WO2017169913A1 - 通信装置および通信方法 - Google Patents

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WO2017169913A1
WO2017169913A1 PCT/JP2017/010960 JP2017010960W WO2017169913A1 WO 2017169913 A1 WO2017169913 A1 WO 2017169913A1 JP 2017010960 W JP2017010960 W JP 2017010960W WO 2017169913 A1 WO2017169913 A1 WO 2017169913A1
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communication
light
communication device
unit
modulation element
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剛 渡辺
悟 京砂
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日本電気株式会社
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114—Indoor or close-range type systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
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    • H04B10/112—Line-of-sight transmission over an extended range
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    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/40—Transceivers
    • H—ELECTRICITY
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    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/516—Details of coding or modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/516—Details of coding or modulation
    • H04B10/548—Phase or frequency modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29—Repeaters

Definitions

  • the present invention relates to a communication device and a communication method.
  • the present invention relates to a communication device and a communication method constituting a wireless LAN (Local Area Network) network.
  • LAN Local Area Network
  • a wireless LAN Local Area Network
  • the communication band can be secured by reducing the coverage zone by lowering the transmission output of the base station and reducing the number of processes for each base station.
  • the zone covered by each base station is made smaller, it is necessary to install as many base stations as there are.
  • the number of base stations is increased, there are problems that the number of wired WAN (Wide Area Network) connection points increases and the number of wiring points increases.
  • Patent Document 1 discloses a wireless communication system in which wireless signals are exchanged between base stations constituting a wireless LAN network. According to the wireless communication system of Patent Document 1, since the base stations are wirelessly connected, the wiring between the base stations can be reduced.
  • An object of the present invention is to provide a communication device that realizes a wireless communication environment that secures a sufficient communication band while reducing the number of wired connection points in order to solve the above-described problems.
  • the communication apparatus performs wireless signal transmission / reception, wireless communication means for transmitting / receiving spatial light as communication light, signal conversion in the process of conversion between wireless signal and communication light, and wireless signal and communication.
  • Control means for setting a light transmission destination.
  • wireless communication means for transmitting / receiving a wireless signal
  • optical communication means for transmitting / receiving spatial light as communication light
  • signal conversion in a conversion process between the wireless signal and communication light A plurality of communication devices including a control unit that sets a transmission destination of communication light are arranged, and control is performed so that different communication devices communicate with each other using communication light.
  • the present invention it is possible to provide a communication device that realizes a wireless communication environment that reduces the number of wired connection points and secures a sufficient communication band.
  • 1 is a conceptual diagram of a communication system according to a first embodiment of the present invention. It is a block diagram of the communication apparatus (relay device) which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a block diagram of the optical communication part of the communication apparatus (relay device) which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a block diagram of the light transmitter contained in the optical communication part of the communication apparatus (relay device) which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a block diagram of the radio
  • 1 is a block diagram of a communication device (router) according to a first embodiment of the present invention. It is a block diagram of the relay control part of the communication apparatus (router) which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a block diagram of the modification of the communication apparatus (router) which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a block diagram of the control system which implement
  • the components having “part” at the end are combinations of arithmetic circuits, control circuits, storage circuits, input / output circuits, etc., and hardware such as light sources and light receivers. These components exhibit functions specific to each component based on the set algorithm and program.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a wireless local area network (LAN) network according to the present embodiment.
  • LAN wireless local area network
  • the wireless LAN network (also referred to as a communication network) of the present embodiment includes a communication device 1 and a communication device 2.
  • the communication terminal 200 can be connected to the backbone network 300 via a wireless LAN network including the communication device 1 and the communication device 2.
  • the communication terminal 200 may be included in the wireless LAN network according to the present embodiment.
  • FIG. 1 shows only one communication device 1 and one communication device 2, but a wireless LAN environment is constructed with a configuration in which at least one communication device 1 and a plurality of communication devices 2 are combined. It is preferable.
  • the communication device 1 has a function of a wireless LAN network repeater.
  • the communication device 1 is connected to the communication terminal 200 by wireless communication according to a general communication standard.
  • the communication device 1 communicates with other communication devices 1 and 2 by transmitting and receiving light through spatial transmission without passing through a wired cable such as an optical cable.
  • a wired cable such as an optical cable.
  • the light transmitted and received by spatial transmission without passing through a wired cable is referred to as spatial light
  • the spatial light used for communication is referred to as communication light 100.
  • the communication device 1 uses high directivity spatial light such as laser light as the communication light 100.
  • the communication device 2 has a wireless LAN network router function.
  • the communication device 2 communicates with the communication device 1 using the communication light 100.
  • the communication device 2 is connected to a backbone network 300 such as the Internet by wire.
  • the communication device 2 is connected to the backbone network 300 by a wired cable 310 such as an optical cable or a power transmission line according to a general communication standard.
  • the communication device 1 includes an antenna 11, a wireless communication unit 12, a relay control unit 13, and an optical communication unit 14.
  • FIG. 2 illustrates an example in which the communication device 1 and the communication device 2 communicate with each other using the communication light 100, but different communication devices 1 communicate with each other or different communication devices 2 communicate with each other. It may fit.
  • the antenna 11 is an antenna for transmitting and receiving radio signals to and from the communication terminal 200.
  • the antenna 11 only needs to have a shape, function, and performance that conform to the communication standard with the communication terminal 200.
  • the wireless communication unit 12 (also referred to as wireless communication means) has a function of amplifying an RF (Radio-Frequency) signal received by the antenna 11 and performing orthogonal demodulation to an OFDM (Orthogonal-frequency-division-multiplexing) signal.
  • the wireless communication unit 12 outputs the demodulated signal to the relay control unit 13. Further, the wireless communication unit 12 orthogonally modulates the OFDM signal acquired from the relay control unit 13 to an RF signal, or amplifies the power of the RF signal to be transmitted.
  • the wireless communication unit 12 may appropriately add, change, or delete functions and performance according to the communication standard and communication method.
  • the relay control unit 13 (also referred to as a relay control unit) converts the demodulated signal for transmission to another communication device or the communication device 2.
  • the relay control unit 13 converts the OFDM signal demodulated by the wireless communication unit 12 into an IP (Internet Protocol) packet, or converts an IP packet corresponding to the communication light 100 received by the optical communication unit 14 into an OFDM signal.
  • IP Internet Protocol
  • the relay control unit 13 may appropriately add, change, or delete functions and performance according to the communication standard and communication method.
  • the optical communication unit 14 (also referred to as an optical communication unit) converts the signal demodulated by the wireless communication unit 12 into an optical signal, and transmits the communication light 100 corresponding to the optical signal to another communication device 1 or 2. It has a function to shine.
  • the optical communication unit 14 has a function of receiving the communication light 100 from another communication device 1 or the communication device 2 and converting the signal light corresponding to the communication light 100 into an electrical signal.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the optical communication unit 14.
  • the optical communication unit 14 includes an input / output unit 141, a light transmission control circuit 142, a light transmitter 143, a storage circuit 144, a light receiver 145, and a light reception control circuit 146.
  • the input / output unit 141 receives an electrical signal from the relay control unit 13 and outputs the electrical signal to the light transmission control circuit 142, and is converted from an optical signal corresponding to the communication light 100 from the other communication device 1 or the communication device 2. It is an interface that outputs an electrical signal to the relay control unit 13. Note that the input / output unit 141 may be configured with separate devices for the input function and the output function.
  • the light transmission control circuit 142 controls the light transmitter 143 based on the electrical signal acquired from the input / output unit 141, and transmits the communication light 100 from the light transmitter 143 toward the other communication devices 1 and 2. This is a control circuit that emits light.
  • the light transmission control circuit 142 controls the light transmitter 143 to transmit the communication light 100 based on the light transmission conditions stored in the storage circuit 144.
  • the light transmitter 143 transmits the communication light 100 toward another communication device 1 or the communication device 2 according to the control of the light transmission control circuit 142.
  • the light transmitter 143 includes a light source such as a laser diode or a light emitting diode that emits light with high directivity.
  • the light transmitter 143 can transmit the communication light 100 (spatial light) using a laser light source such as a laser diode.
  • the storage circuit 144 stores the light transmission conditions of the light transmitter 143.
  • the light transmission condition is a condition for setting to which communication device 1 or communication device 2 the communication light 100 is transmitted according to the situation. For example, the communication light 100 is transmitted to the communication device 1 that is close in normal times, the communication light 100 is transmitted to another communication device 1 when the communication light 100 is interrupted, and the remote communication device 2 is transmitted in an emergency.
  • a light transmission condition corresponding to the situation may be set, such as transmitting the communication light 100 directly.
  • the light receiver 145 receives the communication light 100 from the other communication device 1 or the communication device 2.
  • a light receiving element such as a photodiode, CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor), CCD (Charge Coupled Device), or an imaging device can be applied.
  • the light receiver 145 may be configured by an element other than the above-described light receiving element or imaging element.
  • the light receiver 145 may have a function of converting an optical signal corresponding to the received communication light 100 into an electrical signal.
  • the light reception control circuit 146 converts the communication light 100 received by the light receiver 145 into an electrical signal and outputs it to the input / output unit 141. If the light receiver 145 can convert the communication light 100 into an electrical signal, the light receiver 145 and the light reception control circuit 146 need not be distinguished.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the light transmitter 143. As illustrated in FIG. 4, the light transmitter 143 includes a light source driving unit 431 and a light source 432.
  • the light source driving unit 431 is a driving mechanism including a power source that drives the light source 432.
  • the light source driving unit 431 drives the light source 432 according to the control of the light transmission control circuit 142.
  • the light source driving unit 431 may be controlled to turn on / off the light source 432 in accordance with “1” and “0” of the electrical signal.
  • the light source 432 is a light source that transmits the communication light 100.
  • the light source 432 transmits communication light according to the driving of the light source driving unit 431.
  • the light source 432 is a light source including a laser diode or a light emitting diode. Note that the light source 432 may emit light by an element or device other than the laser diode or the light emitting diode as long as the communication light 100 can be transmitted.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the wireless communication unit 12. Note that the configuration of FIG. 5 is an example for realizing the communication device 1 according to the present embodiment, and does not limit the scope of the present invention.
  • the wireless communication unit 12 includes a duplexer 121, a low noise amplification unit 122, a reception unit 123, a quadrature modulation / demodulation unit 124, a transmission unit 125, and a power amplification unit 126.
  • the quadrature modulation / demodulation unit 124 is connected to the relay control unit 13 through an interface (not shown).
  • the duplexer 121 (DUP: Duplexer) functions as a transmission / reception filter and is an electronic component for simultaneously exchanging an RF signal transmitted from the inside of the apparatus and an RF signal received from the communication terminal 200.
  • the duplexer 121 is connected to the antenna 11 via a cable or wiring.
  • the low noise amplification unit 122 selectively amplifies the weak RF signal received by the antenna 11 and outputs the amplified RF signal to the reception unit 123.
  • LNA Low Noise Amplifier
  • the receiving unit 123 converts the received RF signal into a frequency to be processed by the orthogonal modulation / demodulation unit 124, and outputs the converted RF signal to the orthogonal modulation / demodulation unit 124.
  • the orthogonal modulation / demodulation unit 124 orthogonally demodulates and outputs the RF signal converted by the reception unit 123 to the OFDM signal processed by the relay control unit 13. Further, the orthogonal modulation / demodulation unit 124 orthogonally modulates the OFDM signal output from the relay control unit 13 into an RF signal and outputs the result to the transmission unit 125.
  • the transmission unit 125 converts the RF signal modulated by the orthogonal modulation / demodulation unit 124 into a frequency transmitted from the antenna 11.
  • the power amplifying unit 126 amplifies the power for transmitting the RF signal converted by the transmitting unit 125 from the antenna 11.
  • the relay control unit 13 includes a signal conversion unit 131, a light transmission condition generation unit 132, an input / output unit 133, a relay control circuit 134, and a storage unit 135.
  • the signal conversion unit 131 converts the signal output from the quadrature modulation / demodulation unit 124 of the wireless communication unit 12 into a signal format to be transmitted to another communication device 1 or the communication device 2.
  • the signal conversion unit 131 converts an electrical signal generated from an optical signal corresponding to the communication light 100 received from another communication device 1 or the communication device 2 into a format to be processed by the wireless communication unit 12.
  • the light transmission condition generation unit 132 generates a light transmission condition for transmitting the signal converted by the signal conversion unit 131 as the communication light 100.
  • the light transmission conditions generated by the light transmission condition generation unit 132 may be stored in the storage circuit 144 of the optical communication unit 14. If it is not necessary to generate the light transmission condition again, the light transmission condition generation unit 132 may be omitted.
