JPH1168666A - 光空間伝送システム及びその構成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤレス・ネットワークを構築する際に、
通信可能なエリアを事後的に回避することができる光空
間伝送システムを提供する。 【解決手段】 自装置の覆域に存在する１または複数の
光無線送受信機Ａ１〜Ａ３との間で光キャリアを利用し
てネットワークを構築する基地局１０と、この基地局１
０に対して光無線通信手段を通じて光キャリアの伝送要
否を表す覆域制御信号を送信するワイヤレス制御器２０
とを具備する。基地局１０は、ワイヤレス制御器２０か
らの覆域制御信号の受信を契機に液晶スイッチを制御し
て該当領域方向への光キャリアの進行方向を動的に変更
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光空間伝送シス
テム及びその構成装置に係り、特にワイヤレス・ネット
ワークを組む光空間伝送システムにおいて、無線送受信
機と基地局との間で通信可能な覆域を動的に制御する技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、天井や壁面等に設置された光空間
伝送装置を基地局とし、一つの基地局とＮ個の光無線送
受信機との間で１対Ｎのワイヤレス・ネットワークを構
築した光空間伝送システムが知られている。この種の光
空間伝送システムにおいて、基地局は、光無線送受信機
との間で光空間伝送波（以下、光キャリア）を相互に送
信しあうが、この光キャリアは直進的に空間を伝搬する
ため、各光無線送受信機が基地局と通信可能となるエリ
アは、基地局から出力される光キャリアの指向角によっ
て一意に決定される。この指向角は、基地局の設計及び
取付段階で予め固定的に調整されており、これを変更す
ることは容易でない。そこで、従来、基地局の覆域（光
無線送受信機の側からは通信可能となるエリア）を事後
的に変更する場合は、例えば基地局側の入出力段に、あ
る方向における光キャリアの入出力を物理的に遮断する
遮断フィルタを取り付けるか、あるいは光無線基地局の
一部を覆う、というような機械的手段によって対応して
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、天井や壁面
等に基地局を設置する場合に比べて、光無線送受信機の
配置を変更することは比較的容易である。そのため、ま
ず、基地局を設置しておき、事後的に光無線送受信機の
配置レイアウトを決定することが考えられる。しかし、
このような形態では、基地局の覆域でしか光無線送受信
機を配置できないため、運用形態が限定されるという問
題が生じる。また、人員配置の変更等に伴って、基地局
の設置後に光無線送受信機の配置個所を再配置しなけれ
ばならなくなる場合もある。また、運用目的によって
は、光無線送受信機を所定の領域毎に整然と固定的に配
置したり、逆に、光無線送受信機を移動自在にしておく
必要が生じる場合があるが、このような目的に柔軟に対
応することができない。

【０００４】さらに、複数の基地局の取付位置が近接し
ていたり、ある光無線送受信機が隣接のワイヤレス・ネ
ットワークとの重複覆域内に存在するようになった結
果、その光無線送受信機に、複数の基地局から光キャリ
アが同時に入力されて通信障害が発生する問題も生じ
る。このような問題は、基地局側で覆域をフレキシブル
且つ高精度に変更することができれば一気に解消できる
が、従来は、機械的手段によってしか対応できなかった
ため、覆域の調整精度が著しく低かった。また、ワイヤ
レス・ネットワークは、室内で構築されるのが通常であ
るが、近年は、室内に、蛍光灯のほかに種々の電子装置
が発する光が混在しているため、それに伴う通信障害の
発生も懸念されていた。

【０００５】そこで、本発明は、光キャリアを利用して
ワイヤレス・ネットワークを構築する際に、基地局とし
て機能する光空間伝送装置の覆域を動的に制御して光無
線送受信機が通信可能エリアを事後的に変更することが
できる、改良された光空間伝送システムを提供すること
にある。本発明の他の課題は、光無線通信を行う上で有
害な光を排除して通信の安定化を図ることができる、光
空間伝送システムを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、自装置の覆域に存在する１または複数の
光無線送受信機との間で光キャリアを通じてネットワー
クを構築する光空間伝送装置と、この光空間伝送装置に
対して光無線通信手段を通じて所定の覆域制御信号を送
信するワイヤレス制御器とを具備した光空間伝送システ
ムを提供する。この光空間伝送システムにおいて、前記
光空間伝送装置は、前記ワイヤレス制御器からの覆域制
御信号の受信を契機に前記光キャリアの進行方向を切り
替えて前記覆域を動的に変更するように構成する。

