JP7156364B2 - 受光装置および送受光装置 - Google Patents
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Description
まず、本発明の第1の実施形態に係る受光装置について図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態の受光装置1の斜視図である。図2は、受光装置1の上面図である。図3は、受光装置1の断面図である。図4は、受光装置1の展開図である。
ここで、第1導光体11および第2導光体12を実現する指向性導光板について一例を挙げて説明する。
ここで、本実施形態の受光装置の変形例について図面を参照しながら説明する。
図8は、変形例1の受光装置1-1の一例を示す斜視図である。図8のように、受光装置1-1は、第1導光体11-1、第2導光体12-1、受光器13、および底板14-1を備える。受光装置1-1は、第1導光体11-1、第2導光体12-1、および底板14-1の形状が受光装置1とは異なる。受光装置1-1は、第1導光体11-1、第2導光体12-1、および底板14-1の形状以外は受光装置1と同様であるため、詳細な説明は省略する。
図9は、変形例2の受光装置1-2の一例を示す斜視図である。図9のように、受光装置1-2は、球体を一つの平面で切った立体の表面部分の形状(以下、球冠状と呼ぶ)をした第1導光体11-2を第2導光体12の上に配置する点が受光装置1とは異なる。第1導光体11-2以外の構成は受光装置1と同様であるため、詳細な説明は省略する。
図10は、変形例3の受光装置1-3の一例を示す斜視図である。図10のように、受光装置1-3は、第1の実施形態の第1導光体11を母線に対して平行な面で切断した形状を有する第1導光体11-3の下面に、第1導光体11-3の切断面の形状に合わせて形成された第2導光体12-3を配置する点が受光装置1とは異なる。言い換えると、第1導光体11-3は、ある平面において曲線状に形成させた第2導光体12-3の第2受光面に対して垂直に立てた線分を、第2導光体12-3の曲線形状に沿って移動させた際に形成される柱面の形状を有する。なお、図10の受光装置1-3には、底板を含まない構成を図示しているが、底板を含めた構成としてもよい。
次に、本発明の第2の実施形態に係る受光装置について図面を参照しながら説明する。図11は、本実施形態の受光装置2の斜視図である。図12は、受光装置2の上面図である。図13は、受光装置2の断面図である。以下においては、第1の実施形態と同様の箇所については説明を省略する場合がある。
次に、本発明の第3の実施形態に係る受光装置について図面を参照しながら説明する。図14は、本実施形態の受光装置3の斜視図である。図15は、受光装置3の断面図である。以下においては、第1の実施形態と同様の箇所については説明を省略する場合がある。
ここで、本実施形態の受光装置の変形例について図面を参照しながら説明する。
図16は、本実施形態の変形例1の受光装置3-1の一例を示す斜視図である。図16のように、受光装置3-1は、第1導光体31の上面に天板35を配置する点が第3の実施形態の受光装置3とは異なる。受光装置3-1の天板35以外の構成は受光装置3と同様であるため、詳細な説明は省略する。なお、天板は、第1の実施形態の受光装置1の上面に配置してもよい。
図17は、変形例2の受光装置3-2の一例を示す斜視図である。図17のように、受光装置3-2は、第3の実施形態の第1導光体31を母線に対して平行な面で切断した形状を有する第1導光体31-2の下面に、第1導光体31-2の切断面の形状に合わせて形成された第2導光体32-2を配置する点が受光装置3とは異なる。言い換えると、第1導光体31-2は、ある平面において曲線状に形成させた第2導光体32-2の上面に対して垂直に立てた線分を、第2導光体32-2の曲線形状に沿って移動させた際に形成される柱面の形状を有する。なお、図17の受光装置3-2には、底板を含まない構成を図示しているが、底板を含めた構成としてもよい。
次に、本発明の第4の実施形態に係る送受光装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の送受光装置は、第1の実施形態の受光装置に送光装置を組み込んだ構成を有する。以下においては、第1の実施形態と同様の箇所については説明を省略する場合がある。図18は、本実施形態の送受光装置4の斜視図である。
図20は、投射装置420の構成を示すブロック図である。図20のように、投射装置420は、光源421、空間光変調器425、および投射光学系427を有する。なお、図20は概念的なものであり、各構成要素間の位置関係や、光の照射方向などを正確に表したものではない。
