JP3943966B2

JP3943966B2 - Optical space communication device and optical space communication system

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Publication number: JP3943966B2
Application number: JP2002067339A
Authority: JP
Inventors: 明祐鹿倉; 伸夫土屋; 雅俊大坪
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2002-03-12
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2022-03-12
Also published as: JP2003273808A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空中を伝播する光信号により、一地点から遠隔地等の複数地点に向けて同時に通信を行う光空間通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空中を伝播する光信号を用いて、一地点から遠隔地等の複数地点に向けて同時に通信を行う、いわゆる一対多地点間通信用の光空間通信装置において、１つの光源からの射出光の光束内に所定個数の可動ミラーを設置し、それぞれの可動ミラーの向きを異ならせることで、上記複数地点との通信を実現するものが提案されている。
【０００３】
ここで、図７に上記構成の装置の例を示す。図７において、７０は一対多地点間通信の一地点側に設置される光空間通信装置、７１ａ，７１ｂ，７１ｃは遠隔地の複数地点に設置した多地点側の相手装置を示す。
【０００４】
光源７０１から射出した光信号は、光学系７０２によってわずかに拡がりのあるほぼ平行の光ビーム７０３の形に変形される。この光ビーム７０３は、ビーム光束内に設置された３個の可動ミラー７０４ａ，７０４ｂ，７０４ｃによってそれぞれ相手装置７１ａ，７１ｂ，７１ｃのある方向に分離反射される。これにより、各相手装置に信号が送られる。
【０００５】
各可動ミラー７０４ａ，７０４ｂ，７０４ｃは、自由に向きを設定できるように構成されており、装置の設置時に、各相手装置の方向に光ビームが送信できるように向きの設定を行う。
【０００６】
これにより、１つの光源７０１から放射される光ビームで複数の相手装置と通信ができる一対多地点用の光空間通信装置を実現することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
但し、通信を行う複数の相手装置がすべて光空間通信装置から等距離の位置に設置されることはまれであり、各相手装置は異なる距離に設置される場合が多い。
【０００８】
しかしながら、従来においては、複数の可動ミラーは通常は同一の大きさのものであり、遠距離に設置された相手装置と通信する区間と、近距離に設置された相手装置と通信する区間とで、通信品質に大きな違いが生じてしまうという問題がある。
【０００９】
また、逆に複数の通信相手との間で要求される通信品質が異なる場合にも、従来装置ではその要求に応じて柔軟に通信品質を設定することは困難である。
【００１０】
さらに、上記従来例では、光空間通信装置内の可動ミラーの個数は、装置の製造段階で決定されるが、実際に装置を使用する環境においては、通信相手の数が常に装置内の可動ミラーの個数と一致しているとは限らない。むしろ不一致の場合の方が多いと考えられる。
【００１１】
また、装置内に備わる可動ミラーの個数に対し、実際の相手装置の数が少ない場合は、その差に相当する数だけ可動ミラーを使用しないこととなるが、使用しない可動ミラーにも光源から常に光が当たっているため、使用しない可動ミラーに当たる光が無駄になってしまう。すなわち、例えば４個の可動ミラーを持つ装置を、２箇所に設置された相手装置との通信に使用する場合は、光源のパワーの１／２しか有効利用していないことになる。
【００１２】
一方、装置内部に備わる可動ミラーの個数に対し相手装置の数が例えば１つだけ多い場合には、当然のことながら、もう１台の装置を設置する必要がある等、実際の一対多地点間通信に利用する装置として柔軟性に欠け、装置の本来持つ性能を有効に使用できないという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明は、一対多地点通信において、相手装置との通信距離や要求される通信品質に応じて柔軟性に富んだ設定が行え、さらには相手装置の数にかかわらず装置の本来持つ性能を最大限有効に利用可能とした光空間通信装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本願第１の発明では、空中を伝播する光信号を用いて、
それぞれ異なる場所に設置された複数の相手装置との間で情報通信を行う光空間通信装置において、光信号を発する光源と、光源からの光信号を反射する複数のミラーがマトリクス状に配置され、それぞれのミラーの向きを互いに独立して変更可能な可動ミラーアレイと、可動ミラーアレイにおいてそれぞれ異なる相手装置の方向に光信号を反射する複数のミラーグループが形成されるように各ミラーの向きを制御するミラー制御手段と、各相手装置までの距離を検出する検出手段とを設け、可動ミラーアレイにおいて形成される複数のミラーグループのそれぞれに属するミラーの数の変更を可能とし、かつ少なくとも１つのミラーグループに属するミラーの数を他のミラーグループに属するミラーの数と異ならせることを可能とし、ミラー制御手段により、検出手段の検出結果に応じて各ミラーグループに属するミラーの数を設定している。
また、本願第２の発明では、空中を伝播する光信号を用いて、それぞれ異なる場所に設置された複数の相手装置との間で情報通信を行う光空間通信装置において、光信号を発する光源と、光源からの光信号を反射する複数のミラーがマトリクス状に配置され、それぞれのミラーの向きを互いに独立して変更可能な可動ミラーアレイと、可動ミラーアレイにおいてそれぞれ異なる相手装置の方向に光信号を反射する複数のミラーグループが形成されるように各ミラーの向きを制御するミラー制御手段とを設け、可動ミラーアレイにおいて形成される複数のミラーグループのそれぞれに属するミラーの数の変更を可能とし、かつ少なくとも１つのミラーグループに属するミラーの数を他のミラーグループに属するミラーの数と異ならせることを可能とし、ミラー制御手段により、距離が遠い側の相手装置に対応するミラーグループに属するミラーの数を、距離が近い側の相手装置に対応するミラーグループに属するミラーの数よりも多く設定している。
さらに、本願第３の発明では、空中を伝播する光信号を用いて、それぞれ異なる場所に設置された複数の相手装置との間で情報通信を行う光空間通信装置において、光信号を発する光源と、光源からの光信号を反射する複数のミラーがマトリクス状に配置され、それぞれのミラーの向きを互いに独立して変更可能な可動ミラーアレイと、可動ミラーアレイにおいてそれぞれ異なる相手装置の方向に光信号を反射する複数のミラーグループが形成されるように各ミラーの向きを制御するミラー制御手段と、各相手装置との通信品質に関する情報を入力する入力手段とを設け、可動ミラーアレイにおいて形成される複数のミラーグループのそれぞれに属するミラーの数の変更を可能とし、かつ少なくとも１つのミラーグループに属するミラーの数を他のミラーグループに属するミラーの数と異ならせることを可能とし、ミラー制御手段により、入力手段からの情報に応じて各ミラーグループに属するミラーの数を設定している。
【００１５】
また、本願第４の発明では、空中を伝播する光信号を用いて、それぞれ異なる場所に設置された複数の相手装置との間で情報通信を行う光空間通信装置において、光信号を受信可能な受信手段と、入射した光信号を受信手段に向けて反射可能な複数のミラーがマトリクス状に配置され、それぞれのミラーの向きを互いに独立して変更可能な可動ミラーアレイと、可動ミラーアレイにおいてそれぞれ異なる相手装置からの光信号を受信手段に導く方向に反射する複数のミラーグループが形成されるように各ミラーの向きを制御するミラー制御手段と、各相手装置までの距離を検出する検出手段とを設け、可動ミラーアレイにおいて形成される複数のミラーグループのそれぞれに属するミラーの数の変更を可能とし、かつ少なくとも１つのミラーグループに属するミラーの数を他のミラーグループに属するミラーの数と異ならせることを可能とし、ミラー制御手段により、検出手段の検出結果に応じて各ミラーグループに属するミラーの数を設定している。
