JPH1174845A - 光無線通信システムにおける子機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 子機の仰角が最も鉛直方向上方に近い親機と
の間で通信路を確立することができる光無線通信システ
ムにおける子機を提供する。 【解決手段】 広い指向角に渡って光の送受信が可能な
送受信機能を有する複数の親機７と、端末に接続されて
狭い指向角度で送受信を行なう子機９とからなる光無線
通信システムにおいて、前記子機は、狭い指向性を有す
る光検出器１６と、この光検出器を少なくとも水平面内
に回転させる旋回機構１８と、前記光検出器を前記旋回
機構により旋回させた時の方位データと検出光量を記憶
する光量記憶部２０と、この光量記憶部の記憶内容の
内、最大の検出光量を示す方位を通信路確立のための通
信方位として決定する通信方位決定部２１とを備えるよ
うに構成する。これにより、子機に対して仰角が最も鉛
直方向上方に近い親機との間で通信路を確立する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空間を通じて光信
号の送受信を行なう光無線通信システムにおける子機に
係り、特に最も天頂近くに位置する親機との間で通信路
が確保でき、また通信路が遮断されても他の親機との間
で光軸合わせを自動で行なう子機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、インテリジェンスビル内のよう
にある程度の限られた空間内で情報の送受信を円滑に行
なうために、光ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔ
ｗｏｒｋ）が採用される傾向にある。この光ＬＡＮにお
いては、赤外光などの光を用いて情報の伝達が行なわ
れ、例えば天井に設けた親機に対して、各自の机などに
おいたノードとしての子機との間で光信号の送受信を行
ない、天井に設けた親機は、他の親機との間でリンクさ
れている。

【０００３】このような光空間伝送により通信を行うた
めには、光信号を正確に光学系に入射させるために送信
側と受信側の二点間の光軸を合わせる必要がある。従来
は一般的に手動により光軸合わせを行っており、特に赤
外線等の不可視光を光情報の送受に用いる場合には、数
１０度以上の広い範囲内にしか光軸合わせができなかっ
た。

【０００４】ところで、最近においては装置の小型軽量
化が特に推進された結果、光軸ズレの許容範囲がより厳
しくなってきており、光軸合わせが１０度以下の精度で
行なわれるれることが必要になっている。１０度以下の
精度で光軸合わせが必要な場合においては、光量検出器
を用いた自動調整が必要である。図１２は従来の自動光
軸合わせのブロック図を表している。ＰＤ（フォト・ ダ
イオード）やＰＴ（フォト・ トランジスタ）といった光
検出器１により検出された光信号から、光量検出器２に
よって現在の光軸上における光量を測定する。光検出器
１は制御装置３により所望の検出方向に方向を変えら
れ、位置検出器４によって現在の方向が検出される。制
御装置３は、光量と現在の位置とを対応させて記憶装置
５に記憶し、順次走査しながら測定をしていく。その
後、最大光量値検出装置６により最大光量値を検出し、
対応する方向を向くように位置を戻すことにより光軸合
わせがなされていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来の光軸合わせの装置によれば、微小量ずつ全空間
を走査することが必要であり、全空間を走査するために
は多くの時間を必要としてしまい、通信路の確保までの
待ち時間が、例えば３分以上と長くなってしまう。これ
に対して、走査範囲を狭めるために概ねの方向に手動で
向けておき、ある限定された範囲を走査するという手法
も考えられるが、手動でも動かすことのできる駆動部に
しなければならず機構部の構成が限定されてしまう。

【０００６】また、短時間で高速に光軸合わせを行うた
めには送受信角が広い程、空間を走査する間隔が広くな
るため望ましいが、データの通信効率を考えると送受信
角は狭い方が望ましく、高速かつ高精度に光軸合わせを
行うためには、この相反する問題を解決しなければなら
ない。そこで、本発明者は先の出願（特願平９−３７０
１６号）において、上記問題点を解決するために粗調用
光到来方向検出手段と微調用光到来方向検出手段とを備
えた光空間伝送装置を開示した。この装置の粗調用光到
来方向検出手段としてスリットの奥に光センサを配置し
たものを用い、狭く限られた方位からの光しか受光でき
ないようにした光センサを水平面内に旋回させることに
よって大まかな光到来方位を迅速に認識できるようにな
っている。そして、大まかな光到来方位を特定したなら
ば、これを上下方向、すなわち垂直面内に旋回させて光
到来方向を認識するようになっている。

