DE112021003531T5

DE112021003531T5 - Lichtempfangsvorrichtung und Kommunikationsvorrichtung

Info

Publication number: DE112021003531T5
Application number: DE112021003531.2T
Authority: DE
Inventors: Toshiki Imamura; Koya TAKATA; Fujio Okumura
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2020-07-01
Filing date: 2021-04-23
Publication date: 2023-04-20
Also published as: US20230261760A1; WO2022004106A1; JPWO2022004106A1; CN115735336A

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Lichtempfangsvorrichtung bereitgestellt, mit: einer Linse zum effizienten Empfangen von räumlichen optischen Signalen, die aus verschiedenen Richtungen ankommen, und zum Sammeln der räumlichen optischen Signale zum Ausführen einer gleichzeitigen Kommunikation mit einer Vielzahl von Kommunikationsobjekten; einem Sensorarray mit mehreren Lichtempfängern zum Empfangen der durch die Linse gesammelten räumlichen optischen Signale; und einer Empfangseinheit zum Integrieren elektrischer Signale, die den durch jeden der mehreren Lichtempfänger empfangenen räumlichen optischen Signalen zuzuordnen sind, und zum Auswählen der Lichtempfänger zum Empfangen der räumlichen optischen Signale gemäß dem Spannungswert der integrierten elektrischen Signale.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtempfangsvorrichtung und dergleichen, die für optische räumliche Kommunikation verwendet wird.
Hintergrundtechnik
Beispiele für die Anforderungen der optischen räumlichen Kommunikation unter Verwendung eines räumlichen Lichtsignals umfassen eine hohe Lichtsammeleffizienz beim Empfang des räumlichen Lichtsignals und die Fähigkeit, das aus einer Vielzahl von Richtungen ankommende räumliche Lichtsignal zu empfangen.
PTL 1 offenbart eine Lichtempfangsvorrichtung einer optischen Kommunikationsvorrichtung, die eine Kommunikation zwischen entfernten Punkten durch ein Lichtsignal ausführt. Die Lichtempfangsvorrichtung kollimiert das einfallende Licht, das durch eine Kondensorlinse fokussiert wird, durch eine Kollimationslinse mit einer Brennweite, die kürzer ist als diejenige der Kondensorlinse, in einen kollimierten Strahl. Die Lichtempfangsvorrichtung von PTL 1 weist ein Bandpassfilter auf, das nur eine Wellenlänge von Licht durchlässt, das senkrecht auf eine Filteroberfläche einfällt. Die Lichtempfangsvorrichtung von PTL 1 filtert den kollimierten Strahl von der Kollimatorlinse durch das Bandpassfilter. Die Lichtempfangsvorrichtung von PTL 1 erfasst den durch das Bandpassfilter gefilterten kollimierten Strahl unter Verwendung des Lichtempfangselements.
PTL 2 offenbart einen optischen Sensor oder dergleichen, der als ein Näherungssensor oder Gestensensor verwendet wird. Der optische Sensor von PTL 2 weist ein lichtemittierendes Element und mehrere erste Lichtempfangselemente auf. Die mehreren ersten Lichtempfangselemente sind in einem ringförmigen Muster an einem Endabschnitt eines Bereichs angeordnet, in dem das durch das Erfassungsobjekt reflektierte Licht unter dem vom lichtemittierenden Element emittierten Licht einfällt. Die mehreren ersten Lichtempfangselemente erzeugen in Antwort auf den Empfang des reflektierten Lichts einen Fotostrom. Die Vorrichtung von PTL 2 erfasst die Bewegungsrichtung des Erfassungsobjekts basierend auf dem durch das erste Lichtempfangselement erzeugten Fotostrom.
PTL 3 offenbart eine Defektinspektionsvorrichtung, die Defekte wie Richtungsmerkmale und allgemeine Unebenheiten in einer planaren Anzeigeeinrichtung erfasst. Die Vorrichtung von PTL 3 weist eine Detektoreinheit mit einer Kondensorlinse und einem Sensorarray auf. Die Kondensorlinse ist derart angeordnet, dass eine Anzeigefläche, die eine in einem horizontalen Zustand gehaltene Inspektionszielfläche der planaren Anzeigeeinrichtung ist, mit der vorderen Brennpunktposition übereinstimmt. Das zweidimensionale Sensorarray ist hinter der Kondensorlinse angeordnet und weist eine Vielzahl von Sensorelementen in einer zweidimensionalen Richtung auf. Die Vorrichtung von PTL 3 bewegt die Detektoreinheit parallel zu der planaren Anzeigeeinrichtung, sammelt das Licht von der Anzeigefläche unter Verwendung der Kondensorlinse und richtet das gesammelte Licht auf das zweidimensionale Sensorarray aus. Die Vorrichtung von PTL 3 erfasst einen Defekt auf der Anzeigefläche durch Verarbeiten eines vom zweidimensionalen Sensorarray ausgegebenen Signals.
Zitatliste
Patentliteratur

PTL 1 JP 2019-186595 A
PTL 2 WO 2014/119103 A
PTL 3 JP 2002-333407 A

Kurzbeschreibung der Erfindung
Technisches Problem
Die Lichtempfangsvorrichtung von PTL 1 filtert nur eine Wellenlänge des einfallenden Lichts, das senkrecht auf eine Filteroberfläche einfällt. Daher tritt bei der Lichtempfangsvorrichtung von PTL 1 ein Problem dahingehend auf, dass der Lichtempfangswinkel klein und die Lichtempfangseffizienz gering ist. Bei der Lichtempfangsvorrichtung von PTL 1 tritt ein Problem dahingehend auf, dass die Eintreffrichtung eines Lichtsignals nicht bestimmt werden kann.
Der optische Sensor von PTL 2 erfasst die Bewegungsrichtung des Erfassungsobjekts durch Bestimmen, welches der mehreren ersten Lichtempfangselemente das durch das Erfassungsobjekt reflektierte Licht empfängt. Wenn sich das Erfassungsobjekt weit entfernt befindet, kann der optische Sensor von PTL 2 die Bewegungsrichtung des Erfassungsobjekts aufgrund des Einflusses von Störlicht nicht erfassen und kann daher nicht für die optische räumliche Kommunikation unter Verwendung von räumlichem Licht, das aus großer Entfernung ankommt, verwendet werden.
Die Vorrichtung von PTL 3 kann Defekte wie Richtungsmerkmale auf der Anzeigefläche der planaren Anzeigeeinrichtung erfassen, wenn die Anzeigefläche der planaren Anzeigeeinrichtung so angeordnet ist, dass sie mit der vorderen Brennpunktposition der Kondensorlinse übereinstimmt. Die Vorrichtung von PTL 3 kann keine Richtungsmerkmale oder dergleichen auf der Anzeigefläche der planaren Anzeigeeinrichtung erfassen, wenn die Anzeigefläche der planaren Anzeigeeinrichtung nicht so angeordnet ist, dass sie mit der vorderen Brennpunktposition der Kondensorlinse übereinstimmt. Daher kann die Vorrichtung von PTL 3 nicht für die optische räumliche Kommunikation unter Verwendung von räumlichem Licht verwendet werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lichtempfangsvorrichtung oder dergleichen bereitzustellen, die räumliche Lichtsignale, die aus verschiedenen Richtungen kommen, effizient empfängt und eine gleichzeitige Kommunikation mit einer Vielzahl von Kommunikationszielen ermöglicht.
Lösung des Problems
Eine Lichtempfangsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Linse, die ein räumliches Lichtsignal sammelt, ein Sensorarray mit mehreren Lichtempfängern, das das durch die Linse gesammelte räumliche Lichtsignal empfängt, und eine Empfangseinheit auf, die ein elektrisches Signal integriert, das von dem räumlichen Lichtsignal hergeleitet wird, das durch jeden der mehreren Lichtempfänger empfangen wird, und einen Lichtempfänger auswählt, der das räumliche Lichtsignal gemäß einem Spannungswert des integrierten elektrischen Signals empfängt.
Eine Kommunikationsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Lichtempfangseinheit mit einer Linse, die ein erstes räumliches Lichtsignal sammelt, das von mindestens einem Kommunikationsziel übertragen wird, ein Sensorarray mit mehreren Lichtempfängern, das das durch die Linse gesammelte erste räumliche Lichtsignal empfängt, und eine Empfangseinheit, die ein elektrisches Signal integriert, das von dem ersten räumlichen Lichtsignal hergeleitet wird, das durch jeden der mehreren Lichtempfänger empfangen wird, und einen Lichtempfänger, der das erste räumliche Lichtsignal empfängt, gemäß einem Spannungswert des integrierten elektrischen Signals auswählt, eine Lichtübertragungseinheit, die ein zweites räumliches Lichtsignal gemäß dem durch die Lichtempfangseinheit empfangenen ersten räumlichen Lichtsignal überträgt, und eine Lichtübertragungssteuereinheit auf, die die Lichtübertragungseinheit gemäß dem durch die Lichtempfangseinheit empfangenen ersten räumlichen Lichtsignal steuert und die Lichtübertragungseinheit veranlasst, das zweite räumliche Lichtsignal an das Kommunikationsziel zu übertragen, das eine Lichtübertragungsquelle des ersten räumlichen Lichtsignals ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Lichtempfangsvorrichtung oder dergleichen bereitzustellen, die räumliche Lichtsignale, die aus verschiedenen Richtungen ankommen, effizient empfängt und eine gleichzeitige Kommunikation mit einer Vielzahl von Kommunikationszielen ermöglicht.
Figurenliste

1 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Konfiguration einer Lichtempfangsvorrichtung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform;
2 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Konfiguration einer Empfangseinheit, die in der Lichtempfangsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform enthalten ist;
3 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Konfiguration einer Integrationsschaltung, die in einer ersten Verarbeitungsschaltung der Lichtempfangsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform enthalten ist;
4 zeigt ein Diagramm zum Erläutern einer Arbeitsweise eines Integrators, der in der ersten Verarbeitungsschaltung der Lichtempfangsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform enthalten ist;
5 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Beschreiben eines Beispiels einer Richtungserfassung eines räumlichen Lichtsignals durch die Lichtempfangsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform;
6 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Beschreiben eines weiteren Beispiels einer Richtungserfassung eines räumlichen Lichtsignals durch die Lichtempfangsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform;
7 zeigt eine perspektivische Ansicht zum Darstellen einer Positionsbeziehung zwischen einer Linse und einem Sensorarray der Lichtempfangsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform;
8 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Darstellen eines Beispiels eines Empfangs eines räumlichen Lichtsignals im Sensorarray der Lichtempfangsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform;
9 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Darstellen eines anderen Beispiels eines Empfangs eines räumlichen Lichtsignals im Sensorarray der Lichtempfangsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform;
10 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Darstellen eines noch anderen Beispiels eines Empfangs eines räumlichen Lichtsignals im Sensorarray der Lichtempfangsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform;
11 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Konfiguration einer Lichtempfangsvorrichtung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform;
12 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Beschreiben einer Anordnung eines Lichtempfängers und eines Lichtleiters, die in einem Sensorarray der Lichtempfangsvorrichtung gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform enthalten sind;
13 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Konfiguration einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform;
14 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Konfiguration der in der Kommunikationsvorrichtung enthaltenen Lichtübertragungseinheit gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform;
15 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Konfiguration einer in der Kommunikationsvorrichtung enthaltenen Lichtübertragungssteuereinheit gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform;
16 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Beschreiben eines Kommunikationsverfahrens der Kommunikationsvorrichtung gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform;
17 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Erläutern eines Kommunikationsverfahrens eines Vergleichsbeispiels;
18 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Konfiguration einer Lichtempfangsvorrichtung gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform;
19 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Hardwarekonfiguration, die ein Steuersystem gemäß jeder der beispielhaften Ausführungsformen implementiert.

