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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】P2024057784
(43)【公開日】2024-04-25
(54)【発明の名称】通信装置、通信システム、通信方法、およびプログラム
(51)【国際特許分類】
H04B 10/116 20130101AFI20240418BHJP
【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 2022164681
(22)【出願日】2022-10-13
(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】今井 浩
(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）】
5K102AA24
5K102AL23
5K102MA01
5K102MB04
5K102MC00
5K102MD01
5K102MD04
5K102PB18
5K102PC12
5K102PH01
5K102PH24
5K102PH25
5K102PH33
5K102PH34
5K102PH38
5K102RB02
5K102RD28
(57)【要約】
【課題】自装置や通信対象が動揺する状況であっても、安定した通信を継続できる通信装置等を提供する。
【解決手段】空間光変調器の変調部で変調された変調光を第１空間光信号として送信する送信器と、通信対象から送信された第２空間光信号を受信する受信器と、自装置の動揺に関する物理量を検出する検出器と、検出器によって検出された物理量と、第２空間光信号に含まれる通信対象の動揺に関する情報とを取得し、通信対象の動揺に関する情報と物理量とを用いて通信対象の動揺の状態を分析し、分析した通信対象の動揺の状態に応じて、第１空間光信号の送信条件を送信器に設定する通信制御部と、を備える通信装置とする。
【選択図】 図１
【解決手段】空間光変調器の変調部で変調された変調光を第１空間光信号として送信する送信器と、通信対象から送信された第２空間光信号を受信する受信器と、自装置の動揺に関する物理量を検出する検出器と、検出器によって検出された物理量と、第２空間光信号に含まれる通信対象の動揺に関する情報とを取得し、通信対象の動揺に関する情報と物理量とを用いて通信対象の動揺の状態を分析し、分析した通信対象の動揺の状態に応じて、第１空間光信号の送信条件を送信器に設定する通信制御部と、を備える通信装置とする。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
空間光変調器の変調部で変調された変調光を第１空間光信号として送信する送信器と、
通信対象から送信された第２空間光信号を受信する受信器と、
自装置の動揺に関する物理量を検出する検出器と、
前記検出器によって検出された前記物理量と、前記第２空間光信号に含まれる前記通信対象の動揺に関する情報とを取得し、前記通信対象の動揺に関する情報と前記物理量とを用いて前記通信対象の動揺の状態を分析し、分析した前記通信対象の動揺の状態に応じて、前記第１空間光信号の送信条件を前記送信器に設定する通信制御手段と、を備える通信装置。
通信対象から送信された第２空間光信号を受信する受信器と、
自装置の動揺に関する物理量を検出する検出器と、
前記検出器によって検出された前記物理量と、前記第２空間光信号に含まれる前記通信対象の動揺に関する情報とを取得し、前記通信対象の動揺に関する情報と前記物理量とを用いて前記通信対象の動揺の状態を分析し、分析した前記通信対象の動揺の状態に応じて、前記第１空間光信号の送信条件を前記送信器に設定する通信制御手段と、を備える通信装置。
【請求項2】
前記通信制御手段は、
前記検出器によって検出された前記物理量と、前記物理量が検出された時刻とが対応付けられたデータを含む前記第１空間光信号を前記送信器に送信させる請求項１に記載の通信装置。
前記検出器によって検出された前記物理量と、前記物理量が検出された時刻とが対応付けられたデータを含む前記第１空間光信号を前記送信器に送信させる請求項１に記載の通信装置。
【請求項3】
前記通信制御手段は、
前記自装置に対する前記通信対象の相対的な動揺の状態に応じて、前記第１空間光信号の送信条件を前記送信器に設定する請求項２に記載の通信装置。
前記自装置に対する前記通信対象の相対的な動揺の状態に応じて、前記第１空間光信号の送信条件を前記送信器に設定する請求項２に記載の通信装置。
【請求項4】
前記送信器は、
照明光を出射する複数の出射器を含む光源を有し、
前記通信制御手段は、
前記光源に含まれる複数の前記出射器に対応付けて、前記送信器に含まれる前記空間光変調器の変調部に複数の変調領域を設定し、複数の前記変調領域の各々に位相画像を設定し、複数の前記変調領域の各々に対応付けられた前記出射器から前記照明光が出射されるタイミングを制御することによって、前記第１空間光信号の送信方向を制御する請求項３に記載の通信装置。
照明光を出射する複数の出射器を含む光源を有し、
前記通信制御手段は、
前記光源に含まれる複数の前記出射器に対応付けて、前記送信器に含まれる前記空間光変調器の変調部に複数の変調領域を設定し、複数の前記変調領域の各々に位相画像を設定し、複数の前記変調領域の各々に対応付けられた前記出射器から前記照明光が出射されるタイミングを制御することによって、前記第１空間光信号の送信方向を制御する請求項３に記載の通信装置。
【請求項5】
前記通信制御手段は、
複数の前記出射器の各々から出射された前記照明光に由来する前記第１空間光信号によって表示されるドットのペアの表示状態が所定の条件に応じて協調的に変化するように前記送信器を制御し、
前記第１空間光信号の受信に応じて前記通信対象から送信された前記第２空間光信号に含まれる前記通信対象の動揺に関する情報を取得し、
前記通信対象の動揺に関する情報と前記物理量とを用いて前記通信対象の動揺の状態を分析する請求項４に記載の通信装置。
複数の前記出射器の各々から出射された前記照明光に由来する前記第１空間光信号によって表示されるドットのペアの表示状態が所定の条件に応じて協調的に変化するように前記送信器を制御し、
前記第１空間光信号の受信に応じて前記通信対象から送信された前記第２空間光信号に含まれる前記通信対象の動揺に関する情報を取得し、
前記通信対象の動揺に関する情報と前記物理量とを用いて前記通信対象の動揺の状態を分析する請求項４に記載の通信装置。
【請求項6】
前記通信制御手段は、
バーチャルレンズ画像を前記位相画像に合成した合成画像を前記変調領域に設定して、前記通信対象の動揺の状態に合わせて、前記第１空間光信号によって前記通信対象に照射されるドットを変形させる請求項４に記載の通信装置。
バーチャルレンズ画像を前記位相画像に合成した合成画像を前記変調領域に設定して、前記通信対象の動揺の状態に合わせて、前記第１空間光信号によって前記通信対象に照射されるドットを変形させる請求項４に記載の通信装置。
【請求項7】
前記通信制御手段は、
前記通信対象の動揺の状態を学習させた推定モデルを含み、
前記検出器によって検出された前記物理量と、前記第２空間光信号に含まれる前記通信対象の動揺に関する情報とを前記推定モデルに入力し、
前記推定モデルからの出力に応じて前記通信対象の動揺の状態を分析し、
分析した前記通信対象の動揺の状態に応じて前記推定モデルを更新する請求項３に記載の通信装置。
前記通信対象の動揺の状態を学習させた推定モデルを含み、
前記検出器によって検出された前記物理量と、前記第２空間光信号に含まれる前記通信対象の動揺に関する情報とを前記推定モデルに入力し、
前記推定モデルからの出力に応じて前記通信対象の動揺の状態を分析し、
分析した前記通信対象の動揺の状態に応じて前記推定モデルを更新する請求項３に記載の通信装置。
【請求項8】
請求項１乃至７のいずれか一項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。
【請求項9】
空間光変調器の変調部で変調された変調光を第１空間光信号として送信する送信器と、通信対象から送信された第２空間光信号を受信する受信器と、自装置の動揺に関する物理量を検出する検出器と、を備える通信装置の通信制御方法であって、
コンピュータが、
前記検出器によって検出された前記物理量と、前記第２空間光信号に含まれる前記通信対象の動揺に関する情報とを取得し、
前記通信対象の動揺に関する情報と前記物理量とを用いて前記通信対象の動揺の状態を分析し、
分析した前記通信対象の動揺の状態に応じて、前記第１空間光信号の送信条件を前記送信器に設定する通信制御方法。
コンピュータが、
前記検出器によって検出された前記物理量と、前記第２空間光信号に含まれる前記通信対象の動揺に関する情報とを取得し、
前記通信対象の動揺に関する情報と前記物理量とを用いて前記通信対象の動揺の状態を分析し、
分析した前記通信対象の動揺の状態に応じて、前記第１空間光信号の送信条件を前記送信器に設定する通信制御方法。
【請求項10】
空間光変調器の変調部で変調された変調光を第１空間光信号として送信する送信器と、通信対象から送信された第２空間光信号を受信する受信器と、自装置の動揺に関する物理量を検出する検出器と、を備える通信装置を制御するプログラムであって、
前記検出器によって検出された前記物理量と、前記第２空間光信号に含まれる前記通信対象の動揺に関する情報とを取得する処理と、
前記通信対象の動揺に関する情報と前記物理量とを用いて前記通信対象の動揺の状態を分析する処理と、
分析した前記通信対象の動揺の状態に応じて、前記第１空間光信号の送信条件を前記送信器に設定する処理と、をコンピュータに実行させるプログラム。
前記検出器によって検出された前記物理量と、前記第２空間光信号に含まれる前記通信対象の動揺に関する情報とを取得する処理と、
前記通信対象の動揺に関する情報と前記物理量とを用いて前記通信対象の動揺の状態を分析する処理と、
分析した前記通信対象の動揺の状態に応じて、前記第１空間光信号の送信条件を前記送信器に設定する処理と、をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、光空間通信に用いられる通信装置等に関する。
【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介さずに、空間を伝播する光信号（以下、空間光信号）を用いて通信が行われる。通信装置を中心として複数の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。任意の方向の通信装置と光空間通信を行うためには、その通信対象との間で空間光信号の送受信方向を合わせる必要がある。
【0003】
特許文献１には、送信機から発せられた信号光を受信する受信装置について開示されている。特許文献１の受信装置は、制御部、位相変調型空間光変調素子、および検出器を備える。制御部は、送信機の位置を示す位置情報に基づいて生成された位相画像に、バーチャルレンズ画像を合成して、合成画像を生成する。位相変調型空間光変調素子は、合成画像の供給を受けて、信号光を回折して集光する。検出器は、回折して集光した信号光を受ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第２０１９／０２６１７５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１の受信装置は、ＧＰＳ（Global Positioning System）やナビゲーションシステムから取得される各送信機の位置情報に基づいて、各送信器の位置情報に基づいた位相画像を生成する。そのため、特許文献１の手法によれば、送信機と受信装置の相対位置や姿勢の変化に応じて、通信を継続できる。電柱や電灯の柱上の空間に配置された通信装置は、様々な要因で動揺する。複数の通信装置の位置関係は、それぞれの通信装置の動揺に応じて、複雑に変動する。これらの動揺は、通信装置の位置情報だけでは正確に把握できない。そのため、特許文献１の手法では、位置情報だけでは把握できない個々の通信装置の動揺による通信途絶を解消できなかった。
