(57)【要約】【課題】機器同士の接続時に、各機器の内部情報を考慮して通信の確立を判断する。【解決手段】機能基板１０が処理基板３０に接続されると、実際のデータ等の通信に先立って発光部１４から通信確立用の光が出力される。出力された光は、受光部３４によって受光される。平均受光レベル検出部５０は、受光部３４で受光した光を検出して光に基づく平均受光レベルを算出する。光通信確立判断部６０は、平均受光レベル検出部５０から平均受光レベルを取得して、機能基板１０と処理基板３０との間で通信が可能か否かの判断を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信装置本体に着脱可能に取り付けられる送信装置の送信側光通信部との間で通信を行う受信側光通信部を備え、
前記受信側光通信部は、
前記送信側光通信部から出力される光信号を受信する光受信部と、
前記光受信部により受信された前記光信号の受光レベルを検出する受光レベル検出部と、
前記受光レベル検出部により検出された前記受光レベルに基づいて前記送信側光通信部と前記受信側光通信部との間で通信が確立したか否かを判断する光通信確立判断部とを備える受信装置。
【請求項２】
前記光通信確立判断部は、
予め設定された参照受光レベルと前記送信側光通信部と前記受信側光通信部との間における通信確立の可否に応じた通信可否情報とを対応付けて記憶する記憶部と、
前記受光レベル検出部から取得した前記受光レベルを用いて、前記記憶部から前記受光レベルに対応した前記通信可否情報を取得し、当該取得した前記通信可否情報に基づいて前記送信側光通信部と前記受信側光通信部との間で通信が確立したか否かを判断する通信可否判断部とを有する
請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記受光レベル検出部は、
前記受信側光通信部で受信した前記光信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部により増幅された前記光信号を積分し、当該積分により得られた光信号を前記増幅部にフィードバックする積分部と、
前記増幅部から出力されるフィードバック制御された前記光信号に基づいて受光レベルを算出する演算部とを有する
請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記送信側光通信部が生存しているか否かを判断する発光部死亡判断部を備え、
前記発光部死亡判断部は、
前記受信側光通信部から取得した前記受光レベルと、予め設定された前記送信側光通信部が生存していれば前記受信側光通信部に最低限入力される最低受光レベルとを比較する演算部と、
前記演算部の比較結果に基づいて前記送信側光通信部の生存状態を判断する判断部と
を有する請求項２に記載の受信装置。
【請求項５】
前記光受信部はアバランシェフォトダイオードにより構成され、
前記演算部は、
前記光受信部に印加する逆電圧を可変して当該可変した逆電圧に応じた前記受光レベルを取得し、当該取得した各逆電圧における前記受光レベルと前記最低発光レベルとを比較し、
前記判断部は、
可変させた逆電圧のうち少なくとも何れかの逆電圧における前記受光レベルが前記最低受光レベルよりも小さいと判断した場合に、前記送信側光通信部が劣化または死亡していると判断する
請求項３に記載の受信装置。
【請求項６】
前記第１の光送信部を駆動する駆動電流が一定に設定されている場合、
前記判断部は、
前記最低受光レベルよりも前記受光レベルが低くなる動作時間が、予め設定された基準時間よりも速い場合には、前記送信側光通信部が劣化または死亡していると判断する
請求項３に記載の受信装置。
【請求項７】
前記送信側光通信部が生存しているか否かを判断する発光部死亡判断部を備え、
前記発光部死亡判断部は、
前記受信側光通信部から取得した、前回の電源オン時における前記受光レベルと現在の電源オン時における受光レベルとの発光レベル比を算出し、当該算出した受光レベル比と予め設定された基準受光レベル比とを比較する演算部と、
前記演算部の比較結果に基づいて前記送信側光通信部の生存状態を判断する判断部と
を有する請求項２に記載の受信装置。
【請求項８】
外光を検出する外光検出部を有し、
前記外光検出部は、
入力される外光を検出して当該外光に基づく外光受光レベルを算出する外光受光部と、
予め設定された外光受光レベルと外光の状態とを対応付けて記憶する記憶部と、
前記外光受光部により算出された前記外光受光レベルに基づいて前記記憶部に記憶された前記外光受光レベルに対応した前記外光の状態を取得する外光状態判断部と
を有する請求項２に記載の受信装置。
【請求項９】
前記光通信確立判断部の通信可否判断部は、
前記外光検出部から取得した前記外光受光レベルを用いて前記光受信部において受信される外光レベルを推定し、前記光受信部が受信した前記光信号の前記受光レベルから推定した前記外光レベルを除去することにより前記送信側光通信部から送信される前記光信号の前記受光レベルを算出する
請求項８に記載の受信装置。
【請求項１０】
外光を遮光する遮光部を有し、
前記光通信確立判断部の通信可否判断部は、
前記外光検出部から取得した前記外光の状態に基づいて外光を遮光するか否かを判断し、外光を遮光すると判断した場合には前記外光を遮光するように前記遮光部を制御する
請求項８に記載の受信装置。
【請求項１１】
前記受信装置の各部に電源を供給する電源供給部を有し、
前記電源供給部は、
電源がオンされたとき、前記受信側光通信部に電源を供給し、
前記光通信確立判断部により通信が確立したと判断されたとき、前記受信側光通信部を含む前記受信装置の前記各部に対して電源を供給する
請求項２に記載の受信装置。
【請求項１２】
前記光通信確立判断部から供給される前記通信可否判断情報に基づいて前記受信側光通信部の動作を制御する通信待機状態制御部を有し、
前記光受信部はアバランシェフォトダイオードにより構成され、
前記通信待機状態制御部は、
前記電源供給部から電源が供給されて待機状態に遷移したとき、第１の逆電圧を前記光受信部に印加し、
前記光通信確立判断部から通信成立に対応した前記通信可否判断情報が供給されて通信状態に遷移したとき、前記第１の逆電圧よりも大きい第２の逆電圧を前記光受信部に印加する
請求項１１に記載の受信装置。
【請求項１３】
前記送信側光通信部と前記受信側光通信部との間の位置ずれを判断する位置ずれ判断部を備え、
前記位置ずれ判断部は、
前記受光レベル検出部から前記受光レベルを取得し、当該取得した各時間における前記受光レベルの変位を算出する演算部と、
前記演算部の比較結果により、前記受光レベルの変位が、前記第１の受光レベルから当該第１の受光レベルよりも低くかつ前記最低受光レベルよりも高い第２の受光レベルで安定したと判断した場合に位置ずれが生じたと判断する判断部と
を有する請求項２に記載の受信装置。
【請求項１４】
前記送信装置をロックするロック部を有し、
前記ロック部は、
前記光通信確立判断部により前記送信側光通信部と前記受信側光通信部との間で通信が確立されたと判断された場合に前記送信装置を前記受信装置本体にロックする
請求項２に記載の受信装置。
【請求項１５】
光信号を出力する光送信部を含む第１の光通信部を有する送信装置と、
前記送信装置の前記光送信部から出力される光信号を受信する光受信部と、前記光受信部により受信された前記光信号の受光レベルを検出する受光レベル検出部と、前記受光レベル検出部により検出された受光レベルに基づいて前記第１の光通信部と前記第２の光通信部との間で通信が確立したか否かを判断する光通信確立判断部とを含む第２の光通信部を有する受信装置と
を備える光通信システム。
【請求項１６】
前記送信装置は当該送信装置の各部に電源を供給する送信側電源供給部を有し、
前記受信装置は当該受信装置の各部に電源を供給する受信側電源供給部を有し、
前記送信側電源供給部は、
電源がオンされたとき、前記第１の光通信部に電源を供給し、
前記受信装置側の前記光通信確立判断部から通信成立に対応した前記通信可否情報が供給されたとき、前記第１の光通信部を含む前記送信装置の前記各部に電源を供給し、
前記受信側電源供給部は、
電源がオンされたとき、前記第２の光通信部に電源を供給し、
前記光通信確立判断部から通信成立に対応した前記通信可否情報が供給されたとき、前記第２の光通信部を含む前記受信装置の前記各部に電源を供給する
請求項１５に記載の光通信システム。
【請求項１７】
前記受信装置は当該受信装置および前記送信装置の各部に電源を供給する電源供給部を有し、
前記電源供給部は、
電源がオンされたとき、前記第１の光通信部および前記第２の光通信部のそれぞれに電源を供給し、
前記光通信確立判断部から通信成立に対応した前記通信可否情報が供給されたとき、前記第１および第２の光通信部を含む前記送信装置および前記受信装置の前記各部のそれぞれに電源を供給する
請求項１５に記載の光通信システム。
【請求項１８】
前記送信装置の前記光送信部は、
入射する光を変調して前記受信装置の前記第２の光通信部に前記光信号を出力する変調部を有し、
前記受信装置の前記光受信部は、
前記送信装置の前記変調部に光を発光する発光部と、
前記送信装置の前記変調部から出力される前記光信号を受光する受光部とを有する
請求項１５に記載の光通信システム。
【請求項１９】
前記送信装置および前記受信装置の少なくとも一方は、前記第１および第２の光通信部に電源を供給する電源供給部を有し、
前記第１の光通信部の前記変調部は電気光学効果を用いて構成され、
前記電源供給部は、前記第２の光通信部に電源を供給して前記発光部から前記光を出力させ、
前記受光部は、前記変調部で反射された前記光を受光し、
前記光通信確立判断部は、前記受光部で受光された前記光に基づいて通信の可否を判断する
請求項１８に記載の光通信システム。
【請求項２０】
送信装置側で、受信装置側に光信号を出力する光信号出力ステップと、
受信装置側で、前記光信号出力ステップで出力される前記光信号を受信する光受信ステップと、前記光受信ステップで受信された前記光信号の受光レベルを検出する受光レベル検出ステップと、前記受光検出ステップで検出された受光レベルに基づいて前記送信装置と前記受信装置との間で通信が確立したか否かを判断する光通信確立判断ステップとを実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置、光通信システムおよび記録媒体に関する。詳しくは、送信装置の装着時に、第１の光通信部から出力される光信号の受光レベルに基づいて第１の光通信部と第２の光通信部との間で通信が確立したか否かを判断するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の機器間において通信を行う場合には、通信を開始する前に機器間での通信を確立する必要がある。例えば、特許文献１には、交換式のレンズ部をカメラ部に着脱可能な構成とした撮像装置が開示されている。この撮像装置では、電源がオンにされると、レンズ部とカメラ部との間で通信接続処理を行い、レンズ部とカメラ部との間で通信が確立したか否かを判断する。通信接続処理では、例えば、レンズ部がカメラ部から信号を受信したときに、ＡＣＫ等の応答信号をカメラ部に送信することで通信の可否が判断される。
【０００３】
また、特許文献２には、遠隔操作端末が遠隔の端末機器へ向けて光出力の制御信号を送信することで端末機器を制御する遠隔操作端末のシステムが開示されている。このシステムでは、遠隔操作端末と端末機器との間で通信を行う際に、端末機器が遠隔操作端末の出力部より発光された制御信号を受信できれば、端末装置と遠隔操作端末との間で通信が確立したと判断される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０９６９０７号公報
【特許文献２】特開２００６−３４５１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１および２に開示される撮像装置や遠隔操作端末のシステムは、端末機器が出力部より発光された制御信号（ＡＣＫ）を受信したか否かにより通信確立を判断するものである。そのため、上記特許文献１および２の方法では、光通信において通信の確立を判断する場合に、機器内部の発光素子が発光していないのか、あるいは、発光はしているものの劣化により光量が不足しているなどの機器の内部情報については何ら考慮されずに、通信の可否が判断されてしまうという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、機器同士の接続時に、各機器の内部情報を考慮して通信の確立を判断することが可能な受信装置、光通信システムおよび記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る受信装置は、上記課題を解決するものであり、受信装置本体に着脱可能に取り付けられる送信装置の送信側光通信部との間で通信を行う受信側光通信部を備え、前記受信側光通信部は、前記送信側光通信部から出力される光信号を受信する光受信部と、前記光受信部により受信された前記光信号の受光レベルを検出する受光レベル検出部と、前記受光レベル検出部により検出された前記受光レベルに基づいて前記送信側光通信部と前記受信側光通信部との間で通信が確立したか否かを判断する光通信確立判断部とを備えるものである。
【０００８】
また本発明に係る光通信システムは、光信号を出力する光送信部を含む第１の光通信部を有する送信装置と、前記送信装置の前記光送信部から出力される光信号を受信する光受信部と、前記光受信部により受信された前記光信号の受光レベルを検出する受光レベル検出部と、前記受光レベル検出部により検出された受光レベルに基づいて前記第１の光通信部と前記第２の光通信部との間で通信が確立したか否かを判断する光通信確立判断部とを含む第２の光通信部を有する受信装置とを備えるものである。
【０００９】
また本発明に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、送信装置側で、受信装置側に光信号を出力する光信号出力ステップと、受信装置側で、前記光信号出力ステップで出力される前記光信号を受信する光受信ステップと、前記光受信ステップで受信された前記光信号の受光レベルを検出する受光レベル検出ステップと、前記受光検出ステップで検出された受光レベルに基づいて前記送信装置と前記受信装置との間で通信が確立したか否かを判断する光通信確立判断ステップとを実行させるためのプログラムを記録したものである。
【００１０】
本発明に係る受信装置において送信装置が受信装置本体に装着されると、実際のデータ等の通信に先立って、通信確立判断用の光信号が第１の光通信部（送信側光通信部）から出力される。受光レベル検出部では、光受信部で受信された光信号に基づく受光レベルが算出される。発光レベルは、例えば光信号の一定時間における発光レベルを平均化したものを用いても良い。光通信確立判断部では、受光レベルに基づいて第１の光通信部と第２の光通信部（受信側光通信部）との間で通信が確立するか否かが判断される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、送信装置の第１の光通信部から得られる光信号の受光レベルに基づいて送信装置と受信装置との間で通信が確立したか否かを判断できるので、受光レベルに基づいた送信装置や受信装置の内部情報を考慮して通信の確立を判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜第１の実施の形態＞  
