JP2000295180A - 光通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多方位への光通信を可能として、相手へ通信
を容易にかつ信頼性が高く行うことができるようにす
る。 【解決手段】 受信部３は、２葉双曲面の一方の双曲面
の外面が下方を向くようにして設けられた下方凸状受信
用反射ミラー２ａと、受信用反射ミラー２ａで反射され
た赤外線を集光する受信用レンズ１３と、受信用レンズ
１３によって集光された赤外線を受光するよう受信用レ
ンズ１３の下方に設けられたＣＣＤエリアセンサー１４
とから構成される。送信部４は、赤外線を放射し最上部
に設けられた光源１９と、光源１９から放射された赤外
線の出射位置を選択するために液晶シャッター１８と、
液晶シャッター１８から出射された赤外線を集光する送
信用レンズ１７と、２葉双曲面の他方の双曲面の外面が
上方を向くようにして設けられた上方凸状送信用反射ミ
ラー２ｂとから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光で情報のやり取
りを行う光通信装置に関し、特に複写機やプリンタなど
の画像形成装置やそれらの複合機と、ＰＣや携帯端末と
の間で赤外線通信を行う光通信装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、複写機、プリンタなどの画像形成
装置やそれらの複合機と、ＰＣや携帯端末との間で赤外
線を用いた光通信が盛んに行われている。例えば、特開
平９−２４４７７４号公報には、通信ユニットを搭載し
たレーザプリンタにおいて、この通信ユニットの通信方
向を切換手段によって可変とし、レーザプリンタとその
通信相手であるホストコンピュータとの相対位置関係に
自由度を持たせる構成が開示されている。また、特開平
９−３０７５０２号公報には、ＰＣと携帯端末との間で
赤外線通信を行う場合に、互いに相手の赤外線通信装置
の位置を検出し、自身の赤外線通信装置の光軸を駆動装
置によって変更および調整する構成が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の光通
信装置では、光通信を行おうとする画像形成装置などの
機器の配置が変更されるたびに、また新たな機器と光通
信を行おうとするたびに、通信可能な方向の調整を行う
ことになる。しかしながら、特開平９−２４４７７４号
公報の通信ユニットでは、手探りで方向の調整を行うた
め作業に時間がかかるとともに、その位置合わせ精度は
低い。また、特開平９−３０７５０２号公報の赤外線通
信装置では、水平方向の限られた方位に対してしか相手
通信機の位置を検出することができず、例えば赤外線通
信装置が複写機やプリンタなどの機器に固定搭載されて
いる場合には、後方にある相手通信機を検出しようとす
れば機器ごと後方に向きを変えて検知可能範囲に収める
という作業を行わなければならないといった不都合が生
じる。このように、従来の光通信装置を用いるとセッテ
ィング作業の低能率化を招く。また、通信方向の調整を
機械的に行うため、装置構成が複雑になりやすいととも
に長期間の使用による機械的疲労などの問題がある。

【０００４】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであって、多方位への光通信を可能として、相手
へ通信を容易にかつ信頼性が高く行うことができる光通
信装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、光を
用いて多方向のデータ通信を行うことが可能な光通信装
置において、多方位からの光を位置が固定された状態で
受信する多方位受信手段と、多方位受信手段による光の
受信方向に基づいて、位置が固定された状態で多方位の
うち所定の方向に光を送信することが可能な多方位送信
手段と、を有し、前記多方位受信手段により相手送信機
の発信位置を求め、前記多方位送信手段により相手送信
機の発信位置に向けて送信することを特徴とする。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１記載の光通信
装置であって、前記多方位受信手段が、２葉双曲面のう
ち１方の双曲面の形状を有して、相手通信機からの光を
反射する凸状受信用反射ミラーと、前記２葉双曲面のう
ち他方の双曲面の形状を有し、中心が他方の双曲面の焦
点に配された凸状受信用レンズと、該受信用レンズで集
光された光を検出する受光部と、をこの順に配置したこ
とを特徴とする。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１記載の光通信
装置であって、前記多方位送信手段は、２葉双曲面のう
ち１方の双曲面の形状を有して、相手通信機へ光を反射
する凸状送信用反射ミラーと、前記２葉双曲面のうち他
方の双曲面の形状を有し、中心が他方の双曲面の焦点に
配された凸状送信用レンズと、該送信用レンズに向けて
面上の所定位置の光を選択的に通過させるシャッター
と、該シャッターに向けて発光する光源部と、をこの順
に配置したことを特徴とする。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１記載の光通信
装置であって、前記多方位受信手段は、２葉双曲面のう
ち１方の双曲面の形状を有して、相手通信機からの光を
反射する凸状受信用反射ミラーと、前記２葉双曲面のう
ち他方の双曲面の形状を有し、中心が他方の双曲面の焦
点に配された凸状受信用レンズと、該受信用レンズで集
光された光を検出する受光部と、をこの順に配置する。
そして、前記多方位送信手段は、２葉双曲面のうち１方
の双曲面の形状を有して、相手通信機へ光を反射する凸
状送信用反射ミラーと、前記２葉双曲面のうち他方の双
曲面の形状を有し、中心が他方の双曲面の焦点に配され
た凸状送信用レンズと、該送信用レンズに向けて面上の
所定位置の光を選択的に通過させるシャッターと、該シ
ャッターに向けて発光する光源部と、をこの順に配置し
たことを特徴とする。

