(57)【要約】【課題】  子機の小型・低消費電力化を図ることにより、子機をモーバイル機器に搭載することと、複数の子機が互いに独立に親機と交信することを可能とした光無線装置および親機を提供する。【解決手段】  親機１Ａの光位置計測素子２が子機１Ｂからの送信光１０Ｂを検出すると、位置計測回路は子機１Ｂの位置を算出し、送受信素子指定回路が空いている送受信素子３Ａのうち子機１Ｂの位置に最も近い送受信素子３Ａを指定し、その送受信素子３Ａに子機１Ｂとの送受信を行わせる。【選択図】      図１
2005191696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
親機と１つあるいは複数の子機との間で光信号を送受信する光無線装置において、
前記親機は、互いに近接配置され、前記子機との間で光信号を送受信する複数の送受信素子と、前記子機からの光信号に基づいて前記複数の送受信素子のうち前記子機と送受信するのに最適な前記送受信素子を指定し、その指定した前記送受信素子に前記子機との送受信を行わせる指定手段とを備えたことを特徴とする光無線装置。
【請求項２】
前記指定手段は、前記子機からの光信号を受光する光位置計測素子と、前記光位置計測素子の出力に基づいて前記子機の位置を示す子機位置信号を出力する位置計測回路と、前記子機位置信号に基づいて最適な前記送受信素子を指定する制御回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の光無線装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記子機位置信号に基いて前記親機の送受信方向を前記子機の方向に制御することを特徴とする請求項２記載の光無線装置。
【請求項４】
前記子機は、光信号の送信方向を所定の周期で振動させる振動素子を備え、
前記位置計測回路は、前記光位置計測素子の出力変動を前記所定の周期に同期させて計測することにより、前記子機の送信方向のずれを計測し、
前記制御回路は、計測された前記子機の送信方向に基づいて、最適な送信方向となるように前記指定した前記送受信素子により前記子機に制御信号を送信させ、前記子機の送信方向を制御することを特徴とする請求項２記載の光無線装置。
【請求項５】
前記子機は、光信号の送信方向を所定の周期で振動させる振動素子を備え、
前記制御回路は、前記親機の前記送受信素子の出力変動を前記所定の周期に同期させて計測することにより、前記子機の送信方向のずれを計測し、この計測した前記子機の送信方向のずれに基づいて最適な送信方向となるように前記指定した前記送受信素子により前記子機に制御信号を送信させ、前記子機の送信方向を制御することを特徴とする請求項２記載の光無線装置。
【請求項６】
前記光位置計測素子は、球面収差の大なる集光レンズと、前記集光レンズによって集光された光信号を検出する２次元アレイ型光検出素子とを備え、
前記位置計測回路は、前記子機からの光信号の球面収差を用いて前記子機の位置を計測することを特徴とする請求項２記載の光無線装置。
【請求項７】
前記複数の子機は、前記複数の子機の数の周期で時系列的に光信号を送信し、
前記位置計測回路は、前記時系列的に送信された前記光信号に基いて前記複数の子機の位置を計測することを特徴とする請求項２記載の光無線装置。
【請求項８】
前記複数の子機は、前記親機の前記複数の送受信素子の数の周期で時系列的に光信号を送信し、
前記位置計測回路は、前記時系列的に送信された前記光信号に基いて前記複数の子機の位置を計測することを特徴とする請求項２記載の光無線装置。
【請求項９】
前記複数の子機は、自己に固有の周波数あるいはアドレス信号により変調された光信号を周期的に送信し、
前記位置計測回路は、前記光位置計測素子あるいは前記制御回路により指定された前記親機の前記送受信素子により受信された前記光信号から前記周波数あるいは前記アドレス信号を認識することにより、それぞれの前記子機と前記親機が送受信を行うことを特徴とする請求項２記載の光無線装置。
【請求項１０】
前記複数の子機は、送信する光信号の波長が互いに異なり、
前記位置計測回路は、それぞれの前記波長の弁別機能を具備し、前記複数の子機の位置を計測することを特徴とする請求項２記載の光無線装置。
