(57)【要約】有軌道台車用光通信システムは、コントローラから台車へ第１情報を通信する第１通信系と、台車からコントローラへ第２情報を通信する第２通信系と、を備え、第１通信系は、第１情報出力する第１発光素子と、第１発光素子で出力された光を外部に漏洩させながら伝送する第１光ファイバと、第１光ファイバから漏洩した光を受光する第１受光素子と、を有し、第２通信系は、第２情報を出力する第２発光素子と、第２発光素子で出力されて当該光ファイバの途中から入力した光によって発生した光を伝送する第２光ファイバと、第２光ファイバが伝送した光を受光する第２受光素子と、を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道と、前記軌道を走行する１又は複数の台車と、前記台車との間で情報を通信するコントローラと、を備える有軌道台車に用いられる光通信システムであって、
前記コントローラから前記台車へ第１情報を通信する第１通信系と、
前記台車から前記コントローラへ第２情報を通信する第２通信系と、を備え、
前記第１通信系は、
前記コントローラに接続され、前記第１情報を光として出力する第１発光素子と、
前記軌道に沿って配置された光ファイバであって、前記第１発光素子で出力された光を外部に漏洩させながら伝送する第１光ファイバと、
前記台車に搭載され、前記第１光ファイバから漏洩した光を受光する第１受光素子と、を有し、
前記第２通信系は、
前記台車に搭載され、前記第２情報を光として出力する第２発光素子と、
前記軌道に沿って配置された光ファイバであって、前記第２発光素子で出力されて当該光ファイバの途中から入力した光、又は、前記第２発光素子で出力されて当該光ファイバの途中から入力した光によって発生した光を伝送する第２光ファイバと、
前記コントローラに接続され、前記第２光ファイバが伝送した光を受光する第２受光素子と、を有する、有軌道台車用光通信システム。
【請求項２】
前記第１通信系は、
前記第１情報を、前記第１発光素子から光として出力される第１信号に変換する第１変換部と、
前記台車に搭載され、前記第１受光素子が光として受信した前記第１信号を、前記第１情報へ変換する第１逆変換部と、を更に有し、
前記第２通信系は、
前記台車に搭載され、前記第２情報を、前記第２発光素子から光として出力される第２信号へ変換する第２変換部と、
前記第２受光素子が光として受信した前記第２信号を、前記第２情報へ変換する第２逆変換部と、を更に有する、請求項１に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項３】
前記第１変換部は、マルチキャリア変調を用いて前記第１情報を前記第１信号に変換する、請求項２に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項４】
前記第２変換部は、マルチキャリア変調を用いて前記第２情報を前記第２信号に変換する、請求項２又は３に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項５】
前記光は、赤外光、可視光及び紫外光の少なくとも何れかを含む、請求項１〜４の何れか一項に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項６】
前記第１光ファイバを複数備え、
複数の前記第１光ファイバ同士は、増幅器を介して直列に接続されている、請求項１〜５の何れか一項に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項７】
前記第２光ファイバを複数備え、
複数の前記第２光ファイバ同士は、増幅器を介して直列に接続されている、請求項１〜６の何れか一項に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項８】
前記第２光ファイバは、その外周面に複数のスリットを有する、請求項１〜７の何れか一項に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項９】
前記第２光ファイバは、その外周面に照射された光を前記第２光ファイバ内に集光するマイクロレンズアレイを有する、請求項１〜７の何れか一項に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項１０】
前記第２光ファイバは、蛍光体が添加されたコアを含む、請求項１〜７の何れか一項に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項１１】
前記第２光ファイバは、希土類が添加されたコアを含む、請求項１〜７の何れか一項に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項１２】
前記第１光ファイバによって伝送される光の波長帯と、前記第２発光素子から出力される光の波長帯とは、互いに異なる、請求項１０又は１１に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項１３】
前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバは、可撓性を有する、請求項１〜１２の何れか一項に記載の有軌道台車用光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有軌道台車用光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軌道と、軌道を走行する台車と、台車との間で情報を通信するコントローラと、を備える有軌道台車が知られている。この種の技術として、例えば特許文献１には、天井に吊り下げられたレールに沿って走行車を走行させ、荷物を天井近傍で搬送する走行車システムが記載されている。特許文献１に記載された走行車システムでは、コントローラと走行車との間で無線通信することにより、走行車が制御されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−５３７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、近年における台車数の増加及び情報量の大容量化等に伴い、台車とコントローラとの間でリアルタイムに通信を行う際、その通信速度が不十分となる可能性がある。一方、台車とコントローラとの間における他の通信方法として、無線ＬＡＮを利用した方法も考え得る。しかし、無線ＬＡＮは、電波の使用帯域が制限されており、且つ、有軌道台車以外のシステムでも用いられている。そのため、電波干渉により当該通信が妨げられる可能性がある。【０００５】
本発明は、電波干渉がなく、台車とコントローラとの間で高速且つリアルタイムに通信を行うことが可能な有軌道台車用光通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態に係る有軌道台車用光通信システムは、軌道と、軌道を走行する１又は複数の台車と、台車との間で情報を通信するコントローラと、を備える有軌道台車に用いられる光通信システムであって、コントローラから台車へ第１情報を通信する第１通信系と、台車からコントローラへ第２情報を通信する第２通信系と、を備え、第１通信系は、コントローラに接続され、第１情報を光として出力する第１発光素子と、軌道に沿って配置された光ファイバであって、第１発光素子で出力された光を外部に漏洩させながら伝送する第１光ファイバと、台車に搭載され、第１光ファイバから漏洩した光を受光する第１受光素子と、を有し、第２通信系は、台車に搭載され、第２情報を光として出力する第２発光素子と、軌道に沿って配置された光ファイバであって、第２発光素子で出力されて当該光ファイバの途中から入力した光、又は、第２発光素子で出力されて当該光ファイバの途中から入力した光によって発生した光を伝送する第２光ファイバと、コントローラに接続され、第２光ファイバが伝送した光を受光する第２受光素子と、を有する。【０００７】
