(57)【要約】      （修正有）【課題】大口径のレンズを用いることなく、屋外で使用する場合も太陽光が入射しセンサなどの受光系が焼損する事態を防ぎ、放物鏡を用いる際に太陽光や照明光の入射の可能性を低減する可視光通信システムを提供する。【解決手段】可視光通信システムは、オフセット放物鏡１１０、オフセット放物鏡１１０の焦点位置に設置された受光素子１２０を備え、受光素子１２０がオフセット放物鏡１１０より鉛直方向において下に配置される。【選択図】図１
2020080371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オフセット放物鏡、前記オフセット放物鏡の焦点位置に設置された受光素子を備え、前記受光素子が前記オフセット放物鏡より鉛直方向において下に配置される、可視光通信システム。
【請求項２】
前記受光素子を支持する受光素子固定部、および、
前記オフセット放物鏡および前記受光素子支持部を支持する固定基部
を備え、
前記受光素子固定部は、
前記固定基部に対して固定される受光素子固定本体部、および、
前記受光素子固定本体部に対して所定角度を形成して配置され前記受光素子の位置を定める受光素子固定角度決定部を有することを特徴とする、請求項１に記載の可視光通信システム。
【請求項３】
前記受光素子を支持する受光素子固定部、および、
前記オフセット放物鏡および前記受光素子支持部を支持する固定基部
を備え、
前記固定基部は、前記受光素子の位置を定める受光素子固定角度決定部を有することを特徴とする、請求項１に記載の可視光通信システム。
【請求項４】
前記受光素子角度決定部が可動式であり前記受光素子の位置が調整可能であることを特徴とする、請求項２または３のいずれかに記載の可視光通信システム。
【請求項５】
前記固定基部が、対地固定部およびオフセット放物鏡角度決定部を有することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の可視光通信システム。
【請求項６】
前記オフセット放物鏡角度決定部が可動式であり前記オフセット放物鏡の角度が調整可能であることを特徴とする、請求項５に記載の可視光通信システム。
【請求項７】
前記オフセット放物鏡は内側に鏡面を備え、前記鏡面上に、耐環境性の鏡面メッキ部を有する、請求項１ないし６のいずれかに記載の可視光通信システム。
【請求項８】
前記オフセット放物鏡が水平面より下向きであって太陽光が直接入射しない角度で設置された、請求項１ないし７のいずれかに記載の可視光通信システム。
【請求項９】
前記オフセット放物鏡が樹脂で形成される、請求項１ないし８のいずれかに記載の可視光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光域の光を用いて通信を行う、可視光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可視光通信システムにおいては、送信・受信ともに光学レンズを使用している。
【０００３】
図１０は、大口径のレンズを用いた可視光通信システムの例を示す。
可視光通信システムは、大口径のレンズ９１０、受光部９２０を備え、外部からの通信光は、大口径のレンズ９１０を経て受光部９２０にて受信される。なお、９９０は太陽を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３０５９８７０号明細書
【特許文献２】特開２０１４−１０７３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
大口径のレンズはコストが非常に高く、また振動に弱い。また、特に屋外で使用する場合、太陽光が入射しセンサなどの受光系が焼損する可能性がある。
放物鏡を用いた場合にも（引用文献１，引用文献２）、太陽光や屋内の照明光の入射により受光系などが損傷する可能性があるため、太陽光や照明光の入射の可能性を低減することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するため、本発明の請求項１に係る可視光通信システムは、オフセット放物鏡、前記オフセット放物鏡の焦点位置に設置された受光素子を備え、前記受光素子が前記オフセット放物鏡より鉛直方向において下に配置される、可視光通信システムである。
本構成により、大口径の光学レンズに比べて１０倍程度コストの低い放物鏡を用いることができる。特に長距離通信システムの場合、受信用大口径受信レンズが不要になり、システムの低廉化・耐震化・軽量化が期待できる。
