JP2009260707A - Laser communication apparatus, laser communication system, and operation control method of the same - Google Patents

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英二 石山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To radiate rather safely the laser beam to a light-receiving part of a laser beam receiving apparatus. <P>SOLUTION: A camera 4 takes an image of the area within the range of imaging. When a laser beam receiving apparatus 10 is located within the range of imaging, location of the laser beam receiving apparatus 10 is detected. A laser apparatus 2 emits the laser beam La and this laser beam is reflected by a half-mirror 3. A rotation angle of the half-mirror 3 is controlled to guide the reflected laser beam of the half-mirror 3 to the laser beam receiving apparatus 10 located at the detected position. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は，レーザ通信装置およびレーザ通信システムならびにそれらの動作制御方法
に関する。 The present invention relates to a laser communication device, a laser communication system, and an operation control method thereof.

指向性の高いレーザ光を用いて通信する場合には，レーザ光受信装置の受光部にレーザ光を正確に照射させることが必要になる。このために，送信ビームをスキャニングして受信機を探索するものがある（特許文献１）。
特開平６−４６００５号公報 When communicating using laser light having high directivity, it is necessary to accurately irradiate the light receiving unit of the laser light receiving device with the laser light. For this purpose, there is one that searches for a receiver by scanning a transmission beam (Patent Document 1).
JP-A-6-46005

しかしながら，送信ビームをスキャニングすることは安全ではない。   However, it is not safe to scan the transmit beam.

この発明は，比較的安全にレーザ光をレーザ光受信装置の受光部に照射することを目的とする。   An object of the present invention is to irradiate a light receiving portion of a laser light receiving apparatus with laser light relatively safely.

第１の発明によるレーザ通信装置は，レーザ光を出射するレーザ装置，所定の撮像範囲を撮像し，撮像範囲の画像を表す画像データを出力する撮像装置，上記レーザ装置から出射されたレーザ光の方向を変更する変更装置，上記撮像装置によって撮像範囲が撮像されたことに応じて得られる撮像範囲内の画像を表す画像データにもとづいて，上記撮像範囲に存在し，かつ上記レーザ装置から出射したレーザ光を受光する移動自在なレーザ受光装置の位置を検出する位置検出手段，および上記位置検出手段によって検出された位置に存在する上記レーザ受光装置のレーザ光受光部をレーザ光が照射するように上記変更装置を制御する変更装置制御手段を備えていることを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser communication device for emitting laser light, an imaging device for imaging a predetermined imaging range and outputting image data representing an image in the imaging range, and a laser beam emitted from the laser device. A change device that changes the direction, and is present in the imaging range and emitted from the laser device based on image data representing an image in the imaging range obtained when the imaging range is imaged by the imaging device Position detecting means for detecting the position of a movable laser light receiving device that receives the laser light, and the laser light receiving portion of the laser light receiving device existing at the position detected by the position detecting means so that the laser light irradiates. A change device control means for controlling the change device is provided.

第１の発明は，上記レーザ通信装置に適した動作制御方法も提供している。すなわち，この方法は，レーザ装置が，レーザ光を出射し，撮像装置が，所定の撮像範囲を撮像し，撮像範囲の画像を表す画像データを出力し，変更装置が，上記レーザ装置から出射されたレーザ光の方向を変更し，位置検出手段が，上記撮像装置によって撮像範囲が撮像されたことに応じて得られる撮像範囲内の画像を表す画像データにもとづいて，上記撮像範囲に存在し，かつ上記レーザ装置から出射したレーザ光を受光する移動自在なレーザ受光装置の位置を検出し，変更装置制御手段が，上記位置検出手段によって検出された位置に存在する上記レーザ受光装置のレーザ光受光部をレーザ光が照射するように上記変更装置を制御するものである。   The first invention also provides an operation control method suitable for the laser communication apparatus. That is, in this method, the laser device emits laser light, the imaging device images a predetermined imaging range, outputs image data representing an image in the imaging range, and the changing device is emitted from the laser device. The direction of the laser beam is changed, and the position detecting means is present in the imaging range based on image data representing an image in the imaging range obtained in response to the imaging range being imaged by the imaging device, The position of the movable laser receiving device that receives the laser light emitted from the laser device is detected, and the changing device control means receives the laser light of the laser receiving device located at the position detected by the position detecting means. The changing device is controlled so that the laser beam is irradiated on the part.

第１の発明によると，所定の撮像範囲が撮像装置によって撮像されている。その撮像範囲に存在するレーザ光受光装置の位置が撮像された画像にもとづいて検出される。検出された位置に存在するレーザ受光装置のレーザ受光部をレーザ光が照射するように，レーザ装置からのレーザ光が変更装置によって変更させられる。第１の発明によると，撮像範囲にあるレーザ光受光装置の位置を，撮像した画像にもとづいて検出し，レーザ光受光装置のレーザ光受光部をレーザ光が照射するようにレーザ光の方向を変更しているので，比較的安全にレーザ光を受光させることができる。   According to the first invention, the predetermined imaging range is imaged by the imaging device. The position of the laser beam receiving device existing in the imaging range is detected based on the captured image. The laser beam from the laser device is changed by the changing device so that the laser beam is irradiated onto the laser receiving unit of the laser receiving device existing at the detected position. According to the first invention, the position of the laser light receiving device in the imaging range is detected based on the captured image, and the direction of the laser light is adjusted so that the laser light receiving portion of the laser light receiving device is irradiated with the laser light. Since it is changed, the laser beam can be received relatively safely.

上記レーザ光受信装置のレーザ受光部近傍にマークがある場合には，上記マークを，上記撮像装置を用いて撮像されることにより得られるマーク画像にもとづいて，上記撮像装置から上記レーザ光受光装置までの距離を算出する算出手段をさらに備えてもよい。この場合，上記変更装置制御手段は，上記算出手段によって算出された距離と上記位置検出手段によって検出された位置とにもとづいて，上記変更装置を制御するものとなろう。   When there is a mark in the vicinity of the laser light receiving portion of the laser light receiving device, the mark is obtained from the image pickup device by using the image pickup device to pick up the mark from the image pickup device to the laser light receiving device. A calculating means for calculating the distance up to may be further provided. In this case, the changing device control means will control the changing device based on the distance calculated by the calculating means and the position detected by the position detecting means.

上記レーザ光受光装置には，上記レーザ光受光部近傍に発光装置が設けられている場合には，上記レーザ通信装置は，上記発光装置の発光状況にもとづいて，上記発光装置におけるレーザ光の受光状況を検出する受光状況検出手段をさらに備えてもよい。   When the laser light receiving device is provided with a light emitting device in the vicinity of the laser light receiving unit, the laser communication device receives the laser light in the light emitting device based on the light emission status of the light emitting device. You may further provide the light reception condition detection means which detects a condition.

第２の発明は，請求項１に記載のレーザ通信装置が少なくとも２つあるレーザ通信システムについてのものである。このレーザ通信システムにおいて，上記少なくとも２つのレーザ通信装置のうちの第１のレーザ通信装置に含まれている撮像装置の撮像範囲である第１の撮像範囲と上記少なくとも２つのレーザ通信装置のうちの第２のレーザ通信装置に含まれている撮像装置の撮像範囲である第２の撮像範囲とが一部分重複しており，上記第１のレーザ通信装置における第１の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置が移動しているかどうかを判定する移動判定手段，第１のレーザ通信装置における第１の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置と第２のレーザ制御装置における第２の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置とが同一位置に存在するかどうかを判定する同一位置判定手段，上記移動判定手段により，レーザ光受光装置が移動していると判定された場合において，上記第１の撮像範囲と上記第２の撮像範囲との重複範囲にレーザ光受光装置が入ったことに応じて，レーザ光受光装置が上記第１の撮像範囲から外れる前に上記第１のレーザ通信装置に含まれている第１のレーザ装置からのレーザ光の出射が終了しないかどうかを判定する終了判定手段，および上記レーザ光受光装置が上記第１の撮像範囲から外れる前に上記第１のレーザ通信装置に含まれているレーザ装置である第１のレーザ装置からのレーザ光の出射が終了しないと判定されたことに応じて，第２のレーザ通信装置に含まれているレーザ装置である第２のレーザ装置からのレーザ光の出射に切り換えるように上記第1のレーザ装置および上記第２のレーザ装置を制御するレーザ制御手段を備えていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a laser communication system having at least two laser communication apparatuses according to claim 1. In the laser communication system, a first imaging range which is an imaging range of an imaging device included in the first laser communication device of the at least two laser communication devices and the at least two laser communication devices. The second imaging range, which is the imaging range of the imaging device included in the second laser communication device, partially overlaps, and laser light reception that exists in the first imaging range in the first laser communication device Movement determination means for determining whether or not the apparatus is moving, a laser light receiving device existing in the first imaging range in the first laser communication device, and a laser existing in the second imaging range in the second laser control device The same position determining means for determining whether or not the light receiving device is present at the same position, and the movement determining means determined that the laser light receiving device is moving. In response to the laser light receiving device entering the overlapping range of the first image capturing range and the second image capturing range, the laser light receiving device is moved out of the first image capturing range before the first image capturing range is removed. End determination means for determining whether or not the emission of laser light from the first laser device included in one laser communication device is not completed, and before the laser light receiving device is out of the first imaging range. Included in the second laser communication device when it is determined that the emission of the laser beam from the first laser device, which is a laser device included in the first laser communication device, does not end. It is characterized by comprising laser control means for controlling the first laser device and the second laser device so as to switch to emission of laser light from a second laser device which is a laser device.

