(57)【要約】【課題】ロボットなどの移動体と、基地局通信装置との間で、光無線通信によって大容量の通信を行なうことができる光無線通信システムを提供する。【解決手段】移動体２１は、床面に配設された複数の床部材３上を移動する。床部材３は、導光板から成り、その上面３ａと固定側発光・受光素子１１，１３との間で光の伝送を行なう。基地局通信装置１は、各床部材３毎に、固定側発光・受光素子１１，１３を有する固定側光通信手段５を備えている。移動体２１にはその接地面と移動側発光・受光素子２９，３１との間で光の伝送を行なう導光板２５と、その移動側発光・受光素子２９，３１を有する移動側光通信手段２７が設けられている。導光板２５が接地する床部材３に対応する固定側光通信手段５と、移動側光通信手段２７との間で床部材３および導光板２５を介して通信が行なわれる。【選択図】図１
2008199274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子及び受光素子の組を有する移動側光通信手段を搭載した移動体と、該移動体の前記移動側発光素子から送出される通信用の光を受光する受光素子及び該移動体の前記移動側受光素子に受光させる通信用の光を送出する発光素子の組を有する固定側光通信手段を介して前記移動体との間で双方向の光無線通信を行なう基地局通信装置とを備えた光無線通信システムであって、
前記移動体の外表面のうちの、床面との接地面または床面に近接して対面する対向面に通信用の光の入出口を設けると共に、該光の入出口と前記移動側光通信手段の発光素子及び受光素子との間の通信用の光の伝送を行なう移動側導光路を該移動体に設け、
前記移動体の移動領域の床面に、前記移動体が移動し得る上面をそれぞれ有し、且つその上面に通信用の光の入出口をそれぞれ有する複数の床部材を配設すると共に、各床部材にそれぞれ対応する複数の前記固定側光通信手段を前記基地局通信装置に設け、
各床部材の前記入出口と該床部材に対応する固定側光通信手段の発光素子及び受光素子との間の通信用の光の伝送を行なう固定側導光路を各床部材及び固定側光通信手段の組毎に備えたことを特徴とする光無線通信システム。
【請求項２】
前記複数の床部材は、その互いに隣合うもの同士が近接もしくは接触して並ぶように配設されていることを特徴とする請求項１記載の光無線通信システム。
【請求項３】
前記複数の床部材は、前記移動体の移動領域の床面の全体を覆うように配設されていることを特徴とする請求項２記載の光無線通信システム。
【請求項４】
前記複数の床部材のそれぞれは、その外表面のうちの上面と該上面以外の他の面とを通信用の光の入出口として、これらの入出口の間で通信用の光を伝送する固定側導光板により構成され、
各床部材に対応する前記固定側光通信手段の発光素子及び受光素子は、該床部材を構成する固定側導光板の前記他の面に対向して設けられ、
各床部材を構成する固定側導光板により前記固定側導光路が構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光無線通信システム。
【請求項５】
前記移動体は、前記接地面または対向面としての底面を有する移動側導光板を有する移動体であると共に、該移動側導光板は、その外表面のうちの底面と該底面以外の他の面とを通信用の光の入出口として、これらの入出口の間で通信用の光を伝送するものであり、
前記移動側光通信手段の発光素子及び受光素子は、該移動側導光板の前記他の面に対向して設けられ、
前記移動側導光板により前記移動側導光路を構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光無線通信システム。
【請求項６】
前記移動体の接地面が同時に接触し得る床部材の最大個数、または、前記移動体の対向面が同時に近接して対面し得る床部材の最大個数をＮとしたとき、少なくとも前記移動側光通信手段といずれかの固定側光通信手段とのコネクションが確立するまで、該移動側光通信手段と、前記接地面が接触している各床部材、または、前記対向面が近接して対面している各床部材に対応する固定側光通信手段との間で、１フレーム周期をＮ分割する時分割通信を行なわせる機能を前記移動側光通信手段および各固定側光通信手段に備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光無線通信システム。
【請求項７】
前記移動体の移動側光通信手段は、少なくとも前記接地面が２つ以上の床部材に接地している状態、または、前記対向面が２つ以上の床部材に近接して対面している状態において、前記２つ以上の床部材のそれぞれに対応する各固定側光通信手段から該移動側光通信手段に送信される信号に対する該移動側光通信手段の受光素子での受光強度を観測する機能と、前記２つ以上の固定側光通信手段のうち、前記受光強度が最も高くなる固定側光通信手段をコネクションの確立対象として選択する機能と、その選択した固定側光通信手段とのコネクションを確立する機能とを有することを特徴とする請求項６記載の光無線通信システム。
【請求項８】
前記移動体は、前記移動側光通信手段が選択した固定側光通信手段から送信される信号に対する前記受光強度がより高くなるように移動する機能を有し、前記移動側光通信手段は、該移動体の移動後に、前記選択した固定側光通信手段とのコネクションを確立することを特徴とする請求項７記載の光無線通信システム。
【請求項９】
前記各床部材は、前記移動体の接地面または対向面よりも面積が大きい上面を有するものであると共に、前記移動体の機能は、前記移動側光通信手段が選択した固定側光通信手段に対応する単一の床部材に前記接地面を接地させ、または、該単一の床部材に前記対向面を対面させるように該移動体の移動を行なう機能であり、
前記移動側光通信手段は、少なくとも前記コネクションを確立した後に前記２つ以上の固定側光通信手段のうち、前記時分割通信の各分割期間を前記選択した固定側光通信手段に開放して、該固定側光通信手段との通信を行なう機能を有することを特徴とする請求項
８記載の光無線通信システム。
【請求項１０】
前記移動側光通信手段は、少なくとも前記コネクションを確立した後に前記２つ以上の固定側光通信手段のうち、前記選択した固定側光通信手段以外の固定側光通信手段の通信機能を停止させると共に前記時分割通信の各分割期間を前記選択した固定側光通信手段に開放して、該固定側光通信手段との通信を行なう機能とを有することを特徴とする請求項７または８記載の光無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット等の移動体と基地局通信装置との間で光を媒体とする無線通信を行なう光無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の通信システムとしては、例えば特許文献１に見られるものが知られている。この特許文献１に見られる通信システムでは、天井に複数の光中継機を配置し、これらの光中継機を介して、幹線ネットワークなどを含む基地局通信装置と、移動体としての自律歩行型ロボットとの双方向通信を行なうようにしている。この場合、移動体が移動しても、いずれかの光中継機と移動体との通信を行い得るように、複数の光中継機のそれぞれの受光および発光エリア（通信エリア）を広角なものとし、それらの光中継機の通信エリアの一部が相互に重なるようにしている。
【特許文献１】特開２００３−２６４５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ロボット等の移動体に搭載した撮像カメラで撮像された画像データなどを基地局通信装置で取得しようとする場合には、移動体と基地局通信装置との間での大容量の通信が必要となる。
【０００４】