【０００７】具体的には、入力された光キャリアを透過
または反射させるキャリアスイッチと、覆域制御信号に
基づいて前記キャリアスイッチにおける前記光キャリア
の進行方向を切り替えるスイッチ制御手段とを備えるよ
うにする。このスイッチ制御手段は、例えば前記覆域制
御信号を光無線通信手段を通じて受信し、受信した覆域
制御信号に基づいて前記キャリアスイッチの動作を動的
に制御するように構成する。前記キャリアスイッチは、
例えば前記覆域制御信号に対応する印加電圧値に基づい
て液晶セルの向きを動的に変更させる液晶スイッチを含
んで構成することができるが、より好ましくは、この液
晶スイッチを予め自装置に割り当てられた覆域に応じて
複数個配設し、それぞれ個別に前記光キャリアの進行方
向を切替できるように構成する。

【０００８】また、ワイヤレス制御器は、前記光空間伝
送装置への送信対象となる前記覆域制御信号を生成する
制御信号生成手段と、生成した覆域制御信号を光キャリ
アに変換して前記光空間伝送装置に送信する光無線送信
手段とを備えてなる。なお、前記覆域制御信号は、前記
光空間伝送装置の覆域において予め割り当てられた領域
の識別情報と、当該領域に対する光キャリアの伝送要否
を表す信号とを含む信号形態の信号である。

【０００９】なお、上記他の課題を解決するため、前記
光空間伝送装置及び前記ワイヤレス制御器の少なくとも
一方に、前記光空間伝送波以外の光を遮断する光透過フ
ィルタが介在させておく。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の一形態を説明する。図１は、本実施形態に係る光空
間伝送システム１の構成図である。この光空間伝送シス
テム１は、本発明の光空間伝送装置を用いた基地局１０
と、基地局１０の覆域を光空間伝送によって制御させ
る、移動自在のワイヤレス制御器２０と、基地局１０の
覆域に移動自在に配備される光無線送受信機Ａ１〜Ａ３
と、各光無線送受信機Ａ１〜Ａ３の各々に接続される信
号処理装置Ｃ１〜Ｃ３とにより、１対３の光空間伝送を
行うワイヤレス・ネットワークを構成している。なお、
以後の説明では、光無線送受信機Ａ１〜Ａ３という場
合、それに接続される信号処理装置Ｃ１〜Ｃ３も含まれ
るものとする。また、１対３としたのは説明上の便宜で
あって、実際には、１つの基地局に対してＮ個の光無線
送受信機を配備して、１対Ｎ（Ｎは０を除く自然数）の
ワイヤレス・ネットワークを構築することになる。

【００１１】基地局１０は、図２に示すように、ワイヤ
レス・ネットワーク構築に必要な一般的な信号処理手段
のほか、覆域制御に用いられる制御部１１と光ユニット
１４とを有する。なお、電源や空中線等のように本発明
との関連性が低い要素については省略してある。制御部
１１は、伝送制御部１２と液晶スイッチ制御部１３とを
含んで構成される。伝送制御部１２は、光無線送受信機
Ａ１〜Ａ３との間の光キャリアの伝送制御と、ワイヤレ
ス制御器２０からの覆域制御信号に対応する制御指示信
号の生成及び覆域制御信号に対する応答信号の生成とを
行うものである。また、液晶スイッチ制御部１３は、伝
送制御部１２から出力される制御指示信号に基づいて液
晶スイッチ部１７の動作を制御するものである。

【００１２】光ユニット１４は、発光部１５、受光部１
６、液晶スイッチ部１７、及び透過フィルタ１８を備え
て構成される。

【００１３】発光部１５は、伝送制御部１２より出力さ
れた伝送対象信号（電気信号）を光キャリアに変換して
液晶スイッチ部１７に出力するものであり、受光部１６
は、液晶スイッチ部１７から入力された光キャリアを電
気信号に変換して伝送制御部１２に出力するものであ
る。なお、発光部１５からの光キャリアが自己反射によ
って再入力されることを防ぐため、発光部１５と受光部
１６とは、互いに隔離させて配置することが望ましい。

