光通信装置及び光通信システム
【課題】 省電力化及び小型化が可能な光通信装置を提供する。
【解決手段】 送信装置からの光信号を受信装置に向けて反射する第１の状態と、光信号を受信装置外に向けて反射する第２の状態との間で動作可能な反射手段（１１）と、反射手段を駆動する駆動手段（１３）と、駆動手段の駆動を制御する制御手段（１６）とを有する。制御手段は、駆動手段を介して反射手段を第１及び第２の状態間で動作させることにより、光信号を変調して受信装置に送信する。
【解決手段】 送信装置からの光信号を受信装置に向けて反射する第１の状態と、光信号を受信装置外に向けて反射する第２の状態との間で動作可能な反射手段（１１）と、反射手段を駆動する駆動手段（１３）と、駆動手段の駆動を制御する制御手段（１６）とを有する。制御手段は、駆動手段を介して反射手段を第１及び第２の状態間で動作させることにより、光信号を変調して受信装置に送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡単な構成において小型化及び省電力化を図ることのできる光通信装置及び、これを用いた光通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自由空間における光通信システムについて、図１０を用いて説明する（例えば、特許文献１参照）。中継装置又は通信端末といった、いわゆる相手装置２００の発光ユニット２０１から送信された光信号は、光通信装置１００の光学系１０１を介してフォトダイオード等の受光素子１０２で受光される。そして、受光素子１０２の出力は、信号増幅器１０３で増幅された後、受信情報の判別を行う検出判定部１０４に入力される。これにより、相手装置２００から送信された情報を認識することができる。
【０００３】
一方、相手装置２００に対して特定の情報を送信する場合には、電力増幅器１０５で入力信号が増幅された後、ＬＥＤやレーザー等の発光素子１０６に入力される。これにより、発光素子１０６が駆動し、発光素子１０６からの光信号（送信情報）は光学系１０７を介して相手装置２００に送信される。この光信号は、相手装置２００に設けられた受光ユニット２０２で受光される。
【０００４】
なお、電源１０８は、光通信装置１００内の各回路に電力を供給する。
【特許文献１】特開２００１−９１６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、図１０に示す従来の光通信システムに用いられる光通信装置１００では、特定の情報を相手装置２００に送信するためにＬＥＤ等の発光素子１０６を駆動するため、消費電力が増加してしまう。また、発光素子１０６を駆動する際に生じる熱によって、不具合が生じてしまうおそれがある。
【０００６】
さらに、光通信装置１００から離れた位置に配置された相手装置２００に対して光信号を送信したり、相手装置２００からの光信号を受信したりするため、光学系１０１、１０７が大型化し、光学系１０１、１０７を備えた光通信装置１００も大型化してしまう。しかも、光学系１０１、１０７の追尾を行うために、トラッキングシステムが必要となるため、光通信装置１００の大型化及び消費電力の増加といった不具合が生じてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願第１の発明は、送信装置及び受信装置に対して光通信が可能な光通信装置であって、前記送信装置からの光信号を前記受信装置に向けて反射する第１の状態と、前記光信号を前記受信装置外に向けて反射する第２の状態との間で動作可能な反射手段と、該反射手段を駆動する駆動手段と、該駆動手段の駆動を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記駆動手段を介して前記反射手段を前記第１及び第２の状態間で動作させることにより、前記光信号を変調して前記受信装置に送信することを特徴とする。
【０００８】
本願第２の発明は、送信装置及び受信装置に対して光通信が可能な光通信装置であって、前記送信装置からの光信号を前記受信装置に向けて反射する第１の状態と、前記光信号を吸収する第２の状態との間で変化する反射手段と、該反射手段を駆動する駆動手段と、該駆動手段の駆動を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記駆動手段を介して前記反射手段を前記第１及び第２の状態間で変化させることにより、前記光信号を変調して前記受信装置に送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本願第１及び第２の発明によれば、反射手段を第１及び第２の状態間で動作させて送信装置からの光信号を変調して、特定の情報を含む信号を受信装置に送信することができる。そして、反射手段を第１及び第２の状態間で動作させるだけであるため、光通信装置の小型化を図ることができるとともに、消費電力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１１】
本発明の実施例１である光通信装置について説明する。図１は、本実施例の光通信装置が用いられる光通信システムの概略図を示す。
【００１２】
相手装置の送信ユニット（発光ユニット）２００における発光素子（ＬＥＤ等）２０２から照射された光信号は、送信ユニット２００の光学系２０１を介して本実施例の光通信装置１０に向けて送信される。ここで、相手装置としては、送信ユニット及び受信ユニットを備えた構成であってもよいし、送信ユニット及び受信ユニットが別体として構成されているものであってもよい。
【００１３】
本実施例の光通信装置１０は、相手装置からの光信号をコーナーキューブプリズムで反射させるものであり、この反射条件（上記プリズムにおける反射部の角度）を変化させることにより、相手装置（送信ユニット）からの光信号を変調し、この変調された信号を相手装置（受信ユニット）に送信するものである。
【００１４】
以下、本実施例の光通信装置１０の構成について、具体的に説明する。まず、コーナーキューブプリズム１１の駆動機構について、図２及び図３を用いて説明する。
【００１５】
図２において、コーナーキューブプリズム１１の一端側は固定（不図示）されており、他端側は電磁アクチュエータ１２に連結されている。電磁アクチュエータ１２は、駆動回路１３によって駆動される。
【００１６】
すなわち、電磁アクチュエータ１２が駆動回路１３からの駆動信号を受けると、図２の矢印Ｘで示す方向に動作する。これにより、電磁アクチュエータ１２に連結されたコーナーキューブプリズム１１の一端も矢印Ｘで示す方向に移動する。
【００１７】
ここで、コーナーキューブプリズム１１の形状を図３に示す。図３（Ａ）に示すように、コーナーキューブプリズム１１は、複数の反射面１１ａを有しており、これらの反射面１１ａが格子状に配置されている。また、各反射面１１ａは、４つの反射部を有している。そして、図３（Ａ）に示すように、各反射面１１ａにおける少なくとも２つの反射部を用いて、相手装置からの光信号を反射するようになっている。
【００１８】
なお、図３（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、図３（Ａ）に示すコーナーキューブプリズム１１の図中横方向（Ｌ１−Ｌ１）及び縦方向（Ｌ２−Ｌ２）の断面図である。
【００１９】
上述したコーナーキューブプリズム１１の構成において、電磁アクチュエータ１２を駆動すると、コーナーキューブプリズム１１の一端が矢印Ｘ方向にスライド移動する。電磁アクチュエータ１２が非通電状態にある場合には、各反射面１１ａにおける２つの反射部ｒ１、ｒ２のなす角度は、図３に示すように略９０度となっている。このコーナーキューブプリズム１１の状態を図２の実線で示す。
【００２０】
コーナーキューブプリズム１１が図３に示す状態にある場合には、各反射面１１ａにおける複数の反射部での全反射作用によって、任意の方向からの入射光を、該入射光に対して略平行光に変換して射出（反射）させることができる。
【００２１】
