JP7622858B2 - 送光装置、通信装置、制御方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本開示は、空間光信号を送光する送光装置等に関する。

光空間通信においては、光ファイバなどの媒体を用いずに、空間を伝播する光信号（以下、空間光信号とも呼ぶ）を送受信し合う。例えば、位相変調型の空間光変調器を用いれば、任意の方向に向けて、空間光信号を送光できる。

特許文献１には、位相変調型の空間光変調器を含む通信装置について開示されている。特許文献の装置は、位相変調型の空間光変調器と、その空間光変調器の動作を制御するための制御部とを備える。制御部は、１フレーム期間において、第１の動作パターンおよび第２の動作パターンで、空間光変調器を動作させる。第１の動作パターン前記１フレーム期間内の所定の周期に、第１の信号光を出力可能な第１の光送信可能区間と、第１の信号光を出力不可能な第１の休止区間とを含む。第２の動作パターンは、所定の周期に、第２の信号光を出力可能な第２の光送信可能区間と、第２の信号光を出力不可能な第２の休止区間とを含む。第１の光送信可能区間および第２の光送信可能区間の各々は、所定の周期の半分よりも長い。第１の光送信可能区間内に、第２の休止区間が含まれる。第２の光送信可能区間内に、第１の休止区間が含まれる。

国際公開第２０１９／０２６１６７号

特許文献１の手法では、位相変調型の空間光変調素子を二つの動作パターンで動作させることによって、位相変調型の空間光変調素子が光を送信することのできない期間を低減する。特許文献１の手法によれば、単一の通信対象に対しては、継続的な通信を行うことができる。しかしながら、特許文献１の手法では、通信装置に対して、複数の通信対象が異なる位置／方向に位置する場合、それらの通信対象に対して均等なビームを照射することができなかった。複数の通信対象と安定した通信を確立するためには、それらの通信対象に対して均等なビームを照射することが求められる。すなわち、特許文献１の手法では、複数の通信対象と安定した通信を確立できなかった。

本開示の目的は、複数の通信対象に対して、安定した空間光信号を送光することができる送光装置等を提供することにある。

本開示の一態様の送光装置は、光源と、光源から出射された光が照射される変調部を有し、照射された光の位相を変調部で変調する空間光変調器と、複数の通信対象の各々に対応付けられた変調領域を空間光変調器の変調部に割り当て、通信対象との通信で用いられる画像を通信対象の位置に形成するための位相画像を変調領域に設定し、位相画像が設定された変調部に光が照射されるように光源を制御する制御部と、を備える。

本開示の一態様の制御方法は、光源から出射された光の位相を変調部で変調する空間光変調器を備える送光装置の制御方法であって、複数の通信対象の各々に対応付けられた変調領域を空間光変調器の変調部に割り当て、通信対象との通信で用いられる画像を通信対象の位置に形成するための位相画像を変調領域に設定し、位相画像が設定された変調部に光が照射されるように光源を制御する。

本開示の一態様のプログラムは、光源から出射された光の位相を変調部で変調する空間光変調器を備える送光装置を制御するためのプログラムであって、複数の通信対象の各々に対応付けられた変調領域を空間光変調器の変調部に割り当てる処理と、通信対象との通信で用いられる画像を通信対象の位置に形成するための位相画像を変調領域に設定する処理と、位相画像が設定された変調部に光が照射されるように光源を制御する処理と、をコンピュータに実行させる。

本開示によれば、複数の通信対象に対して、安定した空間光信号を送光することができる送光装置等を提供することが可能になる。

第１の実施形態に係る通信装置の構成の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る通信装置が備える送光装置の構成の一例を示す概念図である。 第１の実施形態に係る通信装置が備える送光装置の空間光変調器の変調部に割り当てられる変調領域の一例を示す概念図である。 第１の実施形態に係る通信装置が備える送光装置の空間光変調器の変調部に割り当てられる変調領域の一例を示す概念図である。 第１の実施形態に係る通信装置が備える送光装置の空間光変調器の変調部に割り当てられる変調領域の一例を示す概念図である。 第１の実施形態に係る通信装置が備える送光装置の空間光変調器の変調部に割り当てられる変調領域の一例を示す概念図である。 第１の実施形態に係る通信装置が備える送光装置の空間光変調器の変調部に割り当てられた変調領域のタイリングの一例を示す概念図である。 第１の実施形態に係る通信装置が備える送光装置の空間光変調器の変調部に割り当てられた変調領域に設定されるパターンの一例を示す概念図である。 第１の実施形態に係る通信装置が備える送光装置の空間光変調器の変調部に割り当てられた変調領域に設定されるパターンの別の一例を示す概念図である。 第１の実施形態における通信装置間の光空間通信について説明するための概念図である。 第１の実施形態における通信装置によって送光された投射光によって表示される画像の位置について説明するための概念図である。 関連技術１における通信装置間の光空間通信について説明するための概念図である。 関連技術１における通信装置によって送光された投射光によって表示される画像の位置について説明するための概念図である。 関連技術２における通信装置間の光空間通信について説明するための概念図である。 関連技術２における通信装置によって送光された投射光によって表示される画像の位置について説明するための概念図である。 第１の実施形態に係る通信装置が備える受光装置の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る通信制御装置が備える受光装置の一例を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る通信装置の構成の一例を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る通信装置が備える送光装置の構成の一例を示す概念図である。 第２の実施形態に係る通信装置が備える送光装置の空間光変調器の変調部への変調領域の割り当ての一例を示す概念図である。 第３の実施形態に係る通信装置の構成の一例を示すブロック図である。 第３の実施形態に係る通信装置が備える送光装置の構成の一例を示す概念図である。 第３の実施形態に係る通信装置が備える送光装置から投射された投射光によって表示される画像のエネルギー分布の一例を示すグラフである。 第３の実施形態に係る通信装置が備える送光装置から投射された投射光の投射範囲の領域分けについて説明するための概念図である。 第３の実施形態に係る通信装置が備える送光装置の空間光変調器の変調部に割り当てられる変調領域のタイリングの一例について説明するための概念図である。 第３の実施形態に係る通信装置が備える送光装置による投射光の電力制御の一例について説明するための概念図である。 第３の実施形態に係る通信装置が備える送光装置による投射光の電力制御の別の一例について説明するための概念図である。 第４の実施形態に係る送光装置の構成の一例を示すブロック図である。 各実施形態に係る制御や処理を実現するハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。

以下の実施形態の説明に用いる全図において、図面中の矢印の向きは、一例を示すものであり、光や信号の向きを限定するものではない。また、図面中の光の軌跡を示す線は、概念的なものであり、実際の光の進行方向や状態を正確に表すものではない。例えば、図面においては、空気と物質との界面における屈折や反射、回折、拡散などによる光の進行方向や状態の変化を省略したり、光束を一本の線で表現したりすることもある。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る通信装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の通信装置は、光ファイバなどの媒体を用いずに、空間を伝播する光信号（以下、空間光信号とも呼ぶ）を送受信し合う光空間通信を行う。本実施形態では、複数の通信対象との間で同時に光空間通信を行う例をあげる。

（構成）
図１は、本実施形態の通信装置１の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の通信装置１は、送光装置１０、受光装置１６、および通信制御装置１９を備える。以下においては、送光装置１０、受光装置１６、および通信制御装置１９について、個別に説明する。

〔送光装置〕
まず、送光装置１０の構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、送光装置１０の構成の一例を示す概念図である。送光装置１０は、光源１１、空間光変調器１３、および制御部１４を備える。空間光変調器１３は、変調部１３０を有する。図２は、送光装置１０の内部構成を横方向から見た側面図である。図２は、概念的なものであり、各構成要素間の位置関係や、光の進行方向などを正確に表したものではない。制御部１４の位置については、特に限定を加えない。制御部１４は、通信制御装置１９に含まれてもよい。

光源１１は、出射器１１１とレンズ１１２を含む。出射器１１１は、制御部１４の制御に応じて、所定の波長帯のレーザ光１０１を、レンズ１１２に向けて出射する。レンズ１１２は、出射器１１１から出射されるレーザ光１０１の光路上に配置される。レンズ１１２は、出射器１１１から出射されたレーザ光１０１が、空間光変調器１３の変調部１３０の大きさに合わせて照射されるように配置される。光源１１に対応付けられた変調領域が変調部１３０に設定されている場合、レンズ１１２は、空間光変調器１３の変調部１３０の大きさに合わせて、レーザ光１０１の照射範囲を調整する。レンズ１１２によって照射範囲が調整された光１０２は、空間光変調器１３の変調部１３０に向けて進行する。本実施形態では、光源１１が単一の出射器１１１およびレンズ１１２を含む例をあげる。実用上は、出射器１１１を通信対象ごとに独立して制御することが求められる。そのため、光源１１には、通信可能な通信対象の数が上限となるように、出射器１１１およびレンズ１１２が複数含まれるように構成される。

出射器１１１から出射されるレーザ光１０１の波長は、特に限定されず、用途に応じて選定されればよい。例えば、出射器１１１は、可視や赤外の波長帯のレーザ光１０１を出射する。例えば、８００～９００ナノメートル（ｎｍ）の近赤外線であれば、レーザクラスを上げられるので、他の波長帯よりも１桁くらい感度を向上できる。例えば、１．５５マイクロメートル（μｍ）の波長帯の赤外線ならば、高出力のレーザ光源を用いることができる。１．５５μｍの波長帯の赤外線のレーザ光源としては、アルミニウムガリウムヒ素リン（ＡｌＧａＡｓＰ）系レーザ光源や、インジウムガリウムヒ素（ＩｎＧａＡｓ）系レーザ光源などを用いることができる。レーザ光１０１の波長が長い方が、回折角を大きくでき、高いエネルギーに設定できる。

