特許 7273966 自由空間光通信のための２ミラー追跡システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-02

(45)【発行日】2023-05-15

(54)【発明の名称】自由空間光通信のための２ミラー追跡システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/112 20130101AFI20230508BHJP

   H04B 10/075 20130101ALI20230508BHJP

   G02B 26/10 20060101ALI20230508BHJP

【ＦＩ】

H04B10/112

H04B10/075

G02B26/10 104Z

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2021532181

(86)(22)【出願日】2020-01-21

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-03-09

(86)【国際出願番号】 US2020014365

(87)【国際公開番号】W WO2020154263

(87)【国際公開日】2020-07-30

【審査請求日】2021-08-04

(31)【優先権主張番号】16/256,406

(32)【優先日】2019-01-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】516326438

【氏名又は名称】エックス デベロップメント エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100126480

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 睦

(72)【発明者】

【氏名】チョンカ，ポール

(72)【発明者】

【氏名】ウランダー，クラウス

(72)【発明者】

【氏名】エルクメン，バリス

【審査官】浦口 幸宏

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－３６３６６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２３３７３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １０／１１２

Ｈ０４Ｂ １０／０７５

Ｇ０２Ｂ ２６／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光信号を送信および受信するためのシステムであって、
通信デバイスの第１のミラーと、
前記第１のミラーの指向方向を制御するように構成されている第１のミラーアクチュエータと、
前記通信デバイスの第２のミラーと、
前記第２のミラーの指向方向を制御するように構成されている第２のミラーアクチュエータと、
前記第１のミラーアクチュエータおよび前記第２のミラーアクチュエータに動作可能に結合されている１つ以上のプロセッサと、を含み、前記１つ以上のプロセッサが、
前記第２のミラーアクチュエータに指示して、前記通信デバイスのカバレッジエリアの複数のゾーンのうち第１のゾーン内の信号を追跡するように、前記第２のミラーを移動させることであって、前記複数のゾーンにおける各ゾーンは、前記複数のゾーンの他のゾーンの少なくとも一つと隣接している、前記第２のミラーを移動することと、
前記第１のゾーン内の前記信号を追跡している間、前記第１のミラーを第１の角度で静止した状態に維持することと、
前記信号が前記第１のゾーンの縁に到達すると、前記第１のミラーアクチュエータに指示して、前記信号が前記複数のゾーンの第２のゾーンに移動するように、前記第１のミラーを前記信号の移動方向の第２の角度に移動させることと、
前記第１のミラーを前記第２の角度に移動させながら、前記第２のミラーアクチュエータに指示して、前記第２のミラーをデフォルト角度に移動させることと、
前記複数のゾーンのうちの前記第２のゾーン内の信号を追跡するように、前記第２のミラーを移動させることと、
前記第２のゾーン内の前記信号を追跡している間、前記第１のミラーを前記第２の角度で静止した状態に維持することと、を行うように構成されている、システム。

【請求項2】

前記第１のミラーアクチュエータへの電源を切ることによって、前記第１のミラーが、前記第１の角度で静止した状態に維持される、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記第１のミラーアクチュエータへの電源を切る前に、前記第１のミラーアクチュエータを使用して前記第１のミラーを前記第１の角度でロックすることによって、前記第１のミラーが、前記第１の角度で静止した状態に維持される、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記通信デバイスの前記カバレッジエリアが、前記第１のミラーの可動範囲と、前記第２のミラーの可動範囲とを組み合わせることによって決定される、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記複数のゾーンの各ゾーンの面積が、前記第２のミラーの可動範囲のパーセンテージである、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記第２の角度が、前記第１の角度からの設定された間隔である、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記第１のミラーアクチュエータが、前記第１のミラーの前記指向方向を複数の所定の角度に制御するように構成され、前記複数の所定の角度が、前記第１の角度および前記第２の角度を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記１つ以上のプロセッサが、前記信号に従って、
第２の信号を第２の通信デバイスに送信することによって、または
前記通信デバイスの指向方向を調整することによって、
前記通信デバイスを動作させるようにさらに構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記通信デバイスをさらに備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

光信号を送信および受信する方法であって、
１つ以上のプロセッサによって、第２のミラーアクチュエータを制御して、通信デバイスのカバレッジエリアの複数のゾーンのうち第１のゾーン内の信号を追跡するように、前記通信デバイスの第２のミラーを移動させることであって、前記複数のゾーンにおける各ゾーンは、前記複数のゾーンの他のゾーンの少なくとも一つと隣接している、前記第２のミラーを移動することと、
前記第１のゾーン内の前記信号を追跡している間、前記通信デバイスの第１のミラーを第１の角度で静止した状態に維持することと、
前記信号が前記第１のゾーンの縁に到達すると、前記１つ以上のプロセッサが、第１のミラーアクチュエータを制御して、前記信号が前記複数のゾーンの第２のゾーンに移動するように、前記第１のミラーを前記信号の移動方向の第２の角度に移動させることと、
前記１つ以上のプロセッサが、前記第１のミラーアクチュエータを制御して、前記第１のミラーを前記第２の角度に移動させながら、第２のミラーアクチュエータを制御して、前記第２のミラーをデフォルト角度に移動させることと、
前記第２のミラーアクチュエータを制御して、前記複数のゾーンのうちの前記第２のゾーン内の信号を追跡するように、前記第２のミラーを移動させることと、
前記第２のゾーン内の前記信号を追跡している間、前記第１のミラーを前記第２の角度で静止した状態に維持することと、を含む、方法。

【請求項11】

前記第１のミラーを前記第１の角度で静止した状態に維持することが、前記第１のミラーアクチュエータへの電源を切ることを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記第１のミラーを前記第１の角度で静止した状態に維持することが、前記第１のミラーアクチュエータへの電源を切る前に、前記第１のミラーアクチュエータを使用して前記第１のミラーを前記第１の角度でロックすることを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記１つ以上のプロセッサによって、前記第１のミラーの可動範囲と、前記第２のミラーの可動範囲とを組み合わせることにより、前記通信デバイスの前記カバレッジエリアを決定することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項14】

前記方法が、前記１つ以上のプロセッサによって、前記複数のゾーンの各ゾーンの面積を、前記第２のミラーの可動範囲のパーセンテージに基づいて決定することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項15】

