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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024131328
(43)【公開日】2024-09-30
(54)【発明の名称】送信器、送信装置、通信装置、および通信システム
(51)【国際特許分類】
H04B 10/116 20130101AFI20240920BHJP
【ＦＩ】
H04B10/116
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023041528
(22)【出願日】2023-03-16
(71)【出願人】
【識別番号】000004237
【氏名又は名称】日本電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100109313
【弁理士】
【氏名又は名称】机 昌彦
(74)【代理人】
【識別番号】100149618
【弁理士】
【氏名又は名称】北嶋 啓至
(72)【発明者】
【氏名】水本 尚志
(72)【発明者】
【氏名】奥村 藤男
【テーマコード（参考）】
5K102
【Ｆターム（参考）】
5K102AA21
5K102AL23
5K102PB18
5K102PH01
5K102PH31
5K102RB02
5K102RD28
(57)【要約】
【課題】水平面内に沿った任意の方向に向けて、減衰しにくい空間光信号を送信できる送信器等を提供する。
【解決手段】照明光を出射する光源と、円環状に配置された複数の反射鏡によって構成された第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイと、光源から出射された照明光が照射させる変調部を有し、変調部で変調された変調光を、第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイのうち少なくともいずれかに向けて出射する空間光変調器と、を備え、第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡は、空間光変調器から出射された変調光が側方に向けて反射されるように配置され、第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡の反射面は、第１環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡のうちいずれかの反射面の死角領域を含む方向に向けられた送信器とする。
【選択図】 図１
【解決手段】照明光を出射する光源と、円環状に配置された複数の反射鏡によって構成された第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイと、光源から出射された照明光が照射させる変調部を有し、変調部で変調された変調光を、第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイのうち少なくともいずれかに向けて出射する空間光変調器と、を備え、第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡は、空間光変調器から出射された変調光が側方に向けて反射されるように配置され、第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡の反射面は、第１環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡のうちいずれかの反射面の死角領域を含む方向に向けられた送信器とする。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
照明光を出射する光源と、
前記照明光の光軸を中心として円環状に配置された複数の反射鏡によって構成された第１環状ミラーアレイと、
平面視における前記第１環状ミラーアレイの内側の領域において、前記照明光の光軸を中心として円環状に配置された複数の反射鏡によって構成された第２環状ミラーアレイと、
前記光源から出射された前記照明光が照射させる変調部を有し、前記変調部で変調された変調光を、前記第１環状ミラーアレイおよび前記第２環状ミラーアレイのうち少なくともいずれかに向けて出射する空間光変調器と、を備え、
前記第１環状ミラーアレイおよび前記第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡は、前記空間光変調器から出射された前記変調光が側方に向けて反射されるように配置され、
前記第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡の反射面は、前記第１環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡のうちいずれかの反射面の死角領域を含む方向に向けられる送信器。
前記照明光の光軸を中心として円環状に配置された複数の反射鏡によって構成された第１環状ミラーアレイと、
平面視における前記第１環状ミラーアレイの内側の領域において、前記照明光の光軸を中心として円環状に配置された複数の反射鏡によって構成された第２環状ミラーアレイと、
前記光源から出射された前記照明光が照射させる変調部を有し、前記変調部で変調された変調光を、前記第１環状ミラーアレイおよび前記第２環状ミラーアレイのうち少なくともいずれかに向けて出射する空間光変調器と、を備え、
前記第１環状ミラーアレイおよび前記第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡は、前記空間光変調器から出射された前記変調光が側方に向けて反射されるように配置され、
前記第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡の反射面は、前記第１環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡のうちいずれかの反射面の死角領域を含む方向に向けられる送信器。
【請求項2】
前記第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡の反射面は、前記第１環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡の境界を含む方向に向けられる請求項１に記載の送信器。
【請求項3】
前記照明光の光軸を中心として円環状に形成され、前記第１環状ミラーアレイおよび前記第２環状ミラーアレイのうち少なくともいずれかに向けて、前記空間光変調器から出射された前記変調光を中継反射する少なくとも２つの環状中継ミラーを備える請求項２に記載の送信器。
【請求項4】
前記照明光の光軸を中心として円環状に形成された第１環状中継ミラーと、
平面視において、前記第１環状中継ミラーの外側の領域に、前記照明光の光軸を中心として円環状に形成された第２環状中継ミラーと、を備え、
前記第１環状中継ミラーは、
前記空間光変調器で変調された前記変調光の光路に配置され、反射面に照射された前記変調光を前記第２環状中継ミラーの反射面に向けて反射し、
前記第２環状中継ミラーは、
前記第１環状中継ミラーの反射面で反射された前記変調光の光路に配置され、反射面に照射された前記変調光を、前記第１環状ミラーアレイおよび前記第２環状ミラーアレイのうち少なくともいずれかに向けて反射する請求項２に記載の送信器。
平面視において、前記第１環状中継ミラーの外側の領域に、前記照明光の光軸を中心として円環状に形成された第２環状中継ミラーと、を備え、
前記第１環状中継ミラーは、
前記空間光変調器で変調された前記変調光の光路に配置され、反射面に照射された前記変調光を前記第２環状中継ミラーの反射面に向けて反射し、
前記第２環状中継ミラーは、
前記第１環状中継ミラーの反射面で反射された前記変調光の光路に配置され、反射面に照射された前記変調光を、前記第１環状ミラーアレイおよび前記第２環状ミラーアレイのうち少なくともいずれかに向けて反射する請求項２に記載の送信器。
【請求項5】
前記光源、前記空間光変調器、前記第１環状ミラーアレイ、および前記第２環状ミラーアレイを収納する筐体の柱を避けて前記変調光を反射する位置に配置された柱回避ミラーを備える請求項１乃至４のいずれか一項に記載の送信器。
【請求項6】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の送信器と、
空間光通信に用いられる位相画像を前記送信器に含まれる前記空間光変調器の前記変調部に設定し、前記位相画像が設定された前記変調部に前記照明光が照射されるように前記送信器に含まれる前記光源を制御する通信制御部と、を備える送信装置。
空間光通信に用いられる位相画像を前記送信器に含まれる前記空間光変調器の前記変調部に設定し、前記位相画像が設定された前記変調部に前記照明光が照射されるように前記送信器に含まれる前記光源を制御する通信制御部と、を備える送信装置。
【請求項7】
前記光源が複数の出射器を有し、
前記空間光変調器の前記変調部に複数の変調領域が設定され、
複数の前記出射器の各々は複数の前記変調領域のいずれかに対応付けられ、
前記通信制御部は、
複数通信対象と同時通信するモードにおいて、前記第１環状ミラーアレイおよび前記第２環状ミラーアレイの各々を構成する反射鏡のうち、前記複数通信対象の各々に対応付けられた反射鏡に、複数の前記変調領域の各々で変調された前記変調光が照射されるように前記空間光変調器を制御し、
通信対象を探索するモードにおいて、前記第１環状ミラーアレイおよび前記第２環状ミラーアレイの各々を構成する反射鏡のうち単一の反射鏡に、複数の前記変調領域の各々で変調された前記変調光が照射されるように前記空間光変調器を制御する請求項６に記載の送信装置。
前記空間光変調器の前記変調部に複数の変調領域が設定され、
複数の前記出射器の各々は複数の前記変調領域のいずれかに対応付けられ、
前記通信制御部は、
複数通信対象と同時通信するモードにおいて、前記第１環状ミラーアレイおよび前記第２環状ミラーアレイの各々を構成する反射鏡のうち、前記複数通信対象の各々に対応付けられた反射鏡に、複数の前記変調領域の各々で変調された前記変調光が照射されるように前記空間光変調器を制御し、
通信対象を探索するモードにおいて、前記第１環状ミラーアレイおよび前記第２環状ミラーアレイの各々を構成する反射鏡のうち単一の反射鏡に、複数の前記変調領域の各々で変調された前記変調光が照射されるように前記空間光変調器を制御する請求項６に記載の送信装置。
【請求項8】
前記送信器は、
前記第１環状ミラーアレイおよび前記第２環状ミラーアレイのいずれかの反射鏡で反射された前記変調光を検知する光検知器を有し、
前記通信制御部は、
光電力計測モードにおいて、前記空間光変調器で変調された前記変調光を前記光検知器に向けて照射させるように前記空間光変調器を制御し、前記光検知器によって検知された前記変調光の光電力を計測し、計測された前記変調光の光電力に応じて前記光源の出力を調整する請求項６に記載の送信装置。
前記第１環状ミラーアレイおよび前記第２環状ミラーアレイのいずれかの反射鏡で反射された前記変調光を検知する光検知器を有し、
前記通信制御部は、
光電力計測モードにおいて、前記空間光変調器で変調された前記変調光を前記光検知器に向けて照射させるように前記空間光変調器を制御し、前記光検知器によって検知された前記変調光の光電力を計測し、計測された前記変調光の光電力に応じて前記光源の出力を調整する請求項６に記載の送信装置。
【請求項9】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の送信器と、
他の通信対象から送信された空間光信号を受信する受信器と、
前記受信器によって受信された前記他の通信装置からの空間光信号に基づく信号を取得し、取得した前記信号に応じた処理を実行し、前記他の通信対象に向けた空間光信号を前記送信器に送信させる通信制御装置と、を備える通信装置。
他の通信対象から送信された空間光信号を受信する受信器と、
前記受信器によって受信された前記他の通信装置からの空間光信号に基づく信号を取得し、取得した前記信号に応じた処理を実行し、前記他の通信対象に向けた空間光信号を前記送信器に送信させる通信制御装置と、を備える通信装置。
【請求項10】
請求項９に記載の通信装置を複数備え、
複数の前記通信装置が、
空間光信号を互いに送受信し合うように配置された通信システム。
複数の前記通信装置が、
空間光信号を互いに送受信し合うように配置された通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、空間を伝播する光信号を送信する送信器等に関する。
【背景技術】
【0002】
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含む送信装置を用いれば、空間光変調器の変調部に設定されるパターンを制御することによって、多様な方向に空間光信号を送信できる。送信装置を中心として多方向に空間光信号を送信できれば、空間光信号を用いた通信ネットワークを構築できる。
【0003】
一般的な空間光通信では、多様な方向に空間光信号を送信するために、空間光信号の送受信方向を調整するための調整機構が必要である。通信対象の方向が不明な場合、目視で通信対象の方向を確認したり、通信装置の間での通信を介して送受信方向を調整したりする必要があった。このように、空間光信号を送受信する通信装置の設置には、労力や時間を要する。
【0004】
