CN1298133C - 光空间通信装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

光空间通信装置具有发送电路，其将表示本装置未发送数据的闲码与对方装置的闲码相异地来分配，并且在连续发送该闲码时，在闲码之间插入具有与闲码模式相异的随机模式的随机码。这样，可由闲码来区别对方光与杂光。因而可以可靠地检测出对方装置的连接解除。此外通过随机码的插入，可减小串音抖动的影响。

Description

光空间通信装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及进行基于光的空间传送的光空间通信装置及光空间通信方法。

背景技术

当前，用于简便地进行高速大容量通信的技术的探讨正在进行之中。

在无需连接装置与装置的线路的简便通信方法中，有使用了电波的RF通信及使用了光的光空间通信等空间通信方法。

在光空间通信中，通常大多采用由IrDA(Infra Red DataAssociation)确定的标准及ASK等方式。

在这些方式中，在通信中进行实行时间分割的半双工通信。具体地说，在任意一方的节点进行通信时，另一方节点不进行发送，而只进行接收，通信结束后，进行收发的方向被切换。

然而在半双工通信中，每当收发方向被切换时，都需要一个用于将接收放大器从基于自发光的绕入的超负荷状态释放的无信号时间，其后，必须在时间性输出用于使受光部分达到稳定的时间及用于使该信号与接收电路的CDR(Clock Data Recovery)同步的报头之后，发送开始位或同步信号。因此，即使提高数据的数据率，由于存在不进行通信的无效时间，因而实际的通信速度将降低。

为此，为有效使用频带，考虑采用可持续互相通信的全双工方式。

不过，全双工方式的光空间通信存在着在1个节点内发光的光被绕入接收的问题，成为一种极难实现的技术。因此，作为以往通过光来进行全双工通信的方法，提出了下列技术。

在专利文献1～3中，记载了使用不同波长的技术。

在专利文献4～6中，记载了以电方式来消除发送信号的绕入的技术。

在专利文献7～10中，记载了由光学系统或阻断壁来分离光轴的技术。

在专利文献11～13中，记载了利用偏振光特性的技术。

此外作为与本申请发明相关的传统技术文献，有以下专利文献1～16。

[专利文献1]

特开64-64423号公报(公开日期：平成1年(1989)3月10日)

[专利文献2]

特开平9-200152号公报(公开日期：平成9年(1997)7月31日)

[专利文献3]

特开平11-196048号公报(公开日期：平成11年(1999)7月21日)

[专利文献4]

特开平8-56198号公报(公开日期：平成8年(1996)2月27日)(与专利第3137167号对应)

[专利文献5]

特开平11-168435号公报(公开日期：平成11年(1999)6月22日)

[专利文献6]

特开平8-56198号公报(公开日期：平成8年(1996)2月27日)

[专利文献7]

特开平9-233026号公报(公开日期：平成9年(1997)9月5日)

[专利文献8]

特开平11-234207号公报(公开日期：平成11年(1999)8月27日)

[专利文献9]

特开2000-244409号公报(公开日期：平成12年(2000)9月8日)

[专利文献10]

特开平9-200134号公报(公开日期：平成9年(1997)7月31日)

[专利文献11]

特开平11-239107号公报(公开日期：平成11年(1999)8月31日)

[专利文献12]

特开2000-357997号公报(公开日期：平成12年(2000)12月26日)

[专利文献13]

特开平10-126343号公报(公开日期：平成10年(1998)5月15日)

[专利文献14]

特开2001-292195号公报(公开日期：平成13年(2001)10月19日)

[专利文献15]

特开2001-308955号公报(公开日期：平成13年(2001)11月2日)

[专利文献16]

特开2002-84247号公报(公开日期：平成14年(2002)3月22日)

[专利文献17]

实开平4-35109号公报(公开日期：平成4年(1992)3月24日)

不过，在上述传统的结构中，产生以下问题。

即，在上述的使用不同波长的方式中，可以设计成在确定了通信对方的装置的场合下，2个装置进行各自波长下的通信，但在通信对方的装置相异的场合下，则有必要设计成：发送侧可发送不同的2种波长，接收侧可接收从2种波长中选择的1种波长。因此在该方式中，光学系统的造价会上扬。

此外，在上述以电形式来消除发送信号的绕入的方式中，将来自发送线路的信号模拟地反馈到接收电路，从发送线路来消除所预测的绕入信号。这样，有必要进行正确的返回光预测，有必要设置光学系统或模拟反馈线路。因此在该方式中，通信装置的造价会上扬。

此外在上述由光学系统或阻断壁来分离光轴的方式中，通过由透镜来聚集光线轴，只入射到接收侧，或者分离相互的发送光与接收光，可以实现全双工。这样，有必要进行2个轴的光轴调整或者匹配角度及位置。因此在该方式中，将因另外设置光学系统而使造价上扬，或者需要固定使其对置的角度及位置。

