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公開番号2024117219
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-29
出願番号2023023184
出願日2023-02-17
発明の名称送信器、送信装置、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 10/50 20130101AFI20240822BHJP(電気通信技術)
要約【課題】水平面内における任意の方向に配置された通信対象に向けて、光空間通信のための空間光信号を継続的に送信できる送信装置等を提供する。
【解決手段】複数の出射器を有する光源と、複数の出射器の各々から出射された光に由来する照明光が照射される複数の変調領域が設定される変調部を有する空間光変調器と、複数の変調領域の各々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複数の変調領域の各々で変調された変調光を反射する反射面を有する反射器と、を備える送信器とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の出射器を有する光源と、
複数の前記出射器の各々から出射された光に由来する照明光が照射される複数の変調領域が設定される変調部を有する空間光変調器と、
複数の前記変調領域の各々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複数の前記変調領域の各々で変調された前記変調光を反射する反射面を有する反射器と、を備える送信器。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
前記反射器は、
第１半径の円形の第１面と、前記第１半径よりも小さい第２半径の円形の第２面とが対向した形状であり、前記第１面および前記第２面の周縁を取り囲む側面が前記反射面を形成し、前記第１面から前記第２面にかけて貫通する貫通孔が形成され、
前記光源は、
前記第１面から前記第２面に向けて前記照明光の光路が前記反射器の貫通孔を通過する位置に配置され、
前記空間光変調器は、
前記反射器の前記第２面と前記変調部が対向し、前記光源から出射された前記照明光を変調した前記変調光が前記反射器の前記反射面に向けて反射される位置に配置される請求項１に記載の送信器。
【請求項３】
前記第２半径以下の第３半径の円形の第３面と、前記第３面よりも小さい第４半径の円形の第４面とが対向した形状であり、前記第３面および前記第４面の周縁を取り囲む側面に追加反射面が形成され、前記第３面から前記第４面にかけて貫通する貫通孔が形成され、前記反射器の前記第２面に合わせて前記第３面が重ねて位置された追加反射器を備え、
前記空間光変調器は、
前記追加反射器の前記第４面と前記変調部が対向し、前記光源から出射された前記照明光を変調した前記変調光が前記反射面および前記追加反射面のいずれかに向けて反射される位置に配置される請求項２に記載の送信器。
【請求項４】
前記反射器は、
第１半径の半円形の第１面と、前記第１半径よりも小さい第２半径の半円形の第２面とが対向した形状であり、前記第１面および前記第２面の周縁を取り囲む側面が反射面を形成する第１反射器と、
第３半径の半円形の第３面と、前記第３半径よりも小さい第４半径の半円形の第４面とが対向した形状であり、前記第３面および前記第４面の周縁を取り囲む側面が反射面を形成する第２反射器と、を有し、
前記第１反射器および前記第２反射器は、
平面視において互いの直径部分が重なり、かつ垂直方向にずらして配置され、
前記光源は、
前記第１反射器の前記第１面から前記第２反射器の前記第４面に向けて前記照明光の光路が進行する位置に配置され、
前記空間光変調器は、
前記第２反射器の前記第４面と前記変調部が対向し、前記光源から出射された前記照明光を変調した前記変調光が前記第１反射器および前記第２反射器のいずれかの反射面に向けて反射される位置に配置される請求項１に記載の送信器。
【請求項５】
前記光源と前記空間光変調器の間に配置され、斜面に中継反射面が形成された直角プリズムの外形を有し、前記中継反射面を貫通する貫通孔が形成された中継反射体を備え、
前記光源は、
前記中継反射体の貫通孔を介して、前記中継反射面の側に向けて前記照明光が通過する位置に配置され、
前記空間光変調器は、
前記中継反射体の前記中継反射面と前記変調部が対向し、前記光源から出射された前記照明光を変調した前記変調光が前記中継反射面に向けて反射される位置に配置され、
前記中継反射体は、
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が前記反射面に向けて反射される位置に配置される請求項２に記載の送信器。
【請求項６】
前記光源と前記空間光変調器の間に配置され、斜面に中継反射面が形成された直角プリズムの外形を有し、前記中継反射面を貫通する貫通孔が形成された中継反射体を備え、
前記反射器は、
円形軌道と、前記円形軌道に移動可能に配置された複数の移動反射体とを有し、
前記光源は、
前記中継反射体の貫通孔を介して、前記中継反射面の側に向けて前記照明光が通過する位置に配置され、
前記空間光変調器は、
前記中継反射体の前記中継反射面と前記変調部が対向し、前記光源から出射された前記照明光を変調した前記変調光が前記中継反射面に向けて反射される位置に配置され、
前記中継反射体は、
前記変調部で変調された前記変調光が前記円形軌道に向けて反射される位置に配置される請求項２に記載の送信器。
【請求項７】
前記円形軌道は、
同心円状に配置された第１円形軌道および第２円形軌道によって構成され、
複数の前記移動反射体は、
前記第１円形軌道および前記第２円形軌道のいずれかに移動可能に配置される請求項６に記載の送信器。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の送信器と、
空間光通信に用いられる位相画像を前記送信器に含まれる空間光変調器の変調部に設定し、前記変調部に光が照射されるように前記送信器に含まれる光源を制御する通信制御手段と、を備える送信装置。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の送信器を有する送信装置と、
他の通信装置からの空間光信号を受信する受信装置と、
前記受信装置によって受信された前記空間光信号に基づく信号を取得し、取得した前記信号に応じた処理を実行し、実行した前記処理に応じた空間光信号を前記送信装置に送信させる通信制御装置と、を備える通信装置。
