JPH1098434A - 光無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信品質が良好で、しかも超高速伝送が可能
なうえ、小型，軽量，安価なこと。 【解決手段】 単一の主局２２と１台以上の従局２４と
にそれぞれ光送受信部を設けて、主局２２と従局２４と
の間の信号伝送を行うものであって、送信光Ａは各従局
２４に対応した反射鏡２３で反射され、鉛直に近い角度
で従局２４に降下する。該従局２４からの送信先は鉛直
またはそれに近い角度で上昇して、反射鏡２３で反射さ
れ、前記主局２２に入射し受信信号に変換される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信装置の中
でも通信手段として、光を用いた光無線通信装置に属す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のデータの伝送方式には有線方式と
無線方式とがある。有線方式は、対ペアー線や同軸ケー
ブルまたは光ファイバーといった通信用の線を媒体とし
て、データの伝送を行うものである。無線方式は空間を
媒体として、主に電磁波でデータの伝送を行うものであ
る。電磁波としてはＶＨＦ，ＵＨＦの電波や、マイクロ
波、ミリ波の他に光を使用するものがある。

【０００３】無線伝送を光で行うものが光無線通信装置
であり、近年、この光無線通信装置により、室内でのＬ
ＡＮを構成する機器が実用化されている。以下にＬＡＮ
を構成する機器の構成例の一つを図３に示す。有線ＬＡ
Ｎケーブル１１８と従局（端局）１１１との中継は複数
の主局１１２，１１３で行われる。主局１１２，１１３
は天井１１６に取り付けられている。

【０００４】また、主局１１２，１１３は壁などの仕切
り板１５で隔ててられた室内に設置されている複数の情
報端末１１４のそれぞれに取り付けられている従局１１
１と交信する。即ち、２つの主局１１２，１１３との間
のデータ伝送は、有線ＬＡＮケーブル１１８により行
う。有線ケーブル１１８は天井裏１１７に設置される。
主局１１２、１１３からの送信光は各々の室内全体にで
きるだけ有効なレベル以上の光量で放出される必要が有
る。また従局１１１からの送信光は主局１１２におい
て、一定レベル以上のパワーレベルとなる様なパワーで
送出する必要がある。なお、図３において、１１５は、
複数の情報端末１１４を室内で分ける仕切り板である。

【０００５】従来技術として特開昭５９−７９６５０号
公報には、天井１１６等に光反射鏡を置く提案がなさ
れ、また、他の従来技術としての特開平６−１３２９０
６号公報にはポール上の高所に主局の送受信部を置く方
式などが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の光無線通信装置
では、主局が大型で質量が大きく、しかも高価であり、
しかも光無線通信装置全体として、超高速光通信を実現
するのが難かしいという問題がある。

【０００７】その理由としては、従来の光無線通信装置
では、主局はエリア内に対し、送信光を３次元的に十分
なパワーで行き渡るように送出する必要があり、超高出
力の発光素子か、多数の中出力素子を用いる必要があ
る。このため大型で質量大となり、高価となる。

【０００８】また、従局には壁面で反射した迷光が直達
光による信号の雑音として混入するため、超高速伝送レ
ートで通信する事が困難であるとともに、安定した通信
品質を確保するのが難かしいという問題がある。

【０００９】また、従来の光無線通信装置にあっては、
主局と従局とを結ぶ光路が、通路や設備の上を横切るこ
とが多く、人や物の異動により通信の瞬断や途絶を起こ
すためである。

【００１０】さらに、上記従来技術のいずれの方式も、
光無線通信方式の有効エリア内に３次元的に送信光を充
満させなければ、十分な通信が可能ではなく、また光線
の方向として斜方向を用いる機器が存在し、光路が通路
を横切ると、通信の瞬断や、場合によっては途絶を起こ
しやすく、安定な通信を確保し難いという問題がある。

【００１１】それ故に本発明の課題は、通信品質が良好
で、しかも超高速伝送が可能なうえ、小型，軽量，安価
な１（主局）：ｎ（従局）の短距離用の光無線通信装置
を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、単一の
主局と１台以上の従局とを含み、該主局及び該従局のそ
れぞれに光送受信部を有し、前記主局及び前記従局との
間の信号伝送を行う光通信装置において、前記主局が送
出する第１の信号光は、物品や人間により妨害を受けな
い高さにおいて平面状に放出され、前記従局の直上の空
間にかつ前記第１の送信光内に前記従局の方向へ前記第
１の送信光の一部を反射して前記第１の送信光を前記従
局で受信させるとともに、前記従局から直上方向に放出
されたペンシル状の第２の送信光を前記主局の方向へ反
射して前記主局で受信するよう設けた反射鏡を有してい
ることを特徴とする光無線通信装置が得られる。