一方、光無線通信にあっては、一般に、その通信距離（大気中での光の伝送距離）あるいは光の受発光の指向性と、通信容量とは相反する関係にあり、その通信距離が大きいほど、あるいは、指向性が広いほど（光の受発光の指向角が広いほど）、通信容量が小さくなる。従って、光無線通信によって、移動体から基地局通信装置にの画像データなどの大容量のデータを通信しようとする場合には、その光無線通信の通信距離が短く、且つ、光の受発光の指向性が狭いことが望ましい。
【０００５】
しかるに、前記特許文献１に見られる技術では、光中継機の指向角が広いため、移動体から基地局通信装置に画像データなどの大容量のデータを送信することが困難であった。また、特許文献１に見られる技術では、光中継機が天井に設けられるため、移動体との通信距離を短くすることが困難であり、これも、光無線通信の容量を増大させる妨げとなっていた。
【０００６】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、ロボットなどの移動体と、基地局通信装置との間で、光無線通信によって大容量の通信を行なうことができる光無線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】
【０００７】
本発明の光無線通信システムは、発光素子及び受光素子の組を有する移動側光通信手段を搭載した移動体と、該移動体の前記移動側発光素子から送出される通信用の光を受光する受光素子及び該移動体の前記移動側受光素子に受光させる通信用の光を送出する発光素子の組を有する固定側光通信手段を介して前記移動体との間で双方向の光無線通信を行なう基地局通信装置とを備えた光無線通信システムであって、前記移動体の外表面のうちの、床面との接地面または床面に近接して対面する対向面に通信用の光の入出口を設けると共に、該光の入出口と前記移動側光通信手段の発光素子及び受光素子との間の通信用の光の伝送を行なう移動側導光路を該移動体に設け、前記移動体の移動領域の床面に、前記移動体が移動し得る上面をそれぞれ有し、且つその上面に通信用の光の入出口をそれぞれ有する複数の床部材を配設すると共に、各床部材にそれぞれ対応する複数の前記固定側光通信手段を前記基地局通信装置に設け、各床部材の前記入出口と該床部材に対応する固定側光通信手段の発光素子及び受光素子との間の通信用の光の伝送を行なう固定側導光路を各床部材及び固定側光通信手段の組毎に備えたことを特徴とする（第１発明）。
【０００８】
この第１発明によれば、前記移動体は、前記複数の床部材上を移動することとなる。この場合、移動体の前記接地面または対向面に光の入出口が設けられていると共に、各床部材の上面に光の入出口が設けられているので、該移動体の接地面がいずれかの床部材に接地し、または、該移動体の対向面がいずれかの床部材に近接して対面した状態では、移動体側の光入出口と床部材側の光の入出口とが接触または近接することとなる。これにより、前記移動側導光路と固定側導光路との間の光の伝送路が確保され、移動側光通信手段の発光素子および受光素子のそれぞれと、移動体の接地面が接地している床部材または該移動体の対向面が近接して対面している床部材に対応する固定側光通信手段の受光素子および発光素子のそれぞれとの間の光通信を行なうことが可能となる。
【０００９】
このとき、移動体側の光入出口と床部材側の光の入出口とが接触または近接しているので、移動側光通信手段の発光素子および受光素子のそれぞれと、固定側光通信手段の受光素子および発光素子のそれぞれとの間の通信距離を十分に短い距離にすることができる。また、移動側および固定側の各光通信手段の発光素子および受光素子は、該光通信手段に対応する導光路との間で通信用の光を授受するだけで良いので、広い指向角を必要とせず、その指向性を狭くできる。
【００１０】
従って、移動体の移動側光通信手段と、固定側光通信手段との間、ひいては、移動体と基地局通信装置との間で光無線通信によって、大容量の通信を行なうことが可能となる。
【００１１】
かかる第１発明にあっては、前記複数の床部材は、その互いに隣合うもの同士が近接もしくは接触して並ぶように配設されていることが好ましい（第２発明）。
【００１２】
この第２発明によれば、移動体が前記複数の床部材の配列上でどの位置に移動しても、前記接地面をいずれかの床部材に接地させ、または前記対向面をいずれかの床部材に近接させて対面させることができる。ひいては、移動体が、複数の床部材の配列上の任意の位置に存する状態において、移動体と基地局通信装置との間の通信を行なうことができる。
【００１３】
この第２発明では、さらに、前記複数の床部材は、前記移動体の移動領域の床面の全体を覆うように配設されていることが好適である（第３発明）。
【００１４】
この第３発明によれば、前記移動体がその移動領域のどの位置に移動しても、移動体と基地局通信装置との間の通信を行なうことができる。
【００１５】
前記第１〜第３発明では、前記複数の床部材のそれぞれは、その外表面のうちの上面と該上面以外の他の面とを通信用の光の入出口として、これらの入出口の間で通信用の光を伝送する固定側導光板により構成され、各床部材に対応する前記固定側光通信手段の発光素子及び受光素子は、該床部材を構成する固定側導光板の前記他の面に対向して設けられ、各床部材を構成する固定側導光板により前記固定側導光路が構成されていることが好ましい（第４発明）。
【００１６】
この第４発明によれば、各床部材の上面の全体が、床部材側の光の入出口となるので、移動体側の光の入出口との間の通信用の光の伝送を確実に行なうことができる。さらに、各床部材そのものによって、前記固定側導光路が構成されるので、該固定側導光路を簡易に構成できる。
【００１７】
また、前記第１〜第４発明では、前記移動体は、前記接地面または対向面としての底面を有する移動側導光板を有する移動体であると共に、該移動側導光板は、その外表面のうちの底面と該底面以外の他の面とを通信用の光の入出口として、これらの入出口の間で通信用の光を伝送するものであり、前記移動側光通信手段の発光素子及び受光素子は、該移動側導光板の前記他の面に対向して設けられ、前記移動側導光板により前記移動側導光路を構成することが好ましい（第５発明）。
【００１８】
この第５発明によれば、移動体の接地面または対向面の全体が、移動体側の光の入出口となるので、床部材側の光の入出口との間の通信用の光の伝送を確実に行なうことができる。さらに、該移動側導光板によって、移動側導光路を簡易に構成できる。
【００１９】
また、前記第１〜第５発明では、前記移動体の接地面が同時に接触し得る床部材の最大個数、または、前記移動体の対向面が同時に近接して対面し得る床部材の最大個数をＮとしたとき、少なくとも前記移動側光通信手段といずれかの固定側光通信手段とのコネクションが確立するまで、該移動側光通信手段と、前記接地面が接触している各床部材、または、前記対向面が近接して対面している各床部材に対応する固定側光通信手段との間で、１フレーム周期をＮ分割する時分割通信を行なわせる機能を前記移動側光通信手段および各固定側光通信手段に備えることが好適である（第６発明）。
【００２０】
すなわち、移動体の接地面は、複数の床部材に接地する場合があり、あるいは、該移動体の対向面は、複数の床部材に対面して接地する場合がある。このような場合であっても、移動側光通信手段と、移動体の接地面が接触している各床部材、または、移動体の対向面が近接して対面している各床部材に対応する固定側光通信手段との間で、１フレーム周期をＮ分割する時分割通信を行なわせることにより、該移動側光通信手段と、複数の固定側光通信手段との間で通信の混信を生じることなく、移動側光通信手段といずれか一つの固定側光通信手段とのコネクション（論理的な通信接続）を確立することができる。
【００２１】
この第６発明では、前記移動体の移動側光通信手段は、少なくとも前記接地面が２つ以上の床部材に接地している状態、または、前記対向面が２つ以上の床部材に近接して対面している状態において、前記２つ以上の床部材のそれぞれに対応する各固定側光通信手段から該移動側光通信手段に送信される信号に対する該移動側光通信手段の受光素子での受光強度を観測する機能と、前記２つ以上の固定側光通信手段のうち、前記受光強度が最も高くなる固定側光通信手段をコネクションの確立対象として選択する機能と、その選択した固定側光通信手段とのコネクションを確立する機能とを有することが好ましい（第７発明）。