Beispielhafte Ausführungsformen
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die nachfolgend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beinhalten jedoch technisch bevorzugte Einschränkungen für die Ausführung der vorliegenden Erfindung, wobei der Umfang der Erfindung nicht auf den folgenden Sachverhalt beschränkt ist. In allen Zeichnungen, die in der nachfolgenden Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen verwendet werden, werden gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, es sei denn, es gibt einen besonderen Grund. In den folgenden beispielhaften Ausführungsformen kann die wiederholte Beschreibung ähnlicher Konfigurationen und Operationen weggelassen sein. Die Richtungen der Pfeile in den Zeichnungen veranschaulichen ein Beispiel und schränken die Richtungen der Signale zwischen Blöcken nicht ein.
Erste beispielhafte Ausführungsform
Zunächst wird eine Lichtempfangsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Lichtempfangsvorrichtung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird für eine optische räumliche Kommunikation unter Verwendung eines räumlichen Lichtsignals verwendet. Die Lichtempfangsvorrichtung gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform empfängt ein von einem Kommunikationsziel übertragenes räumliches Lichtsignal. Die Lichtempfangsvorrichtung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform identifiziert die Kommunikationsvorrichtung, die die Lichtübertragungsquelle des räumlichen Lichtsignals ist, basierend auf dem empfangenen räumlichen Lichtsignal. Wenn beispielsweise die Kommunikationsvorrichtung, an der die Lichtempfangsvorrichtung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform montiert ist, eine Kommunikationsvorrichtung identifiziert, die die Lichtübertragungsquelle des räumlichen Lichtsignals ist, überträgt die Kommunikationsvorrichtung das räumliche Lichtsignal an die identifizierte Kommunikationsvorrichtung. Nachstehend werden das Licht für die Suche nach einem Kommunikationsziel und das Licht, das Information transportiert, die mit dem Kommunikationsziel ausgetauscht werden soll, als räumliche Lichtsignale bezeichnet. Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass das räumliche Lichtsignal Identifizierungsinformation zum eindeutigen Identifizieren der Kommunikationsvorrichtung enthält, die die Lichtübertragungsquelle ist.
Konfiguration
1 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Konfiguration einer Lichtempfangsvorrichtung 10 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform. Die Lichtempfangsvorrichtung 10 weist ein Sensorarray 11, eine Linse 12 und eine Empfangseinheit 13 auf. Das Sensorarray 11 weist mehrere Lichtempfänger 110 auf.
Das Sensorarray 11 hat eine Struktur, in der mehrere Lichtempfänger 110 in einem Array angeordnet sind. Die mehreren im Sensorarray 11 enthaltenen Lichtempfängern 110 sind so angeordnet, dass die Lichtempfangsfläche der Linse 12 zugewandt ist. Die Lichtempfangsflächen der mehreren Lichtempfänger 110 bilden eine Lichtempfangsfläche des Sensorarrays 11. Das Sensorarray 11 ist derart angeordnet, dass sich die Lichtempfangsfläche zwischen der Hauptfläche der Linse 12 und der Brennfläche der Linse 12 befindet. Die Brennfläche der Linse 12 ist weiter von der Linse 12 entfernt als das Sensorarray 11.
Das räumliche Lichtsignal fällt auf die Lichtempfangsfläche des Lichtempfängers 110 ein. Der Lichtempfänger 110 wandelt ein durch die Lichtempfangsfläche empfangenes räumliches Lichtsignal in ein elektrisches Signal um (im Folgenden auch als Signal bezeichnet). Der Lichtempfänger 110 gibt das umgewandelte Signal an eine Empfangseinheit 13 aus.
Der Lichtempfänger 110 wird z.B. durch eine Fotodiode (PD) realisiert. Der Lichtempfänger 110 wird beispielsweise durch eine Fotodiode des PN-Typs, eine Fotodiode des PIN-Typs oder eine Lawinen-Fotodiode realisiert. Der Lichtempfänger 110 kann auch ein von einer Fotodiode verschiedener Fotodetektor sein, solange er das empfangene räumliche Lichtsignal in ein elektrisches Signal umwandeln kann.
Der Lichtempfänger 110 ist empfindlich für ein Wellenlängenband eines räumlichen Lichtsignals, das für optische räumliche Kommunikation verwendet wird. Beispielsweise ist der Lichtempfänger 110 empfindlich für ein Wellenlängenband im sichtbaren Bereich. Der Lichtempfänger 110 kann beispielsweise eine Empfindlichkeit im infraroten oder ultravioletten Bereich aufweisen. Das durch den Lichtempfänger 110 zu empfangende Wellenlängenband kann gemäß dem Wellenlängenband des für die optische räumliche Kommunikation verwendeten räumlichen Lichtsignals ausgewählt werden.
Die Linse 12 ist an einer Position angeordnet, die in der Lage ist, ein räumliches Lichtsignal von außen zu empfangen. Die Linse 12 ist derart angeordnet, dass die Lichtempfangsfläche des Sensorarrays 11 zwischen der Hauptfläche und der Brennfläche angeordnet ist. Die Brennfläche der Linse 12 ist weiter von der Linse 12 entfernt ausgebildet als das Sensorarray 11. Die Linse 12 ist eine optische Linse, die das räumliche Lichtsignal auf die Lichtempfangsfläche des Sensorarrays 11 fokussiert. Das durch die Linse 12 fokussierte räumliche Lichtsignal wird an die Lichtempfangsfläche des Sensorarrays 11 übertragen. Da die Lichtempfangsfläche des Sensorarrays 11 vor der Brennfläche der Linse angeordnet ist, empfängt die Lichtempfangsfläche des Sensorarrays 11 über ihre Oberfläche ein verbreitertes räumliches Lichtsignal.
Die Empfangseinheit 13 empfängt ein Signal von jedem der mehreren Lichtempfänger 110, die das Sensorarray 11 bilden. Die Empfangseinheit 13 integriert das empfangene Signal. Die Empfangseinheit 13 schätzt eine Eintreffrichtung des räumlichen Lichtsignals, das durch die mehreren Lichtempfänger 110 empfangen wird, basierend auf dem integrierten Signal. Die Empfangseinheit 13 identifiziert, dass sich das Kommunikationsziel in der Eintreffrichtung des räumlichen Lichtsignals befindet. Die Empfangseinheit 13 ordnet das identifizierte Kommunikationsziel dem Lichtempfänger 110 zu, der das räumliche Lichtsignal vom Kommunikationsziel empfängt. Die Empfangseinheit 13 verstärkt das elektrische Signal von dem dem Kommunikationsziel zugeordneten Lichtempfänger 110. Die Empfangseinheit 13 decodiert das verstärkte elektrische Signal und analysiert ein Signal vom Kommunikationsziel.
Empfangseinheit
Nachstehend wird eine Konfiguration der Empfangseinheit 13 unter Bezug auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. 2 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Konfiguration der Empfangseinheit 13. Die Empfangseinheit 13 weist eine Vielzahl von ersten Verarbeitungsschaltungen 15-1 bis M, eine Steuerschaltung 16, eine Auswahleinrichtung 17 und eine Vielzahl von zweiten Verarbeitungsschaltungen 18-1 bis N (M und N sind natürliche Zahlen) auf. 2 zeigt die interne Konfiguration nur der ersten Verarbeitungsschaltung 15-1 unter der Vielzahl von ersten Verarbeitungsschaltungen 15-1 bis M, wobei die interne Konfiguration jeder der Vielzahl der ersten Verarbeitungsschaltungen 15-2 bis M derjenigen der ersten Verarbeitungsschaltung 15-1 ähnlich ist.
Die erste Verarbeitungsschaltung 15 weist ein Hochpassfilter 151, einen Verstärker 153 und einen Integrator 155 auf. In 2 werden das Hochpassfilter 151 als Hochpassfilter (HPF), der Verstärker 153 als Verstärker (AMP) und der Integrator 155 als Integrator (INT) bezeichnet. Das Signal, das das Hochpassfilter 151 durchlaufen hat, wird dem Verstärker 153 und dem Integrator 155 parallel zugeführt. Der Lichtempfänger 110 und die erste Verarbeitungsschaltung bilden eine Einheit für jeden Lichtempfänger 110.
Das Hochpassfilter 151 erfasst ein Signal vom Lichtempfänger 110. Das Hochpassfilter 151 lässt ein Signal mit einer Hochfrequenzkomponente, die dem Wellenlängenband des räumlichen Lichtsignals entspricht, unter den erfassten Signalen selektiv durch. Das Hochpassfilter 151 unterdrückt ein Signal, das von Umgebungslicht, wie z.B. Sonnenlicht, stammt. Anstelle des Hochpassfilters 151 kann auch ein Bandpassfilter konfiguriert werden, das ein Signal in einem Wellenlängenband eines räumlichen Lichtsignals selektiv durchlässt. Bei einer Sättigung mit intensivem Sonnenlicht ist das räumliche Lichtsignal unlesbar. Daher kann ein Farbfilter, das das Licht im Wellenlängenband des räumlichen Lichtsignals selektiv durchlässt, an der vorderen Stufe der Lichtempfangsfläche des Lichtempfängers 110 installiert werden. Das Signal, das das Hochpassfilter 151 durchlaufen hat, wird dem Verstärker 153 und dem Integrator 155 zugeführt.
Der Verstärker 153 erfasst das vom Hochpassfilter 151 ausgegebene Signal. Der Verstärker 153 verstärkt das erfasste Signal. Der Verstärker 153 gibt das verstärkte Signal an die Auswahleinrichtung 17 aus. Unter den Signalen, die der Auswahleinrichtung 17 zugeführt werden, wird das zu empfangende Signal unter der Steuerung der Steuerschaltung 16 einer beliebigen der Vielzahl von zweiten Verarbeitungsschaltungen 18-1 bis N zugewiesen. Das zu empfangende Signal ist ein Signal vom Lichtempfänger 110, der ein räumliches Lichtsignal von einer Kommunikationsvorrichtung (nicht dargestellt) empfängt, mit der kommuniziert werden soll. Ein Signal vom Lichtempfänger 110, das nicht zum Empfangen des räumlichen Lichtsignals verwendet wird, wird nicht an die zweite Verarbeitungsschaltung 18 ausgegeben.
Der Integrator 155 erfasst das vom Hochpassfilter 151 ausgegebene Signal. Der Integrator 155 integriert das erfasste Signal. Der Integrator 155 gibt das integrierte Signal an die Steuerschaltung 16 aus.
Der Integrator 155 ist dazu eingerichtet, die Intensität des durch den Lichtempfänger 110 empfangenen räumlichen Lichtsignals zu messen. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform empfängt die Lichtempfangsfläche des Sensorarrays 11 über ihre Oberfläche das räumliche Lichtsignal in einem Zustand, in dem der Strahldurchmesser aufgeweitet ist, wodurch die Geschwindigkeit für eine Suche nach dem Kommunikationsziel erhöht wird. Da die Intensität des räumlichen Lichtsignals, das in einem Zustand empfangen wird, in dem der Strahldurchmesser nicht verengt ist, schwächer ist als diejenige des Signals in einem Fall, in dem der Strahldurchmesser verengt ist, ist es schwierig, die Spannung des Signals zu messen, das nur durch den Verstärker 153 verstärkt wird. Durch die Verwendung des Integrators 155 kann die Spannung des Signals beispielsweise auf einen Pegel erhöht werden, bei dem die Spannung durch Integrieren des Signals über mehrere Millisekunden (ms) bis mehrere zehn Millisekunden gemessen werden kann.
Die Steuerschaltung 16 erfasst ein Signal, das vom Integrator 155 ausgegeben wird, der in jeder der Vielzahl von ersten Verarbeitungsschaltungen 15-1 bis M enthalten ist. Mit anderen Worten, die Steuerschaltung 16 erfasst ein Signal, das vom räumlichen Lichtsignal hergeleitet wird, das durch jeden der mehreren Lichtempfänger 110 empfangen wird. Die Steuerschaltung 16 vergleicht die Messwerte der von den mehreren benachbarten Lichtempfängern 110 hergeleiteten Signale und wählt den Lichtempfänger 110 mit der höchsten Signalintensität aus. Die Steuerschaltung 16 veranlasst die Auswahleinrichtung 17, das von dem ausgewählten Lichtempfänger 110 hergeleitete Signal einer beliebigen der Vielzahl von zweiten Verarbeitungsschaltungen zuzuweisen.