この有軌道台車用光通信システムでは、第１通信系と第２通信系とにおいて光ファイバが別々に設けられ、第１通信系の第１光ファイバと第２通信系の第２光ファイバが軌道に沿って配置されている。第１光ファイバは、第１発光素子で出力された光を外部に漏洩させながら伝送する光ファイバである。そのため、台車の移動中でも、第１光ファイバから漏洩した光を第１受光素子で受光することにより、コントローラから台車へ第１情報を通信することができる。一方、第２光ファイバは、第２発光素子で出力されて第２光ファイバの途中から入力した光、又は、第２発光素子で出力されて第２光ファイバの途中から入力した光によって発生した光を伝送する。そのため、台車の移動中でも、第２発光素子からの光を第２光ファイバの途中に入力することにより、台車からコントローラへ第２情報を通信することができる。したがって、コントローラと台車との間における第１情報及び第２情報の通信を、光を用いてそれぞれ独立してリアルタイムに行うことが可能である。よって、電波干渉がなく、台車とコントローラとの間で高速且つリアルタイムに通信を行うことができる。【０００８】
一形態において、第１通信系は、第１情報を第１発光素子から光として出力される第１信号に変換する第１変換部と、台車に搭載され、第１受光素子が光として受信した第１信号を第１情報へ変換する第１逆変換部と、を更に有し、第２通信系は、台車に搭載され、第２情報を第２発光素子から光として出力される第２信号へ変換する第２変換部と、第２受光素子が光として受信した第２信号を第２情報へ変換する第２逆変換部と、を更に有してもよい。この構成によれば、第１情報から変換された第１信号及び第２情報から変換された第２信号を用いて、台車とコントローラとの間の通信を行うことが可能である。【０００９】
一形態において、第１変換部は、マルチキャリア変調を用いて第１情報を第１信号に変換してもよい。この構成によれば、第１情報を分割し、分割された第１情報を重ね合わせて（多重化して）同時に送信することができる。したがって、第１通信系において高速な通信を行うことができる。【００１０】
一形態において、第２変換部は、マルチキャリア変調を用いて第２情報を第２信号に変換してもよい。この構成によれば、第２情報を分割し、分割された第２情報を重ね合わせて（多重化して）同時に送信することができる。したがって、第２通信系において高速な通信を行うことができる。【００１１】
一形態において、光は赤外光、可視光、及び紫外光の少なくとも何れかを含んでいてもよい。このように光を用いることにより、電波を用いる場合に比べて、台車とコントローラとの間でより高速なデータ速度を実現できる。【００１２】
一形態において、有軌道台車用光通信システムは、第１光ファイバを複数備え、複数の第１光ファイバ同士は、増幅器を介して直列に接続されていてもよい。このように複数の第１光ファイバ同士を直列に接続することにより、光が伝送される距離を延ばすことができる。また、増幅器により、第１光ファイバによって伝送される光を増幅できるので、減衰による光の強度の低下を抑制することができる。【００１３】
一形態において、有軌道台車用光通信システムは、第２光ファイバを複数備え、複数の第２光ファイバ同士は、増幅器を介して直列に接続されていてもよい。このように複数の第２光ファイバ同士を直列に接続することにより、光が伝送される距離を延ばすことができる。また、増幅器により、第２光ファイバによって伝送される光を増幅できるので、減衰による光の強度の低下を抑制することができる。【００１４】
一形態において、第２光ファイバは、その外周面に複数のスリットを有していてもよい。この構成によれば、第２発光素子から出力された光を、スリットを介して第２光ファイバ内に入力することができる。【００１５】
一形態において、第２光ファイバは、その外周面に照射された光を第２光ファイバ内に集光するマイクロレンズアレイを有してもよい。この構成によれば、第２発光素子から出力された光を、マイクロレンズアレイを介して第２光ファイバ内に入力させることができる。【００１６】
一形態において、第２光ファイバは、蛍光体が添加されたコアを含んでいてもよい。この構成によれば、第２光ファイバは、第２発光素子から出力された光を入力することで蛍光体から光を発生させ、発生させた当該光を伝送することができる。【００１７】
一形態において、第２光ファイバは、希土類が添加されたコアを含んでいてもよい。この構成によれば、第２光ファイバは、第２発光素子から出力された光を入力することで希土類から光を発生させ、発生させた当該光を伝送することができる。【００１８】
一形態において、第１光ファイバによって伝送される光の波長帯と、第２発光素子から出力される光の波長帯とは互いに異なっていてもよい。この構成によれば、第１光ファイバから漏出した光が第２光ファイバの途中に入力された場合でも、第２光ファイバの蛍光体又は希土類から光が発生することが抑制される。すなわち、第１光ファイバから漏出した光による第２光ファイバへの干渉が抑制される。したがって、第１光ファイバと第２光ファイバとを近接して配置することができる。【００１９】
一形態において、第１光ファイバ及び第２光ファイバは可撓性を有してもよい。この構成によれば、例えば軌道がカーブを有する場合であっても、第１光ファイバ及び第２光ファイバを当該軌道に沿って容易に配置することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電波干渉がなく、台車とコントローラとの間で高速且つリアルタイムに通信を行うことが可能な有軌道台車用光通信システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施形態に係る有軌道台車用光通信システムの構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の有軌道台車用光通信システムの構成を概略的に示す断面図である。
【図３】第１光ファイバの伝送性能を示す図である。
【図４】第２光ファイバによる光の伝送を説明するための図である。
【図５】第２光ファイバのコアに添加された蛍光体の吸収波長及び放射波長を示す図である。
【図６】第２光ファイバの伝送性能を示す図である。
【図７】第２光ファイバの変形例を概略的に示す図である。
【図８】第２光ファイバの他の変形例を概略的に示す図である。
【図９】ＯＦＤＭ方式を説明するための図である。
【図１０】ＯＦＤＭ方式を説明するための図である。
【図１１】ＯＦＤＭ方式を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２３】
図１を参照して、本実施形態に係る有軌道台車用光通信システムについて説明する。有軌道台車用光通信システムは、軌道に沿って物品を搬送する有軌道台車に用いられる光通信システムである。図１に示されるように、本実施形態に係る有軌道台車用光通信システム１は、例えば工場内又は倉庫内における天井走行式搬送車システムを構成する有軌道台車１００に好適に用いられる。有軌道台車１００は、軌道２と、軌道２を走行する台車３と、台車３との間で情報を通信するコントローラ４と、台車３に搭載された台車制御部７と、を備えている。
【００２４】
有軌道台車用光通信システム１は、第１通信系５０と、第２通信系６０と、を備えている。第１通信系５０は、コントローラ４から台車３へ第１情報を通信する下り通信を行う通信系である。第１通信系５０は、第１変換部５１と、第１発光素子５２と、第１光ファイバ５３と、第１受光素子５４と、第１逆変換部５５と、増幅器５６と、を有している。第２通信系６０は、台車３からコントローラ４へ第２情報を通信する上り通信を行う通信系である。第２通信系６０は、第２変換部６１と、第２発光素子６２と、第２光ファイバ６３と、第２受光素子６４と、第２逆変換部６５と、増幅器６６と、を有している。