前記第２の角度が、前記第１の角度からの設定された間隔である、請求項１０に記載の方法。

【請求項16】

前記第１のミラーを移動させることが、複数の所定の角度から前記第２の角度を選択することを含み、前記複数の所定の角度が、前記第１の角度および前記第２の角度を含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項17】

前記１つ以上のプロセッサによって、前記信号に従って、
第２の信号を第２の通信デバイスに送信することによって、または
前記通信デバイスの指向方向を調整することによって、
前記通信デバイスを動作させることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年１月２４日に出願された米国出願第１６／２５６，４０６号の利益を主張し、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

通信端末は、自由空間光通信（ＦＳＯＣ）リンクを通じて、光信号を送信および受信し得る。これを達成するために、そのような端末は、一般に、取得および追跡システムを使用して、光ビームを互いに向けて指向することによって光リンクを確立する。例えば、送信端末は、ビーコンレーザーを使用して受信端末を照射し得る一方、受信端末は、位置センサーを使用して送信端末の位置を特定し、ビーコンレーザーを監視し得る。ステアリング機構は、互いに向かって指向するように、および取得が確立されると、指向を追跡するように、端末を操作し得る。光信号が正しく受信されることを確実にするために、高い指向精度が必要になる場合がある。

【発明の概要】

【0003】

本開示の態様は、光信号を送信および受信するためのシステムを提供する。システムは、通信デバイスの第１のミラーと、第１のミラーの指向方向を制御するように構成されている第１のミラーアクチュエータと、通信デバイスの第２のミラーと、第２のミラーの指向方向を制御するように構成されている第２のミラーアクチュエータと、第１のミラーアクチュエータおよび第２のミラーアクチュエータに動作可能に結合されている１つ以上のプロセッサと、を含み、これらの１つ以上のプロセッサは、第２のミラーアクチュエータに指示して、通信デバイスのカバレッジエリア内のゾーン内の信号を追跡するように、第２のミラーを移動させることと、ゾーン内の信号を追跡している間、第１のミラーを第１の角度で静止した状態に維持することと、信号がゾーンの縁に到達すると、第１のミラーアクチュエータに指示して、第１のミラーを信号の移動方向の第２の角度に移動させることと、第１のミラーを第２の角度に移動させながら、第２のミラーアクチュエータに指示して、第２のミラーをデフォルト角度に移動させることと、を行うように構成されている。

【0004】

一例では、第１のミラーは、第１のミラーアクチュエータへの電源を切ることによって、第１の角度で静止した状態に維持される。別の例では、第１のミラーは、第１のミラーアクチュエータへの電源を切る前に、第１のミラーアクチュエータを使用して第１のミラーを第１の角度でロックすることによって、第１の角度で静止した状態に維持される。さらなる例では、通信デバイスのカバレッジエリアは、第１のミラーの可動範囲と、第２のミラーの可動範囲とを組み合わせることによって決定される。

【0005】

さらに別の例では、このゾーンは、カバレッジエリア内の複数のゾーンにおける第１のゾーンであり、複数のゾーンの各ゾーンの面積は、第２のミラーの可動範囲のパーセンテージである。この例では、１つ以上のプロセッサはまた、複数のゾーンのうちの第２のゾーン内の信号を追跡するように第２のミラーを移動させ、第２のゾーン内の信号を追跡している間、第１のミラーを第２の角度で静止した状態に維持するようにも構成される。

【0006】

さらにさらなる例では、第２の角度は、第１の角度からの設定された間隔である。別の例では、第１のミラーアクチュエータは、第１のミラーの指向方向を複数の所定の角度に制御するように構成されている。この例では、複数の所定の角度は、第１の角度および第２の角度を含む。さらに別の例では、１つ以上のプロセッサはまた、第２の信号を第２の通信デバイスに送信することか、または通信デバイスの指向方向を調整することによって、信号に従って、通信デバイスを動作させるようにも構成されている。さらなる例では、システムは、通信デバイスも含む。

【0007】

本開示の他の態様は、光信号を送信および受信するためのシステムを提供する。システムは、通信デバイスの第１のミラーと、第１のミラーの指向方向を制御するように構成されている第１のミラーアクチュエータと、通信デバイスの第２のミラーと、第２のミラーの指向方向を制御するように構成されている第２のミラーアクチュエータと、第１のミラーアクチュエータおよび第２のミラーアクチュエータに動作可能に結合されている１つ以上のプロセッサと、を含む。これらの１つ以上のプロセッサは、第２のミラーアクチュエータに指示して、信号を追跡するように、第２のミラーをデフォルト角度から第１の方向に移動させることと、第２のミラーが第１の方向に移動された後、第１のミラーアクチュエータに指示して、第１のミラーを第１の方向に移動させることと、第１のミラーを第１の方向に移動させながら、第２のミラーアクチュエータに指示して、第２のミラーを第１の方向とは反対の第２の方向に移動させることと、を行うように構成されている。

【0008】

本開示のさらなる態様は、光信号を送信および受信するための方法を提供する。方法は、１つ以上のプロセッサによって、第２のミラーアクチュエータを制御して、通信デバイスのカバレッジエリア内のゾーン内の信号を追跡するように、通信デバイスの第２のミラーを移動させることと、ゾーン内の信号を追跡している間、通信デバイスの第１のミラーを第１の角度で静止した状態に維持することと、信号がゾーンの縁に到達すると、１つ以上のプロセッサが、第１のミラーアクチュエータを制御して、第１のミラーを信号の移動方向の第２の角度に移動させることと、１つ以上のプロセッサが、第２のミラーアクチュエータを制御して、第２のミラーをデフォルト角度に移動させる一方、第１のミラーアクチュエータを制御して、第１のミラーを第２の角度に移動させることと、を含む。

【0009】

一例では、第１のミラーを第１の角度で静止した状態に維持することは、第１のミラーアクチュエータへの電源を切ることを含む。別の例では、第１のミラーを第１の角度で静止した状態に維持することは、第１のミラーアクチュエータへの電源を切る前に、第１のミラーアクチュエータを使用して第１のミラーを第１の角度でロックすることを含む。さらなる例では、方法はまた、１つ以上のプロセッサによって、第１のミラーの可動範囲と、第２のミラーの可動範囲とを組み合わせることにより、通信デバイスのカバレッジエリアを決定することを含む。

