JP2016111516A - Optical communication system and illumination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コヒーレント光を用いた光通信システムおよび照明装置に関する。 The present invention relates to an optical communication system and an illumination device using coherent light.
赤外線や電波を用いた無線通信システムが普及している。電波は、比較的広い範囲に広がるため、第三者に傍受されるおそれがある。また、赤外線も、拡散光として使用する場合は傍受のおそれがあり、電波や赤外線を用いた通信では、セキュリティの面で不安がある。送受される情報を暗号化することで、セキュリティを強化することは可能だが、強力な暗号化処理を行うようにすると、システムが複雑化してコストアップになるおそれがある。 Wireless communication systems using infrared rays and radio waves have become widespread. Since radio waves spread over a relatively wide area, there is a risk of being intercepted by a third party. Infrared rays may also be intercepted when used as diffused light, and there is anxiety in terms of security in communication using radio waves or infrared rays. Although it is possible to enhance security by encrypting information to be sent and received, if strong encryption processing is performed, there is a possibility that the system becomes complicated and the cost increases.
一方、レーザ光に情報を重畳して送信する手法も提案されている(例えば、特許文献1参照)。レーザ光は、電波などと比べて、指向性が非常に高いため、狙った箇所だけにレーザ光にて情報を送信することが可能である。 On the other hand, a method for transmitting information superimposed on laser light has also been proposed (see, for example, Patent Document 1). Since laser light has a very high directivity compared to radio waves and the like, it is possible to transmit information using only laser light.
その一方で、レーザ光は、エネルギー密度が極端に高いため、レーザ光が人間の目に直接入らないような安全面の配慮が必要となる。しかしながら、特許文献1には、このようなレーザ光の危険性について何らの示唆もなく、安全面についての配慮も特にされていない。 On the other hand, since the energy density of the laser beam is extremely high, consideration must be given to safety so that the laser beam does not directly enter the human eye. However, Patent Document 1 has no suggestion about the danger of such laser light, and no consideration is given to safety.
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、セキュリティ性と安全性を向上させることが可能な光通信システムおよび照明装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an optical communication system and an illumination device that can improve security and safety.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様では、コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光を送信情報にて変調させたコヒーレント情報光を生成する情報光生成部と、
前記コヒーレント情報光の進行方向を制御する光走査部材と、
前記光走査部材にて進行方向が制御された前記コヒーレント情報光を拡散させる光学素子と、
前記光学素子にて拡散されたコヒーレント情報光を受光して前記送信情報を取得する受光部と、を備える光通信システムが提供される。
In order to solve the above problems, in one embodiment of the present invention, a coherent light source that emits coherent light;
An information light generator that generates coherent information light obtained by modulating the coherent light with transmission information;
An optical scanning member for controlling the traveling direction of the coherent information light;
An optical element that diffuses the coherent information light whose traveling direction is controlled by the optical scanning member;
There is provided an optical communication system including a light receiving unit that receives coherent information light diffused by the optical element and acquires the transmission information.
前記コヒーレント情報光は、可視光であってもよい。 The coherent information light may be visible light.
前記受光部の位置を検出する位置検出部を備えてもよく、
前記光走査部材は、前記位置検出部で検出された位置に合わせて、前記コヒーレント情報光の進行方向を制御してもよい。
A position detection unit that detects the position of the light receiving unit may be provided,
The optical scanning member may control a traveling direction of the coherent information light in accordance with a position detected by the position detection unit.
前記受光部の周囲の画像を撮影する撮像部を備えてもよく、
前記位置検出部は、前記撮像部で撮影された画像を解析して前記受光部の位置を検出してもよい。
An imaging unit that captures an image around the light receiving unit may be provided,
The position detection unit may detect the position of the light receiving unit by analyzing an image captured by the imaging unit.
前記受光部にて受光されるべき前記コヒーレント情報光の受光が一時的に途切れたことを検出する障害物検出部を備えてもよく、
前記コヒーレント光源は、前記障害物検出部にて前記コヒーレント情報光の受光が一時的に途切れたことが検出されると、前記コヒーレント光の発光を停止してもよい。
An obstacle detection unit that detects that the reception of the coherent information light to be received by the light receiving unit is temporarily interrupted,
The coherent light source may stop the emission of the coherent light when the obstacle detection unit detects that the reception of the coherent information light is temporarily interrupted.