【００２５】
軌道２は、その断面が下向きＵ字形状であって台車３の走行経路を形成しており、その内部空間は天井Ｗに設置された照明に対して遮光されて暗部となっている。図２に示されるように、軌道２は、例えばボルトＢ等の締結部材によって天井Ｗに吊り下げ固定されている。軌道２は、台車３が走行する第１レール２Ａと、第１通信系５０の第１光ファイバ５３及び第２通信系６０の第２光ファイバ６３が配置された第２レール２Ｂと、を有している。
【００２６】
第１レール２Ａは、その延在方向を軸方向とする矩形筒状を呈している。第１レール２Ａは、天井Ｗと対向する上壁２１と、上壁２１の幅方向の両端それぞれから下方向に延びる側壁２２，２３と、側壁２２，２３の下端それぞれから互いに近づくように内側へ水平に延びる走行レール２４，２５と、を有している。走行レール２４と走行レール２５との間には、開口が設けられている。第１レール２Ａ内には、台車３の走行ユニット３１（後述）が配置される。走行レール２４，２５上には、台車３の走行輪３４（後述）が載置される。これにより、走行ユニット３１は、第１レール２Ａ内を走行可能に構成される。第１レール２Ａは、例えばアルミニウム等の金属材料によって構成されている。
【００２７】
第２レール２Ｂは、第１レール２Ａの下部に配置されている。第２レール２Ｂは、第１レール２Ａの走行レール２４，２５の下部それぞれに、例えばボルト等によって固定されている。第２レール２Ｂの横断面は、内側に向けて開口するＵ字状を呈している。第２レール２Ｂは、例えばアルミニウム等の金属材料によって構成されている。一対の第２レール２Ｂのうちの一方の内部には、第１光ファイバ５３及び第２光ファイバ６３を保持するホルダ２６が設けられている。
【００２８】
ホルダ２６は、複数あり、軌道２に沿って所定間隔で並ぶように配置されている。ホルダ２６は、第２レール２Ｂの内側に固定されている。ホルダ２６の横断面は、第２レール２Ｂに倣ったＵ字状を呈している。このようなホルダ２６は、第１光ファイバ５３及び第２光ファイバ６３を、例えば上下に互いに一定距離だけ離間させた状態で第２レール２Ｂに沿って延びるように保持する。これにより、第１光ファイバ５３及び第２光ファイバ６３は、第２レール２Ｂによって覆われた状態で軌道２に沿って配置される。
【００２９】
台車３は、第１レール２Ａ内に配置された走行ユニット３１と、荷物が積載される本体部３２と、走行ユニット３１と本体部３２とを連結する連結部３３と、を有している。台車３は、例えば第２レール２Ｂ内に配置された高周波電流線（不図示）から非接触で電力供給を受けることによって走行する。走行ユニット３１には、複数の走行輪３４が設けられている。走行輪３４は、例えば走行ユニット３１内のモータ（不図示）によって回転する。走行輪３４は、第１レール２Ａの走行レール２４，２５上に載せられている。連結部３３は、走行レール２４と走行レール２５との間に設けられた開口を通り、且つ、一対の第２レール２Ｂの間を通るように設けられている。これにより、台車３は、軌道２に吊り下がった状態で軌道２に沿って走行する。
【００３０】
台車３には、コントローラ４と通信を行うための通信部３５が設けられている。図示する例では、通信部３５は、連結部３３からホルダ２６内に進入するように突出している。通信部３５では、第１光ファイバ５３に対向するように第１受光素子５４が配置されている。通信部３５では、第２光ファイバ６３に対向するように第２発光素子６２が配置されている。これにより、台車３は、第１光ファイバ５３と第１受光素子５４とが互いに対向し、且つ、第２光ファイバ６３と第２発光素子６２とが互いに対向した状態で、軌道２に沿って走行する。なお、台車３の構成としては、図２に示される例に限定されず、仕様等に応じて種々の構成を採用できる。
【００３１】
図１に戻り、コントローラ４は、台車３との間で情報（信号）を通信する。コントローラ４は、台車３に対して送信される第１情報を生成する信号源４１を有している。コントローラ４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びＲＯＭ（Read Only Memory）等を含むマイクロコンピュータシステムとして実現できる。また、コントローラ４は上位制御装置（不図示）に接続されている。台車３から送信された第２情報は、例えばコントローラ４を経由して上位制御装置に送信される。第１情報としては、例えば台車３を走行や荷物の移載を制御するための信号が含まれ得る。第２情報としては、例えば台車３の状態を示す情報、及び台車３に搭載されたカメラ等によって撮影された画像データ等が含まれ得る。
【００３２】
台車制御部７は、台車３に搭載されており、第１逆変換部５５及び第２変換部６１に接続されている。台車制御部７は、コントローラ４から送信された第１情報に基づいて台車３を制御する。台車制御部７は、台車３からコントローラ４に対して送信される第２情報を生成し、第２情報を第２変換部６１に送信する。台車制御部７は、コントローラ４と同様に、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭ等を含むマイクロコンピュータシステムとして実現できる。
【００３３】
次に、第１通信系５０について具体的に説明する。
【００３４】
第１変換部５１は、コントローラ４と第１発光素子５２との間に接続されている。第１変換部５１は、コントローラ４の信号源４１で生成された第１情報を電気的な信号である第１信号に変換する。変換された第１信号は、第１発光素子５２へ送信される。第１情報から第１信号への変換方法としては、例えば、強度変調の一種であるベースバンド変調等の公知の変換方法が用いられ得る。
【００３５】
第１発光素子５２は、第１変換部５１を介してコントローラ４に接続されている。第１発光素子５２は、第１情報を第１変換部５１で変換してなる第１信号を、光（光信号）に変換する。これにより、第１発光素子５２は、第１情報を光として出力（出射）する。第１発光素子５２は、出力した光が第１光ファイバ５３内に導入されるように、第１光ファイバ５３の端部又は該端部に近接する位置に設けられている。第１発光素子５２としては、例えばレーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）又はＬＥＤ（Light Emitting Diode）等が用いられ得る。なお、第１発光素子５２は、高速な応答特性を有し、且つ、鋭い指向性を有していることが好ましい。したがって、レーザダイオードは、ＬＥＤよりも第１発光素子５２として好適である。第１発光素子５２から出力される光は、赤外光、可視光及び紫外光の少なくとも何れかを含んでいる。一例として、第１発光素子５２から出力される光は、できるだけ製品コストを抑える観点では６５８ｎｍ程度の赤光が好ましく、また、人の目への安全性を確保する観点では赤外光が好ましい。また、第１発光素子５２の出力は、例えば数ｍＷ〜数十ｍＷ程度とすることができる。
【００３６】
複数の第１光ファイバ５３は、上述したように、軌道２に沿って配置（張設）されている。第１光ファイバ５３は、光の拡散を応用して、第１発光素子５２で出力された光を外部に漏洩させながら伝送する光ファイバである。換言すると、第１光ファイバ５３は、伝送する光の一部が当該伝送路の途中部で漏れ出す漏洩光ファイバである。このため、第１光ファイバ５３が配置された区間においては、第１光ファイバ５３から光が漏洩している。また、第１光ファイバ５３は、可撓性を有する。
【００３７】