此外在上述的利用偏振光特性的方式中，在光源之前及接收部之前设置偏振光滤光器，通过该滤光器，只输入通信对方装置的光。这样，在通过偏振光滤光器时，将发生光量衰减，此外由于利用偏振光，因而使其对置的设置角度受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可简便地实现采用了同一波长的光的全双工空间通信的光空间通信装置及其控制方法。

为达到上述目的，本发明的光空间通信装置，是一种利用同一波长的光来进行全双工光空间通信的光空间通信装置，其特征在于：具有发送电路，其将表示本装置未发送数据的闲码与对方装置的闲码相异地来分配，同时在连续发送该闲码时，在闲码之间按某固定周期逐次插入固定数量的与闲码模式相异的随机模式的随机码。

本发明的光空间通信装置的控制方法，是一种利用同一波长的光来进行全双工光空间通信的光空间通信装置的控制方法，其特征在于：将表示本装置未发送数据的闲码与对方装置的闲码相异地来分配，同时在连续发送闲码时，在闲码之间按某固定周期逐次插入固定数量的与闲码模式相异的随机模式的随机码。

根据上述构成及方法，由于闲码因各装置而异，所以可区别对方的光与杂光。这样，可以可靠地检测出对方装置连接的解除。比如，在接收到对方装置不应发送的码的场合下，如果该码是本装置可以发送的闲码，则可看作是已由对方装置解除了连接，可进行切断作业。

此外，由随机码的插入，即使连续发送闲码，也可以减小串音抖动的影响。因此，可减小信号的转移与取样点的裕度，其结果是，可降低进行信号取样的CDR电路的制造成本。

如上所述，由上述光空间通信装置，可简便地实现采用了同一波长的光的全双工空间通信。

本发明的其它目的、特征及优点，由以下所示的记载可充分明晓。此外，通过参照了附图的以下说明可理解本发明的长处。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的光空间通信装置的结构概况的功能框图。

图2是表示本发明的实施方式所涉及的光空间通信装置的其它结构概况的功能框图。

图3是表示图2所示的光空间通信装置通信时的状态的说明图。

具体实施方式

基于图1至图3，对本发明的一种实施方式作以下说明。

图1是表示光空间通信装置1的概况的功能框图。光空间通信装置1利用同一波长的光，来进行全双工空间通信。为此，光空间通信装置1构成为：具有通信控制部20、发光部11、受光部12、控制端子(触发获取单元、触发生成单元)13。

一般在光通信中，以下4种状态发生转移。在光空间通信装置1中，由状态机26来进行与状态对应的控制。

①待机状态：不进行任何发光，也不进行对方装置的检测的状态。

②连接确认状态：为搜索对方装置而使本装置发光，在接收到来自对方装置的光时，转入连接状态的状态。通过交换与在进行数据传送时所用的信号不同的信号(以下称「单音信号」)，来检测与对方装置的连接。此后，互相输出具有与使数据及控制信息通过的信号相同的频率并进行了调制的伪信号，并使光模块及控制用IC的CDR达到稳定，同时，决定传送速度等，并确立本装置与对方装置的连接。具体地说，通过与对方装置交换规定的码，来确立符号同步。此外，如果在单音交换之后便就此进行连接，则光模块及CDR有可能不正常动作，因此交换与一定时间连接状态同样被调制了的信号，并在此时进行符号同步。

③连接状态：可对数据进行通信的状态。在确立本装置与对方装置的连接后，开始数据传送。具体地说，采用控制码及数据码，来进行通常的数据传送。

④连接解除状态：从连接状态进行切断作业，并转入待机状态或连接确认状态的状态。

但是，在同一波长下混杂收发光的环境中，会发生以下问题。

第1，在连接确认状态，有可能判别不出所接收的光是本装置发出的光，还是对方装置发出的光，而将本装置的光误认为是对方装置的光，从而开始通信。

第2，在对方装置未通知由于电源中断等而从连接状态转入连接解除状态这一事实，便中止了通信的场合下，有可能按原样接收到本装置所输出的光的模式，而且不能检测出与对方装置的连接已结束。

第3，在连接状态时，本装置的发送光与来自对方装置的接收光混杂，接收信号不呈现通常的正态分布抖动，而产生具有特殊偏差的抖动，因而从光信号抽出数据成分及时钟成分的CDR(Clock and DataRecovery)电路的抖动容许值，有必要大于从接收信号的模拟波形计算出的值，从而对电路设计形成负担。

为此，在本实施方式涉及的光空间通信装置1中，进行以下控制。

第1，使用对对方装置的光信号一定反应，而对本装置的光信号可反应也可不反应的Signal Detect(SD)信号(接收检测信号)，由本装置发光的时间与SD信号的定时，来进行对方装置的存在确认。此外在该定时，本装置与对方装置具有不同的参数。

