(57)【要約】【課題】本発明は、ＳＴＡ用の送信専用として機能する光無線通信装置から、その発光する光源をなくし、より小型で低消費電力の光無線通信システムを提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかる受信側光無線通信装置は、信号光を受光する受光部１６と、信号光を光変調部１５に反射する光反射部１４と、反射した光を変調する光変調部１５と、を備える。【選択図】図３
2016025440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光を受光する受光部と、
前記信号光を光変調部に反射する光反射部と、
反射した光を変調する前記光変調部と、を
備える受信側光無線通信装置。
【請求項２】
前記受光部は、
合波信号光を受光し、
前記光反射部は、
前記合波信号光を光変調部に反射し、
前記光変調部は、
前記光反射部が反射した前記合波信号光を変調する
請求項１に記載の受信側光無線通信装置。
【請求項３】
連続した光を生成する連続光生成部と、
前記連続光を変調して信号光を生成するとともに前記信号光を外部に出射する変調光生成部と、を
備える送信側光無線通信装置。
【請求項４】
予め定められた波長を有する変調した変調信号光を生成する第一の無変調光生成部と、
前記波長以外の波長を有する無変調の無変調信号光を生成する第二の無変調光生成部と、
前記変調信号光及び前記無変調信号光を合波し、合波した合波信号光を外部に出射する合波出射部と、を
さらに備える請求項３に記載の送信側光無線通信装置。
【請求項５】
外部から入射された前記合波信号光から予め定められた波長を有する信号光を選択的に抽出する信号光抽出部と、
前記信号光を受光する抽出信号光受光部と、を
さらに備える請求項３又は４に記載の送信側光無線通信装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の受信側光無線通信装置と、
請求項３から５のいずれかに記載の送信側光無線通信装置と、
を備える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、光無線通信における送受信技術を用いた受信側光無線通信装置、送信側光無線通信装置及び光無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信の高速化に伴い、ＦＳＯ（Ｆｒｅｅ  Ｓｐａｃｅ  Ｏｐｔｉｃｓ）として知られる光無線通信技術が注目されている（例えば、非特許文献１参照。）。光無線は、空間を媒体してレーザ光を用いて通信する方式である。この光無線は、光ファイバを敷設しなくても無線のように送受信機の設置のみで通信できることと、無線と異なり免許が必要なく、広帯域の通信が可能であるという利点がある。しかし、無線よりも大気など通過する媒質による減衰や拡散の影響を受けやすいという特徴がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】広橋一俊，「光無線通信とは」，電子情報通信学会誌，ｖｏｌ．９０，ｎｏ．１０，ｐｐ．８９５−９００，２００７年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光無線通信は、遠距離間の通信だけでなく、限られたエリアや室内などの中近距離の通信にも活用が見込まれる。このような中近距離の通信においては、光無線通信を行う送受信機（以下、光無線通信装置）のペアは対称ものではなく、一方が基地局として（以下、ＢＳ：Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）、もう一方が端末（以下、ＳＴＡ：ＳＴＡｔｉｏｎ）として利用される。ＳＴＡの光無線通信装置としては、持ち歩きや、蓄電池による駆動を行うために、より小型で省電力であるものが求められる。
【０００５】
光無線通信の通信装置において、大きさや消費電力を上げているものの一つが搬送波となる光源である。空間を伝搬する際に減衰することを考慮して十分に強度の強い光を発光させる必要があり、消費電力は大きくなる。
【０００６】
端末の大きさは、その光源のため、より大きな電源用の空間や、放熱のための空間が必要となるなど、単に光源を配置する空間以上に光無線通信装置を大きくする要因となる。ＳＴＡ用の光無線通信装置が小さくなれば、より小さな携帯型端末やカード型端末に光無線通信を適用することができ、関連技術の無線通信を補完し、さまざまなアプリケーションへの活用が期待される。