図22は、制御装置410の構成を示すブロック図である。図22のように、制御装置410は、受信回路411、制御条件生成回路412、記憶回路413、および投射制御回路415を有する。
次に、本発明の第5の実施形態に係る送受光装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の送受光装置は、第4の実施形態の送光装置に撮像装置(カメラ)を組み込んだ構成を有する。以下においては、第4の実施形態と同様の箇所については説明を省略する場合がある。図23は、本実施形態の送受光装置5の斜視図である。
図25は、撮像装置530の構成を示すブロック図である。撮像装置530は、撮像素子531、画像処理プロセッサ533、内部メモリ535、およびデータ出力回路537を有する。例えば、撮像装置は、一般的なデジタルカメラの撮像機能を有する。
図26は、制御装置510の構成を示すブロック図である。図26のように、制御装置510は、受信回路511、制御条件生成回路512、記憶回路513、投射制御回路515、および撮像制御回路516を有する。受信回路511は、受光装置500に接続される。投射制御回路515は、投射装置520に接続される。撮像制御回路516は、撮像装置530に接続される。
次に、本発明の第6の実施形態に係る受光装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の送受光装置は、第5の実施形態の送受光装置に入出力部を設けた構成を有する。特に、本実施形態においては、入出力部としてUSB(Universal Serial Bus)コネクタを適用する例について説明する。以下においては、第5の実施形態と同様の箇所については説明を省略する場合がある。図27は、本実施形態の送受光装置6の一例を示す斜視図である。
図28は、制御装置610の構成を示すブロック図である。図28のように、制御装置610は、受信回路611、制御条件生成回路612、記憶回路613、入出力回路614、投射制御回路615、および撮像制御回路616を有する。受信回路611は、受光装置600に接続される。入出力回路614は、コネクタ66に接続される。投射制御回路615は、投射装置620に接続される。撮像制御回路616は、撮像装置630に接続される。なお、入出力回路614以外の構成は、第5の実施形態の制御装置510の対応する構成と同様であるので、詳細な説明は省略する。
ここで、本実施形態の変形例の送受光装置6-1について図面を参照しながら説明する。図30は、本変形例の送受光装置6-1の一例を示す斜視図である。図30のように、送受光装置6-1は、送光装置60、第1導光体61、第2導光体62、受光器63、底板64、コネクタ66、および支持部67に加えて、関節機構68を備える。なお、送受光装置6-1の関節機構68以外の構成は、送受光装置6と同様であるため、詳細な説明は省略する。
ここで、送受光装置6を用いた光空間通信の適用例について図面を参照しながら説明する。図31~図34は、送受光装置6を接続させた複数の端末650を並べ、一つの送受光装置6を上方に配置させて光空間通信を行う例である。
ここで、送受光装置6を用いた移動体間通信の適用例について図面を参照しながら説明する。図35は、移動体(以下、ドローン670)に送受光装置6を搭載させて移動体間通信を行う例である。なお、ドローン670には、第4の実施形態の送受光装置4や、第5の実施形態の送受光装置5を搭載してもよい。
ここで、第4~第6の実施形態に係る制御装置を実現するハードウェア構成について、図36のコンピュータ90を一例として挙げて説明する。なお、図36のコンピュータ90は、各実施形態の制御装置の処理を実行するための構成例であって、本発明の範囲を限定するものではない。
(付記1)
第1受光面および第1出射端とを少なくとも有し、前記第1受光面から進入する信号光が前記第1出射端に導光される第1導光体と、
第2受光面および第2出射端とを少なくとも有し、前記第1導光体の前記第1出射端に前記第2受光面が接続され、前記第2受光面から進入する前記信号光が前記第2出射端に導光される第2導光体と、
前記第2出射端に接続される受光部を有し、前記受光部で受光した前記信号光を電気信号に変換する受光器とを備える受光装置。
(付記2)
前記第2導光体は、
曲線状に形成され、
前記第1導光体は、
前記第2受光面に対して垂直に立てられた線分を前記第2導光体の形状に沿って移動させた際に形成される柱面の形状を有する付記1に記載の受光装置。
(付記3)
前記第1導光体は、