  • the input / output unit 133 is an interface for exchanging signals with the optical communication unit 14.
  • the relay control circuit 134 sets the transmission destination of the communication light 100 generated from the RF signal received from the communication terminal 200 based on the settings stored in the storage unit 135, and other communication devices 1 and 2. The next transmission destination of the communication light 100 received from is set.
  • the storage unit 135 is a storage circuit that stores settings related to the transmission destination of the communication light 100. Note that the storage unit 135 may store information that is not a setting related to the transmission destination of the communication light 100.
  • the communication device 2 includes a router control unit 23, an optical communication unit 24, and a backbone connection unit 25.
  • the router control unit 23 (also referred to as router control means) converts the signal light corresponding to the communication light 100 received by the optical communication unit 24 into an electrical signal, and sets a transmission destination via the backbone network 300.
  • the router control unit 23 transmits an electrical signal to the backbone network 300 in accordance with a general router communication standard.
  • the optical communication unit 24 (also referred to as an optical communication unit) converts the electrical signal into the communication light 100 according to the conditions set by the router control unit 23 and transmits the communication light 100 to the other communication device 1 or the communication device 2. It has the function to do.
  • the optical communication unit 24 has a function of receiving the communication light 100 from another communication device 1 or the communication device 2.
  • the optical communication unit 24 has the same configuration as the optical communication unit 14 of the communication device 1.
  • the backbone connection unit 25 (also referred to as backbone connection means) is an interface for connecting to the backbone network 300.
  • the backbone connection unit 25 has a function of transmitting an electrical signal in accordance with a general router communication standard. Normally, the backbone connection unit 25 is connected to the backbone network 300 by a wired cable 310.
  • the backbone network 300 may be an external line such as the Internet or an internal line such as a private LAN.
  • the router control unit 23 includes a signal conversion unit 231, a light transmission condition generation unit 232, an input / output unit 233, a router control circuit 234, and a storage unit 235.
  • the configuration of the router control unit 23 is the same as that of the relay control unit 13 except for the router control circuit 234.
  • the signal conversion unit 231 converts an electrical signal corresponding to the communication light 100 received from another communication device 1 or the communication device 2 into a format to be transmitted from the backbone connection unit 25. In addition, the signal conversion unit 231 converts the signal received via the backbone connection unit 25 into a format for generating the communication light 100.
  • the light transmission condition generation unit 232 converts the signal converted by the signal conversion unit 231 into a signal format to be transmitted to another communication device 1 or communication device 2.
  • the input / output unit 233 is an interface for exchanging signals with the optical communication unit 24.
  • the router control circuit 234 sets the transmission destination of the communication light 100 generated from the signal received from the backbone network 300, or from other communication devices 1 and 2 The next transmission destination of the received communication light 100 is set.
  • the storage unit 235 is a storage circuit that stores settings related to the transmission destination of the communication light 100.
  • the storage unit 235 may store information that is not a setting related to the transmission destination of the communication light 100.
  • the communication device 2 may be configured to include an antenna 21 and a wireless communication unit 22 (communication device 2-2) as shown in FIG.
  • the communication device 2-2 in FIG. 9 has both a relay function and a router function.
  • the antenna 21 is an antenna for transmitting and receiving a radio signal to and from the communication terminal 200, similarly to the antenna 11.
  • the antenna 11 only needs to have a shape, function, and performance that conform to the communication standard with the communication terminal 200.
  • the wireless communication unit 22 has a function of amplifying the RF signal received by the antenna 21 and performing orthogonal demodulation on the OFDM signal.
  • the wireless communication unit 22 outputs the demodulated signal to the router control unit 23.
  • the wireless communication unit 22 orthogonally modulates the OFDM signal acquired from the router control unit 23 with the RF signal, or amplifies the RF signal to be transmitted.
  • a relay control function may be added to the router control unit 23. Even if the router control unit 23 is added to the communication device 1 of FIG. 2, the configuration is the same as that of the communication device 2-2 of FIG.
  • control system 50 the hardware (control system 50) which implement
  • the control system 50 is an example for realizing the communication device 1 and the communication device 2 and does not limit the scope of the present invention.
  • the control system 50 includes a processor 51, a main storage device 52, an auxiliary storage device 53, an input / output interface 55, and a network adapter 56.
  • the processor 51, main storage device 52, auxiliary storage device 53, input / output interface 55, and network adapter 56 are connected to each other via a bus 59.
  • the processor 51, the main storage device 52, the auxiliary storage device 53, and the input / output interface 55 are connected to a network such as an intranet or the Internet via a network adapter 56.
  • the control system 50 is connected to another system, device, or sensor via a network.
  • the constituent elements of the control system 50 may be single or plural.
  • the processor 51 is a central processing unit that expands a program stored in the auxiliary storage device 53 or the like in the main storage device 52 and executes the expanded program. In the present embodiment, a configuration using a software program installed in the control system 50 may be used. The processor 51 executes various arithmetic processes and control processes.
  • the main storage device 52 has an area where the program is expanded.
  • the main storage device 52 may be a volatile memory such as DRAM (Dynamic Random Access Memory). Further, a nonvolatile memory such as MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) may be configured and added as the main storage device 52.
  • DRAM Dynamic Random Access Memory
  • MRAM Magnetic Random Access Memory
  • the auxiliary storage device 53 is a means for storing various data.
  • the auxiliary storage device 53 is configured as a local disk such as a hard disk or a flash memory.
  • the main storage device 52 may be configured to store data, and the auxiliary storage device 53 may be omitted.
  • the input / output interface 55 is an interface (I / F) that connects the control system 50 and peripheral devices based on a connection standard.
  • the control system 50 may be configured so that input devices such as a keyboard, a mouse, and a touch panel can be connected as necessary. These input devices are used for inputting information and settings.
  • input devices such as a keyboard, a mouse, and a touch panel
  • the display screen of the display device may be a touch panel display that also serves as an interface of the input device.
  • Data exchange between the processor 51 and the input device may be mediated by the input / output interface 55.
  • the network adapter 56 is an interface for connecting to a backbone network 300 such as the Internet or an intranet based on standards or specifications.
  • the input / output interface 55 and the network adapter 56 may be shared as an interface for connecting to an external device.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating an example of the appearance of the communication device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 11 is an example for realizing the communication device 1 of the present embodiment, and does not limit the scope of the present invention.
  • the communication apparatus 1 includes a light transmission window 430 for transmitting the communication light 100 and a light receiving window 450 for receiving the communication light 100.
  • the light transmission window 430 and the light receiving window 450 may be shared.
  • the external appearance of the communication apparatus 2 can also be comprised similarly to the communication apparatus 1 of FIG.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram showing a configuration example of a wireless LAN network formed by a plurality of communication devices 1 and communication devices 2.
  • the configuration example of FIG. 12 is an example in which a large number of communication devices 1 that can be accessed by the communication terminal 200 through wireless communication are installed. If a large number of communication devices 1 are installed as shown in FIG. 12, a sufficient communication band is secured by setting a narrow zone for each communication device 1.
  • the communication devices 1 communicate with each other using the communication light 100. All the communication devices 1 are connected to the backbone network 300 via the communication device 2 having a router function. If the communication device 1 can directly transmit and receive light to and from the communication device 2, the communication light 100 may be directly transmitted to and received from the communication device 2. If the communication device 1 cannot directly transmit / receive light to / from the communication device 2, any one of the communication devices 1 may be relayed to transmit / receive the communication light 100 to / from the communication device 2.
  • the communication device 2 having a router function communicates with a plurality of communication devices 1 by communication light 100. As long as direct transmission / reception is possible, the communication device 2 may transmit / receive the communication light 100 directly to / from the communication device 1. If direct transmission / reception is not possible, the communication device 2 may relay any one of the communication devices 1 and transmit / receive the communication light 100 to / from the communication device 1.
  • the communication terminal 200 communicates with one of the communication devices 1 by wireless communication.
  • the communication terminal 200 communicates with the nearby communication device 1 by wireless communication.
  • the communication device 1 communicating with the communication terminal 200 transmits the communication light 100 to and from the communication device 2 having a router function.
  • the communication terminal 200 can be connected to the backbone network 300 via the communication device 1 and the communication device 2.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating an example of the communication terminal 200.
  • the communication terminal 200 includes an antenna 201, a wireless communication unit 202, a communication control unit 203, a terminal control unit 204, and a storage circuit 205. Note that the configuration of FIG. 13 is an example, and does not limit the scope of the present invention.
  • the antenna 201 is an antenna for transmitting / receiving a radio signal to / from the communication device 1 or the communication device 2.
  • the antenna 201 may be exposed to the outside of the communication terminal 200 or may be stored inside.
  • the wireless communication unit 202 has a function of communicating wireless signals with the communication device 1 and the communication device 2 via the antenna 201.
  • the communication control unit 203 has a function of performing communication control such as a connection destination search by the wireless communication unit 202 and a connection request to the communication device 1 or the communication device 2.
  • the terminal control unit 204 has a function of controlling the entire communication terminal 200.
  • the storage circuit 205 is a circuit that stores data and control conditions of the communication terminal 200.
  • the communication terminal 200 may include components other than those shown in FIG. Communication terminal 200 may be one in which various functions are added to or modified from the configuration shown in FIG.
  • FIGS. 14 to 17 are views of the part shown in the application example of FIG. 12 as viewed from above.
  • the seven communication devices 1 having a relay function and a communication device 2 having a router function are installed.
  • the seven communication devices 1 include a communication device 1A, a communication device 1B, a communication device 1C, a communication device 1D, a communication device 1E, a communication device 1F, and a communication device 1G.
  • the communication device 2 is connected to the backbone network 300 via a wired cable 310.
  • FIG. 15 is an example in which the communication terminal 200 is connected to the backbone network 300 via the communication device 1A capable of directly transmitting and receiving the communication device 2 and the communication light 100.
  • the communication device 1A transmits and receives radio signals to and from the communication terminal 200 and transmits and receives communication light 100 to and from the communication device 2.
  • the communication terminal 200 and the backbone network 300 are connected.
  • FIG. 16 shows an example in which the communication terminal 200 is connected to the backbone network 300 via the communication device 1B capable of directly transmitting and receiving the communication device 2 and the communication light 100.
  • the communication device 1 ⁇ / b> B transmits and receives radio signals to and from the communication terminal 200 and transmits and receives communication light 100 to and from the communication device 2.
  • the communication terminal 200 and the backbone network 300 are connected.
  • FIG. 17 shows an example in which the communication terminal 200 is connected to the backbone network 300 via the communication device 1F that cannot directly transmit and receive the communication device 2 and the communication light 100.
  • the communication device 1F transmits and receives radio signals to and from the communication terminal 200.
  • the communication device 1 ⁇ / b> F relays the communication device 1 ⁇ / b> D and transmits / receives the communication light 100 to / from the communication device 2.
  • the communication terminal 200 and the backbone network 300 are connected.
  • communication between communication apparatuses constituting the wireless communication network is performed using communication light. Therefore, according to the communication device according to the present embodiment, the number of wired connections between the devices can be reduced.
  • the communication apparatus it is possible to reduce interference between communication terminals by reducing the output of radio signals for each apparatus and generating many small zones. Therefore, according to the communication apparatus according to the present embodiment, a sufficient communication band can be secured.
  • the communication apparatus it is possible to provide a communication apparatus that realizes a wireless communication environment that secures a sufficient communication band while reducing the number of wired connection locations.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in that it has a function of changing the light transmission direction and the light reception direction of communication light. Note that the configuration of the communication apparatus according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment except for the optical communication unit, and thus detailed description of the same configuration is omitted.
  • FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of the optical communication unit 14-2 of the present embodiment.
  • the optical communication unit 14-2 has a configuration in which a direction changing mechanism 147 and a direction control unit 148 are added to the optical communication unit 14 of the first embodiment.
  • the direction changing mechanism 147 and the direction control unit 148 will be described, and description of other configurations will be omitted.
  • the optical communication unit 24 of the communication device 2 can be added with a function of changing the light transmission direction and the light reception direction of the communication light 100 by adopting the same configuration as the optical communication unit 14-2.
  • the direction changing mechanism 147 is a mechanism that changes the light transmitting direction and the light receiving direction of the communication light 100.
  • the direction changing mechanism may be a mechanically operating mechanism or a mechanism that does not include a mechanically operating part.
  • the direction changing mechanism 147 may change the light direction and the light receiving direction of the communication light 100 in a coordinated manner, or may operate independently.
  • the direction control unit 148 controls the direction changing mechanism 147 according to the control of the light transmission control circuit 142 and the light reception control circuit 146. Therefore, in the present embodiment, it is preferable to add a function for setting the light transmission / reception direction of the communication light 100 to the light transmission control circuit 142 and the light reception control circuit 146.