そして、電磁アクチュエータ１２を駆動すると、コーナーキューブプリズム１１の一端が矢印Ｘ方向に移動することによって、各反射面１１ａにおける反射部ｒ１、ｒ２の角度が略９０度の状態からずれるようになっている。このコーナーキューブプリズム１１の状態を図２の点線で示す。
【００２２】
各反射面１１ａの反射部ｒ１、ｒ２の角度θが略９０度である場合には、相手装置から送信された光信号は、まず、各反射面１１ａの反射部ｒ１に入射する。そして、反射部ｒ１で反射した後、反射部ｒ２で反射することにより、入射光と略平行な光となって相手装置側に向かう。
【００２３】
すなわち、反射部ｒ１、ｒ２の角度θが略９０度である場合には、相手装置からの光がそのままの状態で相手装置に向かうことになる。この反射光は、相手装置の受信ユニット（受光ユニット）３００における光学系３０１を介して受光素子３０２で受光される（図１参照）。
【００２４】
一方、電磁アクチュエータ１２の駆動によって、反射部ｒ１、ｒ２の角度θを略９０度の状態からずらすと、入射光と反射光が略平行となる状態からずれることになる。例えば、図２の点線で示す光路のように、相手装置からの光は、反射部ｒ１で反射した後、反射部ｒ２の先端側の領域で反射することにより、相手装置側とは異なる方向に向かうことになる。すなわち、コーナーキューブプリズム１１での反射光は相手装置で受信されないことになる。
【００２５】
上述したように各反射面１１ａにおける反射部ｒ１、ｒ２の角度θを、略９０度と、略９０度ではない角度との間で変化させることにより、相手装置からの光信号を変調することができる。このように光信号を変調することにより、特定の情報を含む信号を相手装置に送信することができる。
【００２６】
図２に示すように、本実施例では、コーナーキューブプリズム１１における反射部ｒ１、ｒ２の角度θが、静電距離センサ１４によって検出されるようになっている。静電距離センサ１４は、電磁アクチュエータ１２の駆動に伴うコーナーキューブプリズム１１の谷部分の変化（動作）を、該谷部分の変化に伴う静電容量の変化に基づいて検出するものである。そして、制御回路１６は、静電距離センサ１４の検出結果に基づいて、駆動回路１３に制御信号を出力することにより、角度θの制御を行う。
【００２７】
次に、本実施例である光通信装置の全体的な構成について、図１を用いて説明する。
【００２８】
図１において、コーナーキューブプリズム１１の一部の領域は、相手装置から送信された光の一部を透過し、残りを反射させる半透過ミラーで構成されている。そして、半透過ミラーを透過した光は、受光素子（例えば、フォトダイオード）１８で受光される。
【００２９】
なお、上述したコーナーキューブプリズム１１の一部の領域は、相手装置からの光信号のうち少なくとも一部を透過させるものであればよい。すなわち、半透過であってもよいし、全透過であってもよい。
【００３０】
受光素子１８の出力信号は、信号増幅回路１９で増幅された後、制御回路１６に出力される。制御回路１６は、受光素子１８の出力に基づいて、入射信号に対して自己の変調信号を同期化することが可能となる。これにより、多重化システムを構成することができる。なお、電源１７は、光通信装置１０内の各回路に電力を供給する。
【００３１】
本実施例では、コーナーキューブプリズム１１を駆動するために電磁アクチュエータ１２を用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、上述したようにコーナーキューブプリズム１１を変形させるものであれば、いかなるものでも用いることができる。
【００３２】
例えば、電磁アクチュエータ１２の代わりに圧電素子（電気−機械エネルギ変換素子）を用いることができる。具体的には、コーナーキューブプリズム１１の端部を圧電素子に連結し、電圧の印加に伴う圧電素子の変形を利用することにより、コーナーキューブプリズム１１の一端を上記と同様にスライド移動させることができる。
【００３３】
また、櫛歯形状の２つの電極部材のうち一方をコーナーキューブプリズム１１の一端に連結し、他方を固定する。そして、２つの電極部材に供給する電力を制御することにより、電極部材間の間隔を、静電力を用いて変化させることができる。これにより、コーナーキューブプリズム１１の一端を上記と同様にスライド移動させることができる。
【００３４】
一方、図３に示すコーナーキューブプリズム１１に代えて、図４に示す構造（いわゆる、三浦折り構造）のプリズム１１’を用いることもできる。図４に示す構造では、図４（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、プリズム１１’の平面内における互いに直交する方向（図４（Ａ）の横方向及び縦方向）において、谷部分及び山部分が交互に連続して形成されており、谷部分の角度及び山部分の角度が略９０度に設定されている。ここで、図４（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、図４（Ａ）に示すプリズム１１’の図中横方向及び縦方向の断面図を示す。
【００３５】
図４に示す構造を用いれば、プリズム１１’の一端を矢印で示す方向に移動させることで、プリズム１１’におけるすべての反射面の反射部の角度を容易に変化させることができる。
【００３６】
すなわち、プリズム１１’の端部に対して僅かな力を加えるだけで、図４（Ｃ）の実線及び点線で示すように、プリズム１１’の全体において、谷部分及び山部分の角度を容易に変化させることができる。そして、プリズム１１’に微小な振動を加えるだけで、送信装置に向かう光信号を変調することができる。このように微小な振動を加えるだけなので、プリズム１１’の駆動に伴う消費電力を低減することができる。
【００３７】
図４に示す三浦折り構造は、微細な加工技術が必要となるが、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)技術によって実現することが可能である。
【００３８】
次に、本実施例の変形例について、図５を用いて説明する。本変形例では、薄膜のコーナーキューブ１１”を用い、静電駆動によって入射光に対する反射条件を変化させるものである。以下、本変形例について具体的に説明する。
【００３９】
本変形例の原理は、上述した実施例と同様である。すなわち、薄膜コーナーキューブ１１”の谷部分の角度θが略９０度の場合（薄膜コーナーキューブ１１”が図５の実線に示す状態の場合）には、図５の実線で示す光路のように、薄膜コーナーキューブ１１”は、入射光に対して、該入射光と略平行な反射光に変換し、この反射光は相手装置（受信ユニット）側に導かれる。一方、谷部分の角度が略９０度以外の場合（薄膜コーナーキューブ１１”が図５の点線に示す状態の場合）には、図５の点線で示す光路のように、反射光が相手装置側とは異なる方向に導かれることになる。
【００４０】
そして、薄膜コーナーキューブ１１”での反射光を、上述した２つの状態間で変化させることにより、相手装置（送信ユニット）からの光信号を変調でき、特定の情報を含む信号を相手装置（受信ユニット）に向けて送信することができる。
【００４１】
ここで、駆動回路１３は、薄膜コーナーキューブ１１”と、薄膜コーナーキューブ１１”に連結された電極支持板１７とに電圧を印加することにより、薄膜コーナーキュー１１”及び電極支持板１７間に静電力を作用させる。これにより、薄膜コーナーキューブ１１”を、図５の実線で示す状態と、図５の点線で示す状態との間で動作させることができる。
【００４２】
また、光学式反射モニタ１５は、薄膜コーナーキューブ１１”に対して検出光を照射し、薄膜コーナーキューブ１１”で反射した検出光を受光する。これにより、薄膜コーナーキューブ１１”の状態を検出している。
【００４３】
すなわち、光学式反射モニタ１５から検出光が照射されてから、検出光が薄膜コーナーキューブ１１”で反射して光学式反射モニタ１５に到達するまでの時間に基づいて、薄膜コーナーキューブ１１”の状態（谷部分の角度θ、言い換えれば、反射部の傾斜角度）を検出することができる。
【００４４】
制御回路１６は、光学式反射モニタ１５の出力に基づいて、駆動回路１３に制御信号を出力することにより、薄膜コーナーキューブ１１”の駆動を制御する。