前記第1受光面を側面とする筒状に形成され、上面および下面のいずれかに前記第1出射端が形成され、
前記第2導光体は、
筒状に形成された前記第1導光体の前記第1出射端の形状に合わせて、開放端を有する環状に形成される付記1または2に記載の受光装置。
(付記4)
前記第1導光体は、
円筒状に形成され、
前記第2導光体は、
円筒状に形成された前記第1導光体の前記第1出射端の形状に合わせて、開放端を有する円環状に形成される付記3に記載の受光装置。
(付記5)
前記第1導光体は、
多角筒状に形成され、
前記第2導光体は、
多角筒状に形成された前記第1導光体の前記第1出射端の形状に合わせて、開放端を有する多角環状に形成される付記3に記載の受光装置。
(付記6)
前記第1導光体は、
前記第1受光面に対向する第3受光面と、前記第3受光面から進入する信号光が導光される第3出射端とを有し、
前記第2導光体は、
前記第1導光体の前記第1出射端および前記第3出射端に前記第2受光面が接続される付記1乃至5のいずれか一項に記載の受光装置。
(付記7)
前記第1導光体の上面の形状に合わせた透明板が前記第1導光体の上面に配置される付記1乃至6のいずれか一項に記載の受光装置。
(付記8)
前記第1導光体は、
上面が閉ざされた筒状に形成され、上面と側面とを接続する表面の少なくとも一部に、前記第1導光体の内部に反射面を向けた反射鏡が設置される付記1に記載の受光装置。
(付記9)
前記第1導光体は、
前記第1受光面を表面とする球冠状に形成され、底面に前記第1出射端が形成され、
前記第2導光体は、
前記第1導光体の前記第1出射端の形状に合わせて、開放端を有する円環状に形成される付記1に記載の受光装置。
(付記10)
第1受光面および第1出射端とを少なくとも有し、前記第1受光面を側面とする筒状に形成され、前記第1受光面から進入する信号光が、上面および下面のいずれかに形成された前記第1出射端に導光される第1導光体と、
第2受光面および第2出射端とを少なくとも有し、筒状に形成された前記第1導光体の前記第1出射端の形状に合わせて開放端を有する環状に形成され、前記第1導光体の前記第1出射端に前記第2受光面が接続され、前記第2受光面から進入する前記信号光が前記第2出射端に導光される第2導光体と、
第2導光体の前記第2出射端に接続される受光部を有し、前記受光部で受光した前記信号光を電気信号に変換して出力する受光器と、を有する受光装置と、
前記第1導光体によって形成される筒内に搭載され、前記受光器から受信される電気信号を受信し、受信した電気信号に応じた投射光を投射する送光装置とを備える送受光装置。
(付記11)
前記送光装置は、
光源と、前記光源から出射される出射光を変調して反射する表示部を有する空間光変調器と、前記空間光変調器の表示部による反射光を投射する投射光学系とを含む投射装置と、
前記受光器からの電気信号に基づいて、前記光源を制御する光源制御条件と前記空間光変調器を制御する変調素子制御条件とを前記投射装置に出力する制御装置とを有する付記10に記載の送受光装置。
(付記12)
前記空間光変調器は、位相変調型である付記11に記載の送受光装置。
(付記13)
前記送光装置は、
前記投射装置の投射範囲を含む範囲を撮像する撮像装置を有し、
前記制御装置は、
前記受光器からの電気信号に基づいて、前記撮像装置を制御する撮像制御条件を前記投射装置に出力する付記11または12に記載の送受光装置。
(付記14)
外部機器のポートに接続されるコネクタを備え、
前記制御装置は、
前記コネクタを介して前記外部機器とデータ通信可能に接続される付記11または12に記載の送受光装置。
(付記15)
前記コネクタは、
関節機構を介して前記受光装置に接続される付記14に記載の送受光装置。
4、5、6 送受光装置
11、21、31、41、51、61 第1導光体
12、22、32、42、52、62 第2導光体
13、23、33、43、53、63 受光器
14、24、34、44、54、64 底板
25 反射鏡
35 天板
40、50、60 送光装置
66 コネクタ
67 支持部
68 関節機構
101、102、103 指向性導光板
111、211 第1導光部
112、212 第1指向性反射部
121 第2導光部
122 第2指向性反射部
141、142、143 透明導光部
151、152、153 指向性反射部
161、162 反射構造
171 反射鏡
172 反射部
173 回折格子アレイ
400、500 受光装置
410、510、610 制御装置
411、511、611 受信回路
412、512、612 制御条件生成回路
413、513、613 記憶回路
415、515、615 投射制御回路
420、520、620 投射装置
