(57)【要約】強度変調された光信号を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、光電変換手段により変換された電気信号を音声出力する音声出力手段とを備えた無電源端末（１０）、および、送信すべき情報の電気信号に応じて強度変調した光信号を無電源端末に対して送出する送信手段を備えた送信局（２０）、を具えた無電源端末による通信システム。
2003047131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強度変調された光信号を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、該光電変換手段により変換された電気信号を音声出力する音声出力手段とを備えた無電源端末、および
送信すべき情報の電気信号に応じて強度変調した光信号を前記無電源端末に対して送出する送信手段を備えた送信局
を具えたことを特徴とする無電源端末による通信システム。
【請求項２】
強度変調された光信号を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、該光電変換手段により変換された電気信号を復調する復調手段と、該復調手段により復調された電気信号を音声出力する音声出力手段とを備えた無電源端末、および
送信すべき情報の電気信号をアナログ変調またはデジタル変調する変調手段と、該変調手段により変調された電気信号に応じて強度変調した光信号を前記無電源端末に対して送出する送信手段を備えた送信局
を具えたことを特徴とする無電源端末による通信システム。
【請求項３】
強度変調された光信号の一部を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、該光電変換手段により変換された電気信号を音声出力する音声出力手段と、前記強度変調された光信号の他の一部を受光して反射する反射手段とを備え、該反射手段により反射させる際に前記光信号の強弱を端末使用者が発信する情報に従って変化させることが可能な無電源端末、
送信すべき情報の電気信号に応じて強度変調した前記光信号を前記無電源端末に対して送出する送信手段を備えた送信局、および
前記無電源端末の反射手段により反射された光信号を受光する受光手段と、該受光手段により受光した光信号の強弱に基づいて前記無電源端末から端末使用者が発信する情報を解析する情報解析手段とを備えた受信局
を具えたことを特徴とする無電源端末による通信システム。
【請求項４】
強度変調された光信号を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、該光電変換手段により変換された電気信号を音声出力する音声出力手段と、アップロード用光を受光して反射させる反射手段とを備え、該反射手段により反射させる際に前記アップロード用光の強弱を端末使用者が発信する情報に従って変化させることが可能な無電源端末、
送信すべき情報の電気信号に応じて強度変調した前記光信号を前記無電源端末に対して送出する送信手段を備えた送信局、および
前記アップロード用光を発光する発光手段と、前記無電源端末の反射手段により反射されて戻されてきたアップロード用光を受光する受光手段と、該受光手段により受光したアップロード用光の強弱に基づいて前記無電源端末から端末使用者が発信する情報を解析する情報解析手段とを備えた受信局
を具えたことを特徴とする無電源端末による通信システム。
【請求項５】
強度変調された光信号の一部を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、該光電変換手段により変換された電気信号を復調する復調手段と、該復調手段により復調された電気信号を音声出力する音声出力手段と、強度変調された前記光信号の他の一部を受光して反射させる反射手段とを備え、該反射手段により反射させる際に前記光信号の強弱を端末使用者が発信する情報に従って変化させることが可能な無電源端末、
送信すべき情報の電気信号をアナログ変調またはデジタル変調する変調手段と、該変調手段により変調された電気信号に応じて強度変調した光信号を前記無電源端末に対して送出する送信手段を備えた送信局、および
前記無電源端末の反射手段により反射された光信号を受光する受光手段と、該受光手段により受光した光信号の強弱に基づいて前記無電源端末から端末使用者が発信する情報を解析する情報解析手段とを備えた受信局
を具えたことを特徴とする無電源端末による通信システム。
【請求項６】
強度変調された光信号を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、
該光電変換手段により変換された電気信号を復調する復調手段と、該復調手段により復調された電気信号を音声出力する音声出力手段と、アップロード用光を受光して反射させる反射手段とを備え、該反射手段により反射させる際に前記アップロード用光の強弱を端末使用者が発信する情報に従って変化させることが可能な無電源端末、
送信すべき情報の電気信号をアナログ変調またはデジタル変調する変調手段と、該変調手段により変調された電気信号に応じて強度変調した光信号を前記無電源端末に対して送出する送信手段を備えた送信局、および
アップロード用光を発光する発光手段と、前記無電源端末の反射手段により反射されて戻されてきたアップロード用光を受光する受光手段と、該受光手段により受光したアップロード用光の強弱に基づいて前記無電源端末から端末使用者が発信する情報を解析する情報解析手段とを備えた受信局
を具えたことを特徴とする無電源端末による通信システム。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の通信システムにおいて、前記無電源端末の光電変換手段が太陽電池であることを特徴とする通信システム。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載の通信システムにおいて、前記無電源端末の音声出力手段がイヤホンまたはヘッドホンまたはスピーカであることを特徴とする通信システム。
【請求項９】
請求項３ないし６のいずれかに記載の通信システムにおいて、前記無電源端末の反射手段が再帰型反射部材であることを特徴とする通信システム。
【請求項１０】
請求項１または２に記載の通信システムにおいて使用する無電源端末において、前記光電変換手段としての太陽電池と前記音声出力手段としてのイヤホンまたはヘッドホンまたはスピーカとが一体構成になっていることを特徴とする無電源端末。
【請求項１１】
請求項１０に記載の無電源端末において、前記イヤホンまたはヘッドホンまたはスピーカが端末使用者に装着された状態において前記太陽電池の光受光面が前記端末使用者の視線方向を向くように、前記太陽電池と前記イヤホンまたはヘッドホンまたはスピーカとが配置されて一体構成になっていることを特徴とする無電源端末。
【請求項１２】
請求項３ないし６のいずれかに記載の通信システムにおいて使用する無電源端末において、前記光電変換手段としての太陽電池と前記音声出力手段としてのイヤホンまたはヘッドホンまたはスピーカと前記反射手段としての再帰型反射部材とが一体構成になっていることを特徴とする無電源端末。
【請求項１３】
請求項１２に記載の無電源端末において、前記イヤホンまたはヘッドホンまたはスピーカが端末使用者に装着された状態において前記太陽電池の光受光面および再帰型反射部材の光反射面が前記端末使用者の視線方向に向くように、前記太陽電池と前記イヤホンまたはヘッドホンまたはスピーカと再帰型反射部材とが配置されて一体構成になっていることを特徴とする無電源端末。
