(57)【要約】【課題】構成を簡略化できる光通信装置を提供する。【解決手段】光通信装置１は、乗り籠９２に設置され光信号ＬＳ１を送信する発光部１１と、光信号ＬＳ１を受信する受光部３１と、受光部３１に受光される光信号ＬＳ１の光軸を変化させる可動ミラー１２と、乗り籠９２の昇降速度Ｖに基づいて可動ミラー１２を制御するミラー制御部２５を有する移動側制御部１４とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を光信号により送信する発光部及び前記光信号を受信する受光部の少なくとも一方が移動体に搭載された光通信装置において、
光信号を送信する発光部と、
前記光信号を受信する受光部と、
前記受光部に受光される光信号の光軸を調整する光軸調整手段と、
前記移動体の移動速度に基づいて前記光軸調整手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
前記受光部の受光面は、鉛直方向と平行であることを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
【請求項３】
前記受光部の受光面は、下方に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
【請求項４】
前記光軸調整手段は、光信号を反射する可動ミラーであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光通信装置。
【請求項５】
前記光軸調整手段は、前記発光部を可動させる可動手段であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光通信装置。
【請求項６】
前記受光部が、複数設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光通信装置。
【請求項７】
前記受光部の近傍にコーナレフが設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信対象の少なくとも一方が移動体である光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体と静止体または移動体との間で光信号を使った光通信装置が知られている。このような光通信装置の場合、移動体と他方の相対位置が変化する。このため、その相対位置の変化に、光通信装置の発光部または受光部を対応させなければならない。
【０００３】
特許文献１には、エレベータの乗り籠に設置された受信装置と、昇降路の底に設けられた光送信装置と、光送信装置から送信される光信号の光軸を調整する徴動機構とを備えた光送信装置が開示されている。徴動機構は、一対のモータと、モータを制御するコントローラと、各モータにより微動される一対の調整歯車とを備えている。
【０００４】
特許文献１の光送信装置では、受信装置により光信号が受信されると、その受光レベルがコントローラへと出力される。コントローラは、その受光レベルが最大となるように、モータを介して、徴動機構を制御する。これにより、光送信装置の光軸を適切に調整することができるので、光信号の受信確率を向上させることができる。
【特許文献１】特開２０００−３３５８４０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、特許文献１の技術では、受信装置により受信された受光レベルをフィードバックすることによって、光送信装置の光軸を調整している。このため、移動体が移動している際の光軸の調整に必要な構成が複雑になるといった課題がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、構成を簡略化できる光通信装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の特徴は、情報を光信号により送信する発光部及び前記光信号を受信する受光部の少なくとも一方が移動体に搭載された光通信装置において、光信号を送信する発光部と、前記光信号を受信する受光部と、前記受光部に受光される光信号の光軸を調整する光軸調整手段と、前記移動体の移動速度に基づいて前記光軸調整手段を制御する制御手段とを備えていることである。
【０００８】
また、本発明の他の特徴は、前記受光部の受光面は、鉛直方向と平行である。
【０００９】
また、本発明の他の特徴は、前記受光部の受光面は、下方に傾斜していることである。
【００１０】
また、本発明の他の特徴は、前記光軸調整手段は、光信号を反射する可動ミラーである。
【００１１】
また、本発明の他の特徴は、前記光軸調整手段は、前記発光部を可動させる可動手段である。
【００１２】
また、本発明の他の特徴は、前記受光部が、複数設けられていることである。
【００１３】