【００１４】透過フィルタ１８は、光キャリア以外の有
害な光を遮断し、信号のノイズを防いで通信の安定化を
図るために設けられる。

【００１５】液晶スイッチ部１７は、同一面上の所定位
置に複数の液晶スイッチを配列したものであり、個々の
液晶スイッチは、液晶セルを封入した透明基板の所定領
域に一対の電極を取り付けて構成されたものである。

【００１６】図３は、この液晶スイッチの動作原理図で
ある。一対の電極Ｄ１，Ｄ２に印加された制御電圧がオ
ンの場合は、図３（ａ）に示すように、透明基板Ｋ内の
すべての液晶セルＳの分子配列方向が、光キャリアＣａ
を透過させる向きになる。一方、制御電圧がオフの場合
は、図３（ｂ）に示すように、透明基板Ｋ内のすべての
液晶セルＳの分子配列方向が、光キャリアＣｂを反射さ
せる向きになる。本実施形態では、この原理を利用して
光キャリアＣａ，Ｃｂの進行方向を動的に変更させるも
のである。

【００１７】実際の運用場面では、すべての液晶スイッ
チがオンのときに光キャリアが予め定めた自局の覆域の
光無線送受信機への伝送をカバーするように各液晶スイ
ッチの配列位置を決めておき、覆域制御時にいずれかの
液晶スイッチを選択的にオフ制御及びそれを復旧（オン
制御）できるようにする。

【００１８】図４は、この様子を模式的に示した図であ
る。図４の例では、液晶スイッチ１７１についてはオン
にして光キャリア１７ａを透過させ、隣設の液晶スイッ
チ１７２については光キャリア１７ｂを反射させる。こ
のときの各液晶スイッチ１７１，１７２への制御電圧
は、伝送制御部１２から出力される制御指示信号に基づ
いて液晶スイッチ制御部１３から出力される。

【００１９】次に、ワイヤレス制御器２０の構成例を説
明する。このワイヤレス制御器２０は、図５に示すよう
に、基地局１０の覆域において予め割り当てられた領域
の識別情報を保持したエリアリストＬと、エリアリスト
Ｌ内の識別情報及び光キャリアの伝送要否を操作者に選
択させるための操作パネル２１とを有している。操作パ
ネル２１には、例えば図６に示すように、割当領域の個
々の識別情報に対応する複数のエリア選択ボタン３１、
オン制御を表すＯＮ選択ボタン３２、オフ制御を表すＯ
ＦＦ選択ボタン３３が設けられている。この操作パネル
２１による選択結果は、信号処理部２２で識別されて制
御信号生成部２３に送られる。

【００２０】制御信号生成部２３は、識別されたエリア
識別情報とそのエリアにおける伝送要否とを表す覆域制
御信号（電気信号）を生成して発光部２４に入力する。
発光部２４は、この覆域制御信号を光キャリアに変換す
る。この光キャリアは、透過フィルタ２６を通じて基地
局１０に送られる。

【００２１】透過フィルタ２６は、基地局１０に設けら
れるものと同様、光キャリア以外の光を遮断し、信号の
ノイズを防ぐものである。透過フィルタ２６からは基地
局１０から光キャリアが入力される。この光キャリア
は、覆域制御信号に対する応答信号を表すものであり、
受光部２５で電気信号に変換された後に信号処理部２２
に入力される。

【００２２】なお、ワイヤレス制御器２０においても、
発光部２４からの光キャリアが自己反射によって再入力
されることを防ぐため、受光部２５から隔離させて配置
することが望ましい。

【００２３】次に、図７を用いて本実施形態の光空間伝
送システム１の運用形態例を説明する。図７は、第１基
地局１０ａの本来の覆域１００ａと第２基地局１０ｂの
本来の覆域１００ｂとを示した図である。図中、斜線で
示す部分が覆域の調整を要する領域であり、符号１０１
は、各基地局１０ａ，１０ｂの本来の覆域１００ａ，１
００ｂが重複する領域、符号１０２は、覆域は重複しな
いが、運用者の都合によって不感帯領域としたい領域で
ある。本実施形態の光空間伝送システム１では、任意の
領域についていずれの基地局１０ａ，１０ｂに対しても
その覆域制御が可能である。例えば、重複領域１０１に
存する光無線送受信機は、両基地局１０ａ，１０ｂから
の光キャリアを受光することになるため、通信障害を生
じさせる可能性がある。そこで、この重複領域１０１か
らワイヤレス制御器２０ａを操作して、第２基地局１０
ｂへ当該重複領域１０１についてのオフ制御を促す覆域
制御信号を光キャリアに載せて送信する。