【０００７】ところで、この装置例によれば、かなり迅
速に光到来方向を検出することができるが、しかしなが
ら、この装置例にあっては、複数の親機が天井部に存在
した場合、最も通信条件の良い通信路が確保されるとは
限らず、また、通信路途中に何らかの障害物が侵入して
通信路が遮断された場合には、これを回復することがで
きないという新たな問題点が見い出された。本発明は、
以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく
創案されたものである。

【０００８】本発明の目的は、子機の仰角が最も鉛直方
向上方に近い親機との間で通信路を確立することができ
る光無線通信システムにおける子機を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、通信路が遮断された場合には
他の親機との間で通信路を自動的に確立することができ
る光無線通信システムにおける子機を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、広い指向角に渡って光の送受信が可能
な送受信機能を有する複数の親機と、端末に接続されて
狭い指向角度で送受信を行なう子機とからなる光無線通
信システムにおいて、前記子機は、狭い指向性を有する
光検出器と、この光検出器を少なくとも水平面内に回転
させる旋回機構と、前記光検出器を前記旋回機構により
旋回させた時の方位データと検出光量を記憶する光量記
憶部と、この光量記憶部の記憶内容の内、最大の検出光
量を示す方位を通信路確立のための通信方位として決定
する通信方位決定部とを備えるように構成する。これに
よれば、旋回機構によって光検出器を水平面内に回転さ
せることにより、光量を検出し、この時の検出光量を方
位データと共に光量記憶部に記憶しておく。ここで、光
検出器の指向特性は、例えばこの装置の天頂に近い方向
から光が来る程、その光量が多くなるような光学系を設
けておく。

【００１０】そして、通信方位決定部は、光量記憶部の
記憶内容の内で、最も検出光量が大きい方位を通信方位
として決定することになる。これにより、複数の親機の
内、最も鉛直方向上方に近い親機が存在する方位を通信
方位として決定することができる。尚、このように通信
方位が確定したならば、この方位に沿ってこの光検出器
を上下方向に、すなわち垂直面内に旋回させることによ
り、親機が存在する方向の仰角を特定して通信路を確立
する。

【００１１】このような光検出器として、互いに水平方
向に１８０度異なる方位を狭い間隔で臨むように設けら
れた２つの受光素子で構成することにより、これを水平
方向へ１８０度旋回させることによって最適な通信方位
を決定することができる。この場合、空間を狭い間隔で
臨むことができるようにするためには細いスリットを用
いることができる。

【００１２】また、通信路が遮断されたことを検出する
遮断検出部を設けておき、この検出部が、通信路遮断状
態を検出したならば、上記通信方位決定部は、今まで確
立されていた通信路の通信方位の検出光量よりも次に小
さい検出光量を示す方位を新たな通信方位として決定す
る。これにより、この新たな通信方位を基準として新た
な通信路を確立させる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のに係る光無線通
信システムにおける子機の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。図１は光無線通信システムにおける親機と
本発明の子機の配列状態を天井部側から見た状態を示す
概略平面図、図２は図１に示す光無線通信システムを横
から見た状態を示す側面図、図３は本発明の子機の構成
を示すブロック図、図４は光検出器を載置した旋回機構
を示す側面図、図５は図４に示す旋回機構の正面図、図
６は光検出器を示す斜視図、図７は光検出器を示す側面
図である。