特許文献１には、走行している車両間で光信号を送受信するための光送受信装置が開示されている。特許文献１の装置は、発光部、受光部、および全方位型の光学部品を備える。特許文献１の装置では、発光部から発信された光信号が光学部品に入射する光軸と、他の車両から送信されて光学部品に入射した光信号が光学部品から出射する光軸とが、同光軸になるように構成される。特許文献１の装置は、光学部品を通じて、外部の略水平方向の全方向に向けて光信号を送信するとともに、他の車両から送信された略水平方向の全方位からの光信号を受信する。このようにして、特許文献１の装置は、不特定の車両に対する全方位的な送受信を行う。また、特許文献１の装置は、全方位型の光学部品を通じて、一つの発光素子から送信された光信号を特定の他の車両に向けて送信しつつ、特定の他の車両から送信された光信号を受光する。このようにして、特許文献１の装置は、特定の他の車両との間で、一対一通信を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１８－０２６０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１の手法では、全方位的な送受信によって通信対象を検出し、検出された単一の通信対象に向けて個別の光信号（個別信号）を送信する。特許文献１の手法では、曲面状の透光面を有する回転体を介して、光信号を送信する。そのため、特許文献１の手法では、透光面の曲率に応じて、光送受信装置から離れるにつれて光信号のビーム径が大きくなり、光信号が減衰しやすかった。一方、曲面状の透光面の代わりに平面鏡が用いられた場合、光信号の減衰は低減されるが、光信号を送信できない死角領域が増えてしまう。
【0007】
本開示の目的は、水平面内に沿った任意の方向に向けて、減衰しにくい空間光信号を送信できる送信器等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の一態様の送信器は、照明光を出射する光源と、照明光の光軸を中心として円環状に配置された複数の反射鏡によって構成された第１環状ミラーアレイと、平面視における第１環状ミラーアレイの内側の領域において、照明光の光軸を中心として円環状に配置された複数の反射鏡によって構成された第２環状ミラーアレイと、光源から出射された照明光が照射させる変調部を有し、変調部で変調された変調光を、第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイのうち少なくともいずれかに向けて出射する空間光変調器と、を備え、第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡は、空間光変調器から出射された変調光が側方に向けて反射されるように配置され、第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡の反射面は、第１環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡のうちいずれかの反射面の死角領域を含む方向に向けられる。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、水平面内に沿った任意の方向に向けて、減衰しにくい空間光信号を送信できる送信器等を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第１実施形態に係る送信装置の構成の一例を示す概念図である。
【図2】第１実施形態に係る送信装置が備える第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイの配置例を示す概念図である。
【図3】第１実施形態に係る送信装置が備える空間光変調器の変調部における変調領域の設定例を示す概念図である。
【図4】第１実施形態に係る送信装置が備える第１環状ミラーアレイによる空間光信号の投射領域について説明するための概念図である。
【図5】第１実施形態に係る送信装置が備える第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイの組み合わせによる空間光信号の投射領域について説明するための概念図である。
【図6】第１実施形態に係る送信装置が備える第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイを用いた空間光信号の投射例について説明するための概念図である。
【図7】第１実施形態に係る送信装置が備える第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイを用いた空間光信号の投射例について説明するための概念図である。
【図8】第１実施形態に係る送信装置の筐体の一例を示す概念図である。
【図9】第１実施形態に係る送信装置が備える第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイを用いた空間光信号の投射例について説明するための概念図である。
【図10】第１実施形態の変形例１に係る送信装置の構成の一例を示す概念図である。
【図11】第１実施形態の変形例１に係る送信装置が備える第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイを用いた空間光信号の投射例について説明するための概念図である。
【図12】第２実施形態に係る送信装置の構成の一例を示す概念図である。
【図13】第２実施形態に係る送信装置が備える第１環状中継ミラー、第１環状ミラーアレイ、および第２環状ミラーアレイの配置例を示す概念図である。
【図14】第２実施形態に係る送信装置が備える第２環状中継ミラーの配置例を示す概念図である。
【図15】第２実施形態の変形例２に係る送信装置の構成の一例を示す概念図である。
【図16】第２実施形態の変形例３に係る送信装置の構成の一例を示す概念図である。
【図17】第３実施形態に係る送信装置の構成の一例を示す概念図である。
【図18】第３実施形態に係る送信装置による光電力計測モードについて説明するための概念図である。
【図19】第４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。
【図20】第４実施形態に係る通信装置が備える受信器の構成の一例を示す概念図である。
【図21】第４実施形態に係る通信装置による空間光信号の送受信について説明するための概念図である。
【図22】第４実施形態に係る通信装置の適用例について説明するための概念図である。
【図23】第５実施形態に係る送信器の構成の一例を示すブロック図である。
【図24】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例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
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。
【0012】
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、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。また、光の経路の一例を図示したり、構成が込み合ったりする等の理由により、断面にハッチングを施さない場合がある。
【0013】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る送信装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の送信装置は、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に用いられる。本実施形態の送信装置は、空間を伝播する光を送光する用途であれば、光空間通信以外の用途に用いられてもよい。なお、本実施形態の説明で用いられる図面は、概念的なものであり、実際の構造を正確に描写したものではない。
まず、第１実施形態に係る送信装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の送信装置は、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に用いられる。本実施形態の送信装置は、空間を伝播する光を送光する用途であれば、光空間通信以外の用途に用いられてもよい。なお、本実施形態の説明で用いられる図面は、概念的なものであり、実際の構造を正確に描写したものではない。
【0014】
（構成）
図１は、本実施形態に係る送信装置１の構成の一例を示す概念図である。送信装置１は、光源１１、空間光変調器１２、第１環状ミラーアレイ１５、第２環状ミラーアレイ１６、および通信制御部１９を備える。光源１１、空間光変調器１２、第１環状ミラーアレイ１５、および第２環状ミラーアレイ１６は、送信器を構成する。送信器は、空間光信号を送信するための窓Ｗが形成された筐体１３０に格納される。図１は、筐体１３０の内部に収納された送信装置１の内部構成を側方の視座から見た図である。図１においては、窓Ｗの部分で切断された筐体１３０を示す。図１は、概念的なものであり、各構成要素の形状や、構成要素間の位置関係、光の進行などを正確に表したものではない。また、図１の構成は、上下が逆さの状態で配置されてもよい。
図１は、本実施形態に係る送信装置１の構成の一例を示す概念図である。送信装置１は、光源１１、空間光変調器１２、第１環状ミラーアレイ１５、第２環状ミラーアレイ１６、および通信制御部１９を備える。光源１１、空間光変調器１２、第１環状ミラーアレイ１５、および第２環状ミラーアレイ１６は、送信器を構成する。送信器は、空間光信号を送信するための窓Ｗが形成された筐体１３０に格納される。図１は、筐体１３０の内部に収納された送信装置１の内部構成を側方の視座から見た図である。図１においては、窓Ｗの部分で切断された筐体１３０を示す。図１は、概念的なものであり、各構成要素の形状や、構成要素間の位置関係、光の進行などを正確に表したものではない。また、図１の構成は、上下が逆さの状態で配置されてもよい。
【0015】
図１には、光源１１、第１環状ミラーアレイ１５、および第２環状ミラーアレイ１６を支持する天板１３１を示す。第１環状ミラーアレイ１５および第２環状ミラーアレイ１６は、天板１３１の下面に配置される。また、図１には、空間光変調器１２が配置される底板１３２を示す。空間光変調器１２は、底板１３２の上面に配置される。
【0016】
図２は、天板１３１を下方の視座から見上げた概念図である。天板１３１の中央には、貫通孔Ｔが開口する。貫通孔Ｔは、光源１１から出射された照明光１０１を、下方に向けて通過させるための開口である。図２の例において、貫通孔Ｔの開口形状は矩形であるが、貫通孔Ｔの開口形状は矩形でなくてもよい。天板１３１の下面には、第１環状ミラーアレイ１５および第２環状ミラーアレイ１６が配置される。第１環状ミラーアレイ１５および第２環状ミラーアレイ１６は、複数の反射鏡が環状に配置されたミラーアレイである。第１環状ミラーアレイ１５および第２環状ミラーアレイ１６は、同心円状に配置される。第１環状ミラーアレイ１５を構成する複数の反射鏡の反射面と、第２環状ミラーアレイ１６を構成する複数の反射鏡の反射面とは、いずれも異なる方向に向けられる。
【0017】
光源１１は、照明光１０１を出射する。光源１１の出射面は、天板１３１の貫通孔Ｔを介して、空間光変調器１２の変調部１２０に向けられる。光源１１は、天板１３１の貫通孔Ｔの内部に配置されてもよい。光源１１は、天板１３１の下面や、天板１３１と空間光変調器１２との間に配置されてもよい。その場合、天板１３１には、貫通孔Ｔが形成されなくてもよい。光源１１から出射された照明光１０１は、貫通孔Ｔを通過して、空間光変調器１２の変調部１２０に照射される。
【0018】
光源１１は、複数の出射器（図示しない）を含む。光源１１に含まれる出射器は、通信制御部１９の制御に応じて、所定の波長帯のレーザ光を出射する。出射器から出射されるレーザ光の波長は、特に限定されず、用途に応じて選定されればよい。例えば、出射器は、可視や赤外の波長帯のレーザ光を出射する。例えば、８００～１０００ナノメートル（ｎｍ）の近赤外線であれば、可視光と比べてレーザクラスをあげられるので、可視光よりも感度を向上できる。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、８００～１０００ｎｍの近赤外線よりも、高出力のレーザ光源を用いることができる。１．５５μｍの波長帯の赤外線を出射する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。光源１１は、面発光型レーザによって実現されてもよい。光源１１は、ＰＣＳＥＬ（Photonic Crystal Surface Emitting Laser）型レーザによって実現される。ＰＣＳＥＬ型レーザは、円形狭放射のレーザ光を出射するため、コリメータが不要である。
【0019】
空間光変調器１２は、位相変調型の空間光変調器である。空間光変調器１２は、変調部１２０を有する。変調部１２０には、複数の変調領域が設定される。変調部１２０に設定される変調領域の数は、光源１１に含まれる出射器の数に合わせて設定される。
【0020】
図３は、変調部１２０に設定される複数の変調領域Ｒの一例を示す概念図である。変調部１２０には、光源１１に含まれる出射器の数に応じて、変調領域Ｒが設定される。図３の例では、６個の変調領域Ｒ（Ｒ1～Ｒ6）が設定される。隣接し合う変調領域Ｒの間には、不感帯が設定されてもよい。例えば、不感帯には、黒い格子状の位相画像が設定される。不感帯は、変調部１２０を格子状ではなく、任意の形状で設定されてもよい。
【0021】