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る光通信システム１００Ａの構成例を示す機能ブロック図である。光通信システム１００Ａは、所定の機能情報を生成する機能基板１０と、機能基板１０で生成された機能情報に所定の処理を行う処理基板３０とを備えている。この光通信システム１００Ａにおいて、機能基板１０は処理基板３０に対して着脱可能に取り付けられるように構成され、装着時に着脱検出を行い、処理基板３０との間でレーザ光や赤外光等を用いて通信の確立を判断するための光通信を行う。
【００１３】
機能基板１０は、送信装置の一例であり、光通信部１２と機能部２２と電源供給部の一例を構成する電源制御部２０とを有している。機能部２２は、後述するように光電変換部や放送信号受信部として機能するものであり、映像信号や画像信号等を取得して光通信部１２に出力する。光通信部１２は、送信側光通信部の一例であり、発光部（光送信部）１４と光送信制御部１６と機能部動作開始指示部１８とから構成されている。
【００１４】
光送信制御部１６は、例えばレーザダイオードドライバにより構成され、駆動（バイアス）電流を生成して発光部１４に供給する。発光部１４は、例えばレーザダイオード等により構成され、光送信制御部１６からの駆動電流により機能部２２から供給される所定の電気信号を光信号に変換して出力する。
【００１５】
機能部動作開始指示部１８は、後述する処理基板３０の光通信確立判断部６０からの通信確立情報に基づいて機能基板１０の動作を開始させる機能を有する。電源制御部２０は、機能基板１０側の電源管理を行うものであり、機能部２２や光通信部１２に電源を供給する。
【００１６】
処理基板３０は、受信装置の一例であり、光通信部３２と電源供給部の一例を構成する電源制御部３６と処理部３８とユーザ提示部４０と遮光および機構ロック指示部７２とを有している。光通信部３２は、受信側光送信部の一例であり、受光部（光受信部）３４と平均受光レベル検出部５０と光通信確立判断部６０と通信待機状態制御部７０とから構成されている。この受光部３４は、例えばフォトダイオードから構成され、発光部１４から発光された光信号を受光して電気信号に変換し、変換した電気信号を出力信号として平均受光レベル検出部５０に供給する。
【００１７】
平均受光レベル検出部５０は、受光部３４で受光した光信号の平均受光レベルを算出して光通信確立判断部６０に供給する。光通信確立判断部６０は、平均受光レベル検出部５０から供給される平均受光レベルに基づいて、機能基板１０と処理基板３０との間で通信が確立しているか否かを判断する。そして、通信の可否を示す通信確立情報を通信待機状態制御部７０に供給する。通信待機状態制御部７０は、光通信確立判断部６０から供給される通信確立情報に応じて受光部３４の状態を制御する。
【００１８】
ユーザ提示部４０は、次のタスクのための処理を行うためのものであり、例えば表示部と入力部との機能を兼ね備えたタッチパネル等から構成される。ユーザ提示部４０では、発光部１４の発光停止、電源のオン／オフなどの指示や、機能基板１０の交換を促すメッセージが提示（表示）される。
【００１９】
遮光および機構ロック指示部７２は、光通信確立判断部６０から供給される通信確立情報に基づいて後述する遮光部の設定／解除や基板保持部のロック設定／解除を行う。処理部３８は、光通信部３２から供給されるデータ等に基づいて所定の処理を行うと共に、光通信確立判断部６０からの通信確立情報に基づいて処理状態を遷移させる。電源制御部３６は、処理基板３０側の電源管理を行うものであり、光通信部３２や処理部３８等に電源を供給する。
【００２０】
次に、光通信システム１００Ａの電源オン時における機能基板１０の動作について説明する。図２は、機能基板１０の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１０で電源制御部２０は、ユーザにより光通信システム１００Ａの電源がオンされると光通信部１２に電源を供給する。
【００２１】
ステップＳ１２で光送信制御部１６は、電源制御部２０から供給される電源により、所定の駆動電流を生成して発光部１４の駆動を行う。発光部１４は、光送信制御部１６から供給された駆動電流により光信号を出力する。この光信号は、データ等の通信を開始する前段階における機能基板１０と処理基板３０との間の通信成立を確認する際に用いられるものである。
【００２２】
ステップＳ１４で機能部動作開始指示部１８は、処理基板３０側の光通信確立判断部６０から通信の確立通知を取得する。発光部１４からの出力信号（光信号）の平均受光レベルにより、光通信確立判断部６０おいて通信が可能であると判断された場合には、通信可の通信確立情報が供給されるので、機能部動作開始指示部１８はこの通信確立情報を取得する。
【００２３】
ステップＳ１６で機能部動作開始指示部１８は、電源制御部２０に機能部２２の動作開始を通知する。つまり、処理基板３０との間で通信が可能であると判断されたので、機能部動作開始指示部１８は光通信部１２以外の機能部２２等についても電源の供給を開始するための通知を行う。
【００２４】
ステップＳ１８で電源制御部２０は、機能部動作開始指示部１８からの通知により機能部２２に電源を供給する。ステップＳ１９で、機能部動作開始指示部１８は、機能部２２に対して動作開始を通知する。これにより、機能基板１０側では画像信号を取得する等の機能が開始される。
【００２５】
次に、光通信システム１００Ａの電源オン時における処理基板３０の動作について説明する。図３は、処理基板３０の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２０で電源制御部３６は、光通信システム１００Ａの電源がオンされると光通信部３２に電源を供給する。
【００２６】
ステップＳ２２で受光部３４は、機能基板１０の発光部１４から発光された光信号を受信する。ステップＳ２４で光通信確立判断部６０は、受光部３４で受光した光信号に基づいて平均受光レベル検出部５０により算出された平均受光レベルを利用し、機能基板１０の発光部１４との間の通信可否を判断する。
【００２７】
ステップＳ２６で光通信確立判断部６０は、出力信号の平均受光レベルにより光通信確立判断部６０おいて通信が可能であると判断した場合には、電源制御部３６に処理部３８の動作開始を通知する。ステップＳ２８で電源制御部３６は、処理部３８へ電源を供給する。
【００２８】
ステップＳ３０で光通信確立判断部６０は、処理部３８の動作開始を取得する。これにより、処理部３８では、機能基板１０から供給される映像信号や画像信号等に所定の処理を施して映像や画像等を取得する。ステップＳ３２で光通信確立判断部６０は、通信待機状態制御部７０に対して通信状態への遷移を通知する。
【００２９】
ステップＳ３４で光通信確立判断部６０は、機能部動作開始指示部１８に通信の確立を通知する。つまり、機能基板１０側に対しても機能基板１０と処理基板３０との間で通信が確立したことを通知することで、起動時の通信可否シーケンスを終了して実際のデータ処理に移行させる。
【００３０】
＜第１の実施の形態の変形例＞  
次に、上述した第１の実施の形態に係る光通信システム１００Ａの変形例について説明する。図４は、変形例に係る光通信システム１００Ｂの構成を示すブロック図である。なお、上述した第１の実施の形態の光通信システム１００Ｂと共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３１】
処理基板３０は、処理基板３０側と機能基板１０側の双方の電源管理を行うための電源制御部３６を備えている。すなわち、電源供給源としての電源制御部３６は、処理基板３０側にのみ設けられている。電源制御部３６は、処理基板３０側の光通信部３２および処理部３８に接続されると共に機能基板１０側の光通信部１２および機能部２２に接続され、電源オン時や通信確立時等に電源を供給する。
【００３２】
次に、光通信システム１００Ｂの電源オン時における処理基板３０の動作について説明する。図４は、処理基板３０の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ４０で発光部１４は、光通信システム１００Ａの電源のオンにより、処理基板３０の電源制御部３６から電源の供給を受ける。つまり、光通信システム１００Ｂの状態がオフ状態から待機状態に遷移する。
【００３３】
ステップＳ４２で光送信制御部１６は、電源制御部３６から供給される電源により、発光部１４の駆動を行う。発光部１４は、光送信制御部１６から供給される駆動電流により光通信確立判断用の光信号を出力する。
【００３４】
ステップＳ４４で機能部２２は、処理基板３０側の光通信確立判断部６０で通信が確立したと判断されると、処理基板３０の電源制御部３６から電源の供給を受ける。つまり、光通信システム１００Ｂの状態が待機状態から通信状態に遷移すると、通信確立用に供給した光通信部１２，３２以外の機能部２２や処理部３８にも電源を供給する。
【００３５】
ステップＳ４６で機能部動作開始指示部１８は、処理基板３０の光通信確立判断部６０
から通信の確立を取得する。ステップＳ４８で機能部動作開始指示部１８は、光通信確立判断部６０から通信の確立が通知されると、機能部２２に対して動作開始を通知する。
【００３６】
処理基板３０の動作について説明する。図６は、処理基板３０の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ５０で電源制御部３６は、光通信システム１００Ａの電源がオンされると処理基板３０の光通信部３２に電源を供給する。
【００３７】
ステップＳ５２で電源制御部３６は、機能基板１０側の電源管理も行うので、機能基板１０の光通信部１２に対しても電源を供給する。これにより、光通信システム１００Ｂの状態がオフ状態から待機状態に遷移する。
【００３８】
ステップＳ５４で受光部３４は、電源制御部３６の電源供給により機能基板１０側の発光部１４から発光された光信号を受信する。平均受光レベル検出部５０では、受光部３４で受光した光信号から平均受光レベルを算出する。ステップＳ５６で光通信確立判断部６０は、平均受光レベル検出部５０で算出された平均受光レベルを利用し、機能基板１０側の発光部１４との通信可否を判断する。
【００３９】
ステップＳ５８で光通信確立判断部６０は、機能基板１０側の発光部１４と通信が可能であると判断すると、処理基板３０側の処理部３８および機能基板１０側の機能部２２の動作開始を電源制御部３６に通知する。つまり、光通信システム１００Ｂの状態が待機状態から通信状態に遷移すると、通信確立用に供給した光通信部１２，３２以外の機能部２２や処理部３８にも電源を供給する。
【００４０】
ステップＳ６０で電源制御部３６は、処理基板３０の処理部３８に電源を供給する。その後、ステップＳ６２で電源制御部３６は、機能基板１０側の電源管理も行うので、機能基板１０の機能部２２にも電源を供給する。
【００４１】
ステップＳ６４で光通信確立判断部６０は、処理基板３０の処理部３８の動作開始を取得する。ステップＳ６６で光通信確立判断部６０は、通信待機状態制御部７０に対して、通信状態への遷移を通知する。ステップＳ６８で光通信確立判断部６０は、機能基板１０の機能部動作開始指示部１８に通信の確立を通知する。
【００４２】
次に、平均受光レベル検出部５０について説明する。図７は、平均受光レベル検出部５０の構成例を示すブロック図である。平均受光レベル検出部５０は、増幅部５０５と積分部５０６と演算部５０７とを有している。
【００４３】
増幅部５０５には、受光部３４で受光された出力信号が入力され、増幅されて積分部５０６および演算部５０７に供給される。出力信号は、後述する積分部５０６からのフィードバック信号により安定化されて演算部５０７に出力される。積分部５０６は、増幅部５０５で増幅された出力信号を平滑化（安定化）、ノイズ除去して増幅部５０５にフィードバックする。演算部５０８は、増幅部５０５から出力される出力信号の平均受光レベルＡを算出し、算出した平均受光レベルを光通信確立判断部６０に供給する。
【００４４】
ここで、平均受光レベル検出部５０の演算部５０８における第１の演算処理の一例について説明する。図８は、平均受光レベル検出部５０で増幅処理された出力信号の出力波形を示すグラフである。縦軸は振幅を示し、横軸は時間を示す。演算部５０８では、増幅部５０５から入力される出力信号の出力波形に対して、互いに異なる複数の時間（ｔ0〜ｔn）でのサンプル（出力）値を利用して、受光部３４における平均受光レベルＡを算出する。
【００４５】
図９は、演算部５０８の構成例を示すブロック図である。演算部５０８は、複数の減算部５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄと比較・演算部５０２と重み付け部５０３と加算部５０４とから構成されている。
【００４６】
減算部５０１ａは、入力される時間ｔ3の発光レベルおよび時間ｔ4の発光レベルを減算して比較・演算部５０２に出力する。減算部５０１ｂは、入力される時間ｔ2の発光レベルおよび時間ｔ4の発光レベルを減算して比較・演算部５０２に出力する。減算部５０１ｃは、入力される時間ｔ1の発光レベルおよび時間ｔ4の発光レベルを減算して比較・演算部５０２に出力する。減算部５０１ｄは、入力される時間ｔ0の発光レベルおよび時間ｔ4の発光レベルを減算して比較・演算部５０２に出力する。
【００４７】
比較・演算部５０２は、減算部５０１ａ〜５０１ｄから入力される差分値に基づいて出力信号の外形を推定し、推定した出力信号の外形を重み付け部５０３ａ〜５０３ｄのそれぞれに出力する。
【００４８】
重み付け部５０３ａは、出力信号の外形における時間ｔ3のサンプリング値に対して重み付けを演算して加算部５０４に出力する。重み付け部５０３ｂは、出力信号の外形における時間ｔ2のサンプリング値に対して重み付けを演算して加算部５０４に出力する。重み付け部５０３ｃは、出力信号の外形における時間ｔ1のサンプリング値に対して重み付けを演算して加算部５０４に出力する。重み付け部５０３ｄは、出力信号の外形における時間ｔ0のサンプリング値に対して重み付けを演算して加算部５０４に出力する。
【００４９】
加算部５０４は、重み付け部５０３ａ〜５０３ｄから出力される重み付けされた各サンプル値と時間ｔ4のサンプル値を加算する。そして、例えばその加算値を平均受光レベルとする。
【００５０】
次に、通信待機状態制御部７０について説明する。図１０は、通信待機状態制御部７０の構成例を示すブロック図である。以下では、光通信システム１００Ａについて説明する。通信待機状態制御部７０は、オフ状態、待機状態および通信状態等の自身の状態に関する状態変更情報を取得する状態変更取得部７０１と、状態変更取得部７０１で取得した状態変更情報に基づいて受光部３４の動作制御を行う状態設定部７０２とを有している。
【００５１】
図１１は、通信待機状態制御部７０の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ７０で状態変更取得部７０１は、光通信システム１００Ａの電源がオンされると、電源制御部３６から電源の供給を受ける。
【００５２】
ステップＳ７２で状態設定部７０２は、状態変更取得部７０１から取得した情報変更情報に基づいて、受光部３４に待機状態の設定を行う。一方で、状態変更取得部７０１は、光通信確立判断部６０により通信の確立を示す通信可否情報が供給されると、光通信システム１００Ａの状態が待機状態から通信状態に変更されたことを示す状態変更情報を生成する。
【００５３】
ステップＳ７４で状態設定部７０２は、状態変更取得部７０１から光通信システム１００Ａの状態が待機状態から通信状態に遷移したことを示す状態変更情報を取得する。ステップＳ７６で状態設定部７０２は、状態変更取得部７０１から取得した状態変更情報に基づいて受光部３４に通信状態の設定を行う。
【００５４】
