２次元通信システム
【課題】受信側の通信装置が受光する赤外線の強度を高くでき、配置の自由度を高めることができる２次元通信システムを提供する。
【解決手段】通信装置２は、１個の通信装置によってのみ赤外線ビームを検出可能な最大ビーム幅以下のビーム幅を有する赤外線ビームを用いて自己に対する通信装置３の存在方向を検出し、ビーム幅が最大ビーム幅以下に設定され、かつ、送信データによって変調された赤外線ビームを通信装置３の存在方向へ向けて２次元通信シート１中へ出射する。そして、通信装置３は、２次元通信シート１を介して赤外線ビームを受信する。
【解決手段】通信装置２は、１個の通信装置によってのみ赤外線ビームを検出可能な最大ビーム幅以下のビーム幅を有する赤外線ビームを用いて自己に対する通信装置３の存在方向を検出し、ビーム幅が最大ビーム幅以下に設定され、かつ、送信データによって変調された赤外線ビームを通信装置３の存在方向へ向けて２次元通信シート１中へ出射する。そして、通信装置３は、２次元通信シート１を介して赤外線ビームを受信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、２次元通信システムに関し、特に、赤外線ビームを用いて通信を行なう２次元通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の受光機へ同時に送信データを送信する赤外線リモートコントロールシステムが知られている（特許文献１）。
【０００３】
この赤外線リモートコントロールシステムは、パソコンに接続された携帯電話端末と、各々がパソコンに接続された複数の受光機とを備える。
【０００４】
携帯電話端末は、パソコンから送信データを受け、その受けた送信データを赤外線によって複数の受光機へ送信する。複数の受光機は、携帯電話端末から送信された赤外線を受光し、その受光した赤外線によって表される送信データを対応するパソコンへ出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０８０１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された赤外線リモートコントロールシステムにおいては、携帯電話端末が送信データを赤外線によって同時に複数の受光機へ送信するため、各受光機が受光する赤外線の強度が低くなるという問題がある。
【０００７】
また、赤外線送受信部を対向させて配置しないと通信できないという問題がある。
【０００８】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、受信側の通信装置が受光する赤外線の強度を高くでき、配置の自由度を高めることができる２次元通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば、２次元通信システムは、２次元通信シートと、第１および第２の通信装置とを備える。２次元通信シートは、略平板形状からなり、赤外線ビームを伝搬する。第１の通信装置は、２次元通信シートの平面に接して平面上に配置される。第２の通信装置は、２次元通信シートに接して配置される。そして、第１の通信装置は、１個の通信装置によってのみ赤外線ビームを検出可能な最大ビーム幅以下のビーム幅を有する赤外線ビームを用いて自己に対する第２の通信装置の存在方向を検出し、ビーム幅が最大ビーム幅以下に設定され、かつ、送信データによって変調された赤外線ビームを第２の通信装置の存在方向へ向けて２次元通信シート中へ出射する。第２の通信装置は、２次元通信シートを介して赤外線ビームを受信する。
【００１０】
好ましくは、第２の通信装置は、第１の発光部と、第１の受光部とを含む。第１の発光部は、赤外線ビームを２次元通信シート中へ出射する。第１の受光部は、赤外線ビームを２次元通信シートから受光する。第１の通信装置は、回転鏡と、プリズムと、第２の受光部と、制御部と、第２の発光部とを含む。回転鏡は、２次元通信シートの平面内における回転である第１の回転と２次元通信シートの平面に平行な軸の回りへの回転である第２の回転とを行なうとともに赤外線ビームを反射する。プリズムは、２次元通信シートの平面に接して配置される。第２の受光部は、プリズムを介して２次元通信シートから回転鏡へ入射し、かつ、回転鏡が第１および第２の回転を行ないながら反射した赤外線ビームを受光し、その受光した赤外線ビームの強度を検出する。制御部は、第２の受光部が検出した赤外線ビームの強度が最大になるときの第１の回転における回転角と第２の回転における回転角度である仰角とを検出し、その検出した最適回転角と最適仰角とによって決定される方向を第２の通信装置の存在方法と決定し、回転鏡の第１の回転における回転角を最適回転角に保持し、かつ、回転鏡の第２の回転における仰角を最適仰角に保持するように回転鏡を制御する。第２の発光部は、最適回転角および最適仰角に保持された回転鏡とプリズムとを介して赤外線ビームを２次元通信シート中へ出射する。
【００１１】
好ましくは、第２の通信装置は、２次元通信シートの平面に接して平面上に配置される。第１の発光部は、２次元通信シートの平面に接して配置される。第１の受光部は、第１の光透過部材と、第１の受光器とを含む。第１の光透過部材は、２次元通信シートの平面に接して配置され、２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する。第１の受光部は、第１の光透過部材に接して配置され、２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを第１の光透過部材を介して受光する。第１の通信装置は、第２の光透過部材と、第２の受光器とをさらに含む。第２の光透過部材は、２次元通信シートの平面に接して配置され、２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する。第２の受光器は、第２の光透過部材に接して配置され、２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを第２の光透過部材を介して受光する。
【００１２】
好ましくは、第２の通信装置は、２次元通信シートの側面に接して配置される。第１の通信装置は、第２の光透過部材と、第２の受光器とをさらに含む。第２の光透過部材は、２次元通信シートの平面に接して配置され、２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する。第２の受光器は、第２の光透過部材に接して配置され、２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを第２の光透過部材を介して受光する。
【００１３】
好ましくは、第２の通信装置は、第３および第４の通信装置を含む。第３の通信装置は、２次元通信シートの平面に接して平面上に配置される。第４の通信装置は、２次元通信シートの側面に接して配置される。第３の通信装置の第１の発光部は、２次元通信シートの平面に接して配置される。第３の通信装置の第１の受光部は、第１の光透過部材と、第１の受光器とを含む。第１の光透過部材は、２次元通信シートの平面に接して配置され、２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する。第１の受光器は、第１の光透過部材に接して配置され、２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを第１の光透過部材を介して受光する。第１の通信装置は、第２の光透過部材と、第２の受光器とをさらに含む。第２の光透過部材は、２次元通信シートの平面に接して配置され、２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する。第２の受光器は、第２の光透過部材に接して配置され、２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを第２の光透過部材を介して受光する。
【００１４】
好ましくは、第４の通信装置は、有線ケーブルによってネットワークに接続され、アクセスポイントとして機能する。
【発明の効果】
【００１５】
この発明による２次元通信システムにおいては、第１の通信装置は、１個の通信装置によってのみ赤外線ビームを検出可能な最大ビーム幅以下のビーム幅を有する赤外線ビームを用いて自己に対する第２の通信装置の存在方向を検出し、ビーム幅が最大ビーム幅以下に設定され、かつ、送信データによって変調された赤外線ビームを第２の通信装置の存在方向へ向けて２次元通信シート中へ出射する。そして、第２の通信装置は、２次元通信シートを介して赤外線ビームを受信する。その結果、第１および第２の通信装置は、１対１の直接通信を行なう。
【００１６】
したがって、この発明によれば、受信側の通信装置における赤外線ビームの強度を高くでき、配置の自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１による２次元通信システムの概略図である。
【図２】図１に示す２次元通信シートの構成図である。
【図３】図１に示す通信装置の構成図である。
【図４】図３に示す回転鏡の構成を詳細に示す構成図である。
【図５】図３に示す発光部および受光部を詳細に説明するための模式図である。
【図６】送信側の通信装置に対する受信側の通信装置の存在方向を検出する実施の形態１における方法を説明するための模式図である。
【図７】送信側の通信装置から受信側の通信装置へ送信データを送信するときの実施の形態１における模式図である。
【図８】実施の形態２による２次元通信システムの概略図である。
【図９】図８に示すシートモジュールの構成図である。
【図１０】送信側の通信装置に対する受信側の通信装置の存在方向を検出する実施の形態２における方法を説明するための模式図である。
【図１１】送信側の通信装置から受信側の通信装置へ送信データを送信するときの実施の形態２における模式図である。
【図１２】実施の形態３による２次元通信システムの構成図である。
【図１３】この発明の実施の形態における他の通信装置の構成図である。
【図１４】この発明の実施の形態におけるさらに他の通信装置の構成図である。
【図１５】図１４に示す液体プリズムの詳細図である。
【図１６】図１５に示す線ＸＶＩ−ＸＶＩ間における液体プリズムの断面図である。
【図１７】液体プリズムの使用方法を説明するための図である。
【図１８】２次元通信システムの応用例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１９】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による２次元通信システムの概略図である。図１を参照して、実施の形態１による２次元通信システム１０は、２次元通信シート１と、通信装置２，３とを備える。
【００２０】
２次元通信シート１は、屈折率が空気よりも大きい透明なアクリルからなり、略平板形状を有する。そして、２次元通信シート１は、通信装置２，３から出射された赤外線ビームを伝搬させる。
【００２１】
通信装置２，３の各々は、２次元通信シート１の上面１Ａに接して上面１Ａ上に配置される。そして、通信装置２，３の各々は、自己が送信側である場合、後述する方法によって、自己に対する通信相手の存在方向を検出し、その検出した存在方向へ向けて赤外線ビームを２次元通信シート１中へ出射する。
【００２２】
また、通信装置２，３の各々は、通信相手から出射された赤外線ビームを２次元通信シート１を介して受信する。
【００２３】
図２は、図１に示す２次元通信シート１の構成図である。図２を参照して、２次元通信シート１は、光透過部材１１と、反射部材１２とを含む。
【００２４】
光透過部材１１は、上述した透明なアクリルからなる。そして、光透過部材１１は、通信装置２，３から出射された赤外線ビームを伝搬させる。
【００２５】
反射部材１２は、金属からなり、光透過部材１１の側面および底面に接して配置される。そして、反射部材１２は、光透過部材１１中を伝搬する赤外線ビームを反射する。
【００２６】
図３は、図１に示す通信装置２の構成図である。図３を参照して、通信装置２は、プリズム２１と、回転鏡２２と、ハーフミラー２３と、制御部２４と、受光部２５，２８と、発光部２６，２７とを含む。
【００２７】
プリズム２１は、２次元通信シート１の上面１Ａに平行な平面において略四角形の平面形状を有し、発行部２７および受光部２８の周囲に配置される。そして、プリズム２１は、通信装置２が２次元通信シート１の上面１Ａ上に配置された場合、２次元通信シート１の光透過部材１１に接する。
