(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信信号を含む空間光信号を送光する送光器と、
前記通信信号のゴースト像と同じ明るさのダミー信号を前記空間光信号に追加し、前記ゴースト像の位置に前記ダミー信号が表示されるように前記送光器を制御する送光制御手段と、を備える、
送光装置。
【請求項２】
前記送光器は、
前記通信信号の位相画像のパターンが設定される第１領域と、前記通信信号の前記ゴースト像に重ねられる前記ダミー信号の位相画像のパターンが設定される第２領域とに割り当てられる変調部を含む空間光変調器と、
前記通信信号を送光するための光を前記第１領域に向けて出射する第１光源と、前記ダミー信号を送光するための光を前記第２領域に向けて出射する第２光源と、を含む光源と、
前記第１光源および前記第２光源から出射され、前記変調部で変調された光を前記空間光信号として送光する投射光学系と、を有する請求項１に記載の送光装置。
【請求項３】
前記送光制御手段は、
前記通信信号の位相画像のパターンを前記第１領域に設定するとともに、前記ダミー信号の位相画像のパターンを前記第２領域に設定し、
前記空間光信号の送光タイミングに合わせるように前記第１光源から光が出射されるタイミングを制御するとともに、前記空間光信号の送光タイミングとずらすように前記第２光源から光が出射されるタイミングを制御する、
請求項２に記載の送光装置。
【請求項４】
前記送光制御手段は、
前記第１光源から出射された前記通信信号の前記ゴースト像の明るさと、前記ダミー信号の明るさが等しくなるように前記第２光源の出力を制御する、
請求項２または３に記載の送光装置。
【請求項５】
前記送光制御手段は、
前記空間光信号の送光タイミングに合わせて前記第１光源の出射タイミングを制御し、
前記第１光源から出射された前記通信信号の前記ゴースト像の明るさと、前記ダミー信号の明るさが等しくなるように前記第２光源の出力を制御する、
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の送光装置。
【請求項６】
前記第１光源と前記空間光変調器との間に配置され、前記第２光源から出射された光を前記第２領域に向けて反射するミラーを備える、
請求項２乃至５のいずれか一項に記載の送光装置。
【請求項７】
前記送光制御手段は、
第１焦点に焦点を結ぶ第１仮想レンズを前記通信信号の位相画像にかけた第１合成画像と、第２焦点に焦点を結ぶ第２仮想レンズを前記ダミー信号の位相画像にかけた第２合成画像と、を生成し、
前記第１合成画像に含まれる第１部分画像のパターンを前記第１領域に割り当て、
前記第２合成画像に含まれる第２部分画像のパターンを前記第２領域に割り当てる、
請求項２乃至６のいずれか一項に記載の送光装置。
【請求項８】
前記投射光学系は、
前記空間光変調器によって変調された光に含まれる０次光を遮蔽する０次光遮蔽器を含む、
請求項２乃至７のいずれか一項に記載の送光装置。
【請求項９】
通信信号を含む第１空間光信号を送光する送光器と、
前記通信信号のゴースト像と同じ明るさのダミー信号を前記第１空間光信号に追加し、前記ゴースト像の位置に前記ダミー信号が表示されるように前記送光器を制御する送光制御手段と、
他の通信システムから送光された第２空間光信号を受光する受光器と、
前記第１空間光信号の送光パターンを前記送光制御手段に出力し、前記受光器によって受光された前記第２空間光信号をデコードする通信制御手段と、を備える、
通信システム。
【請求項１０】
コンピュータが、
通信信号のゴースト像と同じ明るさのダミー信号を空間光信号に追加し、
前記ゴースト像の位置に前記ダミー信号が表示されるように、前記空間光信号を送光する送光器を制御する、
送光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間光信号を送光する送光装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、位相変調型の空間光変調素子を含む投射装置について開示されている。特許文献１の装置は、画像を形成するための位相画像を空間光変調素子の表示面に表示させ、その表示面に照射された光の反射光を投射することによって所望画像をスクリーン上に形成させる。位相変調型の空間光変調素子を含む投射装置は、投射光を投射する部分を順次切り替えるように動作させることによってエネルギーを所望画像の部分に集中させる。そのため、位相変調型の空間光変調素子を含む投射装置を用いれば、光源の出力が同じであれば、その他の方式の素子を含む投射装置よりも所望画像を明るく表示させることができる。
【０００３】
位相変調型の空間光変調素子を含む投射装置は、画像の投射のみならず、投射光を空間光信号として用いる通信（空間光通信とも呼ぶ）にも適用できる。電波を用いた無線通信では、通信に用いられる電波が四方八方に送信されるため、電波の送信範囲内に配置された受信装置を介して傍受される可能性がある。一方、空間光通信では、送光装置と受光装置との間に別の受光装置が配置されてない限り、傍受されることはない。一般的な位相変調型の空間光変調素子を含む投射装置から送光された画像には、０次光を中心とした回転対称の位置に、所望画像に対応するゴースト像が表示される。そのため、位相変調型の空間光変調素子を含む投射装置を空間光通信に適用する場合、所望の空間光信号に対応するゴースト像が予期せぬ箇所に表示され、情報の漏洩につながる可能性があった。
【０００４】
特許文献２には、位相変調型の空間光変調素子を用いて投射光を投射した際に発生するゴーストを視認されにくくする技術が開示されている。特許文献２の技術では、ゴースト補償画像と、所望画像とを含む画像の位相画像を表示部に表示させ、その表示部に照射された光の反射光を投射することによって、ゴースト補償画像が視認されにくくなった所望画像を被投射面に形成させる。ゴースト補償画像は、被投射面に表示される表示情報の部分が明るい一方で、表示情報に付随して発生するゴースト像の部分が暗く、全体的に輝度を高く設定した画像である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０４９８６６号
【特許文献２】国際公開第２０１８／１０１０９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２の技術によれば、ゴースト像の付近の輝度差を小さくすることによって、ゴースト像の視認性を低下させることができる。しかしながら、ゴースト像の視認性が低下するとはいえ、空間光信号のパルスのパターンが検出されてしまうと、空間光信号に含まれる情報が漏洩する可能性があった。
【０００７】
本発明の目的は、空間光通信におけるセキュリティを向上できる送光装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様の送光装置は、通信信号を含む空間光信号を送光する送光器と、通信信号のゴースト像と同じ明るさのダミー信号を空間光信号に追加し、ゴースト像の位置にダミー信号が表示されるように送光器を制御する送光制御部と、を備える。
【０００９】
