(57)【要約】【目的】比較的安全にレーザ光をレーザ光受信装置の受光部に照射する。【構成】カメラ４によって，撮像範囲が撮像される。撮像範囲にレーザ受光装置10があると，そのレーザ受光装置10の位置が検出される。レーザ装置２からレーザ光Ｌａが出射され，ハーフ・ミラー３で反射される。ハーフ・ミラー３の反射レーザ光が検出された位置にあるレーザ受光装置10に導かれるようにハーフ・ミラー３の回転角が制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ装置，
所定の撮像範囲を撮像し，撮像範囲の画像を表す画像データを出力する撮像装置，
上記レーザ装置から出射されたレーザ光の方向を変更する変更装置，
上記撮像装置によって撮像範囲が撮像されたことに応じて得られる撮像範囲内の画像を表す画像データにもとづいて，上記撮像範囲に存在し，かつ上記レーザ装置から出射したレーザ光を受光する移動自在なレーザ受光装置の位置を検出する位置検出手段，および
上記位置検出手段によって検出された位置に存在する上記レーザ受光装置のレーザ光受光部をレーザ光が照射するように上記変更装置を制御する変更装置制御手段，
を備えたレーザ通信装置。
【請求項２】
上記レーザ光受信装置のレーザ受光部近傍にマークがあり，
上記マークを，上記撮像装置を用いて撮像されることにより得られるマーク画像にもとづいて，上記撮像装置から上記レーザ光受光装置までの距離を算出する算出手段をさらに備え，
上記変更装置制御手段は，
上記算出手段によって算出された距離と上記位置検出手段によって検出された位置とにもとづいて，上記変更装置を制御するものである，
請求項１に記載のレーザ通信装置。
【請求項３】
上記レーザ光受光装置には，上記レーザ光受光部近傍に発光装置が設けられており，
上記レーザ通信装置は，上記発光装置の発光状況にもとづいて，上記発光装置におけるレーザ光の受光状況を検出する受光状況検出手段，
をさらに備えた請求項２に記載のレーザ通信装置。
【請求項４】
請求項１に記載のレーザ通信装置が少なくとも２つあり，
上記少なくとも２つのレーザ通信装置のうちの第１のレーザ通信装置に含まれている撮像装置の撮像範囲である第１の撮像範囲と上記少なくとも２つのレーザ通信装置のうちの第２のレーザ通信装置に含まれている撮像装置の撮像範囲である第２の撮像範囲とが一部分重複しており，
上記第１のレーザ通信装置における第１の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置が移動しているかどうかを判定する移動判定手段，
第１のレーザ通信装置における第１の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置と第２のレーザ制御装置における第２の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置とが同一位置に存在するかどうかを判定する同一位置判定手段，
上記移動判定手段により，レーザ光受光装置が移動していると判定された場合において，上記第１の撮像範囲と上記第２の撮像範囲との重複範囲にレーザ光受光装置が入ったことに応じて，レーザ光受光装置が上記第１の撮像範囲から外れる前に上記第１のレーザ通信装置に含まれている第１のレーザ装置からのレーザ光の出射が終了しないかどうかを判定する終了判定手段，および
上記レーザ光受光装置が上記第１の撮像範囲から外れる前に上記第１のレーザ装置からのレーザ光の出射が終了しないと判定されたことに応じて，第２のレーザ通信装置に含まれているレーザ装置である第２のレーザ装置からのレーザ光の出射に切り換えるように上記第１のレーザ装置および上記第２のレーザ装置を制御するレーザ制御手段，
を備えたレーザ通信システム。
【請求項５】
レーザ装置が，レーザ光を出射し，
撮像装置が，所定の撮像範囲を撮像し，撮像範囲の画像を表す画像データを出力し，
変更装置が，上記レーザ装置から出射されたレーザ光の方向を変更し，
位置検出手段が，上記撮像装置によって撮像範囲が撮像されたことに応じて得られる撮像範囲内の画像を表す画像データにもとづいて，上記撮像範囲に存在し，かつ上記レーザ装置から出射したレーザ光を受光する移動自在なレーザ受光装置の位置を検出し，
変更装置制御手段が，上記位置検出手段によって検出された位置に存在する上記レーザ受光装置のレーザ光受光部をレーザ光が照射するように上記変更装置を制御する，
レーザ通信装置の動作制御方法。
【請求項６】
請求項１に記載のレーザ通信装置が少なくとも２つあるレーザ通信システムの動作制御方法であり，
上記少なくとも２つのレーザ通信装置のうちの第１のレーザ通信装置に含まれている撮像装置の撮像範囲である第１の撮像範囲と上記少なくとも２つのレーザ通信装置のうちの第２のレーザ通信装置に含まれている撮像装置の撮像範囲である第２の撮像範囲とが一部分重複しており，
移動判定手段が，上記第１のレーザ通信装置における第１の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置が移動しているかどうかを判定し，
