特許 7606997 発光装置及び光通信システム

(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】2024-12-18

(45)【発行日】2024-12-26

(54)【発明の名称】発光装置及び光通信システム

(51)【国際特許分類】

   H05B 47/195 20200101AFI20241219BHJP

   H05B 39/10 20060101ALI20241219BHJP

   H04B 10/80 20130101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

H05B47/195

H05B39/10

H04B10/80

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022035348

(22)【出願日】2022-03-08

(65)【公開番号】P2023130831

(43)【公開日】2023-09-21

【審査請求日】2024-01-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004222

【氏名又は名称】弁理士法人創光国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(72)【発明者】

【氏名】西谷 明彦

(72)【発明者】

【氏名】吉原 貴仁

(72)【発明者】

【氏名】川田 亮一

(72)【発明者】

【氏名】小島 淳一

【審査官】野木 新治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－００５１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３５２５６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ４７／１９５

Ｈ０５Ｂ ３９／１０

Ｈ０４Ｂ １０／８０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水中におけるそれぞれが異なる向きに光を発する複数の発光体を有する光源と、
前記水中を移動する移動体の位置と時刻とが関連付けられた移動計画データを参照することにより前記移動体の位置を特定する位置特定部と、
前記複数の発光体のうち、現在時刻における前記移動体の位置に向けて光を発する一以上の発光体が光を発し、当該一以上の発光体以外の発光体の発光強度を前記一以上の発光体の発光強度よりも小さくするように前記光源を制御する動作制御部と、
を有する発光装置。

【請求項2】

水中におけるそれぞれが異なる向きに光を発する複数の発光体を有する光源と、
前記水中を移動する移動体の位置を特定する位置特定部と、
前記複数の発光体のうち、現在時刻における前記移動体の位置に向けて光を発する一以上の発光体が光を発し、当該一以上の発光体以外の発光体の発光強度を前記一以上の発光体の発光強度よりも小さくするように前記光源を制御する動作制御部と、
前記移動体が送信した通知データを受信するデータ受信部と、
を有し、
前記動作制御部は、前記データ受信部が、前記一以上の発光体が発する光の強度が不足していることを示す前記通知データを受信した場合に、前記一以上の発光体が発する光の強度、又は光を発する前記一以上の発光体の数を増加させるように前記光源を制御する、発光装置。

【請求項3】

前記動作制御部は、前記移動計画データに含まれている前記移動体の複数の位置に対応する複数の時刻の間隔以下の時間間隔で前記移動計画データを参照することにより前記光源を制御する、
請求項１に記載の発光装置。

【請求項4】

前記移動計画データにおいては、前記移動体の位置を示す情報として緯度、経度及び深度を示す情報が含まれており、
前記動作制御部は、前記光源の緯度及び経度と、前記移動体の緯度、経度及び深度との関係に基づいて、前記光源に対する前記移動体の向きを特定し、特定した前記移動体の向きに対応する前記一以上の発光体が光を発するように前記光源を制御する、
請求項１又は３に記載の発光装置。

【請求項5】

前記位置特定部は、前記水中に向けて測定用信号を発した後に検出される前記移動体で反射した信号、又は前記移動体が送信した信号の少なくともいずれかに基づいて前記移動体の位置を特定する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の発光装置。

【請求項6】

前記位置特定部は、複数の前記移動体の位置を特定し、
前記動作制御部は、前記複数の移動体の位置に向けて光を発する一以上の前記発光体が光を発するように前記光源を制御する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の発光装置。

【請求項7】

前記動作制御部は、前記複数の移動体から一以上の移動体を選択し、選択した前記一以上の移動体の位置に対応する前記一以上の発光体が光を発するように前記光源を制御する、
請求項６に記載の発光装置。

【請求項8】

前記動作制御部は、前記光源と前記移動体との距離に基づいて前記一以上の移動体を選択する、
請求項７に記載の発光装置。

【請求項9】

前記動作制御部は、一定の時間間隔で、前記移動体の位置に対応する向きと異なる向きに対応する前記複数の発光体を点灯させるように前記光源を制御する、
請求項１から８のいずれか一項に記載の発光装置。

【請求項10】

前記水中に向けて音響を発する音響通信部をさらに有し、
前記動作制御部は、前記光源が光を発しない状態になった場合に、音響の発生を開始するように前記音響通信部を制御する、
請求項１から９のいずれか一項に記載の発光装置。

