特許ウォッチ

公開番号2024176184
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2023094528
出願日2023-06-08
発明の名称受信装置および通信装置
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人
主分類H04B 10/67 20130101AFI20241212BHJP(電気通信技術)
要約【課題】360度の通信角を実現できる受信装置等を提供する。
【解決手段】受信装置は、ボールレンズと、少なくとも一つの受光器と、ボールレンズの周囲において受光器を移動可能に支持する支柱と、を備える受信装置とする。受光器は、ボールレンズに向けられた第1面と、第1面に対向する第2面とを有し、第1面と第2面とを貫通する貫通口が開けられた基板と、ボールレンズに受光部を向けて、基板の第1面における貫通口の周囲に配置された複数の積分用受光素子と、貫通口に合わせられた第1開口端と、第1開口端に対向する第2開口端とを含み、貫通口に対応付けられた第2面の側に配置された導光筒と、ボールレンズに受光部を向けて、導光筒の第2開口端に配置された通信用受光素子と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ボールレンズと、
少なくとも一つの受光器と、
前記ボールレンズの周囲において前記受光器を移動可能に支持する支柱と、
を備え、
前記受光器は、
前記ボールレンズに向けられた第１面と、前記第１面に対向する第２面とを有し、前記第１面と前記第２面とを貫通する貫通口が開けられた基板と、
前記ボールレンズに受光部を向けて、前記基板の前記第１面における前記貫通口の周囲に配置された複数の積分用受光素子と、
前記貫通口に対応付けられる第１開口端と、前記第１開口端に対向する第２開口端とを含み、前記貫通口に合わせて前記基板の前記第２面の側に配置された導光筒と、
前記ボールレンズに受光部を向けて、前記導光筒の前記第２開口端に配置された通信用受光素子と、を有する受信装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
複数の前記積分用受光素子は、前記貫通口の中心に対して点対称の位置関係で配置され、
前記通信用受光素子の受光部は、前記ボールレンズの集光点に合わせて配置される請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
複数の前記積分用受光素子および前記通信用受光素子によって受信された信号光に基づく電気信号を受信し、受信した電気信号に応じて前記受光器の受光面の角度と支柱の位置とを調整する制御部を備え、
前記制御部は、
複数の前記積分用受光素子の各々によって受信された信号光の強度に応じて、前記受光器の受光面の角度と前記支柱の位置とを調整して、前記ボールレンズによって集光された信号光の集光位置に合わせて前記通信用受光素子の受光部の位置を調整する請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記制御部は、
複数の前記積分用受光素子の各々によって受信された信号光の強度に応じて、受信強度が大きい前記積分用受光素子の方向に向けて、前記受光器の受光面の角度と前記支柱の位置とを移動させる請求項３に記載の受信装置。
【請求項５】
複数の前記積分用受光素子および前記通信用受光素子の受光部に対応付けて、受信対象である空間光信号の波長帯の光を選択的に通過させるフィルタが配置される請求項１に記載の受信装置。
【請求項６】
前記積分用受光素子と前記通信用受光素子とは、異なる波長帯の光に感度を有する受光素子である請求項１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送信装置と、
前記受信装置の受光器による空間光信号の受光位置に応じて、前記受光器の位置および角度と、前記送信装置から送信される空間光信号の送信方向と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、
空間光信号の送信方向に応じて異なる変調周波数と信号パターンとが組み合わせられた送信パターンのサーチ用空間光信号を、送信方向に対応付けて前記送信装置に送信させ、
通信対象から送信されたサーチ用空間光信号の前記受信装置による受信に応じて、受信されたサーチ用空間光信号の送信パターンが追加された空間光信号を、送信方向に対応付けて前記送信装置に送信させる請求項７に記載の通信装置。
【請求項９】
前記通信制御装置は、
前記通信対象から送信されたサーチ用空間光信号の前記受信装置による受信に応じて、
前記受信装置が備える複数の積分用受光素子の各々によって受信されたサーチ用空間光信号に基づく信号光の強度に応じて、前記受光器の位置を前記受信装置に変更させ、
サーチ用空間光信号の送信条件の変更指示を前記送信装置に送信する請求項８に記載の通信装置。
【請求項１０】
前記通信制御装置は、
前記通信対象との間で互いの方向が特定されると、サーチ範囲およびビーム径が狭められたサーチ用空間光信号を前記送信装置に送信させ、
前記積分用受光素子を用いた前記受光器の位置調整の終了に応じて、前記通信用受光素子を用いた詳細スキャンを実行する請求項９に記載の通信装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、受信装置および通信装置に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
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、空間を伝播する信号光（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。空間光信号は、指向性が高いため、遮蔽物によって物理的に空間光信号が遮られると通信が断絶してしまう。そのため、空間光通信においては、安定した光通信環境を実現するために、同時多方向接続により冗長化された光通信ネットワークが求められる。