空間光変調器１３は、変調部１３０を有する。変調部１３０には、複数の変調領域が設定される。複数の変調領域の各々は、複数の通信対象の各々に対応付けられる。複数の変調領域の各々には、複数の変調領域の各々に対応する通信対象に対して送光される空間光信号ごとのパターン（位相画像）が設定される。空間光変調器１３の変調部１３０に位相画像が設定された状態で、その変調部１３０に光１０２が照射されると、照射された光１０２が変調される。変調部１３０に照射された光１０２の変調光１０３は、投射光１０５として投射される。複数の変調領域の各々からは、通信対象ごとの変調光１０３（投射光１０５）が出射される。例えば、複数の変調領域の各々から出射される変調光１０３（投射光１０５）は、各々の変調領域に対応付けられた通信対象の位置でドット状の画像（ドット画像とも呼ぶ）として表示される。

例えば、空間光変調器１３は、強誘電性液晶やホモジーニアス液晶、垂直配向液晶などを用いた空間光変調器によって実現される。例えば、空間光変調器１３は、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）によって実現できる。また、空間光変調器１３は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）によって実現されてもよい。位相変調型の空間光変調器１３では、投射光１０５を投射する箇所を順次切り替えるように動作させることによって、エネルギーを像の部分に集中することができる。そのため、位相変調型の空間光変調器１３を用いる場合、光源１１の出力が同じであれば、その他の方式と比べて画像を明るく表示させることができる。

図３～図６は、空間光変調器１３の変調部１３０に設定される変調領域の一例を示す概念図である。複数の通信対象に対応するために、変調部１３０には、複数の変調領域が設定される。本実施形態においては、光源１１に含まれる出射器１１１が一つの例を示すが、実用上は複数の出射器１１１が光源１１に含まれることが好ましい。光源が複数の出射器１１１を含めば、複数の変調領域に照射される光１０２を独立して制御できる。

図３は、変調部１３０に二つの変調領域（変調領域Ａ１、変調領域Ａ２）が設定される例である。通信対象が二つの場合は、図３のように、変調部１３０が少なくとも二つの変調領域に分割されればよい。

図４は、変調部１３０に三つの変調領域（変調領域Ｂ１、変調領域Ｂ２、変調領域Ｂ３）が設定される例である。通信対象が三つの場合は、図４のように、変調部１３０が少なくとも三つの変調領域に分割されればよい。

図５は、変調部１３０に四つの変調領域（変調領域Ｃ１、変調領域Ｃ２、変調領域Ｃ３、変調領域Ｃ４）が設定される例である。通信対象が四つの場合は、図５のように、変調部１３０が少なくとも四つの変調領域に分割されればよい。

図６は、変調部１３０に六つの変調領域（変調領域Ｄ１、変調領域Ｄ２、変調領域Ｄ３、変調領域Ｄ４、変調領域Ｄ５、変調領域Ｄ６）が設定される例である。通信対象が六つの場合は、図６のように、変調部１３０が少なくとも六つの変調領域に分割されればよい。

図３～図６は、変調部１３０の分割の一例であって、変調部１３０が分割される数や、各変調領域の面積、各変調領域の形状を限定するものではない。変調部１３０が分割される数や、各変調領域の面積、各変調領域の形状は、任意に設定できる。通信対象が対応付けられている変調領域には、その通信対象に向けて投射される投射光１０５が形成する画像に対応する位相画像が設定される。例えば、通信対象が対応付けられていない変調領域には、位相画像が設定されなくてもよい。

図７は、空間光変調器１３の変調部１３０に割り当てられた変調領域１３５に設定されるパターン（位相画像）について説明するための概念図である。空間光変調器１３の変調部１３０に割り当てられた変調領域１３５は、複数の領域（タイル１３５０とも呼ぶ）に分割される。例えば、変調領域１３５は、所望のアスペクト比の四角形のタイル１３５０に分割される。複数のタイル１３５０の各々は、複数の画素によって構成される。変調領域１３５に設定された複数のタイル１３５０の各々には、その変調領域１３５に対応付けられた通信対象に向けて投射される投射光１０５が形成する画像の位相画像１３００が、割り当てられる。例えば、複数のタイル１３５０の各々には、予め生成された位相画像が設定される。複数のタイル１３５０の各々には、それらのタイル１３５０を含む変調領域１３５に対応付けられた通信対象に向けて投射される画像に対応する位相画像１３００が設定される。例えば、複数のタイル１３５０の各々には、通信対象の位置にドット画像を表示させる位相画像１３００が設定される、同一の変調領域１３５に含まれる複数のタイル１３５０の各々には、同じ位相画像１３００が割り当てられる。複数のタイル１３５０に割り当てられた位相画像１３００の集合は、位相画像１３０１を形成する。言い換えると、投射光１０５によって被投射体に表示される画像情報が書き込まれた位相画像１３００の集合である位相画像１３０１が、変調領域１３５に設定される。

図８は、空間光変調器１３の変調部１３０に設定されるパターン（位相画像）の一例を示す概念図である。変調部１３０には、位相画像１３０１とシフト画像１３０２の合成画像１３５１が設定される。位相画像１３０１は、所望の画像を形成するためのパターンである。シフト画像１３０２は、位相画像１３０１を用いた投射光１０５によって表示される像の位置を、二次元的に移動させるパターンである。例えば、シフト画像１３０２は、空間光変調器１３の変調部１３０から出射される変調光１０３の出力プロファイルに合わせて画像移動させるように設定される。シフト画像１３０２が合成されると、位相画像１３０１を用いた投射光によって表示される像を、水平方向や垂直方向に向けてシフトさせることができる。例えば、変調光１０３（投射光１０５）を拡大して投射する場合、フーリエ変換レンズや投射レンズなどの投射光学系を用いればよい。例えば、予め生成させておいた合成画像１３５１を、記憶部（図示しない）に記憶させておけばよい。図８は、一例であって、位相画像１３０１やシフト画像１３０２、合成画像１３５１のパターンを限定するものではない。

図９は、空間光変調器１３の変調部１３０に設定されるパターン（位相画像）の別の一例を示す概念図である。図９は、仮想レンズ画像を用いる例である。光の波面は、回折と同様に、位相制御によって制御できる。位相が球状に変化すると、波面に球状の差ができてレンズ効果が発生する。仮想レンズ画像は、空間光変調器１３の変調部１３０に照射される光１０２の位相を球状に変化させ、所定の焦点距離の集光点に集光するレンズ効果を発生させる。仮想レンズ画像を用いる場合、フーリエ変換レンズや投射レンズなどの投射光学系を省略できる。図９の例では、図３のように、変調部１３０が上下の二つの変調領域に二分割される例である。図９は、概念的な一例であって、実際に用いられる仮想レンズ画像やシフト画像、位相画像のパターンを正確に表したものではない。

変調部１３０の上側の変調領域（変調領域Ａ１とも呼ぶ）には、位相画像１３０１A１、シフト画像１３０２A１、および仮想レンズ画像１３０３A１の合成画像１３５２A１が設定される。位相画像１３０１Ａ１とシフト画像１３０２Ａ１は、変調領域Ａ１に合わせて設定される。仮想レンズ画像１３０３Ａ１は、位相画像１３０１Ａ１およびシフト画像１３０２Ａ１に基づく画像を形成する光を、その仮想レンズ画像１３０３Ａ１の集光点に集光させるためのパターンである。仮想レンズ画像１３０３Ａ１は、変調部１３０の全体に合わせて設定される。仮想レンズ画像１３０３Ａ１は、位相画像１３０１A１およびシフト画像１３０２A１と重なる部分（白い破線の範囲内の部分）が用いられる。変調部１３０の下側の変調領域（変調領域Ａ２とも呼ぶ）には、位相画像１３０１A２、シフト画像１３０２A２、および仮想レンズ画像１３０３A２の合成画像１３５２A２が設定される。位相画像１３０１Ａ２とシフト画像１３０２Ａ２は、変調領域Ａ２に合わせて設定される。仮想レンズ画像１３０３Ａ２は、位相画像１３０１Ａ２およびシフト画像１３０２Ａ２に基づく画像を形成する光を、その仮想レンズ画像１３０３Ａ２の集光点に集光させるためのパターンである。仮想レンズ画像１３０３Ａ２は、変調部１３０の全体に合わせて設定される。仮想レンズ画像１３０３Ａ２は、位相画像１３０１A２およびシフト画像１３０２A２と重なる部分（白い破線の範囲内の部分）が用いられる。図９の例では、変調部１３０に二つの変調領域が設定される。変調部１３０には、任意の数の変調領域を設定できる。変調部１３０に設定された複数の変調領域の各々には、それぞれの変調領域に応じた個別の合成画像１３５２が設定される。

変調部１３０に合成画像１３５１や合成画像１３５２Ａ、合成画像１３５２Ｂなどのパターン（位相画像）が設定された状態で、変調部１３０に光１０２が照射されると、空間光変調器１３の変調部１３０から、変調光１０３が出射される。例えば、各タイル１３５０の位相画像１３００に対応する画像を形成する変調光１０３が、空間光変調器１３の変調部１３０から出射される。変調部１３０に設定されるタイル１３５０が多いほど、鮮明な画像を表示させることができる。その一方で、各タイル１３５０の画素数が低下すると、解像度が低下する。そのため、変調部１３０に設定されるタイル１３５０の大きさや数は、用途に応じて設定される。

空間光変調器１３の変調部１３０には、複数の通信対象に対応付けて、複数の変調領域１３５が設定される。複数の変調領域１３５の各々には、対応付けられた通信対象に投射される投射光１０５によって表示される画像に応じた位相画像が設定される。複数の変調領域１３５の各々には、同じ形状の画像を表示させる投射光１０５が投射されてもよいし、異な形状の画像を表示させる投射光１０５が投射されてもよい。本実施形態では、通信装置１から異なる距離／方向に位置する通信対象に向けて、できる限り同じ電力の投射光１０５が投射されることが望ましい。そのため、通信対象ごとに、できる限り同じ電力の投射光１０５が投射されるように、画像が表示される位置や、表示される画像の形状が設定される。