【請求項１１】
前記親機および前記子機の送信部は、それぞれ指向角の狭い光信号を送信する光源部と、前記光源部からの前記光信号を２次元方向に走査する走査素子とを備えたことを特徴とする請求項１記載の光無線装置。
【請求項１２】
前記親機および前記子機から送信される光信号の強度分布は、中心から周囲に向けて光強度がなだらかに減少するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の光無線装置。
【請求項１３】
前記親機の前記送受信素子の受信部は、主に集光レンズと、前記集光レンズの焦点付近に配置された光計測器とを備え、
前記光計測器のサイズは、前記子機からの光信号が前記集光レンズにより集光されて形成する光スポットの径と同程度であることを特徴とする請求項１記載の光無線装置。
【請求項１４】
前記親機は、前記子機からの光信号とは異なる波長の光信号を送信することを特徴とする請求項１記載の光無線装置。
【請求項１５】
前記親機は、１．５μｍ波長前後の光信号を送信し、
前記子機は、前記親機からの前記光信号よりも短い波長の光信号を送信することを特徴とする請求項１４記載の光無線装置。
【請求項１６】
１つあるいは複数の子機との間で光信号を送受信する親機において、
互いに近接配置され、前記子機との間で光信号を送受信する複数の送受信素子と、
前記子機からの光信号に基づいて前記複数の送受信素子のうち前記子機と送受信するのに最適な前記送受信素子を指定し、その指定した前記送受信素子に前記子機との送受信を行わせる指定手段とを備えたことを特徴とする親機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光無線通信により親機と子機との間で情報信号を送受信する光無線装置、および光無線装置に用いられる親機に関し、特に、子機の小型・低消費電力化を図ることにより、子機をモーバイル機器に搭載することと、複数の子機が互いに独立に親機と交信することを可能とした光無線装置および親機に関する。
【背景技術】
【０００２】
光無線は、電波無線と同様に配線が要らないこと、電波無線に比べて、１００Ｍｂｐｓ以上といった高速の通信が比較的簡単にできること、また、電波無線に比べて秘話性に優れているという特長もあることから、パーソナルコンピュータ（以下、「パソコン」と略す。）やプリンタ等の固定・半固定機器やＰＤＡ（Personal Data Assistance）機器等のモバイル機器とＬＡＮ(Local Area Network)とを繋ぐ方式として有望視されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載された光無線装置は、指向角の狭い第１送信光を出力する第１の発光素子、および指向角の広い第２送信光を出力する第２の発光素子を備えた送信装置と、受光素子を備えた受信装置と、この受信装置の受光強度を表示するモニタＴＶとから構成された光無線装置において、指向角の広い第２送信光を用いて送信装置の方向粗調整を行い、その後、指向角の狭い第１送信光を用いて送信装置の方向微調整を行うものである。
【０００４】
また、従来の他の光無線装置は、親機からは指向性の広い送信光を送信し、子機においては受信素子と送信素子を並列して配置し、それらをモータにより同時に２次元的に走査して親機を探し、親機からの送信光を受信し、その方向に送信するものである。この光無線装置は、親機の送信光の指向角が広いため、複数の子機が存在する場合、親機からの送信光はこれら複数の子機の受信素子に同時に入射する。これは、教室などで同じ信号を同時に生徒達の有する複数の子機に送信する場合には適する。
【特許文献１】特開平６−２３２８１８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、特許文献１に記載された光無線装置によると、親機と子機との間で認識を行う際に、指向角の広い送信光を使用した場合、大きな電力を必要とし、低消費電力が求められるモバイル機器には搭載することは難しい。また、複数の子機が存在する場合には、混信を生じるため、両者の識別が困難になる。
【０００６】