同一位置判定手段が，第１のレーザ通信装置における第１の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置と第２のレーザ制御装置における第２の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置とが同一位置に存在するかどうかを判定し，
終了判定手段が，上記移動判定手段により，レーザ光受光装置が移動していると判定された場合において，上記第１の撮像範囲と上記第２の撮像範囲との重複範囲にレーザ光受光装置が入ったことに応じて，レーザ光受光装置が上記第１の撮像範囲から外れる前に上記第１のレーザ通信装置に含まれている第１のレーザ装置からのレーザ光の出射が終了しないかどうかを判定し，
レーザ制御手段が，上記レーザ光受光装置が上記第１の撮像範囲から外れる前に上記第１のレーザ装置からのレーザ光の出射が終了しないと判定されたことに応じて，第２のレーザ通信装置に含まれているレーザ装置である第２のレーザ装置からのレーザ光の出射に切り換えるように上記第1のレーザ装置および上記第２のレーザ装置を制御する，
レーザ通信システムの動作制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，レーザ通信装置およびレーザ通信システムならびにそれらの動作制御方法
に関する。
【背景技術】
【０００２】
指向性の高いレーザ光を用いて通信する場合には，レーザ光受信装置の受光部にレーザ光を正確に照射させることが必要になる。このために，送信ビームをスキャニングして受信機を探索するものがある（特許文献１）。
【特許文献１】特開平６−４６００５号公報
【０００３】
しかしながら，送信ビームをスキャニングすることは安全ではない。
【発明の開示】
【０００４】
この発明は，比較的安全にレーザ光をレーザ光受信装置の受光部に照射することを目的とする。
【０００５】
第１の発明によるレーザ通信装置は，レーザ光を出射するレーザ装置，所定の撮像範囲を撮像し，撮像範囲の画像を表す画像データを出力する撮像装置，上記レーザ装置から出射されたレーザ光の方向を変更する変更装置，上記撮像装置によって撮像範囲が撮像されたことに応じて得られる撮像範囲内の画像を表す画像データにもとづいて，上記撮像範囲に存在し，かつ上記レーザ装置から出射したレーザ光を受光する移動自在なレーザ受光装置の位置を検出する位置検出手段，および上記位置検出手段によって検出された位置に存在する上記レーザ受光装置のレーザ光受光部をレーザ光が照射するように上記変更装置を制御する変更装置制御手段を備えていることを特徴とする。
【０００６】
第１の発明は，上記レーザ通信装置に適した動作制御方法も提供している。すなわち，この方法は，レーザ装置が，レーザ光を出射し，撮像装置が，所定の撮像範囲を撮像し，撮像範囲の画像を表す画像データを出力し，変更装置が，上記レーザ装置から出射されたレーザ光の方向を変更し，位置検出手段が，上記撮像装置によって撮像範囲が撮像されたことに応じて得られる撮像範囲内の画像を表す画像データにもとづいて，上記撮像範囲に存在し，かつ上記レーザ装置から出射したレーザ光を受光する移動自在なレーザ受光装置の位置を検出し，変更装置制御手段が，上記位置検出手段によって検出された位置に存在する上記レーザ受光装置のレーザ光受光部をレーザ光が照射するように上記変更装置を制御するものである。
【０００７】
第１の発明によると，所定の撮像範囲が撮像装置によって撮像されている。その撮像範囲に存在するレーザ光受光装置の位置が撮像された画像にもとづいて検出される。検出された位置に存在するレーザ受光装置のレーザ受光部をレーザ光が照射するように，レーザ装置からのレーザ光が変更装置によって変更させられる。第１の発明によると，撮像範囲にあるレーザ光受光装置の位置を，撮像した画像にもとづいて検出し，レーザ光受光装置のレーザ光受光部をレーザ光が照射するようにレーザ光の方向を変更しているので，比較的安全にレーザ光を受光させることができる。
【０００８】
上記レーザ光受信装置のレーザ受光部近傍にマークがある場合には，上記マークを，上記撮像装置を用いて撮像されることにより得られるマーク画像にもとづいて，上記撮像装置から上記レーザ光受光装置までの距離を算出する算出手段をさらに備えてもよい。この場合，上記変更装置制御手段は，上記算出手段によって算出された距離と上記位置検出手段によって検出された位置とにもとづいて，上記変更装置を制御するものとなろう。
【０００９】
上記レーザ光受光装置には，上記レーザ光受光部近傍に発光装置が設けられている場合には，上記レーザ通信装置は，上記発光装置の発光状況にもとづいて，上記発光装置におけるレーザ光の受光状況を検出する受光状況検出手段をさらに備えてもよい。
【００１０】
