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公開番号2024057783
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022164680
出願日2022-10-13
発明の名称受信装置、通信装置、および通信システム
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人
主分類H04B 10/67 20130101AFI20240418BHJP(電気通信技術)
要約【課題】多様な方向から到来する空間光信号の到来方向を正確に検知できる受信装置等を提供する。
【解決手段】ボールレンズと、ボールレンズの周囲を取り囲む第1環状体と、第1環状体の内周側面に配置された複数の第1受光素子を含む複数の受光ユニットとを有する第1受光器と、第1環状体の外周を取り囲む第2環状体と、第2環状体の外周側面に配置された複数の第2受光素子とを有する第2受光器とを備える。複数の第1受光素子は、ボールレンズに受光部を向けて、第1環状体の内周側面に配置される。複数の第2受光素子は、ボールレンズとは反対向きに受光部を向けて、第2環状体の外周側面に配置される受信装置とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ボールレンズと、
前記ボールレンズの周囲を取り囲む第１環状体と、前記第１環状体の内周側面に配置された複数の第１受光素子を含む複数の受光ユニットとを有する第１受光器と、
前記第１環状体の外周を取り囲む第２環状体と、前記第２環状体の外周側面に配置された複数の第２受光素子とを有する第２受光器とを備え、
複数の前記第１受光素子は、
前記ボールレンズに受光部を向けて、前記第１環状体の内周側面に配置され、
複数の前記第２受光素子は、
前記ボールレンズとは反対向きに受光部を向けて、前記第２環状体の外周側面に配置される受信装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
複数の前記第２受光素子は、
前記第２環状体の外周側面に等間隔で配置される請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
複数の前記受光ユニットは、
前記第１環状体の円周方向に沿って移動可能に配置される請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
複数の前記第２受光素子によって受光された空間光信号の強度のパターンに応じて、前記空間光信号の到来方向を検知する方向検知回路と、
到来方向が検知された前記空間光信号に複数の前記受光ユニットのうちいずれかを対応付け、前記空間光信号に対応付けられた前記受光ユニットの受光面が前記空間光信号の到来方向に向くように、前記受光ユニットの位置を移動させる制御回路と、
前記空間光信号に対応付けられた前記受光ユニットに含まれる複数の前記第１受光素子によって受光された光信号をデコードする受信回路と、を有する通信制御部を備える請求項３に記載の受信装置。
【請求項５】
前記方向検知回路は、
複数の前記第２受光素子のいずれかに対応付けられ、対応付けられた前記第２受光素子によって受光された前記空間光信号に由来する信号を積分し、積分された前記信号を通信対象ごとの周波数に分離する複数の検知回路と、
複数の前記検知回路によって分離された周波数ごとの前記信号のプロファイルに応じて、前記空間光信号の到来方向を判定する方向判定回路と、を有する請求項４に記載の受信装置。
【請求項６】
前記検知回路は、
対応付けられた前記第２受光素子によって受光された前記空間光信号に由来する前記信号を積分する積分回路と、
前記積分回路によって積分された前記信号をデジタル信号に変換する変換器と、
前記変換器によってデジタル信号に変換された前記信号を、前記通信対象ごとの周波数に分離するデジタルフィルタと、を有する請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の受信装置と、
空間光信号を送信する複数の送信ユニットを有する送信装置と、
前記受信装置および前記送信装置を制御する通信制御装置と、を備える通信装置。
【請求項８】
前記通信制御装置は、
前記受信装置によって検知された空間光信号の到来方向に向けて、前記送信装置から送信される前記空間光信号の送信方向を変更する請求項７に記載の通信装置。
【請求項９】
前記通信制御装置は、
前記受信装置が備える第２受光器に含まれる複数の第２受光素子によって受光された光信号に基づいて、前記光信号に対応する前記空間光信号の到来方向を検知し、
前記受信装置が備える第１受光器に含まれる複数の第１受光素子によって受光された光信号に基づいて、前記空間光信号の送信元の通信対象との間で前記空間光信号を送受信し合うことによって、前記通信対象の正確な位置を特定する請求項８に記載の通信装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の通信装置を複数備え、
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。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光空間通信に用いられる受信装置等に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
光空間通信においては、光ファイバなどの媒体を介さずに、空間を伝播する光信号（以下、空間光信号）を用いて通信が行われる。送信装置を中心として複数の方向に空間光信号を送信できれば、空間光信号を用いた通信ネットワークを構築できる。任意の方向の通信装置と光空間通信を行うためには、その通信対象との間で空間光信号の送受信方向を合わせる必要がある。
【０００３】
特許文献１には、空間光信号を受光する受光装置について開示されている。特許文献１の装置は、複数の受光器を含むセンサアレイで、レンズによって集光された空間光信号を受光する。特許文献１の装置は、複数の受光器の各々が受光した空間光信号に由来する電気信号の電圧値の積算値に応じて、空間光信号を受光する受光器を選択する。特許文献１の装置は、複数の通信対象からの空間光信号を一括して受光する。特許文献１の装置は、それらの空間光信号の送信元を一括で区別することによって、多様な方向から到来する空間光信号を効率的に受光する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２２／００４１０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の装置のセンサアレイを構成する複数の受光器は、同一面上にアレイ状に配置される。複数の受光器の受光面は、同一方向に向けられる。特許文献１の装置を用いる場合、多様な方向から到来する空間光信号の到来方向を検知できないため、受光器の受光面の向きを、手動で調整する必要があった。