増幅器５６は、複数の第１光ファイバ５３の端部間に配置されている。増幅器５６は、隣り合う一対の第１光ファイバ５３同士を直列に接続する。増幅器５６としては、光を増幅する光増幅器を用いることができる。光増幅器としては、例えば希土類が添加されたファイバを用いたファイバ増幅器、又は半導体光増幅器等が挙げられる。或いは、増幅器５６としては、光電変換器を用いることができる。この場合、光電変換器は、例えば一方の第１光ファイバ５３から出力された光を電気信号に変換して増幅した後、当該電気信号を光へ変換して他方の第１光ファイバ５３へ入力することにより、複数の第１光ファイバ５３間で光を増幅できる。
【００３８】
第１受光素子５４は、台車３に搭載されている。より具体的には、第１受光素子５４は、台車３の通信部３５において、第１光ファイバ５３と対向するように設けられている（図２参照）。第１受光素子５４と第１光ファイバ５３との間の距離は、例えば５ｍｍ〜２０ｍｍ程度とすることができる。第１受光素子５４は、第１光ファイバ５３から漏洩した光を受光し、電気的な信号である第１信号に変換する。第１受光素子５４としては、例えばアバランシェフォトダイオード等を用いることができる。
【００３９】
第１逆変換部５５は、台車３に搭載されている。また、第１逆変換部５５は、第１受光素子５４と台車制御部７との間に接続されている。第１逆変換部５５は、第１受光素子５４が光として受信した第１信号を第１情報に逆変換する。逆変換された第１情報は、例えば台車制御部７に送信される。
【００４０】
図３を参照して第１光ファイバ５３の伝送性能について説明する。ここでは、第１光ファイバ５３の伝送性能を評価するために、光源からの距離を変化させながら第１光ファイバから漏洩した光の強度を測定した。第１光ファイバとしては、全長が１０ｍのＦｉｂｒａｎｃｅ（商標登録、Corning Inc.）を使用した。光源としては、波長が６５０ｎｍ、出力が４ｍＷのレーザダイオードを用いた。光源に入力される信号としては、周波数が１０ＭＨｚの正弦波を用いた。漏洩した光を受光する受光器には、アバランシェフォトダイオードを使用した。アバランシェフォトダイオードから出力された電気信号を、フォトセンサアンプによって増幅し、スペクトラムアナライザによって測定した。すなわち、第１光ファイバ５３から漏洩した光を、受信電力として測定した。図３に示されるように、光源からの距離が大きくなっていても、受信電力は大きく低下することなく、ある程度一定の値を示している。したがって、第１光ファイバ５３によって伝送される光は大きく減衰せずに伝送されることが確認できる。
【００４１】
次に、第１光ファイバ５３の通信性能について説明する。ここでは、第１光ファイバ５３の通信性能を評価するために、変調された信号を光として光源から出力して第１光ファイバ５３に入力し、第１光ファイバ５３によって伝送された信号のＢＥＲ（Bit Error Rate）を測定した。光源としては、波長が６５８ｎｍ、出力が４ｍＷのレーザダイオードを用いた。信号の変調方式としては、ＮＲＺ（Non Return to Zero）方式を用いた。第１光ファイバ５３としては、全長が１ｍのＦｉｂｒａｎｃｅ（商標登録、Corning Inc.）を使用した。受光器としてはアバランシェフォトダイオードを使用し、第１光ファイバ５３の端部から５０ｃｍの位置で、第１光ファイバ５３から漏洩した光を受光した。このとき、光減衰器を用いて光源の出力を段階的に低下させ、受光器によって測定される光の強度が６７ｎＷ／ｍｍ２、３１ｎＷ／ｍｍ２、１８ｎＷ／ｍｍ２、８．３ｎＷ／ｍｍ２、３．２ｎＷ／ｍｍ２、１．５ｎＷ／ｍｍ２、０．７２ｎＷ／ｍｍ２、０．２６ｎＷ／ｍｍ２となるように調整し、それぞれの場合のＢＥＲを測定した。この測定では、通信速度が１０Ｍｂｐｓである場合と、通信速度が１００Ｍｂｐｓである場合との２種類の通信速度でＢＥＲの測定を行った。なお、この測定では、妥当な通信性能が担保されるＢＥＲの値の上限を１０−３とした。
【００４２】
測定の結果、通信速度が１０Ｍｂｐｓである場合には、受光器で受光された光の強度が３．２ｎＷ／ｍｍ２以上であればＢＥＲを１０−３以下に抑えることができ、通信性能を保つことができると判明した。また、通信速度が１００Ｍｂｐｓである場合には、受光器で受光された光の強度が８．３ｎＷ／ｍｍ２以上であればＢＥＲを１０−３以下に抑えることができ、通信性能を保つことができると判明した。この結果から、第１光ファイバ５３の全長が１ｍであり、通信速度が１００Ｍｂｐｓである場合に、光減衰器によって光源の出力を０．２ｍＷ相当に減衰させても十分にＢＥＲを１０−３以下に抑えられることが確認できる。したがって、この結果に基づいて換算すれば、光源の出力を２０ｍＷ程度とすることで、１００Ｍｂｐｓの通信速度で１００ｍ程度の距離まで信号を受信できると見込まれる。以上の結果より、光源の出力を２０ｍＷとすれば、第１光ファイバ５３から漏洩した光を受信することにより、光源から送信された信号を１００Ｍｂｐｓの通信速度で１００ｍ程度の距離まで受信できるため、工場内又は倉庫内における天井走行式搬送車システムに第１通信系５０を適用できることが確認できる。
【００４３】
再び図１に戻り、第２通信系６０について具体的に説明する。
【００４４】
第２変換部６１は、台車制御部７と第２発光素子６２との間に接続されている。第２変換部６１は、台車制御部７で生成された第２情報を電気的な信号である第２信号に変換する。変換された第２信号は、第２発光素子６２へ送信される。第２情報から第２信号への変換方法としては、第１変換部５１と同様に、例えばベースバンド変調等の公知の変換方法が用いられ得る。
【００４５】
第２発光素子６２は、台車３に搭載されている。より具体的には、第２発光素子６２は、台車３の通信部３５において、第２光ファイバ６３と対向するように設けられている（図２参照）。第２発光素子６２は、第２変換部６１を介して台車制御部７に接続されている。第２発光素子６２は、第２情報を第２変換部６１で変換してなる第２信号を光に変換する。これにより、第２発光素子６２は、第２情報を光として出力する。
【００４６】
第２発光素子６２としては、例えばレーザダイオード又はＬＥＤ等が用いられ得る。なお、第２発光素子６２は、高速な応答特性を有し、且つ、鋭い指向性を有していることが好ましい。したがって、レーザダイオードは、ＬＥＤよりも第２発光素子６２として好適である。一例として、第２発光素子６２から出力される光の波長帯は、第２光ファイバ６３として後述する蛍光体添加ファイバを利用する場合には４０５ｎｍ程度である。このように、第２発光素子６２から出力される光の波長帯と第１光ファイバ５３によって伝送される光（第１光ファイバ５３から漏洩した光）の波長帯とは、互いに異なっていることが好ましい。第２発光素子６２の出力は、例えば数ｍＷ〜数十ｍＷ程度とすることができる。なお、第２発光素子６２から出力される光は、できるだけ製品コストを抑える観点では６５８ｎｍ程度の赤光が好ましく、また、人の目への安全性を確保する観点では赤外光が好ましい。第２発光素子６２は、第１受光素子５４に対して所定長離れて配置されている。これにより、第２発光素子６２から出力された光が第１受光素子５４に入射してしまって第１通信系５０の通信が妨げられることを抑制できる。なお、第２発光素子６２と第１受光素子５４との間に、第２発光素子６２から出力された光を遮る衝立等を設けてもよい。
【００４７】