【００２４】この覆域制御信号を受信した第２基地局１
０ｂは、ワイヤレス制御器２０ａに対して応答信号を返
信する。これにより、ワイヤレス制御器２０ａは、覆域
変更がなされることを確認することができる。第２基地
局１０ｂは、また、液晶スイッチを制御して当該重複領
域１０１の方向の光キャリアを反射させる。これによ
り、重複領域１０１に存する光無線送受信機には、第１
基地局１０ａからの光キャリアのみが到達することにな
り、光キャリアの干渉による通信障害を回避できるよう
になる。領域１０２についても同様であり、この場合
は、当該領域１０２からワイヤレス制御器２０ｂを操作
し、第２基地局１０ｂに対してオフ制御を促す覆域制御
信号を送信する。これにより、上記重複領域１０１の場
合と同様、領域１０２方向の光キャリアが第２基地局１
０ｂで反射されるため、当該領域１０２には、光キャリ
アが到達しなくなる。不感帯を解消したい場合は、ワイ
ヤレス制御器２０ｂからオン制御を促す覆域制御信号を
第２基地局１０ｂに送信することになる。

【００２５】なお、重複領域１０１に対する覆域の変更
は、第２基地局１０ｂではなく、第１基地局１０ａに対
してワイヤレス制御器２０ａから同種の覆域制御信号を
送信することによっても達成が可能である。また、各ワ
イヤレス制御器２０ａ，２０ｂは、必ずしも覆域制御を
要する領域からだけではなく、任意の位置から該当する
基地局に対して、該当領域についてのオン制御、あるい
はオフ制御を表す覆域制御信号を送信することが可能で
ある。

【００２６】このように、本実施形態の光空間伝送シス
テムによれば、任意の位置に移動可能なワイヤレス制御
器２０ａ，２０ｂから基地局１０ａ，１０ｂに対して該
当領域を表すエリア識別情報とオン／オフ制御の別を表
す信号とを含む覆域制御信号を送信することにより、基
地局側で該当領域方向への光キャリアの送出を阻止した
り、あるいは許容するように液晶スイッチ部１７を制御
するので、ワイヤレス・ネットワークにおける動的な覆
域変更が可能になる。しかもこの覆域変更は、基地局側
で所定位置に備えられた複数の液晶スイッチの動作を個
別的に制御することによってなされるので、対象領域の
広狭や位置に拘束されない高精度の制御が安定的になさ
れるようになる。

【００２７】なお、本実施形態では、透過フィルタを基
地局とワイヤレス制御器の双方に設けているが、これは
両者の少なくとも一方に設けられていてもよい。また、
本実施形態では、キャリアスイッチの例として複数の液
晶スイッチを配列した液晶スイッチ部１７を採用した
が、入力された光キャリアの進行方向を覆域制御信号に
基づいて動的に変更できればよいので、他のスイッチイ
ング素子、あるいは液晶スイッチを含む異種スイッチイ
ング素子の混合によって、キャリアスイッチを構成して
もよい。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、光空間伝送によるワイヤレス・ネットワーク
において、物理的なセグメント、すなわち光無線送受信
機の配置領域を高精度に分離することが可能になる。ま
た、事後的な覆域変更が可能なので、従来型システムに
比べて覆域設計のカスタム化が容易になるとともに、シ
ステム構成部品の製造・組立後によるカスタム化も容易
になる。そのため、システム構成部品を量産することが
でき、光空間伝送システムの製造コストを低減させるこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る光空間伝送システム
の構成図。

