7710149 光無線通信システム及び光無線通信方法

(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】2025-07-10

(45)【発行日】2025-07-18

(54)【発明の名称】光無線通信システム及び光無線通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/114 20130101AFI20250711BHJP

【ＦＩ】

H04B10/114

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2024524512

(86)(22)【出願日】2022-05-30

(86)【国際出願番号】 JP2022021876

(87)【国際公開番号】W WO2023233445

(87)【国際公開日】2023-12-07

【審査請求日】2024-08-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】ＮＴＴ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩國 辰彦

(72)【発明者】

【氏名】新井 拓人

(72)【発明者】

【氏名】中平 俊朗

(72)【発明者】

【氏名】椎名 亮太

【審査官】鴨川 学

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－０８３４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３２８２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０２０４３７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００１－１７７４７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １０／１１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の第１の光無線通信装置と複数の第２の光無線通信装置とを有し、前記第１の光無線通信装置と前記第２の光無線通信装置との組み合わせごとに通信リンクをそれぞれ形成する光無線通信システムであって、
前記第１の光無線通信装置は、
第１の偏光フィルタを介して前記第２の光無線通信装置へ光信号を送信する送信部と、
互いに近接する複数の前記第２の光無線通信装置が備える第２の偏光フィルタの透過軸の向きが一致しないように制御する制御部と、
を備え、
前記第２の光無線通信装置は、
前記第２の偏光フィルタを介して前記光信号を受信する受信部と、
前記光信号の信号強度を測定する測定部と、
前記信号強度がより強くなるように前記第２の偏光フィルタ又は前記第１の偏光フィルタの向きを変化させる制御部と、
を備える光無線通信システム。

【請求項2】

複数の第１の光無線通信装置と複数の第２の光無線通信装置とを有し、前記第１の光無線通信装置と前記第２の光無線通信装置との組み合わせごとに通信リンクをそれぞれ形成する光無線通信システムであって、
前記第１の光無線通信装置は、
第１の偏光フィルタを介して前記第２の光無線通信装置へ、第２の偏光フィルタの向きを指定する指示情報であって、複数の前記第２の光無線通信装置が互いに近接している場合、複数の前記第２の光無線通信装置の前記第２の偏光フィルタの向きが一致しないように指定する前記指示情報を含む光信号を送信する送信部
を備え、
前記第２の光無線通信装置は、
前記第２の偏光フィルタを介して前記光信号を受信する受信部と、
前記光信号から前記指示情報を取得する取得部と、
前記指示情報によって指定される向きとなるように前記第２の偏光フィルタの向きを変化させる制御部と、
を備える光無線通信システム。

【請求項3】

前記第２の光無線通信装置は、
前記第２の偏光フィルタを回転可能にする回転機構
をさらに備え、
前記制御部は、前記回転機構を用いて前記第２の偏光フィルタの向きを変化させる
請求項１又は２に記載の光無線通信システム。

【請求項4】

一方の前記第１の光無線通信装置が備える前記第１の偏光フィルタの向きと、他方の前記第１の光無線通信装置が備える前記第１の偏光フィルタの向きとは、互いに直交する方向である
請求項１又は２に記載の光無線通信システム。

【請求項5】

複数の第１の光無線通信装置と複数の第２の光無線通信装置とを有し、前記第１の光無線通信装置と前記第２の光無線通信装置との組み合わせごとに通信リンクをそれぞれ形成する光無線通信システムによる光無線通信方法であって、
前記第１の光無線通信装置が、第１の偏光フィルタを介して前記第２の光無線通信装置へ光信号を送信する送信ステップと、
前記第１の光無線通信装置が、互いに近接する複数の前記第２の光無線通信装置が備える第２の偏光フィルタの透過軸の向きが一致しないように制御する第１制御ステップと、
前記第２の光無線通信装置が、前記第２の偏光フィルタを介して前記光信号を受信する受信ステップと、
前記第２の光無線通信装置が、前記光信号の信号強度を測定する測定ステップと、
前記第２の光無線通信装置が、前記信号強度がより強くなるように前記第２の偏光フィルタ又は前記第１の偏光フィルタの向きを変化させる第２制御ステップと、
を有する光無線通信方法。