制御部１４は、通信制御装置１９から取得した送光指示に応じて、光源１１および空間光変調器１３を制御する。例えば、制御部１４は、プロセッサとメモリを含むマイクロコンピュータによって実現される。制御部１４は、空間光変調器１３の変調部１３０に設定された変調領域のアスペクト比に合わせて、投射される画像に対応する位相画像を、変調部１３０に割り当てられた複数の変調領域１３５の各々に設定する。例えば、制御部１４は、光空間通信に適した画像に対応する位相画像を、変調部１３０に割り当てられた複数の変調領域１３５の各々に設定する。投射される画像の位相画像は、記憶部（図示しない）に予め記憶させておけばよい。投射される画像の形状や大きさには、特に限定を加えない。

制御部１４は、投射光１０５によって形成される画像に対応するパターン（位相画像）を、空間光変調器１３の変調部１３０に設定する。制御部１４は、空間光変調器１３の変調部１３０に割り当てられたタイルごとに、位相画像を設定する。制御部１４は、空間光変調器１３の変調部１３０に照射される光１０２の位相と、変調部１３０で反射される変調光１０３の位相との差分を決定づけるパラメータが変化するように空間光変調器１３を駆動することで、変調部１３０に位相画像を設定する。空間光変調器１３の変調部１３０に照射される光１０２の位相と、変調部１３０で反射される変調光１０３の位相との差分を決定づけるパラメータは、例えば、屈折率や光路長などの光学的特性に関するパラメータである。例えば、制御部１４は、空間光変調器１３の変調部１３０に印可する電圧を変化させることによって、変調部１３０の光学的特性を調節する。位相変調型の空間光変調器１３の変調部１３０に照射された光１０２の位相分布は、変調部１３０の光学的特性に応じて変調される。制御部１４による空間光変調器１３の駆動方法は、空間光変調器１３の変調方式に応じて決定される。

制御部１４は、表示される画像に対応する位相画像が変調部１３０に設定された状態で、光源１１の出射器１１１を駆動させる。制御部１４は、空間光信号を送光するタイミングに合わせて、光源１１に含まれる出射器１１１を駆動させる。その結果、空間光変調器１３の変調部１３０に位相画像が設定されたタイミングに合わせて、光源１１から出射された光１０２が、空間光変調器１３の変調部１３０に割り当てられた複数の変調領域１３５に照射される。空間光変調器１３の変調部１３０に割り当てられた複数の変調領域１３５の各々に照射された光１０２は、複数の変調領域１３５の各々に設定された位相画像に応じて変調される。空間光変調器１３の変調部１３０において変調された変調光１０３は、投射光１０５として投射される。

例えば、変調光１０３の光路上に、変調光１０３を投射光１０５として拡大投射する投射部が配置されてもよい。例えば、投射部は、フーリエ変換レンズや投射レンズを含む投射光学系によって実現される。例えば、投射部は、変調光１０３を拡大して反射する曲面状の反射面を有する曲面ミラーによって実現される。投射部の詳細については、説明を省略する。

例えば、変調光１０３（投射光１０５）の光路上に、所望の画像を形成する変調光１０３（投射光１０５）を通過させ、不要な光成分を遮蔽する遮蔽器が配置されてもよい。例えば、遮蔽器は、変調光１０３（投射光１０５）に含まれる０次光やゴースト像を遮蔽する。例えば、遮蔽器は、所望の画像を形成する光を通過させる部分にスリット状の開口が形成されたアパーチャである。例えば、遮蔽器は、変調光１０３（投射光１０５）に含まれる不要な光成分を遮蔽し、投射光１０５の表示領域の外縁を規定する枠体である。例えば、変調光１０３（投射光１０５）の光路上に、０次光を除去する０次光除去器が配置されてもよい。例えば、０次光除去器は、光吸収部材を支持する部材で支持された光吸収部材を含む。光吸収部材は、支持部材によって、変調光１０３（投射光１０５）に含まれる０次光の光路上に固定される。例えば、支持部材は、ガラスやプラスチックなどのように、変調光１０３（投射光１０５）が透過する材質で構成される。例えば、光吸収部材には、カーボンなどの黒体が用いられる。使用されるレーザ光１０１の波長が固定されている場合には、レーザ光１０１の波長の光を選択的に吸収する材質の光吸収部材が用いられることが好ましい。

〔投射例〕
図１０は、送光装置１０から、複数の通信対象の通信装置１に向けて、投射光１０５が投射される例である。図１０の例では、通信装置１Ａから、通信装置１Ｂに向けて投射光１０５Ｂが投射され、通信装置１Ｃに向けて投射光１０５Ｃが投射される。通信装置１Ｂと通信装置１Ｃは、通信装置１Ａから見て、異なる距離／方向に位置する。

図１１は、図１０の位置関係において、通信装置１Ａから投射された投射光１０５Ｂと投射光１０５Ｃによって、画像を構成する画素（ドット）が表示される位置について説明するための概念図である。投射光１０５Ｂと投射光１０５Ｃは、通信装置１Ａの空間光変調器１３の変調部１３０に割り当てられた、異なる変調領域１３５に設定された位相画像によって変調された光である。図１１には、投射光１０５Ｂによってドットが表示される位置に破線の四角形（□）を図示し、投射光１０５Ｃによってドットが表示される位置に破線のダイヤ形（◇）を図示している。通信装置１Ｂは、投射光１０５Ｂによってドットが表示される位置（□）に配置されている。そのため、通信装置１Ｂには、ドット１０６Ｂを含む画像が照射される。通信装置１Ｃは、投射光１０５Ｃによってドットが表示される位置（◇）に配置されている。そのため、通信装置１Ｃには、ドット１０６Ｃを含む画像が照射される。図１１においては、通信装置１Ｂの位置におけるドット１０６Ｂの面積と、通信装置１Ｃの位置におけるドット１０６Ｃの面積とが同じであるが、実際には、それらの面積は通信装置１Ａからの距離や位置に応じて異なる。

図１１のように、通信装置１Ａから投射された投射光１０５Ｂによって表示されるドット１０６Ｂを含む画像は、通信装置１Ｂには照射されるが、通信装置１Ｃには照射されない。その一方で、通信装置１Ａから投射された投射光１０５Ｃによって表示されるドット１０６Ｃを含む画像は、通信装置１Ｃには照射されるが、通信装置１Ｃには照射されない。本実施形態によれば、空間光変調器１３の変調部１３０に通信対象ごとの変調領域１３５を設定することによって、単一の変調領域１３５を用いた場合では照射範囲から外れてしまう複数の通信装置１に対しても、空間光信号を同時に照射できる。

〔比較例１〕
ここで、本実施形態で解決される課題を含む比較例１について説明する。比較例１は、複数の通信対象の位置関係によって、それらの通信対象に空間光信号を同時に照射できないという課題を含む。図１２は、本比較例における投射光の投射例を示す概念図である。図１２の例では、通信装置１００Ａから、通信装置１００Ｂと通信装置１００Ｃに向けて、投射光１５０が投射される。通信装置１００Ｂと通信装置１００Ｃは、通信装置１００Ａから見て、異なる距離／方向に位置する。通信装置１００Ａも、本実施形態と同様の空間光変調器（図示しない）を含むものとする。ただし、通信装置１００Ａの空間光変調器の変調部には、単一の変調領域のみが設定される。

図１３は、図１２の位置関係において、通信装置１００Ａから投射された投射光１５０によって、画像を構成する画素（ドット）が表示される位置について説明するための概念図である。投射光１５０は、通信装置１００Ａの空間光変調器の変調部に設定された位相画像によって変調された光である。図１３には、投射光１０５Ｂによってドットが表示される位置に破線の円形（○）を図示している。通信装置１Ｂは、投射光１０５Ｂによってドットが表示される位置（○）に配置されている。そのため、通信装置１Ｂには、ドット状の照射パターン１５５を含む画像が照射される。それに対し、通信装置１Ｃは、投射光１０５Ｃによってドットが表示される位置に配置されていない。そのため、通信装置１Ｃには、ドットを含む画像が照射されない。

図１３のように、通信装置１００Ａから投射された投射光１５０によって表示される照射パターン１５５を含む画像は、通信装置１００Ｂには照射されるが、通信装置１００Ｃには照射されない。空間光信号を用いる光空間通信を安定に行うためには、正確な位置に正確な電力のビームが照射されることが求められる。複数の通信対象と通信するためには、通信対象の数に応じて投射光１５０を投射することが求められるが、通信対象の位置に対して、投射光１５０の照射位置を正確に合わせることは難しい。位相変調型の空間光変調器を用いた場合、画素と画素の間にギャップができる。比較例１では、投射光１５０によって表示される画像を構成する画素の位置が固定されるため、画素と画素の間のギャップの位置の通信装置１００Ｃには投射光１５０が照射されない。すなわち、図１３のように、通信装置１Ｂに照射パターン１５５の位置を合わせると、照射パターン１５５を含む画像の照射位置から通信装置１Ｃが外れてしまう。本比較例の手法では、空間光変調器１３の変調部１３０に単一の変調領域が設定されるため、複数の通信装置１００に対して、空間光信号を同時に送光できない状況が発生しうる。

〔比較例２〕
次に、本実施形態で解決される課題を含む比較例２について説明する。比較例２は、複数の通信対象に対して空間光信号を同時に照射する際に、それらの通信対象に照射される光の強度が不安定になるという課題を含む。図１４は、比較例２における投射光の投射例を示す概念図である。図１４の例では、通信装置１００Ａから、通信装置１００Ｂ、通信装置１００Ｃ、および通信装置１００Ｄに向けて、投射光１５０が投射される。通信装置１００Ｂ、通信装置１００Ｃ、および通信装置１００Ｄは、通信装置１００Ａから見て、異なる距離／方向に位置する。通信装置１００Ａも、本実施形態と同様の空間光変調器（図示しない）を含むものとする。ただし、通信装置１００Ａの空間光変調器の変調部には、単一の変調領域のみが設定される。