Die Auswahl des Lichtempfängers 110 durch die Steuerschaltung 16 entspricht einer Schätzung der Eintreffrichtung des räumlichen Lichtsignals. Das heißt, die Auswahl des Lichtempfängers 110 durch die Steuerschaltung 16 entspricht der Identifizierung der Kommunikationsvorrichtung, die die Lichtübertragungsquelle des räumlichen Lichtsignals ist. Das Zuweisen des von dem ausgewählten Lichtempfänger 110 hergeleiteten Signals zu einer der Vielzahl von zweiten Verarbeitungsschaltungen entspricht einer Zuordnung des identifizierten Kommunikationsziels zu dem Lichtempfänger 110, der das räumliche Lichtsignal vom Kommunikationsziel empfängt. Das heißt, die Steuerschaltung 16 identifiziert die Kommunikationsvorrichtung, die die Lichtübertragungsquelle des räumlichen Lichtsignals ist, basierend auf dem durch das Sensorarray 11 empfangenen räumlichen Lichtsignal. Wenn beispielsweise eine Kommunikationsvorrichtung (nicht dargestellt), an der die Lichtempfangsvorrichtung 10 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform montiert ist, eine Kommunikationsvorrichtung (nicht dargestellt) identifiziert, die eine Lichtübertragungsquelle des räumlichen Lichtsignals ist, überträgt die Kommunikationsvorrichtung das räumliche Lichtsignal an die identifizierte Kommunikationsvorrichtung.
Ein durch die Verstärker 153, die in jeder der Vielzahl von ersten Verarbeitungsschaltungen 15-1 bis M vorgesehen sind, verstärktes Signal wird der Auswahleinrichtung 17 zugeführt. Die Auswahleinrichtung 17 gibt gemäß der Steuerung der Steuerschaltung 16 ein zu empfangendes Signal unter den Eingangssignalen an eine beliebige der Vielzahl von zweiten Verarbeitungsschaltungen 18-1 bis N aus. Ein nicht zu empfangendes Signal wird von der Auswahleinrichtung 17 nicht ausgegeben.
Ein vom Lichtempfänger 110 hergeleitetes und durch die Steuerschaltung 16 zugeordnetes Signal wird der zweiten Verarbeitungsschaltung 18 zugeführt. Die zweite Verarbeitungsschaltung 18 decodiert das Eingangssignal. Die zweite Verarbeitungsschaltung 18 kann dafür konfiguriert sein, eine gewisse Signalverarbeitung bezüglich des decodierten Signals auszuführen, oder sie kann dafür konfiguriert sein, das decodierte Signal an eine externe Signalverarbeitungseinrichtung oder dergleichen (nicht dargestellt) auszugeben.
Wenn die Auswahleinrichtung 17 ein von dem durch die Steuerschaltung 16 ausgewählten Lichtempfänger 110 hergeleitetes Signal auswählt, wird eine zweite Verarbeitungsschaltung einem Kommunikationsziel zugeordnet. Das heißt, die Steuerschaltung 16 weist ein vom räumlichen Lichtsignal hergeleitetes Signal von jedem der Vielzahl von Kommunikationszielen, das durch die Sensorarrays 11 empfangen wird, einer beliebigen der Vielzahl von zweiten Verarbeitungsschaltungen 18-1 bis N zu. Dadurch kann die Lichtempfangsvorrichtung 10 gleichzeitig Signale lesen, die von räumlichen Lichtsignalen von einer Vielzahl von Kommunikationszielen auf einzelnen Kanälen hergeleitet sind. In einem allgemeinen Verfahren werden räumliche Lichtsignale von einer Vielzahl von Kommunikationszielen in einem Kanal im Zeitmultiplexverfahren gelesen. Andererseits wird bei dem Verfahren der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform die Übertragungsgeschwindigkeit verbessert, da räumliche Lichtsignale von einer Vielzahl von Kommunikationszielen gleichzeitig in einer Vielzahl von Kanälen gelesen werden. Das Verfahren der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann dafür konfiguriert sein, Signale je nach Situation im Zeitmultiplexverfahren zu empfangen.
Beispielsweise kann die Abtastung des Kommunikationsziels unter Verwendung des Integrators 155 als eine primäre Abtastung ausgeführt werden, und die Eintreffrichtung des räumlichen Lichtsignals kann mit einer groben Genauigkeit identifiziert werden. Dann kann eine sekundäre Abtastung mit feiner Genauigkeit in der identifizierten Richtung ausgeführt werden, um eine genauere Position des Kommunikationsziels zu identifizieren. Wenn eine Kommunikation mit dem Kommunikationsziel möglich ist, kann eine genaue Position des Kommunikationsziels durch Austauschen von Signalen mit dem Kommunikationsziel bestimmt werden. Wenn beispielsweise die Lichtempfangsvorrichtung (10) auf dem mobilen Körper montiert ist und die Position des Kommunikationsziels genau bestimmt werden kann, können die Bewegungsrichtung, die Geschwindigkeit und dergleichen durch Kommunikation mit dem Kommunikationsziel gemeinsam genutzt werden. Wenn die Bewegungsrichtungen, Geschwindigkeiten und dergleichen gemeinsam genutzt werden können, kann die wechselseitige Positionsbeziehung mit höherer Genauigkeit prädiktiv gesteuert werden.
Integrator
Nachstehend wird ein Beispiel einer Schaltungskonfiguration des Integrators 155 unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 3 zeigt ein Beispiel einer Schaltungskonfiguration des Integrators 155 (Integrator 155-1). Der Integrator 155-1 weist einen Widerstand R, einen Operationsverstärker OP, einen Kondensator C und einen Schalter SW auf. In 3 wird in Bezug auf den Widerstand R, den Kondensator C und den Schalter SW der linke Anschluss als ein erstes Ende und der rechte Anschluss als ein zweites Ende bezeichnet. Der Operationsverstärker OP weist einen invertierenden Eingangsanschluss V-, einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss V+ und einen Ausgangsanschluss auf.
Das erste Ende des Widerstands R ist mit einem Eingangsende Vin verbunden. Das zweite Ende des Widerstands R ist mit dem invertierenden Eingangsanschluss V- des Operationsverstärkers OP, dem ersten Ende des Kondensators C und dem ersten Ende des Schalters SW verbunden. Der invertierende Eingangsanschluss V- des Operationsverstärkers OP ist mit dem zweiten Ende des Widerstands R, dem ersten Ende des Kondensators C und dem ersten Ende des Schalters SW verbunden. Der nichtinvertierende Eingangsanschluss V+ des Operationsverstärkers ist geerdet. Der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers OP ist mit einem Ausgangsende Vout, dem zweiten Ende des Kondensators und dem zweiten Ende des Schalters SW verbunden. Das erste Ende des Kondensators ist mit dem zweiten Ende des Widerstands R, dem invertierenden Eingangsanschluss V- des Operationsverstärkers OP und dem ersten Ende des Schalters SW verbunden. Das zweite Ende des Kondensators ist mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers OP, dem zweiten Ende des Schalters SW und dem Ausgangsende Vout verbunden. Das erste Ende des Schalters SW ist mit dem zweiten Ende des Widerstands R, dem ersten Ende des Kondensators C und dem invertierenden Eingangsanschluss V- des Operationsverstärkers OP verbunden. Das zweite Ende des Schalters SW ist mit dem zweiten Ende des Kondensators C, dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers OP und dem Ausgangsende Vout verbunden.
Ein Rücksetzimpuls wird zu einem vorgegebenen Zeitpunkt dem Schalter SW zugeführt. Der Schalter SW ist nach dem Zuführen des Rückstellimpulses nur für eine bestimmte Zeit (Rückstellzeit Trst) geschlossen. Die Zeit, während der der Schalter offen ist, entspricht einer Integrationszeit Tint. Die Rückstellzeit Trst ist derart eingestellt, dass sie kürzer ist als die Integrationszeit Tint.
4 zeigt ein Diagramm zum Erläutern der Arbeitsweise des Integrators 155-1. 4 zeigt einen negativ rückgekoppelten Rücksetzoperation des Integrators 155-1, der den Operationsverstärker OP enthält. Der Integrator 155-1 funktioniert als eine Art Tiefpassfilter. Der Integrator 155-1 akkumuliert die Ladung im Kondensator C während der Integrationszeit Tint. Wenn dem Schalter SW ein Rücksetzimpuls zugeführt wird, wird die im Kondensator C akkumulierte Ladung zurückgesetzt. Wenn beispielsweise ein Spannungswert unmittelbar vor dem Zurücksetzen durch einen Analog-Digital- (AD) Wandler (nicht dargestellt) gelesen wird, kann die Spannung des Signals gemessen werden.
Richtungserfassung
Nachstehend wird die Richtungserfassung durch die Lichtempfangsvorrichtung 10 unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die 5 und 6 zeigen Konzeptdiagramme zum Darstellen eines Zustands, in dem ein räumliches Lichtsignal auf die in der Lichtempfangsvorrichtung 10 enthaltene Linse 12 einfällt und das räumliche Lichtsignal durch das Sensorarray 11 empfangen wird. Der Abstand zwischen der Hauptfläche der Linse 12 und der Brennfläche entspricht einer Brennweite f. Wie in den 5 und 6 dargestellt ist, ist das Sensorarray 11 derart angeordnet, dass die Lichtempfangsflächen der mehreren Lichtempfänger 110 zwischen der Hauptfläche und der Brennfläche angeordnet sind.
Das Beispiel von 5 ist ein Beispiel, bei dem ein räumliches Lichtsignal D1 von unterhalb der Linse 12 ankommt. Das räumliche Lichtsignal D 1, das die Linse 12 durchlaufen hat, wird auf einen Brennpunkt F1 auf der Brennfläche der Linse 12 fokussiert. Die Lichtempfangsflächen der oberen Lichtempfänger 110 unter den mehreren Lichtempfängern 110 empfangen das räumliche Lichtsignal D 1 über ihre Oberfläche.
6 zeigt ein Beispiel, in dem ein räumliches Lichtsignal D2 von oberhalb der Linse 12 ankommt. Das räumliche Lichtsignal D2, das die Linse 12 durchlaufen hat, wird auf einen Brennpunkt F2 auf der Brennfläche der Linse 12 fokussiert. Die Lichtempfangsflächen der unteren Lichtempfänger 110 unter den mehreren Lichtempfängern 110 empfangen das räumliche Lichtsignal D2 über ihre Oberfläche.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht der Lichtempfangsfläche des Sensorarrays 11 bei Betrachtung durch die Linse 12. Im Beispiel von 7 wird das räumliche Lichtsignal D 1 durch die mehreren unteren Lichtempfänger 110 des Sensorarrays 11 empfangen, und das räumliche Lichtsignal wird durch die mehreren oberen linken Lichtempfänger 110 des Sensorarrays 11 empfangen. Wie in 7 dargestellt ist, wird auf der Lichtempfangsfläche des Sensorarrays 11 das räumliche Lichtsignal nicht nur an einer Position in der vertikalen Richtung, sondern auch an einer Position empfangen, die der Eintreffrichtung in der horizontalen Richtung entspricht.