这里，光空间通信装置1生成在信号接收中(单音信号的振荡期间中及通常的数据信号接收中)激活的二值信号(以下称「SD信号」)。光空间通信装置1被解除连接(具体地说，与对方装置的连接被物理地解除，或者对方装置因电源断电等而不能发送)后，便处于不能接收来自对方装置的信号的状态，SD信号成为非激活，因而由SD信号，可容易地检测出连接的解除。通过将发送信号从单音信号切换为连续的数据通信信号，SD信号将连续激活，利用这一点，接收侧可容易地检测出对方已开始数据通信。此外即使在IEEE标准1394b-2003(IEEE的p1394b规格)下，SD信号也可用于检测装置之间的连接解除。

此外，发送侧的单音信号(即接收侧的SD信号)是一种周期相对较快的脉冲连续并持续某一定期间的信号。比如，在25MHz位使“01010101”连续的模式持续2ms后，暂时停止。在输入了在某一定频带以上变化的信号的场合下，接收侧的放大器将SD信号传送到控制用IC。这里，之所以要处于某一定频带之上，是因为不能将干扰光(比如荧光灯等)等慢频输入的光误认为是对方装置发出的光。

这样，在光空间通信装置1中，在连接时采用2种长度的单音信号。对这2种单音信号，分别分配「对方装置确认」及「通信开始请求」。具体地说，比如定义为：将短单音信号(比如2ms)作为确认对方装置的信号(「对方装置确认」)，将长单音信号(5ms以上)作为请求开始通信的信号(「通信开始请求」)。

光空间通信装置1在连接时，首先交换短单音信号。这样，在可以按规定来交换了某一定数量的单音信号时，便判断出对方装置存在。

然后，请求开始通信的光空间通信装置1(装置A)在下一个单音信号的输出定时输出长单音信号。接收到该长单音信号的光空间通信装置1(装置B)判断出从对方装置(装置A)发生了通信开始请求。此时，装置B在通信准备尚未就绪的场合下输出短单音信号，而在可以通信的场合下则开始输出连续信号(传送数据的快速信号)。此时，最初输出长单音信号的装置A确认出所接收的信号是连续信号而不是短单音信号，开始(输入了比短单音信号时间更长的SD信号的)连续信号的输出。这样，两装置便输出连续信号，通信得以确立。

在遵循这种连接序列的场合下，存在最初输出长单音信号的装置A和接收到长单音信号的装置B这2种状态。这样，在光空间通信装置1的通信中，利用上述形式来提供2种参数。

第2，由按上述方式来互相持有的参数，使本装置与对方装置的闲置(待机)码成为不同的码。本装置所发出的闲码与对方装置进行切断的码相同，在对方装置不存在，而且接收到了本装置发出的闲码后，便作为接收到了切断码，来进行切断处理。所谓闲码，系指没有流动数据的状态的一种最有可能输出的状态码。

这里，由于光空间通信装置1利用同一波长的光来进行全双工空间通信，因而除了对方装置的发光部11所发出的光(以下称「对方光」)之外，受光部12还接收本装置的发光部11对对方装置发出的基于光传送路等的反射光(以下称「杂光」)。即，由受光部12实际接收到的光是一种重叠了对方光与杂光的光。

在受光部12中，将由受光元件接收的光根据其强度转换成2值电信号，但由于传送路的长度(通信距离L)不固定，发光元件的性能有某种程度的离差，而且对方光的能级因传送对方而异，所以不能固定上述阈值，而应根据接收光的能级来使阈值变动，从而在持续接收到强光时增大阈值，而在持续接收到弱光时则降低阈值。

这样，由于在停止发送(即停止发光部11的发光)后，对方装置的受光部12中上述阈值会降低，因而为避免这一现象，在连接状态下，各装置持续发送某种信号。由于杂光的能级低于对方光，而且在接收对方光的期间，阈值高于杂光的能级，因而杂光不影响对方光的接收，然而当对方光消失后(换言之，连接被解除后)，阈值将降低，因而很快接收到杂光。

为此，在光空间通信装置1中，在利用单音信号来确立连接时决定为：所连接的2个装置中的一方为第一装置，另一方为第二装置。这样，根据本装置是第一装置还是第二装置来进行码的分配，使得接收时以及没有应发送的数据时所发送的闲码相异，而且任意一种闲码还成为一种在正常的数据传送时均不可能被发送的码。

这样，光空间通信装置1可由码来区别所接收的光是对方光还是杂光。因此可以可靠地检测出连接的解除。

第3，通过在上述闲码中，按某固定周期逐次插入固定数量的随机数据，来消除抖动偏差。闲码是状态信息，是数据及分组之外的信息，是在总线上流量最多的信号，而且还是同一模式的连续信号。为此，发送电路21具有生成插入闲码的随机码的随机数发生部(未图示)。接收电路23将插入闲码(状态信息)之间的随机数据作为闲码来处理。此外插入间隔可以是随机性的。

