特許ウォッチ

公開番号2025034368
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023140697
出願日2023-08-31
発明の名称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 10/40 20130101AFI20250306BHJP(電気通信技術)
要約【課題】任意の方位に配置された通信対象と、空間光信号を用いた空間光通信を確立できる通信装置等を提供する。
【解決手段】ボールレンズと、ボールレンズの中心を通る受光軸を有する受光器と、受光軸に対して平行な送光軸を有する送光器とが一体化された送受信器と、ボールレンズを中心とする水平面内および垂直面内における円軌道に沿って、送受信器を回転可能に支持する回転機構と、を備える通信装置とする。
【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中心を通る受光軸を有する受光器と、前記受光軸に対して平行な送光軸を有する送光器とが一体化された送受信器と、
前記ボールレンズを中心とする水平面内および垂直面内における円軌道に沿って、前記送受信器を回転可能に支持する回転機構と、を備える通信装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記回転機構は、
前記ボールレンズを中心とする前記水平面内における円軌道に沿って前記送受信器を移動させる水平回転機構と、
前記ボールレンズを中心とする前記垂直面内における円軌道に沿って前記送受信器を移動させる垂直回転機構と、を有する請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記受光器は、
前記ボールレンズに向けられた受光面と、前記受光面に対向する裏面とを有し、前記受光面と前記裏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、前記基板の前記受光面における前記貫通口の周囲に配置された複数の方向検知用受光素子と、
前記貫通口に対応付けられる受光面側開口端と、前記受光面側開口端に対向する裏面側開口端とを含み、前記貫通口に合わせて前記基板の前記裏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、前記導光筒の前記裏面側開口端に配置された通信用受光素子と、
複数の前記方向検知用受光素子および前記通信用受光素子の受光部の前段に配置され、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波長フィルタと、を有し、
前記送光器は、
光源と、
前記光源から出射された光を平行光に変換するコリメータと、
前記平行光を変調光に変調する変調部を含む空間光変調器と、を有する請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記受光器による光信号の受光位置に応じて空間光信号の到来方向を検知し、検知された空間光信号の到来方向に応じて前記回転機構を制御して前記送受信器を移動させ、通信対象に向けた空間光信号を前記送光器に送信させる通信制御部を備える請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記通信制御部は、
前記受光器に含まれる複数の前記方向検知用受光素子の各々による光信号の受光強度に応じて空間光信号の到来方向を検知し、
前記回転機構を制御して、複数の前記方向検知用受光素子による光信号の受光強度が均等になる位置に前記送受信器を移動させる請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記送受信器は、
前記垂直面内における前記送受信器の外周に沿って形成されたウォームホイールと、
前記ウォームホイールの歯車に噛み合わせられた円筒ウォームと、
前記通信制御部の制御に応じて前記円筒ウォームを回転させるモータとを有し、
前記垂直面内における前記ボールレンズの外周に沿って前記送受信器の内周が固定される請求項４に記載の通信装置。
【請求項７】
送受光軸が互いに異なる方位に向けられた複数の前記送受信器が水平面内の同心円上に配置された請求項１に記載の通信装置。
【請求項８】
複数の前記送受信器は、互いに異なる前記回転機構によって支持される請求項７に記載の通信装置。
【請求項９】
一つの前記回転機構に対して少なくとも二つの前記送受信器が設置される請求項７に記載の通信装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項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、通信装置および通信システムに関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
空間を伝播する信号光（以下、空間光信号とも呼ぶ）を用いた空間光通信においては、送光器と受光器の位置調整が正確に行われないと、通信対象との間で安定した通信を行うことができない。しかし、空間光信号の送信方向と受信方向とを正確に一致させることは難しい。空間光信号の送信方向と受信方向とを正確に一致させることができれば、任意の通信対象と、空間光信号を用いた空間光通信を確立しやすくなる。
【０００３】
特許文献１には、空間的に離れた地点間において、レーザ光を用いて通信を行う光通信装置について開示されている。特許文献１の光通信装置は、角度補正装置、出射光軸補正装置、および受光角度検出装置を有する。角度補正装置は、受光系の向きを補正する。受光角度検出装置は、角度補正装置において補正しきれない角度誤差を検出する。受光角度検出装置は、検出された誤差量に応じて、出射光軸補正装置を制御して、出射光軸を補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１８／１２８１１８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の手法では、受光角度検出装置によって検出された角度誤差の誤差量に応じて、出射光軸を補正する。特許文献１の手法によれば、通信対象の方向が定まっている場合、その通信対象との通信で用いられる空間光信号の受光系の向きと送光軸とを調整できる。しかし、特許文献１の手法では、通信対象の方向が定まっていない限り、空間光信号の受光系の向きと送光軸とを合わせることができなかった。すなわち、特許文献１の手法では、任意の方位に配置された通信対象と、空間光信号を用いた空間光通信を確立できなかった。
【０００６】
本開示の目的は、任意の方位に配置された通信対象と、空間光信号を用いた空間光通信を確立できる通信装置および通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様の通信装置は、ボールレンズと、ボールレンズの中心を通る受光軸を有する受光器と、受光軸に対して平行な送光軸を有する送光器とが一体化された送受信器と、ボールレンズを中心とする水平面内および垂直面内における円軌道に沿って、送受信器を回転可能に支持する回転機構と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、任意の方位に配置された通信対象と、空間光信号を用いた空間光通信を確立できる通信装置および通信システムを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示における通信装置の構成の一例を示す概念図である。
本開示における通信装置の構成の一例を示す概念図である。
本開示における通信装置が備える受光器の構成の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受光器の構成の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受光器の構成の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受光器の構成の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ボールレンズによる集光の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受光器に対する光信号の照射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受光器に対する光信号の照射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光器の構成の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光器の構成の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光器の構成の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光器の構成の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通信制御部の構成の一例を示す概念図である。
本開示における通信装置による空間光信号の到来方向の検知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光器の位置変更の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通信制御部の構成の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受信器の垂直面内における移動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受信器の垂直面内における移動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受信器の水平面内における移動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受信器の水平面内における移動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の構成の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受信器の垂直面内における移動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受信器の水平面内における移動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の構成の一例を示す概念図である。
本開示における通信装置の構成の一例を示す概念図である。
本開示における通信装置が備える送受信器による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の構成の一例を示す概念図である。
本開示における通信装置の構成の一例を示す概念図である。
本開示における通信装置の構成の一例を示す概念図である。
本開示における通信装置が配置された通信システムの構成例を示す概念図である。
本開示における通信装置の構成の一例を示す概念図である。
本開示における制御や処理を実行するハードウェア構成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、本開示を実施するための形態について図面を用いて説明する。本開示において、各実施形態の説明において使用される図面は、１以上の実施形態に関連付けられる。また、各図面に含まれる要素は、１以上の実施形態に当てはまりうる。以下に述べる実施形態には、本開示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、開示の範囲を以下に限定するものではない。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。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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