(57)【要約】【課題】可視光帯で高速な変調信号を送信可能な可視光送信機、可視光通信システム、及び可視光通信方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る可視光送信機、可視光通信システム、及び可視光通信方法は、赤外光の光源を、数Ｇｂ／ｓ以上の速度で変調した後、ある入力波長の信号光に対して、入力波長と同じ信号光と入力波長の１／２の波長の信号光（可視信号光）を出力する非線形光学効果を有するＰＰＬＮ導波路を通過させ、当該可視信号光を波長フィルタによって分離することとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非線形光学効果を利用し、赤外信号光から、前記赤外信号光と同じ伝送速度の可視信号光を発生させる波長変換器と、
前記波長変換器で発生した前記可視信号光を透過させる波長フィルタと、
を備える可視光送信機。
【請求項２】
前記波長変換器は、前記赤外信号光から第ｎ高調波（ｎは２以上の整数）を発生させて前記可視信号光とすることを特徴とする請求項１に記載の可視光送信機。
【請求項３】
前記波長変換器は、所定の波長の光を出力する和周波用光源を有し、前記和周波用光源からの光と前記赤外信号光とで和周波を発生させて前記可視信号光とすることを特徴とする請求項１に記載の可視光送信機。
【請求項４】
赤外光を発生する赤外光源と、
前記赤外光源からの赤外光を送信信号で変調した前記赤外信号光を前記波長変換器に入力する光変調器と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の可視光送信機。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の可視光送信機と、
前記可視光送信機が出力する前記可視信号光を伝搬する可視光伝送路と、
前記可視光伝送路からの前記可視信号光を受信する可視光受信機と、
を備える可視光通信システム。
【請求項６】
前記赤外信号光が光アクセスネットワークから入力される、請求項１から３のいずれかに記載される可視光送信機と、
前記可視光送信機が出力する前記可視信号光を伝搬する可視光伝送路と、
前記可視光伝送路からの前記可視信号光を受信する可視光受信機と、
を備える可視光通信システム。
【請求項７】
光アクセスネットワークからの赤外信号光を、非線形光学効果を利用して前記赤外信号光と同じ伝送速度の可視信号光に変換する可視光変換方法。
【請求項８】
赤外光源からの赤外光を送信信号で変調した赤外信号光を、非線形光学効果を利用して前記赤外信号光と同じ伝送速度の可視信号光に変換する可視光変換方法。
【請求項９】
前記非線形光学効果が、前記赤外信号光から第ｎ高調波（ｎは２以上の整数）を発生させて前記可視信号光とする第ｎ高調波発生であることを特徴とする請求項７又８に記載の可視光変換方法。
【請求項１０】
前記非線形光学効果が、所定の波長の光と前記赤外信号光とで和周波を発生させて前記可視信号光とする和周波発生であることを特徴とする請求項７又８に記載の可視光変換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外信号光を可視信号光へ変換してデータ通信を行う可視光送信機、光送信システム、及び可視光送信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
