置調整装置等に関する。 This disclosure relates to a position adjustment device used to adjust the position of a communication device that transmits and receives spatial optical signals.
自由空間における空間光通信においては、光ファイバなどの媒体を用いずに、空間を伝播する光信号(以下、空間光信号とも呼ぶ)を送受信し合う。無線通信で用いられる電波と比べて、光空間通信で用いられる空間光信号は、指向性が高い。また、空間光信号は、電波と干渉しない。空間光通信の分野においては、互いに対向する光通信装置を用いて、光通信ネットワークを構築できる。 In free space optical communication, optical signals (hereafter referred to as spatial optical signals) that propagate through space are sent and received without using a medium such as optical fiber. Compared to the radio waves used in wireless communication, the spatial optical signals used in optical space communication are highly directional. In addition, spatial optical signals do not interfere with radio waves. In the field of spatial optical communication, an optical communication network can be constructed using opposing optical communication devices.
特許文献1には、光通信ネットワークを形成するための中継器として、略同一平面内に複数配置された光送受信装置について開示されている。特許文献1の装置は、検出器、集光光学系、および発光素子を備える。検出器は、他の光送受信装置から送信される信号光を受信する。集光光学系は、光送受信装置が配置された平面と直交する回転軸を有する回転体に取り付けられる。集光光学系は、検出器に信号光を集光する。発光素子は、回転体とは別体の静止体に取り付けられる。発光素子は、他の光送受信装置に送信する信号光を周囲に放射する。
特許文献1の手法によれば、光通信ネットワークを形成する他の光送受信装置に集光光学系を向けることによって、個々の光送受信装置から送光された信号光を受信できる。しかしながら、特許文献1の手法では、光通信ネットワークを形成する複数の光送受信装置から送信された信号光を同時に受信できなかった。また、特許文献1の手法では、予め位置が特定されている光送受信装置にしか信号光を送信できなかった。
According to the technique of
本開示の目的は、同一面に沿ったあらゆる方向に対応付けて、通信器の位置を調整できる位置調整装置等を提供することにある。 The purpose of this disclosure is to provide a position adjustment device etc. that can adjust the position of a communication device in correspondence with any direction along the same plane.
本開示の一態様の位置調整装置は、環状の回転用保持部材が設置された回転機構と、複数の通信器の各々に配置され、回転用保持部材に対向する第1固定端と、固定用保持部材に対向する第2固定端とを含む可動芯がコイルに挿入されたソレノイドを有し、コイルへの通電に応じて可動芯が回転用保持部材の向きに移動して第1固定端が回転用保持部材に保持され、コイルへの通電解除に応じて可動芯が固定用保持部材の向きに移動して回転用保持部材から離れる保持機構と、通信対象との通信に用いられる通信器が配置された保持機構の有するソレノイドのコイルに通電し、回転機構を回転させて通信器の通信方向を通信対象に向ける制御を実行する制御部と、を備える。 A position adjustment device according to one embodiment of the present disclosure includes a rotation mechanism having an annular rotating holding member; a holding mechanism that is arranged on each of a plurality of communication devices and has a solenoid in which a movable core including a first fixed end facing the rotating holding member and a second fixed end facing the fixed holding member is inserted into a coil, in which the movable core moves towards the rotating holding member in response to energization of the coil so that the first fixed end is held by the rotating holding member, and in response to de-energization of the coil, the movable core moves towards the fixed holding member and separates from the rotating holding member; and a control unit that energizes the coil of the solenoid in the holding mechanism in which a communication device used for communication with a communication target is arranged, and rotates the rotation mechanism to control the communication direction of the communication device to face the communication target.
本開示によれば同一面に沿ったあらゆる方向に対応付けて、通信器の位置を調整できる位置調整装置等を提供することが可能になる。 This disclosure makes it possible to provide a position adjustment device that can adjust the position of a communication device in correspondence with any direction along the same plane.
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。 Below, the embodiments for implementing the present invention are described with reference to the drawings. However, the embodiments described below have limitations that are technically preferable for implementing the present invention, but do not limit the scope of the invention to the following. In addition, in all the drawings used to explain the embodiments below, similar parts are given the same reference numerals unless there is a specific reason. Furthermore, in the embodiments below, repeated explanations of similar configurations and operations may be omitted.
以下の実施形態の説明に用いる全図において、図面中の矢印の向きは、一例を示すものであり、光や信号の向きを限定するものではない。また、図面中の光の軌跡を示す線は、概念的なものであり、実際の光の進行方向や状態を正確に表すものではない。例えば、図面においては、空気と物質との界面における屈折や反射、拡散などによる光の進行方向や状態の変化を省略したり、光束を一本の線で表現したりすることもある。また、光の経路の一例を図示したり、構成が込み合ったりする等の理由により、断面にハッチングを施さない場合がある。 In all the figures used to explain the following embodiments, the direction of the arrows in the figures is an example and does not limit the direction of light or signals. Furthermore, the lines showing the trajectory of light in the figures are conceptual and do not accurately represent the actual direction or state of light. For example, in the figures, changes in the direction or state of light due to refraction, reflection, diffusion, etc. at the interface between air and material may be omitted, or a light beam may be represented by a single line. Furthermore, cross sections may not be hatched in order to illustrate an example of the path of light or for other reasons such as a crowded configuration.
(第1実施形態)
まず、第1実施形態に係る受信装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の受信装置は、空間を伝播する光信号(以下、空間光信号とも呼ぶ)を送受信し合う光空間通信に用いられる。本実施形態の受信装置は、空間を伝播する光を受光する用途であれば、光空間通信以外の用途に用いられてもよい。なお、本実施形態の説明で用いられる図面は、概念的なものであり、実際の構造を正確に描写したものではない。
First Embodiment
First, the receiving device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. The receiving device according to this embodiment is used for optical space communication in which an optical signal propagating through space (hereinafter also referred to as a spatial optical signal) is transmitted and received. The receiving device according to this embodiment may be used for purposes other than optical space communication as long as it receives light propagating through space. Note that the drawings used in the description of this embodiment are conceptual and do not accurately depict the actual structure.
(構成)
図1は、本実施形態に係る受信装置1の構成の一例を示す概念図である。受信装置1は、ボールレンズ10、受信器12、保持機構17、回転機構18、および制御部19を備える。保持機構17、回転機構18、および制御部19は、位置調整装置を構成する。受信器12は、通信器の一形態である。受信器12および保持機構17は、ペアリングされる。受信装置1は、受信器12と保持機構17のペアを複数備える。図1は、側方の視座から見た受信装置1の断面図である。受信装置1は、空間光信号を受信するための開口や窓が形成された筐体(図示しない)の内部に格納される。図1は、概念的なものであり、各構成要素の形状や、構成要素間の位置関係を正確に表したものではない。
(composition)
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a receiving
ボールレンズ10は、球冠を上下逆さまにした形状のボールレンズ受け111によって支持される。ボールレンズ受け111は、円盤状の土台110の中央に立てられた支持柱112の上部に配置される。支持柱112の周囲は、円筒状の円筒柱113によって囲まれる。円筒柱113の側面には、円環状の第1軸受115が設置される。土台110の上面の周縁には、円環状の環状柱117が配置される。環状柱117の上部の内縁には、円環状の第2軸受118が設置される。第1軸受115と第2軸受118の軸受部分は、同じ高さにおいて互いに対向する。土台110の上面には、円環状の固定用保持部材176が配置される。固定用保持部材176は、保持機構17の第2固定端172の下方に沿って形成される。環状柱117の上面には、円環状の環状軌道184が配置される。また、環状柱117の上面には、回転機構18が配置される。
The
土台110の内部には、回路領域119が形成される。回路領域119には、制御部19が実装された処理基板(図示しない)が収納される。制御部19は、保持機構17および回転機構18を駆動させる駆動機能や、受信器12によって受信された空間光信号を処理する受信機能を含む。受信装置1の構成要素と制御部19との間の配線は、省略する。制御部19は、回路領域119ではなく、外部に配置されてもよい。例えば、制御部19は、インターネットやイントラネットなどの通信ネットワークを介して接続されたサーバやクラウドに実装されてもよい。
A
ボールレンズ10は、球形のレンズである。ボールレンズ10は、外部から到来した空間光信号を集光する光学素子である。ボールレンズ10は、任意の角度から見て、球形である。ボールレンズ10は、入射される空間光信号を集光する。ボールレンズ10によって集光された空間光信号に由来する光(光信号とも呼ぶ)は、そのボールレンズ10の集光領域に向けて集光される。ボールレンズ10は、球形であるため、任意の方向から到来する空間光信号を集光する。すなわち、ボールレンズ10は、任意の方向から到来する空間光信号に対して、同様の集光性能を示す。ボールレンズ10に入射した光は、ボールレンズ10の内部に進入する際に屈折される。また、ボールレンズ10の内部を進行する光は、ボールレンズ10の外部に出射する際に、再度屈折される。ボールレンズ10から出射される光の大部分は、集光領域において集光される。
The
例えば、ボールレンズ10は、ガラスや結晶、樹脂などの材料で構成できる。可視領域の空間光信号を受光する場合、可視領域の光を透過/屈折するガラスや結晶、樹脂などの材料が、ボールレンズ10に適用できる。例えば、クラウンガラスやフリントガラスなどの光学ガラスが、ボールレンズ10に適用できる。例えば、BK(Boron Kron)などのクラウンガラスが、ボールレンズ10に適用できる。例えば、LaSF(Lanthanum Schwerflint)などのフリントガラスが、ボールレンズ10に適用できる。例えば、石英ガラスが、ボールレンズ10に適用できる。例えば、サファイア等の結晶が、ボールレンズ10に適用できる。例えば、アクリル等の透明樹脂が、ボールレンズ10に適用できる。
For example,
空間光信号が近赤外領域の光(以下、近赤外線とも呼ぶ)である場合、ボールレンズ10には、近赤外線を透過する材料が用いられる。例えば、1.5マイクロメートル(μm)程度の近赤外領域の空間光信号を受光する場合、ボールレンズ10には、ガラスや結晶、樹脂などに加えて、シリコンなどの材料を適用できる。空間光信号が赤外領域の光(以下、赤外線とも呼ぶ)である場合、ボールレンズ10には、赤外線を透過する材料が用いられる。例えば、空間光信号が赤外線である場合、ボールレンズ10には、シリコンやゲルマニウム、カルコゲナイド系の材料を適用できる。空間光信号の波長領域の光を透過/屈折できれば、ボールレンズ10の材質には限定を加えない。ボールレンズ10の材質は、求められる屈折率に応じて、適宜選択されればよい。
When the spatial light signal is light in the near-infrared region (hereinafter also referred to as near-infrared), a material that transmits near-infrared light is used for the
受信器12は、受光器121、支柱122、保持棒123、第1端部125、および第2端部126を有する。受光器121は、支柱122によって、ボールレンズ10の集光領域に配置される。受光器121の受光面は、ボールレンズ10に向けられる。支柱122は、側方の視座から見て、2つの屈曲箇所を有する棒状の柱である。支柱122の上方のボールレンズ10に対向する位置には、受光器121が配置される。支柱122の下端は、保持棒123の上部に固定される。保持棒123は、土台の中央から径方向に延伸された形状の棒状部材である。保持棒123は、球状に形成された第1端部125および第2端部126を有する。第1端部125は、第1軸受115の軸受部分に挿入される。第2端部126は、第2軸受118の軸受部分に挿入される。第1端部125は、保持棒123の移動に応じて、第1軸受115の軸受部分において滑動する。同様に、第2端部126は、保持棒123の移動に応じて、第2軸受118の軸受部分において滑動する。すなわち、保持棒123の移動に応じて、受光器121を支持する支柱122がボールレンズ10の周囲を移動する。その結果、受光器121の受光面の受光方向が変更される。
受光器121は、支柱122の上方のボールレンズ10に対向する位置に配置される。受光器121の受光面には、少なくとも一つの受光素子が配置される。受光素子は、光信号を受信する受光部を有する。受光素子の受光部は、ボールレンズ10に向けられる。受光素子の受光部には、ボールレンズ10によって集光された光信号が入射する。受光素子は、受光部に入射した光信号を受光する。受光素子は、受光した光信号を電気信号に変換する。変換後の電気信号は、制御部19に出力される。
The
受光素子は、受信対象である空間光信号の波長領域の光を受光する。例えば、受光素子は、可視領域の光に感度を有する。例えば、受光素子は、赤外領域の光に感度を有する。受光素子は、例えば1.5μm(マイクロメートル)帯の波長の光に感度を有する。なお、受光素子が感度を有する光の波長帯は、1.5μm帯に限定されない。受光素子が受光する光の波長帯は、送信装置(図示しない)から送信される空間光信号の波長に合わせて、任意に設定できる。受光素子が受光する光の波長帯は、例えば0.8μm帯や、1.55μm帯、2.2μm帯に設定されてもよい。また、受光素子が受光する光の波長帯は、例えば0.8~1μm帯であってもよい。波長帯が短い方が、大気中の水分による吸収が小さいので、降雨時における光空間通信には有利である。また、受光素子は、強烈な太陽光で飽和してしまうと、空間光信号に由来する光信号を読み取ることができない。そのため、受光素子の前段に、空間光信号の波長帯の光を選択的に通過させる色フィルタが設置されてもよい。 The light receiving element receives light in the wavelength region of the spatial optical signal to be received. For example, the light receiving element is sensitive to light in the visible region. For example, the light receiving element is sensitive to light in the infrared region. The light receiving element is sensitive to light in the 1.5 μm (micrometer) band. The wavelength band of light to which the light receiving element is sensitive is not limited to the 1.5 μm band. The wavelength band of light received by the light receiving element can be set arbitrarily to match the wavelength of the spatial optical signal transmitted from the transmitting device (not shown). The wavelength band of light received by the light receiving element may be set to, for example, the 0.8 μm band, the 1.55 μm band, or the 2.2 μm band. The wavelength band of light received by the light receiving element may be, for example, the 0.8 to 1 μm band. A shorter wavelength band is advantageous for optical space communication during rainfall because it is less absorbed by moisture in the atmosphere. Also, if the light receiving element becomes saturated with intense sunlight, it cannot read the optical signal derived from the spatial optical signal. Therefore, a color filter that selectively passes light in the wavelength band of the spatial light signal may be installed in front of the light receiving element.
例えば、受光素子は、フォトダイオードやフォトトランジスタなどの素子によって実現できる。例えば、受光素子は、アバランシェフォトダイオードによって実現される。アバランシェフォトダイオードによって実現された受光素子は、高速通信に対応できる。なお、受光素子は、光信号を電気信号に変換できさえすれば、フォトダイオードやフォトトランジスタ、アバランシェフォトダイオード以外の素子によって実現されてもよい。通信速度を向上させるために、受光素子の受光部は、できるだけ小さい方が好ましい。例えば、受光素子の受光部は、一辺が5mm(ミリメートル)程度の正方形の受光面を有する。例えば、受光素子の受光部は、直径0.1~0.3mm程度の円形の受光面を有する。受光素子の受光部の大きさや形状は、空間光信号の波長帯や通信速度などに応じて選定されればよい。 For example, the light receiving element can be realized by elements such as photodiodes and phototransistors. For example, the light receiving element can be realized by an avalanche photodiode. A light receiving element realized by an avalanche photodiode can support high-speed communication. Note that the light receiving element may be realized by elements other than photodiodes, phototransistors, and avalanche photodiodes as long as it can convert an optical signal into an electrical signal. In order to improve the communication speed, it is preferable that the light receiving portion of the light receiving element is as small as possible. For example, the light receiving portion of the light receiving element has a square light receiving surface with one side of about 5 mm (millimeters). For example, the light receiving portion of the light receiving element has a circular light receiving surface with a diameter of about 0.1 to 0.3 mm. The size and shape of the light receiving portion of the light receiving element may be selected according to the wavelength band of the spatial optical signal, the communication speed, etc.
