JP2017076837A - Optical transmitting/receiving device and optical communication network using the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、一元管理された情報の伝送を光信号により行う光通信のための端末装置としての光送受信装置及びこれを用いた光通信ネットワークに関する。 The present invention relates to an optical transmission / reception apparatus as a terminal apparatus for optical communication that performs transmission of centrally managed information using an optical signal, and an optical communication network using the same.
一般的に無線通信で形成されるネットワークは、基地局やアクセスポイントなどが中心となり、個々の端末はそれらとの間で通信を行う形態(スター型ネットワーク)が多い。しかし、このようなネットワークの形態では、アクセスポイントからの電波の届く範囲しか通信できず、かつその通信範囲は固定的であるという欠点を有する。 In general, a network formed by wireless communication is centered on a base station, an access point, and the like, and individual terminals often communicate with them (star network). However, this type of network has the disadvantage that communication is possible only within the reach of radio waves from the access point, and the communication range is fixed.
一方、通信機能を持った機器が相互にデータを送受信することによって網状のネットワークを形成する形態、すなわちメッシュ型ネットワークにおいては、上記問題が生じない。なぜなら、メッシュ型ネットワークでは、データが隣接する通信装置へ送信されると、データを受信した通信装置はこれに隣接するまた別の通信装置へとデータを送信するため、網目状に配置された通信装置の各々が、データを受信・送信することによってデータが目的の端末まで運ばれ、どの通信装置間でも同じ情報が共有されるからである。
さらに、メッシュ型ネットワークでは、通信装置の接続相手(相手の通信装置)が複数存在する状態を基本としているため、障害に対しても強みを発揮する。つまり、ある通信装置が故障などで通信不能な状態に陥ったとしても、他の通信装置は、その通信不能となった装置以外の装置からもデータを受信することが可能であるので、故障した装置を介することなく、新たな通信経路を構築することが可能で、問題なく目的の端末まで運ばれるからである。
特開2009−153184公報(特許文献1)には、このメッシュ型ネットワークを用いた情報通信方法が記載されている。
On the other hand, the above problem does not occur in a form in which a network having a communication function forms a network by transmitting and receiving data to each other, that is, a mesh network. This is because in a mesh network, when data is transmitted to an adjacent communication device, the communication device that has received the data transmits the data to another communication device adjacent to the communication device. This is because each device receives and transmits data, so that the data is carried to the target terminal and the same information is shared among all the communication devices.
Furthermore, the mesh network is based on a state in which there are a plurality of communication device connection partners (other communication devices), and thus exhibits strength against failures. In other words, even if a communication device falls into a communication-disabled state due to a failure, other communication devices can receive data from devices other than the communication-disabled device. This is because it is possible to construct a new communication path without going through the device, and it is carried to the target terminal without any problem.
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-153184 (Patent Document 1) describes an information communication method using this mesh network.
ところで、機器間の無線通信方式としては、従来、電波を用いたものが一般的である。しかし、スマートフォンなどのモバイル端末の普及に伴って電波の使用量も格段に増え、通信用に割り当てられる電波帯域が無くなってきている。このようなことから、電波を使わずに情報通信が可能となる光通信ネットワークが開発されている。 By the way, as a wireless communication method between devices, conventionally, a method using radio waves is generally used. However, with the widespread use of mobile terminals such as smartphones, the amount of radio waves used has increased dramatically, and the radio wave band allocated for communication has disappeared. For this reason, an optical communication network that enables information communication without using radio waves has been developed.
特開平10−178393号公報(特許文献2)には、このような光を使用した通信システムに関する技術が開示されており、光信号の送信および受信を相互に行う光送受信を行う光送受信装置が記載されている。この光送受信装置は、ホスト側光送受信装置と、単数あるいは複数の端末側光送受信装置とを有しており、ホスト側と端末側との間で、その情報の伝送を、光信号を用いて送受信するものである。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-178393 (Patent Document 2) discloses a technique related to a communication system using such light, and an optical transmission / reception apparatus that performs optical transmission / reception that mutually transmits and receives optical signals is disclosed. Have been described. This optical transmission / reception apparatus has a host-side optical transmission / reception apparatus and one or a plurality of terminal-side optical transmission / reception apparatuses. Information transmission between the host side and the terminal side is performed using optical signals. Send and receive.
しかしながら、従来の光送受信装置では、端末側光送受信装置は、ホスト側接続光送受信装置との間においてのみ情報の送受信がなされている。すなわち、端末側装置は、情報の送信先が1つの(ホスト側の)送受信装置に限られている。このため、ある(端末側)光送受信装置が故障した場合、その端末と情報送信側光送受信装置との間での通信経路が途絶えてしまう。
しかも、光は指向性が強く、障害物などで容易に遮蔽されてしまう。このため、光信号を使用して広い範囲で無線端末機に着信させることは困難であり、ホスト側光送受信装置から情報を伝送する距離に限界がある。このようなことから、光無線通信を利用できる空間はオフィスなど比較的狭い空間に限られている。
However, in the conventional optical transmission / reception device, the terminal side optical transmission / reception device transmits / receives information only to / from the host side connection optical transmission / reception device. That is, the terminal-side device is limited to a single (host-side) transmission / reception device whose information is transmitted. For this reason, when a certain (terminal side) optical transmission / reception device fails, the communication path between the terminal and the information transmission side optical transmission / reception device is interrupted.
