JP3399809B2 - Light reflection device and optical space communication system - Google Patents

Light reflection device and optical space communication system

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JP3399809B2
JP3399809B2 JP29864197A JP29864197A JP3399809B2 JP 3399809 B2 JP3399809 B2 JP 3399809B2 JP 29864197 A JP29864197 A JP 29864197A JP 29864197 A JP29864197 A JP 29864197A JP 3399809 B2 JP3399809 B2 JP 3399809B2
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卓久 原山
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、事務所や家庭に設
置された複数の端末装置間で、赤外線などの光信号を用
いて光空間通信を行う光空間通信システムにおいて、部
屋の天井に設置される光反射装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical space communication system for performing optical space communication between a plurality of terminal devices installed in an office or a home using optical signals such as infrared rays, and is installed on the ceiling of a room. Light reflection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】赤外線などの光信号を用いて光空間通信
を行うには、送信機である光送信機と、光受信機である
光電変換器を接続するための光路が形成されなければな
らない。ここで用いる光信号は理想的な単一ビームの光
線であると考える。最も単純には、光送信機と光受信機
とを直線で結ぶ光路が考えられるが、通常の光空間通信
では障害物が存在するため、そのような光路は実用的で
はない。例えば、複数の机上に設置した端末間で光空間
通信を行うには、他の机あるいは棚などが障害物とな
り、端末間を直線で結ぶような光路を利用することはで
きない。このような場合、天井方向に向けて発射された
光信号がそこで何らかの反射を経由して光受信機に至る
というような光路を用いる。従って、この光路を発見す
ることは、光信号を用いて光空間通信を行うためには必
要不可欠である。これを実現するために特に重要なこと
は天井における反射であり、これまでに、以下の第1乃
至第4の従来例の方法が提案されている。
2. Description of the Related Art In order to perform optical space communication using optical signals such as infrared rays, an optical path for connecting an optical transmitter, which is a transmitter, and a photoelectric converter, which is an optical receiver, must be formed. . The optical signal used here is considered to be an ideal single-beam ray. The simplest is an optical path that connects the optical transmitter and the optical receiver with a straight line, but such an optical path is not practical because there are obstacles in ordinary optical space communication. For example, in order to perform optical space communication between terminals installed on a plurality of desks, other desks or shelves become obstacles, and it is not possible to use an optical path connecting the terminals with a straight line. In such a case, an optical path is used in which the optical signal emitted toward the ceiling reaches the optical receiver through some reflection there. Therefore, finding this optical path is indispensable for optical space communication using optical signals. Reflection on the ceiling is particularly important for achieving this, and the following first to fourth conventional examples have been proposed so far.

【0003】(1)拡散的な反射を利用する方法(以
下、第1の従来例という。) この方法では、床面あるいは机上などに設置された光送
信機から発射された光線が天井全体に設置された乱反射
板で反射され光受信機に至る。天井の乱反射板への入射
光線の位置や方向を微小に変化させると、乱反射板より
出射する光線は大きく変化するので、短時間で容易に光
受信機に到達する光路を発見できる。また、光送信機及
び光受信機が複数存在してもそれぞれ同時に光空間通信
を行うことができる。
[0003](1) Method using diffuse reflection (below
Below, it is called the first conventional example. ) With this method, the optical transmission installed on the floor or desk
Diffuse reflection of light rays emitted from the belief installed on the entire ceiling
It is reflected by the plate and reaches the optical receiver. Incident on the diffuse reflector on the ceiling
By slightly changing the position or direction of the light beam,
The emitted light changes greatly, so it is easy to
You can discover the optical path to reach the receiver. Also, the optical transmitter and
Even if there are multiple optical receivers and optical receivers, optical space communication can be performed simultaneously.
It can be performed.

【0004】(2)可動平面ミラーを利用する方法(以
下、第2の従来例という。) この方法では、床面あるいは机上などに設置された光送
信機から発射された光線が天井から吊された小型の可動
平面ミラーで反射し光受信機に至る。反射率の高いミラ
ーを用いることで光線強度の減衰を防ぐことができる。
送受信機を結ぶ光路の探索方法は、この平面ミラーの傾
斜などを変化させることで、このミラーで反射して床面
に向かう光線の方向を変化させるというものである。強
度の減衰がないので確実な光空間通信が実現される。
(2) Method of using movable plane mirror
Below, it is called the second conventional example. In this method, a light beam emitted from an optical transmitter installed on the floor or on a desk is reflected by a small movable plane mirror suspended from the ceiling and reaches an optical receiver. Attenuation of light intensity can be prevented by using a mirror having high reflectance.
The method of searching the optical path connecting the transmitter and the receiver is to change the direction of the light beam reflected by the mirror and directed to the floor surface by changing the inclination of the plane mirror. Since there is no attenuation of intensity, reliable optical space communication is realized.

【0005】(3)天井全体を覆う平面ミラーを利用す
る方法(以下、第3の従来例という。) この方法では、床面あるいは机上などに設置された光送
信機から発射された光線が天井全体を覆う大きな平面ミ
ラーで反射され光受信機に至る。反射率の高いミラーを
用いることで光線強度の減衰を防ぐことができ確実な光
空間通信が行える。また、光送信機及び光受信機が複数
存在する場合でも同時に光空間通信を行うことが可能で
ある。送受信機を結ぶ光路の探索方法は、光送信機から
の光線の発射方向を変化させ光受信機に至るよう制御す
るというものである。
(3) Utilizing a plane mirror that covers the entire ceiling
In this method, a light beam emitted from an optical transmitter installed on the floor or on a desk is reflected by a large plane mirror covering the entire ceiling and reaches the optical receiver. . By using a mirror with high reflectance, attenuation of light intensity can be prevented and reliable optical space communication can be performed. Further, even when there are a plurality of optical transmitters and optical receivers, it is possible to perform optical space communication at the same time. The method of searching the optical path connecting the transmitter and the receiver is to change the emission direction of the light beam from the optical transmitter and control so as to reach the optical receiver.

【0006】(4)半球面ミラーを利用する方法(以
下、第4の従来例という。) この方法では、床面あるいは机上などに設置された光送
信機から発射された光線が天井に設置された半球面のミ
ラーで反射され受信機に至る。反射率の高いミラーを用
いることで光線強度の減衰を防ぐことができ確実な光空
間通信が行える。また、光送信機及び光受信機が複数存
在してもそれぞれ同時に光空間通信を行うことができ
る。送受信機を結ぶ光路の探索方法は、光送信機からの
光線の発射方向を変化させ光受信機に至るよう制御する
というものである。
[0006](4) Method using a hemispherical mirror (below
Below, it is called the fourth conventional example. ) With this method, the optical transmission installed on the floor or desk
A hemispherical mirror mounted on the ceiling where the light rays emitted from the
It is reflected by Ra and reaches the receiver. Use a mirror with high reflectance
Light beam intensity can be prevented by
Inter-communication is possible. In addition, there are multiple optical transmitters and optical receivers.
Even if they are present, they can simultaneously perform optical space communication
It The method of searching the optical path connecting the transmitter and receiver is
Controls to change the emitting direction of the light beam to reach the optical receiver
That is.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上の4つの従来例に
はそれぞれ次のような問題点があった。
The above four conventional examples have the following problems, respectively.

【0008】(1)第1の従来例 乱反射板による光の吸収によって光線の強度が弱まるた
め、光受信機で感知できるよう送信光電力を大きくする
必要がある。
(1) First Conventional Example Since the light intensity is weakened by the absorption of light by the diffuse reflection plate, it is necessary to increase the transmission light power so that it can be detected by the optical receiver.

【0009】(2)第2の従来例 光路の探索に長時間を要する。また、複数の送受信機で
同時に光空間通信ができない。
(2) Second Conventional Example It takes a long time to search the optical path. Also, optical space communication cannot be performed simultaneously by a plurality of transceivers.

【0010】(3)第3の従来例 平面ミラーの反射特性により、光送信機の発射方向を変
化させても、平面ミラーで反射した光線の床面での到達
点は大きくは変化しないため、探索に長時間を要する。
加えて、光送信機の発射方向は2次元的に変化させて探
索することも光路の探索時間が長くなる要因となる。ま
た、天井全体を覆う高い反射率の平面ミラーは製作や設
置に要する経費が高く、さらに安全性も確保されない。
(3) Due to the reflection characteristics of the third conventional plane mirror, even if the emission direction of the optical transmitter is changed, the arrival point on the floor surface of the light beam reflected by the plane mirror does not change significantly. It takes a long time to search.
In addition, searching by changing the emission direction of the optical transmitter two-dimensionally becomes a factor of increasing the search time of the optical path. In addition, a flat mirror having a high reflectance that covers the entire ceiling is expensive to manufacture and install, and safety is not ensured.

【0011】(4)第4の従来例 光送信機の発射方向の変化は2次元的である必要がある
ので、その分長い光路の探索時間を要する。
(4) Fourth Conventional Example Since the change in the emission direction of the optical transmitter needs to be two-dimensional, a longer optical path search time is required accordingly.

【0012】本発明の目的は以上の問題点を解決し、光
送信機から光受信機への光路の探索を従来例に比較して
短い時間で行うことができ、しかも構成が簡単で安価で
あり、複数の送受信機間で光空間通信を同時行うことが
できる光反射装置、及び光反射装置を用いた光空間通信
システムを提供することにある。
The object of the present invention is to solve the above problems and to search the optical path from the optical transmitter to the optical receiver in a shorter time than in the conventional example, and moreover, the structure is simple and the cost is low. Therefore, it is an object of the present invention to provide a light reflection device capable of simultaneously performing light space communication between a plurality of transceivers, and an optical space communication system using the light reflection device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項1記
載の光反射装置は、光送信機から送信される光信号を反
射して光受信機に伝送するための光反射装置であって、
仮想の正四面体の各頂点に、上記正四面体の各辺と同一
の直径をそれぞれ有しかつ少なくとも外面に鏡面を有す
る中空の4個の球面ミラーの各中心がそれぞれ位置しか
つ上記4個の球面ミラーのうちの各2個の球面ミラーが
互いに1点で接するように上記4個の球面ミラーを載置
した後、上記4個の球面ミラーの中から3個の球面ミラ
ーを1組として選択したときの4組の球面ミラーを第1
と第2と第3と第4の組の3個の球面ミラーとし、上記
第1の組の3個の球面ミラーの各中心を通過する第1の
平面で切断し、上記第1の平面上の第1の組の3個の球
面ミラーが形成する3つの曲線が形成する平面にはめ込
まれ、上記正四面体の内側に対面する鏡面を少なくとも
有する第1の平面ミラーと、上記第2の組の3個の球面
ミラーの各中心を通過する第2の平面で切断し、上記第
2の平面上の第2の組の3個の球面ミラーが形成する3
つの曲線が形成する平面にはめ込まれ、上記正四面体の
内側に対面する鏡面を少なくとも有する第2の平面ミラ
ーと、上記第3の組の3個の球面ミラーの各中心を通過
する第3の平面で切断し、上記第3の平面上の第3の組
の3個の球面ミラーが形成する3つの曲線が形成する平
面にはめ込まれ、上記正四面体の内側に対面する鏡面を
少なくとも有する第3の平面ミラーと、上記第4の組の
3個の球面ミラーの各中心を通過する第4の平面で切断
し、上記第4の平面上の第4の組の3個の球面ミラーが
形成する3つの曲線が形成する平面を有する開口部と、
上記4個の球面ミラーが上記第1と第2と第3と第4の
平面でそれぞれ切断されて形成された第1と第2と第3
と第4の球面ミラーとを備え、光信号を上記開口部を介
して入射したとき、上記光信号は、上記第1と第2と第
3と第4の球面ミラーと上記第1と第2と第3の平面ミ
ラーとのうち少なくとも1個のミラーを反射して上記開
口部を介して出射するように構成されたことを特徴とす
る。
A light reflecting device according to a first aspect of the present invention is a light reflecting device for reflecting an optical signal transmitted from an optical transmitter and transmitting the reflected optical signal to an optical receiver. ,
The centers of four hollow spherical mirrors, each having the same diameter as each side of the regular tetrahedron and having a mirror surface on the outer surface, are respectively located at the vertices of the virtual regular tetrahedron, and the four After mounting the above four spherical mirrors so that each two spherical mirrors of the above spherical mirrors come into contact with each other at one point, three spherical mirrors are set from the above four spherical mirrors as one set. First of all 4 sets of spherical mirrors when selected
And a second, a third, and a fourth set of three spherical mirrors, cut on a first plane passing through the centers of the three spherical mirrors of the first set, and on the first plane. A first plane mirror fitted into a plane formed by three curves formed by the first set of three spherical mirrors, and having at least a mirror surface facing the inside of the regular tetrahedron; and the second set. Is cut at a second plane passing through the respective centers of the three spherical mirrors of 3 to form the second set of three spherical mirrors on the second plane.
A second plane mirror fitted in a plane formed by two curves and having at least a mirror surface facing the inside of the regular tetrahedron, and a third plane mirror passing through respective centers of the three spherical mirrors of the third set. A plane having at least a mirror surface cut along a plane and fitted into a plane formed by three curves formed by the third spherical mirrors of the third set on the third plane and facing the inside of the regular tetrahedron. No. 3 plane mirror and a fourth plane passing through the centers of the three spherical mirrors of the fourth set are cut to form a fourth set of three spherical mirrors on the fourth plane. An opening having a plane formed by three curved lines,
First, second and third parts formed by cutting the four spherical mirrors along the first, second, third and fourth planes, respectively.
And a fourth spherical mirror, and when an optical signal is incident through the opening, the optical signal includes the first, second, third and fourth spherical mirrors and the first and second spherical mirrors. And at least one of the third plane mirrors is reflected and emitted through the opening.