Das aus der Entfernung eintreffende räumliche Lichtsignal ist im Wesentlichen kollimiert. Daher ist es möglich, durch Erfassen der Position, an der das räumliche Lichtsignal durch das Sensorarray 11 gesammelt wird, abzuschätzen, aus welcher Richtung das räumliche Lichtsignal angekommen ist. Das durch die Linse 12 gesammelte räumliche Lichtsignal wird durch die Lichtempfangsflächen der mehreren Lichtempfänger 110 empfangen. Die Eintreffrichtung des räumlichen Lichtsignals kann anhand des Intensitätsverhältnisses der durch die jeweiligen Lichtempfänger 110 empfangenen räumlichen Lichtsignale geschätzt werden. Wenn die Kommunikationsvorrichtung, mit der kommuniziert werden soll, der Eintreffrichtung des räumlichen Lichtsignals zugeordnet ist, können der Lichtempfänger 110 und die Kommunikationsvorrichtung einander zugeordnet werden.
8 zeigt ein Beispiel, in dem die Lichtempfangsflächen eines Lichtempfängers 110-A, eines Lichtempfängers 110-B, eines Lichtempfängers 110-C und eines Lichtempfängers 110-D, die einander benachbart sind, das räumliche Lichtsignal D1 empfangen. Im Fall des Beispiels von 8 ist die Lichtempfangsfläche des Lichtempfängers 110-D maximal. Daher ist für den Lichtempfänger 110-D die Signalintensität des räumlichen Lichtsignals D1 maximal. In diesem Fall bestimmt die Lichtempfangsvorrichtung 10, dass der Lichtempfänger 110-D das räumliche Lichtsignal D1 empfängt. Wenn die Eintreffrichtung des räumlichen Lichtsignals und der Lichtempfänger 110 basierend auf der Positionsbeziehung zwischen dem Sensorarray 11 und der Linse 12 einander zugeordnet sind, kann die Eintreffrichtung des räumlichen Lichtsignals gemäß der Position des Lichtempfängers 110 geschätzt werden, an der die Signalintensität maximal ist.
In einem Fall, in dem eine Vielzahl von Kommunikationszielen nahe beieinander angeordnet sind, oder in einem Fall, in dem sich ein anderes Kommunikationsziel zwischen der Lichtempfangsvorrichtung 10 und dem Kommunikationsziel befindet, können sich Positionen, an denen die Vielzahl von räumlichen Lichtsignalen gesammelt werden, überschneiden. In einem solchen Fall können eine Vielzahl von sich überlappenden räumlichen Lichtsignalen gemäß der Situation getrennt werden. Es wird angenommen, dass bestimmt werden kann, dass die Vielzahl von räumlichen Lichtsignalen basierend auf Identifizierungsinformation oder dergleichen, die in jedem der Vielzahl von räumlichen Lichtsignalen enthalten ist, empfangen werden.
9 zeigt ein Beispiel, in dem sich die Lichtempfangsbereiche des räumlichen Lichtsignals D1 und des räumlichen Lichtsignals D2 teilweise überlappen. Im Beispiel von 9 hat der Lichtempfänger 110-D die maximale Signalintensität des räumlichen Lichtsignals D1, und der Lichtempfänger 110-A hat die maximale Signalintensität des räumlichen Lichtsignals D2. Die Lichtempfangsvorrichtung 10 bestimmt, dass der Lichtempfänger 110-D das räumliche Lichtsignal D1 empfängt, und bestimmt, dass der Lichtempfänger 110-A das räumliche Lichtsignal D2 empfängt. Im Beispiel von 9 können das räumliche Lichtsignal D1 und das räumliche Lichtsignal D2 ohne Zeitmultiplexverfahren getrennt werden, da der Überlappungsgrad der Lichtempfangsbereiche gering ist.
10 zeigt ein Beispiel, in dem sich die Lichtempfangsbereiche des räumlichen Lichtsignals D1 und des räumlichen Lichtsignals D2 zu einem großen Teil überlappen. Im Fall des Beispiels von 10 können das räumliche Lichtsignal D 1 und das räumliche Lichtsignal D2 nicht basierend auf den Signalintensitäten des räumlichen Lichtsignals D1 und des räumlichen Lichtsignals D2 getrennt werden. In einem solchen Fall können das räumliche Lichtsignal D1 und das räumliche Lichtsignal D2 durch zeitliches Trennen der Empfangszeitpunkte des räumlichen Lichtsignals D1 und des räumlichen Lichtsignals D2 getrennt werden. Mindestens eines einer Vielzahl von Kommunikationszielen mit sich überlappenden Lichtempfangsbereichen kann benachrichtigt werden, so dass es seine Position verschiebt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, weist die Lichtempfangsvorrichtung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform das Sensorarray, die Linse und die Empfangseinheit auf. Die Linse sammelt das räumliche Lichtsignal. Das Sensorarray weist mehrere Lichtempfänger auf, die das durch die Linsen gesammelte räumliche Lichtsignal empfangen. Die Empfangseinheit integriert das elektrische Signal, das von dem räumlichen Lichtsignal hergeleitet wird, das durch jeden der mehreren Lichtempfänger empfangen wird, und wählt gemäß einem Spannungswert des integrierten elektrischen Signals einen Lichtempfänger aus, der das räumliche Lichtsignal empfängt.
In der Lichtempfangsvorrichtung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird das durch die Linse gesammelte räumliche Lichtsignal durch mindestens einen der mehreren Lichtempfänger empfangen. Die Lichtempfangsvorrichtung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform integriert das von dem räumlichen Lichtsignal hergeleitete elektrische Signal und wählt gemäß dem Spannungswert des integrierten elektrischen Signals einen Lichtempfänger aus, der das räumliche Lichtsignal empfängt. Gemäß der Lichtempfangsvorrichtung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist es möglich, die räumlichen Lichtsignale von den mehreren Kommunikationszielen kollektiv zu empfangen und die Lichtübertragungsquellen der räumlichen Lichtsignale kollektiv zu unterscheiden. Daher können gemäß der Lichtempfangsvorrichtung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform räumliche Lichtsignale, die aus verschiedenen Richtungen ankommen, effizient empfangen werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform sind die Lichtempfangsflächen der mehreren Lichtempfänger in einem Array auf der gleichen Ebene in der gleichen Richtung angeordnet. Die Linse ist derart angeordnet, dass die Lichtempfangsflächen der mehreren Lichtempfänger zwischen der Hauptfläche und der Brennfläche der Linse angeordnet sind.
Gemäß dem vorliegenden Aspekt kann durch Integrieren des elektrischen Signals, das von dem räumlichen Lichtsignal hergeleitet wird, der Spannungswert des räumlichen Lichtsignals gemessen werden, auch wenn das räumliche Lichtsignal über die Oberfläche empfangen wird. Daher ist gemäß dem vorliegenden Aspekt, da das räumliche Lichtsignal in einem weiten Lichtempfangswinkel empfangen werden kann, die Nutzungseffizienz des Lichts höher als in einem Fall, in dem das räumliche Lichtsignal an einem Punkt empfangen wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform weist die Empfangseinheit eine Vielzahl von ersten Verarbeitungsschaltungen, eine Auswahleinrichtung, eine zweite Verarbeitungsschaltung und eine Steuerschaltung auf. Die Vielzahl von ersten Verarbeitungsschaltungen sind den mehreren jeweiligen Lichtempfängern zugeordnet, verstärken die elektrischen Signale, die von dem durch die mehreren jeweiligen Lichtempfänger empfangenen räumlichen Lichtsignal hergeleitet werden, und integrieren jedes der elektrischen Signale. Die Auswahleinrichtung empfängt die durch die erste Verarbeitungsschaltung verstärkten elektrischen Signale und gibt selektiv mindestens eines der empfangenen elektrischen Signale aus. Die zweite Verarbeitungsschaltung decodiert das von der Auswahleinrichtung ausgegebene elektrische Signal. Die Steuerschaltung wählt gemäß dem Spannungswert des elektrischen Signals, das durch jede der Vielzahl von ersten Verarbeitungsschaltungen integriert wird, einen Lichtempfänger aus, der das räumliche Lichtsignal empfängt. Die Steuerschaltung veranlasst die Auswahleinrichtung, das elektrische Signal vom ausgewählten Lichtempfänger einer beliebigen der Vielzahl von zweiten Verarbeitungsschaltungen zuzuordnen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wählt die Steuerschaltung in einem Fall, in dem das räumliche Lichtsignal durch die mehreren einander benachbarten Lichtempfänger empfangen wird, einen Lichtempfänger mit einem maximalen Spannungswert unter den Spannungswerten der durch die Vielzahl von ersten Verarbeitungsschaltungen integrierten elektrischen Signale als den Lichtempfänger aus, der das räumliche Lichtsignal empfängt. Beispielsweise wählt in einem Fall, in dem die räumlichen Lichtsignale von der Vielzahl von Lichtübertragungsquellen durch die mehreren einander benachbarten Lichtempfänger empfangen werden, die Steuerschaltung gemäß dem Spannungswert des elektrischen Signals, das durch jede der Vielzahl von ersten Verarbeitungsschaltungen integriert wird, einen Lichtempfänger aus, der das räumliche Lichtsignal für jede Lichtübertragungsquelle empfängt. Beispielsweise veranlasst in einem Fall, in dem es der Steuerschaltung nicht erlaubt ist, gemäß dem Spannungswert des elektrischen Signals, das durch jede der Vielzahl von ersten Verarbeitungsschaltungen integriert wird, einen Lichtempfänger auszuwählen, der das räumliche Lichtsignal für jede Lichtübertragungsquelle empfängt, die Steuerschaltung diesen Lichtempfänger, das räumliche Lichtsignal für jede Lichtübertragungsquelle im Zeitmultiplexverfahren zu empfangen.
Gemäß dem vorliegenden Aspekt kann das räumliche Lichtsignal von der einzelnen Lichtübertragungsquelle, das durch die mehreren Lichtempfänger empfangen wird, einem beliebigen der Lichtempfänger zugeordnet werden. Gemäß dem vorliegenden Aspekt können die räumlichen Lichtsignale von der Vielzahl von Lichtübertragungsquellen, die durch die mehreren Lichtempfänger empfangen werden, einem beliebigen der Lichtempfänger zugeordnet werden.
Zweite beispielhafte Ausführungsform
Als nächstes wird eine Lichtempfangsvorrichtung gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Lichtempfangsvorrichtung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen der ersten beispielhaften Ausführungsform dadurch, dass sie einen Lichtleiter aufweist. Der Lichtleiter ist ein Element, das ein räumliches Lichtsignal, das in einem Zwischenraum zwischen den mehreren Lichtempfängern, die das Sensorarray bilden, empfangen wird, zu jedem der mehreren Lichtempfänger leitet, die das Sensorarray bilden.
11 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Konfiguration einer Lichtempfangsvorrichtung 20 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform. Die Lichtempfangsvorrichtung 20 weist ein Sensorarray 21, eine Linse 22 und eine Empfangseinheit 23 auf. Das Sensorarray 21 weist mehrere Lichtempfänger 210 und eine Vielzahl von Lichtleitern 211 auf. Der Lichtleiter 211 ist in jedem der mehreren Lichtempfänger 210 angeordnet. Die Hauptfunktionen des Sensorarrays 21, der Linse 22 und der Empfangseinheit 23 sind denjenigen der ersten beispielhaften Ausführungsform ähnlich. Die folgende Beschreibung konzentriert sich insbesondere auf den Lichtleiter 211, der nicht in der Lichtempfangsvorrichtung 10 der ersten beispielhaften Ausführungsform vorgesehen ist.