【請求項１４】
請求項３または５に記載の通信システムにおいて使用する無電源端末において、前記光信号を容器内に入射させ、また容器外へ出射させる光透過弾性部材を有する密閉容器に粒子が封入されており、圧力変動に応じて容器内の光透過率が変化することで前記容器内を通る光信号の強度を変化可能な光強度変化手段をさらに備え、該光強度変化手段を介して前記光信号の強弱を前記端末使用者が発信する情報に従って変化させることが可能なことを特徴とする無電源端末。
【請求項１５】
請求項４または６に記載の通信システムにおいて使用する無電源端末において、前記アップロード用光を容器内に入射させまた容器外へ出射させる光透過弾性部材を有する密閉容器に粒子が封入されており、圧力変動に応じて前記容器内の光透過率が変化することで前記容器内を通るアップロード用光の強度を変化可能な光強度変化手段をさらに備え、該光強度変化手段を介して前記アップロード用光の強弱を前記端末使用者が発信する情報に従って変化させることが可能なことを特徴とする無電源端末。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載の無電源端末において、前記光強度変化手段が、前記密閉容器に対して前記端末使用者が発信する情報を表す音声を導いて圧力変動を与える部材をさらに備えたことを特徴とする無電源端末。
【請求項１７】
請求項１４または１５に記載の無電源端末において、前記光強度変化手段が、前記密閉容器に対して前記端末使用者が発信する情報を表す前記端末使用者の機械的操作により圧力変動を与える部材をさらに備えたことを特徴とする無電源端末。
【請求項１８】
請求項１ないし６のいずれかに記載の通信システムにおいて、前記無電源端末が、前記光電変換手段により変換された電気信号の電気エネルギーを蓄積する蓄電手段をさらに備えたことを特徴とする通信システム。
【請求項１９】
請求項１０ないし１７のいずれかに記載の無電源端末において、前記光電変換手段により変換された電気信号の電気エネルギーを蓄積する蓄電手段をさらに備えたことを特徴とする無電源端末。
【請求項２０】
請求項１ないし６のいずれかに記載の通信システムにおいて、前記送信局は、前記送信手段により送出する光信号を特定方向に向けて送信する部材をさらに備え、前記無電源端末は、特定方向からの光信号を前記光電変換手段に導く光導入路をさらに備えたことを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、無電源端末による通信システムに関し、特に多数の端末使用者に対して環境側から手軽に情報をダウンロード光空間通信できるようにするとともに、環境側に対しても各端末使用者から手軽に情報をアップロード光空間通信できるようにした、新しい無電源端末による通信システムに関するものである。
背景技術
従来、光を利用して通信を行う光通信技術として特開平８−１０７３８６号公報や特開２０００−２２６３７号公報が提案されている。
特開平８−１０７３８６号公報では、主光伝送装置にのみ電力源を持たせ、この主光伝送装置から従光伝送装置へ光により電力を伝送するように構成された通信システムを提案しており、この通信システムによれば、光により電力を伝送することで一方の電源を不要とし、たとえば電話局（主光伝送装置）から光ファイバーを介して電力光と情報信号光とを同時に電話器（従光伝送装置）に伝送し、電力光による光エネルギーを電話器側にて変換することで、電話器を無電源化した電話システムが可能になるとしている。
特開２０００−２２６３７号公報では、受信装置から送信装置に向けてレーザビームを出射し、送信装置では受光したレーザビームを情報伝送のために強度変調して受信装置へ送り返すように構成された通信システムを提案しており、この通信システムによれば、たとえばイベント会場等において１つの送信装置および多数の受信装置を適宜配置することで１対多通信が可能になるとしている。
しかしながら、前者の通信システムのように光を電源として使用する場合、情報の通信のために光の点滅を繰り返すと、光電変換された電気信号の電圧が変化してしまう。したがって、安定した電源を供給するには、定電圧回路が必要であり、また通信に使用する光の強度も極めて高くしなければならない。このため、光により通信を行い、かつ電源用のエネルギーを供給しようとする場合には、通信システム、とくに受信装置側の回路が大型、複雑になるという不都合が考えられる。
また後者の通信システムのように光を変調して通信を行う場合、情報送信装置側では液晶のような光変調手段が必要となるが、光変調手段は、通常、電源が必要となるので、無電源の送信装置には搭載できないという不都合が考えられる。
発明の開示
そこで、本発明の目的は、乾電池等の別途の電源を必要とせず、回路構成がシンプルで、小型かつ軽量であり、容易に携帯・装着可能なユーザ端末を利用して、情報送受信局を配置した環境側との間で手軽に光空間通信を行うことのできる、全く新しい通信システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、端末使用者に対して環境側から手軽に情報をダウンロード光空間通信できるようにするとともに、環境側に対しても端末使用者から手軽に情報をアップロード光空間通信できるようにして、通信システムを手軽に利用できるユーザ端末としての全く新しい無電源端末を提供することにある。
上記のような目的を達成するために、本発明の無電源端末による通信システムは、第１の特徴として、強度変調された光信号を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、光電変換手段により変換された電気信号を音声出力する音声出力手段とを備えた無電源端末、および、送信すべき情報の電気信号に応じて強度変調した光信号を無電源端末に対して送出する送信手段を備えた送信局、を具えたことを特徴とし、第２の特徴として、強度変調された光信号を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、光電変換手段により変換された電気信号を復調する復調手段と、復調手段により復調された電気信号を音声出力する音声出力手段とを備えた無電源端末、および、送信すべき情報の電気信号をアナログ変調またはデジタル変調する変調手段と、変調手段により変調された電気信号に応じて強度変調した光信号を無電源端末に対して送出する送信手段を備えた送信局、を具えたことを特徴とする。