【0014】また、本発明に係る請求項2記載の光空間
通信システムは、請求項1記載の光反射装置と、上記光
反射装置の開口部を通過するように光信号を放射する少
なくとも1個の光送信機と、上記光送信機からの光信号
が上記光反射装置の開口部を通過した後、上記光反射装
置の第1と第2と第3と第4の球面ミラーと上記第1と
第2と第3の平面ミラーとのうち少なくとも1個のミラ
ーを反射して上記開口部を介して出射する光信号を受信
する少なくとも1個の光受信機とを備えたことを特徴と
する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the optical space communication system according to the first aspect, and at least one light emitting device that emits an optical signal so as to pass through the light reflecting device and the opening of the light reflecting device. Optical transmitter, and the optical signal from the optical transmitter passes through the opening of the light reflecting device, and then the first, second, third and fourth spherical mirrors of the light reflecting device and the first And at least one optical receiver for receiving an optical signal reflected by at least one of the second and third plane mirrors and emitted through the opening. .

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は本発明に係る一実施形態である光反
射装置10を平面ミラーAFDの斜め前方から見た光反
射装置10の外観を示す斜視図であり、図2は上記光反
射装置10を球面ミラーDEFの上方から見た光反射装
置10の外観を示す平面図であり、図3は上記光反射装
置10をその開口部ABCに向かって見たときの下面図
であり、図4は上記光反射装置10をその球面ミラーA
DCに向かって見たときの側面図であり、図5は上記光
反射装置10をその平面ミラーAFDに向かって見たと
きの側面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of the light reflecting device 10 according to one embodiment of the present invention, as seen from an oblique front of a plane mirror AFD, and FIG. 2 is the light reflecting device 10 described above. FIG. 4 is a plan view showing the appearance of the light reflecting device 10 as seen from above the spherical mirror DEF, FIG. 3 is a bottom view of the light reflecting device 10 seen toward the opening ABC, and FIG. The light reflection device 10 has the spherical mirror A
FIG. 5 is a side view when viewed toward DC, and FIG. 5 is a side view when the light reflection device 10 is viewed toward the plane mirror AFD thereof.

【0017】本実施形態の光反射装置10は、例えば図
26に示すように、部屋90の天井に設けられて、2つ
の光空間通信端末装置で光空間通信を行うための装置で
ある。すなわち、光反射装置10は、光送信機から送信
される光信号を反射して光受信機に伝送するための光反
射装置であり、図6及び図7に示すように、仮想の正四
面体RT1の各頂点T1,T2,T3,T4に、上記正
四面体RT1の各辺と同一の直径をそれぞれ有しかつ少
なくとも外面に鏡面を有する中空の4個の球面ミラーS
M1,SM2,SM3,SM4の各中心がそれぞれ位置
しかつ上記4個の球面ミラーSM1,SM2,SM3,
SM4のうちの各2個の球面ミラーが互いに1点で接す
るように上記4個の球面ミラーSM1,SM2,SM
3,SM4を載置した後、上記4個の球面ミラーSM
1,SM2,SM3,SM4の中から3個の球面ミラー
を1組として選択したときの4組の球面ミラーを第1と
第2と第3と第4の組の3個の球面ミラーとする。
As shown in FIG. 26, for example, the light reflecting device 10 of the present embodiment is a device which is provided on the ceiling of a room 90 for performing optical space communication with two optical space communication terminal devices. That is, the light reflecting device 10 is a light reflecting device for reflecting the optical signal transmitted from the optical transmitter and transmitting the optical signal to the optical receiver. As shown in FIGS. 6 and 7, a virtual tetrahedron is used. Four hollow spherical mirrors S each having the same diameter as each side of the regular tetrahedron RT1 at each vertex T1, T2, T3, T4 of RT1 and having a mirror surface on at least the outer surface.
The centers of M1, SM2, SM3 and SM4 are respectively located and the four spherical mirrors SM1, SM2, SM3 and
The four spherical mirrors SM1, SM2, SM so that each two spherical mirrors of SM4 contact each other at one point.
After mounting 3, SM4, the above four spherical mirrors SM
When four spherical mirrors are selected from 1, SM2, SM3, and SM4 as one set, four spherical mirrors are set as three spherical mirrors of the first, second, third, and fourth sets. .

【0018】ここで、上記光反射装置10は、(a)図
8に示すように、上記第1の組の3個の球面ミラーSM
1,SM2,SM4の各中心を通過する第1の平面で切
断し、上記第1の平面上の第1の組の3個の球面ミラー
が形成する3つの曲線AD,DF,FAが形成する平面
にはめ込まれ、上記正四面体RT1の内側に対面する鏡
面を少なくとも有する第1の平面ミラーADF(以下、
曲線AD,DF,FAで形成される平面ミラーをADF
といい、以下同様である。また、球面ミラー及び開口部
についても同様に符号を付す。)と、(b)上記第2の
組の3個の球面ミラーSM2,SM3,SM4の各中心
を通過する第2の平面で切断し、上記第2の平面上の第
2の組の3個の球面ミラーSM2,SM3,SM4が形
成する3つの曲線が形成する平面にはめ込まれ、上記正
四面体RT1の内側に対面する鏡面を少なくとも有する
第2の平面ミラーBEFと、(c)上記第3の組の3個
の球面ミラーSM1,SM3,SM4の各中心を通過す
る第3の平面で切断し、上記第3の平面上の第3の組の
3個の球面ミラーSM1,SM3,SM4が形成する3
つの曲線が形成する平面にはめ込まれ、上記正四面体R
T1の内側に対面する鏡面を少なくとも有する第3の平
面ミラーCDEと、(d)上記第4の組の3個の球面ミ
ラーSM1,SM2,SM3の各中心を通過する第4の
平面で切断し、上記第4の平面上の第4の組の3個の球
面ミラーSM1,SM2,SM3が形成する3つの曲線
が形成する平面を有する開口部ABCと、(e)上記4
個の球面ミラーが上記第1と第2と第3と第4の平面で
それぞれ切断されて形成された第1と第2と第3と第4
の球面ミラーABF,ADC,BCE,DFEとを備え
る。そして、光信号を上記開口部ABCを介して入射し
たとき、上記光信号は、上記第1と第2と第3と第4の
球面ミラーABF,ADC,BCE,DFEと上記第1
と第2と第3の平面ミラーAFD,BEF,CDEとの
うち少なくとも1個のミラーを反射して上記開口部AB
Cを介して出射するように構成されていることを特徴と
する。
Here, as shown in FIG. 8 (a), the light reflecting device 10 includes three spherical mirrors SM of the first set.
1, SM2, SM4 are cut along a first plane passing through the respective centers to form three curves AD, DF, FA formed by the first set of three spherical mirrors on the first plane. A first plane mirror ADF (hereinafter referred to as
ADF is a plane mirror formed by curves AD, DF, FA
And so on. Also, the same reference numerals are given to the spherical mirror and the opening. ) And (b) cutting at a second plane passing through the centers of the three spherical mirrors SM2, SM3, SM4 of the second set, and the third set of three mirrors on the second plane. A second plane mirror BEF fitted into a plane formed by the three curves formed by the spherical mirrors SM2, SM3, and SM4, and having at least a mirror surface facing the inside of the regular tetrahedron RT1, and (c) the third plane mirror BEF. The three spherical mirrors SM1, SM3, SM4 of the third set are cut at a third plane passing through the respective centers, and the third spherical mirrors SM1, SM3, SM4 of the third set on the third plane are Forming 3
Fitted in the plane formed by two curves, the above tetrahedron R
A third plane mirror CDE having at least a mirror surface facing the inside of T1, and (d) cutting at a fourth plane passing through the centers of the three spherical mirrors SM1, SM2, SM3 of the fourth set. An opening ABC having a plane formed by three curves formed by the fourth group of three spherical mirrors SM1, SM2, SM3 on the fourth plane, and (e) the above-mentioned 4
First, second, third and fourth spherical mirrors formed by being cut along the first, second, third and fourth planes, respectively.
Spherical mirrors ABF, ADC, BCE, and DFE. Then, when an optical signal is incident through the opening ABC, the optical signal includes the first, second, third, and fourth spherical mirrors ABF, ADC, BCE, DFE, and the first spherical mirror.
And at least one of the second and third plane mirrors AFD, BEF, and CDE is reflected to reflect the opening AB.
It is characterized in that the light is emitted via C.

【0019】本実施形態の光空間通信システムは、例え
ば、図26に示すように、上記光反射装置10の開口部
ABCを通過するように光信号を放射する少なくとも1
個の光送信機である光空間通信端末装置(以下、端末装
置という。)50−1と、上記端末装置50−1からの
光信号が上記光反射装置10の開口部ABCを通過した
後、上記光反射装置10の第1と第2と第3と第4の球
面ミラーABF,ADC,BCE,DFEと上記第1と
第2と第3の平面ミラーAFD,BEF,CDEとのう
ち少なくとも1個のミラーを反射して上記開口部ABC
を介して出射する光信号を受信する少なくとも1個の光
受信機である端末装置50−11とを備えたことを特徴
とする。
In the optical space communication system of this embodiment, for example, as shown in FIG. 26, at least one optical signal is emitted so as to pass through the opening ABC of the light reflecting device 10.
After the optical space communication terminal device (hereinafter referred to as a terminal device) 50-1 which is an optical transmitter and an optical signal from the terminal device 50-1 have passed through the opening ABC of the light reflecting device 10, At least one of the first, second, third and fourth spherical mirrors ABF, ADC, BCE, DFE and the first, second and third flat mirrors AFD, BEF, CDE of the light reflecting device 10 The above-mentioned opening ABC by reflecting one mirror
And a terminal device 50-11 which is at least one optical receiver for receiving an optical signal emitted via the terminal.

【0020】光送信機における短時間での探索により光
受信機を発見できるためには、光送信機から発射される
光線の微小な変化が天井側での反射により大きな変化を
引き起こし、床面における光線の到達点を大きく変化さ
せることが必要である。しかも光強度が減衰しないよう
に乱雑な構造を有しないことが必要である。本発明者
は、そのような特性を持ったものとして図1に示す光反
射装置10を発明した。本発明に係る実施形態の光反射
装置10には4枚の球面ミラーと3枚の平面ミラーが用
いられている。
In order to be able to find the optical receiver by a short-time search in the optical transmitter, a minute change in the light beam emitted from the optical transmitter causes a large change due to reflection on the ceiling side, and a small change in the floor surface. It is necessary to greatly change the arrival point of the light beam. Moreover, it is necessary not to have a disordered structure so that the light intensity is not attenuated. The present inventor has invented the light reflecting device 10 shown in FIG. 1 as having such characteristics. The light reflecting device 10 of the embodiment according to the present invention uses four spherical mirrors and three plane mirrors.

【0021】図6、図7及び図8は、本実施形態の光反
射装置10の製造工程を示す斜視図である。まず、図6
のように4個の球面ミラー(球の半径を1とし、各球面
ミラーの中心をそれぞれO1、O2、O3、O4とす
る。)SM1,SM2,SM3,SM4を用意し、仮想
の正四面体(1辺の長さを2とし、各頂点をそれぞれT
1、T2、T3、T4とする。)RT1を考える。これ
らの球面ミラーの各中心O1、O2、O3、O4を、正
四面体RT1の各中心T1、T2、T3、T4と一致す
るように4個の球面ミラーSM1−SM4を配置したの
が図7である。次に、この球面ミラーSM1−SM4の
組み合わせを、正四面体RT1の面T1T2T4を含む
平面で切断する。この操作により図8のようになる。球
面ミラーSM1−SM4の組み合わせと、面T1T2T
4との交線AFDで囲まれた面T1T2T4の部分AF
Dをこれと全く同形の平面ミラーAFD(この平面ミラ
ーは正四面体RT1の内側に対面して鏡面を有する。)
で塞ぐ。同様の操作を面T3T1T4及び面T2T3T
4にも施す。また、面T1T2T3を含む平面で球面ミ
ラーの組み合わせを切断するが平面ミラーでは塞がな
い。すなわち、図4で曲線ABCに囲まれた部分は入射
部で何もなく、ここから光が侵入できるようになってお
り、これを開口部ABCという。
FIGS. 6, 7 and 8 are perspective views showing the manufacturing process of the light reflecting device 10 of this embodiment. First, FIG.
4 spherical mirrors (the radius of the sphere is 1 and the centers of the spherical mirrors are O1, O2, O3, O4.) SM1, SM2, SM3, SM4 are prepared, and a virtual tetrahedron is prepared. (The length of one side is 2, and each vertex is T
1, T2, T3, T4. ) Consider RT1. The four spherical mirrors SM1-SM4 are arranged so that the centers O1, O2, O3, O4 of these spherical mirrors coincide with the centers T1, T2, T3, T4 of the regular tetrahedron RT1, respectively, as shown in FIG. Is. Next, the combination of the spherical mirrors SM1-SM4 is cut along a plane including the surface T1T2T4 of the regular tetrahedron RT1. This operation results in the one shown in FIG. Combination of spherical mirrors SM1-SM4 and surface T1T2T
Partial AF of surface T1T2T4 surrounded by intersection line AFD with 4
D is a plane mirror AFD having the same shape as this (this plane mirror has a mirror surface facing the inside of the regular tetrahedron RT1).
Close with. The same operation is performed for surface T3T1T4 and surface T2T3T.
Repeat for 4. Further, the combination of the spherical mirrors is cut at the plane including the surface T1T2T3, but the plane mirror does not close. That is, the portion surrounded by the curve ABC in FIG. 4 is an incident portion, and light can enter from this portion, which is referred to as an opening portion ABC.