また、本発明の他の特徴は、前記受光部の近傍にコーナレフが設けられていることである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、光軸を移動体の移動速度に対応させて調整することができる。これにより、構成を簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明をエレベータの光通信装置に適用した第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態による光通信装置の全体構成を示すブロック図である。図２は、光軸の傾斜角度を説明する図である。図３は、第１実施形態による光通信装置が設置されるエレベータの全体図である。
【００１６】
図１〜図３に示すように、第１実施形態による光通信装置１は、移動部２と、静止部３とを備えている。
【００１７】
移動部２は、エレベータ９１の乗り籠９２に設置されている。移動部２は、乗り籠９２に設置された監視カメラ９３の画像データを静止部３へと送信する。移動部２は、発光部１１と、可動ミラー１２と、受光部１３と、移動側制御部１４とを備えている。尚、発光部１１が、請求項の発光部に相当する。可動ミラー１２が、請求項の光軸調整手段に相当する。
【００１８】
発光部１１は、監視カメラ９３で撮影された画像データを変換した光信号ＬＳ１を送信する。発光部１１は、発光ダイオードを有する。発光部１１は、乗り籠９２の底面の外側に設置されている。
【００１９】
可動ミラー１２は、発光部１１から発光された光信号ＬＳ１を反射して、光信号ＬＳ１の光軸を調整するためのものである。可動ミラー１２は、可動部１２ａによって、その反射面の傾斜を変化可能に構成されている。可動ミラー１２は、乗り籠９２の底面の外側であって、発光部１１の近傍に設けられている。
【００２０】
受光部１３は、静止部３から送られる光信号ＬＳ２を受光して電気信号に変換する。
【００２１】
移動側制御部１４は、画像処理部２１と、発光制御部２２と、速度検出部２３と、記憶部２４と、ミラー制御部２５と、受光制御部２６とを備えている。
【００２２】
画像処理部２１は、監視カメラ９３から送られる画像データをアナログ／デジタル変換等により処理する。また、画像処理部２１は、処理した画像データを発光制御部２２へと送信する。
【００２３】
発光制御部２２は、画像処理部２１から送られる画像データに基づいて、発光部１１を制御する。
【００２４】
速度検出部２３は、乗り籠９２の昇降速度Ｖを検出する。速度検出部２３は、検出した昇降速度Ｖをミラー制御部１５へと送信する。
【００２５】
記憶部２４には、種々の情報が記憶されている。ここでいう情報とは、例えば、乗り籠９２の最初の位置情報等である。
【００２６】
ミラー制御部２５は、可動ミラー１２の傾斜を制御して、光信号ＬＳ１の光軸を調整する。ここで、図２及び図３に示すように、後述する受光部３１に受光される光信号ＬＳ１の光軸と鉛直方向との間の傾斜角度をθとするとｔａｎθは、
ｔａｎθ＝（Ｙ／Ｘ）    ・・・（１）
Ｙ：受光部３１から可動ミラー１２までの水平方向の距離（定数）
Ｘ：受光部３１から可動ミラー１２までの高さ
から求められる。また、時間ｔ、乗り籠９２の初期値Ｘ０及び速度検出部２３が求めた昇降速度Ｖより高さＸは、
Ｘ＝Ｘ０＋Ｖ・ｔ        ・・・（２）
から求められる。ミラー制御部２５は、これらの式から算出した傾斜角度θとなるように、可動ミラー３１を制御する。
【００２７】
受光制御部２６は、受光部１３から送られる電気信号を解析する。また、受光制御部２６は、解析した結果をミラー制御部２５へと出力する。
【００２８】
静止部３は、受光部３１と、発光部３２と、静止側制御部３３とを備えている。尚、受光部３１が、請求項の受光部に相当する。
【００２９】
受光部３１は、移動部２の発光部１１から可動ミラー１２を介して送信された光信号を受信した後、電気信号に変換して静止側制御部３３に出力する。受光部３１は、フォトダイオードを有する。受光部３１は、エレベータ９１の昇降路９１ａの内壁面に設置されている。受光部３１の受光面３１ａは、鉛直面と平行になるように設置されている。
【００３０】
発光部３２は、受光確認等の情報を光信号として送信する。発光部３２は、エレベータ９１の昇降路９１ａの内壁面に設置されている。
【００３１】
静止側制御部３３は、信号変換部３５と、発光制御部３６とを備えている。
【００３２】
信号変換部３５は、受光部３１から送られる電気信号を画像データに変換して監視モニタ９４または画像蓄積装置９５に出力する。
【００３３】
発光制御部３６は、受光部３１に光信号ＬＳ１が受光された際に、発光部３２を制御して、受光されたことを報せるための光信号ＬＳ２を移動部２へと送信する。
【００３４】
次に、上述した第１実施形態による光通信装置１の動作を説明する。
【００３５】