また、本発明の無電源端末による通信システムは、第３の特徴として、強度変調された光信号の一部を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、光電変換手段により変換された電気信号を音声出力する音声出力手段と、強度変調された光信号の他の一部を受光して反射する反射手段とを備え、反射手段により反射させる際に光信号の強弱を端末使用者が発信する情報に従って変化させることが可能な無電源端末、送信すべき情報の電気信号に応じて強度変調した光信号を無電源端末に対して送出する送信手段を備えた送信局、および、無電源端末の反射手段により反射された光信号を受信する受光手段と、受光手段により受光した光信号の強弱に基づいて無電源端末から端末使用者が発信する情報を解析する情報受信手段とを備えた受信局、を具えたことを特徴とし、第４の特徴として、強度変調された光信号を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、光電変換手段により変換された電気信号を音声出力する音声出力手段と、アップロード用光を受光して反射させる反射手段とを備え、反射手段により反射させる際にアップロード用光の強弱を端末使用者が発信する情報に従って変化させることが可能な無電源端末、送信すべき情報の電気信号に応じて強度変調した光信号を無電源端末に対して送出する送信手段を備えた送信局、および、アップロード用光を発光する発光手段と、無電源端末の反射手段により反射されて戻されてきたアップロード用光を受光する受光手段と、受光手段により受光したアップロード用光の強弱に基づいて無電源端末から端末使用者が発信する情報を解析する情報受信手段とを備えた受信局、を具えたことを特徴とし、第５の特徴として、強度変調された光信号の一部を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、光電変換手段により変換された電気信号を復調する復調手段と、復調手段により復調された電気信号を音声出力する音声出力手段と、強度変調された光信号の他の一部を受光して反射させる反射手段とを備え、反射手段により反射させる際に光信号の強弱を端末使用者が発信する情報に従って変化させることが可能な無電源端末、送信すべき情報の電気信号をアナログ変調またはデジタル変調する変調手段と、変調手段により変調された電気信号に応じて強度変調した光信号を無電源端末に対して送出する送信手段を備えた送信局、および、無電源端末の反射手段により反射された光信号を受信する受光手段と、受光手段により受光した光信号の強弱に基づいて無電源端末から端末使用者が発信する情報を解析する情報受信手段とを備えた受信局、を具えたことを特徴とし、第６の特徴として、強度変調された光信号を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、光電変換手段により変換された電気信号を復調する復調手段と、復調手段により復調された電気信号を音声出力する音声出力手段と、アップロード用光を受光して反射させる反射手段とを備え、反射手段により反射させる際にアップロード用光の強弱を端末使用者が発信する情報に従って変化させることが可能な無電源端末、送信すべき情報の電気信号をアナログ変調またはデジタル変調する変調手段と、変調手段により変調された電気信号に応じて強度変調した光信号を無電源端末に対して送出する送信手段を備えた送信局、および、アップロード用光を発光する発光手段と、無電源端末の反射手段により反射されて戻されてきたアップロード用光を受光する受光手段と、受光手段により受光したアップロード用光の強弱に基づいて無電源端末から端末使用者が発信する情報を解析する情報受信手段とを備えた受信局、を具えたことを特徴とする。
これらの場合に、本発明の通信システムは、さらに別の特徴として、無電源端末の光電変換手段が太陽電池であること、無電源端末の音声出力手段がイヤホンまたはヘッドホンまたはスピーカであること、無電源端末の反射手段が再帰型反射部材であることを特徴とする。
一方、上記本発明の通信システムにおいて使用する無電源端末は、光電変換手段としての太陽電池と音声出力手段としてのイヤホンまたはヘッドホンまたはスピーカとが一体構成になっていること、端末使用者がイヤホンまたはヘッドホンまたはスピーカを装着した状態において太陽電池の光受光面が端末使用者の視線方向を向くように、太陽電池とイヤホンまたはヘッドホンまたはスピーカとが配置されて一体構成になっていること、光電変換手段としての太陽電池と音声出力手段としてのイヤホンまたはヘッドホンまたはスピーカと反射手段としての再帰型反射部材とが一体構成になっていること、端末使用者がイヤホンまたはヘッドホンまたはスピーカを装着した状態において太陽電池の光受光面および再帰型反射部材の光反射面が端末使用者の視線方向に向くように、太陽電池とイヤホンまたはヘッドホンまたはスピーカと再帰型反射部材とが配置されて一体構成になっていることを特徴とする。
またさらに別の特徴として、無電源端末は、光信号を容器内に入射させまた容器外へ出射させる光透過弾性部材を有する密閉容器に粒子が封入されており、圧力変動に応じて容器内の光透過率が変化することで容器内を通る光信号の強度を変化可能な光強度変化手段をさらに備え、この光強度変化手段を介して光信号の強弱を端末使用者が発信する情報に従って変化させることが可能なこと、アップロード用光を容器内に入射させまた容器外へ出射させる光透過弾性部材を有する密閉容器に粒子が封入されており、圧力変動に応じて容器内の光透過率が変化することで容器内を通るアップロード用光の強度を変化可能な光強度変化手段をさらに備え、この光強度変化手段を介してアップロード用光の強弱を端末使用者が発信する情報に従って変化させることが可能なこと、光強度変化手段が、密閉容器に対して端末使用者が発信する情報を表す音声を導いて圧力変動を与える部材をさらに備えたこと、光強度変化手段が、密閉容器に対して端末使用者が発信する情報を表す端末使用者の機械的操作により圧力変動を与える部材をさらに備えたことを特徴とする。
また、上記通信システムおよび上記無電源端末は、さらに別の特徴として、光電変換手段により変換された電気信号の電気エネルギーを蓄積する蓄積手段をさらに備えたことをも特徴とする。
これら様々な特徴を有する本発明の通信システムおよび無電源端末によれば、送信局および受信局を配置した環境側との光空間通信に必要なユーザ端末について、太陽電池等の光電変換手段およびイヤホン等の音声出力手段ならびに必要に応じて再帰型反射部材等の反射手段を備えたものとし、それらの無電源駆動を可能ならしめ、シンプルかつ小型軽量な無電源端末を実現することができる。そして、この無電源端末を利用することで、環境側も極めてシンプルな構成にでき、端末使用者に対して環境側から手軽に情報をダウンロードできるようにするとともに、環境側に対しても端末使用者から手軽に情報をアップロードできるようにして、極めて手軽に利用できる光空間通信システムを実現することができる。
たとえば、会場や展示品等についての音声情報を送信し、参加者が無電源端末で受けて聞けるようにすることで、無電源端末を各種情報案内に利用したイベントや展示会などといった様々な１対多通信空間を実現することが可能となる。
また、無電源端末にて受けた光の強弱を端末使用者が自らの手や端末に組み込まれた無電源駆動の光強度変化手段の操作を介して任意に変化できる態様とすることで、別途の電源を必要とすることなく、携帯・装着した端末のみで端末使用者からの情報を環境側へアップロードすることもでき、イベントや展示会などにおいて各参加者が自らの意思等を送れるといった多対１通信空間が上記１対多通信空間と同時に実現可能となる。光強度変化手段については、空気等の振動を利用した圧力変化により光の強度変調を行うので、無電源駆動可能である。
さらにまた、この通信システムにおいて、環境側から端末側へダウンロードしたい情報の電気信号をＡＭ・ＦＭ等の各種アナログ変調やＰＡＭ・ＰＷＭ・ＰＰＭ等の各種デジタル変調しておくことで、通信に使用される光への雑音影響を減少させることができ、より良好な通信空間を実現できる。