第２の発明は，上記レーザ通信システムに適した動作制御方法も提供している。すなわち，この方法は，請求項１に記載のレーザ通信装置が少なくとも２つあるレーザ通信システムの動作制御方法であり，上記少なくとも２つのレーザ通信装置のうちの第１のレーザ通信装置に含まれている撮像装置の撮像範囲である第１の撮像範囲と上記少なくとも２つのレーザ通信装置のうちの第２のレーザ通信装置に含まれている撮像装置の撮像範囲である第２の撮像範囲とが一部分重複しており，移動判定手段が，上記第１のレーザ通信装置における第１の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置が移動しているかどうかを判定し，同一位置判定手段が，第１のレーザ通信装置における第１の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置と第２のレーザ制御装置における第２の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置とが同一位置に存在するかどうかを判定し，終了判定手段が，上記移動判定手段により，レーザ光受光装置が移動していると判定された場合において，上記第１の撮像範囲と上記第２の撮像範囲との重複範囲にレーザ光受光装置が入ったことに応じて，レーザ光受光装置が上記第１の撮像範囲から外れる前に上記第１のレーザ通信装置に含まれている第１のレーザ装置からのレーザ光の出射が終了しないかどうかを判定し，レーザ制御手段が，上記レーザ光受光装置が上記第１の撮像範囲から外れる前に上記第１のレーザ通信装置に含まれているレーザ装置である第１のレーザ装置からのレーザ光の出射が終了しないと判定されたことに応じて，第２のレーザ通信装置に含まれているレーザ装置である第２のレーザ装置からのレーザ光の出射に切り換えるように上記第１のレーザ装置および上記第２のレーザ装置を制御するものである。   The second invention also provides an operation control method suitable for the laser communication system. That is, this method is an operation control method of a laser communication system having at least two laser communication apparatuses according to claim 1, and is included in a first laser communication apparatus of the at least two laser communication apparatuses. A first imaging range that is an imaging range of the imaging device that is present and a second imaging range that is an imaging range of the imaging device included in the second laser communication device of the at least two laser communication devices The movement determination means determines whether or not the laser light receiving device existing in the first imaging range in the first laser communication apparatus is moving, and the same position determination means is the first laser. The laser light receiving device present in the first imaging range in the communication device and the laser light receiving device present in the second imaging range in the second laser control device are present at the same position. When the end determination means determines that the laser light receiving device is moving by the movement determination means, the end determination means falls within the overlapping range of the first imaging range and the second imaging range. In response to the laser light receiving device being entered, the laser light receiving device emits laser light from the first laser device included in the first laser communication device before the laser light receiving device is out of the first imaging range. The first laser which is a laser device included in the first laser communication device before the laser beam receiving device is out of the first imaging range. In response to the determination that the emission of the laser beam from the apparatus does not end, the above-described operation is switched to the emission of the laser beam from the second laser apparatus which is a laser apparatus included in the second laser communication apparatus. And it controls the laser device and the second laser device 1.

第２の発明によると，レーザ光受光装置が第１の撮像範囲を移動して第１の撮像範囲と第２の撮像範囲との重複範囲に入ったかどうかが判定される。重複範囲に入ると，レーザ光受光装置が第１の撮像範囲から外れる前に第１のレーザ通信装置からのレーザ光の出射が終了しないかどうかが判定される。終了しない場合には，第１のレーザ通信装置に含まれるレーザ装置によるレーザ光の出射から第２のレーザ通信装置に含まれるレーザ装置によるレーザ光の出射に切り換えられる。レーザ光受光装置が撮像範囲を超えて移動する場合でもレーザ光の受信を継続できる。   According to the second invention, it is determined whether or not the laser light receiving device has moved within the first imaging range and entered the overlapping range of the first imaging range and the second imaging range. When entering the overlapping range, it is determined whether or not the emission of the laser light from the first laser communication device is not completed before the laser light receiving device is out of the first imaging range. If not finished, the laser beam is emitted from the laser device included in the first laser communication device to the laser beam emitted from the laser device included in the second laser communication device. Even when the laser light receiving device moves beyond the imaging range, it is possible to continue receiving the laser light.

図１は，この発明の実施例によるレーザ通信装置１の概要を示している。   FIG. 1 shows an outline of a laser communication apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.

レーザ通信装置１には，レーザ光Ｌａを出射するレーザ装置２，ハーフ・ミラー３およびカメラ（撮像装置）４が含まれている。図１において下方には，レーザ装置２から出射されたレーザ光Ｌａを受光するためのレーザ光受光装置10が存在している。レーザ通信装置１は，固定されているが（ハーフ・ミラー４は後述のように，２つの軸を中心として回転自在である），レーザ光受光装置10は，移動自在である。もっともレーザ光受光装置10も固定されていてもよい。   The laser communication device 1 includes a laser device 2 that emits laser light La, a half mirror 3, and a camera (imaging device) 4. In FIG. 1, there is a laser light receiving device 10 for receiving the laser light La emitted from the laser device 2. Although the laser communication device 1 is fixed (the half mirror 4 is rotatable around two axes as will be described later), the laser light receiving device 10 is movable. Of course, the laser light receiving device 10 may also be fixed.

カメラ４は，破線IMで示されている範囲を撮像できる。撮像範囲内に設けられているのはハーフ・ミラー３なのでハーフ・ミラー３の先にあるレーザ光受光装置10であっても，撮像範囲にあればレーザ受光装置10をハーフ・ミラー３の裏側から撮像できる。ハーフ・ミラー３は，レーザ装置２から出射されたレーザ光Ｌａの方向を変える。   The camera 4 can image a range indicated by a broken line IM. Since the half mirror 3 is provided in the imaging range, even if the laser light receiving device 10 is located at the tip of the half mirror 3, the laser receiving device 10 can be seen from the back side of the half mirror 3 if it is within the imaging range. Can be imaged. The half mirror 3 changes the direction of the laser light La emitted from the laser device 2.

カメラ４によって撮像範囲の被写体が撮像され，撮像された被写体像の中にレーザ受光装置10が存在すると，そのレーザ受光装置10の位置が検出される。レーザ装置２から出射されたレーザ光Ｌａがレーザ光受光装置10の受光部に入射するように，ハーフ・ミラー３の回転角度が決定される。レーザ光Ｌａの指向性が高くても，レーザ受光装置10がレーザ光を受光できる。詳しくは，以下の説明によって明らかとなろう。   A subject in the imaging range is picked up by the camera 4 and when the laser light receiving device 10 is present in the picked up subject image, the position of the laser light receiving device 10 is detected. The rotation angle of the half mirror 3 is determined so that the laser light La emitted from the laser device 2 enters the light receiving portion of the laser light receiving device 10. Even if the directivity of the laser beam La is high, the laser receiving device 10 can receive the laser beam. Details will be clear from the following explanation.

図２は，ハーフ・ミラー３を備えた変更装置７の断面図である。   FIG. 2 is a sectional view of the changing device 7 provided with the half mirror 3.

変更装置７の中央部分に，ほぼ正方形のハーフ・ミラー３が設けられている。このハーフ・ミラー３には，中心を通るように水平方向に水平軸３Ａが形成されている。   A substantially square half mirror 3 is provided in the central portion of the changing device 7. The half mirror 3 is formed with a horizontal axis 3A in the horizontal direction so as to pass through the center.