本発明の一態様の送光方法においては、コンピュータが、通信信号のゴースト像と同じ明るさのダミー信号を空間光信号に追加し、ゴースト像の位置にダミー信号が表示されるように、空間光信号を送光する送光器を制御する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、空間光通信におけるセキュリティを向上できる送光装置等を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す概念図である。
【図２】第１の実施形態に係る通信システムが備える送光器から送光された画像について説明するための概念図である。
【図３】第１の実施形態に係る通信システムが備える送光器から送光される空間光信号に含まれるゴースト像にダミー信号を重ねる一例について説明するための概念図である。
【図４】第１の実施形態に係る通信システムが備える送光器の空間光変調器の変調部の割り当ての一例について説明するための概念図である。
【図５】第１の実施形態に係る通信システムが備える送光器の空間光変調器の変調部の割り当ての別の一例について説明するための概念図である。
【図６】第１の実施形態に係る通信システムが備える送光器の構成の一例を示す概念図である。
【図７】第１の実施形態に係る通信システムが備える送光制御部の構成の一例を示す概念図である。
【図８】第１の実施形態に係る通信システムが備える通信制御部の構成の一例を示す概念図である。
【図９】第２の実施形態に係る通信システムが備える送光器の構成の一例を示す概念図である。
【図１０】第２の実施形態に係る通信システムが備える送光器の構成の一例を示す概念図である。
【図１１】第２の実施形態に係る通信システムが備える送光制御部が生成する合成画像の一例を示す概念図である。
【図１２】第２の実施形態に係る通信システムが備える送光器から送光された画像について説明するための概念図である。
【図１３】第２の実施形態に係る通信システムが備える送光器から送光される空間光信号に含まれるゴースト像にダミー信号を重ねる一例について説明するための概念図である。
【図１４】第２の実施形態に係る通信システムが備える送光器の空間光変調器の変調部の割り当ての一例について説明するための概念図である。
【図１５】第２の実施形態に係る通信システムが備える送光制御部の構成の一例を示す概念図である。
【図１６】第２の実施形態に係る通信システムが備える送光制御部が生成する通信信号の合成画像の一例を示す概念図である。
【図１７】第２の実施形態に係る通信システムが備える送光制御部が生成するダミー信号の合成画像の一例を示す概念図である。
【図１８】第２の実施形態に係る通信システムが備える送光制御部が生成する合成信号の合成画像の一例を示す概念図である。
【図１９】各実施形態に係る制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。
【００１３】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る通信システムについて図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の通信システム１０の構成の一例を示すブロック図である。通信システム１０は、送光器１１、送光制御部１５、受光器１７、および通信制御部１９を備える。送光器１１と送光制御部１５は、送光装置１００を構成する。また、送光制御部１５と通信制御部１９は、制御装置１１０を構成する。
【００１４】
送光器１１は、送光制御部１５に接続される。送光器１１は、位相変調型の空間光変調器を含むプロジェクタである。送光器１１は、送光制御部１５の制御に応じて、通信信号を含む空間光信号を送光する。
【００１５】
図２は、送光器１１から送光された通信信号１６１の光路上に発生し得るゴースト像について説明するための概念図である。送光器１１から送光された空間光信号には、通信信号１６１に加えて、０次光１６０が含まれる。また、送光器１１から送光された空間光信号には、０次光１６０を中心として、通信信号１６１と点対称の位置にゴースト像１６２が含まれる。図２には、通信信号１６１の右方に通信信号１６１のパターンの一例（破線の内部）を示し、通信信号１６１の左方にゴースト像１６２のパターンの一例（一点鎖線の内部）を示す。図２の例は、正確な縮尺で示しているわけではないが、通信信号１６１の明るさに比べると、ゴースト像１６２の明るさがかなり小さいことを示す。
なお、ゴースト像１６２は、通信信号１６１の１次のゴースト像である。実際には、送光器１１から送光された空間光信号には、１次のゴースト像（ゴースト像１６２）に加えて、２次以上の高次のゴースト像が含まれる。高次のゴースト像は、１次のゴースト像（ゴースト像１６２）とは異なる位置に投射される。２次以上の高次のゴースト像は、１次のゴースト像（ゴースト像１６２）と比べて、拡大されて投射され、輝度が著しく低下する。そのため、通常の通信信号１６１の輝度では、高次のゴースト像は、検出できない程度に暗くなる。高次のゴースト像についても対応が求められる場合は、後述する１次のゴースト像（ゴースト像１６２）に対する処理と同様の処理を高次のゴースト像に適用すればよい。
【００１６】
０次光１６０は、０次光１６０を遮蔽する構成を送光器１１に追加することによって抑制できる。しかし、ゴースト像１６２を抑制する構成を送光器１１に追加しても、ゴースト像１６２を完全に消すことは難しい。そのため、本実施形態では、ゴースト像にノイズを加えるためのダミー信号を通信信号に混ぜた空間光信号を送光することによって、ゴースト像が含まれる領域が解析されたとしても、通信信号が漏洩されないようにする。
【００１７】
図３は、送光器１１から送光される空間光信号に含まれるゴースト像にノイズを追加する一例について説明するためのタイミングチャートである。送光器１１から送光された空間光信号に含まれるゴースト像の明るさは、通信信号の明るさと比べて小さい。そのため、送光器１１からは、ゴースト像の明るさと同じ明るさのダミー信号を空間光信号に混ぜる。そのため、ゴースト像が含まれる領域には、ゴースト像とダミー信号が合成された合成信号が表示される。その結果、ゴースト像が含まれる領域が解析されたとしても、通信信号が漏洩されない。なお、ゴースト像が含まれる領域にダミー信号を送光することによって、そのダミー信号のゴースト像が通信信号の領域に表れる。しかしながら、ダミー信号のゴースト像の明るさは、通信信号と比べると非常に小さいので、通信信号に対する影響はほとんどない。例えば、ダミー信号のゴースト像の明るさは、ダミー信号の明るさの５パーセント程度であり、通信信号の明るさに０．２５パーセント程度のノイズが加わる程度である。
【００１８】
送光器１１の空間光変調器は、送光する空間光信号に応じた位相画像が表示される変調部を有する。空間光変調器の変調部は、通信に用いられる通信信号の位相画像が設定される領域（第１領域）と、ゴースト像付近の信号にノイズを加えるためのダミー信号の位相画像が設定される領域（第２領域）と、を含む。位相画像は、被投射面上に表示させる画像に対応する位相画像をタイル状に配置したパターンである。通信信号の位相画像のパターンが第１領域に設定され、ダミー信号の位相画像のパターンが第２領域に設定された状態の変調部１３０に照射された光は、変調部１３０で反射される際に変調される。変調部１３０で反射された変調光１４０は、投射光学系１４を介して空間光信号１５０として送光される。