本発明の請求項２に係る可視光通信システムは、前記受光素子を支持する受光素子固定部、および、前記オフセット放物鏡および前記受光素子支持部を支持する固定基部を備え、前記受光素子固定部は、前記固定基部に対して固定される受光素子固定本体部、および、前記受光素子固定本体部に対して所定角度を形成して配置され前記受光素子の位置を定める受光素子固定角度決定部を有することを特徴とする、請求項１に記載の可視光通信システムである。
オフセット放物鏡の焦点位置は決まっているため、受光素子固定角度決定部により予め所定の角度で受光素子の位置を定めるよう設定・調整しておけば、オフセット放物鏡を支持する固定基部に対して固定される受光素子固定本体部と、受光素子固定本体部に対して所定角度を形成して配置され受光素子の位置を定める受光素子固定角度決定部とを用いることにより、受光素子をオフセット放物鏡の焦点位置に配置することが容易となる。
本発明の請求項３に係る可視光通信システムは、前記受光素子を支持する受光素子固定部、および、前記オフセット放物鏡および前記受光素子支持部を支持する固定基部を備え、前記固定基部は、前記受光素子の位置を定める受光素子固定角度決定部を有することを特徴とする、請求項１に記載の可視光通信システムである。
オフセット放物鏡に応じた受光素子固定角度決定部により、焦点位置に予め受光素子を配置することができ、製造や設置、調整がスムーズとなる。
本発明の請求項４に係る可視光通信システムは、前記受光素子角度決定部が可動式であり前記受光素子の位置が調整可能であることを特徴とする、請求項２または３のいずれかに記載の可視光通信システムである。
角度の調整により受光素子の位置を調整できるため、設置場所に応じて、受光素子の微調整も可能となる。
本発明の請求項５に係る可視光通信システムは、前記固定基部が、対地固定部およびオフセット放物鏡角度決定部を有することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の可視光通信システムである。
通常の設置場所では鉛直または水平に設置できるため、対地固定部に対してオフセット放物鏡の角度を決定するオフセット放物鏡角度決定部を調整するだけで、多くの場合、予めオフセット放物鏡の設置をスムーズに行うことができる。
本発明の請求項６に係る可視光通信システムは、オフセット放物鏡角度決定部が可動式であり前記オフセット放物鏡の角度が調整可能であることを特徴とする、請求項５に記載の可視光通信システムである。
角度の調整により、オフセット放物鏡を設置場所に応じた角度で設置することができる。特に、従来の電波を用いる方式に比べ、可視光通信システムでは角度の調整が重要となるため、オフセット放物鏡の角度が調整可能である本構成により、精度の高い通信が可能となる。
本発明の請求項７に係る可視光通信システムは、前記オフセット放物鏡は鏡面を備え、前記鏡面上に、耐環境性の鏡面メッキ部を有する、請求項１ないし６のいずれかに記載の可視光通信システムである。
本構成により、可視光通信システムの設置される環境において、粉じんや風雨など、光学系の受ける影響を軽減し、受光効率の低下を防止することができる。これにより、可視光通信システムの耐久性を向上させることができる。
本発明の請求項８に係る可視光通信システムは、前記オフセット放物鏡が水平面より下向きであって太陽光が直接入射しない角度で設置された、請求項１ないし７のいずれかに記載の可視光通信システムである。
本構成により、太陽光入射を減らし、受光系の損傷を防ぐことができる。
本発明の請求項９に係る可視光通信システムは、前記オフセット放物鏡が樹脂で形成される、請求項１ないし８のいずれかに記載の可視光通信システムである。
樹脂製のオフセット放物鏡は大量生産が容易、かつ軽量であるため、本構成により、可視光通信システムの量産性が上がり、軽量化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施例における可視光通信システムの構成例を示す。
【図２】本発明の一実施例における、可視光通信システムの構成例を示す。
【図３】可視光通信システムの構成例を示す。
【図４】本発明の一実施例における、可視光通信システムの構成例を示す。
【図５】本発明の一実施例における、可視光通信システムの構成例を示す。
【図６】本発明の一実施例における、可視光通信システムの構成例を示す。
【図７】本発明の一実施例における、可視光通信システムの構成例を示す。
【図８】本発明の一実施例における、可視光通信システムの構成例を示す。
【図９】本発明の一実施例における、可視光通信システムの構成例を示す。
【図１０】従来の可視光通信システムの構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例について説明する。従来例と同様の部分は、説明を省略する場合がある。
図１は、本発明の一実施例における、可視光通信システム１００の構成例を示す。