【００１４】図１乃至図３に示すように、図中、７は天
井部８等に設けられた光信号の送受信機能を有する親機
であり、これより光信号Ｌ２が発せられたり、或いは本
発明の子機９より発せられた光信号Ｌ１が受けられたり
する。この親機７と子機９とで光無線通信システムを形
成している。親機７は、一定のエリア、例えば３ｍ²毎
に１つ天井部８に設けられており、そのエリア内をカバ
ーできるようになっている。図示例においては子機９を
中心として異なった方位に３つの親機７Ａ、７Ｂ、７Ｃ
が設けられている。この子機９には、例えばパーソナル
コンピュータ等の端末１０が配線１１Ａ、１１Ｂを介し
て接続されており、必要なデータの送受信を、上記子機
９を介して親機７との間で行なう。上記各親機７Ａ、７
Ｂ、７Ｃは、これらの親機同士、或いは他の図示しない
同様な親機との間で接続されて、他のパーソナルコンピ
ュータ等の端末（図示せず）との間でデータの伝送がで
きるようになっており、全体として光ＬＡＮを構成して
いる。

【００１５】この子機９は、空間に向けて光信号Ｌ１を
送出する光送信部１２と、空間を伝わってくる光信号Ｌ
２を受ける光受信部１３の他に、到来する光信号Ｌ２の
大まかな到来方向を検出する粗調用光到来方向検出手段
１４と光信号Ｌ２の到来方向を精度良く検出する微調用
光到来方向検出手段１５とを有している。そして、上記
粗調用光到来方向検出手段１４は、到来する光信号Ｌ２
を実際に受ける光学系として本発明の特徴とする光検出
器１６を有し、また、微調用光到来方向検出手段１５
も、光信号Ｌ２を実際に受ける光学系として後述する４
分割センサを有している。ここでは微調用光到来方向検
出手段１５と上記光受信部１３とが兼用されている。

【００１６】上記光送信部１２、粗調用光到来方向検出
手段１４（光検出器１６を含む）及び微調用光到来方向
検出手段１５（光受信部１３を含む）は、旋回機構１８
の旋回基台１７上に載置固定されており、水平面内及び
垂直面内に旋回移動可能になされている。図３におい
て、１９は例えばマイクロコンピュータよりなる制御部
であり、この子機９全体の動作を制御する。２０は、例
えばＲＡＭ等よりなる光量記憶部であり、上記光検出器
１６を水平面内に旋回させた時に、その方位データと検
出光量とを対応させて記憶する。２１は通信方位決定部
であり、上記光量記憶部２０の記憶内容に基づいて通信
路確立のための通信方位を決定する。ここで通信方位と
は、方角のみを含み、仰角を含んでいない概念として用
いる。２２は遮断検出部であり、通信路が確立された後
において所定のレベル以上の光信号を所定の時間以上、
通信相手の親機７から受信できなかった時に光路が遮断
されたものと認識する。ここでは、光信号Ｌ２の有無を
光受信部１３からの出力信号に基づいて決定している
が、これに替えて粗調用光到来方向検出手段１４の光検
出器１６からの出力信号に基づいて決定するようにして
もよい。２３は旋回機構１８を駆動させる旋回駆動部で
ある。

【００１７】次に、図４乃至図７に基づいて子機９の機
械的構成について説明する。図示するようにここでは、
本発明の特徴とする光検出器１６は垂直回転中心２４を
中心として相互に反対側に向けて形成される２つのスリ
ット２５Ａ、２５Ｂを有しており、これらのスリット２
５Ａ、２５Ｂは、例えば一方の上端部を削り取ったよう
略四角形状のプラスチック製板状部材２６を、スリット
の幅だけ離間させてその底面と内側中心部側を接合させ
ることにより形成されている。この板状部材２６は、１
つのスリットを形成するために２枚用いられており、従
って、ここでは２つのスリット２５Ａ、２５Ｂを背中合
わせで対向配置形成することから全体で４枚用いられて
いる。