また、本願第５の発明では、空中を伝播する光信号を用いて、それぞれ異なる場所に設置された複数の相手装置との間で情報通信を行う光空間通信装置において、光信号を受信可能な受信手段と、入射した光信号を前記受信手段に向けて反射可能な複数のミラーがマトリクス状に配置され、それぞれのミラーの向きを互いに独立して変更可能な可動ミラーアレイと、可動ミラーアレイにおいてそれぞれ異なる相手装置からの光信号を受信手段に導く方向に反射する複数のミラーグループが形成されるように各ミラーの向きを制御するミラー制御手段とを設け、可動ミラーアレイにおいて形成される複数のミラーグループのそれぞれに属するミラーの数の変更を可能とし、かつ少なくとも１つのミラーグループに属するミラーの数を他のミラーグループに属するミラーの数と異ならせることを可能とし、ミラー制御手段により、距離が遠い側の相手装置に対応するミラーグループに属するミラーの数を、距離が近い側の相手装置に対応するミラーグループに属するミラーの数よりも多く設定している。
また、本願第６の発明では、空中を伝播する光信号を用いて、それぞれ異なる場所に設置された複数の相手装置との間で情報通信を行う光空間通信装置において、光信号を受信可能な受信手段と、入射した光信号を受信手段に向けて反射可能な複数のミラーがマトリクス状に配置され、それぞれのミラーの向きを互いに独立して変更可能な可動ミラーアレイと、可動ミラーアレイにおいてそれぞれ異なる相手装置からの光信号を受信手段に導く方向に反射する複数のミラーグループが形成されるように各ミラーの向きを制御するミラー制御手段と、各相手装置との通信品質に関する情報を入力する入力手段とを設け、可動ミラーアレイにおいて形成される複数のミラーグループのそれぞれに属するミラーの数の変更を可能とし、かつ少なくとも１つのミラーグループに属するミラーの数を他のミラーグループに属するミラーの数と異ならせることを可能とし、ミラー制御手段により、入力手段からの情報に応じて各ミラーグループに属するミラーの数を設定している。
【００１６】
これら第１から第６の発明により、各ミラーグループに属するミラーの数を、各相手装置までの距離や要求される通信品質等に応じてそれぞれ任意に最適な数とすることができ、各相手装置までの距離にかかわらず同等な通信品質を得たり、複数の相手装置との通信品質に差を持たせたりする等の柔軟性に富んだ設定を行うことが可能となる。
【００１７】
そして、可動ミラーアレイにおいて形成されるミラーグループの数をも変更可能とすることにより、ミラーグループの数を相手装置の数に合わせて自在に設定することが可能となり、光源から射出される送信光を無駄なく複数の相手装置に分割送信したり、複数の相手装置からの受信光を無駄なく単一の受信手段に入射させたりすることができ、相手装置の数の変更にも柔軟に対応することが可能となる。
【００１９】
本願第２及び第５の発明において、各相手装置までの距離の２乗比に最も近い整数比となるように各ミラーグループに属するミラーの数を設定させるようにするとよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１（ａ）には、本発明の第１実施形態である光空間通信システムを示している。この図において、１０は一対多地点間通信の一地点側に設置される、本発明に係る光空間通信装置、１１ａ，１１ｂ，１１ｃは遠隔地の互いに異なる複数地点に設置された多地点側の光空間通信装置（以下、相手装置という）を示す。
【００２１】
光空間通信装置１０において、光源１０１から放射された光信号は、光学系１０２によってわずかに拡がりのあるほぼ平行な光ビーム１０３の形に変形される。この光ビーム１０３は、可動ミラーアレイ１０４にて、３つの相手装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃがそれぞれ設置されている３つの異なる方向に反射される。
【００２２】
可動ミラーアレイ１０４は、図２に示すように、マトリックス状に配置された多数のミラー（図２の例では、１６×１６個のミラー）１０４ａから構成されており、この中の１枚１枚のミラー１０４ａが、ミラー制御回路１０５から出力される制御信号１０６によって駆動される不図示のモータ等のアクチュエータによりそれぞれ独立に向きを自由に変更される。
【００２３】
ここで、ミラー制御回路１０５による可動ミラーアレイ１０４の制御について、図１（ｂ）のフローチャートを用いて説明する。
【００２４】
光空間通信装置１０を設置する際に、ミラー制御回路１０５に接続されたキーボード等の入力装置１１０を通じて、設置者が相手装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの数（本実施形態では、３台）および各相手装置までの距離の情報を入力すると（ステップ〈図ではＳと略す〉１）、ミラー制御回路１０５は入力された各相手装置までの距離に応じた数のミラー１０４ａがそれぞれ属するように、入力された相手装置数と同じ数のミラーグループを設定する（ステップ２）。
【００２５】
ここで、相手装置１１ｃまでの距離が他の相手装置１１ａ，１１ｂまでの距離に比べて遠距離であるとした場合、各ミラーグループに属するミラー１０４ａの数を、遠い側の相手装置１１ｃに対して、近い側の相手装置１１ａ，１１ｂよりも多くの通信光束が射出されるように、遠い側の相手装置１１ｃに対応するミラーグループに属するミラー１０４ａの数を、近い側の相手装置１１ａ，１１ｂに対応するミラーグループに属するミラー１０４ａの数よりも多くなるように（可動ミラーアレイ１０４上での反射面積が広くなるように）決定する。
【００２６】
すなわち、近距離にある相手装置１１ａ，１１ｂに比べて、遠距離にある相手装置１１ｃに向けて光信号を反射するミラー１０４ａの数を多く設定することで、全ての相手装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃにおける受光レベルをほぼ同等な値とし、通信距離によらずほぼ同等の通信品質を維持しながら複数の相手装置との通信を可能とする。
【００２７】
例えば、相手装置１１ｃまでの距離が、相手装置１１ａ，１１ｂまでの距離に比べて１．４倍程度であるとした場合、遠い側の相手装置１１ｃに対応するミラーグループに属するミラー１０４ａの数を、近い側の相手装置１１ａ，１１ｂに対応するミラーグループに属するミラー１０４ａの数に対して２倍（距離比１．４の２乗に最も近い整数倍）の数となるように、ミラー制御回路１０５にて設定を行う。
【００２８】
このときの、可動ミラーアレイ１０４の状態を図３に示している。図３において、１６×１６個のミラー１０４ａを有する可動ミラーアレイ１０４内に、８×８個のミラー１０４ａが属する２つのミラーグループＡ，Ｂと、８×１６個のミラー１０４ａが属するミラーグループＣが形成されている。
【００２９】
なお、ミラーグループＡは相手装置１１ａとの通信に用いられ、ミラーグループＢは相手装置１１ｂとの通信に用いられる。また、ミラーグループＣは相手装置１１ｃとの通信に用いられる。
【００３０】
そして、ステップ３で、設置者が入力装置１１０を通じて光空間通信装置１０から見た各相手装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃの方向を入力すると、ミラー制御回路１０５は、それぞれのミラーグループを構成するミラー１０４ａの向きを、対応する相手装置に向けて光源１０１からの光信号を反射する向き（ミラーグループごとに同じ向き若しくは該相手装置に対して集光させるような向き）に設定されるように制御する（ステップ４）。
【００３１】
このようにミラー１０４ａの向き設定を行うことにより、可動ミラーアレイ１０４に入射した光ビーム１０３は、３つのミラーグループＡ〜Ｃによって相手装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃが設置されている３つの異なる方向に分割反射される。そして、３つに分割された反射光束はそれぞれ、相手装置１１ａ〜１１ｃで受信され、一対多地点間通信が行われる。
【００３２】
このとき、相手装置１１ｃに対する反射光束が、他の相手装置１１ａ，１１ｂに対する反射光束よりも距離比に応じて多くなっているので、障害物の有無等の通信環境が同じであれば、各相手装置に対して同等の通信品質を確保することができる。
【００３３】
また、通信する相手装置の数や距離を変更する場合には、上述した可動ミラーアレイ１０４の各ミラー１０４ａの向きをミラー制御回路１０５からの制御信号１０６に応じて変更する。
【００３４】
例えば、図４には、相手装置が２つであって、各相手装置までの距離比が１：１．７程度である場合における可動ミラーアレイ１０４の状態を示している。
【００３５】
この場合、可動ミラーアレイ１０４内で２つのミラーグループＡ，Ｂを形成する。そして、それぞれのミラーグループを構成するミラー１０４ａの向きを、対応する相手装置に向けて光源１０１からの光信号を反射する向きに設定されるように制御する。
【００３６】
また、遠い側の相手装置に対応するミラーグループに属するミラー１０４ａの数は、近い側の相手装置に対応するミラーグループに属するミラー１０４ａの数に比べて、１．７の２乗に最も近い整数倍である３倍となっている。
【００３７】
ミラーグループＡ，Ｂにそれぞれ属するミラー１０４ａで反射した光ビーム１０３は、２つの異なる方向に進み、それぞれ対応する相手装置にて受信される。
【００３８】