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、ＳＴＡ用の送信専用として機能する光無線通信装置から、その発光する光源をなくし、より小型で低消費電力の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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明では、光無線通信装置が信号光を受光する場合、受光部で信号光を受光し、受光した信号光を光反射部で反射し、反射した光を変調する。
【０００９】
具体的には、本発明に係る受信側光無線通信装置は
信号光を受光する受光部と、
前記信号光を光変調部に反射する光反射部と、
反射した光を変調する前記光変調部と、を備える。
【００１０】
本発明に係る上記に記載の受信側光無線通信装置では、
前記受光部は、
合波信号光を受光し、
前記光反射部は、
前記合波信号光を光変調部に反射し、
前記光変調部は、
前記光反射部が反射した前記合波信号光を変調してもよい。
【００１１】
具体的には、本発明に係る送信側光無線通信装置は
連続した光を生成する連続光生成部と、
前記連続光を変調して信号光を生成するとともに前記信号光を外部に出射する変調光生成部と、を備える。
【００１２】
本発明に係る上記に記載の送信側光無線通信装置では、
予め定められた波長を有する変調した変調信号光を生成する第一の無変調光生成部と、
前記波長以外の波長を有する無変調の無変調信号光を生成する第二の無変調光生成部と、
前記変調信号光及び前記無変調信号光を合波し、合波した合波信号光を外部に出射する合波出射部と、をさらに備えてもよい。
【００１３】
本発明に係る上記に記載の送信側光無線通信装置では、
外部から入射された前記合波信号光から予め定められた波長を有する信号光を選択的に抽出する信号光抽出部と、
前記信号光を受光する抽出信号光受光部と、をさらに備える。
【００１４】
本発明に係る光無線通信システムは、
上記に記載の受信側光無線通信装置と、
上記のいずれかに記載の送信側光無線通信装置と、を備える。
【００１５】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＳＴＡ用の光無線通信装置から、その発光する光源を省くことができ、より小型で低消費電力の光無線通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る光無線通信システムの構成の一例を示す。
【図２】本実施形態に係る光無線通信装置＃１の構成の一例を示す。
【図３】本実施形態に係る光無線通信装置＃２の構成の一例を示す。
【図４】本実施形態に係る光無線通信装置１１の第一の構成の一例を示す。
【図５】本実施形態に係る光無線通信装置１１の第二の構成の一例を示す。
【図６】本実施形態に係る光無線通信装置１１の第三の構成の一例を示す。
【図７】本実施形態に係る光無線通信装置１１の第四の構成の一例を示す。
【図８】第二の実施形態に係る光無線通信装置システムの構成の一例を示す。
【図９】第二の実施形態に係る光無線通信装置＃１の構成の一例を示す。
【図１０】第二の実施形態に係る光無線通信装置＃２の構成の一例を示す。
【図１１】第二の実施形態に係る光無線通信装置＃３の構成の一例を示す。
【図１２】第三の実施形態に係る光無線通信装置＃１の構成の一例を示す。
【図１３】第三の実施形態に係る光無線通信装置＃２の構成の一例を示す。
【図１４】第三の実施形態に係る光無線通信装置＃１の合波信号光の一例を示す。
【図１５】第三の実施形態に係る光無線通信装置＃２の変調合波信号光の一例を示す。
【図１６】第三の実施形態に係る光無線通信装置＃１の信号光＃２の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。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。
【００１９】
（第一の実施形態）
本実施形態に係る光無線通信システムを図１に示す。図１に示す光無線通信システムは、相互に離れた場所にある光無線通信装置１１である光無線通信装置＃１と光無線通信装置＃２と、からなる。なお、本実施形態に係る一方の光無線通信装置１１は、信号光を送信する送信側光無線通信装置として機能してもよい。また、他方の光無線通信装置１１は、信号光を受信する受信側光無線通信装置として機能してもよい。