まず、光通信装置１では、移動部２の発光制御部２２が発光部１１を制御して、光信号ＬＳ１を出力する。この状態で、ミラー制御部２５は、可動ミラー１２を制御して、一方向へ可動させる。この後、可動ミラー１２が適当な位置に達すると、発光部１１からの光信号ＬＳ１が、静止部３の受光部３１に受信される。
【００３６】
次に、受光部３１は、受光した光信号ＬＳ１を電気信号に変換して信号変換部３５に出力する。信号変換部３５は、受光部３１からの電気信号を発光制御部３６へ出力する。発光制御部３６は、発光部３２を制御して、光信号ＬＳ２を送信する。移動部２の受光部１３は、この光信号ＬＳ２を受光すると、電気信号に変換して、受光制御部２６に出力する。受光制御部２６は、ミラー制御部２５へ、受信したことを報せるための光信号ＬＳ２を出力する。これにより、ミラー制御部２５は、静止部３によって移動部２からの光信号ＬＳ１が受光されたことを認識する。この結果、ミラー制御部２５は、可動ミラー１２の制御を終了して、初期設定が完了する。
【００３７】
次に、ユーザー９８によってエレベータ９１が操作されて、乗り籠９２が昇降を開始すると、速度検出部２３が、乗り籠９２の昇降速度Ｖを検出する。速度検出部２３は、検出した昇降速度Ｖをミラー制御部２５に出力する。ミラー制御部２５は、入力された昇降速度Ｖを式（１）に代入して、光信号ＬＳ１の光軸の傾斜角度θを求める。その後、ミラー制御部２５は、傾斜角度θに基づいて、可動ミラー１２を傾斜させる。
【００３８】
一方、画像処理部２１は、監視カメラ９３から出力された画像データを発光制御部２２へと出力する。発光制御部２２は、発光部１１を制御して、画像データを光信号ＬＳ１に変換して送信する。光信号ＬＳ１は、ミラー制御部２５によって制御された可動ミラー１２によって反射される。これにより、光信号ＬＳ１の光軸は、静止部３の受光部３１の方向へと調整されて、受光部３１に受光される。この後、受光部３１は、受光した光信号ＬＳ１を電気信号に変換して、信号変換部３５へ出力する。信号変換部３５は、入力された電気信号を画像データに変換して、監視モニタ９４または画像蓄積装置９５に出力する。
【００３９】
上述したように第１実施形態による光通信装置１では、乗り籠９２の昇降速度Ｖに基づいて、光信号ＬＳ１の光軸の傾斜角度θを求めている。そして、ミラー制御部２５は、その傾斜角度θに基づいて、可動ミラー１２を制御している。これにより、移動側制御部１４は、乗り籠９２の昇降速度Ｖに対応させて可動ミラー１２を制御して、光信号ＬＳ１の光軸を容易に調整することができる。これにより、光信号ＬＳ１を静止部３へと送信することができる。この結果、静止部３から移動部２へのフィードバック等が不要となるので、構成を簡略化することができる。この構成は、特に、発光ダイオード等の発光した光が広がる構成を発光部１１に適用した場合に有効である。
【００４０】
また、光通信装置１では、静止部３の受光部３１の受光面３１ａを鉛直面と平行にすることによって、受光面３１ａに塵芥等が積もることを抑制できる。これにより、受光部３１による受光性能の劣化を抑制することができる。
【００４１】
また、光通信装置１では、移動部２と静止部３との間の通信ケーブルを省略することができるので、構成をより簡略化することができる。更に、通信ケーブルを省略することによって、保守の簡略化及び昇降時の通信ケーブルの破損等による故障を抑制できる。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、上述した実施形態を一部変更した第２実施形態について、図面を参照して説明する。図４は、第２実施形態による光通信装置の全体構成を示すブロック図である。図５は、第２実施形態による光通信装置が設置されるエレベータの全体図である。尚、上述した実施形態と同様の構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
【００４３】
図４及び図５に示すように、第２実施形態による光通信装置１Ａの移動部２Ａは、発光部１１の傾斜を変更して、光信号ＬＳ１の光軸を調整する可動部１１ａを備えている。移動部２Ａの移動側制御部１４Ａは、可動部１１ａを制御するための可動制御部２７を備えている。静止部３Ａは、複数の受光部３１を備えている。
【００４４】
光通信装置１Ａでは、乗り籠９２が昇降すると、可動制御部２７は、速度検出部２３によって検出された昇降速度Ｖから式（１）に基づいて、光信号ＬＳ１の光軸の傾斜角度θを求める。可動制御部２７は、算出した傾斜角度θに基づいて、可動部１１ａを制御して、発光部１１を傾斜させる。これにより、発光部１１から発光される光の光軸を調整する。
【００４５】
第２実施形態による光通信装置１Ａでは、発光部１１を直接駆動することによって、ミラーを省略することができる。これにより、構成をより簡略化することができる。
【００４６】