また、従来の他の光無線装置によると、それぞれの子機から親機に個別に送信を行う場合には、時分割によりそれぞれの子機に送信時間を割り当てるため、子機の数に比例して送信速度が低下するという問題もある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、子機の小型・低消費電力化を図ることにより、子機をモーバイル機器に搭載することと、複数の子機が互いに独立に親機と交信することを可能とした光無線装置および親機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するため、親機と１つあるいは複数の子機との間で光信号を送受信する光無線装置において、前記親機は、互いに近接配置され、前記子機との間で光信号を送受信する複数の送受信素子と、前記子機からの光信号に基づいて前記複数の送受信素子のうち前記子機と送受信するのに最適な前記送受信素子を指定し、その指定した前記送受信素子に前記子機との送受信を行わせる指定手段とを備えたことを特徴とする光無線装置を提供する。
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、１つあるいは複数の子機との間で光信号を送受信する親機において、互いに近接配置され、前記子機との間で光信号を送受信する複数の送受信素子と、前記子機からの光信号に基づいて前記複数の送受信素子のうち前記子機と送受信するのに最適な前記送受信素子を指定し、その指定した前記送受信素子に前記子機との送受信を行わせる指定手段とを備えたことを特徴とする親機を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光無線装置および親機によれば、親機が有する複数の送受信素子のうち最適な送受信素子により子機との送受信を行うので、子機から送信する光信号の走査機構が不要となるので子機の小型化が図れる。また、親機と子機ともに狭指向角の送信光で送受信できるため、低電力で送受信することができ、また、比較的近接して配置された複数の子機がそれぞれ独立に親機と高速に送受信することができる。従って、子機をモバイル機器に搭載することが可能となる。また、複数の子機が互いに独立に親機と交信することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態に係る光無線装置を示す。この光無線装置は、複数の送受信素子３Ａを有する親機１Ａと、１つあるいは複数の子機１Ｂとの間で光信号を送受信するものである。なお、同図では、説明を容易とするため、送受信素子３Ａは一つのみを示す。
【００１２】
親機１Ａは、子機１Ｂからの送信光１０Ｂに基づいて子機１Ｂの位置を計測するための光位置計測素子２と、この光位置計測素子２の周囲に配置された複数（例えば８個）の送受信素子３Ａとを有する。親機１Ａの送受信素子３Ａは、ベース３０上に、子機１Ｂに送信光１０Ａを送信する送信部３１と、子機１Ｂからの送信光１０Ｂを受信する受信部３２Ａとを配置したものである。
【００１３】
子機１Ｂは、ベース３０上に、親機１Ａに送信光１０Ｂを送信する送信部３１と、親機１Ａからの送信光１０Ａを受信する受信部３２Ｂとを配置した送受信素子３Ｂを備え、例えば、ＰＤＡ（Personal Data Assistance）、携帯電話、ノート型パソコン等のモバイル機器（図略）に搭載される。
【００１４】
図２は、光無線装置の詳細構成を示す。なお、同図では、説明を容易とするため、送受信素子３Ａは一つのみを示す。親機１Ａは、上記した複数の送受信素子３Ａおよび光位置計測素子２の他、光位置計測素子２の出力に基づいて子機１Ｂの位置を計測して子機１Ｂの位置を示す子機位置信号を出力する位置計測回路３と、位置計測回路３からの子機位置信号に基づいて、空いている送受信素子３Ａのうち子機１Ｂの位置に最も近い送受信素子３Ａを指定する送受信素子指定回路４と、各送受信素子３Ａ毎に設けられ、送信部３１に送信信号を送って送信光１０Ａを出射させる送信回路５、送信部３１に走査信号を送って送信光１０Ａを水平方向に走査する送信光走査回路６、および子機１Ｂからの送信光１０Ｂにフィルタリング，復調等の処理を施す受信信号処理回路７とを備える。
【００１５】