【００４５】
本実施例によれば、コーナーキューブプリズム１１の一端側を微小振動させるだけで、また、変形例によれば、薄膜コーナーキューブ１１”を微小振動させるだけで、相手装置（送信ユニット）から送信された光信号を変調することができ、小さな電力（具体的には、数ｍＷ程度）で変調を行うことができる。
【００４６】
しかも、コーナーキューブプリズムでの反射状態を変化させて変調を行っているため、コーナーキューブプリズムに対して反射機能と変調機能とを持たせることができる。これにより、従来のように反射機能（光信号送信機能）を有する部材と、変調機能を有する回路とを別々に設ける場合に比べて、光通信装置を小型化することができる。
【００４７】
また、本実施例の光通信装置では、相手装置からの光を反射させるだけであり、光信号を照射する必要がない。このため、照射する光信号に応じた電力を消費することはなく、光信号の強度に拘わらず、同一の消費電力で変調を行うことができる。しかも、光信号の照射に伴う発熱がなくなり、従来のように発熱によって光通信装置に不具合が生じてしまうこともない。
【００４８】
さらに、本実施例の光通信装置では、半導体センサや発光素子を設ける必要がないため、耐放射線性を向上させることができる。また、従来の光通信装置で用いられている光学系が不要となるとともに、光学系の追尾を行うためのトラッキングシステムも不要となる。
【００４９】
一方、本実施例及び変形例では、プリズムの一端を固定し、他端側を移動させているが、プリズムの一部（端部ではない部分）を固定し、両端を移動させるようにしてもよい。また、上述した説明では、プリズムを構成する反射部のなす角度を略９０度と、これ以外の角度とで変化させるようにしているが、これに限るものではない。すなわち、相手装置（送信ユニット）から送信された光信号を、相手装置（受信ユニット）側に向けて反射する状態と、相手装置外に向けて反射する状態との間で、反射部の角度を変化させるようにすればよい。そして、この条件を満足するように、プリズムを構成する反射部の角度（谷部分や山部分の角度）を、適宜設定することができる。
【００５０】
次に、本実施例である光通信装置の第１の利用方法について、図６を用いて説明する。ここでの利用方法は、病院内で利用するものである。
【００５１】
車椅子４００に取り付けられた端末４０１には、本実施例の光通信装置が設けられている。端末４０１は、車椅子４００に乗っている患者の心電情報や体温情報を検出できるようになっている。
【００５２】
一方、天井５００には、光信号を送信する送信ユニットと、光信号を受信する受信ユニットとが、所定の間隔を空けて設けられている。
【００５３】
送信ユニットの光照射領域ＡＲＥＡ１、ＡＲＥＡ２内に車椅子４００が位置している場合には、送信ユニットからの光信号が端末４０１に設けられた光通信装置のプリズムで反射することにより、この反射光が受信ユニットで受信されることになる。
【００５４】
このように光通信装置で反射した光信号を受信ユニットで受信することにより、車椅子４００の位置情報を取得することが可能となる。また、送信ユニットからの光信号を変調することにより、心電情報や体温情報などを含む信号を受信ユニットに送信することができる。
【００５５】
受信ユニットで得られた情報は、医師等が使用する端末に送信される。これにより、医師等は、車椅子に乗った患者の状態をリアルタイムで監視することができる。
【００５６】
ここで、車椅子４００に設けられる光通信装置は、上述したように省電力化を図ることができるため、長時間、使用することができる。
【００５７】
また、病院内で使用する以外にも、ビル内に用いられる移動体光テレメータに、本実施例の光通信装置を搭載することができる。
【００５８】
次に、本実施例である光通信装置の第２の利用方法について、図７を用いて説明する。ここでの利用方法は、本実施例の光通信装置を、月面上で移動する探査車に搭載したものである。
【００５９】
月面に対して上空にあるオービター６００は、月面７００上の探査車８００に対して、所定の照射角（例えば、略１ｍｒａｄ）でレーザー等トラッキングを行いながら光信号を送信する。探査車８００には、本実施例の光通信装置８０１が搭載されている。
【００６０】
宇宙空間では、光信号の減衰が無いと考えられるため、月面７００に対して１００ｋｍ離れた位置から、１ｍｒａｄの照射角度で１０Ｗのレーザー光を照射すると、直径が略１００ｍの光束が月面７００上に到達することになる。
【００６１】
ここで、探査車８００に搭載された光通信装置８０１内のコーナーリフレクタの大きさを０．１ｍ＾２とし、コーナーリフレクタにおいて、オービター６００からの光信号を１ｍｒａｄで反射させたとする。
【００６２】
また、コーナーリフレクタで反射した光信号は、オービター６００に設けられた０．５ｍ＾２の光学系を通過して、受光素子としての冷却型ＰＩＮフォトダイオードで受光されるものとする。ここで、冷却型ＰＩＮフォトダイオードとしては、雑音等価入力（ＮＥＰ）が１×１０−１４[Ｗ／（Ｈｚ）１／２]のものを使用する。
【００６３】
この場合において、光学系への入射パワーは５×１０−１１Ｗとなり、１０ＭＨｚのデータ送信時において、ＳＮ比が略２となる。
【００６４】
ここで、デジタル方式の伝送であることを考慮すると、ビット誤り率は、リードソロモン符号訂正法を利用して、１０−５以下と推定される。この値は、データ伝送上において問題ない値である。上述した推定結果から、探査車８００及びオービター６００間での光通信が可能となる。
【００６５】
また、上述した利用方法以外の他の利用方法について、以下に説明する。
【００６６】
まず、本実施例の光通信装置を車等（より具体的には、車の窓）に設けることにより、道路施設側に設けられた相手装置との間で双方向の通信を行うことができる。これにより、ＥＴＣの利用、車両の識別、リアルタイム走行車両診断等を行うことができる。しかも、これらのシステムのコストダウンを図ることができる。
【００６７】
本実施例の光通信装置は、上述したように小型化できるため、容易に車等に設置することができる。しかも、温度や振動等の外部環境からの影響を受けにくいため、特に車両に搭載するのに適している。
【００６８】
次に、本実施例の光通信装置を、携帯型電子機器（例えば、携帯電話）に設けることもできる。従来、ＩｒＤＡ等の光通信規格に沿った光通信が実用化されているが、携帯電話に発光機を設けているため、電力上の制約から通信距離が概ね１ｍとなっている。
【００６９】
ここで、本実施例の光通信装置を用いれば、屋内外を問わず外部（相手装置）から送信された光信号を反射させるだけであるため、通信距離を従来に比べて広げることができる。しかも、本実施例の光通信装置は、小型であるとともに、消費電力を低減できるため、携帯型電子機器に搭載しても携帯型電子機器が大型化したり、電力を大幅に消費したりすることはない。
【００７０】
次に、老人養護施設での老人の管理を行うために、本実施例の光通信装置を用いることもできる。具体的には、健康管理や位置情報を必要としている者に対して、本実施例の光通信装置が搭載された腕時計状のテレメータを携帯させることができる。
【００７１】
そして、老人養護施設内に、光通信装置に対して光信号を照射する送信ユニットと、光通信装置で反射した光信号を受信する受信ユニットとを設けることにより、テレメータを携帯した者の位置情報を確認することが可能となる。また、光信号を変調することにより、携帯者の健康情報を送信させることもできる。
【００７２】
次に、留守中の自宅やペットホテルにいるペットの健康状態を知るために、本実施例の光通信装置を用いることができる。本実施例の光通信装置は小型化可能であるため、例えば、ペットの首輪に設けることができる。これにより、光通信装置で光信号を変調することにより、ペットの健康情報を送信することができる。
【００７３】
なお、以下に説明する実施例においても、上記と同様の利用方法を適用することができる。
【実施例２】
【００７４】
本発明の実施例２である光通信装置について説明する。本実施例では、図８に示す液晶ユニットを用いて入射光に対する反射状態を変化させるものである。