前記光走査部材は、一定周期で前記コヒーレント光の進行方向を連続的または断続的に切り替える走査デバイスを有してもよく、
前記走査デバイスが前記コヒーレント情報光を前記受光部に向けるタイミングに合わせて、前記コヒーレント光源が前記コヒーレント光を発光するタイミングを調整する発光タイミング調整部をさらに備えてもよく、
前記コヒーレント光源は、前記発光タイミング調整部からの指示に従って、前記コヒーレント光を発光してもよい。
The optical scanning member may include a scanning device that continuously or intermittently switches the traveling direction of the coherent light at a constant period,
In accordance with the timing when the scanning device directs the coherent information light to the light receiving unit, the scanning device may further include a light emission timing adjusting unit that adjusts the timing at which the coherent light source emits the coherent light,
The coherent light source may emit the coherent light in accordance with an instruction from the light emission timing adjustment unit.
前記光学素子における前記コヒーレント情報光の拡散範囲は、前記受光部の受光面の面積に合わせて設定されてもよい。 The diffusion range of the coherent information light in the optical element may be set according to the area of the light receiving surface of the light receiving unit.
前記光学素子は、ホログラム記録媒体、またはレンズアレイであってもよい。 The optical element may be a hologram recording medium or a lens array.
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光を送信情報にて変調させたコヒーレント情報光を生成する情報光生成部と、
前記コヒーレント情報光の進行方向を制御する光走査部材と、
前記光走査部材にて進行方向が制御された前記コヒーレント情報光を、前記コヒーレント情報光を受光して前記送信情報を取得する受光部に向けて拡散させる光学素子と、を備えてもよい。
A coherent light source that emits coherent light;
An information light generator that generates coherent information light obtained by modulating the coherent light with transmission information;
An optical scanning member for controlling the traveling direction of the coherent information light;
An optical element that diffuses the coherent information light whose traveling direction is controlled by the optical scanning member toward a light receiving unit that receives the coherent information light and acquires the transmission information.
前記コヒーレント情報光は、可視光であってもよい。 The coherent information light may be visible light.
前記受光部の位置を検出する位置検出部を備えてもよく、
前記光走査部材は、前記位置検出部で検出された位置に合わせて、前記コヒーレント情報光の進行方向を制御してもよい。
A position detection unit that detects the position of the light receiving unit may be provided,
The optical scanning member may control a traveling direction of the coherent information light in accordance with a position detected by the position detection unit.
前記受光部の周囲の画像を撮影する撮像部を備えてもよく、
前記位置検出部は、前記撮像部で撮影された画像を解析して前記受光部の位置を検出してもよい。
An imaging unit that captures an image around the light receiving unit may be provided,
The position detection unit may detect the position of the light receiving unit by analyzing an image captured by the imaging unit.
前記受光部にて受光されるべき前記コヒーレント情報光の受光が一時的に途切れたことを検出する障害物検出部を備えてもよく、
前記コヒーレント光源は、前記障害物検出部にて前記コヒーレント情報光の受光が一時的に途切れたことが検出されると、前記コヒーレント光の発光を停止してもよい。
An obstacle detection unit that detects that the reception of the coherent information light to be received by the light receiving unit is temporarily interrupted,
The coherent light source may stop the emission of the coherent light when the obstacle detection unit detects that the reception of the coherent information light is temporarily interrupted.
前記光走査部材は、一定周期で前記コヒーレント光の進行方向を連続的または断続的に切り替える走査デバイスを有してもよく、
前記走査デバイスが前記コヒーレント情報光を前記受光部に向けるタイミングに合わせて、前記コヒーレント光源が前記コヒーレント光を発光するタイミングを調整する発光タイミング調整部をさらに備えてもよく、
前記コヒーレント光源は、前記発光タイミング調整部からの指示に従って、前記コヒーレント光を発光してもよい。
The optical scanning member may include a scanning device that continuously or intermittently switches the traveling direction of the coherent light at a constant period,
In accordance with the timing when the scanning device directs the coherent information light to the light receiving unit, the scanning device may further include a light emission timing adjusting unit that adjusts the timing at which the coherent light source emits the coherent light,
The coherent light source may emit the coherent light in accordance with an instruction from the light emission timing adjustment unit.
前記光学素子における前記コヒーレント情報光の拡散範囲は、前記受光部の受光面の面積に合わせて設定されてもよい。 The diffusion range of the coherent information light in the optical element may be set according to the area of the light receiving surface of the light receiving unit.