【0006】
本開示の目的は、自装置や通信対象が動揺する状況であっても、安定した通信を継続できる通信装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一態様の通信装置は、空間光変調器の変調部で変調された変調光を第１空間光信号として送信する送信器と、通信対象から送信された第２空間光信号を受信する受信装置と、自装置の動揺に関する物理量を検出する検出器と、検出器によって検出された物理量と、第２空間光信号に含まれる通信対象の動揺に関する情報とを取得し、通信対象の動揺に関する情報と物理量とを用いて通信対象の動揺の状態を分析し、分析した通信対象の動揺の状態に応じて、第１空間光信号の送信条件を送信器に設定する通信制御部と、を備える。
【0008】
本開示の一態様の通信制御方法は、空間光変調器の変調部で変調された変調光を第１空間光信号として送信する送信器と、通信対象から送信された第２空間光信号を受信する受信装置と、自装置の動揺に関する物理量を検出する検出器と、を備える通信装置の通信制御方法であって、検出器によって検出された物理量と、第２空間光信号に含まれる通信対象の動揺に関する情報とを取得し、通信対象の動揺に関する情報と物理量とを用いて通信対象の動揺の状態を分析し、分析した通信対象。動揺の状態に応じて、第１空間光信号の送信条件を送信器に設定する。
【0009】
本開示の一態様のプログラムは、空間光変調器の変調部で変調された変調光を第１空間光信号として送信する送信器と、通信対象から送信された第２空間光信号を受信する受信器と、自装置の動揺に関する物理量を検出する検出器と、を備える通信装置を制御するプログラムであって、検出器によって検出された物理量と、第２空間光信号に含まれる通信対象の動揺に関する情報とを取得する処理と、通信対象の動揺に関する情報と物理量とを用いて通信対象の動揺の状態を分析する処理と、分析した通信対象の動揺の状態に応じて、第１空間光信号の送信条件を送信器に設定する処理と、をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、自装置や通信対象が動揺する状況であっても、安定した通信を継続できる通信装置等を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】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。
【図2】第１の実施形態に係る通信装置が備える送信器の構成の一例を示すブロック図である。
【図3】第１の実施形態に係る通信装置が備える送信器から送信される空間光信号によって表示されるドットの照射例について説明するための概念図である。
【図4】第１の実施形態に係る通信装置が備える送信器から送信される空間光信号によって表示されるドットの表示例について説明するための概念図である。
【図5】第１の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ブロック図である。
【図6】第１の実施形態に係る通信装置が備える検出器の構成の一例を示すブロック図である。
【図7】第１の実施形態に係る通信装置が備える通信制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図8】第１の実施形態に係る通信装置が備える通信制御部に含まれる動揺分析部の構成の一例を示すブロック図である。
【図9】第１の実施形態に係る通信装置の配置例について説明するための概念図である。
【図10】第１の実施形態に係る通信装置の動揺の一例について説明するための概念図である。
【図11】第１の実施形態に係る通信装置から見た通信対象の動揺パターンの一例について説明するための概念図である。
【図12】第１の実施形態に係る通信装置と通信対象の動揺の一例について説明するための概念図である。
【図13】第１の実施形態に係る通信装置から送信された空間光信号が、静止した通信対象に照射される一例を示す概念図である。
【図14】第１の実施形態に係る通信装置から送信された空間光信号が、動揺する通信対象に照射される一例を示す概念図である。
【図15】第１の実施形態に係る通信装置からスキャン用の空間光信号を送信する一例を示す概念図である。
【図16】第１の実施形態に係る通信装置が通信対象の動揺の振動周波数を測定する一例を示す概念図である。
【図17】第１の実施形態に係る通信装置が通信対象の動揺の振幅を測定する一例を示す概念図である。
【図18】第１の実施形態に係る通信装置が、通信対象の動揺に合わせて、空間光信号を照射する一例を示す概念図である。
【図19】第１の実施形態に係る通信装置が、通信対象の動揺に合わせて、空間光信号によって表示されるドットを変形させる一例を示す概念図である。
【図20】第１の実施形態に係る通信装置が、通信対象の動揺に合わせて、空間光信号によって表示されるドットを拡大させる一例を示す概念図である。
【図21】第１の実施形態に係る通信装置から見た通信対象の動揺パターンの一例について説明するための概念図である。
【図22】第１の実施形態に係る通信装置による送信器の制御例１について説明するための表である。
【図23】第１の実施形態に係る通信装置による送信器の制御例１について説明するための概念図である。
【図24】第１の実施形態に係る通信装置による送信器の制御例２について説明するための表である。
【図25】第１の実施形態に係る通信装置による送信器の制御例２について説明するための概念図である。
【図26】第１の実施形態の適用例に係る通信ネットワークの一例について説明するための概念図である。
【図27】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。
【図28】各実施形態の制御や処理を実行するハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
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。
【0013】
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。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がある。
【0014】
（第１の実施形態）
まず、本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に用いられる。本実施形態の通信装置は、空間を伝搬する光を送受信する用途であれば、光空間通信以外の用途に用いられてもよい。本実施形態において、空間光信号は、十分に離れた位置から到来するために、平行光とみなす。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、本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に用いられる。本実施形態の通信装置は、空間を伝搬する光を送受信する用途であれば、光空間通信以外の用途に用いられてもよい。本実施形態において、空間光信号は、十分に離れた位置から到来するために、平行光とみなす。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。
【0015】
（構成）
図１は、本実施形態に係る通信装置１０の構成の一例を示す概念図である。通信装置１０は、送信器１１、受信器１３、検出器１５、および通信制御部１７を備える。通信装置１０は、他の通信装置１０（通信対象）との間で、空間光信号を送受信し合う。以下においては、通信装置１０は、送信器１１、受信器１３、検出器１５、および通信制御部１７の構成について個別に説明する。以下において、通信装置１０が通信対象に向けて送信した空間光信号を、第１空間光信号と呼ぶ。また、通信対象が通信装置１０に向けて送信した空間光信号を、第２空間光信号と呼ぶ。
図１は、本実施形態に係る通信装置１０の構成の一例を示す概念図である。通信装置１０は、送信器１１、受信器１３、検出器１５、および通信制御部１７を備える。通信装置１０は、他の通信装置１０（通信対象）との間で、空間光信号を送受信し合う。以下においては、通信装置１０は、送信器１１、受信器１３、検出器１５、および通信制御部１７の構成について個別に説明する。以下において、通信装置１０が通信対象に向けて送信した空間光信号を、第１空間光信号と呼ぶ。また、通信対象が通信装置１０に向けて送信した空間光信号を、第２空間光信号と呼ぶ。
【0016】
〔送信器〕
図２は、送信器１１の構成の一例を示す概念図である。光源１１１、空間光変調器１１２、および曲面ミラー１１３を有する。光源１１１、空間光変調器１１２、曲面ミラー１１３は、送信器１１の筐体の内部に配置される。光源１１１および空間光変調器１１２は、通信制御部１７に接続される。
図２は、送信器１１の構成の一例を示す概念図である。光源１１１、空間光変調器１１２、および曲面ミラー１１３を有する。光源１１１、空間光変調器１１２、曲面ミラー１１３は、送信器１１の筐体の内部に配置される。光源１１１および空間光変調器１１２は、通信制御部１７に接続される。
【0017】
光源１１１は、通信制御部１７の制御に応じて、通信に用いられる光（照明光１０１）を出射する。光源１１１は、空間光変調器１１２に向けて、照明光１０１を出射する。照明光１０１は、通信内容に応じて変調される。例えば、照明光１０１は、通信対象ごとに異なる周波数で変調される。
【0018】
図３は、送信器１１の内部構成における光路の一例を示す概念図である。図３においては、曲面ミラー１１３を省略する。図３の例において、光源１１１は、３つの出射器（ＬA、ＬB、ＬC）を含む。光源１１１に含まれる出射器の数は、３つに限定されない。光源１１１に含まれる出射器の数は、４つ以上であってもよいし、２つ以下であってもよい。出射器は、通信対象に送信する信号のパターンに応じて変調された光を出射する。例えば、出射器から出射された光は、光学系を介して照明光に変換される。光源１１１から出射された照明光は、空間光変調器１１２に向けて進行する。
【0019】
光源１１１に含まれる出射器は、通信制御部１７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、８００～９００ナノメートル（ｎｍ）の近赤外線であれば、レーザクラスをあげられるので、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。
【0020】
空間光変調器１１２は、位相変調型の変調器である。空間光変調器１１２は、変調部１１２０を有する。変調部１１２０には、変調領域が設定される。変調部１１２０の変調領域には、通信制御部１７の制御に応じて、投射光によって表示される画像に応じたパターン（位相画像とも呼ぶ）が設定される。変調部１１２０には、光源１１１から出射された照明光１０１が照射される。照明光１０１は、変調部１１２０に設定されたパターン（位相画像）に応じて変調される。変調部１１２０で変調された変調光１０２は、曲面ミラー１１３に向けて進行する。
【0021】
例えば、空間光変調器１１２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１１２は、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）によって実現できる。また、空間光変調器１１２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１１２では、投射光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１１２を用いる場合、光源１１１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。