ハーフ・ミラー３の外側には，ハーフ・ミラー３を囲むように，内側がくりぬかれたほぼ正方形の第１の支持枠５が設けられている。第１の支持枠５の左右の側辺の中央部分には軸受け５Ａが形成されている。ハーフ・ミラー３の水平軸３Ａが第１の支持枠５の軸受け５Ａに入りこみ，ハーフ・ミラー３は，水平軸３Ａを中心として回転自在に第１の支持枠５に保持されている。第１の支持枠５の上下の辺の中央部分には，鉛直方向に鉛直軸３Ｂが形成されている。   A substantially square first support frame 5 is provided outside the half mirror 3 so as to surround the half mirror 3. A bearing 5 </ b> A is formed in the central portion of the left and right sides of the first support frame 5. The horizontal axis 3A of the half mirror 3 enters the bearing 5A of the first support frame 5, and the half mirror 3 is held by the first support frame 5 so as to be rotatable about the horizontal axis 3A. A vertical axis 3 </ b> B is formed in the vertical direction at the center of the upper and lower sides of the first support frame 5.

第１の支持枠５の外側には，第１の支持枠５を囲むように，内側がくりぬかれたほぼ正方形の第２の支持枠６が設けられている。第２の支持枠６の上下の辺の中央部分には，軸受け６Ａが形成されている。第１の支持枠５の鉛直軸５Ｂが第２の支持枠６の軸受け６Ａに入り込み，第１の支持枠５は，鉛直軸５Ｂを中心として回転自在に第２の支持枠６に保持されている。   A substantially square second support frame 6 is provided outside the first support frame 5 so as to surround the first support frame 5. A bearing 6 </ b> A is formed at the center of the upper and lower sides of the second support frame 6. The vertical shaft 5B of the first support frame 5 enters the bearing 6A of the second support frame 6, and the first support frame 5 is held by the second support frame 6 so as to be rotatable about the vertical shaft 5B. Yes.

ハーフ・ミラー３が水平軸３Ａを中心に回転し，第１の支持枠５が鉛直軸５Ｂを中心に回転することにより，ハーフ・ミラー３に入射したレーザ光Ｌａを含む平面を考えたときに，その平面と同じ平面内に反射させるだけでなく，異なる平面内に反射できるようになることが理解できよう。   When the half mirror 3 rotates about the horizontal axis 3A and the first support frame 5 rotates about the vertical axis 5B, a plane including the laser beam La incident on the half mirror 3 is considered. , It will be understood that it will be able to reflect not only in the same plane as that plane, but also in a different plane.

図３および図４は，ハーフ・ミラー３に入射するレーザ光Ｌａと反射するレーザ光Ｌａ１との関係を示している。   3 and 4 show the relationship between the laser beam La incident on the half mirror 3 and the reflected laser beam La1.

図３においては，ハーフ・ミラー３は，第１の支持枠５に形成されている鉛直軸５Ｂを中心に回転する様子を示している（第１の支持枠５，鉛直軸５Ｂは図示略）。ハーフ・ミラー３は，鉛直軸５Ｂを中心に回転し，入射レーザ光Ｌａと反射レーザ光Ｌａ１とは図面に対して平行な平面内に存在することとなる。   In FIG. 3, the half mirror 3 is shown rotating around a vertical axis 5B formed on the first support frame 5 (the first support frame 5 and the vertical axis 5B are not shown). . The half mirror 3 rotates about the vertical axis 5B, and the incident laser beam La and the reflected laser beam La1 exist in a plane parallel to the drawing.

図４においては，ハーフ・ミラー３は，ハーフ・ミラー３に形成されている水平軸３Ａを中心に回転する様子を示している。入射レーザ光Ｌａと反射レーザ光Ｌａ２とは，図３における入射レーザ光Ｌａと反射レーザ光Ｌａ１とが含まれる平面とは異なる平面内に存在することとなる。   In FIG. 4, the half mirror 3 is shown rotating about a horizontal axis 3 </ b> A formed on the half mirror 3. The incident laser beam La and the reflected laser beam La2 are present in a plane different from the plane including the incident laser beam La and the reflected laser beam La1 in FIG.

図３および図４に示すようにハーフ・ミラー３が水平軸３Ａおよび鉛直軸５Ｂを中心に回転できるので，撮像範囲のどの場所にレーザ受光装置10があっても反射レーザ光をレーザ受光装置10に入射させることができる。   As shown in FIGS. 3 and 4, since the half mirror 3 can rotate around the horizontal axis 3A and the vertical axis 5B, the reflected laser beam is sent to the laser light receiving device 10 no matter where the laser light receiving device 10 is in the imaging range. Can be made incident.

図５は，レーザ通信装置１の電気的構成を示すブロック図である。   FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of the laser communication apparatus 1.

レーザ通信装置１には，上述のように，ハーフ・ミラー３を備えた変更装置７が含まれている。上述した水平軸３Ａは第１の駆動回路11によって，鉛直軸５Ｂは第２の駆動回路12によって，それぞれ駆動させられる。これらの第１の駆動回路11および第２の駆動回路12は，駆動制御回路13によって駆動量（軸の回転量）が制御させられる。   As described above, the laser communication device 1 includes the changing device 7 having the half mirror 3. The horizontal axis 3A is driven by the first drive circuit 11, and the vertical axis 5B is driven by the second drive circuit 12. The first drive circuit 11 and the second drive circuit 12 are controlled in drive amount (shaft rotation amount) by a drive control circuit 13.

出力制御回路16によって，レーザ２のレーザ光出力が制御され，かつ変調制御回路17によって，レーザ光が変調させられる。レーザ光出力，変調制御により，レーザ光を用いたデータ通信ができるようになる。   The output control circuit 16 controls the laser beam output of the laser 2 and the modulation control circuit 17 modulates the laser beam. Data communication using laser light becomes possible by laser light output and modulation control.

カメラ４によって撮像された画像信号は，信号処理回路14に入力する。信号処理回路14においてアナログ信号処理，アナログ／ディジタル変換，ディジタル信号処理が行われる。信号処理回路14から出力された被写体像を表す画像データは，ターゲット探索回路21に入力する。   An image signal captured by the camera 4 is input to the signal processing circuit 14. The signal processing circuit 14 performs analog signal processing, analog / digital conversion, and digital signal processing. Image data representing the subject image output from the signal processing circuit 14 is input to the target search circuit 21.

図６は，被写体像の一例である。   FIG. 6 is an example of a subject image.

撮像によって得られた被写体像40の中からターゲットであるレーザ受光装置10の画像41が検出される。検出された画像41からレーザ受光装置10の受光部42の位置（ｘ，ｙ）が計算される。   An image 41 of the laser receiving device 10 that is the target is detected from the subject image 40 obtained by imaging. From the detected image 41, the position (x, y) of the light receiving unit 42 of the laser light receiving device 10 is calculated.

図７は，回転軸の回転角度を示している。   FIG. 7 shows the rotation angle of the rotating shaft.

上述したように水平軸３Ａと鉛直軸５Ｂとがあり，それぞれの軸の回転角度が規定されている。回転軸は，位置ごとにあらかじめ決められている。たとえば，レーザ受光装置10の受光部が（ｘ１，ｙ１）にある場合には，水平軸３Ａの回転角度はθ11，鉛直軸５Ｂの回転角度はθ21である。レーザ受光装置10の受光部が他の位置にあった場合も同様である。   As described above, there are the horizontal axis 3A and the vertical axis 5B, and the rotation angle of each axis is defined. The rotation axis is predetermined for each position. For example, when the light receiving portion of the laser light receiving device 10 is at (x1, y1), the rotation angle of the horizontal axis 3A is θ11, and the rotation angle of the vertical axis 5B is θ21. The same applies when the light receiving unit of the laser light receiving device 10 is at another position.

図５に戻って，レーザ受光装置10の受光部の画像が特定された被写体像を表すデータは，ターゲット位置計算回路22に入力する。ターゲット位置計算回路22において，レーザ受光装置10の受光部の位置（ｘ，ｙ）が計算される。   Returning to FIG. 5, data representing the subject image in which the image of the light receiving unit of the laser light receiving device 10 is specified is input to the target position calculation circuit 22. In the target position calculation circuit 22, the position (x, y) of the light receiving portion of the laser light receiving device 10 is calculated.