Moreover, the light has a strong directivity and is easily shielded by obstacles. For this reason, it is difficult to make a wireless terminal receive a wide range using an optical signal, and there is a limit to the distance for transmitting information from the host-side optical transceiver. For this reason, the space where optical wireless communication can be used is limited to a relatively narrow space such as an office.
また、従来の光送受信装置では、ホスト側光送受信装置における、ある端末側光送受信装置に向けた光送信手段が故障すると、光送信先の端末側光送受信装置は他の光送受信装置から信号を受取ることができず、通信経路が途絶えてしまう。すなわち、最終的の端末まで情報を送信することができなくなる。
このようなことから、光送受信装置では、比較的広い範囲に情報を送信したり、メッシュ型ネットワークを構築したりすることができず、汎用性が乏しいという問題がある。
Further, in the conventional optical transceiver, when the optical transmission means directed to a certain terminal-side optical transceiver in the host-side optical transceiver is broken, the terminal-side optical transceiver of the optical transmission destination receives signals from other optical transceivers. It cannot be received and the communication path is interrupted. That is, information cannot be transmitted to the final terminal.
For this reason, the optical transmission / reception apparatus cannot transmit information over a relatively wide range or build a mesh network, and has a problem that versatility is poor.
この発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点に鑑みて、端末側の光送受信装置間でも相互に情報の送受信が可能であり、しかも、1つの端末側光送受信装置が故障した場合であっても、ホスト端末から遠隔に配置された端末装置まで情報を送信することが可能で、メッシュ型ネットワークを構築することが可能な光送受信装置およびこれを用いた光通信ネットワークを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is that, in view of the above-mentioned problems of the prior art, it is possible to transmit / receive information to / from the optical transmission / reception apparatus on the terminal side, and one terminal-side optical transmission / reception apparatus has failed. Even in such a case, an optical transmission / reception apparatus capable of transmitting information from a host terminal to a terminal apparatus located remotely and capable of building a mesh network and an optical communication network using the same are provided. That is.
上記課題を解決するために、この発明に係る光送受信装置および光通信ネットワークでは、光通信ネットワークを形成するために中継器として略同一平面内に複数配置される光送受信装置であって、各光送受信装置は、他の光送受信装置から送信される信号光を受信するための検出器と、前記光送受信装置が配置された平面と直交する回転軸を有する回転体に取り付けられて、前記検出器に信号光を集光する集光光学系と、前記回転体とは別体の静止体に取り付けられて、他の光送受信装置に送信する信号光を周囲に放射する発光素子と、を備えていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an optical transmission / reception device and an optical communication network according to the present invention are optical transmission / reception devices that are arranged in a plurality of substantially identical planes as repeaters in order to form an optical communication network. The transmission / reception apparatus is attached to a rotating body having a detector for receiving signal light transmitted from another optical transmission / reception apparatus, and a rotation axis orthogonal to a plane on which the optical transmission / reception apparatus is disposed, and the detector A condensing optical system that condenses the signal light, and a light emitting element that is attached to a stationary body separate from the rotating body and emits signal light to be transmitted to another optical transceiver It is characterized by being.
また、前記検出器が、前記回転体に取り付けられていることを特徴とする。
また、前記検出器が、前記静止体に取り付けられて前記回転体の回転軸に直交して配置されており、前記回転体には、前記集光光学系からの光を前記検出器に導く反射ミラーが取り付けられていることを特徴とする。
また、前記検出器が、前記静止体に取り付けられて前記回転体の回転軸に直交して配置されており、前記集光光学系が凹面鏡よりなることを特徴とする。
また、前記光送受信装置は、前記検出器が受信した信号光を処理する制御器を備え、前記制御器は、受信した信号光が、許容値以下であると判断した場合に、他の光送受信装置からの信号光を受信するように、前記回転体とともに前記集光光学系を回転させるよう制御することを特徴とする。
また、前記光送受信装置は、携帯情報端末に向けて情報を発信する端末送信部を有することを特徴とする。
Further, the detector is attached to the rotating body.
In addition, the detector is attached to the stationary body and disposed perpendicular to the rotation axis of the rotating body, and the rotating body has a reflection that guides light from the condensing optical system to the detector. A mirror is attached.
Further, the detector is attached to the stationary body and is disposed perpendicular to the rotation axis of the rotating body, and the condensing optical system is a concave mirror.
The optical transceiver includes a controller that processes the signal light received by the detector. When the controller determines that the received signal light is less than or equal to an allowable value, another optical transceiver The condensing optical system is controlled to rotate together with the rotating body so as to receive signal light from the apparatus.
In addition, the optical transmission / reception apparatus includes a terminal transmission unit that transmits information to a portable information terminal.
また、前記光送受信装置は、照明灯具に収納されていることを特徴とする。
また、前記端末送信部から携帯情報端末に向けて発信する情報は光により形成され、前記照明灯具からの照明光に重畳されていることを特徴とする。
また、前記発光素子および前記端末送信部はLEDからなり、前記照明灯具にもLEDが組み込まれていて、前記発光素子、前記端末送信部および前記照明灯具におけるLEDからの放射光はいずれも波長が異なることを特徴とする。
また、前記端末送信部からの情報は、照明灯具におけるLEDまたはOELから放射された光により形成されるものであり、前記発光素子からの放射光のスペクトルと前記照明灯具におけるLEDまたはOELからの放射光のスペクトルとは、互いに異なることを特徴とする。
また、前記光送受信装置が、略同一平面において複数個所に設けられてなる光通信ネットワークにおいて、前記光送受信装置の前記発光素子から周囲に放射される光の光軸が、前記検出器が設けられた前記回転体の前記回転軸と直交していることを特徴とする。
The optical transceiver is housed in an illumination lamp.