【0022】
変調部１１２０の変調領域は、複数の領域に分割される（タイリングとも呼ぶ）。例えば、変調領域は、所望のアスペクト比を有する四角形の領域（タイルとも呼ぶ）に分割される。複数のタイルの各々には、位相画像が割り当てられる。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。複数のタイルの各々に設定される位相画像は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。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。複数のタイルに位相画像が設定された状態で、変調部１１２０に照明光が照射されると、各タイルの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。変調部１１２０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。変調部１１２０に設定されるタイルが多すぎると、各タイルの画素数が少なくなり、解像度が低下する。そのため、変調部１１２０の変調領域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】
曲面ミラー１１３は、空間光変調器１１２の後段に配置される。曲面ミラー１１３は、曲面状の反射面１１３０を有する反射鏡である。曲面ミラー１１３の反射面１１３０は、投射光の投射角に応じた曲率を有する。例えば、曲面ミラー１１３の反射面１１３０は、円柱の側面の形状を有する。例えば、曲面ミラー１１３の反射面１１３０は、自由曲面や球面でもよい。例えば、曲面ミラー１１３の反射面１１３０は、単一の曲面ではなく、複数の曲面を組み合わせた形状であってもよい。例えば、曲面ミラー１１３の反射面１１３０は、曲面と平面を組み合わせた形状であってもよい。
【0024】
曲面ミラー１１３は、空間光変調器１１２の変調部１１２０に、反射面１１３０を向けて配置される。曲面ミラー１１３は、変調光１０２の光路に配置される。曲面ミラー１１３の反射面１１３０には、変調光１０２が照射される。反射面１１３０で反射された光（投射光１０３）は、空間光信号として投射される。投射光１０３は、曲面ミラー１１３の反射面１１３０における変調光１０２の照射範囲の曲率に応じて拡大される。なお、送信器１１には、曲面ミラー１１３の替わりに、フーリエ変換レンズや投射レンズ等を含む投射光学系が配置されてもよい。
【0025】
例えば、空間光変調器１１２の後段に、遮蔽器（図示しない）が配置されてもよい。遮蔽器は、変調光１０２に含まれる不要な光成分を遮蔽し、投射光１０３の表示領域の外縁を規定する枠体である。例えば、遮蔽器は、アパーチャである。そのようなアパーチャには、所望の画像を形成する光（所望光）を通過させる部分に、スリット状の開口が形成される。所望光は、１次の回折光である。遮蔽器は、所望光を通過させ、不要な光成分を遮蔽する。例えば、遮蔽器は、変調光１０２に含まれる０次光や、０次光を中心として所望光に対して点対称の位置に表れる不要な１次光、２次以上の高次光を含むゴースト像を遮蔽する。遮蔽器の詳細については、説明を省略する。
【0026】
図３の例において、変調部１１２０には、３つの変調領域（ＲA、ＲB、ＲC）が設定される。図３には、変調部１１２０に照射された照明光の照射範囲を、破線の円で示す。変調領域ＲA、変調領域ＲB、および変調領域ＲCの各々には、出射器ＬA、出射器ＬB、および出射器ＬCの各々から出射された光に由来する照明光１０１が照射される。変調領域ＲA、変調領域ＲB、および変調領域ＲCの各々に照射された照明光１０１は、それらの領域に設定された位相画像に応じて、変調される。変調領域ＲA、変調領域ＲB、および変調領域ＲCの各々で変調された変調光１０２は、曲面ミラー１１３の反射面１１３０で反射されて、投射光１０３として投射される。変調領域ＲAで変調された変調光１０２に由来する投射光１０３は、通信対象の位置における投射面Ｓpにおいて、ドットＤAとして表示される。変調領域ＲBで変調された変調光１０２に由来する投射光１０３は、通信対象の位置における投射面Ｓpにおいて、ドットＤBとして表示される。変調領域ＲCで変調された変調光１０２に由来する投射光１０３は、通信対象の位置における投射面Ｓpにおいて、ドットＤCとして表示される。
【0027】
図４は、位相変調型の空間光変調器１１２を用いて投射された投射光１０３によって形成される画像の表示例を示す概念図である。図４は、通信対象の位置における画像の表示例である。他の変調方式と比べて、位相変調型の空間光変調器１１２は、高効率に光を投射するには有効であるが、解像度が低い。位相変調型の空間光変調器１１２を用いて投射された投射光１０３の画素は、ドット状に集中するため、ドットより大きな隙間がドット間に形成される。一般的な手法では、位相変調型の空間光変調器１１２を用いて、ドットがつながった画像を形成することが難しい。ドットの間に通信対象が位置する場合、その通信対象によって空間光信号が受信されない。本実施形態の送信器１１は、３つの出射器を含む光源１１１を有する。空間光変調器１１２を位相制御することによって、投射光１０３のドットによって形成される画像を、図４に示すドットの間にシフトさせることができる。本実施形態の手法では、図３のように、投射面Ｓpにおいて、ドット間の隙間を相互に埋めるように、ドットを表示させることができる。そのため、本実施形態の送信器１１は、ドット間の隙間に通信対象が位置する場合であっても、その通信対象に対して空間光信号を照射できる。空間光変調器１１２の変調部１１２０に設定された位相画像の切り替えは、液晶の動作速度に依存する。空間光通信で用いられる１５５０ｎｍ（ナノメートル）の波長帯において、液晶の応答は１５０～２００ミリ秒程度である。また、８００－１０００ｎｍの波長帯であっても、液晶の応答は５０ｍｓ～１００ｍｓ程度である。すなわち、空間光通信で用いられる波長帯では、空間光変調器１１２の変調部１１２０に設定された位相画像の切り替えが液晶の応答に律速される。そのため、変調部１１２０に設定された位相画像を差し替えるだけでは、動揺に追従させてドットを移動させることは難しい。本実施形態では、変調部１１２０を複数の変調領域に分割する。後述する図２２～図２５の例では、アクティブな変調領域を順次切り替えて、アクティブでない変調領域の位相画像を差し替える。このようにすれば、液晶の応答が完了するまでの間に、アクティブでない変調領域の位相画像を差し替えることができるので、動揺に追従させてドットを移動させることができる。
【0028】
〔受信器〕
図５は、受信器１３の構成について図面を参照しながら説明する。図５は、受信器１３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１３は、ボールレンズ１３１、受光素子１３３、および受信回路１３５を備える。図５は、受信器１３の内部構成を横方向から見た側面図である。受信回路１３５の位置については、特に限定を加えない。受信回路１３５は、受信器１３の内部に配置されてもよいし、受信器１３の外部に配置されてもよい。また、受信回路１３５の機能を通信制御部１７に含めてもよい。
図５は、受信器１３の構成について図面を参照しながら説明する。図５は、受信器１３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１３は、ボールレンズ１３１、受光素子１３３、および受信回路１３５を備える。図５は、受信器１３の内部構成を横方向から見た側面図である。受信回路１３５の位置については、特に限定を加えない。受信回路１３５は、受信器１３の内部に配置されてもよいし、受信器１３の外部に配置されてもよい。また、受信回路１３５の機能を通信制御部１７に含めてもよい。
【0029】
ボールレンズ１３１は、球形のレンズである。ボールレンズ１３１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１３１は、任意の角度から見て、球形である。ボールレンズ１３１の一部は、受信器１３の筐体に開けられた開口から突出する。ボールレンズ１３１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１３１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１３１の一部は、開口から突出していなくてもよい。
【0030】
ボールレンズ１３１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１３１の集光領域に向けて集光される。ボールレンズ１３１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１３１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１３１に入射した光は、ボールレンズ１３１の内部に進入する際に屈折される。また、ボールレンズ１３１の内部を進行する光は、ボールレンズ１３１の外部に出射する際に、再度屈折される。ボールレンズ１３１から出射される光の大部分は、集光領域に集光される。
【0031】
例えば、ボールレンズ１３１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１３１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１３１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１３１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１３１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１３１には、石英ガラスが適用できる。例えば、ボールレンズ１３１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１３１には、アクリル等の透明樹脂が適用できる。
【0032】
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１３１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１３１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１３１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１３１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１３１の材質には限定を加えない。ボールレンズ１３１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。
【0033】
ボールレンズ１３１は、受光素子１３３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１３１の替わりに、入射した空間光信号を、受光素子１３３の受光部に向けて集光する凸レンズが配置されてもよい。例えば、ボールレンズ１３１の替わりに、入射した空間光信号を、受光素子１３３の受光部に向けて導光する光線制御素子が配置されてもよい。例えば、ボールレンズ１３１は、レンズや光線制御素子を組み合わせた構成で置換されてもよい。例えば、ボールレンズ１３１によって集光される光信号を、受光素子１３３の受光部に向けて導光する機構が、追加されてもよい。
【0034】