ターゲット位置計算回路22において計算された位置（ｘ，ｙ）を表すデータは，ミラー駆動量計算回路23に入力する。ミラー駆動量計算回路23には，図７に示したテーブルのデータも格納されている。このテーブルとレーザ受光装置10の受光部の位置（ｘ，ｙ）を表すデータとから，水平軸３Ａの回転角と鉛直軸５Ｂの回転角とが計算される。   Data representing the position (x, y) calculated in the target position calculation circuit 22 is input to the mirror drive amount calculation circuit 23. The mirror drive amount calculation circuit 23 also stores data of the table shown in FIG. From this table and data representing the position (x, y) of the light receiving portion of the laser light receiving device 10, the rotation angle of the horizontal axis 3A and the rotation angle of the vertical axis 5B are calculated.

レーザ通信装置１には，伝送時間推定回路24も含まれている。この伝送時間推定回路24は，レーザ受光装置10に送信すべきデータを，レーザ光を用いて送信した場合に，必要な時間を算出するものである。   The laser communication device 1 also includes a transmission time estimation circuit 24. The transmission time estimation circuit 24 calculates a necessary time when data to be transmitted to the laser light receiving device 10 is transmitted using laser light.

ストレージ25には，送信すべきデータが格納されており，送信データ管理装置26によって，送信すべきデータが読み出される。また，レーザ通信装置１には，データ通信のための通信装置27も含まれている。   Data to be transmitted is stored in the storage 25, and the data to be transmitted is read by the transmission data management device 26. The laser communication device 1 also includes a communication device 27 for data communication.

さらに，レーザ通信装置１には，オーバラップ領域記憶装置28，オーバラップ存在判定装置29および切り換え制御装置30も含まれている。これらの装置28〜30については後述する。   Further, the laser communication device 1 also includes an overlap area storage device 28, an overlap presence determination device 29, and a switching control device 30. These devices 28 to 30 will be described later.

図８は，レーザ通信装置１の処理手順を示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of the laser communication apparatus 1.

カメラ４によって，撮像範囲が撮像されて（ステップ61），撮像範囲内にある被写体像を表す画像データが得られる。被写体像の中からレーザ受光装置10の画像が検出される（ステップ62）。レーザ受光装置10の画像が検出されると（ステップ63でＹＥＳ），あらかじめ定められている撮像範囲におけるレーザ受光装置10の位置（受光部の位置）が算出される（ステップ64）。   An imaging range is imaged by the camera 4 (step 61), and image data representing a subject image within the imaging range is obtained. An image of the laser receiving device 10 is detected from the subject image (step 62). When the image of the laser light receiving device 10 is detected (YES in step 63), the position of the laser light receiving device 10 (the position of the light receiving unit) in a predetermined imaging range is calculated (step 64).

算出された位置にレーザ光Ｌａの反射光が入射するようにハーフ・ミラー３（変更装置７）が駆動される（ステップ65）。ハーフ・ミラー３の駆動が終了すると，レーザ装置２からレーザ光受光装置10に送信すべきデータを表すレーザ光の送信が開始する（ステップ66）。   The half mirror 3 (changing device 7) is driven so that the reflected light of the laser beam La is incident on the calculated position (step 65). When the driving of the half mirror 3 is completed, transmission of laser light representing data to be transmitted from the laser device 2 to the laser light receiving device 10 is started (step 66).

レーザ光の送信が行われている間（ステップ67でＹＥＳ），カメラ４により撮像範囲に撮像が繰り返され（ステップ68），被写体像の中からレーザ受光装置10の画像検出処理が行われる（ステップ69）。レーザ受光装置10の画像が見つけられなければ（ステップ70でＮＯ），レーザ光によるデータ送信が停止される（ステップ71）。再びステップ61からの処理が繰り返される。   While the laser beam is being transmitted (YES in step 67), the camera 4 repeats imaging in the imaging range (step 68), and image detection processing of the laser light receiving device 10 is performed from the subject image (step 68). 69). If no image of the laser light receiving device 10 is found (NO in step 70), data transmission by the laser beam is stopped (step 71). The processing from step 61 is repeated again.

レーザ受光装置10の画像が見つけられると（ステップ70でＹＥＳ），その前に見つけられたレーザ受光装置10の画像と比べられることにより，レーザ受光装置10が移動したかどうかが確認される（ステップ72）。移動していなければ（ステップ72でＮＯ），ステップ67から70までの処理が繰り返される。   When an image of the laser light receiving device 10 is found (YES in step 70), it is confirmed whether or not the laser light receiving device 10 has moved by being compared with the image of the laser light receiving device 10 found before (step 70). 72). If it has not moved (NO in step 72), the processing from step 67 to 70 is repeated.

レーザ受光装置10をユーザが持ち歩いているなどのように，レーザ受光装置10が移動していると（ステップ72でＮＯ），再びレーザ受光装置10の位置が算出される（ステップ73）。レーザ光がレーザ受光装置10の受光部から完全に外れていなければ（ステップ74でＮＯ），レーザ光がレーザ受光装置の受光部を照射するようにハーフ・ミラー３が駆動させられる（ステップ65）。その後は再びステップ67からの処理が繰り返される。レーザ光がレーザ受光装置10の受光部から完全に外れていると（ステップ７４でＹＥＳ），レーザ光によるデータ送信処理が停止させられる（ステップ71）。再びステップ61からの処理が繰り返されてレーザ受信装置10の位置が見つけられる。   If the laser light receiving device 10 is moved such that the user is carrying the laser light receiving device 10 (NO in step 72), the position of the laser light receiving device 10 is calculated again (step 73). If the laser beam is not completely removed from the light receiving unit of laser receiving device 10 (NO in step 74), half mirror 3 is driven so that the laser beam irradiates the light receiving unit of the laser receiving device (step 65). . Thereafter, the processing from step 67 is repeated again. When the laser beam is completely removed from the light receiving unit of the laser receiving device 10 (YES in step 74), the data transmission process by the laser beam is stopped (step 71). The processing from step 61 is repeated again to find the position of the laser receiver 10.

レーザ受信装置10の移動の有無にかかわらず，レーザ光をレーザ受信装置10の受光部に照射でき，指向性の高いレーザであってもレーザによるデータ送信を実現できる。   Regardless of whether or not the laser receiver 10 is moved, the light receiving unit of the laser receiver 10 can be irradiated with laser light, and data transmission by the laser can be realized even with a highly directional laser.

図９から図12は，他の実施例を示すものでレーザ通信システムの実施例である。   FIG. 9 to FIG. 12 show another embodiment, which is an embodiment of a laser communication system.

図９は，通路または室内のような場所を側面から示している。図10は，天井を斜め下から見上げている。   FIG. 9 shows a place such as a passageway or a room from the side. Figure 10 shows the ceiling looking up from below.

天井には，上述したレーザ通信装置１が多数配置されている。図10から分かるように，レーザ通信装置１は，１列おきに互い違いになるように位置決めされている。たとえば，互いに隣接する４つのレーザ通信装置を１Ａ〜１Ｄとする。   A large number of the laser communication devices 1 described above are arranged on the ceiling. As can be seen from FIG. 10, the laser communication devices 1 are positioned so as to be staggered every other row. For example, assume that four laser communication apparatuses adjacent to each other are 1A to 1D.

レーザ通信装置１の撮像範囲ＩＭは，隣接するレーザ通信装置１の撮像範囲ＩＭと一部分が重複するように設定されている。   The imaging range IM of the laser communication device 1 is set so as to partially overlap the imaging range IM of the adjacent laser communication device 1.

図11は，撮像範囲の一部分の平面図である。   FIG. 11 is a plan view of a part of the imaging range.

多数のレーザ通信装置１のうち，上述のように互いに隣接する４つのレーザ通信装置１Ａ〜１Ｄを考えた場合，第１のレーザ通信装置１の撮像範囲は，実線で示す撮像範囲81である。同様に，第２のレーザ通信装置１Ｂの撮像範囲は鎖線で示す撮像範囲82であり，第３のレーザ通信装置１Ｃの撮像範囲は破線で示す撮像範囲83であり，第４の通信装置１Ｄの撮像範囲は実線で示す撮像範囲84である。第１のレーザ通信装置１Ａの撮像範囲81と第２のレーザ通信装置１Ｂの撮像範囲82とは，一部分重なっている（オーバラップ領域85）。その他の撮像範囲同士も一部分重なっている。オーバラップ領域85，その他のオーバラップ領域は，オーバラップ領域記憶装置28に記憶されている（図５参照）。   When considering the four laser communication devices 1A to 1D adjacent to each other as described above among the many laser communication devices 1, the imaging range of the first laser communication device 1 is the imaging range 81 indicated by a solid line. Similarly, the imaging range of the second laser communication device 1B is an imaging range 82 indicated by a chain line, the imaging range of the third laser communication device 1C is an imaging range 83 indicated by a broken line, and the fourth communication device 1D The imaging range is an imaging range 84 indicated by a solid line. The imaging range 81 of the first laser communication device 1A and the imaging range 82 of the second laser communication device 1B partially overlap (overlap region 85). Other imaging ranges partially overlap each other. The overlap area 85 and other overlap areas are stored in the overlap area storage device 28 (see FIG. 5).