【００１９】
図４は、送光器１１の空間光変調器の変調部１３０の割り当ての一例について説明するための概念図である。図３は、変調部１３０の右側を第１領域１３５に割り当て、左端を第２領域１３６に割り当てる例である。
【００２０】
図５は、送光器１１の空間光変調器の変調部１３０の割り当ての別の一例について説明するための概念図である。図４は、空間光変調器の変調部１３０に照射する光源の照射範囲の精度が高い場合の例である。
【００２１】
送光制御部１５は、送光器１１と通信制御部１９に接続される。送光制御部１５は、通信制御部１９から空間光信号のパターンを取得する。送光制御部１５は、空間光信号として送光する画像の位相画像（通信信号用位相画像とも呼ぶ）と、ダミー信号の位相画像（ダミー信号用位相画像とも呼ぶ）とを、送光器１１の空間光変調器の変調部１３０に表示させる。送光制御部１５は、通信信号の位相画像を第１領域１３５に表示させ、ダミー信号の位相画像を第２領域１３６に表示させた状態で、通信信号のパターンに合わせて送光器１１の光源の出射タイミングを制御し、変調部１３０に光を照射させる。変調部１３０で変調された反射光は、空間光信号として送光器１１から送光される。
【００２２】
受光器１７は、通信制御部１９に接続される。受光器１７は、他の通信システム１０から送光されてきた空間光信号を受光する。受光器１７は、受光した空間光信号のパターンに応じた信号（以下、受光信号とも呼ぶ）を通信制御部１９に送信する。例えば、受光器１７は、フォトダイオードやフォトトランジスタなどの素子によって実現できる。アバランシェフォトダイオードによって受光器１７を実現すれば、高速通信が可能になる。なお、受光器１７は、空間光信号を電気信号に変換できさえすれば、フォトダイオードやフォトトランジスタ、アバランシェフォトダイオード以外の素子によって実現されてもよい。また、受光器１７は、カメラによって実現されてもよい。受光器１７をカメラによって実現する場合、受光する空間光信号のパルスを検出できる程度のシャッタースピードを有することが好ましい。
【００２３】
通信制御部１９は、送光制御部１および受光器１７に接続される。通信制御部１９は、空間光信号のパターンを送光制御部１５に出力する。例えば、通信制御部１９は、外部の通信制御システムや通信制御装置に接続され、それらのシステムや装置から受信した指示に基づいた空間光信号の送光パターンを送光制御部１５に出力する。また、通信制御部１９は、他の通信システム１０から送光されてきた空間光信号に基づいた受光信号を受光器１７から取得する。通信制御部１９は、受光信号をデコードする。通信制御部１９は、デコードした信号を外部の通信制御システムや通信制御装置に送信する。
【００２４】
以上が、本実施形態の通信システム１０の構成の一例についての説明である。なお、図１の構成は一例であって、通信システム１０の構成を限定するものではない。
【００２５】
〔送光器〕
次に、通信システム１０に含まれる送光器１１の構成について図面を参照しながら説明する。図６は、送光器１１の構成の一例を示す概念図である。図６のように、送光器１１は、光源１２、空間光変調器１３、および投射光学系１４を有する。なお、図６は概念的なものであり、各構成要素間の位置関係や、光の照射方向などを正確に表したものではない。
【００２６】
図６のように、光源１２は、送光制御部１５に接続される。光源１２は、通信信号用のレーザ光１１１を出射する第１光源１２１と、ダミー信号用のレーザ光１１３を出射する第２光源１２５と、ミラー１２９と、を有する。
【００２７】
第１光源１２１は、特定波長領域のレーザ光１１１を出射する第１出射器１２２と、第１出射器１２２から出射されたレーザ光１１１を平行光１１２に変換するコリメータ１２３を含む。第１出射器１２２は、送光制御部１５の制御に応じて、特定波長領域のレーザ光１１１を出射する。第１出射器１２２から出射されたレーザ光１１１は、コリメータ１２３によって平行光１１２に変換され、空間光変調器１３の変調部１３０の第１領域１３５に向けて進行する。第１出射器１２２から出射された平行光１１２の一部は、ミラー１２９によって遮蔽され、変調部１３０の第２領域１３６には照射されない。
【００２８】
第２光源１２５は、特定波長領域のレーザ光１１３を出射する第２出射器１２６と、第２出射器１２６から取捨されたレーザ光１１３を平行光１１４に変換するコリメータ１２７を含む。第２出射器１２６は、送光制御部１５の制御に応じて、特定波長領域のレーザ光１１３を出射する。第２出射器１２６から出射されたレーザ光１１３は、コリメータ１２７によって平行光１１４に変換され、ミラー１２９の反射面に照射される。ミラー１２９の反射面によって反射された平行光１１４は、空間光変調器１３の変調部１３０の第２領域１３６に向けて進行する。
【００２９】
第１光源１２１から出射された平行光１１２と、第２光源１２５から出射された平行光１１４が合成された合成光１１５が、空間光変調器１３の変調部１３０に照射される。言い換えると、光源１２は、平行光１１２と平行光１１４とを合成した合成光１１５を出射する。
【００３０】
第１出射器１２２が出射するレーザ光１１１と、第２出射器１２６が出射するレーザ光１１３とは、同じ波長領域である。例えば、第１出射器１２２と第２出射器１２６は、アイセイフティの観点から、１．５５マイクロメートル帯の赤外光を出射する。なお、第１出射器１２２が出射する光の波長領域は、１．５５マイクロメートル帯に限定されない。例えば、第１出射器１２２は、可視領域の波長の光を出射するように構成してもよいし、赤外領域や紫外領域などの可視領域以外の波長の光を出射するように構成してもよい。また、第１出射器１２２は、指向性の光を出射できれば、発光ダイオードや白熱電球、放電管などのレーザ光以外の光を出射するもので代替してもよい。
【００３１】
第２出射器１２６が出射するレーザ光１１３の明るさは、第１出射器１２２が出射するレーザ光１１１によって形成されるゴースト像の明るさと等しくなるように制御される。例えば、第１出射器１２２の出力を５０ミリワットに設定し、第２出射器１２６の出力を５ミリワットに設定する。なお、第１出射器１２２および第２出射器１２６の出射する光の波長領域や明るさは、ここで挙げた例に限定されない。
【００３２】
ミラー１２９は、第２出射器１２６が出射する平行光１１４を、空間光変調器１３の変調部１３０の第２領域１３６に向けて反射するように、第１光源１２１と空間光変調器１３との間に配置される。第２光源１２５が出射する平行光１１４は、ミラー１２９の反射面で反射され、空間光変調器１３の変調部１３０の第２領域１３６に向けて進行する。
【００３３】