In addition, the information transmitted from the terminal transmission unit to the portable information terminal is formed by light and is superimposed on the illumination light from the illumination lamp.
Further, the light emitting element and the terminal transmission unit are made of LEDs, and the LED is also incorporated in the illumination lamp, and the light emitted from the LEDs in the light emission element, the terminal transmission unit and the illumination lamp has a wavelength. It is characterized by being different.
Further, the information from the terminal transmitter is formed by light emitted from the LED or OEL in the illumination lamp, and the spectrum of the emitted light from the light emitting element and the radiation from the LED or OEL in the illumination lamp. The spectrum of light is different from each other.
Further, in an optical communication network in which the optical transceiver is provided at a plurality of locations in a substantially same plane, the optical axis of light emitted from the light emitting element of the optical transceiver is provided with the detector. Further, the rotating body is orthogonal to the rotation axis.
この発明の光送受信装置によれば、従来のような光送受信装置では成しえなかった、光通信ネットワークによるメッシュ型ネットワークの構築が可能となる。つまり、通信範囲が固定的という欠点を解決し、なお且つ、通信経路が障害物により不通となった場合や光送受信装置自体が故障した場合などでも、異なる光送受信装置を接続相手として新たな通信経路を形成して光通信ネットワークを再構築することが可能となる。 According to the optical transmission / reception apparatus of the present invention, it is possible to construct a mesh type network using an optical communication network, which cannot be achieved by a conventional optical transmission / reception apparatus. In other words, it solves the disadvantage that the communication range is fixed, and even when the communication path is interrupted by an obstacle or when the optical transmitter / receiver itself breaks down, a new communication is made with a different optical transmitter / receiver as the connection partner. It is possible to reconstruct the optical communication network by forming a route.
図1は、本発明の光送受信装置を用いた光通信ネットワークを説明する説明図である。
本実施形態にかかる光通信ネットワークでは、該光通信ネットワークを形成する空間に露出する形で複数の光送受信装置1A,1B,1C・・・が配置される。
適用される空間の具体例を挙げると、大規模なショッピングモールや駅の構内などが挙げられる。本発明にかかる光送受信装置は、こうした空間の天井などで構成される略同一平面に沿って複数配置される。
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining an optical communication network using the optical transceiver of the present invention.
In the optical communication network according to the present embodiment, a plurality of optical transmission /
Specific examples of the applicable space include large shopping malls and station premises. A plurality of optical transceivers according to the present invention are arranged along substantially the same plane constituted by the ceiling of such a space.
ホスト端末20は、光送受信装置1Aに情報を送信するための親局であり、光送受信装置(1A)に対して処理された共有用データを有線或いは無線通信によって送信する。無論、これは一例にすぎず、ホスト端末20が送信対象とする光送受信装置1は複数の装置であっても構わない。また同図においてホスト端末20は1台であるが、複数設置しても構わない。
The
ここで、本発明の光通信ネットワークを構築する光送受信装置1について、図2(A)(B)により説明する。
光送受信装置1は、検出器2と、制御器3と、集光光学系4と、複数の、例えばLEDからなる発光素子5とを備えている。この実施例では、検出器2と制御器3および集光光学系4は、回転体6に取り付けられており、検出器2と集光光学系4は同一光軸上に配置される。
Here, the optical transmission /
The optical transmission /
一方、複数の発光素子5は、前記回転体6とは別体の静止体7に取り付けられていて、図2(B)で示すように、この発光素子5は、回転体6の回転軸Xを中心として、その放射方向が外側を向いて、かつ、全方位的に配置されて、信号光を周囲に放射するものであり、その出射方向は前記回転体6の回転軸Xに対して直交する方向、即ち、複数の光送受信装置1が設けられた平面と略平行な方向である。
そして、静止体7の下面には、例えばLEDからなる端末送信部10が設けられていて、受信した信号光に含まれる情報を利用者のスマートフォンなどの携帯情報端末に向けて発信する。
On the other hand, the plurality of
And the
なお、前記発光素子5は、図2においては6個配置された例であるが、その個数はこれに限られない。
また、発光素子5の光出力が十分であれば、複数設けずに単一の発光素子を用いて、導光体によって複数の方向に放射するように導光する構成としても構わず、要は、発光素子からの発光(信号光)が周囲に全方位的に放射されるものであればよい。
In addition, although the said
In addition, if the light output of the
この光送受信装置1は、他の光送受信装置からの信号光を集光光学系4によって集光して検出器2に照射する。そして、制御器3で、検出器2の受光がある閾値以上であると判断されると、発光素子5は発光する。
後述するように、何等かの理由によってある光送受信装置からの信号光が途絶えて、検出器2で受光する信号光が閾値以下となると、制御器3から信号を出力して回転体6を回転するとともに、発光素子5の発光を停止する。