この実施例によるレーザ通信システムでは，レーザ受光装置10が移動している場合に，レーザ光を用いて送信すべきデータが終了する前に，ある撮像範囲からそのレーザ受光装置10が外れてしまうときには，その次の（隣の）撮像範囲を撮像するレーザ通信装置を用いてレーザ受光装置10との間でレーザ光によるデータ通信が行われるものである。たとえば，レーザ受光装置10Ａが第１の撮像範囲81内にあり，第１のレーザ通信装置１Ａとの間でデータ通信している場合に，レーザ受光装置10Ａが第２の撮像範囲82の方向に移動するものとする。レーザ受光装置10Ａがオーバラップ領域85に入ると，第２のレーザ通信装置１Ｂによってレーザ受光装置10Ａが検出される。レーザ受光装置10Ａの移動速度から，レーザ受光装置10Ａが第１の撮像範囲81から出る前にデータ送信を終了できるかどうかが判断される。終了できるようであれば，第２のレーザ通信装置１Ｂとレーザ受光装置10Ａとの通信は行われない。終了できないようであれば，第１のレーザ通信装置１Ａから第２のレーザ通信装置１Ｂに，レーザ受光装置10Ａの通信対象が切り換えられる。オーバラップ領域にレーザ受光装置が入ったかどうかはオーバラップ存在判定装置29によって判定される。   In the laser communication system according to this embodiment, when the laser light receiving device 10 moves, when the laser light receiving device 10 moves out of a certain imaging range before the data to be transmitted using the laser light ends. , Data communication by laser light is performed with the laser light receiving device 10 using a laser communication device that images the next (adjacent) imaging range. For example, when the laser light receiving device 10A is in the first imaging range 81 and data communication is performed with the first laser communication device 1A, the laser light receiving device 10A is directed in the direction of the second imaging range 82. Shall move. When the laser light receiving device 10A enters the overlap region 85, the laser light receiving device 10A is detected by the second laser communication device 1B. From the moving speed of the laser light receiving device 10A, it is determined whether the data transmission can be finished before the laser light receiving device 10A exits the first imaging range 81. If it can be completed, communication between the second laser communication device 1B and the laser light receiving device 10A is not performed. If it cannot be completed, the communication target of the laser receiving device 10A is switched from the first laser communication device 1A to the second laser communication device 1B. Whether or not the laser light receiving device has entered the overlap region is determined by the overlap presence determination device 29.

図12は，レーザ通信システムの処理手順を示すフローチャートである。   FIG. 12 is a flowchart showing a processing procedure of the laser communication system.

この処理手順は，レーザ光受光装置10が第１の撮像範囲81から第２の撮像範囲82の方向に移動するものであるが，その他の撮像範囲に移動するものでもよい。   In this processing procedure, the laser light receiving device 10 moves in the direction from the first imaging range 81 to the second imaging range 82, but may move to another imaging range.

上述のように第１の撮像範囲81においてレーザ光受光装置10が移動中かどうかが確認される（ステップ91）。移動中の場合に（ステップ91でＹＥＳ），上述のように撮像範囲の撮像およびレーザ光受光装置10との間でのレーザ光によるデータ通信が行われる（ステップ92）。レーザ受光装置10が移動して，第２の撮像範囲82において検出されると（ステップ93でＹＥＳ），第２のレーザ通信装置１Ｂにおいてレーザ受光装置10の位置が計算される（ステップ94）。   As described above, it is confirmed whether or not the laser light receiving device 10 is moving in the first imaging range 81 (step 91). When moving (YES in step 91), imaging of the imaging range and data communication by laser light with the laser light receiving device 10 are performed as described above (step 92). When the laser light receiving device 10 moves and is detected in the second imaging range 82 (YES in step 93), the position of the laser light receiving device 10 is calculated in the second laser communication device 1B (step 94).

第１のレーザ通信装置１Ａで計算されたレーザ受光装置10の位置と第２のレーザ通信装置１Ｂで計算されたレーザ受光装置10の位置とが同じであれば（ステップ95でＹＥＳ），同じレーザ受光装置10の位置を計算していることとなる。第１のレーザ通信装置１Ａからレーザ受光装置10に送信されているデータの残りが計算される（ステップ96）。また，レーザ受光装置10が第１の撮像範囲81を外れるまでの時間が算出される（ステップ97）。この時間は，第１のレーザ通信装置１Ａによる撮像間隔の時間と，その時間でのレーザ受光装置10の移動距離とから算出できる。   If the position of the laser light receiving device 10 calculated by the first laser communication device 1A and the position of the laser light receiving device 10 calculated by the second laser communication device 1B are the same (YES in step 95), the same laser The position of the light receiving device 10 is calculated. The remainder of the data transmitted from the first laser communication device 1A to the laser light receiving device 10 is calculated (step 96). Further, a time until the laser receiving device 10 is out of the first imaging range 81 is calculated (step 97). This time can be calculated from the time of the imaging interval by the first laser communication device 1A and the moving distance of the laser light receiving device 10 at that time.

レーザ受光装置10が第１の撮像範囲81の中にある間にデータ送信を終了できれば（ステップ98でＹＥＳ），そのまま第１のレーザ通信装置１Ａによるレーザ受光装置10へのレーザ光によるデータ通信が続けられる（ステップ99）。   If the data transmission can be completed while the laser light receiving device 10 is in the first imaging range 81 (YES in step 98), the first laser communication device 1A directly performs the data communication by the laser beam to the laser light receiving device 10 as it is. Continue (step 99).

レーザ受光装置10が第１の撮像範囲81の中にある間にデータ送信を終了できなければ（ステップ98でＮＯ），第２のレーザ通信装置１Ｂから出射されるレーザ光Ｌａがレーザ受光装置10の受光部を照射するように第２のレーザ通信装置１Ｂのハーフ・ミラーが駆動させられる（ステップ100）。通信すべき画像データの区切り（パケット・データの区切り）で，切り換え制御装置30によって第１のレーザ通信装置１Ａから第２のレーザ通信装置１Ｂに切り換えられる（ステップ101）。その後，第２のレーザ通信装置１Ｂを用いてレーザ光受光装置10との間でレーザ光を用いたデータ通信が行われる（ステップ102）。   If the data transmission cannot be completed while the laser light receiving device 10 is in the first imaging range 81 (NO in step 98), the laser light La emitted from the second laser communication device 1B is the laser light receiving device 10. The half mirror of the second laser communication device 1B is driven so as to irradiate the light receiving unit (step 100). The switching control device 30 switches from the first laser communication device 1A to the second laser communication device 1B at the image data break (packet data break) to be communicated (step 101). Thereafter, data communication using laser light is performed with the laser light receiving device 10 using the second laser communication device 1B (step 102).

第１のレーザ通信装置１Ａと第２のレーザ通信装置１Ｂとの間で検出された位置の通信，切り換え制御の通信などが行なわれているのはいうまでもない。   Needless to say, communication of detected positions, communication of switching control, and the like are performed between the first laser communication device 1A and the second laser communication device 1B.

図13（Ａ）および（Ｂ）から図17は，さらに他の実施例を示すものである。   FIGS. 13A and 13B to FIG. 17 show still another embodiment.

この実施例は，レーザ受光装置10が存在する高さに応じて，補正された回転角度を用いてハーフ・ミラー３の回転角を制御するものである。   In this embodiment, the rotation angle of the half mirror 3 is controlled using the corrected rotation angle in accordance with the height at which the laser receiving device 10 exists.

図13（Ａ）および（Ｂ）は，レーザ光受光装置の受光面を示している。   FIGS. 13A and 13B show the light receiving surface of the laser light receiving device.

図13（Ａ）を参照して，レーザ光受光面110には，レーザ受光部111が形成されている。そのレーザ受光部111の周りには円形のマーク112が形成されている。   Referring to FIG. 13A, laser light receiving portion 111 is formed on laser light receiving surface 110. A circular mark 112 is formed around the laser receiving portion 111.