【0010】

さらに別の例では、このゾーンは、カバレッジエリア内の複数のゾーンにおける第１のゾーンである。この例では、方法はまた、１つ以上のプロセッサによって、複数のゾーンの各ゾーンの面積を、第２のミラーの可動範囲のパーセンテージに基づいて決定することを含む。また、この例では、方法はまた、１つ以上のプロセッサが、第２のミラーアクチュエータを制御して、複数のゾーンのうちの第２のゾーン内の信号を追跡するように第２のミラーを移動させることと、第２のゾーン内の信号を追跡している間、第１のミラーを第２の角度で静止した状態に維持すること、を含む。

【0011】

さらにさらなる例では、第２の角度は、第１の角度からの設定された間隔である。別の例では、第１のミラーを移動させることは、複数の所定の角度から第２の角度を選択することを含み、複数の所定の角度は、第１の角度および第２の角度を含む。さらに別の例では、方法はまた、１つ以上のプロセッサによって、第２の信号を第２の通信デバイスに送信することか、または通信デバイスの指向方向を調整することにより、信号に従って、通信デバイスを動作させることも含む。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の態様による、第１の通信デバイスおよび第２の通信デバイスのブロック図１００である。

【図2】本開示の態様による、ステアリング機構のブロック図２００である。

【図3A】本開示の態様による、第１の視野からの、図２のステアリング機構の絵図である。

【図3B】本開示の態様による、第２の視野からの、図２のステアリング機構の絵図である。

【図4】本開示の態様による、ネットワーク４００の絵図である。

【図5】本開示の態様による、流れ図５００である。

【図6】本開示の態様による、操作方法を示すグラフ６００である。

【図7】本開示の態様による、流れ図７００である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

概要
本技術は、光信号を正確に指向または追跡するように構成されている２つ以上のステアリングミラーを含む自由空間光通信システムに関する。２つ以上のステアリングミラーは、少なくとも第１のミラーおよび第２のミラー、または光学部品の別の組み合わせを含み得る。ＦＳＯＣシステムは、ステアリングミラーの各々の指向方向を制御するように構成されている２つ以上のアクチュエータを含む。例えば、第１のアクチュエータは、第１の軸および第２の軸に沿って、第１のミラーの指向方向を制御するように構成され得、第２のアクチュエータは、第３の軸および第４の軸に沿って、第２のミラーの指向方向を制御するように構成され得る。第１のミラーの指向方向と、第２のミラーの指向方向との組み合わせが、ＦＳＯＣシステムの指向方向をもたらす。

【0014】

動作中、第１のミラーは、大きな角度外乱または低周波外乱を調整するように制御され得、第２のミラーは、小さな角度外乱または高周波外乱を調整するように制御され得る。第１のミラーは、電源の有無にかかわらず静止した状態に保持され得る一方、第２のミラーは、ゾーン内に調整される。第２のミラーがゾーンの縁に到達すると、第１のミラーが、調整され得る。代替的に、２つ以上のステアリングミラーと組み合わせて、または２つ以上のステアリングミラーの代わりに、他のタイプの光学部品が利用されてもよい。

【0015】

上記の特徴が、光信号を正確に指向および追跡するＦＳＯＣシステムを提供する。さらに、これらの特徴は、アクチュエータを作動させるための全体的なコストを低減し得、システムの寿命および性能を拡張し得る。さらに、システムの電力節減も達成され得る。

【0016】

例示的なシステム
図１は、例えば、自由空間光通信（ＦＳＯＣ）システムなどのシステムの一部として、第２の通信端末の第２の通信デバイス１２２と１つ以上のリンクを形成するように構成されている第１の通信端末の第１の通信デバイス１０２のブロック図１００である。例えば、第１の通信デバイス１０２は、１つ以上のプロセッサ１０４と、メモリ１０６と、送信機１１２と、受信機１１４と、ステアリング機構１１６と、を含む。

【0017】

１つ以上のプロセッサ１０４は、市販されているＣＰＵなど任意の従来のプロセッサであってもよい。代替的に、１つ以上のプロセッサは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの他のハードウェアベースプロセッサなどの専用装置であってもよい。図１は、１つ以上のプロセッサ１０４およびメモリ１０６を、同じブロック内にあるものとして、機能的に示しているが、これらの１つ以上のプロセッサ１０４およびメモリ１０６は、実際には、同じ物理的筐体内に収容されていても、いなくてもよい複数のプロセッサおよびメモリを含み得る。よって、プロセッサまたはコンピュータへの言及は、並列して動作しても、しなくてもよいプロセッサまたはコンピュータもしくはメモリの集合への言及を含むことが理解されるであろう。

【0018】

メモリ１０６は、１つ以上のプロセッサ１０４によって実行され得るデータ１０８および命令１１０を含む、１つ以上のプロセッサ１０４によってアクセス可能な情報を記憶し得る。メモリは、ハードドライブ、メモリカード、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＤＶＤ、または他の光ディスクなどのコンピュータ可読媒体、ならびに他の書き込み可能および読み取り専用メモリを含む、プロセッサによってアクセス可能な情報を記憶することができる任意の種類のメモリであってもよい。システムおよび方法は、上記の様々な組み合わせを含んでもよく、それによって、データ１０８および命令１１０の様々な部分が、様々な種類の媒体に記憶される。メモリ１０６など、各通信デバイスのメモリには、信号を追跡するために決定された１つ以上のオフセットなどの較正情報が記憶され得る。

【0019】

データ１０８は、命令１１０に従って、１つ以上のプロセッサ１０４によって検索、記憶、または修正され得る。例えば、本技術は、いかなる特定のデータ構造によっても限定されないが、データ１０８は、コンピュータレジスタ内で、複数の異なるフィールドおよびレコードを有するテーブル、ＸＭＬドキュメント、またはフラットファイルとしてリレーショナルデータベース内に記憶され得る。