例えば、受光器121は、通知光を受光する第1受光素子と、通信光を受光する第2受光素子とが組み合わされた構成であってもよい。通知光は、通信対象がその位置を通知するための光である。例えば、通知光は、通信対象に設置されたLED(Light Emitting Diode)光源から放射された光に由来する。通信光は、通信対象から送信された空間光信号である。例えば、通信光は、通信対象に設置されたレーザ光源から出射された光に由来する。
For example, the
第1受光素子(図示しない)は、通知用の空間光信号(通知光)の受光に用いられる。第2受光素子の受光面と比べて、第1受光素子の受光面は、面積が大きい。第1受光素子は、通知光の波長帯の光に対して感度を有する。例えば、第1受光素子は、シリコン系フォトダイオードによって実現される。第1受光素子の受光面は、第1受光素子によって受光された通知光は、電気信号に変換される。変換後の電気信号は、制御部19に出力される。
The first light receiving element (not shown) is used to receive a spatial light signal (notification light) for notification. Compared to the light receiving surface of the second light receiving element, the light receiving surface of the first light receiving element has a larger area. The first light receiving element is sensitive to light in the wavelength band of the notification light. For example, the first light receiving element is realized by a silicon-based photodiode. The light receiving surface of the first light receiving element converts the notification light received by the first light receiving element into an electrical signal. The converted electrical signal is output to the
第2受光素子(図示しない)は、通信用の空間光信号(通信光)の受光に用いられる。第1受光素子の受光面と比べて、第2受光素子の受光面は、面積が小さい。第2受光素子は、通信光の波長帯の光に対して感度を有する。例えば、第2受光素子は、赤外線に対して感度を有するフォトダイオードによって実現される。例えば、第2受光素子は、インジウムガリウムヒ素InGaAs系のフォトダイオードによって実現される。第2受光素子によって受光された通信光は、電気信号に変換される。変換後の電気信号は、制御部19に出力される。
The second light receiving element (not shown) is used to receive a spatial optical signal (communication light) for communication. Compared to the light receiving surface of the first light receiving element, the light receiving surface of the second light receiving element has a smaller area. The second light receiving element is sensitive to light in the wavelength band of the communication light. For example, the second light receiving element is realized by a photodiode that is sensitive to infrared light. For example, the second light receiving element is realized by an indium gallium arsenide (InGaAs) photodiode. The communication light received by the second light receiving element is converted into an electrical signal. The converted electrical signal is output to the
保持機構17は、ソレノイド170、第1固定端171、第2固定端172、可動芯173、およびバネ174を有する。図2は、保持機構17の構成例を示す概念図である。図2は、保持機構17を斜め上方の視座から見た斜視図である。ソレノイド170は、垂直方向に貫通するように、保持棒123に配置される。ソレノイド170の内部には、コイル(図示しない)が配置される。コイルの内部には、可動芯173が挿入される。可動芯173(プランジャとも呼ぶ)は、コイルの通電に応じて磁化する金属である。例えば、可動芯173は、フェライト系やマルテンサイト系のステンレス鋼である。可動芯173の上端には、第1固定端171が設置される。例えば、第1固定端171は、複数の円錐状の突起物が上方に向けて突出した形状を有する。第1固定端171の上方には、回転用保持部材175が配置される。本実施形態においては、コイルが通電されると、可動芯173が上方に移動する。コイルが通電されると、第1固定端171の上端部分は、回転用保持部材175に一時的に保持される。可動芯173の下端には、第2固定端172が設置される。例えば、第2固定端172は、複数の円錐状の突起物が下方に向けて突出した形状を有する。第2固定端172の下方には、固定用保持部材176が配置される。コイルが通電されていないと、第2固定端172の下端部分は、固定用保持部材176に保持される。可動芯173の周囲のうち、ソレノイド170の下方から外部に露出した部分には、バネ174が配置される。バネ174は、螺旋形状のコイルバネである。
The holding
図3は、ソレノイド170のコイルが通電されていない場合における保持機構17の状態について説明するための概念図である。ソレノイド170のコイルが通電されていないと、バネ174の弾性力および重力に応じて、可動芯173が下方に落ちた状態である。この状態においては、固定用保持部材176に第2固定端172が保持される。固定用保持部材176に第2固定端172が保持された状態では、保持機構17が設置された保持棒123が動かない。
FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the state of the
図4は、ソレノイド170のコイルが通電された場合における保持機構17の状態について説明するための概念図である。ソレノイド170のコイルが通電されると、可動芯173が上方に移動する。可動芯173が上方に移動すると、回転用保持部材175に第1固定端171が一時的に保持される。
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the state of the
図5は、受信装置1を上方の視座から見下ろした概念図である。図5においては、ボールレンズ10、ボールレンズ受け111、および支持柱112が取り外された状態を図示する。図5には、6つの保持棒123が配置される例を示す。保持棒123の数は、6つに限定されない。保持棒123は、支持柱112を中心として、放射状に配置される。図5には、回転機構18に含まれるタイヤ183および回転台185を図示する。そのタイヤ183の側面は、回転台185の側面に接する。タイヤ183の回転に応じて、回転台185が回転する。例えば、初期状態における複数の保持棒123の各々は、予め設定された初期位置に設定される。各々の保持棒123の位置は、受信装置1と通信対象との位置関係(位置情報)に応じて、装置間で空間光信号を送受信し合うことによって調整される。各々の保持棒123の位置は、タイヤ183および回転台185の回転数などに応じて、正確に調整されることが好ましい。例えば、各々の保持棒123の位置を検出するための検出器(図示しない)が併設されてもよい。
FIG. 5 is a conceptual diagram of the receiving
回転用保持部材175に第1固定端171が保持された状態で、支持柱112を中心として回転台185を回転させると、保持機構17の位置が変わる。保持機構17の位置の変化に応じて、ソレノイド170が配置された保持棒123が動く。その結果、保持棒123に保持された支柱122に配置された受光器121の受光面の方向が変わる。
When the rotating table 185 is rotated around the
ソレノイド170のコイルの通電が解除されると、バネ174の弾性力に応じて可動芯173が下方に落ち、固定用保持部材176に第2固定端172が保持される(図3)。固定用保持部材176に第2固定端172が保持された状態では、保持機構17が設置された保持棒123が動かない。
When the coil of the
回転機構18は、モーター181、回転軸182、タイヤ183、環状軌道184、および回転台185を有する。回転軸182は、モーター181のモーター軸である。回転軸182には、タイヤ183が取り付けられる。タイヤ183の材質は、ゴムなどの弾性体である。タイヤ183の側面は、回転台185の側面に接するように配置される。環状軌道184は、支持柱112を中心とした円環状の軌道である。環状軌道184の上面には、支持柱112を中心として円環状の溝が形成される。回転台185は、下方が開口した円筒状の台である。回転台185の上面には、受信器12の支柱122の妨げにならないように、開口が形成される。回転台185の下端は、円環を形成する。回転台185の円環状の下端は、環状軌道184の上面の溝に嵌め込まれる。回転台185は、環状軌道184の上面の溝に沿って回転可能に配置される。制御部19に含まれる駆動機能によるモーター181の駆動に応じた回転軸182の回転に合わせて、その回転軸182に取り付けられたタイヤ183が回転する。タイヤ183の回転に合わせて、回転台185が回転する。
The
回転台185の下面には、保持機構17の第1固定端171の位置に合わせて、回転用保持部材175が設置される。図5のように、回転用保持部材175は、支持柱112を中心として円環状に形成される。いずれかの保持機構17の第1固定端171が回転用保持部材175に保持された状態で回転台185が回転すると、その保持機構17にペアリングされた受信器12の位置が変更される。
A rotating holding
制御部19(制御手段)は、保持機構17および回転機構18を駆動させる駆動機能を含む。また、制御部19は、受信器12によって受信された空間光信号を信号処理する受信機能を含む。例えば、制御部19は、プロセッサやメモリを有するマイクロコンピュータによって実現される。
The control unit 19 (control means) includes a driving function for driving the
通信対象との間の通信確立段階において、制御部19は、複数の受信器12に含まれるいずれかの受光器121によって受光された光に応じて、通信対象を検出する。制御部19は、受光器121による光の受光状況に応じて、検出された通信対象の方向を特定する。制御部19は、特定された方向の通信対象との通信に用いられる受信器12を選択する。制御部19は、選択された受信器12にペアリングされた保持機構17のソレノイド170のコイルに通電する。コイルが通電されると、そのコイルに挿入された可動芯173が上方に移動する。この状態において、保持機構17の第1固定端171が回転用保持部材175に保持される。
In the stage of establishing communication with a communication target, the
制御部19は、回転機構18を駆動させて、選択された受信器12の受光器121の受光面を通信対象に向ける。制御部19は、受光器121の初期位置からの変化に応じて、その受光器121の位置を調整する。選択された受信器12の受光器121の受光面が通信対象に向けられると、制御部19は、選択された受信器12にペアリングされた保持機構17のソレノイド170の通電を解除する。通電が解除されると、保持機構17の第2固定端172が固定用保持部材176に保持される。この段階において、通信対象から送信された空間光信号を受信する環境が整う。
The
制御部19は、受信器12の受光器121を用いて、通信対象からの空間光信号を受光する。制御部19は、受光器121の受光素子から出力された信号を取得する。制御部19は、受光素子からの信号を増幅する。制御部19による信号処理の詳細については、説明を省略する。制御部19は、増幅された信号をデコードする。制御部19によってデコードされた信号は、任意の用途に使用される。制御部19によってデコードされた信号の用途については、特に限定を加えない。
The
〔回転用保持部材〕
次に、回転用保持部材175について、具体的な例をあげて説明する。以下においては、6つの例をあげる。回転用保持部材175は、以下の例に限定されない。
[Rotation holding member]
Next, specific examples of the
<第1例>
図6~図7は、回転用保持部材175の第1例(回転用保持部材1751)について説明するための概念図である。図6~図7は、側方の視座から見た図である。回転用保持部材1751は、複数の円錐状の突起物が下方に向けて突出した形状を有する。回転用保持部材1751は、第1固定端171よりも柔らかい材質である。例えば、回転用保持部材1751の材質は、樹脂である。ソレノイド170のコイルが非通電の状態では、可動芯173が下方に落ちた状態である(図6)。ソレノイド170のコイルが通電されると、可動芯173が上方に移動して、第1固定端171が回転用保持部材1751に突き刺さる(図7)。この状態で、回転機構18の回転台185を回転させると、保持機構17が配置された保持棒123の動きに応じて、その保持棒123に固定された支柱122に配置された受光器121の受光面の方向が変わる。ソレノイド170のコイルへの通電が解除されると、バネ174の弾性力および重力に応じて回転用保持部材1751から第1固定端171が外れて、可動芯173が下方に落ちる(図6)。
<First Example>
6 to 7 are conceptual diagrams for explaining a first example of the rotational holding member 175 (rotational holding member 1751). FIG. 6 to FIG. 7 are diagrams seen from a side perspective. The
<第2例>
図8~図9は、回転用保持部材175の第2例(回転用保持部材1752)について説明するための概念図である。図8~図9は、側方の視座から見た図である。回転用保持部材1752は、圧力印加に応じて凹む弾性膜が下方に向けて配置された構造を有する。回転用保持部材1752は、第1固定端171の接触に応じて、弾性変形する。例えば、回転用保持部材1752の材質は、樹脂である。ソレノイド170のコイルが非通電の状態では、可動芯173が下方に落ちた状態である(図8)。ソレノイド170のコイルが通電されると、可動芯173が上方に移動して、第1固定端171が回転用保持部材1752に押し付けられる(図9)。この状態で、回転機構18の回転台185を回転させると、保持機構17が配置された保持棒123の動きに応じて、その保持棒123に固定された支柱122に配置された受光器121の受光面の方向が変わる。ソレノイド170のコイルへの通電が解除されると、バネ174の弾性力および重力に応じて回転用保持部材1752から第1固定端171が外れて、可動芯173が下方に落ちる(図8)。
<Second Example>
8 to 9 are conceptual diagrams for explaining a second example of the rotational holding member 175 (rotational holding member 1752). FIGS. 8 to 9 are views from a side perspective. The
<第3例>
図10~図11は、回転用保持部材175の第3例(回転用保持部材1753)について説明するための概念図である。図10~図11は、側方の視座から見た図である。回転用保持部材1753は、第1固定端171が突き刺さる材質である。例えば、回転用保持部材1753の材質は、第1固定端171よりも柔らかい樹脂である。ソレノイド170のコイルが非通電の状態では、可動芯173が下方に落ちた状態である(図10)。ソレノイド170のコイルが通電されると、可動芯173が上方に移動して、第1固定端171が回転用保持部材1753に突き刺さる(図11)。この状態で、回転機構18の回転台185を回転させると、保持機構17が配置された保持棒123の動きに応じて、その保持棒123に固定された支柱122に配置された受光器121の受光面の方向が変わる。ソレノイド170のコイルへの通電が解除されると、バネ174の弾性力および重力に応じて回転用保持部材1753から第1固定端171が外れて、可動芯173が下方に落ちる(図10)。
<Third Example>
10 to 11 are conceptual diagrams for explaining a third example of the rotation holding member 175 (rotation holding member 1753). FIG. 10 to FIG. 11 are diagrams seen from a side perspective. The
<第4例>
図12~図13は、回転用保持部材175の第4例(回転用保持部材1754)について説明するための概念図である。図12~図13は、側方の視座から見た図である。回転用保持部材1754は、第1固定端171の先端が貫通するメッシュを有する。例えば、回転用保持部材1754のメッシュの材質は、金属や樹脂である。ソレノイド170のコイルが非通電の状態では、可動芯173が下方に落ちた状態である(図12)。ソレノイド170のコイルが通電されると、可動芯173が上方に移動して、第1固定端171が回転用保持部材1754のメッシュに突き刺さる(図13)。この状態で、回転機構18の回転台185を回転させると、保持機構17が配置された保持棒123の動きに応じて、その保持棒123に固定された支柱122に配置された受光器121の受光面の方向が変わる。ソレノイド170のコイルへの通電が解除されると、バネ174の弾性力および重力に応じて回転用保持部材1754から第1固定端171が外れて、可動芯173が下方に落ちる(図12)。
<Fourth Example>
12 and 13 are conceptual diagrams for explaining a fourth example of the rotation holding member 175 (rotation holding member 1754). FIG. 12 and FIG. 13 are diagrams seen from a side perspective. The
<第5例>
図14~図15は、回転用保持部材175の第5例(回転用保持部材1755)について説明するための概念図である。図14~図15は、側方の視座から見た図である。第5例では、可動芯173の上端に、第1固定端171の替わりに、第1固定端1715が配置される。第1固定端1715の材質は、コイルへの通電によって磁化した可動芯173の磁力を妨げなければ、特に限定されない。例えば、第1固定端1715の材質は、磁化しやすい金属や、樹脂である。回転用保持部材1755は、コイルへの通電によって磁化した可動芯173がつく部材である。例えば、回転用保持部材1755の材質は、磁化しやすい金属である。ソレノイド170のコイルが非通電の状態では、可動芯173が下方に落ちた状態である(図14)。ソレノイド170のコイルが通電されると、磁化した可動芯173が上方に移動して、第1固定端1715が回転用保持部材1755につく(図15)。この状態で、回転機構18の回転台185を回転させると、保持機構17が配置された保持棒123の動きに応じて、その保持棒123に固定された支柱122に配置された受光器121の受光面の方向が変わる。ソレノイド170のコイルへの通電が解除されると、バネ174の弾性力および重力に応じて回転用保持部材1755から第1固定端1715が外れて、可動芯173が下方に落ちる(図14)。
<Fifth Example>
14 to 15 are conceptual diagrams for explaining a fifth example of the rotation holding member 175 (rotation holding member 1755). FIG. 14 to FIG. 15 are diagrams seen from a side perspective. In the fifth example, a first
<第6例>
図16~図18は、回転用保持部材175の第6例(回転用保持部材1756)について説明するための概念図である。図16~図17は、側方の視座から見た図である。図18は、受信装置1を上方の視座から見下ろした概念図である。図18においては、ボールレンズ10、ボールレンズ受け111、および支持柱112が取り外された状態を図示する。第6例では、可動芯173の上端に、第1固定端171の替わりに、第1固定端1716が配置される。第1固定端1716の材質は、特に限定されない。例えば、第1固定端1716の材質は、金属や樹脂である。図18のように、回転用保持部材1756は、長辺が径方向に沿って配列された複数の板状部材を有する。複数の板状部材は、回転用保持部材1756の下面に設置される。回転用保持部材1756の材質については、特に限定を加えない。例えば、回転用保持部材1756の材質は、金属や樹脂である。ソレノイド170のコイルが非通電の状態では、可動芯173が下方に落ちた状態である(図16)。ソレノイド170のコイルが通電されると、可動芯173が上方に移動して、回転用保持部材1756が有する2つの板状部材の間に、第1固定端1716が入り込む(図17)。この状態で、回転機構18の回転台185を回転させると、保持機構17が配置された保持棒123の動きに応じて、その保持棒123に固定された支柱122に配置された受光器121の受光面の方向が変わる。ソレノイド170のコイルへの通電が解除されると、バネ174の弾性力および重力に応じて、可動芯173が下方に落ちる(図16)。
<Sixth Example>
16 to 18 are conceptual diagrams for explaining a sixth example of the rotation holding member 175 (rotation holding member 1756). FIGS. 16 to 17 are views from a side perspective. FIG. 18 is a conceptual diagram of the receiving
〔固定用保持部材〕
次に、固定用保持部材176について、具体的な例をあげて説明する。以下においては、3つの例をあげる。固定用保持部材176は、以下の例に限定されない。
[Fixing holding member]
Next, the
<第1例>
図19~図20は、固定用保持部材176の第1例(固定用保持部材1761)について説明するための概念図である。図19~図20は、側方の視座から見た図である。固定用保持部材1761は、複数の円錐状の突起物が上方に向けて突出した形状を有する。固定用保持部材1761は、第2固定端172よりも柔らかい材質である。例えば、固定用保持部材1761の材質は、樹脂である。ソレノイド170のコイルが非通電の状態では、可動芯173が下方に落ちた状態であり、第2固定端172が固定用保持部材1761に突き刺さって保持される(図19)。この状態では、回転機構18の回転台185を回転させても、保持機構17が配置された保持棒123は動かない。ソレノイド170のコイルが通電されると、可動芯173が上方に移動して、第1固定端171が固定用保持部材176に保持される(図20)。この状態で、回転機構18の回転台185を回転させると、保持機構17が配置された保持棒123の動きに応じて、その保持棒123に固定された支柱122に配置された受光器121の受光面の方向が変わる。ソレノイド170のコイルへの通電が解除されると、バネ174の弾性力および重力に応じて固定用保持部材176から第1固定端171が外れて、可動芯173が下方に落ちる。そして、固定用保持部材1761に第2固定端172が突き刺さって保持される(図19)。
<First Example>
19 and 20 are conceptual diagrams for explaining a first example of the fixing holding member 176 (fixing holding member 1761). FIG. 19 and FIG. 20 are views from a side perspective. The
<第2例>