【００２８】
プリズム２１は、２次元通信シート１の光透過部材１１中を伝搬する赤外線ビームがプリズム２１と光透過部材１１との界面で屈折して入射した赤外線ビームを屈折して回転鏡２２に導く。
【００２９】
また、プリズム２１は、回転鏡２２によって反射された赤外線ビームを２次元通信シート１の光透過部材１１中へ出射する。
【００３０】
回転鏡２２は、台座２２１と、支持部材２２２，２２３と、回転軸２２４と、鏡２２５とを含む。
【００３１】
台座２２１は、発光部２７および受光部２８の上に配置される。そして、台座２２１は、２次元通信シート１の上面１Ａ内において３６０度回転可能である。より具体的には、台座２２１は、制御部２４からの制御によって、上面１Ａ内で回転し、または上面１Ａ内において所定の回転角度だけ回転した位置で停止する。
【００３２】
支持部材２２２は、一方端が台座２２１に固定され、他方端が回転軸２２４の一方端に連結される。支持部材２２３は、一方端が台座２２１に固定され、他方端が回転軸２２４の他方端に連結される。
【００３３】
回転軸２２４は、鏡２２５が回転軸２２４の回りに回転可能に鏡２２５を貫通し、一方端が支持部材２２２に連結され、他方端が支持部材２２３に連結される。
【００３４】
鏡２２５は、回転軸２２４を介して支持部材２２２，２２３によって支持される。そして、鏡２２５は、制御部２４からの制御によって、２次元通信シート１の上面１Ａから上面１Ａの法線方向への回転角度である仰角が変化するように、回転軸２２４の回りを回転するとともに、所定の仰角の位置で停止する。
【００３５】
また、鏡２２５は、プリズム２１からの赤外線ビームをハーフミラー２３へ反射するとともに、ハーフミラー２３からの赤外線ビームをプリズム２１へ反射する。
【００３６】
ハーフミラー２３は、回転鏡２２からの赤外線ビームを受光部２５へ反射するとともに、発光部２６からの赤外線ビームを回転鏡２２へ透過する。
【００３７】
制御部２４は、回転鏡２２の台座２２１が２次元通信シート１の上面１Ａ内における回転角が変化し、回転鏡２２の鏡２２５が仰角が変化するように回転鏡２２を制御する。
【００３８】
また、制御部２４は、受光部２５から赤外線ビームの複数の強度を受け、その受けた複数の強度に基づいて、最大の強度が得られるときの回転角および仰角を検出する。そして、制御部２４は、その検出した回転角および仰角をそれぞれ最適回転角および最適仰角とし、台座２２１が最適回転角の位置で停止し、鏡２２５が最適仰角の位置で停止するように回転鏡２２を制御する。
【００３９】
さらに、制御部２４は、送信データを生成し、その生成した送信データを発行部２６へ出力する。
【００４０】
さらに、制御部２４は、受光部２８から電圧を受け、その受けた電圧に基づいて、他の通信装置から送信された送信データを得る。
【００４１】
さらに、制御部２４は、通信装置３に対する通信装置２の存在方向を検出するとき、赤外線ビームを出射するように発光部２７を制御する。
【００４２】
受光部２５は、ハーフミラー２３を介して赤外線ビームを受け、その受けた赤外線ビームの強度を検出する。そして、受光部２５は、赤外線ビームの強度を制御部２４へ出力する。
【００４３】
発光部２６は、制御部２４から送信データを受け、その受けた送信データに従って赤外線ビームを変調し、その変調された赤外線ビームをハーフミラー２３へ出射する。
【００４４】
発光部２７は、受光部２８の内側に配置される。そして、発光部２７は、通信装置２が２次元通信シート１の上面１Ａ上に配置された場合、２次元通信シート１の光透過部材１１に接する。
【００４５】
また、発光部２７は、制御部２４からの制御に従って赤外線ビームを２次元通信シート１の光透過部材１１中へ出射する。
【００４６】
受光部２８は、プリズム２１と発光部２７との間に配置される。そして、受光部２８は、通信装置２が２次元通信シート１の上面１Ａ上に配置された場合、２次元通信シート１の光透過部材１１に接する。
【００４７】
また、受光部２８は、２次元通信シート１の光透過部材１１中を伝搬する赤外線ビームを後述する方法によって受光し、その受光した赤外線ビームを電圧に変換して制御部２４へ出力する。
【００４８】
なお、図１に示す通信装置３も、図３に示す通信装置２と同じ構成からなる。
【００４９】
図４は、図３に示す回転鏡２２の構成を詳細に示す構成図である。図４を参照して、回転鏡２２は、台座２２１、支持部材２２２，２２３、回転軸２２４および鏡２２５に加え、回転軸２２６およびモータ２２７，２２８を含む。
【００５０】
回転軸２２６は、一方端が台座２２１に連結され、他方端がモータ２２７に連結される。モータ２２７の回転軸は、回転軸２２６に連結される。そして、モータ２２７は、制御部２４からの制御に従って台座２２１を矢印ＡＲＷ１の方向へ回転させる。すなわち、モータ２２７は、２次元通信シート１の上面１Ａ内において台座２２１を３６０度回転させる。
【００５１】
また、モータ２２７は、制御部２４からの制御に従って台座２２１を最適回転角だけ回転させ、台座２２１を最適回転角だけ回転させた位置で保持する。この場合、たとえば、支持部材２２３から支持部材２２２へ向かう方向ＤＲ１を上面１Ａ内における回転角の０度とし、モータ２２７は、この０度の回転角を基準として台座２２１を最適回転角だけ回転させ、台座２２１を最適回転角だけ回転させた位置で保持する。
【００５２】
モータ２２８の回転軸は、回転軸２２４に連結される。そして、モータ２２８は、制御部２４からの制御に従って、鏡２２５を矢印ＡＲＷ２の方向へ回転させる。すなわち、モータ２２８は、２次元通信シート１の上面１Ａから上面１Ａの法線方向への角度である仰角の方向へ鏡２２５を回転させる。
【００５３】
また、モータ２２８は、制御部２４からの制御に従って鏡２２５を最適仰角だけ回転させ、鏡２２５を最適仰角だけ回転させた位置で保持する。この場合、たとえば、２次元通信シート１の上面１Ａに含まれる方向ＤＲ２を仰角の０度とし、モータ２２８は、この０度の仰角を基準として鏡２２５を最適仰角だけ回転させ、鏡２２５を最適仰角だけ回転させた位置で保持する。
【００５４】
図５は、図３に示す発光部２７および受光部２８を詳細に説明するための模式図である。図５を参照して、発光部２７は、複数の受光部２８の内側に配置される。複数の受光部２８は、発光部２７の周囲に同心円状に配置される。そして、複数の受光部２８の各々は、三角形の断面形状を有し、光透過部材２８１と、受光器２８２とを含む。
【００５５】
光透過部材２８１は、２次元通信シート１の光透過部材１１と同じ屈折率を有する。そして、角∠ＡＢＣは、６０度〜８０度の範囲である。
【００５６】
受光器２８２は、光透過部材２８１の辺ＢＣに接して配置される。そして、受光器２８２は、光透過部材２８１中へ入射した赤外線ビームを受光するとともに、その受光した赤外線ビームを電圧に変換し、その変換した電圧を制御部２４へ出力する。
【００５７】
発光部２７および受光部２８が２次元通信シート１の上面１Ａ上に配置された場合、受光部２８の光透過部材２８１は、２次元通信シート１の光透過部材１１に接する。そして、光透過部材２８１は、上述したように光透過部材１１と同じ屈折率を有する。したがって、光透過部材１１中を伝搬する赤外線ビームは、光透過部材２８１中へ入射し易くなる。その結果、受光部２８は、光透過部材１１中を伝搬する赤外線ビームを吸い込むように受光する。
【００５８】
図６は、送信側の通信装置に対する受信側の通信装置の存在方向を検出する実施の形態１における方法を説明するための模式図である。
【００５９】
なお、図５においては、通信装置２を送信側の通信装置とし、通信装置３を受信側の通信装置とする。
【００６０】
図５を参照して、通信装置２に対する通信装置３の存在方向を検出する場合、受信側の通信装置３は、発光部２７によって赤外線ビームを２次元通信シート１の光透過部材１１中へ出射する。より具体的には、通信装置３の制御部２４は、赤外線ビームを出射するように発光部２７を制御し、発光部２７は、制御部２４からの制御に従って赤外線ビームを光透過部材１１中へ出射する。
【００６１】
この場合、発光部２７は、光透過部材１１に接するため、発光部２７から出射された赤外線ビームは、損失なく光透過部材１１中へ出射される。
【００６２】
また、発光部２７から出射された赤外線ビームは、２次元通信シート１の長辺における一方端から他方端まで伝搬したときのビームの広がり幅であるビーム幅が１個の通信装置のみによって検出可能な最大ビーム幅以下のビーム幅を有する。具体的には、赤外線ビームは、２次元通信シート１の長辺における一方端から他方端まで伝搬したときのビームの広がり幅であるビーム幅が１０度であるビーム幅を有する。
【００６３】
通信装置３の発光部２７から光透過部材１１中へ出射された赤外線ビームは、光透過部材１１の底面１１Ａおよび上面１１Ｂに対して浅い角度で入射するため、底面１１Ａおよび上面１１Ｂで反射されながら、光透過部材１１中を伝搬する。
【００６４】
一方、送信側の通信装置２の制御部２４は、台座２２１を回転角の方向（図４の矢印ＡＲＷ１の方向）へ回転させ、仰角方向（図４の矢印ＡＲＷ２の方向）へ鏡２２５を回転させるように回転鏡２２を制御する。そして、通信装置２の回転鏡２２は、制御部２４からの制御に従って、上述した方法によって台座２２１を回転角の方向へ回転させ、かつ、鏡２２を仰角方向へ回転させる。
【００６５】
そうすると、通信装置２のプリズム２１は、光透過部材１１中を伝搬する赤外線ビームを受け、その受けた赤外線ビームを鏡２２５へ導く。
【００６６】
そして、通信装置２の鏡２２５は、プリズム２１から受けた赤外線ビームをハーフミラー２３へ反射する。ハーフミラー２３は、鏡２２５から受けた赤外線ビームを受光部２５へ反射する。
【００６７】
通信装置２の受光部２５は、ハーフミラー２３から受けた赤外線ビームを受光し、その受光した赤外線ビームの強度を検出して制御部２４へ出力する。
【００６８】
この場合、通信装置２の受光部２５が検出する赤外線ビームの強度は、鏡２２５が赤外線ビームの伝搬方向を向いているとき、最も強くなり、鏡２２５が向いている方向が赤外線ビームの伝搬方向から回転角の方向および／または仰角方向へずれるに伴って低下する。
【００６９】
したがって、鏡２２５の回転角および仰角が順次変えられたときに、受光部２５が検出した赤外線ビームの複数の強度のうち、最大の強度が得られたときの回転角および仰角は、鏡２２５が赤外線ビームの伝搬方向を向いたときの回転角および仰角に等しくなる。
【００７０】
そこで、制御部２４は、受光部２５が検出した赤外線ビームの複数の強度のうち、最大の強度が得られたときの回転角および仰角をそれぞれ最適回転角および最適仰角として検出する。
【００７１】
そして、制御部２４は、その検出した最適回転角および最適仰角だけ鏡２２５を回転させるように回転鏡２２を制御し、回転鏡２２は、制御部２４からの制御に従って、上述した方法によって、鏡２２５を最適回転角および最適仰角だけ回転し、その位置で鏡２２５を保持する。
【００７２】
これによって、鏡２２５は、通信装置２に対する通信装置３の存在方向へ向き、通信装置２の受光部２５は、通信装置３から出射された赤外線ビームを最大強度で受光する。
【００７３】
図７は、送信側の通信装置から受信側の通信装置へ送信データを送信するときの実施の形態１における模式図である。
【００７４】
通信装置２が通信装置３へ送信データを送信する場合、通信装置２の制御部２４は、送信データを生成し、その生成した送信データを発光部２６へ出力する。
【００７５】
そして、通信装置２の発光部２６は、送信データを制御部２４から受けるとともに、その受けた送信データによって赤外線ビームを変調し、その変調した赤外線ビームをハーフミラー２３へ出射する。
【００７６】
その後、通信装置２のハーフミラー２３は、発光部２６からの赤外線ビームを回転鏡２２へ透過し、回転鏡２２は、ハーフミラー２３からの赤外線ビームをプリズム２１の方向へ反射する。
【００７７】
そして、通信装置２のプリズム２１は、回転鏡２２からの赤外線ビームを屈折して２次元通信シート１の光透過部材１１中へ出射する。
【００７８】
そうすると、赤外線ビームは、通信装置３の方向へ光透過部材１１中を伝搬し、通信装置３の複数の受光部２８に照射される。
【００７９】
そして、通信装置３の複数の受光部２８は、赤外線ビームを吸い込むように受光し、その受光した赤外線ビームを電圧に変換して制御部２４へ出力する。
【００８０】
その後、通信装置３の制御部２４は、複数の受光部２８から受けた電圧をアナログ信号からデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号を復調して送信データを取得する。