【請求項11】

水中を移動する移動体と、前記水中に向けて光を発する発光装置と、を備え、
前記発光装置は、
前記水中におけるそれぞれが異なる向きに光を発する複数の発光体を有する光源と、
前記移動体の位置と時刻とが関連付けられた移動計画データを参照することにより前記移動体の位置を特定する位置特定部と、
前記複数の発光体のうち、現在時刻における前記移動体の位置に向けて光を発する一以上の発光体が光を発し、当該一以上の発光体以外の発光体の発光強度を前記一以上の発光体の発光強度よりも小さくするように前記光源を制御する動作制御部と、
を有し、
前記移動体は、
前記光源が発した光を受ける受光体と、
前記受光体が受けた光により前記発光装置から通知される情報に基づいて動作する動作部と、
を有する光通信システム。

【請求項12】

水中を移動する移動体と、前記水中に向けて光を発する発光装置と、を備え、
前記発光装置は、
前記水中におけるそれぞれが異なる向きに光を発する複数の発光体を有する光源と、
前記移動体の位置を特定する位置特定部と、
前記複数の発光体のうち、現在時刻における前記移動体の位置に向けて光を発する一以上の発光体が光を発し、当該一以上の発光体以外の発光体の発光強度を前記一以上の発光体の発光強度よりも小さくするように前記光源を制御する動作制御部と、
前記移動体が送信した通知データを受信するデータ受信部と、
を有し、
前記移動体は、
前記光源が発した光を受ける受光体と、
前記受光体が受けた光により前記発光装置から通知される情報に基づいて動作する動作部と、
を有し、
前記動作制御部は、前記データ受信部が、前記一以上の発光体が発する光の強度が不足していることを示す前記通知データを受信した場合に、前記一以上の発光体が発する光の強度、又は光を発する前記一以上の発光体の数を増加させるように前記光源を制御する、
光通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光装置及び光通信システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、水中で光無線通信をする技術が知られている（例えば、非特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【文献】国立大学法人東京海洋大学、ソフトバンク株式会社、「世界初、水中で通信対象を自律的に追尾するトラッキング技術による光無線通信の実証に成功」、［online］、２０２１年１０月２２日、［令和４年２月１２日検索］、インターネット<URL:https://www.kaiyodai.ac.jp/topics/img/47e4607781bdd7756122a2facf152fae_2.pdf>

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

非特許文献１に記載された技術においては、親機が姿勢を変化させる機構を有しており、親機が子機の位置に応じて姿勢を変化させていた。親機の姿勢を変化させるためには大きな電力が必要であるという問題が生じていた。

【0005】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、親機の姿勢を変化させることなく水中を移動する子機との間で光無線通信を行えるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様の発光装置は、水中におけるそれぞれが異なる向きに光を発する複数の発光体を有する光源と、前記水中を移動する移動体の位置を特定する位置特定部と、前記複数の発光体のうち、現在時刻における前記移動体の位置に向けて光を発する一以上の発光体が光を発し、当該一以上の発光体以外の発光体の発光強度を前記一以上の発光体の発光強度よりも小さくするように前記光源を制御する動作制御部と、を有する。

【0007】

前記位置特定部は、前記移動体の位置と時刻とが関連付けられた移動計画データを参照することにより前記移動体の位置を特定してもよい。

【0008】

前記動作制御部は、前記移動計画データに含まれている前記移動体の複数の位置に対応する複数の時刻の間隔以下の時間間隔で前記移動計画データを参照することにより前記光源を制御してもよい。

【0009】

前記移動計画データにおいては、前記移動体の位置を示す情報として緯度、経度及び深度を示す情報が含まれており、前記動作制御部は、前記光源の緯度及び経度と、前記移動体の緯度、経度及び深度との関係に基づいて、前記光源に対する前記移動体の向きを特定し、特定した前記移動体の向きに対応する前記一以上の発光体が光を発するように前記光源を制御してもよい。

【0010】

前記位置特定部は、前記水中に向けて測定用信号を発した後に検出される前記移動体で反射した信号、又は前記移動体が送信した信号の少なくともいずれかに基づいて前記移動体の位置を特定してもよい。

【0011】

前記位置特定部は、複数の前記移動体の位置を特定し、前記動作制御部は、前記複数の移動体の位置に向けて光を発する一以上の前記発光体が光を発するように前記光源を制御してもよい。

【0012】

前記動作制御部は、前記複数の移動体から一以上の移動体を選択し、選択した前記一以上の移動体の位置に対応する前記一以上の発光体が光を発するように前記光源を制御してもよい。