図13（Ｂ）を参照して，他のレーザ光受光面113には，レーザ受光部114が形成されている。このレーザ受光部114の下に正三角形のマーク115が形成されている。   Referring to FIG. 13B, a laser light receiving portion 114 is formed on another laser light receiving surface 113. A regular triangular mark 115 is formed under the laser light receiving portion 114.

この実施例では，レーザ受光部近傍に形成されているマークを利用して，レーザ受光装置10の位置を検出するものである。   In this embodiment, the position of the laser receiving device 10 is detected using a mark formed in the vicinity of the laser receiving unit.

図14は，レーザ通信装置に含まれているカメラによって撮像された被写体像120の一例である。   FIG. 14 is an example of a subject image 120 captured by a camera included in the laser communication apparatus.

撮像範囲にレーザ受光装置10が存在する場合に，その撮像範囲が撮像されることにより得られる被写体像120には，レーザ受光装置の画像121が含まれる。このレーザ受光装置の画像121には，上述した受信部111の画像部分122およびマーク112の画像部分112も含まれている。マーク112の画像部分の長径のピクセル数Ｎが算出され，その算出されたピクセル数Ｎを用いてレーザ光受光装置10までの距離が算出される。   When the laser receiving device 10 exists in the imaging range, the subject image 120 obtained by imaging the imaging range includes the image 121 of the laser receiving device. The image 121 of the laser light receiving device also includes the image portion 122 of the receiver 111 and the image portion 112 of the mark 112 described above. The number N of pixels having the major axis of the image portion of the mark 112 is calculated, and the distance to the laser light receiving device 10 is calculated using the calculated number N of pixels.

図15は，レーザ光受光装置10の受光面に形成されているマークの長径とレーザ光受光装置10までの距離等の関係を示している。   FIG. 15 shows the relationship between the major axis of the mark formed on the light receiving surface of the laser light receiving device 10 and the distance to the laser light receiving device 10.

レーザ通信装置１に含まれているカメラの焦点距離をｆ，焦点距離の位置からレーザ受光装置10（受光面）までの距離をＬ，マークの長径をＤ，カメラの受光面上におけるマークの画素数をＮピクセル，画素ピッチをΔとすると，（Ｄ／Ｌ）＝（Δ・Ｎ）／ｆが成立する。この式を変換すると，Ｌ＝（ｆ・Ｄ）／（Δ・Ｎ）となる。レーザ受光装置10までの距離Ｌを算出できることとなる。   The focal length of the camera included in the laser communication device 1 is f, the distance from the focal length position to the laser light receiving device 10 (light receiving surface) is L, the long diameter of the mark is D, and the pixel of the mark on the light receiving surface of the camera When the number is N pixels and the pixel pitch is Δ, (D / L) = (Δ · N) / f is established. When this equation is converted, L = (f · D) / (Δ · N). The distance L to the laser light receiving device 10 can be calculated.

図16は，図１に相当するもので，レーザ通信装置１の概要を示している。   FIG. 16 corresponds to FIG. 1 and shows an outline of the laser communication apparatus 1.

カメラ４の焦点距離ｆから距離Ｌ１の所にレーザ通信装置10αがある場合に，レーザ送信装置２からのレーザ光Ｌａをレーザ通信装置10αの受光部に照射させるためには反射レーザ光Ｌｂ１がそのレーザ通信装置10αの受光部に導かれるようにハーフ・ミラー３の回転角を制御しなければならない。同様に，カメラ４の焦点距離ｆから距離Ｌ２の所にレーザ通信装置10βがある場合に，レーザ送信装置２からのレーザ光Ｌａをレーザ通信装置10βの受光部に照射させるためには反射レーザ光Ｌｂ２がそのレーザ通信装置10βの受光部に導かれるようにハーフ・ミラー３の回転角を制御しなければならない。反射レーザ光Ｌａ１とＬａ２との差は角度φだけ異なるから，この角度φを考慮してハーフ・ミラーの回転角を制御する必要がある。   When the laser communication device 10α is located at a distance L1 from the focal length f of the camera 4, the reflected laser beam Lb1 is used to irradiate the light receiving unit of the laser communication device 10α with the laser light La from the laser transmission device 2. The rotation angle of the half mirror 3 must be controlled so as to be guided to the light receiving part of the laser communication device 10α. Similarly, when the laser communication device 10β is located at a distance L2 from the focal length f of the camera 4, a reflected laser beam is used to irradiate the light receiving unit of the laser communication device 10β with the laser light La from the laser transmission device 2. The rotation angle of the half mirror 3 must be controlled so that Lb2 is guided to the light receiving part of the laser communication device 10β. Since the difference between the reflected laser beams La1 and La2 differs by the angle φ, it is necessary to control the rotation angle of the half mirror in consideration of this angle φ.

このために，この実施例では，レーザ受光装置10までの距離に応じた回転角が決められている。   For this reason, in this embodiment, the rotation angle corresponding to the distance to the laser receiving device 10 is determined.

図17は，図７に相当するもので，水平軸の回転角と鉛直軸の回転角とを示している。   FIG. 17 corresponds to FIG. 7 and shows the rotation angle of the horizontal axis and the rotation angle of the vertical axis.

上述のように，検出されたレーザ受光装置10の受光部の位置に応じて水平軸の回転角および鉛直軸の回転角が規定されているが，この実施例ではさらに，レーザ受光装置10までの距離に応じて水平軸および鉛直軸の回転角が規定されている。たとえば，レーザ受光装置10の受光部の位置が（ｘ１，ｙ１）の場合であってもレーザ受光装置10までの距離がＬ１であれば，水平軸の回転角はα11であるが，レーザ受光装置10までの距離がＬ２であれば，水平軸の回転角はα21となる。鉛直軸についても同様である。このように，レーザ受光装置10までの距離を考慮して水平軸の回転角と鉛直軸の回転角とが規定されている。   As described above, the rotation angle of the horizontal axis and the rotation angle of the vertical axis are defined in accordance with the detected position of the light receiving unit of the laser light receiving device 10, but in this embodiment, up to the laser light receiving device 10 is further defined. The rotation angles of the horizontal axis and the vertical axis are defined according to the distance. For example, even if the position of the light receiving portion of the laser light receiving device 10 is (x1, y1), if the distance to the laser light receiving device 10 is L1, the rotation angle of the horizontal axis is α11. If the distance up to 10 is L2, the rotation angle of the horizontal axis is α21. The same applies to the vertical axis. Thus, the rotation angle of the horizontal axis and the rotation angle of the vertical axis are defined in consideration of the distance to the laser light receiving device 10.

図18は，レーザ通信装置１の処理手順を示すフローチャートである。   FIG. 18 is a flowchart showing the processing procedure of the laser communication apparatus 1.

上述したように，レーザ受光装置10の受光面に形成されているマークが検出される（ステップ131）。検出されたマークの長径（マークが三角形，矩形であれば高さ）が計算されて（ステップ132），上述のようにレーザ受光装置10までの距離が計算される（ステップ133）。計算された距離にもとづいてハーフ・ミラーの回転角（駆動量）が計算される（ステップ134）。計算された回転角にハーフ・ミラーが位置決めされると，レーザ光が出射されてレーザ光受光装置において受光される。   As described above, the mark formed on the light receiving surface of the laser light receiving device 10 is detected (step 131). The major axis of the detected mark (height if the mark is triangular or rectangular) is calculated (step 132), and the distance to the laser receiving device 10 is calculated as described above (step 133). The rotation angle (drive amount) of the half mirror is calculated based on the calculated distance (step 134). When the half mirror is positioned at the calculated rotation angle, laser light is emitted and received by the laser light receiving device.

図19および図20は，さらに他の実施例を示すものである。この実施例は，レーザ受光装置10における発光をレーザ通信装置１において検出し，その発光状況にもとづいてレーザ受光装置の受信状態を検知するものである。   19 and 20 show still another embodiment. In this embodiment, the light emitted from the laser light receiving device 10 is detected by the laser communication device 1, and the reception state of the laser light receiving device is detected based on the light emission state.

図19は，レーザ受光装置10の受光面140の一例である。   FIG. 19 shows an example of the light receiving surface 140 of the laser light receiving device 10.