【００２０】
本実施形態に係る光無線通信システムは、送信側光無線通信装置及び受信側光無線通信装置を備える。光無線通信装置１１における送信側光無線通信装置は、連続光生成部と、変調光生成部と、を備える。光無線通信装置１１における受信側光無線通信装置は、受光部と、光反射部と、光変調部と、を備える。
【００２１】
図２において、光無線通信装置＃１は、光無線通信装置＃２からの送信した信号光を受光する受光部＃１として機能する受光部１６と、信号光の連続光を生成する連続光生成部１７と、変調された信号光を生成する変調光生成部１８を備える。また、図３において、光無線通信装置＃２は、光無線通信装置＃１からの信号光を受光する受光部＃２として機能する受光部１６と、光無線通信装置＃１からの光を反射する光反射部１４と、反射した光を変調する光変調部１５を備える。
【００２２】
例えば、光無線通信装置＃２の送信光は光無線通信装置＃１で受信されてもよい。なお、光無線通信装置＃１は変調光生成部１８を備えていなくてもよい。また、光無線通信装置＃２は受光部＃２を備えていなくてもよい。この場合、光無線通信装置＃１は受信専用として動作し、光無線通信装置＃２は送信専用として動作する。これにより、光無線通信装置１１のうち、送信専用として動作する一方の光無線通信装置１１は受光部１６を備える必要がなく、受信専用として動作する他方の光無線通信装置１１は変調光生成部１８を備える必要がない。
【００２３】
光無線通信装置＃１又は光無線通信装置＃２が備える受光部１６及び光反射部１４は、図４〜図７に示す構成などが考えられるが、この構成例に限らない。以下に図４〜図７を用いて具体例を示す。図４に示す構成では、光無線通信装置１１は、採光部２１と、光反射部１４、受光部１６と、変調出射部２７とを備える。光反射部１４は、レンズ２２として機能するレンズ＃１及び＃３と、ミラー素子２３として機能するミラー素子＃２及び＃３と、を備える。受光部１６は、レンズ２２として機能するレンズ＃２及び＃４と、受光素子２５と、復調回路２６と、を備える。
【００２４】
図４にかかる光無線通信装置１１の構成の一例では、一方の光無線通信装置１１が出射した信号光を、他方の光無線通信装置１１が備える採光部２１で採光する。光反射部１４では、採光部２１を介して採光した信号光をレンズ＃１で集光し、集光した信号光をミラー素子＃２及び＃３の順でレンズ＃３を介して変調出射部２７に反射する。変調出射部２７は、入射された信号光の波長を変調し、変調した信号光を送信先の光無線通信装置１１に出射する。
【００２５】
受光部１６では、採光部２１を介して採光した信号光をレンズ＃２で集光し、集光した信号光をミラー素子＃１でレンズ＃４に反射する。レンズ＃４の後段に位置する受光素子２５は、レンズ＃４で集光された信号光を受光し、信号光を電気信号に変換して復調回路２６に送信する。復調回路２６は、予め定められた一定の周波数で電気信号を復調することで情報を取得する。なお、本実施形態では、採光部２１が採光した信号光を受光部１６と光反射部１４それぞれのためのミラー素子２３―＃１〜３でレンズ２２におけるレンズ＃１〜４のいずれかを介して経路を分けるため、必要に応じて、レンズ２２や別途ミラー素子２３を設置してもよい。
【００２６】
図５に示す構成では、光無線通信装置１１は、採光部２１と、光反射部１４、受光部１６と、変調出射部２７と、ハーフミラー素子２９と、レンズ＃１と、を備える。光反射部１４は、レンズ＃２と、ミラー素子＃５と、を備える。受光部１６は、ミラー素子＃６と、レンズ＃２と、受光素子２５と、復調回路２６と、を備える。
【００２７】
図５にかかる光無線通信装置１１の構成の一例では、一方の光無線通信装置１１が出射した信号光を、他方の光無線通信装置１１が備える採光部２１で採光する。光反射部１４では、採光部２１を介して採光した信号光をレンズ＃１で集光し、集光した信号光をハーフミラー素子２９で反射光及び透過光に分離し、反射光の信号光をミラー素子＃５が受け付けるとともにレンズ＃２を介して変調出射部２７に反射する。変調出射部２７は、入射された信号光の波長を変調し、変調した信号光を送信先の光無線通信装置１１に出射する。
【００２８】
受光部１６では、採光部２１を介して採光した信号光をレンズ＃１で集光し、集光した信号光をハーフミラー素子２９で透過した信号光をミラー素子＃６でレンズ＃２に反射する。レンズ＃２の後段に位置する受光素子２５は、レンズ＃２で集光された信号光を受光し、信号光を電気信号に変換して復調回路２６に送信する。復調回路２６は、予め定められた一定の周波数で電気信号を復調することで情報を取得する。なお、本実施形態では、採光部２１が採光した信号光をハーフミラー素子２９を用いて２経路に分ける。このとき必要に応じて、レンズ２２や別途ミラー素子２３を設置してもよい。