なおこの場合、無電源端末には復調回路等の復調手段が必要となるが、当然回路構成や使用素子によっては無電源駆動可能であり、また電源が必要になるとしても、たとえば光電変換手段により受光した光から変換した電気信号の電気エネルギーを二次電池等の蓄電手段で蓄積することで、別途の電源用の信号線や定電圧回路を設けることなく給電することができる。復調回路や二次電池を組み込んでも無電源端末は十分に小型軽量化可能であり、携帯性・装着性を損ねることはない。
発明を実施するための最良の形態
（第１実施形態）
図１Ａおよび図１Ｂは、各々、本発明の第１の実施形態を示したものである。この図１Ａおよび図１Ｂに示したように、本発明による通信システムは、ユーザに携帯・装着される無電源端末１０と環境側に配置される送信局２０および受信局３０とを基本構成としている。送信局２０および受信局３０は、一体型のもの（図１Ａ）としても、別体のもの（図１Ｂ）としてもよい。
図１Ａの場合について説明すると、ダウンロード通信では、送信局２０は、送信すべき情報の電気信号に応じて強度変調した光信号を無電源端末１０に対して送出することでダウンロード送信を行い、無電源端末１０は、送信局２０が送出した強度変調された光信号の一部を受光して電気信号に変換し、その電気信号を音声出力することでダウンロード受信を行う。
アップロード通信では、無電源端末１０は、送信局２０が送出した強度変調された光信号の他の一部を受光して反射し、その反射の際に光信号の強弱を端末使用者が発信する情報に従って変化させることでアップロード送信を行い、受信局は、無電源端末１０から反射されて戻されてきた光信号を受光し、その光信号の強弱に基づいて無電源端末１０から端末使用者が発信する情報を解析することでアップロード受信を行う。
図１Ｂの場合について説明すると、ダウンロード通信では、送信局２０は、送信すべき情報の電気信号に応じて強度変調した光信号を無電源端末１０に対して送出することでダウンロード送信を行い、無電源端末１０は、送信局２０が送出した強度変調された光信号を受光して電気信号に変換し、その電気信号を音声出力することでダウンロード受信を行う。
アップロード通信では、無電源端末１０は、受信局３０が発光したアップロード用光を受光して反射し、その反射の際にアップロード用光の強弱を端末使用者が発信する情報に従って変化させることでアップロード送信を行い、受信局は、アップロード用光を無電源端末１０に対して発光し、無電源端末１０から反射されて戻されてきたアップロード用光を受光し、そのアップロード用光の強弱に基づいて無電源端末１０から端末使用者が発信する情報を解析することでアップロード受信を行う。
したがって、図１Ａと図１Ｂとの違いは、ダウンロードおよびアップロードのための光を図１Ａでは共有し、図１Ｂではそれぞれ別光としていることにある。
このような図１Ａおよび図１Ｂの実施形態において、無電源端末１０は、より具体的には、筐体１３上に、送信局２０からの光信号を光電変換する太陽電池等の光センサ１２と光信号またはアップロード用光を受信局３０に反射し戻す反射板または反射シート状の再帰型反射部材１１とが設けられており、また光センサ１２による電気信号を音声出力するイヤホン１４が筐体１３に対してコネクタを介して脱着可能に接続されている。
送信局２０および受信局３０は、より具体的には、図１Ａでは一体構成されており、後述するその光源２３（図２参照）および光センサ３１（図３参照）がほぼ同じ位置に設置されている。送信局２０から送出された光信号は無電源端末１０の再帰型反射部材１１によって入射方向と正確に同方向に反射されてくるので、発光位置と受光位置とをほぼ同一とする必要があるためである。これにより、光をダウンロードおよびアップロードに共有した一体構成を実現できる。他方図１Ｂでは、それぞれ離れて配置され、個別に無電源端末１０との間で光の送受を行うようになっている。
無電源端末１０の回路構成は、たとえば図２に示すように光センサ１２およびそれに導線を介して直結されたイヤホン１４から構成される。この回路構成により、送信局２０から強度変調されて送られてきた光信号を光センサ１２で受け、その光電変換により得られる電気信号でイヤホン１４が駆動されて、当該電気信号がそのまま再生出力される。このときイヤホン１４駆動に利用されているのは情報信号を割り当てた交流成分であり、光センサ１２で同時に発生する直流成分は利用されていない。すなわち、交流成分のみにより無電源で音声出力を実現しているのである。
一方、再帰型反射部材１１はアップロード時にのみ用いられるものであり、ダウンロード用の光センサ１２およびイヤホン１４とは回路結線されていない。逆にいうと電気を全く必要としないのである。この再帰型反射部材１１により光信号（図１Ａの場合）またはアップロード用光（図１Ｂの場合）を反射して受信局３０に送り返す際に、たとえば端末使用者が自らの手を再帰型反射部材１１の前にかざして光路を全部または半分遮ったりすることで光の強弱を変化させることができる。そしてこの手の操作を自らの意思情報（たとえばＹＥＳ／ＮＯの選択指示）等に応じて行うことで、送り返す光の強弱もそれに従ったものとなり、その意思情報等を無電源でアップロード送信できるのである。
なお、図１Ａの場合において光信号の一部を受光し光電変換するおよび光信号の他の一部を受光し反射するとは、送られてきた光信号のうちで光センサ１２の受光面で受光できる範囲の光信号を受光すること、および光センサ１２とは別に再帰型反射部材１１の受光面で受光できる範囲の光信号を受光することを意味している。
送信局２０の回路構成は、たとえば図３に示すように音声発生源２１、制御回路２２および光源２３から構成される。音声発生源２１は、無電源端末１０に対して送信すべき情報の発生源であり、マイクロホン、テープレコーダ、情報処理装置等、周知のものを使用することができる。制御回路２２は、光源２３を制御して当該光源２３から発生する光信号の強度を変調する回路であり、たとえば音声発生源２１が発生する音声信号の電圧レベルに応じて光源２３の駆動電圧を変化させることにより、光信号の強度変調制御を行うことができる。光源２３は、制御回路２２の制御を受けて光を発光する光源であり、送信する情報の周波数に応答して光の強弱を制御でき、十分な光量の光を発光可能なたとえば赤外発光ダイオードを用いることができる。発光ダイオードは、必要な送信距離に応じて送出する光量をより多くするためにアレイ状にして用いてもよい。また用途に応じて、光源２３が発射する光が特定方向のみに対して発射されるよう光に指向性をもたせることが好ましく、そのためにたとえば放物反射面をもつ反射鏡の焦点位置にＬＥＤアレイの発光源を設けた態様を考慮できる。
なお、この実施形態では光を使用して音声を送信局２０から出力させているが、用途により、音響、その他、出力させたい形態に応じて、音声発生源２０の代わりに好適な情報発生源を使用すればよい。
受信局３０の回路構成は、たとえば図４に例示すように光センサ３１および解析回路３２から構成され、図１Ｂの実施形態ではさらにアップロード用光を発光する光源も具備される。光センサ３１は、無電源端末１０が反射した送信局２０からの光信号（図１Ａの場合）または無電源端末１０が反射して戻してきた受信局３０自らのアップロード用光（図１Ｂの場合）を受光し、光電変換して電気信号を出力する光センサであり、たとえばフォトダイオードやカメラ等の撮像器を用いることができる。フォトダイオードについては２次元配列としてもよい。解析回路３２は、光センサ３１から出力される電気信号に基づいて無電源端末１０のユーザが送信した情報を解析する回路である。たとえば、ユーザが無電源端末１０に送信されてくる情報の選択の指示を環境側へ与えるつまりアップロードする際に、ＹＥＳ／ＮＯをオン／オフの形態で発信するための操作を行う場合、上述したようにユーザが自らの手の操作により強弱変化を付した光信号またはアップロード用光として反射送信するので、解析回路３２では、その光の強弱を解析して無電源端末１０から端末使用者が発信したＹＥＳ／ＮＯの選択指示情報を取得する。この解析処理においては、たとえば光センサ３１から出力される電気信号の電圧レベルを予め設定されているしきい値と比較することで、ＹＥＳなのかＮＯなのかを解析できる。解析結果はオン／オフの２値の形態で出力され、たとえば用途に応じて端末使用者が送信しようとした情報の内容を表す信号、上記例の場合ＹＥＳ／ＮＯを表す文字コード信号や音声信号など、として出力できる。