次に、受光部３４にＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード：avalanche photodiode）を使用する場合の通信待機状態制御部７０の動作例について説明する。図１２は、ＡＰＤの特性を示すグラフである。縦軸は増倍率であり、横軸は逆電圧である。図１２に示すように、ＡＰＤは、印加する逆電圧が大きくなると、これに応じて増倍率（受光感度）が増加する。この例では、通信の成立を判断する際の動作と、実際の通信時の動作における受光部３４の最適な受光感度を異なるように設定している。これは、通信の成立を判断する際には、発光部１４からの一定の出力を検出できれば良いので、通信時よりも受光部３４の受光感度は低くても良いからである。
【００５５】
そこで、本例では、上述したＡＰＤの特性を利用することで、通信相手を検出する際（待機状態）のＡＰＤの受光感度と、実際の通信時（通信状態）のＡＰＤの受光感度とを異ならせて、通信待機状態制御部７０の遷移状態に応じて最適な受光感度を設定している。
【００５６】
図１３は、受光部３４としてＡＰＤを使用した場合の通信待機状態制御部７０の動作の一例を示すフローチャートである。ここで、光通信システム１００Ａの待機状態時にかける逆電圧を逆電圧ＶR_sleepとし、通信状態時にかける逆電圧を逆電圧ＶR_commとする。逆電圧ＶR_sleepおよび逆電圧ＶR_commは、逆電圧ＶR_sleep＜逆電圧ＶR_commの関係を満たしている。
【００５７】
ステップＳ８０で通信待機状態制御部７０は、ユーザのユーザ提示部４０の操作により電源がオンされると、電源制御部３６から電源の供給を受ける。これにより、通信待機状態制御部７０の状態は「オフ状態」から「待機状態」に遷移する。
【００５８】
ステップＳ８２で通信待機状態制御部７０は、状態が「待機状態」に遷移するとＡＰＤに逆電圧ＶR_sleepをかける。例えば、光通信システム１００Ａの各状態と各状態における逆電圧を対応付けて記憶したルックアップテーブルを参照することにより、待機状態に応じた逆電圧を取得する。
【００５９】
ステップＳ８４で通信待機状態制御部７０は、光通信確立判断部６０から通信開始の通知（通信可否情報）を取得する。これにより、通信待機状態制御部７０の状態は「待機状態」から「通信状態」に遷移する。
【００６０】
ステップＳ８６で通信待機状態制御部７０は、状態が「通信状態」に遷移するとＡＰＤに逆電圧ＶR_commをかける。例えば、上述したルックアップテーブルから「通信状態」に対応した「逆電圧ＶR_comm」を参照してＡＰＤに逆電圧をかける。
【００６１】
図１４は、通信待機状態制御部７０の遷移状態を示す図である。ユーザ提示部４０の操作によりユーザによって電源がオンされると、電源制御部３６からの電源の供給により、通信待機状態制御部７０の状態は「オフ状態」から「待機状態」に遷移する。光通信確立判断部６０の状態が「待機状態」に遷移すると、光通信確立判断部６０はＡＰＤにかける逆電圧を逆電圧ＶR_sleepに設定する。
【００６２】
光通信確立判断部６０から通信確立の指示があると、通信待機状態制御部７０の状態は
「待機状態」から「通信状態」に遷移する。光通信確立判断部６０の状態が通信状態に遷移すると、光通信確立判断部６０はＡＰＤにかける逆電圧を逆電圧ＶR_sleepから逆電圧ＶR_commに変更して設定する。
【００６３】
一方、光通信確立判断部６０から「通信状態」から「待機状態」への遷移指示を受けると、光通信確立判断部６０はＡＰＤにかける逆電圧を逆電圧ＶR_commから逆電圧ＶR_sleepに変更して設定する。また通信待機状態制御部７０は「通信状態」において電源がオフされると、通信待機状態制御部７０の状態が「通信状態」から「オフ状態」に遷移する。光通信確立判断部６０の状態が「オフ状態」に遷移すると、電源の供給が停止されるので、これに応じてＡＰＤへの逆電圧の印加も停止される。また「待機状態」において電源がオフされると、通信待機状態制御部７０の状態が「待機状態」から「オフ状態」に遷移する。光通信確立判断部６０の状態が「オフ状態」に遷移すると、電源の供給が停止されるので、これに応じてＡＰＤへの逆電圧の印加も停止される。
【００６４】
以上説明したように、通信待機状態制御部７０の状態に応じて受光部３４にかける逆電圧を変更することで、出力信号の検出の精度および通信の精度をそれぞれ最適化することが可能になる。さらには、通信待機状態制御部７０の状態に応じて逆電圧の最適化を図ることで、無駄な電力の消費を防止できる。
【００６５】
次に、光通信確立判断部６０について説明する。図１５は、光通信確立判断部６０の構成例を示すブロック図である。光通信確立判断部６０は、通信可否判断部６０１と値参照部６０２と設定部６０３と通知部６０４とを有している。通信可否判断部６０１は、値参照部６０２に保持されるルックアップテーブル（以下、ＬＵＴ＿ＣＯＭという）を参照し、平均受光レベル検出部５０から取得した平均受光レベルＡに基づいて、発光部１４と受光部３４との間で通信が確立しているか否かを判断する。
【００６６】
値参照部６０２は、通信の可否を判断するためのＬＵＴ＿ＣＯＭを保持している。図１６は、ＬＵＴ＿ＣＯＭのデータ構成の一例を示す図である。ＬＵＴ＿ＣＯＭには、平均受光レベル検出部５０から取得した各平均受光レベルＡと、各平均受光レベルＡにおいて発光部１４との間で通信が可能か否かを示す通信可否情報とが対応付けられて記憶されている。例えば、平均受光レベルＡ０である場合には、発光部１４との間で通信が可能であることを示す「○（通信可）」が対応付けられて記憶される。一方、平均受光レベルＡ２である場合には、発光部１４との間で通信が不可能であることを示す「×（通信不可）」が対応付けられて記憶される。
【００６７】
設定部６０３は、通信可否判断部６０１から供給された通信可否情報を通信待機状態制御部７０に供給する。通知部６０４は、通信可否判断部６０１から供給された通信可否情報を機能部動作開始指示部１８および遮光および機構ロック指示部７２に供給する。
【００６８】
（第１の判断動作）
図１７は、光通信確立判断部６０の第１の判断動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ９０で光通信確立判断部６０は、光通信システム１００Ａの電源がオンされると、通信待機状態制御部７０に対して受光部３４を待機状態に遷移するように指示する。ステップＳ９２で光通信確立判断部６０は、平均受光レベル検出部５０から供給される平均受光レベルＡを取得する。
【００６９】
ステップＳ９４で光通信確立判断部６０は、取得した平均受光レベルＡを用いて上述したＬＵＴ＿ＣＯＭを参照することで、平均受光レベルＡに応じた通信可否情報を取得する。ステップＳ９６で光通信確立判断部６０は、機能部動作開始指示部１８、遮光および機構ロック指示部に通信可否情報の通知を行う。
【００７０】
（第２の判断動作）
次に、光通信確立判断部６０の第２の判断動作の一例について説明する。第２の判断動作では、通信待機状態制御部７０が待機状態、通信状態を持つことを利用し、待機状態時で一度通信の可否を判断し、通信状態時においても再度通信の可否を判断する。そのため、光通信確立判断部６０の値参照部６０２は、待機状態時に参照するＬＵＴ＿ＣＯＭ＿ＳＬＥＥＰと通信状態時に参照するＬＵＴ＿ＣＯＭ＿ＲＥＡＬとを有している。ＬＵＴ＿ＣＯＭ＿ＳＬＥＥＰおよびＬＵＴ＿ＣＯＭ＿ＲＥＡＬは上述したＬＵＴ＿ＣＯＭと同様の構成のものが用いられる。
【００７１】
図１８は、光通信確立判断部６０の第２の判断動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１００の光通信確立判断部６０は、ユーザ提示部４０の操作により電源がオンされると、通信待機状態制御部７０に対して受光部３４が待機状態に遷移するように指示する。
【００７２】
ステップＳ１０２で光通信確立判断部６０は、平均受光レベル検出部５０から供給される平均受光レベルＡを取得する。ステップＳ１０４で光通信確立判断部６０は、取得した平均受光レベルＡ０を用いてＬＵＴ＿ＣＯＭ＿ＳＬＥＥＰを参照することで、平均受光レベルＡ０に応じた通信可否情報を取得する。
【００７３】
ステップＳ１０６で光通信確立判断部６０は、ＬＵＴ＿ＣＯＭ＿ＳＬＥＥＰから取得した通信可否情報に基づいて、機能基板１０と処理基板３０との間で通信が可能か否かを判断する。光通信確立判断部６０は、ＬＵＴ＿ＣＯＭ＿ＳＬＥＥＰから取得した通信可否情報が「○」である場合には、機能基板１０との通信が可能であると判断してステップＳ１０８に進む。一方、通信可否情報が「×」である場合には、機能基板１０との通信が不可能であると判断してステップＳ１０２に戻る。
【００７４】
ステップＳ１０８で光通信確立判断部６０は、設定部６０３を介して通信可否情報（「○」）を通信待機状態制御部７０に供給し、通信待機状態制御部７０を待機状態から通信状態に遷移させる。通信状態に遷移すると、通信待機状態制御部７０は通信状態に対応した逆電圧ＶR_commを受光部３４にかける。
【００７５】
ステップＳ１１０で光通信確立判断部６０は、平均受光レベル検出部５０から平均受光レベルＡ１を取得する。受光部３４では逆電圧ＶR_commにより待機状態時よりも受光感度が高くなるので、平均受光レベルＡ１のレベル値も待機状態時の平均受光レベルＡ０
よりも高いものとなる。
【００７６】
ステップＳ１１０で光通信確立判断部６０は、平均受光レベル検出部５０を用いてＬＵＴ＿ＣＯＭ＿ＲＥＡＬを参照することで、平均受光レベルＡ１に応じた通信可否情報を取得する。
【００７７】
ステップＳ１１２で光通信確立判断部６０は、ＬＵＴ＿ＣＯＭ＿ＲＥＡＬから取得した通信可否情報に基づいて、機能基板１０と処理基板３０との間で通信が可能か否かを判断する。光通信確立判断部６０は、通信可否情報が「○」である場合には、機能基板１０との通信が可能であると判断してステップＳ１１６に進む。一方、通信可否情報が「×」である場合には、機能基板１０との通信が不可能であると判断してステップＳ１００に戻り、光通信システム１００Ａの状態を通信状態から待機状態に遷移させる。
【００７８】
ステップＳ１１６で光通信確立判断部６０は、通信が可能であると判断した場合には、機能部動作開始指示部１８、遮光および機構ロック指示部に通信可否情報の通知を行う。この第２の判断動作によれば、通信状態においても通信の可否を判断するため、光通信のさらなる精度の向上を図ることができる。
【００７９】
次に、遮光および機構ロック指示部７２について説明する。図１９は、遮光および機構ロック指示部７２の構成例を示すブロック図である。遮光および機構ロック指示部７２は、ロック解除部７２２とロック設定部７２３とから構成されるロック部７２１と、基板保持部７２４と、通知部７２５とを有している。
【００８０】
ロック設定部７２３は、光通信確立判断部６０から通信が成立した旨の通信可否情報が供給されると、例えば機能基板１０が処理基板３０から接続抜けが生じたり、位置ずれが生じないように基板保持部７２４のロックを行う。ロック解除部７２２は、例えば機能基板１０の処理基板３０からの取り外し（交換）時に、ロックを解除するように基板保持部７２４に指示する。
【００８１】
基板保持部７２４は、例えば、機械的なロック機構により構成され、ロック解除部７２２およびロック設定部７２３からの指示に基づいて機能基板１０や処理基板３０をロックしたり、ロックを解除したりする。通知部７２５は、ロック部７２１から供給されるロック設定情報、ロック解除情報を光通信確立判断部６０に出力する。
【００８２】
図２０は、遮光および機構ロック指示部７２の変形例の構成を示すブロック図である。
【００８３】
遮光および機構ロック指示部７２は、上述したロック部７２１と基板保持部７２４と通知部７２５の他に、遮光設定部７２７と遮光解除部７２８とから構成される遮光調整部７２６と、遮光部７２９とを有している。遮光調整部７２６にはユーザ提示部４０からの操作情報や光通信確立判断部６０からの通信可否情報が供給される。
【００８４】
遮光設定部７２７は、後述する外光検出部８０から外光を検出した旨の外光検出情報が供給されると、外光が通信に悪影響を与えないようにするために、外光を遮光するように遮光部７２９を制御する。遮光解除部７２８は、例えば機能基板１０の処理基板３０からの取り外し（交換）時や外光検出部８０により外光の影響が少ないと判断された場合に、遮光を解除するように遮光部７２９を制御する。
【００８５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、機能基板１０の処理基板３０への着脱時に、光通信部１２，３２が実際のデータ等の通信を行う前に、機能基板１０と処理基板３０との間で通信が可能か否かを判断することができる。また、本実施の形態では、光の特性のみを利用するため、特定の機器に縛られない着脱検出が可能となる。これにより、接続する機器の種類の増加、および（構成）設計の自由度を向上させることができる。
【００８６】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る光通信システム１００Ｃについて説明する。光通信システム１００Ｃは、外光検出部８０を備える点において上記第１の実施の形態と異なる。なお、上述した第１の実施の形態の光通信システム１００Ａと共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８７】
まず、光通信システム１００Ｃに入射する外光および通信に用いる通信光について説明する。図２１（Ａ）は発光部１４に使用される発光素子（レーザダイオード）のスペクトルを示すグラフであり、図２１（Ｂ）は外光（自然光）のスペクトルを示すグラフであり、図２１（Ｃ）は蛍光灯等のスペクトルを示すグラフである。図２１（Ａ）〜図２１（Ｃ）において、縦軸は強度を示し、横軸は波長を示す。
【００８８】
発光素子は、図２１（Ａ）に示すように、略８５０ｎｍ近傍に波長のピーク値を有する。外光は、図２１（Ｂ）に示すように、４００ｎｍ近傍に波長のピーク値を有すると共にいろいろな波長の光が混在している。白熱電球は、図２１（Ｃ）に示すように、幅広い波長領域に波長スペクトルが分布している。蛍光灯は、略４４０ｎｍと略５５０ｎｍの２箇所に波長スペクトルのピーク値を有する。白色ＬＥＤは、略４８０ｎｍ付近のピーク波長と略５００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の波長を有する。
【００８９】
次に、処理基板３０に実装される、受光部３４および外光受光部８０１の受光感度についての説明にあたり、まず、受光素子の受光感度について説明する。図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）は異なる受光感度を有する受光素子の受光感度を示すグラフである。図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）の縦軸は受光感度を示し、横軸は波長を示す。図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）から、波長域によって、受光素子の受光感度が異なっていることがわかる。
【００９０】
具体的には、図２２（Ａ）に示す受光素子においては、８５０ｎｍ近傍にピーク値を有しており、上述した通信光に対しては受光感度が強く、上述した自然光や蛍光灯の出力光に対しては受光感度が弱い。一方、図２２（Ｂ）に示す受光素子においては、略３００〜７００ｎｍの波長に受光感度を有しており、外光に対しては受光感度が強く、発光部１４からの通信光に対しては受光感度が弱い、もしくは受光感度をもたない。よって、受光感度によって、ある受光素子においては、特定の波長域を検出可能にし、他方の受光素子では、特定の波長域の検出ができないようにすることができる。