複数の変調領域Ｒの各々は、光源１１に含まれる複数の出射器のいずれかに対応付けられる。複数の変調領域Ｒの各々には、通信制御部１９の制御に応じて、投射光１０５または投射光１０６によって表示される像に応じたパターン（位相画像とも呼ぶ）が設定される。複数の変調領域Ｒの各々には、照明光０１が照射される。照明光１０１は、変調領域Ｒに対応付けられた出射器から出射されたレーザ光に由来する。複数の変調領域Ｒの各々に入射した照明光１０１は、複数の変調領域Ｒの各々に設定されたパターン（位相画像）に応じて変調される。複数の変調領域Ｒの各々で変調された変調光１０２は、第１環状ミラーアレイ１５の反射面１５０または第２環状ミラーアレイ１６の反射面１６０に向けて進行する。
【0022】
変調領域Ｒは、複数の領域に分割される（タイリングとも呼ぶ）。例えば、変調領域Ｒは、正方形や矩形の領域（タイルとも呼ぶ）に分割される。複数のタイルの各々は、複数の画素によって構成される。複数のタイルの各々には、投射される画像に対応する位相画像が設定される。変調領域Ｒに割り当てられた複数のタイルの各々には、同じ位相画像がタイリングされる。例えば、複数のタイルの各々には、予め生成された位相画像が設定される。複数のタイルに同じ位相画像が設定された状態で、変調領域Ｒに照明光１０１が照射されると、位相画像に対応する画像を形成する変調光１０２が出射される。変調領域Ｒに設定されるタイルが多いほど、鮮明な画像を表示させることができる。その一方で、各タイルの画素数が低下すると、解像度が低下する。そのため、変調領域Ｒに設定されるタイルの大きさや数は、用途に応じて設定される。
【0023】
例えば、空間光変調器１２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１２は、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）によって実現できる。また、空間光変調器１２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１２では、投射光１０５または投射光１０６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１２を用いる場合、光源１１に含まれる出射器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。
【0024】
空間光変調器１２の変調部１２０で変調された変調光１０２は、第１環状ミラーアレイ１５の反射面１５０または第２環状ミラーアレイ１６の反射面１６０に向けて進行する。第１環状ミラーアレイ１５の反射面１５０に向けて進行した変調光１０２は、その反射面１５０で反射されて、投射光１０５として投射される。第２環状ミラーアレイ１６の反射面１６０に向けて進行した変調光１０２は、その反射面１６０で反射されて、投射光１０６として投射される。
【0025】
第１環状ミラーアレイ１５は、複数の反射鏡（第１反射鏡とも呼ぶ）が円環状に配置された構成である。複数の反射鏡の各々は、少なくとも垂直方向に曲率のある反射面１５０を有する反射鏡である。図２の例において、第１環状ミラーアレイ１５を構成する１２枚の反射鏡は、それらの反射面１５０を斜め下方に向けて環状に配置される。第１環状ミラーアレイ１５を構成する反射鏡の数は、１２枚に限定されない。第１環状ミラーアレイ１５が形成する円環の径は、第２環状ミラーアレイ１６が形成する円環の径よりも大きい。第１環状ミラーアレイ１５の内側には、第２環状ミラーアレイ１６が同心円状に配置される。
【0026】
第２環状ミラーアレイ１６は、複数の反射鏡（第２反射鏡とも呼ぶ）が円環状に配置された構成である。複数の反射鏡の各々は、少なくとも垂直方向に曲率のある反射面１６０を有する反射鏡である。図２の例において、第２環状ミラーアレイ１６を構成する１２枚の反射鏡は、それらの反射面１６０を斜め下方に向けて環状に配置される。第２環状ミラーアレイ１６を構成する反射鏡の数は、１２枚に限定されない。図２の例において、第２環状ミラーアレイ１６を構成する反射鏡の数は、第１環状ミラーアレイ１５を構成する反射鏡の数と同じである。第２環状ミラーアレイ１６を構成する反射鏡の数は、第１環状ミラーアレイ１５を構成する反射鏡の数と異なっていてもよい。第２環状ミラーアレイ１６を構成する反射鏡の大きさや形状は、第１環状ミラーアレイ１５を構成する反射鏡と同じであってもよいし、異なっていてもよい。第２環状ミラーアレイ１６が形成する円環の径は、第１環状ミラーアレイ１５が形成する円環の径よりも小さい。第２環状ミラーアレイ１６の外側には、第１環状ミラーアレイ１５が同心円状に配置される。
【0027】
第１環状ミラーアレイ１５を構成する反射鏡の反射面１５０と、第２環状ミラーアレイ１６を構成する反射鏡の反射面１６０とは、水平面内において異なる向きに向けられる。図２の例においては、第２環状ミラーアレイ１６を構成する反射鏡の反射面１６０は、第１環状ミラーアレイ１５を構成する反射鏡の境界に向けられる。
【0028】
図４は、４枚の反射鏡で構成された第１環状ミラーアレイ１５の一例を示す概念図である。図４は、下方の視座から見上げた下面図である。第１環状ミラーアレイ１５を構成する４枚の反射鏡の反射面１５０で反射された光の投射領域Ｐ1の間には、死角領域Ｂが形成される。死角領域Ｂには、反射面１５０で反射された光が投射されない。
【0029】
図５は、４枚の反射鏡で構成された第１環状ミラーアレイ１５の内側に、４枚の反射鏡で構成された第２環状ミラーアレイ１６が配置された一例を示す概念図である。図５は、下方の視座から見上げた下面図である。第１環状ミラーアレイ１５を構成する４枚の反射鏡の反射面１５０で反射された光の投射領域Ｐ1の間には、第２環状ミラーアレイ１６を構成する４枚の反射鏡の反射面１６０で反射された光の投射領域Ｐ2が形成される。投射領域Ｐ1と投射領域Ｐ２との間には、死角領域Ｂが形成される。死角領域Ｂには、反射面１５０で反射された光が投射されない。
【0030】
図５のように、第１環状ミラーアレイ１５が単独で配置される例（図４）と比較すると、第１環状ミラーアレイ１５と第２環状ミラーアレイ１６とを組み合わせることによって、死角領域Ｂの面積が小さくなる。図４～図５には、第１環状ミラーアレイ１５および第２環状ミラーアレイ１６が４枚の反射鏡で構成される例をあげた。第１環状ミラーアレイ１５および第２環状ミラーアレイ１６を構成する反射鏡の数を増やすほど、死角領域Ｂの面積が小さくなる。実際には、第１環状ミラーアレイ１５および第２環状ミラーアレイ１６を構成する反射鏡の数を増やすことによって、死角領域Ｂがほとんどない状況にする。
【0031】
第１環状ミラーアレイ１５および第２環状ミラーアレイ１６は、空間光変調器１２の変調部１２０で変調された変調光１０２のうち、投射対象の光成分（所望光とも呼ぶ）が照射される。反射面１５０に照射された変調光１０２は、その反射面１５０で反射される。反射面１５０で反射された光（投射光１０５）は、空間光信号として投射される。同様に、反射面１６０に照射された変調光１０２は、その反射面１６０で反射される。反射面１６０で反射された光（投射光１０６）は、空間光信号として投射される。投射光１０６は、投射光１０５が投射されない死角領域Ｂを含む領域にも投射される。また、投射光１０５は、投射光１０６が投射されない死角領域Ｂを含む領域にも投射される。すなわち、投射光１０５および投射光１０６は、互いの死角領域Ｂを低減し合う。
【0032】
第１環状ミラーアレイ１５の反射面１５０および第２環状ミラーアレイ１６の反射面１６０は、互いの死角領域Ｂを補いながら、水平面内において３６０度の方位に向けられる。そのため、送信装置１を用いれば、空間光変調器１２の変調部１２０に設定されたパターン（位相画像）を制御することによって、水平面内における３６０度の方向に向けて、投射光１０５または投射光１０６を投射できる。
【0033】
図６は、光源１１に含まれる複数の出射器から照射された照明光１０１を、異なる反射鏡で反射させることによって、空間光信号を多方向に送信する例を示す概念図である。図６は、天板１３１を下方の視座から見上げた図である。送信装置１は、変調部１２０に設定された複数の変調領域Ｒを異なる反射鏡に対応付けることによって、複数の方向に配置された通信対象に向けて、同時に空間光信号（投射光１０５、投射光１０６）を送信できる。
【0034】
図７は、光源１１に含まれる複数の出射器から照射された照明光１０１に由来する変調光１０２を、単一の反射鏡で反射させることによって、空間光信号を一方向に送信する例を示す概念図である。図７は、天板１３１を下方の視座から見上げた図である。通信対象を探索するモードにおいて、送信装置１は、変調部１２０に設定された複数の変調領域Ｒを単一の反射鏡に対応付けることによって、その反射鏡の反射面の反射方向に向けて、複数の光束の空間光信号を送信できる。そのため、図７のような送信制御によれば、複数の光束の空間光信号を送信することによって、反射鏡の反射面の反射方向に位置する通信対象の検出速度が向上する。また、送信装置１は、単一の通信対象に向けて、多重化された空間光信号（投射光１０５、投射光１０６）を送信するように制御されてもよい。多重化された空間光信号を送信する場合、送信装置１は、照明光１０１に由来する変調光１０２が反射鏡の反射面の一点に照射されるように、空間光変調器１２の変調部１２０に位相画像を設定する。
【0035】
通信制御部１９（通信制御手段）は、光源１１および空間光変調器１２を制御する。例えば、通信制御部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。通信制御部１９は、投射される画像に対応する位相画像を変調部１２０に設定する。通信制御部１９は、空間光変調器１２の変調部１２０に設定された変調領域に、投射される画像に対応する位相画像を設定する。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。
【0036】
通信制御部１９は、変調部１２０に照射される照明光１０１の位相と、その変調部１２０で反射される変調光１０２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１２を制御する。通信制御部１９による空間光変調器１２の駆動方法は、空間光変調器１２の変調方式に応じて決定される。通信制御部１９は、表示される画像に対応する位相画像が空間光変調器１２の変調部１２０に設定された状態で、光源１１を駆動させる。その結果、変調部１２０に位相画像が設定された状態で、光源１１から出射された照明光１０１が変調部１２０に照射される。変調部１２０に照射された照明光１０１は、変調部１２０において変調される。
【0037】
また、通信制御部１９は、通信対象（図示しない）との間の通信のために、光源１１から出射される照明光１０１を変調させる。通信において、通信制御部１９は、通信用の位相画像を空間光変調器１２の変調部１２０に設定した状態で、光源１１から照明光１０１を出射させるタイミングを制御する。そのような制御によって、照明光１０１が変調される。通信における照明光１０１の変調パターンは、任意に設定される。
【0038】
〔変形例１〕
次に、本実施形態の変形例１について図面を参照しながら説明する。本変形例は、筐体１３０の柱の部分を回避して空間光信号を送信するための柱回避ミラーが配置される例である。
次に、本実施形態の変形例１について図面を参照しながら説明する。本変形例は、筐体１３０の柱の部分を回避して空間光信号を送信するための柱回避ミラーが配置される例である。
【0039】
図８～９は、筐体１３０の窓Ｗの部分に形成された柱Ｐについて説明するための概念図である。図８は、斜め上方の視座から筐体１３０を見た図である。図９は、天板１３１を下方の視座から見上げた図である。図９のように、第１環状ミラーアレイ１５の反射面１５０または第２環状ミラーアレイ１６の反射面１６０で反射された光の一部は、柱Ｐによって遮蔽されてしまう。
【0040】
図１０～図１１は、本変形例の構成の一例（送信装置１－１）について説明するための概念図である。本変形例では、柱Ｐを避けて空間光信号（投射光１０４）を投射するための柱回避ミラー１４が配置される。図１０は、柱回避ミラー１４が追加された送信装置１－１の内部構成を側方の視座から見た図である。図１０においては、窓Ｗの部分で切断された筐体１３０を示す。図１１は、天板１３１を下方の視座から見上げた図である。
【0041】
柱回避ミラー１４は、第２環状ミラーアレイ１６の内側において、天板１３１から吊り下げられる。柱回避ミラー１４の反射面１４０は、柱Ｐを避けた向きに向けられる。図１０～図１１の例では、４枚の柱回避ミラー１４が追加される。柱回避ミラー１４の数は、４枚に限定されない。柱回避ミラー１４は、柱Ｐの裏側に回り込む方向にも投射光１０４が投射されるように構成されることが好ましい。
【0042】
本変形例によれば、柱回避ミラー１４が追加されることによって、柱Ｐの方向にも空間光信号（投射光１０４）を投射できる。
【0043】
以上のように、本実施形態の送信装置は、光源、空間光変調器、第１環状ミラーアレイ、第２環状ミラーアレイ、および通信制御部を備える。光源、空間光変調器、第１環状ミラーアレイ、および第２環状ミラーアレイは、送信器を構成する。光源は、照明光を出射する。空間光変調器は、光源から出射された照明光が照射させる変調部を有する。空間光変調器は、変調部で変調された変調光を、第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイのうち少なくともいずれかに向けて出射する。第１環状ミラーアレイは、照明光の光軸を中心として円環状に配置された複数の反射鏡によって構成される。第２環状ミラーアレイは、平面視における第１環状ミラーアレイの内側の領域において、照明光の光軸を中心として円環状に配置された複数の反射鏡によって構成される。第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡は、空間光変調器から出射された変調光が側方に向けて反射されるように配置される。第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡の反射面は、第１環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡のうちいずれかの反射面の死角を含む方向に向けられる。通信制御部は、空間光通信に用いられる位相画像を空間光変調器の変調部に設定する。通信制御部は、位相画像が設定された変調部に照明光が照射されるように光源を制御する。