【００２２】
この第７発明によれば、移動体の接地面が２つ以上の床部材に接地している状態、または、移動体の対向面が２つ以上の床部材に近接して対面している状態では、移動側光通信手段は、該２つ以上の床部材のそれぞれに対応する２つ以上の固定側光通信手段のうち、該移動側光通信手段の受光素子での受光強度が最も高くなる固定側光通信手段をコネクションの確立対象として選択し、その選択した固定側光通信手段とのコネクションを確立する。このため、移動側光通信手段は、固定側光通信手段との間で伝送される光の光量ができるだけ大きくなるような固定側光通信手段との間で、コネクションの確立後の通信を行なうことが可能となる。その結果、コネクションの確立後の通信品質を良好に確保することができる。
【００２３】
上記第７発明では、前記移動体は、前記移動側光通信手段が選択した固定側光通信手段から送信される信号に対する前記受光強度がより高くなるように移動する機能を有し、前記移動側光通信手段は、該移動体の移動後に、前記選択した固定側光通信手段とのコネクションを確立することが好ましい（第８発明）。
【００２４】
この第８発明によれば、移動体の移動によって、移動側光通信手段と、コネクションの確立対象の固定側光通信手段との間で伝送される光の光量をより一層高めることができ、そのコネクションの確立後の通信の品質をさらに高めることができる。
【００２５】
この第８発明では、前記各床部材が、前記移動体の接地面または対向面よりも面積が大きい上面を有するものであると共に、前記移動体の機能が、前記移動側光通信手段が選択した固定側光通信手段に対応する単一の床部材に前記接地面を接地させ、または、該単一の床部材に前記対向面を対面させるように該移動体の移動を行なう機能である場合には、前記移動側光通信手段は、少なくとも前記コネクションを確立した後に前記２つ以上の固定側光通信手段のうち、前記時分割通信の各分割期間を前記選択した固定側光通信手段に開放して、該固定側光通信手段との通信を行なう機能を有することが好ましい（第９発明）。
【００２６】
すなわち、この第９発明では、移動側光通信手段と固定側光通信手段とのコネクションの確立前の移動体の移動によって、移動体の接地面は単一の床部材に接地し、または、移動体の対向面は単一の床部材に近接して対面するので、該移動体の移動側光通信手段は、該単一の床部材に対応する単一の固定側光通信手段との間でのみ、通信を行なうことが可能となると共に、その単一の固定側光通信手段がコネクションの確立対象として選択される。そして、この場合、前記時分割通信の各分割期間が該単一の固定側光通信手段に開放されるので、移動側光通信手段は、該単一の固定側光通信手段との間で、前記時分割通信の全ての分割期間を使用して通信を行なうことができる。その結果、移動体と基地局通信装置との間の通信容量（１フレーム当たりの通信容量）をさらに増加させることができると共に、その通信速度を高めることができる。
【００２７】
前記第７発明または第８発明では、前記移動側光通信手段は、少なくとも前記コネクションを確立した後に前記２つ以上の固定側光通信手段のうち、前記選択した固定側光通信手段以外の固定側光通信手段の通信機能を停止させると共に前記時分割通信の各分割期間を前記選択した固定側光通信手段に開放して、該固定側光通信手段との通信を行なう機能とを有するようにしてもよい（第１０発明）。
【００２８】
この第１０発明によれば、移動側光通信手段と、前記選択した固定側光通信手段とのコネクションの確立時に、移動体の接地面が２つ以上の床部材に接地した状態、または、移動体の対向面が２つ以上の床部材に近接して対面した状態であっても、移動側光通信手段は、該単一の固定側光通信手段との間で、前記時分割通信の全ての分割期間を使用して通信を行なうことができる。その結果、前記第９発明と同様に、移動体と基地局通信装置との間の通信容量（１フレーム当たりの通信容量）をさらに増加させることができると共に、その通信速度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に本発明の光無線通信システムの第１の実施形態を図１〜図６を参照して説明する。
【００３０】
まず、図１および図２（ａ），（ｂ）を参照して、本実施形態の光無線通信システムに備えた基地局通信装置を説明する。図１は本実施形態の光無線通信システムにおける基地局通信装置の全体構成を上方から見た平面図、図２（ａ）は図１の基地局通信装置に備えた個々の床部材とこれに対応する光通信装置との構成を上方から見た平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の矢印Ｙ１の方向で見た側面図である。
【００３１】
図１を参照して、基地局通信装置１は、複数の床部材３と、これらの床部材３のそれぞれに対応して設けられた複数の（床部材３と同数の）固定側光通信機器５と、基幹通信装置７と、情報処理装置９とを備えている。固定側光通信機器５は、本発明の固定側光通信手段に相当するものである。なお、図１では、図示の便宜上、一部の床部材にのみ、参照符号「３」を付している。固定側光通信機器５についても同様である。
【００３２】
各床部材３は、導光板（固定側導光板）により構成され、本発明における固定側導光路として機能をするものである。その導光板の材質は、例えば屈折率の高いアクリルやガラスである。本実施形態では、各床部材３である導光板は、平面視の形状（上方から見た形状）が正方形となる板状のものであり、図２（ｂ）に示すように、平坦な上面３ａと、この上面３ａに対して傾斜した下面（底面）３ｂとを有している。このような導光板で構成される床部材３にあっては、図２（ｂ）の破線の矢印で示すように、床部材３（導光板）の厚さ方向に起立した一側面３ｃから該床部材３に光（通信用の光）を入射したとき、その光が床部材３の下面３ｂで反射されて、床部材３の上面３ａの各所から均一的に上方に向かって光が放出されるようになっている。また、床部材３の上面３ａにその上方から光を入射したとき、その光が床部材３の下面３ｂで反射されて、床部材３の上記一側面３ｃから横方向に光が放出されるようになっている。すなわち、床部材３を構成する導光板は、その上面３ａと一側面３ｃとをそれぞれ光の入出口として、それらの間で双方向に光を伝送するように形成されている。
【００３３】
上記のように導光板により構成された床部材３は、後述する移動体２１の移動を行なう移動領域の床面上に、図１に示すように配設されている。より詳しくは、床部材３は、碁盤のマス目状に配設されている。この場合、互いに隣り合う床部材３，３が近接して、それらの間の隙間ができるだけ小さくなる（互いに隣合う床部材３，３が互いに密着する場合を含む）ように配設されている。なお、図１では、互いに隣り合う床部材３，３の間に隙間があるが、これは図示の便宜上のものである。互いに隣り合う床部材３，３の間の隙間はできるだけ小さいことが望ましい。また、これらの床部材３は、移動体２１の移動領域の床面のほぼ全体を覆うように配設されている。そして、これらの床部材３の上面３ａ上を移動体２１が移動可能とされている。すなわち、これらの床部材３の上面３ａが移動体２１に対する実質的な床面（移動体２１の接地対象面）となっている。
【００３４】
各床部材３に対応する固定側光通信機器５は、本実施形態では、各床部材３の上記一側面３ｃに臨んで設けられている。この場合、個々の床部材３に対応する固定側光通信機器５は、図１および図２（ｂ）に示す如く、その床部材３の一側面３ｃ側で隣に位置する床部材３（図１および図２（ｂ）では個々の床部材３の右隣の床部材３）の下側に配置されている。
【００３５】