可視光通信とは、人間の眼が可視光を視認できる性質を生かした通信方式であり、非特許文献１で示すように、実用化に向けた研究が行われている。また標準化活動も、非特許文献２で示すように、ＩＥＥＥ８０２．１５によって進められている。ところで、これら可視光通信に使用される光源は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が主流である。理由の一つとして考えられるのは、ＬＥＤが可視光帯で発光する他の光源と比べ高速な数十Ｍｂ／ｓの変調帯域を有することである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Ｔｏｓｈｉｈｉｋｏ  Ｋｏｍｉｎｅ，  Ｍａｓａｏ  Ｎａｋａｇａｗａ，  “Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｆｏｒ  Ｖｉｓｉｂｌｅ−Ｌｉｇｈｔ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｕｓｉｎｇ  ＬＥＤ  Ｌｉｇｈｔｓ”，  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｃｏｎｓｕｍｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，  Ｖｏｌ．５０，  Ｎｏ．１，  Ｆｅｂｒｕａｒｙ  ２００４．
【非特許文献２】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｅｅ８０２．ｏｒｇ／１５／ｐｕｂ／ＴＧ７．ｈｔｍｌ
【非特許文献３】Ｈｏａ  Ｌｅ  Ｍｉｎｈ、Ｄｏｍｉｎｉｃ  Ｏ’Ｂｒｉｅｎ、Ｇｒａｈａｍｅ  Ｆａｕｌｋｎｅｒ、Ｌｕｂｉｎ  Ｚｅｎｇ、Ｋｙｕｎｇｗｏｏ  Ｌｅｅ、Ｄａｅｋｗａｎｇ  Ｊｕｎｇ、ＹｕｎＪｅ  Ｏｈ、Ｅｕｎ  Ｔａｅ  Ｗｏｎ、”１００−Ｍｂ／ｓ  ＮＲＺ  Ｖｉｓｉｂｌｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｐｏｓｔｅｑｕａｌｉｚｅｄ  Ｗｈｉｔｅ  ＬＥＤ”、ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、Ｖｏｌ．２１、Ｎｏ．１５、Ａｕｇｕｓｔ  ２００９．
【非特許文献４】久保尊広、谷口友宏、桜井尚也、木村秀明、坪川信、「光アクセスシステムにおけるサービス可視化方式の提案」、２００７電子情報通信学会ソサイエティ大会Ｂ−１０−６６（２００７）、２００７年９月１３日、ｐ２６０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、発光光源のＬＥＤの応答周波数は数十ＭＨｚ程度である。非特許文献３に示すように、従来の可視光通信のＬＥＤでは、二値変調方式と仮定すると変調速度が数十Ｍｂ／ｓに制限されていた。このため、数Ｇｂ／ｓ以上の高速な可視光通信を行うには、ＬＥＤをアレイ状に並べた空間多重や多値変調を行う必要があり構造が複雑になるという課題があった。また、可視光通信をアクセス区間の光通信と組み合わせる場合、光信号を電気信号に変換し、その電気信号を用いてＬＥＤを変調するという方法をとるため、伝送に光−電気変換の分の遅延が発生するという課題もあった。
【０００５】
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、可視光帯で高速な変調信号を送信可能な可視光送信機、可視光通信システム、及び可視光通信方法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】
上記目的を達成するために、本発明に係る可視光送信機、可視光通信システム、及び可視光通信方法は、赤外光の光源を、数Ｇｂ／ｓ以上の速度で変調した後、ある入力波長の信号光に対して、入力波長と同じ信号光と入力波長の１／２の波長の信号光（可視信号光）を出力する非線形光学効果を有するＰＰＬＮ導波路を通過させ、当該可視信号光を波長フィルタによって分離することとした。
【０００７】
具体的には、本発明に係る可視光送信機は、非線形光学効果を利用し、赤外信号光から、前記赤外信号光と同じ伝送速度の可視信号光を発生させる波長変換器と、前記波長変換器で発生した前記可視信号光を透過させる波長フィルタと、を備える。
【０００８】
本可視光送信機は、１−１０Ｇｂ／ｓの伝送速度を有する赤外信号光を波長変換器で可視信号光に変換するため、赤外信号光の伝送速度を可視信号光で実現することができる。従って、本発明は、可視光帯で高速な変調信号を送信可能な可視光送信機を提供することができる。