【０００９】請求項５の発明は、請求項４記載の光通信
装置であって、前記受信用反射ミラーの回転対称軸と、
前記送信用反射ミラーの回転対称軸とがともに同軸上に
配置されていることを特徴とする。

【００１０】請求項６の発明は、請求項５記載の光通信
装置であって、前記送信用反射ミラーと前記受信用反射
ミラーとを２葉双曲面を形成する位置に近接して配置し
たことを特徴とする。

【００１１】請求項７の発明は、請求項６記載の光通信
装置であって、同軸を略鉛直方向に向け、前記多方位送
信手段を上部側に前記多方位受信手段を下部側に互いに
隣接するように設け、前記多方位送信手段の最下部に反
射ミラーを双曲面の外面が上向きになるよう配置し、前
記多方位受信手段の最上部に反射ミラーを双曲面の外面
が下向きになるよう配置したことを特徴とする。

【００１２】請求項８の発明は、請求項１ないし７のい
ずれかに記載の光通信装置であって、前記多方位送信手
段と前記多方位受信手段とが互いの相対位置が固定され
て設置される場合、前記多方位受信手段の受光部におけ
る最大受光位置の空間座標、受光強度および受光強度分
布を前記多方位送信手段のシャッターを開く空間座標と
相手通信機の送信アドレスとに対応させることを特徴と
する。

【００１３】請求項９の発明は、光を用いて多方向のデ
ータ通信を行うことが可能な光通信装置において、相手
通信機から送信された光の水平方向の送信方位を検知す
る第１受光部と、該第１受光部で検知された水平方向の
送信方位を基に仰角方向を検知して光の最大受光方向を
決定する第２受光部とを備える受信部と、最大受光方向
に向けて光を送信する送信部と、を有することを特徴と
する。

【００１４】請求項１０の発明は、請求項９記載の光通
信装置であって、前記第１受光部および前記第２受光部
は、それぞれ相手通信機からの赤外線に対して最大受光
方向から傾斜した位置に受光面が配置される複数の受光
素子を有することを特徴とする。

【００１５】請求項１１の発明は、請求項１０記載の光
通信装置であって、前記第１受光部は、水平面内で回転
する例えば円柱形状の受光部であって、側面の同一の高
さに複数の受光素子を有し、前記第２受光部は、前記第
１受光部の上方の全方位に対して首振り可動な載頭円錐
形状の受光部であって、円錐面の同一の高さに複数の受
光素子を有することを特徴とする。

【００１６】請求項１２の発明は、請求項１１記載の光
通信装置であって、前記第１受光部の受光素子を広指向
性センサーとし、前記第２受光部の受光素子を狭指向性
センサーとすることを特徴とする。

【００１７】請求項１３の発明は、請求項１１又は１２
記載の光通信装置であって、前記第２受光部の載頭円錐
の中心軸上に、中心軸に沿って赤外線を送信する送信部
が設けられていることを特徴とする。

【００１８】請求項１４の発明は、請求項９ないし１３
のいずれかに記載の光通信装置であって、前記第１受光
部の向きと、前記第２受光部の向きとを検知する受光部
方位検知部を有することを特徴とする。

【００１９】請求項１５の発明は、請求項１４記載の光
通信装置であって、前記第１受光部および第２受光部の
向きおよび赤外線通信可能領域を表示する表示装置を有
する、または、該表示装置に接続されることを特徴とす
る。

【００２０】請求項１６の発明は、請求項１５記載の光
通信装置であって、前記表示装置に相手通信機との相対
位置を表示することを特徴とする。

【００２１】請求項１７の発明は、請求項１５又は１６
記載の光通信装置であって、前記表示装置は、第２受光
部が受光した赤外線信号強度を表示することを特徴とす
る。

【００２２】請求項１８の発明は、請求項９ないし１７
のいずれかに記載の光通信装置であって、前記第１受光
部、第２受光部、および送信部を位置決めする位置決め
手段を有することを特徴とする。

【００２３】請求項１９の発明は、請求項１８記載の光
通信装置であって、一旦交信した相手通信機の例えばＩ
Ｐアドレスに、交信した際の第１受光部、第２受光部お
よび送信部の位置コードを対応させて記録し、次回以降
の通信においてアドレスを指定すれば、それに対応する
位置コードを読み出して、前記位置決め手段により自動
位置合わせを行うことを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。

【００２５】＜第１実施形態＞図１は、本発明に係る光
通信装置の第１実施形態を示す構成図である。光通信装
置（多方位受信装置）１は、内部が中空の円柱状をな
し、上部が送信部４、下部が受信部３となっている。円
柱の中央部は透明となっており、その中央部の内部に反
射ミラー２を備えている。こうして、光通信装置１は、
位置が固定された状態で多方位の相手通信機１０との間
で赤外線による双方向のデータ通信が行えるようになっ
ている。この光通信装置１は、プリンタ７やＰＣ（パー
ソナルコンピュータ）６に搭載されるものであり、相手
通信機１０から送られた赤外線を受信部３の反射ミラー
２で反射して受信し、通信機制御部５による制御に従っ
て、受信したデータをプリンタ７やＰＣ６に送るととも
に、プリンタ７やＰＣ６からのデータを通信機制御部５
による制御に従って、送信部４から反射ミラー２を介し
て相手通信機１０に送信する。