図21~図22は、固定用保持部材176の第2例(固定用保持部材1762)について説明するための概念図である。図21~図22は、側方の視座から見た図である。固定用保持部材1762は、第2固定端172の先端が貫通するメッシュを有する。例えば、固定用保持部材1762のメッシュの材質は、金属や樹脂である。ソレノイド170のコイルが非通電の状態では、可動芯173が下方に落ちた状態であり、第2固定端172が固定用保持部材1762のメッシュに突き刺さって保持される(図21)。この状態では、回転機構18の回転台185を回転させても、保持機構17が配置された保持棒123は動かない。ソレノイド170のコイルが通電されると、可動芯173が上方に移動して、第1固定端171が固定用保持部材176に保持される(図22)。この状態で、回転機構18の回転台185を回転させると、保持機構17が配置された保持棒123の動きに応じて、その保持棒123に固定された支柱122に配置された受光器121の受光面の方向が変わる。ソレノイド170のコイルへの通電が解除されると、バネ174の弾性力および重力に応じて固定用保持部材176から第1固定端171が外れて、可動芯173が下方に落ちる。そして、固定用保持部材1762のメッシュに第2固定端172が突き刺さって保持される(図21)。
<Second Example>
21 and 22 are conceptual diagrams for explaining a second example of the fixing holding member 176 (fixing holding member 1762). FIG. 21 and FIG. 22 are diagrams seen from a side perspective. The
<第3例>
図23~図24は、固定用保持部材176の第3例(固定用保持部材1763)について説明するための概念図である。図23~図24は、側方の視座から見た図である。可動芯173の下端には、第2固定端1723が設置される。固定用保持部材1763の上面および第2固定端1723の下面には、面ファスナーのフックおよびループのいずれかが形成される。固定用保持部材1763の上端面にフックが形成された場合、第2固定端172の下端面にはループが形成される。固定用保持部材1763の上端面にループが形成された場合、第2固定端172の下端面にはフックが形成される。例えば、第2固定端1723および固定用保持部材1763は、樹脂である。ソレノイド170のコイルが非通電の状態では、可動芯173が下方に落ちた状態であり、第2固定端1723が固定用保持部材1763に保持される(図23)。この状態では、回転機構18の回転台185を回転させても、保持機構17が配置された保持棒123は動かない。ソレノイド170のコイルが通電されると、第2固定端1723が固定用保持部材1763から外れて可動芯173が上方に移動し、第1固定端171が固定用保持部材1763に保持される(図24)。この状態で、回転機構18の回転台185を回転させると、保持機構17が配置された保持棒123の動きに応じて、その保持棒123に固定された支柱122に配置された受光器121の受光面の方向が変わる。ソレノイド170のコイルへの通電が解除されると、バネ174の弾性力および重力に応じて固定用保持部材176から第1固定端171が外れて、可動芯173が下方に落ちる。そして、第2固定端1723が固定用保持部材1763に保持される(図23)。
<Third Example>
23 to 24 are conceptual diagrams for explaining a third example (fixing holding member 1763) of the
(動作)
次に、本実施形態の受信装置1の動作について図面を参照しながら説明する。図25は、受信装置1の動作について説明するためのフローチャートである。図25のフローチャートは、通信対象との間の通信確立段階における動作に関する。以下の図25のフローチャートに沿った説明においては、受信装置1が備える制御部19を動作主体とする。制御部19は、予め設定された保持機構17の初期位置からの変化に応じて、その保持機構17の位置を調整する。
(Operation)
Next, the operation of the receiving
図25において、まず、制御部19は、通信対象を検出すると(ステップS11でYes)、検出された通信対象の方向を特定する(ステップS12)。通信対象を検出していない場合(ステップS11でNo)、制御部19は、通信対象が検出されるまでステップS11を継続する。
In FIG. 25, first, when the
ステップS12の次に、制御部19は、特定された方向の通信対象との通信に用いられる受信器12を選択する(ステップS13)。
After step S12, the
次に、制御部19は、選択された受信器12とペアリングされた保持機構17のソレノイド170のコイルに通電する(ステップS14)。この段階において、保持機構17の第1固定端171が回転用保持部材175によって保持される。
Next, the
次に、制御部19は、回転機構18を駆動して、選択された受信器12の受光器121の受光面を通信対象の方向に向ける(ステップS15)。制御部19は、回転機構18を駆動して、ボールレンズ10を挟んで、受光器121の受光面が通信対象の方向に向くように制御する。
Next, the
次に、制御部19は、保持機構17のソレノイド170のコイルへの通電を解除する(ステップS16)。保持機構17の第2固定端172は、固定用保持部材176に保持される。この段階において、受信装置1と通信対象との間の通信環境が整う。
Next, the
次に、制御部19は、位置が調整された受信器12の受光器121を用いて、空間光信号を受信する(ステップS17)。制御部19は、受信した空間光信号に応じて、種々の処理を実行する。
Next, the
以上のように、本実施形態の受信装置は、ボールレンズ、少なくとも一つの受信器、保持機構、回転機構、および制御部を備える。保持機構、回転機構、および制御部は、位置調整装置を構成する。ボールレンズは、球状のレンズである。受信器は、通信器に相当する。受信器は、少なくとも一つの受光素子を有する。受信器は、対応付けられた位置調整装置が有する保持機構の動きに合わせて、ボールレンズの集光領域において環状に移動するように配置される。保持機構は、複数の受信器の各々に配置される。保持機構は、ソレノイドを有する。ソレノイドのコイルには、可動芯が挿入される。可動芯は、回転用保持部材に対向する第1固定端と、固定用保持部材に対向する第2固定端とを含む。回転機構には、環状の回転用保持部材が設置される。保持機構が有するソレノイドのコイルに挿入された可動芯が、垂直方向に沿って移動可能に配置される。第1固定端が上方に向けられ、第2固定端が下方に向けられる。コイルへの通電に応じて可動芯が上方に移動して、上方に配置された回転用保持部材に第1固定端が保持される。一方、コイルへの通電解除に応じて可動芯が固定用保持部材の向きに移動して、回転用保持部材から離れる。制御部は、通信対象との通信に用いられる受信器が配置された保持機構の有するソレノイドのコイルに通電し、回転機構を回転させて受信器の通信方向を通信対象に向ける制御を実行する。 As described above, the receiving device of this embodiment includes a ball lens, at least one receiver, a holding mechanism, a rotation mechanism, and a control unit. The holding mechanism, the rotation mechanism, and the control unit constitute a position adjustment device. The ball lens is a spherical lens. The receiver corresponds to a communication device. The receiver has at least one light receiving element. The receiver is arranged to move in a ring shape in the light collecting area of the ball lens in accordance with the movement of the holding mechanism of the associated position adjustment device. The holding mechanism is arranged in each of the multiple receivers. The holding mechanism has a solenoid. A movable core is inserted into the coil of the solenoid. The movable core includes a first fixed end facing the rotating holding member and a second fixed end facing the fixed holding member. The rotating mechanism is provided with an annular rotating holding member. The movable core inserted into the coil of the solenoid of the holding mechanism is arranged to be movable along the vertical direction. The first fixed end is directed upward, and the second fixed end is directed downward. When electricity is applied to the coil, the movable core moves upward, and the first fixed end is held by the rotation holding member arranged above. Meanwhile, when electricity is removed from the coil, the movable core moves toward the fixed holding member and separates from the rotation holding member. The control unit controls the coil of a solenoid in a holding mechanism in which a receiver used for communication with a communication target is arranged, and rotates the rotation mechanism to orient the communication direction of the receiver toward the communication target.
本実施形態の受信装置は、通信対象からの空間光信号を受信する受信器が配置された保持機構の有するソレノイドのコイルが通電された状態で回転機構を回転させて、受信器の受信方向を通信対象に向ける。本実施形態によれば、回転機構の回転面内におけるあらゆる方向に向けて、受信器の受信方向を調整できる。すなわち、本実施形態によれば、同一面に沿ったあらゆる方向に対応付けて、受信器の位置を調整できる。 The receiving device of this embodiment rotates the rotation mechanism while the coil of the solenoid of the holding mechanism in which the receiver that receives the spatial light signal from the communication target is placed is energized, thereby directing the receiving direction of the receiver towards the communication target. According to this embodiment, the receiving direction of the receiver can be adjusted to face any direction within the rotation plane of the rotation mechanism. In other words, according to this embodiment, the position of the receiver can be adjusted to correspond to any direction along the same plane.
本実施形態の一態様において、第1固定端は、複数の突起が突出した形状を有する。回転用保持部材は、第1固定端が一時的に保持される構造を有する。本態様では、ソレノイドのコイルが通電された状態において、回転用保持部材に第1固定端が一時的に保持される。本態様によれば、回転用保持部材に第1固定端が一時的に保持された状態で回転機構を回転させることによって、回転機構の回転面内におけるあらゆる方向に向けて、受信器の受信方向を調整できる。 In one aspect of this embodiment, the first fixed end has a shape with multiple protrusions. The rotation holding member has a structure that temporarily holds the first fixed end. In this aspect, the first fixed end is temporarily held by the rotation holding member when the solenoid coil is energized. According to this aspect, by rotating the rotation mechanism with the first fixed end temporarily held by the rotation holding member, the receiving direction of the receiver can be adjusted to any direction within the rotation plane of the rotation mechanism.
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る受信装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の受信装置は、位置調整装置の構造が第1実施形態とは異なる。以下においては、第1実施形態と同様の箇所については、説明を省略する場合がある。
Second Embodiment
Next, a receiving device according to a second embodiment will be described with reference to the drawings. The receiving device of this embodiment differs from the first embodiment in the structure of the position adjustment device. In the following, the description of the same parts as the first embodiment may be omitted.
(構成)
図26は、本実施形態に係る受信装置2の構成の一例を示す概念図である。受信装置2は、ボールレンズ20、受信器22、保持機構27、回転機構28、および制御部29を備える。保持機構27、回転機構28、および制御部29は、位置調整装置を構成する。受信器22は、通信器の一形態である。受信器22および保持機構27は、ペアリングされる。受信装置2は、受信器22と保持機構27のペアを複数備える。図26は、側方の視座から見た受信装置2の断面図である。受信装置2は、空間光信号を受信するための開口や窓が形成された筐体(図示しない)の内部に格納される。図26は、概念的なものであり、各構成要素の形状や、構成要素間の位置関係を正確に表したものではない。
(composition)
FIG. 26 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of the receiving
ボールレンズ20は、第1実施形態のボールレンズ10と同様の構成である。ボールレンズ20は、球形のレンズである。ボールレンズ20は、入射される空間光信号を集光する。ボールレンズ20によって集光された空間光信号に由来する光(光信号とも呼ぶ)は、そのボールレンズ20の集光領域に向けて集光される。ボールレンズ20は、球冠を上下逆さまにした形状のボールレンズ受け211によって支持される。ボールレンズ受け211は、円盤状の土台210の中央に立てられた支持柱212の上部に配置される。支持柱212の周囲は、円筒状の円筒柱213によって囲まれる。円筒柱213の側面には、固定用保持部材276が配置される。固定用保持部材276は、第1実施形態の固定用保持部材176と同様の構成である。固定用保持部材276は、保持面を外側に向けて、円筒柱213の側面に合わせて環状に配置される。
The
土台210の上面には、回転機構28が配置される。回転機構28は、第1実施形態の回転機構18と同様の構成である。回転機構28は、モーター281、回転軸282、タイヤ283、環状軌道284、および回転台285を有する。回転軸282は、モーター281のモーター軸である。回転軸282には、タイヤ283が取り付けられる。タイヤ283の側面は、回転台285の側面に接するように配置される。環状軌道284は、支持柱212を中心とした円環状の軌道である。環状軌道284の上面には、支持柱212を中心として円環状に凹んだ溝が形成される。回転台285は、下方が開口した円筒状の台である。回転台285の上面には、受信器22の支柱222の妨げにならないように、開口が形成される。回転台285の下端は、円環を形成する。回転台285の下端は、環状軌道284の上面の溝に嵌め込まれる。回転台285は、環状軌道284の上面の溝に沿って回転可能に配置される。制御部29に含まれる駆動機能によるモーター281の駆動に応じた回転軸282の回転に合わせて、その回転軸282に取り付けられたタイヤ283が回転する。タイヤ283の回転に合わせて、回転台285が回転する。
A
また、土台210の上面には、第1環状軌道225および第2環状軌道226が配置される。第1環状軌道225および第2環状軌道226は、支持柱212を中心とした円環状の軌道である。第1環状軌道225は、第2環状軌道226の外側に配置される。第1環状軌道225と第2環状軌道226とは、同心円状に配置される。第1環状軌道225および第2環状軌道226の上面には、支持柱212を中心とした円環状の溝が形成される。第1環状軌道225の上面の溝には、第1支持体278が嵌め込まれる。第1支持体278は、第1環状軌道225の上面の溝に沿って、滑動する。第2環状軌道226の上面の溝には、第2支持体279が嵌め込まれる。第2支持体279は、第2環状軌道226の上面の溝に沿って、滑動する。第1支持体278および第2支持体279は、保持機構27のソレノイド270を移動可能に支持する部材である。第1環状軌道225と第2環状軌道226との間隔は、第1支持体278と第2支持体279との間隔と同じに設定される。
Furthermore, a first
回転台285の内側面には、保持機構27の第1固定端271の位置に合わせて、回転用保持部材275が設置される。回転用保持部材275は、第1実施形態の回転用保持部材175と同様の構成である。固定用保持部材276は、保持面を内側に向けて、回転台285の内側面に合わせて環状に配置される。いずれかの保持機構27の第1固定端271が回転用保持部材275に保持された状態で回転台285が回転すると、その保持機構27にペアリングされた受信器22の位置が変更される。
A
土台210の内部には、回路領域219が形成される。回路領域219には、制御部29が配置される。制御部29は、保持機構27および回転機構28を駆動させる駆動機能や、受信器22によって受信された空間光信号を処理する受信機能を有する。受信装置2の構成要素と制御部29との間の配線は省略する。制御部29は、回路領域219ではなく、外部に配置されてもよい。例えば、制御部29は、インターネットやイントラネットなどの通信ネットワークを介して接続されたサーバやクラウドに実装されてもよい。
A
受信器22は、受光器221および支柱222を有する。受光器221は、第1実施形態の受光器121と同様の構成である。支柱222は、第1実施形態の支柱122と同様の構成である。受光器221は、支柱222によって、ボールレンズ20の集光領域に配置される。受光器221の受光面は、ボールレンズ20に向けられる。支柱222は、側方の視座から見て、2つの屈曲箇所を有する棒状の柱である。支柱222の上方のボールレンズ20に対向する位置には、受光器221が配置される。支柱222の下端は、保持機構27のソレノイド270の外側上部に固定される。第1環状軌道225および第2環状軌道226に沿った第1支持体278および第2支持体279の移動に応じて、ボールレンズ20の周囲において、受光器221を支持する支柱222が移動する。その結果、受光器221の受光面の受光方向が変更される。
受光器221は、支柱222の上方のボールレンズ20に対向する位置に配置される。受光器221の受光面には、少なくとも一つの受光素子が配置される。受光素子は、光信号を受信する受光部を有する。受光素子の受光部は、ボールレンズ20に向けられる。受光素子の受光部には、ボールレンズ20によって集光された光信号が入射する。受光素子は、受光部に入射した光信号を受光する。受光素子は、受光した光信号を電気信号に変換する。変換後の電気信号は、制御部29に出力される。
The
保持機構27は、ソレノイド270、第1固定端271、第2固定端272、可動芯273、およびバネ274を有する。ソレノイド270、第1固定端271、第2固定端272、可動芯273、およびバネ274は、第1実施形態の対応する構成と同様の構成である。ソレノイド270の内部には、コイル(図示しない)が配置される。コイルの内部には、可動芯273が挿入される。ソレノイド270は、横倒しに配置される。コイルへの通電に応じて、ソレノイド270の内部における可動芯273は、支持柱212を中心とする円の径方向に沿って動く。可動芯273の第1端には、第1固定端271が設置される。第1固定端271は、複数の円錐状の突起物が突出した形状を有する。第1固定端271の側方には、回転用保持部材275が配置される。本実施形態においては、コイルが通電されると、土台210の外周に向けて可動芯273が移動する。コイルが通電されると、第1固定端271は、回転用保持部材275に一時的に保持される。可動芯273の第2端には、第2固定端272が設置される。第2固定端272は、複数の円錐状の突起物が突出した形状を有する。第2固定端272の側方には、固定用保持部材276が配置される。コイルが通電されていないと、第2固定端272は、固定用保持部材276に保持される。可動芯273の周囲のうち、ソレノイド270と第2固定端272との間で外部に露出した部分には、バネ274が配置される。バネ274は、螺旋形状のコイルバネである。
The holding
ソレノイド270の両端は、第1支持体278および第2支持体279によって挟持される。第1支持体278および第2支持体279には、可動芯273が貫通する開口が形成される。第1支持体278および第2支持体279は、保持機構27のソレノイド270を支持する部材である。第1支持体278と第2支持体279との間隔は、第1環状軌道225と第2環状軌道226との間隔と同じに設定される。第1支持体278の下端は、第1環状軌道225の上面の溝に嵌め込まれる。第2支持体279の下端は、第2環状軌道226の上面の溝に嵌め込まれる。ソレノイド270は、第1環状軌道225および第2環状軌道226に沿って移動する第1支持体278および第2支持体279の動きに応じて、移動する。
Both ends of the
回転用保持部材275に第1固定端271が保持された状態で、支持柱212を中心として回転台285を回転させると、保持機構27の位置が変わる。保持機構27の位置の変化に応じて、ソレノイド270に固定された支柱222に配置された受光器221の受光面の方向が変わる。
When the rotating table 285 is rotated around the
ソレノイド270のコイルの通電が解除されると、バネ274の弾性力に応じて、可動芯273が土台210の中心に向けて移動し、固定用保持部材276に第2固定端272が保持される。固定用保持部材276に第2固定端272が保持された状態では、保持機構27が設置された受信器22が動かない。
When the coil of the
制御部29は、保持機構27および回転機構28を駆動させる駆動機能を含む。また、制御部29は、受信器22によって受信された空間光信号を信号処理する受信機能を含む。例えば、制御部29は、プロセッサやメモリを有するマイクロコンピュータによって実現される。
The
通信対象との間における通信確立段階において、制御部29は、複数の受信器22に含まれるいずれかの受光器221によって受光された光に応じて、通信対象を検出する。制御部29は、受光器221による光の受光状況に応じて、検出された通信対象の方向を特定する。制御部29は、特定された方向の通信対象との通信に用いられる受信器22を選択する。制御部29は、選択された受信器22にペアリングされた保持機構27のソレノイド270に通電する。この状態において、保持機構27の第1固定端271が回転用保持部材275に保持される。
In the stage of establishing communication with a communication target, the
制御部29は、回転機構28を駆動させて、選択された受信器22の受光器221の受光面を通信対象に向ける。制御部29は、受光器221の初期位置からの変化に応じて、その受光器221の位置を調整する。選択された受信器22の受光器221の受光面が通信対象に向けられると、制御部29は、選択された受信器22にペアリングされた保持機構27のソレノイド270の通電を解除する。通電が解除されると、保持機構27の第2固定端272が固定用保持部材276に保持される。この段階において、通信対象からの空間光信号を受信する環境が整う。