【００７５】
図８において、本実施例における液晶ユニット４０は、透明電極４１、液晶主材４２、偏光板４３及び主反射板（電極）４４を有している。そして、透明電極４１及び主反射板４４に印加する電圧を制御することにより、光信号を吸収する状態と、光信号を透過させる状態との間で変化させることができる。
【００７６】
液晶ユニット４０（液晶主材４２）が光吸収状態にある場合には、相手装置からの光信号が吸収され、該光信号は反射しない。一方、液晶ユニット４０（液晶主材４２）が光透過状態にある場合には、相手装置からの光信号が透過し、主反射板４４で反射する。これにより、光信号が相手装置に導かれる。
【００７７】
上述したように液晶ユニット４０を、光吸収状態と光透過状態との間で動作させることにより、相手装置からの光信号を変調することができる。
【００７８】
ここで、液晶主材４２としては、強誘電性液晶を用いることができ、この場合には、従来のネマティック液晶に比べて、３桁以上の応答速度が実現できる。
【実施例３】
【００７９】
次に、本発明の実施例３である光通信装置について説明する。本実施例では、反射面に振動波を発生させることにより、入射光に対する反射状態を変化させるものである。
【００８０】
具体的には、図９（Ａ）に示すように、弾性体となる反射部材５１の端部に圧電素子５２を設け、圧電素子５２への印加電圧を制御することにより、反射部材５１の表面に振動波を発生させることができる。ここで、反射部材５１の表面には、黒色の膜が形成されており、振動波を発生させない状態（すなわち、平面の状態）では、相手装置（送信ユニット）から送信された光信号に対する反射率が低くなっている。
【００８１】
反射部材５１の表面に振動波を発生させると、この振動波によって相手装置（送信ユニット）から送信された光信号に対する反射率を向上させることができる。すなわち、振動波を発生させない状態と、振動波を発生させた状態とに変化させることにより、反射率を変化させることができる。これにより、相手装置（送信ユニット）からの光信号に対して変調を行い、この信号を相手装置（受信ユニット）に送信することができる。
【００８２】
ここで、反射部材５１の表面に形成される振動波は、反射部材５１の表面に入射する光の波長に対して１／２又は１／４の波長となるように設定されている。
【００８３】
一方、図９（Ｂ）に示すような構成とすることもできる。すなわち、反射部材５３を圧電素子で構成し、電圧の印加によって圧電素子を変形させることにより、圧電素子の表面に振動波を発生させることもできる。
【００８４】
ここで、平面に対して振動波を発生させることもできるし、予め反射面にグリッドを形成し、そこに別な振動波を発生させて反射強度を変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施例１である光通信システムを示す概略図である。
【図２】実施例１における光通信装置の駆動機構を示す図である。
【図３】実施例１の光通信装置に用いられるコーナーキューブプリズムの正面図及び断面図である。
【図４】実施例１の光通信装置に用いられる三浦折り構造のプリズムの正面図及び断面図である。
【図５】実施例１の変形例である光通信装置の駆動機構を示す図である。
【図６】本発明の光通信システムの利用形態を示す図である。
【図７】本発明の光通信システムの利用形態を示す図である。
【図８】本発明の実施例２である光通信装置の一部の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施例３における光通信装置の駆動機構を示す図（Ａ、Ｂ）である。
【図１０】従来の光通信システムを示す概略図である。
【符号の説明】
【００８６】
１１：コーナーキューブプリズム
１２：電磁駆動ユニット
１３：駆動回路
１４：静電距離センサ
１６：制御回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡単な構成において小型化及び省電力化を図ることのできる光通信装置及び、これを用いた光通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自由空間における光通信システムについて、図１０を用いて説明する（例えば、特許文献１参照）。中継装置又は通信端末といった、いわゆる相手装置２００の発光ユニット２０１から送信された光信号は、光通信装置１００の光学系１０１を介してフォトダイオード等の受光素子１０２で受光される。そして、受光素子１０２の出力は、信号増幅器１０３で増幅された後、受信情報の判別を行う検出判定部１０４に入力される。これにより、相手装置２００から送信された情報を認識することができる。
【０００３】
一方、相手装置２００に対して特定の情報を送信する場合には、電力増幅器１０５で入力信号が増幅された後、ＬＥＤやレーザー等の発光素子１０６に入力される。これにより、発光素子１０６が駆動し、発光素子１０６からの光信号（送信情報）は光学系１０７を介して相手装置２００に送信される。この光信号は、相手装置２００に設けられた受光ユニット２０２で受光される。
【０００４】
なお、電源１０８は、光通信装置１００内の各回路に電力を供給する。
【特許文献１】特開２００１−９１６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、図１０に示す従来の光通信システムに用いられる光通信装置１００では、特定の情報を相手装置２００に送信するためにＬＥＤ等の発光素子１０６を駆動するため、消費電力が増加してしまう。また、発光素子１０６を駆動する際に生じる熱によって、不具合が生じてしまうおそれがある。
【０００６】
さらに、光通信装置１００から離れた位置に配置された相手装置２００に対して光信号を送信したり、相手装置２００からの光信号を受信したりするため、光学系１０１、１０７が大型化し、光学系１０１、１０７を備えた光通信装置１００も大型化してしまう。しかも、光学系１０１、１０７の追尾を行うために、トラッキングシステムが必要となるため、光通信装置１００の大型化及び消費電力の増加といった不具合が生じてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願第１の発明は、送信装置及び受信装置に対して光通信が可能な光通信装置であって、前記送信装置からの光信号を前記受信装置に向けて反射する第１の状態と、前記光信号を前記受信装置外に向けて反射する第２の状態との間で動作可能な反射手段と、該反射手段を駆動する駆動手段と、該駆動手段の駆動を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記駆動手段を介して前記反射手段を前記第１及び第２の状態間で動作させることにより、前記光信号を変調して前記受信装置に送信することを特徴とする。
【０００８】
本願第２の発明は、送信装置及び受信装置に対して光通信が可能な光通信装置であって、前記送信装置からの光信号を前記受信装置に向けて反射する第１の状態と、前記光信号を吸収する第２の状態との間で変化する反射手段と、該反射手段を駆動する駆動手段と、該駆動手段の駆動を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記駆動手段を介して前記反射手段を前記第１及び第２の状態間で変化させることにより、前記光信号を変調して前記受信装置に送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本願第１及び第２の発明によれば、反射手段を第１及び第２の状態間で動作させて送信装置からの光信号を変調して、特定の情報を含む信号を受信装置に送信することができる。そして、反射手段を第１及び第２の状態間で動作させるだけであるため、光通信装置の小型化を図ることができるとともに、消費電力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１１】
本発明の実施例１である光通信装置について説明する。図１は、本実施例の光通信装置が用いられる光通信システムの概略図を示す。
【００１２】