相手装置が３台の場合と２台の場合とを比べてみると、相手装置の数や距離が変わっても、ミラー制御回路１０５によるミラーの向き制御によって可動ミラーアレイ１０４内で形成されるミラーグループ数および各ミラーグループに属するミラー１０４ａの数を変更するだけで、光源１０１からのほとんどすべての射出光を、各相手装置に対して無駄なく効率的に割り当てることができるとともに、距離の差にかかわらず各相手装置に対する同等な通信品質を確保することができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、相手装置が３台の場合と２台の場合とについて説明したが、相手装置の数、つまりは可動ミラーアレイ１０４内で形成されるミラーグループの数はこれに限られるものではない。
【００４０】
また、本実施形態では、２つの相手装置と１つの相手装置との距離比が１：１．４の場合や、２つの相手装置との距離比が１：１．７である場合について説明したが、３台以上の相手装置との距離が全て異なる場合を含めて上記以外の距離比の関係にある場合にも本発明を適用することができる。
【００４１】
以上のように、本実施形態によれば、可動ミラーアレイ１０４を構成する多数のミラー１０４ａを、実際に設置されている相手装置（又は現に通信しようとする相手装置）の数に応じた数にグループ化することにより、相手装置の数にかかわらず光源１０１からの光束を有効に利用して通信が可能な柔軟な光空間通信システムを実現することができる。
【００４２】
しかも、各ミラーグループに属するミラー１０４ａの数を各ミラーグループに対応する相手装置までの距離に応じて設定できるので、距離の差にかかわらず各相手装置に対して同等な通信品質を確保することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、可動ミラーアレイ１０４を構成するミラー数が１６×１６個の場合について説明したが、本発明において可動ミラーアレイを構成するミラー数はこれに限られない。
【００４４】
また、本実施形態では、入力装置１１０を通じて相手装置の数および距離を入力し、この入力された数や距離に応じてミラー制御回路１０５がミラーグループを設定する場合について説明したが、これ以外にもミラーグループを設定する方法がある。
【００４５】
例えば、可動ミラーアレイを構成する多数のミラーのそれぞれに異なる番号ないし符号を割り当てておき、ミラー制御回路に接続された入力装置において、相手装置の数および相手装置までの距離に応じて各ミラーグループに属するミラーの番号又は符号を指定する方法を採ることができる。また、可動ミラーアレイ上で各ミラーグループに属するミラー群の領域を指定するようにしてもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、可動ミラーアレイ１０４を構成する各ミラーをアクチュエータを用いて駆動する場合について説明したが、各ミラーをシリコンウェハ上に作成し、電圧を印加してひずみを生じさせ、ミラー面に平行な互いに直交する２軸回りにミラーを駆動するものを用いてもよい。
【００４７】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、ミラーグループがそれぞれ１まとまりになっており、ミラーグループ同士が隣り合うように形成される場合について説明したが、図５に示すように、各ミラーグループに属するミラー１０４ａ’が可動ミラーアレイ１０４’内で離散的に（但し、ある程度の規則性をもって配置するとよい）配置されていてもよい。
【００４８】
図５は、３つのミラーグループを形成した場合を示しており、各ミラー状に付されたＡ〜Ｃの符号は、そのミラーが属するミラーグループを示している。
【００４９】
（第３実施形態）
上記第１実施形態では、一対多地点間において片方向通信をイメージして説明したが、本発明は、双方向の一対多地点間通信を行う場合にも適用することができる。図６には、双方向通信をイメージした光空間通信システムを示している。
【００５０】
この図において、６０は一対多地点間通信の一地点側に設置される、本発明に係る光空間通信装置、６１ａ，６１ｂ，６１ｃは遠隔地の互いに異なる複数地点に設置された多地点側の光空間通信装置（以下、相手装置という）を示す。
【００５１】
本実施形態の光空間通信装置６０は、第１実施形態にて説明した構成要素に、送信用光信号と受信用光信号とを分離するための偏光ビームスプリッタ６０７と、受光素子６０８とを追加した構成となっている。
【００５２】
光源６０１から放射された光信号は、偏光ビームスプリッタ６０７に入射するが、光源６０１からの入射光は偏光ビームスプリッタ６０７を透過する方向に偏光しているため、そのまま偏光ビームスプリッタ６０７を透過し、光学系６０２に入射する。そして、光学系６０２によってわずかに拡がりのあるほぼ平行な光ビーム１０３の形に変形されて可動ミラーアレイ６０４に入射する。
【００５３】
可動ミラーアレイ６０４の構成および入力装置６１０とミラー制御回路６０５による可動ミラーアレイ６０４内の各ミラーの向き制御については、第１実施形態と同様である。
【００５４】
これにより、光ビーム６０３は、可動ミラーアレイ６０４内にて形成された３つのミラーグループにより、３つの相手装置６１ａ，６１ｂ，６１ｃがそれぞれ設置されている３つの異なる方向に反射され、各相手装置に光信号（送信光）が受信される。
【００５５】
また、３つの相手装置のうち遠い側の相手装置６１ｃに対応するミラーグループに属するミラーの数は、第１実施形態と同様に、近い側の相手装置６１ａ，６１ｂに対応するミラーグループに属するミラーの数よりもこれらの距離に応じて多くなっているので、遠い側の相手装置６１ｃに向けて射出される送信光束は、近い側の相手装置６１ａ，６１ｂに向けて射出される送信光束よりも多い。
【００５６】
一方、各相手装置６１ａ，６１ｂ，６１ｃから送信されてきた３つの受信光は、可動ミラーアレイ６０４内にて形成された３つのミラーグループにより光学系６０２に向けて反射される。これら受信光は、光源６０１からの送信光とは異なり、偏光ビームスプリッタ６０７の偏向分離面で反射する偏向方向を有する。このため、偏光ビームスプリッタ６０７に入射した受信光は偏向分離面で反射し、受光素子６０８に導かれる。これにより、３つの相手装置６１ａ，６１ｂ，６１ｃからの光信号は、単一の受光素子６０８によって受信される。
【００５７】
このとき、３つの相手装置のうち遠い側の相手装置６１ｃに対応するミラーグループに属するミラーの数は、近い側の相手装置６１ａ，６１ｂに対応するミラーグループに属するミラーの数よりもこれらの距離に応じて多くなっている（可動ミラーアレイ６０４上での受光面積が広くなっている）ので、遠い側の相手装置６１ｃからの受信光束と、近い側の相手装置６１ａ，６１ｂからの受信光束とを同等レベルのものとして受光素子６０８に導くことができる。
【００５８】
以上のように、本実施形態によれば、光空間通信装置６０と複数の相手装置６１ａ，６１ｂ，６１ｃとの双方向通信が可能となり、距離が異なるすべての相手装置との間での送信および受信品質を同等なものとすることができる。
【００５９】
そして、通信する相手装置の数や相手装置との距離を変更する場合には、第１実施形態での説明と同様に、可動ミラーアレイ６０４の各ミラーの向きをミラー制御回路６０５からの制御信号６０６に応じて変更する。
【００６０】
このように、可動ミラーアレイ６０４を構成する多数のミラーを、実際に設置されている相手装置（又は現に通信しようとする相手装置）の数に応じた数にグループ化することにより、相手装置の数にかかわらず光源６０１からの送信用光束を有効に利用し、かつ複数の相手装置からの受信光を無駄なく単一の受光素子６０８に入射させることが可能な柔軟な光空間通信システムを実現することができる。
【００６１】
なお、本実施形態において、通信可能な相手装置の数、つまりは可動ミラーアレイ６０４内で形成されるミラーグループの最大数は３つに限られるものではない。
【００６２】
（第４実施形態）
上記第１〜第３実施形態では、設置者が入力装置１１０，６１０を通じて相手装置の方向を入力し、入力された方向情報に応じてミラー制御回路１０５，６０５が可動ミラーアレイ１０４，６０４の各ミラーの向きを制御する場合について説明したが、方向の代わりに、相手装置の位置（例えば、緯度，経度）を入力し、入力された位置情報に応じて各ミラーの向きを制御するようにしてもよい。
【００６３】
また、設置者が方向や位置を入力することに代えて、相手装置の方向や位置を検出する検出器を設け、この検出器による検出結果に応じてミラー制御回路１０５，６０５が可動ミラーアレイ１０４，６０４の各ミラーの向きを制御するようにしてもよい。
【００６４】
さらに、上記第１〜第３実施形態では、設置者が入力装置１１０，６１０を通じて相手装置までの距離を入力し、入力された距離情報に応じてミラー制御回路１０５，６０５が可動ミラーアレイ１０４，６０４内での各ミラーグループに属するミラーの数を設定する場合について説明したが、入力装置１１０，６１０を通じて距離を入力する代わりに、相手装置までの距離を検出する検出器を設け、この検出器による検出結果に応じて、ミラー制御回路１０５，６０５が各ミラーグループに属するミラーの数を設定するようにしてもよい。