第２の発明は，請求項１に記載のレーザ通信装置が少なくとも２つあるレーザ通信システムについてのものである。このレーザ通信システムにおいて，上記少なくとも２つのレーザ通信装置のうちの第１のレーザ通信装置に含まれている撮像装置の撮像範囲である第１の撮像範囲と上記少なくとも２つのレーザ通信装置のうちの第２のレーザ通信装置に含まれている撮像装置の撮像範囲である第２の撮像範囲とが一部分重複しており，上記第１のレーザ通信装置における第１の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置が移動しているかどうかを判定する移動判定手段，第１のレーザ通信装置における第１の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置と第２のレーザ制御装置における第２の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置とが同一位置に存在するかどうかを判定する同一位置判定手段，上記移動判定手段により，レーザ光受光装置が移動していると判定された場合において，上記第１の撮像範囲と上記第２の撮像範囲との重複範囲にレーザ光受光装置が入ったことに応じて，レーザ光受光装置が上記第１の撮像範囲から外れる前に上記第１のレーザ通信装置に含まれている第１のレーザ装置からのレーザ光の出射が終了しないかどうかを判定する終了判定手段，および上記レーザ光受光装置が上記第１の撮像範囲から外れる前に上記第１のレーザ通信装置に含まれているレーザ装置である第１のレーザ装置からのレーザ光の出射が終了しないと判定されたことに応じて，第２のレーザ通信装置に含まれているレーザ装置である第２のレーザ装置からのレーザ光の出射に切り換えるように上記第1のレーザ装置および上記第２のレーザ装置を制御するレーザ制御手段を備えていることを特徴とする。
【００１１】
第２の発明は，上記レーザ通信システムに適した動作制御方法も提供している。すなわち，この方法は，請求項１に記載のレーザ通信装置が少なくとも２つあるレーザ通信システムの動作制御方法であり，上記少なくとも２つのレーザ通信装置のうちの第１のレーザ通信装置に含まれている撮像装置の撮像範囲である第１の撮像範囲と上記少なくとも２つのレーザ通信装置のうちの第２のレーザ通信装置に含まれている撮像装置の撮像範囲である第２の撮像範囲とが一部分重複しており，移動判定手段が，上記第１のレーザ通信装置における第１の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置が移動しているかどうかを判定し，同一位置判定手段が，第１のレーザ通信装置における第１の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置と第２のレーザ制御装置における第２の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置とが同一位置に存在するかどうかを判定し，終了判定手段が，上記移動判定手段により，レーザ光受光装置が移動していると判定された場合において，上記第１の撮像範囲と上記第２の撮像範囲との重複範囲にレーザ光受光装置が入ったことに応じて，レーザ光受光装置が上記第１の撮像範囲から外れる前に上記第１のレーザ通信装置に含まれている第１のレーザ装置からのレーザ光の出射が終了しないかどうかを判定し，レーザ制御手段が，上記レーザ光受光装置が上記第１の撮像範囲から外れる前に上記第１のレーザ通信装置に含まれているレーザ装置である第１のレーザ装置からのレーザ光の出射が終了しないと判定されたことに応じて，第２のレーザ通信装置に含まれているレーザ装置である第２のレーザ装置からのレーザ光の出射に切り換えるように上記第１のレーザ装置および上記第２のレーザ装置を制御するものである。
【００１２】
第２の発明によると，レーザ光受光装置が第１の撮像範囲を移動して第１の撮像範囲と第２の撮像範囲との重複範囲に入ったかどうかが判定される。重複範囲に入ると，レーザ光受光装置が第１の撮像範囲から外れる前に第１のレーザ通信装置からのレーザ光の出射が終了しないかどうかが判定される。終了しない場合には，第１のレーザ通信装置に含まれるレーザ装置によるレーザ光の出射から第２のレーザ通信装置に含まれるレーザ装置によるレーザ光の出射に切り換えられる。レーザ光受光装置が撮像範囲を超えて移動する場合でもレーザ光の受信を継続できる。
【実施例】
【００１３】
図１は，この発明の実施例によるレーザ通信装置１の概要を示している。
【００１４】
レーザ通信装置１には，レーザ光Ｌａを出射するレーザ装置２，ハーフ・ミラー３およびカメラ（撮像装置）４が含まれている。図１において下方には，レーザ装置２から出射されたレーザ光Ｌａを受光するためのレーザ光受光装置10が存在している。レーザ通信装置１は，固定されているが（ハーフ・ミラー４は後述のように，２つの軸を中心として回転自在である），レーザ光受光装置10は，移動自在である。もっともレーザ光受光装置10も固定されていてもよい。
【００１５】
カメラ４は，破線IMで示されている範囲を撮像できる。撮像範囲内に設けられているのはハーフ・ミラー３なのでハーフ・ミラー３の先にあるレーザ光受光装置10であっても，撮像範囲にあればレーザ受光装置10をハーフ・ミラー３の裏側から撮像できる。ハーフ・ミラー３は，レーザ装置２から出射されたレーザ光Ｌａの方向を変える。