前記光学素子は、ホログラム記録媒体、またはレンズアレイであってもよい。 The optical element may be a hologram recording medium or a lens array.
本発明によれば、内部構成を複雑化することなく、セキュリティ性と安全性を高めることができる。 According to the present invention, security and safety can be improved without complicating the internal configuration.
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale, the vertical / horizontal dimension ratio, and the like are appropriately changed and exaggerated from those of the actual product.
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。 In addition, as used in this specification, the shape and geometric conditions and the degree thereof are specified, for example, terms such as “parallel”, “orthogonal”, “identical”, length and angle values, etc. are strictly Without being bound by meaning, it should be interpreted including the extent to which similar functions can be expected.
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態による光通信システム1の概略構成を示す図である。図1の光通信システム1は、照明装置2と、受光部3とを備えている。照明装置2は、レーザ光源(コヒーレント光源)4と、情報光生成部5と、光走査部材6と、光学素子7とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an optical communication system 1 according to a first embodiment of the present invention. The optical communication system 1 in FIG. 1 includes an
レーザ光源4は、コヒーレント光すなわちレーザ光を発光する。レーザ光は、波長および位相の揃ったコヒーレント性のある光であり、急峻な単一波長域を有する単色性の光である。また、レーザ光は、指向性が高く、エネルギー密度の高い光である。本実施形態で使用するレーザ光の波長域は、必ずしも可視光波長域である必要はないが、後述するように、可視光波長域の方が人間の目視でレーザ光の軌跡および照射位置を確認できるため、特に安全性の観点で好ましい。
The
レーザ光源4は、それぞれが異なる波長域のレーザ光を発光する複数の光源部を有していてもよいが、下記では、簡略化のために、レーザ光源4が単一の波長域のレーザ光を発光する例を説明する。
The
情報光生成部5は、レーザ光源4が発光したレーザ光を送信情報にて変調させたコヒーレント情報光を生成する。情報光生成部5は、例えば、送信情報に基づいて、レーザ光の発光期間と発光停止期間との少なくとも一方を可変制御したコヒーレント情報光を生成する。あるいは、送信情報に基づいて、レーザ光の光強度を可変制御したコヒーレント情報光を生成してもよい。あるいは、送信情報に基づいて、レーザ光の位相および周波数の少なくとも一つを可変制御したコヒーレント情報光を生成してもよい。情報光生成部5で生成されるコヒーレント情報光も、レーザ光の一種であり、コヒーレント性を備えている。
The
光走査部材6は、コヒーレント情報光の進行方向を制御する光学部材である。例えば、光走査部材6は、互いに交差する方向に延在される二つの回転軸周りに回転可能な走査デバイスを有する。この走査デバイスは反射面を有し、この反射面は情報光生成部5からのコヒーレント情報光を鏡面反射させる。よって、走査デバイスを二つの回転軸周りに任意の量だけ回転させることで、反射面で鏡面反射されたコヒーレント情報光を任意の方向に進行させることができる。
The
本実施形態では、受光部3にコヒーレント情報光を入射させることを念頭に置いているため、受光部3の位置に合わせて、走査デバイスを二つの回転軸周りに所定の量だけ回転させて、情報光生成部5からのコヒーレント情報光を、光学素子7上の所定位置に入射させる。
In the present embodiment, since the coherent information light is incident on the
光学素子7は、コヒーレント情報光が入射される入射面7aを有し、この入射面7aに入射されたコヒーレント情報光を拡散させて、受光部3の受光面3aを照明する。
The
受光部3の受光面3aは、ある程度の面積を持っているため、光学素子7にてコヒーレント情報光を拡散させることで、例えば受光面3aの全域を照明することができる。
Since the
また、コヒーレント情報光は、ビーム径が小さく、局所的なエネルギー密度が非常に高いため、この光が人間の目に入ると危険である。よって、光学素子7でコヒーレント情報光を拡散させることで、コヒーレント情報光のエネルギー密度をある程度低くすることができるという利点もある。
In addition, the coherent information light has a small beam diameter and a very high local energy density, so that it is dangerous when the light enters the human eye. Therefore, there is an advantage that the energy density of the coherent information light can be lowered to some extent by diffusing the coherent information light with the
受光部3は、コヒーレント情報光を受光して、光電変換および復調処理を行って、送信情報を取得する。
The
本実施形態にて送受される送信情報は、特に限定されない。例えば、建物の室内用の光通信システムであれば、送信情報は、室内照明や空調機、その他の各種電気器具のオン/オフ情報や、窓やブラインドの開閉情報であってもよい。また、後述するように、車両用の光通信システムであれば、送信情報は、他の車両に報知する情報や、店舗やゲート等に通知する情報であってもよい。 Transmission information transmitted and received in the present embodiment is not particularly limited. For example, in the case of an optical communication system for indoor use in a building, the transmission information may be on / off information on indoor lighting, an air conditioner, and other various electric appliances, and opening / closing information on windows and blinds. As will be described later, in the case of an optical communication system for a vehicle, the transmission information may be information notified to other vehicles or information notified to a store, a gate, or the like.