Zwischen den mehreren Lichtempfängern 210, die das Sensorarray 21 bilden, wird ein Zwischenraum gebildet, der der Größe der Lichtempfangsfläche des Lichtempfängers 210 entspricht. Wenn die Lichtempfangsfläche groß ist, ist der Zwischenraum zwischen den benachbarten Lichtempfängern 210 klein. Wenn die Lichtempfangsfläche klein ist, ist der Zwischenraum zwischen den benachbarten Lichtempfängern 210 groß. Wenn das räumliche Lichtsignal direkt auf die Lichtempfangsfläche des Sensorarrays 21 auftrifft und der Zwischenraum zwischen den benachbarten Lichtempfängern 210 im Vergleich zum Strahlfleckdurchmesser des auf der Lichtempfangsfläche gebündelten räumlichen Lichtsignals groß ist, wird der Strahlfleck des in den Zwischenraum eintretenden räumlichen Lichtsignals nicht erfasst. Wenn der Strahlfleckdurchmesser des räumlichen Lichtsignals, das auf der Lichtempfangsfläche des Sensorarrays 21 gebündelt wird, groß ist, nimmt die Intensität des durch jeden Lichtempfänger 210 empfangenen räumlichen Lichtsignals ab. Daher ist es, wenn das räumliche Lichtsignal direkt auf die Lichtempfangsfläche des Sensorarrays 21 auftrifft, notwendig, die Größe des Zwischenraums zwischen den benachbarten Lichtempfängern 210 und den Strahlfleckdurchmesser des räumlichen Lichtsignals zu optimieren.
12 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zustands, in dem die Lichtleiter 211 auf den Lichtempfangsflächen der mehreren jeweiligen Lichtempfänger 210 installiert sind. Der Lichtleiter 211 ist in Zuordnung zu jedem der mehreren Lichtempfänger 210 angeordnet. Der Lichtleiter 211 weist eine Eintrittsfläche P 1, auf die ein räumliches Lichtsignal auftrifft, und eine Austrittsfläche P2 auf, von der ein im Inneren des Lichtleiters 211 geführtes Lichtsignal emittiert wird. Die Austrittsfläche P2 des Lichtleiters 211 ist in Kontakt mit der Lichtempfangsfläche des Lichtempfängers 210 angeordnet, dem der Lichtleiter 211 zugeordnet ist. Solange das von der Austrittsfläche P2 des Lichtleiters 211 emittierte Lichtsignal auf die Lichtempfangsfläche des Lichtempfängers 210 auftrifft, dürfen die Austrittsfläche P2 des Lichtleiters 211 und die Lichtempfangsfläche des Lichtempfängers 210 nicht miteinander in Kontakt stehen.
Die benachbarten Lichtleiter 211 sind derart angeordnet, dass zwischen den Eintrittsflächen P1 kein Zwischenraum vorhanden ist. Die Brennfläche der Linse 22 kann näher am Sensorarray 21 ausgebildet sein als die Eintrittsfläche P1 des Lichtleiters 211. Die Brennfläche der Linse 22 kann von der Linse 22 aus betrachtet vor der Lichtempfangsfläche des Sensorarrays 21 ausgebildet sein. Obwohl 12 ein Beispiel zeigt, in dem die Eintrittsfläche P1 und die Austrittsfläche P2 sich parallel zueinander erstrecken, können die Eintrittsfläche P1 und die Austrittsfläche P2 auch nicht parallel zueinander angeordnet sein, solange das Lichtsignal von der Eintrittsfläche P 1 zur Austrittsfläche P2 geleitet werden kann.
Der Lichtleiter 211 kann beispielsweise aus einem Material einer allgemeinen optischen Faser hergestellt werden. Der Lichtleiter 211 ist vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das Licht im Wellenlängenbereich des räumlichen Lichtsignals leicht transmittiert. Die Innenfläche des Lichtleiters 211 ist eine Spiegelfläche, die ein im Inneren des Lichtleiters 211 geleitetes Lichtsignal reflektiert. Ein Lichtsignal, das von dem räumlichen Lichtsignal hergeleitet wird, das von der Eintrittsfläche P1 des Lichtleiters 211 einfällt, wird zur Austrittsfläche P2 geleitet, während es durch die Innenfläche des Lichtleiters 211 reflektiert wird. Das zur Austrittsfläche P2 geleitete Lichtsignal wird von der Austrittsfläche P2 emittiert.
Eine Antireflexionsschicht, die dem Wellenlängenband des räumlichen Lichtsignals entspricht, kann auf der Eintrittsfläche P1 des Lichtleiters 211 bereitgestellt werden. Wenn die Antireflexionsschicht auf der Eintrittsfläche P1 bereitgestellt ist, kann das räumliche Lichtsignal, das durch die Eintrittsfläche P1 reflektiert wird, reduziert werden. Ein Farbfilter, der selektiv Licht im Wellenlängenband des räumlichen Lichtsignals durchlässt, kann auf der Eintrittsfläche P1 des Lichtleiters 211 bereitgestellt werden. Wenn der Farbfilter auf der Eintrittsfläche P1 bereitgestellt ist, wird das Licht im Wellenlängenband des räumlichen Lichtsignals selektiv zur Lichtempfangsfläche des Lichtempfängers 210 geleitet, so dass die im räumlichen Lichtsignal enthaltene Rauschkomponente entfernt werden kann.
Wenn der Lichtleiter 211 verwendet wird, kann die Lichtempfangsfläche des Lichtempfängers 210 vermindert werden. Daher kann der Lichtempfänger 210 mit einer kleinen Lichtempfangsfläche konfiguriert werden, während er die gleiche Lichtempfangseffizienz aufweist. Daher werden die Optionen des Lichtempfängers 210 erweitert, wenn der Lichtleiter 211 verwendet wird. Wenn der Lichtleiter 211 verwendet wird, kann beispielsweise der Lichtempfänger 210 mit einer kleinen Lichtempfangsfläche, aber mit einer hohen Empfindlichkeit verwendet werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, weist das Sensorarray der Lichtempfangsvorrichtung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform eine Vielzahl von Lichtleitern auf, die den jeweiligen Lichtempfangsflächen der mehreren jeweiligen Lichtempfängern zugeordnet sind und jeweils das räumliche Lichtsignal zu jeder der Lichtempfangsflächen der mehreren Lichtempfänger leiten. Beispielsweise weist jeder der Vielzahl von Lichtleitern eine Eintrittsfläche, auf die das räumliche Lichtsignal einfällt, und eine Austrittsfläche auf, von der das von der Eintrittsfläche einfallende und geleitete Lichtsignal emittiert wird, wobei die Lichtleiter derart angeordnet sind, dass die Eintrittsflächen die gleiche Ebene ohne Zwischenraum bilden. Beispielsweise ist jeder der mehreren Lichtleiter derart angeordnet, dass die Austrittsfläche der zugeordneten Lichtempfangsfläche zugewandt ist.
Gemäß der Lichtempfangsvorrichtung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann das von dem räumlichen Lichtsignal hergeleitete Lichtsignal durch Installieren der Lichtleiter auf den Lichtempfangsflächen der mehreren Lichtempfangseinheiten zur Lichtempfangsfläche jeder Lichtempfangseinheit geleitet werden, ohne die Größe des Zwischenraums zwischen den benachbarten Lichtempfangseinheiten und den Strahlfleckdurchmesser des räumlichen Lichtsignals zu optimieren. Daher kann gemäß der Lichtempfangsvorrichtung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform das räumliche Lichtsignal effizienter empfangen werden.
Dritte beispielhafte Ausführungsform
Als nächstes wird eine Kommunikationsvorrichtung gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Kommunikationsvorrichtung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform weist die Lichtempfangsvorrichtung (auch als Lichtempfangseinheit bezeichnet) der ersten und der zweiten beispielhaften Ausführungsform auf.
13 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Konfiguration einer Kommunikationsvorrichtung 3 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform. Die Kommunikationsvorrichtung 3 weist eine Lichtempfangseinheit 30, eine Lichtübertragungseinheit 35 und eine Lichtübertragungssteuereinheit 37 auf. Die Lichtempfangseinheit 30 entspricht der Lichtempfangsvorrichtung 10 der ersten beispielhaften Ausführungsform oder der Lichtempfangsvorrichtung 20 der zweiten beispielhaften Ausführungsform. Details der Lichtempfangseinheit 30 werden nachstehend nicht beschrieben.
Die Lichtempfangseinheit 30 empfängt das von der Kommunikationsvorrichtung, mit der kommuniziert werden soll, übertragene räumliche Lichtsignal. Die Lichtempfangseinheit 30 decodiert ein Signal basierend auf dem empfangenen räumlichen Lichtsignal, um das decodierte Signal an die Lichtübertragungssteuereinheit 37 auszugeben. Die Lichtübertragungseinheit 35 überträgt das räumliche Lichtsignal unter der Steuerung der Lichtübertragungssteuereinheit 37. Die Lichtübertragungssteuereinheit 37 erfasst ein Signal von der Lichtempfangseinheit 30. Die Lichtübertragungssteuereinheit 37 steuert die Lichtübertragungseinheit 35 gemäß einem Signal von der Lichtempfangseinheit 30.
Lichtübertragungseinheit
Nachstehend wird ein Beispiel einer Konfiguration der Lichtübertragungseinheit 35 unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 14 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Konfiguration der Lichtübertragungseinheit 35. Die Lichtübertragungseinheit 35 weist eine Lichtquelle 320, einen räumlichen Lichtmodulator 330 und ein optisches Projektionssystem 340 auf. 14 zeigt lediglich eine Konzeptansicht, die die Positionsbeziehung zwischen den Komponenten, die Ausbreitungsrichtung des Lichts und dergleichen nicht genau wiedergibt.
Die Lichtquelle 320 weist einen Emitter 321 und einen Kollimator 323 auf. Der Emitter 321 emittiert Laserlicht 301 eines vorgegebenen Wellenlängenbandes, das für die räumliche Lichtkommunikation gemäß der Steuerung durch die Lichtübertragungssteuereinheit 37 verwendet wird. Der Kollimator 323 wandelt das vom Emitter 321 emittierte Laserlicht 301 in einen kollimierten Strahl 302 um. Das vom Emitter 321 emittierte Laserlicht 301 wird durch den Kollimator 323 in den kollimierten Strahl 302 umgewandelt und von der Lichtquelle 320 emittiert. Der von der Lichtquelle 320 emittierte kollimierte Strahl 302 bewegt sich in Richtung zur Modulationseinheit des räumlichen Lichtmodulators 330.
Wie in 14 dargestellt ist, ist der Einfallswinkel des kollimierten Strahls 302 nicht senkrecht zur bestrahlten Oberfläche der Modulationseinheit des räumlichen Lichtmodulators 330. Das heißt, die Emissionsachse des von der Lichtquelle 320 emittierten kollimierten Strahls 302 erstreckt sich schräg zur bestrahlten Oberfläche der Modulationseinheit des räumlichen Lichtmodulators 330. Wenn die Emissionsachse des kollimierten Strahls 302 sich schräg zur bestrahlten Oberfläche der Modulationseinheit des räumlichen Lichtmodulators 330 erstreckt, kann der kollimierte Strahl 302 auf die bestrahlte Oberfläche einfallen, ohne dass ein Strahlteiler verwendet wird, so dass die Nutzungseffizienz des Lichts verbessert werden kann. Wenn die Emissionsachse des kollimierten Strahls 302 in Bezug auf die bestrahlte Oberfläche der Modulationseinheit des räumlichen Lichtmodulators 330 schräg eingestellt ist, kann die Größe der Lichtübertragungseinheit kompakt gemacht werden.
Der räumliche Lichtmodulator 330 weist eine Modulationseinheit auf, die mit dem kollimierten Strahl 302 bestrahlt wird. In der Modulationseinheit des räumlichen Lichtmodulators 330 wird ein dem Erfassungslicht entsprechendes Muster gemäß der Steuerung der Lichtübertragungssteuereinheit 37 eingestellt. Der räumliche Lichtmodulator 330 wird beispielsweise durch einen räumlichen Lichtmodulator mit einem ferroelektrischen Flüssigkristall, einem homogenen Flüssigkristall, einem vertikal ausgerichteten Flüssigkristall oder dergleichen realisiert. Der räumliche Lichtmodulator 330 kann zum Beispiel durch Flüssigkristall auf Silizium (LCOS) realisiert werden. Der räumliche Lichtmodulator 330 kann durch ein mikroelektromechanisches System (MEMS) realisiert werden.