また、光通信装置１Ａでは、複数の受光部３１を設けることによって、発光部１１の可動領域を小さくしても、何れかの受光部３１によって受光することができる。
【００４７】
（第３実施形態）
次に、上述した実施形態を一部変更した第３実施形態について、図面を参照して説明する。図６は、第３実施形態による光通信装置の全体構成を示すブロック図である。図７は、第３実施形態による光通信装置が設置されるエレベータの全体図である。尚、上述した実施形態と同様の構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
【００４８】
図６及び図７に示すように、第３実施形態による光通信装置１Ｂでは、静止部３Ｂに可動ミラー１２が設けられている。静止部３Ｂの受光部３１の受光面３１ａが、下方に傾斜するように設置されている。受光部３１の近傍には、入射した光を略入射方向に反射するコーナレフ３８が設置されている。
【００４９】
静止側制御部３３Ｂは、速度検出部２３と、記憶部２４と、ミラー制御部２５とを備えている。
【００５０】
初期設定において、光通信装置１Ｂでは、移動部２Ｂの発光部１１からの光信号ＬＳ１が、可動ミラー１２によって反射される。この光信号ＬＳ１が、コーナレフ３８によって反射されると、反射された光信号ＬＳ３が、受光部１３によって受光される。これにより、可動ミラー１２の可動を停止して、初期設定を終了する。
【００５１】
次に、乗り籠９２が昇降を開始すると、速度検出部２３によって乗り籠９２の昇降速度Ｖが検出されて、ミラー制御部２５に出力される。次に、ミラー制御部２５では、入力された昇降速度Ｖから式（１）に基づいて、光信号ＬＳ１の光軸の傾斜角度θを求める。尚、第３実施形態においては、傾斜角度θは、発光部１１から出射される光信号ＬＳ１と鉛直方向との間の角度である。また、距離Ｘは、可動ミラー１２と発光部１１との水平方向の距離である。その後、ミラー制御部２５は、傾斜角度θに基づいて、可動ミラー１２を傾斜させる。これにより、移動部２Ｂの発光部１１から送信された光信号ＬＳ１が、可動ミラー１２によって反射されて、光軸が調整される。この後、可動ミラー１２によって反射された光信号ＬＳ１は、静止部３Ｂの受光部３１によって受光される。
【００５２】
第３実施形態の光通信装置１Ｂでは、可動ミラー１２を静止部３Ｂ側に設けることによって、保守をより容易にすることができる。
【００５３】
また、光通信装置１Ｂでは、静止部３Ｂの受光部３１の受光面３１ａを下方へ傾斜させることによって、受光面３１ａに塵芥等が積もることをより抑制することができる。
【００５４】
また、光通信装置１Ｂでは、コーナレフ３８を設置することによって、上述した実施形態における静止部３の発光部及び発光制御部を省略することができる。これにより、構成をより簡略化することができる。尚、コーナレフ３８を他の実施形態に採用してもよい。
【００５５】
（第４実施形態）
次に、図面を参照して、本発明をＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）等の自動車の光通信装置に適用した第４実施形態について説明する。図８は、第４実施形態による光通信装置の全体構成を示すブロック図である。図９は、第４実施形態による光通信装置が設置される自動車及び街灯の全体図である。尚、上述した実施形態と同様の構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
【００５６】
図８及び図９に示すように、第４実施形態による光通信装置１Ｃは、道路沿いの街灯９６と自動車９７との間で光通信を行うものである。光通信装置１Ｃは、街灯９６に設置される静止部４２と、自動車９７に設置される移動部４３とを備えている。
【００５７】
静止部４２は、ＬＥＤを含む発光部５１と、発光制御部５２を含む街灯側制御部５３とを備えている。
【００５８】
移動部４３は、受光部５５と、可動部５６ａを含む可動ミラー５６と、自動車側制御部５７とを備えている。自動車側制御部５７は、ミラー制御部６１と、操舵角検出部６２と、速度検出部６３と、記憶部６４と、信号変換部６５とを備えている。
【００５９】
ミラー制御部６１は、自動車９７の走行速度Ｖ及び操舵角αに基づいて、光信号ＬＳ１の光軸の傾斜角度を算出して、可動ミラー５６を制御する。操舵角検出部６２は、自動車９７を車線変更するために、ユーザー９８によってハンドルが操作された際に、その操舵角αを検出する。速度検出部６３は、自動車９７の走行速度Ｖを検出する。信号変換部６５は、受光部５５で受光された光信号ＬＳ１を変換して、モニタ９９等に出力する。
【００６０】