図1に示す光学素子7は、例えばホログラム記録媒体を用いて構成されている。ホログラム記録媒体は、例えば複数の要素ホログラム領域で構成されていてもよい。この場合、各要素ホログラム領域は、入射されたコヒーレント情報光を、それぞれ異なる方向に拡散させることが可能である。よって、ホログラム記録媒体に入射されるコヒーレント情報光の入射位置を変えることで、ホログラム記録媒体から拡散されるコヒーレント情報光の進行方向を種々に切り替えることができる。本実施形態の場合、受光部3を照明可能な要素ホログラム領域にコヒーレント情報光が入射されるように、光走査部材6内の走査デバイスを回転させればよい。各要素ホログラム領域でのコヒーレント情報光の拡散範囲は、例えば受光部3の受光面3aの面積に合わせて設定されている。これにより、ホログラム記録媒体で拡散されたコヒーレント情報光が不必要に広く拡散されなくなり、コヒーレント情報光の勝手な受光を防止でき、セキュリティ性を向上できる。
The
光学素子7は、必ずしもホログラム記録媒体で構成する必要はないが、ホログラム記録媒体は、コヒーレント情報光のエネルギー密度を拡散により低下させることができるという利点がある。これに加えて、要素ホログラム領域ごとに形成される干渉縞を種々調整することで、拡散範囲および拡散方向を任意に調整できるという利点もある。
The
この他、光学素子7は、例えばレンズアレイで構成してもよい。この場合、レンズアレイを構成する各要素レンズごとに、入射されたコヒーレント情報光の拡散方向を相違させ、受光部3を照明可能な要素レンズにコヒーレント情報光が入射されるように、光走査部材内の走査デバイスを回転させればよい。
In addition, the
レーザ光は、LED光や赤外光などの他の光に比べて、指向性が高い。光学素子7でコヒーレント情報光を拡散させたとしても、受光部3の受光面3aを照明する程度に拡散させるだけである。よって、コヒーレント情報光を受光部3とは異なる場所で勝手に受光して、コヒーレント情報光に含まれる送信情報を取得されるおそれはほとんどない。よって、本実施形態によれば、セキュリティ性能を向上できる。
Laser light has higher directivity than other light such as LED light and infrared light. Even if the
上述した説明では、レーザ光の波長域が可視光帯域には限定されないこととしたが、レーザ光の波長域が可視光帯域であれば、光学素子7により拡散されたコヒーレント情報光の軌跡および照明位置を人間が目視で確認することができる。よって、例えば、部屋の内壁の特定箇所に受光部3が配置されている場合、照明装置2内の光学素子7で拡散されたコヒーレント情報光が受光部3の受光面3aを照明しているか否かを目視で確認できる。よって、コヒーレント情報光が受光面3aからずれている場合には、手動で、あるいはリモートコントローラなどにより、光走査部材6内の走査デバイスの回転量を調整して、コヒーレント情報光を受光面3aに照射することが可能となる。
In the above description, the wavelength range of the laser light is not limited to the visible light band, but if the wavelength range of the laser light is the visible light band, the locus and illumination of the coherent information light diffused by the
また、レーザ光が可視光であれば、指向性拡散されたレーザ光の一部が意図せず視界に入った場合にも、眼の嫌悪反応によりダメージを低減することができる。よって、安全面でも、レーザ光は可視光であるのが望ましい。 In addition, if the laser light is visible light, damage can be reduced due to an aversive reaction of the eyes even when part of the directional diffused laser light enters the field of view unintentionally. Therefore, it is desirable that the laser light is visible light from the viewpoint of safety.