  • FIG. 19 is an example of the appearance of the communication device 1-2 of the present embodiment.
  • the communication device 1-2 includes a movable unit 433 (also referred to as a movable unit) that operates mechanically.
  • the movable portion 433 is provided with a light transmission window 430 for transmitting the communication light 100 and a light receiving window 450 for receiving the communication light.
  • the movable part 433 has a light transmitting window 430 and a light receiving window 450 arranged on the side surface of a columnar support, and forms a pair of shafts at opposing positions on the upper and lower surfaces, and both shafts can be rotated.
  • the movable portion 433 may be configured to rotate with respect to the main body by a driving mechanism such as a motor. Then, the direction of the light transmission window 430 and the light receiving window 450 can be changed by rotating the movable part 433 with respect to the main body.
  • the center of FIG. 19 shows a state in which the movable part 433 faces the front.
  • the left side of FIG. 19 is an example in which the transmission / reception direction is directed to the left side when the movable part 433 is viewed from the front.
  • the right side of FIG. 19 is an example in which the transmission / reception direction is directed to the right side when the movable portion 433 is viewed from the front.
  • the transmission / reception direction of the communication terminal 200 can be controlled.
  • the light transmission window 430 and the light receiving window 450 may not be integrated, and each may move independently.
  • the seven communication devices 1-2 include a communication device 1-2A, a communication device 1-2B, a communication device 1-2C, a communication device 1-2D, a communication device 1-2E, a communication device 1-2F, and a communication device 1-. Includes 2G.
  • FIG. 20 shows a scene in which an obstacle is located between the communication device 1-2A and the communication device 2-2 and the communication light 100 cannot be directly transmitted and received.
  • the relay control unit 13 of the communication device 1-2 detects that there is an obstacle in the transmission / reception path of the communication light 100, and controls to change the communication route of the communication light 100. To do. For example, the relay control unit 13 of the communication device 1-2 determines the presence / absence of a failure based on the presence / absence of response light from the communication device 2-2. That is, the relay control unit 13 of the communication device 1-2 detects that there is an obstacle in the transmission / reception path of the communication light 100 due to the interruption of the optical communication with the communication device 2-2.
  • the relay control unit 13 when the relay control unit 13 outputs an instruction signal for changing the communication route of the communication light 100 to the optical communication unit 14-2, the light transmission control circuit 142 or the light reception control circuit 146 controls the direction control unit 148 to change the direction.
  • the mechanism 147 is operated. In this control, the transmission / reception direction of the communication light 100 is changed by moving the movable portion 433 as shown in FIG.
  • FIG. 21 is an example in which the communication light 100 is transmitted and received between the communication device 1-2A and the communication device 2-2 via the communication device 1-2G.
  • the communication device 1-2 and the communication device 2-2 even when an obstacle is located between the communication device 1-2 and the communication device 2-2, the communication device 1-2 and the communication device 2-2.
  • the communication light 100 can be transmitted and received between the two. As a result, a line between the communication terminal 200 and the backbone network 300 is established.
  • the communication device since the transmission / reception direction of the communication light 100 can be changed, even when the communication light cannot be directly transmitted / received between the repeater and the router, The line between the communication terminal and the backbone network can be established through the repeater. That is, according to this embodiment, the stability of the wireless LAN network can be improved.
  • the communication device when a communication terminal or a wireless device that is not a communication target is located on the communication light path, there is a risk that the communication content is intercepted by changing the communication light path. Can be reduced. That is, according to the communication apparatus according to the present embodiment, communication security in the wireless LAN network can be improved.
  • the transmission direction of the communication light can be mechanically changed, so that the alignment between the communication devices can be executed accurately and easily.
  • the communication apparatus according to the present embodiment includes a spatial light modulation element in the light transmitter.
  • the communication apparatus of this embodiment is the same as that of 1st Embodiment except the light transmitter, detailed description about the same structure is abbreviate
  • FIG. 22 shows the configuration of the light transmitter 43-3 of this embodiment.
  • the light transmitter 43-3 includes a spatial light modulation element 436 and a modulation element control unit 437 (also referred to as modulation element control means).
  • the light transmitter 43-3 irradiates the light emitted from the light source 432 to the display unit (also referred to as display means) of the spatial light modulation element 436, and transmits the reflected light as the communication light 100.
  • the spatial light modulation element 436 displays a pattern corresponding to the communication light 100 to be transmitted on its own display unit under the control of the modulation element control unit 437.
  • the light source 432 irradiates the display unit with parallel light.
  • the spatial light modulator 436 reflects the modulated light of the irradiated parallel light.
  • the spatial light modulator 436 has a matrix circuit in which a pixel is formed by an electrode such as aluminum on the uppermost layer of an address circuit formed on a substrate such as a silicon substrate, and the potential of each pixel can be controlled independently.
  • the spatial light modulator 436 has a structure in which a liquid crystal material is interposed between a transparent substrate such as glass provided with a transparent electrode and a matrix circuit.
  • the spatial light modulation element 436 can be realized by a phase modulation type spatial light modulation element that receives coherent parallel light having the same phase and modulates the phase of the incident parallel light.
  • the light source 432 is preferably a light source that emits laser light. Since the phase modulation type spatial light modulation element 436 is focus-free, even if light is projected onto a plurality of projection distances, there is no need to change the focus for each distance.
  • the spatial light modulation element 436 may be an element of a system different from the phase modulation type, but will be described below as a phase modulation type element.
  • the spatial light modulation element 436 is realized by, for example, an element using a ferroelectric liquid crystal, a homogeneous liquid crystal, a vertical alignment liquid crystal, or the like. Specifically, the spatial light modulator 436 can be realized by LCOS (Liquid Crystal Crystal on Silicon). The spatial light modulation element 436 may be realized by, for example, MEMS (Micro Electro Mechanical System).
  • phase modulation type spatial light modulation element 436 By using the phase modulation type spatial light modulation element 436, it is possible to concentrate energy on the display information portion by operating so as to sequentially switch the region where the communication light is transmitted. Therefore, according to the phase modulation type spatial light modulation element 436, if the output of the light source 432 is the same, display information can be displayed brighter than that of the method of projecting light over the entire display area.
  • the modulation element control unit 437 will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 23, the modulation element control unit 437 includes a reception circuit 471, a frame memory 472, a timing generation circuit 473, and a conversion circuit 474.
  • the reception circuit 471 acquires a pattern to be displayed on the display unit of the spatial light modulation element 436 from the light transmission control circuit 142.
  • the pattern displayed on the display unit is a phase distribution corresponding to the communication light 100.
  • the receiving circuit 471 receives the phase distribution as a DVI (Digital Visual Interface) signal.
  • the reception circuit 471 stores the acquired phase image in the frame memory 472. Note that the phase distribution displayed on the display unit of the spatial light modulator 436 may be stored in the storage circuit 144 of the optical communication unit 14.
  • the frame memory 472 stores the phase distribution to be displayed on the display unit of the spatial light modulator 436.
  • the frame memory 472 outputs the phase distribution in accordance with the conversion processing timing of the conversion circuit 474.
  • the timing generation circuit 473 generates a phase distribution and generates timing for converting the phase distribution stored in the frame memory 472 from a digital signal to an analog signal.
  • the conversion circuit 474 reads the phase distribution from the frame memory 472 based on the timing generated by the timing generation circuit 473.
  • the conversion circuit 474 converts the read phase distribution into an analog signal and outputs it to the spatial light modulation element 436.
  • the light transmission control circuit 142 adjusts the timing for displaying the phase distribution on the display unit of the spatial light modulation element 436 and the timing for emitting light by driving the light source 432, so that an arbitrary communication target can be set. Control to transmit communication light of shape and size.
  • FIG. 24 is a conceptual diagram illustrating an example of controlling the light transmission direction of the communication light 100 transmitted by the communication device 1-3 according to the present embodiment.
  • the optical system is not disposed after the spatial light modulator 436, but an optical system such as a Fourier transform lens or a projection lens may be disposed.
  • the communication device 1-3A displays the phase distribution according to the control of the modulation element control unit 437 on the display unit of the spatial light modulation element 436, and displays the display.
  • the laser beam from the light source 432 is irradiated to the part.
  • the phase distribution for forming a spot at the light receiving position of the communication device 1-3B (hereinafter referred to as “repeater B”) that is a communication target may be displayed on the display unit of the spatial light modulator 436.
  • the spatial light modulator 436 is used, the communication light 100 having an arbitrary shape can be transmitted by preparing a phase distribution to be displayed on the display unit.
  • a light receiver 145 having an imaging function with a plurality of light receiving regions arranged in an array information can be included in the projection shape of the communication light 100. Further, if only the communication light 100 having a specific shape is transmitted and received, the security between the communication devices can be improved.
  • the light transmission direction of the communication light 100 is changed by changing the phase distribution displayed on the display unit of the spatial light modulation element 436. That is, in the communication device 1-33 of this embodiment, the light transmission direction of the communication light 100 can be changed without providing a movable part that is mechanically operated.
  • the reflected light of the spatial light modulation element 436 of the repeater A is transmitted as communication light 100 to the communication device 1-3C (hereinafter referred to as repeater C).
  • the communication light 100 may be transmitted to the repeater B via the relay B. That is, even if the communication light 100 cannot be directly transmitted and received between the repeater A and the repeater B, a line can be formed between the repeater A and the repeater B via the repeater C.
  • the transmission direction of the communication light can be changed to an arbitrary direction without a mechanical operation unit. Can be controlled.
  • a communication device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • a spatial light modulation element is installed at the subsequent stage of the optical communication unit.
  • the communication device of the present embodiment is the same as the first embodiment except for the spatial light modulation element and the modulation element control unit, and therefore detailed description of the same configuration is omitted.
  • FIG. 25 is a block diagram showing a configuration of the communication device 1-4 (relay device) according to the present embodiment. As shown in FIG. 25, the communication device 1-4 differs from the communication device 1 (relay device) of the first embodiment in that it includes a spatial light modulation element 16 and a modulation element control unit 17.
  • FIG. 26 is a block diagram showing the configuration of the communication device 2-4 (router) according to this embodiment. As shown in FIG. 26, the communication device 2-4 is different from the communication device 2 (router) of the first embodiment in that the communication device 2-4 includes a spatial light modulation element 26 and a modulation element control unit 27.
  • the configurations of the spatial light modulation element 16 and the modulation element control unit 17 of the communication device 1-4 are the same as the configurations of the spatial light modulation element 26 and the modulation element control unit 27 of the communication device 2-4. Therefore, in the following, the spatial light modulation element 16 and the modulation element control unit 17 of the communication device 1-4 will be described.
  • FIG. 27 shows the light emitted from the light transmitter 143 of the optical communication unit 14 as the communication light 100 after being guided to the spatial light modulation element 16, and the communication light 100 received by the spatial light modulation element 16 is received by the light receiver.
  • a communication device (hereinafter referred to as communication device 1-4) that communicates with a specific communication target using the communication light 100 transmits the communication light 100 according to the pattern displayed on the display unit of the spatial light modulator 16. Control the direction of light.
  • the communication target transmits the communication light 100 to the communication device 1-4.
  • the communication device 1-4 transmits information according to the drive timing of the communication light 100. Therefore, the communication light 100 received by the spatial light modulator 16 continues to be received by the light receiver 145 unless the position of the communication target changes.
  • FIGS. 28 and 29 are conceptual diagrams showing application examples of the communication device 1-4 according to the present embodiment.
  • FIG. 28 when communication device 1-4A (hereinafter referred to as repeater A) communicates with communication device 1-4B (hereinafter referred to as repeater B) using communication light 100, An example of control when an obstacle enters the communication path is shown.
  • FIGS. 28 and 29 all of the repeater B, the repeater C, and the repeater D are connected to the communication device 2-4 (router).
  • An obstacle is located between the repeater A and the repeater B as shown in the upper view (scene A) of FIG. In scene A, repeater A and repeater B cannot communicate directly using communication light 100.
  • the repeater A changes the pattern of the display unit of the spatial light modulator 16 and transmits the communication light 100 that requests a response toward a wide range as shown in the lower side of FIG. 28 (scene B). Yes (wide scan).
  • the communication light 100 does not reach the communication device 1-4C (hereinafter referred to as repeater C) due to an obstacle, but the communication light 100 reaches the communication device 1-4D (hereinafter referred to as repeater D). Yes.
  • FIG. 29 is an example in which the repeater D transmits the communication light 100 indicating a response in response to the wide scan of the repeater A.