相手装置の送信ユニット（発光ユニット）２００における発光素子（ＬＥＤ等）２０２から照射された光信号は、送信ユニット２００の光学系２０１を介して本実施例の光通信装置１０に向けて送信される。ここで、相手装置としては、送信ユニット及び受信ユニットを備えた構成であってもよいし、送信ユニット及び受信ユニットが別体として構成されているものであってもよい。
【００１３】
本実施例の光通信装置１０は、相手装置からの光信号をコーナーキューブプリズムで反射させるものであり、この反射条件（上記プリズムにおける反射部の角度）を変化させることにより、相手装置（送信ユニット）からの光信号を変調し、この変調された信号を相手装置（受信ユニット）に送信するものである。
【００１４】
以下、本実施例の光通信装置１０の構成について、具体的に説明する。まず、コーナーキューブプリズム１１の駆動機構について、図２及び図３を用いて説明する。
【００１５】
図２において、コーナーキューブプリズム１１の一端側は固定（不図示）されており、他端側は電磁アクチュエータ１２に連結されている。電磁アクチュエータ１２は、駆動回路１３によって駆動される。
【００１６】
すなわち、電磁アクチュエータ１２が駆動回路１３からの駆動信号を受けると、図２の矢印Ｘで示す方向に動作する。これにより、電磁アクチュエータ１２に連結されたコーナーキューブプリズム１１の一端も矢印Ｘで示す方向に移動する。
【００１７】
ここで、コーナーキューブプリズム１１の形状を図３に示す。図３（Ａ）に示すように、コーナーキューブプリズム１１は、複数の反射面１１ａを有しており、これらの反射面１１ａが格子状に配置されている。また、各反射面１１ａは、４つの反射部を有している。そして、図３（Ａ）に示すように、各反射面１１ａにおける少なくとも２つの反射部を用いて、相手装置からの光信号を反射するようになっている。
【００１８】
なお、図３（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、図３（Ａ）に示すコーナーキューブプリズム１１の図中横方向（Ｌ１−Ｌ１）及び縦方向（Ｌ２−Ｌ２）の断面図である。
【００１９】
上述したコーナーキューブプリズム１１の構成において、電磁アクチュエータ１２を駆動すると、コーナーキューブプリズム１１の一端が矢印Ｘ方向にスライド移動する。電磁アクチュエータ１２が非通電状態にある場合には、各反射面１１ａにおける２つの反射部ｒ１、ｒ２のなす角度は、図３に示すように略９０度となっている。このコーナーキューブプリズム１１の状態を図２の実線で示す。
【００２０】
コーナーキューブプリズム１１が図３に示す状態にある場合には、各反射面１１ａにおける複数の反射部での全反射作用によって、任意の方向からの入射光を、該入射光に対して略平行光に変換して射出（反射）させることができる。
【００２１】
そして、電磁アクチュエータ１２を駆動すると、コーナーキューブプリズム１１の一端が矢印Ｘ方向に移動することによって、各反射面１１ａにおける反射部ｒ１、ｒ２の角度が略９０度の状態からずれるようになっている。このコーナーキューブプリズム１１の状態を図２の点線で示す。
【００２２】
各反射面１１ａの反射部ｒ１、ｒ２の角度θが略９０度である場合には、相手装置から送信された光信号は、まず、各反射面１１ａの反射部ｒ１に入射する。そして、反射部ｒ１で反射した後、反射部ｒ２で反射することにより、入射光と略平行な光となって相手装置側に向かう。
【００２３】
すなわち、反射部ｒ１、ｒ２の角度θが略９０度である場合には、相手装置からの光がそのままの状態で相手装置に向かうことになる。この反射光は、相手装置の受信ユニット（受光ユニット）３００における光学系３０１を介して受光素子３０２で受光される（図１参照）。
【００２４】
一方、電磁アクチュエータ１２の駆動によって、反射部ｒ１、ｒ２の角度θを略９０度の状態からずらすと、入射光と反射光が略平行となる状態からずれることになる。例えば、図２の点線で示す光路のように、相手装置からの光は、反射部ｒ１で反射した後、反射部ｒ２の先端側の領域で反射することにより、相手装置側とは異なる方向に向かうことになる。すなわち、コーナーキューブプリズム１１での反射光は相手装置で受信されないことになる。
【００２５】
上述したように各反射面１１ａにおける反射部ｒ１、ｒ２の角度θを、略９０度と、略９０度ではない角度との間で変化させることにより、相手装置からの光信号を変調することができる。このように光信号を変調することにより、特定の情報を含む信号を相手装置に送信することができる。
【００２６】
図２に示すように、本実施例では、コーナーキューブプリズム１１における反射部ｒ１、ｒ２の角度θが、静電距離センサ１４によって検出されるようになっている。静電距離センサ１４は、電磁アクチュエータ１２の駆動に伴うコーナーキューブプリズム１１の谷部分の変化（動作）を、該谷部分の変化に伴う静電容量の変化に基づいて検出するものである。そして、制御回路１６は、静電距離センサ１４の検出結果に基づいて、駆動回路１３に制御信号を出力することにより、角度θの制御を行う。
【００２７】
次に、本実施例である光通信装置の全体的な構成について、図１を用いて説明する。
【００２８】
図１において、コーナーキューブプリズム１１の一部の領域は、相手装置から送信された光の一部を透過し、残りを反射させる半透過ミラーで構成されている。そして、半透過ミラーを透過した光は、受光素子（例えば、フォトダイオード）１８で受光される。
【００２９】
なお、上述したコーナーキューブプリズム１１の一部の領域は、相手装置からの光信号のうち少なくとも一部を透過させるものであればよい。すなわち、半透過であってもよいし、全透過であってもよい。
【００３０】
受光素子１８の出力信号は、信号増幅回路１９で増幅された後、制御回路１６に出力される。制御回路１６は、受光素子１８の出力に基づいて、入射信号に対して自己の変調信号を同期化することが可能となる。これにより、多重化システムを構成することができる。なお、電源１７は、光通信装置１０内の各回路に電力を供給する。
【００３１】
本実施例では、コーナーキューブプリズム１１を駆動するために電磁アクチュエータ１２を用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、上述したようにコーナーキューブプリズム１１を変形させるものであれば、いかなるものでも用いることができる。
【００３２】
例えば、電磁アクチュエータ１２の代わりに圧電素子（電気−機械エネルギ変換素子）を用いることができる。具体的には、コーナーキューブプリズム１１の端部を圧電素子に連結し、電圧の印加に伴う圧電素子の変形を利用することにより、コーナーキューブプリズム１１の一端を上記と同様にスライド移動させることができる。
【００３３】
また、櫛歯形状の２つの電極部材のうち一方をコーナーキューブプリズム１１の一端に連結し、他方を固定する。そして、２つの電極部材に供給する電力を制御することにより、電極部材間の間隔を、静電力を用いて変化させることができる。これにより、コーナーキューブプリズム１１の一端を上記と同様にスライド移動させることができる。
【００３４】
一方、図３に示すコーナーキューブプリズム１１に代えて、図４に示す構造（いわゆる、三浦折り構造）のプリズム１１’を用いることもできる。図４に示す構造では、図４（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、プリズム１１’の平面内における互いに直交する方向（図４（Ａ）の横方向及び縦方向）において、谷部分及び山部分が交互に連続して形成されており、谷部分の角度及び山部分の角度が略９０度に設定されている。ここで、図４（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、図４（Ａ）に示すプリズム１１’の図中横方向及び縦方向の断面図を示す。
【００３５】
図４に示す構造を用いれば、プリズム１１’の一端を矢印で示す方向に移動させることで、プリズム１１’におけるすべての反射面の反射部の角度を容易に変化させることができる。