このように、第1の実施形態では、レーザ光を送信情報にて変調させたコヒーレント情報光を光学素子7で拡散させて、受光部3を照明するようにしたため、指向性が非常に高いことから、コヒーレント情報光を受光部3以外で勝手に受光することがほとんど不可能となり、セキュリティ性を向上できる。また、コヒーレント情報光を光学素子7で拡散させることで、ビーム径が多少広がって受光部3を照明しやすくなるとともに、コヒーレント情報光のエネルギー密度を低くすることができることから、安全性が高くなる。さらに、レーザ光を可視光とすることで、コヒーレント情報光の照明位置を目視で確認でき、照明位置を受光部3に合わせやすくなるとともに、レーザ光を意図せず直視する事故を防止できる。
As described above, in the first embodiment, the coherent information light obtained by modulating the laser light with the transmission information is diffused by the
本実施形態による光通信システム1を車両用照明装置2に適用すれば、例えば、混雑や事故、取り締まり状況などの道路関連情報を、ヘッドライトなどで対向車に知らせることができる。より具体的には、ヘッドライトをレーザ光にして、そのレーザ光に道路関連情報を重畳したコヒーレント情報光を、対向車に向けて照明することが考えられる。対向車側は、ヘッドライトの周囲に受光部3を設けておけば、受光部3にてコヒーレント情報光を受光して、道路関連情報を取得できる。これにより、対向車間で道路関連情報を送受でき、例えば渋滞に巻き込まれる前に、迂回経路を取るなどの措置をいち早く取ることが可能となる。
If the optical communication system 1 according to the present embodiment is applied to the
また、対向車だけでなく、同じ車線の前後を走行している他の車両との間で、情報の送受を行う目的でも利用できる。例えば、前後を走行している他の車両からオイル漏れが発生している場合や、片方のランプが切れている場合、方向指示器が点滅しっぱなしになっている場合などの情報を、コヒーレント情報光として通知できる。 Moreover, it can be used not only for oncoming vehicles but also for the purpose of sending and receiving information to and from other vehicles traveling in the same lane. For example, if there is an oil leak from another vehicle traveling in the front or back, if one of the lamps is off, or if the direction indicator is still flashing, information such as Can be notified as information light.
また、車内の人間が発した声を音声認識により送信情報に変換して、コヒーレント情報光を生成し、生成したコヒーレント情報光を店舗等に設置された受光部3に向けて発光してもよい。これにより、例えば、ドライブスルーの店舗でのオーダーをコヒーレント情報光で行うことができ、オーダー処理を簡易化および迅速化して、混雑防止を図れる。また、運転手等が店員に口頭で注文内容を伝達したり、店舗に用意されたタッチパネル画面を操作する等の煩わしい作業が不要となり、ユーザの利便性が向上する。
Further, voice generated by a person in the car may be converted into transmission information by voice recognition to generate coherent information light, and the generated coherent information light may be emitted toward the
ドライブスルーだけでなく、車両に対する種々のサービスを行う場所(例えば、給油所や給電所などの燃料補給所)などにも適用可能である。 The present invention can be applied not only to drive-through but also to places where various services are provided to vehicles (for example, refueling stations such as gas stations and power stations).
さらに、例えば駐車場の入出庫の際に、自車のプレートナンバー情報を含むコヒーレント情報光を、駐車場ゲートに設置された受光部3に向けて発光してもよい。これにより、駐車場の入出庫の際に、運転手が窓を開けて、チケットの受け渡しを行う手間を省くことができ、運転手側の利便性が向上するとともに、駐車場を完全無人化で管理可能となる。これは、有料道路への入出場にも適用可能である。ETC(Electronic Toll Collection System)と連動させることで、決済処理の自動化も可能となる。
Further, for example, when entering and leaving a parking lot, coherent information light including the plate number information of the own vehicle may be emitted toward the
(第2の実施形態)
以下に説明する第2の実施形態は、受光部3の位置を自動的に検出して、その検出結果に基づいて光走査部材6でのコヒーレント情報光の進行方向を切り替えるものである。
(Second Embodiment)
In the second embodiment described below, the position of the
図2は本発明の第2の実施形態による光通信システム1の概略構成を示す図である。図2の光通信システム1は、図1の光通信システム1に撮像部11と位置検出部12を追加したものである。撮像部11は、受光部3の周辺の画像を撮影する。位置検出部12は、撮像部11が撮影した画像を解析して、受光部3の位置を検出する。そして、位置検出部12は、検出した位置に基づいて、光走査部材6の走査デバイスを回転させて、情報光生成部5からのコヒーレント情報光が、光学素子7上の所定位置に照射されるようにする。これにより、光学素子7で拡散されたコヒーレント情報光が、精度よく受光部3を照明するようになる。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an optical communication system 1 according to the second embodiment of the present invention. The optical communication system 1 in FIG. 2 is obtained by adding an imaging unit 11 and a