図６のように、本実施形態においては、空間光変調器１３の変調部１３０に対して合成光１１５の入射角を非垂直にする。すなわち、本実施形態においては、光源１２から出射される合成光１１５の出射軸を空間光変調器１３の変調部に対して斜めにする。空間光変調器１３の変調部１３０に対して合成光１１５の出射軸を斜めに設定すれば、ビームスプリッタを用いなくても空間光変調器１３の変調部１３０に合成光１１５を入射できるため、光の利用効率を向上させることができる。また、空間光変調器１３の変調部１３０に対して合成光１１５の出射軸を斜めに設定すれば、送光器１１の光学系のサイズをコンパクトにできる。
【００３４】
空間光変調器１３は、送光制御部１５に接続される。空間光変調器１３は、変調部１３０を有する。空間光変調器１３の変調部１３０は、第１領域１３５と第２領域１３６に割り当てられる。第１領域１３５には、通信に用いられる通信信号の位相画像が表示される。第２領域１３６には、ゴースト像付近の信号にノイズを加えるためのダミー信号の位相画像が表示される。空間光変調器１３の変調部１３０には、送光制御部１５の制御に応じて、通信信号の位相画像が第１領域１３５に表示され、ダミー信号の位相画像が第２領域１３６に表示される。なお、第２領域１３６の位置は特に限定されないが、ミラー１２９を保持する部分によって遮蔽された部分には影ができるので、変調部１３０の周辺の位置に設定する方がよい。
【００３５】
空間光変調器１３の変調部１３０には、送光制御部１５の制御に応じて、光源１２から合成光が照射される。空間光変調器１３の変調部１３０には、通信信号の位相画像が第１領域１３５に表示され、ダミー信号の位相画像が第２領域１３６に表示された状態で、空間光信号のパターンに応じた合成光１１５が照射される。その結果、空間光変調器１３の変調部１３０で変調された変調光１４０が出射される。空間光変調器１３の変調部１３０で変調された変調光１４０は、投射光学系１４に向けて進行する。
【００３６】
空間光変調器１３の変調部１３０には、屈折率などの光学的特性を変更可能な複数の反射領域（画素に対応）がアレイ状に配列される。空間光変調器１３は、送光制御部１５の制御に応じて、変調部１３０の各画素の光学的特性を設定することによって、被投射面に所望の画像を表示させるための位相画像を変調部１３０に設定できる。空間光変調器１３の変調部１３０に位相画像を設定させた状態で光を照射すると、変調部１３０の光学的特性に応じて空間分布が変調された変調光１４０が出射される。例えば、空間光変調器１３には、光の位相や振幅、強度、偏波状態、伝搬方向などといった空間分布を変調する変調器を用いることができる。
【００３７】
空間光変調器１３は、入射された合成光１１５の位相を変調する位相変調型の空間光変調器によって実現できる。位相変調型の空間光変調器１３は、フォーカスフリーであるため、複数の投射距離に設定された表示領域に光を送光することになっても距離ごとに焦点を変える必要がない。位相変調型の空間光変調器１３を用いれば、空間光信号が送光される領域を順次切り替えることによって、画像を構成する線の部分にエネルギーを集中させることができる。そのため、位相変調型の空間光変調器１３を用いれば、光源の出力が同じであれば、表示領域全面に光を送光する方式よりも画像を明るく表示させることができる。
【００３８】
位相変調型の空間光変調器１３の変調部１３０には、被投射面に表示させる画像に対応する位相画像が設定される。位相画像は、被投射面に表示させる画像に対応する位相画像をタイル状に配置したパターンである。この場合、空間光変調器１３の変調部１３０で反射された変調光１４０は、一種の回折格子が集合体を形成したような画像になり、回折格子で回折された光が集まるように画像が形成される。
【００３９】
例えば、空間光変調器１３は、強誘電性液晶やホモジーニアス液晶、垂直配向液晶などを用いた空間光変調器によって実現される。具体的には、空間光変調器１３は、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）によって実現できる。例えば、空間光変調器１３は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）によって実現されてもよい。空間光変調器１３を実現するＭＥＭＳとしては、２次元ＭＥＭＳや１次元ＭＥＭＳが挙げられる。紫外領域や赤外領域のレーザ光を出射する場合は、ＬＣＯＳよりもＭＥＭＳの方が適している場合がある。
【００４０】
投射光学系１４は、空間光変調器１３で変調された変調光１４０を空間光信号１５０として送光する光学系である。図６のように、投射光学系１４は、フーリエ変換レンズ１４１、アパーチャ１４３、および投射レンズ１４５を有する。
【００４１】
フーリエ変換レンズ１４１は、空間光変調器１３の変調部１３０によって変調された変調光１４０を無限遠に投射した際に形成される像を、近傍の焦点位置に結像させる光学レンズである。図６の例では、アパーチャ１４３の位置に焦点が形成される。
【００４２】
アパーチャ１４３は、フーリエ変換レンズ１４１によって集束された光に含まれる高次光を遮蔽し、表示領域の外延を特定する。アパーチャ１４３の開口部は、アパーチャ１４３の位置における表示領域の外周よりも小さく開口され、アパーチャ１４３の位置における画像の周辺領域を遮るように設置される。例えば、アパーチャ１４３の開口部は、矩形状や円形状に形成される。アパーチャ１４３は、フーリエ変換レンズ１４１の焦点位置に設置されることが好ましい。なお、高次光を遮蔽でき、表示領域を特定できれば、アパーチャ１４３は、焦点位置からずれていても構わない。
【００４３】
投射レンズ１４５は、フーリエ変換レンズ１４１によって集束された光を拡大して投射する光学レンズである。投射レンズ１４５は、空間光変調器１３の変調部１３０に設定された位相画像に対応する画像が被投射面において形成されるように空間光信号１５０を送光する。
【００４４】
以上が、通信システム１０に含まれる送光器１１の構成についての説明である。なお、図６は、一例であって、送光器１１の構成を限定するものではない。
【００４５】
〔送光制御部〕
次に、通信システム１０に含まれる送光制御部１５の構成について図面を参照しながら説明する。図７は、送光制御部１５の構成の一例を示すブロック図である。送光制御部１５は、送光条件記憶部１５１、送光条件設定部１５２、変調器制御部１５３、および光源制御部１５４を有する。
【００４６】
送光条件記憶部１５１には、空間光信号１５０の形状に対応する位相画像が記憶される。例えば、空間光信号１５０の形状は、円形や四角形などである。また、送光条件記憶部１５１には、光源１２に含まれる第１出射器１２２および第２出射器１２６を制御するための光源制御条件や、空間光変調器１３を制御するための変調素子制御条件を含む送光条件が記憶される。
【００４７】
送光条件設定部１５２は、空間光信号１５０を送光するための送光条件を設定する。具体的には、送光条件設定部１５２は、空間光信号１５０に対応する位相画像を空間光変調器１３の変調部１３０に設定するための変調素子制御条件を変調器制御部１５３に設定する。また、送光条件設定部１５２は、第１出射器１２２および第２出射器１２６からレーザ光を出射させるための光源制御条件を光源制御部１５４に設定する。送光条件設定部１５２は、変調素子制御条件を変調器制御部１５３に設定するタイミングと、光源制御条件を光源制御部１５４に設定するタイミングとを同期させることによって、所望の空間光信号１５０を送光器１１から送光させる。