【００２６】光通信装置１の受信部（多方位受信手段）
３は、図２に示すように、２葉双曲面の一方の双曲面の
外面が下方を向くようにして相手通信機１０から送信さ
れた赤外線を反射するように受信部３の最上部に設けら
れた下方凸状受信用反射ミラー２ａと、受信用反射ミラ
ー２ａで反射された赤外線を集光するように受信用反射
ミラー２ａの下方に設けられた受信用レンズ１３と、受
信用レンズ１３によって集光された赤外線を受光するよ
う受信用レンズ１３の下方に設けられたＣＣＤエリアセ
ンサー（ＣＣＤ受光部）１４とから構成される。

【００２７】また、光通信装置の送信部（多方位送信手
段）４は、赤外線を放射し最上部に設けられた光源１９
と、光源１９から放射された赤外線の出射位置を選択す
るために光源の下方に設けられたデジタル面発光部とし
ての液晶シャッター１８と、液晶シャッター１８から出
射された赤外線を集光するように液晶シャッター１８の
下方に設けられた送信用レンズ１７と、送信用レンズ１
７で集光された赤外線を反射して相手通信機１０へ導く
ために２葉双曲面の他方の双曲面の外面が上方を向くよ
うにして送信部４の最下部に設けられた上方凸状送信用
反射ミラー２ｂとから構成される。

【００２８】上記の構成の光通信装置１において、受信
用反射ミラー２ａと送信用反射ミラー２ｂとの回転対称
軸は同軸上に配置され、さらに受信用レンズ１３の中心
は送信用反射ミラー（他方の双曲面）２ｂの焦点の位置
に、また送信用レンズ１７の中心は受信用反射ミラー
（一方の双曲面）２ａの焦点の位置に配置されている。
反射ミラー２ａ，２ｂで反射された光は、必ずレンズ１
３，１７に集光されているので、多方位からの受光も、
多方位への発光も可能となる。さらに、ＣＣＤエリアセ
ンサー１４と受信用レンズ１３との間の距離と、液晶シ
ャッター１８と送信用レンズ１７との間の距離は、等し
く設定されている。ここで、図２に示すように、前記回
転対称軸（光軸）に平行で、光軸受信用反射ミラー２ａ
からＣＣＤエリアセンサー１４への方向をＡとし、前記
回転対称軸に平行で、送信用反射ミラー２ｂから光源１
９への方向をＢとする。

【００２９】次に、受信部と送信部の相手通信機１０に
対する送受信動作について説明する。まず、図３は、Ｃ
ＣＤエリアセンサーの受光強度分布を示す説明図であ
り、図４は、液晶シャッター１８のシャッター位置を示
す説明図である。図３及び図４において、光軸方向をｚ
軸とし、それに垂直な平面をｘｙ平面とする。そして、
図中Ａ，Ｂは図２のＡ，Ｂ方向を示す。

【００３０】図３に、相手通信機１０が送信した赤外線
を受信用反射ミラー２ａで反射し、受信用レンズ１３で
集光して得たＣＣＤエリアセンサー１４上の受光強度分
布を示す。受光する赤外線は、ｘｙ平面上で最大の受光
強度となる点Ｐｉ（ｘｉ，ｙｉ）を中心にして幅を有し
た強度分布となる。受信部３は、例えばこの強度分布に
おいて所定のしきい値以上の強度で受光した領域を受光
領域とする。平面上の最大受光強度点Ｐｉ（ｘｉ，ｙ
ｉ）は、相手通信機１０の位置と１対１には対応してい
ないので、受光強度分布の形状から、送信されてきた赤
外線が受信用反射ミラー２ａのどの部分で反射されたか
を計算し、点Ｐｉと計算された反射点とから相手通信機
１０の赤外線出射方向を求める。さらに、相手通信機１
０の赤外線発光強度を予めデータとして保持しておき、
点Ｐｉ（ｘｉ，ｙｉ）における受光強度から、相手通信
機１０の赤外線出射位置からの距離を求める。これによ
り、受信部３は相手通信機１０の赤外線出射位置を算出
することができる。

【００３１】そして、図４に示すように、受信部３で求
めた相手通信機１０の赤外線出射位置に基づいて、送信
部４の液晶シャッター１８におけるｘｙ平面上の点Ｐｏ
（ｘ０，ｙ０）を選択して開くことにより、相手通信機
１０の赤外線出射位置と赤外線受光位置とがほぼ同一箇
所にある場合に、相手通信機１０へ正確に赤外線を送信
することができる。送信部３には、液晶シャッター１８
のどの部分を開けばどの方向に赤外線が送信されるかと
いうデータが予め格納されている。また、液晶シャッタ
ー１８上の点Ｐｏ（ｘ０，ｙ０）を決定して双方向通信
を行うに際して、相手通信機１０のアドレスを相手通信
機１０の赤外線出射位置として光通信装置に格納してお
けば、次回以降の同じ相手通信機１０との通信におい
て、このＩＰアドレスに従って送信方向を決定すること
ができる。