この固定側光通信機器５のそれぞれは、図２（ａ）に示す如く、発光素子１１（固定側発光素子）と、受光素子１３（固定側受光素子）と、これらの発光素子１１及び受光素子１３に接続された通信制御回路１５とから構成されたモジュール構造のものである。発光素子１１は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）であり、受光素子１３は、例えばフォトダイオードである。そして、各固定側光通信機器５の発光素子１１及び受光素子１３は、該固定側光通信機器５に対応する床部材３（図１及び図２（ａ）では、固定側光通信機器５の上側に存する床部材３の左隣の床部材３）の上記一側面３ｃに近接して対向されている。これにより、各固定側光通信機器５の発光素子１１から出力される光（通信用の光）が、該固定側光通信機器５に対応する床部材３（導光板）の一側面３ｃから該床部材３の内部に入射し、その光が該床部材３の内部を通って該床部材３の上面３ａの各所から均一的に上方に向かって放出されるようになっている。また、床部材３の上方からその上面３ａに入射した光（通信用の光）は、該床部材３の内部を経て該床部材３の一側面３ｃから放出され、その光が該床部材３に対応する固定側光通信機器５の受光素子１３で受光されるようになっている。従って、床部材３を構成する導光板によって、その光の入出口の１つである上面３ａと、上記発光素子１１および受光素子１３との間で通信用の光を伝送する固定側導光路が構成されていることとなる。
【００３６】
各固定側光通信機器５の通信制御回路１５は、図１に破線で示す如く、基幹通信装置７にＬＡＮケーブルなどの通信ケーブル１７を介して接続されている。なお、図１では、図示の便宜上、一部の固定側光通信機器５と基幹通信装置７とを接続する通信ケーブル１７だけを図示している。
【００３７】
この通信制御回路１５は、発光素子１１および受光素子１３を使用した光通信によって後述する移動体２１との通信（該移動体２１とのコネクションの確立のための通信など）を行なう機能や、該移動体２１と情報処理装置９との間の通信データを中継する機能などを有する。この場合、通信制御回路１５は、移動体２１に送信データ（移動体２１側からの要求に対する応答データ、または移動体２１に対する要求データ、または情報処理装置９から移動体２１への通信データ）を送信するときには、その送信データを発光素子１１の駆動信号に変換して該発光素子１１を駆動する（該発光素子１１を介して送信データを光信号に変換する）。また、通信制御回路１５は、受光素子１３から入力される電気信号によって、移動体２１から送られる受信データを取得する。
【００３８】
前記情報処理装置９は、後述する移動体２１から送出される通信データを収集したり、その収集したデータを解析する等の機能を有するものであり、例えばパソコンなどのコンピュータにより構成される。そして、該情報処理装置９は、前記基幹通信装置７に通信ケーブル１９を介して接続されている。
【００３９】
基幹通信装置７は、例えばスイッチングハブとしての機能を有し、情報処理装置９と各固定側光通信機器５の通信制御回路１５との間の通信、あるいは、固定側光通信機器５同士の間の通信を整理して中継するものである。
【００４０】
なお、本実施形態では、基幹通信装置７と、複数の固定側光通信機器５の通信制御回路１５および情報処理装置９とをスター型の接続形態で接続しているが、バス型、あるいはリング型の接続形態で基幹通信装置７と、複数の固定側光通信機器５の通信制御回路１５および情報処理装置９とを接続するようにしてもよい。また、情報処理装置９と基幹通信装置７とを一体に構成してもよい。あるいは、情報処理装置９と基幹通信装置７との間に、インターネット等の他のネットワークを介在させてもよい。
【００４１】
次に本実施形態における移動体２１を図３（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）は本実施形態における移動体２１の要部の概略構成を示す側面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の矢印Ｙ２の方向で見た平面図である。
【００４２】
本実施形態では、移動体２１は、その全体の図示は省略するが、例えば２つ以上の脚を有する脚式移動ロボットである。そして、この移動体２１は、その脚の動きによって、前述の如く配設された基地局通信装置１の床部材３上（複数の床部材３の配列上）を自立的に移動することが可能となっている。
【００４３】
図３（ａ）は、この移動体２１の１つの脚２３の下部を表している。図示の如く、この移動体（脚式移動ロボット）２１の１つの脚２３の底部は、導光板２５により構成されている。従って、この導光板２５の底面２５ｂが、移動体２１の脚２３の接地面となっている。なお、導光板２５の材質は、例えば前記床部材３を構成する導光板の材質と同じでよい。
【００４４】
この導光板２５の底面２５ｂは平坦面であり、導光板２５の後部（脚２３の足平の踵寄りの部分）を除く上面２５ａ１は、底面２５ｂに対して傾斜している。また、導光板２５の後部は、傾斜した上面２５ａ１を有する部分よりも、薄い厚さを有し、該後部の上面２５ａ２は、底面２５ｂとほぼ平行な平坦面となっている。そして、導光板２５の傾斜した上面２５ａ１を有する部分と平坦な上面２５ａ２を有する部分との境界に、上下方向に起立する起立面２５ｃが形成されている。なお、導光板２５を上方から見た外形状は、例えば図３（ｂ）に示すような形状である。
【００４５】
このように形成された導光板２５にあっては、図３（ａ）の破線の矢印で示すように、導光板２５の上記起立面２５ｃから該導光板２５に光（通信用の光）を入射したとき、その光が導光板２５の傾斜した上面２５ａ１で反射されて、該導光板２５の底面２５ｂ（脚２３の接地面）の各所から均一的に下方に向かって光が放出されるようになっている。また、導光板２５の底面２５ｂにその下方から光を入射したとき、その光が導光板２５の傾斜した上面２５ａ１で反射されて、導光板２５の上記起立面２５ｃから横方向（起立面２５ｃの法線方向）に光が放出されるようになっている。すなわち、移動体２１の脚２３の底部を構成する導光板２５は、その底面２５ｂ（脚２３の接地面）と起立面２５ｃとをそれぞれ光の入出口として、それらの間で双方向に光を伝送するように形成されている。
【００４６】
なお、脚２３の底部の全体を導光板２５で形成する必要はなく、脚２３の底部の一部を導光板以外の部材で構成するようにしてもよい。例えば、図３（ａ）の導光板２５の平坦な上面２５ａ２を有する部分を、導光板２５以外の部材で構成してもよい。
【００４７】
また、移動体２１の脚２３には、移動側光通信機器２７が備えられている。この移動側通信機器２７は、本発明における移動側光通信手段に相当するものである。該移動側光通信機器２７は、図３（ａ）に示す如く、発光素子２９（固定側発光素子）と、受光素子３１（固定側受光素子）と、これらの発光素子２９及び受光素子３１に接続された通信制御回路３３とから構成されている。発光素子２９は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）であり、受光素子３１は、例えばフォトダイオードである。なお、通信制御回路３３は、移動体２１の脚２３以外の箇所（上体など）に設けてもよい。
【００４８】
そして、発光素子２９及び受光素子３１は、前記導光板２５の起立面２５ｃに近接して対向されている。これにより、移動側光通信機器２７の発光素子２９から出力される光（通信用の光）が、導光板２５の起立面２５ｃから該導光板２５の内部に入射し、その光が該導光板２５の内部を通って該導光板２５の底面２５ｂ（接地面）の各所から均一的に下方に向かって放出されるようになっている。また、導光板２５の下方からその底面２５ｂに入射した光（通信用の光）は、該導光板２５の内部を経て該導光板２５の起立面２５ｃから放出され、その光が受光素子３１で受光されるようになっている。従って、導光板２５によって、その光の入出口の１つである底面２５ｂ（接地面）と、上記発光素子２９および受光素子３１との間で通信用の光を伝送する移動側導光路が構成されていることとなる。