【請求項6】

複数の第１の光無線通信装置と複数の第２の光無線通信装置とを有し、前記第１の光無線通信装置と前記第２の光無線通信装置との組み合わせごとに通信リンクをそれぞれ形成する光無線通信システムによる光無線通信方法であって、
前記第１の光無線通信装置が、第１の偏光フィルタを介して前記第２の光無線通信装置へ、第２の偏光フィルタの向きを指定する指示情報であって、複数の前記第２の光無線通信装置が互いに近接している場合、複数の前記第２の光無線通信装置の前記第２の偏光フィルタの向きが一致しないように指定する前記指示情報を含む光信号を送信する送信ステップと、
前記第２の光無線通信装置が、前記第２の偏光フィルタを介して前記光信号を受信する受信ステップと、
前記第２の光無線通信装置が、前記光信号から前記指示情報を取得する取得ステップと、
前記第２の光無線通信装置が、前記指示情報によって指定される向きとなるように前記第２の偏光フィルタの向きを変化させる制御ステップと、
を有する光無線通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光無線通信システム及び光無線通信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

無線周波数の資源の枯渇に伴い、従来の電波を利用した無線通信とは異なる方法で無線通信を実現する光無線通信システムが検討されている。光無線通信システムとは、赤外線から可視光までの間の波長の電磁波（光）を利用して無線通信を行う通信システムである。光無線通信システムによれば、所定の周波数帯を使用する従来の無線通信とは干渉しない無線通信を実現することができる。また、光無線通信システムは、例えば建物の壁等の遮蔽物において光の透過が生じないことから、耐傍受性を有しており、セキュリティの高さの観点からも注目されている（例えば非特許文献１参照）。

【0003】

以下、下り信号の伝送に可視光を用いる場合の、一般的な光無線通信システムの構成について説明する。図１１は、一般的な光無線通信システムの構成の一例を示す図である。図１１に示される光無線通信システム８は、光無線通信装置８１０と、光無線通信装置８２０とを含んで構成される。光無線通信装置８１０は、例えば屋内の天井等に設置された通信機器であり、光無線通信装置８２０を収容する無線基地局として機能する。また、光無線通信装置８２０は、例えば小型の端末装置であり、光無線通信装置８１０と通信を行う。

【0004】

図１１に示されるように、光無線通信装置８１０は、光源８１１と、赤外線受光部８１２と、光信号処理部８１３とを含んで構成される。光源８１１は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）を含んで構成され、可視光ＶＬを送出する。なお、光源８１１は、一般的な照明器具等に備えられたものであってもよい。光源８１１は、光信号処理部８１３と接続されている。光信号処理部８１３は、光源８１１を制御し、光源８１１から送出される可視光ＶＬの点灯周期及び点灯強度等を変化させることができる。光信号処理部８１３は、光無線通信装置８２０へ送信する所望の情報を、可視光ＶＬの変化によって表される光信号に変換する。これにより、光無線通信装置８１０から光無線通信装置８２０へ、可視光ＶＬを用いた光信号（下り信号）が送信される。なお、光信号処理部８１３は、例えばインターネット又はイントラネット等の上位の通信ネットワークと接続されてもよい。

【0005】

図１１に示されるように、光無線通信装置８２０は、可視光受光部８２１と、赤外線送信部８２２とを含んで構成される。可視光受光部８２１は、光源８１１から送出された可視光ＶＬを受光する。可視光受光部８２１は、可視光ＶＬに含まれる光信号（下り信号）を読み出す。光無線通信装置８２０は、可視光受光部８２１によって読み出した光信号に対して受信処理及びデータ変換等の各種の処理を行う。また、光無線通信装置８２０から光無線通信装置８１０へ送信される光信号（上り信号）には、赤外線が用いられる。赤外線送信部８２２は、光無線通信装置８１０へ、赤外線を用いた光信号を送信する。

【0006】

赤外線送信部８２２から送出された赤外線は、光無線通信装置８１０の赤外線受光部８１２によって受光される。赤外線受光部８１２は、赤外線に含まれる光信号（上り信号）を読み出す。赤外線受光部８１２は、光信号処理部８１３と接続されている。光信号処理部８１３は、赤外線受光部８１２によって読み出された光信号に対して受信処理及びデータ変換等の各種の処理を行う。なお、光信号処理部８１３は、各種の処理を行った光信号を、上位の通信ネットワークに転送するようにしてもよい。このようにして、可視光及び赤外線を用いた一般的な光無線通信システムが実現される。