受光素子１３３は、ボールレンズ１３１の後段に配置される。受光素子１３３は、ボールレンズ１３１の集光領域に配置される。受光素子１３３は、ボールレンズ１３１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１３１によって集光された光信号は、受光素子１３３の受光部で受光される。受光素子１３３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１３３は、変換後の信号を、受信回路１３５に出力する。図５には、受光素子１３３が単一の例を示す。例えば、ボールレンズ１３１の集光領域に、複数の受光素子１３３が配置されてもよい。例えば、ボールレンズ１３１の集光領域に、複数の受光素子１３３がアレイ化された受光素子アレイが配置されてもよい。
【0035】
受光素子１３３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１３３は、可視領域の光に感度を有する。例えば、受光素子１３３は、赤外領域の光に感度を有する。受光素子１３３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１３３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１３３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１３３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１３３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１３３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１３３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。
【0036】
例えば、受光素子１３３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１３３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１３３は、高速通信に対応できる。なお、受光素子１３３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１３３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１３３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１３３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１３３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。
【0037】
例えば、受光素子１３３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１３３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１３３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。
【0038】
受信回路１３５は、受光素子１３３から出力された信号を取得する。受信回路１３５は、受光素子１３３からの信号を増幅する。受信回路１３５は、増幅された信号をデコードする。受信回路１３５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１３５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。
【0039】
〔検出器〕
図６は、検出器１５の構成の一例を示すブロック図である。検出器１５は、加速度センサ１５１、角速度センサ１５３、および方位センサ１５５を有する。加速度センサ１５１、角速度センサ１５３、および方位センサ１５５の動揺に応じた物理量を計測する。加速度センサ１５１、角速度センサ１５３、および方位センサ１５５によって計測された物理量には、その物理量が計測された時刻が紐づけられる。加速度センサ１５１、角速度センサ１５３、および方位センサ１５５によって計測された物理量と、その物理量が計測された時刻とを含むデータが計測値である。
図６は、検出器１５の構成の一例を示すブロック図である。検出器１５は、加速度センサ１５１、角速度センサ１５３、および方位センサ１５５を有する。加速度センサ１５１、角速度センサ１５３、および方位センサ１５５の動揺に応じた物理量を計測する。加速度センサ１５１、角速度センサ１５３、および方位センサ１５５によって計測された物理量には、その物理量が計測された時刻が紐づけられる。加速度センサ１５１、角速度センサ１５３、および方位センサ１５５によって計測された物理量と、その物理量が計測された時刻とを含むデータが計測値である。
【0040】
加速度センサ１５１は、３軸方向の加速度（空間加速度とも呼ぶ）を計測するセンサである。加速度センサ１５１は、通信装置１０の動揺に関する物理量として、加速度（空間加速度とも呼ぶ）を計測する。加速度センサ１５１は、計測した加速度を通信制御部１７に出力する。加速度センサ１５１として用いられるセンサは、加速度を計測できれば、その計測方式に限定を加えない。例えば、加速度センサ１５１には、周波数変化型や圧電型、ピエゾ抵抗型、静電容量型等の方式のセンサを用いることができる。
【0041】
角速度センサ１５３は、３軸周りに関する角速度（空間角速度とも呼ぶ）を計測するセンサである。角速度センサ１５３は、通信装置１０の動揺に関する物理量として、角速度（空間角速度とも呼ぶ）を計測する。角速度センサ１５３は、計測した角速度を通信制御部１７に出力する。角速度センサ１５３として用いられるセンサは、角速度を計測できれば、その計測方式に限定を加えない。例えば、角速度センサ１５３には、振動型や静電容量型等の方式のジャイロセンサを用いることができる。
【0042】
方位センサ１５５は、３軸周りに関する角度（空間角度とも呼ぶ）を計測するセンサである。方位センサ１５５は、通信装置１０の動揺に関する物理量として、角度（空間角度とも呼ぶ）を計測する。方位センサ１５５は、計測した角度を通信制御部１７に出力する。方位センサ１５５として用いられるセンサは、角度を計測できれば、その計測方式に限定を加えない。例えば、方位センサ１５５には、ホールセンサやＭＲ（Magneto Resistance）センサ、ＭＩ（Magneto Impedance）センサ等の地磁気センサを用いることができる。
【0043】
例えば、加速度センサ１５１によって計測された加速度や、角速度センサ１５３によって計測された角速度を用いて角度を計算できる場合、方位センサ１５５が省略されてもよい。その場合、検出器１５は、加速度および角速度を計測する慣性計測装置によって実現されてもよい。慣性計測装置の一例として、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）があげられる。ＩＭＵは、３軸方向の加速度を計測する加速度センサ１５１と、３軸周りに関する角速度を計測する角速度センサ１５３とを含む。検出器１５は、ＶＧ（Vertical Gyro）やＡＨＲＳ（Attitude Heading）などの慣性計測装置によって実現されてもよい。また、検出器１５は、ＧＰＳ／ＩＮＳ（Global Positioning System／Inertial Navigation System）によって実現されてもよい。
【0044】
例えば、検出器１５は、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ:Global Navigation Satellite System)を構成する複数の人工衛星から送信された衛星信号を用いて、通信装置１０の位置を計測する機能を有してもよい。例えば、検出器１５は、人工衛星から送信された衛星信号を用いて、通信装置１０の位置を計測する。そのような衛星信号は、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの全地球衛星系のシステムを構成する人工衛星から送信される。例えば、全地球航法衛星システムには、Ｇａｌｉｌｅｏや、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、北斗衛星導航系統などがある。例えば、検出器１５は、地域衛星系のシステムを構成する人工衛星から送信された衛星信号を用いてもよい。例えば、地域衛星系のシステムには、準天頂衛星システムやインド地域航法衛星システムなどがある。衛星信号を用いて位置情報を測定する場合、検出器１５は、計測された位置情報を、通信制御部１７に出力する。
【0045】
〔通信制御部〕
図７は、通信制御部１７（通信制御手段）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。通信制御部１７は、動揺分析部１７１、条件記憶部１７２、送信条件生成部１７３、送信制御部１７４、信号取得部１７５、信号解析部１７６、および信号生成部１７７を有する。例えば、通信制御部１７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。例えば、通信制御部１７は、送信器１１または受信器１３に実装されてもよい。例えば、通信制御部１７は、送信器１１または受信器１３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。図７は、通信制御部１７の構成の一例であって、通信制御部１７の構成を限定するものではない。
図７は、通信制御部１７（通信制御手段）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。通信制御部１７は、動揺分析部１７１、条件記憶部１７２、送信条件生成部１７３、送信制御部１７４、信号取得部１７５、信号解析部１７６、および信号生成部１７７を有する。例えば、通信制御部１７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。例えば、通信制御部１７は、送信器１１または受信器１３に実装されてもよい。例えば、通信制御部１７は、送信器１１または受信器１３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。図７は、通信制御部１７の構成の一例であって、通信制御部１７の構成を限定するものではない。
【0046】
動揺分析部１７１は、自装置（通信装置１０）の動揺に関する計測値を、検出器１５から取得する。動揺分析部１７１は、取得した計測値を用いて、自装置の動揺の状況を分析する。動揺分析部１７１は、分析結果に応じて、追尾データを生成する。追尾データは、自装置の動揺に応じた、自装置に対する通信対象の相対的な位置に関するデータである。追尾データの詳細については、後述する。また、動揺分析部１７１は、自装置の動揺に関する計測値を、追尾データに追加する。計測値には、その計測値が計測された時刻が含まれる。動揺分析部１７１は、生成した追尾データを、送信条件生成部１７３に出力する。
【0047】
また、動揺分析部１７１は、通信対象の動揺に関する計測値を、信号取得部１７５から取得する。その場合、動揺分析部１７１は、自装置の動揺に関する計測値と、通信対象の動揺に関する計測値とを用いて、追尾データを生成する。このように生成された追尾データは、自装置および通信対象の動揺に応じた、自装置と通信対象の間の相対的な位置関係を示すデータに相当する。自装置のみの動揺に応じたデータよりも、自装置と通信対象との間の相対的な動揺に応じたデータを用いた方が、より的確に通信対象を追従できる。
【0048】