そして、この解析結果信号に従って環境側にて端末使用者が送信したアップロード情報（上記例ではＹＥＳ／ＮＯ）に対応したダウンロード情報をさらに送信局２０から送信できるようにシステム構築しておくことで、環境側およびユーザ側との間のインタラクティブ通信を実現できるのである。
ところで、以上のとおりの本発明の通信システムにおいて使用される無電源端末１０は、たとえば図５に例示したように、図１に示したイヤホン１４の代わりにスピーカ１５を筐体１３に組み込んだ形態のものとしてもよい。このとき、たとえば、筐体１３とともに、それに組み込まれる光センサ１２、再帰型反射部材１１およびスピーカ１５を薄型とすることで、薄型軽量なカード型無電源端末１０を実現することもできる。カード型化には、薄くし易い太陽電池および再帰型反射シートを光センサ１２および再帰型反射部材１１として用いることが好ましい一つの態様である。もちろんイヤホン１４とスピーカ１５の両方を具備していてもよいことは言うまでもない。
またさらに、無電源端末は、図６に例示したようなイヤホン型とすることもできる。この図６に例示した無電源端末１００においては、イヤホン１０３、太陽電池１０１、および再帰型反射シート１０２が一体構成されたものとなっている。より具体的には、太陽電池１０１を囲むように再帰型反射シート１０２をほぼ同一面にて配置してなる板状の光送受部がイヤホン１０３を有する耳装着部に取り付けられており、イヤホン１０３が端末使用者に装着された状態において太陽電池１０１の光受光面および再帰型反射シート１０２の光反射面が端末使用者の視線方向を向くように、それぞれが配置されて一体的に構成されている。端末内部には、太陽電池（１１ａ）の出力端子とイヤホン（１２ａ）の入力端子とを結線する導線（図示なし）が内蔵されているだけで、イヤホン（１２ａ）駆動用の電池等の電源は組み込まれていない。これは、前述したように太陽電池（１１ａ）により得られた電気信号でそのままイヤホン（１２ａ）を駆動し音声出力しているので、別途の専用電源を必要としないためである。このようなイヤホン型の無電源端末１００によって、より優れた端末装着性を実現でき、端末使用者はさらに手軽に環境側とのインタラクティブ通信を利用できるようになる。
もちろん、これらイヤホン型およびカード型などの様々な形態の無電源端末は、環境や用途に応じて使い分ければよい。
ここで、上述した構成の通信システムの動作について、図７に示したような博物館の展示物の案内システムとして利用する場合を一例に説明する。図７において、博物館の一室内の陳列場２００には、その壁面に絵画等の陳列物２０１、２０２が陳列してあり、それぞれの陳列物２０１，２０２に対応して、その上部に陳列物２０１，２０２を案内するための送受信局２０３，２０４が設けられている。この送受信局２０３，２０４は、陳列物２０１，２０２の案内音声を音声発生源２１（図３参照）に予め記憶させており、制御回路２２（図３参照）により光源２３（図３参照）を制御して案内音声の音声信号のレベルに応じた光信号つまり強度変調された光信号を所定方向に発射している。見物人である端末使用者２０５は、前述のイヤホン型の無電源端末１００を耳に装着しており、たとえば陳列物２０１に視線を向けるあるいは陳列部２０１の前で光信号の発射方向に視線を向けると、送受信局２０３に対して無電源端末１００の太陽電池１０１の光受光面が向くことになり、送受信局２０３から発射されている光信号を無電源端末１００の太陽電池１０１で受光する。受光した光が太陽電池１０１で光電変換されると、イヤホン１０３から陳列物２０１に関する音声案内が再生出力される。
この音声案内の最後にたとえば「さらに別の案内を行いますか？」の問い合わせが流れる場合、それに対してＹＥＳを回答するには、端末使用者２０５は無電源端末１００の再帰型反射シート１０２を使用して、送信局２０から発射された光を受信局３０の光センサ３１（図４を参照。以下同じ）に向けて所定時間反射させる。ＮＯを回答するには、受信局３０の光センサ３１へ光信号を反射させた後、すぐに手で光をさえぎるか、または、向きを変えて反射角を変え、光センサ３１へ光を送らないようにする。なお、短時間で２回，３回，４回手でさえぎることにより、明滅回数に応じて、ＹＥＳ，Ｎｏ以外にもいくつかの端末使用者の意思情報をアップロード可能である。
受信局３０では、解析回路３２（図４参照）が光センサ３１から出力された図９Ａに例示したような電気信号の電圧レベルを予め設定されている図９Ｂに例示したようなしきい値と比較することにより、たとえば以下のように見物人の回答を判別解析する。
（１）しきい値以上の電気信号が発生した後、電気信号のレベルがしきい値以下となる時間を計時し、計時結果が所定時間以上継続して発生した場合には、見物人の回答はＹＥＳと判定する。
（２）しきい値以上の電気信号が発生した後、電気信号のレベルがしきい値以下となる時間を計時し、計時結果が所定時間以下の場合には、見物人の回答はＮＯと判定する。
そして、この判別解析に結果に従ってさらに以下のようにインタラクティブダウンロードを続ける。
（Ｉ）ＹＥＳの回答が得られた場合には、受信局３０は、送信局２０に対して、別の音声案内をその電気信号に応じて強度変調された光により発信するように指示する。
（ＩＩ）ＮＯが得られた場合には、受信局３０は、案内の停止を送信局２０に対して指示する。
この指示処理は受信局３０が行うようにしても、別途の制御局が行うようにしてもよい。
以上により、イヤホン型の無電源端末１００を耳に装着している端末使用者２０５の見物人は各陳列場で所望の陳列品２０１，２０４に視線を向けるだけでその音声案内を聞くことができる。
またさらに、送受信局においては、視線方向が向けられた端末使用者２０５から発信される情報を受信することができるので、複数の送受信局２０３，２０４を設けておくことにより、端末使用者２０５が、複数の送受信局２０３，２０４のいずれの送受信領域に存在しているかを判別することも可能である。このように端末使用者２０５の存在位置が判別できるので、これを利用して端末使用者に対しより適切な情報を提供できる通信システムを構築することもできる。
たとえば図８はこの存在位置判別機能付きの通信システムの一適用例を示したものであり、この図８の例では、陳列場２１０には、複数の送受信局２１１〜２１７が配置されており、これらの複数の送受信局２１１〜２１７のそれぞれと、端末使用者２１８が通信することにより、複数の送受信局２１１〜２１７との通信により、端末使用者２１８の存在位置が判別できる。例えば、送受信局２１１〜２１３の光信号の発射方向と、送受信局２１４〜２１７が光信号の発射方向とが直交するような関係に、複数の送受信局２１１〜２１７を配置しておくことにより、端末使用者２１８の存在位置の領域が、おおまかに判別できるので、それに応じて端末使用者に対して適切な情報を提供できる。また、端末使用者２１８の位置履歴を利用することにより、更に端末使用者に対して適切な情報を提供できる。複数の端末使用者に対応するには、それぞれの端末使用者に対して、利用する光信号の波長帯域を変えて個別に送受信できるようにしても良い。