【0007】

なお、図１１に示される光無線通信システム８は、例えば屋内に設置されるＬＥＤ照明等の既存の照明設備を利用して下り信号の伝送を行うことを想定したシステム構成であるが、下り信号の伝送にも赤外線が用いられる構成であっても構わない。図１２は、上り信号の伝送及び下り信号の伝送ともに赤外線を用いる光無線通信システムの構成の一例を示す図である。図１２に示される光無線通信システム９は、光無線通信装置９１０と、光無線通信装置９２０とを含んで構成される。光無線通信装置９１０は、赤外線送信部９１１と、赤外線受光部９１２と、光信号処理部９１３とを含んで構成される。赤外線送信部９１１は、光信号処理部９１３と接続されている。光信号処理部９１３は、赤外線送信部９１１を制御し、赤外線送信部９１１から送出される赤外線を点滅させることができる。光信号処理部９１３は、光無線通信装置９２０へ送信する所望の情報を、例えば赤外線のオンとオフとによって表される光信号に変換する。これにより、光無線通信装置９１０から光無線通信装置８２０へ、赤外線を用いた光信号（下り信号）が送信される。

【0008】

図１２に示されるように、光無線通信装置９２０は、赤外線受光部９２１と、赤外線送信部９２２とを含んで構成される。赤外線受光部９２１は、赤外線送信部９１１から送出された赤外線を受光する。赤外線受光部９２１は、赤外線に含まれる光信号（下り信号）を読み出す。光無線通信装置９２０は、赤外線受光部９２１によって読み出した光信号に対して受信処理及びデータ変換等の各種の処理を行う。また、光無線通信装置９２０から光無線通信装置９１０送信される光信号（上り信号）には、前述の図１１に示される光無線通信システム８と同様に赤外線が用いられる。赤外線送信部９２２及び赤外線受光部９１２の構成は、前述の図１１に示される赤外線送信部８２２及び赤外線受光部８１２の構成と同様である。

【0009】

光無線通信装置９１０の赤外線受光部９１２は、光信号処理部９１３と接続されている。光信号処理部９１３は、赤外線受光部９１２によって読み出された光信号に対して受信処理及びデータ変換等の各種の処理を行う。このようにして、上り信号の伝送及び下り信号の伝送ともに赤外線を用いた一般的な光無線通信システムが実現される。

【0010】

なお、図１１に例示される光無線通信システム８は無線基地局である光無線通信装置８１０と無線通信端末である光無線通信装置８２０との間で無線通信を行う構成であり、図１２に例示される光無線通信システム９は無線基地局である光無線通信装置９１０と無線通信端末である光無線通信装置９２０との間で無線通信を行う構成であるが、このような構成に限られるものではない。例えば、中継無線における複数の無線中継局のように、同一の構成を有する複数の光無線通信装置の間において可視光や赤外線等を用いた無線通信を行うための通信システムであってもよい。このように、光無線通信システムは、目的に応じて任意のシステム構成にすることが可能である。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0011】

【文献】S. Wu, H. Wang and C. Youn, "Visible Light Communications for 5G Wireless Networking Systems: From Fixed to Mobile Communications," IEEE Network, vol. 28, no. 6, pp. 41-45, November-December, 2014

【文献】依田 功, “偏光板の光学と応用,” 照明学会雑誌, 第４２巻, 第１号, ｐｐ．７－１４，１９５８年

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

光無線通信システムにおける信号光の伝送周波数（伝送波長及び等価）は、ＬＥＤ等の光源に用いられる素子によって規定される。ここで、互いに近接して設置された同一種類の複数の光源を用いて、複数の光信号の伝送が同時に行われる場合、これら光信号の間で干渉が発生し、伝送特性が劣化することがある。

【0013】

図１３は、同一種類の複数の光源を用いて複数の光信号の伝送を同時に行う光無線通信システムの構成の一例を示す図である。図１３に示される光無線通信システム８’は、前述の図１１に示される光無線通信システム８の光無線通信装置８１０と光無線通信装置８２０とが、近接して２組設置された構成になっている。図１３に示されるように、光無線通信装置８１０－１と光無線通信装置８２０－１とが互いに通信を行う光無線通信装置の組であり、光無線通信装置８１０－２と光無線通信装置８２０－２とが互いに通信を行う光無線通信装置の組である。

【0014】

図１３に示される、同一種類の複数の光源８１１が近接して複数設置された光無線通信システム８’では、これら複数の光源８１１から複数の光無線通信装置８２０へそれぞれ下り信号が伝送される。このような場合に、２つの下り信号の間で干渉が発生し、伝送特性が劣化することがあるという課題があった。また、下り信号の伝送だけでなく、上り信号の伝送においても同様の課題があった。