【0020】

命令１１０は、１つ以上のプロセッサ１０４によって直接的に（マシンコードなど）または間接的に（スクリプトなど）実行される任意の命令の組であってもよい。例えば、命令１１０は、コンピュータ可読媒体上にコンピュータコードとして記憶され得る。その点において、「命令」および「プログラム」という用語は、本明細書では、区別なく使用され得る。命令１１０は、１つ以上のプロセッサ１０４による直接処理のためにオブジェクトコード形式で記憶されてもよく、もしくは要求に応じて解釈されるか、または事前にコンパイルされる独立したソースコードモジュールのスクリプトまたはコレクションを含む、任意の他のコンピュータ言語で記憶され得る。命令１１０の機能、方法、およびルーチンは、以下でさらに詳細に説明される。

【0021】

１つ以上のプロセッサ１０４は、送信機１１２および受信機１１４と通信する。送信機１１２および受信機１１４は、第１の通信デバイス１０２内の送受信機配置の一部であり得る。したがって、１つ以上のプロセッサ１０４は、送信機１１２を介して、信号でデータを送信するように構成され得、また、受信機１１４を介して、信号で通信およびデータを受信するようにも構成され得る。受信された信号は、通信およびデータを抽出するために、１つ以上のプロセッサ１０４によって処理され得る。

【0022】

送信機１１２は、ある通信デバイスが別の通信デバイスの位置を特定することを可能にするビーコンビーム２０、ならびに通信リンク２２を介して通信信号を出力するように構成され得る。通信信号は、例えば、無線周波信号または光信号など、自由空間を伝って移動するように構成された信号であり得る。場合によっては、送信機は、ビーコンビームを送信するように構成されている別個のビーコン送信機と、光通信ビームを送信するように構成されている１つ以上の通信リンク送信機と、を含む。代替的に、送信機１１２は、ビーコンビームおよび通信信号の両方を出力するように構成されている１つの送信機を含み得る。ビーコンビーム２０は、通信リンク２２で使用される光通信ビームよりも大きな立体角を空間に照射し得、ビーコンビームを受信する通信デバイスが、ビーコンビームをより適切に位置特定することを可能にする。例えば、ビーコン信号を運ぶビーコンビームは、平方ミリラジアンのオーダーの角度領域をカバーし得、通信信号を運ぶ光通信ビームは、平方ミリラジアンの１００分の１のオーダーの角度領域をカバーし得る。

【0023】

図１に示されるように、第１の通信デバイス１０２の送信機１１２は、ビーコンビーム２０ａを出力して、ビーコンビーム２０ａを受信する第２の通信デバイス１２２と通信リンク２２ａを確立するように構成されている。第１の通信デバイス１０２は、ビーコンビーム２０ａより狭い立体角を有し、通信信号２４を運ぶ光通信ビーム（図示せず）と同一直線上にビーコンビーム２０ａを整列させ得る。したがって、第２の通信デバイス１２２がビーコンビーム２０ａを受信すると、第２の通信デバイス１２２は、第１の通信デバイス１０２と見通し線リンクを確立するか、または第１の通信デバイスと整列することができる。その結果、第１の通信デバイス１０２から第２の通信デバイス１２２への光通信ビーム（図示せず）の送信を可能にする通信リンク２２ａが確立され得る。

【0024】

受信機１１４は、光ファイバーと、光ビームを検出するように構成された追跡システムと、を含み得る。追跡システムは、少なくとも追跡センサーを含み得る。さらに、追跡システムは、レンズ、ミラー、または受信された光ビームの一部を追跡センサーにそらし、受信された光ビームの残りの部分が光ファイバーと結合することを可能にするように構成されている他のシステムも含み得る。追跡センサーとしては、以下に限定されないが、位置検知形検出器（ＰＳＤ）、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、焦点面アレイ、光検出器、クワッドセル検出器アレイ、またはＣＭＯＳセンサーが挙げられ得る。追跡センサーは、追跡センサーにおける信号位置を検出し、光電効果を使用して、受信された光ビームを電気信号に変換するように構成されている。追跡システムは、受信された光ビームを追跡することができ、ステアリング機構１１６に、シンチレーションおよび／またはプラットフォームの動きによる外乱を相殺するように指示するために使用され得る。

【0025】

さらに、１つ以上のプロセッサ１０４は、送信機１１２、受信機１１４、および／または光ビームの指向方向を調整するために、ステアリング機構１１６と通信する。図２に示されるように、ステアリング機構１１６は、第１のミラー２０２と、第２のミラー２０４と、第１のミラーを制御するように構成されている第１のアクチュエータ２１２と、第２のミラーを制御するように構成されている第２のアクチュエータ２１４と、を含む。第１のミラー２０２は、第１の視野を有し得、第２のミラー２０４は、第１の視野より小さい第２の視野を有し得る。第１のミラー２０２は、粗指向ミラーであり得、第２のミラー２０４は、高速ステアリングミラーであり得る。第１のミラーおよび第２のミラーは、ＭＥＭＳ２軸ミラー、２軸ボイスコイルミラー、またはピエゾ電子２軸ミラーであり得る。第１のミラー２０２は、例えば、１０ｃｍの短径と、１５ｃｍの長径とを有する楕円形ミラーであり得る。第２のミラー２０４は、例えば、１ｍｍの直径を有する円形ミラーであり得る。第１のアクチュエータ２１２は、第１の軸および第２の軸に沿って、第１のミラー２０２の指向方向を制御するように構成され得、第２のアクチュエータ２１４は、第３の軸および第４の軸に沿って、第２のミラー２０４の指向方向を制御するように構成され得る。指向方向は、光がステアリングミラーから移動する方向である。例えば、第１のアクチュエータ２１２または第２のアクチュエータ２１４は、対応するステアリングミラーを物理的に回転またはシフトするように構成され得る。