The
制御部29は、受信器22の受光器221を用いて、通信対象からの空間光信号を受光する。制御部29は、受光器221の受光素子から出力された信号を取得する。制御部29は、受光素子からの信号を増幅する。制御部29による信号処理の詳細については、説明を省略する。制御部29は、増幅された信号をデコードする。制御部29によってデコードされた信号は、任意の用途に使用される。制御部29によってデコードされた信号の使用については、特に限定を加えない。
The
〔変形例1〕
図27は、本実施形態の受信装置2に関する変形例1(受信装置2-1)の構成の一例を示す概念図である。受信装置2-1は、エンコーダ227およびスケール228を含む点において、受信装置2(図26)とは異なる。エンコーダ227およびスケール228は、受信器22(通信器)の位置を検出する位置検出器の一例である。また、受信装置2-1の土台210の上面の周縁には、円環状の環状柱217が配置される。スケール228は、環状柱217の上面に配置される。スケール228は、支持柱212を中心として円環状に形成される。スケール228の上面には、位置読み取り用のパターン(位置パターン)が形成される。
[Modification 1]
FIG. 27 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a modified example 1 (receiving device 2-1) related to the receiving
エンコーダ227は、受信器22の支柱222に配置される。エンコーダ227は、スケール228を読み取り可能な位置に配置される。例えば、エンコーダ227は、スケール228の真上に配置される。エンコーダ227は、スケール228の斜め上に配置されてもよい。エンコーダ227は、位置パターンを読み取り、そのエンコーダ227が配置された受信器22の位置を特定する。
The
例えば、エンコーダ227は、光源、レンズ、および受光素子を含む。光源は、下方の位置パターンに向けて、受信器22の位置を読み取るための光を出射する。位置パターンの位置で反射された反射光は、レンズによって、受光素子の受光面に集光される。受光素子は、レンズによって集光される光を受光する。受光素子によって受光された光は、電気信号に変換されて、制御部29に出力される。制御部29は、電気信号のパターンに応じて、受信器22の位置を特定する。
For example, the
本変形例によれば、エンコーダ227によって読み取られたスケール228の位置パターンに応じて、受信器22の位置を特定できる。そのため、本変形例によれば、受信器22の位置を正確に調整できる。
According to this modified example, the position of the
〔変形例2〕
図28は、本実施形態の受信装置2に関する変形例2(受信装置2-2)の構成に関する概念図である。受信装置2-2は、魚眼カメラ290を含む点において、受信装置2(図26)とは異なる。魚眼カメラ290は、受信器22(通信器)の位置を検出する位置検出器の一例である。受信装置2-2は、筐体200の内部に配置される。筐体200の側面は、空間光信号の波長帯において透明である。
[Modification 2]
Fig. 28 is a conceptual diagram of the configuration of a modified example 2 (receiving device 2-2) related to the receiving
魚眼カメラ290は、水平方向から到来する光に由来する像と、筐体200の内部に配置された受信装置2-2の像とを撮影する。図29は、魚眼カメラ290によって撮影された像について説明するための概念図である。図29には、筐体200の内部の像が検出される内部領域と、筐体200の外部の像が検出される外部領域とを示す。内部領域には、ボールレンズ20や受信器22が映る。外部領域には、通信対象から送信された空間光信号(通知光)が映る。例えば、位置Aから、通知光の位置と対向する位置Bに受信器22を移動させる。そのように制御すれば、位置Bに移動した受信器22に含まれる受光器221の受光面が、通信対象の方向に向けられる。
The
本変形例では、魚眼カメラ290によって撮影された画像を用いて、通信対象から送信された空間光信号(通知光)を検出する。本変形例では、検出された通知光の位置に応じて、受信器22の位置を変更する。そのため、本変形例によれば、通信対象の位置に合わせて、受信器22の位置を正確に調整できる。
In this modified example, an image captured by the
以上のように、本実施形態の受信装置は、ボールレンズ、少なくとも一つの受信器、保持機構、回転機構、および制御部を備える。保持機構、回転機構、および制御部は、位置調整装置を構成する。ボールレンズは、球状のレンズである。受信器は、通信器に相当する。受信器は、少なくとも一つの受光素子を有する。受信器は、対応付けられた位置調整装置が有する保持機構の動きに合わせて、ボールレンズの集光領域において環状に移動するように配置される。保持機構は、ソレノイドを有する。ソレノイドのコイルには、可動芯が挿入される。可動芯は、回転用保持部材に対向する第1固定端と、固定用保持部材に対向する第2固定端とを含む。回転機構には、環状の回転用保持部材が設置される。保持機構が有するソレノイドのコイルに挿入された可動芯が、水平方向に沿って移動可能に配置される。回転機構の周方向に、第1固定端が向けられる。回転機構の回転軸方向に、第2固定端が向けられる。コイルへの通電に応じて回転機構の回転軸方向に可動芯が移動して、回転機構の回転軸方向に配置された回転用保持部材に第1固定端が保持される。一方、コイルへの通電解除に応じて可動芯が固定用保持部材の向きに移動して、回転用保持部材から離れる。制御部は、通信対象との通信に用いられる受信器が配置された保持機構の有するソレノイドのコイルに通電し、回転機構を回転させて受信器の通信方向を通信対象に向ける制御を実行する。 As described above, the receiving device of this embodiment includes a ball lens, at least one receiver, a holding mechanism, a rotation mechanism, and a control unit. The holding mechanism, the rotation mechanism, and the control unit constitute a position adjustment device. The ball lens is a spherical lens. The receiver corresponds to a communication device. The receiver has at least one light receiving element. The receiver is arranged to move in a circular shape in the light collecting area of the ball lens in accordance with the movement of the holding mechanism of the associated position adjustment device. The holding mechanism has a solenoid. A movable core is inserted into the coil of the solenoid. The movable core includes a first fixed end facing the rotation holding member and a second fixed end facing the fixed holding member. An annular rotation holding member is installed in the rotation mechanism. The movable core inserted into the coil of the solenoid of the holding mechanism is arranged to be movable along the horizontal direction. The first fixed end is oriented in the circumferential direction of the rotation mechanism. The second fixed end is oriented in the rotation axis direction of the rotation mechanism. In response to energization of the coil, the movable core moves in the direction of the rotation axis of the rotation mechanism, and the first fixed end is held by a rotation holding member arranged in the direction of the rotation axis of the rotation mechanism. Meanwhile, in response to de-energization of the coil, the movable core moves toward the fixed holding member and separates from the rotation holding member. The control unit controls the energization of the solenoid coil of the holding mechanism in which the receiver used for communication with the communication target is arranged, and rotates the rotation mechanism to orient the communication direction of the receiver toward the communication target.
本実施形態の受信装置は、通信対象からの空間光信号を受信する受信器が配置された保持機構の有するソレノイドのコイルが通電された状態で回転機構を回転させて、受信器の受信方向を通信対象に向ける。本実施形態によれば、回転機構の回転面内におけるあらゆる方向に向けて、受信器の受信方向を調整できる。すなわち、本実施形態によれば、同一面に沿ったあらゆる方向に対応付けて、受信器の位置を調整できる。 The receiving device of this embodiment rotates the rotation mechanism while the coil of the solenoid of the holding mechanism in which the receiver that receives the spatial light signal from the communication target is placed is energized, thereby directing the receiving direction of the receiver towards the communication target. According to this embodiment, the receiving direction of the receiver can be adjusted to face any direction within the rotation plane of the rotation mechanism. In other words, according to this embodiment, the position of the receiver can be adjusted to correspond to any direction along the same plane.
本実施形態の一態様の受信装置には、受信器(通信器)の位置を検出する位置検出器が併設される。制御部は、位置検出器によって検出された受信器の位置に基づいて、受信器の通信方向を通信対象に合わせる。本態様によれば、位置検出器によって検出された受信器の位置に基づいて、受信器の位置を調整できる。そのため、本態様によれば、通信対象の位置に合わせて、受信器の位置を正確に調整できる。 In one aspect of this embodiment, the receiving device is provided with a position detector that detects the position of the receiver (communication device). The control unit aligns the communication direction of the receiver with the communication target based on the position of the receiver detected by the position detector. According to this aspect, the position of the receiver can be adjusted based on the position of the receiver detected by the position detector. Therefore, according to this aspect, the position of the receiver can be accurately adjusted to match the position of the communication target.
(第3実施形態)
次に、第3実施形態に係る送信装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の送信装置は、第1~第2実施形態と同様の位置調整装置および回転機構を備える。以下においては、第1~第2実施形態と同様の箇所については、説明を省略する場合がある。以下においては、本実施形態の送信装置が第1~第2実施形態の受信装置と組み合わされる例をあげる。本実施形態の送信装置は、第1~第2実施形態の受信装置によって受信された空間光信号に基づいて通信対象の方向を特定し、その通信対象に向けて空間光信号を送信する環境を整える。
Third Embodiment
Next, a transmitting device according to a third embodiment will be described with reference to the drawings. The transmitting device of this embodiment includes a position adjustment device and a rotation mechanism similar to those of the first and second embodiments. In the following, the description of the same parts as those of the first and second embodiments may be omitted. In the following, an example is given in which the transmitting device of this embodiment is combined with the receiving device of the first and second embodiments. The transmitting device of this embodiment identifies the direction of a communication target based on the spatial optical signal received by the receiving device of the first and second embodiments, and prepares an environment for transmitting a spatial optical signal toward the communication target.
(構成)
図30は、本実施形態に係る送信装置3の構成の一例を示す概念図である。送信装置3は、光源31、空間光変調器32、送光ミラー33、保持機構37、回転機構38、および制御部39を備える。保持機構37、回転機構38、および制御部39は、位置調整装置を構成する。送光ミラー33は、吊柱331によって、保持機構37が配置された保持棒333の下方に吊り下げられる。送光ミラー33および吊柱331は、送信器を構成する。送信器は、通信器の一形態である。送信器および保持機構37は、ペアリングされる。送信装置3は、送信器と保持機構37のペアを複数備える。図30は、側方の視座から見た送信装置3の断面図である。送信装置3は、空間光信号を送信するための窓Wが形成された筐体の内部に格納される。図30は、概念的なものであり、各構成要素の形状や、構成要素間の位置関係を正確に表したものではない。
(composition)
FIG. 30 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of the transmitting
送信装置3の筐体は、蓋体300、土台310、環状体380、および筒体390によって構成される。蓋体300の天井から、支持柱312が吊るされる。支持柱312には、垂直方向に貫通した貫通孔が形成される。支持柱312の側面には、円環状の第1軸受315が形成される。筒体390は、土台310の上に配置される。筒体390には、投射光303を投射するための窓Wが開口する。筒体390の上部には、環状体380が配置される。環状体380は、第1軸受315と同じ高さに配置される。環状体380の内側面には、円環状の第2軸受318が形成される。第1軸受315および第2軸受318の軸受部分は、同じ高さにおいて互いに対向する。第1軸受315および第2軸受318は、保持機構37を移動可能に支持する。
The housing of the
支持柱312の上方側面には、円環状の軸受316が配置される。軸受316の側面には、水平面に沿って溝が形成される。軸受316の側面の溝には、回転機構38が有する円環状の回転板385が嵌めこまれる。回転板385は、支持柱312を中心として回転可能に配置される。回転板385の下面には、円環状の回転用保持部材375が配置される。回転用保持部材375は、保持機構37の第1固定端371の上方に形成される。
A circular ring-shaped
支持柱312の下端には、環状の環状体317が配置される。環状体317の上面の外縁には、円環状の固定用保持部材376が配置される。固定用保持部材376は、保持機構37の第2固定端372の下方に形成される。
A ring-shaped
土台310には、制御部39が実装された処理基板(図示しない)が収納される。制御部39は、土台310ではない位置に配置されてもよい。制御部39は、保持機構37および回転機構38を駆動させる駆動機能や、送信器から空間光信号を送信させる送信機能を含む。送信装置3の構成要素と制御部39との間の配線は、省略する。
The base 310 houses a processing board (not shown) on which the
光源31は、照明光301を出射する。光源31は、出射面を下方に向けて、支持柱312の上部に配置される。光源31の出射面は、支持柱312に形成された貫通孔を介して、下方に配置された空間光変調器32の変調部320に向けられる。光源31から出射された照明光301は、支持柱312に形成された貫通孔を通過して、空間光変調器32の変調部320に照射される。光源31は、支持柱312に形成された貫通孔の内部に配置されてもよい。
The
光源31は、少なく一つの出射器(図示しない)を含む。出射器は、通信制御装置(図示しない)の制御に応じて、照明光301を出射する。光源31から出射された照明光301は、空間光変調器32の変調部320に照射される。光源31は、複数の出射器がアレイ状に配列されたレーザアレイであってもよい。
The
光源31に含まれる出射器は、所定の波長帯のレーザ光を出射する。出射器から出射されるレーザ光の波長は、特に限定されず、用途に応じて選定されればよい。例えば、出射器は、可視や赤外の波長帯のレーザ光を出射する。例えば、800~1000ナノメートル(nm)の近赤外線であれば、可視光と比べてレーザクラスをあげられるので、可視光よりも感度を向上できる。例えば、1.55マイクロメートル(μm)の波長帯の赤外線ならば、800~1000nmの近赤外線よりも、高出力のレーザ光源を用いることができる。1.55μmの波長帯の赤外線を出射するレーザ光源としては、アルミニウムガリウムヒ素リン(AlGaAsP)系レーザ光源や、インジウムガリウムヒ素(InGaAs)系レーザ光源などを用いることができる。レーザ光の波長が長い方が、回折角を大きくでき、高いエネルギーに設定できる。例えば、出射器は、PCSEL(Photonic Crystal Surface Emitting Laser)型レーザなどの面発光素子でもよい。
The emitter included in the
複数の出射部の各々は、空間光変調器32の変調部320に設定された複数の変調領域のうちいずれか1つに対応付けられる。複数の出射部の各々から出射された照明光301は、対応付けられた変調領域に向けて進行する。
Each of the multiple emission sections is associated with one of the multiple modulation regions set in the
空間光変調器32は、位相変調型の空間光変調器である。空間光変調器32は、変調部320を有する。空間光変調器32は、光源31の下方に配置される。空間光変調器32は、光源31から出射された照明光301を変調した変調光302が、送光ミラー33の反射面330に向けて反射される位置に配置される。変調光302の進行方向は、変調部320の設定されたパターン(位相画像)に応じて制御される。
The spatial
例えば、空間光変調器32は、強誘電性液晶やホモジーニアス液晶、垂直配向液晶などを用いた空間光変調器によって実現される。例えば、空間光変調器32は、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)によって実現できる。また、空間光変調器32は、MEMS(Micro Electro Mechanical System)によって実現されてもよい。位相変調型の空間光変調器32では、投射光303の投射に用いられる箇所を順次切り替えるように動作させることによって、エネルギーを像の部分に集中することができる。そのため、位相変調型の空間光変調器32を用いる場合、光源31に含まれる出射器の出力が同じであれば、その他の方式と比べて画像を明るく表示させることができる。
For example, the spatial
空間光変調器32の変調部320には、少なくとも一つの変調領域が設定される。変調部320に設定される変調領域の数は、光源31に含まれる出射器の数に合わせて設定される。複数の変調領域の各々は、光源31に含まれる複数の出射器のいずれかに対応付けられる。複数の変調領域の各々には、対応付けられた出射器から出射されたレーザ光に由来する照明光301が照射される。ただし、出射器から出射されたレーザ光に由来する照明光301が、変調領域の変調面に対して入射されれば、変調領域と出射器との対応関係は、特に限定されない。また、変調部320に設定される変調領域の数は、光源31に含まれる出射器の数と異なっていてもよい。
At least one modulation area is set in the
変調領域は、複数の領域に分割される(タイリングとも呼ぶ)。例えば、変調領域Rは、正方形や矩形の領域(タイルとも呼ぶ)に分割される。複数のタイルの各々には、同じ位相画像が割り当てられる。複数のタイルの各々は、複数の画素によって構成される。複数のタイルの各々には、投射される画像に対応する位相画像が設定される。変調領域に割り当てられた複数のタイルの各々には、位相画像がタイリングされる。例えば、複数のタイルの各々には、予め生成された位相画像が設定される。複数のタイルに同じ位相画像が設定された状態で、変調領域に照明光301が照射されると、各タイルの位相画像に対応する画像を形成する変調光302が出射される。変調領域に設定されるタイルが多いほど、鮮明な画像を表示させることができるが、各タイルの画素数が低下すると解像度が低下する。そのため、変調領域に設定されるタイルの大きさや数は、用途に応じて設定される。
The modulation area is divided into a plurality of areas (also called tiling). For example, the modulation area R is divided into square or rectangular areas (also called tiles). The same phase image is assigned to each of the plurality of tiles. Each of the plurality of tiles is composed of a plurality of pixels. A phase image corresponding to the image to be projected is set to each of the plurality of tiles. A phase image is tiled to each of the plurality of tiles assigned to the modulation area. For example, a phase image generated in advance is set to each of the plurality of tiles. When the