光通信装置１Ｃでは、自動車９７の走行速度Ｖを速度検出部６３によって検出して、ミラー制御部６１に出力する。また、ユーザー９８によりハンドルが操作されると、操舵角検出部６２によってその操舵角αを検出して、ミラー制御部６１に出力する。ミラー制御部６１は、走行速度Ｖ及び操舵角αから光信号ＬＳ１の光軸の傾斜角度を算出する。この後、ミラー制御部６１は、算出した光軸の傾斜角度に基づいて、可動ミラー５６を制御する。これにより、受光部５５は、街灯９６から送信されて、可動ミラー５６に反射された光信号ＬＳ１を受光する。この後、受光部５５は、受光した光信号ＬＳ１を電気信号に変換して、信号変換部６５に出力する。信号変換部６５は、その電気信号を所定の画像データに変換して、モニタ９９に出力する。これにより、ユーザー９８は、死角方向からの他の自動車の飛び出しを早期に発見して、出会い頭での事故を抑制する等の利点を得ることができる。
【００６１】
上述したように第４実施形態による光通信装置１Ｃでは、走行速度Ｖと操舵角αの両方に基づいて光信号ＬＳ１の光軸の傾斜角度を求めている。これにより、受光部５５による受光確率の精度をより向上させることができる。
【００６２】
以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。
【００６３】
上述した実施形態では、本発明をエレベータ及び自動車に適用する例を示したが、列車やオートバイ等の他の移動体と静止体との間の光通信装置に適用してもよい。また、列車やオートバイに適用する場合は、操舵角に代えて、車両の傾きをパラメータとして採用してもよい。これにより、現在の列車の場合は、主にプラットホームで受信していた情報を、走行中にも大量に受信することができる。
【００６４】
上述した実施形態では、１個または２個の受光部を設置する例を示したが、３個以上の受光部を設置してもよい。
【００６５】
また、光軸を変えるための可動ミラーをＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）によるミラーによって構成してもよい。このように、反応速度が交流位相角度に依存するＭＥＭＳミラーを採用することによって、可動ミラーによる光軸制御を迅速に行うことができる。
【００６６】
また、各構成の構造、設置個所、個数等は適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】第１実施形態による光通信装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】光軸の傾斜角度を説明する図である。
【図３】第１実施形態による光通信装置が設置されるエレベータの全体図である。
【図４】第２実施形態による光通信装置の全体構成を示すブロック図である。
【図５】第２実施形態による光通信装置が設置されるエレベータの全体図である。
【図６】第３実施形態による光通信装置の全体構成を示すブロック図である。
【図７】第３実施形態による光通信装置が設置されるエレベータの全体図である。
【図８】第４実施形態による光通信装置の全体構成を示すブロック図である。
【図９】第４実施形態による光通信装置が設置される自動車及び街灯の全体図である。
【符号の説明】
【００６８】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 光通信装置
２、２Ａ、２Ｂ、４３       移動部
３、３Ａ、３Ｂ       、４２       静止部
１１、３２、５１     発光部
１１ａ 可動部
１２、５６    可動ミラー
１２ａ 可動部
１３、５５    受光部
１４、１４Ａ  移動側制御部
１５、６１    ミラー制御部
２１   画像処理部
２２、３６、５２     発光制御部
２３、６３    速度検出部
２４、６４    記憶部
２５   ミラー制御部
２６   受光制御部
２７   可動制御部
３１   受光部
３１ａ 受光面
３３、３３Ｂ  静止側制御部
３５   信号変換部
３８   コーナレフ
５３   街灯側制御部
５７   自動車側制御部
６２   操舵角検出部
６５   信号変換部
９１   エレベータ
９２   乗り籠
９６   街灯
９７   自動車
９８   ユーザー
ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３  光信号
Ｖ     昇降速度
Ｖ     走行速度
α     操舵角
θ     光軸の傾斜角度
【図１】
2010064892.tif 000003
【図２】
2010064892.tif 000004
【図３】
2010064892.tif 000005
【図４】
2010064892.tif 000006
【図５】
2010064892.tif 000007
【図６】
2010064892.tif 000008
【図７】
2010064892.tif 000009
【図８】
2010064892.tif 000010
【図９】
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