条件記憶部１７２は、送信器１１に送光させる投射光（空間光信号）によって形成される画像に対応する位相画像を記憶する。例えば、位相画像の表示位置を変更させるシフト画像や、位相画像を拡大させる仮想レンズ画像などのパターンを記憶する。条件記憶部１７２に記憶されたパターンは、送信器１１の空間光変調器１１２の変調部１１２０に設定される。また、条件記憶部１７２は、送信器１１の光源１１１を制御するための光源制御条件や、送信器１１の空間光変調器１１２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、送信器１１の光源１１１から照明光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１１２の変調部１１２０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的に制御することによって、空間光変調器１１２の変調部１１２０に設定されたパターンに応じた投射光が投射される。
【0049】
送信条件生成部１７３は、信号生成部１７７から送信対象信号を取得する。また、送信条件生成部１７３は、通信装置１０と通信対象との間の動揺に応じた追尾パターンを、動揺分析部１７１から取得する。送信条件生成部１７３は、条件記憶部１７２に記憶された条件に基づいて、追尾パターンに応じた通信対象の位置に向けて送信対象信号を送信するための送信条件を生成する。例えば、送信条件生成部１７３は、条件記憶部１７２に記憶された投射条件に基づいて、送信対象信号を送光するためのパターンを選択する。例えば、送信条件生成部１７３は、送信対象信号として投射される投射光によって表示される像に対応するパターンを、空間光変調器１１２の変調部１１２０に設定する送信条件を生成する。例えば、送信条件生成部１７３は、空間光変調器１１２の変調部１１２０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１１２の変調部１１２０に設定する送信条件を生成する。
【0050】
送信制御部１７４は、送信条件生成部１７３によって設定された送信条件に基づいて、送信器１１の光源１１１および空間光変調器１１２を制御するための送信指示を、送信器１１に出力する。送信器１１は、送信指示に応じて、投射光（空間光信号）を送信する。
【0051】
信号取得部１７５は、受信器１３によってデコードされた信号を、その受信器１３から取得する。また、信号取得部１７５は、受信器１３によって信号処理が加えられた信号を、その受信器１３から取得する。例えば、信号取得部１７５が取得する信号には、通信装置１０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信号が含まれる。信号取得部１７５は、取得した信号を信号解析部１７６に出力する。受信器１３によってデコードされた信号に通信対象の動揺に関する計測値が含まれる場合、信号取得部１７５は、通信対象の動揺に関する計測値を動揺分析部１７１に出力する。
【0052】
信号解析部１７６は、信号取得部１７５によって取得された信号を解析する。例えば、信号解析部１７６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。スキャン信号は、通信対象の探索に用いられる信号である。通信信号は、探索された通信対象との通信に用いられる信号である。信号解析部１７６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１７６は、信号の解析結果を信号生成部１７７に出力する。
【0053】
信号生成部１７７は、信号解析部１７６による信号の解析結果を取得する。また、信号生成部１７７は、自装置の動揺に関する計測値を、動揺分析部１７１から取得する。信号生成部１７７は、信号の解析結果に応じた送信対象信号を生成する。送信対象信号は、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。また、送信対象信号は、自装置の動揺に関する計測値を含む。通信対象が複数である場合、信号生成部１７７は、通信対象ごとに送信対象信号を生成する。信号生成部１７７は、生成した送信対象信号を、送信条件生成部１７３に出力する。
【0054】
＜動揺分析部＞
次に、通信制御部１７に含まれる動揺分析部１７１の構成の一例について図面を参照しながら説明する。以下においては、自装置（通信装置１０）および通信対象の動揺に基づいて、自装置と通信対象の相対的な位置関係に応じた追尾パターンを生成する例について説明する。
次に、通信制御部１７に含まれる動揺分析部１７１の構成の一例について図面を参照しながら説明する。以下においては、自装置（通信装置１０）および通信対象の動揺に基づいて、自装置と通信対象の相対的な位置関係に応じた追尾パターンを生成する例について説明する。
【0055】
図８は、動揺分析部１７１の構成の一例を示すブロック図である。動揺分析部１７１は、計測値取得部１４１、記憶部１４２、追尾部１４３、および出力部１４５を有する。
【0056】
計測値取得部１４１は、自装置の動揺に関する計測値を、検出器１５から取得する。また、計測値取得部１４１は、通信対象の動揺に関する計測値を、信号取得部１７５から取得する。計測値取得部１４１は、取得した計測値を、追尾部１４３および出力部１４５に出力する。
【0057】
記憶部１４２は、自装置および通信対象の動揺に関する情報の入力に応じて、自装置と通信対象の相対的な位置関係を出力する推定モデルを格納する。通信対象が複数の場合、記憶部１４２は、通信対象ごとの推定モデルを格納する。記憶部１４２に格納された推定モデルは、自装置および通信対象の動揺に関する情報を適宜学習することよって、更新される。推定モデルの更新のタイミングには、特に限定を加えない。
【0058】
追尾部１４３は、自装置および通信対象の動揺に関する情報を取得する。追尾部１４３は、自装置および通信対象の動揺に関する情報を、記憶部１４２に記憶された推定モデルを入力する。追尾部１４３は、推定モデルから出力される自装置と通信対象の相対的な位置関係を用いて、通信対象の位置を推定する。追尾部１４３によって推定される通信対象の位置は、自装置から見た通信対象の相対的な位置に相当する。追尾部１４３は、次の送信タイミングで送信される空間光信号が通信対象に到達する時点における、その通信対象の位置を推定する。追尾部１４３は、追尾部１４３の推定結果に応じて、通信対象の位置に応じた追尾データを生成する。
【0059】
例えば、追尾部１４３は、通信対象の空間的な位置座標を推定する。通信対象の空間的な位置座標は、その通信対象の動揺に応じて変動する。追尾部１４３は、その位置座標を含む追尾データを生成する。この場合、次の送信タイミングにおいて、通信装置１０は、その通信対象への空間光信号を、その位置座標に向けて送信する。
【0060】
例えば、追尾部１４３は、通信対象の空間的な位置の変動を示す軌跡を推定する。通信対象の空間的な位置の変動を示す軌跡は、その通信対象の動揺に応じて変動する位置をなぞったパターンに相当する。追尾部１４３によって推定される通信対象の位置のバリエーションは、ここであげた限りではない。追尾部１４３は、その軌跡に含まれる位置座標を含む追尾データを生成する。この場合、次の送信タイミングにおいて、通信装置１０は、その通信対象への空間光信号を、その位置座標に向けて送信する。例えば、通信装置１０は、複数の光束からなる空間光信号を、軌跡に向けて送信してもよい。そのようにすれば、通信対象を面でとらえることができるので、その通信対象によって空間光信号が受光される確度が向上する。
【0061】
出力部１４５は、追尾部１４３から追尾データを取得する。また、出力部１４５は、計測値取得部１４１から、自装置の計測値を取得する。出力部１４５は、自装置の計測値を追尾データに追加する。計測値には、その計測値が計測された時刻が含まれる。例えば、出力部１４５は、通信対象の計測値を追尾データに追加してもよい。出力部１４５は、送信条件生成部１７３に追尾データを出力する。出力された追尾データは、次回の空間光信号の送信タイミングにおける、空間光信号の送信方向の設定に用いられる。
【0062】
〔動揺〕
次に、通信装置１０の動揺について、図面を参照しながら説明する。図９は、通信装置１０Ａと通信装置１０Ｂの間における空間光信号の送受信の一例について説明するための概念図である。通信装置１０Ａおよび通信装置１０Ｂは、電柱や電灯の上などの柱上空間に配置される。
次に、通信装置１０の動揺について、図面を参照しながら説明する。図９は、通信装置１０Ａと通信装置１０Ｂの間における空間光信号の送受信の一例について説明するための概念図である。通信装置１０Ａおよび通信装置１０Ｂは、電柱や電灯の上などの柱上空間に配置される。
【0063】
図９の例において、通信装置１０Ａは、鉛直面内における投射角が０．５度の空間光信号を、水平方向に向けて送信する。通信装置１０Ａと通信装置１０Ｂの距離は、１００ｍ（メートル）である。通信装置１０Ａから送信された空間光信号の照射範囲は、通信装置１０Ｂの位置において、鉛直面内で８７ｃｍ（センチメートル）まで拡がる。すなわち、通信装置１０Ａから送信された空間光信号の照射範囲は、投射方向が０．５度変位しただけで、通信装置１０Ｂの位置における鉛直面内で８７ｃｍもずれてしまう。
【0064】
図１０は、通信装置１０の動揺について説明するための概念図である。図１０は、通信装置１０が紙面内で動揺する例である。図１０のように、空間光信号の送信方向は、通信装置１０の動揺に応じて変動する。通信装置１０から送信された空間光信号の照射範囲に通信対象が入っていない場合、その空間光信号は通信対象によって受信されない。このような場合、通信装置１０と通信対象との間における通信が途絶えてしまう。本実施形態では、通信装置１０の動揺に合わせて空間光信号の送信方向を変化させることによって、通信装置１０と通信対象の間における通信を継続させる。
【0065】
図１１は、動揺に応じた通信装置１０の軌跡の一例を示す概念図である。図１１は、通信装置１０Ａから見た通信対象（通信装置１０Ｂ）の軌跡ＰSを示す。図１１の例では、通信装置１０Ｂの軌跡ＰSに合わせて、通信装置１０Ａから送信された空間光信号の照射範囲Ｒiを示す。通信装置１０Ａから送信された空間光信号の照射範囲Ｒiを、通信装置１０Ｂの軌跡ＰSに合わせて追尾できれば、通信装置１０Ａと通信装置１０Ｂとの間の通信は途絶えることがない。実際には、通信装置１０Ｂの軌跡ＰSに合わせて、照射範囲Ｒiを正確に追尾させ続けることは難しい。しかし、通信装置１０Ｂの軌跡ＰSに含まれる位置に照射範囲Ｒiを合わせておけば、一時的に通信が途絶えたとしても、通信が回復される見込みがある。また、通信装置１０Ｂの軌跡ＰSに含まれる複数の位置に向けて、複数の光束からなる空間光信号を通信装置１０Ａから送信すれば、通信が途絶える期間が短くなる。本実施形態では、動揺に応じた通信対象の位置を追尾することによって、通信が途絶える期間を短縮できる。
【0066】
図１２は、通信装置１０がお互いの動揺に関する情報を、相互に交換する一例について説明するための概念図である。図１２は、通信装置１０Ａおよび通信装置１０Ｂが異なるパターンで動揺している例である。通信装置１０Ａは、紙面に垂直な面内において、振動周波数ｆ2、振幅Ａ2で周期的に振動している。通信装置１０Ｂは、紙面に平行な面内において、振動周波数ｆ1、振幅Ａ1で周期的に振動している。通信装置１０Ａと通信装置１０Ｂの間において、お互いの動揺に関する情報を相互に交換すれば、通信が継続されている限り、それらの情報に応じて通信対象の位置を計算できる。通信が途絶えたとしても、動揺に関する情報に基づいて、通信対象の方向を推定できる。そのため、通信が途絶えたとしても、通信対象との通信を復旧しやすくなる。
【0067】