【００１３】また、本発明によれば、前記反射鏡の反射
面が、凹面形状または凸面形状であることを特徴とする
光無線通信装置が得られる。

【００１４】また、本発明によれば、前記反射鏡を室内
の天井に設置したことを特徴とする光無線通信装置が得
られる。

【００１５】また、本発明によれば、前記主局の前記第
１の送信光を前記室内の床面に平行な方向に放出するよ
う前記主局を室内の側壁面に設置したことを特徴とする
光無線通信装置が得られる。

【００１６】さらに、本発明によれば、前記主局の前記
送信光を室内の床面に平行な方向に放出するよう前記主
局を前記側壁面の２面が交わる隅に設置したことを特徴
とする光無線通信装置が得られる。

【００１７】

【作用】本発明の光無線通信装置によれば、主局の送出
する信号光は平面状の拡がりを持って送出され、その一
部を反射鏡で従局に導くため、３次元的に必要なパワー
密度を一定の空間内で保持する必要が無いので、主局が
送出する信号光のパワーは、従来の方法の１／１０〜１
／１００に減少する。

【００１８】また、主局からの送出信号光が大巾に減少
するため、信号光と、迷光との比が大巾に大きくなるた
め、雑音となって混入する迷光に妨害されることが少
く、伝送レートを超高速の１００Ｍビット／秒以上にす
ることが可能となる。

【００１９】更に、主局の信号光は、従局に鉛直方向に
降下し、従局から主局へ送る信号光も、従局からは鉛直
に上昇するため、人や物に妨害されて、通信の瞬断や途
絶を起こすことが大巾に減り、通信品質を一定のレベル
に確保することが容易である。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の光無線通信装置の
実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１を参照して、第１の実施の形態例における光無線通
信装置は、単一の主局２２と１台以上の従局２４とにそ
れぞれ光送受信部を設けて、主局２２と従局２４との間
の信号伝送を行うものである。

【００２１】図１における光無線通信装置では、主局２
２から周辺全体に３６０°の角度で第１の送信光Ａを放
出する場合を示している。２１はオフィス天井であり、
光無線装置の主局２２は、天井２１に平行に第１の送信
光Ａを放出している。放出された第１の送信光Ａは各従
局（端局）２４に対応した反射鏡２３で反射され、でき
るだけ鉛直に近い角度で従局２４に降下する。従局２４
は端末機器のパソコン２５やプリンタ２６に付属してい
る。従局２４からの送信先は鉛直またはそれに近い角度
で上昇して、反射鏡２３で反射され、主局２２に入射
し、受信信号に変換される。

【００２２】主局２２と従局２４との間での伝送信号の
交換により、主局２２をハブとした小規模のＬＡＮを形
成することが可能である。また主局２２に外部接続機能
を与えて、外部の有線ＬＡＮケーブル２７に接続するこ
とも可能である。

【００２３】また、図１の第１の実施の形態例では、反
射鏡２３は天井２１に取り付けているが、軽量のミラー
のため、各従局２４に付属のポールの上に配置すること
も可能である。また、反射鏡２３は従局２４の真上の天
井２１に取り付けられ、主局２２が送出する第１の信号
光Ａは、物品や人間により妨害を受けない高さにおい
て、平面状に放出される。従局２４は、その直上の空間
の主局２２の平面状の第１の送信光Ａ内に反射鏡２３を
各々設けて、従局２４の方向に第１の送信光Ａの一部を
反射して受信する。

【００２４】従局２４から直上方向に放出されたペンシ
ル状の第２の送信光Ｂは反射鏡２３を介して、主局２２
方向に反射して、主局２２で受信する。従局２４の直上
に設けた反射鏡２３の反射面は、凹面形状または凸面形
状に作られている。

【００２５】この光無線通信装置では、主局２２から送
出される第１の信号光Ａは、前述したように、物品や人
間により妨害を受けない高さの空間に平面状に放出さ
れ、従局２４は主局２２の放出する光ビームの中に反射
鏡２３を従局２４の真上に設けて、主局２２の第１の送
信光Ａを従局２４自体の受信部に導いて受信する。