421 光源
422 出射部
423 コリメータ
425 空間光変調器
427 投射光学系
471 フーリエ変換レンズ
472 アパーチャ
473 投射レンズ
516、616 撮像制御回路
630、630 撮像装置
531 撮像素子
533 画像処理プロセッサ
535 内部メモリ
537 データ出力回路
614 入出力回路
650 端末
670 ドローン
680 地上局
Claims (13)
- 第1受光面および第1出射端とを少なくとも有し、前記第1受光面から進入し、受信すべき情報を含んだ信号光を前記第1出射端に導光する第1導光体と、
第2受光面および第2出射端とを少なくとも有し、前記第1導光体の前記第1出射端に前記第2受光面が接して配置され、前記第2受光面から進入する前記信号光を前記第2出射端に導光する第2導光体と、
前記第2出射端に接続される受光部を有し、前記受光部で受光した前記信号光を電気信号に変換する受光器とを備え、
前記第1導光体は、
間隔を開けて配置された複数の反射部を備える
受光装置。 - 第1受光面および第1出射端とを少なくとも有し、前記第1受光面から進入する信号光を前記第1出射端に導光する第1導光体と、
第2受光面および第2出射端とを少なくとも有し、前記第1導光体の前記第1出射端に前記第2受光面が接続され、前記第2受光面から進入する前記信号光を前記第2出射端に導光する第2導光体と、
前記第2出射端に接続される受光部を有し、前記受光部で受光した前記信号光を電気信号に変換する受光器とを備え、
前記第1導光体は、
前記第1受光面に対向する第3受光面と、前記第3受光面から進入する信号光が導光される第3出射端と、前記第1受光面と前記第3受光面との間に設けられ前記第1受光面から入射した前記信号光を前記第1出射端に向けて反射し前記第3受光面から入射した前記信号光を前記第3出射端に向けて反射する指向性反射部と、を有し、
前記第2導光体は、
前記第1導光体の前記第1出射端および前記第3出射端に前記第2受光面が接続される
受光装置。 - 前記第2導光体は、
曲線状に形成され、
前記第1導光体は、
前記第2受光面に対して垂直に立てられた線分を前記第2導光体の形状に沿って移動させた際に形成される柱面の形状を有する請求項1または2に記載の受光装置。 - 前記第1導光体は、
前記第1受光面を側面とする筒状に形成され、上面および下面のいずれかに前記第1出射端が形成され、
前記第2導光体は、
筒状に形成された前記第1導光体の前記第1出射端の形状に合わせて、開放端を有する環状に形成される請求項1乃至3のいずれか一項に記載の受光装置。 - 前記第1導光体の上面の形状に合わせた透明板が前記第1導光体の上面に配置される請求項1乃至4のいずれか一項に記載の受光装置。
- 第1受光面および第1出射端とを少なくとも有し、前記第1受光面から進入する信号光を前記第1出射端に導光する第1導光体と、
第2受光面および第2出射端とを少なくとも有し、前記第1導光体の前記第1出射端に前記第2受光面が接続され、前記第2受光面から進入する前記信号光を前記第2出射端に導光する第2導光体と、
前記第2出射端に接続される受光部を有し、前記受光部で受光した前記信号光を電気信号に変換する受光器とを備え、
前記第1導光体は、
上面が閉ざされた筒状に形成され、上面と側面とを接続する表面の少なくとも一部に、前記第1導光体の内部に反射面を向けた反射部が設置される
受光装置。 - 第1受光面および第1出射端とを少なくとも有し、前記第1受光面から進入する信号光を前記第1出射端に導光する第1導光体と、
第2受光面および第2出射端とを少なくとも有し、前記第1導光体の前記第1出射端に前記第2受光面が接続され、前記第2受光面から進入する前記信号光を前記第2出射端に導光する第2導光体と、
前記第2出射端に接続される受光部を有し、前記受光部で受光した前記信号光を電気信号に変換する受光器とを備え、
前記第1導光体は、
前記第1受光面を表面とする球冠状に形成され、底面に前記第1出射端が形成され、
前記第2導光体は、
前記第1導光体の前記第1出射端の形状に合わせて、開放端を有する円環状に形成される
受光装置。 - 第1受光面および第1出射端とを少なくとも有し、前記第1受光面を側面とする筒状に形成され、前記第1受光面から進入する信号光が、上面および下面のいずれかに形成された前記第1出射端に導光される第1導光体と、
第2受光面および第2出射端とを少なくとも有し、筒状に形成された前記第1導光体の前記第1出射端の形状に合わせて開放端を有する環状に形成され、前記第1導光体の前記第1出射端に前記第2受光面が接続され、前記第2受光面から進入する前記信号光を前記第2出射端に導光する第2導光体と、