【００６５】
（第５実施形態）
上記第１〜第４実施形態では、各相手装置までの距離に応じて可動ミラーアレイにて形成される各ミラーグループに属するミラー数を設定する場合について説明したが、それぞれの相手装置との間で要求される通信品質が異なる場合には、各要求通信品質に応じて各ミラーグループに属するミラー数を設定することもできる。
【００６６】
具体的には、例えば、距離がほぼ等しい複数の相手装置に対して要求される通信品質を入力装置を通じて入力させ、要求品質が高い相手装置に対応する各ミラーグループに属するミラーの数を、要求品質が低い相手装置に対応する各ミラーグループに属するミラーの数よりも多くする。
【００６７】
これにより、複数の相手装置との間での通信品質を異ならせることができる柔軟性に富んだ設定を行うこうができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各ミラーグループに属するミラーの数を、各相手装置までの距離や要求される通信品質等に応じてそれぞれ任意に最適な数とすることができ、各相手装置までの距離にかかわらず同等な通信品質を得たり、複数の相手装置との通信品質に差を持たせたりする等の柔軟性に富んだ設定が可能な光空間通信装置を実現することができる。
【００６９】
また、可動ミラーアレイにおいて形成されるミラーグループの数をも変更可能とすれば、ミラーグループの数を相手装置の数に合わせて自在に設定することができ、光源から射出される送信光を無駄なく複数の相手装置に分割送信したり、複数の相手装置からの受信光を無駄なく単一の受信手段に入射させたりすることができ、相手装置の数の変更にも柔軟に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である光空間通信システムの構成図および光空間通信システムを構成する光空間通信装置に用いられる可動ミラーアレイの制御フローチャートである。
【図２】上記可動ミラーアレイの構成を示す説明図である。
【図３】上記第１実施形態において、相手装置が３台の場合における上記可動ミラーアレイのミラーのグループ分け方を示す図である。
【図４】上記第１実施形態において、相手装置が２台の場合における上記可動ミラーアレイのミラーのグループ分け方を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態である光空間通信システムにおいて、相手装置が３台の場合における可動ミラーアレイのミラーのグループ分け方を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態である光空間通信システムの構成図である。
【図７】従来の光空間通信システムの構成図である。
【符号の説明】
１０，６０光空間通信装置
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ相手装置
１０１，６０１光源
１０２，６０２光学系
１０３，６０３光ビーム
１０４，６０４可動ミラーアレイ
１０５，６０５ミラー制御回路
１１０，６１０入力装置
６０７偏光ビームスプリッタ
６０８受光素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical space communication device that performs communication simultaneously from one point to a plurality of points such as a remote place by an optical signal propagating in the air.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an optical space communication device for so-called point-to-multipoint communication that communicates simultaneously from one point to a plurality of points such as a remote place using an optical signal propagating in the air, the light emitted from one light source There has been proposed a system that realizes communication with the plurality of points by installing a predetermined number of movable mirrors in a light beam and changing the directions of the movable mirrors.
[0003]
FIG. 7 shows an example of the apparatus having the above configuration. In FIG. 7, reference numeral 70 denotes an optical space communication device installed on one point side of the point-to-multipoint communication, and 71a, 71b, 71c denote multipoint side counterpart devices installed at a plurality of remote locations.
[0004]
The optical signal emitted from the light source 701 is transformed into a substantially parallel light beam 703 that is slightly expanded by the optical system 702. This light beam 703 is separated and reflected in the direction of the counterpart devices 71a, 71b, 71c by the three movable mirrors 704a, 704b, 704c installed in the beam. As a result, a signal is sent to each counterpart device.
[0005]
Each of the movable mirrors 704a, 704b, and 704c is configured so that the direction can be freely set. When the apparatus is installed, the direction is set so that the light beam can be transmitted in the direction of each counterpart apparatus.
[0006]
Thereby, a point-to-multipoint optical space communication device that can communicate with a plurality of counterpart devices using a light beam emitted from one light source 701 can be realized.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is rare that a plurality of counterpart devices that perform communication are all installed at equidistant positions from the optical space communication device, and each counterpart device is often installed at a different distance.
[0008]
However, conventionally, the plurality of movable mirrors are usually of the same size, and in a section communicating with a partner apparatus installed at a long distance and a section communicating with a partner apparatus installed at a short distance. There is a problem that a large difference occurs in communication quality.