図１５は、図１４の位置関係において、通信装置１００Ａから投射された投射光１５０によって、通信装置１００Ｂ、通信装置１００Ｃ、および通信装置１００Ｄの位置に表示される画像の一例を示す概念図である。投射光１５０は、通信装置１００Ａの空間光変調器の変調部に設定された位相画像によって変調された光である。図１５の例では、円形（○）の画像（照射パターン１５５）が通信装置１００Ｂの位置に表示されるように、通信装置１００Ａの空間光変調器の変調部に位相画像が設定される。通信装置１００Ａは、通信装置１００Ｂに対して、円形（○）の画像（照射パターン１５５）を形成する投射光１５０を投射する。図１５の例では、通信装置１００Ｃや通信装置１００Ｄの位置では、歪んだ円形（楕円形）の画像が形成される。

図１５のように、投射光１５０によって表示される照射パターン１５５は、通信装置１００Ｂ、通信装置１００Ｃ、および通信装置１００Ｄの各々の位置で、異なる形状／大きさで照射されている。空間光変調器の変調部に単一の変調領域が設定される場合、通信装置１００Ｂ、通信装置１００Ｃ、および通信装置１００Ｄの各々の照射される照射パターン１５５は、それらの面積に応じて、光源（図示しない）から出射されるレーザ光の電力を分け合う。例えば、通信装置１００Ｃとの通信が停止された場合、通信装置１００Ｂおよび通信装置１００Ｄに投射される投射光１５０の電力が一気に増加する。また、照射パターン１５５が突然に変化した場合も、投射光１５０の電力の変化が起きる。このような照射パターン１５５の電力の変化は、光源の電力を変化させても、制御することは難しい。そのため、本比較例の手法では、複数の通信対象との通信において、安定した強度の空間光信号を送光し続けることができない状況が発生しうる。

〔受光装置〕
次に、受光装置１６の構成について図面を参照しながら説明する。図１６は、受光装置１６の構成について説明するための概念図である。受光装置１６は、集光器１６１、受光素子１７、および受信回路１８を備える。図１６には、受光素子１７が単一の例をあげる。受光装置１６は、複数の受光素子１７を含むように構成された方が実用的である。図１６は、受光装置１６の内部構成を上方向から見た平面図である。なお、受信回路１８の位置については、特に限定を加えない。受信回路１８は、受光装置１６の内部に配置されてもよいし、受光装置１６の外部に配置されてもよい。また、通信制御装置１９に受信回路１８の機能を含めてもよい。

集光器１６１は、外部から到来した空間光信号を集光する光学素子である。集光器１６１の入射面には、空間光信号が入射する。集光器１６１によって集光された光信号は、受光素子１７の配置された領域に向けて集光される。例えば、集光器１６１は、入射した空間光信号を集光するレンズである。例えば、集光器１６１は、入射した空間光信号を、受光素子１７の受光部１７０に向けて導光する光線制御素子である。例えば、集光器１６１は、レンズや光線制御素子を組み合わせた構成であってもよい。集光器１６１は、受光素子１７の配置された領域に向けて空間光信号を集光できれば、その構成については特に限定しない。例えば、集光器１６１によって集光される光信号を、受光素子１７の受光部１７０に向けて導光する機構が、追加されてもよい。

受光素子１７は、受光対象の空間光信号の波長領域の光を受光する。例えば、受光素子１７は、可視領域の光に感度を有する。例えば、受光素子１７は、赤外領域の光に感度を有する。受光素子１７は、例えば１．５μｍ（マイクロメートル）帯の波長の光に感度を有する。なお、受光素子１７が感度を有する光の波長帯は、１．５μｍ帯に限定されない。受光素子１７が受光する光の波長帯は、受光対象の空間光信号の波長に合わせて、任意に設定できる。受光素子１７が受光する光の波長帯は、例えば０．８μｍ帯や、１．５５μｍ帯、２．２μｍ帯に設定されてもよい。また、受光素子１７が受光する光の波長帯は、例えば０．８～１μｍ帯であってもよい。波長帯が短い方が、大気中の水分による吸収が小さいので、降雨時における光空間通信には有利である。また、受光素子１７は、強烈な太陽光で飽和してしまうと、空間光信号に由来する光信号を読み取ることができない。そのため、受光素子１７よりも前段に、空間光信号の波長帯の光を選択的に通過させる色フィルタが設置されてもよい。例えば、空間光信号として偏光を送受光し合う場合、受光素子１７よりも前段に、受光対象の偏光状態の空間光信号を選択的に通過させる偏光板が設置されてもよい。例えば、特定の波長帯の空間光信号を送受光し合う場合、受光素子１７よりも前段に、受光対象の波長帯の空間光信号を選択的に通過させる帯域通過フィルタが設置されてもよい。

例えば、受光素子１７は、フォトダイオードやフォトトランジスタなどの素子によって実現できる。例えば、受光素子１７は、アバランシェフォトダイオードによって実現される。アバランシェフォトダイオードによって実現された受光素子１７は、高速通信に対応できる。なお、受光素子１７は、光信号を電気信号に変換できさえすれば、フォトダイオードやフォトトランジスタ、アバランシェフォトダイオード以外の素子によって実現されてもよい。通信速度を向上させるために、受光素子１７の受光部は、できるだけ小さい方が好ましい。例えば、受光素子１７の受光部は、一辺が５ｍｍ（ミリメートル）程度の正方形の受光面を有する。例えば、受光素子１７の受光部は、直径０．１～０．３ｍｍ程度の円形の受光面を有する。受光素子１７の受光部の大きさや形状は、空間光信号の波長帯や通信速度などに応じて選定されればよい。

受信回路１８は、受光素子１７の各々から出力された信号を取得する。受信回路１８は、受光素子１７の各々からの信号を増幅する。受信回路１８は、増幅された信号をデコードし、通信対象からの信号を解析する。受信回路１８によってデコードされた信号は、任意の用途に使用される。受信回路１８によってデコードされた信号の使用については、特に限定を加えない。

〔通信制御装置〕
次に、通信制御装置１９の構成について図面を参照しながら説明する。図１７は、通信制御装置１９の構成の一例について説明するためのブロック図である。通信制御装置１９は、条件記憶部１９１、送光条件生成部１９２、送光指示部１９３、信号取得部１９５、信号解析部１９６、および信号生成部１９７を有する。例えば、通信制御装置１９は、プロセッサとメモリを含むマイクロコンピュータによって実現される。通信制御装置１９は、送光装置１０や受光装置１６にネットワーク経由で接続されたサーバやクラウドに実装されてもよい。

条件記憶部１９１は、送光装置１０に送光させる投射光１０５に対応する位相画像やシフト画像、仮想レンズ画像などのパターンを記憶する。条件記憶部１９１に記憶されたパターンは、空間光変調器１３の変調部１３０に設定される。また、条件記憶部１９１は、送光装置１０の光源１１を制御するための光源制御条件や、送光装置１０の空間光変調器１３を制御するための変調器制御条件を含む投射条件を記憶する。光源制御条件は、送光装置１０の光源１１からレーザ光１０１を出射させるタイミングを含む条件である。変調器制御条件は、空間光変調器１３の変調部１３０にパターンを設定するための条件である。光源制御条件と変調器制御条件を協調させることによって、空間光変調器１３の変調部１３０に設定されたパターンに応じた投射光１０５が投射される。

送光条件生成部１９２は、信号生成部１９７から信号を取得する。送光条件生成部１９２は、条件記憶部１９１に記憶された条件に基づいて、取得した信号に含まれる情報を送光するための送光条件を生成する。例えば、送光条件生成部１９２は、条件記憶部１９１に記憶された投射条件に基づいて、取得した信号に含まれる情報を送光するためのパターンを選択する。例えば、送光条件生成部１９２は、取得した信号に含まれる情報を送光するために投射される像に対応するパターンを、空間光変調器１３の変調部１３０に設定する送光条件を生成する。例えば、送光条件生成部１９２は、空間光変調器１３の変調部１３０に設定された変調領域のアスペクト比に合わせて、投射される像に対応する位相画像を、空間光変調器１３の変調部１３０に設定する送光条件を生成する。

送光指示部１９３は、送光条件生成部１９２によって設定された送光条件に基づいて、送光装置１０の光源１１および空間光変調器１３を制御するための送光指示を送光装置１０に出力する。

信号取得部１９５は、受光装置１６によってデコードされた信号を、受光装置１６から取得する。また、信号取得部１９５は、受光装置１６によって信号処理が加えられた信号を、受光装置１６から取得する。例えば、信号取得部１９５が取得する信号には、通信装置１から送信された空間光信号に応じて、スキャンされた通信対象や、通信中の通信対象から送信された応答が含まれる。信号取得部１９５は、取得した信号を信号解析部１９６に出力する。

信号解析部１９６は、信号取得部１９５によって取得された信号を解析する。例えば、信号解析部１９６は、信号の種別に応じて、信号に含まれる情報を解析する。例えば、信号の種別には、スキャン信号や通信信号が含まれる。信号解析部１９６が解析する信号の種別に関しては、特に限定を加えない。信号解析部１９６は、信号の解析結果を信号生成部１９７に出力する。

信号生成部１９７は、信号解析部１９６による信号の解析結果を取得する。信号生成部１９７は、信号の解析結果に応じた送信信号を生成する。送信信号は、通信対象との通信内容や、通信対象のスキャンに用いられる内容を含む。信号生成部１９７は、通信対象ごとに送信信号を生成する。信号生成部１９７は、送信信号として、スキャン信号や通信信号を生成する。スキャン信号は、通信対象のスキャンに用いられる信号である。通信信号は、通信対象との間でやり取りされる情報を含む信号である。信号生成部１９７は、生成した信号を送光条件生成部１９２に出力する。

例えば、通信信号は、空間光信号を送受光する通信経路が確定された際に、通信が確立された通信装置１の間で送受光される信号である。通信信号には、通信対象に向けて送信する情報が含まれる。通信信号に乗せる情報は、予め定められた内容であってもよいし、通信対象からの通信信号に含まれる情報に応じた内容であってもよい。例えば、通信対象からの通信信号に含まれる情報に応じた内容の通信信号を生成する場合、通信対象から送光された通信信号に含まれる情報を、表示装置（図示しない）に表示させる。例えば、表示装置に表示された情報を確認したオペレータは、入力装置（図示しない）を介して、表示された情報に対する応答を通信制御装置１９（信号生成部１９７）に入力する。例えば、信号生成部１９７は、入力された情報を含む通信信号を生成する。通信信号に含ませる情報については、特に限定を加えない。