【0022】次いで、光反射装置10の製造工程を詳述
する。図6及び図7に示すように、仮想の正四面体RT
1の各頂点T1,T2,T3,T4に、上記正四面体R
T1の各辺と同一の直径をそれぞれ有しかつ少なくとも
外面に鏡面を有する中空の4個の球面ミラーSM1,S
M2,SM3,SM4の各中心がそれぞれ位置しかつ4
個の球面ミラーSM1,SM2,SM3,SM4のうち
の各2個の球面ミラーが互いに1点で接するように上記
4個の球面ミラーSM1,SM2,SM3,SM4を載
置する。ここで、球面ミラーSM1は球面ミラーSM2
と接点Aで接し、球面ミラーSM3と接点Cで接し、球
面ミラーSM4と接点Dで接する。球面ミラーSM2は
球面ミラーSM3と接点Bで接し、球面ミラーSM4と
接点Fで接する。球面ミラーSM3は球面ミラーSM4
と接点Eで接する。上記4個の球面ミラーSM1,SM
2,SM3,SM4の中から3個の球面ミラーを1組と
して選択したときの4組の球面ミラーを第1と第2と第
3と第4の組の3個の球面ミラーとする。
Next, the manufacturing process of the light reflecting device 10 will be described in detail. As shown in FIGS. 6 and 7, a virtual tetrahedron RT
At each vertex T1, T2, T3, T4 of 1, the above-mentioned regular tetrahedron R
Four hollow spherical mirrors SM1 and S each having the same diameter as each side of T1 and at least a mirror surface on the outer surface.
The centers of M2, SM3 and SM4 are respectively located and 4
The four spherical mirrors SM1, SM2, SM3, SM4 are mounted so that two spherical mirrors SM1, SM2, SM3, SM4 are in contact with each other at one point. Here, the spherical mirror SM1 is a spherical mirror SM2.
With the contact point A, with the contact point C with the spherical mirror SM3, and with the contact point D with the spherical mirror SM4. The spherical mirror SM2 is in contact with the spherical mirror SM3 at a contact point B, and is in contact with the spherical mirror SM4 at a contact point F. The spherical mirror SM3 is a spherical mirror SM4
And contact point E. The above four spherical mirrors SM1 and SM
When three spherical mirrors are selected from 2, SM3 and SM4 as one set, the four spherical mirrors are the first, second, third and fourth spherical mirrors.

【0023】次いで、図8に示すように、上記第1の組
の3個の球面ミラーSM1,SM2,SM4の各中心を
通過する第1の平面で切断し、上記第1の平面上の第1
の組の3個の球面ミラーが形成する3つの曲線AD,D
F,FAが形成する平面に、上記正四面体RT1の内側
に対面する鏡面を少なくとも有する第1の平面ミラーA
DFをはめ込む。次いで、上記第2の組の3個の球面ミ
ラーSM2,SM3,SM4の各中心を通過する第2の
平面で切断し、上記第2の平面上の第2の組の3個の球
面ミラーSM2,SM3,SM4が形成する3つの曲線
が形成する平面に、上記正四面体RT1の内側に対面す
る鏡面を少なくとも有する第2の平面ミラーBEFをは
め込む。次いで、上記第3の組の3個の球面ミラーSM
1,SM3,SM4の各中心を通過する第3の平面で切
断し、上記第3の平面上の第3の組の3個の球面ミラー
SM1,SM3,SM4が形成する3つの曲線が形成す
る平面に、上記正四面体RT1の内側に対面する鏡面を
少なくとも有する第3の平面ミラーCDEをはめ込む。
そして、上記第4の組の3個の球面ミラーSM1,SM
2,SM3の各中心を通過する第4の平面で切断し、上
記第4の平面上の第4の組の3個の球面ミラーSM1,
SM2,SM3が形成する3つの曲線が形成する平面を
開口部ABCとして形成する。さらに、上記4個の球面
ミラーが上記第1と第2と第3と第4の平面でそれぞれ
切断されて残って形成された4個の球面ミラーを球面ミ
ラーABF,ADC,BCE,DFEとする。
Next, as shown in FIG. 8, the three spherical mirrors SM1, SM2, SM4 of the first set are cut along a first plane passing through the respective centers, and the first plane on the first plane is cut. 1
Curves AD, D formed by the three spherical mirrors of the set
A first plane mirror A having at least a mirror surface facing the inside of the regular tetrahedron RT1 on a plane formed by F and FA.
Insert the DF. Then, the second set of three spherical mirrors SM2, SM3, SM4 is cut at a second plane passing through the respective centers, and the second set of three spherical mirrors SM2 on the second plane is cut. , SM3, SM4, a second plane mirror BEF having at least a mirror surface facing the inside of the regular tetrahedron RT1 is fitted into the plane formed by the three curves. Then, the third set of three spherical mirrors SM
3, SM3, SM4 cut along a third plane passing through the respective centers to form three curves formed by the third set of three spherical mirrors SM1, SM3, SM4 on the third plane. A third plane mirror CDE having at least a mirror surface facing the inside of the regular tetrahedron RT1 is fitted into the plane.
Then, the fourth set of three spherical mirrors SM1, SM
2, SM3 is cut at a fourth plane passing through the respective centers, and a fourth set of three spherical mirrors SM1, on the fourth plane.
The plane formed by the three curves formed by SM2 and SM3 is formed as the opening ABC. Further, the four spherical mirrors formed by cutting and remaining the four spherical mirrors on the first, second, third, and fourth planes are spherical mirrors ABF, ADC, BCE, and DFE. .

【0024】ここで、球面ミラーABFは球面ミラーS
M2の一部であり、球面ミラーADCは球面ミラーSM
1の一部であり、球面ミラーBCEは球面ミラーSM3
の一部であり、球面ミラーDFEは球面ミラーSM4の
一部である。
Here, the spherical mirror ABF is a spherical mirror S.
Part of M2, spherical mirror ADC is spherical mirror SM
1 is a part of the spherical mirror BCE is a spherical mirror SM3.
The spherical mirror DFE is a part of the spherical mirror SM4.

【0025】図2乃至図5には順に真上、真下、真横、
別の角度の真横から見た光反射装置10の外観を示し
た。詳細後述するように、本実施形態の光反射装置10
に外部から開口部ABCを介して入射した光線は、装置
内部での複雑な多重反射を経て再び開口部ABCを介し
て外部に出射される。この多重反射のために、入射光線
が微小に変化しただけでも出射光線は非常に大きく変化
する。特に以下のことは重要である。本実施形態の光反
射装置10を、図19に示すように、天井に開口部AB
Cが下になるように設置し、床あるいは机上の光送信機
である端末装置50−1から光線をある平面内に拘束し
て変化させる、つまり光線の出射方向や位置を1次元的
に変化させるということである。このとき、光反射装置
10を経て床面に至る光線の床面における到達点は2次
元的な広がりを持つ。このため、送受信機を結ぶ光路の
探索に際して、光送信機の出射光線は1次元的に振れば
よいので短時間で所望の光路を発見できる。ここで、入
射光線の位置を固定し方向を1次元的に振ることに代え
て、入射光線の方向を固定し位置を平行に変化させたと
きであっても、出射光線が2次元的な広がりを有する。
2 to 5, in order from above, just below, just beside,
The external appearance of the light reflection device 10 viewed from the side of another angle is shown. As will be described later in detail, the light reflection device 10 according to the present embodiment.
A light beam that has entered from the outside through the opening ABC undergoes complex multiple reflection inside the device, and then is emitted to the outside again through the opening ABC. Due to this multiple reflection, even a slight change in the incident light beam causes a very large change in the output light beam. In particular, the following are important. As shown in FIG. 19, the light reflecting device 10 according to the present embodiment has an opening AB on the ceiling.
It is installed so that C is at the bottom, and the light rays from the terminal device 50-1, which is an optical transmitter on the floor or a desk, are constrained to change within a certain plane, that is, the emission direction and position of the light rays are changed one-dimensionally It means to let. At this time, the arrival point on the floor surface of the light beam that reaches the floor surface through the light reflecting device 10 has a two-dimensional spread. Therefore, when the optical path connecting the transmitter and the receiver is searched, the outgoing light beam of the optical transmitter may be one-dimensionally swayed, so that the desired optical path can be found in a short time. Here, instead of fixing the position of the incident ray and swinging the direction one-dimensionally, even when the direction of the incident ray is fixed and the position is changed in parallel, the outgoing ray spreads two-dimensionally. Have.

【0026】[0026]

【実施例】図9乃至図13は、本実施形態の光反射装置
10に入射する光線の位置を固定し、方向を1次元的に
変化させたときの実施例であり、図14乃至図18は、
本実施形態の光反射装置10に入射する光線の方向を固
定し、位置を1次元的に変化させたときの実施例であ
る。以下、各実施例について説明する。
EXAMPLES FIGS. 9 to 13 show examples in which the position of a light beam incident on the light reflecting device 10 of the present embodiment is fixed and the direction is changed one-dimensionally, and FIGS. Is
This is an example in which the direction of the light beam incident on the light reflection device 10 of the present embodiment is fixed and the position is changed one-dimensionally. Hereinafter, each embodiment will be described.

【0027】図9は、図1に対応する図であって、第1
の反射ケースにおける反射光線を示す斜視図である。真
上方向に対して少し傾斜して入射した光線は、初めに球
面ミラーDFEの点R901で反射し、底面の開口部A
BCを通って床面の点S1に到達する。
FIG. 9 is a view corresponding to FIG.
It is a perspective view which shows the reflected light in the reflection case of FIG. The light ray that is incident with a slight inclination with respect to the direction directly above is first reflected at the point R901 of the spherical mirror DFE, and the opening A on the bottom surface
The point S1 on the floor is reached through the BC.

【0028】図10は、図1に対応する図であって、第
2の反射ケースにおける反射光線を示す斜視図である。
図9の場合よりも少し大きく傾斜して入射した光線は、
初めに球面ミラーDFEの点R1001で反射し、次に
球面ミラーABFの点R1002で反射し、底面の開口
部ABCを通って床面の点S2に到達する。
FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 1, and is a perspective view showing reflected light rays in the second reflection case.
Light rays that are incident at a slightly greater inclination than in the case of FIG.
First, it reflects at the point R1001 of the spherical mirror DFE, then reflects at the point R1002 of the spherical mirror ABF, and reaches the point S2 on the floor through the opening ABC on the bottom.

【0029】図11は、図1に対応する図であって、第
3の反射ケースにおける反射光線を示す斜視図である。
図10の場合よりさらに少し大きく傾斜して入射した光
線は、初めに球面ミラーDFEの点R1101で反射
し、次に球面ミラーABFの点R1102で反射し、次
に球面ミラーBCEの点R1103で反射し、底面の開
口部ABCを通って床面の点S3に到達する。
FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 1, and is a perspective view showing a reflected light ray in the third reflecting case.
The light ray which is incident at a slightly larger inclination than in the case of FIG. 10 is first reflected at the point R1101 of the spherical mirror DFE, then at the point R1102 of the spherical mirror ABF, and then at the point R1103 of the spherical mirror BCE. Then, it reaches the point S3 on the floor through the opening ABC on the bottom.

【0030】図12は、図1に対応する図であって、第
4の反射ケースにおける反射光線を示す斜視図である。
図11の場合よりさらに少し大きく傾斜して入射した光
線は、複雑な反射を経て床面の点S4に到達する。入射
した光線が底面の開口部ABCを通るまでに反射したミ
ラーの順番は次の通りである。球面ミラーDFE、球面
ミラーABF、球面ミラーBCE、平面ミラーAFD、
球面ミラーBCE、球面ミラーADC、球面ミラーBC
E、球面ミラーABF、平面ミラーCDE、球面ミラー
ABF、球面ミラーDFE、球面ミラーADC、球面ミ
ラーABF、平面ミラーBEF、球面ミラーADC、球
面ミラーBCE。
FIG. 12 corresponds to FIG. 1 and is a perspective view showing a reflected light ray in the fourth reflecting case.
The light ray that is incident at an angle slightly larger than that in the case of FIG. 11 reaches a point S4 on the floor surface through complicated reflection. The order of the mirrors by which the incident light ray is reflected before passing through the opening ABC on the bottom surface is as follows. Spherical mirror DFE, spherical mirror ABF, spherical mirror BCE, plane mirror AFD,
Spherical mirror BCE, spherical mirror ADC, spherical mirror BC
E, spherical mirror ABF, flat mirror CDE, spherical mirror ABF, spherical mirror DFE, spherical mirror ADC, spherical mirror ABF, flat mirror BEF, spherical mirror ADC, spherical mirror BCE.