【００１８】そして、これらのスリット２５Ａ、２５Ｂ
の底部、或いは奥に、水平方向に対して傾斜角度が略４
５度になるように相互に１８０度反対方向に向けられた
一対の粗調用の受光素子２７Ａ、２７Ｂを設けている。
この場合、この各受光素子２７Ａ、２７Ｂから上記対応
するスリット２５Ａ、２５Ｂを臨んで見た場合、その上
下方向への広がり角、或いはここでは仰角が略９０度よ
りも僅かに大きくになるように設定されており、一定の
狭い幅で上下方向に延びる領域の空間を、スリットを介
して臨むことができるようになっている。これらの受光
素子２７Ａ、２７Ｂは、フォトトランジスタやフォトダ
イオード等の光検出素子が用いられる。これにより、細
長のスリット２５Ａ、２５Ｂを介して内部に導入された
光信号Ｌ２のみを検出し得ることになる。

【００１９】更に、このスリット２５Ａ、２５Ｂと受光
素子２７Ａ、２７Ｂとの間には、所定の指向特性、すな
わち、この子機９の鉛直方向上方（天頂方向）に近い場
所に位置する親機（光源）７からの光信号ほど大きな検
出光量（受信レベルが大）となるように重み付けがなさ
れた重み付けレンズ２８Ａ、２８Ｂが収容されている。
この重み付けレンズ２８Ａ、２８Ｂについては後述す
る。このスリット２５Ａ、２５Ｂを形成する板状部材２
６が、図４及び図５に示すように前記旋回基台１７上に
載置固定されている。この基台１７の両端には支持軸３
０が設けられており、この支持軸３０を水平回転台３１
より起立させて設けた２本の支柱３２に、ベアリング３
３を介して垂直面内に回転自在に支持している。

【００２０】上記支持軸３０の一方には、ウォームホイ
ールを形成するリング状の垂直歯車３４が固定されてお
り、この垂直歯車３４には、水平回転台３１側に回転自
在に支持された垂直ウォームギア３４が歯合されてい
る。そして、この垂直ウォームギア３４には垂直駆動モ
ータ３５の回転軸が直接的、或いは減速機等を介して間
接的に連結されており、垂直ウォームギア３４を回転し
得るようになっている。従って、このウォームギア３４
を回転することにより、旋回基台１７を上下方向（チル
ト方向）へ、垂直面内において回転乃至揺動できるよう
になっている。

【００２１】一方、上記水平回転台３１の下面は旋回支
柱３６の上端に取付固定されており、この旋回支柱３６
の基部はベース３７にベアリング３８を介して回転自在
に支持されており、水平回転台３１を水平面内すなわち
パン方向に回転し得るようになっている。また、上記旋
回支柱３６の途中にはウォームホイールを形成する円形
状の歯車３９が固定されており、この歯車３９にはベー
ス３７側に回転自在に支持されたウォームギア４０が歯
合されている。そして、このウォームギア４０には水平
駆動モータ４１の回転軸が直接的或いは減速機等を介し
て間接的に連結されており、ウォームギア４０を回転し
得るようになっている。以上の構成により旋回基台１７
は、垂直駆動モータ３５を駆動することにより垂直面内
（チルト方向）に旋回し、また、水平駆動モータ４１を
駆動することによって水平回転台３１が水平面内に回転
して、結果的に旋回基台１７は水平面内（パン方向）を
旋回することになる。

【００２２】一方、微調用光到来方向検出手段１５（図
３参照）は、凸状の集光レンズの略焦点上に設けられた
例えばフォトダイオードやフォトトランジスタよりなる
図８に示すような４分割センサ４２を有している。４分
割センサ４２は略正方形状の大きなセンサを小さな正方
形状のセンサ素子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとなるように十字状に
分割して構成されており、いずれか一方の対角線上の一
対のセンサ素子、例えばここではセンサ素子Ａ、Ｃの配
列方向を支持軸３０（図４参照）の延在方向と一致する
ように設定している。従って、この延在方向と直交する
対角線方向に配置されるセンサ素子Ｂ、Ｄの出力の差が
比較器４３にて取られて、この出力が支持軸３０を回転
するための垂直回転用信号Ｓ１として用いられ、他方、
センサ素子Ａ、Ｃの出力の差が比較器４４にて取られ
て、この出力が旋回支柱３６を回転するための水平回転
用信号Ｓ２として用いられる。尚、４つの各センサ素子
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの出力は加算部４５にて加算されて、通
信用受信信号Ｓ３として用いられる。ここで図６及び図
７に戻って光検出器１６を、その重み付けレンズ２８
Ａ、２８Ｂに焦点を主に絞って説明する。