子機１Ｂは、上記した送受信素子３Ｂの他に、親機１Ａと同様に、送信光１０Ｂを送信する送信回路５と、送信光１０Ｂを水平方向に走査する送信光走査回路６と、親機１Ａからの送信光１０Ａにフィルタリング，復調等の処理を施す受信信号処理回路７とを備える。
【００１６】
光位置計測素子２は、球面収差の大なる半球レンズ２ａと、半球レンズ２ａの焦点付近に設けられたＣＣＤ素子２ｂとから構成されており、子機１Ｂからの送信光１０Ｂは、その半球レンズ２ａが有する大きな球面収差のため、ＣＣＤ素子２ｂ上に円形状に集光し、子機１Ｂとの間の距離に応じた干渉縞パターンが形成される。
【００１７】
位置計測回路３は、光位置計測素子２のＣＣＤ素子２ｂに形成された干渉縞パターンに基づいて子機１Ｂの位置を計測するものである（特願２００２−１３０３４１号参照）。すなわち、干渉縞パターンの中心位置から子機１Ｂの光軸方向に直交する方向（Ｘ方向およびＹ方向）の位置を算出し、干渉縞パターンの本数、形状等から子機１Ｂの光軸方向（Ｚ方向）の位置を算出する。半球レンズ２ａのある２つの点を通り、ＣＣＤ素子２ｂ上のある１つの点に到達する２つの光路を考えると、それらは光路長が異なり、干渉が起きる。干渉縞パターンは、次の式（１）で表せる。
【００１８】
Ｅ＝ｅｘｐ（２πＬ1／λ・ｉ）＋ｅｘｐ（２πＬ2／λ・ｉ）
＝２ｃｏｓ（π・ΔＬ／λ）・ｅｘｐ｛ｉπ（Ｌ1＋Ｌ2）／λ｝  ・・・（１）
ここで、Ｅ：電界強度、ｉ：虚数単位、λ：レーザ光の波長、Ｌ1,Ｌ2：光路長、ΔＬ：光路長差
ここで、光の強度Ｉは、電界強度Ｅの２乗で表されるので、Ｉ＝｜Ｅ｜2となる。
【００１９】
図３は、親機１Ａおよび子機１Ｂの送信部３１を示す。この送信部３１は、入射面および出射面ともに非球面とし、球面収差を抑えて送信光１０Ａ，１０Ｂにほぼガウス型の分布を持たせる集光レンズ３１０と、集光レンズ３１０の焦点付近に配置され、半導体レーザからなる発光素子３１１と、発光素子３１１を静電的にＸ，Ｙの２次元方向４０に走査するＭＥＭＳ（Micro Electro-Mechanical System）素子９とを備え、集光レンズ３１０、発光素子３１１およびＭＥＭＳ素子９は、ベース３０に保持されている。
【００２０】
発光素子３１１は、例えば、子機１Ｂには、可視光からなる送信光１０Ｂを発光するＧａＩｎＰ系の赤色レーザを用い、親機１Ａには、波長１．４〜１．６μｍのＧａＡｓ系の垂直共振器面発光レーザを用いる。このように親機１Ａと子機１Ｂの送信波長を変えることにより、両者を簡単な色ガラスで分離することが可能となる。
【００２１】
図４（ａ）は、ＭＥＭＳ素子９の主要部を示す。このＭＥＭＳ素子９は、ＭＥＭＳ基板２３と、ＭＥＭＳ基板２３に対してＹ方向に可動するＹ方向可動部２２と、Ｙ方向可動部２２に対してＸ方向に可動するＸ方向可動部２１とを備え、Ｘ方向可動部２１の中心に発光素子３１１が搭載された構成を有している。Ｘ方向可動部２１とＹ方向可動部２２との間には、櫛形駆動素子２４ａ，２４ｂがＸ方向可動部２１の左右に配置され、Ｙ方向可動部２２とＭＥＭＳ基板２３との間には、櫛形駆動素子２５ａ，２５ｂがＹ方向可動部２２の上下に配置されている。
【００２２】
櫛形駆動素子２４ａは、図４（ｂ）に示すように、Ｘ方向に延びる５μｍ幅、１５０μｍ長さの一対の櫛形電極２１ａ，２２ａから形成され、送信光走査回路６からの走査信号に基づいて両電極２１ａ，２２ａに静電圧を印加することにより、Ｘ方向の走査が行われるようになっている。他方の櫛形駆動素子２４ｂも図４（ｂ）に示す櫛形駆動素子２４ａと同様に構成され、静電圧の印加によりＸ方向の走査が行われるようになっている。櫛形駆動素子２５ａ，２５ｂは、Ｙ方向に延びる５μｍ幅、１５０μｍ長さの一対の櫛形電極から形成され、送信光走査回路６からの走査信号に基づいて両電極に静電圧を印加することにより、Ｙ方向の走査が行われるようになっている。Ｘ、Ｙ方向に駆動することにより駆動距離は±1００μｍとなり、それにより出射光は約１０度２次元に走査される。
【００２３】
図５は、親機１Ａの送受信素子３Ａの受信部３２Ａを示す。親機１Ａの受信部３２Ａは、ベース３０上に、図５（ｃ）に示すように、４分割された受光面３２０ａ〜３２０ｄを有する受光素子３２０と、受光素子３２０を２次元方向４０に走査する前述したＭＥＭＳ素子９と、子機１Ｂからの送信光１０Ｂを受光素子３２０に導く集光レンズ３２１とを備える。