【0031】図13は、図1に対応する図であって、第
5の反射ケースにおける反射光線を示す斜視図である。
入射光線の傾斜を少しずつ変化させたとき、装置内部で
の反射の仕方の変化により、床面における到達点は大き
く変化する。ここで反射の仕方の変化は以下の次のよう
になる。P1、P2、P3に到達する光線は、球面ミラ
ーDFEで反射し、底面の開口部ABCを通って床面に
到達する。Q1、Q2、Q3に到達する光線は、初めに
球面ミラーDFEで反射し、次に球面ミラーABFで反
射し、底面の開口部ABCを通って床面に到達する。R
1、R2に到達する光線は、初めに球面ミラーDFEで
反射し、次に球面ミラーABFで反射し、次に球面ミラ
ーBCEで反射し、底面の開口部ABCを通って床面に
到達する。このように入射光線の角度を1次元的に変化
させるだけで、床面における到達点は2次元的な広がり
を持つことがわかる。
FIG. 13 is a view corresponding to FIG. 1 and is a perspective view showing a reflected light ray in the fifth reflection case.
When the inclination of the incident light beam is changed little by little, the arrival point on the floor surface changes greatly due to the change in the reflection method inside the device. Here, the change of the reflection method is as follows. The light rays reaching P1, P2, and P3 are reflected by the spherical mirror DFE and reach the floor surface through the opening ABC on the bottom surface. The light rays that reach Q1, Q2, and Q3 are first reflected by the spherical mirror DFE, then by the spherical mirror ABF, and then reach the floor through the opening ABC on the bottom surface. R
The light rays reaching 1, R2 are first reflected by the spherical mirror DFE, then by the spherical mirror ABF, then by the spherical mirror BCE, and then reach the floor through the opening ABC on the bottom surface. Thus, it is understood that the arrival point on the floor has a two-dimensional spread only by changing the angle of the incident light beam one-dimensionally.

【0032】図14は、図1に対応する図であって、第
6の反射ケースにおける反射光線を示す斜視図である。
開口部ABCの中心より少しずれた位置から入射した光
線は、初めに球面ミラーDFEの点1401で反射し、
底面の開口部ABCを通って床面の点S5に到達する
FIG. 14 is a view corresponding to FIG. 1, and is a perspective view showing a reflected light ray in the sixth reflecting case.
A light ray incident from a position slightly deviated from the center of the opening ABC is first reflected by the point 1401 of the spherical mirror DFE,
Reach point S5 on the floor through the opening ABC on the bottom

【0033】図15は、図1に対応する図であって、第
7の反射ケースにおける反射光線を示す斜視図である。
図14の場合よりも少し大きくずれて入射した光線は、
初めに球面ミラーDFEの点R1501で反射し、次に
球面ミラーABFの点1502で反射し、底面の開口部
ABCを通って床面の点S6に到達する。
FIG. 15 is a view corresponding to FIG. 1, and is a perspective view showing reflected light rays in the seventh reflection case.
Light rays that are slightly deviated from the case of FIG.
First, it reflects at the point R1501 of the spherical mirror DFE, then reflects at the point 1502 of the spherical mirror ABF, and reaches the point S6 on the floor through the opening ABC on the bottom.

【0034】図16は、図1に対応する図であって、第
8の反射ケースにおける反射光線を示す斜視図である。
図15の場合よりさらに少し大きくずれて入射した光線
は、初めに球面ミラーDFEの点R1601で反射し、
次に球面ミラーABFの点R1602で反射し、次に球
面ミラーBCEの点R1603で反射し、底面の開口部
ABCを通って床面の点S7に到達する。
FIG. 16 is a view corresponding to FIG. 1, and is a perspective view showing a reflected ray in the eighth reflecting case.
The light ray which is slightly deviated from the case of FIG. 15 is first reflected by the point R1601 of the spherical mirror DFE,
Next, it reflects at a point R1602 on the spherical mirror ABF, then at a point R1603 on the spherical mirror BCE, and reaches a point S7 on the floor through the opening ABC on the bottom.

【0035】図17は、図1に対応する図であって、第
9の反射ケースにおける反射光線を示す斜視図である。
図16の場合よりさらに少し大きくずれて入射した光線
は、複雑な反射を経て床面の点S8に到達する。入射し
た光線が底面の開口部ABCを通るまでに反射したミラ
ーの順番は次の通りである。球面ミラーDFE、球面ミ
ラーABF、球面ミラーBCE、球面ミラーADC、球
面ミラーABF、球面ミラーADC、球面ミラーAB
F、球面ミラーDFE、球面ミラーADC、球面ミラー
DFE、球面ミラーADC、平面ミラーBEF、球面ミ
ラーABF、球面ミラーADC、平面ミラーBEF、球
面ミラーDFE、球面ミラーADC、球面ミラーDF
E、平面ミラーBEF、球面ミラーABF、平面ミラー
AFD、球面ミラーADC、球面ミラーBCE。
FIG. 17 is a view corresponding to FIG. 1, and is a perspective view showing a reflected light ray in the ninth reflecting case.
The light beam which is slightly deviated from that in the case of FIG. 16 reaches a point S8 on the floor surface through complicated reflection. The order of the mirrors by which the incident light ray is reflected before passing through the opening ABC on the bottom surface is as follows. Spherical mirror DFE, spherical mirror ABF, spherical mirror BCE, spherical mirror ADC, spherical mirror ABF, spherical mirror ADC, spherical mirror AB
F, spherical mirror DFE, spherical mirror ADC, spherical mirror DFE, spherical mirror ADC, flat mirror BEF, spherical mirror ABF, spherical mirror ADC, flat mirror BEF, spherical mirror DFE, spherical mirror ADC, spherical mirror DF
E, plane mirror BEF, spherical mirror ABF, plane mirror AFD, spherical mirror ADC, spherical mirror BCE.

【0036】図18は、図1に対応する図であって、第
10の反射ケースにおける反射光線を示す斜視図であ
る。入射光線の位置を少しずつ変化させたとき、装置内
部での反射の仕方の変化により、床面における到達点は
大きく変化する。ここで反射の仕方の変化は以下の次の
ようになる。P4、P5、P6に到達する光線は、球面
ミラーDFEで反射し、底面の開口部ABCを通って床
面に到達する。Q4、Q5に到達する光線は、初めに球
面ミラーDFEで反射し、次に球面ミラーABFで反射
し、底面の開口部ABCを通って床面に到達する。R
3、R4に到達する光線は、初めに球面ミラーDFEで
反射し、次に球面ミラーABFで反射し、次に球面ミラ
ーBCEで反射し、底面の開口部ABCを通って床面に
到達する。このように入射光線の角度を1次元的に変化
させるだけで、床面における到達点は2次元的な広がり
を持つことがわかる。
FIG. 18 is a perspective view corresponding to FIG. 1 and showing a reflected light ray in the tenth reflecting case. When the position of the incident light beam is changed little by little, the arrival point on the floor surface changes greatly due to the change in the reflection method inside the device. Here, the change of the reflection method is as follows. The light rays reaching P4, P5, and P6 are reflected by the spherical mirror DFE and reach the floor surface through the opening ABC on the bottom surface. The light rays reaching Q4 and Q5 are first reflected by the spherical mirror DFE, then by the spherical mirror ABF, and then reach the floor through the opening ABC on the bottom surface. R
The rays reaching 3 and R4 are first reflected by the spherical mirror DFE, then by the spherical mirror ABF, then by the spherical mirror BCE, and then reach the floor through the opening ABC on the bottom surface. Thus, it is understood that the arrival point on the floor has a two-dimensional spread only by changing the angle of the incident light beam one-dimensionally.

【0037】図19は、本実施形態の実施例の光空間通
信システムにおいて用いた部屋90における光反射装置
10の配置を示す斜視図である。本実施例のシミュレー
ションにおいて用いる配置であり、各数字は正規化され
た長さを表している。図19から明らかなように、50
×50×8の部屋90の中央部(座標(25,25))
の上面の天井に、開口部ABCが部屋の床面(下面)に
対面するように、光反射装置10が吊り下げられてい
る。当該シミュレーションにおいて、反射損失及び伝搬
損失は0と仮定している。
FIG. 19 is a perspective view showing the arrangement of the light reflecting device 10 in the room 90 used in the optical space communication system of the example of this embodiment. This is the arrangement used in the simulation of this embodiment, and each number represents the normalized length. As is clear from FIG. 19, 50
The central part of the room 90 of x50x8 (coordinates (25, 25))
The light reflecting device 10 is hung on the ceiling of the upper surface of the above so that the opening ABC faces the floor surface (lower surface) of the room. In the simulation, reflection loss and propagation loss are assumed to be zero.

【0038】図20は、本実施形態の第1の実施例の光
空間通信システムにおいて送信側端末装置から光信号を
送信したときの部屋90の底面において当該光信号を受
信可能な位置を示す平面図である。図20は、図19に
おける床面のxy平面の点(3,4)に光源の位置を固
定し、そこから光反射装置10の底面の開口部ABCの
AとBCの中点を結ぶ線分上を動くように光反射装置1
0への入射光線の方向を変化させたときの出射光線が到
達した光受信機の位置をプロットしたものであり、方向
の変化は角度にして0.98°である。出射光線が床面
全体に広がり、ほとんどの点に到達できることがわか
る。
FIG. 20 is a plan view showing a position where the optical signal can be received on the bottom surface of the room 90 when the optical signal is transmitted from the transmitting side terminal device in the optical space communication system of the first example of the present embodiment. It is a figure. 20 is a line segment connecting the midpoint of A and BC of the opening ABC of the bottom surface of the light reflecting device 10 from the position of the light source fixed to the point (3, 4) on the xy plane of the floor in FIG. Light reflection device 1 to move on
It is a plot of the position of the optical receiver reached by the outgoing light beam when the direction of the incoming light beam to 0 is changed, and the change in direction is 0.98 ° in angle. It can be seen that the emitted light beam spreads over the entire floor surface and can reach almost all points.

【0039】図21は、本実施形態の第2の実施例の光
空間通信システムにおいて送信側端末装置から光信号を
送信したときの部屋90の底面において当該光信号を受
信可能な位置を示す平面図である。図21は、図19に
おける床面のxy平面の点(3,12)に光源の位置を
固定し、そこから光反射装置10の底面の開口部ABC
のAとBCの中点を結ぶ線分上を動くように光反射装置
10への入射光線の方向を変化させたときの出射光線が
到達した光受信機の位置をプロットしたものであり、方
向の変化は角度にして1.34°である。出射光線が床
面全体に広がり、ほとんどの点に到達できることがわか
る。
FIG. 21 is a plan view showing a position where the optical signal can be received on the bottom surface of the room 90 when the optical signal is transmitted from the transmitting side terminal device in the optical space communication system of the second example of the present embodiment. It is a figure. In FIG. 21, the position of the light source is fixed to the point (3, 12) on the xy plane of the floor in FIG.
Is a plot of the position of the optical receiver that the outgoing light beam reaches when the direction of the incident light beam to the light reflecting device 10 is changed so as to move on the line segment connecting the midpoints of A and BC of The change in angle is 1.34 °. It can be seen that the emitted light beam spreads over the entire floor surface and can reach almost all points.

【0040】図22は、本実施形態の第3の実施例の光
空間通信システムにおいて送信側端末装置から光信号を
送信したときの部屋90の底面において当該光信号を受
信可能な位置を示す平面図である。図22は、図19に
おける床面のxy平面の点(3,20)に光源の位置を
固定し、そこから光反射装置10の底面の開口部ABC
のAとBCの中点を結ぶ線分上を動くように光反射装置
10への入射光線の方向を変化させたときの出射光線が
到達した光受信機の位置をプロットしたものであり、方
向の変化は角度にして1.68°である。出射光線が床
面全体に広がり、ほとんどの点に到達できることがわか
る。
FIG. 22 is a plan view showing a position where the optical signal can be received on the bottom surface of the room 90 when the optical signal is transmitted from the transmitting side terminal device in the optical space communication system of the third example of the present embodiment. It is a figure. In FIG. 22, the position of the light source is fixed to a point (3, 20) on the xy plane of the floor surface in FIG.
Is a plot of the position of the optical receiver that the outgoing light beam reaches when the direction of the incident light beam to the light reflecting device 10 is changed so as to move on the line segment connecting the midpoints of A and BC of The change in angle is 1.68 °. It can be seen that the emitted light beam spreads over the entire floor surface and can reach almost all points.

【0041】図23は、本実施形態の第4の実施例の光
空間通信システムにおいて送信側端末装置から光信号を
送信したときの部屋90の底面において当該光信号を受
信可能な位置を示す平面図である。図23は、図19に
おける床面のxy平面の点(3,4)から光線の出射方
向を固定し、そこから光反射装置10の底面の開口部A
BCのAとBCの中点を結ぶ線分上を動くように光反射
装置10への入射光線の位置を変化させたときの出射光
線が到達した光受信機の位置をプロットしたものであ
り、位置の変化は距離にして0.73である。出射光線
が床面全体に広がり、ほとんどの点に到達できることが
わかる。
FIG. 23 is a plan view showing a position where the optical signal can be received on the bottom surface of the room 90 when the optical signal is transmitted from the transmitting side terminal device in the optical space communication system of the fourth example of the present embodiment. It is a figure. FIG. 23 shows that the emission direction of light rays is fixed from a point (3, 4) on the xy plane of the floor surface in FIG.
It is a plot of the position of the optical receiver that the outgoing light beam reaches when the position of the incident light beam to the light reflecting device 10 is changed so as to move on the line segment connecting the middle points of A and BC of BC, The change in position is 0.73 in distance. It can be seen that the emitted light beam spreads over the entire floor surface and can reach almost all points.