可視光通信システム１００は、オフセット放物鏡、オフセット放物鏡１１０の焦点位置に設置された受光素子１２０を備え、受光素子１２０がオフセット放物鏡１１０より鉛直方向において下に配置される。
【０００９】
受光素子１２０がオフセットされているため、受光素子１２０自体が受光素子１２０に対して影を造ってしまって通信に影響を及ぼすような事態が起こることがない。特に、可視光通信においては、オフセットしていないと、光量への影響が大きいため、オフセットが望ましい。
通常、可視光通信は、長距離通信になるほど、通信方向が水平方向となることが甥が、本構成では、受光素子１２０がオフセット放物鏡１１０より鉛直方向において下に配置されることから、オフセット放物鏡１１０の水平方向に受光素子１２０がないため、通信に影響することがない。
本構成により、大口径の光学レンズに比べて１０倍程度コストの低い放物鏡を用いることができる。特に長距離通信システムの場合、受信用大口径受信レンズが不要になり、可視光システムの低廉化、耐震化や軽量化が期待できる。
【００１０】
一実施例において、オフセット放物鏡１１０は樹脂で形成されるものとすることができる。
樹脂製のオフセット放物鏡１１０は大量生産が容易、かつ軽量であるため、本構成により、可視光通信システム１００の量産性が上がり、軽量化を図ることもできる。
【００１１】
図２は、本発明の一実施例における、可視光通信システム１００の構成例を示す。
本実施例では、可視光通信システム１００は、オフセット放物鏡１１０、受光素子１２０、受光素子１２０を支持する受光素子固定部１２１、および、オフセット放物鏡１１０と受光素子１２０固定部を支持する固定基部１３０を有する。
【００１２】
受光素子固定部１２１は、固定基部１３０に対して固定される受光素子固定本体部１２２、および、受光素子固定本体部１２２に対して所定角度を形成して配置され受光素子の位置を定める受光素子固定角度決定部１２３を有する。
オフセット放物鏡１１０の焦点位置は決まっているため、受光素子固定角度決定部１２３により予め適切な所定の角度で受光素子の位置を定めるよう設定しておけば、オフセット放物鏡１１０を支持する固定基部１３０に対して固定される受光素子固定本体部１２２と、受光素子固定本体部１２２に対して所定角度を形成して配置され受光素子１２０の位置を定める受光素子固定角度決定部１２３とを用いることにより、受光素子１２０をオフセット放物鏡１１０の焦点位置に配置することが容易となる。
【００１３】
ここで、太陽光の入射を防ぐために、例えば図３のように、レンズ１９０の上部に庇１９１を設けることも考えられる。しかし、構成部品が増えてコストが増大するうえ、庇１９１の重みがレンズに加わると光学性能にも影響を及ぼす。
オフセット放物鏡１１０が水平面より下向きであって太陽光や屋内照明が直接入射しない角度で設置される構成では、構成部品が増えることなく、光学性能にも影響がない。
【００１４】
図４は、本発明の一実施例における、可視光通信システム１００の構成例を示す。
本実施例において、固定基部１３０は、受光素子１２０の位置を定める受光素子固定角度決定部１２３を有する点が、上述の実施例と異なる。
オフセット放物鏡に応じた受光素子固定角度決定部１２３により、焦点位置に予め受光素子を配置することができ、製造や設置、調整がスムーズとなる。
【００１５】
一実施例において、受光素子角度決定部１２３が可動式であり、受光素子１２０の位置が調整可能とすることもできる。
本構成では、受光素子角度決定部１２３での角度の調整により受光素子１２０の位置を調整できるため、設置場所に応じて、受光素子の微調整も可能となる。
【００１６】
図５は、本発明の一実施例における、可視光通信システム１００の構成例を示す。
本実施例では、固定基部１３０が、対地固定部１３１およびオフセット放物鏡角度決定部１３２を有する点が、上述の実施例と異なる。
通常の設置場所では鉛直または水平に設置できるため、対地固定部１３１に対してオフセット放物鏡１１０の角度を決定するオフセット放物鏡角度決定部１３２を調整するだけで、多くの場合、予めオフセット放物鏡１１０の設置をスムーズに行うことができる。
【００１７】
一実施例において、オフセット放物鏡角度決定部１３２が可動式でありオフセット放物鏡１１０の角度が調整可能であるものとすることができる。
オフセット放物鏡角度決定部１３２での角度の調整により、オフセット放物鏡１１０を設置場所に応じた角度で設置することができる。特に、従来の電波を用いる方式に比べ、可視光通信システムでは角度の調整が重要となるため、オフセット放物鏡の１１０角度が調整可能である本構成により、精度の高い通信が可能となる。
【００１８】
図６は、本発明の一実施例における、可視光通信システム１００の構成例を示す。