【００９１】
以上を考慮して、受光部３４、および外光検出部８０の受光感度を説明する。図２３（Ａ）および図２３（Ｂ）は、通信光と外光との波長領域の関係の一例を示すグラフである。なお、以下の説明において受光部３４が受光する光信号のうち、通信に用いられる光のうち外光を除いたものを通信光と称する。
【００９２】
上述したように、発光部１４から出力される通信光は８５０ｎｍ近傍に波長のピーク値を有し、外光や蛍光灯等の外光光源は通信光の波長よりも小さい波長領域を多く含んでいる。そこで、外光受光部８０１は、通信光の通信波長を受光しないようにするなどして、通信波長以外の波長領域に充分な受光感度を持つように設定する。このようにすることで、外光受光部８０１では、想定される外光のみを検出することができる。また、受光部３４では、通信光の波長領域に十分な受光感度を持ち、外光の波長域の受光感度を小さくするよう設定する。
【００９３】
図２４は、光通信システム１００Ｃの構成例を示すブロック図である。光通信システム１００Ｃは、機能基板１０と処理基板３０とを備えている。機能基板１０は、光通信部１２と機能部２２と電源制御部２０とを有している。処理基板３０は、光通信部３２とユーザ提示部４０と外光検出部８０と遮光および機構ロック指示部７２とを有している。外光検出部８０は、処理基板３０（光通信システム１００Ｃであって、例えば光通信部３２の受光部３４付近）に入射する外光を検出し、検出した外光に基づいて外光の状態を算出（推定）するものである。
【００９４】
図２５は外光検出部８０の構成例を示すブロック図であり、図２６はその動作の一例を示す図である。外光検出部８０は、外光受光部８０１と外光状態判断部８０２と外光感度設定部８０３と値参照部８０４と通知部８０５とを有している。外光受光部８０１は、例えばフォトダイオードから構成され、上述したように通信光の通信波長を受光しないように設定されている。外光受光部８０１は、外光を受光し、受光光に基づいた外光の波長強度プロファイルの指標となる外光受光レベルＢを算出する（ステップＳ１２０）。外光受光レベルＢは、例えば上述した平均受光レベルＡを算出した算出動作と同様の方法により算出できる。
【００９５】
値参照部８０４は、外光受光レベルＢと外光の状態とを対応付けて記憶するＬＵＴ＿ＯＵＴを保持している。図２７は、ＬＵＴ＿ＯＵＴの構成の一例を示す図である。例えば、後述のように外光検出部８０に複数の異なる波長受光感度プロファイルを持つ受光素子からなる構成を例に考えたときに、たとえば外光受光レベルがＢ０のプロファイルを示すときには、外光の状態（種類）は自然光であることを示す。このように、受光素子を複数で構成した場合には、外光の種類、さらに強度を推定することができる。これに対し、受光素子を単数で構成した場合には、１つの受光レベルしか得られないので、外光の大まかな強度のみ推定することができる。外光感度設定部８０３は、後述するようにＬＵＴ＿ＯＵＴを作成する際の外光受光部８０１の受光感度を設定するものである。
【００９６】
外光状態判断部８０２は、外光受光部８０１より取得した外光受光レベルＢを用いてＬＵＴ＿ＯＵＴを参照し、外光受光レベルＢに対応付けられた外光の状態を取得して通知部８０５に出力する（ステップＳ１２２）。通知部８０５は、外光状態判断部８０２から出力された外光の状態を光通信確立判断部６０に通知する（ステップＳ１２４）。光通信確立判断部６０は、外光の状態から外光を除いた通信光を推定することで、通信確立の判断の精度向上を図る。
【００９７】
上述したように、外光感度設定部８０３が受光する外光の受光感度を、通信光の通信波長域に重ならない場合には、受光した外光の受光レベルから外光強度を推定することができる。しかし、外光検出部８０が、通信光の通信波長域にも受光感度を持つ場合には、通信波長の影響を抑える必要がある。この場合には、外光感度設定部８０３の受光感度を、通信光の通信波長領域の影響が極力少なくなるように最適化する必要がある。
【００９８】
外光感度設定部８０３は、図２８に示すように、発光部１４の光源の極大波長（λLD）および半値幅波長（ΔλLD）、受光波長範囲λmin，λmaxや受光部３４の受光感度ｌ（λ）から受光感度曲線（受光レベル）Ｒ（λ）を取得して出力する。
【００９９】
次に、外光感度設定部８０３の受光感度の算出の一例について説明する。図２９（Ａ）は受光部３４の受光感度特性を示すグラフであり、図２９（Ｂ）は外光検出部の外光受光部の受光感度特性を示すグラフである。図２９（Ａ）および図２９（Ｂ）において縦軸は受光感度を示し、横軸は波長を示す。
【０１００】
図２９（Ａ）に示すように、外光強度Ａiの発光部光源に対して、受光部３４がλLD−ΔλLD＜λ＜λLD＋ΔλLDの波長範囲で受ける受光レベルをＡbaseとする。受光レベルＡbaseは、図２９（Ａ）において斜線で示した領域である。この受光レベルＡbaseは下記の式（１）で与えられる。
【０１０１】
【数１】
2010093748.tif 000003
【０１０２】
ここで、Ｌ（λ）は光源ｉの波長毎の光強度であり、Ｉ（λ）は外光受光部８０１の受光強度である。受光レベルＡbaseは、図２９（Ａ）において斜線で示した領域である。
【０１０３】
発光部光源の受光レベルが上記受光レベルＡbaseで与えられるとき、外光検出部８０の外光受光部８０１の受光感度を以下のように設定する。具体的には、上記波長範囲（λLD−ΔλLD＜λ＜λL＋ΔλLD）における発光部光源からの受光レベルＡoutが、受光部３４の受光レベルＡbaseに対してＸmin［ｄＢ］以上小さくなるように、上記波長範囲での最大受光感度Ｒmaxを設定する。Ｘminは例えば６ｄＢである。そのため、λLD−ΔλLD＜λ＜λL＋ΔλLDの波長範囲では、発光部光源からの光を最大受光感度Ｒmaxというほぼ一様の受光感度を受けるので、そのときの受光レベルＡoutは、発光部１４の発振特性を示す波形が定数倍されて縮小した波形（図２９（Ｂ）の斜線部の面積）となり、下記に示す式（２）で記述される。ここで、式（２）中のΔλは半値幅波長なので、下記式（３）に示す関係が成立する。この式（３）を利用して式（２）を展開することにより、下記式（２）に示す外光検出部８０の受光レベルＡoutが得られる。
【０１０４】
【数２】
2010093748.tif 000004
【０１０５】
【数３】
2010093748.tif 000005
【０１０６】
また、外光受光部８０１の受光感度は、図２９（Ｂ）に示すように、λmin＜λ＜λmaxの範囲において最大受光感度Ｒmaxの少なくともＫ［ｄＢ］以上の感度Ｒoを有している。
【０１０７】
次に、値参照部８０４に保持されるルックアップテーブル（ＬＵＴ＿ＯＵＴ）の作成方法について説明する。各種外光光源ｉから発生される光は以下の式（４）により記述される。各種外光光源は、蛍光灯や自然光などの様々な光源を想定している。
【０１０８】
【数４】
2010093748.tif 000006
外光受光部８０１の受光感度Ｒにおいて、外光強度Ａiを受光した場合に得られる受光レベルＳiは下記式（５）で与えられる。
【０１０９】
【数５】
2010093748.tif 000007
ここで、Ｌi（λ）は光源ｉの波長毎の光強度であり、Ｒ（λ）は外光受光部８０１の受光感度Ｒである。このように、様々な外光強度Ａiにおける外光光源ｉと、外光検出部８０の受光感度Ｒとの関係から、各外光光源ｉに応じた受光レベルを取得することによりＬＵＴ＿ＯＵＴを作成する。
【０１１０】
図３０は、ＬＵＴ＿ＯＵＴの構成の一例を示す図である。ＬＵＴ＿ＯＵＴには、各外光光源の外光強度Ａiと各外光光源に対応した受光レベルＳｉとが対応付けられて記憶されている。例えば、外光強度がＡ0である外光光源から発光された外光を、外光受光部８０１が受光した場合の受光レベルはＳ0である。これにより、外光検出部８０において検出した外光受光レベルＳに基づいて各外光光源の外光強度を推定することができる。
【０１１１】
図３１は、外光検出部８０の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ３９０で外光受光部８０１は、外光を受光し、受光した外光に基づく外光受光レベルＳを算出して取得する。外光受光部８０１は、取得した外光受光レベルＳを外光状態判断部８０２に供給する。
【０１１２】
ステップＳ３９２で外光状態判断部８０２は、値参照部８０４のＬＵＴ＿ＯＵＴ（図３０参照）を参照することにより、外光受光部８０１から供給された外光受光レベルＳに対応した外光強度Ａiを取得する。外光状態判断部８０２は、取得した外光強度Ａiを通知部８０５に供給する。
【０１１３】
ステップＳ３９４で通知部８０５は、通知部８０５から供給された外光強度Ａiを光通信確立判断部６０に通知する。光通信確立判断部６０は、外光検出部８０の出力の状態に応じて、例えば外光強度Ａiが通信波長に影響を及ぼすと判断された場合には外光を遮光するなどの指示を遮光および機構ロック指示部７２に行う。
【０１１４】
次に、上述した外光検出部８０の変形例について説明する。図３２は、光通信用の受光部３４の波長スペクトル（Ｄ＿１）と、外光検出用の外光受光部８０１の波長スペクトル（Ｄ＿０）を示すグラフである。縦軸は受光感度を示し、横軸は波長を示す。この変形例では、外光検出部８０に、外光用に使用される受光素子と、通信用に使用される受光素子を併用している。通信用の発光素子は、図３２に示すように、通信波長領域に対して受光感度を有している。そのため、通信波長についても検出することができるので、例えば通信波長を有する白熱電球等の外光についても波長情報を取得できる。これにより、外光光源の種類についても特定することが可能となる。
【０１１５】
図３３は、変形例に係る外光検出部８０に用いられるＬＵＴ＿ＯＵＴの構成の一例を示す図である。ＬＵＴ＿ＯＵＴには、外光用に使用される受光素子（Ｄ＿１）で得られる受光レベルＳｉと、通信用に使用される受光素子（Ｄ＿０）で得られる受光レベルＲｉと、光源の種類Ｖkと、外光強度Ａiとが対応付けられて記憶されている。これにより、受光レベルＳｉと受光レベルＲｉとに基づいて各外光光源の種類Ｖkと外光強度Ａiを推定することができる。
【０１１６】
次に、光通信システム１００Ｃが外光検出部８０を有する場合の光通信確立判断部６０の処理の一例について説明する。受光部３４が通信光に加えて外光に関しても受光感度を持つ場合には、受光した光信号が発光部１４から出力された通信光のみであるか、外光を含んでいるのか等を区別することができない場合がある。例えば、図３４に示すように、通信波長と外光の波長が重なる領域（網掛領域）では、通信光か否かの判断が困難となる。この場合には、光通信確立判断部６０は、受光部３４で受光した平均受光レベルに加え、外光による受光レベルを考慮して通信可否の判断を行う必要がある。つまり、外光検出部８０からの値を利用し、受光部３４において観測される外光レベルを算出すること、外光分を含め平均受光レベルを正しく取得できること、が求められる。
【０１１７】
図３５は、外光検出部８０を有する場合の光通信確立判断部６０における通信可否判断部６０１の処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１３０で通信可否判断部６０１は、外光検出部８０から外光強度Ｐoutを取得する。外光強度Ｐoutは、外光検出部８０で検出した外光受光レベルを用い、例えば上述したＬＵＴ＿ＯＵＴを参照することで取得できる。ステップＳ１３２で通信可否判断部６０１は、平均受光レベル検出部５０から発光部１４の平均受光レベルＰを取得する。
【０１１８】
ステップＳ１３４で通信可否判断部６０１は、外光検出部８０から取得した外光強度Ｐoutから、受光部３４において観測される外光レベルＰout_estを推定する。外光レベルＰout_estの推定は、例えばルックアップテーブルを用いることで実現できる。このルックアップテーブルには、外光検出部８０で検出される外光受光レベルと、受光部３４で受光が予測される外光受光レベルとが対応付けられて記憶されている。
【０１１９】
ステップＳ１３６で通信可否判断部６０１は、平均受光レベル検出部５０から取得した平均受光レベルＰから、受光部３４で観測される外光レベルＰout_estを減算することにより、受光部３４で受光する通信光のみの平均受光レベルＰestを算出する。つまり、「Ｐest＝Ｐ−Ｐout_est」を演算することで、平均受光レベルＰから外光レベルＰout_estを除いた平均受光レベルＰestを取得する。
【０１２０】
ステップＳ１３８で通信可否判断部６０１は、平均受光レベルＰestを利用し、ＬＵＴ＿ＣＯＭを参照することにより、機能基板１０との通信の可否を判断する。ＬＵＴ＿ＣＯＭとしては、例えば上述したＬＵＴ＿ＯＵＴと同様に構成されたものが用いられる。
【０１２１】
ステップＳ１４０で通信可否判断部６０１は、機能部動作開始指示部１８、遮光および機構ロック指示部７２に通信可否の通知を行う。
【０１２２】
本実施の形態では、受光部３４が受光する出力信号のうち外光成分を除去して、通信光のみにより通信の確立の可否を判断する。そのため、光通信確立判断部６０の通信確立の判断において間違いを起こすことがなく、高精度に通信確立の判断をすることができる。
【０１２３】
（光学フィルタ）
図３６は、通信光Ｌ１、外光Ｌ２、光学フィルタ３３および受光部３４の波長スペクトルを示す図である。光通信システム１００Ｃの処理基板３０は、受光部３４と平均受光レベル検出部５０と光通信確立判断部６０と通信待機状態制御部７０とユーザ提示部４０と外光検出部８０と遮光および機構ロック指示部７２との他に、光学フィルタ３３を有している。光学フィルタ３３は、受光部３４の受光口前方に配置され、発光部１４から発光される通信光Ｌ１の波長領域のみを通過させるようなフィルタから構成されている。
【０１２４】
ここで、発光部１４から発光される通信光Ｌ１は、上述したように８５０ｎｍ近傍にピーク値の波長を有する（（Ａ）参照）。外光Ｌ２は、通信光Ｌ１の波長スペクトルよりも低い領域に波長を有する（（Ｄ）参照）。
【０１２５】
光学フィルタ３３は、通信光Ｌ１の波長スペクトルのみが通過するような波長感度を有する（（Ｂ）参照）。光学フィルタ３３には上述した通信光Ｌ１の他に外光Ｌ２も入射するが、受光部３４の帯域（受光感度）制限により、外光Ｌ２が光学フィルタ３３によって遮断され、通信光Ｌ１のみが光学フィルタ３３を通過する。受光部３４では、光学フィルタ３３を通過した通信光Ｌ１のみを受光する（（Ｃ）参照）。
【０１２６】
このように、受光部３４を構成することで、外光Ｌ２の影響を除去し、光通信確立判断部６０の判断処理および構成を簡略化することができる。例えば、外光受光レベルを推定し、平均受光レベルから受光部３４で受光してしまう外光を減算する等の処理が不要となる。
【０１２７】
図３７は、光通信確立判断部６０の通信可否判断部６０１における処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ３５０で通信可否判断部６０１は、外光検出部８０により検出された外光レベルＰoutを取得する。ステップＳ３５２で通信可否判断部６０１は、平均受光レベル検出部５０により算出された発光部１４の平均受光レベルＰを取得する。
【０１２８】
ステップＳ３５４で通信可否判断部６０１は、平均受光レベル検出部５０から取得した平均受光レベルＰを用い、ＬＵＴ＿ＣＯＭを参照することで機能基板１０との通信可否を得る。ＬＵＴ＿ＣＯＭは、上記図１６で説明したＬＵＴ＿ＣＯＭと同様の構成のものが用いられる。ステップＳ３５６で通信可否判断部６０１は、機能部動作開始指示部１８、遮光および機構ロック指示部７２に通信可否の通知を行う。