【0042】図24は、本実施形態の第5の実施例の光
空間通信システムにおいて送信側端末装置から光信号を
送信したときの部屋90の底面において当該光信号を受
信可能な位置を示す平面図である。図24は、図19に
おける床面のxy平面の点(3,12)から光線の出射
方向を固定し、そこから光反射装置10の底面の開口部
ABCのAとBCの中点を結ぶ線分上を動くように光反
射装置10への入射光線の位置を変化させたときの出射
光線が到達した光受信機の位置をプロットしたものであ
り、位置の変化は距離にして0.73である。出射光線
が床面全体に広がり、ほとんどの点に到達できることが
わかる。
FIG. 24 is a plan view showing a position where the optical signal can be received on the bottom surface of the room 90 when the optical signal is transmitted from the transmitting side terminal device in the optical space communication system of the fifth example of the present embodiment. It is a figure. 24 is a line connecting the midpoints A and BC of the opening ABC of the bottom surface of the light reflecting device 10 from the point (3, 12) on the xy plane of the floor in FIG. This is a plot of the position of the optical receiver reached by the outgoing light beam when the position of the incoming light beam to the light reflecting device 10 is changed so as to move upwards. The change in position is 0.73 in terms of distance. is there. It can be seen that the emitted light beam spreads over the entire floor surface and can reach almost all points.

【0043】図25は、本実施形態の第6の実施例の光
空間通信システムにおいて送信側端末装置から光信号を
送信したときの部屋90の底面において当該光信号を受
信可能な位置を示す平面図である。図25は、図19に
おける床面のxy平面の点(3,20)から光線の出射
方向を固定し、そこから光反射装置10の底面の開口部
ABCのAとBCの中点を結ぶ線分上を動くように光反
射装置10への入射光線の位置を変化させたときの出射
光線が到達した光受信機の位置をプロットしたものであ
る。位置の変化は距離にして0.73である。出射光線
が床面全体に広がり、ほとんどの点に到達できることが
わかる。
FIG. 25 is a plane view showing the position where the optical signal can be received on the bottom surface of the room 90 when the optical signal is transmitted from the transmitting side terminal device in the optical space communication system of the sixth example of this embodiment. It is a figure. 25 is a line connecting the midpoints A and BC of the opening ABC of the bottom surface of the light reflecting device 10 from the fixed point (3, 20) on the xy plane of the floor surface in FIG. It is a plot of the position of the optical receiver reached by the emitted light beam when the position of the incident light beam on the light reflection device 10 is changed so as to move upward. The change in position is 0.73 in distance. It can be seen that the emitted light beam spreads over the entire floor surface and can reach almost all points.

【0044】次いで、光空間通信システムの実施形態に
ついて説明する。図26は、第1の実施形態の光空間通
信システムにおいて1個の送信側端末装置50−1から
光反射装置10を介して1個の受信側端末装置50−1
1に向かって光信号を伝送するときの状態を示す斜視図
である。端末装置の符号を総称して50と付す。
Next, an embodiment of the optical space communication system will be described. FIG. 26 shows one receiving side terminal device 50-1 from one transmitting side terminal device 50-1 via the light reflecting device 10 in the optical space communication system of the first embodiment.
2 is a perspective view showing a state when an optical signal is transmitted toward 1. FIG. The reference numerals of the terminal devices are collectively referred to as 50.

【0045】図29は、本実施形態の光空間通信システ
ムのための光空間通信端末装置50の構成を示すブロッ
ク図である。図29において、光空間通信で送信すべき
送信データは例えばキーボード52を用いてパーソナル
コンピュータ51に入力されてCRTディスプレイ53
に表示されるとともに、信号変換などを行うインターフ
ェース54を介してレーザダイオード55に入力され
る。レーザダイオード55は、入力される送信データに
応じて、発生する光信号を強度変調して変調後の光信号
をビームスプリッタ58を介してコリメートレンズ59
aを備えた光放射器59に出力することにより、送信デ
ータで強度変調された光信号のビームが光反射装置10
に向けて送信される。一方、光反射装置10で反射され
た光信号は光放射器59で受信された後、ビームスプリ
ッタ58で分岐されて光検出器である光電変換器56に
入力される。光電変換器56は入力された光信号を電気
信号の受信データに変換して、信号変換などを行うイン
ターフェース57を介してパーソナルコンピュータ51
に出力する。パーソナルコンピュータ51は入力された
受信データをCRTディスプレイ53に表示する。
FIG. 29 is a block diagram showing the configuration of an optical space communication terminal device 50 for the optical space communication system of this embodiment. In FIG. 29, transmission data to be transmitted by optical space communication is input to a personal computer 51 using a keyboard 52, for example, and a CRT display 53 is displayed.
And is input to the laser diode 55 via the interface 54 that performs signal conversion and the like. The laser diode 55 intensity-modulates the generated optical signal according to the input transmission data, and the modulated optical signal is collimated by the collimator lens 59 via the beam splitter 58.
By outputting to the light radiator 59 provided with a, the beam of the optical signal intensity-modulated by the transmission data is transmitted to the light reflecting device 10.
Sent to. On the other hand, the optical signal reflected by the light reflecting device 10 is received by the light emitter 59, then branched by the beam splitter 58 and input to the photoelectric converter 56 which is a photodetector. The photoelectric converter 56 converts an input optical signal into reception data of an electric signal, and receives the personal computer 51 via an interface 57 that performs signal conversion and the like.
Output to. The personal computer 51 displays the input received data on the CRT display 53.

【0046】また、図27は、第2の実施形態の光空間
通信システムにおいて1個の送信側端末装置50−1か
ら光反射装置10を介して3個の受信側端末装置50−
11,50−12,50−13に向かって光信号を伝送
するときの状態を示す斜視図である。さらに、図28
は、第3の実施形態の光空間通信システムにおいて3個
の送信側端末装置50−1,50−2,50−3から光
反射装置10を介して3個の受信側端末装置50−1
1,50−12,50−13に向かって光信号を伝送す
るときの状態を示す斜視図である。
Further, FIG. 27 shows that in the optical space communication system of the second embodiment, one transmitting side terminal device 50-1 and three receiving side terminal devices 50- via the light reflecting device 10.
It is a perspective view which shows the state at the time of transmitting an optical signal toward 11,50-12,50-13. Furthermore, FIG.
Are three receiving-side terminal devices 50-1 from the three transmitting-side terminal devices 50-1, 50-2, 50-3 via the light reflecting device 10 in the optical space communication system of the third embodiment.
It is a perspective view which shows the state at the time of transmitting an optical signal toward 1,50-12,50-13.

【0047】本実施形態の光反射装置10に入射する光
線をある平面内に拘束して変化させるとき、光反射装置
10から出射する光線が到達する床面の点は2次元的な
広がりを持つことを、図30及び図31を参照して、以
下に説明する。図30は、本実施形態の光反射装置10
の反射過程を示すために用いる平面ミラーAj+1の斜視
図であり、図31は、本実施形態の光反射装置10の反
射過程を示すために用いる球面ミラーSj+1の斜視図で
ある。
When the light rays incident on the light reflecting device 10 of this embodiment are constrained within a certain plane to be changed, the points on the floor where the light rays emitted from the light reflecting device 10 reach have a two-dimensional spread. This will be described below with reference to FIGS. 30 and 31. FIG. 30 shows the light reflecting device 10 of the present embodiment.
31 is a perspective view of a plane mirror A j + 1 used to show the reflection process of FIG. 31, and FIG. 31 is a perspective view of a spherical mirror S j + 1 used to show the reflection process of the light reflecting device 10 of the present embodiment. is there.

【0048】まず、光線の平面ミラーAj+1による反射
を考える。光線ljの出射点及びそこでの方向ベクトル
をそれぞれxj、ujとする。また、この光線ljの平面
ミラーAj+1での反射点及びそこでの反射光線lj+1の方
向ベクトルをそれぞれxj+1、uj+1とする。平面ミラー
j+1を含む平面の単位法線ベクトルをnAj+1とする。
光線lj及び平面ミラーAj+1はそれぞれ次式で表され
る。
First, consider the reflection of a light beam by the plane mirror A j + 1 . The emission point of the ray l j and the direction vector there are x j and u j , respectively. Further, the direction points of the reflection point of this light ray l j on the plane mirror A j + 1 and the reflected light ray l j + 1 there are respectively defined as x j + 1 and u j + 1 . The unit normal vector of the plane including the plane mirror A j + 1 is nA j + 1 .
The light ray l j and the plane mirror A j + 1 are respectively expressed by the following equations.

【数1】x=xj+tuj ## EQU1 ## x = x j + tu j

【数2】nAj+1・x+d=0 ここで、tはパラメータであり、dは平面ミラーAj+1
と原点との距離である。
## EQU00002 ## n Aj + 1.x + d = 0 where t is a parameter and d is a plane mirror A j + 1.
Is the distance from the origin.

【0049】よって、xにxj+1を代入してTherefore, substituting x j + 1 for x

【数3】xj+1=xj−{(nAj+1・xj+d)・uj}/
(nAj+1・uj) を得る。また、
[Mathematical formula-see original document ] x j + 1 = x j − {(n Aj + 1 · x j + d) · u j } /
Obtain (n Aj + 1 · u j ). Also,

【数4】uj+1−uj=|uj+1−uj|nAj+1 より## EQU4 ## From u j + 1 −u j = | u j + 1 −u j | n Aj + 1

【数5】uj+1=uj−2(uj・nAj+1)nAj+1 となる。## EQU5 ## u j + 1 = u j -2 (u j · n Aj + 1 ) n Aj + 1 .

【0050】次いで、数3及び数5より反射光線lj+1
はパラメータtを用いて、
Next, from the equations 3 and 5, the reflected ray l j + 1
Using the parameter t,

【数6】x=xj−{(nAj+1・xj+d)・uj}/
(nAj+1・uj)+t{uj−2(uj・nAj+1
Aj+1} と表される。従って、xy平面より上に平面ミラーA
j+1があるとき、xy平面の点(x,y,0)から出射
した光線が平面ミラーAj+1で反射しxy平面の点
(x’,y’,0)に到達した場合、
[6] x = x j - {(n Aj + 1 · x j + d) · u j} /
(N Aj + 1 · u j ) + t {u j −2 (u j · n Aj + 1 )
n Aj + 1 }. Therefore, the plane mirror A is placed above the xy plane.
When there is j + 1 , when the light ray emitted from the point (x, y, 0) on the xy plane is reflected by the plane mirror A j + 1 and reaches the point (x ′, y ′, 0) on the xy plane,

【数7】x’=x+(ax+by+d)(cu−wa)
/(w−2hc)
X '= x + (ax + by + d) (cu-wa)
/ (W-2hc)

【数8】y’=y+(ax+by+d)(cv−wb)
/(w−2hc) となる。ここで
Y ′ = y + (ax + by + d) (cv-wb)
/ (W-2hc). here

【数9】h=au+by+cw とした。## EQU9 ## h = au + by + cw And

【0051】上記数7及び数8は次式のように書き換え
られる。
The above equations 7 and 8 can be rewritten as the following equation.

【数10】x’=[1+(acu−a2w)/(w−2
hc)]x+(bcu−abw)y/(w−2hc)+
d(cu−wa)/(w−2hc)
X ′ = [1+ (acu−a 2 w) / (w−2)
hc)] x + (bcu-abw) y / (w-2hc) +
d (cu-wa) / (w-2hc)

【数11】y’=(acv−abw)x/(w−2h
c)+[1+(acu−a2w)/(w−2hc)]y+
d(cv−wb)/(w−2hc)
Y '= (acv-abw) x / (w-2h)
c) + [1+ (acu-a 2 w) / (w-2hc)] y +
d (cv-wb) / (w-2hc)

【0052】さらに、数10及び数11より、光送信機
の発射点(x,y,0)が直線上を動くとき点(x’,
y’,0)も直線上を動くことがわかる。つまり発射方
向を一定にしてxy平面の発射位置を平行移動すると、
平面ミラーAj+1からの反射光線のxy平面における到
達点は直線を描く。
Further, from the equations (10) and (11), when the emission point (x, y, 0) of the optical transmitter moves on a straight line, the point (x ',
It can be seen that y ', 0) also moves on a straight line. In other words, when the firing direction is fixed and the firing position in the xy plane is translated,
The arrival point on the xy plane of the reflected ray from the plane mirror A j + 1 draws a straight line.

【0053】また、点(x,y,0)を固定し発射光線
の方向ベクトルを、「u=se+xA,v=sf+yA
w=sg+zA」のように点(xA,yA,zA)を通
る直線上に取ると数7及び数8は次式のようにも書き換
えられる。
Further, the point (x, y, 0) is fixed, and the direction vector of the emitted ray is represented by "u = se + x A , v = sf + y A ,
When taken on a straight line passing through the points (xA, yA, zA) such as “w = sg + z A ”, Equations 7 and 8 can be rewritten as the following equations.

【数12】x’=x+(ax+by+d)(sce−sf
a+cxA−azA)/(sg+zA−2hc)
X '= x + (ax + by + d) (sce-sf
a + cx A -az A) / (sg + z A -2hc)

【数13】y’=y+(ax+by+d)(scf−sg
b+cyA−bzA)/(sg+zA−2hc)
Y '= y + (ax + by + d) (scf-sg
b + cy A -bz A) / (sg + z A -2hc)

【0054】ここで、ベクトル(e,f,g)を平面ミ
ラーAj+1上に取ると、「h=axA+byA+c
A」となり定数となる。従って、sを変化させる、す
なわち、xy平面の発射位置を固定し発射方向をある平
面内で変化させると平面ミラーAj+1からの反射光線の
xy平面における到達点は直線を描く。
Here, when the vector (e, f, g) is taken on the plane mirror A j + 1 , "h = ax A + by A + c"
z A ”and becomes a constant. Therefore, when s is changed, that is, when the emission position of the xy plane is fixed and the emission direction is changed within a certain plane, the arrival point of the reflected ray from the plane mirror A j + 1 on the xy plane draws a straight line.