【0013】

前記動作制御部は、前記光源と前記移動体との距離に基づいて前記一以上の移動体を選択してもよい。

【0014】

前記動作制御部は、一定の時間間隔で、前記移動体の位置に対応する向きと異なる向きに対応する前記複数の発光体を点灯させるように前記光源を制御してもよい。

【0015】

前記発光装置は、前記移動体が送信した通知データを受信するデータ受信部をさらに有し、前記動作制御部は、前記データ受信部が、前記一以上の発光体が発する光の強度が不足していることを示す前記通知データを受信した場合に、前記一以上の発光体が発する光の強度、又は光を発する前記一以上の発光体の数を増加させるように前記光源を制御してもよい。

【0016】

前記発光装置は、前記水中に向けて音響を発する音響通信部をさらに有し、前記動作制御部は、前記光源が光を発しない状態になった場合に、音響の発生を開始するように前記音響通信部を制御してもよい。

【0017】

本発明の第２の態様の光通信システムは、水中を移動する移動体と、前記水中に向けて光を発する発光装置と、を備え、前記発光装置は、前記水中におけるそれぞれが異なる向きに光を発する複数の発光体を有する光源と、前記移動体の位置を特定する位置特定部と、前記複数の発光体のうち、現在時刻における前記移動体の位置に向けて光を発する一以上の発光体が光を発し、当該一以上の発光体以外の発光体の発光強度を前記一以上の発光体の発光強度よりも小さくするように前記光源を制御する動作制御部と、を有し、前記移動体は、前記光源が発した光を受ける受光体と、前記受光体が受けた光により前記発光装置から通知される情報に基づいて動作する動作部と、を有する。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、親機の姿勢を変化させることなく水中を移動する子機との間で光無線通信を行えるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】光通信システムＳの概要を説明するための図である。

【図2】移動体１の構成を示す図である。

【図3】発光装置２の構成を示す図である。

【図4】移動計画データの一例を示す図である。

【図5】発光体データの一例を示す図である。

【図6】方位角及び俯角について説明するための図である。

【図7】発光装置２における処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

［光通信システムＳの概要］
図１は、光通信システムＳの概要を説明するための図である。光通信システムＳは、水中を移動する移動体１と水面付近に設置された発光装置２との間で光信号を用いて通信するためのシステムである。図１に示す例において、光通信システムＳは、複数の移動体１（移動体１－１及び移動体１－２）、発光装置２、並びに監視制御装置３を備える。移動体１と発光装置２とは、光通信システムＳにおける子機と親機の関係を有する。

【0021】

移動体１は、水中を移動する職業潜水士、レジャーダイバー又は水中観光客等（以下、「ユーザ」という）が保持又は装着して使用する通信端末である。移動体１は、例えば、ディスプレイ、操作部及び通信機能を有するスマートフォンのような端末であり、電池により動作する。複数の移動体１のそれぞれには、移動体１を識別するための移動体識別情報（以下、「移動体ＩＤ」という）が割り当てられている。

【0022】

移動体１は、発光装置２との間で、指向性がある光信号を用いて通信する。指向性がある光は、例えばＬＥＤ光（発光ダイオード光）又はレーザ光である。移動体１は、例えば４０ｍ程度の水深でも使用できるように、６気圧程度に耐えられる防水耐圧容器内に密封されている。

【0023】

発光装置２は、水面付近に設置されるので、水深１ｍ程度における水圧に耐えられる容器内に密封されている。図１に示すように、発光装置２は複数の発光体２１１により構成される光源２１を有する。発光装置２は、複数の受光体２２１により構成される受光部２２を有していてもよい。

【0024】

複数の発光体２１１は、例えばレーザダイオードであり、それぞれが水中の異なる方向に光を発することができる。複数の受光体２２１は、例えば光センサであり、それぞれが水中の異なる方向から移動体１が発した光を受けることができる。複数の発光体２１１及び複数の受光体２２１は、それぞれ発光装置２における水に接する曲面における異なる位置に設けられている。

【0025】

発光装置２は、移動体１の位置に向けて光信号を発し、移動体１が発した光信号を受けることにより、移動体１との間で通信する。発光装置２は、複数の発光体２１１のうち、移動体１の位置に対応する位置に設けられた発光体２１１から光を発することにより、移動体１の位置に向けて光信号を発する。一例として、移動体１及び発光装置２は、送信するべきデータの内容に基づいて光を点滅させることで、光信号によりデータを送信することができる。

【0026】

また、発光装置２は、複数の受光体２２１のうち、移動体１の位置に対応する位置に設けられた受光体２２１により、移動体１が発した光を受ける。複数の受光体２２１は、移動体１が発する情報（例えば位置を示す位置情報）を含む光信号を受けることができるように常に動作状態になっていてもよいが、移動体１の位置に対応する受光体２２１のみが動作状態になっていてもよい。