【0026】

他の例では、第１のミラー２０２および／または第２のミラー２０４ではなく、２つ以上の光学部品の異なる組み合わせがＦＳＯＣシステムに含まれ、２つ以上のアクチュエータによって制御され得る。例えば、ＦＳＯＣシステムは、第２のミラー２０４の視野と同じか、それよりも小さい視野を有する第３のミラーと、第３のミラーを制御するように構成されている第３のアクチュエータと、を含み得る。別の実装例では、２つ以上の光学部品のうちの光学部品は、２つ以上のミラーを含むミラーシステムであり得、１つ以上のレンズ、１つ以上のプリズム、１つ以上のウェッジ、または調整可能な液晶光学系などの１つ以上の変形可能な光学系が、ＦＳＯＣシステムに含まれて、２つ以上のアクチュエータによって制御され得る。２つ以上のアクチュエータは、異なるタイプの光学部品のための異なる要素を含み得る。例えば、アクチュエータは、リスレープリズムなどの光学部品を回転させて、光学部品の指向方向を調整するように構成され得る。アクチュエータの要素としては、電気モータ、空気圧モータ、ギアボックス、トランスミッション、リンク機構、静電アクチュエータ、ポンプ、および／またはステアラブルクリスタル（ｓｔｅｅｒａｂｌｅ ｃｒｙｓｔａｌ）が挙げられ得る。

【0027】

図３Ａおよび３Ｂに示される例示的なシステムでは、第１のミラー２０２は、光学望遠鏡３０４の遠位端３０２に位置付けられており、第２のミラー２０４は、光学望遠鏡３０４の近位端３０６に位置付けられている。第１のミラーアクチュエータ２１２は、第１のミラー２０２の後部に位置付けられており、第２のミラーアクチュエータ２１４は、第２のミラー２０４の後部に位置付けられている。光学望遠鏡３０４の遠位端３０２は、近位端３０６よりも広くてもよい。遠位端３０２は、平面３０８を画定し、近位端３０６は、平面３０８に平行な平面３１０を画定する。図３Ａは、第１のミラー２０２および第１のミラーアクチュエータ２１２の側面プロファイルを示す、例示的なシステムの第１のビューを示す。図３Ａに示されるように、第１のミラー２０２は、遠位端３０２の平面３０８に対して第１のデフォルト角度３１２にある。第２のミラー２０４および第２のミラーアクチュエータ２１４は、第１のビューでは、受信機１１４の光検出器３１３の背後に隠れている。図３Ｂは、光学望遠鏡３０４の中心軸からの第１のビューから９０°回転した、例示的なシステムの第２のビューを示す。図３Ｂに示されるように、第２のミラー２０４は、近位端３０６の平面３１０に対して第２のデフォルト角度３１４にある。

【0028】

第１のミラー２０２が第１のデフォルト角度３１２にあり、第２のミラー２０４が第２のデフォルト角度３１４にあるとき、例示的なシステムは、第１の通信デバイス１０２からの発信光信号を第２のミラー２０４で受信するように構成されている。発信光信号は、ビーコンビーム３１６および／または通信ビーム３１８を含む。第２のミラー２０４は、発信光信号を、光学望遠鏡３０４を通して第１のミラー２０２に向けて反射するように構成されており、第１のミラー２０２は、次に、発信光信号を軸３２０に沿って自由空間を通して反射する。図３Ａに示されるように、ビーコンビーム３１６および／または通信ビーム３１８は、第１のミラー２０２から送信されるとき、軸３２０を中心とする。この同じ構成において、第１のミラー２０２は、ビーコンビームおよび／または通信ビームを含む入力光信号を受信し、入力光信号を光学望遠鏡３０４を通して第２のミラー２０４に向けて反射するように構成されており、第２のミラー２０４は、次に、入力光信号を、残りの第１の通信デバイス１０２を通して反射する。

【0029】

第１のミラーアクチュエータ２１２は、第１のミラー２０２を第１のデフォルト角度３１２とは異なる角度で傾けるように構成され得、第２のミラーアクチュエータ２１４は、第２のミラー２０４を第２のデフォルト角度３１４とは異なる角度で傾けるように構成され得る。第１のミラー２０２および／または第２のミラー２０４の角度の変更により、第１の通信デバイス１０２の指向方向が調整され得る。指向方向の調整は、第１の通信デバイス１０２と、第２の通信デバイス１２２との間の通信リンク２２などの取得および接続リンクを確立するために行われ得る。さらに、この調整は、送信機からの光の送信および／または受信機での光の受信を最適化し得る。いくつかの実装例では、１つ以上のプロセッサ１０４は、ステアリング機構１１６が、第２の通信デバイス１２２から通信リンク２２ｂを介して受信された光信号など、送信側通信デバイスから通信リンクを介して受信された光信号に基づいて指向方向を調整するための閉ループ制御を提供し得る。

【0030】

図１に戻ると、第２の通信デバイス１２２は、１つ以上のプロセッサ１２４と、メモリ１２６と、送信機１３２と、受信機１３４と、ステアリング機構１３６と、を含む。１つ以上のプロセッサ１２４は、上で説明される１つ以上のプロセッサ１０４と同様であってもよい。メモリ１２６は、データ１２８と、プロセッサ１２４によって実行され得る命令１３０とを含む、１つ以上のプロセッサ１２４によってアクセス可能な情報を記憶し得る。メモリ１２６、データ１２８、および命令１３０は、上で説明されるメモリ１０６、データ１０８、および命令１１０と同様に構成され得る。さらに、第２の通信デバイス１２２の送信機１３２、受信機１３４、およびステアリング機構１３６は、上述の送信機１１２、受信機１１４、およびステアリング機構１１６と同様であり得る。

【0031】

送信機１１２と同様に、送信機１３２は、光通信ビームおよびビーコンビームの両方を出力するように構成され得る。例えば、第２の通信デバイス１２２の送信機１３２は、ビーコンビーム２０ｂを出力して、ビーコンビーム２０ｂを受信する第１の通信デバイス１０２と通信リンク２２ｂを確立し得る。第２の通信デバイス１２２は、ビーコンビームより狭い立体角を有し、別の通信信号を運ぶ光通信ビーム（図示せず）と同一直線上にビーコンビーム２０ｂを整列させることができる。したがって、第１の通信デバイス１０２がビーコンビーム２０ａを受信すると、第１の通信デバイス１０２は、第２の通信デバイス１２２と見通し線を確立するか、または第２の通信デバイスと整列することができる。その結果、第２の通信デバイス１２２から第１の通信デバイス１０２への光通信ビーム（図示せず）の送信を可能にする通信リンク２２ｂが確立され得る。