【0044】
本実施形態の送信器は、複数の反射鏡によって構成された第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイを備える。本実施形態の送信器には、水平面内において曲率を有する一枚の反射面で構成された環状ミラーを用いる場合と比較して、反射面の曲率半径が大きい反射鏡を用いることができる。本実施形態の送信器によれば、水平面内における投射角を小さくできるため、空間光信号が減衰しにくい。また、本実施形態によれば、第１環状ミラーアレイの死角領域を第２環状ミラーアレイで補うことによって、水平面内に沿った任意の方向に向けて空間光信号を送信できる。すなわち、本実施形態の送信器によれば、水平面内に沿った任意の方向に向けて、減衰しにくい空間光信号を送信できる。
【0045】
本実施形態の一態様において、第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡の反射面は、第１環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡の境界を含む方向に向けられる。本態様によれば、第１環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡の境界に発生する死角領域を、第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡で補うことができる。そのため、本態様によれば、水平面内に沿った任意の方向に向けて、減衰しにくい空間光信号を送信できる。
【0046】
本実施形態の一態様の送信器は、柱回避ミラーを備える。柱回避ミラーは、光源、空間光変調器、第１環状ミラーアレイ、および第２環状ミラーアレイを収納する筐体の柱を避けて、変調光を反射する位置に配置される。本態様によれば、筐体の柱を避けて変調光を反射する柱回避ミラーによって、筐体の柱の方向にも空間光信号を送信できる。
【0047】
本実施形態の一態様において、光源は、複数の出射器を有する。空間光変調器の変調部には、複数の変調領域が設定される。複数の出射器の各々は、複数の変調領域のいずれかに対応付けられる。通信制御部は、複数通信対象と同時通信するモードにおいて、第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイの各々を構成する反射鏡のうち、複数通信対象の各々に対応付けられた反射鏡に、複数の変調領域の各々で変調された変調光が照射されるように空間光変調器を制御する。通信制御部は、通信対象を探索するモードにおいて、第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイの各々を構成する反射鏡のうち単一の反射鏡に、複数の変調領域の各々で変調された変調光が照射されるように空間光変調器を制御する。本態様によれば、複数通信対象との間で、空間光信号を用いた空間光通信を同時に行うことができる。また、本態様によれば、単一通信対象に対して、多重化された空間光信号を送信できる。
【0048】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る送信装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の送信装置は、空間光変調器の変調部で変調された変調光を折り返す中継ミラーを備える点において、第１の実施形態の送信装置とは異なる。
次に、第２実施形態に係る送信装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の送信装置は、空間光変調器の変調部で変調された変調光を折り返す中継ミラーを備える点において、第１の実施形態の送信装置とは異なる。
【0049】
（構成）
図１２は、本実施形態に係る送信装置２の構成の一例を示す概念図である。送信装置２は、光源２１、空間光変調器２２、第１環状中継ミラー２７１、第２環状中継ミラー２７２、第１環状ミラーアレイ２５、第２環状ミラーアレイ２６、および通信制御部２９を備える。光源２１、空間光変調器２２、第１環状中継ミラー２７１、第２環状中継ミラー２７２、第１環状ミラーアレイ２５、および第２環状ミラーアレイ２６は、送信器を構成する。送信器は、空間光信号を送信するための窓Ｗが形成された筐体２３０に格納される。図１２は、筐体２３０の内部に収納された送信装置２の内部構成を側方の視座から見た図である。図１２においては、窓Ｗの部分で切断された筐体２３０を示す。図１２は、概念的なものであり、各構成要素の形状や、構成要素間の位置関係、光の進行などを正確に表したものではない。また、図１２の構成は、上下が逆さの状態で配置されてもよい。
図１２は、本実施形態に係る送信装置２の構成の一例を示す概念図である。送信装置２は、光源２１、空間光変調器２２、第１環状中継ミラー２７１、第２環状中継ミラー２７２、第１環状ミラーアレイ２５、第２環状ミラーアレイ２６、および通信制御部２９を備える。光源２１、空間光変調器２２、第１環状中継ミラー２７１、第２環状中継ミラー２７２、第１環状ミラーアレイ２５、および第２環状ミラーアレイ２６は、送信器を構成する。送信器は、空間光信号を送信するための窓Ｗが形成された筐体２３０に格納される。図１２は、筐体２３０の内部に収納された送信装置２の内部構成を側方の視座から見た図である。図１２においては、窓Ｗの部分で切断された筐体２３０を示す。図１２は、概念的なものであり、各構成要素の形状や、構成要素間の位置関係、光の進行などを正確に表したものではない。また、図１２の構成は、上下が逆さの状態で配置されてもよい。
【0050】
図１２には、光源２１、第１環状中継ミラー２７１、第１環状ミラーアレイ２５、および第２環状ミラーアレイ２６を支持する天板２３１を示す。第１環状中継ミラー２７１、第１環状ミラーアレイ２５、および第２環状ミラーアレイ２６は、天板２３１の下面に配置される。また、図１２には、空間光変調器２２および第２環状中継ミラー２７２が配置される底板２３２を示す。空間光変調器２２および第２環状中継ミラー２７２は、底板２３２の上面に配置される。
【0051】
図１３は、天板２３１を下方の視座から見上げた概念図である。天板２３１の中央には、貫通孔Ｔが開口する。貫通孔Ｔは、光源２１から出射された照明光２０１を、下方に向けて通過させるための開口である。図１３の例において、貫通孔Ｔの開口形状は矩形であるが、貫通孔Ｔの開口形状は矩形でなくてもよい。天板２３１の下面には、第１環状中継ミラー２７１、第１環状ミラーアレイ２５、および第２環状ミラーアレイ２６が配置される。第１環状中継ミラー２７１は、環状のミラーである。第１環状ミラーアレイ２５および第２環状ミラーアレイ２６は、複数の反射鏡が環状に配置されたミラーアレイである。第１環状中継ミラー２７１、第１環状ミラーアレイ２５、および第２環状ミラーアレイ２６は、同心円状に配置される。第１環状ミラーアレイ２５を構成する複数の反射鏡の反射面２５０と、第２環状ミラーアレイ２６を構成する複数の反射鏡の反射面２６０とは、いずれも異なる方向に向けられる。
【0052】
光源２１は、第１の実施形態の光源１１と同様の構成である。光源２１は、照明光２０１を出射する。光源２１の出射面は、天板２３１の貫通孔Ｔを介して、空間光変調器２２の変調部２２０に向けられる。光源２１は、貫通孔Ｔの内部に配置されてもよい。光源２１は、天板２３１の下面や、天板２３１と空間光変調器２２との間に配置されてもよい。その場合、天板２３１には、貫通孔Ｔが形成されなくてもよい。光源２１から出射された照明光２０１は、貫通孔Ｔを通過して、空間光変調器２２の変調部２２０に照射される。
【0053】
図１４は、底板２３２を上方の視座から見下ろした概念図である。底板２３２の中央には、空間光変調器２２が配置される。底板２３２の上面には、第２環状中継ミラー２７２が配置される。第２環状中継ミラー２７２は、環状のミラーである。
【0054】
空間光変調器２２は、第１の実施形態の空間光変調器１２と同様の構成である。空間光変調器２２は、位相変調型の空間光変調器である。空間光変調器２２は、変調部２２０を有する。変調部２２０には、複数の変調領域が設定される。
【0055】
複数の変調領域の各々には、通信制御部２９の制御に応じて、投射光２０５または投射光２０６によって表示される像に応じたパターン（位相画像とも呼ぶ）が設定される。複数の変調領域の各々には、その変調領域に対応付けられた出射器から出射されたレーザ光に由来する照明光２０１が照射される。変調部２２０に設定された複数の変調領域の各々に入射した照明光２０１は、複数の変調領域の各々に設定されたパターン（位相画像）に応じて変調される。複数の変調領域の各々で変調された変調光２０２は、第１環状中継ミラー２７１の反射面２７１０に向けて進行する。
【0056】
第１環状中継ミラー２７１は、天板２３１の中心点を中心として環状に形成された反射鏡である。第１環状中継ミラー２７１の反射面２７１０は、下方に配置された底板２３２の上面に向けられる。第１環状中継ミラー２７１は、第１環状ミラーアレイ２５および第２環状ミラーアレイ２６と同心円状に形成される。第１環状中継ミラー２７１は、第１環状ミラーアレイ２５の内側に配置される。第１環状中継ミラー２７１の反射面２７１０には、空間光変調器２２の変調部２２０で変調された変調光２０２が照射される。第１環状中継ミラー２７１の反射面２７１０に照射された変調光２０２は、その反射面２７１０で反射されて、第２環状中継ミラー２７２の反射面２７２０に向けて進行する。
【0057】
第２環状中継ミラー２７２は、底板２３２の中心点を中心として環状に形成された反射鏡である。第２環状中継ミラー２７２の反射面２７２０は、上方に配置された天板２３１の下面に向けられる。第２環状中継ミラー２７２は、平面視において、第１環状中継ミラー２７１、第１環状ミラーアレイ２５、および第２環状ミラーアレイ２６と同心円状に形成される。第１環状中継ミラー２７１の径と比べて、第２環状中継ミラー２７２の径の方が大きい。第２環状中継ミラー２７２の反射面２７２０には、第１環状中継ミラー２７１の反射面２７１０で反射された変調光２０２が照射される。第２環状中継ミラー２７２の反射面２７２０に照射された変調光２０２は、その反射面２７２０で反射されて、第１環状ミラーアレイ２５の反射面２５０または第２環状ミラーアレイ２６の反射面２６０に向けて進行する。
【0058】
第１環状ミラーアレイ２５は、第１の実施形態の第１環状ミラーアレイ１５と同様の構成である。第１環状ミラーアレイ２５は、複数の反射鏡が円環状に配置された構成である。複数の反射鏡の各々は、少なくとも垂直方向に曲率のある反射面２５０を有する反射鏡である。図１３の例において、第１環状ミラーアレイ２５を構成する１２枚の反射鏡は、それらの反射面２５０を斜め下方に向けて環状に配置される。第１環状ミラーアレイ２５を構成する反射鏡の数は、１２枚に限定されない。第１環状ミラーアレイ２５が形成する円環の径は、第２環状ミラーアレイ２６が形成する円環の径よりも大きい。第１環状ミラーアレイ２５の内側には、第２環状ミラーアレイ２６および第１環状中継ミラー２７１が同心円状に配置される。
【0059】
第２環状ミラーアレイ２６は、第１の実施形態の第２環状ミラーアレイ１６と同様の構成である。第２環状ミラーアレイ２６は、複数の反射鏡が円環状に配置された構成である。複数の反射鏡の各々は、少なくとも垂直方向に曲率のある反射面２６０を有する反射鏡である。図１３の例において、第２環状ミラーアレイ２６を構成する１２枚の反射鏡は、それらの反射面２６０を斜め下方に向けて環状に配置される。第２環状ミラーアレイ２６を構成する反射鏡の数は、１２枚に限定されない。図１３の例において、第２環状ミラーアレイ２６を構成する反射鏡の数は、第１環状ミラーアレイ２５を構成する反射鏡の数と同じである。第２環状ミラーアレイ２６を構成する反射鏡の数は、第１環状ミラーアレイ２５を構成する反射鏡の数と異なっていてもよい。第２環状ミラーアレイ２６を構成する反射鏡の大きさや形状は、第１環状ミラーアレイ２５を構成する反射鏡と同じであってもよいし、異なっていてもよい。第２環状ミラーアレイ２６が形成する円環の径は、第１環状ミラーアレイ２５が形成する円環の径よりも小さい。第２環状ミラーアレイ２６の外側には、第１環状ミラーアレイ２５が同心円状に配置される。また、第２環状ミラーアレイ２６の内側には、第１環状中継ミラー２７１が同心円状に配置される。
【0060】
第１環状ミラーアレイ２５を構成する反射鏡の反射面２５０と、第２環状ミラーアレイ２６を構成する反射鏡の反射面２６０とは、水平面内において異なる向きに向けられる。図１３の例においては、第２環状ミラーアレイ２６を構成する反射鏡の反射面２６０は、第１環状ミラーアレイ２５を構成する反射鏡の境界に向けられる。このように第１環状ミラーアレイ２５と第２環状ミラーアレイ２６とを組み合わせることによって、死角領域の面積が小さくなる。
【0061】
第１環状ミラーアレイ２５の反射面２５０に照射された変調光２０２は、その反射面２５０で反射される。反射面２５０で反射された光（投射光２０５）は、空間光信号として投射される。同様に、第２環状ミラーアレイ２６の反射面２６０に照射された変調光２０２は、その反射面２６０で反射される。反射面２６０で反射された光（投射光２０６）は、空間光信号として投射される。投射光２０６は、投射光２０５が投射されない死角領域を含む領域にも投射される。また、投射光２０５は、投射光２０６が投射されない死角領域を含む領域にも投射される。すなわち、投射光２０５および投射光２０６は、互いの死角領域を低減し合う。