【0015】

上記事情に鑑み、本発明は、同一種類の複数の光源を用いて光信号の伝送をそれぞれ行う場合であっても、光信号間の干渉を生じさせることなく光無線通信を行うことができる技術の提供を目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明の一態様は、複数の第１の光無線通信装置と複数の第２の光無線通信装置とを有し、前記第１の光無線通信装置と前記第２の光無線通信装置との組み合わせごとに通信リンクをそれぞれ形成する光無線通信システムであって、前記第１の光無線通信装置は、第１の偏光フィルタを介して前記第２の光無線通信装置へ光信号を送信する送信部を備え、前記第２の光無線通信装置は、第２の偏光フィルタを介して前記光信号を受信する受信部と、前記光信号の信号強度を測定する測定部と、前記信号強度がより強くなるように前記第２の偏光フィルタ又は前記第１の偏光フィルタの向きを変化させる制御部と、を備える光無線通信システムである。

【0017】

また、本発明の一態様は、複数の第１の光無線通信装置と複数の第２の光無線通信装置とを有し、前記第１の光無線通信装置と前記第２の光無線通信装置との組み合わせごとに通信リンクをそれぞれ形成する光無線通信システムであって、前記第１の光無線通信装置は、第１の偏光フィルタを介して前記第２の光無線通信装置へ、第２の偏光フィルタの向きを指定する指示情報を含む光信号を送信する送信部を備え、前記第２の光無線通信装置は、前記第２の偏光フィルタを介して前記光信号を受信する受信部と、前記光信号から前記指示情報を取得する取得部と、前記指示情報によって指定される向きとなるように前記第２の偏光フィルタの向きを変化させる制御部と、を備える光無線通信システムである。

【0018】

また、本発明の一態様は、他の光無線通信装置から第１の偏光フィルタを介して送信された光信号を、第２の偏光フィルタを介して受信する受信部と、前記光信号の信号強度を測定する測定部と、前記信号強度がより強くなるように前記第２の偏光フィルタ又は前記第１の偏光フィルタの向きを変化させる制御部と、を備える光無線通信装置である。

【0019】

また、本発明の一態様は、他の無線通信装置から第１の偏光フィルタを介して送信された、第２の偏光フィルタの向きを指定する指示情報を含む光信号を、前記第２の偏光フィルタを介して受信する受信部と、前記光信号から前記指示情報を取得する取得部と、前記指示情報によって指定される向きとなるように前記第２の偏光フィルタの向きを変化させる制御部と、を備える光無線通信装置である。

【0020】

また、本発明の一態様は、複数の第１の光無線通信装置と複数の第２の光無線通信装置とを有し、前記第１の光無線通信装置と前記第２の光無線通信装置との組み合わせごとに通信リンクをそれぞれ形成する光無線通信システムによる光無線通信方法であって、前記第１の光無線通信装置が、第１の偏光フィルタを介して前記第２の光無線通信装置へ光信号を送信する送信ステップと、前記第２の光無線通信装置が、第２の偏光フィルタを介して前記光信号を受信する受信ステップと、前記第２の光無線通信装置が、前記光信号の信号強度を測定する測定ステップと、前記第２の光無線通信装置が、前記信号強度がより強くなるように前記第２の偏光フィルタ又は前記第１の偏光フィルタの向きを変化させる制御ステップと、を有する光無線通信方法ある。

【0021】

また、本発明の一態様は、複数の第１の光無線通信装置と複数の第２の光無線通信装置とを有し、前記第１の光無線通信装置と前記第２の光無線通信装置との組み合わせごとに通信リンクをそれぞれ形成する光無線通信システムによる光無線通信方法であって、前記第１の光無線通信装置が、第１の偏光フィルタを介して前記第２の光無線通信装置へ、第２の偏光フィルタの向きを指定する指示情報を含む光信号を送信する送信ステップと、前記第２の光無線通信装置が、前記第２の偏光フィルタを介して前記光信号を受信する受信ステップと、前記第２の光無線通信装置が、前記光信号から前記指示情報を取得する取得ステップと、前記第２の光無線通信装置が、前記指示情報によって指定される向きとなるように前記第２の偏光フィルタの向きを変化させる制御ステップと、を有する光無線通信方法である。

【発明の効果】

【0022】

本発明により、同一種類の複数の光源を用いて光信号の伝送をそれぞれ行う場合であっても、光信号間の干渉を生じさせることなく光無線通信を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の第１の実施形態における光無線通信システム１の構成を示す図である。