【0032】

受信機１１４と同様に、受信機１３４は、光ファイバーと、受信機１１４に関して上述したのと同じまたは類似の特徴を有する光ビームを検出するように構成された追跡システムと、を含む。さらに、追跡システムは、レンズ、ミラー、または受信された光ビームの一部を追跡センサーにそらし、受信された光ビームの残りの部分が光ファイバーと結合することを可能にするように構成されている他のシステムも含み得る。受信機１３４の追跡システムは、受信された光ビームを追跡するように構成されており、ステアリング機構１３６に、シンチレーションおよび／またはプラットフォームの動きによる外乱を相殺するように指示するために使用され得る。

【0033】

１つ以上のプロセッサ１２４は、ステアリング機構１１６に関して上述したように、送信機１３２、受信機１３４、および／または光ビームの指向方向を調整するために、ステアリング機構１３６と通信する。指向方向の調整は、第１の通信デバイス１０２と、第２の通信デバイス１２２との間の通信リンク２２などの取得および接続リンクを確立するために行われ得る。さらに、１つ以上のプロセッサ１２４は、ステアリング機構１３６が、第１の通信デバイス１０２から通信リンク２２ａを介して受信された光ビームなど、送信側通信デバイスから通信リンクを介して受信された光ビームに基づいて、指向方向を調整するための閉ループ制御を提供し得る。

【0034】

図１に示されるように、第１および第２の通信デバイスの送信機および受信機が整列されると、第１の通信デバイス１０２と、第２の通信デバイス１２２との間に通信リンク２２ａおよび２２ｂが形成され得る。通信リンク２２ａを使用して、１つ以上のプロセッサ１０４は、通信信号を第２の通信デバイス１２２に送信し得る。通信リンク２２ｂを使用して、１つ以上のプロセッサ１２４は、通信信号を第１の通信デバイス１０２に送信し得る。いくつかの例では、第１および第２の通信デバイス１０２、１２２の間に１つの通信リンク２２を確立すれば十分であり、これにより、２つのデバイス間のデータの双方向送信が可能になる。これらの例における通信リンク２２は、ＦＳＯＣリンクである。他の実装例では、通信リンク２２のうちの１つ以上が、無線周波通信リンク、または自由空間を通って移動することが可能な他のタイプの通信リンクであり得る。

【0035】

図４に示されるように、第１の通信デバイス１０２および第２の通信デバイス１２２などの複数の通信デバイスが、複数の通信端末間に複数の通信リンク（矢印として示されている）を形成するように構成され得、それにより、ネットワーク４００を形成し得る。ネットワーク４００は、クライアントデバイス４１０および４１２と、サーバデバイス４１４と、通信デバイス１０２、１２２、４２０、４２２、および４２４と、を含み得る。クライアントデバイス４１０、４１２、サーバデバイス４１４、および通信デバイス４２０、４２２、ならびに４２４の各々は、１つ以上のプロセッサと、メモリと、送信機と、受信機と、上述のものと同様のステアリング機構と、を含み得る。送信機および受信機を使用して、ネットワーク４００内の各通信デバイスは、矢印で示されるように、別の通信デバイスと少なくとも１つの通信リンクを形成し得る。通信リンクは、光周波数、無線周波数、他の周波数、または異なる周波数帯域の組み合わせに対するものであり得る。図４では、通信デバイス１０２は、クライアントデバイス４１０および通信デバイス１２２、４２０、ならびに４２２との通信リンクを有して示されている。通信デバイス１２２は、通信デバイス１０２、４２０、４２２、および４２４との通信リンクを有して示されている。

【0036】

図４に示されるネットワーク４００は、単なる例示であり、いくつかの実装例では、ネットワーク４００は、追加のまたは異なる通信端末を含み得る。ネットワーク４００は、複数の通信デバイスが複数の地上通信端末上にある地上ネットワークであり得る。他の実装例では、ネットワーク４００は、気球、小型軟式飛行船もしくは他の飛行船、飛行機、無人航空機（ＵＡＶ）、衛星であり得る１つ以上の高高度プラットフォーム（ＨＡＰ）、または任意の他の形態の高高度プラットフォーム、もしくは他のタイプの移動可能もしくは固定通信端末を含み得る。いくつかの実装例では、ネットワーク４００は、携帯電話、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ウェアラブルデバイス、またはタブレットコンピュータなどのクライアントデバイスのためのアクセスネットワークとして機能し得る。ネットワーク４００はまた、インターネットなどのより大きなネットワークに接続され得、より大きなコンピュータネットワーク上に格納された、またはより大きなコンピュータネットワークを通じて提供されるリソースへのアクセスをクライアントデバイスに提供するように構成され得る。

【0037】

例示的な方法
第１の通信デバイス１０２の１つ以上のプロセッサ１０４は、第１の通信デバイス１０２で受信された光信号を追跡するように、第１のミラー２０２および第２のミラー２０４を制御するように構成され得る。第１の実施形態では、第２のミラー２０４は、ゾーン内の光信号を追跡するように移動され得る一方、第１のミラー２０２は、第２のミラー２０４がゾーンの縁に到達するまで、静止した状態に維持され得る。第２の実施形態では、第１の方向の光信号を追跡するように、第２のミラー２０４がそのデフォルト角度から離れた後に、第１のミラー２０２が、第１の方向に移動され得る。

【0038】

図５には、第１の実施形態による、第１の通信デバイス１０２の１つ以上のプロセッサ１０４によって実行され得る流れ図５００が示されている。図５は、ブロックを特定の順序で示しているが、順序は変更されてもよく、複数の動作が、同時に実行されてもよい。また、動作が追加または省略されてもよい。