以上の説明は本発明の通信システムの１用途であるが、本発明を以下の種々の用途に使用することができる。
（１）看板に送信局および受信局を設置し、看板のコマーシャル音声を無電源端末を保有する閲覧者に聞かせることができる。
（２）音声案内ではなく、例えば、送信局からは音楽を流し、端末使用者は、無電源端末により、音楽を聞くと共に、受信局に対しては、流れている音楽の変更を指示することができる。
（３）光信号として複数の種類の特定波長の光信号を用いることで、複数の送受信局を複数の端末使用者に対して１対１に割り当てることができる。これにより、例えば、異なる情報を複数の端末使用者に送ることができる。
合唱の練習などに利用する場合には、合唱のためのパート音を個別に送ることができる。この場合には、光信号を発射する方向に指向性を持たせ、送信局から発射する光信号および無電源端末の受光素子に対して波長制限を行うフィルタを設置し、フィルタで制限したそれぞれの波長帯域を複数の送受信局および無電源端末の対で異なるようにする。これにより、混信を阻止して送受信できる。
ハードウェア構成の変形例としては、次のものを挙げることができる。
（１）端末使用者の無電源端末から情報を出力する形態としては、音信号の他に、これに加えてＬＥＤ（発光ダイオード）による光の点灯や、発光の強弱による情報を出力することもできる。これは、強度変調された光信号の発光光源としては、赤外発光ダイオードを用いるので、無電源端末の利用者は、その光は見えないので、信号を受信しているかどうかは確認できないため、可視光による出力形態も併用する。この場合には、光電変換された電気信号の一部の電気エネルギーを駆動電源として微少電力で駆動できる可視光発光ダイオードが使用されて、可視光が出力される。
（２）また、無電源端末側の情報の受信と送信を考慮して、送信局側では、たとえば図９Ｃに示したように、ダウンロード通信のために光信号を強度変調して送信している区間（端末側からみて受信区間）と、アップロード通信のために一定強度の光つまり強度変調しない光を送出している区間（端末側からみて送信区間）とを交互に設けて、無電源端末の端末使用者は、送信空間中にその光をオン・オフ等して強弱変化させて情報をアップロード送信するようにすることで、より確実にその端末使用者から発信された情報を取得できることとなる。
（３）上述の実施形態の強度変調された光信号としては、ミリ波などの電磁波を使用してもよい。
（４）また、無電源端末での反射光を無電源で強度変調することができる。この場合には、たとえば、光を透過させる部材で形成された密閉容器を無電源端末の反射板の前に設ける。なお、密閉容器の一部には空気振動を伝える膜を設け、密閉容器中には光を吸収する粒子たとえば黒鉛の粒子を封入しておく。人間が発生する声（空気振動）を密閉容器の膜に伝えることで、密閉容器を透過する光の強度が、音声レベルに応じて変調される。受信局では、強度変調された光を電気信号に変換して、スピーカやイヤホンから音声再生出力したり、音声認識したりすることにより、端末使用者が送信した情報を出力する。このような手段による強度変調は、反射板による反射前の光および／または反射後の光に対して行う。
この具体的な内容については、後述する次の実施例の説明により説明する。
（第２実施形態）
図１０は、無電源端末において反射光を強度変換して無電源端末の側から情報をアップロード発信する構成を概略的に示す図である。図１０において、情報をアップロードする無電源端末の主要部のみを示している。２０は送信局、３０は受信局、１１０は無電源端末である。１１１は電源無しで光の透過率を変えることができる光強度変化手段である。アップロード機能のため、無電源端末１１０は、送信局２０の光源２３からの光を入射方向とほぼ同じ方向に反射させるコーナーキューブ等でなるリフレクタ１１２と、受信局３０の光センサ３１との間の光路中に配置され、送信局２０の光源２３から発射される光を通過させる光強度変化手段１１１から構成される。
光源２３から発射され、光強度変化手段１１１を通過した光、すなわち、強度変調された光信号は受信局３０側の光センサ３１に送信される。送信局２０から光を発生する光源２３としては、赤外光を発光する発光ダイオードを使用する。光センサ３１は、リフレクタ１１２により入射方向の逆方向に反射され、光強度変調された光を受光（受信）する。光センサ３１の光電変換出力が、受信局３０において判別されて出力される。送信局２０および受信局３０がまとめて構成される場合は、光源２３は、受信局３０の内に設けられてもよく、受信局３０の外に配置されてもよい。光源２３の配置は、用途により決定される。
図１１には、光強度変化手段１１１の構成の一例を示している。図１１において、１１１ａおよび１１１ｂは透過率が一定の透過部材（シート、膜等）であり、光を透過させることができる部材を使用する。部材１１１ｃは、透過部材１１１ａおよび１１１ｂ、弾性部材１１１ｅと共に密閉容器を形成する。この密閉容器の中を光を通過させて光の強度を変える。その場合に、光が通過させる密閉容器の厚みを変えて透過部材１１１ａから１１１ｂを通過する光の強度を変える。したがって、光が通過しない部材１１１ｃは透過部材である必要はない。光が通過させる密閉容器の光通過方向の厚みを変えるため、圧力変動により矢印Ｐ方向に伸縮する弾性部材１１１ｅを設けている。弾性部材１５に向かって息を吹きかけるための筒１１１ｄが設けられ、すなわち、音声を導く筒（部材）１１１ｄが設けられ、筒１１１ｄの先端部から端末利用者が、例えば発声することにより弾性部材１１１ｅに息が吹きかかり、弾性部材１１１ｅが矢印Ｐ方向に伸縮して、圧力変動により、光が通過する密閉容器の光通過方向の厚みが変わる。透過部材１１１ａ，１１１ｂ、部材１１１ｃおよび弾性部材１１１ｅにより形成される密閉容器の中には、圧力変動により光透過率を変えるため、光を吸収する粒子、たとえば、黒鉛などが封入されている。図１２には、光強度変化手段１１１の外観を示している。図１２において、図１１と同様の個所には同一の符号を付しているので、詳細な説明を省略する。
アップロードするためには、送受信局（送信局２０および受信局３０）から、無電源端末１１０に対して光信号送出されて、リフレクタ１１２により反射光を返しているとき、無電源端末１１０の端末利用者は、筒１１１ｄにより弾性部材１１１ｅに向かって声を出すと、その空気振動が弾性部材１１１ｅに伝わり、弾性部材１１１ｅが矢印Ｐ方向に振動する。これにより密閉容器内の力学的な内部圧力が変動するので、光が通過する密閉容器の光通過方向での厚みが変わり、密閉容器を通過する光の透過率が変動し、これにより、透過部材１１１ａおよび１１１ｂを通過する光が強度変調される。
受信局３０では、無電源端末１１０から返される光を復調して、端末利用者から送信された音声を再生出力する。
以上、述べたように、本実施形態では、力学的な圧力変動を使用して光強度変調を行うので、電気的な電源は必要はなく、無電源で端末利用者は発信する情報を送信することができる。
上述の実施形態の他に次の形態により実施するように構成しても良い。