  • 29 is an example in which the communication light 100 is transmitted from the repeater A to the repeater D according to the response from the repeater D. After the scene D, the repeater A and the repeater D can communicate with each other using the communication light 100.
  • the spatial light modulation element is used for transmitting communication light but also the spatial light modulation element is used for receiving communication light. If a spatial light modulation element is used, the transmission / reception direction of communication light can be controlled only by changing the pattern displayed on the display unit.
  • a spatial light modulator If a spatial light modulator is used, desired communication light can be selectively received by controlling the display pattern of the display unit of the spatial light modulator. Therefore, according to the communication apparatus according to the present embodiment, it is possible to select communication light to be received.
  • FIG. 30 is a block diagram showing a configuration of the communication terminal 250 according to the present embodiment.
  • the communication terminal 250 according to the present embodiment includes an antenna 251, a wireless communication unit 252, a communication control unit 253, a terminal control unit 254, a storage circuit 255, and an optical communication unit 257.
  • 30 is merely an example, and does not limit the scope of the present invention.
  • the antenna 251, the wireless communication unit 252, the communication control unit 253, the terminal control unit 254, and the storage circuit 255 have the same configuration as that of the communication terminal 200 in FIG.
  • the optical communication unit 257 has the same configuration and function as any of the optical communication units of the first to fourth embodiments.
  • FIG. 31 is a conceptual diagram showing an application example of the communication terminal 250.
  • the communication terminal 200 communicates with the communication device 1 using a radio signal.
  • the communication terminal 250 communicates with the communication device 1 using the communication light 100. If there is an obstacle between the communication terminal 250 and the communication device 1, a communication environment cannot be established between these devices. However, by controlling the direction of the communication light 100 as in the second to fourth embodiments, if the communication terminal 250 relays any one of the communication devices 1 and connects to the communication device 2, Can be established. Note that a user who uses the communication terminal 250 may change the transmission direction of the communication light 100.
  • the communication terminal according to the present embodiment communicates with the communication device using communication light. Therefore, according to the communication terminal according to the present embodiment, it is possible to construct a connection environment with the backbone network without using the wireless signal communication band.
  • the communication terminal since information transmission between the communication terminal and the communication device is also performed using communication light, it is possible to reduce the possibility of intercepting communication contents rather than using a radio signal. That is, according to the communication apparatus according to the present embodiment, communication security in the wireless LAN network can be further improved.
  • the communication device having the router function and the communication device having the relay function are different devices.
  • the configuration is limited to this configuration as long as the function as each of the above-described embodiments can be realized. Not. For example, you may comprise so that a radio signal can be transmitted / received between each communication apparatus.
  • Wireless communication means for transmitting and receiving wireless signals
  • Optical communication means for transmitting and receiving spatial light as communication light
  • a communication apparatus that performs signal conversion in a conversion process between the wireless signal and the communication light and includes a control unit that sets a transmission destination of the wireless signal and the communication light.
  • the optical communication means includes A light transmitter that transmits the communication light based on the wireless signal; The communication device according to appendix 1, further comprising a light receiver that receives the communication light transmitted from another device.
  • the communication device according to appendix 2 wherein the light transmitter includes a light source that emits laser light.
  • the light transmitter is A phase modulation type spatial light modulation element having display means for reflecting light emitted from the light source; Modulation element control means for controlling the pattern displayed on the display means of the spatial light modulation element, The communication apparatus according to appendix 3, wherein light emitted from the light source is reflected by display means of the spatial light modulator and transmitted as the communication light.
  • a phase modulation type spatial light modulation element having display means for reflecting light emitted from the light source; Modulation element control means for controlling the pattern displayed on the display means of the spatial light modulation element,
  • the spatial light modulator is The light emitted from the light transmitter is reflected by the display means and transmitted as the communication light, and the communication light transmitted from another device is reflected by the display means and received by the light receiver.
  • the communication device according to 3. (Appendix 6)
  • the modulation element control means includes The communication device according to appendix 4 or 5, wherein a transmission direction of the communication light is controlled by changing a pattern displayed on a display unit of the spatial light modulation element.
  • the optical communication means includes When communication with the communication target is interrupted, the communication light is expanded by changing the pattern of the display means of the spatial light modulation element, and the other response responding to the communication light with the expanded irradiation range
  • the communication apparatus according to appendix 6, wherein the communication light is transmitted toward the apparatus.
  • the optical communication means includes Movable means for changing the orientation of the light transmitter and the light receiver;
  • the communication apparatus according to any one of appendices 2 to 7, further comprising: a direction control unit that controls the movable unit in order to control a direction of the light transmitter and the light receiver.
  • a backbone connection means having a router function for connecting to the backbone network is provided,
  • the control means includes The communication apparatus according to any one of appendices 1 to 8, which establishes a connection between a communication terminal that transmits and receives the wireless signal to and from the wireless communication unit and the backbone network.
  • Appendix 11 A communication terminal having an optical communication function of transmitting and receiving the communication light to and from the communication device according to any one of appendices 1 to 9.