以上のように、本実施形態の通信装置は、送光装置、受光装置、および通信制御装置を備える。受光装置は、通信対象から送信された空間光信号を受信する。受光装置は、受信された空間光信号に含まれる信号をデコードする。通信制御装置は、受光装置によってデコードされた信号を取得する。通信制御装置は、取得された信号に応じた空間光信号を送光装置に送信させる。送光装置は、光源、空間光変調器、制御部を有する。光源は、光を出射する。空間光変調器は、光源から出射された光が照射される変調部を有する。空間光変調器は、照射された光の位相を変調部で変調する。制御部は、複数の通信対象の各々に対応付けられた変調領域を空間光変調器の変調部に割り当てる。制御部は、通信対象との通信で用いられる画像を通信対象の位置に形成するための位相画像を変調領域に設定する。制御部は、空間光変調器の変調部に割り当てられた複数の変調領域の各々に、複数の変調領域の各々に対応付けられた通信対象の位置において画像を表示させるための位相画像を設定する。制御部は、位相画像が設定された変調部に光が照射されるように、光源を制御する。

本実施形態では、複数の通信対象の各々に対応付けて、空間光変調器の変調部に、通信対象ごとの変調領域を設定する。変調領域には、通信対象ごとの位相画像が設定される。本実施形態によれば、通信対象ごとの変調領域が変調部に設定されるため、複数の通信対象に対して、安定した空間光信号を送光できる。また、本態様によれば、通信対象の位置に向けて、空間光信号を正確に照射できる。そのため、本態様によれば、通信に用いられる画像（例えば、ドット画像）を適切に表示させる空間光信号を通信対象に送光できる。

本実施形態の一態様において、制御部は、空間光変調器の変調部に割り当てられた複数の変調領域の各々に、複数の変調領域の各々に対応付けられた通信対象の位置において画像を表示させるための位相画像を、複数の通信対象ごとに設定する。本態様によれば、複数の通信対象の各々の位置に向けて、空間光信号を正確に照射できる。そのため、本態様によれば、通信に用いられる画像（例えばドット画像）を適切に表示させる空間光信号を、複数の通信対象の各々に送光できる。

本実施形態の一態様において、制御部は、位相画像とシフト画像の合成画像を、空間光変調器の変調部に割り当てられた複数の変調領域の各々に設定する。位相画像は、画像を表示させるためのパターンである。シフト画像は、複数の変調領域の各々に対応付けられた通信対象の位置において画像（例えばドット画像）の表示位置を変更するためのパターンである。本態様によれば、シフト画像を用いることで、画像の表示位置を、投射範囲の内部の任意の位置に変更できる。

本実施形態の一態様において、制御部は、位相画像、シフト画像、および仮想レンズ画像の合成画像を、空間光変調器の変調部に割り当てられた複数の変調領域の各々に設定する。位相画像は、画像を表示させるためのパターンである。シフト画像は、複数の変調領域の各々に対応付けられた通信対象の位置において画像（例えばドット画像）の表示位置を変更するためのパターンである。仮想レンズ画像は、画像を拡大投射するためのパターンである。本態様によれば、シフト画像を用いて画像の表示位置を、投射範囲の内部の任意の位置に変更できる。本態様によれば、シフト画像を用いることで、画像の表示位置を、投射範囲の内部の任意の位置に変更できる。また、本態様によれば、仮想レンズ画像を用いることで、画像を拡大投射することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る通信装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の通信装置は、空間光変調器の変調部に割り当てられる変調領域を動的に変化させる点において、第１の実施形態とは異なる。

（構成）
図１８は、本実施形態の通信装置２の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の通信装置２は、送光装置２０、受光装置２６、および通信制御装置２９を備える。受光装置２６および通信制御装置２９は、第１の実施形態の対応する構成と同様である。以下においては、受光装置２６および通信制御装置２９については説明を省略し、送光装置２０の構成について詳細に説明する。本実施形態においては、空間光信号の送光条件を、送光装置２０で設定する例をあげる。空間光信号の送光条件は、通信制御装置２９で設定されてもよい。

〔送光装置〕
図１９は、送光装置２０の構成の一例を示す概念図である。送光装置２０は、光源２１、空間光変調器２３、および制御部２４を備える。空間光変調器２３は、変調部２３０を有する。図１９は、送光装置２０の内部構成を横方向から見た側面図である。図１９は、概念的なものであり、各構成要素間の位置関係や、光の進行方向などを正確に表したものではない。制御部２４の位置については、特に限定を加えない。制御部２４は、通信制御装置２９に含まれてもよい。光源２１と空間光変調器２３は、第１の実施形態の対応する構成と同様である。制御部２４は、空間光変調器２３の変調部２３０に対する変調領域の割り当て方法以外は、第１の実施形態の対応する構成と同様である。以下においては、制御部２４による、空間光変調器２３の変調部２３０に対する変調領域の割り当て方法に焦点を当てて説明する。

図２０は、空間光変調器１３の変調部１３０に対する変調領域の割り当て方法について説明するための概念図である。制御部２４は、通信対象の数に応じて、少なくとも一つの変調領域を変調部２３０に割り当てる。制御部２４は、変調領域を変調部２３０に割り当てる際に、通信対象に割り当てられない予備の領域（予備領域とも呼ぶ）を少なくとも一つ設定する。例えば、予備領域には、光２０２の照射に応じて変調光２０３が出射されないパターン（位相画像）が設定される。

図２０の（Ｅ）は、通信対象が三つの場合における、変調領域の割り当ての例である。制御部２４は、変調領域Ｅ１、変調領域Ｅ２、変調領域Ｅ３、および予備領域Ｖ１を、変調部２３０に設定する。変調部２３０には、変調領域Ｅ１、変調領域Ｅ２、変調領域Ｅ３、および予備領域Ｖ１が設定される。変調領域Ｅ１、変調領域Ｅ２、および変調領域Ｅ３は、いずれかの通信対象に対応付けられる変調領域である。予備領域Ｖ１は、いずれの通信対象にも割り当てられない予備領域である。

図２０の（Ｆ）は、通信対象が三つから四つに増えた場合における、変調領域の割り当ての例である。制御部２４は、予備領域Ｖ１を、変調領域Ｆと予備領域Ｖ２に分割する。変調部１３０には、変調領域Ｅ１、変調領域Ｅ２、変調領域Ｅ３、変調領域Ｆ、および予備領域Ｖ２が設定される。変調領域Ｅ１、変調領域Ｅ２、変調領域Ｅ３、および変調領域Ｆは、いずれかの通信対象に対応付けられる変調領域である。予備領域Ｖ２は、いずれの通信対象にも割り当てられない予備領域である。

図２０の（Ｇ）は、通信対象が四つから五つに増えた場合における、変調領域の割り当ての例である。制御部２４は、予備領域Ｖ２を、変調領域Ｇと予備領域Ｖ３に分割する。変調部１３０には、変調領域Ｅ１、変調領域Ｅ２、変調領域Ｅ３、変調領域Ｆ、変調領域Ｇ、および予備領域Ｖ３が設定される。変調領域Ｅ１、変調領域Ｅ２、変調領域Ｅ３、変調領域Ｆ、および変調領域Ｇは、いずれかの通信対象に対応付けられる変調領域である。予備領域Ｖ３は、いずれの通信対象にも割り当てられない予備領域である。

図２０の（Ｈ）は、通信対象が五つから四つに減った場合における、変調領域の割り当ての例である。制御部２４は、変調領域Ｇと予備領域Ｖ３を統合して予備領域Ｖ２を設定する。予備領域Ｖ２は、図２０の（Ｆ）と同様の領域である。変調部１３０には、変調領域Ｅ１、変調領域Ｅ２、変調領域Ｅ３、変調領域Ｆ、および予備領域Ｖ２が設定される。変調領域Ｅ１、変調領域Ｅ２、変調領域Ｅ３、および変調領域Ｆは、いずれかの通信対象に対応付けられる変調領域である。予備領域Ｖ２は、いずれの通信対象にも割り当てられない予備領域である。

上記のように、制御部２４は、通信対象の数の増減に応じて、空間光変調器２３の変調部２３０に割り当てられる変調領域の数を動的に変更する。制御部２４は、変調領域を動的に変更する際に、通信対象に割り当てられない予備領域を設定する。制御部２４は、通信対象の増加に応じて、新たな変調領域を予備領域に設定する。制御部２４は、通信対象の減少に応じて、いずれかの変調領域を予備領域に統合する。言い換えると、制御部２４は、通信対象の増減に応じて、空間光変調器２３の変調部２３０の予備領域に設定される変調領域の数を増減させる。例えば、制御部２４は、投射光２０５の投射機会ごとに、空間光変調器２３の変調部２３０に割り当てられる変調領域の数を変更できる。例えば、制御部２４は、空間光変調器２３の変調部２３０から出射される変調光２０３の出力プロファイルに応じて、変調領域の面積を変更してもよい。例えば、制御部２４は、出力プロファイルに応じて、複数の変調領域の各々の電力が均一になるように、複数の変調領域の各々の面積を設定する。

以上のように、本実施形態の通信装置は、送光装置、受光装置、および通信制御装置を備える。受光装置は、通信対象から送信された空間光信号を受信する。受光装置は、受信された空間光信号に含まれる信号をデコードする。通信制御装置は、受光装置によってデコードされた信号を取得する。通信制御装置は、取得された信号に応じた空間光信号を送光装置に送信させる。送光装置は、光源、空間光変調器、制御部を有する。光源は、光を出射する。空間光変調器は、光源から出射された光が照射される変調部を有する。空間光変調器は、照射された光の位相を変調部で変調する。制御部は、複数の通信対象の各々に対応付けられた変調領域を空間光変調器の変調部に割り当てる。制御部は、通信対象との通信で用いられる画像を通信対象の位置に形成するための位相画像を変調領域に設定する。制御部は、空間光変調器の変調部に割り当てられる複数の変調領域の数を、複数の通信対象の数に応じて動的に変動させる。制御部は、位相画像が設定された変調部に光が照射されるように、光源を制御する。