回転体6の回転により、集光光学系4も回転体の回転軸Xを中心として回転する。この回転移動によって別の光送受信装置からの信号光を探し、これを受光したとき、制御器3により回転体6の回転を停止するとともに、発光素子5を発光させるものである。
The optical transmission /
As will be described later, when the signal light from a certain optical transmitter / receiver is interrupted for some reason and the signal light received by the
Due to the rotation of the
図1に戻って、ホスト端末20から光送受信装置1Aに対してデータが送信されると、受信した光送受信装置1Aはデータを構成する信号光として発光素子5を発光させることにより送信する。信号光は、通常0/1で構成されるデータを光のON/OFFに置換えることにより構成され、発光素子5をもとのデータに基づいて発光パターンを構成し、点灯させることにより信号光として放射される。
Returning to FIG. 1, when data is transmitted from the
光送受信装置1Aの周囲に配置された光送受信装置1B,1Hが、光送受信装置1Aからの信号光を検出し、受信したものとして説明する。光送受信装置1Aからの信号光を受信した光送受信装置1B,1Hの各々もまた、内蔵された発光素子を発光させて同パターンからなる信号光を放射する。
そして、光送受信装置1Bに隣接して配置された光送受信装置1Eが、この光送受信装置1Bからの信号光を受信したとき、これに内蔵された発光素子によって信号光を放射する。同様に、光送受信装置1Eから放射された信号光を光送受信装置1Cが受信したとき、この光送受信装置1Cもまた信号光を放射する。
It is assumed that the
Then, when the optical transmission /
このように、各光送受信装置1の各々は信号光を受信する機能と信号光を放射する機能の両方を併せもつ。信号光とされた情報は、隣接する光送受信装置からその先の光送受信装置へと次々に受信・送信が繰り返されることになる。
そして、最初に情報データを受けた光送受信装置1Aから、隣接配置された光送受信装置1B,1Hへと信号光によって情報が送信され、これが繰り返される。このようにして、図1に示すように、光送受信装置1Aから最も遠隔に位置された光送受信装置1G,1Kまでもが同じ情報を共有するネットワークが構成される。
As described above, each
Then, information is transmitted by signal light from the optical transmission /
図3は、本発明の光送受信装置の一例を説明するブロックである。
光送受信装置1は、検出器2によって受光した光を判断処理する制御器3を備えていて、この制御器3は判定部31と制御部32とからなる。この制御器3は回転体6(集光光学系4)および発光素子5の点灯消灯を司る発光素子駆動部51に接続されている。
他の光送受信装置からの信号光を検出器2が受信して、制御器3の判定部31において信号光が所定の閾値以上と判断した場合、制御部32によって回転体6、つまり集光光学系4の回転を停止するとともに、発光素子駆動部51により発光素子5を発光する。
また、検出器2の受信した信号光が閾値以下になった場合、制御部32により回転体6と集光光学系4を回転するとともに、発光素子5を消灯するものである。
FIG. 3 is a block for explaining an example of the optical transmission / reception apparatus of the present invention.
The optical transmission /
When the
Further, when the signal light received by the
図4にその制御フローを説明するフローチャートが示されている。
光送受信装置1の駆動が開始される(スタート)と、初期設定の位置において発光素子5が消灯していると共に、回転体6が回転する(S1)。
回転体6と共に回転する集光光学系4が他の光送受信装置からの信号光を受けると、この信号光は検出器2に送られ、この検出器2が信号光を検出して、その検出値が電流値に変換されて制御器3における判定部31に送られる(S2)。
ここで、判定部31は予め設定された閾値と比較する(S3)。
受光した光(検出光)の強度(照度)が閾値以上であると判断すると、データは制御部32に送信され、回転体6の回転が停止し、発光素子5が発光する(S4)。
この発光素子5が発光し、回転体6が停止した状態が正常な機能状態であり、この正常状態で検出器2による信号光の受光状態が継続判断される。
FIG. 4 shows a flowchart for explaining the control flow.
When the driving of the
When the condensing
Here, the determination part 31 compares with the preset threshold value (S3).
If it is determined that the intensity (illuminance) of the received light (detection light) is greater than or equal to the threshold value, the data is transmitted to the control unit 32, the rotation of the
The state in which the
一方、検出器2で受信した信号光の電流値が、制御器3の判定部31において閾値未満と判断された場合は、発光素子5が消灯し、回転体6が回転した状態(S1)のまま、検出器2による信号光の受光→制御器3(判定部31)による信号光の判定(S3)を繰り返し続ける。この工程は、検出器2で受光した信号光が判定部31で閾値以上と判断されて、発光素子5が発光し、回転体6が停止する(S4)まで継続される。
On the other hand, when the current value of the signal light received by the
このように、各光送受信装置1では、発光素子5の発光と、検出器2の信号光の検出が行われ、ある光送受信装置1の検出器2が、それまで受光していた他の光送受信装置からの信号光を受光できない状態になると、回転体6を回転させて、更に他の光送受信装置からの信号光を受光するまで繰り返し判定される。
そして、信号光が所定の閾値以上となり、発光素子5が発光し、回転体6が停止した正常な機能状態のときに、信号光に含まれる情報が端末送信部(LED)10から利用者の携帯情報端末に向けて送信される。
Thus, in each optical transmission /
When the signal light is equal to or greater than a predetermined threshold, the
なお、信号光の受光状態の判定は、上記方法に限られず、例えば、回転体6の動作に関しては、回転体6で集光光学系4を回転させながら各回転位置で受光した信号光のデータ(電流値)とその位置データを記憶するようにしてもよい。すなわち、回転体6が回転開始位置から1回転した時点で、最大の信号光データ(電流値)が得られた位置に集光光学系4を移動させるよう動作することもできる。この場合、その位置での光量が最大であるので、安定した信号光(データ)受信が可能になる。
The determination of the light receiving state of the signal light is not limited to the above method. For example, regarding the operation of the
図5は、先に図1で示した各光送受信装置の通信状態を平面的に説明する図である。
本発明の光送受信装置を中継器として用いた場合のネットワーク構成の一例であり、ある時点における光送受信装置間の接続状態、ならびに、各光送受信装置の信号検出方向も併せて示している。信号光を直接的に送受信する通信経路を直線の矢印で示している。また、各光送受信装置の検出器を符号101で表記し、各光送受信装置の(複数の)発光素子から放射される光の進行方向を破線102で表している。
FIG. 5 is a diagram for explaining in plan the communication state of each optical transceiver shown in FIG.