【００４９】
移動側光通信機器２７の通信制御回路３３は、移動体２１の動作制御を行なうために該移動体２１に搭載されたコントローラ（図示省略）に接続されている。この通信制御回路３３は、発光素子２９および受光素子３１を使用した光通信によって、前記基地局通信装置１の各固定側光通信機器５との通信（固定側光通信機器５とのコネクションの確立のための通信など）を行なう機能や、該移動体２１のコントローラと情報処理装置９との間の通信データを中継する機能などを有する。この場合、通信制御回路３３は、固定側光通信機器５に送信データ（固定側光通信機器５からの要求に対する応答データ、または固定側光通信機器５に対する要求データ、またはコントローラから情報処理装置９への通信データ）を送信するときには、その送信データを発光素子２９の駆動信号に変換して該発光素子２９を駆動する（該発光素子２９を介して送信データを光信号に変換する）。また、通信制御回路３３は、受光素子３１から入力される電気信号によって、固定側光通信機器５から送られる受信データを取得する。
【００５０】
なお、移動体２１（脚式移動ロボット）には、撮像カメラなど、外界の環境情報を取得するセンサを備えており、その取得した画像データ等を含む通信データを前記情報処理装置９からの要求に応じて、あるいは、所定のタイミングで自発的に、上記コントローラから前記移動側光通信機器２７を介して基地局通信装置１に送出するようにしている。
【００５１】
補足すると、前記基地局通信装置１の各床部材３は、いずれも、その上面３ａの面積が、移動体２１の導光板２５の底面２５ｂの面積よりも大きな面積となるように形成されている。従って、移動体２１の脚２３の接地時に該移動体２１の導光板２５と同時に接触し得る床部材３の個数は最大で４個である。また、床部材３上を移動させる移動体２１は、１つである必要はなく、複数の移動体２１を床部材３上で移動させるようにしてもよい。
【００５２】
次に、本実施形態の光無線通信システムの作動を説明する。なお、以降の説明では、基地局通信装置１の個々の床部材３を区別するために、個々の床部材３を表す参照符号として、図１に示す如く、添え字Ｎ（Ｎ＝１，２，３……）を用いて、床部材３−Ｎと表記することがある。同様に、個々の床部材３−Ｎに対応する固定側光通信機器５を固定側光通信機器５−Ｎと表記することがある。添え字Ｎは、個々の床部材３またはそれに対応する固定側光通信機器５のアドレスもしくは識別子に相当する符号である。また、個々の移動体２１またはその構成要素（例えば導光板２５）を区別したり、あるいは、ある１つの移動体２１における導光板２５の接地箇所を区別するために、移動体２１もしくはその構成要素の参照符号に添え字Ａ，Ｂ，……を付することがある。
【００５３】
前記移動体２１は、基地局通信装置１の複数の床部材３上を移動する。このとき、該移動体２１は、その脚２３の導光板２５をいずれかの床部材３に接地させた状態において、その接地させた床部材３に対応する固定側光通信機器５との間の通信、あるいは、情報処理装置９との間の通信を行なうことが可能である。例えば、図１に参照符号２５Ａで表すように、ある１つの移動体２１の脚２３の導光板２５Ａがある１つの床部材３（この例では床部材３−３）の上面３ａに接地している状態では、該移動体２１の移動側光通信機器２７は、基地局通信装置１の床部材３−３に対応する固定側光通信機器５−３との間での通信（光通信）を行なうことが可能となると共に、該固定側光通信機器５−３を介して前記情報処理装置９との間の通信を行なうことが可能となる。この場合、移動側光通信機器２７と、固定側光通信機器５−３との間の通信は、導光板である床部材３−３と、これに接触する移動体２１の導光板２５とから構成される光伝送路を介した光通信によって行なうことができる。なお、本実施形態では、通信用の光は、例えば発光ダイオードなどによる赤外光または可視光である。
【００５４】
ただし、移動体２１の脚２３の導光板２５が接地する（導光板２５の底面２５ｂが接触する）床部材３は１つとは限らず、該導光板２５が互いに隣合う複数の床部材３に同時に接地する場合もある。本実施形態では、移動体２１の導光板２５は、前記したように最大で４個の床部材３に同時に接地する場合がある（例えば図１の参照符号２５Ｂの導光板２５を参照）。
【００５５】
そして、このように移動体２１の導光板２５が複数の床部材３に同時に接地した場合には、該導光板２５が接地した各床部材３に対応する固定側光通信機器５毎に、移動体２１の移動側光通信機器２７との間で通信を行い得る状態となる。このため、仮に、その固定側光通信機器５のそれぞれが、同時に移動体２１の移動側光通信機器２７との間で通信を行なうと、混信が生じる。そこで、本実施形態では、各固定側光通信機器５と移動体２１との間の通信動作を時分割によって行なう。
【００５６】
この場合、１つの移動体２１の導光板２５が同時に接地し得る床部材３の個数は最大で４個であるので、床部材３の上面３ａの辺方向（図１の紙面の横方向および縦方向）と対角線方向とで互いに隣り合う４個の床部材３にそれぞれ対応する４個の固定側光通信機器５のそれぞれの通信動作期間が互いに重ならないようにすればよい。
【００５７】
そこで、本実施形態では、各固定側光通信機器５の通信動作の時分割数を「４」とする。
【００５８】
この時分割通信をより具体的に図４を参照して説明する。図４は、固定側光通信機器５と移動体２１の移動側光通信機器２７との間の時分割通信のタイミングチャートを示す図である。
【００５９】
図４において、Ｔfは固定側光通信機器５と移動側光通信機器２７との間の通信における１フレーム周期の期間を示している。本実施形態では、この１フレーム周期の期間Ｔfが４つのサブフレーム期間Ｔs1，Ｔs2，Ｔs3，Ｔs4に分割されている。各サブフレーム期間Ｔs1〜Ｔs4の時間Ｔsは、いずれも同一（＝Ｔf／４）である。なお、サブフレーム期間Ｔs1，Ｔs2，Ｔs3，Ｔs4は、本発明における分割期間に相当する。
【００６０】
そして、各固定側光通信機器５は、それぞれに対してあらかじめ割り当てられた１つのサブフレーム期間（Ｔs1，Ｔs2，Ｔs3，Ｔs4のいずれか）で移動側光通信機器２７との間で通信を行なうことが可能とされている。この場合、互いに隣り合う４個の床部材３の任意の組に対して、その４個の床部材３のそれぞれ対応する４個の固定側光通信機器５に対して割り当てられるサブフレーム期間が互いに異なるものとなるように、各固定側光通信機器５にサブフレーム期間が割り当てられている。
【００６１】
例えば、図１に示す床部材３−１〜３−１２に対して、添え字Ｎの値（アドレス）がＮ＝４ｎ＋１（ｎは整数）で表される床部材３−１，３−５，３−９にそれぞれ対応する固定側光通信機器５−１，５−３，５−９に対して、サブフレーム期間Ｔs1を割り当てる。また、Ｎ＝４ｎ＋２となる床部材３−２，３−６，３−１０にそれぞれ対応する固定側光通信機器５−２，５−６，５−１０に対して、サブフレーム期間Ｔs2を割り当てる。また、Ｎ＝４ｎ＋３となる床部材３−３，３−７，３−１１にそれぞれ対応する固定側光通信機器５−３，５−７，５−１１に対して、サブフレーム期間Ｔs3を割り当てる。また、Ｎ＝４ｎとなる床部材３−４，３−８，３−１２にそれぞれ対応する固定側光通信機器５−４，５−８，５−１２に対して、サブフレーム期間Ｔs4を割り当てる。このようにすることにより、互いに隣り合う４個の床部材３のいずれの組においても、それに対応する４個の固定側光通信機器５のそれぞれに互いに異なるサブフレーム期間が割り当てられることとなる。
【００６２】