【００１６】
カメラ４によって撮像範囲の被写体が撮像され，撮像された被写体像の中にレーザ受光装置10が存在すると，そのレーザ受光装置10の位置が検出される。レーザ装置２から出射されたレーザ光Ｌａがレーザ光受光装置10の受光部に入射するように，ハーフ・ミラー３の回転角度が決定される。レーザ光Ｌａの指向性が高くても，レーザ受光装置10がレーザ光を受光できる。詳しくは，以下の説明によって明らかとなろう。
【００１７】
図２は，ハーフ・ミラー３を備えた変更装置７の断面図である。
【００１８】
変更装置７の中央部分に，ほぼ正方形のハーフ・ミラー３が設けられている。このハーフ・ミラー３には，中心を通るように水平方向に水平軸３Ａが形成されている。
【００１９】
ハーフ・ミラー３の外側には，ハーフ・ミラー３を囲むように，内側がくりぬかれたほぼ正方形の第１の支持枠５が設けられている。第１の支持枠５の左右の側辺の中央部分には軸受け５Ａが形成されている。ハーフ・ミラー３の水平軸３Ａが第１の支持枠５の軸受け５Ａに入りこみ，ハーフ・ミラー３は，水平軸３Ａを中心として回転自在に第１の支持枠５に保持されている。第１の支持枠５の上下の辺の中央部分には，鉛直方向に鉛直軸３Ｂが形成されている。
【００２０】
第１の支持枠５の外側には，第１の支持枠５を囲むように，内側がくりぬかれたほぼ正方形の第２の支持枠６が設けられている。第２の支持枠６の上下の辺の中央部分には，軸受け６Ａが形成されている。第１の支持枠５の鉛直軸５Ｂが第２の支持枠６の軸受け６Ａに入り込み，第１の支持枠５は，鉛直軸５Ｂを中心として回転自在に第２の支持枠６に保持されている。
【００２１】
ハーフ・ミラー３が水平軸３Ａを中心に回転し，第１の支持枠５が鉛直軸５Ｂを中心に回転することにより，ハーフ・ミラー３に入射したレーザ光Ｌａを含む平面を考えたときに，その平面と同じ平面内に反射させるだけでなく，異なる平面内に反射できるようになることが理解できよう。
【００２２】
図３および図４は，ハーフ・ミラー３に入射するレーザ光Ｌａと反射するレーザ光Ｌａ１との関係を示している。
【００２３】
図３においては，ハーフ・ミラー３は，第１の支持枠５に形成されている鉛直軸５Ｂを中心に回転する様子を示している（第１の支持枠５，鉛直軸５Ｂは図示略）。ハーフ・ミラー３は，鉛直軸５Ｂを中心に回転し，入射レーザ光Ｌａと反射レーザ光Ｌａ１とは図面に対して平行な平面内に存在することとなる。
【００２４】
図４においては，ハーフ・ミラー３は，ハーフ・ミラー３に形成されている水平軸３Ａを中心に回転する様子を示している。入射レーザ光Ｌａと反射レーザ光Ｌａ２とは，図３における入射レーザ光Ｌａと反射レーザ光Ｌａ１とが含まれる平面とは異なる平面内に存在することとなる。
【００２５】
図３および図４に示すようにハーフ・ミラー３が水平軸３Ａおよび鉛直軸５Ｂを中心に回転できるので，撮像範囲のどの場所にレーザ受光装置10があっても反射レーザ光をレーザ受光装置10に入射させることができる。
【００２６】
図５は，レーザ通信装置１の電気的構成を示すブロック図である。
【００２７】
レーザ通信装置１には，上述のように，ハーフ・ミラー３を備えた変更装置７が含まれている。上述した水平軸３Ａは第１の駆動回路11によって，鉛直軸５Ｂは第２の駆動回路12によって，それぞれ駆動させられる。これらの第１の駆動回路11および第２の駆動回路12は，駆動制御回路13によって駆動量（軸の回転量）が制御させられる。
【００２８】
出力制御回路16によって，レーザ２のレーザ光出力が制御され，かつ変調制御回路17によって，レーザ光が変調させられる。レーザ光出力，変調制御により，レーザ光を用いたデータ通信ができるようになる。
【００２９】
カメラ４によって撮像された画像信号は，信号処理回路14に入力する。信号処理回路14においてアナログ信号処理，アナログ／ディジタル変換，ディジタル信号処理が行われる。信号処理回路14から出力された被写体像を表す画像データは，ターゲット探索回路21に入力する。
【００３０】
図６は，被写体像の一例である。
【００３１】
撮像によって得られた被写体像40の中からターゲットであるレーザ受光装置10の画像41が検出される。検出された画像41からレーザ受光装置10の受光部42の位置（ｘ，ｙ）が計算される。
【００３２】
図７は，回転軸の回転角度を示している。
【００３３】
上述したように水平軸３Ａと鉛直軸５Ｂとがあり，それぞれの軸の回転角度が規定されている。回転軸は，位置ごとにあらかじめ決められている。たとえば，レーザ受光装置10の受光部が（ｘ１，ｙ１）にある場合には，水平軸３Ａの回転角度はθ11，鉛直軸５Ｂの回転角度はθ21である。レーザ受光装置10の受光部が他の位置にあった場合も同様である。
【００３４】
図５に戻って，レーザ受光装置10の受光部の画像が特定された被写体像を表すデータは，ターゲット位置計算回路22に入力する。ターゲット位置計算回路22において，レーザ受光装置10の受光部の位置（ｘ，ｙ）が計算される。