It is an example of the network structure at the time of using the optical transmission / reception apparatus of this invention as a repeater, The connection state between optical transmission / reception apparatuses in a certain time, and the signal detection direction of each optical transmission / reception apparatus are also shown collectively. A communication path for directly transmitting and receiving signal light is indicated by a straight arrow. Further, the detector of each optical transmission / reception device is denoted by
ホスト端末20に接続された光送受信装置Aは、ホスト端末20から送信された情報を信号光に変換し、発光素子を点灯させる。この例では、図2で示した光送受信装置の6個の発光素子5を全部点灯した例であり、光送受信装置B,Hに向かう方向を含み、全6方向に信号光を発信(放射)する。
The optical transmitter / receiver A connected to the
光送受信装置Aからの符号111で示された信号光が、光送受信装置Bの検出器101によって検出されると、光送受信装置Bはその情報を取り込み、信号光に変換して発光素子を発光させる。この時、光送受信装置Bからの信号光は、光送受信装置A、E、Cの方向を含む全6方向に送信(放射)される。
When the signal light indicated by
また同時に、光送受信装置Aからの符号112で示された信号光は、光送受信装置Hの検出器101によって検出される。光送受信装置Hはその情報を取り込み、信号光に変換してその発光素子を発光させる。この時、同図において光送受信装置A、E、Iの方向を含む全6方向に信号光は送信(放射)される。
At the same time, the signal light indicated by
このように、光送受信装置Aからの信号光(111,112)が光送受信装置B、Hに送られ、光送受信装置B、Hはその信号光をもとに発光素子を発光させる。
このような、信号光の発信、受信、発信が次々に行われることで、データ送信源である光送受信装置Aから遠隔の光送受信装置までネットワークが構成されて情報が送信され、その結果、光送受信装置G或いはさらにその先の光送受信装置まで情報が伝達されることになる。
Thus, the signal light (111, 112) from the optical transceiver A is sent to the optical transceivers B and H, and the optical transceivers B and H cause the light emitting elements to emit light based on the signal light.
By transmitting, receiving, and transmitting signal light one after another, a network is configured from the optical transmission / reception apparatus A as a data transmission source to a remote optical transmission / reception apparatus, and information is transmitted. Information is transmitted to the transmission / reception apparatus G or further to the optical transmission / reception apparatus ahead.
以下、光送受信装置間での信号光の送受信が途絶えた時の説明をする。
図6〜8は、各光送受信装置間に遮蔽物が介在して通信が途絶えてしまった例である。
この例では、図6に示すように、光送受信装置Bと光送受信装置Eの間が遮光されて光送受信装置Eが光送受信装置Bからの信号光113を受信できなくなった場合を想定する。
光送受信装置Eは、検出器において信号光113を検出できない状態となると、発光素子の点灯を停止し、これと同時に、回転体(集光光学系)を回転させて、他の光送受信装置からの信号光の検出を開始する。
この時、光送受信装置Eの発光素子の発光が停止されることで、同図の信号光114,115もなくなる。したがって、光送受信装置C及び光送受信装置Iもまた信号光を検出できない状態となって、光送受信装置Eと同様に発光素子が消灯し、回転体が回転するという操作が開始されることになる。以下、同様にして、これら光送受信装置C,Iにつながる光送受信装置F,D,G,Jも信号光がなくなり、通信接続が絶たれる。
Hereinafter, a description will be given of a case where transmission / reception of signal light between optical transmission / reception devices is interrupted.
FIGS. 6 to 8 are examples in which communication is interrupted due to an intervening object between the optical transceivers.
In this example, as illustrated in FIG. 6, it is assumed that the optical transmission / reception apparatus B and the optical transmission / reception apparatus E are shielded from light and the optical transmission / reception apparatus E cannot receive the signal light 113 from the optical transmission / reception apparatus B.
When the optical transmitter / receiver E becomes in a state where the
At this time, the light emission of the light emitting element of the optical transmitter / receiver E is stopped, so that the signal lights 114 and 115 in FIG. Therefore, the optical transmission / reception device C and the optical transmission / reception device I are also in a state where the signal light cannot be detected, and similarly to the optical transmission / reception device E, the operation of turning off the light emitting element and rotating the rotating body is started. . Similarly, the optical transmission / reception devices F, D, G, and J connected to the optical transmission / reception devices C and I lose the signal light and are disconnected from the communication.