【００２４】
ここで、図５（ｃ）を参照して送信信号回路５による送信信号と位置誤差信号の生成について説明する。子機１Ｂからの送信光１０Ｂは、中心から周囲に向かってなだらかに強度が低下するような強度分布１１を有する。この送信光１０Ｂが集光レンズ３２１に集光されて、強度分布１２を有した光スポット１３Ｂとして受光素子３２０に入射する。送信光１０Ｂのスポット１３Ｂは、図５（ｃ）に示すように、受光素子３２０の複数の受光面３２０ａ〜３２０ｄにかかるように照射される。それぞれの受光素子３２０ａ〜３２０ｄの出力を、それぞれａ、ｂ、ｃ、ｄとする。送信信号の再生には、ａ、ｂ、ｃ、ｄの総和を使用し、トラッキング制御信号の形成については、座標を図５（ｃ）のようにとると、Ｘ軸方向の位置誤差信号は、（ａ＋ｄ）と（ｂ＋ｃ）の差信号により形成し、Ｙ軸方向の位置誤差信号は、（ａ＋ｂ）と（ｃ＋ｄ）の差信号により形成する。例えば、図５（ｃ）において光スポット１３ＢがＹ軸のプラス方向にずれた場合には、（ａ＋ｂ）が（ｃ＋ｄ）に比べて強くなり、両者の差はプラスとなり、逆にずれた場合には負となり、従ってその差信号から光スポット１３Ｂのずれ方向とずれ量を求めることができ、光スポット１３Ｂの位置誤差信号を形成することができる。
【００２５】
図６は、子機１Ｂの送受信素子３Ｂの受信部３２Ｂを示す。子機１Ｂの受信部３２Ｂは、親機１Ａからの送信光１０Ａを受光する受光素子３２２と、送信光１０Ａを受光素子３２２に導く集光レンズ３２１と、受光素子３２２を２次元方向４０に走査するＭＥＭＳ素子９とを備える。
【００２６】
図７は、子機１Ｂが複数存在する場合に、位置計測回路３による各子機１Ｂの位置を識別する方法（特願２００３−１７３５２４号参照）を示す。各子機１Ｂからの送信光１０Ｂは、同図に示すように、ＣＣＤ素子２ｂ上にそれぞれ円形状の光スポット４１，４２，４３として集光され、ＥＰＩＣ(edge-projected integration of visual cues)法を用いて光スポット４１，４２，４３のエッジを検出する。子機１Ｂ間の距離が近い場合の光スポット４１，４２は、ＣＣＤ素子２ｂ上で重なり、他のあるものは独立した円形の光スポット４３を形成する。独立している場合は、その円の中心位置と直径から直ちに子機１Ｂの位置が算出される。また、光スポット４１,４２のように重なった場合には、光スポット４１，４２が円形であることを利用してそれぞれを識別する。すなわち、親機１Ａは、あらかじめ円形形状パターンをメモリに蓄えておき、それの径を変えながら測定された光スポット信号との相関処理を行い、円形状の光スポットを検出し、その後は単独の光スポットの場合と同様に信号処理を行って子機１Ｂの位置を算出する。
【００２７】
図８は、子機１Ｂが複数存在する場合に、位置計測回路３による各子機１Ｂの位置を識別する他の方法を示す。本実施の形態では、各子機１Ｂは、トラッキングが外れない程度の時間間隔で位置計測制御信号１０ａと情報信号１０ｂからなる送信光１０Ｂを送信する。繰り返し間隔は、０．５秒程度とし、その間を現在送受信している子機１Ｂの数（最大親機の数）で除した時間だけ送信する。例えば、子機１Ｂが５機通信している場合は、０．１秒間通信し、０．４秒間休んだ後、さらに０．１秒間通信する。
【００２８】
このような時分割的な送信を行うのは以下の理由による。即ち、本実施の形態の光無線装置においては、各子機１Ｂからの送信光１０Ｂは、少なくとも親機１Ａの光位置計測素子２と一対の送受信素子３Ａとをカバーしなければならない。一方、子機１Ｂの送信光１０Ｂの強度を下げたいと言う要求があり、そのため子機１Ｂの送信光１０Ｂの広がり角は狭めなければならない。この結果、親機１Ａの光位置計測素子２と送受信素子３Ａとは比較的近付けて配置され、必然的に各送受信素子３Ａ間の距離も狭まることになる。そのため、子機１Ｂからの送信光１０Ｂは、親機１Ａの複数の送受信素子３Ａを照射することになる。この場合、通信中の送受信素子３Ａに対しては、他の子機１Ｂからの送信光１０Ｂはノイズとなり、子機１Ｂからの安定した送信が困難である。そのため、上記のような時分割の送信を行う。一方、親機１Ａからの送信光１０Ａは各子機１Ｂのみに送信されるため、同時に独立して送信することが可能である。