【００３６】
すなわち、プリズム１１’の端部に対して僅かな力を加えるだけで、図４（Ｃ）の実線及び点線で示すように、プリズム１１’の全体において、谷部分及び山部分の角度を容易に変化させることができる。そして、プリズム１１’に微小な振動を加えるだけで、送信装置に向かう光信号を変調することができる。このように微小な振動を加えるだけなので、プリズム１１’の駆動に伴う消費電力を低減することができる。
【００３７】
図４に示す三浦折り構造は、微細な加工技術が必要となるが、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)技術によって実現することが可能である。
【００３８】
次に、本実施例の変形例について、図５を用いて説明する。本変形例では、薄膜のコーナーキューブ１１”を用い、静電駆動によって入射光に対する反射条件を変化させるものである。以下、本変形例について具体的に説明する。
【００３９】
本変形例の原理は、上述した実施例と同様である。すなわち、薄膜コーナーキューブ１１”の谷部分の角度θが略９０度の場合（薄膜コーナーキューブ１１”が図５の実線に示す状態の場合）には、図５の実線で示す光路のように、薄膜コーナーキューブ１１”は、入射光に対して、該入射光と略平行な反射光に変換し、この反射光は相手装置（受信ユニット）側に導かれる。一方、谷部分の角度が略９０度以外の場合（薄膜コーナーキューブ１１”が図５の点線に示す状態の場合）には、図５の点線で示す光路のように、反射光が相手装置側とは異なる方向に導かれることになる。
【００４０】
そして、薄膜コーナーキューブ１１”での反射光を、上述した２つの状態間で変化させることにより、相手装置（送信ユニット）からの光信号を変調でき、特定の情報を含む信号を相手装置（受信ユニット）に向けて送信することができる。
【００４１】
ここで、駆動回路１３は、薄膜コーナーキューブ１１”と、薄膜コーナーキューブ１１”に連結された電極支持板１７とに電圧を印加することにより、薄膜コーナーキュー１１”及び電極支持板１７間に静電力を作用させる。これにより、薄膜コーナーキューブ１１”を、図５の実線で示す状態と、図５の点線で示す状態との間で動作させることができる。
【００４２】
また、光学式反射モニタ１５は、薄膜コーナーキューブ１１”に対して検出光を照射し、薄膜コーナーキューブ１１”で反射した検出光を受光する。これにより、薄膜コーナーキューブ１１”の状態を検出している。
【００４３】
すなわち、光学式反射モニタ１５から検出光が照射されてから、検出光が薄膜コーナーキューブ１１”で反射して光学式反射モニタ１５に到達するまでの時間に基づいて、薄膜コーナーキューブ１１”の状態（谷部分の角度θ、言い換えれば、反射部の傾斜角度）を検出することができる。
【００４４】
制御回路１６は、光学式反射モニタ１５の出力に基づいて、駆動回路１３に制御信号を出力することにより、薄膜コーナーキューブ１１”の駆動を制御する。
【００４５】
本実施例によれば、コーナーキューブプリズム１１の一端側を微小振動させるだけで、また、変形例によれば、薄膜コーナーキューブ１１”を微小振動させるだけで、相手装置（送信ユニット）から送信された光信号を変調することができ、小さな電力（具体的には、数ｍＷ程度）で変調を行うことができる。
【００４６】
しかも、コーナーキューブプリズムでの反射状態を変化させて変調を行っているため、コーナーキューブプリズムに対して反射機能と変調機能とを持たせることができる。これにより、従来のように反射機能（光信号送信機能）を有する部材と、変調機能を有する回路とを別々に設ける場合に比べて、光通信装置を小型化することができる。
【００４７】
また、本実施例の光通信装置では、相手装置からの光を反射させるだけであり、光信号を照射する必要がない。このため、照射する光信号に応じた電力を消費することはなく、光信号の強度に拘わらず、同一の消費電力で変調を行うことができる。しかも、光信号の照射に伴う発熱がなくなり、従来のように発熱によって光通信装置に不具合が生じてしまうこともない。
【００４８】
さらに、本実施例の光通信装置では、半導体センサや発光素子を設ける必要がないため、耐放射線性を向上させることができる。また、従来の光通信装置で用いられている光学系が不要となるとともに、光学系の追尾を行うためのトラッキングシステムも不要となる。
【００４９】
一方、本実施例及び変形例では、プリズムの一端を固定し、他端側を移動させているが、プリズムの一部（端部ではない部分）を固定し、両端を移動させるようにしてもよい。また、上述した説明では、プリズムを構成する反射部のなす角度を略９０度と、これ以外の角度とで変化させるようにしているが、これに限るものではない。すなわち、相手装置（送信ユニット）から送信された光信号を、相手装置（受信ユニット）側に向けて反射する状態と、相手装置外に向けて反射する状態との間で、反射部の角度を変化させるようにすればよい。そして、この条件を満足するように、プリズムを構成する反射部の角度（谷部分や山部分の角度）を、適宜設定することができる。
【００５０】
次に、本実施例である光通信装置の第１の利用方法について、図６を用いて説明する。ここでの利用方法は、病院内で利用するものである。
【００５１】
車椅子４００に取り付けられた端末４０１には、本実施例の光通信装置が設けられている。端末４０１は、車椅子４００に乗っている患者の心電情報や体温情報を検出できるようになっている。
【００５２】
一方、天井５００には、光信号を送信する送信ユニットと、光信号を受信する受信ユニットとが、所定の間隔を空けて設けられている。
【００５３】
送信ユニットの光照射領域ＡＲＥＡ１、ＡＲＥＡ２内に車椅子４００が位置している場合には、送信ユニットからの光信号が端末４０１に設けられた光通信装置のプリズムで反射することにより、この反射光が受信ユニットで受信されることになる。
【００５４】
このように光通信装置で反射した光信号を受信ユニットで受信することにより、車椅子４００の位置情報を取得することが可能となる。また、送信ユニットからの光信号を変調することにより、心電情報や体温情報などを含む信号を受信ユニットに送信することができる。
【００５５】
受信ユニットで得られた情報は、医師等が使用する端末に送信される。これにより、医師等は、車椅子に乗った患者の状態をリアルタイムで監視することができる。
【００５６】
ここで、車椅子４００に設けられる光通信装置は、上述したように省電力化を図ることができるため、長時間、使用することができる。
【００５７】
また、病院内で使用する以外にも、ビル内に用いられる移動体光テレメータに、本実施例の光通信装置を搭載することができる。
【００５８】
次に、本実施例である光通信装置の第２の利用方法について、図７を用いて説明する。ここでの利用方法は、本実施例の光通信装置を、月面上で移動する探査車に搭載したものである。
【００５９】
月面に対して上空にあるオービター６００は、月面７００上の探査車８００に対して、所定の照射角（例えば、略１ｍｒａｄ）でレーザー等トラッキングを行いながら光信号を送信する。探査車８００には、本実施例の光通信装置８０１が搭載されている。
【００６０】
宇宙空間では、光信号の減衰が無いと考えられるため、月面７００に対して１００ｋｍ離れた位置から、１ｍｒａｄの照射角度で１０Ｗのレーザー光を照射すると、直径が略１００ｍの光束が月面７００上に到達することになる。
【００６１】
ここで、探査車８００に搭載された光通信装置８０１内のコーナーリフレクタの大きさを０．１ｍ＾２とし、コーナーリフレクタにおいて、オービター６００からの光信号を１ｍｒａｄで反射させたとする。
【００６２】
また、コーナーリフレクタで反射した光信号は、オービター６００に設けられた０．５ｍ＾２の光学系を通過して、受光素子としての冷却型ＰＩＮフォトダイオードで受光されるものとする。ここで、冷却型ＰＩＮフォトダイオードとしては、雑音等価入力（ＮＥＰ）が１×１０−１４[Ｗ／（Ｈｚ）１／２]のものを使用する。
【００６３】
この場合において、光学系への入射パワーは５×１０−１１Ｗとなり、１０ＭＨｚのデータ送信時において、ＳＮ比が略２となる。