【０１２９】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係る光通信システム１００Ｄについて説明する。光通信システム１００Ｄは、発光部死亡判断部９０を備える点において上記第１および第２の実施の形態と異なる。なお、上述した第１の実施の形態の光通信システム１００Ａと共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１３０】
図３８は、本発明の第３の実施の形態に係る光通信システム１００Ｄの構成例を示す機能ブロック図である。光通信システム１００Ｄは、機能基板１０と処理基板３０とを備えている。機能基板１０は、光通信部１２と機能部２２と電源制御部２０とを有している。処理基板３０は、光通信部３２とユーザ提示部４０と外光検出部８０と発光部死亡判断部９０と遮光および機構ロック指示部７２とを有している。
【０１３１】
発光部死亡判断部９０は、例えば光通信確立判断部６０により機能基板１０と処理基板３０との間で通信が可能であると判断された場合に、発光部１４や受光部３４が劣化または死亡しているか否かを判断するものである。これは、光通信確立判断部６０により通信が可能であると判断された場合でも、通信確立の判断時では弱い通信光を用いているため、発光部１４が劣化している場合などがあるからである。もちろん、通信が不可と判断された場合でも、その原因を特定するために発光部死亡判断部９０を用いて発光部１４の劣化等を検出することもできる。
【０１３２】
図３９は発光部死亡判断部９０の構成例を示すブロック図であり、図４０は発光部死亡判断部９０の動作の一例を示すフローチャートである。発光部死亡判断部９０は、演算部９０１と値参照部９０２と判断部９０３とデータ保持部９０４と設定部９０５と通知部９０６とを有している。
【０１３３】
演算部９０１は、光通信確立判断部６０から通信が確立した旨の通信可能情報が供給されると、後述するように受光部３４の駆動制御の設定を行い、受光部３４の受光感度を調節する（ステップＳ１５０）。そして、演算部９０１は、平均受光レベル検出部５０から受光レベルＡを取得し（ステップＳ１５２）、値参照部９０２から例えば発光部１４の最小受光レベル（閾値）を取得し、閾値と受光レベルＡとを比較する（ステップＳ１５４）。
【０１３４】
判断部９０３は、演算部９０１での比較結果に基づいて発光部１４の生存状態を判断する（ステップＳ１５６）。そして、発光部１４の生存状態を現在の発光部１４の生死情報としてデータ保持部９０４に保持すると共に生死情報を通知部９０６に供給する（ステップＳ１５８）。データ保持部９０４では発光部１４の最新の生死情報が更新される。通知部９０６は、判断部９０３により判断された発光部１４の生死情報を光通信確立判断部６０に通知する（ステップＳ１６０）。設定部９０５は、判断部９０３により判断された発光部１４の生死情報に基づいて受光部３４の駆動電圧の制御などを行う。
【０１３５】
（第１の死亡判断処理）
次に、発光部死亡判断部９０の具体的な処理例について説明する。図４１は、発光部死亡判断部９０の第１の死亡判断処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１７０で演算部９０１は、平均受光レベル検出部１７０から受光レベルＡLDを取得する。
【０１３６】
ステップＳ１７２で演算部９０１は、発光部１４が発光した場合の受光部３４の最小受光レベルＡLDminを値参照部９０２から参照し、受光レベルＡLDが最小受光レベルＡLDmin未満であるか否かを判断する。最小受光レベルＡLDminは、発光部１４が生存していれば受光部３４に最低限入力される受光レベル値である。演算部９０１は、受光レベルＡLDが最小受光レベルＡLDmin未満であると判断した場合にはステップＳ１７４に進み、受光レベルＡLDが最小受光レベルＡLDmin以上であると判断した場合にはステップＳ１７６に進む。
【０１３７】
ステップＳ１７４で判断部９０３は、受光レベルＡLDが最小受光レベルＡLDminよりも小さい場合には発光部１４が死亡していると判断する。ステップＳ１７８で通知部９０６は、光通信確立判断部６０に発光部１４が死亡している旨の生死情報を供給する。
【０１３８】
一方、ステップＳ１７６で判断部９０３は、受光レベルＡLDが最小受光レベルＡLDminよりも大きい場合には発光部１４が生存していると判断する。ステップＳ１８０で通知部９０６は、光通信確立判断部６０に発光部１４が生存している旨の生死情報を供給する。
【０１３９】
（第１の死亡判断処理の詳細例）
次に、受光部３４にＡＰＤを利用した場合の第１の死亡判断処理の最適な実施の形態について説明する。
【０１４０】
図４２は、ＡＰＤの逆電圧と受光レベルとの関係を示すグラフである。ＡＰＤは、上記図１２で説明したように、逆電圧に応じて受光量（受光感度）が変化する。例えば、発光部１４が光量Ａlqである場合（図４２（Ａ））に、ＡＰＤに標準の逆電圧（標準逆電圧）をかけるとＡＰＤの受光レベルは基準レベルとなる（図４２（Ｃ））。標準逆電圧に対して逆電圧を小さくすると、ＡＰＤでの受光レベルが小さくなる（図４２（Ｂ））。一方、標準逆電圧に対して逆電圧を大きくすると、ＡＰＤでの受光レベルが大きくなる（図４２（Ｄ））。
【０１４１】
そこで、本例では、ＡＰＤのこのような特性を利用し、発光部死亡判断部９０の死亡判断処理においてはＡＰＤにかける逆電圧を変化させながら平均受光レベルを取得する。これにより、発光部１４の光量Ａlqが低下している場合でも、ＡＰＤが生存していれば、ＡＰＤに大きな逆電圧をかけることで受光部３４の平均受光レベルを増加させることができ、発光部１４の生存判断の精度を向上させることができる。
【０１４２】
図４３は、第１の死亡判断処理で利用するルックアップテーブルの構成の一例を示す図である。ルックアップテーブルは例えば値参照部９０２に保持される。ルックアップテーブルには、逆電圧ＶR(i)と、各逆電圧ＶR(i)における最小受光レベルＡLDminとが対応付けられて記憶されている。最小受光レベルＡLDminは、逆電圧ＶR(i)の増減に伴って変化する。
【０１４３】
図４４は、発光部死亡判断部９０の第１の死亡判断処理の詳細な動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１９０で演算部９０１は、逆電圧ＶR(i)のパラメータｉをｉ＝０に設定する。ステップＳ１９２で演算部９０１は、ＡＰＤの逆電圧をパラメータｉ＝０に対応したＶR(0)に設定する。
【０１４４】
ステップＳ１９４で演算部９０１は、上述したルックアップテーブルから逆電圧ＶR(0)の「８０」に対応した平均受光レベルＡLDmin(0)の「１０」を取得する。ステップＳ１９６で演算部９０１は、逆電圧ＶR(i)のパラメータｉをインクリメントし（ｉ＝ｉ＋１）、ＡＰＤの逆電圧をＶR(1)に設定する。
【０１４５】
ステップＳ１９８で演算部９０１は、全ての逆電圧ＶR(i)〜ＶR(N)において平均受光レベルＡLDmin(i)〜ＡLDmin(N)を取得したか否かを判断する。全ての逆電圧ＶR(i)〜ＶR(N)に応じた平均受光レベルＡLDmin(i)〜ＡLDmin(N)を取得したと判断した場合にはステップＳ２００に進み、取得していないと判断した場合にはステップＳ１９２に戻る。
【０１４６】
ステップＳ２００で演算部９０１は、逆電圧ＶR(i)に対応した平均受光レベルＡLD(i)が最小受光レベルＡLDmin(i)を超えているか否かを判断する。この処理を全ての逆電圧ＶR(i)〜(N)まで行う。全ての逆電圧ＶR(i)〜(N)において平均受光レベルＡLD(i)〜(N)が最小受光レベルＡLDmin(i)〜(N)を超えていると判断した場合にはステップＳ２０２に進み、平均受光レベルＡLD(i)〜(N)が最小受光レベルＡLDmin(i)〜(N)以下であると判断した場合にはステップＳ２０４に進む。
【０１４７】
ステップＳ２０２で判断部９０３は、平均受光レベルＡLD(i)が最小受光レベルＡLDmin(i)よりも大きい場合には発光部１４が生存していると判断する。ステップＳ２０６で通知部９０６は、光通信確立判断部６０に発光部１４が生存している旨の生死情報を供給する。
【０１４８】
一方、ステップＳ２０４で判断部９０３は、平均受光レベルＡLD(i)が最小受光レベルＡLDmin(i)よりも小さい場合には発光部１４が死亡していると判断する。ステップＳ２０８で通知部９０６は、光通信確立判断部６０に発光部１４が死亡している旨の生死情報を供給する。
【０１４９】
（第１の死亡判断処理の変形例）
次に、第１の死亡判断処理の変形例について説明する。受光部３４にＡＰＤを利用した場合、発光部死亡判断部９０は、発光部１４の死亡判断だけではなく、受光部３４の生存も判断することができる。図４５は、受光部３４における逆電圧と平均受光レベルとの関係を示すグラフである。縦軸は平均受光レベルを示し、横軸は逆電圧を示す。
【０１５０】
この変形例では、逆電圧Ｖrと平均受光レベルＡとの関係において受光部３４が死亡しているか否かを判断する。例えば、発光部１４および受光部３４が共に正常に動作している場合には、図４５中実線で示すように、逆電圧Ｖrの増加に応じて平均受光レベルＶも上昇する。
【０１５１】
一方、発光部１４の動作が正常であり、受光部３４の動作が異常である場合には、図４５中の破線で示すように、逆電圧ＶrをＶ0からＶ1まで変化させたときには、逆電圧の増加に応じて平均受光レベルが増加する。これに対し、逆電圧ＶrをＶ1以上に設定したときには平均受光レベルは変化しておらず、逆電圧Ｖrを増加させても平均受光レベルが増加していないことが分かる。このような場合、発光部死亡判断部９０は、発光部１４は動作が正常であるが、受光部３４は動作が異常であると判断し、受光部３４が劣化または死亡していると判断する。
【０１５２】
（第２の死亡判断処理）
次に、発光部死亡判断部９０の第２の死亡判断の処理の一例について説明する。第２の死亡判断処理は、正常に動作していた発光部１４が突然死して受光レベルＡLDが急激に低下するような場合に適用される。
【０１５３】
図４６は、第２の死亡判断処理の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２１０で演算部９０１は、平均受光レベル検出部１７０から受光レベルＡLDを取得すると共に、前回の電源オン時における発光部１４の平均受光レベルＡLD_preをデータ保持部９０４から取得する。発光部１４が正常に動作している場合には平均受光レベルＡLDの値はあまり変動しないので、データ保持部９０４には、変動の少ない平均受光レベルＡLDの値が保持される。また、発光部１４の動作時の周辺温度の変動により受光レベルＡLDの値が若干変動する場合（使用環境依存）には、これに応じてデータ保持部９０４の平均受光レベルＡLDの値も更新されて保持される。
【０１５４】
ステップＳ２１２で演算部９０１は、平均受光レベルＡLD_preと受光レベルＡLDとの受光レベル比を算出してデシベル変換する。そして、デシベル変換した受光レベル比が、発光部１４の死亡判断基準となる閾値Ｘ（［ｄＢ］）を超えたか否かを判断する。閾値Ｘは、発光部１４の突然死を判断するため、例えば発光部１４が徐々に劣化することで得られる受光レベル比よりも大きい値に設定される。演算部９０１は、デシベル変換した受光レベル比が閾値Ｘを越えると判断した場合にはステップＳ２１４に進み、デシベル変換した受光レベル比が閾値Ｘ以下であると判断した場合にはステップＳ２１６に進む。
【０１５５】
ステップＳ２１４で判断部９０３は、デシベル変換した受光レベル比が閾値Ｘを超える場合には発光部１４が死亡していると判断する。ステップＳ２１８で通知部９０６は、光通信確立判断部６０に発光部１４が死亡している旨の生死情報を供給する。
【０１５６】
一方、ステップＳ２１６で判断部９０３は、デシベル変換した受光レベル比が閾値Ｘ以下である場合には発光部１４が生存していると判断する。ステップＳ２２０で判断部９０３は、データ保持部９０４に保持されている過去の平均受光レベルＡLDを、発光部１４が生存していると判断した場合の現在の平均受光レベルＡLD_preに更新する。ステップＳ２２２で通知部９０６は、光通信確立判断部６０に発光部１４が生存している旨の生死情報を供給する。
【０１５７】
（第３の死亡判断処理）
次に、発光部死亡判断部９０の第３の死亡判断処理について説明する。第３の死亡判断処理では、定光出力動作時において、発光部１４の劣化に伴う動作電流の増加を利用して、発光部１４の死亡判断を行う。図４７は、発光部１４の劣化に伴う、通電時間と動作電流の関係を示すグラフである。
【０１５８】
図４７に示すように、発光部１４は、使用（発光）している総時間によって特性が劣化する。特性の劣化として動作電流の増加が挙げられる。発光部１４は劣化すると、劣化していない場合に比べ、通電時間が同じであっても、同じ発光量を得るためには、多くの動作電流が必要となることが分かる。逆に言えば、動作電流一定の条件では、発光部１４が劣化していると、動作電流により発光量が低下するので、これに伴い平均受光レベルも低下することになる。したがって、発光部１４の劣化を判断するには、発光部１４を一定の電流で駆動し、平均受光レベルからの値を検出することで判断することができる。
【０１５９】
図４８は、発光部１４の劣化に伴う平均受光レベルの時間変化の一例を示すグラフである。発光部死亡判断部９０は、電源オンから平均受光レベルが閾値Ａth以下になる動作時間Ｔを検出することで発光部１４の劣化を推定する。ここで、閾値Ａthは、発光部１４が著しく劣化したときに得られる一般的な平均受光レベルＡを示している。劣化基準時間Ｔthは、発光部１４が著しく劣化している場合に平均受光レベルＡが閾値Ａthを下回る一般的な時間を示している。
【０１６０】
例えば、平均受光レベルＡ（一点鎖線）の平均受光レベルＡthよりも小さくなる動作時間Ｔが、劣化基準時間Ｔthよりも速い場合には、発光部死亡判断部９０は発光部１４の劣化が著しく、死亡したと判断する。また受光部３４により検出される平均受光レベルＡ（波線）が減衰はしているが、平均受光レベルＡが平均受光レベルＡthよりも小さくなる動作時間Ｔが所定の時間Ｔthよりも遅い時間である場合には、発光部死亡判断部９０は発光部１４が劣化していると判断し、死亡しているとは判断しない。さらに、受光部３４により検出される平均受光レベルＡ（実線）が一定のレベルで推移している場合には、発光部死亡判断部９０は発光部１４の動作は正常であると判断する。
【０１６１】
図４９は、第３の死亡判断処理の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２３０で演算部９０１は、平均受光レベル検出部１７０から受光レベルＡLDを取得する。ステップＳ２３２で演算部９０１は、平均受光レベルＡLDが閾値Ａth未満であるか否かを判断する。演算部９０１は、平均受光レベルＡLDが閾値Ａth未満であると判断した場合にはステップＳ２３４に進み、平均受光レベルＡLDが閾値Ａth以上であると判断した場合にはステップＳ２３０に戻る。
【０１６２】
ステップＳ２３４で演算部９０１は、値参照部９０２から電源オン時から、平均受光レベルＡLDが閾値Ａthよりも小さくなるまでの動作時間Ｔを取得する。ステップＳ２３６で演算部９０１は、動作時間Ｔが基準時間Ｔth未満（短い）であるか否かを判断する。演算部９０１は、動作時間Ｔが基準時間Ｔth未満であると判断した場合にはステップＳ２４０に進み、動作時間Ｔが基準時間Ｔth以上であると判断した場合にはステップＳ２３８に戻る。
【０１６３】
ステップＳ２４０で判断部９０３は、動作時間Ｔが基準時間Ｔthよりも短い場合には発光部１４が死亡していると判断する。ステップＳ２４２で通知部９０６は、光通信確立判断部６０に発光部１４が死亡している旨の生死情報を供給する。