【００２９】
次に、本実施の形態の動作を図９の波形図を参照して説明する。まず、本光無線装置においては、親機１Ａと子機１Ｂとの間で送受信を行うためには、まず、図１、図２に示すように、子機１Ｂの送信光１０Ｂを手動により親機１Ａの方角に向ける。親機１Ａの光位置計測素子２が子機１Ｂからの送信光１０Ｂを検出すると、位置計測回路３は子機１Ｂの位置を算出し、子機１Ｂの位置を示す子機位置信号を送受信素子指定回路４に送る。送受信素子指定回路４により空いている送受信素子３Ａのうち子機１Ｂの位置に最も近い送受信素子（以下「指定送受信素子」ともいう。）３Ａを指定し、その送受信素子３Ａに対応する送信信号回路５に子機位置信号を送り、子機１Ｂの方角へ送信光１０Ａを向けさせると共に、送信回路５に送信開始信号を送る。送信回路５は、送信信号を指定送受信素子３Ａの送信部３１に送り、その送信部３１は、送信光１０Ａにより送信開始信号を子機１Ｂに送信する。
【００３０】
次に、子機１Ｂの受信部３２Ｂが親機１Ａからの送信光１０Ａにより送信開始信号を受信すると、子機１Ｂからも送信光１０Ｂにより送信開始信号を送信し、親機１Ａおよび子機１Ｂは互いに情報信号の送受信を開始する。子機１Ｂは、モバイル機器に搭載されているため、必ずしも常に親機１Ａの方向に送信光１０Ｂを送信している訳ではなく、人の動きなどに連れて次第に送信方向がずれる。このずれを補正を行うためには、親機１Ａは、位置計測回路３からの子機位置信号を定期的（例えば1秒間隔で）に受け取り、送信方向を修正する。子機１Ｂの方は、親機１Ａの位置信号が無いため、子機１Ｂの送信光１０Ｂを２次元的に走査し、それによる親機１Ａの受信部３２Ａの受光量変化から、子機１Ｂの送信光１０Ｂの方向ずれを算出し、その算出信号を親機１Ａが子機１Ｂに送信し、子機１Ｂはその信号を用いて送信光１０Ｂの方向を親機１Ａに合わせるように制御する。すなわち、子機１Ｂの送信光１０Ｂは、親機１Ａにトラッキングされるような形で制御される。
【００３１】
まず、子機１Ｂは、送信光１０Ｂによる情報信号の送信の合間に定期的に図９（ａ）に示す同期信号７０を送信光１０Ｂにより親機１Ａに向けて送信する。この同期信号７０の強度は、情報信号の２倍程度とする。子機１Ｂは、この同期信号７０に同期して、送信光１０Ｂの送信方向を高速に走査する。その周期は、他の信号との分離し易さから１００ｋＨｚ程度とする。また、子機１Ｂの送信光１０Ｂは、図５（ｂ）のように、周囲に向かって強度がなだらかに低下しているので、その中心が親機１Ａの受光素子３２０からずれていると、親機１Ａの受光素子３２０の出力から形成される親機１Ａの差信号７２の出力は、図９（ｃ）に示すように、例えば（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）はプラスとなる。これに走査信号７１に同期した図９（ｄ）に示す参照信号７３を掛け合わせ、検波すると、図９（ｅ）に示す走査制御信号７４が得られ、それを子機１Ｂに送信することにより、子機１Ｂはずれを補正するように送信方向を補正することが可能となる。
【００３２】
この実施の形態によれば、比較的近接して配置された複数の子機１Ｂがそれぞれ独立に親機と高速に送受信することを可能となる。また、親機１Ａと子機１Ｂともに狭指向角の送信光で送受信できるため、低電力で送受信をすることができ、また、子機１Ｂの動きに追従させられるため、子機１Ｂをモバイル機器を搭載して高速の送受信が可能となる。また、複数の子機１Ｂが比較的近接して存在する状態でも、それぞれの子機１Ｂが独立に親機１Ａと接続され、高速通信ができ、かつ、子機１Ｂの動きのある状態でも確実に接続を保つことが可能となる。
【００３３】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、その発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施が可能である。例えば、各子機１Ｂは、自己に固有の周波数あるいはアドレス信号により変調された送信光１０Ｂを周期的に送信し、位置計測回路３は、光位置計測素子２あるいは送受信素子指定回路４により指定された親機１Ａの送受信素子３Ａにより受信された送信光１０Ｂから上記周波数あるいはアドレス信号を認識することにより、それぞれの子機１Ｂと親機１Ａが送受信を行うようにしてもよい。この構成によれば、子機１Ｂ固有の周波数あるいはアドレス信号により子機１Ｂを識別することが容易となる。