  • a wireless communication system comprising a plurality of communication devices according to any one of appendices 1 to 9, wherein the plurality of communication devices are arranged so as to transmit and receive the communication light.
  • Radio communication means for transmitting / receiving a radio signal, optical communication means for transmitting / receiving spatial light as communication light, signal conversion in a conversion process between the radio signal and the communication light, and transmission of the radio signal and the communication light A communication method comprising: arranging a plurality of communication devices including a control unit for setting a destination, and controlling different communication devices to communicate with each other using the communication light.

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Abstract

有線接続箇所を削減するとともに、十分な通信帯域を確保する無線通信環境を実現するために、無線信号を送受信する無線通信手段と、空間光を通信光として送受信する光通信手段と、無線信号と通信光との変換過程における信号変換を行うとともに、無線信号および通信光の送信先を設定する制御手段とを備える通信装置とする。

Description

通信装置および通信方法
　本発明は、通信装置および通信方法に関する。特に、無線ＬＡＮ（Local Area Network）ネットワークを構成する通信装置および通信方法に関する。
　無線ＬＡＮ（Local Area Network）ネットワークにおいて、無線端末や基地局が密集した箇所が存在すると、無線が混信し合うことによって通信帯域を十分に確保できない可能性がある。基地局の送信出力を低くすることによってカバーするゾーンを小さくし、基地局ごとの処理数を減らせば、通信帯域を確保することはできる。しかし、基地局ごとにカバーするゾーンを小さくすると、その分だけ多くの基地局を設置する必要がある。基地局を増やすと、有線によるＷＡＮ（Wide Area Network）接続箇所が増大し、配線箇所が増大するという問題がある。
　特許文献１には、無線ＬＡＮネットワークを構成する基地局同士で無線信号をやり取りする無線通信システムが開示されている。特許文献１の無線通信システムによれば、基地局間を無線接続するため、基地局間の配線を減らすことができる。
特開２００８－２２０８９号公報
　特許文献１のシステムによれば、基地局間の有線による配線を省略できる。しかし、特許文献１のシステムのように、配線を減らすためにＷＡＮを無線化すると、ＷＡＮ通信とユーザ通信との混信が起こりやすくなるという問題がある。
　本発明の目的は、上述した課題を解決するために、有線接続箇所を削減するとともに、十分な通信帯域を確保する無線通信環境を実現する通信装置を提供することにある。
　本発明の通信装置は、無線信号を送受信する無線通信手段と、空間光を通信光として送受信する光通信手段と、無線信号と通信光との変換過程における信号変換を行うとともに、無線信号および通信光の送信先を設定する制御手段とを備える。
　本発明の通信方法においては、無線信号を送受信する無線通信手段と、空間光を通信光として送受信する光通信手段と、無線信号と通信光との変換過程における信号変換を行うとともに、無線信号および通信光の送信先を設定する制御手段とを備える通信装置を複数配置し、異なる通信装置同士が通信光によって通信し合うように制御する。
　本発明によれば、有線接続箇所を削減するとともに、十分な通信帯域を確保する無線通信環境を実現する通信装置を提供することが可能になる。
本発明の第１の実施形態に係る通信システムの概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信装置（中継器）のブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信装置（中継器）の光通信部のブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信装置（中継器）の光通信部に含まれる送光器のブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信装置（中継器）の無線通信部のブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信装置（中継器）の中継制御部のブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信装置（ルータ）のブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信装置（ルータ）の中継制御部のブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信装置（ルータ）の変形例のブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信装置を実現する制御系統のブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信装置の外観の概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信システムの適用例の概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信システムを利用する通信端末の概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信システムの配置例の概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信システムにおける通信例の概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信システムにおける通信例の概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信システムにおける通信例の概念図である。 本発明の第２の実施形態に係る通信装置の光通信部のブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る通信装置の可動部の動作例に関する概念図である。 本発明の第２の実施形態に係る通信システムにおける通信例の概念図である。 本発明の第２の実施形態に係る通信システムにおける通信例の概念図である。 本発明の第３の実施形態に係る通信装置の光通信部に含まれる送光器のブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る通信装置の光通信部に含まれる送光器の変調素子駆動部の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る通信装置の方向制御の一例を示す概念図である。 本発明の第４の実施形態に係る通信装置（中継器）のブロック図である。 本発明の第４の実施形態に係る通信装置（ルータ）のブロック図である。 本発明の第４の実施形態に係る通信装置における送光器または受光器と空間光変調素子との光の授受に関する一例を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態に係る通信システムの適用例の概念図である。 本発明の第４の実施形態に係る通信システムの適用例の概念図である。 本発明の第５の実施形態に係る通信システムを利用する通信端末の概念図である。 本発明の第５の実施形態に係る通信システムの適用例の概念図である。
　以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。
　なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。また、図面中の矢印の向きは、一例を示すものであり、ブロック間の信号の向きを限定するものではない。
　また、以下の説明において、末尾に「部」がつく構成要素は、演算回路や制御回路、記憶回路、入出力回路などの回路、光源や受光器などのハードウェアを組み合わせたものである。それらの構成要素は、設定されるアルゴリズムやプログラムに基づいて各構成要素に特有の機能を発揮する。
　（第１の実施形態）
　（構成）
　まず、本発明の第１の実施形態に係る通信システムについて図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る無線ＬＡＮ（Local Area Network）ネットワークの構成を示す概念図である。
　図１のように、本実施形態の無線ＬＡＮネットワーク（通信ネットワークともよぶ）は、通信装置１および通信装置２を含む。通信端末２００は、通信装置１および通信装置２を含む無線ＬＡＮネットワークを経由して基幹ネットワーク３００に接続できる。なお、本実施形態に係る無線ＬＡＮネットワークに通信端末２００を含めてもよい。また、図１には、通信装置１および通信装置２を一つずつしか図示していないが、少なくとも一つの通信装置１と、複数の通信装置２とを組み合わせた構成で無線ＬＡＮ環境を構築することが好ましい。
　通信装置１は、無線ＬＡＮネットワークの中継器の機能を有する。通信装置１は、一般的な通信規格に従って、通信端末２００と無線通信によって接続される。通信装置１は、光ケーブルなどの有線ケーブルを通さずに、空間伝送で光を送受光し合うことによって他の通信装置１や通信装置２と通信し合う。これ以降、有線ケーブルを通さずに、空間伝送で送受光し合う光のことを空間光とよび、通信に用いる空間光のことを通信光１００とよぶ。例えば、通信装置１は、レーザ光などの指向性の高い空間光を通信光１００として用いる。
　通信装置２は、無線ＬＡＮネットワークのルータの機能を有する。通信装置２は、通信光１００を用いて通信装置１と通信し合う。通信装置２は、インターネットなどの基幹ネットワーク３００に有線で接続される。例えば、通信装置２は、一般的な通信規格に従って、光ケーブルや送電線などの有線ケーブル３１０によって基幹ネットワーク３００に接続される。
　〔通信装置（中継器）〕
　次に、図２を用いて、中継器として機能する通信装置１の構成について説明する。図２のように、通信装置１は、アンテナ１１、無線通信部１２、中継制御部１３および光通信部１４を有する。図２には、通信装置１と通信装置２とが通信光１００を用いて通信し合う例を図示しているが、異なる通信装置１同士が通信し合ったり、異なる通信装置２同士が通信し合ったりしてもよい。
　アンテナ１１は、通信端末２００との間で無線信号を送受信するためのアンテナである。アンテナ１１は、通信端末２００との通信規格に適合した形状や機能、性能を有すればよい。
　無線通信部１２（無線通信手段とも呼ぶ）は、アンテナ１１によって受信されたＲＦ（Radio Frequency）信号を増幅したり、ＯＦＤＭ（orthogonal frequency-division multiplexing）信号に直交復調したりする機能を有する。無線通信部１２は、復調した信号を中継制御部１３に出力する。また、無線通信部１２は、中継制御部１３から取得したＯＦＤＭ信号をＲＦ信号に直交変調したり、送信するＲＦ信号の電力増幅したりする。ただし、無線通信部１２には、通信規格や通信方式に応じた機能や性能を適宜追加・変更・削除してもよい。
　中継制御部１３（中継制御手段とも呼ぶ）は、復調された信号を別の通信装置や通信装置２に送信するために変換する。例えば、中継制御部１３は、無線通信部１２で復調されたＯＦＤＭ信号をＩＰ（Internet Protocol）パケットに変換したり、光通信部１４が受光した通信光１００に相当するＩＰパケットをＯＦＤＭ信号に変換したりする。ただし、中継制御部１３には、通信規格や通信方式に応じた機能や性能を適宜追加・変更・削除してもよい。
　光通信部１４（光通信手段とも呼ぶ）は、無線通信部１２によって復調された信号を光信号に変換し、その光信号に相当する通信光１００を他の通信装置１または通信装置２に送光する機能を有する。また、光通信部１４は、他の通信装置１や通信装置２から通信光１００を受光し、その通信光１００に相当する信号光を電気信号に変換する機能を有する。
　〔光通信部〕
　図３は、光通信部１４の構成を示すブロック図である。図３のように、光通信部１４は、入出力部１４１、送光制御回路１４２、送光器１４３、記憶回路１４４、受光器１４５および受光制御回路１４６を有する。
　入出力部１４１は、中継制御部１３から電気信号を入力して送光制御回路１４２に出力するとともに、他の通信装置１や通信装置２からの通信光１００に相当する光信号から変換された電気信号を中継制御部１３に出力するインターフェースである。なお、入出力部１４１は、入力機能と出力機能とを別々の機器で構成してもよい。
　送光制御回路１４２は、入出力部１４１から取得した電気信号に基づいて送光器１４３を制御し、他の通信装置１や通信装置２に向けて、送光器１４３から通信光１００を送光させる制御回路である。送光制御回路１４２は、記憶回路１４４に記憶された送光条件に基づいて、送光器１４３が通信光１００を送光するように制御する。
　送光器１４３は、送光制御回路１４２の制御に従って、他の通信装置１や通信装置２に向けて通信光１００を送光する。例えば、送光器１４３は、指向性の高い光を出射するレーザダイオードや発光ダイオードなどの光源を含む。特に、送光器１４３は、レーザダイオードなどのレーザ光源を用いて通信光１００（空間光）を送光できることが好ましい。
　記憶回路１４４には、送光器１４３の送光条件が記憶される。送光条件は、どの通信装置１や通信装置２に通信光１００を送るのかを状況に応じて設定する条件である。例えば、通常時は近接した通信装置１に通信光１００を送光し、通信光１００が途絶えた場合は別の通信装置１に通信光１００を送光し、緊急時は遠方の通信装置２に通信光１００を直接送光するなど、状況に応じた送光条件を設定しておけばよい。記憶回路１４４には、状況に合わせて、どの装置と通信光１００を送受光し合うのかをまとめたテーブルを記憶させておくのがよい。
　受光器１４５は、他の通信装置１や通信装置２からの通信光１００を受光する。受光器には、フォトダイオードや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの受光素子や撮像素子を適用できる。ただし、通信光１００を受光できるのであれば、受光器１４５は、上述の受光素子や撮像素子以外の素子で構成してもよい。なお、受光器１４５は、受光した通信光１００に相当する光信号を電気信号に変換する機能を有していてもよい。
　受光制御回路１４６は、受光器１４５が受光した通信光１００を電気信号に変換して入出力部１４１に出力する。なお、受光器１４５が通信光１００を電気信号に変換できるのであれば、受光器１４５と受光制御回路１４６とを区別しなくてもよい。
　図４は、送光器１４３の構成を示すブロック図である。図４のように、送光器１４３は、光源駆動部４３１および光源４３２を有する。
　光源駆動部４３１は、光源４３２を駆動させる電源を含む駆動機構である。光源駆動部４３１は、送光制御回路１４２の制御に従って光源４３２を駆動させる。光源駆動部４３１は、電気信号の「１」と「０」に対応させて、光源４３２をオン／オフするように制御されればよい。
　光源４３２は、通信光１００を送光する光源である。光源４３２は、光源駆動部４３１の駆動に応じて通信光を送光する。光源４３２は、レーザダイオードや発光ダイオードなどを含む光源である。なお、光源４３２は、通信光１００を送光できるのであれば、レーザダイオードや発光ダイオード以外の素子や装置によって光を出射してもよい。
　〔無線通信部〕