【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、空間を伝播する光信号を送信する送信器等に関する。
続きを表示（約 2,800 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。空間光信号を広範囲に送信するためには、投射光の投射角ができるだけ大きい方が好ましい。例えば、位相変調型の空間光変調器を含む送光装置を用いれば、空間光変調器の変調部に設定されるパターンを制御することによって、投射角を広げることができる。送光装置を中心として多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。
【０００３】
一般的な空間光通信では、３６０度の通信角に対応するために、空間光信号の送受信方向を調整するための調整機構が必要である。通信対象の方向が不明な場合、目視で通信対象の方向を確認したり、通信装置と通信対象との間で互いに通信を行いながら調整を行ったりする必要があった。そのため、空間光信号を送受信する通信装置の設置時に、多大の労力や時間がかかっていた。
【０００４】
特許文献１には、走行している車両間で光信号を送受信するための光送受信装置が開示されている。特許文献１の装置は、発光部、受光部、および全方位型の光学部品を備える。特許文献１の装置は、発光部から発信された光信号が全方位型の光学部品に入射する際の光軸と、他の車両から送信されて全方位型の光学部品に入射した光信号が全方位型の光学部品から出射する際の光軸とが、同光軸になるように構成されている。特許文献１の装置は、全方位型の光学部品を通じて、外部の略水平方向の全方向に向けて光信号を送信するとともに、他の車両から送信された略水平方向の全方位からの光信号を受信することで、不特定の車両に対する全方位的な送受信を行う。また、特許文献１の装置は、全方位型の光学部品を通じて、一つの発光素子から送信された光信号を特定の他の車両に向けて送信するとともに、特定の他の車両から送信された光信号を受光することで、特定の他の車両との間で一対一通信を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－０２６０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の手法では、全方位的な送受信によって通信対象を検出し、検出された単一の通信対象に向けて個別の光信号（個別信号）を送信する。特許文献１の手法では、発光部のプロジェクタが投影した画像の画素のうち、特定の通信対象に向かう光信号に対応した画素を用いて、その特定の通信対象に向けた光信号を送信する。特許文献１の手法では、特定の通信対象に向けた光信号の強度が低下するため、通信を継続することが難しかった。
【０００７】
本開示の目的は、水平面内における任意の方向に配置された通信対象に向けて、光空間通信のための空間光信号を継続的に送信できる送信器等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様の送信器は、複数の出射器を有する光源と、複数の出射器の各々から出射された光に由来する照明光が照射される複数の変調領域が設定される変調部を有する空間光変調器と、複数の変調領域の各々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複数の変調領域の各々で変調された変調光を反射する反射面を有する反射器と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、水平面内における任意の方向に配置された通信対象に向けて、光空間通信のための空間光信号を継続的に送信できる送信器等を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１の実施形態に係る送信装置の構成の一例を示す概念図である。
第１の実施形態に係る送信装置が備える送信器の反射器の下面図である。
第１の実施形態に係る送信装置が備える光源の構成の一例を示す概念図である。
第１の実施形態に係る送信装置が備える光源の構成の一例を示す概念図である。
第１の実施形態に係る送信装置が備える光源の構成の一例を示す概念図である。
第１の実施形態に係る送信装置が備える光源の構成の一例を示す概念図である。
第１の実施形態に係る送信装置が備える空間光変調器の変調部に設定される変調領域の一例を示す概念図である。
第１の実施形態に係る送信装置が備える反射器に照射されるゴースト像について説明するための概念図である。
第１の実施形態の変形例１におけるゴースト対策の一例について説明するための概念図である。
第１の実施形態の変形例１におけるゴースト対策の一例について説明するための概念図である。
第１の実施形態の変形例１におけるゴースト対策の一例について説明するための概念図である。
第１の実施形態に係る送信装置が備える反射器に照射されるゴースト像について説明するための概念図である。
第１の実施形態の変形例２に係る送信器の構成の一例を示す概念図である。
第１の実施形態の変形例２に係る送信器の反射器の下面図である。
第１の実施形態の変形例３に係る送信器の構成の一例を示す概念図である。
第１の実施形態の変形例３に係る送信器の反射器の下面図である。
第２の実施形態に係る送信装置の構成の一例を示す概念図である。
第２の実施形態の変形例４に係る送信装置の構成の一例を示す概念図である。
第２の実施形態の変形例４に係る送信装置が備える送信器の反射器の下面図である。
第２の実施形態の変形例４に係る送信装置が備える反射器に照射されるゴースト像について説明するための概念図である。
第２の実施形態の変形例５に係る送信器の反射器の下面図である。
第２の実施形態の変形例６に係る送信装置の構成の一例を示す概念図である。
第２の実施形態の変形例６に係る送信器の反射器の下面図である。
第３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３の実施形態に係る通信装置に含まれる受信装置の構成の一例を示す概念図である。
第３の実施形態の適用例に係る通信装置の構成の一例を示す概念図である。
第３の実施形態の適用例に係る通信装置を含む通信システムの一例を示す概念図である。
第４の実施形態に係る送信器の構成の一例を示す概念図である。
各実施形態の処理や制御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】
（【００１１】以降は省略されています）

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