【００２６】逆に、従局２４の第２の送信光Ｂは、前述
したように、その直上に設けられている反射鏡２３に向
って送出され、従局２４の各々に付属する反射鏡２３で
ほぼ直角に曲げられ、主局２２の送受信部へ送られる。

【００２７】図２に本発明の光無線通信装置の第２の実
施の形態例を示している。光無線通信装置の主局３２
は、室内の直立した側壁面３１に取り付けられている。
３３は従局３４に付属する反射鏡である。反射鏡３３
は、端末機器であるパソコン３５やサーバ３６のそれぞ
れに直立して取り付けられている棒状のポール４１に保
持されている。

【００２８】本発明の光無線通信装置は、各々の従局３
４のそれぞれに１個ずつの反射鏡３３を使用するが、反
射鏡３３は軽量の簡単なもので良く、プラスチックに金
属膜を蒸着した程度の安価なもので十分であり、軽量小
型のため、天井や側壁面３１などへの取付けも接着など
で可能であり、また、ポール４１の上部に取り付ける時
も太いポールや配線を必要としない。

【００２９】今、主局３２を室内の側壁面３１に置き、
主局３２の第１の送信光Ａを室内の床面に平行な方向に
放出する。即ち、主局３２は床面に平行に第１の送信光
Ａを放出している。反射鏡３３で反射した主局３２の第
１の送信光Ａは鉛直またはそれに近い角度で各々の従局
３４に降下し、従局３４にて電気信号に変換され、端末
機器であるパソコン３５やサーバ３６にそれぞれ供給さ
れる。

【００３０】逆に、端末機器からの信号は、従局３４で
第２の光信号Ｂに変換され、反射鏡３３へ鉛直またはそ
れに近い角度で上昇し、主局３２に送り込まれて電気信
号に変換される。主局３２は、場合により外部の有線Ｌ
ＡＮケーブル３７に接続される。

【００３１】第１の実施の形態例の光無線通信装置に対
して、第２の実施の形態例の光無線通信装置は天井（図
１の天井２１）に工事をする必要がないため、簡便に利
用することが可能である。そして、主局３２の第１の送
信光Ａは平板状に１８０°の角度で主局３２から発射さ
れる。

【００３２】また、主局３２を部屋の隅の側壁面３１に
置くことも可能であるが、この場合には主局３２の第１
の送信光Ａは平板状に９０°の角度で発射すればよい。
この際、主局３２を室内の側壁面３１の２面が交わる隅
に置き、主局３２の送信光を室内の床面に平行な方向に
放出する。

【００３３】以上説明したように、第１及び第２の実施
の形態例においては、反射鏡２３、３３の種類として、
用途に応じて平面鏡、凸面鏡および凹面鏡のいずれもが
使用可能である。特に、凸面鏡の場合には、若干は伝達
距離が減少することはあるが、主局２２もしくは３２と
従局２４もしくは３４間との光軸調整がほとんど不要と
なるという利点がある。逆に凹面鏡は伝達距離を増加さ
せる時に利用できる。

【００３４】上記各実施の形態例の中の従局２４、３４
の送受信光学系は、送信光ビームがペンシル状の平行ビ
ームであり、また受信視野も小さいため通常の光学系で
構成が可能である。主局２２、３２は送信光ビームは平
板状に発射しなければならないうえに、受信視野も一方
向にではあるが広角でなければならない。

【００３５】しかし、本発明では、簡単には複数個の送
受信光学系に分割して形成することができる。平板ビー
ム状の送信光は、発光素子からの信号光を平行ビームに
した後でカマボコ形レンズか波形板を通する平板状の光
ビームを形成するが可能である。

【００３６】また、受信系としては短焦点のレンズの後
に直線状の光検出器を焦点面に置くことにより一方向に
広視野であるが、それと直角方向には狭視野の受信光学
系を形成できる。これらの光学系を少数個組み合わすこ
とにより、各実施の形態例の主局２２、３２の送受信光
学系は形成が可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上実施の形態例によって説明したよう
に、本発明の光無線通信装置の第１の効果は、主局の送
信光を平板状にして送出し、反射鏡を利用して、従局へ
導き、従局の送信光を逆に反射鏡により主局へ導くこと
により、とくに主局の送信パワーを大巾に削減し、軽
量，小型，安価とすることが可能となり、迷光のレベル
の大巾減少により、超高速伝送レートの通信が可能とな
る。