【００３２】なお、本実施の形態の光通信装置１は、光
源１９が送信部４の最上部に設けられるとともに、ＣＣ
Ｄエリアセンサー１４が受信部３の最下部に設けられて
いるため、両者が最も離れる構成となっており、光源１
９で生じた熱がＣＣＤエリアセンサー１４に伝わりにく
く、ＣＣＤエリアセンサー１４に悪影響を及ぼすことを
極力防止することができる。また、受信用反射ミラー２
ａの回転対称軸と、送信用反射ミラー２ｂの回転対称軸
とが同軸上にあるとともに、受信用反射ミラー２ａと送
信用反射ミラー２ｂとが近接して２葉双局面をなしてい
るため、送信部４と受信部３とが互いに相手の赤外線光
路に対して死角を作らず、通信の妨害を防ぐことができ
る。

【００３３】また、光通信装置を、図５に示すような多
方位送受信装置２１，３１のように構成することもでき
る。多方位送受信装置２１は、送信部２４を多方位送受
信装置１の送信部４と同一の構成とし、受信部２３の最
下部から、受信用反射ミラー、受信用レンズ、ＣＣＤエ
リアセンサーの順に配置したものである。多方位送受信
装置３１は、送信部３４を最下部から、送信用反射ミラ
ー、送信用レンズ、液晶シャッター、光源部の順に配置
し、受信部３３を多方位送受信装置２１の受信部２３と
同一の構成としたものである。これらの光通信装置の構
成によっても、多方位送受信装置１と同様の光通信を行
うことができる。

【００３４】次に、上記の光通信装置１を用いた光通信
の手順について図６のフローチャートを用いて説明す
る。光通信を行うに先立って、光通信装置１は、その受
信部３が相手通信機１０からの赤外線を受信することが
できるように、相手通信機１０に対する相対位置が粗調
整されているものとする。

【００３５】Ｓ１で光通信装置が受信待機状態にあり、
Ｓ２で相手局としての相手通信機１０から呼び出しの赤
外線送信があると、Ｓ３で光通信装置１はその相手通信
機１０との交信コードを保有しているか否か、すなわち
直ちに交信可能か否かを判断する。交信コードを保有し
ていれば、相手通信機のアドレスを保有しているので、
Ｓ５でこれを呼び出して方位コードとして用い、Ｓ６で
送信方位を設定する。Ｓ３で交信コードを保有していな
ければ、この相手通信機とは初めての交信であるので、
ＣＣＤエリアセンサー１４上の最大受光強度位置、受光
強度分布、および受光強度を測定して相手通信機１０の
位置を検知する。相手通信機１０の位置を検知すると、
Ｓ６で送信方位の設定を行い、液晶シャッター１８上の
適切な位置のシャッターを開く。そして、Ｓ７でデータ
の送受信を行い、Ｓ８で相手局のアドレスを方位コード
として格納する。これが終了すると、Ｓ１に戻って再び
受信待機状態となる。

【００３６】＜第２実施形態＞図７は、本発明に係る光
通信装置の第２実施形態を示す外観図である。図８は、
第２実施形態である光通信装置の構成図であり、（ａ）
は断面図、（ｂ）は側面図である。光通信装置（送受信
装置）４１は、第１受光部４２、第２受光部４３、送信
部４４、および制御装置４５から構成され、ＰＣ（パー
ソナルコンピュータ）６に接続されている。第１受光部
４２は、光通信装置４１の台座上に設けられる水平面内
で回転可能な円柱上の回転体５１であり、その側面の同
一の高さにフォトダイオードなどの複数の受光素子５２
が側面を取り巻くように取り付けられている。これらの
受光素子５２は広指向性のセンサーである。この第１受
光部４２は、相手通信機から送信された赤外線が水平面
上でどの方位角の方向から到達するかを、赤外線を受光
することによって大まかに検知するものである。

【００３７】第２受光部４３は、第１受光部４２の上方
に設けられた載頭円錐形状の受光部であり、その円錐面
の同一の高さにフォトダイオードなどの複数の受光素子
５４が円錐面を取り巻くように取り付けられている。こ
れら受光素子５４は狭指向性のセンサーである。この第
２受光部４３は裁頭円錐５３の裏側の軸を中心として、
第１受光部４２の上方の全天方位にわたって首振り可能
となっている。第１受光部４２で検知した水平方向に対
して仰角方向に移動させることにより、最大受光位置を
探し、相手通信機からの赤外線送信方向を正確に検知す
る。送信部４４は、図２左図に示すように、第２受光部
４３の載頭円錐５３の中心軸上に配置されており、赤外
ＬＥＤなどの発光源５５およびコリメートレンズ５６が
設けられている。制御装置４５は、外部のＰＣ６から指
令が与えられることにより、第１受光部４２および第２
受光部４３の回転軸を所定の位置にモータなどで駆動す
るための制御を行う。なお、制御装置４５を省略し、摘
みなどの移動部材を設けて手動で第１受光部４２および
第２受光部４３を移動させるようにしてもよい。