【図2】本発明の第１の実施形態における偏光フィルタ１１５の構成を示す模式図である。

【図3】本発明の第１の実施形態における偏光フィルタ１１５及び偏光フィルタ１２５による光の遮蔽を説明するための図である。

【図4】本発明の第１の実施形態における偏光フィルタ１１５及び偏光フィルタ１２５による光の透過を説明するための図である。

【図5】本発明の第１の実施形態における光無線通信装置１２０が備える偏光フィルタ１２５の回転機構１２７の構成を説明するための図である。

【図6】本発明の第１の実施形態における光無線通信装置１２０が備える偏光フィルタ１２５の回転機構１２７の構成を説明するための図である。

【図7】本発明の第１の実施形態における光無線通信装置１２０の構成を示すブロック図である。

【図8】本発明の第１の実施形態における光無線通信装置１２０の動作を示すフローチャートである。

【図9】本発明の第２の実施形態における光無線通信装置１２０ａの構成を示すブロック図である。

【図10】本発明の第２の実施形態における光無線通信装置１２０ａの動作を示すフローチャートである。

【図11】一般的な光無線通信システムの構成の一例を示す図である。

【図12】上り信号の伝送及び下り信号の伝送ともに赤外線を用いる光無線通信システムの構成の一例を示す図である。

【図13】同一種類の複数の光源を用いて複数の光信号の伝送を同時に行う光無線通信システムの構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の光無線通信システム及び光無線通信方法を、図面を参照しながら説明する。本発明は、可視光や赤外線等を用いた光無線通信を実現する光無線通信システム及び光無線通信方法に関するものである。なお、以下に説明する実施の形態は一形態に過ぎず、本発明が適用されうる実施形態は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

【0025】

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。

【0026】

［光無線通信システムの構成］
以下、第１の実施形態における光無線通信システム１の構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における光無線通信システム１の構成を示す図である。図１に示されるように、光無線通信システム１は、光無線通信装置１１０－１と、光無線通信装置１１０－２と、光無線通信装置１２０－１と、光無線通信装置１２０－２とを含んで構成される。

【0027】

なお、以下の説明において、光無線通信装置１１０－１と光無線通信装置１１０－２とを互いに区別して説明する必要がない場合には、単に「光無線通信装置１１０」ということがある。また、以下の説明において、光無線通信装置１２０－１と光無線通信装置１２０－２とを互いに区別して説明する必要がない場合には、単に「光無線通信装置１２０」ということがある。

【0028】

光無線通信装置１１０－１は、例えば屋内の天井等に設置された通信機器であり、光無線通信装置１２０－１を収容する無線基地局として機能する。同様に、光無線通信装置１１０－２は、例えば屋内の天井等に設置された通信機器であり、光無線通信装置１２０－２を収容する無線基地局として機能する。

【0029】

光無線通信装置１２０－１は、例えば小型の端末装置であり、光無線通信装置１１０－１と通信を行う。同様に、光無線通信装置１２０－２は、例えば小型の端末装置であり、光無線通信装置１１０－２と通信を行う。

【0030】

図１に示されるように、光無線通信装置１１０－１は、光源１１１と、赤外線受光部１１２と、光信号処理部１１３と、２つの偏光フィルタ１１５とを含んで構成される。光源１１１は、例えばＬＥＤを含んで構成され、可視光ＶＬを送出する。なお、光源１１１は、一般的な照明器具等に備えられたものであってもよい。光源１１１は、光信号処理部１１３と接続されている。

【0031】

光信号処理部１１３は、光源１１１を制御し、光源１１１から送出される可視光ＶＬの点灯周期及び点灯強度等を変化させることができる。光信号処理部１１３は、光無線通信装置１２０－１へ送信する所望の情報を、可視光ＶＬの変化によって表される光信号に変換する。これにより、光無線通信装置１１０－１から光無線通信装置１２０－１へ、可視光ＶＬを用いた光信号（下り信号）が送信される。

【0032】

光源１１１から送出される可視光ＶＬは、偏光フィルタ１１５を通して送出される。なお、偏光フィルタ１１５の構成については後述される。

【0033】

なお、光信号処理部１１３は、例えばインターネット又はイントラネット等の上位の通信ネットワークと接続されてもよい。

【0034】

図１に示されるように、光無線通信装置１２０－１は、可視光受光部１２１と、赤外線送信部１２２と、２つの偏光フィルタ１２５とを含んで構成される。可視光受光部１２１は、光源１１１から送出された可視光ＶＬを受光する。可視光受光部１２１は、偏光フィルタ１２５を通して可視光ＶＬを受光する。なお、偏光フィルタ１２５の構成については後述される。

【0035】

可視光受光部１２１は、可視光ＶＬに含まれる光信号（下り信号）を読み出す。光無線通信装置１２０－１は、可視光受光部１２１によって読み出した光信号に対して受信処理及びデータ変換等の各種の処理を行う。例えば、可視光受光部１２１は、下り信号を、光信号から電気信号へ変換する。