【0062】
第１環状ミラーアレイ２５の反射面２５０および第２環状ミラーアレイ２６の反射面２６０は、互いの死角領域を補いながら、水平面内において３６０度の方位に向けられる。そのため、送信装置２を用いれば、空間光変調器２２の変調部２２０に設定されたパターン（位相画像）を制御することによって、水平面内における３６０度の方向に向けて、投射光２０５または投射光２０６を投射できる。
【0063】
通信制御部２９（通信制御手段）は、第１の実施形態の通信制御部１９と同様の構成である。通信制御部２９は、光源２１および空間光変調器２２を制御する。例えば、通信制御部２９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。通信制御部２９は、投射される画像に対応する位相画像を変調部２２０に設定する。通信制御部２９は、空間光変調器２２の変調部２２０に設定された変調領域に、投射される画像に対応する位相画像を設定する。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。
【0064】
通信制御部２９は、変調部２２０に照射される照明光２０１の位相と、その変調部２２０で反射される変調光２０２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２２を制御する。通信制御部２９による空間光変調器２２の駆動方法は、空間光変調器２２の変調方式に応じて決定される。通信制御部２９は、表示される画像に対応する位相画像が空間光変調器２２の変調部２２０に設定された状態で、光源２１を駆動させる。その結果、変調部２２０に位相画像が設定された状態で、光源２１から出射された照明光２０１が変調部２２０に照射される。変調部２２０に照射された照明光２０１は、変調部２２０において変調される。
【0065】
また、通信制御部２９は、通信対象（図示しない）との間の通信のために、光源２１から出射される照明光２０１を変調させる。通信において、通信制御部２９は、通信用の位相画像を空間光変調器２２の変調部２２０に設定した状態で、光源２１から照明光２０１を出射させるタイミングを制御する。そのような制御によって、照明光２０１が変調される。通信における照明光２０１の変調パターンは、任意に設定される。
【0066】
〔変形例２〕
次に、本実施形態の変形例２について図面を参照しながら説明する。本変形例は、中継ミラーの枚数を増やした構成例である。本変形例においては、主に中継ミラーについて説明し、その他の構成については説明を省略する。
次に、本実施形態の変形例２について図面を参照しながら説明する。本変形例は、中継ミラーの枚数を増やした構成例である。本変形例においては、主に中継ミラーについて説明し、その他の構成については説明を省略する。
【0067】
図１５は、本変形例の構成の一例（送信装置２－２）について説明するための概念図である。本変形例では、第１環状中継ミラー２７１および第２環状中継ミラー２７２に加えて、第３環状中継ミラー２７３および第４環状中継ミラー２７４が配置される。図１５は、第３環状中継ミラー２７３および第４環状中継ミラー２７４が追加された送信装置２－２の内部構成を側方の視座から見た図である。図１５においては、窓Ｗの部分で切断された筐体２３０を示す。
【0068】
第１環状中継ミラー２７１および第３環状中継ミラー２７３は、天板２３１の下面に配置される。第１環状中継ミラー２７１の径と比べて、第３環状中継ミラー２７３の径の方が大きい。第３環状中継ミラー２７３は、第１環状中継ミラー２７１の外側に配置される。第３環状中継ミラー２７３の外側には、第２環状ミラーアレイ２６が配置される。第１環状中継ミラー２７１、第３環状中継ミラー２７３、第１環状ミラーアレイ２５、および第２環状ミラーアレイ２６は、天板２３１の中心点を中心として同心円状に配置される。
【0069】
第２環状中継ミラー２７２および第４環状中継ミラー２７４は、底板２３２の上面に配置される。第２環状中継ミラー２７２の径と比べて、第４環状中継ミラー２７４の径の方が大きい。第４環状中継ミラー２７４は、第２環状中継ミラー２７２の外側に配置される。第２環状中継ミラー２７２および第４環状中継ミラー２７４は、底板２３２の中心点を中心として同心円状に配置される。
【0070】
第１環状中継ミラー２７１は、天板２３１の中心点を中心として環状に形成された反射鏡である。第１環状中継ミラー２７１の反射面２７１０は、下方に配置された底板２３２の上面に向けられる。第１環状中継ミラー２７１は、第３環状中継ミラー２７３、第１環状ミラーアレイ２５、および第２環状ミラーアレイ２６と同心円状に形成される。第１環状中継ミラー２７１は、第３環状中継ミラー２７３の内側に配置される。第１環状中継ミラー２７１の反射面２７１０には、空間光変調器２２の変調部２２０で変調された変調光２０２が照射される。第１環状中継ミラー２７１の反射面２７１０に照射された変調光２０２は、その反射面２７１０で反射されて、第２環状中継ミラー２７２の反射面２７２０に向けて進行する。
【0071】
第２環状中継ミラー２７２は、底板２３２の中心点を中心として環状に形成された反射鏡である。第２環状中継ミラー２７２の反射面２７２０は、上方に配置された天板２３１の下面に向けられる。第２環状中継ミラー２７２は、第４環状中継ミラー２７４と同心円状に形成される。第４環状中継ミラー２７４の径と比べて、第２環状中継ミラー２７２の径の方が小さい。また、第１環状中継ミラー２７１の径と比べて、第２環状中継ミラー２７２の径の方が大きい。第２環状中継ミラー２７２の反射面２７２０には、第１環状中継ミラー２７１の反射面２７１０で反射された変調光２０２が照射される。第２環状中継ミラー２７２の反射面２７２０に照射された変調光２０２は、その反射面２７２０で反射されて、第３環状中継ミラー２７３の反射面２７３０に向けて進行する。
【0072】
第３環状中継ミラー２７３は、天板２３１の中心点を中心として環状に形成された反射鏡である。第３環状中継ミラー２７３の反射面２７３０は、下方に配置された底板２３２の上面に向けられる。第３環状中継ミラー２７３は、第１環状中継ミラー２７１、第１環状ミラーアレイ２５、および第２環状ミラーアレイ２６と同心円状に形成される。第３環状中継ミラー２７３は、第１環状中継ミラー２７１の外側に配置される。第３環状中継ミラー２７３の反射面２７３０には、第２環状中継ミラー２７２の反射面２７２０で反射された変調光２０２が照射される。第３環状中継ミラー２７３の反射面２７３０に照射された変調光２０２は、その反射面２７３０で反射されて、第４環状中継ミラー２７４の反射面２７４０に向けて進行する。
【0073】
第４環状中継ミラー２７４は、底板２３２の中心点を中心として環状に形成された反射鏡である。第４環状中継ミラー２７４の反射面２７４０は、上方に配置された天板２３１の下面に向けられる。第４環状中継ミラー２７４は、第２環状中継ミラー２７２と同心円状に形成される。第２環状中継ミラー２７２の径と比べて、第４環状中継ミラー２７４の径の方が大きい。また、第３環状中継ミラー２７３の径と比べて、第４環状中継ミラー２７４の径の方が大きい。第４環状中継ミラー２７４の反射面２７４０には、第３環状中継ミラー２７３の反射面２７３０で反射された変調光２０２が照射される。第４環状中継ミラー２７４の反射面２７４０に照射された変調光２０２は、その反射面２７４０で反射されて、第１環状ミラーアレイ２５の反射面２５０または第２環状ミラーアレイ２６の反射面２６０に向けて進行する。
【0074】
本変形例によれば、中継ミラーの枚数を増やすことによって、送信装置２と比べて、第１環状ミラーアレイ２５および第２環状ミラーアレイ２６を構成する反射鏡の大きさや数を増大できる。また、本変形例の送信装置２－２は、送信装置２と比べて、高さを低くすることができる。
【0075】
〔変形例３〕
次に、本実施形態の変形例３について図面を参照しながら説明する。本変形例は、光源２１と空間光変調器２２の位置を入れ替えた構成例である。
次に、本実施形態の変形例３について図面を参照しながら説明する。本変形例は、光源２１と空間光変調器２２の位置を入れ替えた構成例である。
【0076】
図１６は、本変形例の構成の一例（送信装置２－３）について説明するための概念図である。本変形例では、天板２３１の下面に空間光変調器２２が配置され、底板２３２の上面に光源２１が配置される。図１６は、本変形例の送信装置２－３の内部構成を側方の視座から見た図である。図１６においては、窓Ｗの部分で切断された筐体２３０を示す。
【0077】
光源２１は、底板２３２の上面の中央に配置される。また、空間光変調器２２は、天板２３１の中央に配置される。光源２１の出射面と、空間光変調器２２の変調部２２０とは、互いに対向する。底板２３２の上面には、第１環状中継ミラー２７１および第３環状中継ミラー２７３が配置される。第１環状中継ミラー２７１と第３環状中継ミラー２７３とは、底板２３２の中心点を中心として、同心円状に配置される。第１環状中継ミラー２７１は、第３環状中継ミラー２７３の内側に配置される。天板２３１の下面には、第２環状中継ミラー２７２が配置される。平面視において、第１環状中継ミラー２７１、第２環状中継ミラー２７２、および第３環状中継ミラー２７３は、同心円状に配置される。
【0078】
光源２１から出射された照明光２０１は、空間光変調器２２の変調部２２０に照射される。空間光変調器２２の変調部２２０に照射された照明光２０１は、その変調部２２０で変調される。変調部２２０で変調された変調光２０２は、第１環状中継ミラー２７１の反射面２７１０に向けて進行する。
【0079】
第１環状中継ミラー２７１の反射面２７１０に照射された変調光２０２は、その反射面２７１０で反射される。反射面２７１０で反射された変調光２０２は、第２環状中継ミラー２７２の反射面２７２０に向けて進行する。第２環状中継ミラー２７２の反射面２７２０に照射された変調光２０２は、その反射面２７２０で反射される。反射面２７２０で反射された変調光２０２は、第３環状中継ミラー２７３の反射面２７３０に向けて進行する。第３環状中継ミラー２７３の反射面２７３０に照射された変調光２０２は、その反射面２７３０で反射される。反射面２７３０で反射された変調光２０２は、第１環状ミラーアレイ２５の反射面２５０または第２環状ミラーアレイ２６の反射面２６０に向けて進行する。
【0080】
第１環状ミラーアレイ２５の反射面２５０に照射された変調光２０２は、その反射面２５０で反射されて、空間光信号（投射光２０５）として送信される。第２環状ミラーアレイ２６の反射面２６０に照射された変調光２０２は、その反射面２６０で反射されて、空間光信号（投射光２０６）として送信される。
【0081】
本変形例によれば、光源２１や空間光変調器２２の配置におけるバリエーションが広がる。底板２３２の側に光源２１を配置できれば、より高出力の光源２１を用いることができる。
【0082】
以上のように、本実施形態の送信装置は、光源、空間光変調器、少なくとも２つの環状中継ミラー、第１環状ミラーアレイ、第２環状ミラーアレイ、および通信制御部を備える。光源、空間光変調器、第１環状ミラーアレイ、および第２環状ミラーアレイは、送信器を構成する。光源は、照明光を出射する。空間光変調器は、光源から出射された照明光が照射させる変調部を有する。空間光変調器は、変調部で変調された変調光を、いずれかの環状中継ミラーの反射面に向けて出射する。少なくとも２つの環状中継ミラーは、照明光の光軸を中心として円環状に形成される。少なくとも２つの環状中継ミラーは、第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイのうち少なくともいずれかに向けて、空間光変調器から出射された変調光を中継反射する。第１環状ミラーアレイは、照明光の光軸を中心として円環状に配置された複数の反射鏡によって構成される。第２環状ミラーアレイは、平面視における第１環状ミラーアレイの内側の領域において、照明光の光軸を中心として円環状に配置された複数の反射鏡によって構成される。第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡は、空間光変調器から出射された変調光が側方に向けて反射されるように配置される。第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡の反射面は、第１環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡のうちいずれかの反射面の死角領域を含む方向に向けられる。通信制御部は、空間光通信に用いられる位相画像を空間光変調器の変調部に設定する。通信制御部は、位相画像が設定された変調部に照明光が照射されるように光源を制御する。
【0083】
本実施形態の構成では、空間光変調器の変調部で変調された変調光が、環状中継ミラーの反射面を介して、第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイのうち少なくともいずれかの反射面に向けて進行する。本実施形態の構成によれば、環状中継ミラーで変調光を折り返し反射することによって、空間光変調器と反射器との間隔を小さくできる。そのため、本実施形態によれば、送信器を薄型化できる。
【0084】
本実施形態の一態様の送信器は、第１環状中継ミラーおよび第２環状中継ミラーを備える。第１環状中継ミラーは、照明光の光軸を中心として円環状に形成される。第１環状中継ミラーは、空間光変調器で変調された変調光の光路に配置される。第１環状中継ミラーは、反射面に照射された変調光を第２環状中継ミラーの反射面に向けて反射する。第２環状中継ミラーは、平面視において、第１環状中継ミラーの外側の領域に、照明光の光軸を中心として円環状に形成される。第２環状中継ミラーは、第１環状中継ミラーの反射面で反射された変調光の光路に配置される。第２環状中継ミラーは、反射面に照射された変調光を、第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイのうち少なくともいずれかに向けて反射する。本態様によれば、第１環状中継ミラーおよび第２環状中継ミラーで変調光を折り返し反射することによって、空間光変調器と反射器の間隔を小さくできる。そのため、本実施形態によれば、送信器を薄型化できる。