【０００９】
本発明に係る可視光送信機の前記波長変換器は、前記赤外信号光から第ｎ高調波（ｎは２以上の整数）を発生させて前記可視信号光とすることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る可視光送信機の前記波長変換器は、所定の波長の光を出力する和周波用光源を有し、前記和周波用光源からの光と前記赤外信号光とで和周波を発生させて前記可視信号光とすることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る可視光送信機は、赤外光を発生する赤外光源と、前記赤外光源からの赤外光を送信信号で変調した前記赤外信号光を前記波長変換器に入力する光変調器と、をさらに備える。
【００１２】
本発明は、赤外光を送信信号で変調した後に可視信号光に変換するため、従来のＬＥＤで実現されていない１−１０Ｇｂ／ｓの伝送速度を有する可視光送信機を提供することができる。
【００１３】
本発明に係る可視光通信システムは、前記可視光送信機と、前記可視光送信機が出力する前記可視信号光を伝搬する可視光伝送路と、前記可視光伝送路からの前記可視信号光を受信する可視光受信機と、を備える。
【００１４】
本発明は、前記可視光送信機を備える可視光通信システムであるため、可視光帯で高速な変調信号を送信可能な可視光通信システムを提供することができる。
【００１５】
本発明に係る可視光通信システムは、前記赤外信号光が光アクセスネットワークから入力される前記可視光送信機と、前記可視光送信機が出力する前記可視信号光を伝搬する可視光伝送路と、前記可視光伝送路からの前記可視信号光を受信する可視光受信機と、を備える。
【００１６】
本発明は、前記可視光送信機を備える可視光通信システムであり、光アクセスネットワーク経由で局舎から送信された赤外信号光を、波長変換によりに可視光通信用の信号に変換して出力することで、光−電気変換を用いた可視光通信システムに比べて伝送遅延を小さくすることができる。
【００１７】
本発明に係る可視光変換方法は、光アクセスネットワークからの赤外信号光を、非線形光学効果を利用して前記赤外信号光と同じ伝送速度の可視信号光に変換する。
【００１８】
本発明は、光アクセスネットワーク経由で局舎から送信された赤外信号光を、波長変換により可視光通信用の信号に変換して出力する可視光変換方法である。このため、本発明は、可視光帯で高速な変調信号を送信可能な可視光変換を提供することができ、光−電気変換を用いた可視光変換方法に比べて伝送遅延を小さくすることができる。
【００１９】
本発明に係る可視光変換方法は、赤外光源からの赤外光を送信信号で変調した赤外信号光を、非線形光学効果を利用して前記赤外信号光と同じ伝送速度の可視信号光に変換する。
【００２０】
本発明は、赤外光を送信信号で変調した後に可視信号光に変換するため、従来のＬＥＤで実現されていない１−１０Ｇｂ／ｓの伝送速度を有する可視光通信の可視光変換方法を提供することができる。
【００２１】
本発明に係る可視光変換方法は、前記非線形光学効果が、前記赤外信号光から第ｎ高調波（ｎは２以上の整数）を発生させて前記可視信号光とする第ｎ高調波発生であることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る可視光変換方法は、前記非線形光学効果が、所定の波長の光と前記赤外信号光とで和周波を発生させて前記可視信号光とする和周波発生であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、可視光帯で高速な変調信号を送信可能な可視光送信機、可視光通信システム、及び可視光通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る可視光送信機を説明する図である。
【図２】本発明に係る可視光送信機が備える波長変換器を説明する図である。
【図３】本発明に係る可視光送信機が備える波長変換器を説明する図である。