【００８１】
これによって、通信装置２から通信装置３へ送信データを送信する動作が終了する。
【００８２】
なお、上記においては、通信装置２から通信装置３へ送信データを送信する場合について説明したが、通信装置３から通信装置２へ送信データを送信する場合も、上述した方法と同じ方法が用いられる。
【００８３】
この場合、通信装置３は、通信装置３に対する通信装置２の存在方向を上述した方法によって検出し、その検出した存在方向を向くように回転鏡２２を固定し、その固定した回転鏡２２を用いて、通信装置２における方法と同じ方法によって、送信データを通信装置２へ送信する。
【００８４】
そして、通信装置２は、通信装置３から送信された赤外線ビームを検出し、その検出した赤外線ビームに基づいて、通信装置３における方法と同じ方法によって送信データを取得する。
【００８５】
なお、上記においては、１個の通信装置２と１個の通信装置３との間における送信データの送受信について説明したが、実施の形態１においては、これに限らず、１個の通信装置２と、複数の通信装置との間で送信データが送受信されてもよい。
【００８６】
この場合、複数の通信装置の各々は、通信装置２，３と同じように２次元通信シート１の上面１Ａに接して配置される。そして、通信装置２は、上述した方法によって、送信データを時分割で複数の通信装置へ送信する。
【００８７】
その結果、複数の通信装置へ送信データを送信するときの衝突が回避され、２次元通信システムのスループットを向上できる。
【００８８】
上述したように、送信側の通信装置２は、１個の通信装置のみによって検出可能な最大ビーム幅以下のビーム幅を有する赤外線ビームを受信側の通信装置３が存在する方向へ向けて出射することにより送信データを通信装置３へ送信し、受信側の通信装置３は、通信装置２から送信された赤外線ビームを受光して送信データを取得する。
【００８９】
したがって、実施の形態１によれば、受信側の通信装置３における赤外線ビームの強度を最大にでき、送信側の通信装置２および受信側の通信装置３を自由に配置できる。
【００９０】
［実施の形態２］
図８は、実施の形態２による２次元通信システムの概略図である。図８を参照して、実施の形態２による２次元通信システム１０Ａは、図１に示す２次元通信システム１０の通信装置３をシートモジュール４に代えたものであり、その他は、２次元通信システム１０と同じである。
【００９１】
シートモジュール４は、２次元通信シート１の側面１Ｂに接して配置される。より具体的には、シートモジュール４は、２次元通信シート１の光透過部材１１に接して配置される。そして、シートモジュール４と光透過部材１１との接触領域以外の領域に反射部材１２が設けられている。
【００９２】
図９は、図８に示すシートモジュール４の構成図である。図９を参照して、シートモジュール４は、ハーフミラー４１と、発光部４２と、制御部４３と、受光部４４とを含む。
【００９３】
ハーフミラー４１は、発光部４２から出射された赤外線ビームを２次元通信シート１の光透過部材１１中へ透過する。また、ハーフミラー４１は、２次元通信シート１の光透過部材１１から赤外線ビームを受け、その受けた赤外線ビームを受光部４４へ反射する。
【００９４】
発光部４２は、制御部４３からの制御に従って赤外線ビームを生成し、その生成した赤外線ビームをハーフミラー４１へ出射する。また、発光部４２は、制御部４３から送信データを受け、その受けた送信データによって赤外線ビームを変調し、その変調した赤外線ビームをハーフミラー４１へ出射する。
【００９５】
制御部４３は、赤外線ビームを出射するように発光部４２を制御する。また、制御部４３は、送信データを生成し、その生成した送信データを発光部４２へ出力する。さらに、制御部４３は、受光部４４から電圧を受け、その受けた電圧をアナログ信号からデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号に基づいて、送信データを復調する。
【００９６】
受光部４４は、ハーフミラー４１から赤外線ビームを受け、その受けた赤外線ビームを電圧に変換する。そして、受光部４４は、その変換した電圧を制御部４３へ出力する。
【００９７】
図１０は、送信側の通信装置に対する受信側の通信装置の存在方向を検出する実施の形態２における方法を説明するための模式図である。
【００９８】
図１０においては、通信装置２は、送信側の通信装置であり、シートモジュール４は、受信側の通信装置である。
【００９９】
通信装置２に対するシートモジュール４の存在方向を検出する場合、シートモジュール４の発光部４２は、制御部４３からの制御に従って、赤外線ビームを生成し、その生成した赤外線ビームをハーフミラー４１を介して２次元通信シート１の光透過部材１１中へ出射する。
【０１００】
そして、光透過部材１１中へ入射された赤外線ビームは、光透過部材１１中を伝搬する。
【０１０１】
通信装置２は、上述した方法によって、回転鏡２２を回転角の方向および仰角方向に回転しながら赤外線ビームの強度を検出し、その検出した強度が最大になるときの回転角および仰角をそれぞれ最適回転角および最適仰角として検出する。そして、通信装置２は、鏡２２５を最適回転角および最適仰角だけ回転し、その位置で保持する。
【０１０２】
図１１は、送信側の通信装置から受信側の通信装置へ送信データを送信するときの実施の形態２における模式図である。
【０１０３】
通信装置２がシートモジュール４へ送信データを送信する場合、通信装置２は、上述した方法によって、送信データによって変調された赤外線ビームをシートモジュール４の存在方向へ向けて２次元通信シート１中へ出射する。
【０１０４】
そうすると、シートモジュール４のハーフミラー４１は、２次元通信シート１の光透過部材１１中を伝搬する赤外線ビームを受け、その受けた赤外線ビームを受光部４４へ反射する。
【０１０５】
そして、シートモジュール４の受光部４４は、ハーフミラー４１から受けた赤外線ビームを電圧に変換し、その変換した電圧を制御部４３へ出力する。シートモジュール４の制御部４３は、受光部４４からの電圧に基づいて、上述した方法によって送信データを得る。
【０１０６】
なお、上記においては、通信装置２からシートモジュール４へ送信データを送信する場合について説明したが、シートモジュール４から通信装置２へ送信データを送信する場合も、上述した方法と同じ方法が用いられる。
【０１０７】
この場合、シートモジュール４は、送信データによって変調された赤外線ビームを発光部４２によって通信装置２へ送信する。
【０１０８】
そして、通信装置２は、シートモジュール４から送信された赤外線ビームを検出し、その検出した赤外線ビームに基づいて、上述した方法によって送信データを取得する。
【０１０９】
なお、上記においては、１個の通信装置２と１個のシートモジュール４との間における送信データの送受信について説明したが、実施の形態２においては、これに限らず、１個の通信装置２と、複数のシートモジュールとの間で送信データが送受信されてもよい。
【０１１０】
この場合、複数のシートモジュールの各々は、シートモジュール４と同じように２次元通信シート１の側面１Ｂに接して配置される。そして、通信装置２は、上述した方法によって、送信データを時分割で複数のシートモジュールへ送信する。
【０１１１】
その結果、複数のシートモジュールへ送信データを送信するときの衝突が回避され、２次元通信システムのスループットを向上できる。
【０１１２】
上述したように、送信側の通信装置２は、１個の通信装置のみによって検出可能な最大ビーム幅以下のビーム幅を有する赤外線ビームを受信側のシートモジュール４が存在する方向へ向けて出射することにより送信データをシートモジュール４へ送信し、受信側のシートモジュール４は、通信装置２から送信された赤外線ビームを受光して送信データを取得する。
【０１１３】
したがって、実施の形態２によれば、受信側のシートモジュール４における赤外線ビームの強度を最大にでき、送信側の通信装置２を自由に配置できる。
【０１１４】
［実施の形態３］
図１２は、実施の形態３による２次元通信システムの構成図である。図１２を参照して、実施の形態３による２次元通信システム１０Ｂは、図１に示す２次元通信システム１０にシートモジュール４を追加したものであり、その他は、２次元通信システム１０と同じである。
【０１１５】
シートモジュール４については、実施の形態２において説明したとおりである。
【０１１６】
２次元通信システム１０Ｂにおいては、通信装置２および通信装置３は、実施の形態１において説明した方法によって、２次元通信シート１を介して相互に通信を行う。
【０１１７】
また、２次元通信システム１０Ｂにおいては、通信装置２または通信装置３は、実施の形態２において説明した方法によって、シートモジュール４との間で２次元通信シート１を介して相互に通信を行う。
【０１１８】
さらに、２次元通信システム１０Ｂにおいては、シートモジュール４は、有線ケーブルを介してインターネット等のネットワーク（図示せず）に接続される。そして、シートモジュール４は、ネットワークを介して他の通信システムを構成する通信装置から受信したデータを２次元通信シート１を介して通信装置２または通信装置３へ送信する。また、シートモジュール４は、２次元通信シート１を介して通信装置２または通信装置３からデータを受信し、その受信したデータをネットワークを介して他の通信システムを構成する通信装置へ送信する。このように、シートモジュール４は、アクセスポイントとして機能する。
【０１１９】
上述した各通信においては、１個の通信装置のみによって検出可能な最大ビーム幅以下のビーム幅を有する赤外線ビームを用いて送信データが送受信される。
【０１２０】
したがって、実施の形態３によれば、受信側の通信装置２，３またはシートモジュール４における赤外線ビームの強度を最大にでき、受信側の通信装置２または通信装置３を自由に配置できる。
【０１２１】
なお、２次元通信システム１０Ｂにおいては、シートモジュールを複数個設けてもよい。この場合、複数のシートモジュールの各々がアクセスポイントとして機能するようにしてもよい。
【０１２２】
［変形例］
図１３は、この発明の実施の形態における他の通信装置の構成図である。この発明の実施の形態においては、図１３に示す通信装置２０が用いられてもよい。
【０１２３】
図１３を参照して、通信装置２０は、図３に示す通信装置２に太陽電池２９を追加したものであり、その他は、通信装置２と同じである。
【０１２４】
太陽電池２９は、光吸収層２９１と、発電層２９２とを含む。光吸収層２９１は、２次元通信シート１の光透過部材１１と同じ屈折率を有する。そして、光吸収層２９１は、太陽電池２９の最下面に配置される。
【０１２５】
発電層２９２は、光吸収層２９１に接して配置される。そして、発電層２９２は、ｐ型半導体とｎ型半導体とを接触させたｐ−ｎ接合の構造からなる。ｐ型半導体およびｎ型半導体の各々は、赤外線ビームを吸収可能なバンドギャップを有する半導体からなる。
【０１２６】
光吸収層２９１は、上述したように、２次元通信シート１の光透過部材１１と同じ屈折率を有するため、光透過部材１１中を伝搬する赤外線ビームを吸収して発電層２９２へ導く。
【０１２７】
発電層２９２は、光吸収層２９１から赤外線ビームを受け、その受けた赤外線ビームを電気に変換し、その変換した電気を回転鏡２２のモータ２２７，２２８、制御部２４、受光部２５および発光部２６へ供給する。
【０１２８】
そして、回転鏡２２のモータ２２７，２２８、制御部２４、受光部２５および発光部２６は、太陽電池２９から電気を受け、その受けた電気によって駆動される。
【０１２９】
このように、通信装置２０は、２次元通信シート１中を伝搬する赤外線ビームによって発電した電気を用いて駆動される。
【０１３０】
したがって、２次元通信シート１中を伝搬する赤外線ビームを有効に用できる。
【０１３１】
この発明の実施の形態においては、上述した２次元通信システム１０，１０Ａ，１０Ｂは、通信装置２，３に代えて通信装置２０を備えていてもよい。
【０１３２】
図１４は、この発明の実施の形態におけるさらに他の通信装置の構成図である。この発明の実施の形態においては、図１４に示す通信装置２００が用いられてもよい。
【０１３３】
図１４を参照して、通信装置２００は、図３に示す通信装置２の回転鏡２２を光路調整器２１０に代えたものであり、その他は、通信装置２と同じである。
【０１３４】
光路調整器２１０は、反射鏡２１１と、液体プリズム２１２とを含む。反射鏡２１１は、略円錐形状を有し、その表面が反射鏡面からなる。そして、反射鏡２１１は、発光部２７および受光部２８の上に配置される。