第2導光体の前記第2出射端に接続される受光部を有し、前記受光部で受光した前記信号光を電気信号に変換して出力する受光器と、を有し、前記第1導光体は、間隔を開けて配置された複数の反射部を備える
受光装置と、
前記第1導光体によって形成される筒内に搭載され、前記受光器から受信される電気信号を受信し、受信した電気信号に応じた投射光を投射する送光装置とを備える送受光装置。 - 第1受光面および第1出射端とを少なくとも有し、前記第1受光面を側面とする筒状に形成され、前記第1受光面から進入する信号光が、上面および下面のいずれかに形成された前記第1出射端に導光される第1導光体と、
第2受光面および第2出射端とを少なくとも有し、筒状に形成された前記第1導光体の前記第1出射端の形状に合わせて開放端を有する環状に形成され、前記第1導光体の前記第1出射端に前記第2受光面が接続され、前記第2受光面から進入する前記信号光を前記第2出射端に導光する第2導光体と、
第2導光体の前記第2出射端に接続される受光部を有し、前記受光部で受光した前記信号光を電気信号に変換して出力する受光器と、を有し、
前記第1導光体は、前記第1受光面に対向する第3受光面と、前記第3受光面から進入する信号光が導光される第3出射端と、前記第1受光面と前記第3受光面との間に設けられ前記第1受光面から入射した前記信号光を前記第1出射端に向けて反射し前記第3受光面から入射した前記信号光を前記第3出射端に向けて反射する指向性反射部と、を有する
受光装置と、
前記第1導光体によって形成される筒内に搭載され、前記受光器から受信される電気信号を受信し、受信した電気信号に応じた投射光を投射する送光装置とを備える送受光装置。 - 第1受光面および第1出射端とを少なくとも有し、前記第1受光面を側面とする筒状に形成され、前記第1受光面から進入する信号光が、上面および下面のいずれかに形成された前記第1出射端に導光される第1導光体と、
第2受光面および第2出射端とを少なくとも有し、筒状に形成された前記第1導光体の前記第1出射端の形状に合わせて開放端を有する環状に形成され、前記第1導光体の前記第1出射端に前記第2受光面が接続され、前記第2受光面から進入する前記信号光を前記第2出射端に導光する第2導光体と、
第2導光体の前記第2出射端に接続される受光部を有し、前記受光部で受光した前記信号光を電気信号に変換して出力する受光器と、を有し、
前記第1導光体は、上面が閉ざされた筒状に形成され、上面と側面とを接続する表面の少なくとも一部に、前記第1導光体の内部に反射面を向けた反射部が設置されている
受光装置と、
前記第1導光体によって形成される筒内に搭載され、前記受光器から受信される電気信号を受信し、受信した電気信号に応じた投射光を投射する送光装置とを備える送受光装置。 - 第1受光面および第1出射端とを少なくとも有し、前記第1受光面を側面とする筒状に形成され、前記第1受光面から進入する信号光が、上面および下面のいずれかに形成された前記第1出射端に導光される第1導光体と、
第2受光面および第2出射端とを少なくとも有し、筒状に形成された前記第1導光体の前記第1出射端の形状に合わせて開放端を有する環状に形成され、前記第1導光体の前記第1出射端に前記第2受光面が接続され、前記第2受光面から進入する前記信号光を前記第2出射端に導光する第2導光体と、
第2導光体の前記第2出射端に接続される受光部を有し、前記受光部で受光した前記信号光を電気信号に変換して出力する受光器と、を有し、
前記第1導光体は、前記第1受光面を表面とする球冠状に形成され、底面に前記第1出射端が形成され、
前記第2導光体は、前記第1導光体の前記第1出射端の形状に合わせて、開放端を有する円環状に形成される
受光装置と、
前記第1導光体によって形成される筒内に搭載され、前記受光器から受信される電気信号を受信し、受信した電気信号に応じた投射光を投射する送光装置とを備える送受光装置。 - 前記送光装置は、
光源と、前記光源から出射される出射光を変調して反射する表示部を有する空間光変調器と、前記空間光変調器の表示部による反射光を投射する投射光学系とを含む投射装置と、
前記受光器からの電気信号に基づいて、前記光源を制御する光源制御条件と前記空間光変調器を制御する変調素子制御条件とを前記投射装置に出力する制御装置とを有する請求項8乃至11のいずれか一項に記載の送受光装置。 - 前記送光装置は、
前記投射装置の投射範囲を含む範囲を撮像する撮像装置を有し、
前記制御装置は、
前記受光器からの電気信号に基づいて、前記撮像装置を制御する撮像制御条件を前記投射装置に出力する請求項12に記載の送受光装置。
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