図１３は、動揺がない状態における空間光信号の照射例を示す概念図である。図１３の例では、空間光信号の送信元の通信装置１０Ａから見て、通信対象（通信装置１０Ｂ）が静止している。図１３の例では、空間光信号の照射範囲Ｂの範囲内に通信装置１０Ｂが含まれている。吹き出しの中には、通信装置１０Ｂが受信する空間光信号の受信強度を示す。図１３の例の場合、通信装置１０Ｂは、一定の受信強度で空間光信号を受信する。
【0068】
図１４は、動揺がある状態における、空間光信号の照射例を示す概念図である。図１４の例では、空間光信号の送信元の通信装置１０Ａから見て、通信対象（通信装置１０Ｂ）が一方向に沿って動揺している。図１４の例では、空間光信号の照射範囲Ｂの範囲から、通信装置１０Ｂがはみ出す期間がある。吹き出しの中には、通信装置１０Ｂが受信する空間光信号の受信強度を示す。図１４の例の場合、通信装置１０Ｂによる空間光信号の受信強度は、動揺に応じて変動する。通信装置１０Ｂの動揺に合わせて空間光信号を送信すれば、通信装置１０Ｂによる空間光信号の受信強度の変動を抑制できる。例えば、送信元の通信装置１０Ａは、空間光信号の受信強度の変動に応じて、動揺を検知するように構成されてもよい。その場合、通信装置１０Ａは、検知された動揺に関する情報を通信装置１０Ｂとの間で相互に交換し、動揺に応じて空間光信号の送信方向を制御することによって、通信を継続できる。
【0069】
図１５は、複数の光束からなる空間光信号を用いた通信対象の追従の一例について説明するための概念図である。図１５は、２つの光束からなるスキャン用の空間光信号を用いて、通信装置１０Ａが通信対象（通信装置１０Ｂ）を追従する例である。図１５の例において、通信装置１０Ｂは、紙面の右上から左下に向かう方向に沿って動揺している。図１５には、吹き出しの中に、通信装置１０Ｂによって受信される空間光信号の受信強度の時間変化を示す。
【0070】
送信元の通信装置１０Ａは、２つの照射範囲（照射範囲ＢＦ、照射範囲ＢＳ）に向けて、スキャン用の空間光信号を送信する。照射範囲ＢＦおよび照射範囲ＢＳの各々には、異なる出射器から出射された空間光信号が照射される。通信装置１０Ａは、識別子Ｆが付与された空間光信号を照射範囲ＢＦに送信する。また、通信装置１０Ａは、識別子Ｓが付与された空間光信号を照射範囲ＢＳに送信する。送信先の通信装置１０Ｂは、２つの照射範囲に照射された空間光信号を、その空間光信号に付与された識別子に応じて区別する。図１５には、照射範囲ＢＦと照射範囲ＢＳの中間位置を中心として、照射範囲ＢＦおよび照射範囲ＢＳのペアが照射される位置を回転させる様子を示す。
【0071】
照射期間Ｔ1において、送信元の通信装置１０Ａは、紙面の左上から右下に向かう方向に沿って照射範囲ＢＦ1と照射範囲ＢＳ1が並ぶように、空間光信号を送信する。この場合、照射範囲ＢＦ1と照射範囲ＢＳ1とを結ぶ直線と、通信装置１０Ｂの動揺方向との成す角は約９０度である。照射期間Ｔ1において、通信装置１０Ｂは、ノイズＮのレベルの空間光信号を受信する。
【0072】
照射期間Ｔ2において、送信元の通信装置１０Ａは、紙面の上から下に向かう方向に沿って照射範囲ＢＦ2と照射範囲ＢＳ2が並ぶように、空間光信号を送信する。この場合、照射範囲ＢＦ2と照射範囲ＢＳ2とを結ぶ直線と、通信装置１０Ｂの動揺方向との成す角は約４５度である。照射期間Ｔ2において、通信装置１０Ｂは、照射範囲ＢＦ2に照射された空間光信号Ｆ２と、照射範囲ＢＳ2に照射された空間光信号Ｓ２とを受信する。通信装置１０Ｂは、照射範囲ＢＦ2に照射された空間光信号Ｆ２と、照射範囲ＢＳ2に照射された空間光信号Ｓ２とを、識別子によって区別する。
【0073】
照射期間Ｔ3において、送信元の通信装置１０Ａは、紙面の右上から左下に向かう方向に沿って照射範囲ＢＦ3と照射範囲ＢＳ3が並ぶように、空間光信号を送信する。この場合、照射範囲ＢＦ3と照射範囲ＢＳ3とを結ぶ直線と、通信装置１０Ｂの動揺方向とが一致する。照射期間Ｔ3において、通信装置１０Ｂは、照射範囲ＢＦ3に照射された空間光信号Ｆ３と、照射範囲ＢＳ3に照射された空間光信号Ｓ３とを受信する。通信装置１０Ｂは、照射範囲ＢＦ3に照射された空間光信号Ｆ３と、照射範囲ＢＳ3に照射された空間光信号Ｓ３とを、識別子によって区別する。
【0074】
照射期間Ｔ4において、送信元の通信装置１０Ａは、紙面の左から右に向かう方向に沿って照射範囲ＢＦ4と照射範囲ＢＳ4が並ぶように、空間光信号を送信する。この場合、照射範囲ＢＦ4と照射範囲ＢＳ4とを結ぶ直線と、通信装置１０Ｂの動揺方向との成す角は約４５度である。照射期間Ｔ4において、通信装置１０Ｂは、照射範囲ＢＦ4に照射された空間光信号Ｆ４と、照射範囲ＢＳ4に照射された空間光信号Ｓ４とを受信する。通信装置１０Ｂは、照射範囲ＢＦ4に照射された空間光信号Ｆ４と、照射範囲ＢＳ4に照射された空間光信号Ｓ４とを、識別子によって区別する。
【0075】
図１５の例では、照射期間Ｔ3における空間光信号の受信強度が最も大きい。通信装置１０Ｂは、受信強度が最も大きい空間光信号を受信したのが照射期間Ｔ3であったことを通知する空間光信号（応答信号）を、その空間光信号の送信元の通信装置１０Ａに向けて送信する。その応答信号を受信した通信装置１０Ａは、照射期間Ｔ3に送信した空間光信号によって照射された照射範囲ＢＦ3と照射範囲ＢＳ3とを結ぶ直線の方向が、自装置（通信装置１０Ａ）から見た通信対象（通信装置１０Ｂ）の動揺方向であると判別できる。
【0076】
図１６は、通信対象の動揺の振動周波数を計測する一例について説明するための概念図である。図１６は、図１５に示す手順によって、通信装置１０Ａから見た通信対象（通信装置１０Ｂ）の動揺方向が判別された後に、動揺の振動周波数を計測する例である。通信装置１０Ａは、周波数の異なる空間光信号を送信する。図１６には、吹き出しの中に、送信先の通信装置１０Ｂによって受信される空間光信号の受信強度の時間変化を示す。
【0077】
送信元の通信装置１０Ａは、２つの照射範囲（照射範囲ＢＦ3、照射範囲ＢＳ3）に向けて、スキャン用の空間光信号を送信する。照射範囲ＢＦ3および照射範囲ＢＳ3の各々には、異なる出射器から出射された空間光信号が照射される。通信装置１０Ａは、識別子Ｆが付与された空間光信号を照射範囲ＢＦ3に送信する。また、通信装置１０Ａは、識別子Ｓが付与された空間光信号を照射範囲ＢＳ3に送信する。通信装置１０Ｂは、２つの照射範囲に照射された空間光信号を、その空間光信号に付与された識別子に応じて区別する。
【0078】
図１６には、周波数ＦＬの空間光信号と周波数ＦＨの空間光信号が送信される例を示す。周波数ＦＬが低周波数であり、周波数ＦＨが高周波数である。通信装置１０Ｂは、空間光信号の周波数に応じた間隔で、識別子Ｆが付与された空間光信号と、識別子Ｓが付与された空間光信号とを受信する。通信装置１０Ｂは、通信装置１０Ａに対する自装置（通信装置１０Ｂ）の動揺の振動周波数に応じた間隔で空間光信号を受信する。それぞれの周波数における、空間光信号の受信間隔を計測すれば、通信装置１０Ａに対する自装置（通信装置１０Ｂ）の動揺の振動周波数を計算できる。
【0079】
図１７は、通信対象の動揺の振幅を計測する一例について説明するための概念図である。図１７は、図１５に示す手順によって、通信装置１０Ａから見た通信対象（通信装置１０Ｂ）の動揺方向が判別された後に、動揺の振幅を計測する例である。図１７には、吹き出しの中に、通信装置１０Ｂによって受信される空間光信号の受信強度の時間変化を示す。
【0080】
送信元の通信装置１０Ａは、２つの照射範囲（照射範囲ＢＦ3、照射範囲ＢＳ3）に向けて、スキャン用の空間光信号を送信する。通信装置１０Ａは、照射範囲ＢＦ3および照射範囲ＢＳ3の間隔を変えながら、空間光信号を送信する。照射範囲ＢＦ3および照射範囲ＢＳ3の各々には、異なる出射器から出射された空間光信号が照射される。通信装置１０Ａは、識別子Ｆが付与された空間光信号を照射範囲ＢＦ3に送信する。また、通信装置１０Ａは、識別子Ｓが付与された空間光信号を照射範囲ＢＳ3に送信する。
【0081】
照射範囲ＢＦ3と照射範囲ＢＳの間隔Ｄ1（左）は、通信装置１０Ｂの動揺における振幅と比べて小さい。照射範囲ＢＦ3と照射範囲ＢＳの間隔Ｄ2（中央）は、通信装置１０Ｂの動揺における振幅と一致する。照射範囲ＢＦ3と照射範囲ＢＳの間隔Ｄ3（右）は、通信装置１０Ｂの動揺における振幅と比べて大きい。この場合、間隔Ｄ2（中央）において、空間光信号の受信強度が最大になる。すなわち、通信装置１０Ｂの動揺における振幅は、間隔Ｄ2に相当する。
【0082】
図１８は、図１７で判別された動揺の振幅に合わせて、通信装置１０が空間光信号を送信する一例を示す概念図である。図１８の例では、通信装置１０Ａが、通信対象（通信装置１０Ｂ）の動揺方向に合わせて、３つの照射範囲（照射範囲Ｂa、照射範囲Ｂb、照射範囲Ｂc）に向けた空間光信号を送信する。図１８には、通信装置１０Ｂの動揺方向を矢印で示す。通信装置１０Ａは、照射範囲Ｂa、照射範囲Ｂb、および照射範囲Ｂcの各々に向けて、異なる出射器を用いて空間光信号を送信する。照射範囲Ｂaと照射範囲Ｂcの間隔は、通信装置１０Ｂの動揺の振幅に一致する。そのため、動揺している通信装置１０Ｂがいずれの位置にいても、照射範囲Ｂa、照射範囲Ｂb、および照射範囲Ｂcのいずれかに照射された空間光信号が、その通信装置１０Ｂによって継続的に受信される。
【0083】
図１９は、空間光信号の照射範囲を変形する一例を示す概念図である。図１９には、通信対象（通信装置１０Ｂ）の動揺方向を矢印で示す。図１９の例の場合、通信装置１０Ｂの動揺方向に沿って、空間光信号の照射範囲Ｂを引き伸ばす。例えば、空間光変調器１１２の変調部１１２０に設定される位相画像に、その位相画像の投射範囲を引き伸ばすように拡大するバーチャルレンズを合成すれば、図１９のような照射範囲Ｂの空間光信号を送信できる。図１９のように、通信装置１０Ｂの動揺方向に沿って、空間光信号の照射範囲Ｂを引き伸ばせば、照射範囲Ｂに照射された空間光信号が、その通信装置１０Ｂによって継続的に受信される。
【0084】
図２０は、空間光信号の照射範囲を変形する別の一例を示す概念図である。図２０には、通信対象（通信装置１０Ｂ）の動揺方向を矢印で示す。図２０の例の場合、動揺する通信装置１０Ｂの範囲を含むように、空間光信号の照射範囲Ｂを拡大する。例えば、空間光変調器１１２の変調部１１２０に設定される位相画像に、その位相画像の投射範囲を拡大するバーチャルレンズを合成すれば、図２０のような照射範囲Ｂの空間光信号を送信できる。図２０のように、動揺する通信装置１０Ｂの範囲を含むように空間光信号の照射範囲Ｂを拡大すれば、照射範囲Ｂに照射された空間光信号が、その通信装置１０Ｂによって継続的に受信される。
【0085】
図２１は、複雑に動揺する通信装置１０の軌跡の一例を示す概念図である。図２１は、通信装置１０Ａから見た通信対象（通信装置１０Ｂ）の軌跡ＰSを示す。図２１のように、通信装置１０Ｂが複雑に動揺する場合、その通信装置１０Ｂの位置を含む微小範囲Ｖにおいて、その通信装置１０Ｂの動揺を推定すればよい。どのように複雑な動揺であっても、通信装置１０Ｂは、最も安定した位置で静止し状態から動揺し始め、やがて最も安定した位置で静止する。そのため、微小範囲Ｖにおける通信装置１０Ｂの変動する方向が判別できれば、その方向に追従していくことによって、全体的な軌跡ＰSを把握できる。例えば、通信装置１０Ａの光源１１１に含まれる出射器の数を増やし、通信装置１０Ｂの軌跡ＰSに沿って、複数の照射範囲に向けて空間光信号を送信すれば、通信が途切れる期間を短縮できる。
【0086】
通信装置１０が動揺する要因は、いくつかの類型に分類できる。例えば、通信装置１０が設置された場所における風や気温、湿度、雨などの環境要因が、通信装置１０の動揺を引き起こす。例えば、通信装置１０が設置された場所の近辺で行われている道路や電線の工事などの人為的要因が、通信装置１０の動揺を引き起こすこともある。例えば、通信装置１０が設置された支柱の固有振動が、通信装置１０の動揺を引き起こす要因になりうる。これらの要因に応じた動揺パターンを推定モデルに学習させておけば、通信対象の位置の微小変化に応じて、その通信対象の動揺を推定できる。さらに、動揺を引き起こす要因と、その要因に応じた動揺パターンとを用いて、推定モデルを逐次学習させれば、動揺パターンの推定精度が向上する。