【００４８】
変調器制御部１５３は、空間光信号１５０に対応する位相画像と、変調素子制御条件を送光条件設定部１５２から受信する。変調器制御部１５３は、送光条件設定部１５２から受信した変調素子制御条件に応じて、空間光変調器１３の変調部１３０を設定するドライバ（図示しない）を駆動させ、空間光変調器１３の変調部１３０に位相画像を設定する。
【００４９】
光源制御部１５４は、送光条件設定部１５２から光源制御条件を受信する。光源制御部１５４は、受信した光源制御条件に応じて、第１出射器１２２および第２出射器１２６の駆動部（図示しない）を駆動させ、第１出射器１２２および第２出射器１２６からレーザ光を出射させる。
【００５０】
空間光変調器１３の変調部１３０に位相画像が設定されるタイミングと、その位相画像が設定された変調部１３０に合成光１１５が照射されるタイミングは、送光条件設定部１５２によって同期される。そのため、位相画像が設定された状態の変調部１３０に合成光１１５が照射され、その合成光１１５から変換された変調光１４０が投射光学系１４によって空間光信号１５０として送光される。
【００５１】
以上が、通信システム１０に含まれる送光制御部１５の構成についての説明である。なお、図７は、一例であって、送光制御部１５の構成を限定するものではない。
【００５２】
〔通信制御部〕
次に、通信システム１０に含まれる通信制御部１９の構成について図面を参照しながら説明する。図８は、通信制御部１９の構成の一例を示すブロック図である。通信制御部１９は、空間光信号設定部１９１およびデコーダ１９３を有する。
【００５３】
空間光信号設定部１９１は、送光する空間光信号の送光パターンを送光制御部１５に設定する。例えば、空間光信号設定部１９１は、通信システム１０を使用するシステムや装置（図示しない）を介して入力された信号を、空間光信号の送光パターンに変換する。空間光信号設定部１９１は、変換後の送光パターンを送光制御部１５の送光条件設定部１５２に出力する。
【００５４】
デコーダ１９３は、他の通信システム１０から受信された空間光信号に応じた受光信号を受光器１７から受信する。デコーダ１９３は、受光信号をデコードする。デコーダ１９３は、デコードされた信号を、通信システム１０を使用するシステムや装置（図示しない）に送信する。
【００５５】
以上が、通信システム１０に含まれる送光制御部１５の構成についての説明である。なお、図７は、一例であって、送光制御部１５の構成を限定するものではない。
【００５６】
以上のように、本実施形態の通信システムは、送光装置と、他の装置から送光された空間光信号を受光する受光器と、空間光信号の送光パターンを送光制御部に出力し、受光器によって受光された空間光信号をデコードする通信制御部と、を備える。本実施形態の送光装置は、通信信号を含む空間光信号を送光する送光器と、通信信号のゴースト像と同じ明るさのダミー信号を空間光信号に追加し、ゴースト像の位置にダミー信号が表示されるように送光器を制御する送光制御部と、を備える。
【００５７】
本実施形態の一態様において、送光器は、空間光変調器、光源、および投射光学系を有する。空間光変調器は、通信信号の位相画像のパターンが設定される第１領域と、通信信号のゴースト像に重ねられるダミー信号の位相画像のパターンが設定される第２領域とに割り当てられる変調部を含む。光源は、通信信号を送光するための光を第１領域に向けて出射する第１光源と、ダミー信号を送光するための光を第２領域に向けて出射する第２光源と、を含む。投射光学系は、第１光源および第２光源から出射され、変調部で変調された光を空間光信号として送光する。
【００５８】
本実施形態の一態様において、送光制御部は、通信信号の位相画像のパターンを第１領域に設定するとともに、ダミー信号の位相画像のパターンを第２領域に設定する。そして、送光制御部は、空間光信号の送光タイミングに合わせるように第１光源から光が出射されるタイミングを制御するとともに、空間光信号の送光タイミングとずらすように第２光源から光が出射されるタイミングを制御する。
【００５９】
本実施形態の一態様において、送光制御部は、第１光源から出射された通信信号のゴースト像の明るさと、ダミー信号の明るさが等しくなるように第２光源の出力を制御する。
【００６０】
本実施形態の一態様において、送光制御部は、空間光信号の送光タイミングに合わせて第１光源の出射タイミングを制御し、第１光源から出射された通信信号のゴースト像の明るさと、ダミー信号の明るさが等しくなるように第２光源の出力を制御する。
【００６１】
本実施形態の一態様において、送光装置は、第１光源と空間光変調器との間に配置され、第２光源から出射された光を第２領域に向けて反射するミラーを備える。
【００６２】
本実施形態では、ゴースト像の位置にゴースト像と重なる輝度の低いダミー信号を表示させることによって、ゴースト像の位置で受信されうる信号を解読不能にする。そのため、本実施形態によれば、空間光通信におけるセキュリティを向上できる。
【００６３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る通信システムについて図面を参照しながら説明する。本実施形態の通信システムは、仮想レンズ画像と位相画像を合成した合成画像を空間光変調器の変調部に表示させることによってゴースト像を拡散させる点において、第１の実施形態とは異なる。本実施形態の通信システムは、送光器と送光制御部の構成が、第１の実施形態とは異なる。以下においては、第１の実施形態と同様の構成については、説明を省略する場合がある。
【００６４】
図９は、本実施形態の通信システム２０の構成の一例を示すブロック図である。通信システム２０は、送光器２１、送光制御部２５、受光器２７、および通信制御部２９を備える。送光器２１と送光制御部２５は、送光装置２００を構成する。また、送光制御部２５と通信制御部２９は、制御装置２１０を構成する。受光器２７および通信制御部２９の各々は、第１の実施形態の受光器１７および通信制御部１９と同様であるので、説明は省略する。
【００６５】
図１０は、送光器２１の構成の一例を示す概念図である。送光器２１は、光源２２、変調部２３０を有する空間光変調器２３、および投射光学系２４を有する。光源２２は、通信信号用の平行光２１２を出射する第１光源２２１と、ダミー信号用の平行光２１４を出射する第２光源２２５と、ミラー２２９と、を有する。第１光源２２１は、第１出射器２２２とコリメータ２２３を含む。第１光源２２１から出射されたレーザ光２１１は、コリメータ２２３によって平行光２１２に変換される。第２光源２２５は、第２出射器２２６とコリメータ２２７を含む。第２光源２２５から出射されたレーザ光２１３は、コリメータ２２７によって平行光２１４に変換される。光源２２および空間光変調器２３に含まれる構成の各々は、第１の実施形態の光源１２および空間光変調器１３に含まれる構成の各々と同様であるので、説明は省略する。なお、図１０は概念的なものであり、各構成要素間の位置関係や、光の照射方向などを正確に表したものではない。