上記のように各固定側光通信機器５にサブフレーム期間を割り当てておくことで、移動体２１の脚２３の底部を構成する導光板２５が、複数の床部材３の上面３ａの全体のどの箇所で接地しても、混信を生じることなく、該移動体２１の導光板２５の底面２５ｂと接触する各床部材３に対応する固定側光通信機器５と該移動体２１の移動側光通信機器２７との間で通信を行なうことが可能となる。
【００６３】
一方、例えば移動体２１と情報処理装置９との間で通信を行なう場合において、上記のように該移動体２１の導光板２５が４個以下の複数の床部材３に接地している場合には、その接地した複数の床部材３のそれぞれに対応する複数の固定側光通信機器５のうちのいずれの固定側光通信機器５を使用しても移動体２１と情報処理装置９との間の通信を行なうことが可能である。ただし、その通信品質を高める上では、移動体２１の移動側光通信機器２７の発光素子２９及び受光素子３１のそれぞれと固定側光通信機器５の発光素子１１及び受光素子１３のそれぞれとの間で伝送される光量（導光板２５とこれに接触する床部材３とにより構成される光伝送路を通る光量）ができるだけ多くなり、ひいては、移動側光通信機器２７の受光素子３１または固定側光通信機器５の受光素子１３での光の受光強度ができるだけ高くなるような固定側光通信機器５を使用することが望ましい。
【００６４】
そこで、本実施形態では、移動体２１の移動側光通信機器２７と、基地局通信装置１のいずれかの固定側光通信機器５との間のコネクション（論理的な通信接続）を確立する前に、該移動体２１の移動側光通信機器２７の通信制御回路３３は、まず、前記１フレーム周期の期間Ｔfの各サブフレーム期間Ｔs1〜Ｔs4において、固定側光通信機器５から送られる信号による受光素子３１の受光強度を観測する処理を実行する。なお、固定側光通信機器５から送られる信号は、移動体２１の移動側光通信機器２７から基地局通信装置１側に出力される通信要求信号に対する応答信号や、基地局通信装置１の各固定側光通信機器５から移動体２１側に出力される通信要求信号などである。そして、移動側光通信機器２７の通信制御回路３３は、サブフレーム期間Ｔs1〜Ｔs4のうち、最も受光素子３１の受光強度が高いサブフレーム期間に対応する固定側光通信機器５をコネクションの確立対象として選択し、その選択した固定側光通信機器５とのコネクションを確立する。
【００６５】
この処理の具体的な例を図５および図６を参照して説明する。図５は、例えば、図１に参照符号２５Ｂで示すように、移動体２１の導光板２５が４個の床部材３−７，３−８，３−９，３−１０に接地している場合において、上記の如く固定側光通信機器５−７，５−８，５−９，５−１０から送られる信号による受光素子３１の受光強度を例示している。なお、固定側光通信機器５−７，５−８，５−９，５−１０にそれぞれ割り当てられているサブフレーム期間は、前述した如く、それぞれ、Ｔs3、Ｔs4、Ｔs1、Ｔs2であるとする。また、図中の括弧書き内の「Ｆ」は、各固定側光通信機器５から移動体２１側に出力される信号に含まれる通信可否フラグであるが、これについては後述する。
【００６６】
図５の例では、サブフレーム期間Ｔs4が割り当てられた固定側光通信機器５−８からの信号による受光強度が最も高い。従って、この場合には、移動体２１の移動側光通信機器２７の通信制御回路３３は、固定側光通信機器５−８をコネクションの確立対象とし、その固定側光通信機器５−８とのコネクションを確立する。
【００６７】
図６は、例えば図１に参照符号２５Ｃで示すように、移動体２１の導光板２５が２個の床部材３−９，３−１１に接地している場合において、固定側光通信機器５−９，５−１１から送られる信号による受光素子３１の受光強度を例示している。なお、固定側光通信機器５−９，５−１１にそれぞれ割り当てられているサブフレーム期間は、前述した如く、それぞれ、Ｔs1、Ｔs3であるとする。
【００６８】
図６の例では、移動体２１の導光板２５は、サブフレーム期間Ｔs2，Ｔs4が割り当てられた床部材３には接地していない。このため、それらのサブフレーム期間Ｔs2，Ｔs4においては、移動側光通信機器２７の通信制御回路３３は、固定側光通信機器５からの信号を受信しない。一方、サブフレーム期間Ｔs1，Ｔs3では、移動側光通信機器２７の通信制御回路３３は、それぞれ固定側光通信機器５−９，５−１１からの信号を受信する。そして、この例では、固定側光通信機器５−９からの信号による受光素子３１の受光強度が最も高い。従って、この場合には、移動側光通信機器２７の通信制御回路３３は、固定側光通信機器５−９をコネクションの確立対象とし、その固定側光通信機器５−９とのコネクションを確立する。
【００６９】
また、複数の移動体２１が床部材３上を移動する場合、２つ以上の移動体２１のそれぞれの導光板２５が、同一の床部材３に同時期に接地している場合もある。このような場合には、仮に、その同一の床部材３に対応する固定側光通信機器５と各移動体２１との通信を行なおうとすると混信が生じる。そこで、本実施形態では、各固定側光通信機器５は、いずれかの移動体２１とのコネクションを既に確立している状態、もしくは確立しようとしている状態で、他の移動体２１との通信の要求があった場合には、当該他の移動体２１に送る信号に含まれる通信可否フラグＦをＯＮにする。ここで、通信可否フラグＦは、それがＯＮであるとき、通信不可状態であることを意味し、ＯＦＦであるとき、通信可能状態であることを意味する。
【００７０】
そして、各移動体２１の移動側光通信機器２７の通信制御回路３３は、固定側光通信機器５から送られた信号の上記通信可否フラグＦがＯＮであるときには、その通信可否フラグＦを含む信号を送信した固定側光通信機器５を、コネクションの確立対象から除外する。すなわち、通信可否フラグＦがＯＮである固定側光通信機器５以外の固定側光通信機器５のうち、受光素子３１の受光強度が最も高い固定側光通信機器５をコネクションの確立対象として選択する。
【００７１】
具体的な例を前記図５および図６を参照して説明する。ここでの説明では、図１に参照符号２５Ｂで示す導光板２５を有する移動体２１（２１Ｂ）と、参照符号２５Ｃで示す導光板２５を有する移動体２１（２１Ｃ）とが異なる移動体であるとし、移動体２１Ｃの導光板２５Ｃが、移動体２１Ｂの導光板２５Ｂよりも先に接地して、移動体２１Ｃの移動側光通信機器２７が既に、固定側光通信機器５−９とのコネクションを確立しているものとする。
【００７２】
この場合、移動体２１Ｂの導光板２５Ｂが、図１に示すように４個の床部材３−７，３−８，３−９，３−１０に接地したとき、これらの床部材３−７，３−８，３−９，３−１０に対応する固定側光通信機器５−７，５−８，５−９，５−１０のうち、固定側光通信機器５−９は、既に、移動体２１Ｃの移動側光通信機器２７とのコネクションを確立している。このため、移動体２１Ｂの移動側光通信機器２７から通信要求があったとき、図５に括弧書きで示すように、固定側光通信機器５−９から、前記通信可否フラグＦがＯＮになっている応答信号が、移動体２１Ｂの移動側光通信機器２７に対して出力される。なお、他の３つの固定側光通信機器５−７，５−８，５−１０から移動体２１Ｂの移動側光通信機器２７に送られる信号の通信可否フラグＦはＯＦＦになっている。
【００７３】
そして、この場合には、移動体２１Ｂの移動側光通信機器２７の通信制御回路３３は、通信可否フラグＦがＯＮである固定側光通信機器５−９をコネクションの確立対象から除外し、通信可否フラグＦがＯＦＦである他の固定側光通信機器５−７，５−８，５−１０のうちの最も応答信号の強度が高い固定側光通信機器５−８をコネクションの確立対象として選択する。そして、移動体２１Ｂの移動側光通信機器２７の通信制御回路３３は、その選択した固定側光通信機器５−８とのコネクションを確立する。
【００７４】