【図４】本発明に係る可視光送信機が備える波長変換器を説明する図である。
【図５】本発明に係る可視光送信機が備える波長変換器を説明する図である。
【図６】本発明に係る可視光送信機を説明する図である。
【図７】本発明に係る可視光送信機を説明する図である。
【図８】光パルスの波長変換を説明する図である。
【図９】光パルスの波長変換を説明する図である。
【図１０】可視光通信システムを説明する図である。
【図１１】本発明に係る可視光通信システムを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２６】
（実施形態１）
図１は実施形態１の可視光送信機３０１の概略を示すブロック図である。可視光送信機３０１は、赤外光源１０、光変調器１１、データ信号入力装置１２、波長変換器１３、波長フィルタ１４を備える。
【００２７】
赤外光源１０はλ（ｎｍ）の波長の赤外光を出力する。赤外光源１０は、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）である。λの値は、８００−１６００ｎｍを用いる。赤外光源１０から出力された光は、光変調器１１に入力される。光変調器１１は、データ信号入力装置１２からのデータ信号（送信信号）を基に、赤外光源１０から出力された赤外光に強度変調を施し、赤外信号光として出力する。光変調器１１は、例えば、マッハツェンダー型変調器、電界吸収型変調器などがあり、いずれも１−１０Ｇｂ／ｓの速度で変調することができる。
【００２８】
光変調器１１から出力された信号光は、波長変換器１３に入力される。波長変換器１３は、入力された信号光が非線形光学効果を生じさせ、入力波長の信号光と入力波長の１／２の波長の信号光（λ／２（ｎｍ））とを出力する。ここで、λ／２（ｎｍ）は、４００−８００ｎｍの可視光域である。尚、ここで述べる非線形光学効果の例としては、入力光が持つ周波数の２倍の周波数の光が生成される「第二高調波発生」と呼ばれる現象が挙げられる。その他の非線形光学効果の例としては、「第ｎ高調波（ｎは３以上の整数）」など、さらに高次の高調波を発生させることが考えられる。非線形光学効果を起こす波長変換器１３は、例えば周期分極反転ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）導波路を用いることができる。さらに、ＰＰＬＮは分極反転周期をチャープさせた構造により、入力信号光の波長変換を許容する帯域を１０ｎｍ程度まで拡張することができる。波長変換を許容する帯域とは、波長変換効率が最大値の１／２以上の値をとる帯域であり、位相整合帯域と呼ばれている。
【００２９】
ここで、分極反転周期のチャープについて図２、３を用いて説明する。図２は、一般的なＰＰＬＮの導波路を示した図であり、ニオブ酸リチウムの分極方向がドメインごとに反転し、その分極反転周期Λａは一定である。分極反転周期Λａは、入射光がＰＰＬＮを通過する際、各点で発生する入射光の第二高調波の位相が整合する波長と関係している。分極反転周期Λａを持つＰＰＬＮが位相を整合する入力光の波長をλａとすると、図３にしめすように、λａ以外の波長は第二高調波への波長変換効率が著しく減少する。
【００３０】
一方、図４は、チャープ型ＰＰＬＮの導波路を示した図であり、ニオブ酸リチウムの分極方向がドメインごとに反転し、その分極反転周期は、Λａ、Λｂ、・・・、Λｎと徐々に変化している。分極反転周期Λａ、Λｂ、・・・、Λｎに対して、第二高調波を増幅できる入力光の波長λａ、λｂ、・・・、λｎが存在するため、結果としてチャープ型ＰＰＬＮが増幅できる入力光の波長は、図５に示すように、単一の分極反転周期を持つＰＰＬＮ（図２、図３）に比べλａ−λｎの範囲に広がる。ここで、波長範囲λａ−λｎは、位相整合帯域である。このため、チャープ型ＰＰＬＮを用いた波長変換器は、位相整合帯域が拡張されているため、赤外光源１０の入力波長が一定であると仮定したとき、ＰＰＬＮの温度変化による位相整合帯域の波長シフトに対して、波長変換効率の耐性を持たせることができる。