【００２３】子機９の光検出器１６として反対向きに配
置された２組のスリット２５Ａ、２５Ｂを設け、それぞ
れのスリット２５Ａ、２５Ｂの奥に受光素子２７Ａ、２
７Ｂを備えるようにし、更に受信方向に応じた重み付け
がされた光学手段、例えば重み付けレンズ２８Ａ、２８
Ｂを設けている。これにより結果的に、子機９のスリッ
トの狭い指向方向が最も鉛直上方に近い仰角の親機の方
向を向いた場合に受信レベルが最大となるようにしてい
る。そして、この受信レベル最大の方位をパン方向と特
定することにより、子機９から見て最も鉛直方向上方に
近い親機と通信路の確立を行なうことが可能となる。

【００２４】この実施例では、受光素子２７Ａ、２７Ｂ
を水平方向に対し略４５度の角度だけ傾けて設置してい
る。水平方向の角度を０度とし、鉛直方向の角度をθで
表すと、受光素子２７Ａ、２７Ｂの受光感度分布Ｈは最
大受信レベル（４５度方向）を１して（１）式で表すこ
とができる。 Ｈ＝COS（θ−π/４） …（１）

【００２５】一方、親機（光源）７を天井部に取り付
け、子機９を机等においた使用例で、親機７、子機９間
の鉛直距離をＬ、子機９（受光素子２７Ａ、２７Ｂ）か
ら見た光源７の仰角がθであった場合、光源７から子機
９に到達する光のレベルＪは、光のレベルが伝送距離の
二乗に比例して減少することから、鉛直方向上方に光源
７があった場合のレベルを基準とすると（２）式で表さ
れる。 Ｊ＝（Ｌ² ＋Ｌ² COT² θ）/Ｌ² ＝１＋COT² θ …（２） （１）、（２）式より角度θの仰角の光源７から受信さ
れる受信光のレベルＫは（３）式で表すことができる。 Ｋ＝ＨＪ＝（１＋COT²θ）COS（θ−π/４） …（３）

【００２６】従って、（３）式の逆数となる関数ｆ
（θ）で表わされる指向特性を与える光学手段を受光素
子の直前に備えれば、受光素子により検出される光のレ
ベルは仰角θによらず一定となる。更に、この光学手段
に鉛直方向上方ほど感度が高まるよう重み付けを施すこ
とにより、受光素子により受信レベル最大と認識できた
パン位置は最も仰角θが鉛直方向上方に近い光源のパン
位置となる。このようにして上記重み付けがなされた光
学手段が上記重み付けレンズ２８Ａ、２８Ｂである。従
って、受光素子２７Ａ、２７Ｂ自体は、仰角が４５度方
向に対して最も感度が高くて指向性を有しているが、こ
の重み付けレンズ２８Ａ、２８Ｂを設けることによっ
て、子機９の天頂に近い場所に光源が存在する程、その
受信レベルが大きくなる。

【００２７】尚、以上の例は子機９に対する光源７が全
方位角に対して均一なレベルで光を放射する場合の例で
ある。これに対して、親機の送信源の指向特性に、直下
方向の光量は少なく斜め横方向に行く程光量が多くなる
ような重み付けがなされ、仰角θによらず子機に一定の
光量が与えられる場合は、子機９の受光素子に備える光
学手段の特性は（３）式の（１＋COT² θ）を１で置き
換えて考えれば良い。このように、光学手段の重み付け
の程度は、親機から発せられる光信号の指向特性や子機
の受光素子の指向特性に存在しており、いずれにして
も、子機の天頂近くに親機が位置する程、受光素子の受
信レベルが高くなるように規定される。