【0036】

また、光無線通信装置１２０－１から光無線通信装置１１０－１へ送信される光信号（上り信号）には、赤外線が用いられる。光無線通信装置１１０－１へ送信される所望の情報は、例えば赤外線のオンとオフとによって表される光信号に変換される。赤外線送信部１２２は、赤外線を点滅させて送出することにより、光信号を含む赤外線を光無線通信装置１１０－１へ向けて送出する。これにより、光無線通信装置１２０－１から光無線通信装置１１０－１へ、赤外線を用いた光信号（上り信号）が送信される。

【0037】

赤外線送信部１２２は、赤外線を、偏光フィルタ１２５を通して送出する。なお、偏光フィルタ１２５の構成については後述される。

【0038】

赤外線送信部１２２から偏光フィルタ１２５を通して送出された赤外線は、光無線通信装置１１０－１の赤外線受光部１１２によって受光される。赤外線受光部１１２は、赤外線を、偏光フィルタ１１５を通して受光する。なお、偏光フィルタ１１５の構成については後述される。

【0039】

赤外線受光部１１２は、赤外線に含まれる光信号（上り信号）を読み出す。赤外線受光部１１２は、光信号処理部１１３と接続されている。光信号処理部１１３は、赤外線受光部１１２によって読み出された光信号に対して受信処理及びデータ変換等の各種の処理を行う。なお、光信号処理部１１３は、各種の処理を行った光信号を上位の通信ネットワークに転送するようにしてもよい。このようにして、可視光及び赤外線を用いた光無線通信が実現される。

【0040】

なお、光無線通信装置１１０－２の構成は上記の光無線通信装置１１０－１の構成と同様であり、光無線通信装置１２０－２の構成は上記の光無線通信装置１２０－１の構成と同様であるため、説明を省略する。

【0041】

［偏光フィルタの構成］
以下、偏光フィルタ１１５及び偏光フィルタ１２５の構成について説明する。なお、偏光フィルタ１２５の機能は、偏光フィルタ１１５の機能と基本的に同等であるため、ここでは、偏光フィルタ１１５を例として説明する。

【0042】

偏光フィルタ１１５は、例えば、ポリビニル・アルコール又はその誘導体で作られた厚さ約０．１［ｍｍ］の無色透明なフィルムが、熱弾性又は膨潤弾性を利用して３倍から５倍に延伸されて固定されることによって、高分子のミセルが定方向に配列された状態のフィルムである。

【0043】

図２は、本発明の第１の実施形態における偏光フィルタ１１５の構成を示す模式図である。なお、前述の通り、偏光フィルタ１２５の構成は、偏光フィルタ１１５の構成と同様である。偏光フィルタ１１５は、特定の透過軸の光のみを透過させるフィルタであり、例えば、直線偏光フィルタである。なお、偏光フィルタ１１５は、例えば円偏光フィルタ等の、直線偏光フィルタ以外のフィルタであってもよい。

【0044】

図２に示されるように、偏光フィルタ１１５は、繊維方向の軸である透過軸と、透過軸と直交する方向の軸である吸収軸とを有する直線偏光フィルタである。例えば、３６０度ランダムに振動する光が偏光フィルタ１１５を通過する場合、偏光フィルタ１１５の極めて細かいスリット状構造により、透過軸に沿った波は透過し、吸収軸に沿った波は吸収されて透過しない。また、斜めに振動する波のうち、透過軸に相当する成分は透過し、吸収軸に相当する成分は吸収される。

【0045】

偏光フィルタ１１５と偏光フィルタ１２５とが、それぞれ所定の方向に向けて設置されることにより、光無線通信装置１１０と光無線通信装置１２０との間で伝送される光を、受信側の偏光フィルタにおいて、遮蔽したり、透過させたりすることができる。

【0046】

図３は、本発明の第１の実施形態における偏光フィルタ１１５及び偏光フィルタ１２５による光の遮蔽を説明するための図である。偏光フィルタ１１５及び偏光フィルタ１２５が直線偏光フィルタである場合、互いの透過軸が直交する向きで偏光フィルタ１１５と偏光フィルタ１２５とが設置されることで、光が遮蔽される。図３においては、偏光フィルタ１１５は透過軸が垂直方向となるように設置され、偏光フィルタ１２５は透過軸が水平方向となるように設置されており、互いの透過軸が直交している。したがって、図３においては、偏光フィルタ１１５と偏光フィルタ１２５とが重なった範囲が、光を遮蔽する範囲である。