这里，光空间通信装置1在不发送数据时，便成为闲置状态，并发送闲码。这样光空间通信装置1将长时间发送闲码。此时，如果对方装置的时钟速度与本装置的接近，而且从两个装置持续发送周期性的波形，则将产生抖动偏差，造成抖动允差恶化。所谓抖动允差，表示接收系统可容许的抖动程度。

在光空间通信装置1中，为防止该抖动允差恶化，对重复发送同一控制码的传统方式进行了改进，为降低发送信号与接收信号的相关性，与控制码同时来发送随机性数据码。即，在连续重复发送闲码的同一模式时，插入不同于该模式的其它模式(随机码)。

这样，在连续发送闲码时，可由随机码来使由闲码所产生的串音的信号电平发生随机性变化。这样，可防止受到了串音影响的场合下的抖动分布中心对自然抖动分布中心的偏差。因此，用于对信号正确取样的信号转移与取样点的裕度，可以小于传统的全部包含比自然抖动分布更迟的状态及更早的状态这两方的抖动分布场合下的裕度。

因此，通过尽量减小串音抖动的影响，可减小信号的转移与取样点的裕度，其结果是，可降低进行信号取样的CDR电路25(后述)的制造成本。

此外，在光空间通信装置1中，为进行利用了同一波长的光空间通信，设置了控制端子13及发送开始信号检测电路27，进行用于从待机状态转入连接确认状态的触发条件的获取及检测。此外在采用光纤的光通信装置中，通过检测光纤已插入到受发光模块，可确认与对方装置的连接。

光空间通信装置1具备以下构成：即，将相对置的受光部及发光部或者受发光模块保持到可通信的距离及角度。此外在采用光纤的光通信装置中，光纤插入到受发光模块后，便可进行通信。

此外光空间通信装置1具有在为减小干扰噪声而防止混入自然光及荧光灯等干扰光的同时，为防止进行通信的光向外部泄漏而被遮光的结构。

以下参照图1，对光空间通信装置1的构成及动作作以详细说明。

发光部11，是用于根据通信控制部20的控制信号来发出发送光的LED(Light Emitted Diode)及半导体激光等光源。

受光部12是用于对接收光进行接收，转换成电信号，并向通信控制部20传送接收光信号的半导体光电二极管及光检测器等受光器。

控制端子13将用于使通信开始的控制信号，即用于从待机状态转入连接确认状态的发送开始信号输入到通信控制部20。比如，控制端子13还获取来自用户所操作的键及开关(未图示)的输入信号(发送开始信号)。具体地说，控制端子13从外部获取发送开始信号(触发获取步骤)。并根据利用者的操作来生成发送开始信号(触发生成步骤)。在从控制端子13提供了发送开始信号时，发送开始信号检测电路27使状态机26从待机状态转入连接确认状态(发送开始信号检测步骤)。

通信控制部20是控制用IC，具有控制光空间通信装置1的通信的功能。因此，通信控制部20具有发送电路21、S-P转换电路22、接收电路23、P-S转换电路24、CDR(Clock and Data Recovery)电路25、状态机(状态转移机构)26、发送开始信号检测电路27。

发送电路21生成发送数据的电信号。本装置与对方装置的发送电路21分别具有各异的SD信号的定时参数。这样，发送电路21基于该参数，将表示本装置未发送数据这一事实的闲码分配成本装置与对方装置各异。发送电路21在连续发送闲码时，将具有与闲码的模式相异的随机性模式的随机码，插入到闲码之间。因此，发送电路21具有生成随机码的随机数发生部(未图示)。

S-P转换电路22将电信号转换成发送光。

接收电路23从接收信号来生成数据的电信号。接收电路23生成在信号的接收中激活的二值接收检测信号。接收电路23将插入闲码之间的随机数据作为闲码来处理。接收电路23在接收到对方装置不能发送的闲码的场合下，如果该闲码是本装置可以发送的闲码，则看作是连接已被解除。由接收电路23接收到该通知的状态机26使通信状态转入连接解除状态。

P-S转换电路24检测出接收光，并转换成电信号。

CDR电路25从光信号中抽出数据成分及时钟成分。CDR电路25由以下部分来构成：时钟再生电路，其从串行数据来再生(生成)时钟；重新定时电路，其基于由该时钟再生电路再生的再生时钟，对串行数据的定时重新进行正确设定，并作为重新定时数据来输出。

发送开始信号检测电路27从控制端子13或插头检测端子(触发获取单元、触发生成单元)15(后述)，来取得发送开始信号，并通知到状态机26。

状态机26控制光空间通信装置1的通信状态的转移。状态机26在由发送开始信号检测电路27取得发送开始信号后，使通信状态从待机状态转入连接确认状态。状态机26在由接收电路23接收到对方装置的连接解除检测报告后，使通信状态转入连接解除状态。如上所述，光空间通信装置1在待机状态不进行任何发光，也不进行对方装置的检测。光空间通信装置1在连接确认状态，为搜索对方装置而使本装置发光，在接收到来自对方装置的光时，转入连接状态。