【００３５】
ターゲット位置計算回路22において計算された位置（ｘ，ｙ）を表すデータは，ミラー駆動量計算回路23に入力する。ミラー駆動量計算回路23には，図７に示したテーブルのデータも格納されている。このテーブルとレーザ受光装置10の受光部の位置（ｘ，ｙ）を表すデータとから，水平軸３Ａの回転角と鉛直軸５Ｂの回転角とが計算される。
【００３６】
レーザ通信装置１には，伝送時間推定回路24も含まれている。この伝送時間推定回路24は，レーザ受光装置10に送信すべきデータを，レーザ光を用いて送信した場合に，必要な時間を算出するものである。
【００３７】
ストレージ25には，送信すべきデータが格納されており，送信データ管理装置26によって，送信すべきデータが読み出される。また，レーザ通信装置１には，データ通信のための通信装置27も含まれている。
【００３８】
さらに，レーザ通信装置１には，オーバラップ領域記憶装置28，オーバラップ存在判定装置29および切り換え制御装置30も含まれている。これらの装置28〜30については後述する。
【００３９】
図８は，レーザ通信装置１の処理手順を示すフローチャートである。
【００４０】
カメラ４によって，撮像範囲が撮像されて（ステップ61），撮像範囲内にある被写体像を表す画像データが得られる。被写体像の中からレーザ受光装置10の画像が検出される（ステップ62）。レーザ受光装置10の画像が検出されると（ステップ63でＹＥＳ），あらかじめ定められている撮像範囲におけるレーザ受光装置10の位置（受光部の位置）が算出される（ステップ64）。
【００４１】
算出された位置にレーザ光Ｌａの反射光が入射するようにハーフ・ミラー３（変更装置７）が駆動される（ステップ65）。ハーフ・ミラー３の駆動が終了すると，レーザ装置２からレーザ光受光装置10に送信すべきデータを表すレーザ光の送信が開始する（ステップ66）。
【００４２】
レーザ光の送信が行われている間（ステップ67でＹＥＳ），カメラ４により撮像範囲に撮像が繰り返され（ステップ68），被写体像の中からレーザ受光装置10の画像検出処理が行われる（ステップ69）。レーザ受光装置10の画像が見つけられなければ（ステップ70でＮＯ），レーザ光によるデータ送信が停止される（ステップ71）。再びステップ61からの処理が繰り返される。
【００４３】
レーザ受光装置10の画像が見つけられると（ステップ70でＹＥＳ），その前に見つけられたレーザ受光装置10の画像と比べられることにより，レーザ受光装置10が移動したかどうかが確認される（ステップ72）。移動していなければ（ステップ72でＮＯ），ステップ67から70までの処理が繰り返される。
【００４４】
レーザ受光装置10をユーザが持ち歩いているなどのように，レーザ受光装置10が移動していると（ステップ72でＮＯ），再びレーザ受光装置10の位置が算出される（ステップ73）。レーザ光がレーザ受光装置10の受光部から完全に外れていなければ（ステップ74でＮＯ），レーザ光がレーザ受光装置の受光部を照射するようにハーフ・ミラー３が駆動させられる（ステップ65）。その後は再びステップ67からの処理が繰り返される。レーザ光がレーザ受光装置10の受光部から完全に外れていると（ステップ７４でＹＥＳ），レーザ光によるデータ送信処理が停止させられる（ステップ71）。再びステップ61からの処理が繰り返されてレーザ受信装置10の位置が見つけられる。
【００４５】
レーザ受信装置10の移動の有無にかかわらず，レーザ光をレーザ受信装置10の受光部に照射でき，指向性の高いレーザであってもレーザによるデータ送信を実現できる。
【００４６】
図９から図12は，他の実施例を示すものでレーザ通信システムの実施例である。
【００４７】
図９は，通路または室内のような場所を側面から示している。図10は，天井を斜め下から見上げている。
【００４８】
天井には，上述したレーザ通信装置１が多数配置されている。図10から分かるように，レーザ通信装置１は，１列おきに互い違いになるように位置決めされている。たとえば，互いに隣接する４つのレーザ通信装置を１Ａ〜１Ｄとする。
【００４９】
レーザ通信装置１の撮像範囲ＩＭは，隣接するレーザ通信装置１の撮像範囲ＩＭと一部分が重複するように設定されている。
【００５０】
図11は，撮像範囲の一部分の平面図である。
【００５１】
多数のレーザ通信装置１のうち，上述のように互いに隣接する４つのレーザ通信装置１Ａ〜１Ｄを考えた場合，第１のレーザ通信装置１の撮像範囲は，実線で示す撮像範囲81である。同様に，第２のレーザ通信装置１Ｂの撮像範囲は鎖線で示す撮像範囲82であり，第３のレーザ通信装置１Ｃの撮像範囲は破線で示す撮像範囲83であり，第４の通信装置１Ｄの撮像範囲は実線で示す撮像範囲84である。第１のレーザ通信装置１Ａの撮像範囲81と第２のレーザ通信装置１Ｂの撮像範囲82とは，一部分重なっている（オーバラップ領域85）。その他の撮像範囲同士も一部分重なっている。オーバラップ領域85，その他のオーバラップ領域は，オーバラップ領域記憶装置28に記憶されている（図５参照）。