　図５は、無線通信部１２の構成例を示すブロック図である。なお、図５の構成は、本実施形態に係る通信装置１を実現するための一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。
　図５のように、無線通信部１２は、デュプレクサ１２１、低雑音増幅部１２２、受信部１２３、直交変復調部１２４、送信部１２５および電力増幅部１２６を備える。なお、直交変復調部１２４は、図示しないインターフェースによって中継制御部１３に接続される。
　デュプレクサ１２１（ＤＵＰ：Duplexer）は、送受信フィルタとして機能し、装置内部から送信されるＲＦ信号と、通信端末２００から受信するＲＦ信号とを同時にやり取りするための電子部品である。デュプレクサ１２１は、ケーブルや配線を介してアンテナ１１に接続される。
　低雑音増幅部１２２（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）は、アンテナ１１が受信した微弱なＲＦ信号を選択的に増幅し、増幅したＲＦ信号を受信部１２３に出力する。
　受信部１２３は、受信したＲＦ信号を直交変復調部１２４で処理する周波数に変換し、変換したＲＦ信号を直交変復調部１２４に出力する。
　直交変復調部１２４は、受信部１２３が変換したＲＦ信号を中継制御部１３で処理されるＯＦＤＭ信号に直交復調して出力する。また、直交変復調部１２４は、中継制御部１３が出力したＯＦＤＭ信号をＲＦ信号に直交変調して送信部１２５に出力する。
　送信部１２５は、直交変復調部１２４で変調されたＲＦ信号をアンテナ１１から送出する周波数に変換する。
　電力増幅部１２６は、送信部１２５で変換されたＲＦ信号をアンテナ１１から送信するために電力増幅する。
　〔中継制御部〕
　次に、図６を用いて、中継制御部１３の構成について説明する。図６のように、中継制御部１３は、信号変換部１３１、送光条件生成部１３２、入出力部１３３、中継制御回路１３４および記憶部１３５を有する。
　信号変換部１３１は、無線通信部１２の直交変復調部１２４から出力された信号を、他の通信装置１や通信装置２に送光する信号形式に変換する。また、信号変換部１３１は、他の通信装置１や通信装置２から受光した通信光１００に相当する光信号から生成された電気信号を無線通信部１２で処理する形式に変換する。
　送光条件生成部１３２は、信号変換部１３１で変換された信号を通信光１００として送光するための送光条件を生成する。送光条件生成部１３２が生成した送光条件は、光通信部１４の記憶回路１４４に記憶させておけばよい。なお、送光条件をあらためて生成する必要がない場合は、送光条件生成部１３２を省略してもよい。
　入出力部１３３は、光通信部１４との間で信号をやり取りするためのインターフェースである。
　中継制御回路１３４は、記憶部１３５に記憶された設定に基づいて、通信端末２００から受信したＲＦ信号から生成する通信光１００の送光先を設定したり、他の通信装置１や通信装置２から受光した通信光１００の次の送信先を設定したりする。
　記憶部１３５は、通信光１００の送光先に関する設定を記憶させる記憶回路である。なお、記憶部１３５には、通信光１００の送光先に関する設定ではない情報を記憶させておいてもよい。
　〔通信装置（ルータ）〕
　次に、図７を用いて、ルータとして機能する通信装置２の構成について説明する。図７のように、通信装置２は、ルータ制御部２３、光通信部２４および基幹接続部２５を有する。
　ルータ制御部２３（ルータ制御手段とも呼ぶ）は、光通信部２４によって受光された通信光１００に相当する信号光を電気信号に変換し、基幹ネットワーク３００を介した送信先を設定する。ルータ制御部２３は、一般的なルータの通信規格に従って、基幹ネットワーク３００に電気信号を送信する。
　光通信部２４（光通信手段とも呼ぶ）は、ルータ制御部２３によって設定された条件に従って、電気信号を通信光１００に変換し、他の通信装置１または通信装置２に通信光１００を送光する機能を有する。また、光通信部２４は、別の通信装置１や通信装置２から通信光１００を受光する機能を有する。光通信部２４は、通信装置１の光通信部１４と同様の構成を有する。
　基幹接続部２５（基幹接続手段とも呼ぶ）は、基幹ネットワーク３００と接続するためのインターフェースである。基幹接続部２５は、一般的なルータの通信規格に従って電気信号を送信できる機能を有する。通常、基幹接続部２５は、有線ケーブル３１０によって基幹ネットワーク３００に接続される。基幹ネットワーク３００は、インターネットなどの外部回線であってもよいし、構内ＬＡＮなどの内部回線であってもよい。
　〔ルータ制御部〕
　次に、図８を用いて、ルータ制御部２３の構成について説明する。図８のように、ルータ制御部２３は、信号変換部２３１、送光条件生成部２３２、入出力部２３３、ルータ制御回路２３４および記憶部２３５を有する。ルータ制御部２３の構成は、ルータ制御回路２３４以外は中継制御部１３と同様の構成を有する。
　信号変換部２３１は、他の通信装置１や通信装置２から受光した通信光１００に相当する電気信号を基幹接続部２５から送信する形式に変換する。また、信号変換部２３１は、基幹接続部２５を経由して受信された信号を、通信光１００を生成するための形式に変換する。
　送光条件生成部２３２は、信号変換部２３１で変換された信号を他の通信装置１や通信装置２に送光する信号形式に変換する。
　入出力部２３３は、光通信部２４との間で信号をやり取りするためのインターフェースである。
　ルータ制御回路２３４は、記憶部２３５に記憶された設定に基づいて、基幹ネットワーク３００から受信した信号から生成する通信光１００の送光先を設定したり、他の通信装置１や通信装置２から受光した通信光１００の次の送信先を設定したりする。
　記憶部２３５は、通信光１００の送光先に関する設定を記憶させる記憶回路である。なお、記憶部２３５には、通信光１００の送光先に関する設定ではない情報を記憶させておいてもよい。
　通信装置２は、図９のように、アンテナ２１および無線通信部２２を含む構成（通信装置２－２）にしてもよい。図９の通信装置２－２は、中継機能とルータ機能とを併有する。
　アンテナ２１は、アンテナ１１と同様に、通信端末２００との間で無線信号を送受信するためのアンテナである。アンテナ１１は、通信端末２００との通信規格に適合した形状や機能、性能を有すればよい。
　無線通信部２２は、無線通信部１２と同様に、アンテナ２１によって受信されたＲＦ信号を増幅したり、ＯＦＤＭ信号に直交復調したりする機能を有する。無線通信部２２は、復調した信号をルータ制御部２３に出力する。また、無線通信部２２は、ルータ制御部２３から取得したＯＦＤＭ信号をＲＦ信号に直交変調したり、送信するＲＦ信号を増幅したりする。なお、ルータ制御部２３に、中継制御機能を追加してもよい。図２の通信装置１にルータ制御部２３を追加しても、図９の通信装置２－２と同じ構成になる。
　〔制御系統〕
　ここで、図１０を用いて、本実施形態に係る通信装置１および通信装置２の制御系統を実現するハードウェア（制御系統５０）について説明する。なお、制御系統５０は、通信装置１および通信装置２を実現するための一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。
　図１０のように、制御系統５０は、プロセッサ５１、主記憶装置５２、補助記憶装置５３、入出力インターフェース５５およびネットワークアダプター５６を備える。プロセッサ５１、主記憶装置５２、補助記憶装置５３、入出力インターフェース５５およびネットワークアダプター５６は、バス５９を介して互いに接続される。また、プロセッサ５１、主記憶装置５２、補助記憶装置５３および入出力インターフェース５５は、ネットワークアダプター５６を介して、イントラネットやインターネットなどのネットワークに接続される。制御系統５０は、ネットワークを介して、別のシステムや装置、センサに接続される。なお、制御系統５０の構成要素は、単一であってもよいし、複数であってもよい。
　プロセッサ５１は、補助記憶装置５３等に格納されたプログラムを主記憶装置５２に展開し、展開されたプログラムを実行する中央演算装置である。本実施形態においては、制御系統５０にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ５１は、種々の演算処理や制御処理を実行する。
　主記憶装置５２は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置５２は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリとすればよい。また、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリを主記憶装置５２として構成・追加してもよい。
　補助記憶装置５３は、種々のデータを記憶させる手段である。補助記憶装置５３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクとして構成される。なお、主記憶装置５２にデータを記憶させる構成とし、補助記憶装置５３を省略してもよい。
　入出力インターフェース５５は、制御系統５０と周辺機器とを接続規格に基づいて接続するインターフェース（Ｉ／Ｆ：Interface）である。
　制御系統５０には、必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器を接続できるように構成してもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。なお、タッチパネルを入力機器として用いる場合は、表示機器の表示画面が入力機器のインターフェースを兼ねるタッチパネルディスプレイとすればよい。プロセッサ５１と入力機器との間のデータ授受は、入出力インターフェース５５に仲介させればよい。
　ネットワークアダプター５６は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどの基幹ネットワーク３００に接続するためのインターフェースである。入出力インターフェース５５およびネットワークアダプター５６は、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。
　〔適用例〕
　ここで、本実施形態に係る通信装置１および通信装置２によって構築される無線ＬＡＮネットワークの適用例を示す。
　図１１は、本実施形態の通信装置１の外観の一例を示す概念図である。なお、図１１は本実施形態の通信装置１を実現するための一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。
　通信装置１は、通信光１００を送光するための送光窓４３０と、通信光１００を受光するための受光窓４５０とを有する。なお、送光窓４３０と受光窓４５０とを共通化してもよい。また、通信装置２の外観も、図１１の通信装置１と同様に構成できる。
　図１２は、複数の通信装置１と通信装置２とによって形成される無線ＬＡＮネットワークの構成例を示す概念図である。図１２の構成例では、通信端末２００によって無線通信でアクセスできる通信装置１が大量に設置されている例である。図１２のように大量に通信装置１を設置すれば、各通信装置１の担当するゾーンを狭く設定することによって、十分な通信帯域が確保される。
　通信装置１同士は、通信光１００によって通信し合う。また、全ての通信装置１は、ルータ機能を有する通信装置２を介して基幹ネットワーク３００に接続される。通信装置１は、通信装置２と直接送受光できるのであれば、通信装置２との間で通信光１００を直接送受光し合えばよい。通信装置１は、通信装置２と直接送受光できないのであれば、いずれかの通信装置１を中継させて、通信装置２との間で通信光１００を送受光し合えばよい。
　ルータ機能を有する通信装置２は、通信光１００によって複数の通信装置１と通信し合う。直接送受光できるのであれば、通信装置２は、通信装置１との間で通信光１００を直接送受光し合えばよい。直接送受光できないのであれば、通信装置２は、いずれかの通信装置１を中継させて、通信装置１との間で通信光１００を送受光し合えばよい。
　通信端末２００は、いずれかの通信装置１と無線通信によって通信し合う。図１２の例では、通信端末２００は、近傍の通信装置１と無線通信によって通信し合う。通信端末２００と通信し合っている通信装置１は、ルータ機能を有する通信装置２との間で通信光１００を送光し合う。その結果、通信端末２００は、通信装置１および通信装置２を介して基幹ネットワーク３００に接続できる。
　図１３は、通信端末２００の一例を示すブロック図である。通信端末２００は、アンテナ２０１、無線通信部２０２、通信制御部２０３、端末制御部２０４および記憶回路２０５を有する。なお、図１３の構成は一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。
　アンテナ２０１は、通信装置１や通信装置２との間で無線信号送受信するためのアンテナである。アンテナ２０１は、通信端末２００の外部に露出していてもよいし、内部に格納されていてもよい。
　無線通信部２０２は、アンテナ２０１を介して、通信装置１や通信装置２との間で無線信号を通信し合う機能を有する。
　通信制御部２０３は、無線通信部２０２による接続先の探索や、通信装置１や通信装置２への接続要求などの通信制御を行う機能を有する。
　端末制御部２０４は、通信端末２００全体の制御を行う機能を有する。
　記憶回路２０５は、通信端末２００のデータや制御条件などを記憶する回路である。
　通信端末２００は、図１３に示すもの以外の構成要素を含んでいてもよい。また、通信端末２００は、図１３に示す構成に種々の機能を追加したり、変更を加えたりしたものでもよい。
　ここで、図１４～図１７を用いて、通信装置１および通信装置２によって構成される無線ＬＡＮネットワークにおける通信光１００の送受光について説明する。図１４～図１７は、図１２の適用例で示す箇所を上方から見下ろした図である。
　図１４のように、十字路の近辺には、中継機能を有する７個の通信装置１と、ルータ機能を有する通信装置２とが設置されている。７個の通信装置１は、通信装置１Ａ、通信装置１Ｂ、通信装置１Ｃ、通信装置１Ｄ、通信装置１Ｅ、通信装置１Ｆおよび通信装置１Ｇを含む。通信装置２は、有線ケーブル３１０を介して基幹ネットワーク３００に接続される。
　図１５は、通信装置２と通信光１００を直接送受光できる通信装置１Ａを介して、通信端末２００が基幹ネットワーク３００に接続する例である。通信装置１Ａは、通信端末２００との間で無線信号を送受信し合うとともに、通信装置２との間で通信光１００を送受光し合う。その結果、通信端末２００と基幹ネットワーク３００とが接続される。
　図１６は、通信装置２と通信光１００を直接送受光できる通信装置１Ｂを介して、通信端末２００が基幹ネットワーク３００に接続する例である。図１５と同様に、通信装置１Ｂは、通信端末２００との間で無線信号を送受信し合うとともに、通信装置２との間で通信光１００を送受光し合う。その結果、通信端末２００と基幹ネットワーク３００とが接続される。
　図１７は、通信装置２と通信光１００を直接送受光できない通信装置１Ｆを介して、通信端末２００が基幹ネットワーク３００に接続する例である。通信装置１Ｆは、通信端末２００との間で無線信号を送受信し合う。そして、通信装置１Ｆは、通信装置１Ｄを中継させて、通信装置２との間で通信光１００を送受光し合う。その結果、通信端末２００と基幹ネットワーク３００とが接続される。
　以上のように、本実施形態に係る通信装置においては、無線通信ネットワークを構成する通信装置間の通信を通信光によって行う。そのため、本実施形態に係る通信装置によれば、装置間の有線接続の箇所を減らすことができる。
　また、本実施形態に係る通信装置によれば、装置ごとの無線信号の出力を低くし、小さなゾーンを多く生成させることによって、通信端末間の混信を減らすことができる。そのため、本実施形態に係る通信装置によれば、通信帯域を十分に確保できる。
　すなわち、本実施形態に係る通信装置によれば、有線接続箇所を削減するとともに、十分な通信帯域を確保する無線通信環境を実現する通信装置を提供できる。
　また、通信装置間の通信を無線通信によって行う場合、別の無線端末によって通信内容を傍受される可能性がある。それに対し、本実施形態に係る通信装置は、通信光によって通信し合うため、通信光を直接受光しない限り、通信内容を傍受されることはない。すなわち、本実施形態に係る通信装置によれば、無線通信ネットワークにおける通信のセキュリティを向上できる。
　（第２の実施形態）
　次に、本発明の第２の実施形態に係る通信装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態は、通信光の送光方向と受光方向とを変更する機能を有する点が第１の実施形態とは異なる。なお、本実施形態の通信装置は、光通信部以外の構成は第１の実施形態と同様であるため、同様の構成についての詳細な説明は省略する。