这里，作为输入到受光部12的光，可考虑来自对方装置的发送光(对方光)、本装置所发出的光的反射光(杂光)、以及干扰光。

通常，在接收电路23的放大器进行了DC耦合的场合下，检测出某一定期间的最高电平及最低电平，将其中间的电平作为限制电平，检测光信号是High还是Low。在AC耦合的场合下，将某一定期间的信号电平的中间电位作为限制电平，检测光信号是High还是Low。上述「一定期间」的长度由接收放大器的CR构成来适宜决定。

这样在连接状态，某固定的对方光会持续进入，杂光及干扰光也会进入其中，这些噪声(杂光及干扰光)与对方装置的光合并。如果这些合并了的信号整体的抖动小于CDR电路25的抖动·允差，则逻辑电路可将接收光作为正确的信号来处理。

此时可接收的噪声量取决于接收电路23的构成，但如果处于接收光量的10～20％以下，则成为可由CDR电路25使数据恢复的容许值即0.4～0.6UI(Unit Interval)。

但是在连接确认状态中没有接收信号，接收放大器不论是DC耦合还是AC耦合，均处于接收灵敏度高的状态，在这种状态下输入噪声信号后，即使是比如弱光，接收放大器也还会进行反应，尽管对方装置不存在，也转入连接状态。为防止这一现象，可忽略本装置发光时的输入，只在按某一定定时来进行了与本装置的信息交换时，才进行通信。

光空间通信装置1可在通信距离(装置之间的距离)L为10cm以下的条件下进行通信，但最好能在0至5cm的距离进行通信。

这样，在光空间通信中，需要设置用于减小干扰光的侵入及通信光的泄漏的机构，也考虑进行与光学系统密切接触状态下的通信。比如，如果是一种可在100cm以下通信的光学系统，则发送光量有必要达到250mW/sr。此时的电耗也取决于发光元件的结构，但有必要达到400mW以上，此外将受光部12中接收放大器的动态范围设为20dB后，必须相隔10cm左右。与此相对，在可在5cm以下通信的光学系统中，发送光量有必要达到1mW/sr，此时的电耗与100cm相比，是它的400分之一，即1mW以下，此外在接收放大器的平均动态范围内，即使在光学系统密切接触的状态下也可通信。

这样，通过将通信距离L设至5cm，可进行密切接触下的通信，还可减小电耗。在需要大通信距离的场合下，如后所述，通过将光纤插入到光空间通信装置1a、1b的受发光模块14的插头插入孔14a，可进行光纤通信。

如上所述，在光空间通信装置1中，由通信控制部20来使用SD信号，并通过本装置发光的时间与SD信号的定时，来进行对方装置的存在确认，由此可将本装置所发出的光及干扰噪声降低到对方装置所发出的受光光量的10～20％以下。即，为利用同一波长的光来进行全双工空间通信，无需采用基于波长及光的特性的滤光器等，对光学部件的配置等也没有限制。

可由通信控制部20，利用闲码来区别对方光与杂光。这样可以可靠地检测出对方装置的连接解除。此外，通过插入随机码，可减小串音抖动的影响。这样，可减小信号的转移与取样点的裕度，其结果是，可降低进行信号取样的CDR电路的制造成本。

只通过使发光部11与受光部12大致对置，便可进行同一波长的光全双工通信。

因此，可简便地实现采用了同一波长的光的全双工空间通信。

接下来，图2是表示图1所示的光空间通信装置1的变形例即光空间通信装置1a、1b的结构概况的功能框图。图3是表示光空间通信装置1a、1b通信时的状态的说明图。

如图2所示，光空间通信装置1a、1b与光空间通信装置1相比，唯一的不同点在于，发光部11及受光部12被合并到受发光模块14内。即，受发光模块14兼有上述发光部11及受光部12的功能。此外光空间通信装置1a、1b只有装置外形不同，功能是相同的。

如图3所示，光空间通信装置1a、1b成为一种下列结构：即，可在使插头插入孔14a的开口相一致的状态下被互相组合。在插头插入孔14a的底面，设有受发光模块14的发光元件及受光元件。这样便成为一种下列结构：即，在使光空间通信装置1a、1b组合了的状态下，两装置的受发光模块14·14互相对置，或者外部光不能进入，通信光也不向外泄漏。图3所示的光空间通信装置1a、1b的外形只是一个示例，不受此限定。

通过使光空间通信装置1a、1b成为上述构成，在进行光通信时，可不发生障碍物进入、光轴偏移、通信距离超过可通信距离等，通信不会中断，而且外部光也不能进入，因而可保证一种出错较少的稳定的通信质量，此外由于通信光不向外部泄漏，因而可不发生基于通信光的对人的伤害，尤其可确保针对眼睛的安全性(眼睛安全性)。此外在通信时用户还无需调整光轴。