【００３１】
また、チャープＰＰＬＮの位相整合帯域の波長を一定であると仮定したとき、赤外光源１０の温度変化による赤外光源１０の波長シフトに対して、波長変換効率の耐性を持たせることもできる。例として波長１３００ｎｍ、伝送速度１０Ｇｂ／ｓのＮＲＺ変調信号光に対するチャープＰＰＬＮの温度変化の許容範囲を見積もる。変調信号の波長軸上における信号帯域幅はおよそ０．０６ｎｍであり、チャープＰＰＬＮの位相整合帯域が１０ｎｍ、温度変化による位相整合帯域波長の変化率が０．１ｎｍ／℃ならば、約１００℃の温度変化に対して、波長変換効率の耐性を持つことができる。
【００３２】
さらに、位相整合帯域が拡張されたチャープ型ＰＰＬＮは、温度耐性が改善されるだけでなく、図２のように単一の分極反転周期を持つＰＰＬＮの位相整合帯域よりも広いスペクトルの信号光を波長変換することも可能となる。
【００３３】
波長変換器１３から出力された信号光は波長フィルタ１４に入力される。波長フィルタ１４は、入力された信号光の中から可視信号光のみを出力する。このような構成の可視光送信機３０１は、Ｇｂ／ｓ以上の伝送速度を持つ可視光通信が可能である。さらに、可視光送信機３０１に用いる赤外光源１０の波長の違いが、波長変換後の可視光の色として現れるため、赤外光源１０の波長をチューナブルに変化させることで、対応する可視光の色を変化させ、通信に使用している赤外波長をより直感的に識別できる。
【００３４】
（実施形態２）
図６は、実施形態２の可視光送信機３０２の概略を示すブロック図である。可視光送信機３０２は、赤外光源１０−１、光変調器１１、データ信号入力装置１２、和周波用光源１０−２、波長変換器１３、波長フィルタ１４を備える。
【００３５】
赤外光源１０−１はλ１（ｎｍ）の波長の赤外光を出力する。赤外光源１０−１は、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）が考えられる。λ１の値は、８００−１６００ｎｍを用いる。赤外光源１０−１から出力された光は、光変調器１１に入力される。光変調器１１は、実施形態１と同様に、データ信号入力装置１２からのデータ信号（送信信号）を基に、赤外光源１０−１から出力された光に強度変調を施し、赤外信号光として出力する。
【００３６】
光変調器１１から出力された信号光は、波長変換器１３に入力される。
【００３７】
一方、和周波用光源１０−２は、波長λ２（ｎｍ）の赤外光を出力する。出力された光は、波長変換器１３に入力される。波長変換器１３は、入力された２つの光から和周波発生と呼ばれる非線形光学効果により、可視光域の光λ３（ｎｍ）を生成し、λ１（ｎｍ）、λ２（ｎｍ）及びλ３（ｎｍ）の光を出力する。ここで、入力波長λ１、λ２と和周波発生により生成されるλ３は、光速をｃ（ｍ／ｓ）としたとき、数１の関係で表すことができる。
【数１】
2012034117.tif 000003
【００３８】
数１のように、ある波長λ１に対して、所望のλ３を出力するためには、λ２を適切に設定する必要がある。和周波発生を起こす波長変換器１３は、実施形態１で説明したＰＰＬＮ導波路を用いることができる。波長変換器１３から出力された信号光は波長フィルタ１４に入力される。波長フィルタ１４は、入力された信号光の中から可視信号光のみを出力する。
【００３９】
ここで、和周波発生の性質として、出力される可視信号光の強度は、波長変換器１３に入力されるλ１（ｎｍ）の光の強度とλ２（ｎｍ）の光の強度の積に比例する。よって、和周波用光源１０−２から出力される光の強度をチューナブルに変化させることで、変調されたλ１（ｎｍ）の信号光の強度を一定にしたまま、可視信号光の強度を増大させることができる。このような構成の可視光送信機３０２は、Ｇｂ／ｓ以上の伝送速度を持ち、送信強度をチューナブルに変化させることが可能である。さらに、可視光送信機３０２に用いる赤外光源１０−１の波長の違いが、波長変換後の可視光の色として現れるため、実施形態１と同様に、赤外光源１０の波長をチューナブルに変化させることで、対応する可視光の色を変化させ、通信に使用している赤外波長をより直感的に識別できる。