【００５２】
この実施例によるレーザ通信システムでは，レーザ受光装置10が移動している場合に，レーザ光を用いて送信すべきデータが終了する前に，ある撮像範囲からそのレーザ受光装置10が外れてしまうときには，その次の（隣の）撮像範囲を撮像するレーザ通信装置を用いてレーザ受光装置10との間でレーザ光によるデータ通信が行われるものである。たとえば，レーザ受光装置10Ａが第１の撮像範囲81内にあり，第１のレーザ通信装置１Ａとの間でデータ通信している場合に，レーザ受光装置10Ａが第２の撮像範囲82の方向に移動するものとする。レーザ受光装置10Ａがオーバラップ領域85に入ると，第２のレーザ通信装置１Ｂによってレーザ受光装置10Ａが検出される。レーザ受光装置10Ａの移動速度から，レーザ受光装置10Ａが第１の撮像範囲81から出る前にデータ送信を終了できるかどうかが判断される。終了できるようであれば，第２のレーザ通信装置１Ｂとレーザ受光装置10Ａとの通信は行われない。終了できないようであれば，第１のレーザ通信装置１Ａから第２のレーザ通信装置１Ｂに，レーザ受光装置10Ａの通信対象が切り換えられる。オーバラップ領域にレーザ受光装置が入ったかどうかはオーバラップ存在判定装置29によって判定される。
【００５３】
図12は，レーザ通信システムの処理手順を示すフローチャートである。
【００５４】
この処理手順は，レーザ光受光装置10が第１の撮像範囲81から第２の撮像範囲82の方向に移動するものであるが，その他の撮像範囲に移動するものでもよい。
【００５５】
上述のように第１の撮像範囲81においてレーザ光受光装置10が移動中かどうかが確認される（ステップ91）。移動中の場合に（ステップ91でＹＥＳ），上述のように撮像範囲の撮像およびレーザ光受光装置10との間でのレーザ光によるデータ通信が行われる（ステップ92）。レーザ受光装置10が移動して，第２の撮像範囲82において検出されると（ステップ93でＹＥＳ），第２のレーザ通信装置１Ｂにおいてレーザ受光装置10の位置が計算される（ステップ94）。
【００５６】
第１のレーザ通信装置１Ａで計算されたレーザ受光装置10の位置と第２のレーザ通信装置１Ｂで計算されたレーザ受光装置10の位置とが同じであれば（ステップ95でＹＥＳ），同じレーザ受光装置10の位置を計算していることとなる。第１のレーザ通信装置１Ａからレーザ受光装置10に送信されているデータの残りが計算される（ステップ96）。また，レーザ受光装置10が第１の撮像範囲81を外れるまでの時間が算出される（ステップ97）。この時間は，第１のレーザ通信装置１Ａによる撮像間隔の時間と，その時間でのレーザ受光装置10の移動距離とから算出できる。
【００５７】
レーザ受光装置10が第１の撮像範囲81の中にある間にデータ送信を終了できれば（ステップ98でＹＥＳ），そのまま第１のレーザ通信装置１Ａによるレーザ受光装置10へのレーザ光によるデータ通信が続けられる（ステップ99）。
【００５８】
レーザ受光装置10が第１の撮像範囲81の中にある間にデータ送信を終了できなければ（ステップ98でＮＯ），第２のレーザ通信装置１Ｂから出射されるレーザ光Ｌａがレーザ受光装置10の受光部を照射するように第２のレーザ通信装置１Ｂのハーフ・ミラーが駆動させられる（ステップ100）。通信すべき画像データの区切り（パケット・データの区切り）で，切り換え制御装置30によって第１のレーザ通信装置１Ａから第２のレーザ通信装置１Ｂに切り換えられる（ステップ101）。その後，第２のレーザ通信装置１Ｂを用いてレーザ光受光装置10との間でレーザ光を用いたデータ通信が行われる（ステップ102）。
【００５９】
第１のレーザ通信装置１Ａと第２のレーザ通信装置１Ｂとの間で検出された位置の通信，切り換え制御の通信などが行なわれているのはいうまでもない。
【００６０】
図13（Ａ）および（Ｂ）から図17は，さらに他の実施例を示すものである。
【００６１】
この実施例は，レーザ受光装置10が存在する高さに応じて，補正された回転角度を用いてハーフ・ミラー３の回転角を制御するものである。
【００６２】
図13（Ａ）および（Ｂ）は，レーザ光受光装置の受光面を示している。
【００６３】
図13（Ａ）を参照して，レーザ光受光面110には，レーザ受光部111が形成されている。そのレーザ受光部111の周りには円形のマーク112が形成されている。
【００６４】
図13（Ｂ）を参照して，他のレーザ光受光面113には，レーザ受光部114が形成されている。このレーザ受光部114の下に正三角形のマーク115が形成されている。
【００６５】
この実施例では，レーザ受光部近傍に形成されているマークを利用して，レーザ受光装置10の位置を検出するものである。
【００６６】
図14は，レーザ通信装置に含まれているカメラによって撮像された被写体像120の一例である。
【００６７】