複数の第２光ファイバ６３は、上述したように、軌道２に沿って配置（張設）されている。第２光ファイバ６３は、第２発光素子６２で出力されて第２光ファイバ６３の途中から入力した光によって発生した光を伝送する光ファイバである。換言すると、第２光ファイバ６３は、その伝送路の途中部からの光の入力により生じた光を伝播させる光ファイバである。図４に示されるように、第２光ファイバ６３は、蛍光体が添加されたコア６３ａと、クラッド６３ｂとを含む光ファイバである。第２発光素子６２から出力され、コア６３ａの外周面から入光した光Ｐ１が第２光ファイバ６３のコア６３ａに入力されると、この光Ｐ１によって蛍光体が励起される。これにより、蛍光体から光Ｐ２が四方八方に発生する。蛍光体から発生した光Ｐ２のうち、コア６３ａとクラッド６３ｂとの臨界角以下の角度でクラッド６３ｂに入射した光Ｐ２は、第２光ファイバ６３内を伝送される。すなわち、第２光ファイバ６３では、第２光ファイバ６３の伝送路の途中部から入力された光Ｐ１がもつ第２信号の伝送を、波動光学的アプローチにより可能にしている。また、第２光ファイバ６３は、可撓性を有する光ファイバである。図５に第２光ファイバ６３の好ましい例を示す。この例の第２光ファイバ６３は、波長が約３６０ｎｍ〜４５０ｎｍ程度の光Ｐ１を吸収し、波長が約４７０ｎｍ〜６００ｎｍ程度の光Ｐ２を放射する。第２光ファイバ６３の最大吸収波長は４０５ｎｍ、最大放射波長は４９２ｎｍである。
【００４８】
増幅器６６は、複数の第２光ファイバ６３の端部間に配置されている。増幅器６６は、隣り合う一対の第２光ファイバ６３同士を直列に接続する。増幅器６６としては、増幅器５６と同様に、光を増幅する光増幅器或いは光電変換器を用いることができる。
【００４９】
第２受光素子６４は、第２逆変換部６５を介してコントローラ４に接続されている。第２受光素子６４は、第２光ファイバ６３によって伝送された光を受光し、電気的な信号である第２信号に変換する。第２受光素子６４は、第２光ファイバ６３の端部から出力された光Ｐ２を受光できるように、第２光ファイバ６３の端部又は該端部に近接する位置に設けられている。第２受光素子６４としては、例えばアバランシェフォトダイオード等を用いることができる。
【００５０】
第２逆変換部６５は、第２受光素子６４とコントローラ４との間に接続されている。第２逆変換部６５は、第２受光素子６４が光として受信した第２信号を第２情報に逆変換する。逆変換された第２情報は、例えばコントローラ４に送信される。
【００５１】
図６を参照して、一例としての第２光ファイバ６３の伝送性能について説明する。ここでは、伝送性能を評価するために、第２光ファイバ６３に光Ｐ１が入力される位置を変化させながら第２光ファイバ６３によって伝送された光Ｐ２の強度を測定する実験を行った。第２光ファイバ６３としては、全長が１００ｍ程度の波長シフトファイバを使用した。光源としては、波長が４０５ｎｍ、出力が３ｍＷのレーザダイオードを用いた。光源と第２光ファイバ６３との間の距離を５ｍｍに設定した。第２光ファイバの端部に光検出センサを配置し、第２光ファイバ６３によって伝送された光Ｐ２の強度を測定した。
【００５２】
図６に示されるように、第２光ファイバ６３に光Ｐ１が入力される入力位置と光検出センサとの間の距離が遠くなるにつれて、光Ｐ２の強度が低下している。したがって、光Ｐ１の入力位置と光検出センサとの間の距離が遠くなるほど、伝送される光Ｐ２が減衰することが確認できる。しかしながら、例えば、光Ｐ１の入力位置と光検出センサとの間の距離が１００ｍであっても、光Ｐ２の強度は約−５５ｄＢｍ程度であり、光源から送信された信号を受信可能な強度が保たれている。したがって、この一例としての第２光ファイバ６３を用い、この第２光ファイバ６３の途中から入力された光Ｐ１によって発生する光Ｐ２を受信することにより、１００ｍ離れた光源から送信された信号を受信できることが確認された。したがって、工場内又は倉庫内における天井走行式搬送車システムに第２通信系６０を適用できることが確認できる。
【００５３】
次に、コントローラ４から台車３への下り通信（ダウンリンク）の一例を説明する。例えば上位コントローラからの指令に基づいて、コントローラ４の信号源４１により第１情報を生成する。生成した第１情報は、第１変換部５１で第１信号に変換されて第１発光素子５２へ送信される。第１発光素子５２は、第１信号に応じた光を出力する。第１発光素子５２からの光は、第１光ファイバ５３の端部から当該第１光ファイバに入力され、第１光ファイバ５３内を伝送されながら、その光の一部が第１光ファイバ５３の周囲へと漏れ出す。
【００５４】
このとき、台車３においては、第１受光素子５４により、第１光ファイバ５３から漏れ出す光を受光し、当該光を第１信号に変換する。第１信号は、第１逆変換部５５で第１情報に逆変換されて、台車制御部７に送信される。台車制御部７は、第１情報に基づき台車３の走行や荷物の移載を制御する。第１光ファイバ５３が配置された区間では、第１情報に対応する光が第１光ファイバ５３から漏れ出しているため、台車３が停止中であっても走行中であっても、途切れることなくコントローラ４から台車３へ第１情報を通信できる。
【００５５】
次に、台車３からコントローラ４への上り通信（アップリンク）の一例を説明する。例えば台車３のカメラ等の撮像結果やステータスに基づいて、台車制御部７により第２情報を生成する。生成した第２情報は、第２変換部６１で第２信号に変換されて第２発光素子６２へ送信される。第２発光素子６２は、第２信号に応じた光Ｐ１を出力する。第２発光素子６２で出力した光Ｐ１は、第２光ファイバ６３の途中から第２光ファイバ６３内に入力される。第２光ファイバ６３では、当該入力に応じて蛍光体が励起されて発光し、発光した光Ｐ２が第２光ファイバ６３内を伝送し、第２光ファイバ６３の端部から出力される。第２受光素子６４は、第２光ファイバ６３から出力された光Ｐ２を受光し、当該光を第２信号へ変換する。第２信号は、第２逆変換部６５で第２情報に逆変換された後、例えば上位コントローラへ送信される。第２光ファイバ６３が配置された区間では、第２情報に対応する光Ｐ１を台車３の第２発光素子６２により第２光ファイバ６３の途中から入力することで、台車３が停止中であっても走行中であっても、途切れることなくから台車３からコントローラ４へ第２情報を通信できる。
【００５６】
以上に説明したように、有軌道台車用光通信システム１では、第１通信系５０と第２通信系６０とにおいて光ファイバが別々に設けられ、第１通信系５０の第１光ファイバ５３と第２通信系６０の第２光ファイバ６３が軌道２に沿って配置されている。第１光ファイバ５３は、第１発光素子５２で出力された光を外部に漏洩させながら伝送する光ファイバである。そのため、台車３の移動中でも、第１光ファイバ５３から漏洩した光を第１受光素子５４で受光することにより、コントローラ４から台車３へ第１情報を通信することができる。一方、第２光ファイバ６３は、第２発光素子６２で出力されて第２光ファイバ６３の途中から入力した光によって発生した光を伝送する。そのため、台車３の移動中でも、第２発光素子６２からの光を第２光ファイバ６３の途中に入力することにより、台車３からコントローラ４へ第２情報を通信することができる。したがって、コントローラ４と台車３との間における第１情報及び第２情報の通信を、光を用いてそれぞれ独立してリアルタイムに行うことが可能である。よって、電波干渉がなく、台車３とコントローラ４との間で高速且つリアルタイムに通信を行うことができる。
【００５７】
有軌道台車用光通信システム１では、第１光ファイバ５３及び第２光ファイバ６３は、第２レール２Ｂによって覆われた状態で軌道２に沿って配置されている。これにより、第１光ファイバ５３から漏洩した光が軌道２の外部に漏れることが抑制される。したがって、第１光ファイバ５３から漏洩した光が外部の装置等に影響を及ぼすことを抑制できる。また、外部の光が第２光ファイバ６３に入力されることも抑制されるので、第２通信系６０のよる第２情報の通信が外部の光（例えば天井Ｗに設置された照明等）によって妨げられることを抑制できる。
【００５８】