【0027】

このように、発光装置２が複数の発光体２１１及び複数の受光体２２１のうち、移動体１の位置に対応する発光体２１１及び受光体２２１を用いることで、発光装置２が姿勢を変更することなく移動体１と光通信することができる。また、発光装置２は、複数の発光体２１１及び複数の受光体２２１のうち、移動体１の位置に対応する発光体２１１及び受光体２２１を用いることで、全ての発光体２１１及び受光体２２１を同時に動作させる場合に比べて消費電力を抑制することができるので、電池で動作する発光装置２に特に好適である。

【0028】

監視制御装置３は、発光装置２を制御するための装置であり、例えばコンピュータである。監視制御装置３は、移動体１が水中で移動する時刻ごとの位置を示す移動計画データの入力を受けて、移動計画データを発光装置２に通知する。発光装置２は、一例として、通知された移動計画データを参照することにより移動体１の位置を特定する。
以下、移動体１及び発光装置２の構成及び動作を詳細に説明する。

【0029】

［移動体１の構成］
図２は、移動体１の構成を示す図である。移動体１は、発光体１１と、受光体１２と、操作部１３と、表示部１４と、記憶部１５と、動作部１６と、を有する。

【0030】

発光体１１は、発光装置２に向けて光を発するデバイスであり、例えば発光ダイオード又はレーザダイオードである。受光体１２は、発光装置２から受けた光を検出するデバイスであり、例えば光センサである。

【0031】

操作部１３は、移動体１を使用するユーザの操作を受け付けるためのデバイスであり、例えば各種のキー又はタッチパネルにより構成されている。表示部１４は、ユーザに情報を表示するためのデバイスであり、例えばディスプレイである。

【0032】

記憶部１５は、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）を有しており、各種のデータを記憶する記憶媒体を有する。記憶部１５は、例えば動作部１６が実行するプログラムを記憶する。記憶部１５は、発光装置２から送信された各種のデータを記憶してもよい。

【0033】

動作部１６は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。動作部１６は、記憶部１５に記憶されたプログラムを実行することにより、発光体１１を制御して光を発光させたり、受光体１２が受けた光の点滅パターンにより特定されるデータを表示部１４に表示させたりする。

【0034】

［発光装置２の構成］
図３は、発光装置２の構成を示す図である。発光装置２は、光源２１と、受光部２２と、データ通信部２３と、音響通信部２４と、記憶部２５と、制御部２６と、音響測位部２７と、を有する。制御部２６は、データ取得部２６１と、位置特定部２６２と、データ受信部２６３と、動作制御部２６４と、を有する。一つの筐体にこれらの構成部が含まれていてもよく、光源２１、受光部２２及び音響通信部２４と他の構成部とが異なる筐体に収容されていてもよい。記憶部２５及び制御部２６は、監視制御装置３に含まれていてもよい。

【0035】

光源２１は、水中におけるそれぞれが異なる向きに光を発する複数の発光体２１１を有する。光源２１は、動作制御部２６４の制御に基づいて、複数の発光体２１１のうち一以上の発光体２１１が発光する。

【0036】

受光部２２は、移動体１が発射した光を受ける複数の受光体２２１を有する。受光部２２は、動作制御部２６４の制御に基づいて、複数の受光体２２１のうち一以上の受光体２２１が光を検出する。

【0037】

データ通信部２３は、監視制御装置３との間でデータを送受信するための通信インターフェースである。データ通信部２３は、例えばインターネットに接続するための通信コントローラを有するが、データ通信部２３は無線通信回線に接続するための通信コントローラを有していてもよい。データ通信部２３は、例えば監視制御装置３から移動計画データを受信し、受信した移動計画データをデータ取得部２６１に通知する。

【0038】

音響測位部２７は、移動体１の位置情報を計測するための音響信号を移動体１とやり取りするための通信インターフェースであり移動体１の位置情報を計測する機能を有する。音響測位部２７は、例えば音響を発生する音源及びスピーカ、並びに移動体１が発した音響を検出するマイクロホンを有し、移動体１と測位用の音響信号をやりとりし、その信号から移動体１の緯度経度、深度、距離を計測する。音響測位部２７は、計測した移動体１の現在位置情報を位置特定部２６２に通知する。

【0039】

音響通信部２４は、移動体１との間で音響により通信するための通信インターフェースである。音響通信部２４は、例えば音響を発生する音源及びスピーカ、並びに移動体１が発した音響を検出するマイクロホンを有する。音響通信部２４は、動作制御部２６４の制御に基づいて移動体１に通知するべきデータを示す音響を発したり、検出した音響が示すデータを動作制御部２６４に通知したりする。