本実施例において、固定基部１３０が、対地固定部１３１およびオフセット放物鏡角度決定部１３２を有する。そして、受光素子１２０の位置を定める受光素子固定角度決定部１２３がオフセット放物鏡角度決定部１３２と一体に形成されている。
本校背では、オフセット放物鏡１１０と受光素子１２０の位置関係が一定で固定されている。オフセット放物鏡１１０の焦点位置は定まっているため、予め受光素子１２０が焦点位置に配置されるようにしておけば、オフセット放物鏡１１０を所望の角度に調整するだけで、受光素子１２０の調整が不要となる。
【００１９】
一実施例において、オフセット放物鏡１１０は水平面より下向きであって太陽光や屋内照明が直接入射しない角度で設置される。
本構成により、太陽光や屋内照明の入射を減らし、受光系の損傷を防ぐことができる。
特に、可視光通信システム１００が屋外に設置される場合、太陽光の影響が強く、かつ保守が難しいため、本構成により耐久性を向上させることは、コスト面でも有利である。
【００２０】
図７は、本発明の一実施例における、可視光通信システム１００の構成例を示す。
本実施例における可視光通信システム１００は、室内に設置されている。２０１は天井を、２０２は壁部を、２０３は窓ガラスを示す。
【００２１】
オフセット放物鏡１１０は、天井２０１から固定基部１３０を介して固定されている。そして、受光素子１２０は壁部２０２に設置されている。
受光素子１２０はオフセット放物鏡１１０より鉛直方向において下に配置されている。
【００２２】
図８は、本発明の一実施例における、可視光通信システム１００の構成例を示す。
本実施例における可視光通信システム１００は、移動体２１０に設置されている。
【００２３】
移動体２１０上に受光素子１２０が設置され、オフセット放物鏡１１０は、受光素子１２０から固定基部１３０を介して固定されている。
受光素子１２０はオフセット放物鏡１１０より鉛直方向において下に配置されている。
【００２４】
図９は、本発明の一実施例における、可視光通信システム１００の構成例を示す。
可視光通信システム１００は、オフセット放物鏡１１０が鏡面１１１を備え、鏡面１１１の内面側、つまり、受光素子１２０側に、耐環境性の鏡面メッキ部１１２を有する。
受光素子１２０はオフセット放物鏡１１０より鉛直方向において下に配置されている。
【００２５】
可視光通信システム１００が工場に設置された場合、粉じんや気化した薬物の影響を受ける。また、可視光通信システム１００が屋外に設置された場合、風雨などの影響を受ける。
しかし、本構成では、可視光通信システム１００の設置される環境において、粉じんや風雨など、光学系の受ける影響を軽減し、受光効率の低下を防止することができる。これにより、可視光通信システム１００の耐久性を向上させることができる。
【００２６】
本発明は以上の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な実施例を含むことは言うまでもない。
例えば、固定基部を遠隔操作により可動式である基部とし、受光素子を用いて通信状況を検知し、固定基部を遠隔操作により稼働させて通信状況に応じてオフセット放物鏡や受光素子の位置や角度を調整する構成とすることもできる。さらに、受光素子を複数の受光素子で構成することで、複数の受光素子の光量を比較することにより通信光の到来方向などを検知し、通信状況に応じてオフセット放物鏡や受光素子の位置や角度を調整する構成とすることもできる。
例えば、鏡面メッキ部１１１は、オフセット放物鏡１１０の内側にある鏡面の全てを覆う構成でもよく、あるいは、環境の影響の強い、例えば鏡面の外周部のみを覆う構成でもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１００  可視光通信システム
１１０  オフセット放物鏡
１１１  鏡面
１１２  鏡面メッキ部
１２０  受光素子
１２１  受光素子固定部
１２２  受光素子固定本体部
１２３  受光素子固定角度決定部
１３０  固定基部
１３１  対地固定部
１３２  オフセット放物鏡角度決定部
１９０  レンズ
１９１  庇
２０１  天井
２０２  壁部
２０３  窓ガラス
２１０  移動体
９００  大口径レンズ
９２０  受光部
９９０  太陽
【図１】
2020080371.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020080371.tif 000009
【図８】
2020080371.tif 000010
【図９】
2020080371.tif 000011
【図１０】
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