【０００３】
特許文献１には、親機と子機（通信対象）との間で信号光を送受信する光無線装置について開示されている。親機は、複数の送受信素子と、指定手段とを有する。複数の送受信素子は、互いに近接配置される。複数の送受信素子は、子機との間で信号光を送受信する。指定手段は、子機からの信号光に基づいて、最適な送受信素子を指定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００５－１９１６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の手法では、複数の送受信素子によって受信された信号光に基づいて、子機との通信に用いられる送受信素子が指定される。特許文献１の手法によれば、通信対象との間の信号光の送受信によって、通信が確立される。しかし、特許文献１の手法では、送受信素子の受光面に対する信号光の入射方向によっては、十分な強度の信号光が送受信素子に受信されず、通信対象との間で通信を確立できなかった。すなわち、特許文献１の手法では、３６０度の通信角を実現できなかった。
【０００６】
本開示の目的は、３６０度の通信角を実現できる受信装置、受信装置および通信装置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、少なくとも一つの受光器と、ボールレンズの周囲において受光器を移動可能に支持する支柱と、を備える。受光器は、ボールレンズに向けられた第１面と、第１面に対向する第２面とを有し、第１面と第２面とを貫通する貫通口が開けられた基板と、ボールレンズに受光部を向けて、基板の第１面における貫通口の周囲に配置された複数の積分用受光素子と、貫通口に合わせられた第１開口端と、第１開口端に対向する第２開口端とを含み、貫通口に対応付けられた第２面の側に配置された導光筒と、ボールレンズに受光部を向けて、導光筒の第２開口端に配置された通信用受光素子と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、３６０度の通信角を実現できる受信装置および通信装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示における受信装置の構成の一例を示す概念図である。
本開示における受信装置が備える受光器の構成の一例を示す側面図である。
本開示における受信装置が備える受光器の構成の一例を示す斜視図である。
本開示における受信装置が備えるボールレンズによって集光された信号光の軌跡の一例について説明するための概念図である。
本開示における受信装置が備えるボールレンズによって集光された信号光が受光器に入射する様子の一例について説明するための概念図である。
本開示における受信装置が備えるボールレンズによって集光された信号光が受光器に入射する様子の別の一例について説明するための概念図である。
本開示における受信装置の通信対象から送信されたワイドスキャン用の空間光信号の受信例を示す概念図である。
本開示における受信装置が備えるボールレンズによって集光された信号光の集光範囲の一例を示す概念図である。
本開示における受信装置の通信対象から送信されたナロースキャン用の空間光信号の受信例を示す概念図である。
本開示における受信装置が備えるボールレンズによって集光された信号光の集光範囲の一例を示す概念図である。
本開示における受信装置が備える受光器の受光面をボールレンズの視座から見た概念図である。
本開示における受信装置が備える受光器の受光面をボールレンズの視座から見た概念図である。
本開示における受信装置が備える受光器に含まれる積分用受光素子の数を増やした例を示す概念図である。
本開示における受信装置が備える受光器に含まれる積分用受光素子を大きくした例を示す概念図である。
本開示における受信装置が備える受光器の一例を示す斜視図である。
本開示における受信装置が備える受光器の一例を示す側面図である。
本開示における受信装置が備える受光器の一例を示す斜視図である。
本開示における通信装置の構成の一例を示すブロック図である。
本開示における通信装置が備える送信装置の内部構成の斜視図である。
本開示における通信装置が備える送信装置の内部構成の側面図である。
本開示における通信装置が備える送信装置から送信されるサーチ用空間光信号の送信パターンについて説明するための概念図である。
本開示における通信装置が備える受信装置に含まれる制御部の構成の一例を示すブロック図である。
本開示における通信装置が備える受信装置に含まれる複数の積分用受光素子によって受信された信号光の強度に応じて、受光器の位置を変更する一例を示す概念図である。
本開示における通信装置が備える送信装置から送信される空間光信号の送信方向を変更する一例を示す概念図である。
本開示における通信装置が備える送信装置によるスキャン用空間光信号の送信例について説明するための概念図である。
本開示における通信装置が備える送信装置から送信される空間光信号の送信パターンの一例について説明するための図である。
本開示における通信装置の間における通信確立の一例について説明するための概念図である。
本開示における通信装置が備える送信装置から送信される空間光信号の送信方向を最適化する処理について説明するための概念図である。
本開示における通信装置が備える送信装置から送信された通信光を用いた通信対象の位置特定の一例について説明するための概念図である。
本開示における通信装置が備える通信制御装置による受信装置の制御例について説明するためのフローチャートである。
本開示における通信装置が備える通信制御装置による送信装置の制御例について説明するためのフローチャートである。
本開示における受信装置の構成の一例を示す概念図である。
本開示における受信装置が備える受光器の構成の一例を示す側面図である。
本開示における受信装置が備える受光器の構成の一例を示す斜視図である。
本開示におけ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）

関連特許