[0009]
On the other hand, even when the communication quality required between a plurality of communication partners is different, it is difficult for the conventional apparatus to flexibly set the communication quality according to the request.
[0010]
Furthermore, in the above conventional example, the number of movable mirrors in the optical space communication device is determined at the manufacturing stage of the device, but in an environment where the device is actually used, the number of communication partners is always the movable mirror in the device. It is not always the same as the number of. Rather, it seems that there are more cases of disagreement.
[0011]
If the actual number of counterpart devices is small compared to the number of movable mirrors provided in the device, the number of movable mirrors corresponding to the difference will not be used. Since the light hits, the light hitting the movable mirror that is not used is wasted. That is, for example, when a device having four movable mirrors is used for communication with counterpart devices installed at two locations, only half of the power of the light source is effectively used.
[0012]
On the other hand, if the number of counterpart devices is one more than the number of movable mirrors provided in the device, for example, it is natural that another device needs to be installed. However, there is a problem in that the device has a lack of flexibility and cannot effectively use the inherent performance of the device.
[0013]
Therefore, the present invention can perform flexible setting according to the communication distance with the counterpart device and the required communication quality in the point-to-multipoint communication, and further, the original performance of the device regardless of the number of counterpart devices. An object of the present invention is to provide an optical space communication device that can be used as effectively as possible.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the first invention of the present application uses an optical signal propagating in the air,
In an optical space communication device that performs information communication with a plurality of counterpart devices installed in different places, a light source that emits an optical signal and a plurality of mirrors that reflect the optical signal from the light source are arranged in a matrix, Control the orientation of each mirror so that a movable mirror array that can change the orientation of each mirror independently of each other and a plurality of mirror groups that reflect optical signals in the direction of different counterpart devices in the movable mirror array are formed. Mirror control means toDetecting means for detecting the distance to each counterpart device;The number of mirrors belonging to each of a plurality of mirror groups formed in the movable mirror array can be changed, and the number of mirrors belonging to at least one mirror group is different from the number of mirrors belonging to other mirror groups. And make it possibleThe mirror control means sets the number of mirrors belonging to each mirror group according to the detection result of the detection means.ing.
  Further, in the second invention of the present application, in an optical space communication device that performs information communication with a plurality of counterpart devices installed at different locations using an optical signal propagating in the air, a light source that emits an optical signal; A plurality of mirrors that reflect the optical signal from the light source are arranged in a matrix, and the direction of each mirror can be changed independently of each other, and the optical signal in the direction of the other device in the movable mirror array. Mirror control means for controlling the orientation of each mirror so that a plurality of mirror groups that reflect light are formed, and the number of mirrors belonging to each of the plurality of mirror groups formed in the movable mirror array can be changed. The number of mirrors belonging to at least one mirror group can be different from the number of mirrors belonging to other mirror groups. And the mirror control means sets the number of mirrors belonging to the mirror group corresponding to the remote device on the far side larger than the number of mirrors belonging to the mirror group corresponding to the remote device on the near side. .
Furthermore, in the third invention of the present application, in an optical space communication device that performs information communication with a plurality of counterpart devices installed at different locations using an optical signal propagating in the air, a light source that emits an optical signal; A plurality of mirrors that reflect the optical signal from the light source are arranged in a matrix, and the direction of each mirror can be changed independently of each other, and the optical signal in the direction of the other device in the movable mirror array. Mirror control means for controlling the orientation of each mirror so that a plurality of mirror groups that reflect light are formed, and input means for inputting information relating to communication quality with each counterpart device are provided, and formed in a movable mirror array Number of mirrors that can change the number of mirrors belonging to each of a plurality of mirror groups and belong to at least one mirror group It makes it possible to vary the number of mirrors belonging to other mirror group, the mirror control unit, which sets the number of mirrors belonging in response to information from the input means to each mirror group.
[0015]
  In addition, this application4In the optical space communication device for performing information communication with a plurality of counterpart devices installed in different places using an optical signal propagating in the air, the receiving means capable of receiving the optical signal, and the incident A plurality of mirrors that can reflect the optical signal toward the receiving means are arranged in a matrix, and the direction of each mirror can be changed independently from each other, and each of the movable mirror arrays from different counterpart devices Mirror control means for controlling the orientation of each mirror so as to form a plurality of mirror groups that reflect in the direction of guiding the optical signal to the receiving means;Detecting means for detecting the distance to each counterpart device;The number of mirrors belonging to each of a plurality of mirror groups formed in the movable mirror array can be changed, and the number of mirrors belonging to at least one mirror group is different from the number of mirrors belonging to other mirror groups. And make it possibleThe mirror control means sets the number of mirrors belonging to each mirror group according to the detection result of the detection means.ing.
  Further, in the fifth invention of the present application, an optical signal can be received in an optical space communication device that performs information communication with a plurality of counterpart devices installed in different locations using an optical signal propagating in the air. In the movable mirror array, a movable mirror array in which a receiving unit and a plurality of mirrors capable of reflecting an incident optical signal toward the receiving unit are arranged in a matrix and the directions of the mirrors can be changed independently of each other Mirror control means for controlling the orientation of each mirror so as to form a plurality of mirror groups that reflect optical signals from different counterpart devices in the direction leading to the receiving means, and a plurality of mirror groups formed in the movable mirror array The number of mirrors belonging to each mirror group can be changed, and the number of mirrors belonging to at least one mirror group can be changed to other mirrors. The number of mirrors belonging to the remote device can be made different from the number of mirrors belonging to the loop by the mirror control means, and the number of mirrors belonging to the remote device on the remote device Set more than the number of mirrors belonging to.
  In the sixth invention of the present application, an optical signal can be received in an optical space communication device that performs information communication with a plurality of counterpart devices installed at different locations using an optical signal propagating in the air. A receiving means and a plurality of mirrors capable of reflecting an incident optical signal toward the receiving means are arranged in a matrix, and each of the movable mirror array and the movable mirror array can change the orientation of each mirror independently of each other. Mirror control means for controlling the orientation of each mirror so as to form a plurality of mirror groups that reflect optical signals from different counterpart devices in the direction of guiding them to the receiving means;Input means for inputting information on communication quality with each counterpart device;The number of mirrors belonging to each of a plurality of mirror groups formed in the movable mirror array can be changed, and the number of mirrors belonging to at least one mirror group is different from the number of mirrors belonging to other mirror groups. The number of mirrors belonging to each mirror group is set by the mirror control means according to the information from the input means.
[0016]
  These firstFromFirst6According to the present invention, the number of mirrors belonging to each mirror group can be arbitrarily optimized according to the distance to each counterpart device, the required communication quality, etc., regardless of the distance to each counterpart device. Therefore, it is possible to perform flexible settings such as obtaining the same communication quality or making a difference in communication quality with a plurality of counterpart devices.
[0017]
Further, by making it possible to change the number of mirror groups formed in the movable mirror array, it is possible to freely set the number of mirror groups according to the number of counterpart devices, and transmission light emitted from the light source Can be divided and transmitted to multiple partner devices without waste, or received light from multiple partner devices can be incident on a single receiving means without waste, flexibly responding to changes in the number of partner devices It becomes possible.