【０００６】
本開示の目的は、多様な方向から到来する空間光信号の到来方向を正確に検知できる受信装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様の受信装置は、ボールレンズと、ボールレンズの周囲を取り囲む第１環状体と、第１環状体の内周側面に配置された複数の第１受光素子を含む複数の受光ユニットとを有する第１受光器と、第１環状体の外周を取り囲む第２環状体と、第２環状体の外周側面に配置された複数の第２受光素子とを有する第２受光器とを備える。複数の第１受光素子は、ボールレンズに受光部を向けて、第１環状体の内周側面に配置される。複数の第２受光素子は、ボールレンズとは反対向きに受光部を向けて、第２環状体の外周側面に配置される。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、多様な方向から到来する空間光信号の到来方向を正確に検知できる受信装置等を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１の実施形態に係る受信装置の構成の一例を示す概念図である。
第１の実施形態に係る受信装置が備える受信器の構成の一例を示す概念図である。
第１の実施形態に係る受信装置が備える受信器に含まれる第１受光器の構成の一例を示す概念図である。
第１の実施形態に係る受信装置が備える受信器に含まれる第２受光器の構成の一例を示す概念図である。
第１の実施形態に係る受信装置に到来する空間光信号の受信例について説明するための概念図である。
第１の実施形態に係る受信装置による空間光信号の到来方向の推定について説明するためのグラフである。
第１の実施形態に係る受信装置が備える通信制御部の構成の一例を示す概念図である。
第１の実施形態に係る受信装置が備える通信制御部に含まれる方向検知回路の構成の一例を示す概念図である。
第１の実施形態に係る受信装置が備える通信制御部に含まれる方向検知回路が有する検知回路の構成の一例を示す概念図である。
第１の実施形態に係る受信装置が備える通信制御部に含まれる受信回路の構成の一例を示す概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置の構成の一例を示すブロック図である。
第２の実施形態に係る通信装置の構成の一例を示す概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が備える受信器の構成の一例を示す概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が備える受信器に含まれる受光ユニットの移動機構の一例を示す概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が備える受信器に含まれる受光ユニットの移動機構の一例を示す概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が備える受信器に含まれる受光ユニットの位置を検出するための位置パターンの一例を示す概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が備える受信器に含まれる受光ユニットの位置を検出するための位置パターンを読み取るエンコーダの構成の一例を示す概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が備える送信器の構成の一例を示す概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が備える送信器に含まれる送信ユニットの構成の一例を示す概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が備える送信器に含まれる送信ユニットの内部構成の一例を示す概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が備える通信制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
第２の実施形態に係る通信装置の送信器が送信する第１スキャン信号について説明するための概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が第１スキャン範囲をスキャンする一例について説明するための概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が通信対象をスキャンしている状況を示す概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が通信対象から第１スキャン信号を受信した状況を示す概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が受光ユニットおよび送信ユニットの位置を変更する一例を示す概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が第２スキャン範囲をスキャンする一例について説明するための概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が通信対象から第２スキャン信号を受信した状況を示す概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が受光ユニットおよび送信ユニットの位置を変更する一例を示す概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が第２スキャン範囲をスキャンする一例について説明するための概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が通信対象との間で第２スキャン信号を送受信している状況を示す概念図である。
第２の実施形態に係る通信装置が第３スキャン範囲をスキャンする一例について説明するための概念図である。
第２の実施形態の適用例に係る通信ネットワークの一例について説明するための概念図である。
第３の実施形態に係る受信装置の構成の一例を示す概念図である。
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の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
（【００１１】以降は省略されています）

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