【００３８】上記の構成の光通信装置４１による通信方
向の調整は、まず図２左図に示すように、位置合わせの
粗調整として第１受光部４２を回転させ、例えば紙面右
側から送信されてくる赤外線を受光・検知して、水平面
内における方位角調整を行う。次いで、位置合わせの微
調整として同図右図に示すように、第２受光部４３を第
１受光部４２で求めた方位角に向けておき、鉛直方向に
首振りを行って仰角調整を行い、最大受光位置を求め
る。この最大受光位置が相手通信機の発光源の方向であ
り、同時に相手通信機への送信が最も効率よく行われる
方向でもある。従って、送信部４４については改めて位
置合わせを行う必要がない。

【００３９】上記の粗調整および微調整の位置合わせに
ついて説明する。図９（ａ）に示すように、第２受光部
４３の受光素子５４は裁頭円錐面上に設けられているた
め、受光素子５４全てが送信されてきた赤外線にして受
光面が直交することはなく、直交方向からある角度だけ
傾斜している。

【００４０】今、左右対称に配置された２つの受光素子
５４Ｒ，５４Ｌについて考える。受光素子５４Ｒの受光
面が直交面から−θ１の角度だけ傾斜し、受光素子５４
Ｌの受光面が直交面から−θ２の角度だけ傾斜している
ものとする（０°＜θ１，θ２＜９０°）と、受光素子
５４Ｒと受光素子５４Ｌとの受光強度が等しく、かつそ
の強度が最も大きくなるように第２受光部４３を移動さ
せたときに、送信赤外線の中心軸が載頭円錐５３の中心
軸と一致し、最大受光位置となる。このときは当然θ１
＝θ２となるが、調整完了直前の微調整過程においてθ
１≠θ２のとき、受光素子５４Ｒ，５４Ｌの単位面積当
たりの受光強度はそれぞれおよそＰｃｏｓθ１、Ｐｃｏ
ｓθ２（Ｐは直交面における単位面積当たりの受光強
度）であるから、両者の受光量差を強調することができ
る。従って、最後の微調整を正確に行うことができる。
第１受光部４２においても同様の原理である。また、本
実施形態においては、受光素子を取り付ける面を赤外線
送信方向に対する直交面から後方に傾斜させたが、これ
に限ることなく図９（ｂ）に示すように、直交面の前方
に傾斜させてもよい。この場合も同様の効果を得ること
ができる。

【００４１】また、第１受光部４２および第２受光部４
３にそれらが向いている方位を検知するポテンショメー
タ・エンコーダなどの受光部方位検知部を設けておき、
図１０に示すように、光通装置に設けた表示装置、また
は外部のＰＣやプリンタなどの機器に設けた表示装置
に、受光部方位検知部で検知した光通信装置の送受信位
置と相手通信機との相対位置を検知した結果を表示する
ようにすれば、位置合わせ効率が向上する。同図（ａ）
は調整前の様子であり、表示画面の中央を最大受光位
置、すなわち送信部の位置とし、通信可能範囲６１およ
び相手通信機６２の位置を表示している。なお、相手通
信機の位置６２は、相手通信機からの赤外線の少なくと
も一部が光通信装置に届くような範囲に入ってから表示
される。横軸は水平方向の方位角６３、縦軸は仰角６４
を表す。この表示画面を見ながら、第１受光部４２およ
び第２受光部４３の角度調整６３，６４を行い、同図
（ｂ）に示すように、相手通信機の表示が通信可能範囲
の中心に一致するようにする。また、図示していない
が、その調整過程において光通信装置の受光強度を表示
するようにすれば、いっそう調整効率が高まる。

【００４２】次に、調整過程を図１１に示すフローチャ
ートに従って説明する。ここでは、予め相手通信機が発
する赤外線の少なくとも一部が光通信装置に届く状態に
なっているものとする。Ｓ１１で光通信装置４１が受信
待機状態にあり、Ｓ１２で相手局（相手通信機）から呼
び出しがあると、Ｓ１３で第１受光部４２による方位角
調整を行い、Ｓ１４で第２受光部４３による仰角調整を
行う。Ｓ１５でさらに第２受光部４３による仰角の微調
整を行い、Ｓ１６で最大受光位置が求まって受信準備が
完了すると送信可能になる。Ｓ１７でデータ通信を行
い、Ｓ１８で相手局のＩＰアドレスとそのときの方位コ
ードを対応付けて記録して終了する。以上の処理に伴
い、Ｓ１２では表示装置に相手局の位置を表示し、Ｓ１
３〜Ｓ１５では調整状況・方位・仰角を表示し、Ｓ１６
では相手局のアドレスおよび送受信の際の方位コードを
表示する。

【００４３】次に、上述の処理にて記憶した相手通信機
のアドレスを用いて調整を行う処理を図１２のフローチ
ャートで説明する。Ｓ２１で相手局が受信待機状態にあ
り、Ｓ２２で相手通信機から呼び出しがあると、光通信
装置４１は記憶しているアドレスに従って位置コードを
読み出す。Ｓ２３で第１受光部４２による方位角調整を
行い、Ｓ２４で第２受光部４３による仰角調整を行う。
Ｓ２５でさらに第２受光部４３による仰角の微調整を行
い、Ｓ２６で受信の準備が完了すると送信可能となる。
Ｓ２７でデータの送受信を行い、Ｓ２８で相手局のアド
レスとそのときの位置コードを確認して記録し、処理を
終了する。以上の処理に伴い、Ｓ２２では表示装置に相
手局の位置を表示し、Ｓ２３〜Ｓ２５では調整状況・方
位・仰角を表示し、Ｓ２６では相手局のアドレスおよび
送受信の際の方位コードを表示する。