【０１６４】
一方、ステップＳ２３８で判断部９０３は、動作時間Ｔが基準時間Ｔthよりも長い場合には発光部１４が生存していると判断する。ステップＳ２２４０で通知部９０６は、光通信確立判断部６０に発光部１４が生存している旨の生死情報を供給する。
【０１６５】
（第４の死亡判断処理）
図５０は、第３の死亡判断処理の動作の一例を示すフローチャートである。この例では、印加する逆電圧ＶR(i)と、劣化を判断する基準となる閾値ＡLDmin(i)とが対応付けられたルックアップテーブルを用いるが、上記図４３で説明したルックアップテーブルと同様のものを用いるため、説明を省略する。
【０１６６】
ステップＳ３６０で発光部死亡判断部９０は、パラメータｉを「０」に設定する。ステップＳ３６２で発光部死亡判断部９０は、ＡＰＤの逆電圧をＶR(0)に設定する。
【０１６７】
ステップＳ３６４で発光部死亡判断部９０は、ＡＰＤに逆電圧ＶR(0)を印加したときに、受光部３４が受光する平均受光レベルＡLD(0)を取得する。ステップＳ３６６で発光部死亡判断部９０は、平均受光レベルＡLD(0)を取得したら、パラメータｉをインクリメントし、パラメータｉを「１」に設定する。
【０１６８】
ステップＳ３６８で発光部死亡判断部９０は、全ての逆電圧ＶR(0)〜ＶR(N)において平均受光レベルＡLD(0)〜ＡLD(N)を取得したか否かを判断する。全ての平均受光レベルＡLD(0)〜ＡLD(N)を取得したと判断した場合にはステップＳ３７０に進み、全ての平均受光レベルＡLD(0)〜ＡLD(N)を取得していないと判断した場合にはステップＳ３６２に戻る。
【０１６９】
ステップＳ３７０で発光部死亡判断部９０は、全ての逆電圧ＶR(0)〜ＶR(N)のうち何れかの逆電圧において「ＡLD＞ＡLDmin」の条件を満たすか否かを判断する。ＡLDminは、ルックアップテーブルから取得する。上記条件を満たすと判断した場合にはステップＳ３７２に進み、上記条件を満たしていないと判断した場合にはステップＳ３７４に進む。
【０１７０】
ステップＳ３７２で発光部死亡判断部９０は、ＡLD＞ＡLDminの条件を満たす逆電圧のうち最小値となる最小逆電圧ＶR_mを取得する。
【０１７１】
ステップＳ３７４で発光部死亡判断部９０は、ＶR_m＝ＶR(0)の関係を満たすか否かを判断する。最小逆電圧ＶR_mが劣化基準電圧ＶR(0)と等しいと判断した場合にはステップＳ３７８に進み、最小逆電圧ＶR_mが劣化基準電圧ＶR(0)と等しくないと判断した場合にはステップＳ３８０に進む。
【０１７２】
ステップＳ３７８で発光部死亡判断部９０は、最小逆電圧ＶR_mが劣化基準電圧ＶR(0)と等しい場合、光通信確立判断部６０に発光部１４は生存していると判断する。つまり、最小逆電圧ＶR_mが劣化基準電圧ＶR(0)と等しい場合には、逆電圧を大きくすることなく、正常に発光部１４からの通信光を受光可能な状態であるので、発光部１４は生存していると判断する。
【０１７３】
ステップＳ３８２で発光部死亡判断部９０は、受光部３４に対して劣化基準電圧であるＶR(0)を印加する。つまり、逆電圧の初期値をＶR(0)に設定する。ステップＳ３８０で発光部死亡判断部９０は、最小逆電圧ＶR_mが劣化基準電圧ＶR(0)と等しくないと判断した場合、発光部１４は生存しているが、劣化していると判断する。
【０１７４】
ステップＳ３８４で発光部死亡判断部９０は、光通信確立判断部６０に発光部１４は生存していると通知する。ステップＳ３８６で発光部死亡判断部９０は、受光部３４に対して最小逆電圧ＶR_mを印加する。つまり、逆電圧の電圧値が最小となると共に、受光部３４が発光部１４の通信光を最低限受光可能な逆電圧を印加する。
【０１７５】
一方、ステップＳ３７４で発光部死亡判断部９０は、ＡLD＞ＡLDminの条件を満たしていない場合には、全ての逆電圧において平均受光レベルが閾値ＡLDmin以下であるとして、発光部１４は死亡していると判断する。ステップＳ３８８で発光部死亡判断部９０は、光通信確立判断部６０に発光部１４が死亡していると通知する。
【０１７６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、平均受光レベル検出部５０で取得した平均受光レベルに基づいて通信可否の判断を行うため、平均受光レベルの変化から、例えば発光部１４や受光部３４が劣化している等の生存状態を判断することができる。これにより、機能基板１０の着脱時において、発光部１４や受光部３４などの劣化や死亡等の内部情報に基づいて通信の可否を判断でき、単にＡＣＫ等の制御信号により通信の可否を判断する場合と比較してより高精度な通信の確立を判断できるようになる。
【０１７７】
＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態に係る光通信システム１００Ｄについて説明する。本実施の形態は、光通信部の構成が反射型である点において上記第１〜第３の実施の形態と異なる。なお、上述した第１の実施の形態の光通信システム１００Ｄと共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１７８】
図５１は、本発明の第４の実施の形態に係る光通信システム１００Ｅの構成例を示すブロック図である。光通信システム１００Ｅは、機能基板１０と処理基板３０とを備えている。機能基板１０は、光通信部１２と機能部２２と電源制御部２０とを有している。電源制御部２０は、機能基板１０側の電源管理を行うものであり、機能部２２および光通信部１２のそれぞれに電源を供給する。
【０１７９】
機能基板１０側の光通信部１２は、変調部２４と光送信制御部１６と機能部動作開始指示部１８とを有している。変調部２４は、例えば電気光学効果を用いたものや電界吸収型のものが用いられ、処理基板３０側の発光部４２から発光される光を機能部２２から供給されるディジタル信号に基づいて後述する発光部４２から発光される光を変調する。変調して得られた光信号は処理基板３０の受光部３４に出力される。
【０１８０】
処理基板３０は、光通信部３２と電源制御部３６と処理部３８とユーザ提示部４０と外光検出部８０と発光部死亡判断部９０と遮光および機構ロック指示部７２とを有している。電源制御部３６は、処理基板３０側の電源管理を行うものであり、光通信部３２および処理部３８のそれぞれに電源を供給する。
【０１８１】
処理基板３０側の光通信部３２は、発光部４２と発光制御部４４と受光部３４と平均受光レベル検出部５０と光通信確立判断部６０と通信待機状態制御部７０とを有している。発光制御部４４は、発光部駆動ドライバから構成され、電源制御部３６から供給される電源により駆動し、所定の動作電流を発光部４２に供給する。発光部４２は、例えばレーザダイオードや面発光レーザから構成され、発光制御部４４から供給される動作電流により、機能基板１０側の変調部２４に向かって光を発光する。受光部３４は、例えばフォトダイオードから構成され、機能基板１０側の変調部２４から出力された光信号を受光して電気信号に変換し、変換した電気信号を平均受光レベル検出部５０に出力する。
【０１８２】
以上説明したように、本実施の形態の光通信システム１００Ｃでは、機能基板１０に発光部１４を設けるのではなく、処理基板３０側に発光部４２を設けている。これにより、処理基板３０側から通信データの読み出しが可能になる。
【０１８３】
＜第４の実施の形態の変形例＞
図５２は、本発明の第４の実施の形態の変形例に係る光通信システム１００Ｅの変形例の構成を示すブロック図である。なお、上述した第４の実施の形態の光通信システム１００Ｄと共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１８４】
処理基板３０は処理基板３０側と機能基板１０側の双方の電源管理を行うための電源制御部３６を備えている。電源制御部３６は、処理基板３０側の光通信部３２および処理部３８に接続されると共に、機能基板１０側の光通信部１２および機能部２２に接続され、電源オン時や通信確立時等に電源を供給する。
【０１８５】
ここで、機能基板１０および処理基板３０間の光通信を反射型により行う場合、変調部２４の構成により電源オンのシーケンスが変わる。変調部２４の第１の構成として、電源オフ時に光を吸収、もしくは、受けた光を受光部３４に届けない構成である。変調部２４の第２の構成として、電源オフ時に光を反射、もしくは、受けた光をそのまま受光部３４に出力する構成である。以下では、処理基板３０の電源制御部３６が機能基板１０の電源を管理する、第４の実施の形態の変形例の光通信システム１００Ｄを例として電源オンシーケンスについて説明する。
【０１８６】
次に、上述した変調部２４が第１の構成を有している場合の機能基板１０の動作について説明する。図５３は、機能基板１０の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２５０で発光部１４は、ユーザにより光通信システム１００Ａの電源がオンされると処理基板３０の電源制御部３６から電源の供給を受ける。
【０１８７】
ステップＳ２５２で光送信制御部１６は、電源制御部３６から供給された電源により変調部２４の駆動を行う。変調部２４の駆動により、処理基板３０の発光部４２から出力された光が反射もしくはそのまま出力され、この出力信号が受光部３４によって受光される。出力信号は、平均受光レベルとして光通信確立判断部６０に供給され、通信の可否が判断される。
【０１８８】
ステップＳ２５４で機能部２２は、光通信確立判断部６０で通信が確立したと判断されると、処理基板３０の電源制御部３６から電源の供給を受ける。ステップＳ２５６で機能部動作開始指示部１８は、処理基板３０の光通信確立判断部６０から通信の確立を取得する。ステップＳ２５８で機能部動作開始指示部１８は、機能部２２の動作開始を通知する。
【０１８９】
処理基板３０の動作について説明する。図５４は、処理基板３０の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２６０で電源制御部３６は、光通信システム１００Ｄの電源がオンされると処理基板３０の光通信部３２に電源を供給する。ステップＳ２６２で電源制御部３６は、機能基板１０の光通信部１２に対しても電源を供給する。
【０１９０】
ステップＳ２６４で発光制御部４４は、電源制御部３６からの電源により発光制御部４４を駆動する。発光制御部４４の駆動により発光部４２から光が発光され、発光された光は機能基板１０側の変調部２４で変調される。ステップＳ２６６で受光部３４は、機能基板１０の変調部２４から出力された出力信号を受光する。受光された出力信号は平均受光レベル検出部５０に供給され、平均受光レベル検出部５０で演算されて光通信確立判断部６０に供給される。ステップＳ２６８で光通信確立判断部６０は、平均受光レベル検出部５０から供給された平均受光レベルに基づいて機能基板１０の変調部２４との通信の可否を判断する。
【０１９１】
ステップＳ２７０で光通信確立判断部６０は、機能基板１０側の変調部２４と通信が可能であると判断すると、電源制御部３６に処理部３８の動作開始を通知する。ステップＳ２７２で光通信確立判断部６０は、処理基板３０の処理部３８の動作開始を取得する。ステップＳ２７４で光通信確立判断部６０は、通信待機状態制御部７０に対して通信状態への遷移を通知する。ステップＳ２７６で電源制御部３６は、機能基板１０の機能部動作開始指示部１８２２に電源を供給する。ステップＳ２７８で光通信確立判断部６０は、機能基板１０の機能部動作開始指示部１８に通信の確立を通知する。
【０１９２】
次に、上述した変調部２４が第２の構成である場合の機能基板１０の動作について説明する。まず、機能基板１０の動作について説明する。図５５は、機能基板１０の動作の一例を示すフローチャートである。本例における変調部２４は、電源オフ時であっても光を反射等するため、処理基板３０の電源制御部３６から電源が供給される前の状態において通信の可否が判断される。変調部２４は、入射する光が処理基板３０側の受光部３４に反射するように設定され、発光部４２から光が入射したときに受光部３４に向かって光を反射する。
【０１９３】
ステップＳ２８０で光通信部１２は、光通信確立判断部６０で通信が確立したと判断されると（通信確立後）、処理基板３０の電源制御部３６から電源の供給を受ける。ステップＳ２８２で機能部２２は、同様にして機能基板１０の電源制御部３６から電源の供給を受ける。
【０１９４】
ステップＳ２８４で機能部動作開始指示部１８は、処理基板３０の光通信確立判断部６０から通信の確立通知を取得する。ステップＳ２８６で光送信制御部１６は、変調部２４の駆動を開始する。これにより、実際の通信が行われる。ステップＳ２８８で機能部動作開始指示部１８は、機能部２２の動作開始を通知する。
【０１９５】
続けて、処理基板３０の動作について説明する。図５６は、処理基板３０の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２９０で電源制御部３６は、光通信システム１００Ｄの電源がオンされると処理基板３０の光通信部３２に電源を供給する。ステップＳ２９２で発光制御部４４は、電源制御部３６からの電源により発光部４２を駆動する。発光制御部４４の駆動により発光部４２から光が発光され、発光された光は機能基板１０側の変調部２４で変調される。
【０１９６】
ステップＳ２９４で受光部３４は、機能基板１０の変調部２４で反射もしくは、そのまま出力された光信号を受光する。受光された出力信号は平均受光レベル検出部５０に供給され、平均受光レベル検出部５０で演算されて平均受光レベルとして光通信確立判断部６０に供給される。ステップＳ２９６で光通信確立判断部６０は、平均受光レベル検出部５０から供給された平均受光レベルに基づいて機能基板１０の変調部２４との通信の可否を判断する。
【０１９７】
ステップＳ２９８で光通信確立判断部６０は、機能基板１０側の変調部２４と通信が可能であると判断すると、電源制御部３６に処理部３８の動作開始を通知する。ステップＳ３００で光通信確立判断部６０は、処理基板３０の処理部３８の動作開始を取得する。ステップＳ３０２で光通信確立判断部６０は、通信待機状態制御部７０に対して通信状態への遷移を通知する。ステップＳ３０４で電源制御部３６は、機能基板１０の光通信部１２に電源を供給する。ステップＳ３０６で電源制御部３６は、機能基板１０の機能部２２に電源を供給する。ステップＳ３０８で光通信確立判断部６０は、機能基板１０の機能部動作開始指示部１８に通信の確立を通知する。
【０１９８】
このように、本例では、機能基板１０の光通信部１２に電源が供給されていない状態で、機能基板１０と処理基板３０との間での通信確立の判断が行われる。そして、通信が確立した後に、機能基板１０の電源が光通信部１２および機能部２２のそれぞれに供給される。また、本実施の形態によれば、発光部４２を機能基板１０側に設けるのではなく、処理基板３０側に発光部４２を設けているので、処理基板３０側から通信データの読み出しを行うことができる。
【０１９９】
＜第５の実施の形態＞  
次に、上記第１〜第４の実施の形態における光通信システム１００Ａ〜１００Ｆを撮像装置１００Ｇに適用した例について説明する。図５７は、本発明の第５の実施の形態に係る撮像装置１００Ｇの構成例を示すブロック図である。撮像装置１００Ｇは、処理基板３０とこの処理基板３０に着脱可能に取り付けられる固体撮像素子１０３とを備えている。
【０２００】
処理基板３０に固体撮像素子１０３が接続されると、処理基板３０と固体撮像素子１０３との間で通信が成立するか否かが判断される。発光部１４は、光送信制御部１６からの駆動電流により発光する。受光部３４は発光部１４からの出力信号を受光する。平均受光レベル検出部５０は、受光部３４で受光された光信号に基づく平均受光レベルを算出する。