【０１３５】
液体プリズム２１２は、導電性の金属イオンを含む水溶液２１２１と、絶縁性の油２１２２とを含む。水溶液２１２１は、たとえば、銅からなる金属イオンを含む。そして、液体プリズム２１２は、ハーフミラー２３と、反射鏡２１１との間に配置される。
【０１３６】
図１５は、図１４に示す液体プリズム２１２の詳細図である。また、図１６は、図１５に示す線ＸＶＩ−ＸＶＩ間における液体プリズム２１２の断面図である。
【０１３７】
図１５および図１６を参照して、液体プリズム２１２は、容器２１２０と、電極２１３０，２１４０，２１５０〜２１５３，２１６０，２１７０，２１８０，２１９０〜２１９３，２２００とをさらに含む。
【０１３８】
容器２１２０は、略八角形の平面形状を有する八角柱の外形からなり、赤外線ビームを透過する。電極２１３０，２１４０，２１５０〜２１５３，２１６０，２１７０，２１８０，２１９０〜２１９３，２２００は、容器２１２０の外側面に配置される。この場合、電極２１７０，２１８０，２１９０，２２００は、それぞれ、電極２１３０，２１４０，２１５０，２１６０に対向するように配置される。
【０１３９】
電極２１５０〜２１５３は、容器２１２０の高さ方向に配置され、電極２１９０〜２１９３は、容器２１２０の高さ方向に配置される。
【０１４０】
そして、電極２１３０，２１４０，２１５０〜２１５３，２１６０，２１７０，２１８０，２１９０〜２１９３，２２００の各々は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電膜からなり、赤外線ビームを透過する。
【０１４１】
なお、電極２１３０，２１４０，２１６０，２１７０，２１８０，２２００の下側にも、電極２１５０〜２１５３，２１９０〜２１９３と同じように３個の電極が配置されている。
【０１４２】
容器２１２０は、水溶液２１２１と、油２１２２とを保持する。電極２１３０，２１４０，２１５０〜２１５３，２１６０，２１７０，２１８０，２１９０〜２１９３，２２００は、制御部２４から電圧を受け、その受けた電圧を水溶液２１２１および油２１２２に印加する。
【０１４３】
図１７は、液体プリズム２１２の使用方法を説明するための図である。図１７を参照して、電圧が電極２１５０，２１５１，２１９０に印加されず、電極２１５２，２１５３，２１９１〜２１９３に印加された場合、水溶液２１２１と油２１２２との境界面ＢＤ１が形成される（図１７の（ａ）参照）。
【０１４４】
また、電圧が電極２１５０〜２１５２，２１９０に印加されず、電極２１５３，２１９１〜２１９３に印加された場合、水溶液２１２１と油２１２２との境界面ＢＤ２が形成される（図１７の（ｂ）参照）。
【０１４５】
したがって、電極２１３０，２１４０，２１５０〜２１５３，２１６０，２１７０，２１８０，２１９０〜２１９３，２２００のうち、電圧が印加される電極を変えることによって、水溶液２１２１と油２１２２との境界面を各種のパターンに変更できる。
【０１４６】
なお、境界面ＢＤ１，ＢＤ２は、図１７においては、直線で示されているが、容器２１２０の外側面に設けられた３２個の電極のうち、電圧が印加される電極を立体的に変更するので、境界面ＢＤ１，ＢＤ２は、実際には、曲面からなる。
【０１４７】
このように、水溶液２１２１と油２１２２との境界面を各種のパターンに変更することにより、水溶液２１２１と油２１２２との境界面における赤外線ビームの屈折パターンを各種のパターンに変更でき、通信装置２００に入射する赤外線ビームおよび通信装置２００から出射される赤外線ビームの光路を各種変更できる。
【０１４８】
したがって、通信装置２００に入射する赤外線ビームの光路を各種変更して赤外線ビームを受光部２５で受け、その受けた赤外線ビームの強度が最大になるときの電極パターンを決定すれば、通信装置２００は、通信相手から最大の強度で赤外線ビームを受光できる。
【０１４９】
なお、通信装置２００においては、上述した太陽電池２９をさらに含んでいてもよい。
【０１５０】
この発明の実施の形態においては、上述した２次元通信システム１０，１０Ａ，１０Ｂは、通信装置２，３に代えて通信装置２００を備えていてもよい。
【０１５１】
図１８は、２次元通信システムの応用例を示す概念図である。図１８を参照して、ＡＶ機器３００は、ＡＶ機器４００の上に配置される。ＡＶ機器３００は、通信装置３０１，３０３と、２次元通信シート３０２とを備える。ＡＶ機器４００は、通信装置４０１，４０３と、２次元通信シート４０２とを備える。
【０１５２】
通信装置３０１，３０３，４０１，４０３の各々は、通信装置２と同じ構成からなり、２次元通信シート３０２，４０２の各々は、２次元通信シート１と同じ構成からなる。
【０１５３】
２次元通信シート３０２は、ＡＶ機器３００の天板に配置される。通信装置３０１は、ＡＶ機器３００の脚部に配置される。通信装置３０３は、２次元通信シート３０２の裏面に配置される。
【０１５４】
２次元通信シート４０２は、ＡＶ機器４００の天板に配置される。通信装置４０１は、ＡＶ機器４００の脚部に配置される。通信装置４０３は、２次元通信シート４０２の裏面に配置される。
【０１５５】
通信装置４０３は、上述した方法によって２次元通信シート４０２を介して通信装置３０１へデータを送信する。
【０１５６】
また、通信装置３０１は、上述した方法によって２次元通信シート４０２を介して通信装置４０３へデータを送信する。
【０１５７】
このように、この発明の実施の形態においては、積層されたＡＶ機器３００，４００間において、２次元通信システムを用いてデータを送受信できる。
【０１５８】
なお、ＡＶ機器の通信装置３０３は、ＡＶ機器３００の上に別のＡＶ機器が配置された場合、その配置されたＡＶ機器の脚部に配置された通信装置と上述した方法によってデータを送受信する。
【０１５９】
また、通信装置４０１は、ＡＶ機器３００，４００が２次元通信シート１上に配置された場合、その２次元通信シート１の上面１Ａに配置された通信装置２（図１０参照）または２次元通信シート１の側面に配置されたシートモジュール４と上述した方法によってデータを送受信する。
【０１６０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
この発明は、受信側の通信装置が受光する赤外線の強度を高くでき、配置の自由度を高めることができる２次元通信システムに適用される。
【符号の説明】
【０１６２】
１，３０２，４０２ ２次元通信シート、１Ａ，１１Ｂ 上面、１Ｂ 側面、２，３，３０１，３０３，４０１，４０３ 通信装置、４ シートモジュール、１０，１０Ａ，１０Ｂ ２次元通信システム、１１，２８１ 光透過部材、１１Ａ 底面、１２ 反射部材、２１ プリズム、２２ 回転鏡、２３，４１ ハーフミラー、２４，４３ 制御部、２５，２８，４４ 受光部、２６，２７，４２ 発光部、２９ 太陽電池、２１０ 光路調整器、２１１ 反射鏡、２１２ 液体プリズム、２２１ 台座、２２２，２２３ 支持部材、２２４，２２６ 回転軸、２２５ 鏡、２２７，２２８ モータ、２８２ 受光器、２９１ 光吸収層、２９２ 発電層、３００，４００ 機器、２１２１水溶液、２１２２ 油、２１２０ 容器、２１３０，２１４０，２１５０〜２１５３，２１６０，２１７０，２１８０，２１９０〜２１９３，２２００ 電極。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、２次元通信システムに関し、特に、赤外線ビームを用いて通信を行なう２次元通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の受光機へ同時に送信データを送信する赤外線リモートコントロールシステムが知られている（特許文献１）。
【０００３】
この赤外線リモートコントロールシステムは、パソコンに接続された携帯電話端末と、各々がパソコンに接続された複数の受光機とを備える。
【０００４】
携帯電話端末は、パソコンから送信データを受け、その受けた送信データを赤外線によって複数の受光機へ送信する。複数の受光機は、携帯電話端末から送信された赤外線を受光し、その受光した赤外線によって表される送信データを対応するパソコンへ出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０８０１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された赤外線リモートコントロールシステムにおいては、携帯電話端末が送信データを赤外線によって同時に複数の受光機へ送信するため、各受光機が受光する赤外線の強度が低くなるという問題がある。
【０００７】
また、赤外線送受信部を対向させて配置しないと通信できないという問題がある。
【０００８】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、受信側の通信装置が受光する赤外線の強度を高くでき、配置の自由度を高めることができる２次元通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば、２次元通信システムは、２次元通信シートと、第１および第２の通信装置とを備える。２次元通信シートは、略平板形状からなり、赤外線ビームを伝搬する。第１の通信装置は、２次元通信シートの平面に接して平面上に配置される。第２の通信装置は、２次元通信シートに接して配置される。そして、第１の通信装置は、１個の通信装置によってのみ赤外線ビームを検出可能な最大ビーム幅以下のビーム幅を有する赤外線ビームを用いて自己に対する第２の通信装置の存在方向を検出し、ビーム幅が最大ビーム幅以下に設定され、かつ、送信データによって変調された赤外線ビームを第２の通信装置の存在方向へ向けて２次元通信シート中へ出射する。第２の通信装置は、２次元通信シートを介して赤外線ビームを受信する。
【００１０】
好ましくは、第２の通信装置は、第１の発光部と、第１の受光部とを含む。第１の発光部は、赤外線ビームを２次元通信シート中へ出射する。第１の受光部は、赤外線ビームを２次元通信シートから受光する。第１の通信装置は、回転鏡と、プリズムと、第２の受光部と、制御部と、第２の発光部とを含む。回転鏡は、２次元通信シートの平面内における回転である第１の回転と２次元通信シートの平面に平行な軸の回りへの回転である第２の回転とを行なうとともに赤外線ビームを反射する。プリズムは、２次元通信シートの平面に接して配置される。第２の受光部は、プリズムを介して２次元通信シートから回転鏡へ入射し、かつ、回転鏡が第１および第２の回転を行ないながら反射した赤外線ビームを受光し、その受光した赤外線ビームの強度を検出する。制御部は、第２の受光部が検出した赤外線ビームの強度が最大になるときの第１の回転における回転角と第２の回転における回転角度である仰角とを検出し、その検出した最適回転角と最適仰角とによって決定される方向を第２の通信装置の存在方法と決定し、回転鏡の第１の回転における回転角を最適回転角に保持し、かつ、回転鏡の第２の回転における仰角を最適仰角に保持するように回転鏡を制御する。第２の発光部は、最適回転角および最適仰角に保持された回転鏡とプリズムとを介して赤外線ビームを２次元通信シート中へ出射する。
【００１１】
好ましくは、第２の通信装置は、２次元通信シートの平面に接して平面上に配置される。第１の発光部は、２次元通信シートの平面に接して配置される。第１の受光部は、第１の光透過部材と、第１の受光器とを含む。第１の光透過部材は、２次元通信シートの平面に接して配置され、２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する。第１の受光部は、第１の光透過部材に接して配置され、２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを第１の光透過部材を介して受光する。第１の通信装置は、第２の光透過部材と、第２の受光器とをさらに含む。第２の光透過部材は、２次元通信シートの平面に接して配置され、２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する。第２の受光器は、第２の光透過部材に接して配置され、２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを第２の光透過部材を介して受光する。
【００１２】