　図１８は、本実施形態の光通信部１４－２の構成を示すブロック図である。図１８のように、光通信部１４－２は、第１の実施形態の光通信部１４に、方向変更機構１４７および方向制御部１４８を追加した構成を有する。以下においては、方向変更機構１４７および方向制御部１４８について説明し、その他の構成については説明を省略する。なお、通信装置２の光通信部２４にも、光通信部１４－２と同様の構成とすることによって、通信光１００の送光方向と受光方向とを変更する機能を追加できる。
　方向変更機構１４７は、通信光１００の送光方向と受光方向とを変更する機構である。方向変更機構は、機械的に動作する機構であってもよいし、機械的に動作する部分を含まない機構であってもよい。方向変更機構１４７は、通信光１００の光方向と受光方向とを協調的に変更してもよいし、独立して動作させてもよい。
　方向制御部１４８は、送光制御回路１４２や受光制御回路１４６の制御に従って、方向変更機構１４７を制御する。そのため、本実施形態においては、送光制御回路１４２や受光制御回路１４６に通信光１００の送受光方向を設定する機能を追加することが好ましい。
　図１９は、本実施形態の通信装置１－２の外観の一例である。通信装置１－２は、機械的に動作する可動部４３３（可動手段とも呼ぶ）を有する。可動部４３３には、通信光１００を送光するための送光窓４３０と、通信光を受光するための受光窓４５０が設置されている。例えば、可動部４３３は、円柱状の支持体の側面に送光窓４３０および受光窓４５０を配置し、上下面の対向位置に対となる軸部を形成し、その両方の軸部を回転可能に本体に固定すればよい。可動部４３３は、モータなどの駆動機構によって、本体に対して回転するように構成すればよい。そうすれば、本体に対して可動部４３３を回転させることによって、送光窓４３０および受光窓４５０の方向を変更できる。
　図１９の中央は、可動部４３３が正面を向いている状態を示す。図１９の左は、可動部４３３を正面から見て左側の方向に送受光方向を向ける例である。図１９の右は、可動部４３３を正面から見て右側の方向に送受光方向を向ける例である。
　図１９のように構成すれば、通信端末２００の送受光方向を制御できる。ところで、送光窓４３０と受光窓４５０とを一体化されず、それぞれが独立して動くように構成してもよい。また、送光窓４３０と受光窓４５０とを設置した可動部４３３を左右方向に回転するだけではなく、上下方向や斜め方向に回転するように構成してもよい。
　〔適用例〕
　ここで、図２０～図２１を用いて、中継機能を有する通信装置１－２と、ルータ機能を有する通信装置２－２とによって構成される無線ＬＡＮネットワークにおける通信光１００の送受光の適用例について説明する。図２０および図２１は、図１４～図１７と同じ視点から見た概念図である。なお、通信装置２－２は、本実施形態の光通信部１４－２を含むものとする。
　図２０のように、十字路の近辺には、中継機能を有する７個の通信装置１－２と、ルータ機能を有する通信装置２－２とが設置されている。７個の通信装置１－２は、通信装置１－２Ａ、通信装置１－２Ｂ、通信装置１－２Ｃ、通信装置１－２Ｄ、通信装置１－２Ｅ、通信装置１－２Ｆおよび通信装置１－２Ｇを含む。
　図２０の例は、通信装置１－２Ａと通信装置２－２との間に障害物が位置しており、直接通信光１００を送受光できない場面を示す。
　図２０のような状況のとき、通信装置１－２の中継制御部１３は、通信光１００の送受光経路に障害物があることを検知し、通信光１００の通信ルートを変更するように制御する。例えば、通信装置１－２の中継制御部１３は、通信装置２－２からの応答光の有無によって障害の有無を判定する。すなわち、通信装置１－２の中継制御部１３は、通信装置２－２との光通信が途絶えたことで、通信光１００の送受光経路に障害物があることを検知する。
　例えば、中継制御部１３が通信光１００の通信ルートを変更する指示信号を光通信部１４－２に出力すると、送光制御回路１４２または受光制御回路１４６によって方向制御部１４８を制御し、方向変更機構１４７を動作させる。この制御においては、図１９のように可動部４３３が動くことによって、通信光１００の送受光方向が変更される。
　図２１は、通信装置１－２Ｇを経由させて、通信装置１－２Ａと通信装置２－２との間で通信光１００を送受光し合う例である。図２１のように、本実施形態によれば、通信装置１－２と通信装置２－２との間に障害物が位置する場合であっても、通信装置１－２と通信装置２－２との間で通信光１００を送受光できる。その結果、通信端末２００と基幹ネットワーク３００との間の回線が確立される。
　以上のように、本実施形態に係る通信装置によれば、通信光１００の送受光方向を変更できるので、中継器とルータとの間で直接通信光を送受光できない場合であっても、別の中継器を介して、通信端末と基幹ネットワークとの間の回線を確立できる。すなわち、本実施形態によれば、無線ＬＡＮネットワークの安定性を向上できる。
　また、本実施形態に係る通信装置によれば、通信対象ではない通信端末や無線装置が通信光の経路上に位置した場合、通信光の経路を変更することによって、通信内容が傍受される危険性を低減できる。すなわち、本実施形態に係る通信装置によれば、無線ＬＡＮネットワークにおける通信のセキュリティを向上できる。
　ところで、通信光の方向制御ができない光源を用いた場合、通信装置間において通信光を送受光し合うためには、通信装置を設置する段階で厳密な位置合わせをする必要がある。通信装置間の位置合わせは、全ての装置において行う必要があるため、煩雑な作業が必要となる。一方、本実施形態の通信装置によれば、通信光の送光方向を機械的に変更することができるので、通信装置間の位置合わせを正確かつ簡易に実行できる。
　（第３の実施形態）
　次に、本発明の第３の実施形態に係る通信装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る通信装置は、送光器に空間光変調素子を含む。なお、本実施形態の通信装置は、送光器以外の構成は第１の実施形態と同様であるため、同様の構成についての詳細な説明は省略する。
　図２２は、本実施形態の送光器４３－３の構成を示す。図２２のように、送光器４３－３は、空間光変調素子４３６および変調素子制御部４３７（変調素子制御手段とも呼ぶ）を含む。送光器４３－３は、光源４３２の出射光を空間光変調素子４３６の表示部（表示手段とも呼ぶ）に照射し、その反射光を通信光１００として送光する。
　空間光変調素子４３６は、変調素子制御部４３７の制御に応じて、送光する通信光１００に相当するパターンを自身の表示部に表示する。本実施形態においては、空間光変調素子４３６の表示部に所定のパターンが表示された状態で、光源４３２からその表示部に平行光を照射する。空間光変調素子４３６は、照射された平行光の変調光を反射する。
　空間光変調素子４３６は、シリコン基板などの基板上に形成させたアドレス回路の最上層にアルミニウムなどの電極によって画素を形成し、各画素の電位を独立して制御できるマトリックス回路を有する。また、空間光変調素子４３６は、透明電極を配したガラスなどの透明基板とマトリックス回路との間に液晶材料を介在させて配置した構造を有する。マトリックス回路の各画素の電圧を独立して制御すると、各画素上の液晶分子の状態が変化することによって屈折率の差が発生し、入射光の位相を変化させることができる。
　空間光変調素子４３６は、位相がそろったコヒーレントな平行光の入射を受け、入射された平行光の位相を変調する位相変調型の空間光変調素子によって実現できる。光源４３２には、レーザ光を出射する光源を用いることが好ましい。位相変調型の空間光変調素子４３６は、フォーカスフリーであるため、複数の投射距離に光を投射することになっても、距離ごとに焦点を変える必要がない。なお、空間光変調素子４３６は、位相変調型とは異なる方式の素子であってもよいが、以下においては、位相変調型の素子であるものとして説明する。
　空間光変調素子４３６は、例えば、強誘電性液晶やホモジーニアス液晶、垂直配向液晶などを用いた素子によって実現される。空間光変調素子４３６は、具体的には、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）によって実現できる。また、空間光変調素子４３６は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）によって実現してもよい。
　位相変調型の空間光変調素子４３６を用いれば、通信光を送光する領域を順次切り替えるように動作させることによって、エネルギーを表示情報の部分に集中することができる。そのため、位相変調型の空間光変調素子４３６によれば、光源４３２の出力が同じであれば、表示領域全面に光を投射する方式のものよりも表示情報を明るく表示させることができる。
　変調素子制御部４３７については、図２３を用いて詳細に説明する。図２３のように、変調素子制御部４３７は、受信回路４７１、フレームメモリ４７２、タイミング生成回路４７３および変換回路４７４を有する。
　受信回路４７１は、空間光変調素子４３６の表示部に表示させるパターンを送光制御回路１４２から取得する。位相変調型の空間光変調素子４３６の場合、表示部に表示させるパターンは、通信光１００に対応する位相分布である。例えば、受信回路４７１は、位相分布をＤＶＩ（Digital Visual Interface）信号として受信する。受信回路４７１は、取得した位相画像をフレームメモリ４７２に格納する。なお、空間光変調素子４３６の表示部に表示させる位相分布は、光通信部１４の記憶回路１４４に記憶させておけばよい。
　フレームメモリ４７２は、空間光変調素子４３６の表示部に表示させる位相分布を格納する。また、フレームメモリ４７２は、変換回路４７４の変換処理のタイミングに合わせて位相分布を出力する。
　タイミング生成回路４７３は、位相分布の取得や、フレームメモリ４７２に格納された位相分布をデジタル信号からアナログ信号に変換するタイミングを生成する。
　変換回路４７４は、タイミング生成回路４７３の生成したタイミングに基づいて、フレームメモリ４７２から位相分布を読み出す。変換回路４７４は、読み出した位相分布をアナログ信号に変換し、空間光変調素子４３６に出力する。
　送光制御回路１４２は、空間光変調素子４３６の表示部に位相分布を表示させるタイミングと、光源４３２を駆動させて光を出射するタイミングとを合わせることによって、任意の通信対象に向けて任意の形状や大きさの通信光を送光するように制御する。
　図２４は、本実施形態に係る通信装置１－３が送光する通信光１００の送光方向を制御する一例を示す概念図である。なお、図２４においては、空間光変調素子４３６の後段に光学系を配置していないが、フーリエ変換レンズや投射レンズなどの光学系を配置してもよい。
　図２４の上側図のように、通信装置１－３Ａ（以下、中継器Ａ）は、変調素子制御部４３７の制御に応じた位相分布を空間光変調素子４３６の表示部に表示させ、その表示部に光源４３２からのレーザ光を照射する。
　本実施形態においては、通信対象である通信装置１－３Ｂ（以下、中継器Ｂ）の受光位置においてスポットを形成するための位相分布を空間光変調素子４３６の表示部に表示させればよい。なお、空間光変調素子４３６を用いれば、表示部に表示させる位相分布を準備しておくことによって、任意の形状の通信光１００を送光することもできる。複数の受光領域がアレイ状に配列されて撮像機能を有する受光器１４５を用いれば、通信光１００の投射形状に情報を含ませることもできる。また、特定の形状の通信光１００のみを送受光し合うようにすれば、通信装置間のセキュリティを向上することにもつながる。
　本実施形態の通信装置１－３では、空間光変調素子４３６の表示部に表示させる位相分布を変更することによって、通信光１００の送光方向を変更する。すなわち、本実施形態の通信装置１－３３では、機械的に動作させる可動部を設けることなしに、通信光１００の送光方向を変更できる。
　例えば、図２４の下側図のように、中継器Ａの空間光変調素子４３６の反射光を通信光１００として通信装置１－３Ｃ（以下、中継器Ｃ）に送光し、中継器Ｃを介して中継器Ｂに通信光１００を送光するようにも構成できる。すなわち、中継器Ａと中継器Ｂとの間で通信光１００を直接送受光し合えなくても、中継器Ｃを介して、中継器Ａと中継器Ｂとの間で回線を形成できる。
　以上のように、本実施形態に係る通信装置によれば、空間光変調素子を用いて通信光を送光することによって、機械的な動作部なしに、通信光の送光方向を任意の方向に制御できる。
　通信光の方向制御ができない光源を用いた場合、通信装置を設置する段階で厳密な位置合わせをする必要がある。本実施形態の通信装置によれば、機械的な調整を行う必要もなく、ソフトウェアの設定を変更することによって通信装置間の位置合わせをより正確により簡易に実行できる。
　（第４の実施形態）
　次に、本発明の第４の実施形態に係る通信装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る通信装置は、光通信部の後段に空間光変調素子を設置する。なお、本実施形態の通信装置は、空間光変調素子および変調素子制御部以外の構成は第１の実施形態と同様であるため、同様の構成についての詳細な説明は省略する。
　図２５は、本実施形態に係る通信装置１－４（中継器）の構成を示すブロック図である。図２５のように、通信装置１－４は、空間光変調素子１６および変調素子制御部１７を備える点で第１の実施形態の通信装置１（中継器）とは異なる。
　また、図２６は、本実施形態に係る通信装置２－４（ルータ）の構成を示すブロック図である。図２６のように、通信装置２－４は、空間光変調素子２６および変調素子制御部２７を備える点で第１の実施形態の通信装置２（ルータ）とは異なる。
　なお、通信装置１－４の空間光変調素子１６および変調素子制御部１７の構成は、通信装置２－４の空間光変調素子２６および変調素子制御部２７の構成と同様である。そのため、以下においては、通信装置１－４の空間光変調素子１６および変調素子制御部１７について説明する。
　図２７は、光通信部１４の送光器１４３から出射された光を空間光変調素子１６に導いて通信光１００として送光し、空間光変調素子１６によって受光された通信光１００を受光器１４５に導くことを概念化した図である。
　特定の通信対象と通信光１００を用いて通信し合っている通信装置（以下、通信装置１－４とよぶ）は、空間光変調素子１６の表示部に表示されたパターンによって通信光１００の送光方向を制御する。通信対象は、通信装置１－４に対して通信光１００を送光する。通信装置１－４は、通信光１００の駆動タイミングによって情報を伝達する。そのため、通信対象の位置が変わらない限り、空間光変調素子１６が受光する通信光１００は受光器１４５に受光され続ける。
　図２８および図２９は、本実施形態に係る通信装置１－４の適用例を示す概念図である。図２８の例は、通信装置１－４Ａ（以下、中継器Ａ）が通信装置１－４Ｂ（以下、中継器Ｂ）との間で通信光１００を用いて通信し合っていた際に、その通信経路上に障害物が入り込んだ場合の制御例を示す。なお、図２８および図２９の例では、中継器Ｂ，中継器Ｃおよび中継器Ｄの全てが通信装置２－４（ルータ）に接続されている。
　図２８の上側図（場面Ａ）のように、中継器Ａと中継器Ｂとの間に障害物が位置する。場面Ａでは、中継器Ａと中継器Ｂとは通信光１００を用いて直接通信し合うことができない。
　このとき、中継器Ａは、空間光変調素子１６の表示部のパターンを変更し、図２８の下側図（場面Ｂ）のように広範囲に向けて、応答を要求する通信光１００を送光する（ワイドスキャン）。場面Ｂでは、通信装置１－４Ｃ（以下、中継器Ｃ）には障害物によって通信光１００が届いていないが、通信装置１－４Ｄ（以下、中継器Ｄ）には通信光１００が届いている。
　図２９の上側図（場面Ｃ）は、中継器Ａのワイドスキャンに応じて、中継器Ｄが応答を示す通信光１００を送光する例である。場面Ｃでは、中継器Ｄからの通信光１００が光通信部１４に受光される。
　図２９の下側図（場面Ｄ）は、中継器Ｄからの応答に応じて、中継器Ａから中継器Ｄに向けて通信光１００を送光する例である。場面Ｄ以降は、中継器Ａと中継器Ｄとの間で通信光１００を用いて通信し合える。
　以上のように、本実施形態に係る通信装置によれば、通信光を送光するためだけに空間光変調素子を用いるだけではなく、通信光を受光するためにも空間光変調素子を用いる。空間光変調素子を用いれば、表示部に表示するパターンを変更するだけで、通信光の送受光方向を制御できる。
　また、空間光変調素子を用いれば、空間光変調素子の表示部の表示パターンを制御することによって所望の通信光を選択的に受光できる。そのため、本実施形態に係る通信装置によれば、受光する通信光を選択することも可能になる。
　（第５の実施形態）
　次に、本発明の第５の実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態は、通信装置と通信し合う端末装置に光通信部を含め、通信装置と通信端末との間でも通信光を用いて通信し合う点が第１～第４の実施形態とは異なる。本実施形態に係る通信端末は、第１～第４の実施形態のいずれにも適用できるが、以下においては第１の実施形態に係る通信装置１と通信し合う例について説明する。