【0047】

図４は、本発明の第１の実施形態における偏光フィルタ１１５及び偏光フィルタ１２５による光の透過を説明するための図である。偏光フィルタ１１５及び偏光フィルタ１２５が直線偏光フィルタである場合、互いの透過軸が並行になる向きで偏光フィルタ１１５と偏光フィルタ１２５とが設置されることで、光が透過する。図４においては、偏光フィルタ１１５は透過軸が垂直方向となるように設置され、偏光フィルタ１２５も同様に透過軸が垂直方向となるように設置されており、互いの透過軸が平行になっている。したがって、図４において、偏光フィルタ１１５と偏光フィルタ１２５とが重なった範囲も含む全ての範囲において、光が透過する。

【0048】

図１に示される第１の実施形態の光無線通信システム１は、上記のような偏光フィルタ１１５及び偏光フィルタ１２５の性質を利用することにより、同一種類の複数の光源１１１を近接させて光信号の伝送を同時に行う場合であっても、それぞれの光源１１１から送信される光信号の間で互いに干渉を生じさせることなく光無線通信を行うことができる。

【0049】

図１に示されるように、光無線通信装置１１０－１及び光無線通信装置１１０－２は、光源１１１の外側及び赤外線受光部１１２の外側に、特定方向の透過軸を持つ偏光フィルタ１１５をそれぞれ備えている。また、光無線通信装置１２０－１及び光無線通信装置１２０－２は、可視光受光部１２１の外側及び赤外線送信部１２２の外側に、特定方向の透過軸を持つ偏光フィルタ１１５をそれぞれ備えている。

【0050】

図１に示されるように、偏光フィルタ１１５の透過軸と偏光フィルタ１２５の透過軸とが合致するような光無線通信装置１１０と光無線通信装置１２０との組み合わせである場合、光無線通信が可能になる。なぜならば、偏光フィルタ１１５の透過軸の向きと偏光フィルタ１２５の透過軸の向きとが同一であるため、偏光フィルタ１１５を透過する光は、偏光フィルタ１２５も透過するからである。同様に、偏光フィルタ１２５を透過する光は、偏光フィルタ１２５も透過するからである。

【0051】

図１では、光無線通信装置１１０－１の偏光フィルタ１１５の透過軸の向きと、光無線通信装置１２０－１の偏光フィルタ１２５の透過軸の向きとが合致している（図１において、いずれも透過軸の向きが垂直方向である）。そのため、光無線通信装置１１０－１と光無線通信装置１２０－１とは、光無線通信を行うことができる。また、図１では、光無線通信装置１１０－２の偏光フィルタ１１５の透過軸の向きと、光無線通信装置１２０－２の偏光フィルタ１２５の透過軸の向きとが合致している（図１において、いずれも透過軸の向きが水平方向である）。そのため、光無線通信装置１１０－２と光無線通信装置１２０－２とは、光無線通信を行うことができる。

【0052】

これに対し、図１では、光無線通信装置１１０－１の偏光フィルタ１１５の透過軸の向きは垂直方向であり、光無線通信装置１２０－２の偏光フィルタ１２５の透過軸の向きは水平方向であり、双方の透過軸の向きは互いに直交している。そのため、光無線通信装置１１０－１と光無線通信装置１２０－２とは、光無線通信を行うことができない。また、図１では、光無線通信装置１１０－２の偏光フィルタ１１５の透過軸の向きは水平方向であり、光無線通信装置１２０－１の偏光フィルタ１２５の透過軸の向きは垂直方向であり、双方の透過軸の向きは互いに直交している。そのため、光無線通信装置１１０－２と光無線通信装置１２０－１とは、光無線通信を行うことができない。

【0053】

なぜならば、偏光フィルタ１１５の透過軸の向きと偏光フィルタ１２５の透過軸の向きとが直交しているため、偏光フィルタ１１５を透過する光は、偏光フィルタ１２５を透過しないからである。同様に、偏光フィルタ１２５を透過する光は、偏光フィルタ１１５を透過しないからである。

【0054】

このような構成を備えることにより、第１の実施形態における光無線通信システム１によれば、近接する複数の光源１１１からそれぞれ送出され、偏光フィルタ１１５又は偏光フィルタ１２５を通して伝送される可視光ＶＬが、受信側において互いに干渉することがない。これにより、光無線通信システム１は、干渉による伝送品質の悪化を防ぐことができる。

【0055】

具体的には、図１に示されるように、互いに光無線通信を行う光無線通信装置の偏光フィルタ（偏光フィルタ１１５及び偏光フィルタ１２５）の透過軸の向きが同一方向になるように設置され、互いに光無線通信を行わない光無線通信装置の偏光フィルタの透過軸の向きが互いに異なる方向（例えば、直交する方向）になるように設置されることによって、複数の光無線通信における光信号間の干渉を防ぐことが可能になる。