受光面140には，レーザ光受信部141のほかに発光装置142が設けられている。この発光装置142は，緑色，青色，赤色の発光が可能なものである。発光装置142において発光している光の色がレーザ通信装置１において検出されることにより，レーザ光受信装置におけるレーザ光の受信状態がレーザ通信装置１において認識できる。   In addition to the laser beam receiver 141, a light emitting device 142 is provided on the light receiving surface 140. The light emitting device 142 can emit green, blue, and red light. By detecting the color of the light emitted from the light emitting device 142 in the laser communication device 1, the laser communication device 1 can recognize the reception state of the laser light in the laser light receiving device.

たとえば，発光装置142が消灯している場合は送信禁止を表し，緑色の場合は受信準備が整っていることを示し，青色の場合は受信中を示し，赤色の場合は受信に失敗し，再送信を要求していることを示す。   For example, when the light emitting device 142 is turned off, transmission is prohibited, green indicates that reception is ready, blue indicates reception, red indicates reception failure, Indicates that transmission is requested.

また，発光を検知するのではなく，ワイヤレスＬＡＮ，赤外線通信などを利用してもよい。さらに,色を利用するのではなく発光形状，発光パターンを変えて，それらを検出するようにしてもよい。   Further, instead of detecting light emission, a wireless LAN, infrared communication, or the like may be used. Furthermore, instead of using colors, the light emission shape and light emission pattern may be changed to detect them.

図20は，レーザ通信装置10とレーザ光受光装置１との処理手順を示すフローチャートである。   FIG. 20 is a flowchart showing a processing procedure between the laser communication device 10 and the laser light receiving device 1.

レーザ通信装置１において，撮像範囲が撮像されている（ステップ151）。   In the laser communication device 1, the imaging range is imaged (step 151).

レーザ受光装置10において発光ダイオードが消灯しており（ステップ161），その消灯していることがレーザ通信装置１において検出される。このため，レーザ通信装置10からレーザ光の出射が停止している。レーザ受光装置10において緑色の光が点灯すると（ステップ162），受信準備が終了したことを示す。このため，レーザ通信装置１において緑色の光の点灯が検出されることにより（ステップ152），レーザ光によるデータ送信が開始する（ステップ153）。   In the laser light receiving device 10, the light emitting diode is turned off (step 161), and the laser communication device 1 detects that the light emitting diode is turned off. For this reason, emission of laser light from the laser communication device 10 is stopped. When green light is lit in the laser light receiving device 10 (step 162), it indicates that the preparation for reception is completed. For this reason, when the laser communication device 1 detects lighting of green light (step 152), data transmission by laser light is started (step 153).

レーザ受光装置10においてレーザ光が受光される（ステップ163）。レーザ光の受光中は，受光中を知らせる青色の光が点灯する（ステップ164）。   Laser light is received by the laser receiver 10 (step 163). While the laser beam is being received, blue light is turned on to notify that the laser beam is being received (step 164).

レーザ通信装置１が青色の光を検出すると（ステップ154），そのままレーザ光の出射が続けられる。送信完了すると（ステップ155でＹＥＳ），その旨を示すデータがレーザ受光装置10に送信されて，送信完了を示すデータがレーザ受光装置10において検出される。   When the laser communication device 1 detects blue light (step 154), the laser light is continuously emitted. When transmission is completed (YES in step 155), data indicating that fact is transmitted to the laser light receiving device 10, and data indicating completion of transmission is detected in the laser light receiving device 10.

レーザ受光装置10は，レーザ通信装置１から送信されるデータは終了したことを認識するので，データをすべて受信できたかどうかが確認される。データをすべて受信できていない場合には（ＮＧ検出）（ステップ165でＹＥＳ），赤色の光が点灯する（ステップ166）。   Since the laser receiving device 10 recognizes that the data transmitted from the laser communication device 1 has been completed, it is confirmed whether or not all the data has been received. If all the data has not been received (NG detection) (YES in step 165), red light is turned on (step 166).

レーザ通信装置１において赤色の光が検出されると（ステップ156でＹＥＳ），データの受信に失敗したことがレーザ通信装置１において分かるので，再送信が開始する（ステップ157）。レーザ通信装置１からのレーザ光がレーザ受光装置10において受光され受光中は青色が点灯する（ステップ167，168）。   When red light is detected in the laser communication device 1 (YES in step 156), it is known in the laser communication device 1 that data reception has failed, and retransmission is started (step 157). Laser light from the laser communication device 1 is received by the laser light receiving device 10, and blue light is turned on during light reception (steps 167 and 168).

レーザ通信装置１において青色の光を検出し（ステップ158），データの送信が完了すると（ステップ159でＹＥＳ），送信完了を示すデータがレーザ通信装置１からレーザ受講装置10に送信される。   When blue light is detected in the laser communication device 1 (step 158) and data transmission is completed (YES in step 159), data indicating completion of transmission is transmitted from the laser communication device 1 to the laser learning device 10.

レーザ通信装置１から送信された送信完了を示すデータがレーザ受光装置10において受信されると，すべてのデータが受信されたかどうかがレーザ受光装置10において確認される。すべてのデータが受光されていると（ステップ169でＹＥＳ），消灯する（ステップ170）。   When the data indicating the completion of transmission transmitted from the laser communication device 1 is received by the laser light receiving device 10, it is confirmed in the laser light receiving device 10 whether or not all data has been received. When all data has been received (YES in step 169), the light is turned off (step 170).

このように，レーザ受光装置10における受信状態をレーザ通信装置１が認識できるようになる。   In this way, the laser communication device 1 can recognize the reception state in the laser light receiving device 10.

レーザ通信装置の概要を示している。1 shows an overview of a laser communication device. 変更装置の断面図である。It is sectional drawing of a change apparatus. ハーフ・ミラーが回転する様子を示している。It shows how the half mirror rotates. ハーフ・ミラーが回転する様子を示している。It shows how the half mirror rotates. レーザ通信装置の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of a laser communication apparatus. 被写体像の一例である。It is an example of a to-be-photographed image. ハーフ・ミラーの回転角を示すテーブルである。It is a table which shows the rotation angle of a half mirror. レーザ通信装置の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of a laser communication apparatus. 天井に設けられた多数のレーザ通信装置の撮像範囲を示している。The imaging range of many laser communication apparatuses provided on the ceiling is shown. 天井に設けられた多数のレーザ通信装置を示している。A number of laser communication devices provided on the ceiling are shown. 撮像範囲の一例である。It is an example of an imaging range. レーザ通信システムの処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of a laser communication system. （Ａ）および（Ｂ）は，レーザ受光装置の受光面の一例である。(A) and (B) are examples of the light receiving surface of the laser light receiving device. 被写体像の一例である。It is an example of a to-be-photographed image. レーザ受光装置の受光面に設けられたマークの長さＤと受光面までの距離Ｌ等の関係を示す。The relationship between the length D of the mark provided on the light receiving surface of the laser light receiving device and the distance L to the light receiving surface is shown. レーザ通信装置の概要を示している。1 shows an overview of a laser communication device. ハーフ・ミラーの回転角を示すテーブルである。It is a table which shows the rotation angle of a half mirror. レーザ通信装置の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of a laser communication apparatus. レーザ受光装置の受光面の一例である。It is an example of the light-receiving surface of a laser light-receiving device. レーザ通信装置とレーザ受光装置との処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of a laser communication apparatus and a laser light-receiving apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１，１Ａ〜１Ｄ レーザ通信装置
２ レーザ装置
３ ハーフ・ミラー
４ カメラ（撮像装置）
７ 変更装置
10，10α，10β レーザ受光装置 1, 1A to 1D Laser communication device 2 Laser device 3 Half mirror 4 Camera (imaging device)
7 Change device
10, 10α, 10β Laser receiver

Claims (6)