【0085】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る送信装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の送信装置は、空間光信号の電力をモニターする光検知器を備える点において、第１～第２の実施形態の送信装置とは異なる。
次に、第３実施形態に係る送信装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の送信装置は、空間光信号の電力をモニターする光検知器を備える点において、第１～第２の実施形態の送信装置とは異なる。
【0086】
（構成）
図１７は、本実施形態に係る送信装置３の構成の一例を示す概念図である。送信装置３は、光源３１、空間光変調器３２、光検知器３４、第１環状ミラーアレイ３５、第２環状ミラーアレイ３６、および通信制御部３９を備える。光源３１、空間光変調器３２、光検知器３４、第１環状ミラーアレイ３５、および第２環状ミラーアレイ３６は、送信器を構成する。送信器は、空間光信号を送信するための窓Ｗが形成された筐体３３０に格納される。図１７は、筐体３３０の内部に収納された送信装置３の内部構成を側方の視座から見た図である。図１７においては、窓Ｗがない柱Ｐの部分で切断された筐体３３０を示す。図１７には、柱Ｐの部分を誇張して示す。図１７は、概念的なものであり、各構成要素の形状や、構成要素間の位置関係、光の進行などを正確に表したものではない。また、図１７の構成は、上下が逆さの状態で配置されてもよい。
図１７は、本実施形態に係る送信装置３の構成の一例を示す概念図である。送信装置３は、光源３１、空間光変調器３２、光検知器３４、第１環状ミラーアレイ３５、第２環状ミラーアレイ３６、および通信制御部３９を備える。光源３１、空間光変調器３２、光検知器３４、第１環状ミラーアレイ３５、および第２環状ミラーアレイ３６は、送信器を構成する。送信器は、空間光信号を送信するための窓Ｗが形成された筐体３３０に格納される。図１７は、筐体３３０の内部に収納された送信装置３の内部構成を側方の視座から見た図である。図１７においては、窓Ｗがない柱Ｐの部分で切断された筐体３３０を示す。図１７には、柱Ｐの部分を誇張して示す。図１７は、概念的なものであり、各構成要素の形状や、構成要素間の位置関係、光の進行などを正確に表したものではない。また、図１７の構成は、上下が逆さの状態で配置されてもよい。
【0087】
図１８は、柱Ｐの部分を通過する切断面で筐体３３０を切断した断面図である。図１８は、天板３３１を下方の視座から見上げた概念図である。図１８には、天板３３１の下面に配置された、光源３１、第１環状ミラーアレイ３５、および第２環状ミラーアレイ３６を示す。天板３３１の中央には、貫通孔Ｔが開口する。貫通孔Ｔは、光源３１から出射された照明光３０１を、下方に向けて通過させるための開口である。また、図１８には、柱Ｐの部分に配置された光検知器３４を示す。
【0088】
光源３１は、第１の実施形態の光源１１と同様の構成である。光源３１は、照明光３０１を出射する。光源３１の出射面は、天板３３１の貫通孔Ｔを介して、空間光変調器３２の変調部３２０に向けられる。光源３１は、貫通孔Ｔの内部に配置されてもよい。光源３１は、天板３３１の下面や、天板３３１と空間光変調器３２との間に配置されてもよい。その場合、天板３３１には、貫通孔Ｔが形成されなくてもよい。光源３１から出射された照明光３０１は、貫通孔Ｔを通過して、空間光変調器３２の変調部３２０に照射される。
【0089】
空間光変調器３２は、第１の実施形態の空間光変調器１２と同様の構成である。空間光変調器３２は、位相変調型の空間光変調器である。空間光変調器３２は、変調部３２０を有する。変調部３２０には、複数の変調領域が設定される。
【0090】
複数の変調領域の各々には、通信制御部３９の制御に応じて、投射光３０５または投射光３０６によって表示される像に応じたパターン（位相画像とも呼ぶ）が設定される。複数の変調領域の各々には、その変調領域に対応付けられた出射器から出射されたレーザ光に由来する照明光３０１が照射される。変調部３２０に設定された複数の変調領域の各々に入射した照明光３０１は、複数の変調領域の各々に設定されたパターン（位相画像）に応じて変調される。複数の変調領域の各々で変調された変調光３０２は、第１環状ミラーアレイ３５の反射面３５０、第２環状ミラーアレイ３６の反射面３６０、または光検知器３４に向けて進行する。
【0091】
第１環状ミラーアレイ３５は、第１の実施形態の第１環状ミラーアレイ１５と同様の構成である。第１環状ミラーアレイ３５は、複数の反射鏡が円環状に配置された構成である。複数の反射鏡の各々は、少なくとも垂直方向に曲率のある反射面３５０を有する反射鏡である。図１８の例において、第１環状ミラーアレイ３５を構成する１２枚の反射鏡は、それらの反射面３５０を斜め下方に向けて環状に配置される。第１環状ミラーアレイ３５を構成する反射鏡の数は、１２枚に限定されない。第１環状ミラーアレイ３５が形成する円環の径は、第２環状ミラーアレイ３６が形成する円環の径よりも大きい。第１環状ミラーアレイ３５の内側には、第２環状ミラーアレイ３６が同心円状に配置される。
【0092】
第２環状ミラーアレイ３６は、第１の実施形態の第２環状ミラーアレイ１６と同様の構成である。第２環状ミラーアレイ３６は、複数の反射鏡が円環状に配置された構成である。複数の反射鏡の各々は、少なくとも垂直方向に曲率のある反射面３６０を有する反射鏡である。図１８の例において、第２環状ミラーアレイ３６を構成する１２枚の反射鏡は、それらの反射面３６０を斜め下方に向けて環状に配置される。第２環状ミラーアレイ３６を構成する反射鏡の数は、１２枚に限定されない。図１８の例において、第２環状ミラーアレイ３６を構成する反射鏡の数は、第１環状ミラーアレイ３５を構成する反射鏡の数と同じである。第２環状ミラーアレイ３６を構成する反射鏡の数は、第１環状ミラーアレイ３５を構成する反射鏡の数と異なっていてもよい。第２環状ミラーアレイ３６を構成する反射鏡の大きさや形状は、第１環状ミラーアレイ３５を構成する反射鏡と同じであってもよいし、異なっていてもよい。第２環状ミラーアレイ３６が形成する円環の径は、第１環状ミラーアレイ３５が形成する円環の径よりも小さい。第２環状ミラーアレイ３６の外側には、第１環状ミラーアレイ３５が同心円状に配置される。
【0093】
第１環状ミラーアレイ３５を構成する反射鏡の反射面３５０と、第２環状ミラーアレイ３６を構成する反射鏡の反射面３６０とは、水平面内において異なる向きに向けられる。図１８の例においては、第２環状ミラーアレイ３６を構成する反射鏡の反射面３６０は、第１環状ミラーアレイ３５を構成する反射鏡の境界に向けられる。このように第１環状ミラーアレイ３５と第２環状ミラーアレイ３６とを組み合わせることによって、死角領域の面積が小さくなる。
【0094】
第１環状ミラーアレイ３５の反射面３５０に照射された変調光３０２は、その反射面３５０で反射される。反射面３５０で反射された光（投射光３０５）は、空間光信号として投射される。同様に、第２環状ミラーアレイ３６の反射面３６０に照射された変調光３０２は、その反射面３６０で反射される。反射面３６０で反射された光（投射光３０６）は、空間光信号として投射される。投射光３０６は、投射光３０５が投射されない死角領域を含む領域にも投射される。また、投射光３０５は、投射光３０６が投射されない死角領域を含む領域にも投射される。すなわち、投射光３０５および投射光３０６は、互いの死角領域を低減し合う。
【0095】
第１環状ミラーアレイ３５の反射面３５０および第２環状ミラーアレイ３６の反射面３６０は、互いの死角領域を補いながら、水平面内において３６０度の方位に向けられる。そのため、送信装置３を用いれば、空間光変調器３２の変調部３２０に設定されたパターン（位相画像）を制御することによって、水平面内における３６０度の方向に向けて、投射光３０５または投射光３０６を投射できる。
【0096】
また、光電力計測モードにおいては、光検知器３４に変調光３０２が照射される。光検知器３４は、照射された変調光３０２を電気信号に変換する。光検知器３４によって変換された電気信号は、通信制御部３９に出力される。通信制御部３９は、光検知器３４から出力された電気信号に基づいて、変調光３０２の光電力を計測する。
【0097】
光検知器３４は、光電力の計測対象である変調光３０２の波長領域の光を受光する受光素子である。例えば、光検知器３４は、可視領域の光に感度を有する。例えば、光検知器３４は、赤外領域の光に感度を有する。光検知器３４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、光検知器３４が感度を有する光の波長帯は、１．５μｍ帯に限定されない。光検知器３４が受光する光の波長帯は、受信対象の空間光信号の波長に合わせて、任意に設定できる。光検知器３４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、光検知器３４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。
【0098】
例えば、光検知器３４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、光検知器３４は、アバランシェフォトダイオードによって実現される。なお、光検知器３４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。
【0099】
通信制御部３９は、光源３１および空間光変調器３２を制御する。例えば、通信制御部３９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。通信制御部３９は、投射される画像に対応する位相画像を変調部３２０に設定する。通信制御部３９は、空間光変調器３２の変調部３２０に設定された変調領域に、投射される画像に対応する位相画像を設定する。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。
【0100】
通信制御部３９は、変調部３２０に照射される照明光３０１の位相と、その変調部３２０で反射される変調光３０２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３２を制御する。通信制御部３９による空間光変調器３２の駆動方法は、空間光変調器３２の変調方式に応じて決定される。通信制御部３９は、表示される画像に対応する位相画像が空間光変調器３２の変調部３２０に設定された状態で、光源３１を駆動させる。その結果、変調部３２０に位相画像が設定された状態で、光源３１から出射された照明光３０１が変調部３２０に照射される。変調部３２０に照射された照明光３０１は、変調部３２０において変調される。
【0101】
また、通信制御部３９は、通信対象（図示しない）との間の通信のために、光源３１から出射される照明光３０１を変調させる。通信において、通信制御部３９は、通信用の位相画像を空間光変調器３２の変調部３２０に設定した状態で、光源３１から照明光３０１を出射させるタイミングを制御する。そのような制御によって、照明光３０１が変調される。通信における照明光３０１の変調パターンは、任意に設定される。
【0102】
さらに、通信制御部３９は、空間光信号（投射光３０５、投射光３０６）の光強度を実測する光電力計測モードに移行する。光電力計測モードにおいて、通信制御部３９は、変調光３０２を光検知器３４の方向に出射するパターン（位相画像）を、空間光変調器３２の変調部３２０に設定する。通信制御部３９は、変調光３０２の照射に応じて光検知器３４から出力された電気信号を用いて、変調光３０２の光電力を計測する。通信制御部３９は、計測された光電力に応じて、光源３１の出力を調整する。例えば、通信制御部３９は、予め設定された出力範囲に収まるように、光源３１の出力を調整する。光源３１の出力範囲については、特に限定を加えない。例えば、光源３１の出力範囲は、法定の基準に従って設定される。
【0103】
以上のように、本実施形態の送信装置は、光源、空間光変調器、第１環状ミラーアレイ、第２環状ミラーアレイ、光検知器、および通信制御部を備える。光源、空間光変調器、第１環状ミラーアレイ、および第２環状ミラーアレイは、送信器を構成する。光源は、照明光を出射する。空間光変調器は、光源から出射された照明光が照射させる変調部を有する。空間光変調器は、変調部で変調された変調光を、第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイのうち少なくともいずれかに向けて出射する。第１環状ミラーアレイは、照明光の光軸を中心として円環状に配置された複数の反射鏡によって構成される。第２環状ミラーアレイは、平面視における第１環状ミラーアレイの内側の領域において、照明光の光軸を中心として円環状に配置された複数の反射鏡によって構成される。第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡は、空間光変調器から出射された変調光が側方に向けて反射されるように配置される。第２環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡の反射面は、第１環状ミラーアレイを構成する複数の反射鏡のうちいずれかの反射面の死角領域を含む方向に向けられる。例えば、光検知器は、筐体の柱の内側に配置される。光検知器は、第１環状ミラーアレイおよび前記第２環状ミラーアレイのいずれかの反射鏡で反射された変調光を検知する。通信制御部は、空間光通信に用いられる位相画像を空間光変調器の変調部に設定する。通信制御部は、位相画像が設定された変調部に照明光が照射されるように光源を制御する。通信制御部は、光電力計測モードにおいて、空間光変調器で変調された変調光を光検知器に向けて照射させるように空間光変調器を制御する。通信制御部は、光検知器によって検知された変調光の光電力を計測する。通信制御部は、計測された変調光の光電力に応じて光源の出力を調整する。