Das optische Projektionssystem 340 ist ein optisches System, das durch den räumlichen Lichtmodulator 330 moduliertes Licht 303 als räumliches Lichtsignal 305 projiziert. Wie in 14 dargestellt ist, weist das optische Projektionssystem 340 eine Fourier-Transformationslinse 346, eine Blende 347 und eine Projektionslinse 348 auf.
Die Fourier-Transformationslinse 346 ist eine optische Linse, die ein Bild erzeugt, das entsteht, wenn das durch den räumlichen Lichtmodulator 330 modulierte Licht 303 an einer Brennpunktposition in der Nähe der Blende 347 ins Unendliche projiziert wird.
Die Blende 347 ist ein Rahmen, der Licht hoher Ordnung, das in dem durch die Fourier-Transformationslinse 346 fokussierten Licht enthalten ist, abschirmt und den äußeren Rand des Anzeigebereichs begrenzt. Die Öffnung der Blende 347 ist kleiner als der Außenumfang des Anzeigebereichs an der Position der Blende 347 und ist derart installiert, dass der Umfangsbereich des Bildes an der Position der Blende 347 blockiert wird. Die Öffnung der Blende 347 ist beispielsweise rechteckig oder kreisförmig ausgebildet. Die Blende 347 ist vorzugsweise an einer Brennpunktposition der Fourier-Transformationslinse 346 installiert. Die Blende 347 kann von der Brennpunktposition der Fourier-Transformationslinse 346 versetzt sein, solange Licht hoher Ordnung abgeschirmt und der Anzeigebereich begrenzt werden kann.
Die Projektionslinse 348 ist eine optische Linse, die das durch die Fourier-Transformationslinse 346 fokussierte Licht erweitert. Die Projektionslinse 348 erweitert das räumliche Lichtsignal 305 derart, dass ein Bild, das dem in der Modulationseinheit des räumlichen Lichtmodulators 330 eingestellten Phasenbild entspricht, auf der Projektionsfläche erzeugt wird.
Lichtübertragungssteuereinheit
Als nächstes wird ein Beispiel einer Konfiguration der Lichtübertragungssteuereinheit 37 unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 15 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Konfiguration der Lichtübertragungssteuereinheit 37. Die Lichtübertragungssteuereinheit 37 weist eine Lichtübertragungsbedingungsspeichereinheit 371, eine Lichtübertragungsbedingungseinstelleinheit 372, eine Modulatorsteuereinheit 373 und eine Lichtquellentreibereinheit 374 auf.
Die Lichtübertragungsbedingungsspeichereinheit 371 speichert ein dem räumlichen Lichtsignal 305 entsprechendes Muster. In einem Fall, in dem der räumliche Lichtmodulator 330 vom Phasenmodulationstyp ist, speichert die Lichtübertragungsbedingungsspeichereinheit 371 eine dem räumlichen Lichtsignal 305 entsprechende Phasenverteilung. Die Lichtübertragungsbedingungsspeichereinheit 371 speichert eine Lichtübertragungsbedingung, die eine Lichtquellensteuerbedingung zum Steuern der Lichtquelle 320 und eine Modulationselementsteuerbedingung zum Steuern des räumlichen Lichtmodulators 330 enthält. Die Modulationselementsteuerbedingung ist eine Steuerbedingung zum Einstellen eines dem räumlichen Lichtsignal 305 entsprechenden Musters in der Modulationseinheit des räumlichen Lichtmodulators 330. Die Lichtquellensteuerbedingung ist eine Steuerbedingung zum Emittieren des Laserlichts 301 von der Lichtquelle 320.
Die Lichtübertragungsbedingungseinstelleinheit 372 stellt eine Lichtübertragungsbedingung zum Übertragen des räumlichen Lichtsignals 305 ein. Die Lichtübertragungsbedingungseinstelleinheit 372 stellt eine Modulationselementsteuerbedingung in der Modulatorsteuereinheit 373 ein. Die Lichtübertragungsbedingungseinstelleinheit 372 stellt eine Lichtquellensteuerbedingung in der Lichtquellentreibereinheit 374 ein. Die Lichtübertragungsbedingungseinstelleinheit 372 stimmt den Zeitpunkt, zu dem die Modulationselementsteuerbedingung in der Modulatorsteuereinheit 373 eingestellt wird, mit dem Zeitpunkt ab, zu dem die Lichtquellensteuerbedingung in der Lichtquellentreibereinheit 374 eingestellt wird. Infolgedessen wird die Modulationseinheit des räumlichen Lichtmodulators 330 in einem Zustand, in dem das dem räumlichen Lichtsignal 305 entsprechende Muster angezeigt wird, mit dem kollimierten Strahl 302 bestrahlt, der von dem von der Lichtquelle 320 emittierten Laserlicht 301 hergeleitet ist.
Beispielsweise stellt die Lichtübertragungsbedingungseinstelleinheit 372 in der Lichtquellentreibereinheit 374 eine Lichtquellensteuerbedingung zum kontinuierlichen Emittieren des Laserlichts 301 während einer Periode ein, in der die Kommunikationsvorrichtung, mit der kommuniziert werden soll, abgetastet wird (auch als Abtastperiode bezeichnet). Zu diesem Zeitpunkt stellt die Lichtübertragungsbedingungseinstelleinheit 372 in der Modulatorsteuereinheit 373 eine Modulationselementsteuerbedingung zum Übertragen des räumlichen Lichtsignals 305 des ersten Projektionsmusters ein, um die Kommunikationsvorrichtung, mit der kommuniziert werden soll, abzutasten. Infolgedessen wird das räumliche Lichtsignal 305 des ersten Projektionsmusters zum Abtasten der Kommunikationsvorrichtung, mit der kommuniziert werden soll, von der Lichtübertragungseinheit 35 übertragen.
Beispielsweise stellt die Lichtübertragungsbedingungseinstelleinheit 372 während einer Periode (auch als Kommunikationsperiode bezeichnet), in der eine Kommunikation mit der Kommunikationsvorrichtung, mit der kommuniziert werden soll, ausgeführt wird, in der Lichtquellentreibereinheit 374 eine Lichtquellensteuerbedingung zum Emittieren des räumlichen Lichtsignals 305 gemäß einem Signal ein, das an die Kommunikationsvorrichtung, mit der kommuniziert werden soll, übertragen werden soll. Zu diesem Zeitpunkt stellt die Lichtübertragungsbedingungseinstelleinheit 372 in der Modulatorsteuereinheit 373 eine Modulationselementsteuerbedingung zum Übertragen des räumlichen Lichtsignals 305 des zweiten Projektionsmusters, das eine kleinere Projektionsfläche hat als das erste Projektionsmuster, in Richtung zur Kommunikationsvorrichtung ein, mit der kommuniziert werden soll. Infolgedessen wird das räumliche Lichtsignal 305 des zweiten Projektionsmusters zur Kommunikation mit der Kommunikationsvorrichtung, mit der kommuniziert werden soll, von der Lichtübertragungseinheit 35 übertragen.
Beispielsweise stellt die Lichtübertragungsbedingungseinstelleinheit 372 im räumlichen Lichtmodulator 330 eine Modulationselementsteuerbedingung zum selektiven Übertragen des räumlichen Lichtsignals 305 in Richtung zur Eintreffrichtung des räumlichen Lichtsignals 305 für eine vorgegebene Zeitdauer ab dem Zeitpunkt ein, zu dem das räumliche Lichtsignal 305 empfangen wird. Durch Begrenzen der Lichtübertragungsrichtung des räumlichen Lichtsignals 305 ist es möglich, die Ausgangsleistung des räumlichen Lichtsignals 305, das in Richtung zur Position der Kommunikationsvorrichtung, mit der kommuniziert werden soll, übertragen werden soll, auf einen hohen Wert einzustellen.
Die Modulatorsteuereinheit 373 empfängt das Muster gemäß dem räumlichen Lichtsignal 305 und die Modulationselementsteuerbedingung von der Lichtübertragungsbedingungseinstelleinheit 372. Die Modulatorsteuereinheit 373 steuert einen Treiber (nicht dargestellt) an, der ein in der Modulationseinheit des räumlichen Lichtmodulators 330 eingestelltes Muster gemäß der von der Lichtübertragungsbedingungseinstelleinheit 372 empfangenen Modulationselementsteuerbedingung ändert. Infolgedessen wird ein dem räumlichen Lichtsignal 305 entsprechendes Muster in der Modulationseinheit des räumlichen Lichtmodulators 330 eingestellt.
Die Lichtquellentreibereinheit 374 weist einen Pulsgenerator (nicht dargestellt) und eine Treiberschaltung (nicht dargestellt) auf. Der Pulsgenerator erzeugt eine Pulsfolge, die mit einem zu übertragenden Signal in Beziehung steht, gemäß der von der Lichtübertragungsbedingungseinstelleinheit 372 empfangenen Lichtquellensteuerbedingung und moduliert die Treiberschaltung. Wenn die Kommunikationsvorrichtung, mit der kommuniziert werden soll, bestimmt ist, erzeugt der Pulsgenerator eine Pulsfolge, die mit einem zu übertragenden Signal in Beziehung steht, gemäß dem Inhalt der Kommunikation mit der Kommunikationsvorrichtung und moduliert die Treiberschaltung. Der Inhalt der Kommunikation mit der Kommunikationsvorrichtung wird beispielsweise über eine Eingabeeinrichtung (nicht dargestellt) eingegeben. Die Treiberschaltung steuert den Emitter 321 in einem Zustand an, in dem er gemäß der durch den Pulsgenerator erzeugten Pulsfolge moduliert wird. Das heißt, die Lichtquellentreibereinheit 374 steuert den Emitter 321 gemäß dem Pulsfolgenmuster entsprechend der Lichtquellensteuerbedingung an, die von der Lichtübertragungsbedingungseinstellungseinheit 372 empfangen wird, und emittiert das Laserlicht 301 vom Emitter 321. Infolgedessen wird die Modulationseinheit des räumlichen Lichtmodulators 330 mit dem kollimierten Strahl 302, der von dem Laserlicht 301 hergeleitet wird, gemäß dem Zeitpunkt bestrahlt, zu dem das Muster in der Modulationseinheit des räumlichen Lichtmodulators 330 eingestellt wird. Der kollimierte Strahl 302, der zur Modulationseinheit des räumlichen Lichtmodulators 330 emittiert wird, wird durch die Modulationseinheit des räumlichen Lichtmodulators 330 moduliert. Das modulierte Licht 303, das durch die Modulationseinheit des räumlichen Lichtmodulators 330 moduliert wird, wird als das räumliche Lichtsignal 305 übertragen, das mit dem auf der Modulationseinheit des räumlichen Lichtmodulators 330 angezeigten Muster in Beziehung steht.
Kommunikationsverfahren
Als nächstes wird ein Kommunikationsverfahren mit einer Vielzahl von Kommunikationszielen durch die Kommunikationsvorrichtung 3 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Hierbei wird das durch die Kommunikationsvorrichtung 3 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ausgeführte Kommunikationsverfahren und das durch die Kommunikationsvorrichtung eines Vergleichsbeispiels ausgeführte Kommunikationsverfahren im Vergleich beschrieben. Die Kommunikationsvorrichtung des Vergleichsbeispiels hat nur einen für eine Kommunikation verwendeten Kanal.
16 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Beschreiben eines durch die Kommunikationsvorrichtung 3 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ausgeführten Kommunikationsverfahrens. Die linke Seite des großen Pfeils in der Mitte zeigt ein Beispiel einer Kommunikation zwischen der Kommunikationsvorrichtung 3 und der Vielzahl von Kommunikationsvorrichtungen 300, mit denen kommuniziert werden soll, in der Abtastperiode. Die rechte Seite des großen Pfeils in der Mitte zeigt ein Beispiel einer Kommunikation zwischen der Kommunikationsvorrichtung 3 und der Vielzahl von Kommunikationsvorrichtungen 300, mit denen kommuniziert werden soll, in der Kommunikationsperiode.