【0055】次に、球面ミラーSj+1による反射を考え
る。光線ljの出射点及びそこでの方向の単位ベクトル
をそれぞれxj、ujとする。また、中心xCj+1、半径r
Cj+1の球面ミラーSj+1での反射点及びそこでの反射光
線lj+1の方向の単位ベクトルをそれぞれxj+1、uj+1
とする光線lj及び球面ミラーSj+1はそれぞれ次式で表
される。本明細書において、下付きの下付きはできない
ので、xCj+1のように表示し、以下同様である。
Next, consider reflection by the spherical mirror S j + 1 . The unit vectors of the emission point of the ray l j and the direction there are x j and u j , respectively. Also, the center x Cj + 1 and the radius r
Cj + 1 of the spherical mirror S j + 1, respectively x j + 1 reflected ray l j + 1 in the direction of the unit vector in the reflection point and there in, u j + 1
The ray l j and the spherical mirror S j + 1 are expressed by the following equations. In this specification, since subscripts cannot be subscripted, they are indicated as x Cj + 1 and so on.

【数14】x=xj+tuj X = x j + tu j

【数15】|x−xCj+1|=rCj+1 ここで、tはパラメータである。## EQU15 ## | x−x Cj + 1 | = r Cj + 1 where t is a parameter.

【0056】これらを解いてSolve these

【数16】xj+1=xj+{(xCj+1−xj)uj
[{(xj−xCj+1)uj2+r2 Cj+1−(xj
Cj+121/2}uj
X j + 1 = x j + {(x Cj + 1 −x j ) u j
[{(X j -x Cj + 1) u j} 2 + r 2 Cj + 1 - (x j -
x Cj + 1 ) 2 ] 1/2 } u j

【数17】uj+1=uj−2/(rCj+1)・(uj・[xj
+{(xcj+1−xj)・uj−[{(xj−xCj+1)・
j2+r2 Cj+1−(xj−xCj+121/2}uj)−x
Cj+1]×[xj+{(xCj+1−xj)・uj−[{(xj
Cj+1)・uj2+r2 Cj+1−(xj−xCj+121/2
j-xCj+1] を得る。
[Mathematical formula-see original document] u j + 1 = u j -2 / (r Cj + 1 ) · (u j · [x j
+ {(X cj + 1 −x j ) · u j − [{(x j −x Cj + 1 ) ·
u j} 2 + r 2 Cj + 1 - (x j -x Cj + 1) 2] 1/2} u j) -x
Cj + 1] × [x j + {(x Cj + 1 -x j) · u j - [{(x j -
x Cj + 1 ) · u j } 2 + r 2 Cj + 1 − (x j −x Cj + 1 ) 2 ] 1/2 }
u j -x Cj + 1 ] is obtained.

【0057】従って、xy平面より上に球面ミラーS
j+1があるとき、xy平面の点(x,y,0)から出射
した光線が平面ミラーAj+1で反射しxy平面の点
(x’,y’,0)に到達した場合、
Therefore, the spherical mirror S is placed above the xy plane.
When there is j + 1 , when the light ray emitted from the point (x, y, 0) on the xy plane is reflected by the plane mirror A j + 1 and reaches the point (x ′, y ′, 0) on the xy plane,

【数18】x’={−xu−yv+zCw−[(xu+
yv−zC2)+r2 C−x2−y2−z2 C1/2}u+s*
{u+2/(r2 C)[(xu2+yv2−zC2)+r2 C
−x2−y2−z2 C]x+r2 C−x2−y2−z2 C}u
X ′ = {− xu−yv + z C w − [(xu +
yv-z C w 2) + r 2 C -x 2 -y 2 -z 2 C] 1/2} u + s *
{U + 2 / (r 2 C) [(xu 2 + yv 2 -z C w 2) + r 2 C
-X 2 -y 2 -z 2 C] x + r 2 C -x 2 -y 2 -z 2 C} u

【数19】y’={−xu−yv+zCw−[(xu+
yv−zC2)+r2 C−x2−y2−z2 C1/2}v+s*
{u+2/(r2 C)[(xu2+yv2−zC2)+r2 C
−x2−y2−z2 C]y+r2 C−x2−y2−z2 C}v となる。
Y ′ = {− xu−yv + z C w − [(xu +
yv-z C w 2) + r 2 C -x 2 -y 2 -z 2 C] 1/2} v + s *
{U + 2 / (r 2 C) [(xu 2 + yv 2 -z C w 2) + r 2 C
The -x 2 -y 2 -z 2 C] y + r 2 C -x 2 -y 2 -z 2 C} v.

【0058】ここで、Here,

【数20】s*=[α+(β+γ)1/2w]/[w−2/
(r2 C)(β+γ)1/2(zC+α)]−2/r2 C(β+
γ)w
S * = [α + (β + γ) 1/2 w] / [w-2 /
(R 2 C ) (β + γ) 1/2 (z C + α)] − 2 / r 2 C (β +
γ) w

【数21】α=xuw+yvw−zw2 Α = xuw + yvw-zw 2

【数22】β=xu2+yv2−zC Β = xu 2 + yv 2 −z C w 2

【数23】γ=r −x2−y2−z2 C Γ = r 2 C −x 2 −y 2 −z 2 C

【0059】上記数18乃至数23より、x’,y’の
x,y,u,v,w依存性は非線形となる。従って、x
y平面より上に球面ミラーSj+1があるとき、xy平面
の点(x,y,0)から出射した光線の出射方向を固定
し位置を平行移動する場合、または出射位置を固定し出
射方向をある平面内で変化する場合、いずれもxy平面
における到達点(x’,y’,0)は曲線を描くことが
わかる。
From the above equations 18 to 23, the dependence of x ', y'on x, y, u, v, w is non-linear. Therefore, x
When the spherical mirror S j + 1 is above the y plane, when the emitting direction of the light beam emitted from the point (x, y, 0) on the xy plane is fixed and the position is moved in parallel, or the emitting position is fixed and the light is emitted. It can be seen that the reaching point (x ′, y ′, 0) in the xy plane draws a curve when the direction changes in a certain plane.

【0060】本実施形態の光反射装置10を図1のよう
にDEFが上部となるように配置し、開口部ABCより
下にあるxy平面から、出射光線の位置を固定して方向
をある平面内で変化させるか、あるいは出射方向を固定
し位置を平行移動させるかして、底面の開口部ABCを
通って装置内部に入射した光線の挙動について、上記の
平面ミラーAj+1及び球面ミラーSj+1による反射の関係
を用いて考察する。
As shown in FIG. 1, the light reflecting device 10 of the present embodiment is arranged so that DEF is on the upper side, and from the xy plane below the opening ABC, the position of the outgoing light beam is fixed and the direction is a plane. The plane mirror A j + 1 and the spherical mirror described above with respect to the behavior of the light beam that is incident on the inside of the device through the opening ABC on the bottom surface by changing the position inside the device or by changing the position and moving the position in parallel. Consider using the relation of reflection by S j + 1 .

【0061】ここで、装置内部に侵入した光線の最初の
反射するミラーは以下の7通りの可能性がある。 (1)球面ミラーDFE、(2)球面ミラーABF、
(3)球面ミラーADC、(4)球面ミラーBCE、
(5)平面ミラーAFD、(6)平面ミラーCDE、
(7)平面ミラーBEF、当該光反射装置10の対称性
より上記(2),(3),(4)は同等であり、同様に
上記(5),(6),(7)は同等であるので、上記
(1),(2),(5)について考察すれば十分であ
る。
Here, there are the following seven possibilities for the first reflecting mirror of the light beam entering the inside of the apparatus. (1) spherical mirror DFE, (2) spherical mirror ABF,
(3) Spherical mirror ADC, (4) Spherical mirror BCE,
(5) plane mirror AFD, (6) plane mirror CDE,
(7) Due to the symmetry of the plane mirror BEF and the light reflecting device 10, (2), (3) and (4) are equivalent, and similarly (5), (6) and (7) are equivalent. Therefore, it is sufficient to consider the above (1), (2), and (5).

【0062】(1)球面ミラーDFEで反射する場合、
反射光線の挙動は以下の7通りの可能性がある。 (1−1)底面の開口部ABCを通ってxy平面に到達
する場合、上述の考察より到達点は曲線を描く。 (1−2)球面ミラーABFで反射する場合、反射光線
の挙動は以下の7通りの可能性がある。 (1−2−1)底面の開口部ABCを通ってxy平面に
到達する場合、上述の考察より到達点は曲線を描く。 (1−2−2)球面ミラーDFEで反射する場合、上記
(1)と同様である。 (1−2−3)球面ミラーADCで反射する場合、上記
(1−3)と同様である。 (1−2−4)球面ミラーBCEで反射する場合、上記
(1−4)と同様である。 (1−2−5)平面ミラーAFDで反射する場合、上記
(1−5)と同様である。 (1−2−6)平面ミラーCDEで反射する場合、上記
(1−6)と同様である。 (1−2−7)平面ミラーBEFで反射する場合、上記
(1−7)と同様である。
(1) When reflected by the spherical mirror DFE,
There are the following seven possible behaviors of reflected light rays. (1-1) When reaching the xy plane through the opening ABC on the bottom surface, the reaching point draws a curve from the above consideration. (1-2) When reflected by the spherical mirror ABF, there are the following seven possible behaviors of reflected light rays. (1-2-1) When reaching the xy plane through the opening ABC on the bottom surface, the reaching point draws a curve from the above consideration. (1-2-2) When the light is reflected by the spherical mirror DFE, it is the same as the above (1). (1-2-3) When the light is reflected by the spherical mirror ADC, it is the same as the above (1-3). (1-2-4) When reflected by the spherical mirror BCE, it is the same as the above (1-4). (1-2-5) When reflected by the plane mirror AFD, it is the same as the above (1-5). (1-2-6) When reflected by the plane mirror CDE, it is the same as (1-6) above. (1-2-7) When reflected by the plane mirror BEF, it is the same as the above (1-7).

【0063】(1−3)球面ミラーADCで反射する場
合、対称性より上記(1−2)で上記(1−2−3)の
球面ミラーADCを球面ミラーABFで置き換えれば同
様である。 (1−4)球面ミラーBCEで反射する場合、対称性よ
り(1−2)で(1−2−4)の球面ミラーBCEを球
面ミラーABFで置き換えれば同様である。
(1-3) When the light is reflected by the spherical mirror ADC, it is the same if the spherical mirror ADC of (1-2-3) in the above (1-2) is replaced with a spherical mirror ABF due to the symmetry. (1-4) When reflected by the spherical mirror BCE, it is the same if the spherical mirror BCE of (1-2-4) in (1-2) is replaced by the spherical mirror ABF due to symmetry.

【0064】(1−5)平面ミラーAFDで反射する場
合、上記反射光線の挙動は以下の7通りの可能性があ
る。 (1−5−1)底面の開口部ABCを通ってxy平面に
到達する場合、上述の考察より到達点は曲線または直線
を描く。 (1−5−2)球面ミラーDFEで反射する場合、上記
(1)と同様である。 (1−5−3)球面ミラーADCで反射する場合、上記
(1−3)と同様である。 (1−5−4)球面ミラーBCEで反射する場合、上記
(1−4)と同様である。 (1−5−5)球面ミラーABFで反射する場合、上記
(1−2)と同様である。 (1−5−6)平面ミラーCDEで反射する場合、上記
(1−6)と同様である。 (1−5−7)平面ミラーBEFで反射する場合、上記
(1−7)と同様である。
(1-5) When reflected by the plane mirror AFD, there are the following seven possible behaviors of the reflected light rays. (1-5-1) When reaching the xy plane through the opening ABC on the bottom surface, the reaching point draws a curve or a straight line from the above consideration. (1-5-2) When reflected by the spherical mirror DFE, it is the same as the above (1). (1-5-3) When reflected by the spherical mirror ADC, it is the same as (1-3) above. (1-5-4) When reflected by the spherical mirror BCE, it is the same as the above (1-4). (1-5-5) When the light is reflected by the spherical mirror ABF, it is the same as the above (1-2). (1-5-6) When reflected by the plane mirror CDE, it is the same as the above (1-6). When reflected by the (1-5-7) plane mirror BEF, it is the same as the above (1-7).

【0065】(1−6)平面ミラーCDEで反射する場
合、光反射装置10の対称性より上記(1−5)で上記
(1−5−6)の平面ミラーCDEを平面ミラーDFE
で置き換えれば同様である。 (1−7)平面ミラーBEFで反射する場合、光反射装
置10の対称性より(1−5)で(1−5−7)の平面
ミラーBEFを平面ミラーAFDで置き換えれば同様で
ある。
(1-6) When reflected by the plane mirror CDE, due to the symmetry of the light reflecting device 10, the plane mirror CDE of the above (1-5-6) in the above (1-5) is replaced by the plane mirror DFE.
It is similar if replaced with. When the light is reflected by the (1-7) plane mirror BEF, the same result is obtained by replacing the plane mirror BEF of (1-5) in (1-5) with the plane mirror AFD due to the symmetry of the light reflecting device 10.