撮像範囲にレーザ受光装置10が存在する場合に，その撮像範囲が撮像されることにより得られる被写体像120には，レーザ受光装置の画像121が含まれる。このレーザ受光装置の画像121には，上述した受信部111の画像部分122およびマーク112の画像部分112も含まれている。マーク112の画像部分の長径のピクセル数Ｎが算出され，その算出されたピクセル数Ｎを用いてレーザ光受光装置10までの距離が算出される。
【００６８】
図15は，レーザ光受光装置10の受光面に形成されているマークの長径とレーザ光受光装置10までの距離等の関係を示している。
【００６９】
レーザ通信装置１に含まれているカメラの焦点距離をｆ，焦点距離の位置からレーザ受光装置10（受光面）までの距離をＬ，マークの長径をＤ，カメラの受光面上におけるマークの画素数をＮピクセル，画素ピッチをΔとすると，（Ｄ／Ｌ）＝（Δ・Ｎ）／ｆが成立する。この式を変換すると，Ｌ＝（ｆ・Ｄ）／（Δ・Ｎ）となる。レーザ受光装置10までの距離Ｌを算出できることとなる。
【００７０】
図16は，図１に相当するもので，レーザ通信装置１の概要を示している。
【００７１】
カメラ４の焦点距離ｆから距離Ｌ１の所にレーザ通信装置10αがある場合に，レーザ送信装置２からのレーザ光Ｌａをレーザ通信装置10αの受光部に照射させるためには反射レーザ光Ｌｂ１がそのレーザ通信装置10αの受光部に導かれるようにハーフ・ミラー３の回転角を制御しなければならない。同様に，カメラ４の焦点距離ｆから距離Ｌ２の所にレーザ通信装置10βがある場合に，レーザ送信装置２からのレーザ光Ｌａをレーザ通信装置10βの受光部に照射させるためには反射レーザ光Ｌｂ２がそのレーザ通信装置10βの受光部に導かれるようにハーフ・ミラー３の回転角を制御しなければならない。反射レーザ光Ｌａ１とＬａ２との差は角度φだけ異なるから，この角度φを考慮してハーフ・ミラーの回転角を制御する必要がある。
【００７２】
このために，この実施例では，レーザ受光装置10までの距離に応じた回転角が決められている。
【００７３】
図17は，図７に相当するもので，水平軸の回転角と鉛直軸の回転角とを示している。
【００７４】
上述のように，検出されたレーザ受光装置10の受光部の位置に応じて水平軸の回転角および鉛直軸の回転角が規定されているが，この実施例ではさらに，レーザ受光装置10までの距離に応じて水平軸および鉛直軸の回転角が規定されている。たとえば，レーザ受光装置10の受光部の位置が（ｘ１，ｙ１）の場合であってもレーザ受光装置10までの距離がＬ１であれば，水平軸の回転角はα11であるが，レーザ受光装置10までの距離がＬ２であれば，水平軸の回転角はα21となる。鉛直軸についても同様である。このように，レーザ受光装置10までの距離を考慮して水平軸の回転角と鉛直軸の回転角とが規定されている。
【００７５】
図18は，レーザ通信装置１の処理手順を示すフローチャートである。
【００７６】
上述したように，レーザ受光装置10の受光面に形成されているマークが検出される（ステップ131）。検出されたマークの長径（マークが三角形，矩形であれば高さ）が計算されて（ステップ132），上述のようにレーザ受光装置10までの距離が計算される（ステップ133）。計算された距離にもとづいてハーフ・ミラーの回転角（駆動量）が計算される（ステップ134）。計算された回転角にハーフ・ミラーが位置決めされると，レーザ光が出射されてレーザ光受光装置において受光される。
【００７７】
図19および図20は，さらに他の実施例を示すものである。この実施例は，レーザ受光装置10における発光をレーザ通信装置１において検出し，その発光状況にもとづいてレーザ受光装置の受信状態を検知するものである。
【００７８】
図19は，レーザ受光装置10の受光面140の一例である。
【００７９】
受光面140には，レーザ光受信部141のほかに発光装置142が設けられている。この発光装置142は，緑色，青色，赤色の発光が可能なものである。発光装置142において発光している光の色がレーザ通信装置１において検出されることにより，レーザ光受信装置におけるレーザ光の受信状態がレーザ通信装置１において認識できる。
【００８０】
たとえば，発光装置142が消灯している場合は送信禁止を表し，緑色の場合は受信準備が整っていることを示し，青色の場合は受信中を示し，赤色の場合は受信に失敗し，再送信を要求していることを示す。
【００８１】
また，発光を検知するのではなく，ワイヤレスＬＡＮ，赤外線通信などを利用してもよい。さらに,色を利用するのではなく発光形状，発光パターンを変えて，それらを検出するようにしてもよい。
【００８２】
図20は，レーザ通信装置10とレーザ光受光装置１との処理手順を示すフローチャートである。
【００８３】
レーザ通信装置１において，撮像範囲が撮像されている（ステップ151）。
【００８４】
レーザ受光装置10において発光ダイオードが消灯しており（ステップ161），その消灯していることがレーザ通信装置１において検出される。このため，レーザ通信装置10からレーザ光の出射が停止している。レーザ受光装置10において緑色の光が点灯すると（ステップ162），受信準備が終了したことを示す。このため，レーザ通信装置１において緑色の光の点灯が検出されることにより（ステップ152），レーザ光によるデータ送信が開始する（ステップ153）。