【００４４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、多方位受信手
段は位置を変えることなく多方位からの赤外線を受信
し、その受信方向に基づいて、多方位送信手段が位置を
変えることなく多方位のうち所定の方向に向けて赤外線
を送信する。従って、この送信方向を受信方向に等しく
することにより、相手通信機との間における双方向光通
信の通信方向を容易に決定することができる。また、多
方位受信手段および多方位送信手段とはともに位置が固
定されたままであるので、長期間の使用による機械的疲
労がなく、信頼性の高い光通信装置となる。

【００４５】請求項２及び４の発明によれば、２葉双曲
面のうち１方の双曲面の形状を有するアンテナとしての
反射ミラーと、２葉双曲面のうち他方の双曲面の形状を
有し中心が他方の双曲面の焦点に配されたレンズとを有
しているので、反射ミラーで反射された赤外線信号をレ
ンズを通して受光部で受信することができる。そのた
め、相手通信機が送信した赤外線が双曲面上のどこかに
到達すればよく、多方位の受信を容易に行うことが可能
となる。

【００４６】請求項３及び４の発明によれば、２葉双曲
面のうち１方の双曲面の形状を有する送信用反射ミラー
と、前記２葉双曲面のうち他方の双曲面の形状を有し中
心が他方の双曲面の焦点に配された送信用レンズと、該
送信用レンズに向けて面上の所定位置の光を選択的に通
過させるシャッターと、該シャッターに向けて発光する
光源部とをゆうしているので、受信手段で求めた相手送
信機の位置からその位置に対応するシャッターを開い
て、そこから出射した光を反射ミラーによって、目的の
相手送信機へ容易に送信できる。

【００４７】請求項４の発明によれば、相手通信機が発
信した赤外線の受光部における受光位置は、相手通信機
の発信位置と１対１に対応しているので、受光位置から
相手送信機の発信位置を容易に検知することが可能とな
る。そして、その検知結果に基づいて多方位送信手段の
送信方向を決定することにより、相手送信機との双方向
の光通信が行える。

【００４８】請求項５の発明によれば、光通信装置の２
つの反射ミラーの回転対称軸を同軸上に配置すること
で、回転対称軸に垂直な平面座標上で同一点からの送受
信となり、多方位送信手段と多方手段が互いに相手の通
信を妨害する（送信光路上または受信光路上に死角がで
きる）ことがないので、的確に相手通信機と多方位の双
方向通信を行うことが可能となる。

【００４９】請求項６の発明によれば、２つの反射ミラ
ーの回転対称軸が同軸上にあって、さらに２つの反射ミ
ラーを近接する位置に配置することで、２つの反射ミラ
ーのそれぞれに対する相手送信機の位置関係がほぼ同じ
となって送信光路と受信光路とが接近するため、相手通
信機の送受信アンテナに対して死角ができにくい。

【００５０】請求項７の発明によれば、２つの反射ミラ
ーの回転対称軸が同軸上にあって、２つの反射ミラーを
近接する配置の光通信装置において、同軸を略鉛直方向
に向けて上部側に多方位送信手段を、下部側に多方位受
信手段を互いに隣接するように設ける。そして、多方位
送信手段の最下部に反射ミラーを双曲面の外面が上向き
になるよう配置するとともに、多方位受信手段の最上部
に反射ミラーを双曲面の外面が下向きになるよう配置す
る。これにより、多方位送信手段の送信発光面部と、多
方位受信手段のＣＣＤ受光部とが最も離れる構成とな
り、送信発光面部で発生する熱がＣＣＤ受光部に伝わり
にくくなり、ＣＣＤ受光部の動作異常を防止することが
できる。

【００５１】請求項８の発明によれば、多方位送信手段
と多方位受信手段との相対位置が固定されて設置される
場合、多方位受信手段の受光部における最大受光位置の
空間座標、受光強度およ該受光強度分布を、多方位送信
手段のシャッターを開く空間座標に対応させ、かつ相手
通信機の送信アドレスに対応させるので、光通信装置の
送信条件を容易に設定することが可能となる。

【００５２】請求項９の発明によれば、第１受光部によ
って、相手通信機から送信された赤外線の水平方向の送
信方位を検知することにより、まず相手通信機の大まか
な方位を知ることができる。続いて第２受光部によっ
て、仰角方向の送信方位を検知することにより、赤外線
の最大受光方向、すなわち相手通信機の正確な方向を決
定することができる。そして、検知された最大受光方向
に向けて送信部が赤外線を送信するので、最適な送受信
方位の設定が行われ、良好な赤外線双方向通信を可能と
する。くする効果があるので、位置合わせが容易にな
る。

【００５３】請求項１０の発明によれば、少なくとも２
個の受光素子を使用して両者の受光量の差から相手通信
機の方向を推定することができる。特に２個の受光素子
の受光面が赤外線の最大受光方向に対し−９０°から９
０°までの間の傾斜角θを持つようにすると、一方の受
光素子と他方の受光素子との傾斜角が異なるときに最大
受光量のｃｏｓθの成分は両者の受光量の差を大きくす
る効果があるので、位置合わせが容易となる。