【００２９】
図６に示す構成では、光無線通信装置１１は、採光部２１と、光反射部１４と、受光部１６と、変調出射部２７と、スプリッタ３２と、レンズ＃３と、を備える。受光部１６は、レンズ＃４と、受光素子２５と、復調回路２６と、を備える。光反射部１４では、レンズ＃３を介して入射された信号光を、スプリッタ３２で各光導波路３１に分岐する。分岐された信号光のうち光反射部１４側に導波された信号光は、光導波路３１で接続された変調出射部２７が受け付ける。変調出射部２７は、入射された信号光の波長を変調し、変調した信号光を送信先の光無線通信装置１１に出射する。
【００３０】
受光部１６では、スプリッタ３２で分岐された信号光のうち受光部１６側に光導波路３１を介して導波された信号光は、レンズ＃４に導波する。レンズ＃４の後段に位置する受光素子２５は、レンズ＃４で集光された信号光を受光し、信号光を電気信号に変換して復調回路２６に送信する。復調回路２６は、予め定められた一定の周波数で電気信号を復調することで情報を取得する。なお、本実施形態では、採光部２１が採光した信号光を一旦光導波路３１（光ファイバでもよい。）で伝送し、スプリッタ３２で２経路に分ける。このとき必要に応じて、レンズ２２をさらに設置してもよい。
【００３１】
図７に示す構成では、光無線通信装置１１は、採光部２１と、光反射部１４と、受光部１６と、変調出射部２７と、反射受光素子２８と、レンズ＃５と、を備える。ここで、反射受光素子２８は、入射された信号光を受光するとともに、当該信号光を反射する反射面を有する。光反射部１４は、ミラー素子＃７及びレンズ＃６を備える。受光部１６は、復調回路２６を備える。光反射部１４では、レンズ＃５を介して反射受光素子２８で反射された信号光は、ミラー素子＃７でレンズ＃６に反射される、反射された信号光は、変調出射部２７が受け付ける。変調出射部２７は、入射された信号光の波長を変調し、変調した信号光を送信先の光無線通信装置１１に出射する。
【００３２】
受光部１６では、レンズ＃５で集光した信号光を反射受光素子２８で受光する。反射受光素子２８は、受光した信号光を電気信号に変換して復調回路２６に送信する。復調回路２６は、予め定められた一定の周波数で電気信号を復調することで情報を取得する。なお、本実施形態では、反射受光素子２８では、光電変換をしながら、素子表面における反射成分を送出のための光源として機能する。このとき必要に応じて、レンズ２２や別途ミラー素子２９を設置し、光電変換された信号を復調回路２６で復調してもよい。
【００３３】
（第二の実施形態）
相互に離れた場所にある光無線通信装置＃１と光無線通信装置＃２と光無線通信装置＃３からなる光無線通信システムにおいて、本実施形態に係る構成図を図８に示す。図９には、光無線通信装置１１における光無線通信装置＃１の構成図を示す。光無線通信装置＃１は、光無線通信装置＃２からの信号光を受光する受光部１６を備える。具体的には、光無線通信装置＃１は、光無線通信装置＃２からの信号光を受光部１６で受光する。
【００３４】
図１０には、光無線通信装置１１における光無線通信装置＃２の構成図を示す。光無線通信装置＃２は、光無線通信装置＃３からの光を反射する光反射部１４と、反射した光を変調する光変調部１５とを備える。
【００３５】
図１１には、光無線通信装置１１における光無線通信装置＃３の構成図を示す。光無線通信装置＃３は、光無線の連続光を生成する連続光生成部１７を備える。図９〜図１１に示す構成例を用いて本実施形態に係る光無線通信装置１１の具体的な動作を説明する。光無線通信装置＃３において、連続光生成部１７は光無線の連続光である信号光を生成し、光無線通信装置＃２に送信する。光無線通信装置＃２における光反射部１４は、光無線通信装置＃３から送信された信号光を光変調部１５に反射し、光変調部１５は外部からの変調信号で信号光を変調し、光無線通信装置＃１に送信する。光無線通信装置＃１における受光部１６は、光無線通信装置＃２から送信された信号光を受光する。
【００３６】
なお、本実施形態に係る光無線通信装置１１において以下の構成を適用してもよい。例えば、光無線通信装置＃１又は光無線通信装置＃３は別途、信号光を送出する手段として機能する光源をもってもよい。また、光無線通信装置＃２は別途、光無線通信装置＃１又は光無線通信装置＃３からの信号光を受信する手段として機能する受光部１６をもってもよい。この際に光無線通信装置＃２は別途、光無線通信装置＃１からの信号光を光反射部１４で反射してもよい。