【0087】
〔制御例〕
次に、複数の照射範囲に向けて空間光信号を送信するための送信器１１の制御例について図面を参照しながら説明する。以下においては、３つの出射器を含む光源１１１を用いて、空間光信号の照射範囲を変化させる例をあげる。
次に、複数の照射範囲に向けて空間光信号を送信するための送信器１１の制御例について図面を参照しながら説明する。以下においては、３つの出射器を含む光源１１１を用いて、空間光信号の照射範囲を変化させる例をあげる。
【0088】
＜制御例１＞
図２２は、空間光変調器１１２の変調部１１２０に設定される複数の変調領域と、光源１１１に含まれる複数の出射器との制御例１について説明するための表である。図２２には、空間光信号を送信するタイミングに合わせてアクティブにする変調領域と出射器の対応関係を示す。変調部１１２０には、変調領域ＲA、変調領域ＲB、および変調領域ＲCが設定される。光源１１１は、出射器ＬA、出射器ＬB、および出射器ＬCを含む。出射器ＬAから出射された照明光は、変調領域ＲAに照射される。出射器ＬBから出射された照明光は、変調領域ＲBに照射される。出射器ＬCから出射された照明光は、変調領域ＲCに照射される。
図２２は、空間光変調器１１２の変調部１１２０に設定される複数の変調領域と、光源１１１に含まれる複数の出射器との制御例１について説明するための表である。図２２には、空間光信号を送信するタイミングに合わせてアクティブにする変調領域と出射器の対応関係を示す。変調部１１２０には、変調領域ＲA、変調領域ＲB、および変調領域ＲCが設定される。光源１１１は、出射器ＬA、出射器ＬB、および出射器ＬCを含む。出射器ＬAから出射された照明光は、変調領域ＲAに照射される。出射器ＬBから出射された照明光は、変調領域ＲBに照射される。出射器ＬCから出射された照明光は、変調領域ＲCに照射される。
【0089】
照射期間Ｔ1においては、変調領域ＲAに位相画像ＩAが設定され、変調領域ＲBに位相画像ＩBが設定され、変調領域ＲCに位相画像ＩCが設定される。照射期間Ｔ1においては、出射器ＬAが駆動され（ＯＮ）、出射器ＬBおよび出射器ＬCは停止している（ＯＦＦ）。照射期間Ｔ1においては、変調領域ＲAに設定された位相画像ＩAに応じた照射パターンの空間光信号が送信される。
【0090】
照射期間Ｔ1から照射期間Ｔ2に遷移するタイミングにおいて、出射器ＬAが停止され、出射器ＬBが駆動される。すなわち、照射期間Ｔ2においては、出射器ＬBが駆動され、出射器ＬAおよび出射器ＬCは停止している。また、出射器ＬAの停止に合わせて、変調領域ＲAに設定された位相画像ＩAが位相画像ＩDに切り替えられる。そのため、照射期間Ｔ2においては、変調領域ＲAに位相画像ＩDが設定され、変調領域ＲBに位相画像ＩBが設定され、変調領域ＲCに位相画像ＩCが設定される。照射期間Ｔ2においては、変調領域ＲBに設定された位相画像ＩBに応じた照射パターンの空間光信号が送信される。
【0091】
照射期間Ｔ2から照射期間Ｔ3に遷移するタイミングにおいて、出射器ＬBが停止され、出射器ＬCが駆動される。すなわち、照射期間Ｔ3においては、出射器ＬCが駆動され、出射器ＬAおよび出射器ＬBは停止している。また、出射器ＬBの停止に合わせて、変調領域ＲBに設定された位相画像ＩBが位相画像ＩEに切り替えられる。そのため、照射期間Ｔ3においては、変調領域ＲAに位相画像ＩDが設定され、変調領域ＲBに位相画像ＩEが設定され、変調領域ＲCに位相画像ＩCが設定される。照射期間Ｔ3においては、変調領域ＲCに設定された位相画像ＩCに応じた照射パターンの空間光信号が送信される。
【0092】
照射期間Ｔ3から照射期間Ｔ4に遷移するタイミングにおいて、出射器ＬCが停止され、出射器ＬAが駆動される。すなわち、照射期間Ｔ4においては、出射器ＬAが駆動され、出射器ＬBおよび出射器ＬCは停止している。そのため、照射期間Ｔ4においては、変調領域ＲAに位相画像ＩDが設定され、変調領域ＲBに位相画像ＩEが設定され、変調領域ＲCに位相画像ＩCが設定される。照射期間Ｔ4においては、変調領域ＲAに設定された位相画像ＩDに応じた照射パターンの空間光信号が送信される。
【0093】
照射期間Ｔ4から照射期間Ｔ5に遷移するタイミングにおいて、出射器ＬAが停止され、出射器ＬBが駆動される。すなわち、照射期間Ｔ5においては、出射器ＬBが駆動され、出射器ＬAおよび出射器ＬCは停止している。そのため、照射期間Ｔ5においては、変調領域ＲAに位相画像ＩDが設定され、変調領域ＲBに位相画像ＩEが設定され、変調領域ＲCに位相画像ＩCが設定される。照射期間Ｔ5においては、変調領域ＲBに設定された位相画像ＩEに応じた照射パターンの空間光信号が送信される。
【0094】
図２３は、図２２の表に従った制御に応じて送信された空間光信号によって表示されるドットについて説明するための概念図である。照射期間Ｔ1に送信された空間光信号は、ドットＤAとして表示される。照射期間Ｔ2に送信された空間光信号は、ドットＤBとして表示される。照射期間Ｔ3に送信された空間光信号は、ドットＤCとして表示される。照射期間Ｔ4に送信された空間光信号は、ドットＤDとして表示される。照射期間Ｔ5に送信された空間光信号は、ドットＤEとして表示される。空間光信号によって表示されるドットＤは、左側から右側に向けて、途切れることなく順番に照射される。
【0095】
空間光変調器１１２の変調部１１２０は液晶パネルである。そのため、変調領域に設定された位相画像は、液晶の応答時間を経て、切り替わる。図２２の表に従って制御することによって、アクティブな変調領域を順次切り替えて、アクティブでない変調領域の位相画像を液晶の応答時間に合わせて差し替える。このようにすれば、液晶の応答が完了するまでの間に、アクティブでない変調領域の位相画像を差し替えることができる。そのため、図２３のような照射パターンの空間光信号を、通信対象に向けて途切れることなく照射することによって、動揺に追従させてドットを移動させることができる。
【0096】
＜制御例２＞
図２４は、空間光変調器１１２の変調部１１２０に設定される複数の変調領域と、光源１１１に含まれる複数の出射器との制御例２について説明するための表である。本制御例においては、通信対象の位置に応じて、表示されるドットの形状を変化させる。図２４には、空間光信号を送信するタイミングに合わせてアクティブにする変調領域と出射器の対応関係を示す。変調部１１２０には、変調領域ＲAおよび変調領域ＲBが設定される。光源１１１は、出射器ＬAおよび出射器ＬBを含む。出射器ＬAから出射された照明光は、変調領域ＲAに照射される。出射器ＬBから出射された照明光は、変調領域ＲBに照射される。
図２４は、空間光変調器１１２の変調部１１２０に設定される複数の変調領域と、光源１１１に含まれる複数の出射器との制御例２について説明するための表である。本制御例においては、通信対象の位置に応じて、表示されるドットの形状を変化させる。図２４には、空間光信号を送信するタイミングに合わせてアクティブにする変調領域と出射器の対応関係を示す。変調部１１２０には、変調領域ＲAおよび変調領域ＲBが設定される。光源１１１は、出射器ＬAおよび出射器ＬBを含む。出射器ＬAから出射された照明光は、変調領域ＲAに照射される。出射器ＬBから出射された照明光は、変調領域ＲBに照射される。
【0097】
照射期間Ｔ1においては、変調領域ＲAに位相画像ＩBが設定され、変調領域ＲBに位相画像ＩCが設定される。照射期間Ｔ1においては、出射器ＬAが駆動され（ＯＮ）、出射器ＬBは停止している（ＯＦＦ）。照射期間Ｔ1においては、変調領域ＲAに設定された位相画像ＩBに応じた照射パターン（表示ＦB）の空間光信号が送信される。
【0098】
照射期間Ｔ1から照射期間Ｔ2に遷移するタイミングにおいて、出射器ＬAが停止され、出射器ＬBが駆動される。すなわち、照射期間Ｔ2においては、出射器ＬBが駆動され、出射器ＬAは停止している。照射期間Ｔ2においては、変調領域ＲAに位相画像ＩBが設定され、変調領域ＲBに位相画像ＩCが設定される。照射期間Ｔ2においては、変調領域ＲBに設定された位相画像ＩCに応じた照射パターン（表示ＦC）の空間光信号が送信される。
【0099】
照射期間Ｔ2から照射期間Ｔ3に遷移するタイミングにおいて、出射器ＬBが停止され、出射器ＬAが駆動される。すなわち、照射期間Ｔ3においては、出射器ＬAが駆動され、出射器ＬBは停止している。また、出射器ＬBの停止に合わせて、変調領域ＲBに設定された位相画像ＩCが位相画像ＩAに切り替えられる。照射期間Ｔ3においては、変調領域ＲAに位相画像ＩBが設定され、変調領域ＲBに位相画像ＩAが設定される。照射期間Ｔ3においては、変調領域ＲAに設定された位相画像ＩBに応じた照射パターン（表示ＦB）の空間光信号が送信される。
【0100】
照射期間Ｔ3から照射期間Ｔ4に遷移するタイミングにおいて、出射器ＬAが停止され、出射器ＬBが駆動される。すなわち、照射期間Ｔ4においては、出射器ＬBが駆動され、出射器ＬAは停止している。照射期間Ｔ4においては、変調領域ＲAに位相画像ＩBが設定され、変調領域ＲBに位相画像ＩAが設定される。照射期間Ｔ4においては、変調領域ＲBに設定された位相画像ＩAに応じた照射パターン（表示ＦA）の空間光信号が送信される。
【0101】
照射期間Ｔ4から照射期間Ｔ5に遷移するタイミングにおいて、出射器ＬBが停止され、出射器ＬAが駆動される。すなわち、照射期間Ｔ5においては、出射器ＬAが駆動され、出射器ＬBは停止している。照射期間Ｔ5においては、変調領域ＲAに位相画像ＩBが設定され、変調領域ＲBに位相画像ＩCが設定される。照射期間Ｔ5においては、変調領域ＲAに設定された位相画像ＩBに応じた照射パターン（表示ＦB）の空間光信号が送信される。
【0102】
図２５は、図２４の表に従った制御に応じて送信された空間光信号によって表示されるドットについて説明するための概念図である。照射期間Ｔ1に送信された空間光信号は、表示ＦBとして表示される。照射期間Ｔ2に送信された空間光信号は、表示ＦCとして表示される。照射期間Ｔ3に送信された空間光信号は、表示ＦBとして表示される。照射期間Ｔ4に送信された空間光信号は、表示ＦAとして表示される。照射期間Ｔ5に送信された空間光信号は、表示ＦBとして表示される。照射期間Ｔ1、照射期間Ｔ3、および照射期間Ｔ3に送信された空間光信号は、通信対象（通信装置１０Ｂ）の位置に合わせて同じ表示ＦBで表示される。空間光信号によって表示されるドットＤは、図２５に示す矢印の曲線に沿って、周期的に照射される。
【0103】
図２５の例では、通信装置１０Ｂの位置を中心として、空間光信号の照射位置を円弧状に振動させて、空間光信号を送信する。位相画像にバーチャルレンズを合成したパターンを空間光変調器１１２の変調部１１２０に設定すれば、図２５のように表示の形状を変更できる。変調部１１２０の液晶の応答時間よりも表示ＦAと表示ＦCの切り替え時間が長ければ、照射位置を切り替えた段階において、変調部１１２０のパターンが切り替わる。すなわち、光源１１１に２つの出射器が含まれ、かつ空間光変調器１１２の変調部１１２０に２つの変調領域が設定できれば、空間光信号の照射位置を周期的に切り替えられる。
【0104】
〔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１０が、空間光信号を送受信する例をあげる。図２６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１０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１０が、空間光信号を送受信する例をあげる。図２６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１０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。