【０２０１】
位置ずれ判断部７４は、平均受光レベルから固体撮像素子１０３と処理基板３０との位置ずれ（光軸ずれ）を判断する。位置ずれがあると判断された場合には、例えばユーザ提示部４０において位置ずれを提示する。
【０２０２】
光通信確立判断部６０は平均受光レベルに基づいて処理基板３０と固体撮像素子１０３との間で通信が成立するか否かを判断する。通信が確立したと判断された場合、例えば遮光および機構ロック指示部７２に処理基板３０と固体撮像素子１０３とをロックするように指示する。また、発光部死亡判断部９０は、外光検出部８０で検出される外光を利用して発光部１４の死亡や劣化を高精度に判断する。さらに、固体撮像素子１０３側の機能基板動作開始判断部２５６は画素データ読み出し部１１３に動作の開始を指示する。
【０２０３】
画素部１１１は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサから構成されている。画素部１１１は、画素データ読み出し部１１３の制御により、図示しないレンズ等を介して入射された撮像光を画素毎に電気信号に変換して画像信号を生成する。画像信号は、図示しない増幅部により増幅されて、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling circuit）によりノイズ除去され、Ａ／Ｄ変換部１１２に供給される。
【０２０４】
Ａ／Ｄ変換部１１２は、アナログの画像信号をディジタルの画像信号に変換して、発光部１４に供給する。発光部１３は、光送信制御部１６から供給される駆動電流に基づいてＡ／Ｄ変換部１１２から出力される画像信号を光信号に変換して発光する。
受光部３４は発光部１４からの出力信号を受光して電気信号に変換して画像信号を取得する。信号処理部３１０は、受光部３４から出力された画像信号に復号等の処理を施してデータ保持部３１２に供給する。データ保持部３１２は、信号処理部３１０から供給された映像信号等を保持する。
【０２０５】
次に、位置ずれ判断部７４について説明する。図５８は、位置ずれ判断部７４の構成例を示すブロック図である。位置ずれ判断部７４は、演算部７４１と位置ずれ検出部７４２とデータ保持部７４３と判断部７４４とを有している。位置ずれ検出部７４２は、発光部１４と受光部３４との相対的な位置関係を通信光の状態や周辺の物理状態を検出するセンシング手段（メカスイッチ）などから構成され、検出された位置ずれ情報を演算部７４１に供給する。
【０２０６】
演算部７４１は、平均受光レベル検出部５０からの受光部３４の平均受光レベルや、位置ずれ検出部７４２からの位置ずれ情報に基づいて、固体撮像素子１０３と処理基板３０との間でのメカ的な位置ずれを演算する。判断部７４４は、演算部７４１の演算結果に基づいて、固体撮像素子１０３と処理基板３０との間でメカ的に位置ずれが発生しているか否かを判断する。データ保持部７４３は、演算部７４１の演算結果による位置ずれ情報を保持する。
【０２０７】
ここで、固体撮像素子１０３と処理基板３０との間で位置ずれが発生すると、平均受光レベルが全体的にシフトする。すなわち、位置ずれが発生した後には、平均受光レベルが位置ずれの生じていない場合の平均受光レベルよりも小さい値で安定する。そこで、本実施の形態では、この位置ずれ特性を利用し、固体撮像素子１０３と処理基板３０との間の位置ずれの検出および判断を行う。
【０２０８】
図５９は、平均受光レベルの時間変化と位置ずれの関係を示すグラフである。縦軸は平均受光レベルを示し、横軸は時間を示す。時間Ｔoまでは平均受光レベルが発光停止時の最低受光レベルＡthを超えており、受光レベルがＡnの状態で安定している。時間Ｔoにおいては、平均受光レベルがＡnからＡdに低下している。そして、時間Ｔo以降では、平均受光レベルがＡdに低下した状態で安定している。そこで、位置ずれ判断部７４は、時間Ｔoにおいて固体撮像素子１０３と処理基板３０との間で位置ずれが発生したと判断する。
【０２０９】
図６０は、位置ずれ判断部７４の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ３２０で演算部７４１は、時刻ｔでの平均受光レベルＡ（ｔ）を平均受光レベル検出部５０から取得する。
【０２１０】
ステップＳ３２２で演算部７４１は、式（ｉ）により時刻ｔと時刻ｔ−１における平均受光レベルの変化量ΔＡ（ｔ）を取得する。平均受光レベルの変化量ΔＡ（ｔ）から式（ｉｉ）により平均受光レベルの積分値の平均変化率Ｓ（ｔ）を算出する。そして、式（ｉｉｉ）により、時刻ｔと時刻ｔ−１における平均受光レベルの積分値の平均変化率ΔＳ（ｔ）を算出する。
【０２１１】
ステップＳ３２４で演算部７４１は、｜ΔＳ（ｔ）｜＞ε、かつ、ΔＡ（ｔ）＜−｜Δth｜の条件を満たすか否かを判断する。εは位置ずれがない場合の平均受光レベルの積分値の平均変化率であり、Δthは、位置ずれがない場合の平均受光レベルの平均変化率である。演算部７４１は、上記条件を満たすと判断した場合にはステップＳ３２６に進み、上記条件を満たさないと判断した場合にはステップＳ３２０に戻る。
【０２１２】
ステップＳ３２６で演算部７４１は、上記条件を満たしたときの時刻ｔを時刻Ｔとしてデータ保持部７４３に保持する。ステップＳ３２８で演算部７４１は、ステップＳ３２２と同様の処理により、平均受光レベルが変化した状態における、平均受光レベルの変化量ΔＡ（ｔ）および平均受光レベルの積分値の平均変化率ΔＳ（ｔ）を演算する。
【０２１３】
ステップＳ３３０で演算部は、ステップＳ３２８で算出した平均受光レベルの積分値の平均変化率ΔＳ（ｔ）が｜ΔＳ（ｔ）｜＜εの条件を満たすか否かを判断する。つまり、図５９で示したように、平均受光レベルが低下した状態で安定しているか否かを判断する。
【０２１４】
ステップＳ３３２で判断部７４４は、平均受光レベルの積分値の平均変化率ΔＳ（ｔ）が上記条件を満たす場合には、固体撮像素子１０３と処理基板３０との間で位置ずれが発生したと判断する。
【０２１５】
＜第６の実施の形態＞  
図６１は、上述した光通信システム１００Ａ〜１００Ｆが適用された映像処理装置１００Ｈの構成例を示すブロック図である。映像処理装置１００Ｈは、上述した機能基板１０として機能する映像受信基板２５と、映像受信基板２５に着脱可能に取り付けられる処理基板３０とを備えている。処理基板３０には、通信が確立しているかの判断を行うための同期信号検出部４６０が設けられている。本例では、後述する光通信確立判断部６０の通信確立の判断動作に加え、同期信号検出部４６０によっても通信確立の判断が行われる。
【０２１６】
処理基板３０に映像受信基板２５が接続されると、処理基板３０と映像受信基板２５との間で通信が成立するか否かが判断される。光通信確立判断部６０の通信確立の判断動作は、上述した第５の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【０２１７】
通信が確立したと判断された場合、映像信号入力部２５１は、例えば外部の電子機器から入力される映像信号を信号処理部２５３に供給する。信号処理部２５３は、信号処理制御部２５７からの制御信号（同期信号）に基づいて復号等の信号処理を行い、信号処理された映像信号を発光部１４に供給する。発光部１４は、光送信制御部１６からの動作電流により映像信号を光信号に変換して出力する。
【０２１８】
処理基板３０の受光部３４は、映像受信基板２５の発光部１４から出力される光信号を受光して電気信号の映像信号に変換して同期信号検出部４６０に供給する。同期信号検出部４６０は、映像信号に含まれる同期信号の検出を行うことで、映像受信基板２５と処理基板３０との間で通信が正常に行われているか否かを判断する。
【０２１９】
このように、本実施の形態では、平均受光レベルを用いた通信確立判断に加えて、同期信号検出部４６０により映像信号に含まれる同期信号を検出したか否かによって通信の確立を判断することができる。その結果、より高精度に通信確立を判断できる。
【０２２０】
＜第７の実施の形態＞  
図６２は、上述した光通信システム１００Ａ〜１００Ｆが適用されたテレビジョン受信機１００Ｉの構成例を示すブロック図である。テレビジョン受信機１００Ｉは、上述した機能基板１０として機能する映像受信基板２５と、映像受信基板２５に着脱可能に取り付けられる映像処理基板３１とを備えている。映像処理基板３１には、通信が確立しているかの判断を行うための同期信号検出部４６０が設けられている。本例では、後述する光通信確立判断部６０の通信確立の判断動作に加え、同期信号検出部４６０によっても通信確立の判断が行われる。
【０２２１】
映像処理基板３１に映像受信基板２５が接続されると、映像処理基板３１と映像受信基板２５との間で通信が成立するか否かが判断される。光通信確立判断部６０の通信確立の判断動作は、上述した第５の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【０２２２】
通信が確立したと判断された場合、映像受信基板２５の放送受信部２５２または映像入力部２５８は、放送信号を受信して変調等の処理を行い映像選択部２５５に供給する。映像選択部２５５は、信号処理制御部２５７からの制御信号に基づいて選局を行い、選局した映像信号を発光部１４に供給する。発光部１４は映像信号を光信号に変換して出力する。
【０２２３】
処理基板３０の受光部３４は、発光部１４から出力される光信号を受光して電気信号に変換し、得られた映像信号を同期信号検出部４６０および信号処理部３１０に供給する。同期信号検出部４６０は、映像信号に含まれる同期信号の検出を行い、例えば映像受信基板２５と映像処理基板３１との間で通信が行われているか否かを判断する。信号処理部３１０は、映像信号に復号等の信号処理を行い、信号処理した映像信号を映像表示部３１１に出力する。映像表示部３１１は、信号処理部３１０からの映像信号に基づく画像を画面に表示する。
【０２２４】
このように、本実施の形態では、同期信号検出部４６０を設け、映像信号に含まれる同期信号を検出することによる、平均受光レベルを用いた通信確立判断に加えて、同期信号を検出したか否かによっても通信の確立を判断できる。その結果、より精度の高い通信確立を判断できる。
【０２２５】
また本実施の形態では、平均受光レベルを用いた通信確立判断に加えて、同期信号検出部４６０により映像信号に含まれる同期信号を検出したか否かによって通信の確立を判断することができる。その結果、より高精度に通信確立を判断できる。
【０２２６】
次に、上述した映像処理装置１００Ｈおよびテレビジョン受信機１００Ｉの同期信号の抽出について説明する。図６３は、図６２で示したテレビジョン受信機１００Ｉの発光部１４および受光部３４の詳細な構成例を示す図であり、図６４は発光部１４と受光部３４との間で通信される光信号のタイミングチャートを示す図である。
【０２２７】
テレビジョン受信機１００Ｉの映像受信基板２５の発光部１４は、図示しない、Ａ／Ｄ変換部でＡ／Ｄ変換された画素データと、タイミングジェネレータで生成された同期信号を重畳するエンコード部１４２を備える。
【０２２８】
また、発光部１４は、同期信号が重畳された画素データをスクランブルするデータスクランブル部１４４と、同期信号が重畳されてスクランブルされた画素データをシリアルデータに変換するパラレル／シリアル変換部１４６を備える。更に、発光部１４は、シリアル化された画素データと同期信号を光信号に変換して出力する光変調部１４８を備える。
【０２２９】
テレビジョン受信機１００Ｉの映像処理基板３１の受光部３４は、シリアル化された画素データと同期信号が光信号として入力され、入力された光信号を電気信号に変換する光受信部３４２を備える。
【０２３０】
また、受光部３４は、シリアル化された画素データと同期信号からクロックを再生し、画素データを検出するシリアル／パラレル変換部３４４を備える。更に、受光部３４は、同期信号が重畳された画素データをデスクランブルするデスクランブル部３４６と、同期信号を検出するデコード部３４８を備える。
【０２３１】
テレビジョン受信機１００Ｉは、垂直走査回路を制御する図６４（ａ）に示す垂直同期信号φＶを生成し、また、水平走査回路を制御する図６４（ｂ）に示す水平同期信号φＨを生成する。
【０２３２】
また、ある水平走査期間Ｈ１に注目すると、図６４（ｃ）に示す水平同期信号φＨに対して、図６４（ｄ）に示す水平走査信号φｈが生成される。また、図６４（ｄ）に示す番号で、信号を読み出す画素が選択される。これにより、図６４（ｅ）に示すデータＤが読み出される。
【０２３３】
映像受信基板２５は、Ａ／Ｄ変換部１１ＡでＡ／Ｄ変換された画素データがエンコード部１４２に入力される。また、垂直同期信号φＶと、水平同期信号φＨと、フィールドを選択するフィールド信号Ｆがエンコード部１４２に入力される。
【０２３４】
エンコード部１４２は、図６４（ｅ），図６４（ｆ）に示すように、画素データが無い区間Ｅに、フィールド信号Ｆ、垂直同期信号φＶ、水平同期信号φＨを示すデータを含める。
【０２３５】
図６５は、エンコード部の一例を示す機能ブロック図である。エンコード部１４２は、例えば８ｂ／１０ｂ方式を採用する。８ｂ／１０ｂ方式は、８ビットのデータを変換テーブルに従って１０ビットに変換し、シリアルデータの中にクロックを重畳させる。
【０２３６】
図６６は、シリアル／パラレル変換部３４４におけるクロック再生部の一例を示す機能ブロック図である。クロック再生部は、例えば位相同期回路（PLL; Phase-locked loop）で構成され、入力されたシリアルデータＤ１のエッジを利用して、クロックＣＬＫを再生する。
【０２３７】
クロック再生部は、入力された２つの信号の位相差を電圧に変換して出力する位相比較器３５０と、位相補償を行うループフィルタ３５２を備える。また、クロック再生部は、入力された電圧によって出力パルスの周波数を制御する発振器（VCO； voltage controlled oscillator）３５４と、入力された周波数をＮ分割して出力する分周器３５６を備える。
【０２３８】
図６７は、デコード部の一例を示す機能ブロック図である。デコード部３４８は、エンコード部１４２に対応して１０ｂ／８ｂ方式を採用する。１０ｂ／８ｂ方式は、１０ビットのデータを変換テーブルに従って変換して、元の８ビットのデータを得る。
【０２３９】
図６８は、図６２で示したテレビジョン受信機１００Ｉが有する同期信号検出部４６０の機能を説明するための図である。デコード部３４８によりデコードされた垂直同期信号、水平同期信号等の同期信号は、所定のフォーマット（例えばＳＤＩ（Serial Digital Interface）信号のＳＭＰＴＥ２６０規格で重畳される。そのため、同期信号検出部４６０では、データを復元しながら同期信号を抽出し、この抽出した同期信号を用いて発光部１４と受光部３４との間で通信が確立しているか否かを判断する。
【０２４０】
また、同期信号検出部４６０では、信号の復元に応じて、エラーレートを検出しながら、同期信号の欠如等をステータスとして返すことで、通信の確保等に役立てることもできる。例えば、所定のエラーレートは超えていても、通信の同期だけは確立する。
【０２４１】
＜第８の実施の形態＞  
図６９は、上述した光通信システム１００Ａ〜１００Ｆが適用されたネットワーク機器１００Ｊの構成例を示すブロック図である。ネットワーク機器１００ＪはホストＨＡとホストＨＢと備え、ホストＨＡとホストＨＢとは互いに着脱可能に接続される。
【０２４２】
ホストＨＡの機能基板動作開始判断部２５６は、ホストＨＢの光通信確立判断部６０からの通信確立可否情報に基づいて映像受信基板２５の動作を開始するようにＣＰＵ２６０および光送信制御部１６を制御する。ＣＰＵ２６０は、データ保持部２６２から所定のデータを読み出してパケットデータ生成部２６１に供給する。