このように、本実施形態では、個々の移動体２１と、いずれかの固定側光通信機器５とのコネクションを確立するに際して、個々の移動体２１の導光板２５が接地している床部材３に対応する固定側光通信機器５のうち、他の移動体２１との間のコネクションが既に確立している固定側光通信機器５がコネクションの確立対象から除外される。そして、移動体２１の導光板２５が接地している床部材３に対応する固定側光通信機器５のうち、コネクションの確立対象から除外した固定側光通信機器５を除く固定側光通信機器５のなかから、移動側光通信機器２７の受光素子３１の受光強度が最も高くなる（移動側光通信機器２７との間で伝送される光量が最も大きくなる）ような固定側光通信機器５がコネクションの確立対象として選択される。そして、その選択された固定側光通信機器５と移動体２１の移動側光通信機器２７との間でコネクションが確立される。
【００７５】
なお、複数の移動体２１のそれぞれの導光板２５が互いに同一の床部材３に接地した場合において、それらの各移動体２１の移動側光通信機器２７から当該同一の床部材３に対応する固定側光通信機器５に対して同時に通信要求の信号が送出される場合もあり得る。このような場合には、それらの信号が混信して、該固定側光通信機器５で受信される。この場合には、本実施形態では、その混信した信号を受信した固定側光通信機器５は、いずれの移動体２１に対しても、前記通信可否フラグをＯＮにした応答信号を出力する。そして、該固定側光通信機器５は、ある所定時間の経過後から、移動体２１側からの要求に対して、通信可否フラグをＯＦＦにした応答信号を出力するようにする（該所定時間が経過するまでは、常に、通信可否フラグをＯＮにした信号を出力する）。この所定時間としては、個々の固定側光通信機器５毎にあらかじめ定められた互いに異なる時間、あるいは、各固定側光通信機器５が個別に乱数生成によってランダムに決定した時間が用いられる。
【００７６】
さらに、移動体２１においては、ある所定時間の経過後に、移動側光通信機器２７から通信要求の信号を改めて送信する。この所定時間としては、移動体２１毎に、あらかじめ定められた互いに異なる時間、あるいは、各固定側光通信機器５が個別に乱数生成によってランダムに決定した時間が用いられる。
【００７７】
このようにすることで、複数の移動体２１のそれぞれの導光板２５が互いに同一の床部材３に接地した場合に、その接地した床部材３に対応する固定側光通信機器５に対して、再度、複数の移動体２１から通信要求の信号が同時に出力されるような事態が防止され、該固定側光通信機器５における上記所定時間の経過後に、いずれか１つの移動体２１の移動側光通信機器２７と該固定側光通信機器５との間のコネクションを確立させることができる。
【００７８】
以上のようにして、個々の移動体２１の移動側光通信機器２７と、基地局通信装置１のいずれかの固定側光通信機器５との間で、コネクションが確立されることとなる。そして、そのコネクションの確立後には、該移動体２１と前記情報処理装置９との間での通信が行なわれる。例えば移動体２１の撮像カメラで撮像した画像データを有する通信データが、コネクションを確立した固定側光通信機器５を介して該移動体２１から情報処理装置９に送信される。
【００７９】
この場合、移動体２１と固定側光通信機器５との間では、光による通信が行なわれる。そして、この光通信は、移動体２１の導光板２５が床部材３に接地することによって該導光板２５および床部材３（導光板）により形成される光伝送路を介して行なわれる。このため、その光通信の通信距離（光の伝送距離）が短くて済む。また、移動側光通信機器２７の発光素子２９および受光素子３１は、導光板２５に対する指向性を有するだけで十分であるので、広角な指向性を必要としない。同様に、各固定側光通信機器５の発光素子１１および受光素子１３も広角な指向性を必要としない。
【００８０】
さらに、本実施形態では、移動体２１の導光板２５が接地した床部材３に対応する固定側光通信機器５のうち、移動体２１の移動側光通信機器２７との光の伝送量が最も大きくなるような（光通信の信号強度が最も大きくなるような）固定側光通信機器５を介して移動体２１と情報処理装置９との間の通信が行なわれる。
【００８１】
この結果、移動体２１から画像データなどの大容量のデータを高品質で情報処理装置９に送信することができる。
【００８２】
次に本発明の第２実施形態を説明する。なお、本実施形態は、前記第１実施形態と一部の作動だけが相違するので、前記第１実施形態と同一の参照符号を使用し、第１実施形態と相違する作動を中心に説明する。
【００８３】
前記第１実施形態では、移動体２１の移動側光通信機器２７といずれかの固定側光通信機器５との間のコネクションの確立後においても、該移動側光通信機器２７と固定側光通信機器５の間の通信は、時分割通信により行なわれる。
【００８４】
これに対して本実施形態では、移動体の２１の移動側光通信機器２７は、該移動体２１の導光板２５が接地している床部材５が２以上である場合（前記第１実施形態で説明した受光強度の観測時に２つ以上のサブフレーム期間で所定強度以上の受光強度が得られた場合）には、前記第１実施形態で説明した如く１つの固定側光通信機器５とのコネクションを確立した後に、移動体２１の導光板２５が接地している２以上の床部材５にそれぞれ対応する２以上の固定側光通信機器５のうち、コネクションの確立対象の固定側光通信機器５以外の各固定側光通信機器５に対してその通信動作を停止させる指令を出力する。
【００８５】
さらに、移動側光通信機器２７は、このようにしてコネクションの確立対象の固定側光通信機器５以外の各固定側光通信機器５の通信動作を停止させた後に、前記サブフレーム期間Ｔs1〜Ｔs4の全てをコネクションの確立対象との固定側光通信機器５に対して開放する指令を該固定側光通信機器５に対して出力する。これにより、そのコネクションの確立対象の固定側光通信機器５は、全てのサブフレーム期間Ｔs1〜Ｔs4を使用して、移動側光通信機器２７の間の通信を行なうことができる状態となる。
【００８６】
そして、この状態で、移動側光通信機器２７は、全てのサブフレーム期間Ｔs1〜Ｔs4を使用して、そのコネクションの確立対象の固定側光通信機器５を介して前記画像データなどの通信データを情報処理装置９に送信する。
【００８７】
本実施形態は、以上説明した以外は、前記第１実施形態と同じである。このような本実施形態によれば、移動側光通信機器２７は、コネクションの確立後に、全てのサブフレーム期間Ｔs1〜Ｔs4を使用して、固定側光通信機器５を介して情報処理装置９と通信を行なうので、より一層、大容量のデータの通信を行なうことができると共に、その通信速度を高めることができる。
【００８８】
次に本発明の光無線通信システムの第３実施形態を図７などを参照して説明する。なお、本実施形態は、前記第１実施形態と一部の作動だけが相違するので、前記第１実施形態と同一の参照符号を使用し、第１実施形態と相違する作動を中心に説明する。
【００８９】
本実施形態では、ある１つの移動体２１の移動側光通信機器２７といずれかの固定側通信光通信機器５とのコネクションの確立が次のように行なわれる。
【００９０】
すなわち、まず、前記第１実施形態と同様に、移動体２１の移動側光通信機器２７の通信制御回路３３は、前記１フレーム周期の期間Ｔfの各サブフレーム期間Ｔs1〜Ｔs4において、固定側光通信機器５から送られる信号による受光素子３１の受光強度を観測する処理を実行する。そして、該移動側光通信機器２７の通信制御回路３３は、前記第１実施形態と同様に、他の移動体２１との間のコネクションが既に確立している固定側光通信機器５（該移動側光通信機器２７に対して通信可否フラグがＯＮである信号を送信した固定側光通信機器５）を除いて、移動側光通信機器２７の受光素子３１の受光強度が最も高くなるような固定側光通信機器５がコネクションの確立対象として選択する。
【００９１】