複数の変調領域の各々には、通信制御装置の制御に応じて、投射光303によって表示される像に応じたパターン(位相画像とも呼ぶ)が設定される。複数の変調領域の各々には、パターン(位相画像)が設定される。複数の変調領域の各々に照射された照明光301は、変調領域に設定されたパターン(位相画像)に応じて変調される。複数の変調領域の各々で変調された変調光302は、送光ミラー33の反射面330に向けて進行する。
In each of the multiple modulation areas, a pattern (also called a phase image) corresponding to the image displayed by the projected light 303 is set according to the control of the communication control device. In each of the multiple modulation areas, a pattern (phase image) is set. The
例えば、空間光変調器32の後段に、遮蔽器(図示しない)が配置されてもよい。遮蔽器は、変調光302に含まれる不要な光成分を遮蔽し、投射光303の表示領域の外縁を規定する枠体である。例えば、遮蔽器は、アパーチャである。そのようなアパーチャには、所望の画像を形成する光(所望光)を通過させる部分に、スリット状の開口が形成される。所望光は、1次の回折光である。遮蔽器は、所望光を通過させ、不要な光成分を遮蔽する。例えば、遮蔽器は、変調光302に含まれる0次光や、0次光を中心として所望光に対して点対称の位置に表れる不要な1次光、2次以上の高次光を含むゴースト像を遮蔽する。遮蔽器の詳細については、説明を省略する。
For example, a shield (not shown) may be disposed after the spatial
送光ミラー33は、反射面330を有する反射体である。反射面330は、平面である。反射面330は、投射光303の投射角に応じた曲率を有してもよい。例えば、反射面330は、曲面と平面を組み合わせた形状であってもよい。送光ミラー33は、空間光変調器32の後段に配置される。送光ミラー33は、吊柱331の下端に配置される。送光ミラー33は、吊柱331によって、保持棒333の下方に吊り下げられる。保持棒333は、球状に形成された第1端部335および第2端部336を有する。第1端部335は、第1軸受315の軸受部分に挿入される。第2端部336は、第2軸受318の軸受部分に挿入される。第1端部335は、保持棒333の移動に応じて、第1軸受315の軸受部分において滑動する。同様に、第2端部336は、保持棒333の移動に応じて、第2軸受318の軸受部分において滑動する。すなわち、保持棒333の移動に応じて、送光ミラー33を支持する吊柱331が支持柱312の周囲を移動する。その結果、送光ミラー33の反射面330の向きが変更される。送光ミラー33は、保持棒333の移動に合わせて移動する。送光ミラー33の位置は、制御部39の制御に応じて、変更される。送光ミラー33は、通信対象からの空間光信号の検出に応じて、その空間光信号の到来方向に反射面330が向かうように、位置を変更される。
The light-sending
送光ミラー33は、空間光変調器32の変調部320に、反射面330を斜めに向けて配置される。送光ミラー33は、変調光302の光路に配置される。送光ミラー33の反射面330には、変調光302が照射される。反射面330で反射された光(投射光303)は、空間光信号として投射される。投射光303は、送光ミラー33の反射面330における変調光302の照射位置に応じた方向に投射される。例えば、送光ミラー33の後段に、投射光303の広がりを制限するために、レンズ(図示しない)が配置されてもよい。
The light-sending
空間光変調器32の変調部320で変調された変調光302には、不要な光成分(不要光とも呼ぶ)が含まれる。不要光は、変調光302に含まれる0次光や高次光である。送光ミラー33は、反射面330に不要光が照射されない位置に配置される。反射面330には、変調部320で変調された変調光302のうち、投射対象の光成分(所望光とも呼ぶ)が照射される。反射面330に照射された変調光302は、その反射面330で反射される。反射面330で反射された光(投射光303)は、その反射面330の曲率に応じた拡大率で拡大投射される。
The modulated light 302 modulated by the
送光ミラー33の反射面330は、その送光ミラー33を支持する保持棒333の位置に応じて、水平面内における任意の方向に向けられる。そのため、送信装置3は、空間光変調器32の変調部320に設定されたパターン(位相画像)を制御することによって、水平面内における360度の方向に向けて、投射光303を投射できる。また、送信装置3は、変調部320に設定された複数の変調領域を異なる方向に対応付けることによって、複数の方向に配置された通信対象に向けて、同時に投射光303(空間光信号)を送信できる。
The reflecting
保持機構37は、第1実施形態の保持機構17と同様の構成である。保持機構37は、ソレノイド370、第1固定端371、第2固定端372、可動芯373、およびバネ374を有する。ソレノイド370は、垂直方向に貫通するように、保持棒333に配置される。ソレノイド370の内部には、コイル(図示しない)が配置される。コイルの内部には、可動芯373が挿入される。可動芯373は、コイルへの通電に応じて磁化する材質である。可動芯373の上端には、第1固定端371が設置される。例えば、第1固定端371は、複数の円錐状の突起物が上方に向けて突出した形状を有する。第1固定端371の上方には、回転用保持部材375が配置される。本実施形態においては、コイルが通電されると、可動芯373が上方に移動し、第1固定端371の上端部分が回転用保持部材375に一時的に保持される。可動芯373の下端には、第2固定端372が設置される。例えば、第2固定端372は、複数の円錐状の突起物が下方に向けて突出した形状を有する。第2固定端372の下方には、固定用保持部材376が配置される。コイルが通電されていないと、第2固定端372の下端部分は、固定用保持部材376に保持される。可動芯373の周囲のうち、ソレノイド370の下方から外部に露出した部分には、バネ374が配置される。バネ374は、螺旋形状のコイルバネである。
The holding
回転機構38は、モーター381、回転軸382、タイヤ383、および回転板385を有する。回転軸382は、モーター381のモーター軸である。回転軸382には、タイヤ383が取り付けられる。タイヤ383の材質は、ゴムなどの弾性体である。タイヤ383の側面は、回転板385の側面に接するように配置される。回転板385は、円環状の板である。回転板385の内側の円環部分は、円環状の軸受316の溝に嵌め込まれる。回転板385は、円環状の軸受316の溝に沿って回転可能に配置される。制御部39によるモーター381の駆動に応じた回転軸382の回転に合わせて、その回転軸382に取り付けられたタイヤ383が回転する。タイヤ383の回転に合わせて、回転板385が回転する。
The
回転板385の下面には、保持機構37の第1固定端371の位置に合わせて、回転用保持部材375が設置される。回転用保持部材375は、支持柱312を中心として円環状に形成される。いずれかの保持機構37の第1固定端371が回転用保持部材375に保持された状態で回転板385が回転すると、その保持機構37にペアリングされた送信器の送光ミラー33の位置が変更される。
A rotating holding
制御部39は、保持機構37および回転機構38を駆動させる駆動機能を含む。また、制御部39は、通信対象に向けて空間光信号を送信する送信機能を含む。例えば、制御部39は、プロセッサやメモリを有するマイクロコンピュータによって実現される。制御部39は、送信装置3と組み合わされた受信装置によって受光された空間光信号に基づいて、通信対象に向けて空間光信号を送信する環境を整える。
The
通信対象との間における通信確立段階において、制御部39は、受信装置による空間光信号の受信に基づいて、通信対象の方向を特定する。例えば、制御部39は、通信対象の方向に関する情報を含む通知信号を、受信装置から取得する。制御部39は、通信対象との通信に用いられる送信器を選択する。制御部39は、選択された送信器にペアリングされた保持機構37のソレノイド370のコイルに通電する。コイルが通電されると、コイルに挿入された可動芯373が上方に移動する。この状態において、保持機構37の第1固定端371の上端部分が回転用保持部材375に保持される。
In the stage of establishing communication with the communication target, the
制御部39は、回転機構38を駆動させて、選択された送信器の送光ミラー33の反射面330を通信対象に向ける。制御部39は、予め設定された送光ミラー33の初期位置からの変化に応じて、その送光ミラー33の位置を調整する。選択された送信器の送光ミラー33の反射面330が通信対象に向けられると、制御部39は、選択された送信器にペアリングされた保持機構37のソレノイド370の通電を解除する。通電が解除されると、可動芯373が下方に落ちて、保持機構37の第2固定端372が固定用保持部材376に保持される。この段階において、送信装置3から通信対象に向けて空間光信号を送信する環境が整う。
The
制御部39は、光源31および空間光変調器32を制御することによって、空間光信号を形成する変調光302を送光ミラー33の反射面330に照射する。送光ミラー33の反射面330で反射された投射光303は、通信対象に向けた空間光信号として送信される。空間光信号の変調方式などについては、特に限定を加えない。
The
〔変形例3〕
図31は、本実施形態の送信装置3に関する変形例3(送信装置3-3)の構成の一例を示す概念図である。送信装置3-3は、方向検知用受光器35を有する点において、送信装置3(図30)とは異なる。方向検知用受光器35は、送光ミラー33を含む送信器(通信器)の位置を検出する位置検出器の一例である。本変形例は、第1~第2の受光装置と組み合わせて使用される。
[Modification 3]
31 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a modified example 3 (transmitter 3-3) related to the
方向検知用受光器35は、送光ミラー33の端部のうち、空間光変調器32に近い側の端部に設置される。方向検知用受光器35の受光面には、少なくとも一つの受光素子が配置される。受光素子は、第1実施形態の受信装置1に含まれる受光素子と同様の構成である。受光素子は、光信号を受信する受光部を有する。受光素子の受光部は、空間光変調器32の変調部320に向けられる。方向検知用受光器35の位置は、保持棒333の動きに応じて変化する。
The
送信装置3-3および受信装置に接続された通信制御装置(図示しない)は、通信対象の位置を特定すると、その通信対象の方向に合わせて方向検知光305を照射する指示を含む指示信号を送信装置3-3に出力する。方向検知光305は、送信装置3-3と組み合わされた受信装置によって特定された通信対象の方向に合わせて照射される光である。方向検知光305の送信方向は、送信装置3-3および受信装置に接続された通信制御装置から出力された指示信号に応じて設定される。送信装置3-3は、通信制御装置からの指示信号に応じて、指定された方向に方向検知光305が照射されるように、空間光変調器32の変調部320にパターンを設定する。この状態で変調部320に照明光301が照射されると、通信対象の方向に合わせられた方向検知光305が出射される。
When the communication control device (not shown) connected to the transmitting device 3-3 and the receiving device identifies the position of the communication target, it outputs an instruction signal to the transmitting device 3-3 including an instruction to irradiate the
制御部39は、方向検知光305の出射に合わせて、通信対象との通信に用いられる送信器の送光ミラー33の位置を変更する。制御部39は、予め設定された送光ミラー33の初期位置からの変化に応じて、その送光ミラー33の位置を調整する。方向検知光305の光路に送光ミラー33が到達すると、その送光ミラー33に設置された方向検知用受光器35に含まれる受光素子の受光部に方向検知光305が入射する。受光素子は、受光部に入射した方向検知光305を受光する。受光素子は、受光した光信号を電気信号に変換する。変換後の電気信号は、制御部39に出力される。制御部39は、その電気信号の受信に応じて、通信対象との通信に用いられる送信器が、方向検知光305の照射位置に移動したことを検知する。
The
図32は、方向検知光305に合わせて送光ミラー33の位置を変更する一例について説明するための概念図である。図32には、空間光変調器32による変調光302の照射範囲Rmを示す。照射範囲Rmには、方向指定光照射領域Rdと信号光照射領域Rsとが含まれる。方向指定光照射領域Rdは、方向検知光305が照射される領域である。信号光照射領域Rsは、通信に用いられる変調光302が照射される領域である。図32は、通信対象との通信に用いられる送光ミラー33が、方向検知光305の照射位置に合わせて、位置Aから位置Bに移動した様子を示す。方向検知用受光器35の一つには、方向検知光305のビームBdが照射されている。ビームBdが照射されている方向検知用受光器35が設置された送光ミラー33には、空間光変調器32の変調部320で変調された変調光302のビームBsが照射されている。ビームBsが照射された送光ミラー33で反射された光は、空間光信号(投射光303)として送信される。
FIG. 32 is a conceptual diagram for explaining an example of changing the position of the light-sending
本変形例によれば、方向検知光305の照射位置に合わせて送光ミラー33の位置を調整することによって、その送光ミラー33が設置された送信器を、通信対象に向けて正確に調整できる。
According to this modified example, by adjusting the position of the light-sending
〔変形例4〕
図33~図34は、本実施形態の送信装置3に関する変形例4(送信装置3-4)の構成の一例を示す概念図である。図33は、側方の視座から見た送信装置3-4の断面図である。図34は、水平面に沿って、送光ミラー33の近傍で切断された筒体390の窓Wの部分を示す概念図である。図34は、上方の視座から見た図である。送信装置3-4は、送信装置3-4の筒体390の柱Pを避けて空間光信号を送信するための柱回避ミラー34を含む点において、送信装置3(図30)とは異なる。
[Modification 4]
33 to 34 are conceptual diagrams showing an example of the configuration of Modification 4 (transmitter 3-4) related to the
図34のように、送信装置3-4の筒体390には、2つの柱Pがある。通信対象が柱Pの方向に位置する場合、送光ミラー33で反射された光が柱Pに妨げられてしまう。そのため、送信装置3-4には、柱Pを回避するための柱回避ミラー34が構成される。柱回避ミラー34は、吊柱341によって、環状体317の下方に吊り下げられる。柱回避ミラー34は、送光ミラー33よりも下方に設置される。送光ミラー33とは異なり、柱回避ミラー34の位置は固定される。図34の例では、2つある柱Pの各々の両脇に2つずつ、合計で4つの柱回避ミラー34が配置される。柱回避ミラー34の反射面340は、筒体390の外側に向けられる。
As shown in FIG. 34, there are two pillars P on the
図33のように、柱Pによって遮蔽されない位置においては、送光ミラー33の反射面330で反射された投射光303が空間光信号として送信される。柱Pによって遮蔽される位置においては、柱回避ミラー34の反射面340で反射された投射光304が空間光信号として送信される。
As shown in FIG. 33, in a position that is not blocked by the pillar P, the projected light 303 reflected by the reflecting
本変形例によれば、柱Pがない方向と同様に、柱Pがある方向にも空間光信号を送信できる。実用上においては、送信装置3の上方の構成要素と下方の構成要素とを結ぶ配線を設置する必要がある。また、送信装置3の筐体の強度を確保するために、窓Wの一部を補強するための構造が必要である。本変形例によれば、配線の配置場所や強度を確保しながら、水平面に沿ったあらゆる方向に向けて、空間光信号を送信できる。
According to this modified example, spatial optical signals can be transmitted in directions where there is a pillar P as well as in directions where there is no pillar P. In practice, it is necessary to install wiring connecting the components above the transmitting
(動作)
次に、本実施形態の送信装置3の動作について図面を参照しながら説明する。図35は、送信装置3の動作について説明するためのフローチャートである。図35のフローチャートは、通信対象との間の通信確立段階における動作に関する。以下の図35のフローチャートに沿った説明においては、送信装置3が備える制御部39を動作主体とする。制御部39は、予め設定された保持機構37の初期位置からの変化に応じて、その保持機構37の位置を調整する。
(Operation)
Next, the operation of the transmitting
図35において、まず、制御部39は、受信装置による空間光信号の受信に応じて、通信対象の方向を特定する(ステップS31)。
In FIG. 35, first, the
次に、制御部39は、特定された方向の通信対象との通信に用いられる送信器を選択する(ステップS32)。
Then, the
次に、制御部39は、選択された送信器とペアリングされた保持機構37のソレノイド370のコイルに通電する(ステップS33)。この段階において、保持機構37の第1固定端371が回転用保持部材375によって保持される。
Next, the
次に、制御部39は、回転機構38を駆動して、選択された送信器の送光ミラー33の反射面330を通信対象の方向に向ける(ステップS34)。
Then, the
次に、制御部39は、保持機構37のソレノイド370のコイルへの通電を解除する(ステップS35)。この段階において、送信装置3と通信対象との間の通信環境が整う。
Next, the
次に、制御部39は、位置が調整された送信器の送光ミラー33を用いて、空間光信号を受信する(ステップS36)。制御部39は、受信した空間光信号に応じて、種々の処理を実行する。
Then, the
以上のように、本実施形態の送信装置は、少なくとも一つの光源、空間光変調器、少なくとも一つの送信器、保持機構、回転機構、および制御部を備える。保持機構、回転機構、および制御部は、位置調整装置を構成する。空間光変調器は、光源から出射された照明光を変調する変調部を有する。送信器は、通信器に相当する。送信器は、変調部で変調された変調光が照射され、水平面に沿った任意の方向に向けて変調光を反射する反射面を有する送光ミラーを含む。送信器は、対応付けられた位置調整装置が有する保持機構の動きに合わせて、照明光の光軸を中心として環状に移動するように配置される。保持機構は、複数の送信器の各々に配置される。保持機構は、ソレノイドを有する。ソレノイドのコイルには、可動芯が挿入される。可動芯は、回転用保持部材に対向する第1固定端と、固定用保持部材に対向する第2固定端とを含む。回転機構には、環状の回転用保持部材が設置される。保持機構が有するソレノイドのコイルに挿入された可動芯が、垂直方向に沿って移動可能に配置される。第1固定端が上方に向けられ、第2固定端が下方に向けられる。コイルへの通電に応じて可動芯が上方に移動して、上方に配置された回転用保持部材に第1固定端が保持される。一方、コイルへの通電解除に応じて可動芯が固定用保持部材の向きに移動して、回転用保持部材から離れる。制御部は、通信対象との通信に用いられる送信器が配置された保持機構の有するソレノイドのコイルに通電し、回転機構を回転させて送信器の通信方向を通信対象に向ける制御を実行する。 As described above, the transmitting device of this embodiment includes at least one light source, a spatial light modulator, at least one transmitter, a holding mechanism, a rotation mechanism, and a control unit. The holding mechanism, the rotation mechanism, and the control unit constitute a position adjustment device. The spatial light modulator has a modulation unit that modulates the illumination light emitted from the light source. The transmitter corresponds to a communication device. The transmitter includes a light-transmitting mirror that is irradiated with modulated light modulated by the modulation unit and has a reflective surface that reflects the modulated light in any direction along a horizontal plane. The transmitter is arranged to move in a ring shape around the optical axis of the illumination light in accordance with the movement of the holding mechanism of the associated position adjustment device. The holding mechanism is arranged in each of the multiple transmitters. The holding mechanism has a solenoid. A movable core is inserted into the coil of the solenoid. The movable core includes a first fixed end facing the rotating holding member and a second fixed end facing the fixed holding member. A ring-shaped rotating holding member is installed in the rotation mechanism. The movable core inserted into the coil of the solenoid of the holding mechanism is arranged to be movable along the vertical direction. The first fixed end faces upward, and the second fixed end faces downward. When electricity is applied to the coil, the movable core moves upward, and the first fixed end is held by a rotation holding member arranged above. Meanwhile, when electricity is removed from the coil, the movable core moves towards the fixed holding member and moves away from the rotation holding member. The control unit executes control to apply electricity to the coil of the solenoid of the holding mechanism in which a transmitter used for communication with a communication target is arranged, and rotates the rotation mechanism to orient the communication direction of the transmitter towards the communication target.