【０２４３】
パケットデータ生成部２６１は、データを分割して相手先のアドレス（ホストＨＢ）等を付加することによりパケットデータを生成して発光部１４に供給する。発光部１４は、パケットデータ生成部２６１で生成されたパケットデータのそれぞれを光信号に変換して出力する。
【０２４４】
ホストＨＢの受光部３４は、発光部１４から出力される光信号を受光して電気信号に変換してパケットデータを取得してパケットデータ解析部４６３に供給する。パケットデータ解析部４６３は、パケットデータに含まれる制御情報等を解析してＣＰＵ４６２に供給する。ＣＰＵ４６２は、光通信確立判断部６０から通信確立が通知されると、ホストＨＡから送信された所定データに基づく画像、情報をユーザ表示部４６５に供給すると共に、データ保持部４６４にデータを保持する。
【０２４５】
＜第９の実施の形態＞  
次に、上述した光通信システム１００Ａ〜１００Ｆを撮像装置１００Ｋに応用した例について説明する。図７０は、撮像装置１００Ｋの構成例を示す斜視図である。撮像装置１００Ｋは、受信装置本体の一例を構成するカメラ本体３００と、カメラ本体３００に着脱可能に取り付けられる固体撮像素子ユニット１００とを備えている。
【０２４６】
固体撮像素子ユニット１００は、レンズ１０１と、レンズ鏡筒１０２と、固体撮像素子１０３と、変調部２４とから構成される。レンズ１０１は、筒状をなすレンズ鏡筒１０２に取り付けられ、入射される被写体光を固体撮像素子１０３に結像させる。固体撮像素子１０３は、例えばＣＭＯＳやＣＣＤにより構成され、画素毎に電気信号に変換して画像信号を生成して変調部２４に供給する。変調部２４は、固体撮像素子１０３からの画像信号に応じてカメラ本体３００の発光部４２から出力される光を変調して光信号としてカメラ本体３００の受光部３４に発光する。
【０２４７】
カメラ本体３００は箱状をなす筐体であって、カメラ本体３００には上述した処理基板３０が内蔵されている。処理基板３０は、光を出力する発光部４２と、固体撮像素子ユニット１００の変調部２４から出力される光信号を受光する受光部３４とを有している。カメラ本体３００の図示しない制御部と固体撮像素子ユニット１００のレンズ駆動部や絞り駆動部等は、制御線３０１によって電気的に接続されている。
【０２４８】
固体撮像素子ユニット１００がカメラ本体３００に装着されると、上述したように固体撮像素子ユニット１００とカメラ本体３００との間で通信が成立するか否かが判断され、さらに発光部４２や受光部３４の劣化または死亡等が判断される。この処理により通信が確立した場合に、固体撮像素子ユニット１００とカメラ本体３００との間でデータ等の通信が行われる。
【０２４９】
＜第１０の実施の形態＞  
次に、上述した光通信システム１００Ａ〜１００Ｆを信号処理システム１００Ｌに応用した例について説明する。図７１は、信号処理システム１００Ｌの構成例を示す斜視図である。信号処理システム１００Ｌ、表示装置３０２と、表示装置３０２に着脱可能に取り付けられる映像選択装置１０４とを備えている。
【０２５０】
映像選択装置１０４は、放送信号を受信して放送信号に基づく映像を選択するための装置であり、表示装置３０２に着脱可能な着脱部１０５と、着脱部１０５に設けられた発光部１４とを有している。映像選択装置１０４にはアンテナ１１６により受信された放送信号が入力される。チューナ部では所定の伝送チャンネルが選択され、選択された放送信号に復調等の信号処理が施されて映像信号等が取得される。映像信号等は発光部１４により光信号に変換されて出力される。
【０２５１】
表示装置３０２は、表示部３０４と、表示部３０４の下方に設けられた映像選択装置１０４が着脱される着脱部３０５と、着脱部３０５に設けられた受光部３４とを有している。表示装置３０２の受光部３４は、発光部１４から出力された光信号を受光して電気信号に変換する。そして、表示装置３０２で復号等の所定の処理が行われ、映像選択装置１０４で選択された映像が表示部３０４に表示される。
【０２５２】
映像選択装置１０４が表示装置３０２に装着されると、上述したように映像選択装置１０４と表示装置３０２との間で通信が成立するか否かが判断され、さらに発光部４２や受光部３４の劣化または死亡等が判断される。この処理により通信が確立した場合に、映像選択装置１０４と表示装置３０２との間でデータ等の通信が行われる。
【０２５３】
＜第１１の実施の形態＞  
次に、上述した光通信システム１００Ａ〜１００Ｆを信号処理システム１００Ｍに応用した例について説明する。図７２は、信号処理システム１００Ｍの構成例を示す斜視図である。信号処理システム１００Ｍは、表示装置３０２と、画像処理装置１１８と、撮像装置１０６と、映像再生装置１０８とを備えている。
【０２５４】
画像処理装置１１８は、撮像装置１０６や映像再生装置１０８から入力される映像信号等を復号処理等して、得られた映像信号を表示装置３０２に出力する装置である。画像処理装置１１８の上面部には、撮像装置１０６が着脱可能に取り付けられる第１の着脱部１１９と、映像再生装置１０８が着脱可能に取り付けられる第２の着脱部１２２とが設けられる。
【０２５５】
第１の着脱部１１９は、発光型の読み出し部であり、撮像装置１０６の発光部から出力される光信号を受光する受光部３４を有する。第２の着脱部１２２は、変調型の読み出し部であり、光を出力する発光部４２と、映像再生装置１０８の変調部から出力される光信号を受光する受光部３４とを有する。
【０２５６】
撮像装置１０６は、ＨＤＤ（Hard disk drive）やフラッシュメモリに記憶された映像等を再生出力等するものであり、画像処理装置１１８に着脱するための着脱部１２６と、撮像装置１０６のメモリ等に記憶した映像に応じた映像信号等を出力する発光部１４とを有している。
【０２５７】
映像再生装置１０８は、ＨＤＤやＤＶＤ(Digital Versatile Disk)に記憶、録画された映像等を再生出力等するものであり、画像処理装置１１８に着脱するための着脱部１２８と、映像再生装置１０８のメモリ等に記憶した映像に応じた映像信号等に基づいて光を変調する変調部２４とを有している。
【０２５８】
画像処理装置１１８に撮像装置１０６や映像再生装置１０８が装着されると、上述したように画像処理装置１１８と撮像装置１０６等との間で通信が成立するか否かが判断され、さらに発光部４２や受光部３４の劣化または死亡等が判断される。この処理により通信が確立した後、撮像装置１０６等に蓄積された映像信号が発光部１４により出力される。出力された映像信号は、画像処理装置１１８の受光部３４によって受光される。そして、画像処理装置１１８で復号等の所定の処理が施され、選択された映像が表示装置３０２に出力される。表示装置３０２は、画像処理装置１１８から出力された映像信号に基づく画像を表示する。
【０２５９】
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、上述した本発明の一連の処理に対応したコンピュータプログラムが記録された光ディスクや半導体メモリ等の記録媒体をコンピュータ等のハードウエアで実行することで、光通信部１２，３２間で通信が確立したか否かの判断等を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【０２６０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光通信システムの構成例を示す機能ブロック図である。
【図２】機能基板の動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】処理基板の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】光通信システムの変形例の構成例を示すブロック図である。
【図５】処理基板の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】処理基板の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】平均受光レベル検出部の構成例を示すブロック図である。
【図８】平均受光レベル検出部での出力信号の出力波形を示す図である。
【図９】演算部の構成例を示すブロック図である。
【図１０】通信待機状態制御部の構成例を示すブロック図である。
【図１１】通信待機状態制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】ＡＰＤの特性を示すグラフである。
【図１３】受光部にＡＰＤを使用した場合の通信待機状態制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】通信待機状態制御部の遷移状態を示す図である。
【図１５】光通信確立判断部の構成例を示すブロック図である。
【図１６】ＬＵＴ＿ＣＯＭのデータ構成の一例を示す図である。
【図１７】光通信確立判断部の第１の判断動作を示すフローチャートである。
【図１８】光通信確立判断部の第２の判断動作を示すフローチャートである。
【図１９】遮光および機構ロック指示部の構成例を示すブロック図である。
【図２０】遮光および機構ロック指示部の変形例の構成を示すブロック図である。
【図２１】発光部、外光（自然光）および蛍光灯のスペクトルを示す図である。
【図２２】受光部および外光受光部の受光感度を示す図である。
【図２３】通信光と外光との波長領域の関係の一例を示すグラフである。
【図２４】本発明の第２の実施形態に係る光通信システムの構成例を示ブロック図である。
【図２５】外光検出部の構成例を示すブロック図である。
【図２６】外光検出部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図２７】ＬＵＴ＿ＯＵＴの構成例を示す図である。
【図２８】外光感度設定部の構成例を示す図である。
【図２９】発光部光源および外光検出部の受光感度を示す図である。
【図３０】ＬＵＴ＿ＯＵＴの構成の一例を示す図である。
【図３１】外光検出部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図３２】光通信用の受光部および外光検出用の外部受光部の波長スペクトルを示す図である。
【図３３】ＬＵＴ＿ＯＵＴの変形例の構成を示す図である。
【図３４】通信波長と外光波長の関係を示す図である。
【図３５】外光検出部を有する場合の光通信確立判断部の処理の一例を示すフローチャートである。
【図３６】通信光、外光、光学フィルタおよび受光部の受光感度および波長スペクトルを示す図である。
【図３７】光通信確立判断部の処理の一例を示すフローチャートである。
【図３８】本発明の第３の実施形態に係る光通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図３９】発光部死亡判断部の構成例を示すブロック図である。
【図４０】発光部死亡判断部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４１】発光部死亡判断部の第１の死亡判断処理の一例を示すフローチャートである。
【図４２】ＡＰＤの逆電圧と受光レベルとの関係を示す図である。
【図４３】第１の死亡判断処理で利用するルックアップテーブルの構成の一例を示す図である。
【図４４】第１の死亡判断処理の詳細な動作の一例を示すフローチャートである。
【図４５】受光部における逆電圧と平均受光レベルとの関係を示すグラフである。
【図４６】発光部死亡判断部の第２の死亡判断処理の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４７】発光部の劣化に基づく通電時間と動作電流の関係を示す図である。
【図４８】発光部の劣化に伴う平均受光レベルの時間変化の一例を示す図である。
【図４９】発光部死亡判断部の第３の死亡判断処理の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５０】発光部死亡判断部の第４の死亡判断処理の動作の一例を示すフローチャートである
【図５１】本発明の第４の実施形態に係る光通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図５２】光通信システムの変形例の構成を示すブロック図である。
【図５３】機能基板の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５４】処理基板の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５５】機能基板の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５６】処理基板の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５７】本発明の第５の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図５８】位置ずれ判断部の構成例を示すブロック図である。
【図５９】平均受光レベルの時間変化と位置ずれの関係を示す図である。
【図６０】位置ずれ判断部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６１】映像処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図６２】テレビジョン受信機の構成例を示すブロック図である。
【図６３】テレビジョン受信機の発光部および受信部の構成例を示す図である。
【図６４】発光部と受信部との間で通信される光信号のタイミングチャートを示す図である。
【図６５】エンコード部の一例を示す機能ブロック図である。
【図６６】クロック再生部の一例を示す機能ブロック図である。
【図６７】デコード部の一例を示す機能ブロック図である。
【図６８】テレビジョン受信機の同期信号検出部の機能を説明するための図である。
【図６９】ネットワーク機器の構成例を示すブロック図である。
【図７０】撮像装置の構成例を示す斜視図である。
【図７１】信号処理システムの構成例を示す斜視図である。
【図７２】信号処理システムの構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０２６１】
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ・・・光通信システム、
１０・・・機能基板、１２・・・光通信部、１８・・・機能部動作開始提示部、２０・・・電源制御部、２４・・・変調部、３２・・・光通信部、３４・・・受光部、３６・・・電源制御部、５０・・・平均受光レベル検出部、６０・・・光通信確立判断部、７０・・・通信待機状態制御部、７２・・・遮光および機構ロック指示部、８０・・・外光検出部、９０・・・発光部死亡判断部
【図１】
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【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】
2010093748.tif 000014
【図８】
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【図９】
2010093748.tif 000016
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図６４】
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