【００６６】
空間光変調器２３の変調部２３０には、仮想レンズを位相画像にかけることによって生成される合成画像が設定される。図１１は、焦点距離＋ｆの仮想レンズ画像５６０と、位相画像５５０とを足し合わせて合成した合成画像５７０の一例である。仮想レンズ画像５６０は、被投射面に表示させる画像を焦点距離＋ｆの位置に集光するためのレンズパターンである。合成画像は、位相画像５５０と仮想レンズ画像５６０とを合成したパターンである。
【００６７】
光の波面は、回折と同様に、位相制御によって制御できる。位相が球状に変化すると、波面に球状の差ができてレンズ効果が発生する。すなわち、仮想レンズ画像５６０は、空間光変調器２３の変調部２３０への入射光（合成光２１５）の位相を球状に変化させ、所定の焦点距離に集光するレンズ効果を発生させるパターンである。仮想レンズ画像５６０は、位相画像とは独立に制御できる。例えば、０次光遮蔽器２４２の位置に変調光２４０を集光させるために、空間光変調器２３の変調部２３０に１つのレンズ形状パターンを仮想レンズ画像として表示させる。
【００６８】
投射光学系２４は、フーリエ変換レンズ２４１、０次光遮蔽器２４２、アパーチャ２４３、および投射レンズ２４５を含む。投射光学系２４は、０次光遮蔽器２４２を含む点において、第１の実施形態の投射光学系１４とは異なる。フーリエ変換レンズ２４１、アパーチャ２４３、および投射レンズ２４５の各々は、第１の実施形態のフーリエ変換レンズ１４１、アパーチャ１４３、および投射レンズ１４５の各々と同様であるので、詳細な説明は省略する。なお、仮想レンズによってゴースト像を拡散させるだけでもよい場合は、０次光遮蔽器２４２を省略してもよい。
【００６９】
０次光遮蔽器２４２は、保持部材２４２１と光吸収部材２４２３とを含む。保持部材２４２１は、光吸収部材２４２３を保持する部材である。例えば、保持部材２４２１は、ガラスやプラスチックなどのように、光を透過しやすい材質で構成される。保持部材２４２１をプラスチックで構成する場合は、リタデーションが発生しにくいように、全面が均一であり、位相むらの小さい材料を用いることが好ましい。例えば、複屈折が抑制されたプラスチック材料が好適である。また、例えば、保持部材２４２１は、光吸収部材２４２３を固定する線材を含む構成としてもよい。例えば、保持部材２４２１の周縁を枠状に形成し、その枠の開口部の内側に線材を張り巡らせて、張り巡らせた線材によって光吸収部材２４２３を固定できる。保持部材２４２１を線材で構成する場合は、光の照射によって劣化が起こりにくいように、光による劣化の起こりにくい素材としたり、光が当たらない程度に細い線材を用いたりすればよい。光吸収部材２４２３は、保持部材２４２１によって保持され、仮想レンズの焦点の位置に配置される。例えば、光吸収部材２４２３は、カーボンなどの黒体で構成する。また、使用するレーザ光の波長が固定されている場合には、特定波長の光を選択的に吸収する材料を光吸収部材２４２３として用いてもよい。
【００７０】
図１２は、送光器２１から送光された通信信号２６１の光路上に発生し得るゴースト像について説明するための概念図である。送光器２１から送光された空間光信号には０次光が含まれないが、ゴースト像の位置について説明をしやすくするために、図１２には仮想的な０次光（仮想０次光２６０）を図示する。０次光遮蔽器２４２があるため、送光器２１から送光された通信信号２６１には、仮想０次光２６０は含まれない。送光器２１から送光された空間光信号には、仮想０次光２６０を中心として、通信信号２６１と点対称の位置にゴースト像２６２が含まれる。図１２には、通信信号２６１の右方に通信信号２６１のパターンの一例（破線の内部）を示し、通信信号２６１の左方にゴースト像２６２のパターンの一例（一点鎖線の内部）を示す。図１２の例は、正確な縮尺で示しているわけではないが、通信信号２６１の明るさに比べると、ゴースト像２６２の明るさがかなり小さいことを示す。また、第１の実施形態（図２）と比べると、仮想レンズを用いて拡散されているため、本実施形態のゴースト像２６２の方が、第１の実施形態のゴースト像１６２よりも暗い。第１の実施形態と同様に、本実施形態のゴースト像２６２は、一次のゴースト像である。そのため、送光器２１から送光された通信信号２６１には、高次のゴースト像が含まれる。通信信号２６１に含まれる高次のゴースト像は、第１の実施形態の通信信号１６１に含まれる高次のゴースト像と同様であるため、説明は省略する。
【００７１】
図１３は、送光器２１から送光される空間光信号に含まれるゴースト像にノイズを追加する一例について説明するためのタイミングチャートである。送光器２１から送光された空間光信号に含まれるゴースト像の明るさは、通信信号の明るさと比べて暗い。そのため、送光器２１からは、ゴースト像の明るさと同じ明るさのダミー信号を空間光信号に混ぜる。そのため、ゴースト像が含まれる領域には、ゴースト像とダミー信号が合成された合成信号が表示される。その結果、ゴースト像が含まれる領域が解析されたとしても、通信信号が漏洩されない。なお、ゴースト像が含まれる領域にダミー信号を送光することによって、そのダミー信号のゴースト像が通信信号の領域に表れる。しかしながら、ダミー信号のゴースト像の明るさは、通信信号の明るさと比べると非常に暗いので、通信信号に対する影響はほとんどない。
【００７２】
空間光変調器２３は、送光する空間光信号に応じた位相画像が表示される変調部２３０を有する。空間光変調器の変調部は、通信に用いられる通信信号の位相画像が表示される領域（第１領域）と、ゴースト像付近の信号にノイズを加えるためのダミー信号の位相画像が表示される領域（第２領域）と、を含む。送光器２１は、通信信号の位相画像を第１領域に表示させ、ダミー信号の位相画像を第２領域に表示させた状態で、変調部２３０に光を照射し、変調部２３０で変調された反射光を空間光信号として送光する。
【００７３】
図１４は、送光器２１の空間光変調器２３の変調部２３０の割り当ての一例について説明するための概念図である。図１４は、変調部２３０の右側を第１領域２３５に割り当て、左端を第２領域２３６に割り当てる例である。例えば、第１領域２３５には、第１焦点（＋ｆ）に焦点を結ぶ第１仮想レンズと、通信信号の位相画像とを足し合わせた合成画像（第１合成画像とも呼ぶ）が割り当てられる。そして、第２領域２３６には、第２焦点（−ｆ）に焦点を結ぶ第２仮想レンズと、ダミー信号の位相画像とを足し合わせた合成画像（第２合成画像とも呼ぶが割り当てられる。
第１焦点（＋ｆ）に焦点を結ぶ第１仮想レンズを通信信号２６１の位相画像にかけると、図１２のように、拡散したようなゴースト像２６２が投射される。すなわち、第１仮想レンズを通信信号２６１の位相画像にかけると、ゴースト像２６２は焦点がぼやけたような画像になる。ゴースト像２６２が検出されにくくするためには、ぼやけたゴースト像２６２と同様のダミー信号を、ゴースト像２６２の位置に表示させればよい。しかしながら、第１焦点（＋ｆ）に焦点を結ぶ第１仮想レンズを、元々輝度が小さいダミー信号にかけると、そのダミー信号自体はぼやけないため、第１仮想レンズをかける前のダミー信号がゴースト像２６２の位置に表示される。そのため、第２焦点（−ｆ）に焦点を結ぶ第２仮想レンズをダミー信号にかけることによって、ぼやけたダミー信号をゴースト像２６２の位置に表示させて、ゴースト像２６２が検出されにくくなるようにする。