[0019]
  In the second and fifth inventions of the present application,The number of mirrors belonging to each mirror group may be set so that the integer ratio is closest to the square ratio of the distance to each counterpart device.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1A shows an optical space communication system according to the first embodiment of the present invention. In this figure, 10 is an optical space communication device according to the present invention installed on one point side of point-to-multipoint communication, and 11a, 11b, and 11c are multi-point side lights installed at a plurality of different points in a remote place. A spatial communication device (hereinafter referred to as a partner device) is shown.
[0021]
In the optical space communication device 10, the optical signal emitted from the light source 101 is transformed into a substantially parallel light beam 103 that is slightly expanded by the optical system 102. The light beam 103 is reflected by the movable mirror array 104 in three different directions in which the three counterpart devices 11a, 11b, and 11c are respectively installed.
[0022]
As shown in FIG. 2, the movable mirror array 104 is composed of a large number of mirrors (16 × 16 mirrors in the example of FIG. 2) 104a, one of which is arranged. The direction of the mirrors 104 a is freely changed independently by an actuator such as a motor (not shown) driven by a control signal 106 output from the mirror control circuit 105.
[0023]
Here, control of the movable mirror array 104 by the mirror control circuit 105 will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0024]
When installing the optical space communication device 10, the number of installation devices 11a, 11b, 11c, and 11d by the installer through the input device 110 such as a keyboard connected to the mirror control circuit 105 (three in the present embodiment). When the distance information to each partner apparatus is input (step <abbreviated as S> 1 in the figure) 1), the mirror control circuit 105 has a number of mirrors 104a corresponding to the input distance to each partner apparatus. Then, the same number of mirror groups as the number of partner apparatuses input are set (step 2).
[0025]
Here, assuming that the distance to the counterpart device 11c is a long distance compared to the distances to the other counterpart devices 11a and 11b, the number of mirrors 104a belonging to each mirror group is set to the far side counterpart device 11c. Thus, the number of mirrors 104a belonging to the mirror group corresponding to the far-side counterpart device 11c is set so that more communication light beams are emitted than the near-side counterpart devices 11a and 11b. Is determined to be larger than the number of mirrors 104a belonging to the mirror group corresponding to (so that the reflection area on the movable mirror array 104 is widened).
[0026]
That is, by setting a larger number of mirrors 104a that reflect an optical signal toward the counterpart device 11c at a long distance than the counterpart devices 11a and 11b at a short distance, all the counterpart devices 11a, 11b, and 11c are set. The light reception level at is substantially equal, and communication with a plurality of counterpart devices is possible while maintaining substantially the same communication quality regardless of the communication distance.
[0027]
For example, assuming that the distance to the counterpart device 11c is about 1.4 times the distance to the counterpart devices 11a and 11b, the number of mirrors 104a belonging to the mirror group corresponding to the far side counterpart device 11c is calculated. , The mirror control circuit so as to be twice the number of mirrors 104a belonging to the mirror group corresponding to the counterpart device 11a, 11b on the near side (an integer multiple closest to the square of the distance ratio 1.4). Setting is performed at 105.
[0028]
The state of the movable mirror array 104 at this time is shown in FIG. In FIG. 3, in a movable mirror array 104 having 16 × 16 mirrors 104a, two mirror groups A and B to which 8 × 8 mirrors 104a belong and mirror group C to which 8 × 16 mirrors 104a belong. Is formed.
[0029]
The mirror group A is used for communication with the partner apparatus 11a, and the mirror group B is used for communication with the partner apparatus 11b. The mirror group C is used for communication with the counterpart apparatus 11c.
[0030]
In step 3, when the installer inputs the direction of each counterpart device 11a, 11b, 11c as viewed from the optical space communication device 10 through the input device 110, the mirror control circuit 105 causes the mirror 104a constituting each mirror group. Is controlled to be set to a direction in which the optical signal from the light source 101 is reflected toward the corresponding counterpart device (the same direction for each mirror group or a direction in which the mirror device collects light). (Step 4).
[0031]
By setting the orientation of the mirror 104a in this way, the light beam 103 incident on the movable mirror array 104 is moved in three different directions in which the counterpart devices 11a, 11b, and 11c are installed by the three mirror groups A to C. Divided reflections. And the reflected light beam divided | segmented into three is received by the other apparatuses 11a-11c, respectively, and point-to-multipoint communication is performed.
[0032]
At this time, the reflected light beam with respect to the partner device 11c is larger than the reflected light beam with respect to the other partner devices 11a and 11b according to the distance ratio. Equivalent communication quality can be ensured for the device.
[0033]
Further, when changing the number or distance of the partner apparatus to communicate, the direction of each mirror 104a of the movable mirror array 104 described above is changed according to the control signal 106 from the mirror control circuit 105.
[0034]
For example, FIG. 4 shows the state of the movable mirror array 104 when there are two counterpart devices and the distance ratio to each counterpart device is about 1: 1.7.
[0035]
In this case, two mirror groups A and B are formed in the movable mirror array 104. Then, control is performed so that the direction of the mirror 104a configuring each mirror group is set to a direction in which the optical signal from the light source 101 is reflected toward the corresponding counterpart apparatus.
[0036]
In addition, the number of mirrors 104a belonging to the mirror group corresponding to the far-side counterpart device is an integer closest to the square of 1.7 compared to the number of mirrors 104a belonging to the mirror group corresponding to the near-side counterpart device. It is 3 times that is double.
[0037]
The light beam 103 reflected by the mirror 104a belonging to each of the mirror groups A and B travels in two different directions and is received by the corresponding counterpart device.
[0038]
Comparing the case where the number of counterpart devices is three and the case of two devices, even if the number or distance of the counterpart devices changes, the mirrors formed in the movable mirror array 104 by the mirror control by the mirror control circuit 105 By simply changing the number of groups and the number of mirrors 104a belonging to each mirror group, almost all the emitted light from the light source 101 can be efficiently allocated to each counterpart device without waste, and the difference in distance can be Regardless, it is possible to ensure equivalent communication quality for each counterpart device.
[0039]
In the present embodiment, the case where there are three and two counterpart devices has been described. However, the number of counterpart devices, that is, the number of mirror groups formed in the movable mirror array 104 is limited to this. It is not a thing.
[0040]
Further, in the present embodiment, the case where the distance ratio between two counterpart devices is 1: 1.4 and the case where the distance ratio between two counterpart devices is 1: 1.7 have been described. However, the present invention can also be applied to a case where the distance ratio is different from the above, including the case where the distances to the three or more counterpart devices are all different.
[0041]
As described above, according to the present embodiment, the number of mirrors 104a constituting the movable mirror array 104 is set to a number corresponding to the number of actually installed counterpart devices (or counterpart devices to be actually communicated). By grouping, it is possible to realize a flexible optical space communication system capable of communication by effectively using the light flux from the light source 101 regardless of the number of counterpart devices.
[0042]
Moreover, since the number of mirrors 104a belonging to each mirror group can be set according to the distance to the counterpart device corresponding to each mirror group, the same communication quality is ensured for each counterpart device regardless of the difference in distance. Can do.
[0043]
In the present embodiment, the case where the number of mirrors constituting the movable mirror array 104 is 16 × 16 has been described. However, the number of mirrors constituting the movable mirror array is not limited to this in the present invention.
[0044]
In the present embodiment, the number and distance of the partner device are input through the input device 110, and the mirror control circuit 105 sets the mirror group according to the input number and distance. There is also a way to set up a mirror group.