当光空间通信装置1a、1b相离，接收光内进入一定量以上的误差后，通信控制部20将自动地转入比如只在128分之一期间内发光的连接确认模式。这主要用于确保眼睛安全，除此之外还具有防止基于盗听的信息泄漏，以及不使误差向其它装置传播的效果。

如上所述，在插头插入孔14a的底面，设有受发光模块14的发光元件及受光元件，因而在光空间通信装置1a、1b中，如将光纤插入到插头插入孔14a，便可进行采用了单芯光纤的光通信。即，受发光模块14作为通过单芯光纤来进行全双工双向通信的单芯光纤用光模块来起作用。

这里，光空间通信装置1(光空间通信装置1a、1b也同样)，在受发光模块14之外的位置配置控制端子13。决定是否进行通信请求的发送开始信号被输入到控制端子13。这样，根据发送开始信号，状态机26被控制为：在进行了发送请求的场合下进行光通信，在未进行发送请求时不进行光通信。这样，可从离开受发光模块的位置，来控制光通信的ON、OFF。

在使发光部11及受光部12对置，来将2个光空间通信装置1·1载置到底盘上的场合下，也可以从底盘向两装置的控制端子13提供发送开始信号，从而自动地进行光通信。如图3所示，在使光空间通信装置1a、1b合体的场合下，也可以利用电缆等，将通过一方装置的按钮等来输入的发送开始信号向另一方装置的控制端子13发送。

光空间通信装置1a、1b也可以在设有受发光模块14的插头插入孔14a中配置插头检测端子15。这样也可以在由插头检测端子15检测出插入到插头插入孔14a的光纤时，进行光通信。这样，可由一个受发光模块14，来进行空间通信及采用了光纤的通信。

光空间通信装置1也可以设置如下：即，当未从控制端子13输出连接开始或通信请求的信号时，停止受发光模块14的电源供应，通信控制IC(通信控制部20)也不动作(待机模式)，当输入了连接开始信号时，进行受发光模块14的电源供应，通信控制IC转入连接确认状态。这样，可在不通信时减少电耗。

也可以在组合了光空间通信装置1a、1b的场合下，介于控制端子13来输入发送开始信号，而当分开时，则按照不进行通信的状态来输入控制信号。这样，只在组合了装置时才使装置动作，从而可减少电耗。同样，也可以只当由插头检测端子15检测出了光纤插入时，才使装置动作。

插头插入孔14a，也可以与耳机输出端子等声音输入输出端子等的模拟端子共用。这样也可以构成为：由插头插入孔14a中设置的插头检测端子15来检测模拟插头，当插入了模拟插头时，便可进行模拟信号的收发。这样，光空间通信装置1a、1b可根据插头插入孔14a中插入电缆的种类来切换动作。因此可在一个装置中实装光空间通信、光纤通信、耳机等模拟输入输出功能，所以可使装置小型化。

如上所述，由光空间通信装置1(包含光空间通信装置1a、1b)，可如下所述简便地实现采用了同一波长光的全双工空间通信。即，在进行通信时，可使光源的波长相同。在使装置对置时，对角度没有严格的限制，只需大致对置便可。此外，只通过根据接收光量来对2值化了的数据进行基于逻辑电路的处理，便可降低基于杂光(返光)的影响，这样可简化受光部的模拟电路构成，降低光学系统的价格。

本实施方式不限定本发明的范围，在本发明的范围内可进行各种变更，比如也可按以下来构成。

本发明是一种在发光源中采用了LED或LD的光空间传送系统，作为控制用IC，可以采用为使用同一波长的光并利用单芯光纤来控制全双工双向通信而设计的控制用IC。

此外上述光空间传送系统，作为至少单方的受发光模块，可使用为利用单芯光纤来进行通信而设计的受发光模块。

上述光传送系统的可通信距离可设定为0至5cm。

上述光传送系统也可以具有防漏光机构，用于使2个光空间通信装置进行数据通信时或在数据通信准备状态中通信的光不泄漏到外部。这样，可消除在数据通信时或在数据通信准备状态基于通信中的光的对人体的影响。这样尤其可消除对眼睛的影响，可确保眼睛安全性。还可防止信息泄漏。

上述光传送系统中，2个光空间通信装置可以具备使所通信的空间与外部光阻隔的外部光遮断机构。这样，通信空间内只存在双方受发光模块的光，基于干扰光的通信误差不能进入，可进行稳定的全双工光通信。

上述光传送系统中，在利用上述光泄漏防止机构或上述外部光遮断机构来使2个光空间通信装置对置时，受发光模块以可通信的角度及距离来对置。这样，只需利用光泄漏防止机构或上述外部光遮断机构来使光空间通信装置对置，而且无需留意受发光模块的配置，便可进行光通信。