【0105】
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２の設置に適している。また、同程度の高さに通信装置１０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１３の受信面積を小さくできるため、装置を小型化できる。空間光信号を送受信し合う通信装置１０のペアは、少なくとも一方の通信装置１０が、他方の通信装置１０から送信された空間光信号を受光できる位置に配置される。通信装置１０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１０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１０は、他の通信装置１０から送信された空間光信号を、別の通信装置１０に中継するように構成されてもよい。
【0106】
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１０の間で、空間光信号を用いた光空間通信が可能になる。例えば、通信装置１０の間における光空間通信とともに、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１０との間で、電波を用いた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１０がインターネットに接続されてもよい。
【0107】
以上のように、本実施形態の通信装置は、送信器、受信器、検出器、および通信制御部を備える。送信器は、空間光変調器の変調部で変調された変調光を第１空間光信号として送信する。受信器は、通信対象から送信された第２空間光信号を受信する。検出器は、自装置の動揺に関する物理量を検出する。通信制御部は、検出器によって検出された物理量と、第２空間光信号に含まれる通信対象の動揺に関する情報とを取得する。通信制御部は、通信対象の動揺に関する情報と物理量とを用いて通信対象の動揺の状態を分析する。通信制御部は、分析した通信対象の動揺の状態に応じて、第１空間光信号の送信条件を送信器に設定する。
【0108】
本実施形態の通信装置は、通信対象の動揺の状態に応じて、空間光信号（第１空間光信号）の送信条件を設定する。本実施形態の通信装置によれば、通信対象の動揺に合わせて空間光信号の送信方向を変更することによって、自装置や通信対象が動揺する状況であっても、安定した通信を継続できる。
【0109】
本実施形態の一態様において、通信制御部は、検出器によって検出された物理量と、物理量が検出された時刻とが対応付けられたデータを含む第１空間光信号を、送信器に送信させる。本態様では、検出器によって検出された物理量と、物理量が検出された時刻とが対応付けられたデータを含む第１空間光信号を通信対象に向けて送信する。そのため、本態様によれば、第１空間光信号を受信した通信対象が、その第１空間光信号の送信元である通信対象の動揺の状態を、時間情報に基づいてより的確に分析できる。
【0110】
本実施形態の一態様において、通信制御部は、自装置に対する通信対象の相対的な動揺の状態に応じて、第１空間光信号の送信条件を送信器に設定する。そのため、本態様によれば、自装置に対する通信対象の相対的な動揺の状態に応じて、第１空間光信号の送信方向を通信対象の位置に合わせやすくなる。
【0111】
本実施形態の一態様において、送信器は、照明光を出射する複数の出射器を含む光源を有する。通信制御部は、光源に含まれる複数の出射器に対応付けて、送信器に含まれる空間光変調器の変調部に複数の変調領域を設定する。通信制御部は、複数の変調領域の各々に位相画像を設定する。通信制御部は、複数の変調領域の各々に対応付けられた出射器から照明光が出射されるタイミングを制御することによって、第１空間光信号の送信方向を制御する。本態様では、複数の光束からなる第１空間光信号を通信対象に向けて送信する。そのため、本態様によれば、単一の光束からなる第１空間光信号によって表示されるドットの間を補間できるため、通信対象の動揺の状態をより正確に分析できる。
【0112】
本実施形態の一態様において、通信制御部は、複数の出射器の各々から出射された照明光に由来する第１空間光信号によって表示されるドットのペアの表示状態が所定の条件に応じて協調的に変化するように送信器を制御する。通信制御部は、第１空間光信号の受信に応じて通信対象から送信された第２空間光信号に含まれる通信対象の動揺に関する情報を取得する。通信制御部は、通信対象の動揺に関する情報と物理量とを用いて通信対象の動揺の状態を分析する。本態様では、ドットのペアの表示状態が協調的に変化するように、複数の光束からなる第１空間光信号を通信対象に向けて送信する。そのため、本実施形態によれば、周期的な動揺パターンで動揺する通信対象の動きに追従させて、第１空間光信号をより的確に照射できる。
【0113】
本実施形態の一態様において、通信制御部は、バーチャルレンズ画像を位相画像に合成した合成画像を変調領域に設定して、通信対象の動揺の状態に合わせて、第１空間光信号によって通信対象に照射されるドットを変形させる。本態様では、第１空間光信号によって通信対象に照射されるドットを、通信対象の動揺の状態に合わせて変形させる。そのため、本態様によれば、動揺する通信対象の動きに追従させて、第１空間光信号をより的確に照射できる。
【0114】
本実施形態の一態様において、通信制御部は、通信対象の動揺の状態を学習させた推定モデルを含む。通信制御部は、検出器によって検出された物理量と、第２空間光信号に含まれる通信対象の動揺に関する情報とを推定モデルに入力する。通信制御部は、推定モデルからの出力に応じて通信対象の動揺の状態を分析する。通信制御部は、分析した通信対象の動揺の状態に応じて推定モデルを更新する。本態様によれば、通信対象の動揺の状態を学習させた推定モデルを用いることで、複雑なパターンで動揺する通信対象の動きに追従させて、第１空間光信号を的確に照射できる。また、本態様では、分析した通信対象の動揺の状態に応じて、推定モデルを更新する。そのため、本態様によれば、通信対象に適合化された推定モデルを用いることによって、動揺する通信対象の動きに追従させて、第１空間光信号をより的確に照射できる。
【0115】
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。
【0116】
（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、第１の実施形態の通信装置１０を簡略化した構成である。図２７は、本実施形態に係る通信装置２０の構成の一例を示すブロック図である。通信装置２０は、送信器２１、受信器２３、検出器２５、および通信制御部２７を備える。
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、第１の実施形態の通信装置１０を簡略化した構成である。図２７は、本実施形態に係る通信装置２０の構成の一例を示すブロック図である。通信装置２０は、送信器２１、受信器２３、検出器２５、および通信制御部２７を備える。
【0117】
送信器２１は、空間光変調器の変調部で変調された変調光を第１空間光信号として送信する。受信器２３は、通信対象から送信された第２空間光信号を受信する。検出器２５は、自装置の動揺に関する物理量を検出する。通信制御部２７は、検出器２５によって検出された物理量と、第２空間光信号に含まれる通信対象の動揺に関する情報とを取得する。通信制御部２７は、通信対象の動揺に関する情報と物理量とを用いて通信対象の動揺の状態を分析する。通信制御部２７は、分析した通信対象の動揺の状態に応じて、第１空間光信号の送信条件を送信器２１に設定する。
【0118】
本実施形態の通信装置は、通信対象の動揺の状態に応じて、空間光信号（第１空間光信号）の送信条件を設定する。本実施形態の通信装置によれば、通信対象の動揺に合わせて空間光信号の送信方向を変更することによって、自装置や通信対象が動揺する状況であっても、安定した通信を継続できる。
【0119】
（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２８の情報処理装置９０（コンピュータ）をあげる。図２８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２８の情報処理装置９０（コンピュータ）をあげる。図２８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。
【0120】
図２８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２８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。
【0121】
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。
【0122】
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。
【0123】
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。
【0124】
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。
【0125】
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。
【0126】
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。
【0127】
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。
【0128】
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２８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。
【0129】
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。
【0130】
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。
【0131】
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】
【0132】
１０、２０ 通信装置
１１、２１ 送信器
１３、２３ 受信器
１５、２５ 検出器
１７、２７ 通信制御部
１１１ 光源
１１２ 空間光変調器
１１３ 曲面ミラー
１３１ ボールレンズ
１３３ 受光素子
１３５ 受信回路
１４１ 計測値取得部
１４２ 記憶部
１４３ 追尾部
１４５ 出力部
１５１ 加速度センサ
１５３ 角速度センサ
１５５ 方位センサ
１７１ 動揺分析部
１７２ 条件記憶部
１７３ 送信条件生成部
１７４ 送信制御部
１７５ 信号取得部
１７６ 信号解析部
１７７ 信号生成部
１１、２１ 送信器
１３、２３ 受信器
１５、２５ 検出器
１７、２７ 通信制御部
１１１ 光源
１１２ 空間光変調器
１１３ 曲面ミラー
１３１ ボールレンズ
１３３ 受光素子
１３５ 受信回路
１４１ 計測値取得部
１４２ 記憶部
１４３ 追尾部
１４５ 出力部
１５１ 加速度センサ
１５３ 角速度センサ
１５５ 方位センサ
１７１ 動揺分析部
１７２ 条件記憶部
１７３ 送信条件生成部
１７４ 送信制御部
１７５ 信号取得部
１７６ 信号解析部
１７７ 信号生成部
【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】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】