【0040】

記憶部２５は、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶媒体を有する。記憶部２５は、例えば監視制御装置３から取得した移動計画データを記憶する。また、記憶部２５は、制御部２６が実行するプログラムを記憶する。

【0041】

図４は、移動計画データの一例を示す図である。移動計画データは、移動体１の位置と時刻とが関連付けられたデータである。図４に示す移動計画データにおいては、到着時刻と、移動体１の位置を示す情報としての緯度、経度及び深度と、移動体１の滞在時間とが関連付けられている。図４に示す移動計画データは、例えば１台の移動体１の位置の変化を示すデータであり、記憶部２５は、複数の移動体１それぞれを識別するための移動体ＩＤに関連付けて複数の移動計画データを記憶していてもよい。

【0042】

記憶部２５は、複数の発光体それぞれが光を発する方向を示す発光体データをさらに記憶する。図５は、発光体データの一例を示す図である。図５に示す発光体データにおいては、発光体２１１を識別するための発光体ＩＤと、発光体２１１が発した光が到達する範囲を示す方位角の範囲と俯角の範囲とが関連付けられている。

【0043】

図６は、方位角及び俯角について説明するための図である。図６（ａ）は、発光装置２における複数の発光体２１１が設けられている半球状の領域の斜視図であり、図６（ａ）には１つの発光体２１１－Ｘ（Ｘは自然数）が示されている。方位角は、水平面Ｐにおける基準方向Ｒに対する角度であり、図６（ａ）は、発光体２１１－Ｘが発する光が方位角θ１からθ２までの範囲に到達することを示している。

【0044】

図６（ｂ）は、発光装置２における複数の発光体２１１－Ｘが設けられている半球状の領域を横から見た図であり、図６（ａ）に示した発光体２１１－Ｘが示されている。俯角は、水平面Ｐに対する角度であり、図６（ｂ）は、発光体２１１－Ｘが発する光が俯角γ１からγ２までの範囲に到達することを示している。すなわち、発光体２１１－Ｘが発する光は、方位角がθ１からθ２であり、かつ俯角がγ１からγ２までの範囲に到達する。

【0045】

制御部２６は、例えばＣＰＵである。制御部２６は、記憶部２５に記憶されたプログラムを実行することにより、データ取得部２６１、位置特定部２６２、データ受信部２６３及び動作制御部２６４として機能する。

【0046】

データ取得部２６１は、データ通信部２３を介して監視制御装置３から各種のデータを取得する。データ取得部２６１は、例えば移動計画データを取得し、取得した移動計画データを位置特定部２６２に通知する。データ取得部２６１は、取得した移動計画データを記憶部２５に記憶させることにより、移動計画データを位置特定部２６２に通知してもよい。

【0047】

位置特定部２６２は、水中を移動する移動体１の位置を特定する。一例として、位置特定部２６２は、移動体１の位置と時刻とが関連付けられた移動計画データを参照することにより移動体１の位置を特定する。すなわち、位置特定部２６２は、図４に示す移動計画データにおける到着時刻、緯度・経度・深度及び滞在時間を参照することにより、どの移動体１がどの時点でどの位置に滞在しているかを特定する。位置特定部２６２は、所定の時間間隔（例えば１秒）で、移動体１の位置を動作制御部２６４に通知する。位置特定部２６２が移動計画データを参照して移動体１の位置を特定することで、移動体１が発光装置２に位置を示す位置情報を送信する機能がない場合にも、位置特定部２６２は移動体１の位置を特定することができる。

【0048】

図４に示す移動計画データにおいては、移動体１が移動している間の位置が示されていない。滞在している位置と次に滞在する位置との間の移動にｎ秒を要する場合、位置特定部２６２は、滞在している位置と次に滞在する位置とを結ぶ直線をｎの線分に分割し、それぞれの線分の端部の位置を特定することにより、単位時間（例えば１秒）ごとの移動体１の位置を特定する。位置特定部２６２は、時刻に関連付けて、特定した位置を記憶部２５に記憶させる。位置特定部２６２は、特定した位置を示すデータと時刻を示すデータとを移動計画データに追加してもよい。

【0049】

位置特定部２６２は、リアルタイムで発光装置２の位置を特定してもよい。位置特定部２６２がリアルタイムで移動体１の位置を特定する方法は任意であり、位置特定部２６２は、水中に向けて測定用信号を発した後に検出される移動体１で反射した信号、又は移動体１が送信した信号の少なくともいずれかに基づいて移動体１の位置を特定してもよい。具体的には、位置特定部２６２は、不図示のＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）装置を用いて水中に照射したレーザ光が物体に当たって戻ってくるまでの時間に基づいて、物体までの距離及び方向を特定してもよい。また、位置特定部２６２は、音響測位部２７が移動体１の位置情報を計測するために送受信した音響信号に基づいて移動体１の緯度経度、深度、距離を計測してもよい。