次いで、移動体２１のコントローラが、移動側光通信機器２７と上記の如く選択された固定側光通信機器５との間の通信を適宜行なわせながら、脚２３の動作を制御し、該固定側光通信機器５からの信号による移動側光通信機器２７の受光素子３１の受光強度が最も大きくなるような位置、すなわち、コネクションの確立対象として選択された固定側光通信機器５に対応する床部材３上の位置（導光板２５の底面の全体が該床部材３の上面３ａ内に収まるような位置）に、導光板２５を接地させるように移動体２１の移動を行う。この場合、より具体的には、移動体２１の導光板２５が当初接地していた２以上の床部材３に対応する２以上の固定側光通信機器５のうちの、コネクションの確立対象として選択された固定側光通信機器５以外の固定側光通信機器５からの信号に対する受光素子３１の受光強度が０もしくは所定値以下の微小レベルとなり、且つ、コネクションの確立対象の固定側光通信機器５からの信号に対する受光素子３１の受光強度がより高くなるように、移動体２１の導光板２５の接地位置の変更（脚２３の動作による移動体２１の移動）が行なわれる。
【００９２】
具体的な例を図７を参照して説明する。図７の参照符号２５Ｂで示す導光板２５は、該導光板２５Ｂの当初の接地状態を示している。この接地状態は、前記図１の参照符号２５Ｂで示した導光板２５の接地状態と同じであり、導光板２５Ｂは、４つの床部材３−７，３−８，３−９，３−１０に接地している。この場合、これらの床部材３−７，３−８，３−９，３−１０に対応する４つの固定側光通信機器５−７，５−８，５−９，５−１０と移動側光通信機器２７との最初の通信における該移動側光通信機器２７の受光素子３１の受光強度は、前記図５に示したようになる。このため、固定側光通信機器５−８がコネクションの確立対象として移動側光通信機器２７の通信制御回路３３により選択される。
【００９３】
そして、この場合には、移動体２１Ｂは、そのコントローラ（図示省略）の制御によって、図７の参照符号２５Ｂ’で示す位置、すなわち、固定側光通信機器５−８に対応する１つの床部材３−８上に、導光板２５が接地するように脚２３を動かす。これにより、導光板２５の底面２５ｂの全体が床部材３−８の上面３ａだけに接触することとなるため、移動体２１Ｂの移動側光通信機器２７と固定側光通信機器５−８との間で伝送される光量が最大となる。同時に、他の固定側光通信機器５−７，５−９，５−１０と移動側光通信機器２７との間で伝送される光量は０もしくはほぼ０となる。
【００９４】
上記のように導光板２５の接地位置を変更した後には、最終的に移動側光通信機器２７と固定側光通信機器５−８とのコネクションが確立される。
【００９５】
上記のようにコネクションが確立された後には、そのコネクションの確立対象の固定側光通信機器５を介して移動体２１と基地局通信装置１の情報処理装置９との間の通信が行なわれる。
【００９６】
この場合、本実施形態では、移動体２１の移動側光通信機器２７は、前記第２実施形態で説明した場合と同様に、コネクションの確立対象の固定側光通信機器５に対して前記サブフレーム期間Ｔs1〜Ｔs4の全てを開放する。そして、この状態で、移動側光通信機器２７は、全てのサブフレーム期間Ｔs1〜Ｔs4を使用して、そのコネクションの確立対象の固定側光通信機器５を介して前記画像データなどの通信データを情報処理装置９に送信する。なお、この場合は、移動体２１の導光板２５は、１つの床部材３だけに接地しているので、コネクションの確立対象の固定側光通信機器５以外の固定側光通信機器５の通信動作を停止せずともよい。
【００９７】
本実施形態は、以上説明した以外は、第１実施形態と同じである。かかる本実施形態によれば、移動体２１の導光板２５の接地位置の変更後（移動体２１の移動後）に、移動体２１とと基地局通信装置１との間の通信品質を最大限に高めることができる。また、移動側光通信機器２７と固定側光通信機器５とのコネクションの確立後に、前記第２実施形態と同様に、移動体２１と情報処理装置９との間でより一層、大容量のデータの通信を行なうことができると共に、その通信速度を高めることができる。
【００９８】
なお、本実施形態では、移動体２１の導光板２５が１つの床部材３だけに接地するように移動体２１の移動（導光板２５の接地位置の変更）を行なうようにしたが、単に、導光板２５の当初の接地位置よりも、コネクションの確立対象の固定側光通信機器５からの信号に対する移動側光通信機器２７の受光素子３１の受光強度がある程度高くなるように、移動体２１に導光板２５の接地位置をずらすようにしてもよい。この場合は、導光板２５の接地位置の変更後でも、該導光板２５が２以上の床部材３に接地している場合もある。このような場合には、移動側光通信機器２７と固定側光通信機５とのコネクションの確立後に、前記第２実形態と同様に、該固定側光通信機器５以外の固定側光通信機器５の通信動作を停止させて、コネクションの確立対象の固定側光通信機器５に対してのみ、全てのサブフレーム期間Ｔs1〜Ｔs4を開放することが望ましい。
【００９９】
また、以上説明した各実施形態では、移動体２１の導光板２５を脚２３の底部に備え、該導光体２５の底面２５ｂを移動体２１の接地面としたが、必ずしも導光板２５を床部材３に接地させるようにする必要はない。例えば、移動体が、その移動領域の床面に近接して対面するような対向面を有する部位を備える場合には、その部位に導光板を組付けて、該導光板の底面が床部材３の上面３ａに近接して（該上面３ａと十分に小さい間隔を存して）対面するようにしてもよい。
【０１００】
また、前記各実施形態では、床部材３の形状を正方形にしたが、他の形状（例えば正六角形など）であってもよい。
【０１０１】
また、前記各実施形態では、各床部材を導光板で構成したが、例えば各床部材の上面に多数の光ファイバの一端（光の入出口）が分布するように各板部材に多数の光ファイバを組み込んでおき、それら多数の光ファイバーによって固定側導光路を構成するようにしてもよい。同様に、移動体の接地面や、床面に近接して対面する対向面に多数の光ファイバの一端（光の入出口）が分布するように多数の光ファイバーを該移動体に組み込んでおき、それらの多数の光ファイバーによって移動側導光路を構成するようにしてもよい。
【０１０２】
また、前記各実施形態では、移動体として、脚式移動ロボットを例に採って説明したが、本発明における移動体は、脚式移動ロボットに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第１実施形態の光無線通信システムにおける基地局通信装置の全体構成を上方から見た平面図。
【図２】図２（ａ）は図１の基地局通信装置に備えた個々の床部材とこれに対応する光通信装置との構成を上方から見た平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の矢印Ｙ１の方向で見た側面図。
【図３】図３（ａ）は第１実施形態における移動体の要部の概略構成を示す側面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の矢印Ｙ２の方向で見た平面図。
【図４】第１実施形態における固定側光通信機器と移動体の移動側光通信機器との間の時分割通信のタイミングチャートを示す図。
【図５】第１実施形態の光無線通信システムの作動を説明するための図。
【図６】第１実施形態の光無線通信システムの作動を説明するための図。
【図７】本発明の第３実施形態の光無線通信システムの作動を説明するための図。
【符号の説明】
【０１０４】
１…基地局通信装置、３…床部材（固定側導光板、固定側導光路）、３ａ，３ｃ…光の入出口、５…固定側光通信機器（固定側光通信手段）、１１…固定側発光素子、１３…固定側受光素子、２１…移動体（脚式移動ロボット）、２５…移動側導光板（移動側導光路）、２５ｂ…底面（接地面）、２５ｂ，２５ｃ…光の入出口、２７…移動側光通信機器（移動側光通信手段）、２９…移動側発光素子、３１…移動側受光素子。
【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】
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