[0045]
For example, a different number or code is assigned to each of a large number of mirrors constituting the movable mirror array, and each mirror group in the input device connected to the mirror control circuit is in accordance with the number of counterpart devices and the distance to the counterpart device It is possible to adopt a method of designating the number or code of the mirror belonging to. In addition, the area of the mirror group belonging to each mirror group may be specified on the movable mirror array.
[0046]
In this embodiment, the case where each mirror constituting the movable mirror array 104 is driven using an actuator has been described. However, each mirror is created on a silicon wafer, and a voltage is applied to cause distortion. You may use what drives a mirror to the 2 axis | shafts which are parallel to a surface and orthogonal to each other.
[0047]
(Second Embodiment)
In the first embodiment, a case has been described in which the mirror groups are each grouped and formed so that the mirror groups are adjacent to each other. However, as illustrated in FIG. 5, the mirror 104 a ′ belonging to each mirror group. May be discretely arranged in the movable mirror array 104 ′ (however, it may be arranged with a certain degree of regularity).
[0048]
FIG. 5 shows a case where three mirror groups are formed, and the reference numerals A to C attached to each mirror indicate the mirror group to which the mirror belongs.
[0049]
(Third embodiment)
In the first embodiment, one-way communication between one-to-many points has been described. However, the present invention can also be applied to a case where bidirectional point-to-multipoint communication is performed. FIG. 6 shows an optical space communication system in the image of bidirectional communication.
[0050]
In this figure, 60 is an optical space communication device according to the present invention installed at one point side of point-to-multipoint communication, 61a, 61b, 61c are multi-point side lights installed at a plurality of different points in a remote place. A spatial communication device (hereinafter referred to as a partner device) is shown.
[0051]
The optical space communication device 60 of the present embodiment adds a polarization beam splitter 607 and a light receiving element 608 for separating a transmission optical signal and a reception optical signal to the components described in the first embodiment. It has become the composition.
[0052]
The optical signal radiated from the light source 601 enters the polarization beam splitter 607, but the incident light from the light source 601 is polarized in a direction that passes through the polarization beam splitter 607, and thus passes through the polarization beam splitter 607 as it is. The light enters the optical system 602. Then, it is deformed by the optical system 602 into a substantially parallel light beam 103 that is slightly expanded and enters the movable mirror array 604.
[0053]
The configuration of the movable mirror array 604 and the direction control of each mirror in the movable mirror array 604 by the input device 610 and the mirror control circuit 605 are the same as in the first embodiment.
[0054]
As a result, the light beam 603 is reflected by the three mirror groups formed in the movable mirror array 604 in three different directions in which the three counterpart devices 61a, 61b, and 61c are respectively installed. An optical signal (transmitted light) is received.
[0055]
Also, the number of mirrors belonging to the mirror group corresponding to the far partner device 61c among the three partner devices is the number of mirrors belonging to the mirror group corresponding to the closer partner devices 61a and 61b, as in the first embodiment. Therefore, the transmission light beam emitted toward the far side counterpart device 61c is larger than the transmission light flux emitted toward the near side counterpart devices 61a and 61b. Many.
[0056]
On the other hand, the three received lights transmitted from the counterpart devices 61a, 61b, and 61c are reflected toward the optical system 602 by the three mirror groups formed in the movable mirror array 604. Unlike the transmitted light from the light source 601, these received lights have a deflection direction that is reflected by the deflection separation surface of the polarization beam splitter 607. Therefore, the received light incident on the polarization beam splitter 607 is reflected by the deflection separation surface and guided to the light receiving element 608. As a result, the optical signals from the three counterpart devices 61a, 61b, and 61c are received by the single light receiving element 608.
[0057]
At this time, the number of mirrors belonging to the mirror group corresponding to the far side counterpart device 61c among the three counterpart devices is more than the number of mirrors belonging to the mirror group corresponding to the near side counterpart devices 61a and 61b. (The light receiving area on the movable mirror array 604 is widened), the received light beam from the far side partner device 61c and the received light flux from the near side partner devices 61a and 61b. Can be guided to the light receiving element 608 at the same level.
[0058]
As described above, according to the present embodiment, bidirectional communication between the optical space communication device 60 and the plurality of partner devices 61a, 61b, 61c is possible, and transmission and reception between all partner devices having different distances are possible. The reception quality can be made equivalent.
[0059]
Then, when changing the number of counterpart devices to communicate with or the distance from the counterpart device, the direction of each mirror of the movable mirror array 604 is controlled by the control signal from the mirror control circuit 605, as in the first embodiment. Change according to 606.
[0060]
In this way, by grouping a large number of mirrors constituting the movable mirror array 604 into a number corresponding to the number of actually installed counterpart devices (or counterpart devices that are actually trying to communicate), Realizes a flexible optical space communication system that can effectively use the light beam for transmission from the light source 601 regardless of the number, and can make the received light from a plurality of counterpart devices incident on the single light receiving element 608 without waste. can do.
[0061]
In the present embodiment, the number of counterpart devices that can communicate, that is, the maximum number of mirror groups formed in the movable mirror array 604 is not limited to three.
[0062]
(Fourth embodiment)
In the first to third embodiments, the installer inputs the direction of the counterpart device through the input devices 110 and 610, and the mirror control circuits 105 and 605 correspond to the directions in the movable mirror arrays 104 and 604 according to the input direction information. The case of controlling the direction of the mirror has been described, but instead of the direction, the position of the counterpart device (for example, latitude and longitude) is input, and the direction of each mirror is controlled according to the input position information. Also good.
[0063]
In addition, a detector for detecting the direction and position of the counterpart apparatus is provided instead of the installation person inputting the direction and position, and the mirror control circuits 105 and 605 are moved according to the detection result by the detector. , 604 may be controlled in direction.
[0064]
Furthermore, in the first to third embodiments, the installer inputs the distance to the counterpart device through the input devices 110 and 610, and the mirror control circuits 105 and 605 are configured to move the movable mirror array 104, The case of setting the number of mirrors belonging to each mirror group in 604 has been described. Instead of inputting the distance through the input devices 110 and 610, a detector for detecting the distance to the counterpart device is provided, and this detector The mirror control circuits 105 and 605 may set the number of mirrors belonging to each mirror group in accordance with the detection result of.
[0065]
(Fifth embodiment)
In the first to fourth embodiments, the case where the number of mirrors belonging to each mirror group formed by the movable mirror array is set according to the distance to each counterpart device has been described. If the required communication quality differs, the number of mirrors belonging to each mirror group can be set according to each required communication quality.
[0066]
Specifically, for example, the communication quality required for a plurality of counterpart devices having substantially the same distance is input through the input device, and the number of mirrors belonging to each mirror group corresponding to the counterpart device having a high required quality is requested. More than the number of mirrors belonging to each mirror group corresponding to the counterpart device with low quality.
[0067]
Thereby, it is possible to perform a flexible setting that can vary the communication quality among a plurality of counterpart devices.
[0068]
【The invention's effect】
  As explained above,The present inventionAccording to the above, the number of mirrors belonging to each mirror group can be arbitrarily optimized according to the distance to each counterpart device, the required communication quality, etc., regardless of the distance to each counterpart device. Thus, it is possible to realize an optical space communication device capable of setting with high flexibility such as obtaining equivalent communication quality or having a difference in communication quality with a plurality of counterpart devices.
[0069]
In addition, if the number of mirror groups formed in the movable mirror array can be changed, the number of mirror groups can be freely set according to the number of counterpart devices, and transmission light emitted from the light source is wasted. It is possible to divide and transmit to a plurality of partner devices, and to allow the received light from a plurality of partner devices to be incident on a single receiving means without waste, and to flexibly respond to changes in the number of partner devices it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical space communication system according to a first embodiment of the present invention, and a control flowchart of a movable mirror array used in an optical space communication device constituting the optical space communication system.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of the movable mirror array.