【００２８】次に、以上のように構成された本発明の動
作について説明する。図１に示すように光源である各親
機７Ａ、７Ｂ、７Ｃからは下半球面の全方位に亘って光
信号Ｌ２が放出されている。この状態で、図４及び図５
に示すようにまず、水平駆動モータ４１を駆動すること
によって、基準位置から旋回支柱３６を回し、水平状態
を維持したまま旋回基台１７を水平面内（パン方向）に
亘って半回転させ、この時の光検出器１６の各受光素子
２７Ａ、２７Ｂ（図６参照）からの出力値を光量記憶部
２０（図１参照）で記憶し、この光量記憶部２０の記憶
内容から通信方位決定部２１は光量検出レベルが最大と
なる方位を求めて大まかな光到来方位を決定する。尚、
この時点では、親機の仰角θは不明である。

【００２９】図１のように３つの親機７Ａ〜７Ｃを配置
した場合、この時の受光素子２７Ａ、２７Ｂの光量検出
レベルは図１０に示すようになる。子機９に対する各親
機７Ａ〜７Ｃの仰角は図２に示すようにθ１、θ２、θ
３となっており、θ１＞θ２＞θ３の関係になってい
る。ここでは図１において、基準位置から左回りに角度
を取っている。この光量検出レベルは、左右一対の受光
素子２７Ａ、２７Ｂを設けていることから、旋回基台１
７を水平面内に半回転（１８０度）することにより得る
ことができ、方位データを伴なったこの光量検出レベル
のマップは光量記憶部２０に記憶されている。

【００３０】図１０においては、子機９の鉛直方向上方
に近い程、大きな光量検出レベルとなっており、親機７
Ａの検出レベルが最も大きく、子機９から次第に遠くに
離れるに従って、親機７Ｂ、７Ｃの順に次第に検出レベ
ルが低下している。この理由は、前述のように受光素子
２７Ａ、２７Ｂの直前に重み付けレンズ２８Ａ、２８Ｂ
を設けて、子機の天頂近くに親機が存在する程、光量検
出レベルが大きくなるように設定しているからである。

【００３１】この時、各受光素子２７Ａ、２７Ｂには狭
い指向特性になされた細長いスリット２５Ａ、２５Ｂを
介して内部に導入した光信号Ｌ２しか検出されず、しか
も、この受光素子２７Ａ、２７Ｂからスリット２５Ａ、
２５Ｂを介して外側を臨むことができる仰角は略９０度
よりも僅かに大きい程度なので、これを水平面内に１８
０度回転することにより、いずれか一方の受光素子２７
Ａ（或いは２７Ｂ）からの出力値がピークとなった方位
が上述のように大まかな光到来方位であると認識するこ
とができる。

【００３２】次に、光量検出レベルが最大となる方位に
光検出器１６を方位付けした状態において、垂直駆動モ
ータ３５を駆動して旋回基台１７を垂直面内（チルト方
向）に旋回し、図９において斜線で示すようなエリアを
サーチする。この時、両受光素子２７Ａ、２７Ｂの出力
が一致する方向が、親機が存在する仰角方向となる。こ
れにより親機との光軸が一致し、光の到来方向を決定す
ることができる。この状態では、光の到来方向の精度は
粗いので、次に、光受信部１３の４分割センサ４２（図
８参照）の出力に基づいて両駆動モータ３５、４１を僅
かに調整して精度良く光軸方向を一致させて光到来方向
を決定する。この時の微調整は、図８に示すように４分
割センサ４２の一方の対角線方向に対向するセンサ素子
ＢとＤの出力差である垂直回転用信号Ｓ１及び他方の対
角線方向に対向するセンサ素子ＡとＣの出力差である水
平回転用信号Ｓ２の出力が共にゼロとなるように各モー
タ駆動を行ない、光スポット４６がセンサ中心に位置す
るように調整する。ここでは、光量検出レベルが最も大
きい親機７Ａとの間で、すなわち最も通信条件の良い方
向の親機７Ａとの間で通信路が確立されている。