例えば、車両用の光通信システム1の場合、撮像部11と受光部3との距離および方向が一定でないため、受光部3に近傍に目印となる指標を設けて、この指標が撮影されたことを位置検出部12で検出すれば、その指標に合わせて光走査部材6を調整してもよい。指標は、色や形状に特徴を持たせたものでもよいし、バーコードやQRコードのようなコード情報でもよい。
For example, in the case of the optical communication system 1 for a vehicle, since the distance and direction between the imaging unit 11 and the
また、撮像部11を設ける代わりに、受光部3が特定の波長域の光を発するようにし、この光を位置検出部12で受光して、この光の発光位置に合わせて、光走査部材6を調整してもよい。
Further, instead of providing the imaging unit 11, the
このように、第2の実施形態では、受光部3の位置を検出する位置検出部12を設けるため、コヒーレント情報光にて受光部3の受光面3aを正確に照明することが可能となる。
As described above, in the second embodiment, since the
(第3の実施形態)
以下に説明する第3の実施形態は、レーザ光が誤って人間の目に入らないように対策を取ったものである。
(Third embodiment)
In the third embodiment described below, measures are taken so that laser light does not enter the human eye by mistake.
図3は本発明の第3の実施形態による光通信システム1の概略構成を示す図である。図3の光通信システム1は、図2の構成に加えて、障害物検出部13を備えている。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of an optical communication system 1 according to the third embodiment of the present invention. The optical communication system 1 in FIG. 3 includes an
障害物検出部13は、受光部3にて受光されるべきコヒーレント情報光の受光が一時的に途切れたことを検出する。受光部3がコヒーレント情報光を受光し始めて、しばらくの間は、受光が継続して行われるが、その間に、一時的に受光が途切れた場合、コヒーレント情報光の光路を何らかの障害物が遮ったと考えられる。障害物は、必ずしも人間であるとは限らないが、コヒーレント情報光の受光が一時的に途切れたか否かは受光部3にて容易に検出できる。そこで、障害物検出部13は、受光部3におけるコヒーレント情報光の受光が一時的に遮られた場合には、レーザ光源4に対して、レーザ光の発光停止を指示する。これにより、レーザ光は発光されなくなり、情報光生成部5によるコヒーレント情報光の生成も停止される。よって、光学素子7からのコヒーレント情報光の照明も停止される。よって、例えば、人間がコヒーレント情報光の光路を遮った障害物であったとしても、この人間の目にコヒーレント情報光が入る事故を防止できる。
The
なお、情報光生成部5は、レーザ光を送信情報に応じて、間歇的に送信する変調方式でコヒーレント情報光を生成する場合もありえる。この場合、コヒーレント情報光の受光が途切れたことが、必ずしも障害物によるものとは言えないことも考えられる。ただし、コヒーレント情報光の光停止期間の長さは、障害物による光遮蔽期間に比べて、はるかに短いはずであり、所定の判断閾値を設定することで、受光が途切れたことが障害物によるものか否かを、正確に検出できる。
Note that the information
障害物検出部13にて障害物が検出されて、レーザ光の発光をいったん停止すると、その後、所定期間が経過した後、自動的にレーザ光の発光を再開してもよい。あるいは、レーザ光の発光を停止するとともに、警告ブザーの鳴動や警告ランプの点灯等の警告処理を行い、ユーザが所定の初期化処理を行った後に、レーザ光の発光を再開してもよい。
When an obstacle is detected by the
このように、第3の実施形態では、コヒーレント情報光の受光部3での受光が一時的に途切れた場合には、レーザ光の発光自体を停止するようにしたため、コヒーレント情報光が誤って人間の目に入ることを防止でき、安全性の向上が図れる。
As described above, in the third embodiment, when the reception of the coherent information light by the
なお、障害物検出部13にて検出された障害物は必ずしも人間であるとは限らないが、障害物の存在によって、受光部3では正常なコヒーレント情報光の受光ができなくなっているため、レーザ光源4におけるレーザ光の発光を停止しても、実用上の問題は起きない。むしろ、レーザ光の発光を停止することで、不必要なレーザ光の発光をしなくてすむため、消費電力の削減を図れる。
Although the obstacle detected by the
ところで、図3は、障害物検出部13を設けたことに特徴があるため、撮像部11と位置検出部12は省略してもよい。
3 is characterized by the provision of the
(第4の実施形態)
上述した第1〜第3の実施形態では、受光部3の位置に合わせて、光走査部材6からのコヒーレント情報光の進行方向を切り替える例を説明したが、以下に説明する第4の実施形態は、光走査部材6の動作が第1〜第3の実施形態とは異なるものである。
(Fourth embodiment)
In the first to third embodiments described above, the example in which the traveling direction of the coherent information light from the