空間光変調器の変調部には、通信対象ごとに変調領域が設定される。そのため、変調領域の数が固定されていると、全ての変調領域が使用されている場合に、新たな通信対象との通信を確立できなくなる。本実施形態では、複数の通信対象の各々に対応付けて、空間光変調器の変調部に割り当てられる複数の変調領域の数を、複数の通信対象の数に応じて動的に変動させる。そのため、本実施形態によれば、変調領域が使用できない状況が発生しにくいため、複数の通信対象との間で、継続的な光空間通信を実現できる。

本実施形態の一態様において、制御部は、通信対象との通信に使用されない予備領域を変調部に設定する。本態様によれば、通信に用いられない予備領域を設定し、その予備領域に変調領域を動的に割り当てることで、通信状況に応じて柔軟に対応できる。

本実施形態の一態様において、制御部は、通信対象の数の増加に応じて、予備領域の一部を変調領域として動的に割り当てる。本態様によれば、通信対象が増加した場合、予備領域に変調領域を動的に割り当てることによって、複数の通信対象との間で、継続的な光空間通信を実現できる。

本実施形態の一態様において、制御部は、通信対象の数の減少に応じて、通信対象との通信に使われなくなった変調領域を予備領域に統合する。通信に使用されていない変調領域をそのまま設定しておくと、使用されていない変調領域のために無駄な電力が発生しうる。本態様によれば、通信対象が減少した場合、通信に使われなくなった変調領域を予備領域に統合することによって、空間光変調器の消費電力を最適化できる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る通信装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の通信装置は、投射範囲に表示される画像の出力プロファイルに応じて、変調部に設定される変調領域のタイリングを調整する点において、第１～第２の実施形態とは異なる。本実施形態の手法は、第２の実施形態の手法と組み合わせてもよい。

（構成）
図２１は、本実施形態の通信装置２の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の通信装置３は、送光装置３０、受光装置３６、および通信制御装置３９を備える。受光装置３６および通信制御装置３９は、第１の実施形態の対応する構成と同様である。以下においては、受光装置３６および通信制御装置３９については説明を省略し、送光装置３０の構成について詳細に説明する。本実施形態においては、空間光信号の送光条件を、送光装置３０で設定する例をあげる。空間光信号の送光条件は、通信制御装置３９で設定されてもよい。

〔送光装置〕
図２２は、送光装置３０の構成の一例を示す概念図である。送光装置３０は、光源３１、空間光変調器３３、および制御部３４を備える。空間光変調器３３は、変調部３３０を有する。図２２は、送光装置３０の内部構成を横方向から見た側面図である。図２２は、概念的なものであり、各構成要素間の位置関係や、光の進行方向などを正確に表したものではない。制御部３４の位置については、特に限定を加えない。制御部３４は、通信制御装置３９に含まれてもよい。光源３１と空間光変調器３３は、第１の実施形態の対応する構成と同様である。制御部３４は、空間光変調器３３の変調部３３０におけるタイリングの方法以外は、第１の実施形態の対応する構成と同様である。以下においては、制御部３４による、空間光変調器３３の変調部３３０におけるタイリングの方法に焦点を当てて説明する。

図２３は、投射光３０５によって被投射面上に形成される画像（ドット画像）のエネルギー分布（出力プロファイルとも呼ぶ）の一例である。図２３のグラフの横軸は、被投射面上における位置を示す。図２３のグラフの縦軸は、被投射面上の位置ごとの、投射光３０５によって表示されるドット画像の電力を示す。図２３には、投射範囲の中央を通過する直線上の一次元的なエネルギー分布を示す。実際の出力プロファイルは、二次元的なエネルギー分布を示す。実際の出力プロファイルは、投射範囲の中央を中心とし、同心円状に分布するエネルギー分布を示す。被投射面上におけるドット画像の出力プロファイルは、非線形的な電力分布を示す。被投射面上におけるドット画像の出力プロファイルは、投射光３０５を投射するための投射光学系によって変化する。例えば、投射光３０５に含まれる０次光を除去する機構を導入する場合、０次光の投射位置にはドット画像が表示されないので、投射範囲の中央部分の電力がかけたプロファイルが得られる。図２３の例の場合、ドット画像は、投射範囲の中央に表示される際に、電力が最大になる。ドット画像は、投射範囲の中央から離れるにつれて、電力が減少していく。すなわち、被投射面上に形成されるドット画像の電力は、被投射面の面内において均一ではない。

図２３の例のように、被投射面におけるドット画像の電力が均一でないと、通信対象との通信に用いられる空間光信号の出力が安定しない。空間光信号の出力が安定しないと、安定した通信を継続することができない。安定した通信を継続するためには、被投射面の面内において、ドット画像の電力がきる限りフラットになることが好ましい。

ドット画像の電力ＥＰは、出力Ｗ、出力プロファイルＰ、位相画像因子ＰＦ、タイルの数Ｎの関係によって見積もることができる。出力Ｗは、空間光変調器３３の変調部３３０に照射される、光源３１から出射された光３０２の出力である。出力プロファイルＰは、被投射面上の位置ごとのドット画像の電力である。位相画像因子ＰＦは、様々な因子を含む。例えば、位相画像因子ＰＦは、位相画像の明るさに関する因子を含む。例えば、位相画像因子ＰＦは、位相画像を生成する際に用いられる、照明光の規格化値などに関する因子を含む。例えば、位相画像因子ＰＦは、位相画像を生成する際に設定される雑音掃き出し領域の有無や形状に関する因子である。タイルの数Ｎは、変調領域ごとのタイルの数である。例えば、投射光３０５の電力ＥＰは、下記の式１のような関係で表現できる。
Ｐ＝Ｗ×Ｐ×Ｆ×Ｎ・・・（１）
出力Ｗや出力プロファイルＰは、通信状況に変化に応じて、細かく調節することは難しい。何らかの因子を変更することによって調整できる。しかし、位相画像因子ＰＦのみを調整することによって、被投射面の全領域に亘ってドット画像の電力を均一化させることは難しい。そのため、本実施形態では、位相画像因子ＰＦとタイルの数Ｎの調整を組み合わせて、被投射面上におけるドット画像の電力を調整する。ドット画像の形成において、ドット画像の形成に用いられるタイルの数Ｎは重要である。タイルの数Ｎが少ないと、ドット画像が劣化する。そのため、本実施形態では、タイルの解像度を低く抑えつつ、タイルの数Ｎを増加させるように設定する。

本実施形態においては、被投射面上における位置に応じて、空間光変調器３３の変調部３３０に割り当てられる変調領域に含まれる複数のタイルに設定される位相画像と、その変調領域に割り当てられるタイルの数とを設定する。

図２４は、送光装置３０によるドット画像の電力制御の一例について説明するためのグラフ概念図である。図２４のグラフには、投射光３０５によって被投射面上に形成されるドット画像の出力プロファイルを示す。図２４の出力プロファイルは、図２３の出力プロファイルと同様である。また、図２４のグラフには、ドット画像の電力の目標値を図示する。例えば、電力の目標値は、空間光通信に用いられるレーザ光のクラスに応じて設定される。例えば、クラス１の可視光レーザを想定すると、電力の目標値は０．３９ワット程度に設定される。例えば、クラス１の１．５マイクロメートル帯の赤外光レーザを想定すると、電力の目標値は１０ミリワット程度に設定される。図２４には、被投射面の中央を通る直線上において、被投射面を一次元的に五つの領域に分割する例を示す。図２４の例では、被投射面を、五つの領域（領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄ、領域ｅ）に分割する。実際には、二次元的な被投射面が格子状に領域分けされる。

送光装置３０は、出力プロファイルの下限が、電力の目標値になる位相画像を、領域ごとに設定する。出力プロファイルにみられるように、被投射面の中央から離れるにつれて、ドット画像の電力が低下する。そのため、投射範囲の中央から離れた領域ほど、明るいドット画像を表示させる位相画像が設定される。それに対し、投射範囲の中央に近い領域ほど、暗いドット画像を表示させる位相画像が設定される。ドット画像を各領域に表示させるための位相画像は、各領域の範囲内において被投射面の中央に近づくにつれて、変調領域に設定されるタイルの数を減少させる。

図２５は、空間光変調器３３の変調部３３０に割り当てられた変調領域に設定されるタイルの数を減らす一例を示す概念図である。変調領域には、複数のタイルが含まれる。複数のタイルの各々には、被投射面にドット画像を表示させるための位相画像が表示される。同一の変調領域に含まれる複数のタイルには、同一の位相画像が設定される。位相画像３３０１は、変調領域に設定されるパターンである。位相画像３３０１は、変調領域に含まれる複数のタイルの各々に設定された位相画像によって構成される。

図２５の位相画像３３０２は、ドット画像の表示に用いられるタイル（活性タイル）の数を減らした例である。ドット画像の表示に用いられないタイル（不活性タイルとも呼ぶ）に照射された光３０２は、変調光３０３に変換されず、０次光に寄与する。不活性タイルは、被投射面に表示されるドット画像の表示に反映されない。活性タイルの数を減少させても、表示されるドット画像は同じである。そのため、活性タイルの数を減らすことによって、表示されるドット画像を変更させずに、ドット画像の電力を低下させることができる。言い換えると、ドット画像の表示に用いられるタイルの数を調整することによって、ドット画像の電力を調整できる。

ドット画像の電力が最大になるのは、変調領域に含まれる複数のタイルの全てに位相画像が設定される場合である。そのため、全てのタイルに位相画像が設定された状態で投射された投射光３０５によって表示されるドット画像の電力が、各領域に表示されるドット画像の電力の目標値に設定される。各領域においては、投射範囲の中央から最も離れた位置にドット画像を表示させるために、変調領域に含まれる全てのタイルに位相画像が設定された状態とする。ドット画像の表示位置が投射範囲の中央に近いほど、ドット画像の表示に用いられるタイルの数を減らすことによって、各領域におけるドット画像の電力を目標値に近づけることができる。