レーザ光を出射するレーザ装置，
所定の撮像範囲を撮像し，撮像範囲の画像を表す画像データを出力する撮像装置，
上記レーザ装置から出射されたレーザ光の方向を変更する変更装置，
上記撮像装置によって撮像範囲が撮像されたことに応じて得られる撮像範囲内の画像を表す画像データにもとづいて，上記撮像範囲に存在し，かつ上記レーザ装置から出射したレーザ光を受光する移動自在なレーザ受光装置の位置を検出する位置検出手段，および
上記位置検出手段によって検出された位置に存在する上記レーザ受光装置のレーザ光受光部をレーザ光が照射するように上記変更装置を制御する変更装置制御手段，
を備えたレーザ通信装置。 A laser device for emitting laser light,
An imaging device for imaging a predetermined imaging range and outputting image data representing an image of the imaging range;
A changing device for changing the direction of the laser beam emitted from the laser device;
Based on image data representing an image in the imaging range obtained in response to the imaging range being imaged by the imaging device, it is movable to receive laser light that is present in the imaging range and emitted from the laser device A position detecting means for detecting the position of a simple laser light receiving device, and a change for controlling the changing device so that the laser light is irradiated to the laser light receiving portion of the laser light receiving device existing at the position detected by the position detecting means. Device control means,
A laser communication device comprising: 上記レーザ光受信装置のレーザ受光部近傍にマークがあり，
上記マークを，上記撮像装置を用いて撮像されることにより得られるマーク画像にもとづいて，上記撮像装置から上記レーザ光受光装置までの距離を算出する算出手段をさらに備え，
上記変更装置制御手段は，
上記算出手段によって算出された距離と上記位置検出手段によって検出された位置とにもとづいて，上記変更装置を制御するものである，
請求項１に記載のレーザ通信装置。 There is a mark in the vicinity of the laser receiver of the laser beam receiver,
A calculation means for calculating a distance from the imaging device to the laser light receiving device based on a mark image obtained by imaging the mark using the imaging device;
The change device control means includes:
The changing device is controlled based on the distance calculated by the calculating means and the position detected by the position detecting means.
The laser communication device according to claim 1. 上記レーザ光受光装置には，上記レーザ光受光部近傍に発光装置が設けられており，
上記レーザ通信装置は，上記発光装置の発光状況にもとづいて，上記発光装置におけるレーザ光の受光状況を検出する受光状況検出手段，
をさらに備えた請求項２に記載のレーザ通信装置。 The laser light receiving device is provided with a light emitting device in the vicinity of the laser light receiving portion,
The laser communication device comprises: a light receiving state detecting means for detecting a light receiving state of the laser light in the light emitting device based on a light emitting state of the light emitting device;
The laser communication device according to claim 2, further comprising: 請求項１に記載のレーザ通信装置が少なくとも２つあり，
上記少なくとも２つのレーザ通信装置のうちの第１のレーザ通信装置に含まれている撮像装置の撮像範囲である第１の撮像範囲と上記少なくとも２つのレーザ通信装置のうちの第２のレーザ通信装置に含まれている撮像装置の撮像範囲である第２の撮像範囲とが一部分重複しており，
上記第１のレーザ通信装置における第１の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置が移動しているかどうかを判定する移動判定手段，
第１のレーザ通信装置における第１の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置と第２のレーザ制御装置における第２の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置とが同一位置に存在するかどうかを判定する同一位置判定手段，
上記移動判定手段により，レーザ光受光装置が移動していると判定された場合において，上記第１の撮像範囲と上記第２の撮像範囲との重複範囲にレーザ光受光装置が入ったことに応じて，レーザ光受光装置が上記第１の撮像範囲から外れる前に上記第１のレーザ通信装置に含まれている第１のレーザ装置からのレーザ光の出射が終了しないかどうかを判定する終了判定手段，および
上記レーザ光受光装置が上記第１の撮像範囲から外れる前に上記第１のレーザ装置からのレーザ光の出射が終了しないと判定されたことに応じて，第２のレーザ通信装置に含まれているレーザ装置である第２のレーザ装置からのレーザ光の出射に切り換えるように上記第１のレーザ装置および上記第２のレーザ装置を制御するレーザ制御手段，
を備えたレーザ通信システム。 There are at least two laser communication devices according to claim 1,
A first imaging range that is an imaging range of an imaging device included in the first laser communication device of the at least two laser communication devices and a second laser communication device of the at least two laser communication devices And the second imaging range that is the imaging range of the imaging device included in the
Movement determining means for determining whether or not the laser light receiving device existing in the first imaging range in the first laser communication device is moving;
It is determined whether or not the laser light receiving device existing in the first imaging range in the first laser communication device and the laser light receiving device existing in the second imaging range in the second laser control device are present at the same position. Means for determining the same position,
When the movement determination means determines that the laser light receiving device is moving, in response to the laser light receiving device entering the overlapping range of the first imaging range and the second imaging range. End determination for determining whether or not the emission of the laser light from the first laser device included in the first laser communication device is not completed before the laser light receiving device is out of the first imaging range. And the second laser communication device in response to the determination that the emission of the laser light from the first laser device does not end before the laser light receiving device is out of the first imaging range. Laser control means for controlling the first laser device and the second laser device so as to switch to emission of laser light from a second laser device which is an included laser device;
A laser communication system comprising: レーザ装置が，レーザ光を出射し，
撮像装置が，所定の撮像範囲を撮像し，撮像範囲の画像を表す画像データを出力し，
変更装置が，上記レーザ装置から出射されたレーザ光の方向を変更し，
位置検出手段が，上記撮像装置によって撮像範囲が撮像されたことに応じて得られる撮像範囲内の画像を表す画像データにもとづいて，上記撮像範囲に存在し，かつ上記レーザ装置から出射したレーザ光を受光する移動自在なレーザ受光装置の位置を検出し，
変更装置制御手段が，上記位置検出手段によって検出された位置に存在する上記レーザ受光装置のレーザ光受光部をレーザ光が照射するように上記変更装置を制御する，
レーザ通信装置の動作制御方法。 The laser device emits laser light,
The imaging device images a predetermined imaging range, outputs image data representing an image in the imaging range,
The changing device changes the direction of the laser beam emitted from the laser device,
Laser light that is present in the imaging range and emitted from the laser device based on image data representing an image in the imaging range obtained when the position detection unit captures the imaging range by the imaging device. Detect the position of a movable laser receiver that receives
A change device control means controls the change device so that the laser light is applied to the laser light receiving portion of the laser light receiving device existing at the position detected by the position detection means;
Operation control method of laser communication apparatus. 請求項１に記載のレーザ通信装置が少なくとも２つあるレーザ通信システムの動作制御方法であり，
上記少なくとも２つのレーザ通信装置のうちの第１のレーザ通信装置に含まれている撮像装置の撮像範囲である第１の撮像範囲と上記少なくとも２つのレーザ通信装置のうちの第２のレーザ通信装置に含まれている撮像装置の撮像範囲である第２の撮像範囲とが一部分重複しており，
移動判定手段が，上記第１のレーザ通信装置における第１の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置が移動しているかどうかを判定し，
同一位置判定手段が，第１のレーザ通信装置における第１の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置と第２のレーザ制御装置における第２の撮像範囲に存在するレーザ光受光装置とが同一位置に存在するかどうかを判定し，
終了判定手段が，上記移動判定手段により，レーザ光受光装置が移動していると判定された場合において，上記第１の撮像範囲と上記第２の撮像範囲との重複範囲にレーザ光受光装置が入ったことに応じて，レーザ光受光装置が上記第１の撮像範囲から外れる前に上記第１のレーザ通信装置に含まれている第１のレーザ装置からのレーザ光の出射が終了しないかどうかを判定し，
レーザ制御手段が，上記レーザ光受光装置が上記第１の撮像範囲から外れる前に上記第１のレーザ装置からのレーザ光の出射が終了しないと判定されたことに応じて，第２のレーザ通信装置に含まれているレーザ装置である第２のレーザ装置からのレーザ光の出射に切り換えるように上記第1のレーザ装置および上記第２のレーザ装置を制御する，
レーザ通信システムの動作制御方法。 An operation control method for a laser communication system having at least two laser communication apparatuses according to claim 1,
A first imaging range that is an imaging range of an imaging device included in the first laser communication device of the at least two laser communication devices and a second laser communication device of the at least two laser communication devices And the second imaging range that is the imaging range of the imaging device included in the
A movement determining means determines whether or not the laser light receiving device existing in the first imaging range in the first laser communication device is moving;
The same position determination means is configured so that the laser light receiving device existing in the first imaging range in the first laser communication device and the laser light receiving device existing in the second imaging range in the second laser control device are at the same position. Determine if it exists,
When the end determination means determines that the laser light receiving device is moving by the movement determination means, the laser light receiving device is located within the overlapping range of the first imaging range and the second imaging range. Whether the emission of the laser light from the first laser device included in the first laser communication device is not terminated before the laser light receiving device is out of the first imaging range in response to the entry. And
When the laser control means determines that the emission of the laser light from the first laser device does not end before the laser light receiving device is out of the first imaging range, the second laser communication Controlling the first laser device and the second laser device to switch to emission of laser light from a second laser device which is a laser device included in the device;
Operation control method of laser communication system.
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