【００３８】その理由は、従来の光無線通信装置では、
主局から３次元的に信号光を放射しているため、大きな
パワーを必要としが、本発明では平板状に主局から送信
光を放出するため、従来の１／１０〜１／１００のパワ
ーで十分であり、この分、主局が小型，軽量，安価で済
み、また、壁面で散乱して従局に入射し雑音となる光も
減少して、伝送レートを上げてもＳ／Ｎ比が確保される
からである。

【００３９】本発明の第２の効果は、安定した通信品質
を確保できるという利点がある。その理由は、本発明で
は、信号光は物品の上の空間を上下して、障害物の無い
空間を水平方向に結んでいるだけであり、人や物の移動
により通信の瞬絶や途絶を起こすことがまれになる。ま
た、光軸はほとんど半固定の状態で良いから、光軸ずれ
による通信途絶も希にしか起こらない。

【００４０】また、主局の送出する信号光は平面状の拡
がりを持って送出され、その一部を反射鏡で従局に導く
ため、３次元的に、必要なパワー密度を一定の空間内で
保持する必要が無いので、主局が送出する信号光のパワ
ーは、従来の方法の１／１０〜１／１００に減少する。

【００４１】従って、主局の発光素子は中型の素子１個
か少数個で済み、必要電力所要が減少し、主局自体の大
きさ，質量，価格を大巾に削減することが可能である。

【００４２】また、主局からの送出信号光が大巾に減少
するため、信号光と、迷光との比が大巾に大きくなるた
め、雑音となって混入する迷光に妨害される事が少く、
伝送レートを超高速の１００Ｍビット／秒以上にするこ
とが可能となる。

【００４３】また、主局の信号光は、従局に鉛直方向に
降下し、従局から主局へ送る信号光も、従局からは鉛直
に上昇するため、人や物に妨害されて、通信の瞬断や途
絶を起こすことが大巾に減り、通信品質を一定のレベル
に確保する事が容易である。さらに、本発明では、従来
の光無線通信装置と異り、各々の従局に１個ずつの反射
鏡を使用するが、この反射鏡は軽量の簡単なもので良
く、プラスチックに金属膜を蒸着した程度の安価なもの
で十分であり、軽量小型のため、天井や側壁面などへの
取付けも接着などで可能であり、また、ポールの上に取
り付ける時も太いポールや配線を必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光無線通信装置の第１の実施の形態例
を示す構成図である。

【図２】本発明の光無線通信装置の第２の実施の形態例
を示す構成図である。

【図３】従来の光無線通信装置を示す構成図である。

【符号の説明】

２１、１１６ 天井 ２２，３２、１１２ 主局 ２４，３４、１１１ 従局 ２３，３３ 反射鏡 ２７，３７、１１８ 有線ＬＡＮケーブル ３１ 側壁面 １１５ 仕切り板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単一の主局と１台以上の従局とを含み、
   該主局及び該従局のそれぞれに光送受信部を有し、前記
   主局及び前記従局との間の信号伝送を行う光通信装置に
   おいて、 前記主局が送出する第１の信号光は、物品や人間により
   妨害を受けない高さにおいて平面状に放出され、前記従
   局の直上の空間にかつ前記第１の送信光内に前記従局の
   方向へ前記第１の送信光の一部を反射して前記第１の送
   信光を前記従局で受信させるとともに、前記従局から直
   上方向に放出されたペンシル状の第２の送信光を前記主
   局の方向へ反射して前記主局で受信するよう設けた反射
   鏡を有していることを特徴とする光無線通信装置。
2. 【請求項２】 前記反射鏡の反射面が、凹面形状または
   凸面形状であることを特徴とする請求項１記載の光無線
   通信装置。
3. 【請求項３】 前記反射鏡を室内の天井に設置したこと
   を特徴とする請求項１記載の光無線通信装置。
4. 【請求項４】 前記主局の前記第１の送信光を前記室内
   の床面に平行な方向に放出するよう前記主局を室内の側
   壁面に設置したことを特徴とする請求項１記載の光無線
   通信装置。
5. 【請求項５】 前記主局の前記送信光を室内の床面に平
   行な方向に放出するよう前記主局を前記側壁面の２面が
   交わる隅に設置したことを特徴とする請求項１記載の光
   無線通信装置。