　図３０は、本実施形態に係る通信端末２５０の構成を示すブロック図である。図３０のように、本実施形態の通信端末２５０は、アンテナ２５１、無線通信部２５２、通信制御部２５３、端末制御部２５４、記憶回路２５５および光通信部２５７を有する。なお、図３０の構成は一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。
　アンテナ２５１、無線通信部２５２、通信制御部２５３、端末制御部２５４および記憶回路２５５は、図１３の通信端末２００と同様の構成である。また、光通信部２５７は、第１～第４の実施形態の各光通信部のいずれかと同様の構成・機能を有する。
　図３１は、通信端末２５０の適用例を示す概念図である。図１２の例では、通信端末２００は、無線信号によって通信装置１と通信し合っていた。それに対し、図３１の例では、通信端末２５０は、通信光１００によって通信装置１と通信し合う。通信端末２５０と通信装置１との間に障害物があると、それらの装置間では通信環境を構築できない。しかし、第２～第４の実施形態のように通信光１００の方向制御をすることによって、通信端末２５０はいずれかの通信装置１を中継して通信装置２に接続すれば、基幹ネットワーク３００との接続環境を構築できる。なお、通信端末２５０を利用するユーザ自らが、通信光１００の送光方向を変更してもよい。
　以上のように、本実施形態に係る通信端末は、通信光を用いて通信装置と通信し合う。そのため、本実施形態に係る通信端末によれば、無線信号の通信帯域を用いずに基幹ネットワークとの接続環境を構築できる。
　また、本実施形態に係る通信端末によれば、通信端末と通信装置との間の情報伝達も通信光で行うため、無線信号を用いるよりも、通信内容が傍受される可能性を低減できる。すなわち、本実施形態に係る通信装置によれば、無線ＬＡＮネットワークにおける通信のセキュリティをさらに向上できる。
　上述した各実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。例えば、上述した各実施形態では、説明を簡単にするため、ルータ機能を有する１つの通信装置と、中継機能を有する複数の通信装置とが無線ＬＡＮネットワークを構成する例を示した。通信端末の数や位置、構成は上述の例に限定されず、任意に変更できる。
　また、上述した各実施形態では、ルータ機能を有する通信装置と、中継機能を有する通信装置とを別の機器としたが、上述した各実施形態としての機能を実現することができればこの構成に限定されない。例えば、各通信装置間で無線信号を送受信できるように構成してもよい。
　以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
〔付記〕
　上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
　無線信号を送受信する無線通信手段と、
　空間光を通信光として送受信する光通信手段と、
　前記無線信号と前記通信光との変換過程における信号変換を行うとともに、前記無線信号および前記通信光の送信先を設定する制御手段とを備える通信装置。
（付記２）
　前記光通信手段は、
　前記無線信号に基づいて前記通信光を送光する送光器と、
　他の装置から送光された前記通信光を受光する受光器とを有する付記１に記載の通信装置。
（付記３）
　前記送光器は、レーザ光を出射する光源を含む付記２に記載の通信装置。
（付記４）
　前記送光器は、
　前記光源の出射光を反射する表示手段を有する位相変調型の空間光変調素子と、
　前記空間光変調素子の表示手段に表示されるパターンを制御する変調素子制御手段とを含み、
　前記光源からの出射光を前記空間光変調素子の表示手段で反射させて前記通信光として送光する付記３に記載の通信装置。
（付記５）
　前記光源の出射光を反射する表示手段を有する位相変調型の空間光変調素子と、
　前記空間光変調素子の表示手段に表示されるパターンを制御する変調素子制御手段とを備え、
　前記空間光変調素子は、
　前記送光器からの出射光を表示手段で反射することによって前記通信光として送光するとともに、他の装置から送光された前記通信光を表示手段に反射させて前記受光器に受光させる付記３に記載の通信装置。
（付記６）
　前記変調素子制御手段は、
　前記空間光変調素子の表示手段に表示されるパターンを変更することによって前記通信光の送光方向を制御する付記４または５に記載の通信装置。
（付記７）
　前記光通信手段は、
　通信対象との通信が途絶えた際に、前記空間光変調素子の表示手段のパターンを変更することによって前記通信光を照射範囲を広げ、照射範囲を広げた前記通信光に対して応答した他の装置に向けて前記通信光を送光する付記６に記載の通信装置。
（付記８）
　前記光通信手段は、
　前記送光器および前記受光器の向きを変更するための可動手段と、
　前記送光器および前記受光器の向き制御するために前記可動手段を制御する方向制御手段とを有する付記２乃至７のいずれか一項に記載の通信装置。
（付記９）
　基幹ネットワークに接続するためのルータ機能を有する基幹接続手段を備え、
　前記制御手段は、
　前記無線通信手段との間で前記無線信号を送受信する通信端末と、前記基幹ネットワークとの接続を確立する付記１乃至８のいずれか一項に記載の通信装置。
（付記１０）
　付記１乃至９のいずれか一項に記載の通信装置との間で前記無線信号を送受信する無線通信機能を有する通信端末。
（付記１１）
　付記１乃至９のいずれか一項に記載の通信装置との間で前記通信光を送受信する光通信機能を有する通信端末。
（付記１２）
　付記１乃至９のいずれか一項に記載の通信装置を複数備え、前記通信光を送受信し合うように複数の前記通信装置を配置する無線通信システム。
（付記１３）
　無線信号を送受信する無線通信手段と、空間光を通信光として送受信する光通信手段と、前記無線信号と前記通信光との変換過程における信号変換を行うとともに、前記無線信号および前記通信光の送信先を設定する制御手段とを備える通信装置を複数配置し、異なる前記通信装置同士が前記通信光によって通信し合うように制御する通信方法。
　この出願は、２０１６年３月２９日に出願された日本出願特願２０１６－６５８７７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１、２　　通信装置
　１１　　アンテナ
　１２　　無線通信部
　１３　　中継制御部
　１４　　光通信部
　１６　　空間光変調素子
　１７　　変調素子制御部
　２２　　無線通信部
　２３　　ルータ制御部
　２４　　光通信部
　２５　　基幹接続部
　２６　　空間光変調素子
　２７　　変調素子制御部
　１３１　　信号変換部
　１３２　　送光条件生成部
　１３３　　入出力部
　１３４　　中継制御回路
　１３５　　記憶部
　１４１　　入出力部
　１４２　　送光制御回路
　１４３　　送光器
　１４４　　記憶回路
　１４５　　受光器
　１４６　　受光制御回路
　１４７　　方向変更機構
　１４８　　方向制御部
　２００　　通信端末
　２３１　　信号変換部
　２３２　　送光条件生成部
　２３３　　入出力部
　２３４　　ルータ制御回路
　２３５　　記憶部
　２５１　　アンテナ
　２５２　　無線通信部
　２５３　　通信制御部
　２５４　　端末制御部
　２５５　　記憶回路
　２５７　　光通信部
　３００　　基幹ネットワーク
　３１０　　有線ケーブル
　４３１　　光源駆動部
　４３２　　光源
　４３６　　空間光変調素子
　４３７　　変調素子制御部

Claims (13)

  1. 　無線信号を送受信する無線通信手段と、
    　空間光を通信光として送受信する光通信手段と、
    　前記無線信号と前記通信光との変換過程における信号変換を行うとともに、前記無線信号および前記通信光の送信先を設定する制御手段とを備える通信装置。
  2. 　前記光通信手段は、
    　前記無線信号に基づいて前記通信光を送光する送光器と、
    　他の装置から送光された前記通信光を受光する受光器とを有する請求項１に記載の通信装置。
  3. 　前記送光器は、レーザ光を出射する光源を含む請求項２に記載の通信装置。
  4. 　前記送光器は、
    　前記光源の出射光を反射する表示手段を有する位相変調型の空間光変調素子と、
    　前記空間光変調素子の表示手段に表示されるパターンを制御する変調素子制御手段とを含み、
    　前記光源からの出射光を前記空間光変調素子の表示手段で反射させて前記通信光として送光する請求項３に記載の通信装置。
  5. 　前記光源の出射光を反射する表示手段を有する位相変調型の空間光変調素子と、
    　前記空間光変調素子の表示手段に表示されるパターンを制御する変調素子制御手段とを備え、
    　前記空間光変調素子は、
    　前記送光器からの出射光を表示手段で反射することによって前記通信光として送光するとともに、他の装置から送光された前記通信光を表示手段に反射させて前記受光器に受光させる請求項３に記載の通信装置。
  6. 　前記変調素子制御手段は、
    　前記空間光変調素子の表示手段に表示されるパターンを変更することによって前記通信光の送光方向を制御する請求項４または５に記載の通信装置。
  7. 　前記光通信手段は、
    　通信対象との通信が途絶えた際に、前記空間光変調素子の表示手段のパターンを変更することによって前記通信光を照射範囲を広げ、照射範囲を広げた前記通信光に対して応答した他の装置に向けて前記通信光を送光する請求項６に記載の通信装置。
  8. 　前記光通信手段は、
    　前記送光器および前記受光器の向きを変更するための可動手段と、
    　前記送光器および前記受光器の向き制御するために前記可動手段を制御する方向制御手段とを有する請求項２乃至７のいずれか一項に記載の通信装置。
  9. 　基幹ネットワークに接続するためのルータ機能を有する基幹接続手段を備え、
    　前記制御手段は、
    　前記無線通信手段との間で前記無線信号を送受信する通信端末と、前記基幹ネットワークとの接続を確立する請求項１乃至８のいずれか一項に記載の通信装置。
  10. 　請求項１乃至９のいずれか一項に記載の通信装置との間で前記無線信号を送受信する無線通信機能を有する通信端末。
  11. 　請求項１乃至９のいずれか一項に記載の通信装置との間で前記通信光を送受信する光通信機能を有する通信端末。
  12. 　請求項１乃至９のいずれか一項に記載の通信装置を複数備え、前記通信光を送受信し合うように複数の前記通信装置を配置する無線通信システム。
  13. 　無線信号を送受信する無線通信手段と、空間光を通信光として送受信する光通信手段と、前記無線信号と前記通信光との変換過程における信号変換を行うとともに、前記無線信号および前記通信光の送信先を設定する制御手段とを備える通信装置を複数配置し、異なる前記通信装置同士が前記通信光によって通信し合うように制御する通信方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019180813A1 (ja) * 2018-03-20 2019-09-26 日本電気株式会社 受光装置および送受光装置
WO2023047444A1 (ja) * 2021-09-21 2023-03-30 日本電気株式会社 送光装置、通信装置、制御方法、および記録媒体

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6743761B2 (ja) * 2017-05-29 2020-08-19 株式会社デンソー 測距センサ
FR3103336B1 (fr) * 2019-11-14 2022-08-12 Oledcomm Dispositif de communication optique sans fil

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0865031A (ja) * 1994-08-26 1996-03-08 Fujitsu Denso Ltd 光通信アンテナの指向性調整装置
JP2007043611A (ja) * 2005-08-05 2007-02-15 Olympus Corp マルチビーム生成器、それを用いたマルチビーム光源および空間光伝送装置
JP2007194923A (ja) * 2006-01-19 2007-08-02 Victor Co Of Japan Ltd 光空間伝送システム
JP2009177519A (ja) * 2008-01-24 2009-08-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 無線通信システム、無線端末装置、及び、可視光通信端末装置
JP2011061267A (ja) * 2009-09-07 2011-03-24 Osaka Univ 光無線通信用送信装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080056723A1 (en) * 2005-08-09 2008-03-06 Randy Clinton Giles Multiple access free space laser communication method and apparatus
US8526403B1 (en) * 2005-12-22 2013-09-03 At&T Intellectual Property Ii, L.P. Enterprise cognitive radio integrated with laser communications
JP4860381B2 (ja) 2006-07-10 2012-01-25 日本電気通信システム株式会社 無線通信システム、システム制御装置、無線基地局、無線通信端末、通信制御方法、および通信制御プログラム
JP4721993B2 (ja) * 2006-09-07 2011-07-13 昭和電線デバイステクノロジー株式会社 定着ベルトの製造方法
US8942562B2 (en) * 2011-05-31 2015-01-27 A Optix Technologies, Inc. Integrated commercial communications network using radio frequency and free space optical data communication
CN106031055A (zh) * 2014-03-18 2016-10-12 香港科技大学 具有可见光通信和基于ip的射频连接的多功能智能led系统
US10075234B2 (en) * 2014-03-25 2018-09-11 Osram Sylvania Inc. Techniques for emitting position information from luminaires

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0865031A (ja) * 1994-08-26 1996-03-08 Fujitsu Denso Ltd 光通信アンテナの指向性調整装置
JP2007043611A (ja) * 2005-08-05 2007-02-15 Olympus Corp マルチビーム生成器、それを用いたマルチビーム光源および空間光伝送装置
JP2007194923A (ja) * 2006-01-19 2007-08-02 Victor Co Of Japan Ltd 光空間伝送システム
JP2009177519A (ja) * 2008-01-24 2009-08-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 無線通信システム、無線端末装置、及び、可視光通信端末装置
JP2011061267A (ja) * 2009-09-07 2011-03-24 Osaka Univ 光無線通信用送信装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019180813A1 (ja) * 2018-03-20 2019-09-26 日本電気株式会社 受光装置および送受光装置
JPWO2019180813A1 (ja) * 2018-03-20 2021-02-25 日本電気株式会社 受光装置および送受光装置
JP7156364B2 (ja) 2018-03-20 2022-10-19 日本電気株式会社 受光装置および送受光装置
US11921330B2 (en) 2018-03-20 2024-03-05 Nec Corporation Light receiving device, and light transmitting and receiving device
WO2023047444A1 (ja) * 2021-09-21 2023-03-30 日本電気株式会社 送光装置、通信装置、制御方法、および記録媒体

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