図２６は、ドット画像の電力制御の一例について説明するための概念図である。図２６は、図２４の領域ａと領域ｂの部分を拡大した図である。送光装置３０は、領域ａの左端のポイントに電力の目標値と同等の電力を示すドット画像を表示させるための位相画像を、空間光変調器３３の変調部３３０に割り当てられた変調領域に設定する。ドット画像の位置が投射範囲の中央に向けて移動していくように、変調領域に設定された位相画像をシフトさせていくと、出力プロファイルの傾向に従って、点線で示すように電力が増加していく。領域ａに関しては、領域ａの左端から右端に向けて、電力が増加していく。点線で示すように電力が増加していく位置において、ドット画像の電力が目標値に近づくように、変調領域のタイル数を減らしていけば、領域ａにおけるドット画像の電力を一定に保つことができる。図２６の例では、領域ａの範囲内において、出力プロファイルが電力の目標値と交差する。そのため、出力プロファイルと電力の目標値とが交差する位置に関しては、電力の目標値と同等の電力を示す位相画像を変調領域に設定すればよい。出力プロファイルと電力の目標値とが交差する位置から、領域ｂの右端にかけた位置においては、ドット画像の電力が目標値に近づくように、変調領域のタイル数を減らしていけばよい。図２４の領域ｃおよび領域ｄに関しても、領域ｂと同様に、投射範囲の位置に応じて、変調領域のタイル数を減らしていけばよい。図２４の領域ｅに関しては、領域ｅの右端のポイントに電力の目標値と同等の電力を示すドット画像を表示させるための位相画像を、空間光変調器３３の変調部３３０に割り当てられた変調領域に設定する。ドット画像の位置が投射範囲の中央から離れていくように、変調領域に設定された位相画像をシフトさせていくと、出力プロファイルの傾向に従って、電力が減少していく。領域ｅに関しては、領域ｅの左端から右端に向けて、電力が減少していく。電力が増加していく位置において、ドット画像の電力が目標値に近づくように、変調領域のタイル数を減らしていけば、領域ｅにおけるドット画像の電力を一定に保つことができる。

図２７は、ドット画像の電力制御の別の一例について説明するための概念図である。図２７は、図２４の領域ａと領域ｂの部分を拡大した図である。送光装置３０は、領域ａの左端のポイントに、電力の目標値と同等の電力を示す位相画像を、空間光変調器３３の変調部３３０に割り当てられた変調領域に設定する。ドット画像の位置が投射範囲の中央に向けて移動していくように、変調領域に設定された位相画像をシフトさせていくと、出力プロファイルの傾向に従って、点線で示すように電力が増加していく。点線で示すように電力が増加していく位置において、ドット画像の電力が目標値に近づくように、変調領域のタイル数を減らしていけば、領域ａにおけるドット画像の電力を一定に保つことができる。図２７の例では、領域ａの全範囲において、ドット画像の電力が目標値に近づくように、変調領域のタイル数を減らしていく。領域ａと同様に、領域ｂについても、ドット画像の電力が目標値に近づくように制御すればよい。領域ｃ、領域ｄ、および領域ｅについては、説明を省略する。

例えば、投射範囲の位置に対して、不活性タイルの数が対応付けられたテーブルを準備しておいてもよい。そのテーブルを参照すれば、送光装置３０は、ドット画像を表示させる位置に応じて、不活性タイルの数を設定できる。変調領域における不活性タイルの位置は、任意に設定できる。

例えば、投射範囲の位置に対して、活性タイルおよび不活性タイルのタイリングされた位相画像が対応付けられたテーブルを準備しておいてもよい。活性タイルおよび不活性タイルがタイリングされた位相画像は、ドット画像の電力に応じた数の活性タイルを含む。そのテーブルを参照すれば、送光装置３０は、ドット画像を表示させる位置に応じて、不活性タイルがパターン化された位相画像を設定できる。変調領域における不活性タイルの位置は、任意に設定できる。

例えば、投射範囲の位置に対して、活性タイルおよび不活性タイルのタイリングされた位相画像がマッピングされたマップを準備しておいてもよい。活性タイルおよび不活性タイルがタイリングされた位相画像は、ドット画像の電力に応じた数の活性タイルを含む。例えば、送光装置３０は、ドット画像を表示させる位置に応じて、マップから位相画像を選択すればよい。変調領域における不活性タイルの位置は、任意に設定できる。

以上のように、本実施形態の通信装置は、送光装置、受光装置、および通信制御装置を備える。受光装置は、通信対象から送信された空間光信号を受信する。受光装置は、受信された空間光信号に含まれる信号をデコードする。通信制御装置は、受光装置によってデコードされた信号を取得する。通信制御装置は、取得された信号に応じた空間光信号を送光装置に送信させる。送光装置は、光源、空間光変調器、制御部を有する。光源は、光を出射する。空間光変調器は、光源から出射された光が照射される変調部を有する。空間光変調器は、照射された光の位相を変調部で変調する。制御部は、複数の通信対象の各々に対応付けられた変調領域を空間光変調器の変調部に割り当てる。制御部は、通信対象との通信で用いられる画像を通信対象の位置に形成するための位相画像を変調領域に設定する。制御部は、画像の投射範囲に表示される画像の電力を目標値に近づけるように、投射範囲における画像の投射位置に応じて、変調領域に割り当てられた複数のタイルに設定される位相画像を変更する。制御部は、位相画像が設定された変調部に光が照射されるように、光源を制御する。

投射範囲に表示される画像は、投射範囲の内部の位置によって電力が異なる。本実施形態では、投射範囲における画像の投射位置に応じて、変調領域に割り当てられた複数のタイルに設定される位相画像を変更することで、投射範囲に表示される画像の電力を目標値に近づける。そのため、本実施形態によれば、投射範囲に表示される画像を平滑化できる。すなわち、本態様によれば、通信対象に照射される空間光信号の電力を安定化できる。

本実施形態の一態様において、制御部は、変調領域に割り当てられた複数のタイルのうちいずれかを、位相画像が設定されない不活性タイルに設定する。制御部は、投射範囲における画像の投射位置に応じて、投射範囲に表示される画像の電力を目標値に近づけるように、不活性タイルの数を調整する。本態様によれば、変調領域を構成する複数のタイルの数を変更することによって、投射される画像の電力を調整できる。

本実施形態の一態様において、制御部は、投射範囲の内部に設定された領域ごとに、変調領域に割り当てられた複数のタイルに設定される位相画像を変更する。本態様によれば、投射範囲の内部に設定された領域ごとに位相画像を設定することによって、投射される画像の電力を調整できる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る送光装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の送光装置は、第１～第３の実施形態の送光装置を簡略化した構成である。図２８は、本実施形態の送光装置４０の構成の一例を示す概念図である。送光装置４０は、光源４１および空間光変調器４３を備える。

光源４１は、光４０２を出射する。空間光変調器４３は、光源４１から出射された光４０２が照射される変調部４３０を有する。空間光変調器４３は、照射された光４０２の位相を変調部４３０で変調する。制御部４４は、複数の通信対象の各々に対応付けられた変調領域を空間光変調器４３の変調部４３０に割り当てる。制御部４４は、通信対象との通信で用いられる画像を通信対象の位置に形成するための位相画像を変調領域に設定する。制御部４４は、位相画像が設定された変調部４３０に光４０２が照射されるように光源４１を制御する。

以上のように、本実施形態では、複数の通信対象の各々に対応付けて、空間光変調器の変調部に、通信対象ごとの変調領域を設定する。変調領域には、通信対象ごとの位相画像が設定される。本実施形態によれば、通信対象ごとの変調領域が変調部に設定されるため、複数の通信対象に対して、安定した空間光信号を送光できる。

（ハードウェア）
ここで、本開示の各実施形態に係る制御や処理を実行するハードウェア構成について、図２９の情報処理装置９０を一例として挙げて説明する。なお、図２９の情報処理装置９０は、各実施形態の制御や処理を実行するための構成例であって、本開示の範囲を限定するものではない。

図２９のように、情報処理装置９０は、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５、および通信インターフェース９６を備える。図２９においては、インターフェースをＩ／Ｆ（Interface）と略記する。プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５、および通信インターフェース９６は、バス９８を介して、互いにデータ通信可能に接続される。また、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、および入出力インターフェース９５は、通信インターフェース９６を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続される。

プロセッサ９１は、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムを、主記憶装置９２に展開する。プロセッサ９１は、主記憶装置９２に展開されたプログラムを実行する。本実施形態においては、情報処理装置９０にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ９１は、本実施形態に係る制御や処理を実行する。

主記憶装置９２は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置９２には、プロセッサ９１によって、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムが展開される。主記憶装置９２は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリによって実現される。また、主記憶装置９２として、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリが構成／追加されてもよい。

補助記憶装置９３は、プログラムなどの種々のデータを記憶する。補助記憶装置９３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって実現される。なお、種々のデータを主記憶装置９２に記憶させる構成とし、補助記憶装置９３を省略することも可能である。

入出力インターフェース９５は、規格や仕様に基づいて、情報処理装置９０と周辺機器とを接続するためのインターフェースである。通信インターフェース９６は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークを通じて、外部のシステムや装置に接続するためのインターフェースである。入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。

情報処理装置９０には、必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器が接続されてもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。なお、タッチパネルを入力機器として用いる場合は、表示機器の表示画面が入力機器のインターフェースを兼ねる構成としてもよい。プロセッサ９１と入力機器との間のデータ通信は、入出力インターフェース９５に仲介させればよい。

また、情報処理装置９０には、情報を表示するための表示機器を備え付けてもよい。表示機器を備え付ける場合、情報処理装置９０には、表示機器の表示を制御するための表示制御装置（図示しない）が備えられていることが好ましい。表示機器は、入出力インターフェース９５を介して情報処理装置９０に接続すればよい。