図4は本発明の第4の実施形態による光通信システム1の概略構成を示す図である。図4の光通信システム1内の光走査部材6は、一定周期でコヒーレント情報光の進行方向を連続的または断続的に切り替える走査デバイスを有する。すなわち、走査デバイスは、一軸または二軸方向に回転可能な回転軸周りに、周期的に回転動作を繰り返している。これにより、コヒーレント情報光源からのコヒーレント情報光は、走査デバイスにて例えば反射されて、光学素子7上を走査することになる。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of an optical communication system 1 according to the fourth embodiment of the present invention. The
この他、図4の光通信システム1は、発光タイミング調整部14を備えている。発光タイミング調整部14は、位置検出部12で検出した受光部3の位置に応じて、レーザ光源4が発光するレーザ光の発光タイミングを調整する。より具体的には、レーザ光源4は、走査デバイスの反射面が所定の回転角度になったときに、一時的にレーザ光を発光する。これにより、反射面で反射されたコヒーレント情報光は、光学素子7上の所定の位置に入射されることになる。光学素子7上の所定の位置とは、受光部3を照明可能な位置であり、この位置に入射されたコヒーレント情報光は拡散されて、受光部3を照明する。
In addition, the optical communication system 1 in FIG. 4 includes a light emission
このように、第4の実施形態では、光走査部材6の回転制御は行わず、レーザ光の発光タイミングを調整することで、受光部3の照明を行う。よって、レーザ光源4でのレーザ光の発光期間をできるだけ短くすることができる。
Thus, in the fourth embodiment, the rotation of the
なお、図4における撮像部11、位置検出部および障害物検出部13は、第4の実施形態では必須の構成要素ではないため、適宜省略してもよい。
In addition, since the imaging part 11, the position detection part, and the
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。 The aspect of the present invention is not limited to the individual embodiments described above, and includes various modifications that can be conceived by those skilled in the art, and the effects of the present invention are not limited to the contents described above. That is, various additions, modifications, and partial deletions can be made without departing from the concept and spirit of the present invention derived from the contents defined in the claims and equivalents thereof.
1 光通信システム、2 照明装置、3 受光部、4 レーザ光源、5 情報光生成部、6 光走査部材、7 光学素子、11 撮像部、12 位置検出部、13 障害物検出部、14 発光タイミング調整部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical communication system, 2 Illuminating device, 3 Light receiving part, 4 Laser light source, 5 Information light production | generation part, 6 Optical scanning member, 7 Optical element, 11 Imaging part, 12 Position detection part, 13 Obstacle detection part, 14 Light emission timing Adjustment section
Claims (16)
前記コヒーレント光を送信情報にて変調させたコヒーレント情報光を生成する情報光生成部と、
前記コヒーレント情報光の進行方向を制御する光走査部材と、
前記光走査部材にて進行方向が制御された前記コヒーレント情報光を拡散させる光学素子と、
前記光学素子にて拡散されたコヒーレント情報光を受光して前記送信情報を取得する受光部と、を備える光通信システム。 A coherent light source that emits coherent light;
An information light generator that generates coherent information light obtained by modulating the coherent light with transmission information;
An optical scanning member for controlling the traveling direction of the coherent information light;
An optical element that diffuses the coherent information light whose traveling direction is controlled by the optical scanning member;
An optical communication system comprising: a light receiving unit that receives coherent information light diffused by the optical element and acquires the transmission information.
前記光走査部材は、前記位置検出部で検出された位置に合わせて、前記コヒーレント情報光の進行方向を制御する請求項1または2に記載の光通信システム。 A position detection unit for detecting the position of the light receiving unit;
The optical communication system according to claim 1, wherein the optical scanning member controls a traveling direction of the coherent information light in accordance with a position detected by the position detection unit.