有軌道台車用光通信システム１では、第１通信系５０は、第１情報を第１発光素子５２から光として出力される第１信号に変換する第１変換部５１と、台車３に搭載され、第１受光素子５４が光として受信した第１信号を第１情報へ変換する第１逆変換部５５と、を更に有し、第２通信系６０は、台車３に搭載され、第２情報を第２発光素子６２から光として出力される第２信号へ変換する第２変換部６１と、第２受光素子６４が光として受信した第２信号を第２情報へ変換する第２逆変換部６５と、を更に有している。これにより、変換された第１信号及び第２信号を用いて、台車３とコントローラ４との間の通信を行うことが可能である。
【００５９】
有軌道台車用光通信システム１では、光は、赤外光、可視光、及び紫外光の少なくとも何れかを含んでいる。このように光を用いることにより、電波を用いる場合に比べて、台車３とコントローラ４との間でより高速なデータ速度を実現できる。
【００６０】
有軌道台車用光通信システム１は、第１光ファイバ５３を複数備え、複数の第１光ファイバ５３同士は、増幅器５６を介して直列に接続されている。このように複数の第１光ファイバ５３同士を直列に接続することにより、光が伝送される距離を延ばすことができる。また、増幅器５６により、第１光ファイバ５３によって伝送される光を増幅できるので、減衰による光の強度の低下を抑制することができる。
【００６１】
有軌道台車用光通信システム１は、第２光ファイバ６３を複数備え、複数の第２光ファイバ６３同士は、増幅器６６を介して直列に接続されている。このように複数の第２光ファイバ６３同士を直列に接続することにより、光が伝送される距離を延ばすことができる。また、増幅器６６により、第２光ファイバ６３によって伝送される光を増幅できるので、減衰による光の強度の低下を抑制することができる。
【００６２】
有軌道台車用光通信システム１では、第２光ファイバ６３は、蛍光体が添加されたコア６３ａを含んでいる。これにより、第２光ファイバ６３は、第２発光素子６２から出力された光を入力することで蛍光体から光を発生させ、発生させた当該光を伝送することができる。したがって、第２発光素子６２から出力された光によって発生する光を第２受光素子６４に伝送することができる。
【００６３】
有軌道台車用光通信システム１では、第１光ファイバ５３によって伝送される光の波長帯と、第２発光素子６２から出力される光の波長帯とは互いに異なっている。これにより、第１光ファイバ５３から漏洩した光が第２光ファイバ６３の途中に入力された場合でも、第２光ファイバ６３の蛍光体から光が発生することが抑制される。すなわち、第１光ファイバ５３から漏洩した光による第２光ファイバ６３への干渉が抑制される。したがって、第１光ファイバ５３と第２光ファイバ６３とを近接して配置することができる。
【００６４】
有軌道台車用光通信システム１では、第１光ファイバ５３及び第２光ファイバ６３は、可撓性を有している。これにより、例えば軌道２がカーブを有する場合であっても、第１光ファイバ５３及び第２光ファイバ６３を当該軌道２に沿って容易に配置することができる。
【００６５】
次に、図７を参照して、第２光ファイバ６３の変形例について説明する。
【００６６】
図７に示されるように、変形例に係る第２光ファイバ７０は、その外周面に入力された光Ｐ１を第２光ファイバ７０内に集光するマイクロレンズアレイ７１と、コア７２と、クラッド７３と、複数の楔形構造体７４と、を有している。複数の楔形構造体７４は、コア７２内に設けられている。楔形構造体７４の位置は、それぞれのマイクロレンズの焦点に対応している。マイクロレンズアレイ７１により第２光ファイバ７０内に集光された光Ｐ１は、楔形構造体７４によって反射され、コア７２内を伝搬する。このように、第２光ファイバ７０では、第２光ファイバ７０の伝送路の途中部から入力された光Ｐ１の伝送を、幾何光学的アプローチにより可能にしている。
【００６７】
変形例に係る第２光ファイバ７０のコア７２には、上記第２光ファイバ６３（図１参照）とは異なり、蛍光体が添加されていない。このような第２光ファイバ７０を用いた場合であっても、第２発光素子６２から出力された光Ｐ１を、マイクロレンズアレイ７１を介して第２光ファイバ７０内に入力させて伝送することができる。台車３からコントローラ４へ第２情報を確実に通信することが可能である。なお、第２光ファイバ７０に関する構造及び原理等の詳細については、例えば、米国特許出願公開第２０１０／０３２９６１９号公報に記載されており、その記載は本願特許請求の範囲に記載の発明に包含される。
【００６８】
次に、図８を参照して、第２光ファイバ６３の他の変形例について説明する。
【００６９】
図８に示されるように、他の変形例に係る第２光ファイバ８０は、コア８１と、クラッド８２と、を有している。第２光ファイバ８０の外周面には、複数のスリット８３が形成されている。複数のスリット８３は、クラッド８２を貫通すると共に第２光ファイバ８０の周方向に沿って延在している。隣り合うスリット８３同士の間の距離Ｌは、第２発光素子６２から出力される光Ｐ１の照射幅（ビーム径）よりも狭く設定されている。第２光ファイバ８０のコア８１には、第２光ファイバ７０のコア７２（図７参照）と同様に、蛍光体が添加されていない。第２発光素子６２から出力された光は、スリット８３を介して第２光ファイバ８０内に入力され、コア８１内を伝搬する。このように、第２光ファイバ８０では、第２光ファイバ８０の伝送路の途中部から入力された光Ｐ１の伝送を、幾何光学的アプローチにより可能にしている。
【００７０】
第２光ファイバ８０においても、第２発光素子６２から出力された光Ｐ１を、スリット８３を介して第２光ファイバ７０内に入力させて伝送することができる。したがって、台車３からコントローラ４へ第２情報を通信することが可能である。また、隣り合うスリット８３同士の間の距離Ｌが第２発光素子６２から出力される光Ｐ１の照射幅よりも小さく設定されている。これにより、台車３が移動していても、第２発光素子６２から出力される光が常に何れかのスリット８３に照射された状態となる。したがって、台車３が移動していても、常に光Ｐ１を第２光ファイバ８０内に入力することができる。
【００７１】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。
【００７２】
上記実施形態では、第２光ファイバ６３は蛍光体が添加されたコア６３ａを含む例について説明した。蛍光体としては、有機蛍光材料や希土類金属が挙げられる。希土類金属の場合、第２光ファイバ６３は、第２発光素子６２から出力された光を入力することで希土類から光を発生させ、発生させた当該光を伝送することができる。コアに添加される希土類としては、例えばエルビウム、イッテルビウム、ネオジウム、ツリウム、又はホルシウム等が用いられ得る。
【００７３】
上記実施形態では、有軌道台車用光通信システム１が第１通信系５０及び第２通信系６０を１つずつ備える例について説明したが、有軌道台車用光通信システム１は、複数の第１通信系５０及び複数の第２通信系６０を備えていてもよい。この場合、複数の第１通信系５０又は複数の第２通信系６０を用いて台車３とコントローラ４との間の通信を行うことができるので、台車３とコントローラ４との間の通信速度を更に向上させることができる。
【００７４】
つまり、第１通信系５０として複数本の第１光ファイバ５３を平行に配置し、第２通信系６０として複数本の第２光ファイバ６３を平行に配置してもよい。この場合、各光ファイバ５３，６３を、制御信号の伝送用、管理情報の伝送用又は撮像画像の伝送用等の用途に応じて使い分けることができる。また、台車３の数が複数である場合、通信する台車３毎に光ファイバ５３，６３を使い分けることで、使用する帯域を広げることができる。また、各光ファイバ５３，６３によって伝送される光の波長を互いに異ならせることもできる。
【００７５】