好ましくは、第２の通信装置は、２次元通信シートの側面に接して配置される。第１の通信装置は、第２の光透過部材と、第２の受光器とをさらに含む。第２の光透過部材は、２次元通信シートの平面に接して配置され、２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する。第２の受光器は、第２の光透過部材に接して配置され、２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを第２の光透過部材を介して受光する。
【００１３】
好ましくは、第２の通信装置は、第３および第４の通信装置を含む。第３の通信装置は、２次元通信シートの平面に接して平面上に配置される。第４の通信装置は、２次元通信シートの側面に接して配置される。第３の通信装置の第１の発光部は、２次元通信シートの平面に接して配置される。第３の通信装置の第１の受光部は、第１の光透過部材と、第１の受光器とを含む。第１の光透過部材は、２次元通信シートの平面に接して配置され、２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する。第１の受光器は、第１の光透過部材に接して配置され、２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを第１の光透過部材を介して受光する。第１の通信装置は、第２の光透過部材と、第２の受光器とをさらに含む。第２の光透過部材は、２次元通信シートの平面に接して配置され、２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する。第２の受光器は、第２の光透過部材に接して配置され、２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを第２の光透過部材を介して受光する。
【００１４】
好ましくは、第４の通信装置は、有線ケーブルによってネットワークに接続され、アクセスポイントとして機能する。
【発明の効果】
【００１５】
この発明による２次元通信システムにおいては、第１の通信装置は、１個の通信装置によってのみ赤外線ビームを検出可能な最大ビーム幅以下のビーム幅を有する赤外線ビームを用いて自己に対する第２の通信装置の存在方向を検出し、ビーム幅が最大ビーム幅以下に設定され、かつ、送信データによって変調された赤外線ビームを第２の通信装置の存在方向へ向けて２次元通信シート中へ出射する。そして、第２の通信装置は、２次元通信シートを介して赤外線ビームを受信する。その結果、第１および第２の通信装置は、１対１の直接通信を行なう。
【００１６】
したがって、この発明によれば、受信側の通信装置における赤外線ビームの強度を高くでき、配置の自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１による２次元通信システムの概略図である。
【図２】図１に示す２次元通信シートの構成図である。
【図３】図１に示す通信装置の構成図である。
【図４】図３に示す回転鏡の構成を詳細に示す構成図である。
【図５】図３に示す発光部および受光部を詳細に説明するための模式図である。
【図６】送信側の通信装置に対する受信側の通信装置の存在方向を検出する実施の形態１における方法を説明するための模式図である。
【図７】送信側の通信装置から受信側の通信装置へ送信データを送信するときの実施の形態１における模式図である。
【図８】実施の形態２による２次元通信システムの概略図である。
【図９】図８に示すシートモジュールの構成図である。
【図１０】送信側の通信装置に対する受信側の通信装置の存在方向を検出する実施の形態２における方法を説明するための模式図である。
【図１１】送信側の通信装置から受信側の通信装置へ送信データを送信するときの実施の形態２における模式図である。
【図１２】実施の形態３による２次元通信システムの構成図である。
【図１３】この発明の実施の形態における他の通信装置の構成図である。
【図１４】この発明の実施の形態におけるさらに他の通信装置の構成図である。
【図１５】図１４に示す液体プリズムの詳細図である。
【図１６】図１５に示す線ＸＶＩ−ＸＶＩ間における液体プリズムの断面図である。
【図１７】液体プリズムの使用方法を説明するための図である。
【図１８】２次元通信システムの応用例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１９】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による２次元通信システムの概略図である。図１を参照して、実施の形態１による２次元通信システム１０は、２次元通信シート１と、通信装置２，３とを備える。
【００２０】
２次元通信シート１は、屈折率が空気よりも大きい透明なアクリルからなり、略平板形状を有する。そして、２次元通信シート１は、通信装置２，３から出射された赤外線ビームを伝搬させる。
【００２１】
通信装置２，３の各々は、２次元通信シート１の上面１Ａに接して上面１Ａ上に配置される。そして、通信装置２，３の各々は、自己が送信側である場合、後述する方法によって、自己に対する通信相手の存在方向を検出し、その検出した存在方向へ向けて赤外線ビームを２次元通信シート１中へ出射する。
【００２２】
また、通信装置２，３の各々は、通信相手から出射された赤外線ビームを２次元通信シート１を介して受信する。
【００２３】
図２は、図１に示す２次元通信シート１の構成図である。図２を参照して、２次元通信シート１は、光透過部材１１と、反射部材１２とを含む。
【００２４】
光透過部材１１は、上述した透明なアクリルからなる。そして、光透過部材１１は、通信装置２，３から出射された赤外線ビームを伝搬させる。
【００２５】
反射部材１２は、金属からなり、光透過部材１１の側面および底面に接して配置される。そして、反射部材１２は、光透過部材１１中を伝搬する赤外線ビームを反射する。
【００２６】
図３は、図１に示す通信装置２の構成図である。図３を参照して、通信装置２は、プリズム２１と、回転鏡２２と、ハーフミラー２３と、制御部２４と、受光部２５，２８と、発光部２６，２７とを含む。
【００２７】
プリズム２１は、２次元通信シート１の上面１Ａに平行な平面において略四角形の平面形状を有し、発行部２７および受光部２８の周囲に配置される。そして、プリズム２１は、通信装置２が２次元通信シート１の上面１Ａ上に配置された場合、２次元通信シート１の光透過部材１１に接する。
【００２８】
プリズム２１は、２次元通信シート１の光透過部材１１中を伝搬する赤外線ビームがプリズム２１と光透過部材１１との界面で屈折して入射した赤外線ビームを屈折して回転鏡２２に導く。
【００２９】
また、プリズム２１は、回転鏡２２によって反射された赤外線ビームを２次元通信シート１の光透過部材１１中へ出射する。
【００３０】
回転鏡２２は、台座２２１と、支持部材２２２，２２３と、回転軸２２４と、鏡２２５とを含む。
【００３１】
台座２２１は、発光部２７および受光部２８の上に配置される。そして、台座２２１は、２次元通信シート１の上面１Ａ内において３６０度回転可能である。より具体的には、台座２２１は、制御部２４からの制御によって、上面１Ａ内で回転し、または上面１Ａ内において所定の回転角度だけ回転した位置で停止する。
【００３２】
支持部材２２２は、一方端が台座２２１に固定され、他方端が回転軸２２４の一方端に連結される。支持部材２２３は、一方端が台座２２１に固定され、他方端が回転軸２２４の他方端に連結される。
【００３３】
回転軸２２４は、鏡２２５が回転軸２２４の回りに回転可能に鏡２２５を貫通し、一方端が支持部材２２２に連結され、他方端が支持部材２２３に連結される。
【００３４】
鏡２２５は、回転軸２２４を介して支持部材２２２，２２３によって支持される。そして、鏡２２５は、制御部２４からの制御によって、２次元通信シート１の上面１Ａから上面１Ａの法線方向への回転角度である仰角が変化するように、回転軸２２４の回りを回転するとともに、所定の仰角の位置で停止する。
【００３５】
また、鏡２２５は、プリズム２１からの赤外線ビームをハーフミラー２３へ反射するとともに、ハーフミラー２３からの赤外線ビームをプリズム２１へ反射する。
【００３６】
ハーフミラー２３は、回転鏡２２からの赤外線ビームを受光部２５へ反射するとともに、発光部２６からの赤外線ビームを回転鏡２２へ透過する。
【００３７】
制御部２４は、回転鏡２２の台座２２１が２次元通信シート１の上面１Ａ内における回転角が変化し、回転鏡２２の鏡２２５が仰角が変化するように回転鏡２２を制御する。
【００３８】
また、制御部２４は、受光部２５から赤外線ビームの複数の強度を受け、その受けた複数の強度に基づいて、最大の強度が得られるときの回転角および仰角を検出する。そして、制御部２４は、その検出した回転角および仰角をそれぞれ最適回転角および最適仰角とし、台座２２１が最適回転角の位置で停止し、鏡２２５が最適仰角の位置で停止するように回転鏡２２を制御する。
【００３９】
さらに、制御部２４は、送信データを生成し、その生成した送信データを発行部２６へ出力する。
【００４０】
さらに、制御部２４は、受光部２８から電圧を受け、その受けた電圧に基づいて、他の通信装置から送信された送信データを得る。
【００４１】
さらに、制御部２４は、通信装置３に対する通信装置２の存在方向を検出するとき、赤外線ビームを出射するように発光部２７を制御する。
【００４２】
受光部２５は、ハーフミラー２３を介して赤外線ビームを受け、その受けた赤外線ビームの強度を検出する。そして、受光部２５は、赤外線ビームの強度を制御部２４へ出力する。
【００４３】
発光部２６は、制御部２４から送信データを受け、その受けた送信データに従って赤外線ビームを変調し、その変調された赤外線ビームをハーフミラー２３へ出射する。
【００４４】
発光部２７は、受光部２８の内側に配置される。そして、発光部２７は、通信装置２が２次元通信シート１の上面１Ａ上に配置された場合、２次元通信シート１の光透過部材１１に接する。
【００４５】
また、発光部２７は、制御部２４からの制御に従って赤外線ビームを２次元通信シート１の光透過部材１１中へ出射する。
【００４６】
受光部２８は、プリズム２１と発光部２７との間に配置される。そして、受光部２８は、通信装置２が２次元通信シート１の上面１Ａ上に配置された場合、２次元通信シート１の光透過部材１１に接する。
【００４７】
また、受光部２８は、２次元通信シート１の光透過部材１１中を伝搬する赤外線ビームを後述する方法によって受光し、その受光した赤外線ビームを電圧に変換して制御部２４へ出力する。
【００４８】
なお、図１に示す通信装置３も、図３に示す通信装置２と同じ構成からなる。
【００４９】
図４は、図３に示す回転鏡２２の構成を詳細に示す構成図である。図４を参照して、回転鏡２２は、台座２２１、支持部材２２２，２２３、回転軸２２４および鏡２２５に加え、回転軸２２６およびモータ２２７，２２８を含む。
【００５０】
回転軸２２６は、一方端が台座２２１に連結され、他方端がモータ２２７に連結される。モータ２２７の回転軸は、回転軸２２６に連結される。そして、モータ２２７は、制御部２４からの制御に従って台座２２１を矢印ＡＲＷ１の方向へ回転させる。すなわち、モータ２２７は、２次元通信シート１の上面１Ａ内において台座２２１を３６０度回転させる。
【００５１】
また、モータ２２７は、制御部２４からの制御に従って台座２２１を最適回転角だけ回転させ、台座２２１を最適回転角だけ回転させた位置で保持する。この場合、たとえば、支持部材２２３から支持部材２２２へ向かう方向ＤＲ１を上面１Ａ内における回転角の０度とし、モータ２２７は、この０度の回転角を基準として台座２２１を最適回転角だけ回転させ、台座２２１を最適回転角だけ回転させた位置で保持する。
【００５２】
モータ２２８の回転軸は、回転軸２２４に連結される。そして、モータ２２８は、制御部２４からの制御に従って、鏡２２５を矢印ＡＲＷ２の方向へ回転させる。すなわち、モータ２２８は、２次元通信シート１の上面１Ａから上面１Ａの法線方向への角度である仰角の方向へ鏡２２５を回転させる。
【００５３】
また、モータ２２８は、制御部２４からの制御に従って鏡２２５を最適仰角だけ回転させ、鏡２２５を最適仰角だけ回転させた位置で保持する。この場合、たとえば、２次元通信シート１の上面１Ａに含まれる方向ＤＲ２を仰角の０度とし、モータ２２８は、この０度の仰角を基準として鏡２２５を最適仰角だけ回転させ、鏡２２５を最適仰角だけ回転させた位置で保持する。
【００５４】
図５は、図３に示す発光部２７および受光部２８を詳細に説明するための模式図である。図５を参照して、発光部２７は、複数の受光部２８の内側に配置される。複数の受光部２８は、発光部２７の周囲に同心円状に配置される。そして、複数の受光部２８の各々は、三角形の断面形状を有し、光透過部材２８１と、受光器２８２とを含む。