在某一定以上的外部光进入到受发光模块时，上述光传送系统可从数据通信状态或数据通信准备状态转移到连接确认状态。这样，在由于干扰光进入而频发通信误差，不能确保满意的通信质量的场合下，通过遮断通信路，可防止基于受到误差影响的连接装置的异常动作。

上述光传送系统也可以构成为：在受发光模块之外的位置，配置用于决定是否进行通信请求的外部控制端子，在进行了通信请求的场合下进行光通信，在未进行通信请求时不进行光通信。这样，可从离开受发光模块的位置，来控制光通信的ON、OFF。

上述光传送系统也可以构成为：在利用上述光泄漏防止机构或外部光遮断机构来使2个光传送系统对置的场合下，上述外部控制端子进行通信请求，当将2个光传送系统从上述机构取出后，不进行通信请求。这样，在利用光泄漏防止机构或外部光遮断机构来使2个光空间通信装置对置的场合下，可自动地进行光通信。

上述光空间传送系统也可以设置如下：即，当未从外部控制端子输出连接开始或通信请求的信号时，停止受发光模块的电源供应，通信控制IC也不动作，当输入了连接开始信号时，进行受发光模块的电源供应，通信控制IC转入连接确认状态。这样，可在不通信时减少电耗。

上述光空间传送系统除了上述外部控制端子之外，也可以在上述受发光模块中具有光纤检测端子，可进行基于该外部控制端子的通信请求，或者在由该光纤检测端子检测出光纤的插入时，进行光通信。这样，可由一个受发光模块，来进行空间通信及采用了光纤的通信。

上述光空间传送系统也可以在未从外部控制端子进行通信请求，而且未从上述光纤检测端子检测出光纤的插入时，进入停止受发光模块的电源供应，通信控制IC也不动作的模式，当输入了连接开始信号时，进行受发光模块的电源供应，通信控制IC转入连接确认状态。这样，可在不需要光通信时减少电耗。

此外上述光空间传送系统也可以构成为：上述受发光模块具有模拟插头检测功能，在插入了模拟插头时，可进行模拟信号发送。这样，可由一个模块，来实现兼具单芯光纤通信、光空间通信、耳机输出等模拟输出端子的通信设备。

上述光空间传送系统也可以构成为：上述受发光模块具有模拟插头检测功能，在插入了模拟插头时，可进行模拟信号接收。这样，可由一个模块，来实现兼具单芯光纤通信、光空间通信、声音输入等模拟输入端子的通信设备。

上述光空间传送系统可适用于在设备之间进行数据通信的任意设备。

如上所述，本发明的光空间通信装置，是一种利用同一波长的光来进行全双工光空间通信的光空间通信装置，构成为：具有发送电路，其将表示本装置未发送数据的闲码与对方装置的闲码相异地来分配，同时在连续发送该闲码时，在闲码之间按某固定周期逐次插入固定数量的与闲码模式相异的随机模式的随机码。

本发明的光空间通信装置的控制方法，是一种利用同一波长的光来进行全双工光空间通信的光空间通信装置的控制方法，构成为：将表示本装置未发送数据的闲码与对方装置的闲码相异地来分配，同时在连续发送闲码时，在闲码之间按某固定周期逐次插入固定数量的与闲码模式相异的随机模式的随机码。

根据上述构成及方法，由于闲码因各装置而异，所以可区别对方光与杂光。这样，可以可靠地检测出对方装置连接的解除。比如，在接收到对方装置不应发送的码的场合下，如果该码是本装置可以发送的闲码，则可看作是已由对方装置解除了连接，可进行切断作业。

此外，由随机码的插入，即使连续发送闲码，也可以减小串音抖动的影响。因此，可减小信号的转移与取样点的裕度，其结果是，可降低进行信号取样的CDR电路的制造成本。

如上所述，由上述光空间通信装置，可简便地实现采用了同一波长的光的全双工空间通信。

本发明的光空间通信装置最好具有以下构成：即，具有接收电路，其生成在信号的接收中成为激活的二值接收检测信号，而且本装置与对方装置的上述发送电路分别具有各异的上述接收检测信号的定时参数，同时，基于该参数来将上述闲码分配成在本装置与对方装置各异。

此外本发明的光空间通信装置的控制方法最好构成为：基于本装置与对方装置的各异的、在信号的接收中激活的二值接收检测信号的定时参数，来将上述闲码分配成在本装置与对方装置各异。

根据上述构成及方法，还可基于本装置与对方装置的各异的接收检测信号(SD信号)的定时参数，来将闲码分配成在本装置与对方装置各异。此外作为不同参数的提供方法，比如可在连接时使用因「对方装置确认」以及「通信开始请求」而异的2种长度的单音信号，来向最初输出了「通信开始请求」单音信号的装置A提供参数a，向接收到该单音信号的装置B提供参数b。