【００８５】
レーザ受光装置10においてレーザ光が受光される（ステップ163）。レーザ光の受光中は，受光中を知らせる青色の光が点灯する（ステップ164）。
【００８６】
レーザ通信装置１が青色の光を検出すると（ステップ154），そのままレーザ光の出射が続けられる。送信完了すると（ステップ155でＹＥＳ），その旨を示すデータがレーザ受光装置10に送信されて，送信完了を示すデータがレーザ受光装置10において検出される。
【００８７】
レーザ受光装置10は，レーザ通信装置１から送信されるデータは終了したことを認識するので，データをすべて受信できたかどうかが確認される。データをすべて受信できていない場合には（ＮＧ検出）（ステップ165でＹＥＳ），赤色の光が点灯する（ステップ166）。
【００８８】
レーザ通信装置１において赤色の光が検出されると（ステップ156でＹＥＳ），データの受信に失敗したことがレーザ通信装置１において分かるので，再送信が開始する（ステップ157）。レーザ通信装置１からのレーザ光がレーザ受光装置10において受光され受光中は青色が点灯する（ステップ167，168）。
【００８９】
レーザ通信装置１において青色の光を検出し（ステップ158），データの送信が完了すると（ステップ159でＹＥＳ），送信完了を示すデータがレーザ通信装置１からレーザ受講装置10に送信される。
【００９０】
レーザ通信装置１から送信された送信完了を示すデータがレーザ受光装置10において受信されると，すべてのデータが受信されたかどうかがレーザ受光装置10において確認される。すべてのデータが受光されていると（ステップ169でＹＥＳ），消灯する（ステップ170）。
【００９１】
このように，レーザ受光装置10における受信状態をレーザ通信装置１が認識できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】レーザ通信装置の概要を示している。
【図２】変更装置の断面図である。
【図３】ハーフ・ミラーが回転する様子を示している。
【図４】ハーフ・ミラーが回転する様子を示している。
【図５】レーザ通信装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】被写体像の一例である。
【図７】ハーフ・ミラーの回転角を示すテーブルである。
【図８】レーザ通信装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】天井に設けられた多数のレーザ通信装置の撮像範囲を示している。
【図１０】天井に設けられた多数のレーザ通信装置を示している。
【図１１】撮像範囲の一例である。
【図１２】レーザ通信システムの処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】（Ａ）および（Ｂ）は，レーザ受光装置の受光面の一例である。
【図１４】被写体像の一例である。
【図１５】レーザ受光装置の受光面に設けられたマークの長さＤと受光面までの距離Ｌ等の関係を示す。
【図１６】レーザ通信装置の概要を示している。
【図１７】ハーフ・ミラーの回転角を示すテーブルである。
【図１８】レーザ通信装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】レーザ受光装置の受光面の一例である。
【図２０】レーザ通信装置とレーザ受光装置との処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９３】
１，１Ａ〜１Ｄ  レーザ通信装置
２  レーザ装置
３  ハーフ・ミラー
４  カメラ（撮像装置）
７  変更装置
10，10α，10β  レーザ受光装置
【図１】
2009260707.tif 000003
【図２】
2009260707.tif 000004
【図３】
2009260707.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009260707.tif 000007
【図６】
2009260707.tif 000008
【図７】
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【図８】
2009260707.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2009260707.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2009260707.tif 000016
【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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【図２０】
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