【0050】

移動体１が定期的に音響信号を発信し、音響測位部２７が複数のマイクロホンを有しており、位置特定部２６２は、複数のマイクロホンが受信した音響信号の位相差に基づいて移動体１の方向を特定してもよい。さらに、移動体１と発光装置２とが予め同期しており、位置特定部２６２は、移動体１が音響信号を発信するタイミングから発光装置２が当該音響信号を受信するまでの遅延時間の大きさに基づいて発光装置２から移動体１までの距離を特定してもよい。

【0051】

また、位置特定部２６２は、複数の移動体１の位置を特定してもよい。この場合、位置特定部２６２は、例えば、所定の時間間隔で、移動体１を識別するための移動体ＩＤに関連付けて、複数の移動体１のそれぞれの位置を記憶部２５に記憶させる。

【0052】

データ受信部２６３は、各種のデータを移動体１から受信する。データ受信部２６３は、例えば、移動体１において撮影された水中の映像データを受信する。また、データ受信部２６３は、受光部２２を介して、移動体１が送信した通知データを受信する。通知データは、例えば移動体１のユーザが移動体１を操作することにより移動体１が送信するデータである。通知データは、移動体１又はユーザの状態を示すデータであり、例えば、一以上の発光体２１１が発する光を移動体１が受けられていることを示すデータ、又は一以上の発光体２１１が発する光の強度が不足していることを示すデータである。データ受信部２６３は、受信した通知データを動作制御部２６４に通知する。

【0053】

動作制御部２６４は、複数の発光体２１１及び複数の受光体２２１を制御する。動作制御部２６４は、例えば、複数の発光体２１１のうち、現在時刻における移動体１の位置に向けて光を発する一以上の発光体２１１が光を発し、当該一以上の発光体２１１以外の発光体２１１の発光強度を一以上の発光体２１１の発光強度よりも小さくするように光源２１を制御する。一例として、動作制御部２６４は、現在時刻における移動体１の位置に向けて光を発する一以上の発光体２１１以外の発光体２１１が光を発しないようにしてもよい。動作制御部２６４が、移動体１の位置に対応していない発光体２１１の発光強度を小さくすることで、発光装置２は消費電力を小さくすることができるので、発光装置２が電池で動作する場合に好適である。

【0054】

動作制御部２６４は、例えば図５に示した発光体データを参照し、複数の発光体２１１が発射した光が到達する複数の範囲のうち、位置特定部２６２が特定した移動体１の位置が含まれる範囲を特定する。動作制御部２６４は、特定した範囲に対応する一以上の発光体２１１を選択し、選択した一以上の発光体２１１に発光させる。

【0055】

動作制御部２６４は、例えば光源２１の緯度及び経度と、移動体１の緯度、経度及び深度との関係に基づいて、光源に対する移動体１の向きを特定し、特定した移動体１の向きに対応する一以上の発光体２１１が光を発するように光源２１を制御する。具体的には、動作制御部２６４は、複数の発光体２１１が光を発する複数の方向に対応する直線を結ぶ位置（例えば図６における位置Ｃ）の緯度・経度・深度と、移動体１の緯度・経度・深度との関係に基づいて、図６に示した基準方向Ｒに対する、位置Ｃと移動体１とを結ぶ直線の方向を算出する。

【0056】

より具体的には、動作制御部２６４は、移動体１の緯度・経度・深度を、位置Ｃを原点とする三次元座標に置換し、三次元座標を極座標に変換することにより方位角及び俯角を算出する。動作制御部２６４は、図５を参照し、算出した方位角及び俯角が含まれる範囲に光を発することができる一以上の発光体２１１を選択する。

【0057】

水中を複数の移動体１が移動している場合、動作制御部２６４は、複数の移動体１の位置に向けて光を発する一以上の発光体２１１が光を発するように光源２１を制御する。例えば移動体１－１が、図５における発光体ＩＤ２１１－１の発光体２１１が発射した光が到達する範囲にあり、移動体１－２が、図５における発光体ＩＤ２１１－２０の発光体２１１が発射した光が到達する範囲にある場合、動作制御部２６４は、発光体ＩＤ２１１－１の発光体２１１及び発光体ＩＤ２１１－２０の発光体２１１に光を発射させる。このように動作制御部２６４が動作することで、発光装置２が複数の移動体１と同時に通信することができる。