【0039】

ブロック５０２で、１つ以上のプロセッサ１０４は、第２のミラーアクチュエータ２１４を使用して、第１の通信デバイス１０２のカバレッジエリア内の第１のゾーン内の光信号を追跡するように、第２のミラー２０４を移動させ得る。第１の通信デバイス１０２のカバレッジエリアは、第１のミラー２０２および第２のミラー２０４が、カバーするように回転され得る立体角である。言い換えれば、第１の通信デバイス１０２のカバレッジエリアは、第１のミラー２０２のカバレッジエリアと、第２のミラー２０４のカバレッジエリアとの組み合わせである。第１の通信デバイス１０２のカバレッジエリアは、複数のゾーンに分割され得る。各ゾーンは、例えば、第２のミラーのカバレッジエリアの５０％、または１００％未満の別のパーセンテージであり得る。例えば、第１の軸に沿った可動範囲に着目すると、第１のミラー２０２は、１８０°の全範囲に対して－９０°～９０°の可動範囲を有し得、第２のミラー２０４は、６０°の全可動範囲に対して－３０°～３０°の可動範囲を有し得る。したがって、第１の通信デバイス１０２の第１の軸に沿った全可動範囲は、２４０°の全可動範囲に対して－１２０°～１２０°であり得る。この例では、各ゾーンは３０°であり、これは、第２のミラーの第１の軸に沿った可動範囲の５０％である。この例では、合計８つのゾーンが存在し得る。他の例は、より多いまたはより少ないゾーンを有し得る。

【0040】

さらに、ブロック５０４で、光信号が第１のゾーン内で追跡される間、１つ以上のプロセッサ１０４は、第１のミラー２０２を第１の角度で静止した状態に維持し得る。第２のミラーがゾーン内を移動される間、第１のミラーアクチュエータ２１２を使用して、第１のミラー２０２を第１の角度で静止した状態に、電源なしで、保持することができる。例えば、第２のミラー２０４がゾーン内で移動される間、１つ以上のプロセッサ１０４は、第１のミラーアクチュエータ２１２を使用して、第１のミラー２０２を第１の角度にロックすることができる。第１のミラー２０２が第１の角度にロックされた後、第１のミラーアクチュエータ２１２への電源が切られ得る。第１の軸に沿った第１の角度は、例えば、０°、１５°、または第１のミラーのカバレッジエリア内の他の角度であり得る。

【0041】

図６は、第１の軸に沿った経時的な、第１の通信デバイス１０２で受信された光信号、第１のミラー２０２、および第２のミラー２０４の例示的な角度を示したグラフ６００を示す。０°は、第１のミラー２０２または第２のミラー２０４のそれぞれのデフォルト角度を表す。第２のミラーの可動範囲６０２は、０°軸周りの陰影領域として示されている。複数のゾーンのうちの３つのゾーンが、ゾーン６０４、６０６、および６０８として示されており、その各々が、第２のミラーの可動範囲の約５０％である。負の可動範囲のゾーンも存在するが、図示を簡略化するために省略されている。追跡された光信号、第２のミラー２０４、および第１のミラー２０２の経時的な角度位置が、グラフ６００に、それぞれ線６１０（実線）、６１２（破線）、および６１４（一点鎖線）として示されている。図６に示されるように、１つ以上のプロセッサ１０４は当初、第１のミラー２０２が第１の角度θ１すなわち１５°でロックされている間に、第２のミラー２０４を０°～約１５°の間を移動させることによって、時間ｔ０～ｔ１の間の光信号の位置を追跡する。

【0042】

ブロック５０６で、光信号がゾーンの縁に到達したら、１つ以上のプロセッサ１０４は、第１のミラーアクチュエータ２１２を使用して、第１のミラー２０２を第１の角度とは異なる第２の角度に移動させ得る。第２の角度は、第１の角度から光信号が移動する方向にある。また、第２の角度は、３０°など、第１の角度からの設定された間隔であり得る。いくつかの実装例では、１つ以上のプロセッサ１０４は、第１のミラー２０２の複数の所定の角度を有し得る。図６に示されるように、光信号は、時間ｔ１においてゾーン６０４の上縁に到達し、ゾーン６０６内に移動する。時間ｔ１において、１つ以上のプロセッサ１０４は、第１のミラー２０２を第１の角度θ１から第２の角度θ２、すなわち４５°に移動させる。第１のミラー２０２が第２の角度に移動されると、１つ以上のプロセッサ１０４は、第１のミラー２０２を第２の角度で所定の位置にロックすることなどによって、電源なしで、第１のミラー２０２を第２の角度に保持し得る。

【0043】

ブロック５０８で、第１のミラー２０２が第１の角度から第２の角度に移動されると、１つ以上のプロセッサは、第２のミラーの指向方向をリセットするために、第２のミラー２０４を、第２のミラーのデフォルト角度すなわちゼロ角度に移動させ得る。第２のミラー２０４は、第１のミラー２０２とは反対方向に移動され得る。図６に示されるように、第１のミラー２０２が、時間ｔ１～時間ｔ２で、第１の角度θ１から第２の角度θ２に移動されると、第２のミラー２０４は、約１５°の作動角度から、第２のミラーのデフォルト角度に戻される。

【0044】

複数のゾーンのうちの所与のゾーン内にあるときに、ブロック５０４および５０６のプロセスが実行され得る。複数のゾーンのうちの２つのゾーン間の移行中に、ブロック５０８のプロセスが実行され得る。図６の例に示されるように、時間ｔ２～ｔ３の間に、光信号が、ゾーン６０６内で追跡される。時間ｔ２～ｔ３の間、第１のミラー２０２が第２の角度θ２に保持される一方、第２のミラー２０４は、０°～３０°の間で回転される。時間ｔ３において、光信号は、ゾーン６０６の上縁に到達し、ゾーン６０８内に移動する。したがって、時間ｔ３～時間ｔ４で、第１のミラー２０２は、第２の角度θ２から第３の角度θ３、すなわち７５°に移行される一方、第２のミラー２０４は、第２のミラーのデフォルト角度に回転して戻される。時間ｔ４～時間ｔ５で、第１のミラー２０２が第３の角度θ３に保持される一方、第２のミラー２０４は、－１５°～３０°の間で回転されて、ゾーン６０８内の光信号を追跡する。時間ｔ５で、光信号は、ゾーン６０８の下縁で追跡され、ゾーン６０６内に戻る。したがって、時間ｔ５～ｔ６の間に、第１のミラー２０２は、第３の角度θ３から第２の角度θ２に戻され、第２のミラー２０４は、デフォルト角度に戻される。時間ｔ６～ｔ７の間に、第２のミラー２０４を０°～－３０°の間で移動させることによって、光信号が、ゾーン６０６内で追跡される。時間ｔ７で、光信号は、ゾーン６０６の下縁で追跡され、ゾーン６０４内に移動する。したがって、時間ｔ７で、第１のミラー２０２は、第２の角度θ２から第１の角度θ１に向けて戻される。第１のミラー２０２が、時間ｔ７～ｔ８の間に第１の角度θ１に移行されると、第２のミラー２０４は、デフォルトの角度に戻される。