こうして、図7に示すように、光送受信装置A、B、Hにおいては通常の通信接続状態を維持した動作を継続するが、通信を絶たれた光送受信装置Eは、回転体を回転させて新たに他の信号光の検出を開始する。
同様に、その他の光送受信装置C,D,F,G,I,Jにおいても、信号光を検出できなくなった時点で、発光素子の発光を停止して回転体の回転を開始する。
そして、光送受信装置Eが光送受信装置Aからの新たな信号光116を検出すると、回転体の回転を停止し、更に、この信号光の情報に基づいて発光素子を発光する。
これにより光送受信装置Eは光送受信装置Aと新たな通信接続関係が成立する。
Thus, as shown in FIG. 7, in the optical transceivers A, B, and H, the operation that maintains the normal communication connection state is continued, but the optical transceiver E that has lost communication rotates the rotating body. The detection of another signal light is newly started.
Similarly, in the other optical transmission / reception apparatuses C, D, F, G, I, and J, when signal light can no longer be detected, light emission of the light emitting element is stopped and rotation of the rotating body is started.
When the optical transmission / reception device E detects a new signal light 116 from the optical transmission / reception device A, the rotation of the rotating body is stopped, and the light emitting element emits light based on the information of the signal light.
As a result, the optical transceiver E establishes a new communication connection relationship with the optical transceiver A.
図8は、光送受信装置Eの信号光発信開始後の状態を示す説明図である。
光送受信装置Eは、光送受信装置Aからの信号光116を受信して、回転体の回転を停止するとともに、発光素子を発光させて6方向に光を放射する。
この光送受信装置Eとの通信が絶たれた隣接する光送受信装置Cでは、新たな信号光として例えば光送受信装置Bからの信号光117を検出すると、回転体の回転を停止し、信号光の受信が確立して、発光素子を発光させて、信号光を複数の方向に送信(放射)する。
以下同様に、光送受信装置F,I,D,G,Jも、新たに他の光送受信装置からの信号光を検出すると、回転体の回転を停止し、発光素子を発光させて、信号光を複数の方向に送信する。
こうして図8に示すような新たな通信ネットワークが構築される。
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a state after the optical transmission / reception apparatus E has started transmission of signal light.
The optical transmission / reception device E receives the signal light 116 from the optical transmission / reception device A, stops the rotation of the rotating body, emits light from the light emitting element, and emits light in six directions.
In the adjacent optical transmission / reception apparatus C in which communication with the optical transmission / reception apparatus E is interrupted, when the signal light 117 from the optical transmission / reception apparatus B, for example, is detected as new signal light, the rotation of the rotating body is stopped, and the signal light When reception is established, the light emitting element emits light, and signal light is transmitted (radiated) in a plurality of directions.
Similarly, when the optical transmission / reception devices F, I, D, G, and J newly detect signal light from other optical transmission / reception devices, the rotation of the rotator is stopped and the light emitting element is caused to emit light. Is sent in multiple directions.
Thus, a new communication network as shown in FIG. 8 is constructed.
図9〜11は、光送受信装置が何らかの原因で故障し、光送受信装置間の通信が途絶えてしまった例である。
この例では、図9に示すように、光送受信装置Eが故障して、これに接続されていた光送受信装置Bからの信号光を受信できなくなったか、もしくは、受信はしていても発光素子の発光ができなくなった場合を想定する。
このいずれの場合も、光送受信装置Eの発光素子の発光が停止して、信号光114,115がなくなり、光送受信装置C,Iは、光送受信装置Eとの通信が途絶える。
9 to 11 are examples in which the optical transmission / reception device has failed for some reason, and communication between the optical transmission / reception devices has been interrupted.
In this example, as shown in FIG. 9, the optical transmission / reception device E has failed and cannot receive the signal light from the optical transmission / reception device B connected to the optical transmission / reception device E. Assume that no light emission is possible.
In either case, the light emitting elements of the optical transmission / reception device E stop emitting light, the signal lights 114 and 115 disappear, and the optical transmission / reception devices C and I are disconnected from the optical transmission / reception device E.
以下、図10に示すように、この光送受信装置C,Iに通信接続していた光送受信装置F,D,G,Jもそれぞれその通信接続が連鎖的に途絶える。
こうして、通信接続の途絶えた光送受信装置C,F,D,G,I,Jは、回転体(集光光学系)が回転して、新たに他の光送受信装置からの信号光の検出を開始する。
Hereinafter, as shown in FIG. 10, the optical transmission / reception apparatuses F, D, G, and J that have been connected to the optical transmission / reception apparatuses C and I are also disconnected in a chain.
In this way, the optical transceivers C, F, D, G, I, and J that have lost communication connection rotate the rotating body (condensing optical system) to newly detect signal light from other optical transceivers. Start.
その後、図11に示すように、検出可能な信号光を検知した光送受信装置、例えば、光送受信装置Bからの信号光117を受信した光送受信装置Cが回転を停止し、発光素子を発光させて複数方向へ信号光を放射する。
これにより、その周囲の光送受信装置Fは、接続可能な光送受信装置が増加して通信接続の可能性が増え、その結果、例えば、光送受信装置Cと接続される。更にその先の光送受信装置D,Gとの通信も回復させることができる。
このように、光送受信装置Eが何らかの原因で故障しても、各光送受信装置は集光光学系の向きを適宜に変更することができるので、複数の方向からの信号光のいずれかを受取ることができ、故障した光送受信装置Eを迂回して、新たな通信経路を再構築することが可能となる。
Thereafter, as shown in FIG. 11, the optical transmission / reception device that has detected the detectable signal light, for example, the optical transmission / reception device C that has received the signal light 117 from the optical transmission / reception device B, stops rotating and causes the light emitting element to emit light. Signal light in multiple directions.