【0104】
本実施形態の送信装置は、光検知器を用いて、空間光信号（投射光）の光電力を直接計測できる。そのため、本態様によれば、実測された空間光信号の光電力に応じて、光源の出力を調整できる。
【0105】
（第４の実施形態）
次に、第４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、送信装置と受信装置とを組み合わせた構成である。送信装置は、第１～第３の実施形態うちいずれかの構成である。受信装置は、空間光信号を受信できる構成であれば、特に限定しない。以下においては、ボールレンズを含む受光機能を備えた受信装置の例をあげる。なお、本実施形態の通信装置は、ボールレンズを含む受光機能ではなく、その他の受光機能を備えた受信装置を備えてもよい。
次に、第４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、送信装置と受信装置とを組み合わせた構成である。送信装置は、第１～第３の実施形態うちいずれかの構成である。受信装置は、空間光信号を受信できる構成であれば、特に限定しない。以下においては、ボールレンズを含む受光機能を備えた受信装置の例をあげる。なお、本実施形態の通信装置は、ボールレンズを含む受光機能ではなく、その他の受光機能を備えた受信装置を備えてもよい。
【0106】
図１９は、本実施形態に係る通信装置４００の構成の一例を示す概念図である。通信装置４００は、送信器４０、受信器４７、および通信制御装置４９を備える。通信装置４００は、外部の通信対象と空間光信号を送受信し合う。そのため、通信装置４００には、空間光信号を送受信するための開口や窓が形成される。
【0107】
送信器４０は、第１～第３に係る実施形態の送信装置のうちいずれかに含まれる送信器である。送信器４０は、通信制御装置４９から制御信号を取得する。送信器４０は、制御信号に応じた空間光信号を投射する。送信器４０から投射された空間光信号は、その空間光信号の送信先の通信対象（図示しない）によって受光される。
【0108】
受信器４７は、通信対象（図示しない）から送信された空間光信号を受信する。受信器４７は、受信した空間光信号を電気信号に変換する。受信器４７は、変換後の電気信号を通信制御装置４９に出力する。例えば、受信器４７は、ボールレンズを含む受光機能を備える。また、受信器４７は、ボールレンズを含まない受光機能を有してもよい。
【0109】
通信制御装置４９は、受信器４７から出力された信号を取得する。通信制御装置４９は、取得した信号に応じた処理を実行する。通信制御装置４９が実行する処理については、特に限定を加えない。通信制御装置４９は、実行した処理に応じた光信号を送信するための制御信号を、送信器４０に出力する。例えば、通信制御装置４９は、受信器４７が受信した信号に含まれる情報に応じて、予め決められた条件に基づく処理を実行する。例えば、通信制御装置４９は、受信器４７が受信した信号に含まれる情報に応じて、通信装置４００の管理者によって指定された処理を実行する。
【0110】
〔受信器〕
次に、受信器４７の構成について図面を参照しながら説明する。図２０は、受信器４７の構成の一例について説明するための概念図である。受信器４７は、ボールレンズ４７１、受光素子４７３、および受信回路４７５を備える。図２０は、受信器４７の内部構成を側方の視座から見た側面図である。受信回路４７５の位置については、特に限定を加えない。受信回路４７５は、受信器４７の内部に配置されてもよいし、受信器４７の外部に配置されてもよい。また、受信回路４７５の機能を通信制御装置４９に含めてもよい。
次に、受信器４７の構成について図面を参照しながら説明する。図２０は、受信器４７の構成の一例について説明するための概念図である。受信器４７は、ボールレンズ４７１、受光素子４７３、および受信回路４７５を備える。図２０は、受信器４７の内部構成を側方の視座から見た側面図である。受信回路４７５の位置については、特に限定を加えない。受信回路４７５は、受信器４７の内部に配置されてもよいし、受信器４７の外部に配置されてもよい。また、受信回路４７５の機能を通信制御装置４９に含めてもよい。
【0111】
ボールレンズ４７１は、球形のレンズである。ボールレンズ４７１は、通信対象から送信された空間光信号を集光する光学素子である。ボールレンズ４７１は、任意の角度から見て、球形である。ボールレンズ４７１の一部は、受信器４７の筐体に開けられた開口から突出する。ボールレンズ４７１は、入射された空間光信号を集光する。開口から突出したボールレンズ４７１に入射した空間光信号が集光される。空間光信号を集光できさえすれば、ボールレンズ４７１の一部は、開口から突出していなくてもよい。
【0112】
ボールレンズ４７１によって集光された空間光信号に由来する光（光信号）は、そのボールレンズ４７１の集光領域に向けて集光される。ボールレンズ４７１は、球形であるため、任意の方向から到来する空間光信号を集光する。すなわち、ボールレンズ４７１は、任意の方向から到来する空間光信号に対して、同様の集光性能を示す。ボールレンズ４７１に入射した光は、ボールレンズ４７１の内部に進入する際に屈折される。また、ボールレンズ４７１の内部を進行する光は、ボールレンズ４７１の外部に出射する際に、再度屈折される。ボールレンズ４７１から出射される光の大部分は、集光領域に集光される。
【0113】
例えば、ボールレンズ４７１は、ガラスや結晶、樹脂などの材料で構成できる。可視領域の空間光信号を受光する場合、ボールレンズ４７１は、可視領域の光を透過／屈折するガラスや結晶、樹脂などの材料によって実現できる。例えば、ボールレンズ４７１は、クラウンガラスやフリントガラスなどの光学ガラスによって実現できる。例えば、ボールレンズ４７１は、ＢＫ（Boron Kron）などのクラウンガラスによって実現できる。例えば、ボールレンズ４７１は、ＬａＳＦ（Lanthanum Schwerflint）などのフリントガラスによって実現できる。例えば、ボールレンズ４７１には、石英ガラスが適用できる。例えば、ボールレンズ４７１には、サファイア等の結晶が適用できる。例えば、ボールレンズ４７１には、アクリル等の透明樹脂が適用できる。
【0114】
空間光信号が近赤外領域の光（以下、近赤外線）である場合、ボールレンズ４７１には、近赤外線を透過する材料が用いられる。例えば、１．５マイクロメートル（μｍ）程度の近赤外領域の空間光信号を受光する場合、ボールレンズ４７１には、ガラスや結晶、樹脂などに加えて、シリコンなどの材料を適用できる。空間光信号が赤外領域の光（以下、赤外線）である場合、ボールレンズ４７１には、赤外線を透過する材料が用いられる。例えば、空間光信号が赤外線である場合、ボールレンズ４７１には、シリコンやゲルマニウム、カルコゲナイド系の材料を適用できる。空間光信号の波長領域の光を透過／屈折できれば、ボールレンズ４７１の材質には限定を加えない。ボールレンズ４７１の材質は、求められる屈折率や用途に応じて、適宜選択されればよい。
【0115】
ボールレンズ４７１は、受光素子４７３の配置された領域に向けて空間光信号を集光できれば、その他の集光器によって代替されてもよい。例えば、ボールレンズ４７１は、入射した空間光信号を、受光素子４７３の受光部に向けて導光する光線制御素子であってもよい。例えば、ボールレンズ４７１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。例えば、ボールレンズ４７１によって集光される光信号を、受光素子４７３の受光部に向けて導光する機構が、追加されてもよい。
【0116】
受光素子４７３は、ボールレンズ４７１の後段に配置される。受光素子４７３は、ボールレンズ４７１の集光領域に配置される。受光素子４７３は、ボールレンズ４７１によって集光された光信号を受光する受光部を有する。ボールレンズ４７１によって集光された光信号は、受光素子４７３の受光部で受光される。受光素子４７３は、受光された光信号を電気信号（以下、信号）に変換する。受光素子４７３は、変換後の信号を、受信回路４７５に出力する。図２５には、受光素子４７３が単一の例を示す。例えば、ボールレンズ４７１の集光領域に、複数の受光素子４７３が配置されてもよい。例えば、ボールレンズ４７１の集光領域に、複数の受光素子４７３がアレイ化された受光素子アレイが配置されてもよい。
【0117】
受光素子４７３は、受信対象である空間光信号の波長領域の光を受光する。例えば、受光素子４７３は、可視領域の光に感度を有する。例えば、受光素子４７３は、赤外領域の光に感度を有する。受光素子４７３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４７３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４７３が受光する光の波長帯は、受信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４７３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４７３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４７３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４７３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。
【0118】
例えば、受光素子４７３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４７３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４７３は、高速通信に対応できる。なお、受光素子４７３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４７３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４７３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４７３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４７３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。
【0119】
例えば、受光素子４７３の前段に、偏光フィルタ（図示しない）が配置されてもよい。偏光フィルタは、受光素子４７３の受光部に対応付けて配置される。例えば、偏光フィルタは、受光素子４７３の受光部に、重ねて配置される。例えば、偏光フィルタは、受信対象の空間光信号の偏光状態に応じて選択されてもよい。例えば、受信対象の空間光信号が直線偏光の場合、偏光フィルタは１／２波長板を含む。例えば、受信対象の空間光信号が円偏光の場合、偏光フィルタは１／４波長板を含む。偏光フィルタの偏光特性に応じて、その偏光フィルタを通過した光信号の偏光状態が変換される。
【0120】
受信回路４７５は、受光素子４７３から出力された信号を取得する。受信回路４７５は、受光素子４７３からの信号を増幅する。受信回路４７５は、増幅された信号をデコードする。受信回路４７５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４７５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。
【0121】
〔通信装置〕
図２１は、通信装置４００の一例（通信装置４０１）を示す概念図である。通信装置４０１は、送信器４１０、受信器４７０、および通信制御装置（図示しない）を備える。図２１では、受信回路や通信制御装置を省略する。受信回路や通信制御装置は、通信装置４０１の内部に配置される。通信装置４０１は、円筒状の外形を有する送信器４１０および受信器４７０を組み合わせた構成を有する。
図２１は、通信装置４００の一例（通信装置４０１）を示す概念図である。通信装置４０１は、送信器４１０、受信器４７０、および通信制御装置（図示しない）を備える。図２１では、受信回路や通信制御装置を省略する。受信回路や通信制御装置は、通信装置４０１の内部に配置される。通信装置４０１は、円筒状の外形を有する送信器４１０および受信器４７０を組み合わせた構成を有する。
【0122】
受信器４７０は、ボールレンズ４７１、受光器４７２、カラーフィルタ４７６、および支持部材４７７を含む。ボールレンズ４７１は、上下に配置された一対の支持部材４７７によって、上下の部分を挟持される。ボールレンズ４７１の上下は、空間光信号の送受信に用いられないため、支持部材４７７で挟持されやすいように、平面状に加工されてもよい。受光器４７２は、受信対象の空間光信号を受信できるように、ボールレンズ４７１の集光領域に合わせて配置される。受光器４７２は、複数の受光素子が環状に配列された受光素子アレイを有する。複数の受光素子は、ボールレンズ４７１の集光領域に配置される。複数の受光素子は、ボールレンズ４７１に受光部を向けて配置される。複数の受光素子は、導線４７８によって、通信制御装置や送信器４１０に接続される。
【0123】