【００５４】請求項１１の発明によれば、第１受光部に
より相手送信機に対する水平面内での方位角を検出し、
第２受光部により相手通信機に対する仰角を求めること
により、全天方位の信号を受信し、受信した方位に送信
することが可能となる。

【００５５】請求項１２の発明によれば、第１受光部の
受光素子が広指向性センサーであるので、赤外線受光の
粗調整を迅速に行うことができ、また第２受光部の受光
素子が狭指向性センサーであるので、赤外線受光の微調
整を高精度に行うことができる。

【００５６】請求項１３の発明によれば、第２受光部の
載頭円錐の中心軸上に、中心軸に沿って赤外線を送信す
る送信部が設けられているので、第１受光部および第２
受光部を用いて検知した相手通信機の方向に向けて、本
機側から送信光を的確に送信することが可能となる。

【００５７】請求項１４の発明によれば、第１受光部お
よび第２受光部の移動量を検知するポテンショメータ・
エンコーダーなどの受光部方位検知部を取り付けること
で、本光通信装置と相手通信機との相対位置を数値化す
ることが可能となる。

【００５８】請求項１５の発明によれば、方位調整をよ
り解り易く正確にする上で、相手の方位と受信した信号
の強度を表示することでより簡単に方位調整を行うこと
が可能となる。

【００５９】請求項１６の発明によれば、方位調整をよ
り解り易く正確にする上で、相手通信機との相対位置を
表示することでより方位差が明確になり図を見ながら簡
単に方位調整を行うことが可能となる。

【００６０】請求項１７の発明によれば、方位調整をよ
り解り易く正確にする上で、相手通信機のからの赤外線
受信信号の強度を円等を用いて図示することで、通信可
能範囲が明確になり図を見ながらその円の中に入る様に
調整を行うことが可能となる。

【００６１】請求項１８の発明によれば、第１受光部や
第２受光部、場合によっては送信部の方位回転部に摘み
やモータの位置決め手段を取付ることで、本光通信装置
を相手通信機の方向へ設定することが可能となる。

【００６２】請求項１９の発明によれば、相手通信機の
例えばＩＰアドレスと、相手通信機と交信したところの
位置コードとを対応させて記録しておくことにより、送
受信方向を自動で位置決めすることができるので、位置
決めが極めて迅速かつ容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光通信装置の第１実施形態を示す
概略構成図である。

【図２】第１実施形態である光通信装置を示す構成図で
ある。

【図３】ＣＣＤエリアセンサーの受光強度分布を示す説
明図である。

【図４】液晶シャッター１８のシャッター位置を示す説
明図である。

【図５】第１実施形態である光通信装置の他の例を示す
構成図である。

【図６】第１実施形態である光通信装置を用いた光通信
の手順を示すフローチャートである。

【図７】本発明に係る光通信装置の第２実施形態を示す
外観図である。

【図８】第２実施形態である光通信装置の構成図であ
る。

【図９】第２受光部の受光阻止の取付角と相手通信機の
発光源の方向検出を示す説明図である。

【図１０】表示装置の表示内容を示す説明図である。

【図１１】相手通信機の発光源の方向調整を示すフロー
チャートである。

【図１２】ＩＰアドレスを用いた相手通信機の発光源の
方向調整を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 光通信装置（多方位送受信装置） ２ 反射ミラー ３ 受信部 ４ 送信部 ５ 通信機制御部 ６ ＰＣ ７ プリンター １０ 相手通信機 １３，１７ レンズ １４ ＣＣＤエリアセンサー １８ 液晶シャッター １９ 光源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA22 TA01 TA03 TA06 5K002 AA05 AA07 BA21 DA05 FA04 GA01 GA07 9A001 BB04 CZ05 JJ12 JJ35 KK42