上記実施形態では、台車３が１台である例について説明したが、台車３の数は複数であってもよい。上記実施形態では、第１光ファイバ５３と第２光ファイバ６３とが互いに離間して配置される例について説明したが、第１光ファイバ５３と第２光ファイバ６３とは互いに隣接して配置されていてもよい。
【００７６】
上記実施形態では、第１通信系５０は、第１受光素子５４を覆い、第１光ファイバ５３によって伝送される波長帯の光のみを通過させるフィルタを更に有していてもよい。これにより、第２発光素子６２から出力される光及び外光等、第１光ファイバ５３によって伝送される光以外の光を遮蔽することができる。したがって、第１通信系５０による第１情報の通信をより確実に行うことができる。同様に、第２通信系６０は、第２受光素子６４を覆い、第２光ファイバ６３によって伝送される波長帯の光のみを通過させるフィルタを更に有していてもよい。これにより、第１発光素子５２から出力される光及び外光等、第２光ファイバ６３によって伝送される光以外の光を遮蔽することができる。したがって、第２通信系６０による第２情報の通信をより確実に行うことができる。
【００７７】
上記実施形態では、有軌道台車用光通信システム１が第１変換部５１、第１逆変換部５５、第２変換部６１及び第２逆変換部６５を備える例について説明したが、有軌道台車用光通信システム１は、第１変換部５１、第１逆変換部５５、第２変換部６１及び第２逆変換部６５を備えていなくてもよい。すなわち、有軌道台車用光通信システム１では、第１情報及び第２情報を、それぞれ、第１信号及び第２信号に変換せずに光通信してもよい。
【００７８】
上記実施形態では、複数の第１光ファイバ５３同士が増幅器５６を介して接続され、複数の第２光ファイバ６３同士が増幅器６６を介して接続されている例について説明したが、有軌道台車用光通信システム１が増幅器５６，６６を備えていなくてもよい。すなわち、複数の第１光ファイバ５３同士、及び複数の第２光ファイバ６３同士は、それぞれ増幅機能を有しない接続部品によって接続されていてもよい。また、第１光ファイバ５３及び第２光ファイバ６３は、それぞれ１本のみであってもよい。
【００７９】
上記実施形態では、隣接する一対の第１光ファイバ５３のうち、一方の第１光ファイバ５３の端部と他方の第１光ファイバ５３の端部とが、オーバーラップするように配置されていてもよい。これにより、複数の第１光ファイバ５３における光の漏洩範囲の間に、当該光が漏洩していない範囲が形成されることを抑制できる。したがって、複数の第１光ファイバ５３同士の接続部において通信が途切れることを抑制できる。
【００８０】
上記実施形態では、第１光ファイバ５３及び第２光ファイバ６３が可撓性を有する例について説明したが、第１光ファイバ５３及び第２光ファイバ６３は可撓性を有していなくてもよい。上記実施形態において、第１光ファイバ５３及び第２光ファイバ６３を軌道２に沿って配置する構成は、図２に示される例に限定されず、種々の配置構成を採用してもよい。
【００８１】
上記実施形態は、例えば工場内又は倉庫内における天井走行式搬送車システムに適用した光通信システムであるが、適用先の搬送車システム（有軌道台車）は特に限定されない。本発明は、半導体ウェハを収容したＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搬送する天井走行式搬送車システムに適用した光通信システムであってもよいし、工場又は倉庫内で物品を搬送する地上走行式搬送車システムに適用した光通信システムであってもよい。
【００８２】
上記の実施形態では、第１情報から第１信号への変調方式、及び、第２情報から第２信号への変調方式として、強度変調の一種であるベースバンド変調を用いる例について説明したが、当該変調方式は特に限定されない。第１変換部５１（図１参照）は、マルチキャリア変調を用いて第１情報を第１信号に変換してもよい。同様に、第２変換部６１（図１参照）は、マルチキャリア変調を用いて第２情報を第２信号に変換してもよい。マルチキャリア変調の一例として、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式が用いられ得る。以下、図９〜図１１を参照して、第１変換部５１及び第２変換部６１の少なくとも何れかに実装可能なアプリケーションである、ＯＦＤＭ方式のマルチキャリア変調について説明する。図９〜図１１は、ＯＦＤＭ方式を説明するための図である。
【００８３】
ＯＦＤＭ方式では、例えば図９に示されるように、送信したい情報（すなわち、第１情報又は第２情報）をいくつかの系列に分割する。そして、それぞれの系列に対して異なるサブキャリアを割り当てて変調し、各系列に分割された情報を一括に送信する。図９に示される例では、送信したい情報を第１系列Ｄ１、第２系列Ｄ２、第３系列Ｄ３、及び第４系列Ｄ４の４つの系列に分割し、第１サブキャリアＳ１、第２サブキャリアＳ２、第３サブキャリアＳ３、及び第４サブキャリアＳ４の４種類のサブキャリアを用いて変調を行う。第１〜第４サブキャリアＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４のそれぞれは、図１０に示されるように、互いに異なる周波数を有している。また、ＯＦＤＭ方式で用いられる各サブキャリアＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、互いに直交している。ここで、「直交」とは、第１〜第４サブキャリアＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４のそれぞれの波の位相が９０度ずれている状態を言う。第１〜第４サブキャリアＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の信号の強さと周波数との関係をグラフにすると、例えば図１１に示されるような波形となる。各サブキャリアＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の波形は、サイドローブが抑制された状態となっている。各サブキャリアＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が互いに直交していることにより、各サブキャリアＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、一のサブキャリアの中心周波数（電力密度が最大となる点）と他のサブキャリアのヌル点（電力密度が０となる点）とが一致するように重なり合う。例えば、第２サブキャリアＳ２の中心周波数においては、第１サブキャリアＳ１、第３サブキャリアＳ３、及び第４サブキャリアＳ４の信号の強さは０となっている。このため、限られた周波数帯に複数のサブキャリアを重ね合わせても（すなわち、複数のサブキャリアを束ねても）、サブキャリア同士の干渉を抑制することができる。
【００８４】
このように、ＯＦＤＭ方式のマルチキャリア変調を用いて第１情報から第１信号への変換を行うことにより、分割された第１情報を重ね合わせて（多重化して）同時に送信することができるため、高速マルチチャネル化を図ることができる。したがって、第１通信系５０において高速な通信を行うことができる。ＯＦＤＭ方式のマルチキャリア変調を用いて第２情報から第２信号へ変換を行うことにより、分割された第２情報を重ね合わせて（多重化して）同時に送信することができるため、高速マルチチャネル化を図ることができる。したがって、第２通信系６０において高速な通信を行うことができる。なお、第１変換部５１における変調方式と第２変換部６１における変調方式とは、同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１…有軌道台車用光通信システム、２…軌道、３…台車、４…コントローラ、５０…第１通信系、５１…第１変換部、５２…第１発光素子、５３…第１光ファイバ、５４…第１受光素子、５５…第１逆変換部、５６，６６…増幅器、６０…第２通信系、６１…第２変換部、６２…第２発光素子、６３，７０，８０…第２光ファイバ、６３ａ…コア、６４…第２受光素子、６５…第２逆変換部、７１…マイクロレンズアレイ、８３…スリット、１００…有軌道台車。