第２焦点（−ｆ）に焦点を結ぶ第２仮想レンズをかけることは、ゴースト像を強調することによって本来の像をぼやけさせることに相当する。第１焦点（＋ｆ）に焦点を結ぶ第１仮想レンズをかけてぼやけさせたダミー信号を、ゴースト像２６２の位置に表示させると、ゴースト像２６２が鮮明になる。このとき、通信信号２６１の位置には、かなり暗いものの、通信信号２６１がぼやけた画像が表示されてしまう。通信信号２６１にぼやけた画像が混ざると、通信信号２６１が検出されにくくなる。そのため、第２焦点（−ｆ）に焦点を結ぶ第２仮想レンズをダミー信号にかけて、ぼやけたダミー信号をゴースト像２６２の位置に表示させ、鮮明なダミー信号を通信信号２６１の位置に表示させることによって、ゴースト像２６２を検出されにくくする。
【００７４】
送光制御部２５は、通信制御部２９から空間光信号のパターンを取得する。送光制御部２５は、空間光信号として送光する通信信号の第１合成画像と、ダミー信号の第２合成画像とを、送光器２１の空間光変調器２３の変調部２３０に表示させる。送光制御部２５は、通信信号の第１合成画像を第１領域２３５に表示させ、ダミー信号の第２合成画像を第２領域２３６に表示させた状態で、通信信号の送光パターンに合わせて送光器２１の光源の出射タイミングを制御し、変調部２３０に光を照射させる。変調部２３０で変調された反射光は、空間光信号として送光器２１から送光される。
【００７５】
以上が、本実施形態の通信システム２０の構成の一例についての説明である。なお、図９〜図１０の構成は一例であって、通信システム２０の構成を限定するものではない。
【００７６】
〔送光制御部〕
次に、通信システム２０に含まれる送光制御部２５の構成について図面を参照しながら説明する。図１５は、送光制御部２５の構成の一例を示すブロック図である。送光制御部２５は、送光条件記憶部２５１、送光条件設定部２５２、変調器制御部２５３、光源制御部２５４、仮想レンズ画像記憶部２５６、および画像合成部２５７を有する。
【００７７】
送光条件記憶部２５１には、空間光信号２５０の形状に対応する位相画像が記憶される。例えば、空間光信号２５０の形状は、円形や四角形などである。また、送光条件記憶部２５１には、光源２２に含まれる第１出射器２２２および第２出射器２２６を制御するための光源制御条件や、空間光変調器２３を制御するための変調素子制御条件を含む送光条件が記憶される。
【００７８】
仮想レンズ画像記憶部２５６には、仮想レンズ画像が格納される。仮想レンズ画像記憶部２５６に格納される仮想レンズ画像は、０次光遮蔽器２４２の位置に変調光２４０を集光するためのレンズ効果を有する。なお、仮想レンズ画像記憶部２５６には、焦点距離に応じた複数の仮想レンズ画像が格納されてもよい。
【００７９】
画像合成部２５７は、送光条件記憶部２５１から位相画像を取得し、仮想レンズ画像記憶部２５６から仮想レンズ画像を取得する。画像合成部２５７は、位相画像と仮想レンズ画像を合成する。画像合成部２５７は、合成後の合成画像を送光条件設定部２５２に出力する。
【００８０】
図１６は、仮想レンズ画像５６１（焦点＋ｆ）の位相画像と、通信信号の位相画像５５１の位相画像とを足し合わせることによって生成される通信信号の合成画像５７１の一例である。図１７は、仮想レンズ画像５６２（焦点−ｆ）の位相画像と、ダミー信号の位相画像５５２の位相画像とを足し合わせることによって生成されるダミー信号の合成画像５７２の一例である。図１８は、合成画像５７１の第１領域（実線の内部の領域）の第１部分画像５８１と、ダミー信号の合成画像５７２の第２領域（破線の内部の領域）の第２部分画像５８２が合成された合成画像５８０の一例である。空間光変調器２３の変調部２３０に合成画像５８０を表示させ、その変調部２３０に合成光１１５を照射することによって、通信信号のゴースト像の位置にダミー信号が重ねて表示されるため、通信信号の漏洩を抑制できる。
【００８１】
送光条件設定部２５２は、空間光信号２５０を送光するための送光条件を設定する。具体的には、送光条件設定部２５２は、空間光信号２５０に対応する合成画像を空間光変調器２３の変調部２３０に設定するための変調素子制御条件を変調器制御部２５３に設定する。また、送光条件設定部２５２は、第１出射器２２２および第２出射器２２６からレーザ光を出射させるための光源制御条件を光源制御部２５４に設定する。送光条件設定部２５２は、変調素子制御条件を変調器制御部２５３に設定するタイミングと、光源制御条件を光源制御部２５４に設定するタイミングとを同期させることによって、所望の空間光信号２５０を送光器２１から送光させる。
【００８２】
変調器制御部２５３は、空間光信号２５０に対応する合成画像と、変調素子制御条件を送光条件設定部２５２から受信する。変調器制御部２５３は、送光条件設定部２５２から受信した変調素子制御条件に応じて、空間光変調器２３の変調部２３０を設定するドライバ（図示しない）を駆動させ、空間光変調器２３の変調部２３０に合成画像を設定する。
【００８３】
光源制御部２５４は、送光条件設定部２５２から光源制御条件を受信する。光源制御部２５４は、受信した光源制御条件に応じて、第１出射器２２２および第２出射器２２６の駆動部（図示しない）を駆動させ、第１出射器２２２および第２出射器２２６からレーザ光を出射させる。
【００８４】
空間光変調器２３の変調部２３０に合成画像が設定されるタイミングと、その合成画像が設定された変調部２３０に合成光２１５が照射されるタイミングは、送光条件設定部２５２によって同期される。そのため、合成画像が設定された状態の変調部２３０に合成光２１５が照射され、その合成光２１５から変換された変調光２４０が投射光学系２４によって空間光信号２５０として送光される。
【００８５】
以上が、通信システム２０に含まれる送光制御部２５の構成についての説明である。なお、図１５は、一例であって、送光制御部２５の構成を限定するものではない。
【００８６】
以上のように、本実施形態の送光制御部は、第１焦点に焦点を結ぶ第１仮想レンズを通信信号の位相画像にかけた第１合成画像と、第２焦点に焦点を結ぶ第２仮想レンズをダミー信号の位相画像にかけた第２合成画像と、を生成する。送光制御部は、第１合成画像に含まれる第１部分画像のパターンを第１領域に割り当て、第２合成画像に含まれる第２部分画像のパターンを第２領域に割り当てる。
【００８７】
本実施形態の一態様において、投射光学系は、空間光変調器によって変調された光に含まれる０次光を遮蔽する０次光遮蔽器を含む。
【００８８】
本実施形態では、仮想レンズを用いることにより、通信信号の共役画像であるゴースト像のフォーカス位置をずらしてぼやけさせることができるので、ゴースト像が検出されにくくなる。仮想レンズとダミー信号を組み合わせれば、空間光通信におけるセキュリティをさらに高めることができる。
【００８９】
（ハードウェア）