【図２】本実施形態による基地局の構成図。

【図３】本実施形態で用いる液晶スイッチの動作原理図
であり、（ａ）は印加される制御電圧がオンの場合の状
態、（ｂ）は制御電圧がオフの場合の状態を表す。

【図４】本実施形態による液晶スイッチ部の動作状態を
表す模式図。

【図５】本実施形態によるワイヤレス制御器の構成図。

【図６】ワイヤレス制御器の操作パネルのレイアウトの
一例を示す説明図。

【図７】本実施形態に係る光空間伝送システムの運用形
態の一例として、覆域を制限したい領域と、当該領域に
ワイヤレス制御器を配置して基地局に覆域を制限させる
状態を表した図。

【符号の説明】

１ 光空間伝送システム １０，１０ａ，１０ｂ 基地局 １１ 制御部 １２ 伝送制御部 １３ 液晶スイッチ制御部 １４ 光ユニット １７ 液晶スイッチ部 １７１，１７２ 液晶スイッチ １８，２６ 透過フィルタ ２０，２０ａ，２０ｂ ワイヤレス制御器 ２１ 操作パネル ２２ 信号処理部 ２３ 制御信号生成部 Ａ１〜Ａ３ 光無線送受信機 Ｌ エリアリスト Ｋ 液晶スイッチの透明基板 Ｓ 液晶セル Ｄ１，Ｄ２ 液晶スイッチの電極 １００ａ，１００ｂ 基地局の覆域 １０１，１０２ 覆域変更の対象領域

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自装置の覆域に存在する１または複数の
   光無線送受信機との間で光空間伝送波を通じてネットワ
   ークを構築する光空間伝送装置と、この光空間伝送装置
   に対して光無線通信手段を通じて所定の覆域制御信号を
   送信するワイヤレス制御器とを具備し、 前記光空間伝送装置が、前記ワイヤレス制御器からの覆
   域制御信号の受信を契機に前記光空間伝送波の進行方向
   を切り替えて前記覆域を動的に変更するように構成され
   ていることを特徴とする光空間伝送システム。
2. 【請求項２】 前記覆域制御信号が、前記覆域で予め割
   り当てられた領域の識別情報と、当該領域に対する光空
   間伝送波の伝送要否を表す信号とを含む信号形態である
   ことを特徴とする請求項１記載の光空間伝送システム。
3. 【請求項３】 前記光空間伝送装置及び前記ワイヤレス
   制御器の少なくとも一方に、前記光空間伝送波以外の光
   を遮断する光透過フィルタが介在することを特徴とする
   請求項１記載の光空間伝送装置。
4. 【請求項４】 自装置の覆域に存在する１または複数の
   光無線送受信機との間で光空間伝送によってネットワー
   クを構築する装置であって、 入力された光空間伝送波を透過または反射させるキャリ
   アスイッチと、 所定の覆域制御信号に基づいて前記キャリアスイッチに
   おける前記光空間伝送波の進行方向を切り替え、前記覆
   域を動的に変更するスイッチ制御手段とを備えることを
   特徴とする光空間伝送装置。
5. 【請求項５】 前記スイッチ制御手段は、前記覆域制御
   信号を光無線通信手段を通じて受信し、受信した覆域制
   御信号に基づいて前記キャリアスイッチの動作を動的に
   制御するように構成されていることを特徴とする請求項
   ４記載の光空間伝送装置。
6. 【請求項６】 前記キャリアスイッチは、前記覆域制御
   信号に対応する印加電圧値に基づいて液晶セルの向きを
   動的に変更させる液晶スイッチを含んで構成されること
   を特徴とする請求項５記載の光空間伝送装置。
7. 【請求項７】 前記液晶スイッチが予め自装置に割り当
   てられた覆域に応じて複数個配設され、それぞれ個別に
   前記光空間伝送波の進行方向を切替できるように構成さ
   れていることを特徴とする請求項６記載の光空間伝送装
   置。
8. 【請求項８】 請求項４ないし７のいずれかの項に記載
   された光空間伝送装置への送信対象となる前記覆域制御
   信号を生成する制御信号生成手段と、 生成した覆域制御信号を光空間伝送波に変換して前記光
   空間伝送装置に送信する光無線送信手段とを備えてなる
   ワイヤレス制御器。
9. 【請求項９】 前記制御信号生成手段は、前記光空間伝
   送装置の覆域において予め割り当てられた領域の識別情
   報と、当該領域に対する光空間伝送波の伝送要否を表す
   信号とを含む信号形態の覆域制御信号を生成することを
   特徴とする請求項８記載のワイヤレス制御器。