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を用いて多方向のデータ通信を行うこ
   とが可能な光通信装置において、 多方位からの光を位置が固定された状態で受信する多方
   位受信手段と、 多方位受信手段による光の受信方向に基づいて、位置が
   固定された状態で多方位のうち所定の方向に光を送信す
   ることが可能な多方位送信手段と、を有し、 前記多方位受信手段により相手送信機の発信位置を求
   め、前記多方位送信手段により相手送信機の発信位置に
   向けて送信することを特徴とする光通信装置。
2. 【請求項２】 前記多方位受信手段は、 ２葉双曲面のうち１方の双曲面の形状を有して、相手通
   信機からの光を反射する凸状受信用反射ミラーと、 前記２葉双曲面のうち他方の双曲面の形状を有し、中心
   が他方の双曲面の焦点に配された凸状受信用レンズと、 該受信用レンズで集光された光を検出する受光部と、を
   この順に配置したことを特徴とする請求項１記載の光通
   信装置。
3. 【請求項３】 前記多方位送信手段は、 ２葉双曲面のうち１方の双曲面の形状を有して、相手通
   信機へ光を反射する凸状送信用反射ミラーと、 前記２葉双曲面のうち他方の双曲面の形状を有し、中心
   が他方の双曲面の焦点に配された凸状送信用レンズと、 該送信用レンズに向けて面上の所定位置の光を選択的に
   通過させるシャッターと、 該シャッターに向けて発光する光源部と、をこの順に配
   置したことを特徴とする請求項１記載の光通信装置。
4. 【請求項４】 前記多方位受信手段は、 ２葉双曲面のうち１方の双曲面の形状を有して、相手通
   信機からの光を反射する凸状受信用反射ミラーと、 前記２葉双曲面のうち他方の双曲面の形状を有し、中心
   が他方の双曲面の焦点に配された凸状受信用レンズと、 該受信用レンズで集光された光を検出する受光部と、を
   この順に配置し、 前記多方位送信手段は、 ２葉双曲面のうち１方の双曲面の形状を有して、相手通
   信機へ光を反射する凸状送信用反射ミラーと、 前記２葉双曲面のうち他方の双曲面の形状を有し、中心
   が他方の双曲面の焦点に配された凸状送信用レンズと、 該送信用レンズに向けて面上の所定位置の光を選択的に
   通過させるシャッターと、 該シャッターに向けて発光する光源部と、をこの順に配
   置したことを特徴とする請求項１記載の光通信装置。
5. 【請求項５】 前記受信用反射ミラーの回転対称軸と、
   前記送信用反射ミラーの回転対称軸とがともに同軸上に
   配置されていることを特徴とする請求項４記載の光通信
   装置。
6. 【請求項６】 前記送信用反射ミラーと前記受信用反射
   ミラーとを２葉双曲面を形成する位置に近接して配置し
   たことを特徴とする請求項５記載の光通信装置。
7. 【請求項７】 同軸を略鉛直方向に向け、前記多方位送
   信手段を上部側に前記多方位受信手段を下部側に互いに
   隣接するように設け、前記多方位送信手段の最下部に反
   射ミラーを双曲面の外面が上向きになるよう配置し、前
   記多方位受信手段の最上部に反射ミラーを双曲面の外面
   が下向きになるよう配置したことを特徴とする請求項６
   記載の光通信装置。
8. 【請求項８】 前記多方位送信手段と前記多方位受信手
   段とが互いの相対位置が固定されて設置される場合、前
   記多方位受信手段の受光部における最大受光位置の空間
   座標、受光強度および受光強度分布を前記多方位送信手
   段のシャッターを開く空間座標と相手通信機の送信アド
   レスとに対応させることを特徴とする請求項１ないし７
   のいずれかに記載の光通信装置。
9. 【請求項９】 光を用いて多方向のデータ通信を行うこ
   とが可能な光通信装置において、 相手通信機から送信された光の水平方向の送信方位を検
   知する第１受光部と、該第１受光部で検知された水平方
   向の送信方位を基に仰角方向を検知して光の最大受光方
   向を決定する第２受光部とを備える受信部と、 最大受光方向に向けて光を送信する送信部と、を有する
   ことを特徴とする光通信装置。
10. 【請求項１０】 前記第１受光部および前記第２受光部
    は、それぞれ相手通信機からの赤外線に対して最大受光
    方向から傾斜した位置に受光面が配置される複数の受光
    素子を有することを特徴とする請求項９記載の光通信装
    置。
11. 【請求項１１】 前記第１受光部は、水平面内で回転す
    る円柱形状の受光部であって、側面の同一の高さに複数
    の受光素子を有し、 前記第２受光部は、前記第１受光部の上方の全方位に対
    して首振り可動な載頭円錐形状の受光部であって、円錐
    面の同一の高さに複数の受光素子を有することを特徴と
    する請求項１０記載の光通信装置。
12. 【請求項１２】 前記第１受光部の受光素子を広指向性
    センサーとし、前記第２受光部の受光素子を狭指向性セ
    ンサーとすることを特徴とする請求項１１記載の光通信
    装置。
13. 【請求項１３】 前記第２受光部の載頭円錐の中心軸上
    に、中心軸に沿って赤外線を送信する送信部が設けられ
    ていることを特徴とする請求項１１又は１２記載の光通
    信装置。
14. 【請求項１４】 前記第１受光部の向きと、前記第２受
    光部の向きとを検知する受光部方位検知部を有すること
    を特徴とする請求項９ないし１３のいずれか記載の光通
    信装置。
15. 【請求項１５】 前記第１受光部および第２受光部の向
    きおよび赤外線通信可能領域を表示する表示装置を有す
    る、または、該表示装置に接続されることを特徴とする
    請求項１４記載の光通信装置。
16. 【請求項１６】 前記表示装置に相手通信機との相対位
    置を表示することを特徴とする請求項１５記載の光通信
    装置。
17. 【請求項１７】 前記表示装置は、第２受光部が受光し
    た赤外線信号強度を表示することを特徴とする請求項１
    ５又は１６記載の光通信装置。
18. 【請求項１８】 前記第１受光部、第２受光部、および
    送信部を位置決めする位置決め手段を有することを特徴
    とする請求項９ないし１７のいずれかに記載の光通信装
    置。
19. 【請求項１９】 一旦交信した相手通信機のアドレス
    に、交信した際の第１受光部、第２受光部および送信部
    の位置コードを対応させて記録し、次回以降の通信にお
    いてアドレスを指定すれば、それに対応する位置コード
    を読み出して、前記位置決め手段により自動位置合わせ
    を行うことを特徴とする請求項１８記載の光通信装置。