【００３３】このように子機９と親機７Ａとの間で通信
路が確立された状態において、この確立した通信路が人
体等の遮蔽物により遮断された場合には、速やかに別の
親機との間で通信路を確立する必要がある。そこで、本
発明においては、遮断検出部２２は、光受信部１３（図
１参照）における受光レベルを常時監視しており、所定
の時間、例えば１０秒程度以上に渡って受光レベルが所
定値以下となった時には、現在使われている通信路が障
害物により遮断されたものと認識する。この認識結果
は、制御部１９に送られ、制御部１９は、別の親機との
間での通信路を確立するように通信方位決定部２１に指
示を出すことになる。

【００３４】すると、通信方位決定部２１は、光量記憶
部２０に記憶されている図１０に示すような光量検出レ
ベルのマップを参照し、今まで確立されていた通信路の
通信方位の検出光量よりも次に小さい検出光量を示す方
位を新たな通信方位として決定することになる。ここで
は、図１０に示すように通信路が確立されている親機７
Ａの検出レベルの次に小さい検出レベルは親機７Ｂが位
置する方位なので、その方位に向けて新たな通信路を確
立するために動作が開始される。

【００３５】すなわち、前述したように旋回基台１７
（図４参照）を水平面内（パン方向）に旋回させて光検
出器１６のスリット２５Ａ、２５Ｂを親機７Ｂが位置す
る方位に向ける。そして、この旋回基台１７を垂直方向
（チルト方向）に旋回させて光検出器１６を親機７Ｂに
方向付けし、微調整を行なってこの親機７Ｂとの間で通
信路を確立することになる。このように、一旦、通信路
が遮断されると、次に通信条件の良い方向の親機との間
で、迅速に新たな通信路を確立することができる。この
新たな通信路が遮断されたならば、次には上述したと同
様のステップを経て、次に光受光レベルが小さい親機７
Ｃとの間で新たな通信路が確立されることになる。

【００３６】このように、本発明によるサーチ機能で
は、全方位の光量受信レベルを光量記憶部２０にて記憶
しておき、その中で最大レベルの方位を選択すること
で、最も通信条件の良い方向の親機との間で通信路の確
立を行なうことができる。また、確立した通信路が人体
等の遮蔽物により遮断された場合には、上記光量記憶部
２０の記憶内容を参照することにより、速やかに、次に
通信条件の良い別の親機との間で通信路を確立すること
ができる。

【００３７】次に、以上の動作を、図１１に示すフロー
を参照して総括的に説明する。まず、子機９に電源が投
入されて、これが稼働状態になると、旋回基台１７を水
平面内（パン方向）に１８０度回転させて親機からの光
信号をサーチし（Ｓ１）、この時の光検出器１６におけ
る光量検出レベルを方位データと共に光量記憶部２０に
記憶する（Ｓ２）。次に、光量記憶部２０の記憶内容か
ら最大光量レベルを求め（Ｓ３）、それに対応する方位
を決定する（Ｓ４）。このように最大光量レベルの方位
が決定したならば、再度、旋回基台１７を水平回転駆動
することにより光検出器１６をその方位に方向付けする
（Ｓ５）。次に、この旋回基台１７を垂直回転駆動させ
て両受光素子２７Ａ、２７Ｂの受光レベルが同じになる
ように仰角を調整し、光検出器１６の中心線を対応する
親機に向ける（Ｓ６）。そして、４分割センサ４２から
の出力に基づいて通信方向の微調整を行なって親機との
間で通信路を確立し、通信操作を開始する（Ｓ７）。

【００３８】そして、通信が終了すると（Ｓ８のＹＥ
Ｓ）、これで処理が終了するが、通信の途中で常時通信
路が遮断されたか否かが遮断検出部２２により判断され
ており（Ｓ９）、通信路が遮断されたと認識すると（Ｓ
９のＹＥＳ）、通信方位決定部２１は光量記憶部２０の
記憶内容を参照し、次に小さい光量検出レベルを求め
（Ｓ１０）、これに対応する方位、すなわち次に通信条
件が良好な親機の方位を求める（Ｓ１１）。そして、Ｓ
５に戻って、この新たな方位に基づいて、前述したと同
様にＳ５〜Ｓ７に示す操作を行なって、別の親機との間
で通信路を確立することになる。