FIG. 3 is a diagram illustrating how the mirrors of the movable mirror array are grouped when there are three counterpart devices in the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing how the mirrors of the movable mirror array are grouped when there are two counterpart devices in the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a method of grouping mirrors of a movable mirror array when there are three counterpart devices in the optical space communication system according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram of an optical space communication system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional optical space communication system.
[Explanation of symbols]
10, 60 Space optical communication device
11a, 11b, 11c, 11d, 61a, 61b, 61c, 61d
101,601 light source
102,602 optical system
103,603 Light beam
104,604 movable mirror array
105,605 mirror control circuit
110,610 input device
607 Polarizing beam splitter
608 Light receiving element

Claims

An optical space communication device that performs information communication with a plurality of counterpart devices installed at different locations using optical signals propagating in the air,
A light source that emits an optical signal;
A plurality of mirrors that reflect optical signals from the light source are arranged in a matrix, and a movable mirror array that can change the direction of each mirror independently of each other;
Mirror control means for controlling the orientation of each mirror so as to form a plurality of mirror groups that reflect optical signals in the directions of different counterpart devices in the movable mirror array ;
Detecting means for detecting the distance to each counterpart device ;
The number of mirrors belonging to each of the plurality of mirror groups formed in the movable mirror array can be changed through the mirror control means, and the number of mirrors belonging to at least one mirror group belongs to another mirror group. Ri can der be different from the number of mirrors,
The optical space communication apparatus characterized in that the mirror control means sets the number of mirrors belonging to each mirror group according to the detection result of the detection means .

An optical space communication device that performs information communication with a plurality of counterpart devices installed at different locations using optical signals propagating in the air,
A light source that emits an optical signal;
A plurality of mirrors that reflect optical signals from the light source are arranged in a matrix, and a movable mirror array that can change the direction of each mirror independently of each other;
Mirror control means for controlling the orientation of each mirror so that a plurality of mirror groups that reflect optical signals in the directions of different counterpart devices in the movable mirror array are formed,
The number of mirrors belonging to each of the plurality of mirror groups formed in the movable mirror array can be changed through the mirror control means, and the number of mirrors belonging to at least one mirror group belongs to another mirror group. Can be different from the number of mirrors,
The mirror control means sets the number of mirrors belonging to the mirror group corresponding to the far-side counterpart device to be larger than the number of mirrors belonging to the mirror group corresponding to the far-side counterpart device. An optical space communication device.

3. The light according to claim 2 , wherein the mirror control unit sets the number of mirrors belonging to each mirror group so that an integer ratio closest to a square ratio of a distance to each counterpart device is obtained. Spatial communication device.

An optical space communication device that performs information communication with a plurality of counterpart devices installed at different locations using optical signals propagating in the air,
A light source that emits an optical signal;
A plurality of mirrors that reflect optical signals from the light source are arranged in a matrix, and a movable mirror array that can change the direction of each mirror independently of each other;
Mirror control means for controlling the orientation of each mirror so as to form a plurality of mirror groups that reflect optical signals in the directions of different counterpart devices in the movable mirror array;
Input means for inputting information relating to communication quality with each counterpart device;
The number of mirrors belonging to each of the plurality of mirror groups formed in the movable mirror array can be changed through the mirror control means, and the number of mirrors belonging to at least one mirror group belongs to another mirror group. Can be different from the number of mirrors,
The mirror control unit, the optical space communication apparatus characterized by setting the number of mirrors belonging to the respective mirror groups according to the information from said input means.

The mirror control means sets the number of mirrors belonging to the mirror group corresponding to the counterpart apparatus to which the high communication quality is input from the input means to the mirror group corresponding to the counterpart apparatus to which the low communication quality is input. 5. The optical space communication apparatus according to claim 4 , wherein the number of mirrors is larger than the number of mirrors.

An optical space communication device that performs information communication with a plurality of counterpart devices installed at different locations using optical signals propagating in the air,
A receiving means capable of receiving an optical signal;
A plurality of mirrors that can reflect the incident optical signal toward the receiving means are arranged in a matrix, and a movable mirror array that can change the direction of each mirror independently of each other;
Mirror control means for controlling the orientation of each mirror so as to form a plurality of mirror groups that reflect optical signals from different counterpart devices in the movable mirror array in a direction to guide to the receiving means ;
Detecting means for detecting the distance to each counterpart device ;
The number of mirrors belonging to each of the plurality of mirror groups formed in the movable mirror array can be changed through the mirror control means, and the number of mirrors belonging to at least one mirror group belongs to another mirror group. Ri can der be different from the number of mirrors,
The optical space communication apparatus characterized in that the mirror control means sets the number of mirrors belonging to each mirror group according to the detection result of the detection means .

An optical space communication device that performs information communication with a plurality of counterpart devices installed at different locations using optical signals propagating in the air,
A receiving means capable of receiving an optical signal;
A plurality of mirrors that can reflect the incident optical signal toward the receiving means are arranged in a matrix, and a movable mirror array that can change the direction of each mirror independently of each other;
Mirror control means for controlling the orientation of each mirror so as to form a plurality of mirror groups that reflect optical signals from different counterpart devices in the movable mirror array in a direction to guide to the receiving means;
The number of mirrors belonging to each of the plurality of mirror groups formed in the movable mirror array can be changed through the mirror control means, and the number of mirrors belonging to at least one mirror group belongs to another mirror group. Can be different from the number of mirrors,
The mirror control means sets the number of mirrors belonging to the mirror group corresponding to the far-side counterpart device to be larger than the number of mirrors belonging to the mirror group corresponding to the far-side counterpart device. An optical space communication device.

The light according to claim 7 , wherein the mirror control unit sets the number of mirrors belonging to each mirror group so that an integer ratio closest to a square ratio of a distance to each counterpart device is obtained. Spatial communication device.

An optical space communication device that performs information communication with a plurality of counterpart devices installed at different locations using optical signals propagating in the air,
A receiving means capable of receiving an optical signal;
A plurality of mirrors that can reflect the incident optical signal toward the receiving means are arranged in a matrix, and a movable mirror array that can change the direction of each mirror independently of each other;
Mirror control means for controlling the orientation of each mirror so as to form a plurality of mirror groups that reflect optical signals from different counterpart devices in the movable mirror array in a direction to guide to the receiving means ;
Input means for inputting information relating to communication quality with each counterpart device;
The number of mirrors belonging to each of the plurality of mirror groups formed in the movable mirror array can be changed through the mirror control means, and the number of mirrors belonging to at least one mirror group belongs to another mirror group. Can be different from the number of mirrors,
The mirror control unit, the optical space communication apparatus characterized by setting the number of mirrors belonging to the respective mirror groups according to the information from said input means.

The mirror control means sets the number of mirrors belonging to the mirror group corresponding to the counterpart apparatus to which the high communication quality is input from the input means to the mirror group corresponding to the counterpart apparatus to which the low communication quality is input. The optical space communication apparatus according to claim 9 , wherein the number of mirrors is larger than the number of mirrors to which the mirror belongs.

Space optical communication system, characterized in that the optical space communication apparatus according to any one of claims 1 to 10, is constituted by a plurality of mating devices installed at different locations from each other.