前記位置検出部は、前記撮像部で撮影された画像を解析して前記受光部の位置を検出する請求項3に記載の光通信システム。 An imaging unit that captures an image around the light receiving unit;
The optical communication system according to claim 3, wherein the position detection unit detects a position of the light receiving unit by analyzing an image photographed by the imaging unit.
前記コヒーレント光源は、前記障害物検出部にて前記コヒーレント情報光の受光が一時的に途切れたことが検出されると、前記コヒーレント光の発光を停止する請求項1乃至4のいずれかに記載の光通信システム。 An obstacle detection unit that detects that the reception of the coherent information light to be received by the light receiving unit is temporarily interrupted,
5. The coherent light source according to claim 1, wherein when the obstacle detection unit detects that the reception of the coherent information light is temporarily interrupted, the coherent light source stops emitting the coherent light. Optical communication system.
前記走査デバイスが前記コヒーレント情報光を前記受光部に向けるタイミングに合わせて、前記コヒーレント光源が前記コヒーレント光を発光するタイミングを調整する発光タイミング調整部をさらに備え、
前記コヒーレント光源は、前記発光タイミング調整部からの指示に従って、前記コヒーレント光を発光する請求項1乃至5のいずれかに記載の光通信システム。 The optical scanning member has a scanning device that switches the traveling direction of the coherent light continuously or intermittently at a constant period;
In accordance with the timing when the scanning device directs the coherent information light to the light receiving unit, the scanning device further includes a light emission timing adjusting unit that adjusts the timing at which the coherent light source emits the coherent light,
The optical communication system according to claim 1, wherein the coherent light source emits the coherent light in accordance with an instruction from the light emission timing adjustment unit.
前記コヒーレント光を送信情報にて変調させたコヒーレント情報光を生成する情報光生成部と、
前記コヒーレント情報光の進行方向を制御する光走査部材と、
前記光走査部材にて進行方向が制御された前記コヒーレント情報光を、前記コヒーレント情報光を受光して前記送信情報を取得する受光部に向けて拡散させる光学素子と、を備える照明装置。 A coherent light source that emits coherent light;
An information light generator that generates coherent information light obtained by modulating the coherent light with transmission information;
An optical scanning member for controlling the traveling direction of the coherent information light;
An optical device comprising: an optical element that diffuses the coherent information light whose traveling direction is controlled by the optical scanning member toward a light receiving unit that receives the coherent information light and acquires the transmission information.
前記光走査部材は、前記位置検出部で検出された位置に合わせて、前記コヒーレント情報光の進行方向を制御する請求項9または10に記載の照明装置。 A position detection unit for detecting the position of the light receiving unit;
The illumination device according to claim 9 or 10, wherein the optical scanning member controls a traveling direction of the coherent information light in accordance with a position detected by the position detection unit.
前記位置検出部は、前記撮像部で撮影された画像を解析して前記受光部の位置を検出する請求項11に記載の照明装置。 An imaging unit that captures an image around the light receiving unit;
The lighting device according to claim 11, wherein the position detection unit detects a position of the light receiving unit by analyzing an image captured by the imaging unit.
前記コヒーレント光源は、前記障害物検出部にて前記コヒーレント情報光の受光が一時的に途切れたことが検出されると、前記コヒーレント光の発光を停止する請求項9乃至12のいずれかに記載の照明装置。 An obstacle detection unit that detects that the reception of the coherent information light to be received by the light receiving unit is temporarily interrupted,
13. The coherent light source according to claim 9, wherein when the obstacle detection unit detects that the reception of the coherent information light is temporarily interrupted, the coherent light source stops emitting the coherent light. Lighting device.
前記走査デバイスが前記コヒーレント情報光を前記受光部に向けるタイミングに合わせて、前記コヒーレント光源が前記コヒーレント光を発光するタイミングを調整する発光タイミング調整部をさらに備え、
前記コヒーレント光源は、前記発光タイミング調整部からの指示に従って、前記コヒーレント光を発光する請求項9乃至13のいずれかに記載の照明装置。 The optical scanning member has a scanning device that switches the traveling direction of the coherent light continuously or intermittently at a constant period;
In accordance with the timing when the scanning device directs the coherent information light to the light receiving unit, the scanning device further includes a light emission timing adjusting unit that adjusts the timing at which the coherent light source emits the coherent light,
The illumination device according to claim 9, wherein the coherent light source emits the coherent light in accordance with an instruction from the light emission timing adjustment unit.
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