【００５５】
光透過部材２８１は、２次元通信シート１の光透過部材１１と同じ屈折率を有する。そして、角∠ＡＢＣは、６０度〜８０度の範囲である。
【００５６】
受光器２８２は、光透過部材２８１の辺ＢＣに接して配置される。そして、受光器２８２は、光透過部材２８１中へ入射した赤外線ビームを受光するとともに、その受光した赤外線ビームを電圧に変換し、その変換した電圧を制御部２４へ出力する。
【００５７】
発光部２７および受光部２８が２次元通信シート１の上面１Ａ上に配置された場合、受光部２８の光透過部材２８１は、２次元通信シート１の光透過部材１１に接する。そして、光透過部材２８１は、上述したように光透過部材１１と同じ屈折率を有する。したがって、光透過部材１１中を伝搬する赤外線ビームは、光透過部材２８１中へ入射し易くなる。その結果、受光部２８は、光透過部材１１中を伝搬する赤外線ビームを吸い込むように受光する。
【００５８】
図６は、送信側の通信装置に対する受信側の通信装置の存在方向を検出する実施の形態１における方法を説明するための模式図である。
【００５９】
なお、図５においては、通信装置２を送信側の通信装置とし、通信装置３を受信側の通信装置とする。
【００６０】
図５を参照して、通信装置２に対する通信装置３の存在方向を検出する場合、受信側の通信装置３は、発光部２７によって赤外線ビームを２次元通信シート１の光透過部材１１中へ出射する。より具体的には、通信装置３の制御部２４は、赤外線ビームを出射するように発光部２７を制御し、発光部２７は、制御部２４からの制御に従って赤外線ビームを光透過部材１１中へ出射する。
【００６１】
この場合、発光部２７は、光透過部材１１に接するため、発光部２７から出射された赤外線ビームは、損失なく光透過部材１１中へ出射される。
【００６２】
また、発光部２７から出射された赤外線ビームは、２次元通信シート１の長辺における一方端から他方端まで伝搬したときのビームの広がり幅であるビーム幅が１個の通信装置のみによって検出可能な最大ビーム幅以下のビーム幅を有する。具体的には、赤外線ビームは、２次元通信シート１の長辺における一方端から他方端まで伝搬したときのビームの広がり幅であるビーム幅が１０度であるビーム幅を有する。
【００６３】
通信装置３の発光部２７から光透過部材１１中へ出射された赤外線ビームは、光透過部材１１の底面１１Ａおよび上面１１Ｂに対して浅い角度で入射するため、底面１１Ａおよび上面１１Ｂで反射されながら、光透過部材１１中を伝搬する。
【００６４】
一方、送信側の通信装置２の制御部２４は、台座２２１を回転角の方向（図４の矢印ＡＲＷ１の方向）へ回転させ、仰角方向（図４の矢印ＡＲＷ２の方向）へ鏡２２５を回転させるように回転鏡２２を制御する。そして、通信装置２の回転鏡２２は、制御部２４からの制御に従って、上述した方法によって台座２２１を回転角の方向へ回転させ、かつ、鏡２２を仰角方向へ回転させる。
【００６５】
そうすると、通信装置２のプリズム２１は、光透過部材１１中を伝搬する赤外線ビームを受け、その受けた赤外線ビームを鏡２２５へ導く。
【００６６】
そして、通信装置２の鏡２２５は、プリズム２１から受けた赤外線ビームをハーフミラー２３へ反射する。ハーフミラー２３は、鏡２２５から受けた赤外線ビームを受光部２５へ反射する。
【００６７】
通信装置２の受光部２５は、ハーフミラー２３から受けた赤外線ビームを受光し、その受光した赤外線ビームの強度を検出して制御部２４へ出力する。
【００６８】
この場合、通信装置２の受光部２５が検出する赤外線ビームの強度は、鏡２２５が赤外線ビームの伝搬方向を向いているとき、最も強くなり、鏡２２５が向いている方向が赤外線ビームの伝搬方向から回転角の方向および／または仰角方向へずれるに伴って低下する。
【００６９】
したがって、鏡２２５の回転角および仰角が順次変えられたときに、受光部２５が検出した赤外線ビームの複数の強度のうち、最大の強度が得られたときの回転角および仰角は、鏡２２５が赤外線ビームの伝搬方向を向いたときの回転角および仰角に等しくなる。
【００７０】
そこで、制御部２４は、受光部２５が検出した赤外線ビームの複数の強度のうち、最大の強度が得られたときの回転角および仰角をそれぞれ最適回転角および最適仰角として検出する。
【００７１】
そして、制御部２４は、その検出した最適回転角および最適仰角だけ鏡２２５を回転させるように回転鏡２２を制御し、回転鏡２２は、制御部２４からの制御に従って、上述した方法によって、鏡２２５を最適回転角および最適仰角だけ回転し、その位置で鏡２２５を保持する。
【００７２】
これによって、鏡２２５は、通信装置２に対する通信装置３の存在方向へ向き、通信装置２の受光部２５は、通信装置３から出射された赤外線ビームを最大強度で受光する。
【００７３】
図７は、送信側の通信装置から受信側の通信装置へ送信データを送信するときの実施の形態１における模式図である。
【００７４】
通信装置２が通信装置３へ送信データを送信する場合、通信装置２の制御部２４は、送信データを生成し、その生成した送信データを発光部２６へ出力する。
【００７５】
そして、通信装置２の発光部２６は、送信データを制御部２４から受けるとともに、その受けた送信データによって赤外線ビームを変調し、その変調した赤外線ビームをハーフミラー２３へ出射する。
【００７６】
その後、通信装置２のハーフミラー２３は、発光部２６からの赤外線ビームを回転鏡２２へ透過し、回転鏡２２は、ハーフミラー２３からの赤外線ビームをプリズム２１の方向へ反射する。
【００７７】
そして、通信装置２のプリズム２１は、回転鏡２２からの赤外線ビームを屈折して２次元通信シート１の光透過部材１１中へ出射する。
【００７８】
そうすると、赤外線ビームは、通信装置３の方向へ光透過部材１１中を伝搬し、通信装置３の複数の受光部２８に照射される。
【００７９】
そして、通信装置３の複数の受光部２８は、赤外線ビームを吸い込むように受光し、その受光した赤外線ビームを電圧に変換して制御部２４へ出力する。
【００８０】
その後、通信装置３の制御部２４は、複数の受光部２８から受けた電圧をアナログ信号からデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号を復調して送信データを取得する。
【００８１】
これによって、通信装置２から通信装置３へ送信データを送信する動作が終了する。
【００８２】
なお、上記においては、通信装置２から通信装置３へ送信データを送信する場合について説明したが、通信装置３から通信装置２へ送信データを送信する場合も、上述した方法と同じ方法が用いられる。
【００８３】
この場合、通信装置３は、通信装置３に対する通信装置２の存在方向を上述した方法によって検出し、その検出した存在方向を向くように回転鏡２２を固定し、その固定した回転鏡２２を用いて、通信装置２における方法と同じ方法によって、送信データを通信装置２へ送信する。
【００８４】
そして、通信装置２は、通信装置３から送信された赤外線ビームを検出し、その検出した赤外線ビームに基づいて、通信装置３における方法と同じ方法によって送信データを取得する。
【００８５】
なお、上記においては、１個の通信装置２と１個の通信装置３との間における送信データの送受信について説明したが、実施の形態１においては、これに限らず、１個の通信装置２と、複数の通信装置との間で送信データが送受信されてもよい。
【００８６】
この場合、複数の通信装置の各々は、通信装置２，３と同じように２次元通信シート１の上面１Ａに接して配置される。そして、通信装置２は、上述した方法によって、送信データを時分割で複数の通信装置へ送信する。
【００８７】
その結果、複数の通信装置へ送信データを送信するときの衝突が回避され、２次元通信システムのスループットを向上できる。
【００８８】
上述したように、送信側の通信装置２は、１個の通信装置のみによって検出可能な最大ビーム幅以下のビーム幅を有する赤外線ビームを受信側の通信装置３が存在する方向へ向けて出射することにより送信データを通信装置３へ送信し、受信側の通信装置３は、通信装置２から送信された赤外線ビームを受光して送信データを取得する。
【００８９】
したがって、実施の形態１によれば、受信側の通信装置３における赤外線ビームの強度を最大にでき、送信側の通信装置２および受信側の通信装置３を自由に配置できる。
【００９０】
［実施の形態２］
図８は、実施の形態２による２次元通信システムの概略図である。図８を参照して、実施の形態２による２次元通信システム１０Ａは、図１に示す２次元通信システム１０の通信装置３をシートモジュール４に代えたものであり、その他は、２次元通信システム１０と同じである。
【００９１】
シートモジュール４は、２次元通信シート１の側面１Ｂに接して配置される。より具体的には、シートモジュール４は、２次元通信シート１の光透過部材１１に接して配置される。そして、シートモジュール４と光透過部材１１との接触領域以外の領域に反射部材１２が設けられている。
【００９２】
図９は、図８に示すシートモジュール４の構成図である。図９を参照して、シートモジュール４は、ハーフミラー４１と、発光部４２と、制御部４３と、受光部４４とを含む。
【００９３】
ハーフミラー４１は、発光部４２から出射された赤外線ビームを２次元通信シート１の光透過部材１１中へ透過する。また、ハーフミラー４１は、２次元通信シート１の光透過部材１１から赤外線ビームを受け、その受けた赤外線ビームを受光部４４へ反射する。
【００９４】
発光部４２は、制御部４３からの制御に従って赤外線ビームを生成し、その生成した赤外線ビームをハーフミラー４１へ出射する。また、発光部４２は、制御部４３から送信データを受け、その受けた送信データによって赤外線ビームを変調し、その変調した赤外線ビームをハーフミラー４１へ出射する。
【００９５】
制御部４３は、赤外線ビームを出射するように発光部４２を制御する。また、制御部４３は、送信データを生成し、その生成した送信データを発光部４２へ出力する。さらに、制御部４３は、受光部４４から電圧を受け、その受けた電圧をアナログ信号からデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号に基づいて、送信データを復調する。
【００９６】
受光部４４は、ハーフミラー４１から赤外線ビームを受け、その受けた赤外線ビームを電圧に変換する。そして、受光部４４は、その変換した電圧を制御部４３へ出力する。
【００９７】
図１０は、送信側の通信装置に対する受信側の通信装置の存在方向を検出する実施の形態２における方法を説明するための模式図である。
【００９８】
図１０においては、通信装置２は、送信側の通信装置であり、シートモジュール４は、受信側の通信装置である。
【００９９】
通信装置２に対するシートモジュール４の存在方向を検出する場合、シートモジュール４の発光部４２は、制御部４３からの制御に従って、赤外線ビームを生成し、その生成した赤外線ビームをハーフミラー４１を介して２次元通信シート１の光透過部材１１中へ出射する。
【０１００】
そして、光透過部材１１中へ入射された赤外線ビームは、光透過部材１１中を伝搬する。
【０１０１】
通信装置２は、上述した方法によって、回転鏡２２を回転角の方向および仰角方向に回転しながら赤外線ビームの強度を検出し、その検出した強度が最大になるときの回転角および仰角をそれぞれ最適回転角および最適仰角として検出する。そして、通信装置２は、鏡２２５を最適回転角および最適仰角だけ回転し、その位置で保持する。
【０１０２】
図１１は、送信側の通信装置から受信側の通信装置へ送信データを送信するときの実施の形態２における模式図である。
【０１０３】
通信装置２がシートモジュール４へ送信データを送信する場合、通信装置２は、上述した方法によって、送信データによって変調された赤外線ビームをシートモジュール４の存在方向へ向けて２次元通信シート１中へ出射する。
【０１０４】
そうすると、シートモジュール４のハーフミラー４１は、２次元通信シート１の光透過部材１１中を伝搬する赤外線ビームを受け、その受けた赤外線ビームを受光部４４へ反射する。
【０１０５】
そして、シートモジュール４の受光部４４は、ハーフミラー４１から受けた赤外線ビームを電圧に変換し、その変換した電圧を制御部４３へ出力する。シートモジュール４の制御部４３は、受光部４４からの電圧に基づいて、上述した方法によって送信データを得る。
【０１０６】
なお、上記においては、通信装置２からシートモジュール４へ送信データを送信する場合について説明したが、シートモジュール４から通信装置２へ送信データを送信する場合も、上述した方法と同じ方法が用いられる。