此外，本发明的光空间通信装置最好构成为：具有触发获取单元，其从外部获取发送开始信号；发送开始信号检测电路，其在从上述触发获取单元提供了上述发送开始信号时，使本装置从待机状态转入连接确认状态。

此外本发明的光空间通信装置的控制方法最好构成为：包括触发获取步骤，其从外部获取发送开始信号；发送开始信号检测步骤，其按上述发送开始信号来从待机状态转入连接确认状态。

根据上述构成及方法，在从外部输入了发送开始信号时，可使本装置从待机状态转入连接确认状态。这样，在空间通信中，可提供用于确认与对方装置的连接的触发。此外光空间通信装置在待机状态不进行任何发光，也不进行对方装置的检测。光空间通信装置在连接确认状态，为搜索对方装置而使本装置发光，在接收到来自对方装置的光时，转入连接状态。

本发明的光空间通信装置最好构成为：具有触发生成单元，其根据利用者的操作来生成发送开始信号；发送开始信号检测电路，其在从上述触发生成单元提供了上述发送开始信号时，使本装置从待机状态转入连接确认状态。

此外本发明的光空间通信装置的控制方法最好构成为：包括触发生成步骤，其按利用者的操作来生成发送开始信号；发送开始信号检测步骤，其按上述发送开始信号来从待机状态转入连接确认状态。

根据上述构成及方法，在利用者进行了比如通信开始的指示操作时，可使本装置从待机状态转入连接确认状态。这样在空间通信中，可提供用于确认与对方装置的连接的触发。

发明的详细说明项中的具体实施方式或实施例不过是用于解释本发明的技术内容，不应只限定于这种具体示例而作狭义解释，在本发明的精神及以下记载的权利要求的范围内，可作各种变更来实施。

Claims (12)

1.一种利用同一波长的光来进行全双工光空间通信的光空间通信装置，其特征在于：

具有发送电路(21)，其将表示本装置未发送数据的闲码与对方装置的闲码相异地来分配，同时在连续发送该闲码时，在闲码之间按某固定周期逐次插入固定数量的与闲码模式相异的随机模式的随机码。

2.权利要求1中记载的光空间通信装置，其特征在于：

具有接收电路(23)，其生成在信号的接收中成为激活的二值接收检测信号，而且

本装置与对方装置的上述发送电路(21)分别具有各异的上述接收检测信号的定时参数，同时，基于该参数来将上述闲码分配成本装置与对方装置各异。

3.权利要求1或2中记载的光空间通信装置，其特征在于：具有

触发获取单元(13)，其从外部获取发送开始信号；

发送开始信号检测电路(27)，其在从上述触发获取单元(13)取得了上述发送开始信号时，通过控制状态机(26)使本装置从待机状态转入连接确认状态。

4.权利要求1或2中记载的光空间通信装置，其特征在于：具有

触发生成单元(13)，其根据利用者的操作来生成发送开始信号；

发送开始信号检测电路(27)，其在从上述触发生成单元(13)取得了上述发送开始信号时，通过控制状态机(26)使本装置从待机状态转入连接确认状态。

5.权利要求1中记载的光空间通信装置，其特征在于：

通信距离处于0～5cm范围内。

6.权利要求1中记载的光空间通信装置，其特征在于：

具有防漏光机构，用于使在数据通信时或在数据通信准备状态中通信的光不泄漏到外部。

7.权利要求1中记载的光空间通信装置，其特征在于：

具有受发光模块(14)，其作为通过单芯光纤进行全双工双向通信的单芯光纤用光模块来起作用。

8.权利要求1中记载的光空间通信装置，其特征在于：

具有插入插头的插头插入孔(14a)，

按插入到上述插头插入孔(14a)的电缆的种类来切换动作。

9.一种利用同一波长的光来进行全双工光空间通信的光空间通信装置的控制方法，其特征在于：

将表示本装置未发送数据的闲码与对方装置的闲码相异地来分配，同时在连续发送闲码时，在闲码之间按某固定周期逐次插入固定数量的与闲码模式相异的随机模式的随机码。

10.权利要求9中记载的光空间通信装置的控制方法，其特征在于：

基于本装置与对方装置的各异的、在信号的接收中激活的二值接收检测信号的定时参数，来将上述闲码分配成在本装置与对方装置各异。

11.权利要求9或10中记载的光空间通信装置的控制方法，其特征在于：包括

触发获取步骤，其从外部获取发送开始信号；

发送开始信号检测步骤，其按上述发送开始信号来从待机状态转入连接确认状态。

12.权利要求9或10中记载的光空间通信装置的控制方法，其特征在于：包括

触发生成步骤，其按利用者的操作来生成发送开始信号；

发送开始信号检测步骤，其按上述发送开始信号来从待机状态转入连接确认状态。

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