In der Abtastperiode überträgt die Kommunikationsvorrichtung 3 das räumliche Lichtsignal des ersten Projektionsmusters. Beim Empfang der räumlichen Lichtsignale von den Kommunikationsvorrichtungen 300 (T1 bis T4), mit denen kommuniziert werden soll, identifiziert die Kommunikationsvorrichtung 3 die Richtungen der jeweiligen Kommunikationsvorrichtungen 300 gemäß den Eintreffrichtungen der räumlichen Lichtsignale. Wenn die jeweiligen Richtungen der Kommunikationsvorrichtungen 300 identifiziert werden, weist die Kommunikationsvorrichtung 3 die Kanäle (ch1 bis ch4) den Signalen zu, die von den räumlichen Lichtsignalen von den jeweiligen Kommunikationsvorrichtungen 300 (T1 bis T4) hergeleitet werden, und geht in die Kommunikationsperiode über.
In der Kommunikationsperiode überträgt die Kommunikationsvorrichtung 3 ein räumliches Lichtsignal eines zweiten Projektionsmusters mit einer kleineren Projektionsfläche als diejenige des ersten Projektionsmusters an jede der Kommunikationsvorrichtungen 300 (T1 bis T4). Da die Lichtübertragungsrichtung in der Kommunikationsperiode eingeengt ist, kann die Energie des zu übertragenden räumlichen Lichtsignals größer gemacht werden als in der Abtastperiode. Die Kommunikationsvorrichtung 3 kommuniziert mit jeder der Vielzahl von Kommunikationsvorrichtungen 300 durch Verarbeiten eines Signals, das von einem räumlichen Lichtsignal von jeder der Kommunikationsvorrichtungen 300 auf einem Kanal hergeleitet wird, der jeder der Kommunikationsvorrichtungen 300 zugewiesen ist.
17 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Beschreiben eines durch eine Kommunikationsvorrichtung 390 des Vergleichsbeispiels ausgeführten Kommunikationsverfahrens. Die linke Seite des großen Pfeils in der Mitte zeigt ein Beispiel einer Kommunikation zwischen der Kommunikationsvorrichtung 390 und der Vielzahl von Kommunikationsvorrichtungen 395, mit denen kommuniziert werden soll, in der Abtastperiode. Die rechte Seite des großen Pfeils in der Mitte zeigt ein Beispiel einer Kommunikation zwischen der Kommunikationsvorrichtung 390 und der Vielzahl von Kommunikationsvorrichtungen 395, mit denen kommuniziert werden soll, in der Kommunikationsperiode.
In der Abtastperiode überträgt die Kommunikationsvorrichtung 390 das räumliche Lichtsignal, während sie die Lichtübertragungsrichtung ändert. Daher erreicht das räumliche Lichtsignal von der Kommunikationsvorrichtung 395 sequentiell jede der Vielzahl von Kommunikationsvorrichtungen 390 (C1 bis C4). Ähnlicherweise überträgt jede der Vielzahl von Kommunikationsvorrichtungen 395 das räumliche Lichtsignal, während sich die Lichtübertragungsrichtung ändert. Die Kommunikationsvorrichtung 390 empfängt das räumliche Lichtsignal von jeder der mehreren Kommunikationsvorrichtungen 395 einzeln. Die Kommunikationsvorrichtung 390 identifiziert sequentiell die Position jeder Kommunikationsvorrichtung 395 basierend auf dem räumlichen Lichtsignal von jeder der Vielzahl von Kommunikationsvorrichtungen 300. In dieser Phase wird die Kommunikation zwischen der Kommunikationsvorrichtung 390 und jeder der Vielzahl von Kommunikationsvorrichtungen 395 (C1 bis C4) eingerichtet, und das Verfahren geht in die Kommunikationsperiode über. Wie vorstehend beschrieben wurde, benötigt das Verfahren des Vergleichsbeispiels, da die Kommunikation mit den einzelnen Kommunikationsvorrichtungen 395 (C1 bis C4) sequentiell eingerichtet wird, mehr Zeit zum Einrichten der Kommunikation im Vergleich zum Kommunikationsverfahren der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform.
In der Kommunikationsperiode überträgt die Kommunikationsvorrichtung 390 das räumliche Lichtsignal sequentiell an jede der Kommunikationsvorrichtungen 395 (C1 bis C4). Die Kommunikationsvorrichtung 390 empfängt Signale, die von den räumlichen Lichtsignalen von den einzelnen Kommunikationsvorrichtungen 395 (C1 bis C4) hergeleitet sind, im Zeitmultiplexverfahren und verarbeitet die Signale in einem einzigen Kanal (ch1), wobei eine Kommunikation mit jeder der Vielzahl von Kommunikationsvorrichtungen 300 erfolgt. Daher ist es im Vergleichsbeispiel notwendig, ein System mit einer sehr hohen Übertragungsgeschwindigkeit zu konfigurieren, um eine ähnliche Kommunikationsgeschwindigkeit wie in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform zu erreichen.
Wie vorstehend beschrieben wurde, weist die Kommunikationsvorrichtung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform die Lichtempfangseinheit, die Lichtübertragungseinheit und die Lichtübertragungssteuereinheit auf. Die Lichtempfangseinheit weist ein Sensorarray, eine Linse und eine Empfangseinheit auf. Die Linse sammelt das räumliche Lichtsignal. Das Sensorarray weist mehrere Lichtempfänger auf, die das durch die Linsen gesammelte räumliche Lichtsignal empfangen. Die Empfangseinheit integriert das elektrische Signal, das von dem räumlichen Lichtsignal hergeleitet wird, das durch jeden der mehreren Lichtempfänger empfangen wird, und wählt gemäß einem Spannungswert des integrierten elektrischen Signals einen Lichtempfänger aus, der das räumliche Lichtsignal empfängt. Die Lichtübertragungseinheit überträgt das zweite räumliche Lichtsignal gemäß dem ersten räumlichen Lichtsignal, das durch die Lichtempfangseinheit empfangen wird. Die Lichtübertragungssteuereinheit steuert die Lichtübertragungseinheit gemäß dem ersten räumlichen Lichtsignal, das durch die Lichtempfangseinheit empfangen wird, und veranlasst die Lichtübertragungseinheit, das zweite räumliche Lichtsignal an das Kommunikationsziel zu übertragen, das die Lichtübertragungsquelle des ersten räumlichen Lichtsignals ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform veranlasst die Lichtübertragungssteuereinheit die Lichtübertragungseinheit, das zweite räumliche Lichtsignal im ersten Projektionsmuster in einer Abtastperiode zu übertragen, in der mindestens ein Kommunikationsziel abgetastet wird. In einer Kommunikationsperiode, in der eine Kommunikation mit mindestens einem Kommunikationsziel ausgeführt wird, veranlasst die Lichtübertragungssteuereinheit die Lichtübertragungseinheit, das zweite räumliche Lichtsignal in Richtung zum Kommunikationsziel in einem zweiten Projektionsmuster zu übertragen, das kleiner ist als das erste Projektionsmuster.
Gemäß dem Kommunikationsverfahren der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann eine Kommunikation mit dem Kommunikationsziel mit einer hohen Geschwindigkeit hergestellt werden, da die Richtungen, aus denen die Vielzahl der räumlichen Lichtsignale ankommt, sofort identifiziert werden können. Gemäß dem Kommunikationsverfahren der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann, da die Kommunikation mit einer Vielzahl von Kommunikationszielen gleichzeitig ausgeführt werden kann, die Übertragungsgeschwindigkeit des Kommunikationssystems auf einen niedrigen Wert eingestellt werden.
Vierte beispielhafte Ausführungsform
Als nächstes wird eine Lichtempfangsvorrichtung gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Lichtempfangsvorrichtung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform hat eine Konfiguration, die durch Vereinfachen der Lichtempfangsvorrichtungen der ersten und der zweiten beispielhaften Ausführungsformen erhalten wird.
18 zeigt ein Konzeptdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Lichtempfangsvorrichtung 40 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform. Die Lichtempfangsvorrichtung 40 weist ein Sensorarray 41, eine Linse 42 und eine Empfangseinheit 43 auf.
Die Linse 42 sammelt das räumliche Lichtsignal. Das Sensorarray 41 weist mehrere Lichtempfänger 410 auf, die das durch die Linse 42 gesammelte räumliche Lichtsignal empfangen. Die Empfangseinheit 43 integriert das elektrische Signal, das von dem räumlichen Lichtsignal hergeleitet wird, das durch jeden der mehreren Lichtempfänger 410 empfangen wird, und empfängt das räumliche Lichtsignal gemäß dem Spannungswert des integrierten elektrischen Signals.
Die Lichtempfangsvorrichtung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform empfängt das durch die Linse gesammelte räumliche Lichtsignal durch mindestens einen der mehreren Lichtempfänger. Die Lichtempfangsvorrichtung gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform integriert das elektrische Signal, das von dem räumlichen Lichtsignal hergeleitet wird, das durch jeden der mehreren Lichtempfänger empfangen wird, um die Spannung des elektrischen Signals auf einen messbaren Pegel einzustellen. Dann empfängt die Lichtempfangsvorrichtung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform das räumliche Lichtsignal gemäß dem integrierten Spannungswert des elektrischen Signals.
Gemäß der Lichtempfangsvorrichtung der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform können räumliche Lichtsignale, die aus verschiedenen Richtungen ankommen, effizient empfangen werden.
Hardware
Hier wird eine Hardwarekonfiguration zum Ausführen einer Verarbeitung des Steuersystems (Empfangseinheit 13, Steuerschaltung 16, Lichtübertragungssteuereinheit 37 und dergleichen) gemäß jeder beispielhaften Ausführungsform unter Verwendung einer Informationsverarbeitungseinrichtung 90 von 19 als ein Beispiel beschrieben. Die Informationsverarbeitungseinrichtung 90 in 19 ist ein Konfigurationsbeispiel zum Ausführen einer Verarbeitung des Steuersystems jeder beispielhaften Ausführungsform und schränkt den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht ein.
Wie in 19 dargestellt ist, weist die Informationsverarbeitungseinrichtung 90 einen Prozessor 91, eine Hauptspeichereinrichtung 92, eine Hilfsspeichereinrichtung 93, eine Ein-/Ausgabeschnittstelle 95 und eine Kommunikationsschnittstelle 96 auf. In 19 ist die Schnittstelle als eine Schnittstelle (I/F) abgekürzt. Der Prozessor 91, die Hauptspeichereinrichtung 92, die Hilfsspeichereinrichtung 93, die Ein-/Ausgabeschnittstelle 95 und die Kommunikationsschnittstelle 96 sind über einen Bus 98 für eine Datenkommunikation miteinander verbunden. Der Prozessor 91, die Hauptspeichereinrichtung 92, die Hilfsspeichereinrichtung 93 und die Ein-/Ausgabeschnittstelle 95 sind über die Kommunikationsschnittstelle 96 mit einem Netzwerk wie dem Internet oder einem Intranet verbunden.
Der Prozessor 91 entfaltet das in der Hilfsspeichereinrichtung 93 oder dergleichen gespeicherte Programm in der Hauptspeichereinrichtung 92 und führt das entfaltete Programm aus. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann ein in der Informationsverarbeitungseinrichtung 90 installiertes Softwareprogramm verwendet werden. Der Prozessor 91 führt eine Verarbeitung durch das Steuersystem gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform aus.
Die Hauptspeichereinrichtung 92 weist einen Bereich auf, in dem ein Programm entfaltet wird. Die Hauptspeichereinrichtung 92 kann ein flüchtiger Speicher sein, wie z.B. ein dynamischer Direktzugriffsspeicher (DRAM). Ein nichtflüchtiger Speicher, wie ein magnetoresistiver Direktzugriffsspeicher (MRAM), kann als Hauptspeicher 92 konfiguriert und hinzugefügt werden.