【０１０７】
この場合、シートモジュール４は、送信データによって変調された赤外線ビームを発光部４２によって通信装置２へ送信する。
【０１０８】
そして、通信装置２は、シートモジュール４から送信された赤外線ビームを検出し、その検出した赤外線ビームに基づいて、上述した方法によって送信データを取得する。
【０１０９】
なお、上記においては、１個の通信装置２と１個のシートモジュール４との間における送信データの送受信について説明したが、実施の形態２においては、これに限らず、１個の通信装置２と、複数のシートモジュールとの間で送信データが送受信されてもよい。
【０１１０】
この場合、複数のシートモジュールの各々は、シートモジュール４と同じように２次元通信シート１の側面１Ｂに接して配置される。そして、通信装置２は、上述した方法によって、送信データを時分割で複数のシートモジュールへ送信する。
【０１１１】
その結果、複数のシートモジュールへ送信データを送信するときの衝突が回避され、２次元通信システムのスループットを向上できる。
【０１１２】
上述したように、送信側の通信装置２は、１個の通信装置のみによって検出可能な最大ビーム幅以下のビーム幅を有する赤外線ビームを受信側のシートモジュール４が存在する方向へ向けて出射することにより送信データをシートモジュール４へ送信し、受信側のシートモジュール４は、通信装置２から送信された赤外線ビームを受光して送信データを取得する。
【０１１３】
したがって、実施の形態２によれば、受信側のシートモジュール４における赤外線ビームの強度を最大にでき、送信側の通信装置２を自由に配置できる。
【０１１４】
［実施の形態３］
図１２は、実施の形態３による２次元通信システムの構成図である。図１２を参照して、実施の形態３による２次元通信システム１０Ｂは、図１に示す２次元通信システム１０にシートモジュール４を追加したものであり、その他は、２次元通信システム１０と同じである。
【０１１５】
シートモジュール４については、実施の形態２において説明したとおりである。
【０１１６】
２次元通信システム１０Ｂにおいては、通信装置２および通信装置３は、実施の形態１において説明した方法によって、２次元通信シート１を介して相互に通信を行う。
【０１１７】
また、２次元通信システム１０Ｂにおいては、通信装置２または通信装置３は、実施の形態２において説明した方法によって、シートモジュール４との間で２次元通信シート１を介して相互に通信を行う。
【０１１８】
さらに、２次元通信システム１０Ｂにおいては、シートモジュール４は、有線ケーブルを介してインターネット等のネットワーク（図示せず）に接続される。そして、シートモジュール４は、ネットワークを介して他の通信システムを構成する通信装置から受信したデータを２次元通信シート１を介して通信装置２または通信装置３へ送信する。また、シートモジュール４は、２次元通信シート１を介して通信装置２または通信装置３からデータを受信し、その受信したデータをネットワークを介して他の通信システムを構成する通信装置へ送信する。このように、シートモジュール４は、アクセスポイントとして機能する。
【０１１９】
上述した各通信においては、１個の通信装置のみによって検出可能な最大ビーム幅以下のビーム幅を有する赤外線ビームを用いて送信データが送受信される。
【０１２０】
したがって、実施の形態３によれば、受信側の通信装置２，３またはシートモジュール４における赤外線ビームの強度を最大にでき、受信側の通信装置２または通信装置３を自由に配置できる。
【０１２１】
なお、２次元通信システム１０Ｂにおいては、シートモジュールを複数個設けてもよい。この場合、複数のシートモジュールの各々がアクセスポイントとして機能するようにしてもよい。
【０１２２】
［変形例］
図１３は、この発明の実施の形態における他の通信装置の構成図である。この発明の実施の形態においては、図１３に示す通信装置２０が用いられてもよい。
【０１２３】
図１３を参照して、通信装置２０は、図３に示す通信装置２に太陽電池２９を追加したものであり、その他は、通信装置２と同じである。
【０１２４】
太陽電池２９は、光吸収層２９１と、発電層２９２とを含む。光吸収層２９１は、２次元通信シート１の光透過部材１１と同じ屈折率を有する。そして、光吸収層２９１は、太陽電池２９の最下面に配置される。
【０１２５】
発電層２９２は、光吸収層２９１に接して配置される。そして、発電層２９２は、ｐ型半導体とｎ型半導体とを接触させたｐ−ｎ接合の構造からなる。ｐ型半導体およびｎ型半導体の各々は、赤外線ビームを吸収可能なバンドギャップを有する半導体からなる。
【０１２６】
光吸収層２９１は、上述したように、２次元通信シート１の光透過部材１１と同じ屈折率を有するため、光透過部材１１中を伝搬する赤外線ビームを吸収して発電層２９２へ導く。
【０１２７】
発電層２９２は、光吸収層２９１から赤外線ビームを受け、その受けた赤外線ビームを電気に変換し、その変換した電気を回転鏡２２のモータ２２７，２２８、制御部２４、受光部２５および発光部２６へ供給する。
【０１２８】
そして、回転鏡２２のモータ２２７，２２８、制御部２４、受光部２５および発光部２６は、太陽電池２９から電気を受け、その受けた電気によって駆動される。
【０１２９】
このように、通信装置２０は、２次元通信シート１中を伝搬する赤外線ビームによって発電した電気を用いて駆動される。
【０１３０】
したがって、２次元通信シート１中を伝搬する赤外線ビームを有効に用できる。
【０１３１】
この発明の実施の形態においては、上述した２次元通信システム１０，１０Ａ，１０Ｂは、通信装置２，３に代えて通信装置２０を備えていてもよい。
【０１３２】
図１４は、この発明の実施の形態におけるさらに他の通信装置の構成図である。この発明の実施の形態においては、図１４に示す通信装置２００が用いられてもよい。
【０１３３】
図１４を参照して、通信装置２００は、図３に示す通信装置２の回転鏡２２を光路調整器２１０に代えたものであり、その他は、通信装置２と同じである。
【０１３４】
光路調整器２１０は、反射鏡２１１と、液体プリズム２１２とを含む。反射鏡２１１は、略円錐形状を有し、その表面が反射鏡面からなる。そして、反射鏡２１１は、発光部２７および受光部２８の上に配置される。
【０１３５】
液体プリズム２１２は、導電性の金属イオンを含む水溶液２１２１と、絶縁性の油２１２２とを含む。水溶液２１２１は、たとえば、銅からなる金属イオンを含む。そして、液体プリズム２１２は、ハーフミラー２３と、反射鏡２１１との間に配置される。
【０１３６】
図１５は、図１４に示す液体プリズム２１２の詳細図である。また、図１６は、図１５に示す線ＸＶＩ−ＸＶＩ間における液体プリズム２１２の断面図である。
【０１３７】
図１５および図１６を参照して、液体プリズム２１２は、容器２１２０と、電極２１３０，２１４０，２１５０〜２１５３，２１６０，２１７０，２１８０，２１９０〜２１９３，２２００とをさらに含む。
【０１３８】
容器２１２０は、略八角形の平面形状を有する八角柱の外形からなり、赤外線ビームを透過する。電極２１３０，２１４０，２１５０〜２１５３，２１６０，２１７０，２１８０，２１９０〜２１９３，２２００は、容器２１２０の外側面に配置される。この場合、電極２１７０，２１８０，２１９０，２２００は、それぞれ、電極２１３０，２１４０，２１５０，２１６０に対向するように配置される。
【０１３９】
電極２１５０〜２１５３は、容器２１２０の高さ方向に配置され、電極２１９０〜２１９３は、容器２１２０の高さ方向に配置される。
【０１４０】
そして、電極２１３０，２１４０，２１５０〜２１５３，２１６０，２１７０，２１８０，２１９０〜２１９３，２２００の各々は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電膜からなり、赤外線ビームを透過する。
【０１４１】
なお、電極２１３０，２１４０，２１６０，２１７０，２１８０，２２００の下側にも、電極２１５０〜２１５３，２１９０〜２１９３と同じように３個の電極が配置されている。
【０１４２】
容器２１２０は、水溶液２１２１と、油２１２２とを保持する。電極２１３０，２１４０，２１５０〜２１５３，２１６０，２１７０，２１８０，２１９０〜２１９３，２２００は、制御部２４から電圧を受け、その受けた電圧を水溶液２１２１および油２１２２に印加する。
【０１４３】
図１７は、液体プリズム２１２の使用方法を説明するための図である。図１７を参照して、電圧が電極２１５０，２１５１，２１９０に印加されず、電極２１５２，２１５３，２１９１〜２１９３に印加された場合、水溶液２１２１と油２１２２との境界面ＢＤ１が形成される（図１７の（ａ）参照）。
【０１４４】
また、電圧が電極２１５０〜２１５２，２１９０に印加されず、電極２１５３，２１９１〜２１９３に印加された場合、水溶液２１２１と油２１２２との境界面ＢＤ２が形成される（図１７の（ｂ）参照）。
【０１４５】
したがって、電極２１３０，２１４０，２１５０〜２１５３，２１６０，２１７０，２１８０，２１９０〜２１９３，２２００のうち、電圧が印加される電極を変えることによって、水溶液２１２１と油２１２２との境界面を各種のパターンに変更できる。
【０１４６】
なお、境界面ＢＤ１，ＢＤ２は、図１７においては、直線で示されているが、容器２１２０の外側面に設けられた３２個の電極のうち、電圧が印加される電極を立体的に変更するので、境界面ＢＤ１，ＢＤ２は、実際には、曲面からなる。
【０１４７】
このように、水溶液２１２１と油２１２２との境界面を各種のパターンに変更することにより、水溶液２１２１と油２１２２との境界面における赤外線ビームの屈折パターンを各種のパターンに変更でき、通信装置２００に入射する赤外線ビームおよび通信装置２００から出射される赤外線ビームの光路を各種変更できる。
【０１４８】
したがって、通信装置２００に入射する赤外線ビームの光路を各種変更して赤外線ビームを受光部２５で受け、その受けた赤外線ビームの強度が最大になるときの電極パターンを決定すれば、通信装置２００は、通信相手から最大の強度で赤外線ビームを受光できる。
【０１４９】
なお、通信装置２００においては、上述した太陽電池２９をさらに含んでいてもよい。
【０１５０】
この発明の実施の形態においては、上述した２次元通信システム１０，１０Ａ，１０Ｂは、通信装置２，３に代えて通信装置２００を備えていてもよい。
【０１５１】
図１８は、２次元通信システムの応用例を示す概念図である。図１８を参照して、ＡＶ機器３００は、ＡＶ機器４００の上に配置される。ＡＶ機器３００は、通信装置３０１，３０３と、２次元通信シート３０２とを備える。ＡＶ機器４００は、通信装置４０１，４０３と、２次元通信シート４０２とを備える。
【０１５２】
通信装置３０１，３０３，４０１，４０３の各々は、通信装置２と同じ構成からなり、２次元通信シート３０２，４０２の各々は、２次元通信シート１と同じ構成からなる。
【０１５３】
２次元通信シート３０２は、ＡＶ機器３００の天板に配置される。通信装置３０１は、ＡＶ機器３００の脚部に配置される。通信装置３０３は、２次元通信シート３０２の裏面に配置される。
【０１５４】
２次元通信シート４０２は、ＡＶ機器４００の天板に配置される。通信装置４０１は、ＡＶ機器４００の脚部に配置される。通信装置４０３は、２次元通信シート４０２の裏面に配置される。
【０１５５】
通信装置４０３は、上述した方法によって２次元通信シート４０２を介して通信装置３０１へデータを送信する。
【０１５６】
また、通信装置３０１は、上述した方法によって２次元通信シート４０２を介して通信装置４０３へデータを送信する。
【０１５７】
このように、この発明の実施の形態においては、積層されたＡＶ機器３００，４００間において、２次元通信システムを用いてデータを送受信できる。
【０１５８】
なお、ＡＶ機器の通信装置３０３は、ＡＶ機器３００の上に別のＡＶ機器が配置された場合、その配置されたＡＶ機器の脚部に配置された通信装置と上述した方法によってデータを送受信する。
【０１５９】
また、通信装置４０１は、ＡＶ機器３００，４００が２次元通信シート１上に配置された場合、その２次元通信シート１の上面１Ａに配置された通信装置２（図１０参照）または２次元通信シート１の側面に配置されたシートモジュール４と上述した方法によってデータを送受信する。
【０１６０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
この発明は、受信側の通信装置が受光する赤外線の強度を高くでき、配置の自由度を高めることができる２次元通信システムに適用される。