【００３９】尚、本実施例では、受光素子の直前に所定
の重み付けを施した重み付けレンズ２８Ａ、２８Ｂを設
けたが、このレンズを用いることなくこのレンズが行な
った重み付けを演算により行なうようにしてもよい。す
なわち、子機９に搭載されたマイクロコンピューターよ
りなる制御部１９にて、受光素子の受信レベルに重み付
けしてから光量記憶部２０に記憶してもよいし、或いは
受信レベルを記憶した後、マイクロコンピュータにより
演算を行なうことにより前述したと同様の機能を果たす
ようにしてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光無線通
信システムの子機によれば、次のように優れた作用効果
を発揮することができる。複数の親機から放射される光
信号の内、最大の検出レベルを示す親機と通信路を確立
させるようにしたので、子機から見て最も鉛直方向上方
に近い方向に位置する通信条件の最適な親機と通信路を
確立することができる。また、現在確立されている通信
路が何らかの理由により遮断された場合には、光量記憶
部に記憶されている光量検出レベルのマップを参照する
ことにより、次に通信条件の良好な別の親機との間で迅
速に通信路を確立することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光無線通信システムにおける親機と本発明の子
機の配列状態を天井部側から見た状態を示す概略平面図
である。

【図２】図１に示す光無線通信システムを横から見た状
態を示す側面図である。

【図３】本発明の子機の構成を示すブロック図である。

【図４】光検出器を載置した旋回機構を示す側面図であ
る。

【図５】図４に示す旋回機構の正面図である。

【図６】光検出器を示す斜視図である。

【図７】光検出器を示す側面図である。

【図８】４分割センサを示す平面図である。

【図９】子機を垂直面内に回転させてサーチさせる時の
状態を示す図である。

【図１０】子機を水平面内に回転させてサーチした時の
光検出レベルを示す図である。

【図１１】本発明の子機の動作の全体のフローを示す図
である。

【図１２】光無線通信システムの従来の子機を示す概略
構成図である。

【符号の説明】

７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ…親機、９…子機、１０…端末、
１２…送信部、１３…光受信部、１４…粗調用光到来方
向検出手段、１５…微調用光到来方向検出手段、１６…
光検出器、１７…旋回基台、１８…旋回機構、１９…制
御部、２０…光量記憶部、２１…通信方位決定部、２２
…遮断検出部、２３…旋回駆動部、２５Ａ，２５Ｂ…ス
リット、２７Ａ，２７Ｂ…粗調用の受光素子、２８Ａ，
２８Ｂ…重み付けレンズ、３１…水平回転台、４２…４
分割センサ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 広い指向角に渡って光の送受信が可能な
   送受信機能を有する複数の親機と、端末に接続されて狭
   い指向角度で送受信を行なう子機とからなる光無線通信
   システムにおいて、前記子機は、狭い指向性を有する光
   検出器と、この光検出器を少なくとも水平面内に回転さ
   せる旋回機構と、前記光検出器を前記旋回機構により旋
   回させた時の方位データと検出光量を記憶する光量記憶
   部と、この光量記憶部の記憶内容の内、最大の検出光量
   を示す方位を通信路確立のための通信方位として決定す
   る通信方位決定部とを備えたことを特徴とする光無線通
   信システムにおける子機。
2. 【請求項２】 前記光検出器は、互いに水平方向に１８
   ０度異なる方位を狭い間隔で臨むように設けられた２つ
   の受光素子を有することを特徴とする請求項１記載の光
   無線通信システムにおける子機。
3. 【請求項３】 前記光検出器は、前記各受光素子の前方
   に光の入射範囲を狭く規定するスリットを有することを
   特徴とする請求項２記載の光無線通信システムにおける
   子機。
4. 【請求項４】 前記通信路が遮断されたことを検出する
   遮断検出部を有し、前記通信方位決定部は、前記遮断検
   出部からの通信路遮断状態を示す出力に応じて前記光量
   記憶部に記憶された検出光量の内、今まで確立されてい
   た通信路の通信方位の検出光量よりも次に小さい検出光
   量を示す方位を新たな通信方位として決定することを特
   徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光無線通信
   システムにおける子機。