【００６４】
ここで、デジタル方式の伝送であることを考慮すると、ビット誤り率は、リードソロモン符号訂正法を利用して、１０−５以下と推定される。この値は、データ伝送上において問題ない値である。上述した推定結果から、探査車８００及びオービター６００間での光通信が可能となる。
【００６５】
また、上述した利用方法以外の他の利用方法について、以下に説明する。
【００６６】
まず、本実施例の光通信装置を車等（より具体的には、車の窓）に設けることにより、道路施設側に設けられた相手装置との間で双方向の通信を行うことができる。これにより、ＥＴＣの利用、車両の識別、リアルタイム走行車両診断等を行うことができる。しかも、これらのシステムのコストダウンを図ることができる。
【００６７】
本実施例の光通信装置は、上述したように小型化できるため、容易に車等に設置することができる。しかも、温度や振動等の外部環境からの影響を受けにくいため、特に車両に搭載するのに適している。
【００６８】
次に、本実施例の光通信装置を、携帯型電子機器（例えば、携帯電話）に設けることもできる。従来、ＩｒＤＡ等の光通信規格に沿った光通信が実用化されているが、携帯電話に発光機を設けているため、電力上の制約から通信距離が概ね１ｍとなっている。
【００６９】
ここで、本実施例の光通信装置を用いれば、屋内外を問わず外部（相手装置）から送信された光信号を反射させるだけであるため、通信距離を従来に比べて広げることができる。しかも、本実施例の光通信装置は、小型であるとともに、消費電力を低減できるため、携帯型電子機器に搭載しても携帯型電子機器が大型化したり、電力を大幅に消費したりすることはない。
【００７０】
次に、老人養護施設での老人の管理を行うために、本実施例の光通信装置を用いることもできる。具体的には、健康管理や位置情報を必要としている者に対して、本実施例の光通信装置が搭載された腕時計状のテレメータを携帯させることができる。
【００７１】
そして、老人養護施設内に、光通信装置に対して光信号を照射する送信ユニットと、光通信装置で反射した光信号を受信する受信ユニットとを設けることにより、テレメータを携帯した者の位置情報を確認することが可能となる。また、光信号を変調することにより、携帯者の健康情報を送信させることもできる。
【００７２】
次に、留守中の自宅やペットホテルにいるペットの健康状態を知るために、本実施例の光通信装置を用いることができる。本実施例の光通信装置は小型化可能であるため、例えば、ペットの首輪に設けることができる。これにより、光通信装置で光信号を変調することにより、ペットの健康情報を送信することができる。
【００７３】
なお、以下に説明する実施例においても、上記と同様の利用方法を適用することができる。
【実施例２】
【００７４】
本発明の実施例２である光通信装置について説明する。本実施例では、図８に示す液晶ユニットを用いて入射光に対する反射状態を変化させるものである。
【００７５】
図８において、本実施例における液晶ユニット４０は、透明電極４１、液晶主材４２、偏光板４３及び主反射板（電極）４４を有している。そして、透明電極４１及び主反射板４４に印加する電圧を制御することにより、光信号を吸収する状態と、光信号を透過させる状態との間で変化させることができる。
【００７６】
液晶ユニット４０（液晶主材４２）が光吸収状態にある場合には、相手装置からの光信号が吸収され、該光信号は反射しない。一方、液晶ユニット４０（液晶主材４２）が光透過状態にある場合には、相手装置からの光信号が透過し、主反射板４４で反射する。これにより、光信号が相手装置に導かれる。
【００７７】
上述したように液晶ユニット４０を、光吸収状態と光透過状態との間で動作させることにより、相手装置からの光信号を変調することができる。
【００７８】
ここで、液晶主材４２としては、強誘電性液晶を用いることができ、この場合には、従来のネマティック液晶に比べて、３桁以上の応答速度が実現できる。
【実施例３】
【００７９】
次に、本発明の実施例３である光通信装置について説明する。本実施例では、反射面に振動波を発生させることにより、入射光に対する反射状態を変化させるものである。
【００８０】
具体的には、図９（Ａ）に示すように、弾性体となる反射部材５１の端部に圧電素子５２を設け、圧電素子５２への印加電圧を制御することにより、反射部材５１の表面に振動波を発生させることができる。ここで、反射部材５１の表面には、黒色の膜が形成されており、振動波を発生させない状態（すなわち、平面の状態）では、相手装置（送信ユニット）から送信された光信号に対する反射率が低くなっている。
【００８１】
反射部材５１の表面に振動波を発生させると、この振動波によって相手装置（送信ユニット）から送信された光信号に対する反射率を向上させることができる。すなわち、振動波を発生させない状態と、振動波を発生させた状態とに変化させることにより、反射率を変化させることができる。これにより、相手装置（送信ユニット）からの光信号に対して変調を行い、この信号を相手装置（受信ユニット）に送信することができる。
【００８２】
ここで、反射部材５１の表面に形成される振動波は、反射部材５１の表面に入射する光の波長に対して１／２又は１／４の波長となるように設定されている。
【００８３】
一方、図９（Ｂ）に示すような構成とすることもできる。すなわち、反射部材５３を圧電素子で構成し、電圧の印加によって圧電素子を変形させることにより、圧電素子の表面に振動波を発生させることもできる。
【００８４】
ここで、平面に対して振動波を発生させることもできるし、予め反射面にグリッドを形成し、そこに別な振動波を発生させて反射強度を変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施例１である光通信システムを示す概略図である。
【図２】実施例１における光通信装置の駆動機構を示す図である。
【図３】実施例１の光通信装置に用いられるコーナーキューブプリズムの正面図及び断面図である。
【図４】実施例１の光通信装置に用いられる三浦折り構造のプリズムの正面図及び断面図である。
【図５】実施例１の変形例である光通信装置の駆動機構を示す図である。
【図６】本発明の光通信システムの利用形態を示す図である。
【図７】本発明の光通信システムの利用形態を示す図である。
【図８】本発明の実施例２である光通信装置の一部の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施例３における光通信装置の駆動機構を示す図（Ａ、Ｂ）である。
【図１０】従来の光通信システムを示す概略図である。
【符号の説明】
【００８６】
１１：コーナーキューブプリズム
１２：電磁駆動ユニット
１３：駆動回路
１４：静電距離センサ
１６：制御回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置及び受信装置に対して光通信が可能な光通信装置であって、
前記送信装置からの光信号を前記受信装置に向けて反射する第１の状態と、前記光信号を前記受信装置外に向けて反射する第２の状態との間で動作可能な反射手段と、
該反射手段を駆動する駆動手段と、
該駆動手段の駆動を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記駆動手段を介して前記反射手段を前記第１及び第２の状態間で動作させることにより、前記光信号を変調して前記受信装置に送信することを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
前記反射手段の前記第１及び第２の状態を検出する検出手段を有し、
前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて前記駆動手段を駆動することを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
【請求項３】
前記反射手段は、第１及び第２の反射部を有しており、