【００４０】
（実施形態３）
図７は、実施形態３の可視光送信機３０３の概略を示すブロック図である。可視光送信機３０３は、パルス赤外光源１０’、光変調器１１、データ信号入力装置１２、波長変換器１３、波長フィルタ１４を備える。
【００４１】
パルス赤外光源１０’は、パルス幅及びピーク光強度を所定の値に設定することができる。パルス赤外光源１０’から出力された短パルス光は、実施形態１の赤外光と同様に、光変調器１１に入力される。光変調器１１は、データ信号入力装置１２からのデータ信号（送信信号）を基に、パルス赤外光源１０’から出力された短パルス光に強度変調を施し、短パルス信号光として出力する。光変調器１１から出力された短パルス信号光は、波長変換器１３に入力される。波長変換器１３は、入力された信号光（λ（ｎｍ））と入力された信号光の第二高調波である、１／２の波長の光（λ／２（ｎｍ））とを出力する。波長変換器１３は、実施形態１で説明したＰＰＬＮ導波路とすることができる。
【００４２】
波長変換器１３への入力信号をＮＲＺ信号から１シンボル時間の平均光強度が等しい短パルスに切り替えることが好ましい。非特許文献４に示すように、切り替えた短パルスのパルス幅及びピーク光強度を調整することで、λ（ｎｍ）からλ／２（ｎｍ）への第二高調波発生による可視光生成の波長変換効率を高めることができる。この原理を図８及び図９を用いて説明する。
【００４３】
図８はＮＲＺの入力信号と第二高調波との関係を示した模式図である。第二高調波発生は自乗特性を持つ非線形光学効果であるため、１シンボル時間をＴ（ｓｅｃ）、マークの振幅がＰ（Ｗ）であるＮＲＺ信号から生成される第二高調波は、１シンボル時間Ｔ（ｓｅｃ）、マークの振幅がα｛Ｐ｝２（Ｗ）である。ここで、αは比例係数である。
【００４４】
図９は短パルスの入力信号と第二高調波との関係を示した模式図である。１シンボル時間がＴ（ｓｅｃ）、マークのパルス幅がＴ／η（ｓｅｃ）、マークの振幅がηＰ（Ｗ）である短パルス信号から生成される第二高調波は、１シンボル時間Ｔ（ｓｅｃ）、マークのパルス幅Ｔ／η（ｓｅｃ）、マークの振幅α｛ηＰ｝２（Ｗ）である。
【００４５】
図８と図９の入力信号光は、１シンボル時間の平均光強度が等しいが、出力される第二高調波の１平均光強度は，ＮＲＺ信号が、
【数２】
2012034117.tif 000004
と表せる一方、短パルス信号の平均光強度は、
【数３】
2012034117.tif 000005
となるため、短パルスの方がη倍大きい。このことから、１シンボル時間の平均光強度が一定という条件では、信号光を短パルス化することで、第二高調波への波長変換効率を高め、可視光送信機から出力される可視光の光強度を高めることができる。より高次の高調波発生に対しては、一般に高調波の次数をｎとするとηｎ−１倍の効果が得られるため、信号の短パルス化による効果はさらに高まる。
【００４６】
（実施形態４）
図１０は、一般的な可視光通信システム４００の概略図である。可視光通信システム４００は、可視光送信機１０１、可視光伝送路１０２、可視光受信機１０３を備える。可視光送信機１０１は、可視光信号光を可視光伝送路１０２に出力する。可視光伝送路１０２は、可視光送信機１０１から出力された可視光信号光を可視光受信機１０３に伝送する。可視光伝送路１０２は、例えば、シングルモード光ファイバ、プラスチック光ファイバなどの光ファイバ伝送や、空間を伝送路として利用する空間伝搬である。
【００４７】
図１１は、実施形態４の可視光通信システム４０１の概略図を示すブロック図である。可視光通信システム４０１は、赤外光送信機１５１、可視光送信機３０４、可視光伝送路１０２、及び可視光受信機１０３を有する。赤外光送信機１５１は、赤外光源１０、光変調器１１、及びデータ信号入力装置１２を備える。可視光送信機３０４は、波長変換器１３及び波長フィルタ１４を備える。
【００４８】