本実施形態の送信装置は、通信対象に向けて空間光信号を送信する送信器が配置された保持機構の有するソレノイドのコイルが通電された状態で回転機構を回転させて、送信器の送信方向を通信対象に向ける。本実施形態によれば、回転機構の回転面内におけるあらゆる方向に向けて、送信器の送信方向を調整できる。すなわち、本実施形態によれば、同一面に沿ったあらゆる方向に対応付けて、送信器の位置を調整できる。 The transmitting device of this embodiment rotates the rotation mechanism while the solenoid coil of the holding mechanism in which the transmitter that transmits a spatial light signal toward the communication target is placed is energized, thereby directing the transmission direction of the transmitter toward the communication target. According to this embodiment, the transmission direction of the transmitter can be adjusted to any direction within the rotation plane of the rotation mechanism. In other words, according to this embodiment, the position of the transmitter can be adjusted to correspond to any direction along the same plane.
本実施形態の一態様の送信装置には、送信器(通信器)の位置を検出する位置検出器が併設される。制御部は、位置検出器によって検出された送信器の位置に基づいて、送信器の通信方向を通信対象に合わせる。本態様によれば、位置検出器によって検出された送信器の位置に基づいて、送信器の位置を調整できる。そのため、本態様によれば、通信対象の位置に合わせて、送信器の位置を正確に調整できる。 In one aspect of this embodiment, the transmitting device is provided with a position detector that detects the position of the transmitter (communication device). The control unit aligns the communication direction of the transmitter with the communication target based on the position of the transmitter detected by the position detector. According to this aspect, the position of the transmitter can be adjusted based on the position of the transmitter detected by the position detector. Therefore, according to this aspect, the position of the transmitter can be accurately adjusted to match the position of the communication target.
(第4実施形態)
次に、第4実施形態に係る通信装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の通信装置は、第1~第2実施形態の受信装置と、第3実施形態の送信装置とを組み合わせた構成である。以下においては、第1~第3実施形態と同様の箇所については、説明を省略する場合がある。
Fourth Embodiment
Next, a communication device according to a fourth embodiment will be described with reference to the drawings. The communication device of this embodiment is a combination of the receiving device of the first and second embodiments and the transmitting device of the third embodiment. In the following, the description of the same parts as those of the first to third embodiments may be omitted.
(構成)
図36は、本実施形態に係る通信装置4の構成の一例を示す概念図である。通信装置4は、ボールレンズ40、光源41、空間光変調器42、送光ミラー43、保持機構47A、保持機構47B、回転機構48、および制御部49を備える。保持機構47A、保持機構47B、回転機構48、および制御部49は、位置調整装置を構成する。保持機構47Aは、受信器の支柱422の位置を調整するために用いられる。保持機構47Bは、送信器(送光ミラー43)の位置を調整するために用いられる。通信装置4の筐体は、蓋体(図示しない)、土台410、および筒体495によって構成される。土台410および筒体495は、平面視において円形である。
(composition)
36 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of the
また、通信装置4は、空間光変調器42と送光ミラー43との間で光路を形成するための第1中継ミラー451および第2中継ミラー462を備える。図36においては、ボールレンズ40の上方部分や、受信器を構成する受光器を含む通信装置4の上部を省略する。図36は、側方の視座から見た通信装置4の断面図である。通信装置4は、空間光信号を送信するための窓Wが形成された筐体の内部に格納される。図36は、概念的なものであり、各構成要素の形状や、構成要素間の位置関係を正確に表したものではない。
The
ボールレンズ40は、第1実施形態のボールレンズ10と同様の構成である。ボールレンズ40は、球形のレンズである。ボールレンズ40は、入射される空間光信号を集光する。ボールレンズ40によって集光された空間光信号に由来する光(光信号とも呼ぶ)は、そのボールレンズ40の集光領域に向けて集光される。ボールレンズ40は、球冠を上下逆さまにした形状のボールレンズ受け411によって支持される。支持柱412の上部に配置される。支持柱412の内部には、垂直方向に沿って貫通孔が形成される。支持柱412の内部の貫通孔には、光源41が配置される。支持柱412の下端には、円板414が配置される。円板414の中心には、支持柱412の貫通孔に合わせて開口が形成される。
支持柱412の側面には、回転板413Aおよび回転板413Bが配置される。回転板413Aおよび回転板413Bは、支持柱412を中心軸として、水平面内において回転する。回転板413Aは、受信器の支柱422の位置を変更するために用いられる。回転板413Bは、送信器(送光ミラー43)の位置を変更するために用いられる。回転板413Aは、回転板413Bの上方に配置される。
Rotating
回転板413Aの側面には、回転用保持部材475Aが設置される。回転用保持部材475Aは、保持面を外側に向けて、回転板413Aの側面に合わせて環状に配置される。筒体495の内側面のうち、回転用保持部材475Aに対向する部分には、固定用保持部材476Aが配置される。固定用保持部材476Aは、保持面を内側に向けて、筒体495の内側面に合わせて環状に配置される。
A
回転板413Bの側面には、回転用保持部材475Bが設置される。回転用保持部材475Bは、保持面を外側に向けて、回転板413Bの側面に合わせて環状に配置される。筒体495の内側面のうち、回転用保持部材475Bに対向する部分には、固定用保持部材476Bが配置される。固定用保持部材476Bは、保持面を内側に向けて、筒体495の内側面に合わせて環状に配置される。
A
回転板413Aと回転板413Bとの間には、円形支持板415が配置される。円形支持板415は、支持柱412や回転機構48が配置される部分が開口した円板である。円形支持板415よりも上方に受信機能が構成される。円形支持板415よりも下方に送信機能が構成される。また、円形支持板415には、受信器および送信器を動かすための構造(軌道構造490)が設置される。
図37は、軌道構造490について説明するための概念図である。軌道構造490は、上部軌道491および下部軌道493を有する。上部軌道491は、円形支持板415の上面に配置される。上部軌道491は、支持柱412を中心として同心円状に形成された一対の環状軌道によって構成される。上部軌道491の上面には、環状の凹みが形成される。上部軌道491の上面に形成された環状の凹みには、保持機構47Aを保持する保持棒433Aの下面に配置された支持脚492の下端部分が嵌め込まれる。支持脚492は、保持機構47Aの移動に応じて、上部軌道491の上面に形成された環状の凹みに沿って滑動する。
FIG. 37 is a conceptual diagram for explaining the
下部軌道493は、円形支持板415の下面に配置される。下部軌道493は、支持柱412を中心として環状に形成された中空状の懸垂構造である。下部軌道493の下面には、一対の環状の切れ込みが形成される。下部軌道493の下面に形成された環状の切れ込みには、保持機構47Bを保持する保持棒433Bの上面に配置された懸垂柱494の上端部分が嵌め込まれる。懸垂柱494は、保持機構47Bの移動に応じて、下部軌道493の下面に形成された環状の切れ込みに沿って滑動する。
The
回転用保持部材475Aと固定用保持部材476Aとの間には、保持機構47Aが配置される。保持機構47Aは、ソレノイド470A、第1固定端471A、第2固定端472A、可動芯473A、およびバネ474Aを有する。ソレノイド470A、第1固定端471A、第2固定端472A、可動芯473A、およびバネ474Aは、第1実施形態の対応する構成と同様の構成である。ソレノイド470Aの内部には、コイル(図示しない)が配置される。コイルの内部には、可動芯473Aが挿入される。ソレノイド470Aは、土台410の径方向に沿って保持棒433Aを貫通するように、横倒しに配置される。コイルへの通電に応じて、ソレノイド470Aの内部における可動芯473Aは、支持柱412を中心とする円の径方向に沿って動く。可動芯473Aの第1端には、第1固定端471Aが設置される。第1固定端471Aは、複数の円錐状の突起物が突出した形状を有する。第1固定端471Aの側方には、回転用保持部材475Aが配置される。本実施形態においては、コイルが通電されると、土台410の外周に向けて可動芯473Aが移動する。コイルが通電されると、第1固定端471Aは、回転用保持部材475Aに一時的に保持される。可動芯473Aの第2端には、第2固定端472Aが設置される。第2固定端472Aは、複数の円錐状の突起物が突出した形状を有する。第2固定端472Aの側方には、固定用保持部材476Aが配置される。コイルが通電されていないと、第2固定端472Aは、固定用保持部材476Aに保持される。可動芯473Aの周囲のうち、ソレノイド470Aと第2固定端472Aとの間で外部に露出した部分には、バネ474Aが配置される。バネ474Aは、螺旋形状のコイルバネである。
A
ソレノイド470Aが貫通する保持棒433Aの上端には、受信器の支柱422の下端が接続される。保持棒433Aの下端には、一対の支持脚492が設置される。一対の支持脚492の間隔は、軌道構造490の上部軌道491を構成する環状軌道の間隔と同じである。一対の支持脚492の下端部分は、上部軌道491の上面の溝に嵌め込まれる。保持棒433Aは、上部軌道491に沿って移動する。上部軌道491に沿った保持棒433Aの移動に応じて、その保持棒433Aの上端に配置された受信器が移動して、受光器の受光面の向きが変更される。
The lower end of the
回転用保持部材475Bと固定用保持部材476Bとの間には、保持機構47Bが配置される。保持機構47Bは、ソレノイド470B、第1固定端471B、第2固定端472B、可動芯473B、およびバネ474Bを有する。ソレノイド470B、第1固定端471B、第2固定端472B、可動芯473B、およびバネ474Bは、第1実施形態の対応する構成と同様の構成である。ソレノイド470Bの内部には、コイル(図示しない)が配置される。コイルの内部には、可動芯473Bが挿入される。ソレノイド470Bは、土台410の径方向に沿って保持棒433Bを貫通するように、横倒しに配置される。コイルへの通電に応じて、ソレノイド470Bの内部における可動芯473Bは、支持柱412を中心とする円の径方向に沿って動く。可動芯473Bの第1端には、第1固定端471Bが設置される。第1固定端471Bは、複数の円錐状の突起物が突出した形状を有する。第1固定端471Bの側方には、回転用保持部材475Bが配置される。本実施形態においては、コイルが通電されると、土台410の外周に向けて可動芯473Bが移動する。コイルが通電されると、第1固定端471Bは、回転用保持部材475Bに一時的に保持される。可動芯473Bの第2端には、第2固定端472Bが設置される。第2固定端472Bは、複数の円錐状の突起物が突出した形状を有する。第2固定端472Bの側方には、固定用保持部材476Bが配置される。コイルが通電されていないと、第2固定端472Bは、固定用保持部材476Bに保持される。可動芯473Bの周囲のうち、ソレノイド470Bと第2固定端472Bとの間で外部に露出した部分には、バネ474Bが配置される。バネ474Bは、螺旋形状のコイルバネである。
A
ソレノイド470Bが貫通する保持棒433Bの下端には、送信器の送光ミラー43を吊るため吊柱431の上端が接続される。送光ミラー43は、吊柱431によって、保持機構47Bが配置された保持棒433Bの下方に吊り下げられる。送光ミラー43および吊柱431は、送信器を構成する。送信器および保持機構47Bは、ペアリングされる。通信装置4は、送信器と保持機構47Bのペアを複数備える。保持棒433Bの上端には、一対の懸垂柱494が設置される。一対の懸垂柱494の間隔は、軌道構造490の下部軌道493を形成する環状の切れ込みの間隔と同じである。一対の懸垂柱494の上端部分は、下部軌道493の下面の切れ込みを介して、下部軌道493の内部に嵌め込まれる。保持棒433Bは、下部軌道493に沿って移動する。下部軌道493に沿った保持棒433Bの移動に応じて、その保持棒433Bの下端に配置された送信器の送光ミラー43が移動して、空間光信号(投射光403)の送光方向が変更される。
The upper end of the
回転機構48は、モーター481、回転軸482A、回転軸482B、タイヤ483A、タイヤ483B、およびギヤボックス484を有する。モーター481のモーター軸の回転は、ギヤボックスの内部に配置された複数のギヤを介して、回転軸482Aおよび回転軸482Bに伝播する。回転軸482Aおよび回転軸482Bは、モーター481の回転に応じて回転する軸である。回転軸482Aには、タイヤ483Aが取り付けられる。回転軸482Bには、タイヤ483Bが取り付けられる。タイヤ483Aおよびタイヤ483Bの径は一致する。タイヤ483Aおよびタイヤ483Bの材質は、ゴムなどの弾性体である。タイヤ483Aの側面は、回転板413Aの下面に接するように配置される。タイヤ483Bの側面は、回転板413Bの上面に接するように配置される。駆動装置(図示しない)によるモーター481の駆動に応じた回転軸482Aの回転に合わせて、その回転軸482Aに取り付けられたタイヤ483Aが回転する。また、駆動装置によるモーター481の駆動に応じた回転軸482Bの回転に合わせて、その回転軸482Bに取り付けられたタイヤ483Bが回転する。モーター481の駆動に応じて、タイヤ483Aとタイヤ483Bとは、互いに反対向きの回転方向に同じ回転数で回転する。
The
図38は、回転機構48の動きについて説明するための概念図である。図38は、タイヤ483Aおよびタイヤ483Bの部分を、通信装置4の側方の視座から見た図である。タイヤ483Aとタイヤ483Bの外周は離れている。タイヤ483Aとタイヤ483Bとは、互いに反対回りに回転するタイヤ483Aの時計回りの回転に応じて、図38の紙面の右方向に向けて回転板413Aが回転する。また、タイヤ483Bの反時計回りの回転に応じて、図38の紙面の右方向に向けて回転板413Bが回転する。その結果、回転板413Aと回転板413Bとは、同じ向きに回転する。
FIG. 38 is a conceptual diagram for explaining the movement of the
図39は、通信装置4に含まれる受信器Rおよび送信器Tの位置関係の一例を示す概念図である。図39は、出荷時における、受信器Rおよび送信器Tの位置関係を示す。同じ通信対象に割り当てられる受信器Rおよび送信器Tは、支持柱412を中心として対称の位置に配置される。出荷時においてこのように配置されれば、タイヤ483Aおよびタイヤ483Bの回転に応じて、受信器Rの受信方向と送信器Tの送信方向とが一致する。
Figure 39 is a conceptual diagram showing an example of the relative positions of the receiver R and transmitter T included in the
ソレノイド470Aのコイルが通電されると、回転用保持部材475Aに第1固定端471Aが保持される。回転用保持部材475Aに第1固定端471Aが保持された状態で、支持柱412を中心として回転板413Aを回転させると、保持機構47Aの位置が変わる。保持機構47Aの位置の変化に応じて、その保持機構47Aにペアリングされた受信器を構成する受光器の受光面の向きが変わる。
When the coil of
ソレノイド470Aのコイルの通電が解除されると、バネ474Aの弾性力に応じて、可動芯473Aが支持柱412に向けて移動し、固定用保持部材476Aに第2固定端472Aが保持される。固定用保持部材476Aに第2固定端472Aが保持された状態では、保持機構47Aが設置された送信器が動かない。
When the coil of
ソレノイド470Bのコイルが通電されると、回転用保持部材475Bに第1固定端471Bが保持される。回転用保持部材475Bに第1固定端471Bが保持された状態で、支持柱412を中心として回転板413Bを回転させると、保持機構47Bの位置が変わる。保持機構47Bの位置の変化に応じて、その保持機構47Bにペアリングされた送信器を構成する送光ミラー43の反射面430の向きが変わる。
When the coil of the
ソレノイド470Bのコイルの通電が解除されると、バネ474Bの弾性力に応じて、可動芯473Bが支持柱412に向けて移動し、固定用保持部材476Bに第2固定端472Bが保持される。固定用保持部材476Bに第2固定端472Bが保持された状態では、保持機構47Bが設置された送信器が動かない。
When the coil of the
光源41は、第3実施形態の光源31と同様の構成である。光源41は、照明光401を出射する。光源41は、出射面を下方に向けて、支持柱412の貫通孔の内部に配置される。光源41の出射面は、支持柱412に形成された貫通孔を介して、下方に配置された空間光変調器42の変調部420に向けられる。光源41から出射された照明光401は、支持柱412に形成された貫通孔を通過して、空間光変調器42の変調部420に照射される。光源41は、支持柱412の下方に配置されてもよい。
The
空間光変調器42は、第3実施形態の空間光変調器32と同様の構成である。空間光変調器42は、位相変調型の空間光変調器である。空間光変調器42は、変調部420を有する。空間光変調器42は、光源41の下方に配置される。空間光変調器42は、光源41から出射された照明光401を変調した変調光402が、第1中継ミラー451の反射面4510に向けて反射される位置に配置される。変調光402の進行方向は、変調部420の設定されたパターン(位相画像)に応じて制御される。
The spatial
空間光変調器42の変調部420には、複数の変調領域が設定される。複数の変調領域の各々には、通信制御装置の制御に応じて、投射光403によって表示される像に応じたパターン(位相画像とも呼ぶ)が設定される。複数の変調領域の各々には、パターン(位相画像)が設定される。複数の変調領域の各々に照射された照明光401は、変調領域に設定されたパターン(位相画像)に応じて変調される。複数の変調領域の各々で変調された変調光402は、第1中継ミラー451の反射面4510に向けて進行する。
A plurality of modulation areas are set in the
第1中継ミラー451は、円板414の下面に配置される。図40は、第1中継ミラー451が配置された円板414の下面を下方の視座から見た概念図である。第1中継ミラー451は、支持柱412を中心として円環状に形成された環状ミラーである。第1中継ミラー451の反射面4510は、下方に向けられる。第1中継ミラー451の反射面4510には、空間光変調器42の変調部420で変調された変調光402が照射される。第1中継ミラー451の反射面4510に照射された変調光402は、第2中継ミラー452の反射面4520に向けて反射される。
The
第2中継ミラー452は、土台410の上面に配置される。図41は、第2中継ミラー452が配置された土台410の上面を上方の視座から見た概念図である。第2中継ミラー452は、空間光変調器42が配置された土台410の中心軸を中心として円環状に形成された環状ミラーである。第1中継ミラー451の径と比べて、第2中継ミラー452の径の方が大きい。第2中継ミラー452の反射面4520は、上方に向けられる。第2中継ミラー452の反射面4520には、第1中継ミラー451の反射面4510で反射された変調光402が照射される。第2中継ミラー452の反射面4520に照射された変調光402は、送光ミラー43の反射面430に向けて反射される。
The
送光ミラー43は、第3実施形態の送光ミラー33と同様の構成である。送光ミラー43は、反射面430を有する反射体である。送光ミラー43は、第2中継ミラー452の後段に配置される。送光ミラー43は、吊柱431の下端に配置される。送光ミラー43は、保持棒433Bの移動に合わせて移動する。送光ミラー43の位置は、制御部49の制御に応じて、変更される。送光ミラー43は、通信対象からの空間光信号の検出に応じて、その空間光信号の到来方向に反射面430が向かうように、位置を変更される。
The light-transmitting
送光ミラー43は、第2中継ミラー452の反射面4520に、反射面430を斜めに向けて配置される。送光ミラー43は、第1中継ミラー451および第2中継ミラー452によって中継された変調光402の光路に配置される。送光ミラー43の反射面430には、第2中継ミラー452の反射面4520で反射された変調光402が照射される。反射面430で反射された光(投射光403)は、空間光信号として投射される。投射光403は、送光ミラー43の反射面430における変調光302の照射位置に応じた方向に投射される。例えば、送光ミラー43の後段に、投射光403の広がりを制限するために、レンズ(図示しない)が配置されてもよい。
The light-sending
送光ミラー43の反射面430は、その送光ミラー43を支持する保持棒433Bの位置に応じて、水平面内における任意の方向に向けられる。そのため、通信装置4は、空間光変調器42の変調部420に設定されたパターン(位相画像)を制御することによって、水平面内における360度の方向に向けて、投射光403を投射できる。また、通信装置4は、変調部420に設定された複数の変調領域を異なる方向に対応付けることによって、複数の方向に配置された通信対象に向けて、同時に投射光403(空間光信号)を送信できる。