前記第１及び第２の反射部のなす角度は、前記第１の状態において略９０度であり、前記第２の状態において略９０度以外であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光通信装置。
【請求項４】
前記反射手段は、電気−機械エネルギ変換素子を有しており、
前記駆動手段は、前記電気−機械エネルギ変換素子への電圧の印加によって、前記電気−機械エネルギ変換素子の表面に振動波を発生させることを特徴とする請求項１又は２に記載の光通信装置。
【請求項５】
前記駆動手段は、電気−機械エネルギ変換素子を有しており、電圧の印加に伴う前記電気−機械エネルギ変換素子の変形により前記反射手段を前記第１及び第２の状態間で動作させることを特徴とする請求項１又は２に記載の光通信装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、前記反射手段を静電駆動することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光通信装置。
【請求項７】
前記反射手段は、前記光信号の少なくとも一部を透過させる透過領域を有しており、
前記透過領域を透過した光信号を受信する受信手段を有し、
前記制御手段は、前記受信手段の出力に基づいて前記駆動手段を駆動することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光通信装置。
【請求項８】
送信装置及び受信装置に対して光通信が可能な光通信装置であって、
前記送信装置からの光信号を前記受信装置に向けて反射する第１の状態と、前記光信号を吸収する第２の状態との間で変化する反射手段と、
該反射手段を駆動する駆動手段と、
該駆動手段の駆動を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記駆動手段を介して前記反射手段を前記第１及び第２の状態間で変化させることにより、前記光信号を変調して前記受信装置に送信することを特徴とする光通信装置。
【請求項９】
前記反射手段は、
前記第１の状態において前記光信号を透過するとともに、前記第２の状態において前記光信号を吸収する液晶素子と、
該液晶素子が透過状態にある場合において、前記光信号を反射する反射面とを有していることを特徴とする請求項８に記載の光通信装置。
【請求項１０】
前記液晶素子が、強誘電性液晶で構成されていることを特徴とする請求項９に記載の光通信装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の光通信装置と、
前記光通信装置に対して光信号を送信する送信装置と、
前記光通信装置で変調した前記光信号を受信する受信装置とを有することを特徴とする光通信システム。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれかに記載の光通信装置と、
前記光通信装置に対して光信号を送信する送信ユニットと、前記光通信装置で変調した前記光信号を受信する受信ユニットとを含む送受信装置とを有することを特徴とする光通信システム。
【請求項１】
送信装置及び受信装置に対して光通信が可能な光通信装置であって、
前記送信装置からの光信号を前記受信装置に向けて反射する第１の状態と、前記光信号を前記受信装置外に向けて反射する第２の状態との間で動作可能な反射手段と、
該反射手段を駆動する駆動手段と、
該駆動手段の駆動を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記駆動手段を介して前記反射手段を前記第１及び第２の状態間で動作させることにより、前記光信号を変調して前記受信装置に送信することを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
前記反射手段の前記第１及び第２の状態を検出する検出手段を有し、
前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて前記駆動手段を駆動することを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
【請求項３】
前記反射手段は、第１及び第２の反射部を有しており、
前記第１及び第２の反射部のなす角度は、前記第１の状態において略９０度であり、前記第２の状態において略９０度以外であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光通信装置。
【請求項４】
前記反射手段は、電気−機械エネルギ変換素子を有しており、
前記駆動手段は、前記電気−機械エネルギ変換素子への電圧の印加によって、前記電気−機械エネルギ変換素子の表面に振動波を発生させることを特徴とする請求項１又は２に記載の光通信装置。
【請求項５】
前記駆動手段は、電気−機械エネルギ変換素子を有しており、電圧の印加に伴う前記電気−機械エネルギ変換素子の変形により前記反射手段を前記第１及び第２の状態間で動作させることを特徴とする請求項１又は２に記載の光通信装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、前記反射手段を静電駆動することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光通信装置。
【請求項７】
前記反射手段は、前記光信号の少なくとも一部を透過させる透過領域を有しており、
前記透過領域を透過した光信号を受信する受信手段を有し、
前記制御手段は、前記受信手段の出力に基づいて前記駆動手段を駆動することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光通信装置。
【請求項８】
送信装置及び受信装置に対して光通信が可能な光通信装置であって、
前記送信装置からの光信号を前記受信装置に向けて反射する第１の状態と、前記光信号を吸収する第２の状態との間で変化する反射手段と、
該反射手段を駆動する駆動手段と、
該駆動手段の駆動を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記駆動手段を介して前記反射手段を前記第１及び第２の状態間で変化させることにより、前記光信号を変調して前記受信装置に送信することを特徴とする光通信装置。
【請求項９】
前記反射手段は、
前記第１の状態において前記光信号を透過するとともに、前記第２の状態において前記光信号を吸収する液晶素子と、
該液晶素子が透過状態にある場合において、前記光信号を反射する反射面とを有していることを特徴とする請求項８に記載の光通信装置。
【請求項１０】
前記液晶素子が、強誘電性液晶で構成されていることを特徴とする請求項９に記載の光通信装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の光通信装置と、
前記光通信装置に対して光信号を送信する送信装置と、
前記光通信装置で変調した前記光信号を受信する受信装置とを有することを特徴とする光通信システム。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれかに記載の光通信装置と、
前記光通信装置に対して光信号を送信する送信ユニットと、前記光通信装置で変調した前記光信号を受信する受信ユニットとを含む送受信装置とを有することを特徴とする光通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−３７０４７（Ｐ２００７−３７０４７Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２１４４６（Ｐ２００５−２２１４４６）
【出願日】平成１７年７月２９日（２００５．７．２９）
【出願人】（０００２４４１１０）明星電気株式会社 (22)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２９日（２００５．７．２９）
【出願人】（０００２４４１１０）明星電気株式会社 (22)
【Ｆターム（参考）】
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