（１）音声以外に空気圧の変動を生じさせる手段としては、図１３に示すような機構を使用することができる。図１３において、１１１ｄは筒、１１１ｆはバネ、１１１ｇはボタンである。ボタン１１１ｇはバネ１１１ｆにより付勢される。端末利用者が情報を送信する場合は、ボタン１１１ｇを押下するという機械的操作により、空気振動を弾性部材１１１ｅに伝えて、情報送信を行う。また、筒１１１ｄ内に流体を封入して、ボタン１１１ｇの操作により発生する圧力変動による振動を弾性部材１５に伝えるようにしてもよい。
（２）その他、空気振動を伝える機構としては、温度変化を利用するものを使用してもよい。たとえば、記憶合金を使用して、情報送信者が形状記憶合金部材に接触したり、離したりすることで、形状記憶合金部材の形状を変化させて、空気振動を発生させることができる。
（３）上述した実施形態では光を例にしたが、光以外の電磁波を使用することができる。この場合には、使用する電磁波に好適な密閉容器とする。
（４）上述の実施形態では音声を導く部材を設けたが、装置を小型に形成したい場合には、特に設ける必要はない。この場合においては、通信性能は低下する。
（５）受光した光を反射させる光学系は、図１０に示した光学系以外を使用することができ、用途や形状に応じて、たとえば、レンズ等や反射板を組み合わせ使用してもよい。
（６）光強度変化手段１１１に対して光源２３からの光を導く光学系や、遮光板を設けると、通信性能はさらに向上する。
（７）アップロードするための密閉容器は少なくとも電磁波を透過する透過部材と振動を伝える弾性部材で形成すればよい。
（８）光強度変化手段１１１は入射する光および出射する光の双方を透過させるようにしてもよいし、出射する光を透過するように光強度変化手段１１１を配置してもよい。
以上、説明したように、空気等の振動を利用した圧力変化により、入射光の強度を変調して、その光を入射方向とは逆方向に反射させるので、電気的な光源が不要であり、無電源で情報を送信することができる。また、音声により空気振動を発生させて光変調を行うと、受信局３０の側では光信号を電気信号に変換することで、その音声を再生することができる。さらに、空気振動を発生する手段を設けることにより操作者の操作により情報を送信することができる。
（第３の実施形態）
図１４は本発明を適用した通信システムを示す図である。図１４において、通信システムは、無電源ダウンロード装置として機能させるため、無電源端末１２０および送信局２０から構成される。この無電源端末１２０および送信局２０は、前述した無電源端末１０および送信局２０（図１〜図３参照）に対応する。この実施形態の無電源端末１２０は、無電源ダウンロード装置として機能させるだけなのでアップロード機能のための反射手段は備えてないが、前述のようにそれを備える構成であっても良い。無電源端末１２０は光を受光して電気信号に変換する無電源の光電変換回路（光電変換素子、光センサ）１２１と、光電変換回路１２１により光電変換された電気信号を音声（再生）出力するための、イヤホンまたはスピーカ等の無電源の音声出力手段１４３を有する。なお、光電変換回路１２１は、受光した光の強度に応じたレベル（たとえば、電圧）の電気信号を発生するものを使用する。
送信局２０は、光源２３および光源２３が発光する光の強度を制御する制御回路２２が備えられる。光源２３には、ＬＥＤ等、用途に応じて種々の光源を使用することができる。制御回路２２は、ＣＰＵ等のプロセッサや、ＩＣ回路等を使用する。光源２３に供給する電源電圧を制御することで発光強度を制御する。この実施形態では、予め、音声から取得した音声信号の波形に対応させて、オフセットレベルが定められており、図１６に示すように、所定の強度特性が定められている。この強度特性に基づいて，制御回路２２が光源２３の発光強度を制御する。図１６に示す強度特性は一定のオフセットレベルを有するものであり、オフセットレベルの大きさは、無電源端末１２０の受信性能に応じて適宜定められる。
このような構成で、図１６に示すような強度特性を有する光が送信局２０の光源２３から制御回路２２により制御されて発光される。発光された光は、無電源端末１２０の光電変換回路１２１で受光されて電気信号に変換され、変換された電気信号は、図１６に示す強度特性と同じ周波数特性を有するので、スピーカの音声出力手段１４３からは音声が再生出力される。
上記の実施形態では、電気信号の信号波形の信号レベルの変化そのものに対応した強度分布を持つ強度の光により情報を伝送したが、搬送波によりＡＭ変調された電気信号として、信号波形の包絡線の波形の変化に応じた強度分布を有する光信号が発生されて、その光が送出されるようにしても良い。
このようなシステム構成を図１７に示す。この図１７において、送信局２０側の制御回路２２は、伝送する電気信号を受信して、加算器によりこの電気信号を搬送波と重畳し、別の加算器によりバイアスを加えることによりＡＭ変調された電気信号を作成する。ＡＭ変調する回路自体は周知であり、詳細な説明は省略する。この作成された電気信号の変化に対応する光を光源２３により発生して送出する。すなわち、ＡＭ変調された電気信号に基づいた制御回路２２の制御により、光源２３が光を発生する。その光は、ＡＭ変調された電気信号の信号波形の包絡線の波形の変化に応じた強度分布を有するものとなっている。
この場合において、無電源端末１４０側の光電変換回路１４１により光電変換された電気信号は、ダイオードのように無電源で検波を行う検波回路１４２により検波されて、伝送すべき電気信号が取り出され、イヤホンまたはスピーカ等の無電源の音声出力手段１４３から出力される。
これにより、複数の音声を同時に送信することができる。また、ダウンロードされた側では、ＡＭラジオのように希望する周波数の音声を選択して聞くことができる。
以上の実施形態については種々の用途や改良形態が考えられるが、そのうちのいくつかを説明する。
（１）この通信システムのダウンロード装置は、予め用意しておく音声により端末利用者に対し案内を行うことができる。動物園のたとえば、「きりん」に送信局を取り付け、「きりん」の観客には無電源端末を貸与する。観客の端末利用者は、無電源端末により、「きりん」の送信局から発射されている光信号を受光すると、音声出力手段からは「きりん」について説明する音声が再生出力される。また、説明の代わりに、案内する動物の鳴き声を送信するようにしてもよい。博物館の陳列物、水族館の水槽などに送信局を設置しても観客に対して案内を行うことができる。
（２）光の強度変調により送信する情報は、音声、動物の鳴き声以外にも音楽などの音響情報とすることができる。この場合には、送信したい音響信号の信号波形と同じ強度分布特性で光を発光すればよい。
（３）上述の実施形態では、送信したい信号波形を予め定めていたが、音声、動物の鳴き声、音響をマイクロホンで採取して、電気信号に変換し、この電気信号の示す信号波形に応じた強度分布特性で応じて、送信局の光源で発光すると、リアルタイムでの情報送信が可能となる。したがって、送信したい電気信号の波形を予め用意しておく場合には、ＩＣメモリ、ハードディスク、その他の記憶手段に波形データを記憶しておけばよいし、リアルタイムで波形を転送したい場合には、マイクロホンなどの電気信号発生手段や、他の装置から電気信号を入力する入力手段を、システム構成に加えればよい。
（４）また、送信局からの光のみを受光できるように、たとえば図１５に例示したように、特定方向のみの光を光電変換回路１３１に導く手段を、無電源端末１３０に設けるとよい。図１５においては主要部のみを実線で示している。１３１は光電変換回路、１３３および１３４は遮光板である。光電変換回路１３１に特定方向のみの光を導く手段は遮光板のほかにレンズなどの光学系等を周知の手段を使用することができる。また、特定方向の光のみを導く手段を情報送信側の光源２３に設けてもよい。