赤外光送信機１５１は、赤外光源１０からの赤外光を光変調器１１に入力する。光変調器１１は、データ信号入力装置１２からのデータ信号（送信信号）を基に、赤外光源１０から出力された赤外光に強度変調を施し、赤外信号光として出力する。可視光送信機３０４は、赤外光送信機１５１からの赤外信号光を波長変換器１３で可視信号光へ波長変換し、入力波長の１／２の波長の信号光（λ／２（ｎｍ））を発生させる。そして、可視光送信機３０４は、この可視信号光を波長フィルタ１４を経由して可視光伝送路１０２へ出力する。出力された可視信号光は可視光伝送路１０２を伝搬し、可視光受信機１０３で受信される。以上は、赤外信号光を伝送せずに可視光へと波長変換するシステムである。可視光伝送路１０２がファイバ（ＰＯＦ、ＭＭＦ）であれば、ストレージエリアネットワーク（ＳＡＮ）などの短距離通信システムへの適用が考えられる。また、可視光伝送路１０２が空間伝送であれば、宅内光無線ＬＡＮ、車車間通信への適用が考えられる。
【００４９】
一方、赤外光送信機１５１からの赤外信号光が赤外伝送路を伝送する場合もある。この赤外伝送路がファイバである場合は、赤外光送信機１５１と可視光送信機３０４との間がアクセスネットワークであり、アクセスネットワークにおける赤外信号光を宅内の可視光送信機３０４で可視光通信としての可視信号光に変換する通信システムが考えられる。また、赤外伝送路が空間である場合、ビル間の横断を伴う可視光通信システムへの適用が考えられる。この場合、赤外光送信機１５１は、光変調器１１の後段に増幅器（不図示）を備え、送信出力を高く設定して赤外信号光をビル間で伝送する。そして、ビル間伝送後のビル内では、可視光送信機３０４が受信した赤外信号光を可視光に変換して伝送を行う。このときの可視光伝送路１０２は一般的な可視光通信であれば空間であり、ＳＡＮなどの短距離通信システムであればファイバである。
【００５０】
可視光通信システム４０１のような赤外光伝送と可視光伝送を伴うシステムは、赤外信号光を直接波長変換して可視信号光とするため、ＬＥＤを用いた可視光通信システムのように光−電気変換及び電気−光変換の処理が不要であり、伝送遅延を回避することができる。
【００５１】
実施形態１から４で説明した可視光送信機（３０１〜３０４）及び可視光通信システム４０１は、ＬＥＤを光源とした可視光送信機に比べ、およそ１０−１００倍の伝送速度の変調信号光を送信することが可能である。このため、可視光送信機（３０１〜３０４）及び可視光通信システム４０１は、空間多重や多値変調を行うことなく、数Ｇｂ／ｓ以上の伝送速度を提供する可視光通信システムとして有用である。さらに、可視光送信機（３０１〜３０４）及び可視光通信システム４０１は、光アクセスの通信システムとして広く利用されている１３１０、１４９０、１５５０ｎｍなどの赤外光の赤外光源及び光変調器に波長変換素子を組み合わせているため、安価に物品を調達することができる。また、可視光通信システム４０１は、光アクセス区間において、伝送される大容量の赤外信号光を、光−電気変換、電気−光変換を行うことなく可視信号光に変換し、送信することが可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０、１０−１：赤外光源
１０−２：和周波用光源
１０’：パルス光源
１１：光変調器
１２：データ信号入力装置
１３：波長変換器
１４：波長フィルタ
１０１：可視光送信機
１０２：可視光伝送路
１０３：可視光受信機
１５１：赤外光送信機
３０１〜３０４：可視光送信機
４００、４０１：可視光通信システム
【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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【図１０】
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【図１１】
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