Thereby, the optical transmitter / receiver F around it increases the number of connectable optical transmitter / receivers to increase the possibility of communication connection, and as a result, for example, is connected to the optical transmitter / receiver C. Furthermore, the communication with the optical transmission / reception apparatuses D and G ahead can be recovered.
As described above, even if the optical transmission / reception device E fails for some reason, each optical transmission / reception device can appropriately change the direction of the condensing optical system, and therefore receives one of signal lights from a plurality of directions. It is possible to bypass the failed optical transceiver E and reconstruct a new communication path.
上記図2の光送受信装置1の実施例においては、検出器2が回転体6に取り付けられたものであるが、静止体10側に取り付けられてもよい。この実施例が図12、図13に示されている。
図12に示す実施例では、検出器2および制御器3は、静止体7に取り付けられている。そして、回転体6の集光光学系4の光軸上に反射ミラー8が配設されている。
周囲の他の光送受信装置からの信号光を受けて、集光光学系4によって集光された光は、反射ミラー8によって反射されて静止体7上の検出器2に集光されて入射する。
In the embodiment of the optical transmitter /
In the embodiment shown in FIG. 12, the
The light collected by the condensing
また、図13には更に他の実施例が示されており、集光光学系4が、回転体6に取り付けられた凹面鏡9によって構成されている。
信号光は、この凹面鏡9によって反射集光されて、静止体7上の検出器2に入射するものである。
FIG. 13 shows still another embodiment. The condensing
The signal light is reflected and collected by the
以下、図14、図15、図16を参照して、本発明の光送受信装置を中継器として用いて光通信ネットワークを形成する例を説明する。
デパートや大型ショッピングモールなどの飲食店フロアで、各店舗の混雑具合(待ち時間)の情報をやり取りして、利用者の携帯情報端末にその情報を発信する場合を例として説明する。
図14に示すように、飲食店フロアの天井には、フロアを照明するための照明灯具40が取り付けられていて、本発明の光送受信装置1は、この照明灯具40の内部に収納されている。勿論、照明灯具40とは別に配設することも可能である。
Hereinafter, an example of forming an optical communication network using the optical transmission / reception apparatus of the present invention as a repeater will be described with reference to FIG. 14, FIG. 15, and FIG.
A case will be described as an example in which information on the degree of congestion (waiting time) of each store is exchanged at a restaurant floor such as a department store or a large shopping mall, and the information is transmitted to the user's portable information terminal.
As shown in FIG. 14, an illumination lamp 40 for illuminating the floor is attached to the ceiling of the restaurant floor, and the
光送受信装置1における発光素子5はLEDから構成され、端末送信部10も同様にLEDから構成することができる。更に、照明灯具40もLEDから構成することができる。そして、端末送信部10からの端末送信光は、照明灯具40の照明光に重畳させて発光することが好ましい。
この場合、発光素子5からの情報通信光と、端末送信部10からの端末送信光、および照明灯具40からの照明光は、それぞれ異なる波長の光を利用することが好ましい。
また、光送受信装置1は、特定波長帯の情報通信用の光を信号光として、発光素子から天井とほぼ平行方向に、かつ、全方位的に周囲に放射し、隣接する光送受信装置がこれを受光する。
The
In this case, the information communication light from the
The
図15に詳細が示されるように、情報が共有された各光送受信装置1からは、端末送信部10からその情報が発信されて、当該光送受信装置1の近辺にいる利用者Mのスマートフォンなどの携帯情報端末Sに送られてその情報が表示される。
図1に示すホスト端末20には、各店舗から一定時間ごとに混雑状況(待ち時間)等が入力されており、それらの情報が携帯情報端末Sに表示されるものである。
As shown in detail in FIG. 15, each optical transmission /
In the
図16には更に他の実施例が示されていて、この例では、照明光によって端末送信光が構成されている。
この実施例においては、照明灯具40の光源はLEDまたはOEL(有機EL)から構成されており、これら照明用LEDまたは照明用OELは、光送受信装置1における端末送信部10を兼ねており、所定に点滅されることで信号光を構成している。
すなわち、端末送信部10から携帯情報端末Sに向けて送信される情報は、照明灯具(LEDまたはOEL)40からの光によって形成されており、情報を形成するための端末送信光(信号光)がフロアを照明する。
光送受信装置1における発光素子5はLEDからなる。この発光素子(LED)5からの光で形成される情報通信光のスペクトルと、照明用(LEDまたはOELからの放射光)の端末送信光のスペクトルとは、互いに異なった光とされており、フロア照明用の光と発光素子5からの光とが重畳したり混合したりしても、検出器2或いは携帯情報端末Sにおいて信号光を処理する際は所定のスペクトル光からなる信号光を検出するので、情報の更新が停滞したり混線したりすることはない。
FIG. 16 shows still another embodiment. In this example, terminal transmission light is constituted by illumination light.
In this embodiment, the light source of the illumination lamp 40 is composed of an LED or an OEL (organic EL), and these illumination LED or illumination OEL also serves as the
That is, information transmitted from the
The
なお、上記の説明においては、ショッピングモールなどにおける店舗情報を例にしたが、その適用はこれに限られず、駅構内での列車や、空港内でのフライトの発着情報、遅延情報などに利用することもできる。 In the above description, store information in a shopping mall is taken as an example, but the application is not limited to this, and it is used for train arrival / departure information, delay information, etc. within a station premises. You can also.