【0045】

ブロック５１０で、１つ以上のプロセッサ１０４は、受信された光信号に従って、第１の通信デバイス１０２を動作させ得る。例えば、１つ以上のプロセッサ１０４は、受信された光信号に従って、ネットワーク４００を介して光信号をさらに送信し得る。１つ以上のプロセッサは、追加的または代替的に、ジンバルを制御することなどによって、第１の通信デバイス１０２の指向方向を調整し得る。

【0046】

代替的に、１つ以上のプロセッサ１０４は、第２のミラーアクチュエータ２１４を使用して、第１の通信デバイス１０２のカバレッジエリアではなく、第２のミラー２０４のカバレッジエリア内の第１のゾーン内の光信号を追跡するように、第２のミラー２０４を移動させることができる。この例では、第１のゾーンは、５０％、または７５％、または１００％未満の別のパーセンテージなど、第２のミラー２０４のカバレッジの全エリアのパーセンテージとして定義され得る。ゾーンと、カバレッジの全エリアとが同心である場合がある。第１の軸に沿った例では、第２のミラーは、第１の軸の周りを－３０°～３０°移動するように構成され得る。ゾーンは全可動範囲の５０％であり得、したがって－１５°～１５°であり得る。１つ以上のプロセッサ１０４は、ブロック５０４で上述したように、第１のミラー２０２を静止した状態に維持し得る。１つ以上のプロセッサは、第２のミラー２０４がゾーンの縁においてある角度に移動されたことを検出し、第１のミラー２０２を移動させて、第２のミラー２０４のゾーンをその角度に心合わせすることができる。換言すれば、第２のミラー２０４のデフォルト角度がその角度に沿って指向されるように、第１のミラー２０２が、その角度に移動され得る。別の例では、第１のミラー２０２を移動して、第２のミラー２０４のゾーンを、１０秒以上または以下などの以前の時間フレームにおける複数の指向方向の平均指向方向に心合わせすることができる。第１のミラー２０２が移動されると、第２のミラー２０４もデフォルト角度に移動されて、第２のミラーの指向方向をリセットすることができる。

【0047】

図７は、第１の通信デバイス１０２の１つ以上のプロセッサ１０４によって実行され得る、第２の実施形態による流れ図７００を示す。図７は、ブロックを特定の順序で示しているが、順序は変更されてもよく、複数の動作が、同時に実行されてもよい。また、動作が追加または省略されてもよい。

【0048】

ブロック７０２で、１つ以上のプロセッサ１０４は、光信号を追跡するように、第２のミラーアクチュエータ２１４を使用して、第２のミラー２０４をデフォルト角度から第１の方向に移動させる。いくつかの例では、１つ以上のプロセッサ１０４は、第２のミラー２０４が閾値角度を超えて第１の方向に移動したことをさらに判定し得る。ブロック７０４で、第２のミラー２０４が第１の方向に移動された後に、１つ以上のプロセッサ１０４は、第１のミラー２０２を第１の方向に移動させ得る。第１のミラー２０２は、第２のミラーが閾値角度を超えて第１の方向に移動された後に、移動され得る。ブロック７０６で、第１のミラー２０２を第１の方向に移動させると同時に、１つ以上のプロセッサ１０４は、第２のミラー２０４を第１の方向とは反対の第２の方向に移動させて、第２のミラー２０４のデフォルト角度に向けて戻し得る。次に、プロセスが繰り返されて、光信号を継続的に追跡し得る。ブロック７０８で、１つ以上のプロセッサ１０４は、ブロック５１０で説明されたように、受信された光信号に従って、第１の通信デバイスを動作させ得る。

【0049】

第２の実施形態の別の例では、１つ以上のプロセッサ１０４は、第１の期間にわたって、第２のミラー２０４を複数の方向に移動させ得る。１つ以上のプロセッサ１０４は、複数の方向を平均して、第１の期間の第１の方向を決定し得る。第１の期間は、例えば、１０秒以上であっても、１０秒以下であってもよい。次に、１つ以上のプロセッサ１０４は、第１の期間後に、第１のミラー２０２を決定された第１の方向に移動させ、第２のミラー２０４を、第２のミラーのデフォルト角度に向かって戻させ得る。

【0050】

上述の通信デバイス１０２の動作は、受信信号を追跡するのではなく、送信光信号の指向方向を制御する目的で追加的または代替的に利用され得る。この実装例では、１つ以上のプロセッサ１０４は、通信デバイス１２２などのリモート通信デバイスから信号を受信し得、受信された信号は、リモート通信デバイスの追跡センサー上での送信された光信号の位置を示す。次に、追跡センサーの中心が、送信された光信号に対して移動するにつれて、通信デバイス１０２の第１のミラー２０２および第２のミラー２０４が移動され得る。言い換えれば、第１のミラー２０２および第２のミラー２０４は、受信された光信号ではなく、追跡センサーの中心を追跡するように移動され得る。

【0051】

上記の特徴が、光信号を正確に指向および追跡するＦＳＯＣシステムを提供する。さらに、これらの特徴は、アクチュエータを操作するための全体的なコストを低減し得、システムの寿命および性能を拡張し得る。さらに、システムの電力節減も達成され得る。

【0052】

特段の記述がない限り、前述の代替的な例は、相互に排他的ではないが、独自の有益点を達成するために様々な組み合わせで実施され得る。上で考察される特徴のこれらおよび他の変形および組み合わせは、特許請求の範囲によって定義される主題から逸脱することなく利用することができるので、実施形態の前述の説明は、特許請求の範囲によって定義される主題の限定としてではなく、例示としてみなされるべきである。加えて、本明細書に記載された実施例、ならびに「など」、「含む」などと表現された語句の提供は、特許請求の範囲の主題を特定の実施例に限定するものと解釈されるべきではなく、むしろ、実施例は、多くの可能な実施形態のうちの１つだけを例示することが意図される。さらに、異なる図面中の同じ参照番号は、同じまたは類似の要素を特定することができる。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】