【0058】

動作制御部２６４は、複数の移動体１から一以上の移動体１を選択し、選択した一以上の移動体１の位置に対応する一以上の発光体２１１が光を発するように光源２１を制御してもよい。動作制御部２６４は、例えば、予め管理者により設定され、記憶部２５に記憶された複数の移動体１の優先順位に基づいて、優先順位が高い所定の台数（例えば３台）の移動体１を選択してもよい。動作制御部２６４は、管理者により設定され記憶部２５に記憶された複数の移動体ＩＤに対応する複数の移動体１を選択してもよい。動作制御部２６４がこのように動作することで、発光装置２の消費電力が大きくなり過ぎることを防げる。

【0059】

動作制御部２６４は、光源２１と移動体１との距離に基づいて一以上の移動体１を選択してもよい。一例として、動作制御部２６４は、複数の移動体１のうち、光源２１からの距離が相対的に近い所定の台数の移動体１を選択する。動作制御部２６４が相対的に近い移動体１を選択することで、発光装置２は、比較的浅い領域を移動する初心者が使用する移動体１と確実に通信することが可能になる。動作制御部２６４は、複数の移動体１のうち、光源２１からの距離が相対的に遠い所定の台数の移動体１を選択してもよい。動作制御部２６４が相対的に遠い移動体１を選択することで、発光装置２は、深い位置を移動しており事故に遭遇している可能性があるユーザが使用する移動体１と確実に通信することが可能になるので、安全性が向上する。

【0060】

移動体１が、発光装置２を介して外部にデータ（例えば、撮像画像データ）を送信する機能を有する場合、動作制御部２６４は、移動体１が蓄積しているデータの量が相対的に多い端末を優先して選択してもよい。動作制御部２６４がこのように動作することで、移動体１がデータを記憶するメモリが不足してしまい、新たに発生したデータを記憶することができなくなってしまうことを防げる。

【0061】

水中を移動するユーザの安全性を向上させるために、動作制御部２６４は、一定の時間間隔で、移動体１の位置に対応する向きと異なる向きに対応する複数の発光体２１１を点灯させるように光源２１を制御してもよい。具体的には、動作制御部２６４は、移動体１と通信するために点灯することが必要な発光体２１１以外の発光体２１１も一斉に点灯させる。動作制御部２６４は、全ての発光体２１１を点灯させてもよく、一部の発光体２１１を点灯させてもよい。

【0062】

動作制御部２６４は、ユーザの安全性を向上させるために一定の時間間隔で一部の発光体２１１を点灯させる場合、点灯させる発光体２１１に対応する方向が一部の方向に偏らないように、位置が所定の距離だけ離れた発光体２１１ごとに点灯させることが好ましい。このように、動作制御部２６４が一定の時間間隔で多数の発光体２１１を点灯させることで、移動体１が発光装置２と通信できない状況になったとしても、移動体１のユーザが発光装置２の位置を視認することが可能になり、安全性が向上する。

【0063】

なお、動作制御部２６４は、移動計画データに含まれている移動体１の複数の位置に対応する複数の時刻の間隔以下の時間間隔で移動計画データを参照することにより光源２１を制御する。具体的には、移動計画データの到着時刻が１０秒単位の時刻により示されている場合、動作制御部２６４は、１０秒未満（例えば５秒）の間隔で移動計画データを参照し、１０秒未満の間隔で、光を発する発光体２１１を切り替えられるように動作する。

【0064】

動作制御部２６４は、位置特定部２６２が移動体１の位置を特定する時間間隔以下の時間間隔で光源２１を制御してもよい。具体的には、位置特定部２６２が１秒間隔で移動体１の位置を特定する場合、動作制御部２６４は１秒未満の時間間隔で、光を発する発光体２１１を切り替えるように動作する。動作制御部２６４がこのように動作することで、移動体１の位置が変化した場合に、光を発する発光体２１１を遅滞なく切り替えることができる。

【0065】

ところで、水の状態によっては、移動体１に到達する光の強度が不足してしまい移動体１と発光装置２との間の通信に支障が生じる場合がある。そこで、動作制御部２６４は、一以上の発光体２１１が発する光の強度が不足していることを示す通知データをデータ受信部２６３が移動体１から受信した場合に、一以上の発光体２１１が発する光の強度、又は光を発する一以上の発光体２１１の数を増加させるように光源２１を制御してもよい。

【0066】

一例として、移動体１は、発光装置２から受ける光の強度を計測し、計測した強度が閾値以下である場合に、光の強度が不足していることを示す通知データを発光装置２に向けて送信する。移動体１は、計測した光の強度を示す通知データを発光装置２に向けて送信してもよい。移動体１は、発光装置２との間の通信の品質を示す情報を含む通知データを、光の強度が不足していることを示す通知データとして送信してもよい。