【0066】(2)球面ミラーABFで反射する場合、
この場合、反射光線の挙動は以下の6通りの可能性があ
る。 (2−1)球面ミラーDFEで反射する場合、上記
(1)と同様である。 (2−2)球面ミラーADCで反射する場合、上記(1
−3)と同様である。 (2−3)球面ミラーBCEで反射する場合、上記(1
−4)と同様である。 (2−4)平面ミラーAFDで反射する場合、上記(1
−5)と同様である。 (2−5)平面ミラーCDEで反射する場合、上記(1
−6)と同様である。 (2−6)平面ミラーBEFで反射する場合、上記(1
−7)と同様である。
(2) When reflected by the spherical mirror ABF,
In this case, there are the following six possible behaviors of reflected light rays. (2-1) When the light is reflected by the spherical mirror DFE, it is the same as the above (1). (2-2) When the light is reflected by the spherical mirror ADC,
-3) is the same. (2-3) When the light is reflected by the spherical mirror BCE, (1)
It is the same as -4). (2-4) When reflected by the plane mirror AFD, the above (1)
It is the same as -5). (2-5) When reflected by the plane mirror CDE, the above (1)
It is the same as -6). (2-6) When reflected by the plane mirror BEF, (1)
It is the same as -7).

【0067】(5)平面ミラーAFDで反射する場合、
上記(1−5)と同様である。ただし、上記(1−5−
1)に相当する場合は上述の考察より到達点は必ず直線
を描く。
(5) When reflected by the plane mirror AFD,
It is the same as the above (1-5). However, the above (1-5
In the case of 1), the reaching point always draws a straight line from the above consideration.

【0068】以上の考察により、装置内部でのn回反射
した後、外部に出射する光線群の効果として、xy平面
はおよそ7n個の有限長あるいは半無限の曲線、または
線分によって埋め尽くされる。このように装置内部での
反射回数に対してxy平面に現れる曲線の個数は指数関
数的に増加しxy平面を覆って行く。出射光線の位置を
固定して方向をある平面内で変化させるか、あるいは出
射方向を固定し位置を平行移動させるかして、底面の開
口部ABCを通って装置内部に入射した光線は、装置内
部の多重反射によってxy平面の任意の点に装置内部で
の反射回数の増加とともに近付くことがわかる。すなわ
ち、装置への入射光線を平面内に拘束して変化させると
き、装置からの出射光線はxy平面内で2次元の広がり
(変化)を持つことがわかる。
As a result of the above consideration, the xy plane is filled with approximately 7 n finite-length or semi-infinite curves or line segments as an effect of the group of light rays that are reflected to the outside after being reflected n times inside the device. Be done. As described above, the number of curves appearing on the xy plane increases exponentially with respect to the number of reflections inside the device and covers the xy plane. A light beam that has entered the device through the opening ABC on the bottom surface by fixing the position of the emitted light beam and changing the direction within a certain plane or by fixing the output direction and moving the position in parallel is It can be seen that the internal multiple reflections approach an arbitrary point on the xy plane as the number of reflections inside the device increases. That is, it can be seen that when the incident light beam to the device is constrained in the plane and changed, the output light beam from the device has a two-dimensional spread (change) in the xy plane.

【0069】以上説明したように、本発明に係る実施形
態によれば、赤外線などの光信号を用いて光空間通信を
行う際には、通信を成立するために送信側で受信側を探
索する必要があるが、光反射装置10を用いると、短時
間で送受信機を結ぶ光路を発見できるので、通信が成立
するまでの時間を短縮できる。従って、光送信機から光
受信機への光路の探索を従来例に比較して短い時間で行
うことができ、構成が簡単で安価であり、複数の送受信
機間で光空間通信を同時行うことができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, when performing the optical space communication using the optical signal such as the infrared ray, the transmitting side searches for the receiving side to establish the communication. Although it is necessary, by using the light reflecting device 10, the optical path connecting the transmitter and the receiver can be found in a short time, so that the time until the communication is established can be shortened. Therefore, the search for the optical path from the optical transmitter to the optical receiver can be performed in a shorter time than the conventional example, the configuration is simple and inexpensive, and the optical space communication can be performed simultaneously between a plurality of transmitters and receivers. You can

【0070】以上の実施形態において、光反射装置10
で反射する信号として光信号を用いているが、本発明は
これに限らず、鏡面で反射可能な、例えば準ミリ波やミ
リ波などの比較的短い波長の電磁波や、赤外線などの波
長の信号を用いてもよい。
In the above embodiment, the light reflecting device 10 is used.
Although an optical signal is used as a signal reflected by, the present invention is not limited to this, an electromagnetic wave having a relatively short wavelength, such as a quasi-millimeter wave or millimeter wave, which can be reflected by a mirror surface, or a signal having a wavelength such as infrared May be used.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る請求項
1記載の光反射装置によれば、光送信機から送信される
光信号を反射して光受信機に伝送するための光反射装置
であって、仮想の正四面体の各頂点に、上記正四面体の
各辺と同一の直径をそれぞれ有しかつ少なくとも外面に
鏡面を有する中空の4個の球面ミラーの各中心がそれぞ
れ位置しかつ上記4個の球面ミラーのうちの各2個の球
面ミラーが互いに1点で接するように上記4個の球面ミ
ラーを載置した後、上記4個の球面ミラーの中から3個
の球面ミラーを1組として選択したときの4組の球面ミ
ラーを第1と第2と第3と第4の組の3個の球面ミラー
とし、上記第1の組の3個の球面ミラーの各中心を通過
する第1の平面で切断し、上記第1の平面上の第1の組
の3個の球面ミラーが形成する3つの曲線が形成する平
面にはめ込まれ、上記正四面体の内側に対面する鏡面を
少なくとも有する第1の平面ミラーと、上記第2の組の
3個の球面ミラーの各中心を通過する第2の平面で切断
し、上記第2の平面上の第2の組の3個の球面ミラーが
形成する3つの曲線が形成する平面にはめ込まれ、上記
正四面体の内側に対面する鏡面を少なくとも有する第2
の平面ミラーと、上記第3の組の3個の球面ミラーの各
中心を通過する第3の平面で切断し、上記第3の平面上
の第3の組の3個の球面ミラーが形成する3つの曲線が
形成する平面にはめ込まれ、上記正四面体の内側に対面
する鏡面を少なくとも有する第3の平面ミラーと、上記
第4の組の3個の球面ミラーの各中心を通過する第4の
平面で切断し、上記第4の平面上の第4の組の3個の球
面ミラーが形成する3つの曲線が形成する平面を有する
開口部と、上記4個の球面ミラーが上記第1と第2と第
3と第4の平面でそれぞれ切断されて形成された第1と
第2と第3と第4の球面ミラーとを備え、光信号を上記
開口部を介して入射したとき、上記光信号は、上記第1
と第2と第3と第4の球面ミラーと上記第1と第2と第
3の平面ミラーとのうち少なくとも1個のミラーを反射
して上記開口部を介して出射するように構成される。従
って、光信号を用いて光空間通信を行う際には、通信を
成立するために送信側で受信側を探索する必要がある
が、本発明の光反射装置を用いると、短時間で送受信機
を結ぶ光路を発見できるので、通信が成立するまでの時
間を短縮できる。従って、光送信機から光受信機への光
路の探索を従来例に比較して短い時間で行うことがで
き、構成が簡単で安価であり、複数の送受信機間で光空
間通信を同時行うことができる。
As described above in detail, according to the light reflecting device of the first aspect of the present invention, the light reflection for reflecting the optical signal transmitted from the optical transmitter and transmitting it to the optical receiver. A device, wherein each center of four hollow spherical mirrors each having the same diameter as each side of the regular tetrahedron and having a mirror surface on at least the outer surface is located at each vertex of the virtual regular tetrahedron. And mounting the four spherical mirrors so that each two spherical mirrors of the four spherical mirrors come into contact with each other at one point, and then three spherical surfaces are selected from the four spherical mirrors. The four spherical mirrors when the mirrors are selected as one group are three spherical mirrors of the first, second, third, and fourth groups, and the centers of the three spherical mirrors of the first group are set. Cutting in a first plane passing through the first plane of the three spherical mirrors on the first plane. Is passed through each of the centers of a first plane mirror that is fitted in a plane formed by the three curves formed by and that has at least a mirror surface facing the inside of the regular tetrahedron, and three spherical mirrors of the second set. A mirror surface facing the inner side of the regular tetrahedron, which is cut in the second plane to be fitted and is fitted into the plane formed by the three curves formed by the second set of three spherical mirrors on the second plane. Second having at least
Plane mirror and a third plane passing through the respective centers of the three spherical mirrors of the third set are cut to form a third set of three spherical mirrors on the third plane. A third plane mirror fitted into a plane formed by three curves and having at least a mirror surface facing the inside of the regular tetrahedron, and a fourth plane mirror passing through respective centers of the three spherical mirrors of the fourth set. An opening having a plane formed by three curves formed by the fourth set of three spherical mirrors on the fourth plane, and the four spherical mirrors by the first plane. A first, a second, a third, and a fourth spherical mirror formed by being cut along the second, third, and fourth planes, respectively, and when an optical signal is incident through the opening, The optical signal is the first
And at least one of the second, third and fourth spherical mirrors and the first, second and third plane mirrors is reflected and emitted through the opening. . Therefore, when performing space optical communication using an optical signal, it is necessary for the transmitting side to search for the receiving side in order to establish communication. However, when the light reflecting device of the present invention is used, the transceiver Since it is possible to discover the optical path connecting the two, it is possible to shorten the time until the communication is established. Therefore, the search for the optical path from the optical transmitter to the optical receiver can be performed in a shorter time than the conventional example, the configuration is simple and inexpensive, and the optical space communication can be performed simultaneously between a plurality of transmitters and receivers. You can

【0072】また、本発明に係る請求項2記載の光空間
通信システムによれば、請求項1記載の光反射装置と、
上記光反射装置の開口部を通過するように光信号を放射
する少なくとも1個の光送信機と、上記光送信機からの
光信号が上記光反射装置の開口部を通過した後、上記光
反射装置の第1と第2と第3と第4の球面ミラーと上記
第1と第2と第3の平面ミラーとのうち少なくとも1個
のミラーを反射して上記開口部を介して出射する光信号
を受信する少なくとも1個の光受信機とを備える。従っ
て、光信号を用いて光空間通信を行う際には、通信を成
立するために送信側で受信側を探索する必要があるが、
本発明の光反射装置を用いると、短時間で送受信機を結
ぶ光路を発見できるので、通信が成立するまでの時間を
短縮できる。従って、光送信機から光受信機への光路の
探索を従来例に比較して短い時間で行うことができ、構
成が簡単で安価であり、複数の送受信機間で光空間通信
を同時行うことができる。
According to the optical space communication system of the second aspect of the present invention, the light reflecting device of the first aspect,
At least one optical transmitter that emits an optical signal so as to pass through the opening of the light reflecting device, and the optical reflection after the optical signal from the optical transmitter passes through the opening of the light reflecting device Light reflected by at least one of the first, second, third, and fourth spherical mirrors of the device and the first, second, and third plane mirrors, and emitted through the opening. At least one optical receiver for receiving signals. Therefore, when performing the optical space communication using the optical signal, it is necessary to search the receiving side on the transmitting side to establish the communication.
By using the light reflecting device of the present invention, the optical path connecting the transmitter and the receiver can be found in a short time, so that the time until the establishment of communication can be shortened. Therefore, the search for the optical path from the optical transmitter to the optical receiver can be performed in a shorter time than the conventional example, the configuration is simple and inexpensive, and the optical space communication can be performed simultaneously between a plurality of transmitters and receivers. You can

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係る一実施形態である光反射装置1
0を平面ミラーAFDの斜め前方から見た光反射装置1
0の外観を示す斜視図である。
FIG. 1 is a light reflection device 1 according to an embodiment of the present invention.
A light reflection device 1 in which 0 is viewed obliquely from the front of the plane mirror AFD
It is a perspective view which shows the external appearance of 0.

【図2】 本実施形態の光反射装置10を球面ミラーD
EFの上方から見た光反射装置10の外観を示す平面図
である。
FIG. 2 illustrates a light reflecting device 10 according to the present embodiment, which is a spherical mirror D.
FIG. 3 is a plan view showing the outer appearance of the light reflecting device 10 as seen from above the EF.

【図3】 本実施形態の光反射装置10をその開口部A
BCに向かって見たときの下面図である。
FIG. 3 shows an opening A of the light reflecting device 10 according to the present embodiment.
It is a bottom view when it faces toward BC.

【図4】 本実施形態の光反射装置10をその球面ミラ
ーADCに向かって見たときの側面図である。
FIG. 4 is a side view of the light reflecting device 10 according to the present embodiment as viewed toward the spherical mirror ADC.

【図5】 本実施形態の光反射装置10をその平面ミラ
ーAFDに向かって見たときの側面図である。
FIG. 5 is a side view of the light reflecting device 10 according to the present embodiment as viewed toward the plane mirror AFD.

【図6】 本実施形態の光反射装置10の製造工程の第
1の工程を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a first step of a manufacturing process of the light reflecting device 10 of the present embodiment.

【図7】 本実施形態の光反射装置10の製造工程の第
2の工程を示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a second step of the manufacturing process of the light reflecting device 10 of the present embodiment.

【図8】 本実施形態の光反射装置10の製造工程の第
3の工程を示す下面斜視図である。
FIG. 8 is a bottom perspective view showing a third step of the manufacturing process of the light reflecting device 10 of the present embodiment.