【図１】
2019049598.tif 000003
【図２】
2019049598.tif 000004
【図３】
2019049598.tif 000005
【図４】
2019049598.tif 000006
【図５】
2019049598.tif 000007
【図６】
2019049598.tif 000008
【図７】
2019049598.tif 000009
【図８】
2019049598.tif 000010
【図９】
2019049598.tif 000011
【図１０】
2019049598.tif 000012
【図１１】
2019049598.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月25日(2019.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道と、前記軌道を走行する１又は複数の台車と、前記台車との間で情報を通信するコントローラと、を備える有軌道台車に用いられる光通信システムであって、
前記コントローラから前記台車へ第１情報を通信する第１通信系と、
前記台車から前記コントローラへ第２情報を通信する第２通信系と、を備え、
前記第１通信系は、
前記コントローラに接続され、前記第１情報を光として出力する第１発光素子と、
前記軌道に沿って配置された光ファイバであって、前記第１発光素子で出力された光を外部に漏洩させながら伝送する第１光ファイバと、
前記台車に搭載され、前記第１光ファイバから漏洩した光を受光する第１受光素子と、を有し、
前記第２通信系は、
前記台車に搭載され、前記第２情報を光として出力する第２発光素子と、
前記軌道に沿って配置された光ファイバであって、前記第２発光素子で出力されて当該光ファイバの途中から入力した光、又は、前記第２発光素子で出力されて当該光ファイバの途中から入力した光によって発生した光を伝送する第２光ファイバと、
前記コントローラに接続され、前記第２光ファイバが伝送した光を受光する第２受光素子と、を有し、
前記第２光ファイバは、その外周面に照射された光を前記第２光ファイバ内に集光するマイクロレンズアレイを有する、有軌道台車用光通信システム。
【請求項２】
軌道と、前記軌道を走行する１又は複数の台車と、前記台車との間で情報を通信するコントローラと、を備える有軌道台車に用いられる光通信システムであって、
前記コントローラから前記台車へ第１情報を通信する第１通信系と、
前記台車から前記コントローラへ第２情報を通信する第２通信系と、を備え、
前記第１通信系は、
前記コントローラに接続され、前記第１情報を光として出力する第１発光素子と、
前記軌道に沿って配置された光ファイバであって、前記第１発光素子で出力された光を外部に漏洩させながら伝送する第１光ファイバと、
前記台車に搭載され、前記第１光ファイバから漏洩した光を受光する第１受光素子と、を有し、
前記第２通信系は、
前記台車に搭載され、前記第２情報を光として出力する第２発光素子と、
前記軌道に沿って配置された光ファイバであって、前記第２発光素子で出力されて当該光ファイバの途中から入力した光、又は、前記第２発光素子で出力されて当該光ファイバの途中から入力した光によって発生した光を伝送する第２光ファイバと、
前記コントローラに接続され、前記第２光ファイバが伝送した光を受光する第２受光素子と、を有し、
前記第２光ファイバは、蛍光体が添加されたコアを含む、有軌道台車用光通信システム。
【請求項３】
軌道と、前記軌道を走行する１又は複数の台車と、前記台車との間で情報を通信するコントローラと、を備える有軌道台車に用いられる光通信システムであって、
前記コントローラから前記台車へ第１情報を通信する第１通信系と、
前記台車から前記コントローラへ第２情報を通信する第２通信系と、を備え、
前記第１通信系は、
前記コントローラに接続され、前記第１情報を光として出力する第１発光素子と、
前記軌道に沿って配置された光ファイバであって、前記第１発光素子で出力された光を外部に漏洩させながら伝送する第１光ファイバと、
前記台車に搭載され、前記第１光ファイバから漏洩した光を受光する第１受光素子と、を有し、
前記第２通信系は、
前記台車に搭載され、前記第２情報を光として出力する第２発光素子と、
前記軌道に沿って配置された光ファイバであって、前記第２発光素子で出力されて当該光ファイバの途中から入力した光、又は、前記第２発光素子で出力されて当該光ファイバの途中から入力した光によって発生した光を伝送する第２光ファイバと、
前記コントローラに接続され、前記第２光ファイバが伝送した光を受光する第２受光素子と、を有し、
前記第２光ファイバは、希土類が添加されたコアを含む、有軌道台車用光通信システム。
【請求項４】
前記第１通信系は、
前記第１情報を、前記第１発光素子から光として出力される第１信号に変換する第１変換部と、
前記台車に搭載され、前記第１受光素子が光として受信した前記第１信号を、前記第１情報へ変換する第１逆変換部と、を更に有し、
前記第２通信系は、
前記台車に搭載され、前記第２情報を、前記第２発光素子から光として出力される第２信号へ変換する第２変換部と、
前記第２受光素子が光として受信した前記第２信号を、前記第２情報へ変換する第２逆変換部と、を更に有する、請求項１〜３の何れか一項に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項５】
前記第１変換部は、マルチキャリア変調を用いて前記第１情報を前記第１信号に変換する、請求項４に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項６】
前記第２変換部は、マルチキャリア変調を用いて前記第２情報を前記第２信号に変換する、請求項４又は５に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項７】
前記光は、赤外光、可視光及び紫外光の少なくとも何れかを含む、請求項１〜６の何れか一項に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項８】
前記第１光ファイバを複数備え、
複数の前記第１光ファイバ同士は、増幅器を介して直列に接続されている、請求項１〜７の何れか一項に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項９】
前記第２光ファイバを複数備え、
複数の前記第２光ファイバ同士は、増幅器を介して直列に接続されている、請求項１〜８の何れか一項に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項１０】
前記第２光ファイバは、その外周面に複数のスリットを有する、請求項１〜９の何れか一項に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項１１】
前記第１光ファイバによって伝送される光の波長帯と、前記第２発光素子から出力される光の波長帯とは、互いに異なる、請求項２又は３に記載の有軌道台車用光通信システム。
【請求項１２】
前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバは、可撓性を有する、請求項１〜１１の何れか一項に記載の有軌道台車用光通信システム。
【国際調査報告】
2019049598.tif 000014
2019049598.tif 000015