また、情報処理装置９０には、ドライブ装置が備え付けられてもよい。ドライブ装置は、プロセッサ９１と記録媒体（プログラム記録媒体）との間で、記録媒体からのデータやプログラムの読み込み、情報処理装置９０の処理結果の記録媒体への書き込みなどを仲介する。ドライブ装置は、入出力インターフェース９５を介して情報処理装置９０に接続すればよい。

以上が、本発明の各実施形態に係る制御や処理を可能とするためのハードウェア構成の一例である。なお、図２９のハードウェア構成は、各実施形態に係る制御や処理を実行するためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、各実施形態に係る制御や処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。さらに、各実施形態に係るプログラムを記録したプログラム記録媒体も本発明の範囲に含まれる。記録媒体は、例えば、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体で実現できる。記録媒体は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＳＤ（Secure Digital）カードなどの半導体記録媒体によって実現されてもよい。また、記録媒体は、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、その他の記録媒体によって実現されてもよい。プロセッサが実行するプログラムが記録媒体に記録されている場合、その記録媒体はプログラム記録媒体に相当する。

各実施形態の構成要素は、任意に組み合わせてもよい。また、各実施形態の構成要素は、ソフトウェアによって実現されてもよいし、回路によって実現されてもよい。

以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
光源と、
前記光源から出射された光が照射される変調部を有し、照射された前記光の位相を前記変調部で変調する空間光変調器と、
複数の通信対象の各々に対応付けられた変調領域を前記空間光変調器の前記変調部に割り当て、前記通信対象との通信で用いられる画像を前記通信対象の位置に形成するための位相画像を前記変調領域に設定し、前記位相画像が設定された前記変調部に前記光が照射されるように前記光源を制御する制御部と、を備える送光装置。
（付記２）
前記制御部は、
前記空間光変調器の前記変調部に割り当てられた複数の前記変調領域の各々に、複数の前記変調領域の各々に対応付けられた前記通信対象の位置において前記画像を表示させるための前記位相画像を設定する付記１に記載の送光装置。
（付記３）
前記制御部は、
前記空間光変調器の前記変調部に割り当てられた複数の前記変調領域の各々に、複数の前記変調領域の各々に対応付けられた前記通信対象の位置において前記画像を表示させるための前記位相画像を、複数の前記通信対象ごとに設定する付記１に記載の送光装置。
（付記４）
前記制御部は、
前記画像を表示させるための前記位相画像と、複数の前記変調領域の各々に対応付けられた前記通信対象の位置において前記画像の表示位置を変更するためのシフト画像とが合成された合成画像を、前記空間光変調器の前記変調部に割り当てられた複数の前記変調領域の各々に設定する付記１乃至３のいずれか一つに記載の送光装置。
（付記５）
前記制御部は、
前記画像を表示させるための前記位相画像と、複数の前記変調領域の各々に対応付けられた前記通信対象の位置において前記画像の表示位置を変更するためのシフト画像と、前記画像を拡大投射するための仮想レンズ画像とが合成された合成画像を、前記空間光変調器の前記変調部に割り当てられた複数の前記変調領域の各々に設定する付記１乃至３のいずれか一つに記載の送光装置。
（付記６）
前記制御部は、
前記空間光変調器の前記変調部に割り当てられる複数の前記変調領域の数を、複数の前記通信対象の数に応じて動的に変動させる付記１乃至５のいずれか一つに記載の送光装置。
（付記７）
前記制御部は、
前記通信対象との通信に使用されない予備領域を前記変調部に設定する付記６に記載の送光装置。
（付記８）
前記制御部は、
前記通信対象の数の増加に応じて、前記予備領域の一部を前記変調領域として動的に割り当てる付記７に記載の送光装置。
（付記９）
前記制御部は、
前記通信対象の数の減少に応じて、前記通信対象との通信に使われなくなった前記変調領域を前記予備領域に統合する付記７または８に記載の送光装置。
（付記１０）
前記制御部は、
前記画像の投射範囲に表示される前記画像の電力を目標値に近づけるように、前記投射範囲における前記画像の投射位置に応じて、前記変調領域に割り当てられた複数のタイルに設定される前記位相画像を変更する付記１乃至９のいずれか一つに記載の送光装置。
（付記１１）
前記制御部は、
前記変調領域に割り当てられた複数の前記タイルのうちいずれかを、前記位相画像が設定されない不活性タイルに設定し、前記投射範囲における前記画像の投射位置に応じて、前記投射範囲に表示される前記画像の電力を前記目標値に近づけるように、前記不活性タイルの数を調整する付記１０に記載の送光装置。
（付記１２）
前記制御部は、
前記投射範囲の内部に設定された領域ごとに、前記変調領域に割り当てられた複数の前記タイルに設定される前記位相画像を変更する付記１１に記載の送光装置。
（付記１３）
付記１乃至１２のいずれか一つに記載の送光装置と、
通信対象から送信された空間光信号を受信し、受信された前記空間光信号に含まれる信号をデコードする受光装置と、
前記受光装置によってデコードされた前記信号を取得し、取得された前記信号に応じた空間光信号を前記送光装置に送信させる通信制御装置と、を備える通信装置。
（付記１４）
光源から出射された光の位相を変調部で変調する空間光変調器を備える送光装置の制御方法であって、
コンピュータが、
複数の通信対象の各々に対応付けられた変調領域を前記空間光変調器の前記変調部に割り当て、
前記通信対象との通信で用いられる画像を前記通信対象の位置に形成するための位相画像を前記変調領域に設定し、
前記位相画像が設定された前記変調部に前記光が照射されるように前記光源を制御する制御方法。
（付記１５）
光源から出射された光の位相を変調部で変調する空間光変調器を備える送光装置を制御するためのプログラムであって、
複数の通信対象の各々に対応付けられた変調領域を前記空間光変調器の前記変調部に割り当てる処理と、
前記通信対象との通信で用いられる画像を前記通信対象の位置に形成するための位相画像を前記変調領域に設定する処理と、
前記位相画像が設定された前記変調部に前記光が照射されるように前記光源を制御する処理と、をコンピュータに実行させるプログラム。

１、２、３ 通信装置
１０、２０、３０、４０ 送光装置
１１、２１、３１、４１ 光源
１３、２３、３３、４３ 空間光変調器
１４、２４、３４、４４ 制御部
１６、２６、３６ 受光装置
１７ 受光素子
１８ 受信回路
１９、２９、３９ 通信制御装置
１１１ 出射器
１１２ レンズ
１６１ 集光器
１９１ 条件記憶部
１９２ 送光条件生成部
１９３ 送光指示部
１９５ 信号取得部
１９６ 信号解析部
１９７ 信号生成部

Claims (10)

1. 光源と、
   前記光源から出射された光が照射される変調部を有し、照射された前記光の位相を前記変調部で変調する空間光変調器と、
   複数の通信対象の各々に対応付けられた変調領域を前記空間光変調器の前記変調部に割り当て、前記通信対象との通信で用いられる画像を前記通信対象の位置に形成するための位相画像を前記変調領域に設定し、前記位相画像が設定された前記変調部に前記光が照射されるように前記光源を制御する制御手段と、を備える送光装置。
2. 前記制御手段は、
   前記空間光変調器の前記変調部に割り当てられた複数の前記変調領域の各々に、複数の前記変調領域の各々に対応付けられた前記通信対象の位置において前記画像を表示させるための前記位相画像を設定する請求項１に記載の送光装置。
3. 前記制御手段は、
   前記空間光変調器の前記変調部に割り当てられた複数の前記変調領域の各々に、複数の前記変調領域の各々に対応付けられた前記通信対象の位置において前記画像を表示させるための前記位相画像を、複数の前記通信対象ごとに設定する請求項１に記載の送光装置。
4. 前記制御手段は、
   前記画像を表示させるための前記位相画像と、複数の前記変調領域の各々に対応付けられた前記通信対象の位置において前記画像の表示位置を変更するためのシフト画像とが合成された合成画像を、前記空間光変調器の前記変調部に割り当てられた複数の前記変調領域の各々に設定する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の送光装置。
5. 前記制御手段は、
   前記画像を表示させるための前記位相画像と、複数の前記変調領域の各々に対応付けられた前記通信対象の位置において前記画像の表示位置を変更するためのシフト画像と、前記画像を拡大投射するための仮想レンズ画像とが合成された合成画像を、前記空間光変調器の前記変調部に割り当てられた複数の前記変調領域の各々に設定する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の送光装置。
6. 前記制御手段は、
   前記空間光変調器の前記変調部に割り当てられる複数の前記変調領域の数を、複数の前記通信対象の数に応じて動的に変動させる請求項１乃至５のいずれか一項に記載の送光装置。
7. 前記制御手段は、
   前記画像の投射範囲に表示される前記画像の電力を目標値に近づけるように、前記投射範囲における前記画像の投射位置に応じて、前記変調領域に割り当てられた複数のタイルに設定される前記位相画像を変更する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の送光装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の送光装置と、
   通信対象から送信された空間光信号を受信し、受信された前記空間光信号に含まれる信号をデコードする受光装置と、
   前記受光装置によってデコードされた前記信号を取得し、取得された前記信号に応じた空間光信号を前記送光装置に送信させる通信制御装置と、を備える通信装置。
9. 光源から出射された光の位相を変調部で変調する空間光変調器を備える送光装置の制御方法であって、
   コンピュータが、
   複数の通信対象の各々に対応付けられた変調領域を前記空間光変調器の前記変調部に割り当て、
   前記通信対象との通信で用いられる画像を前記通信対象の位置に形成するための位相画像を前記変調領域に設定し、
   前記位相画像が設定された前記変調部に前記光が照射されるように前記光源を制御する制御方法。
10. 光源から出射された光の位相を変調部で変調する空間光変調器を備える送光装置を制御するためのプログラムであって、
    複数の通信対象の各々に対応付けられた変調領域を前記空間光変調器の前記変調部に割り当てる処理と、
    前記通信対象との通信で用いられる画像を前記通信対象の位置に形成するための位相画像を前記変調領域に設定する処理と、
    前記位相画像が設定された前記変調部に前記光が照射されるように前記光源を制御する処理と、をコンピュータに実行させるプログラム。

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