【００３４】
また、同様に、各子機１Ｂが送信する送信光１０Ｂの波長が互いに異なり、位置計測回路３は、それぞれの波長の弁別機能を具備し、この弁別機能に基づいて各子機１Ｂの位置を計測してもよい。この構成によれば、子機１Ｂの位置計測の誤りが減らすことができる。
【００３５】
また、複数の子機１Ｂは、親機１Ａの複数の送受信素子３Ａの数の周期で時系列的に送信光１０Ｂを送信し、位置計測回路３は、時系列的に送信された送信光１０Ｂに基いて各子機１Ｂの位置を計測してもよい。
【００３６】
また、子機１Ｂの受光素子３２２に、２次元アレイ状に配列された複数のピンフォトダイオードを用い、ピンフォトダイオードに集光された光スポットの強度分布から親機１Ａの送受信素子３Ａの位置を算出し、この算出結果に基づいて送信光１０Ｂの送信方向を親機１Ａの送受信素子３Ａに向くように制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態に係る光無線装置を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光無線装置の詳細構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る親機および子機の送信部を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るＭＥＭＳ素子の主要部を示す図、（ｂ）は、その詳細を示す図である。
【図５】（ａ）は、本発明の実施の形態に係る親機の受信部を示す断面図、（ｂ）は、送信光の強度分布を示す図、（ｃ）は、親機の受信部の受光素子を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る子機の受信部を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る光無線装置において複数の子機を識別する方法を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る光無線装置において複数の子機を識別する他の方法を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る光無線装置のトラッキング用の信号処理を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１Ａ  親機
１Ｂ  子機
２  光位置計測素子
２ａ  半球レンズ
２ｂ  ＣＣＤ素子
３Ａ，３Ｂ  送受信素子
３  位置計測回路
４  送受信素子指定回路
５  送信回路
６  送信光走査回路
７  受信信号処理回路
９  ＭＥＭＳ素子
１０Ａ，１０Ｂ  送信光
１０ａ  位置計測制御信号
１０ｂ  情報信号
１２  強度分布
１３Ａ，１３Ｂ  光スポット
２１  Ｘ方向可動部
２１ａ，２２ａ  櫛形電極
２２  Ｙ方向可動部
２３  ＭＥＭＳ基板
２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ  櫛形駆動素子
３０  ベース
３１  送信部
３２Ａ，３２Ｂ  受信部
４０  ２次元方向
４１,４２,４３  光スポット
７０  同期信号
７１  走査信号
７３  参照信号
７４  走査制御信号
３１０  集光レンズ
３１１  発光素子
３２０ａ〜３２０ｄ  受光面
３２０  受光素子
３２１  集光レンズ
３２２  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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【図８】
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【図９】
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