ここで、本発明の各実施形態に係る制御部の処理を実行するハードウェア構成について、図１９の情報処理装置９０を一例として挙げて説明する。なお、図１９の情報処理装置９０は、各実施形態の制御部の処理を実行するための構成例であって、本発明の範囲を限定するものではない。
【００９０】
図１９のように、情報処理装置９０は、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５、および通信インターフェース９６を備える。図１９においては、インターフェースをＩ／Ｆ（Interface）と略して表記する。プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５、および通信インターフェース９６は、バス９８を介して互いにデータ通信可能に接続される。また、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３および入出力インターフェース９５は、通信インターフェース９６を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続される。
【００９１】
プロセッサ９１は、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムを主記憶装置９２に展開し、展開されたプログラムを実行する。本実施形態においては、情報処理装置９０にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ９１は、本実施形態に係る制御部による処理を実行する。
【００９２】
主記憶装置９２は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置９２は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリとすればよい。また、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリを主記憶装置９２として構成・追加してもよい。
【００９３】
補助記憶装置９３は、種々のデータを記憶する。補助記憶装置９３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって構成される。なお、種々のデータを主記憶装置９２に記憶させる構成とし、補助記憶装置９３を省略することも可能である。
【００９４】
入出力インターフェース９５は、情報処理装置９０と周辺機器とを接続するためのインターフェースである。通信インターフェース９６は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークを通じて、外部のシステムや装置に接続するためのインターフェースである。入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。
【００９５】
情報処理装置９０には、必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器を接続するように構成してもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。なお、タッチパネルを入力機器として用いる場合は、表示機器の表示画面が入力機器のインターフェースを兼ねる構成とすればよい。プロセッサ９１と入力機器との間のデータ通信は、入出力インターフェース９５に仲介させればよい。
【００９６】
また、情報処理装置９０には、情報を表示するための表示機器を備え付けてもよい。表示機器を備え付ける場合、情報処理装置９０には、表示機器の表示を制御するための表示制御装置（図示しない）が備えられていることが好ましい。表示機器は、入出力インターフェース９５を介して情報処理装置９０に接続すればよい。
【００９７】
以上が、本発明の各実施形態に係る制御部を可能とするためのハードウェア構成の一例である。なお、図１９のハードウェア構成は、各実施形態に係る制御部の演算処理を実行するためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、各実施形態に係る制御部に関する処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。さらに、各実施形態に係るプログラムを記録したプログラム記録媒体も本発明の範囲に含まれる。
【００９８】
記録媒体は、例えば、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体で実現できる。また、記録媒体は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＳＤ（Secure Digital）カードなどの半導体記録媒体や、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、その他の記録媒体によって実現してもよい。プロセッサが実行するプログラムが記録媒体に記録されている場合、その記録媒体はプログラム記録媒体に相当する。
【００９９】
各実施形態の制御部の構成要素は、任意に組み合わせることができる。また、各実施形態の制御部の構成要素は、ソフトウェアによって実現してもよいし、回路によって実現してもよい。
【０１００】
以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０、２０    通信システム
１１、２１    送光器
１２、２２    光源
１３、２３    空間光変調器
１４、２４    投射光学系
１５、２５    送光制御部
１７、２７    受光器
１９、２９    通信制御部
１００、２００    送光装置
１１０、２１０    制御装置
１２１、２２１    第１光源
１２２、２２２    第１出射器
１２３、２２３    コリメータ
１２５、２２５    第２光源
１２６、２２６    第２出射器
１２７、２２７    コリメータ
１２９、２２９    ミラー
１４１、２４１    フーリエ変換レンズ
１４３、２４３    アパーチャ
１４５、２４５    投射レンズ
１５１、２５１    送光条件記憶部
１５２、２５２    送光条件設定部
１５３、２５３    変調器制御部
１５４、２５４    光源制御部
１９１    空間光信号設定部
１９３    デコーダ
２４２    ０次光遮蔽器
２５６    仮想レンズ画像記憶部
２５７    画像合成部
【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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【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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【図１８】
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【図１９】
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