Die Hilfsspeichereinrichtung 93 speichert verschiedene Datenelemente. Die Hilfsspeichereinrichtung 93 weist eine lokale Festplatte wie eine Harddisk oder einen Flash-Speicher auf. Verschiedene Datenelemente können in der Hauptspeichereinrichtung 92 gespeichert werden, und die Hilfsspeichereinrichtung 93 kann weggelassen werden.
Die Ein-/Ausgabeschnittstelle 95 ist eine Schnittstelle, die die Informationsverarbeitungseinrichtung 90 mit einem peripheren Gerät verbindet. Die Kommunikationsschnittstelle 96 ist eine Schnittstelle, die eine Verbindung zu einem externen System oder einem Gerät über ein Netzwerk wie das Internet oder ein Intranet gemäß einem Standard oder einer Spezifikation herstellt. Die Ein-/Ausgabeschnittstelle 95 und die Kommunikationsschnittstelle 96 können gemeinsam als eine Schnittstelle genutzt werden, die mit einem externen Gerät verbunden ist.
Eine Eingabeeinrichtung wie eine Tastatur, eine Maus oder ein Touchpanel kann je nach Bedarf mit der Informationsverarbeitungseinrichtung 90 verbunden werden. Diese Eingabeeinrichtungen werden zum Eingeben von Information und Einstellungen verwendet. Wenn das Touchpanel als Eingabeeinrichtung verwendet wird, kann der Anzeigebildschirm auch als Schnittstelle der Eingabeeinrichtung dienen. Die Datenkommunikation zwischen dem Prozessor 91 und der Eingabeeinrichtung kann über die Ein-/Ausgabeschnittstelle 95 vermittelt werden.
Die Informationsverarbeitungseinrichtung 90 kann eine Anzeigeeinrichtung aufweisen, die Information anzeigt. In einem Fall, in dem eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist, weist die Informationsverarbeitungseinrichtung 90 vorzugsweise eine Anzeigesteuereinrichtung (nicht dargestellt) auf, die die Anzeige der Anzeigeeinrichtung steuert. Die Anzeigeeinrichtung kann über die Ein-/Ausgabeschnittstelle 95 mit der Informationsverarbeitungseinrichtung 90 verbunden sein.
Die vorstehende Implementierung ist ein Beispiel einer Hardwarekonfiguration zum Ermöglichen einer Verarbeitung durch das Steuersystem gemäß jeder der beispielhaften Ausführungsformen. Die Hardwarekonfiguration von 19 ist ein Beispiel einer Hardwarekonfiguration zum Ausführen der arithmetischen Verarbeitung des Steuersystems gemäß jeder beispielhaften Ausführungsform und schränkt den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht ein. Ein Programm, das einen Computer veranlasst, eine Verarbeitung des Steuersystems gemäß jeder beispielhaften Ausführungsform auszuführen, fällt ebenfalls in den Umfang der vorliegenden Erfindung. Ein Aufzeichnungsmedium, auf dem das Programm gemäß jeder beispielhaften Ausführungsform aufgezeichnet ist, fällt ebenfalls in den Umfang der vorliegenden Erfindung. Das Aufzeichnungsmedium kann z.B. durch ein optisches Aufzeichnungsmedium wie eine Compact Disc (CD) oder eine Digital Versatile Disc (DVD) realisiert werden. Das Aufzeichnungsmedium kann durch ein Halbleiter-Aufzeichnungsmedium wie einen USB- (Universal Serial Bus) Speicher oder eine SD-(Secure Digital) Karte, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium wie eine flexible Platte oder ein anderes Aufzeichnungsmedium realisiert werden.
Die Komponenten des Steuersystems jeder beispielhaften Ausführungsform können auf eine beliebige Weise kombiniert werden. Die Komponenten des Steuersystems jeder beispielhaften Ausführungsform können durch Software oder durch eine Schaltung realisiert werden.
Obgleich die vorliegende Erfindung unter Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Für Fachleute ist ersichtlich, dass innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung verschiedene Modifikationen an der Konfiguration und den Details der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der am 1. Juli 2020 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-113680 , deren Offenbarung hierin vollständig durch Bezugnahme aufgenommen ist, und beansprucht deren Priorität.
Bezugszeichenliste

3: Kommunikationsvorrichtung
10, 20, 40: Lichtempfangsvorrichtung
11, 21: Sensorarray
12, 22: Linse
13,23: Empfangseinheit
15: erste Verarbeitungsschaltung
16: Steuerschaltung
17: Auswahleinrichtung
18: zweite Verarbeitungsschaltung
35: Lichtübertragungseinheit
37: Lichtübertragungssteuereinheit
110,210: Lichtempfänger
151: Hochpassfilter
153: Verstärker
155: Integrator
211: Lichtleiter
320: Lichtquelle
321: Emitter
323: Kollimator
330: räumlicher Lichtmodulator
340: optisches Projektionssystem
346: Fourier-Transformationslinse
347: Blende
348: Projektionslinse
371: Lichtübertragungsbedingungsspeichereinheit
372: Lichtübertragungsbedingungseinstelleinheit
373: Modulatorsteuereinheit
374: Lichtquellentreibereinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2019186595 A [0005]
WO 2014/119103 A [0005]
JP 2002333407 A [0005]
JP 2020113680 [0109]

Claims

Lichtempfangsvorrichtung mit: einer Linse, die ein räumliches Lichtsignal sammelt; einem Sensorarray mit mehreren Lichtempfängern, die das durch die Linse gesammelte räumliche Lichtsignal empfangen; und einer Empfangseinheit, die dafür konfiguriert ist, ein elektrisches Signal zu integrieren, das vom räumlichen Lichtsignal hergeleitet wird, das von jedem der mehreren Lichtempfänger empfangen wird, und den Lichtempfänger, der das räumliche Lichtsignal empfängt, gemäß einem Spannungswert des integrierten elektrischen Signals auszuwählen.
Lichtempfangsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lichtempfangsflächen der mehreren Lichtempfänger in einem Array auf einer gleichen Ebene in einer gleichen Richtung angeordnet sind, und wobei die Lichtempfangsflächen der mehreren Lichtempfänger zwischen einer Hauptfläche und einer Brennfläche der Linse angeordnet sind.
Lichtempfangsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Empfangseinheit aufweist: eine Vielzahl von ersten Verarbeitungsschaltungen, die den mehreren jeweiligen Lichtempfängern zugeordnet sind, elektrische Signale verstärken, die von dem durch die mehreren jeweiligen Lichtempfänger empfangenen räumlichen Lichtsignal hergeleitet werden, und jedes der elektrischen Signale integrieren; eine Auswahleinrichtung, die die durch die ersten Verarbeitungsschaltungen verstärkten elektrischen Signale empfängt und die selektiv mindestens eines der empfangenen elektrischen Signale ausgibt; eine zweite Verarbeitungsschaltung, die das von der Auswahleinrichtung ausgegebene elektrische Signal decodiert; und eine Steuerschaltung, die dafür konfiguriert ist, einen Lichtempfänger, der das räumliche Lichtsignal empfängt, gemäß einem Spannungswert des elektrischen Signals auszuwählen, das durch jede der Vielzahl von ersten Verarbeitungsschaltungen integriert wird, und die Auswahleinrichtung zu veranlassen, das elektrische Signal vom ausgewählten Lichtempfänger einer beliebigen der Vielzahl von zweiten Verarbeitungsschaltungen zuzuordnen.
Lichtempfangsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei in einem Fall, in dem das räumliche Lichtsignal durch mehrere der einander benachbarten Lichtempfänger empfangen wird, die Steuerschaltung dafür konfiguriert ist, einen Lichtempfänger mit einem maximalen Spannungswert unter den Spannungswerten der elektrischen Signale, die durch die Vielzahl von ersten Verarbeitungsschaltungen integriert werden, als den Lichtempfänger auszuwählen, der das räumliche Lichtsignal empfängt.
Lichtempfangsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei in einem Fall, in dem das räumliche Lichtsignal von jeder einer Vielzahl von Lichtübertragungsquellen durch mehrere einander benachbarte Lichtempfänger empfangen wird, die Steuerschaltung dafür konfiguriert ist, einen Lichtempfänger, der das räumliche Lichtsignal für jede der Lichtübertragungsquellen empfängt, gemäß einem Spannungswert des elektrischen Signals auszuwählen, das durch jede der Vielzahl von ersten Verarbeitungsschaltungen integriert wird.
Lichtempfangsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei in einem Fall, in dem es der Steuerschaltung nicht erlaubt ist, einen Lichtempfänger, der das räumliche Lichtsignal für jede der Lichtübertragungsquellen empfängt, gemäß einem Spannungswert des elektrischen Signals auszuwählen, das durch jede der Vielzahl von ersten Verarbeitungsschaltungen integriert wird, die Steuerschaltung dafür konfiguriert ist, den gleichen Lichtempfänger zu veranlassen, das räumliche Lichtsignal für jede der Lichtübertragungsquellen im Zeitmultiplexverfahren zu empfangen.
Lichtempfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei das Sensorarray aufweist: eine Vielzahl von Lichtleitern, wobei jeder der Vielzahl von Lichtleitern der jeweiligen Lichtempfangsfläche jedes der mehreren Lichtempfänger zugeordnet ist und das räumliche Lichtsignal zu jeder Lichtempfangsfläche jedes der mehreren Lichtempfänger leitet.
Lichtempfangsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei jeder der Vielzahl von Lichtleitern eine Eintrittsfläche, auf die das räumliche Lichtsignal einfällt, und eine Austrittsfläche aufweist, von der ein auf die Eintrittsfläche einfallendes und geleitetes Lichtsignal emittiert wird, und wobei die Lichtleiter derart angeordnet sind, dass die Eintrittsflächen eine gleiche Ebene ohne einen Zwischenraum bilden, und wobei jeder der Vielzahl von Lichtleitern derart angeordnet ist, dass die Austrittsfläche der zugeordneten Lichtempfangsfläche zugewandt ist.
Kommunikationsvorrichtung, mit: einer Lichtempfangseinheit, die eine Linse, die ein von mindestens einem Kommunikationsziel übertragenes erstes räumliches Lichtsignal sammelt, ein Sensorarray, das mehrere Lichtempfänger aufweist, die das durch die Linse gesammelte erste räumliche Lichtsignal empfangen, und eine Empfangseinheit aufweist, die ein elektrisches Signal integriert, das von dem ersten räumlichen Lichtsignal abgeleitet wird, das durch jeden der mehreren Lichtempfänger empfangen wird, und einen Lichtempfänger, der das erste räumliche Lichtsignal empfängt, gemäß einem Spannungswert des integrierten elektrischen Signals auswählt; einer Lichtübertragungseinheit, die ein zweites räumliches Lichtsignal gemäß dem ersten räumlichen Lichtsignal überträgt, das durch die Lichtempfangseinheit empfangen wird; und einer Lichtübertragungssteuereinheit, die dafür konfiguriert ist, die Lichtübertragungseinheit gemäß dem durch die Lichtempfangseinheit empfangenen ersten räumlichen Lichtsignal zu steuern und die Lichtübertragungseinheit zu veranlassen, das zweite räumliche Lichtsignal an das Kommunikationsziel zu übertragen, das eine Lichtübertragungsquelle des ersten räumlichen Lichtsignals ist.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Lichtübertragungssteuereinheit dafür konfiguriert ist: die Lichtübertragungseinheit zu veranlassen, in einer Abtastperiode, in der mindestens ein Kommunikationsziel abgetastet wird, das zweite räumliche Lichtsignal in einem ersten Projektionsmuster zu übertragen; und die Lichtübertragungseinheit zu veranlassen, in einer Kommunikationsperiode, in der eine Kommunikation mit mindestens einem Kommunikationsziel ausgeführt wird, das zweite räumliche Lichtsignal in einem zweiten Projektionsmuster, das kleiner ist als das erste Projektionsmuster, in Richtung zu dem mindestens einen Kommunikationsziel zu übertragen.