【符号の説明】
【０１６２】
１，３０２，４０２ ２次元通信シート、１Ａ，１１Ｂ 上面、１Ｂ 側面、２，３，３０１，３０３，４０１，４０３ 通信装置、４ シートモジュール、１０，１０Ａ，１０Ｂ ２次元通信システム、１１，２８１ 光透過部材、１１Ａ 底面、１２ 反射部材、２１ プリズム、２２ 回転鏡、２３，４１ ハーフミラー、２４，４３ 制御部、２５，２８，４４ 受光部、２６，２７，４２ 発光部、２９ 太陽電池、２１０ 光路調整器、２１１ 反射鏡、２１２ 液体プリズム、２２１ 台座、２２２，２２３ 支持部材、２２４，２２６ 回転軸、２２５ 鏡、２２７，２２８ モータ、２８２ 受光器、２９１ 光吸収層、２９２ 発電層、３００，４００ 機器、２１２１水溶液、２１２２ 油、２１２０ 容器、２１３０，２１４０，２１５０〜２１５３，２１６０，２１７０，２１８０，２１９０〜２１９３，２２００ 電極。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平板形状からなり、赤外線ビームを伝搬する２次元通信シートと、
前記２次元通信シートの平面に接して前記平面上に配置された第１の通信装置と、
前記２次元通信シートに接して配置された第２の通信装置とを備え、
前記第１の通信装置は、１個の通信装置によってのみ赤外線ビームを検出可能な最大ビーム幅以下のビーム幅を有する赤外線ビームを用いて自己に対する前記第２の通信装置の存在方向を検出し、前記ビーム幅が前記最大ビーム幅以下に設定され、かつ、送信データによって変調された赤外線ビームを前記第２の通信装置の存在方向へ向けて前記２次元通信シート中へ出射し、
前記第２の通信装置は、前記２次元通信シートを介して前記赤外線ビームを受信する、２次元通信システム。
【請求項２】
前記第２の通信装置は、
前記赤外線ビームを前記２次元通信シート中へ出射する第１の発光部と、
前記赤外線ビームを前記２次元通信シートから受光する第１の受光部とを含み、
前記第１の通信装置は、
前記２次元通信シートの平面内における回転である第１の回転と前記２次元通信シートの平面に平行な軸の回りへの回転である第２の回転とを行なうとともに前記赤外線ビームを反射する回転鏡と、
前記２次元通信シートの平面に接して配置されたプリズムと、
前記プリズムを介して前記２次元通信シートから前記回転鏡へ入射し、かつ、前記回転鏡が前記第１および第２の回転を行ないながら反射した赤外線ビームを受光し、その受光した赤外線ビームの強度を検出する第２の受光部と、
前記第２の受光部が検出した赤外線ビームの強度が最大になるときの前記第１の回転における回転角と前記第２の回転における回転角度である仰角とを検出し、その検出した最適回転角と最適仰角とによって決定される方向を前記第２の通信装置の存在方法と決定し、前記回転鏡の前記第１の回転における回転角を前記最適回転角に保持し、かつ、前記回転鏡の前記第２の回転における仰角を前記最適仰角に保持するように前記回転鏡を制御する制御部と、
前記最適回転角および前記最適仰角に保持された回転鏡と前記プリズムとを介して前記赤外線ビームを前記２次元通信シート中へ出射する第２の発光部とを含む、請求項１に記載の２次元通信システム。
【請求項３】
前記第２の通信装置は、前記２次元通信シートの平面に接して前記平面上に配置され、
前記第１の発光部は、前記２次元通信シートの平面に接して配置され、
前記第１の受光部は、
前記２次元通信シートの平面に接して配置され、前記２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する第１の光透過部材と、
前記第１の光透過部材に接して配置され、前記２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを前記第１の光透過部材を介して受光する第１の受光器とを含み、
前記第１の通信装置は、
前記２次元通信シートの平面に接して配置され、前記２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する第２の光透過部材と、
前記第２の光透過部材に接して配置され、前記２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを前記第２の光透過部材を介して受光する第２の受光器とをさらに含む、請求項２に記載の２次元通信システム。
【請求項４】
前記第２の通信装置は、前記２次元通信シートの側面に接して配置され、
前記第１の通信装置は、
前記２次元通信シートの平面に接して配置され、前記２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する第２の光透過部材と、
前記第２の光透過部材に接して配置され、前記２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを前記第２の光透過部材を介して受光する第２の受光器とをさらに含む、請求項２に記載の２次元通信システム。
【請求項５】
前記第２の通信装置は、
前記２次元通信シートの平面に接して前記平面上に配置された第３の通信装置と、
前記２次元通信シートの側面に接して配置された第４の通信装置とを含み、
前記第３の通信装置の前記第１の発光部は、前記２次元通信シートの平面に接して配置され、
前記第３の通信装置の前記第１の受光部は、
前記２次元通信シートの平面に接して配置され、前記２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する第１の光透過部材と、
前記第１の光透過部材に接して配置され、前記２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを前記第１の光透過部材を介して受光する第１の受光器とを含み、
前記第１の通信装置は、
前記２次元通信シートの平面に接して配置され、前記２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する第２の光透過部材と、
前記第２の光透過部材に接して配置され、前記２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを前記第２の光透過部材を介して受光する第２の受光器とをさらに含む、請求項２に記載の２次元通信システム。
【請求項６】
前記第４の通信装置は、有線ケーブルによってネットワークに接続され、アクセスポイントとして機能する、請求項５に記載の２次元通信システム。
【請求項１】
略平板形状からなり、赤外線ビームを伝搬する２次元通信シートと、
前記２次元通信シートの平面に接して前記平面上に配置された第１の通信装置と、
前記２次元通信シートに接して配置された第２の通信装置とを備え、
前記第１の通信装置は、１個の通信装置によってのみ赤外線ビームを検出可能な最大ビーム幅以下のビーム幅を有する赤外線ビームを用いて自己に対する前記第２の通信装置の存在方向を検出し、前記ビーム幅が前記最大ビーム幅以下に設定され、かつ、送信データによって変調された赤外線ビームを前記第２の通信装置の存在方向へ向けて前記２次元通信シート中へ出射し、
前記第２の通信装置は、前記２次元通信シートを介して前記赤外線ビームを受信する、２次元通信システム。
【請求項２】
前記第２の通信装置は、
前記赤外線ビームを前記２次元通信シート中へ出射する第１の発光部と、
前記赤外線ビームを前記２次元通信シートから受光する第１の受光部とを含み、
前記第１の通信装置は、
前記２次元通信シートの平面内における回転である第１の回転と前記２次元通信シートの平面に平行な軸の回りへの回転である第２の回転とを行なうとともに前記赤外線ビームを反射する回転鏡と、
前記２次元通信シートの平面に接して配置されたプリズムと、
前記プリズムを介して前記２次元通信シートから前記回転鏡へ入射し、かつ、前記回転鏡が前記第１および第２の回転を行ないながら反射した赤外線ビームを受光し、その受光した赤外線ビームの強度を検出する第２の受光部と、
前記第２の受光部が検出した赤外線ビームの強度が最大になるときの前記第１の回転における回転角と前記第２の回転における回転角度である仰角とを検出し、その検出した最適回転角と最適仰角とによって決定される方向を前記第２の通信装置の存在方法と決定し、前記回転鏡の前記第１の回転における回転角を前記最適回転角に保持し、かつ、前記回転鏡の前記第２の回転における仰角を前記最適仰角に保持するように前記回転鏡を制御する制御部と、
前記最適回転角および前記最適仰角に保持された回転鏡と前記プリズムとを介して前記赤外線ビームを前記２次元通信シート中へ出射する第２の発光部とを含む、請求項１に記載の２次元通信システム。
【請求項３】
前記第２の通信装置は、前記２次元通信シートの平面に接して前記平面上に配置され、
前記第１の発光部は、前記２次元通信シートの平面に接して配置され、
前記第１の受光部は、
前記２次元通信シートの平面に接して配置され、前記２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する第１の光透過部材と、
前記第１の光透過部材に接して配置され、前記２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを前記第１の光透過部材を介して受光する第１の受光器とを含み、
前記第１の通信装置は、
前記２次元通信シートの平面に接して配置され、前記２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する第２の光透過部材と、
前記第２の光透過部材に接して配置され、前記２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを前記第２の光透過部材を介して受光する第２の受光器とをさらに含む、請求項２に記載の２次元通信システム。
【請求項４】
前記第２の通信装置は、前記２次元通信シートの側面に接して配置され、
前記第１の通信装置は、
前記２次元通信シートの平面に接して配置され、前記２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する第２の光透過部材と、
前記第２の光透過部材に接して配置され、前記２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを前記第２の光透過部材を介して受光する第２の受光器とをさらに含む、請求項２に記載の２次元通信システム。
【請求項５】
前記第２の通信装置は、
前記２次元通信シートの平面に接して前記平面上に配置された第３の通信装置と、
前記２次元通信シートの側面に接して配置された第４の通信装置とを含み、
前記第３の通信装置の前記第１の発光部は、前記２次元通信シートの平面に接して配置され、
前記第３の通信装置の前記第１の受光部は、
前記２次元通信シートの平面に接して配置され、前記２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する第１の光透過部材と、
前記第１の光透過部材に接して配置され、前記２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを前記第１の光透過部材を介して受光する第１の受光器とを含み、
前記第１の通信装置は、
前記２次元通信シートの平面に接して配置され、前記２次元通信シートの屈折率と同じ屈折率を有する第２の光透過部材と、
前記第２の光透過部材に接して配置され、前記２次元通信シート中を伝搬する赤外線ビームを前記第２の光透過部材を介して受光する第２の受光器とをさらに含む、請求項２に記載の２次元通信システム。
【請求項６】
前記第４の通信装置は、有線ケーブルによってネットワークに接続され、アクセスポイントとして機能する、請求項５に記載の２次元通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１０−２３９５０４（Ｐ２０１０−２３９５０４Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８６８７１（Ｐ２００９−８６８７１）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（５０８２３７５９１）有限会社エポックメッシュ (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（５０８２３７５９１）有限会社エポックメッシュ (3)
【Ｆターム（参考）】
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