円筒状の受信器４７０の側面には、カラーフィルタ４７６が配置される。カラーフィルタ４７６は、不要な光を除去し、通信に用いられる空間光信号を選択的に透過する。円筒状の受信器４７０の上下面には、一対の支持部材４７７が配置される。一対の支持部材４７７は、ボールレンズ４７１の上下を挟持する。ボールレンズ４７１の周囲には、環状に形成された受光器４７２が配置される。受光器４７２は、ボールレンズ４７１に受光部を向けた複数の受光素子を含む。カラーフィルタ４７６を介してボールレンズ４７１に入射した空間光信号は、ボールレンズ４７１によって、受光器４７２に向けて集光される。受光器４７２に集光された光信号は、いずれかの受光素子の受光部に向けて導光される。受光素子の受光部に到達した光信号は、その受光素子によって受光される。通信制御装置（図示しない）は、受光器４７２に含まれる受光素子よって受光された光信号をデコードする。通信制御装置は、デコードされた光信号に応じて、送信器４１０から空間光信号を送信させる。
【0124】
送信器４１０は、第１～第３に係る実施形態の送信装置のうちいずれかに含まれる送信器よって構成される。送信器４１０は、円筒状の筐体の内部に収納される。円筒状の筐体には、送信器４１０による空間光信号の送信方向に合わせて開口されたスリットが形成される。例えば、送信器４１０が３６０度の方向に空間光信号を送信できる場合、送信器４１０の筐体の側面には、空間光信号の送信方向に合わせて、スリットが形成される。
【0125】
〔適用例〕
次に、本実施形態の適用例について図面を参照しながら説明する。以下の適用例では、複数の通信装置４０１が、空間光信号を送受信する例をあげる。図２２は、本適用について説明するための概念図である。本適用例では、街中に配置された電柱や街灯などの柱の上部（柱上空間）に、複数の通信装置４０１が配置された通信ネットワークの一例（通信システム）をあげる。
次に、本実施形態の適用例について図面を参照しながら説明する。以下の適用例では、複数の通信装置４０１が、空間光信号を送受信する例をあげる。図２２は、本適用について説明するための概念図である。本適用例では、街中に配置された電柱や街灯などの柱の上部（柱上空間）に、複数の通信装置４０１が配置された通信ネットワークの一例（通信システム）をあげる。
【0126】
柱上空間には障害物が少ない。そのため、柱上空間は、通信装置４０１を設置するのに適している。また、同程度の高さに通信装置４０１を設置すれば、空間光信号の到来方向が水平方向に限定される。そのため、受信器４７０を構成する受光器の受光面積を小さくして、装置を簡略化できる。空間光信号を送受信し合う通信装置４０１のペアは、少なくとも一方の通信装置４０１が、他方の通信装置４０１から送信された空間光信号を受光するように配置される。通信装置４０１のペアは、空間光信号を互いに送受信するように配置されてもよい。複数の通信装置４０１で空間光信号の通信ネットワークが構成される場合、中間に位置する通信装置４０１は、他の通信装置４０１から送信された空間光信号を、別の通信装置４０１に中継するように配置されてもよい。
【0127】
本適用例によれば、柱上空間に配置された複数の通信装置４０１の間で、空間光信号を用いた通信が可能になる。例えば、通信装置４０１の間における通信に応じて、自動車や家屋などに設置された無線装置や基地局と通信装置４０１との間で、無線通信による通信が行われてもよい。例えば、柱に設置された通信ケーブル等を介して、通信装置４０１がインターネットに接続されてもよい。
【0128】
以上のように、本実施形態の通信装置は、受信装置、送信装置、および通信制御装置を備える。送信装置は、第１～第２の実施形態に係る送信装置のいずれかに含まれる送信装置である。受信装置は、他の通信装置からの空間光信号を受信する。通信制御装置は、受信装置によって受信された他の通信装置からの空間光信号に基づく信号を取得する。通信制御装置は、取得した信号に応じた処理を実行する。通信制御装置は、実行した処理に応じた空間光信号を送信装置に送信させる。
【0129】
本実施形態の通信装置が備える送信装置は、水平面に沿った任意の方向に向けて、減衰しにくい空間光信号を送信する。そのため、本実施形態の送信装置は、水平面内に沿った任意の方向に配置された複数の通信対象に対して、安定した強度の空間光信号を送信できる。すなわち、本実施形態によれば、水平面内に沿った任意の方向に配置された通信対象に向けて、光空間通信のための空間光信号を継続的に送信できる。
【0130】
本実施形態の一態様の通信システムは、上記の通信装置を複数備える。通信システムにおいて、複数の通信装置は、空間光信号を互いに送受信し合うように配置される。本態様によれば、空間光信号を送受信する通信ネットワークを実現できる。
【0131】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態に係る送信器について図面を参照しながら説明する。本実施形態の送信器は、第１～第３の実施形態の送信装置に含まれる送信器を簡略化した構成である。以下においては、第１の実施形態に係る送信装置に含まれる送信器の構成に基づいて、本実施形態の送信器について説明する。
次に、第５の実施形態に係る送信器について図面を参照しながら説明する。本実施形態の送信器は、第１～第３の実施形態の送信装置に含まれる送信器を簡略化した構成である。以下においては、第１の実施形態に係る送信装置に含まれる送信器の構成に基づいて、本実施形態の送信器について説明する。
【0132】
図２３は、本実施形態に係る送信器５０の構成の一例を示す概念図である。送信器５０は、光源５１、空間光変調器５２、第１環状ミラーアレイ５５、および第２環状ミラーアレイ５６を備える。光源５１は、照明光５０１を出射する。空間光変調器５２は、光源５１から出射された照明光５０１が照射させる変調部５２０を有する。空間光変調器５２は、変調部５２０で変調された変調光５０２を、第１環状ミラーアレイ５５および第２環状ミラーアレイ５６のうち少なくともいずれかに向けて出射する。第１環状ミラーアレイ５５は、照明光５０１の光軸を中心として円環状に配置された複数の反射鏡によって構成される。第２環状ミラーアレイ５６は、平面視における第１環状ミラーアレイ５５の内側の領域において、照明光５０１の光軸を中心として円環状に配置された複数の反射鏡によって構成される。第１環状ミラーアレイ５５および第２環状ミラーアレイ５６を構成する複数の反射鏡は、空間光変調器５２から出射された変調光５０２が側方に向けて反射されるように配置される。第２環状ミラーアレイ５６を構成する複数の反射鏡の反射面５６０は、第１環状ミラーアレイ５５を構成する複数の反射鏡のうちいずれかの反射面５５０の死角領域を含む方向に向けられる。第１環状ミラーアレイ５５の反射面５５０で反射された光（投射光５０５）と、第２環状ミラーアレイ５６の反射面５６０で反射された光（投射光５０６）とは、空間光信号として送信される。
【0133】
本実施形態の送信器は、複数の反射鏡によって構成された第１環状ミラーアレイおよび第２環状ミラーアレイを備える。本実施形態の送信器には、水平面内において曲率を有する一枚の反射面で構成された環状ミラーを用いる場合と比較して、反射面の曲率半径が大きい反射鏡を用いることができる。本実施形態の送信器によれば、水平面内における投射角を小さくできるため、また、本実施形態によれば、第１環状ミラーアレイの死角領域を第２環状ミラーアレイで補うことによって、水平面内に沿った任意の方向に向けて空間光信号を送信できる。すなわち、本実施形態の送信器によれば、水平面内に沿った任意の方向に向けて、減衰しにくい空間光信号を送信できる。
【0134】
（ハードウェア）
次に、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、図面を参照しながら説明する。ここでは、そのようなハードウェア構成の一例として、図２４の情報処理装置９０（コンピュータ）をあげる。図２４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。
次に、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、図面を参照しながら説明する。ここでは、そのようなハードウェア構成の一例として、図２４の情報処理装置９０（コンピュータ）をあげる。図２４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。
【0135】
図２４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２４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。
【0136】
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（命令）を、主記憶装置９２に展開する。例えば、プログラムは、各実施形態の制御や処理を実行するためのソフトウェアプログラムである。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。プロセッサ９１は、プログラムを実行することによって、各実施形態に係る制御や処理を実行する。
【0137】
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（Magneto resistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリが構成／追加されてもよい。
【0138】
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。
【0139】
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。外部機器と接続されるインターフェースとして、入出力インターフェース９５と通信インターフェース９６とが共通化されてもよい。
【0140】
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。入力機器としてタッチパネルが用いられる場合、タッチパネルの機能を有する画面がインターフェースになる。プロセッサ９１と入力機器とは、入出力インターフェース９５を介して接続される。
【0141】
情報処理装置９０には、情報を表示するための表示機器が備え付けられてもよい。表示機器が備え付けられる場合、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）が備えられる。情報処理装置９０と表示機器は、入出力インターフェース９５を介して接続される。
【0142】
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、記録媒体に格納されたデータやプログラムの読み込みや、情報処理装置９０の処理結果の記録媒体への書き込みを仲介する。情報処理装置９０とドライブ装置は、入出力インターフェース９５を介して接続される。
【0143】
以上が、本開示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。図２４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、本開示の範囲を限定するものではない。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、本開示の範囲に含まれる。
【0144】
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、本開示の範囲に含まれる。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。
【0145】
各実施形態の構成要素は、任意に組み合わせられてもよい。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。各実施形態の構成要素は、回路によって実現されてもよい。
【0146】
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。
【符号の説明】
【0147】
１、２、３ 送信装置
１１、２１、３１、５１ 光源
１２、２２、３２、５２ 空間光変調器
１４ 柱回避ミラー
１５、２５、３５、５５ 第１環状ミラーアレイ
１６、２６、３６、５６ 第２環状ミラーアレイ
１９、２９、３９ 通信制御部
３４ 光検知器
４０、５０、４１０ 送信器
４７、４７０ 受信器
４９ 通信制御装置
１３０、２３０、３３０ 筐体
１３１、２３１、３３１ 天板
１３２、２３２、３３２ 底板
２７１ 第１環状中継ミラー
２７２ 第２環状中継ミラー
２７３ 第３環状中継ミラー
２７４ 第４環状中継ミラー
４００、４０１ 通信装置
４７１ ボールレンズ
４７２ 受光器
４７３ 受光素子
４７５ 受信回路
４７６ カラーフィルタ
４７７ 支持部材
４７８ 導線
１１、２１、３１、５１ 光源
１２、２２、３２、５２ 空間光変調器
１４ 柱回避ミラー
１５、２５、３５、５５ 第１環状ミラーアレイ
１６、２６、３６、５６ 第２環状ミラーアレイ
１９、２９、３９ 通信制御部
３４ 光検知器
４０、５０、４１０ 送信器
４７、４７０ 受信器
４９ 通信制御装置
１３０、２３０、３３０ 筐体
１３１、２３１、３３１ 天板
１３２、２３２、３３２ 底板
２７１ 第１環状中継ミラー
２７２ 第２環状中継ミラー
２７３ 第３環状中継ミラー
２７４ 第４環状中継ミラー
４００、４０１ 通信装置
４７１ ボールレンズ
４７２ 受光器
４７３ 受光素子
４７５ 受信回路
４７６ カラーフィルタ
４７７ 支持部材
４７８ 導線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】