以上説明したように、本発明に係る光通信ネットワークを形成するために中継器としての光送受信装置は、他の光送受信装置からの信号光を受信するための検出器と、回転体に取り付けられて前記検出器に信号光を集光する集光光学系と、別体の静止体に取り付けられて他の光送受信装置に送信する信号光を周囲に放射する発光素子とを備えたので、多数の光送受信装置間で通信ネットワークが構成されて情報が共有化され、利用者がいずれの場所にいてもこの情報を携帯情報端末によって直ちに的確に知ることができるという効果を奏する。
そして、いずれかの光送受信装置が、故障や光通信経路の遮断などにより信号光を受光できなくなって光通信ネットワークが一時的に破断されるようなことが起きても、直ちに他の利用できる光送受信装置を探知して、時を経ずして新たな光通信ネットワークを構築することができるという効果もある。
As described above, an optical transmission / reception device as a repeater for forming an optical communication network according to the present invention is attached to a detector and a rotating body for receiving signal light from other optical transmission / reception devices. A light-collecting optical system for condensing signal light on the detector and a light-emitting element that is attached to a separate stationary body and emits signal light to be transmitted to other optical transceivers to the surroundings. The communication network is configured between the optical transmission / reception apparatuses, and the information is shared, so that the user can immediately and accurately know this information at any location by the portable information terminal.
Even if one of the optical transceivers becomes unable to receive the signal light due to a failure or interruption of the optical communication path, the optical communication network is temporarily broken, and other light that can be used immediately. There is also an effect that a new optical communication network can be constructed over time by detecting a transmission / reception device.
1 光送受信装置
2 検出器
3 制御器
31 判定部
32 制御部
4 集光光学系
5 発光素子
51 発光素子駆動部
6 回転体
7 静止体
8 反射ミラー
9 凹面鏡(集光光学系)
10 端末送信部
20 ホスト端末
40 照明灯具
S 携帯情報端末
M 利用者
DESCRIPTION OF
10
Claims (11)
それぞれの光送受信装置は、
他の光送受信装置から送信される信号光を受信するための検出器と、
前記光送受信装置が配置された平面と直交する回転軸を有する回転体に取り付けられて、前記検出器に信号光を集光する集光光学系と、
前記回転体とは別体の静止体に取り付けられて、他の光送受信装置に送信する信号光を周囲に放射する発光素子と、
を備えていることを特徴とする光送受信装置。 A plurality of optical transmission / reception devices arranged in substantially the same plane as repeaters to form an optical communication network,
Each optical transceiver is
A detector for receiving signal light transmitted from another optical transceiver; and
A condensing optical system that is attached to a rotating body having a rotation axis that is orthogonal to a plane on which the optical transceiver is disposed, and that collects signal light on the detector;
A light emitting element that is attached to a stationary body separate from the rotating body and emits signal light to be transmitted to another optical transmitting and receiving device;
An optical transmission / reception apparatus comprising:
前記回転体には、前記集光光学系からの光を前記検出器に導く反射ミラーが取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の光送受信装置。 The detector is attached to the stationary body and arranged perpendicular to the rotation axis of the rotating body;
The optical transmitting / receiving apparatus according to claim 1, wherein a reflection mirror that guides light from the condensing optical system to the detector is attached to the rotating body.
前記集光光学系が凹面鏡よりなることを特徴とする請求項1に記載の光送受信装置。 The detector is attached to the stationary body and arranged perpendicular to the rotation axis of the rotating body;
The optical transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein the condensing optical system is a concave mirror.
前記制御器は、受信した信号光が、許容値以下であると判断した場合に、他の光送受信装置からの信号光を受信するように、前記回転体とともに前記集光光学系を回転させるよう制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光送受信装置。 The optical transceiver includes a controller that processes the signal light received by the detector,
The controller rotates the condensing optical system together with the rotating body so as to receive the signal light from another optical transmission / reception device when the received signal light is determined to be equal to or less than an allowable value. 5. The optical transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein the optical transmission / reception apparatus is controlled.
前記発光素子、前記端末送信部および前記照明灯具におけるLEDからの放射光はいずれも波長が異なることを特徴とする請求項8に記載の光送受信装置。 The light emitting element and the terminal transmission unit are made of LED, and the LED is also incorporated in the illumination lamp,
The optical transmission / reception apparatus according to claim 8, wherein the emitted light from the LEDs in the light emitting element, the terminal transmission unit, and the illumination lamp all have different wavelengths.
前記発光素子からの放射光のスペクトルと前記照明灯具におけるLEDまたはOELからの放射光のスペクトルとは、互いに異なることを特徴とする請求項8に記載の光送受信装置。 The information from the terminal transmitter is formed by light emitted from the LED or OEL in the illumination lamp,
The optical transmission / reception apparatus according to claim 8, wherein a spectrum of emitted light from the light emitting element and a spectrum of emitted light from an LED or OEL in the illumination lamp are different from each other.
前記光送受信装置が、略同一平面において複数個所に設けられ、
該光送受信装置の前記発光素子から周囲に放射される光の光軸が、前記検出器が設けられた前記回転体の前記回転軸と直交していることを特徴とする光通信ネットワーク。
An optical communication network using the optical transceiver according to any one of claims 1 to 10,
The optical transceiver is provided at a plurality of locations in substantially the same plane,
An optical communication network, wherein an optical axis of light radiated from the light emitting element of the optical transmission / reception apparatus is orthogonal to the rotation axis of the rotating body provided with the detector.
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