【図9】 図1に対応する図であって、第1の反射ケー
スにおける反射光線を示す斜視図である。
9 is a perspective view corresponding to FIG. 1 and showing a reflected light ray in the first reflection case. FIG.

【図10】 図1に対応する図であって、第2の反射ケ
ースにおける反射光線を示す斜視図である。
FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 1, and is a perspective view showing reflected light rays in the second reflecting case.

【図11】 図1に対応する図であって、第3の反射ケ
ースにおける反射光線を示す斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view corresponding to FIG. 1 and showing a reflected ray in a third reflecting case.

【図12】 図1に対応する図であって、第4の反射ケ
ースにおける反射光線を示す斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view corresponding to FIG. 1 and showing a reflected ray in a fourth reflecting case.

【図13】 図1に対応する図であって、第5の反射ケ
ースにおける反射光線を示す斜視図である。
FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 1 and is a perspective view showing a reflected ray in a fifth reflecting case.

【図14】 図1に対応する図であって、第6の反射ケ
ースにおける反射光線を示す斜視図である。
FIG. 14 is a diagram corresponding to FIG. 1 and is a perspective view showing a reflected ray in a sixth reflecting case.

【図15】 図1に対応する図であって、第7の反射ケ
ースにおける反射光線を示す斜視図である。
15 is a perspective view corresponding to FIG. 1 and showing a reflected ray in a seventh reflection case. FIG.

【図16】 図1に対応する図であって、第8の反射ケ
ースにおける反射光線を示す斜視図である。
16 is a perspective view corresponding to FIG. 1 and showing a reflected ray in an eighth reflecting case. FIG.

【図17】 図1に対応する図であって、第9の反射ケ
ースにおける反射光線を示す斜視図である。
FIG. 17 is a perspective view corresponding to FIG. 1, showing a reflected ray of light in a ninth reflecting case.

【図18】 図1に対応する図であって、第10の反射
ケースにおける反射光線を示す斜視図である。
FIG. 18 is a perspective view corresponding to FIG. 1 and showing a reflected light ray in a tenth reflecting case.

【図19】 本実施形態の実施例の光空間通信システム
において用いた部屋90における光反射装置10の配置
を示す斜視図である。
FIG. 19 is a perspective view showing an arrangement of the light reflecting device 10 in the room 90 used in the optical space communication system of the example of the present embodiment.

【図20】 本実施形態の第1の実施例の光空間通信シ
ステムにおいて送信側端末装置から光信号を送信したと
きの部屋90の底面において当該光信号を受信可能な位
置を示す平面図である。
FIG. 20 is a plan view showing a position where the optical signal can be received on the bottom surface of the room 90 when the optical signal is transmitted from the transmitting side terminal device in the optical space communication system of the first example of the present embodiment. .

【図21】 本実施形態の第2の実施例の光空間通信シ
ステムにおいて送信側端末装置から光信号を送信したと
きの部屋90の底面において当該光信号を受信可能な位
置を示す平面図である。
FIG. 21 is a plan view showing a position where the optical signal can be received on the bottom surface of the room 90 when the optical signal is transmitted from the transmission side terminal device in the optical space communication system of the second example of the present embodiment. .

【図22】 本実施形態の第3の実施例の光空間通信シ
ステムにおいて送信側端末装置から光信号を送信したと
きの部屋90の底面において当該光信号を受信可能な位
置を示す平面図である。
FIG. 22 is a plan view showing a position where the optical signal can be received on the bottom surface of the room 90 when the optical signal is transmitted from the transmitting side terminal device in the optical space communication system of the third example of the present embodiment. .

【図23】 本実施形態の第4の実施例の光空間通信シ
ステムにおいて送信側端末装置から光信号を送信したと
きの部屋90の底面において当該光信号を受信可能な位
置を示す平面図である。
FIG. 23 is a plan view showing a position where the optical signal can be received on the bottom surface of the room 90 when the optical signal is transmitted from the transmitting side terminal device in the optical space communication system of the fourth example of the present embodiment. .

【図24】 本実施形態の第5の実施例の光空間通信シ
ステムにおいて送信側端末装置から光信号を送信したと
きの部屋90の底面において当該光信号を受信可能な位
置を示す平面図である。
FIG. 24 is a plan view showing a position where the optical signal can be received on the bottom surface of the room 90 when the optical signal is transmitted from the transmitting side terminal device in the optical space communication system of the fifth example of the present embodiment. .

【図25】 本実施形態の第6の実施例の光空間通信シ
ステムにおいて送信側端末装置から光信号を送信したと
きの部屋90の底面において当該光信号を受信可能な位
置を示す平面図である。
FIG. 25 is a plan view showing a position where the optical signal can be received on the bottom surface of the room 90 when the optical signal is transmitted from the transmission side terminal device in the optical space communication system of the sixth example of the present embodiment. .

【図26】 第1の実施形態の光空間通信システムにお
いて1個の送信側端末装置50−1から光反射装置10
を介して1個の受信側端末装置50−11に向かって光
信号を伝送するときの状態を示す斜視図である。
FIG. 26 is a block diagram showing one transmission side terminal device 50-1 to the light reflection device 10 in the optical space communication system according to the first embodiment.
It is a perspective view which shows the state at the time of transmitting an optical signal toward one receiving side terminal device 50-11 via the.

【図27】 第2の実施形態の光空間通信システムにお
いて1個の送信側端末装置50−1から光反射装置10
を介して3個の受信側端末装置50−11,50−1
2,50−13に向かって光信号を伝送するときの状態
を示す斜視図である。
FIG. 27 is a diagram illustrating one optical transmission terminal device 50-1 to one optical reflection device 10 in the optical space communication system according to the second embodiment.
Via the three receiving side terminal devices 50-11, 50-1
It is a perspective view which shows the state at the time of transmitting an optical signal toward 2, 50-13.

【図28】 第3の実施形態の光空間通信システムにお
いて3個の送信側端末装置50−1,50−2,50−
3から光反射装置10を介して3個の受信側端末装置5
0−11,50−12,50−13に向かって光信号を
伝送するときの状態を示す斜視図である。
FIG. 28 is a diagram illustrating three transmission side terminal devices 50-1, 50-2, 50- in the optical space communication system according to the third embodiment.
3 to the three receiving side terminal devices 5 via the light reflecting device 10.
It is a perspective view which shows the state when transmitting an optical signal toward 0-11, 50-12, 50-13.

【図29】 本実施形態の光空間通信システムのための
光空間通信端末装置50の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 29 is a block diagram showing the configuration of an optical space communication terminal device 50 for the optical space communication system of the present embodiment.

【図30】 本実施形態の光反射装置10の反射過程を
示すために用いる平面ミラーAj+1の斜視図である。
FIG. 30 is a perspective view of a plane mirror A j + 1 used to show the reflection process of the light reflecting device 10 of the present embodiment.

【図31】 本実施形態の光反射装置10の反射過程を
示すために用いる球面ミラーSj+1の斜視図である。
FIG. 31 is a perspective view of a spherical mirror S j + 1 used to show the reflection process of the light reflecting device 10 of the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…光反射装置、 50…光空間通信端末装置、 51…パーソナルコンピュータ、 52…キーボード、 53…CRTディスプレイ、 54,57…インターフェース、 55…レーザダイオード、 56…光電変換器、 58…ビームスプリッタ、 59…光放射器、 59a…コリメートレンズ、 90…部屋、 ADC,ABF,BCE,DFE…球面ミラー、 AFD,BEF,CDE…平面ミラー、 ABC…開口部、 SM1,SM2,SM3,SM4…球面ミラー、 O1,O2,O3,O4…球面ミラーの中心、 RT1…正四面体、 T1,T2,T3,T4…正四面体の頂点。 10 ... Light reflecting device, 50 ... Optical space communication terminal device, 51 ... a personal computer, 52 ... keyboard, 53 ... CRT display, 54, 57 ... Interface, 55 ... laser diode, 56 ... Photoelectric converter, 58 ... beam splitter, 59 ... Light emitter, 59a ... Collimating lens, 90 ... room, ADC, ABF, BCE, DFE ... spherical mirror, AFD, BEF, CDE ... Plane mirror, ABC ... opening, SM1, SM2, SM3, SM4 ... spherical mirror, O1, O2, O3, O4 ... Center of spherical mirror, RT1 ... Regular tetrahedron, T1, T2, T3, T4 ... The vertices of a regular tetrahedron.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光送信機から送信される光信号を反射し
て光受信機に伝送するための光反射装置であって、 仮想の正四面体の各頂点に、上記正四面体の各辺と同一
の直径をそれぞれ有しかつ少なくとも外面に鏡面を有す
る中空の4個の球面ミラーの各中心がそれぞれ位置しか
つ上記4個の球面ミラーのうちの各2個の球面ミラーが
互いに1点で接するように上記4個の球面ミラーを載置
した後、上記4個の球面ミラーの中から3個の球面ミラ
ーを1組として選択したときの4組の球面ミラーを第1
と第2と第3と第4の組の3個の球面ミラーとし、上記
第1の組の3個の球面ミラーの各中心を通過する第1の
平面で切断し、上記第1の平面上の第1の組の3個の球
面ミラーが形成する3つの曲線が形成する平面にはめ込
まれ、上記正四面体の内側に対面する鏡面を少なくとも
有する第1の平面ミラーと、 上記第2の組の3個の球面ミラーの各中心を通過する第
2の平面で切断し、上記第2の平面上の第2の組の3個
の球面ミラーが形成する3つの曲線が形成する平面には
め込まれ、上記正四面体の内側に対面する鏡面を少なく
とも有する第2の平面ミラーと、 上記第3の組の3個の球面ミラーの各中心を通過する第
3の平面で切断し、上記第3の平面上の第3の組の3個
の球面ミラーが形成する3つの曲線が形成する平面には
め込まれ、上記正四面体の内側に対面する鏡面を少なく
とも有する第3の平面ミラーと、 上記第4の組の3個の球面ミラーの各中心を通過する第
4の平面で切断し、上記第4の平面上の第4の組の3個
の球面ミラーが形成する3つの曲線が形成する平面を有
する開口部と、 上記4個の球面ミラーが上記第1と第2と第3と第4の
平面でそれぞれ切断されて形成された第1と第2と第3
と第4の球面ミラーとを備え、 光信号を上記開口部を介して入射したとき、上記光信号
は、上記第1と第2と第3と第4の球面ミラーと上記第
1と第2と第3の平面ミラーとのうち少なくとも1個の
ミラーを反射して上記開口部を介して出射するように構
成されたことを特徴とする光反射装置。
1. A light reflecting device for reflecting an optical signal transmitted from an optical transmitter and transmitting the optical signal to an optical receiver, wherein each vertex of a virtual tetrahedron is provided with each side of the regular tetrahedron. The center of each of the four hollow spherical mirrors having the same diameter as the above and at least a mirror surface on the outer surface is located, and each two spherical mirrors of the four spherical mirrors are at one point. After the four spherical mirrors are mounted so as to be in contact with each other, three spherical mirrors are selected from the four spherical mirrors as one set, and the four spherical mirrors are first set.
And a second, a third, and a fourth set of three spherical mirrors, cut on a first plane passing through the centers of the three spherical mirrors of the first set, and on the first plane. A first plane mirror having at least a mirror surface fitted into the plane formed by the three curves formed by the first set of three spherical mirrors, and facing the inside of the regular tetrahedron; and the second set. Cut in a second plane passing through each of the centers of the three spherical mirrors, and fitted into the plane formed by the three curves formed by the second set of three spherical mirrors on the second plane. A second plane mirror having at least a mirror surface facing the inside of the regular tetrahedron and a third plane passing through the respective centers of the three spherical mirrors of the third set, and cutting the third plane mirror. Fit into the plane formed by the three curves formed by the third set of three spherical mirrors on the plane A third plane mirror having at least a mirror surface facing the inside of the regular tetrahedron and a fourth plane passing through the respective centers of the three spherical mirrors of the fourth set are cut to obtain the fourth plane. An opening having a plane formed by three curves formed by the above-mentioned fourth set of three spherical mirrors; and the four spherical mirrors in the first, second, third and fourth planes. 1st, 2nd and 3rd formed by cutting respectively
And a fourth spherical mirror, and when an optical signal is incident through the opening, the optical signal includes the first, second, third and fourth spherical mirrors and the first and second spherical mirrors. And a third plane mirror, which is configured to reflect at least one mirror and emit the light through the opening.
【請求項2】 請求項1記載の光反射装置と、 上記光反射装置の開口部を通過するように光信号を放射
する少なくとも1個の光送信機と、 上記光送信機からの光信号が上記光反射装置の開口部を
通過した後、上記光反射装置の第1と第2と第3と第4
の球面ミラーと上記第1と第2と第3の平面ミラーとの
うち少なくとも1個のミラーを反射して上記開口部を介
して出射する光信号を受信する少なくとも1個の光受信
機とを備えたことを特徴とする光空間通信システム。
2. The light reflecting device according to claim 1, at least one optical transmitter that emits an optical signal so as to pass through an opening of the light reflecting device, and an optical signal from the optical transmitter. After passing through the opening of the light reflecting device, the first, second, third and fourth of the light reflecting device are provided.
A spherical mirror and at least one optical receiver for receiving an optical signal reflected by at least one of the first, second and third plane mirrors and emitted through the opening. An optical space communication system characterized by being provided.
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