【００３７】
（第三の実施形態）
本実施形態に係る光無線通信システムを図１に示す。図１に示す光無線通信システムは、相互に離れた場所にある光無線通信装置１１である光無線通信装置＃１と光無線通信装置＃２からなる。図１２に示す本実施形態にかかる光無線通信システムにおいて、光無線通信装置＃１は、無変調光生成部１９として機能する無変調光生成部＃１及び＃２と、変調光生成部１８と、合波出射部３３と、信号光抽出部３４と、抽出信号光受光部３５と、を備える。図１３に示す本実施形態にかかる光無線通信システムにおいて、光無線通信装置＃２は、受光部＃４と、光反射部１４と、光変調部１５と、を備える。
【００３８】
図１２及び図１３に示す構成例を用いて本実施形態に係る光無線通信装置１１の具体的な動作を説明する。光無線通信装置＃１における無変調光生成部＃１は波長＃１の無変調光を生成し、変調光生成部１８は生成された無変調光を変調した信号光を生成する。ここで、変調光生成部１８は、外部からの変調信号で信号光を変調し、変調した信号光＃１を合波出射部３３に送出する。無変調光生成部＃２は、波長＃２の無変調光の信号光＃２を生成し、生成した信号光＃２を合波出射部３３に送出する。合波出射部３３は、波長＃１と波長＃２を合波し、合波した合波信号光（図１４参照）を光無線通信装置＃２に出射する。
【００３９】
光無線通信装置＃２では、光無線通信装置＃１から出射された合波信号光（図１４参照）は、光反射部１４及び受光部１６に入力される。受光部１６は合波信号光を受光し、光反射部１４は合波信号光を反射し、反射した波長＃１と波長＃２の合波信号光を一緒に光変調部１５が変調する。ここで、光変調部１５は、外部からの変調信号で合波信号光を変調するとともに、変調した変調合波信号光（図１５参照）を光無線通信装置＃１に出射する。この結果、前記変調合波信号光の波長＃１（λ１）は、光無線通信装置＃１の変調光生成部１８と光無線通信装置＃２の光変調部１５とで２重に変調された状態となり、波長＃２（λ２）は光無線通信装置＃２の光変調部１５でのみ変調された状態となる。
【００４０】
光無線通信装置＃１における信号光抽出部３４は、光無線通信装置＃２から出射された波長＃１と波長＃２の変調合波信号光（図１５参照）を波長分離し波長＃２だけを抽出する（図１６参照）。抽出信号光受光部３５は、信号光抽出部３４で抽出された波長＃２の信号光＃２を受光する。
【００４１】
本実施形態では、関連技術にかかる波長分割多重システムと異なり、波長分離濾波する手段を光無線通信装置＃２に備えていない。これにより光無線通信装置＃２を単純化できるという利点を持つ。受光部１６及び光反射部１４の構成方法には、第一の実施形態において図４〜図７を構成例として示した例などあるが、それらの構成に限らない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１１：光無線通信装置
１４：光反射部
１５：光変調部
１６：受光部
１７：連続光生成部
１８：変調光生成部
１９：無変調光生成部
２１：採光部
２２：レンズ
２３−＃１〜６：ミラー素子
２５：受光素子
２６：復調回路
２７：変調出射部
２８：反射受光素子
２９：ハーフミラー素子
３１：光導波路
３２：スプリッタ
３３：合波出射部
３４：信号光抽出部
３５：抽出信号光受光部
【図１】
2016025440.tif 000003
【図２】
2016025440.tif 000004
【図３】
2016025440.tif 000005
【図４】
2016025440.tif 000006
【図５】
2016025440.tif 000007
【図６】
2016025440.tif 000008
【図７】
2016025440.tif 000009
【図８】
2016025440.tif 000010
【図９】
2016025440.tif 000011
【図１０】
2016025440.tif 000012
【図１１】
2016025440.tif 000013
【図１２】
2016025440.tif 000014
【図１３】
2016025440.tif 000015
【図１４】
2016025440.tif 000016
【図１５】
2016025440.tif 000017
【図１６】
2016025440.tif 000018