【0067】

動作制御部２６４は、光の強度が不足していることを示す通知データを受信した場合に、発光体２１１に流す電流を大きくしたり、発光体２１１の点滅デューティー比を大きくしたりすることにより、発光体２１１が発する光の強度を大きくする。動作制御部２６４は、移動体１から通知された光の強度と基準の強度との差に基づく大きさだけ光の強度を大きくしてもよい。また、動作制御部２６４は、光の強度が不足していると判定した場合に、点灯する発光体２１１の数を増やしてもよい。移動体１及び動作制御部２６４がこのように動作することで、発光装置２が送信するデータを移動体１が良好に受信できるようになる。

【0068】

また、光源２１が故障したり、一部の発光体２１１が発光しなくなったりすることも想定される。そこで、動作制御部２６４は、光源２１が光を発しない状態になった場合に、音響の発生を開始するように音響通信部２４を制御してもよい。

【0069】

一例として、動作制御部２６４は、発光体２１１が発する光を検出できないことを示す通知データをデータ受信部２６３が移動体１から受信した場合に、当該移動体１の位置に対応する発光体２１１又は光源２１が故障した可能性があると判定して音響通信機能を起動し、音響通信部２４に音響の発生を開始させる。音響通信部２４は、例えば、当該移動体１の移動体ＩＤを含むデータを含む音響を発する。動作制御部２６４は、少なくとも一部の発光体２１１が故障した可能性があると判定した場合に、全ての移動体１が受信可能な音響を音響通信部２４に発生させてもよい。

【0070】

［発光装置２における処理の流れ］
図７は、発光装置２における処理の流れを示すフローチャートである。位置特定部２６２は、音響測位部２７から移動体１の位置を示す位置情報を受信したか否かを判定する（Ｓ１）。位置特定部２６２は、位置情報を受信していない場合（Ｓ１においてＮＯ）、移動計画データを参照し（Ｓ２）、その時刻における移動体１の位置を特定する（Ｓ３）。位置特定部２６２は、位置情報を受信した場合（Ｓ１においてＹＥＳ）、移動計画データを参照することなく処理をＳ４に進める。

【0071】

続いて、動作制御部２６４は、位置を特定した移動体１の数が閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ４）。動作制御部２６４は、位置を特定した移動体１の数が閾値以上であると判定した場合（Ｓ４においてＹＥＳ）、複数の移動体１のうち優先度が高い一部の移動体１を選択する（Ｓ５）。動作制御部２６４は、位置を特定した移動体１の数が閾値未満であると判定した場合（Ｓ４においてＮＯ）、処理をＳ６に進める。

【0072】

続いて、動作制御部２６４は、位置を特定した移動体１又は選択した移動体１の位置に対応する発光体２１１を選択する（Ｓ６）。動作制御部２６４は、選択した発光体２１１を点灯させる（Ｓ７）。動作制御部２６４は、監視制御装置３から動作を終了させる指示を受けるまでの間（Ｓ８においてＮＯ）、Ｓ１からＳ７までの処理を繰り返す。

【0073】

［光通信システムＳによる効果］
発光装置２は、水中におけるそれぞれが異なる向きに光を発する複数の発光体２１１を有する光源２１と、水中を移動する移動体１の位置を特定する位置特定部２６２を有する。そして、動作制御部２６４が、複数の発光体２１１のうち、現在時刻における移動体１の位置に向けて光を発する一以上の発光体２１１が光を発し、当該一以上の発光体２１１以外の発光体２１１の発光強度を一以上の発光体２１１の発光強度よりも小さくするように光源２１を制御する。発光装置２がこのように構成されていることで、発光装置２が移動体１の位置に向けて光を発することができるので、発光装置２が姿勢を変化させることなく水中を移動する移動体１との間で光無線通信を行えるようになる。

【0074】

なお、本発明により、国連が主導する持続可能な開発目標（SDGs）の目標９「産業と技術革新の基盤をつくろう」に貢献することが可能となる。

【0075】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

【符号の説明】

【0076】

１ 移動体
２ 発光装置
１１ 発光体
１２ 受光体
１３ 操作部
１４ 表示部
１５ 記憶部
１６ 動作部
２１ 光源
２２ 受光部
２３ データ通信部
２４ 音響通信部
２５ 記憶部
２６ 制御部
２７ 音響測位部
２１１ 発光体
２２１ 受光体
２６２ 位置特定部
２６３ データ受信部
２６４ 動作制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】