The reflecting
制御部49は、保持機構47A、保持機構47B、および回転機構48を駆動させる駆動機能を含む。また、制御部49は、受信器によって受信された空間光信号を信号処理する受信機能を含む。さらに、制御部49は、通信対象に向けて空間光信号を送信する送信機能を含む。例えば、制御部49は、プロセッサやメモリを有するマイクロコンピュータによって実現される。
The
通信対象との間の通信確立段階において、制御部49は、複数の受信器のうち少なくともいずれかの受光器によって受光された光に応じて、通信対象を検出する。制御部49は、受光器による光の受光状況に応じて、検出された通信対象の方向を特定する。制御部49は、特定された方向の通信対象との通信に用いられる受信器を選択する。制御部49は、選択された受信器にペアリングされた保持機構47Aのソレノイド470Aに通電する。この状態において、保持機構47Aの第1固定端471Aが回転用保持部材475Aに保持される。選択された受信器には、支持柱412の中心軸を中心点として点対称の位置に配置された送信器がペアリングされる。制御部49は、選択された受信器にペアリングされた送信器の保持機構47Bのソレノイド470Bに通電する。この状態において、保持機構47Bの第1固定端471Bが回転用保持部材475Bに保持される。
In the stage of establishing communication with a communication target, the
制御部49は、回転機構48を駆動させて、選択された受信器の受光器の受光面と、その受信器にペアリングされた送信器の送光ミラー43の反射面430とを、通信対象に向ける。制御部49は、予め設定された送光ミラー43の初期位置からの変化に応じて、その送光ミラー43の位置を調整する。受光器の受光面と送光ミラー43の反射面430とが通信対象に向けられると、制御部49は、選択された受信器にペアリングされた保持機構47Aのソレノイド470Aの通電を解除する。通電が解除されると、保持機構47Aの第2固定端472Aが固定用保持部材476Aに保持される。また、制御部49は、受信器にペアリングされた送信器の保持機構47Bに含まれるソレノイド470Bの通電を解除する。通電が解除されると、保持機構47Bの第2固定端472Bが固定用保持部材476Bに保持される。この段階において、通信装置4と通信対象との間における空間光通信の環境が整う。
The
制御部49は、受信器の受光器を用いて、通信対象からの空間光信号を受光する。制御部49は、受光器の受光素子から出力された信号を取得する。制御部49は、受光素子からの信号を増幅する。制御部49による信号処理の詳細については、説明を省略する。制御部49は、増幅された信号をデコードする。制御部49によってデコードされた信号は、任意の用途に使用される。制御部49によってデコードされた信号の使用については、特に限定を加えない。
The
また、制御部49は、光源41および空間光変調器42を制御することによって、第1中継ミラー451および第2中継ミラー462を介して、空間光信号を形成する変調光402を送光ミラー43の反射面430に照射する。送光ミラー43の反射面430で反射された投射光403は、通信対象に向けた空間光信号として送信される。空間光信号の変調方式などについては、特に限定を加えない。
The
本実施形態の手法によれば、受信器および送信器を同じ通信対象に向けて、同じタイミングで位置調整できる。なお、同じ通信対象に向けた受信器および送信器の位置調整のタイミングは、完全に同時ではなく、ずれていてもよい。 According to the method of this embodiment, the receiver and transmitter can be adjusted at the same time so that they are directed toward the same communication target. Note that the timing of the adjustment of the receiver and transmitter to the same communication target does not have to be completely simultaneous, and may be offset.
〔変形例5〕
図42は、本実施形態の通信装置4に関する変形例5(通信装置4-5)の構成の一例を示す概念図である。図42は、側方の視座から見た通信装置4-5の断面図である。通信装置4-5は、第3実施形態に係る変形例4の送信装置3-4と同様に筒体495の柱を避けて空間光信号を送信するための柱回避ミラー44を含む点において、通信装置4(図36)とは異なる。
[Modification 5]
Fig. 42 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a modified example 5 (communication device 4-5) related to the
第3実施形態に係る変形例4と同様に、通信装置4-5の筒体495には柱がある(図34を参照)。通信対象が柱の方向に位置する場合、送光ミラー43で反射された光が柱に妨げられてしまう。そのため、通信装置4-5には、柱を回避するための柱回避ミラー44が構成される。柱回避ミラー34は、吊柱441によって、円板414の下方に吊り下げられる。柱回避ミラー44は、送光ミラー43よりも下方に設置される。送光ミラー43とは異なり、柱回避ミラー44の位置は固定される。柱回避ミラー44は、柱の両脇から空間光信号を送信できるように、1つの柱に対して2つずつ配置される。柱回避ミラー44の反射面440は、筒体495の外側に向けられる。
Similar to the fourth modification of the third embodiment, the
第3実施形態に係る変形例4(図33)と同様に、柱によって遮蔽されない位置においては、送光ミラー43の反射面430で反射された投射光403が空間光信号として送信される。柱によって遮蔽される位置においては、柱回避ミラー44の反射面440で反射された投射光404が空間光信号として送信される。
Similar to the fourth modified example (FIG. 33) of the third embodiment, in a position that is not blocked by a pillar, the projected light 403 reflected by the reflecting
本変形例によれば、柱がない方向と同様に、柱がある方向にも、空間光信号を送信できる。実用上においては、通信装置4の上方の受信機能と下方の送信機能とを結ぶ配線を設置する必要がある。また、通信装置4の筐体の強度を確保するために、窓Wの一部を補強するための構造が必要である。本変形例によれば、配線の配置場所や強度を確保しながら、水平面に沿ったあらゆる方向に向けて、空間光信号を送信できる。
According to this modified example, spatial optical signals can be transmitted in directions where there are pillars as well as in directions where there are no pillars. In practice, it is necessary to install wiring connecting the receiving function above the
〔適用例〕
次に、本実施形態の適用例について図面を参照しながら説明する。以下の適用例では、複数の通信装置4が、空間光信号を送受信する例をあげる。図43は、本適用について説明するための概念図である。本適用例では、街中に配置された電柱や街灯などの柱の上部(柱上空間)に、複数の通信装置4が配置された通信ネットワークの一例(通信システム)をあげる。
[Application example]
Next, application examples of this embodiment will be described with reference to the drawings. In the following application example, a plurality of
柱上空間には障害物が少ない。そのため、柱上空間は、通信装置4の設置に適している。また、同程度の高さに通信装置4を設置すれば、空間光信号の到来方向が水平方向に限定される。空間光信号を送受信し合う通信装置4のペアは、少なくとも一方の通信装置4が、他方の通信装置4から送信された空間光信号を受光できる位置に配置される。通信装置4のペアは、空間光信号を互いに送受信するように配置されてもよい。複数の通信装置4で空間光信号の通信ネットワークが構成される場合、中間に位置する通信装置4は、他の通信装置4から送信された空間光信号を、別の通信装置4に中継するように構成されてもよい。
There are few obstacles in the space above the pillar. Therefore, the space above the pillar is suitable for installing the
本適用例によれば、柱上空間に配置された複数の通信装置4の間で、空間光信号を用いた光空間通信が可能になる。例えば、通信装置4の間における光空間通信とともに、自動車や家屋などに設置された無線装置や基地局と通信装置4との間で、電波を用いた無線通信による通信が行われてもよい。例えば、柱に設置された通信ケーブル等を介して、通信装置4がインターネットに接続されてもよい。
According to this application example, optical space communication using spatial optical signals becomes possible between
以上のように、本実施形態の通信装置は、第1~第3実施形態のいずれかの位置調整装置と、空間光信号を受信する受信装置と、空間光信号を送信する送信装置と、を備える。受信装置は、ボールレンズと、少なくとも一つの受信器と、を有する。ボールレンズは、球形のレンズである。受信器は、対応付けられた保持機構の動きに合わせて移動するように配置される。受信器は、少なくとも一つの受信素子が配置された受光器を含む。受信器は、ボールレンズの集光領域に受光器の受光部を向けて配置される。送信装置は、光源、空間光変調器、および少なくとも一つの送信器を有する。光源は、少なくとも一つの出射器を含む。空間光変調器は、光源から出射された照明光を変調する変調部を有する。送信器は、対応付けられた保持機構の動きに応じて移動するように配置される。送信器は、送光ミラーを含む。送光ミラーは。変調部で変調された変調光が照射され、水平面に沿った任意の方向に向けて変調光を反射する反射面を有する。 As described above, the communication device of this embodiment includes a position adjustment device according to any one of the first to third embodiments, a receiving device that receives a spatial light signal, and a transmitting device that transmits a spatial light signal. The receiving device has a ball lens and at least one receiver. The ball lens is a spherical lens. The receiver is arranged to move in accordance with the movement of the associated holding mechanism. The receiver includes a receiver in which at least one receiving element is arranged. The receiver is arranged with the light receiving portion of the receiver facing the light collecting area of the ball lens. The transmitting device has a light source, a spatial light modulator, and at least one transmitter. The light source includes at least one emitter. The spatial light modulator has a modulation portion that modulates the illumination light emitted from the light source. The transmitter is arranged to move in accordance with the movement of the associated holding mechanism. The transmitter includes a light transmitting mirror. The light transmitting mirror has a reflective surface that is irradiated with modulated light modulated by the modulation portion and reflects the modulated light in any direction along a horizontal plane.
本実施形態の通信装置は、通信対象からの空間光信号を受信する受信器が配置された保持機構の有するソレノイドのコイルが通電された状態で回転機構を回転させて、受信器の受信方向を通信対象に向ける。また、本実施形態の通信装置は、通信対象に向けて空間光信号を送信する送信器が配置された保持機構の有するソレノイドのコイルが通電された状態で回転機構を回転させて、送信器の送信方向を通信対象に向ける。本実施形態によれば、回転機構の回転面内におけるあらゆる方向に向けて、受信器の受信方向および送信器の送信方向を調整できる。すなわち、本実施形態によれば、同一面に沿ったあらゆる方向に対応付けて、受信器および送信器の位置を調整できる。 The communication device of this embodiment rotates the rotation mechanism while the coil of the solenoid of the holding mechanism in which the receiver that receives spatial optical signals from the communication target is placed is energized, thereby orienting the receiving direction of the receiver towards the communication target. Also, the communication device of this embodiment rotates the rotation mechanism while the coil of the solenoid of the holding mechanism in which the transmitter that transmits spatial optical signals towards the communication target is placed is energized, thereby orienting the transmitting direction of the transmitter towards the communication target. According to this embodiment, the receiving direction of the receiver and the transmitting direction of the transmitter can be adjusted to any direction within the rotation plane of the rotation mechanism. In other words, according to this embodiment, the positions of the receiver and transmitter can be adjusted to correspond to any direction along the same plane.
本実施形態の一態様において、送信器は、第1中継ミラーおよび第2中継ミラーを備える。第1中継ミラーは、光源から出射された照明光の光軸を中心として環状に形成される。第1中継ミラーは、反射面を下方に向けて、空間光変調器の上方に配置される。第2中継ミラーは、照明光の光軸を中心として環状に形成される。第2中継ミラーは、反射面を上方に向けて、空間光変調器の周囲に配置される。第1中継ミラーは、空間光変調器の変調部で変調された変調光を、第1中継ミラーの反射面に向けて反射する位置に配置される。第2中継ミラーは、第1中継ミラーの反射面で反射された変調光を、少なくとも1つの送信器に含まれる送光ミラーの反射面が配置される位置に向けて反射する位置に配置される。本態様によれば、第1中継ミラーおよび第2中継ミラーを用いて、変調光の光路を折り返すことによって、通信装置の高さを低くすることができる。 In one aspect of this embodiment, the transmitter includes a first relay mirror and a second relay mirror. The first relay mirror is formed in an annular shape centered on the optical axis of the illumination light emitted from the light source. The first relay mirror is arranged above the spatial light modulator with its reflective surface facing downward. The second relay mirror is formed in an annular shape centered on the optical axis of the illumination light. The second relay mirror is arranged around the spatial light modulator with its reflective surface facing upward. The first relay mirror is arranged in a position where it reflects modulated light modulated by the modulation section of the spatial light modulator toward the reflective surface of the first relay mirror. The second relay mirror is arranged in a position where it reflects modulated light reflected by the reflective surface of the first relay mirror toward a position where the reflective surface of the light-transmitting mirror included in at least one transmitter is located. According to this aspect, the height of the communication device can be reduced by folding back the optical path of the modulated light using the first relay mirror and the second relay mirror.
本実施形態の一態様において、位置調整装置は、同じ通信対象に対応付けられた一対の受信器および送信器に関して、受信器の受信方向と送信器の送信方向とが同じになるように、協調的に制御する。本態様によれば、一対の受信器および送信器を協調的に制御することによって、通信対象との通信確立を効率化できる。例えば、通信装置の出荷時において、一対の受信器および送信器を対角の位置に配置しておけば、現場における通信対象との通信確立をより効率化できる。 In one aspect of this embodiment, the position adjustment device cooperatively controls a pair of a receiver and a transmitter associated with the same communication target so that the receiving direction of the receiver and the transmitting direction of the transmitter are the same. According to this aspect, by cooperatively controlling the pair of a receiver and a transmitter, it is possible to efficiently establish communication with the communication target. For example, if the pair of a receiver and a transmitter are positioned diagonally when the communication device is shipped, it is possible to more efficiently establish communication with the communication target in the field.
本実施形態の一態様の通信システムは、上記の通信装置を複数備える。通信システムにおいて、複数の通信装置は、空間光信号を互いに送受信し合うように配置される。本態様によれば、空間光信号を送受信する通信ネットワークを実現できる。 A communication system according to one aspect of this embodiment includes a plurality of the above-described communication devices. In the communication system, the plurality of communication devices are arranged to transmit and receive spatial optical signals to and from each other. According to this aspect, a communication network that transmits and receives spatial optical signals can be realized.