（５）上述の実施形態では、無電源のイヤホンまたはスピーカなどの音声再生手段を使用したが、電源を必要とするスピーカを使用する場合には、蓄電池を備え、光電変換回路の出力（電気エネルギー）を蓄電池にも供給するようにして、蓄電池（蓄電手段）を駆動電源としてスピーカを駆動するようにして音声出力を行うと、大きい音声を再生することができる。
（６）上述の実施形態では、送信局および無電源端末がそれぞれ１つの例であったが、複数の送信局と１つの無電源端末、１つの送信局と複数の無電源端末、あるいは複数の送信局と複数の無電源端末というように用途に応じて、全体システムを構成してもよい。
（７）電磁波としては、可視光や、赤外線、ミリ波、マイクロ波、Ｘ線などの不可視の電磁波を使用することができる。また、電磁波は用途に応じて、指向性を持つ電磁波と指向性がない電磁波とを選択して使用するとよい。可視光を使用する場合には、ダウンロード機能のために無電源端末を携帯する端末利用者に、送信局の存在を知らせることができる。また、送信局２０の存在を無電源端末の端末利用者に知られたくない場合には、不可視の電磁波を使用すればよい。
（８）発生する電磁波（光信号）の波長を異ならせると、多チャンネルの情報通信が可能となる。この場合、情報の送信装置では、複数の電磁波出力装置を設置し、それぞれ所望の波長のみを通過させるバンドパスフィルタを電磁波に対して施せばよい。また、受信する側（無電源端末）では、複数の「電磁波の強度に応じたレベルの電気信号を発生する変換手段」を持ち、それぞれに該当する前記バンドパスフィルタを通過した波長のみを入力するようにすればよい。
（９）出力手段（イヤホンやスピーカ等）の出力レベルを可変にすることができる。この場合には、手動操作によるボリューム等により、光電変換回路１２１の出力信号レベルを調整する。
（１０）光電変換回路により光電変換された電気信号を知覚的に出力する出力手段としては、上述した音声出力手段の他にも、電気信号を振動の形態で出力する振動素子や味覚、嗅覚に訴える手段等用途に応じて使用するとよい。
（１１）上述の実施形態では、ＡＭ変調された電気信号により光強度が変調された光を発生したが、ＡＭ変調の替わりに、ＦＭ変調された電気信号など各種の方法でアナログ変調された電気信号を使用して、光強度が変調された光を発生してもよい。デジタル変調を利用してもよい。
以上、説明したように、本発明による通信システムによれば、電気信号を有線で送信するのではなく、光の強度変調により送信するので、有線での通信が難しい環境下における好適な通信方法を提供することができる。また、ダウンロードを無電源で、シンプルかつ小型軽量の無電源端末により行うことができる。
すなわち、送信局および受信局を配置した環境側との光空間通信に必要なユーザ端末について、太陽電池等の光電変換手段およびイヤホン等の音声出力手段ならびに必要に応じて再帰型反射部材等の反射手段を備えたものとし、それらの無電源駆動を可能ならしめ、シンプルかつ小型軽量な無電源端末を実現することができる。そして、この無電源端末を利用することで、環境側も極めてシンプルな構成にでき、端末使用者に対して環境側から手軽に情報をダウンロードできるようにするとともに、環境側に対しても端末使用者から手軽に情報をアップロードできるようにして、極めて手軽に利用できる光空間通信システムを実現することができる。
たとえば、会場や展示品等についての音声情報を送信し、参加者が無電源端末で受けて聞けるようにすることで、無電源端末を各種情報案内に利用したイベントや展示会などといった様々な１対多通信空間を実現することが可能となる。
また、無電源端末にて受けた光の強弱を端末使用者が自らの手や端末に組み込まれた無電源駆動の光強度変化手段の操作を介して任意に変化できる態様とすることで、別途の電源を必要とすることなく、携帯・装着した端末のみで端末使用者からの情報を環境側へアップロードすることもでき、イベントや展示会などにおいて各参加者が自らの意思等を送れるといった多対１通信空間が上記１対多通信空間と同時に実現可能となる。光強度変化手段については、空気等の振動を利用した圧力変化により光の強度変調を行うので、無電源駆動可能である。
さらにまた、この通信システムにおいて、環境側から端末側へダウンロードしたい情報の電気信号をＡＭ・ＦＭ等の各種アナログ変調やＰＡＭ・ＰＷＭ・ＰＰＭ等の各種デジタル変調しておくことで、通信に使用される光への雑音影響を減少させることができ、より良好な通信空間を実現できる。
なおこの場合、無電源端末には復調回路等の復調手段が必要となるが、当然回路構成や使用素子によっては無電源駆動可能であり、また電源が必要になるとしても、たとえば光電変換手段により受光した光から変換した電気信号の電気エネルギーを二次電池等の蓄電手段で蓄積することで、別途の電源用の信号線や定電圧回路を設けることなく給電することができる。復調回路や二次電池を組み込んでも無電源端末は十分に小型軽量化可能であり、携帯性・装着性を損ねることはない。
もちろん、無電源端末は、天候に左右されることなく、無電源で情報の送受信を行うことができる。また、装置構成は簡単な回路で構成できるので、廉価であり、無電源端末を使い捨て使用することも可能である。用途に応じて、無電源端末は光や音声で情報出力することができるので、案内等、種々の用途に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の一実施形態を説明するための図である。
図２は、無電源端末の回路構成の一例を示すブロック図である。
図３は、送信局の回路構成の一例を示すブロック図である。
図４は、受信局の回路構成の一例を示すブロック図である。
図５は、無電源端末の別の一実施形態の外観を示す斜視図である。
図６は、無電源端末のさらに別の一実施形態の外観を示す斜視図である。
図７は、本発明の一適用例を説明するための図である。
図８は、本発明の別の一適用例を説明するための図である。
図９Ａおよび図９Ｂは、無電源端末から情報をアップロードする場合において受信局で光電変換された電気信号の波形を示す波形図であり、図９Ｃは送信局から発射される光の強度変化を示す波形図である。
図１０は、本発明の別の実施形態を説明するための図である。
図１１は、図１０の実施形態における光強度変化手段の構成を示す断面図である。
図１２は、図１０の実施形態における光強度変化手段の外観を示す斜視図である。
図１３は、図１０の実施形態における光強度変化手段に付された機械的振動発生手段の構成を示す断面図である。
図１４は、本発明のさらに別の実施形態を説明するための図である。
図１５は、本発明のまたさらに別の実施形態を説明するための図である。
図１６は、光強度の分布内容を示す波形図である。
図１７は、本発明のまたさらに別の実施形態を説明するための図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【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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【国際調査報告】
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