(第5実施形態)
次に、第5実施形態に係る位置調整装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の位置調整装置は、第1~第4実施形態の位置調整装置を簡略化した構成である。図44は、本実施形態に係る位置調整装置5の構成の一例を示す概念図である。
Fifth Embodiment
Next, a position adjustment device according to a fifth embodiment will be described with reference to the drawings. The position adjustment device according to this embodiment has a simplified configuration of the position adjustment device according to the first to fourth embodiments. Figure 44 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of the
位置調整装置5は、保持機構57、回転機構58、および制御部59を備える。保持機構57は、複数の通信器の各々に配置される。保持機構57は、回転用保持部材に対向する第1固定端と、固定用保持部材に対向する第2固定端とを含む可動芯がコイルに挿入されたソレノイドを有する。コイルへの通電に応じて可動芯が回転用保持部材の向きに移動して、第1固定端が回転用保持部材に保持される。一方、コイルへの通電解除に応じて可動芯が固定用保持部材の向きに移動して、回転用保持部材から離れる。回転機構58には、環状の回転用保持部材が設置される。制御部59は、通信対象との通信に用いられる通信器が配置された保持機構の有するソレノイドのコイルに通電し、回転機構を回転させて通信器の通信方向を通信対象に向ける制御を実行する。
The
本実施形態の位置調整装置は、通信対象との通信に用いられる通信器が配置された保持機構の有するソレノイドのコイルが通電された状態で回転機構を回転させて、通信器の通信方向を通信対象に向ける。本実施形態によれば、回転機構の回転面内におけるあらゆる方向に向けて、通信器の通信方向を調整できる。すなわち、本実施形態によれば、同一面に沿ったあらゆる方向に対応付けて、通信器の位置を調整できる。 The position adjustment device of this embodiment rotates the rotation mechanism while the coil of the solenoid of the holding mechanism in which the communicator used for communication with the communication target is placed is energized, thereby directing the communication direction of the communicator towards the communication target. According to this embodiment, the communication direction of the communicator can be adjusted to face any direction within the rotation plane of the rotation mechanism. In other words, according to this embodiment, the position of the communicator can be adjusted to correspond to any direction along the same plane.
(ハードウェア)
次に、本開示の各実施形態に係る制御や処理を実行するハードウェア構成について、図面を参照しながら説明する。ここでは、そのようなハードウェア構成の一例として、図45の情報処理装置90(コンピュータ)をあげる。図45の情報処理装置90は、各実施形態の制御や処理を実行するための構成例であって、本開示の範囲を限定するものではない。
(Hardware)
Next, a hardware configuration for executing control and processing according to each embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. Here, an information processing device 90 (computer) in FIG. 45 is given as an example of such a hardware configuration. The
図45のように、情報処理装置90は、プロセッサ91、主記憶装置92、補助記憶装置93、入出力インターフェース95、および通信インターフェース96を備える。図45においては、インターフェースをI/F(Interface)と略記する。プロセッサ91、主記憶装置92、補助記憶装置93、入出力インターフェース95、および通信インターフェース96は、バス98を介して、互いにデータ通信可能に接続される。また、プロセッサ91、主記憶装置92、補助記憶装置93、および入出力インターフェース95は、通信インターフェース96を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続される。
As shown in FIG. 45, the
プロセッサ91は、補助記憶装置93等に格納されたプログラム(命令)を、主記憶装置92に展開する。例えば、プログラムは、各実施形態の制御や処理を実行するためのソフトウェアプログラムである。プロセッサ91は、主記憶装置92に展開されたプログラムを実行する。プロセッサ91は、プログラムを実行することによって、各実施形態に係る制御や処理を実行する。
The
主記憶装置92は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置92には、プロセッサ91によって、補助記憶装置93等に格納されたプログラムが展開される。主記憶装置92は、例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory)などの揮発性メモリによって実現される。また、主記憶装置92として、MRAM(Magneto resistive Random Access Memory)などの不揮発性メモリが構成/追加されてもよい。
The
補助記憶装置93は、プログラムなどの種々のデータを記憶する。補助記憶装置93は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって実現される。なお、種々のデータを主記憶装置92に記憶させる構成とし、補助記憶装置93を省略することも可能である。
The
入出力インターフェース95は、規格や仕様に基づいて、情報処理装置90と周辺機器とを接続するためのインターフェースである。通信インターフェース96は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークを通じて、外部のシステムや装置に接続するためのインターフェースである。外部機器と接続されるインターフェースとして、入出力インターフェース95と通信インターフェース96とが共通化されてもよい。
The input/
情報処理装置90には、必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器が接続されてもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。入力機器としてタッチパネルが用いられる場合、タッチパネルの機能を有する画面がインターフェースになる。プロセッサ91と入力機器とは、入出力インターフェース95を介して接続される。
If necessary, input devices such as a keyboard, mouse, or touch panel may be connected to the
情報処理装置90には、情報を表示するための表示機器が備え付けられてもよい。表示機器が備え付けられる場合、情報処理装置90には、表示機器の表示を制御するための表示制御装置(図示しない)が備えられる。情報処理装置90と表示機器は、入出力インターフェース95を介して接続される。
The
情報処理装置90には、ドライブ装置が備え付けられてもよい。ドライブ装置は、プロセッサ91と記録媒体(プログラム記録媒体)との間で、記録媒体に格納されたデータやプログラムの読み込みや、情報処理装置90の処理結果の記録媒体への書き込みを仲介する。情報処理装置90とドライブ装置は、入出力インターフェース95を介して接続される。
The
以上が、本発明の各実施形態に係る制御や処理を可能とするためのハードウェア構成の一例である。図45のハードウェア構成は、各実施形態に係る制御や処理を実行するためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。各実施形態に係る制御や処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。 The above is an example of a hardware configuration for enabling the control and processing according to each embodiment of the present invention. The hardware configuration in FIG. 45 is an example of a hardware configuration for executing the control and processing according to each embodiment, and does not limit the scope of the present invention. Programs that cause a computer to execute the control and processing according to each embodiment are also included in the scope of the present invention.
各実施形態に係るプログラムを記録したプログラム記録媒体も、本発明の範囲に含まれる。記録媒体は、例えば、CD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)などの光学記録媒体で実現できる。記録媒体は、USB(Universal Serial Bus)メモリやSD(Secure Digital)カードなどの半導体記録媒体によって実現されてもよい。また、記録媒体は、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、その他の記録媒体によって実現されてもよい。プロセッサが実行するプログラムが記録媒体に記録されている場合、その記録媒体はプログラム記録媒体に相当する。 The scope of the present invention also includes a program recording medium on which the program according to each embodiment is recorded. The recording medium can be realized, for example, as an optical recording medium such as a CD (Compact Disc) or a DVD (Digital Versatile Disc). The recording medium may also be realized as a semiconductor recording medium such as a USB (Universal Serial Bus) memory or an SD (Secure Digital) card. The recording medium may also be realized as a magnetic recording medium such as a flexible disk, or other recording medium. When the program executed by the processor is recorded on a recording medium, the recording medium corresponds to a program recording medium.
各実施形態の構成要素は、任意に組み合わせられてもよい。各実施形態の構成要素は、ソフトウェアによって実現されてもよい。各実施形態の構成要素は、回路によって実現されてもよい。 The components of each embodiment may be combined in any manner. The components of each embodiment may be realized by software. The components of each embodiment may be realized by circuitry.
以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.
1、2 受信装置
3 送信装置
4 通信装置
5 位置調整装置
10、20、40 ボールレンズ
12、22 受信器
17、27、37、47、57 保持機構
18、28、38、48、58 回転機構
19、29、39、49、59 制御部
31、41 光源
32、42 空間光変調器
33、43 送光ミラー
34、44 柱回避ミラー
35 方向検知用受光器
110、210、310、410 土台
111、211、411 ボールレンズ受け
112、212、312、412 支持柱
113、213 円筒柱
115、315 第1軸受
117 環状柱
118、318 第2軸受
119、219 回路領域
121、221 受光器
122、222、422 支柱
123、333、433A、433B 保持棒
125、335 第1端部
126、336 第2端部
170、270、370、470A、470B ソレノイド
171、271、371、471A、471B 第1固定端
172、272、372、472A、472B 第2固定端
173、273、373、473A、473B 可動芯
174、274、374、474A、474B バネ
175、275、375、475A、475B 回転用保持部材
176、276、376、476A、476B 固定用保持部材
181、281、381、481 モーター
182、282、382 回転軸
183、283、383、483A、483B タイヤ
184、284 環状軌道
185、285 回転台
225 第1環状軌道
226 第2環状軌道
278 第1支持体
279 第2支持体
300 蓋体
380 環状体
390 筒体
316 軸受
331 吊柱
385 回転板
413A、413B 回転板
414 円板
415 円形支持板
451 第1中継ミラー
452 第2中継ミラー
482A、482B 回転軸
484 ギヤボックス
490 軌道構造
491 上部軌道
492 支持脚
493 下部軌道
REFERENCE SIGNS LIST 1, 2 Receiving device 3 Transmitting device 4 Communication device 5 Position adjustment device 10, 20, 40 Ball lens 12, 22 Receiver 17, 27, 37, 47, 57 Holding mechanism 18, 28, 38, 48, 58 Rotation mechanism 19, 29, 39, 49, 59 Control unit 31, 41 Light source 32, 42 Spatial light modulator 33, 43 Light-transmitting mirror 34, 44 Pillar avoidance mirror 35 Direction detection receiver 110, 210, 310, 410 Base 111, 211, 411 Ball lens holder 112, 212, 312, 412 Support pillar 113, 213 Cylindrical pillar 115, 315 First bearing 117 Annular pillar 118, 318 Second bearing 119, 219 Circuit area 121, 221 Light receiver 122, 222, 422 Support 123, 333, 433A, 433B Holding rod 125, 335 First end 126, 336 Second end 170, 270, 370, 470A, 470B Solenoid 171, 271, 371, 47 1A, 471B First fixed end 172, 272, 372, 472A, 472B Second fixed end 173, 273, 373, 473A, 473B Movable core 174, 274, 374, 474A, 474B Spring 175, 275, 375, 475A, 475B Rotation holding member 176, 276, 376, 476A, 476B Fixing holding member 181, 281, 381, 481 Motor 182, 282, 382 Rotating shaft 183, 283, 383, 483A, 483B Tire 184, 284 Annular track 185, 285 Rotating table 225 First annular track 226 Second annular track 278 First support 279 Second support 300 Cover 380 Annular body 390 Cylinder 316 Bearing 331 Suspension column 385 Rotating plate 413A, 413B Rotating plate 414 Circular plate 415 Circular support plate 451 First relay mirror 452 Second relay mirror 482A, 482B Rotating shaft 484 Gear box 490 Track structure 491 Upper track 492 Support leg 493 Lower track
Claims (10)
複数の通信器の各々に配置され、前記回転用保持部材に対向する第1固定端と、固定用保持部材に対向する第2固定端とを含む可動芯がコイルに挿入されたソレノイドを有し、前記コイルへの通電に応じて前記可動芯が前記回転用保持部材の向きに移動して前記第1固定端が前記回転用保持部材に保持され、前記コイルへの通電解除に応じて前記可動芯が前記固定用保持部材の向きに移動して前記回転用保持部材から離れる保持機構と、
通信対象との通信に用いられる前記通信器が配置された前記保持機構の有する前記ソレノイドの前記コイルに通電し、前記回転機構を回転させて前記通信器の通信方向を前記通信対象に向ける制御を実行する制御手段と、を備える位置調整装置。 A rotation mechanism having an annular rotation holding member;
a holding mechanism that is disposed in each of the plurality of communication devices, the holding mechanism having a solenoid in which a movable core including a first fixed end facing the rotation holding member and a second fixed end facing the fixed holding member is inserted into a coil, the movable core moves toward the rotation holding member in response to energization of the coil, and the first fixed end is held by the rotation holding member, and the movable core moves toward the fixed holding member in response to de-energization of the coil, and moves away from the rotation holding member;
and a control means for passing current through the coil of the solenoid of the holding mechanism in which the communication device used for communication with a communication target is placed, and rotating the rotation mechanism to control the communication direction of the communication device to face the communication target.
複数の突起が突出した形状を有し、
前記回転用保持部材は、
前記第1固定端が一時的に保持される構造を有する請求項1に記載の位置調整装置。 The first fixed end is
A shape having a plurality of protrusions protruding therefrom,
The rotation holding member is
The position adjustment device according to claim 1 , wherein the first fixed end has a structure for being temporarily held.
前記制御手段は、
前記位置検出器によって検出された前記通信器の位置に基づいて、前記通信器の通信方向を前記通信対象に合わせる請求項1に記載の位置調整装置。 A position detector is provided to detect the position of the communication device,
The control means
The position adjustment device according to claim 1 , wherein the communication direction of the communication device is adjusted to the communication target based on the position of the communication device detected by the position detector.
ボールレンズと、
少なくとも一つの受光素子を有し、前記通信器に相当する少なくとも一つの受信器と、を備え、
前記受信器は、
対応付けられた前記位置調整装置が有する保持機構の動きに合わせて、前記ボールレンズの集光領域において環状に移動するように配置される受信装置。 A position adjustment device according to any one of claims 1 to 5,
A ball lens and
At least one receiver having at least one light receiving element and corresponding to the communication device;
The receiver includes:
A receiving device arranged to move circularly in the light-collecting region of the ball lens in accordance with the movement of a holding mechanism of the associated position adjustment device.
少なくとも一つの出射器を含む光源と、
前記光源から出射された照明光を変調する変調部を有する空間光変調器と、
前記変調部で変調された変調光が照射され、水平面に沿った任意の方向に向けて前記変調光を反射する反射面を有する送光ミラーを含み、前記通信器に相当する少なくとも一つの送信器と、を備え
前記送信器は、
対応付けられた前記位置調整装置が有する保持機構の動きに合わせて、前記照明光の光軸を中心として環状に移動するように配置される送信装置。 A position adjustment device according to any one of claims 1 to 5,
a light source including at least one emitter;
a spatial light modulator having a modulation unit that modulates the illumination light emitted from the light source;
and at least one transmitter corresponding to the communication device, the transmitter including a light-transmitting mirror having a reflecting surface that is irradiated with modulated light modulated by the modulation unit and that reflects the modulated light in any direction along a horizontal plane, the transmitter comprising:
A transmitting device arranged to move in a circular shape about the optical axis of the illumination light in accordance with the movement of a holding mechanism of the associated position adjustment device.
空間光信号を受信する受信装置と、
空間光信号を送信する送信装置と、を備え、
前記受信装置は、
ボールレンズと、
対応付けられた前記保持機構の動きに合わせて移動するように配置され、少なくとも一つの受信素子が配置された受光器を含み、前記ボールレンズの集光領域に前記受光器の受光部を向けて配置された少なくとも一つの受信器と、を有し、
前記送信装置は、
少なくとも一つの出射器を含む光源と、
前記光源から出射された照明光を変調する変調部を有する空間光変調器と、
対応付けられた前記保持機構の動きに応じて移動するように配置され、前記変調部で変調された変調光が照射され、水平面に沿った任意の方向に向けて前記変調光を反射する反射面を有する送光ミラーを含む少なくとも一つの送信器と、を有する通信装置。 A position adjustment device according to any one of claims 1 to 5,
A receiving device for receiving a spatial light signal;
a transmitting device for transmitting a spatial light signal;
The receiving device includes:
A ball lens and
At least one receiver including a light receiver arranged to move in accordance with the movement of the associated holding mechanism and having at least one receiving element arranged thereon, the at least one receiver arranged with a light receiving portion of the light receiver facing a light collecting region of the ball lens;
The transmitting device includes:
a light source including at least one emitter;
a spatial light modulator having a modulation unit that modulates the illumination light emitted from the light source;
and at least one transmitter arranged to move in response to movement of the associated holding mechanism, which transmitter is irradiated with modulated light modulated by the modulation section and includes a light-transmitting mirror having a reflective surface that reflects the modulated light in any direction along a horizontal plane.
前記光源から出射された前記照明光の光軸を中心として環状に形成され、反射面を下方に向けて、前記空間光変調器の上方に配置された第1中継ミラーと、
前記照明光の光軸を中心として環状に形成され、反射面を上方に向けて、前記空間光変調器の周囲に配置された第2中継ミラーと、を有し、
前記第1中継ミラーは、
前記空間光変調器の前記変調部で変調された前記変調光を、前記第1中継ミラーの反射面に向けて反射する位置に配置される、
前記第2中継ミラーは、
前記第1中継ミラーの反射面で反射された前記変調光を、少なくとも1つの前記送信器に含まれる前記送光ミラーの反射面に向けて反射する位置に配置される請求項8に記載の通信装置。 The transmitter includes:
a first relay mirror that is formed in an annular shape centered on the optical axis of the illumination light emitted from the light source and that is disposed above the spatial light modulator with a reflecting surface facing downward;
a second relay mirror that is formed in an annular shape around the optical axis of the illumination light and is disposed around the spatial light modulator with a reflecting surface facing upward;
The first relay mirror is
The light modulated by the modulation unit of the spatial light modulator is disposed at a position where the light is reflected toward a reflection surface of the first relay mirror.
The second relay mirror is
9. The communication device according to claim 8, wherein the communication device is disposed at a position where the modulated light reflected by the reflecting surface of the first relay mirror is reflected toward a reflecting surface of the light sending mirror included in at least one of the transmitters.
複数の前記通信装置が、
空間光信号を互いに送受信し合うように配置された通信システム。 A communication device according to claim 9,
A plurality of the communication devices,
A communications system arranged to transmit and receive spatial optical signals to and from each other.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09307504A (en) * | 1996-05-16 | 1997-11-28 | Sharp Corp | Optical communication device |
| WO2001089116A2 (en) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Airfiber, Inc. | Optical transceiver design and mechanical features |
| WO2003103189A1 (en) * | 2002-06-03 | 2003-12-11 | Omnilux Inc. | Wireless infrared network transceiver and methods and systems for operating same |
| WO2023026460A1 (en) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | 日本電気株式会社 | Reception device and communication device |
-
2023
- 2023-03-16 WO PCT/JP2023/010232 patent/WO2024189869A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09307504A (en) * | 1996-05-16 | 1997-11-28 | Sharp Corp | Optical communication device |
| WO2001089116A2 (en) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Airfiber, Inc. | Optical transceiver design and mechanical features |
| WO2003103189A1 (en) * | 2002-06-03 | 2003-12-11 | Omnilux Inc. | Wireless infrared network transceiver and methods and systems for operating same |
| WO2023026460A1 (en) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | 日本電気株式会社 | Reception device and communication device |
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