【0056】

なお、前述の通り、偏光フィルタ１１５及び偏光フィルタ１２５は、必ずしも直線偏光に対応したものである必要はなく、例えば円偏光等であっても構わない。互いに異なる（例えば、直交する）透過軸を有する偏光フィルタの組み合わせによって同時に空間多重伝送を行うことができる光無線通信システムであるならば、上記説明した光無線通信システム１の構成に限られるものではない。

【0057】

なお、偏光フィルタ１１５が光無線通信装置１１０の光源１１１のみに備えられ、かつ、偏光フィルタ１２５が光無線通信装置１２０の可視光受光部１２１のみに備えられている構成であってもよい。すなわち、下り信号のみに対して偏光フィルタ１１５及び偏光フィルタ１２５が用いられ、下り信号の伝送における光信号間の干渉のみを防ぐような構成であってもよい。また、その逆に、偏光フィルタ１１５が光無線通信装置１１０の赤外線受光部１１２のみに備えられ偏光フィルタ１２５が光無線通信装置１２０の赤外線送信部１２２のみに備えられている構成であってもよい。すなわち、上り信号のみに対して偏光フィルタ１１５及び偏光フィルタ１２５が用いられ、上り信号の伝送における光信号間の干渉のみを防ぐような構成であってもよい。

【0058】

なお、図１に例示される光無線通信システム１では、光無線通信装置１１０は、光源１１１及び赤外線受光部１１２をそれぞれ一つずつ備える構成であるが、複数の光源１１１及び複数の赤外線受光部１１２を備えていてもよい。例えば１つの光無線通信装置１１０が、光無線通信装置１２０－１及び光無線通信装置１２０－２の双方と、互いに異なる向きに設置された偏光フィルタ１１５をそれぞれ用いて光無線通信を行うような構成であってもよい。

【0059】

なお、光源１１１及び赤外線受光部１１２に備えられる偏光フィルタ１１５の種類や透過軸の向きは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。同様に、可視光受光部１２１及び赤外線送信部１２２に備えられる偏光フィルタ１２５の種類や透過軸の向きは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。すなわち、互いに光無線通信を行う光無線通信装置（例えば、光無線通信装置１１０－１と光無線通信装置１２０－１、及び光無線通信装置１１０－２と光無線通信装置１２０－２）の間では同一の光が透過し、互いに光無線通信を行わない光無線通信装置（例えば、光無線通信装置１１０－１と光無線通信装置１２０－２、及び光無線通信装置１１０－２と光無線通信装置１２０－１）の間では同一の光が透過しないように構成されていれば、偏光フィルタ１１５及び偏光フィルタ１２５の種類や透過軸の向きは任意に選択することができる。

【0060】

［偏光フィルタの透過軸の向きの補正処理］
以下、第１の実施形態における光無線通信システム１の光無線通信装置１２０による偏光フィルタ１２５の透過軸の向きの補正処理について説明する。

【0061】

光無線通信装置１１０及び光無線通信装置１２０のうち少なくとも一方が、例えば回転等を伴う動作をすることがある装置である場合、当該動作に応じて偏光フィルタの透過軸の向きが変化する。すなわち、光無線通信装置１１０と光無線通信装置１２０との間の位置関係や、光無線通信装置１１０及び光無線通信装置１２０のうち少なくとも一方の向きが変化する場合、光無線通信装置１１０の偏光フィルタ１１５の透過軸の向きと、光無線通信装置１２０の偏光フィルタ１２５の透過軸の向きとの間にズレ（偏差）が生じうる。光無線通信装置１１０と光無線通信装置１２０との間で偏光フィルタの透過軸の向きにズレが生じた場合、光信号は受信側の光無線通信装置の偏光フィルタによって遮蔽されるため、伝送特性が劣化する。

【0062】

第１の実施形態における光無線通信システムの光無線通信装置１２０は、光無線通信装置１１０の偏光フィルタ１１５の透過軸の向きと、光無線通信装置１２０の偏光フィルタ１２５の透過軸の向きとの間に生じたズレを補正することができるように、偏光フィルタ１２５を回転させる回転機構を備えている。なお、本実施形態では、一例として、上記の回転機構が光無線通信装置１２０のみに備えられている場合について説明するが、この構成に限られるものではない。上記の回転機構が、光無線通信装置１１０及び光無線通信装置１２０の双方に備えられていてもよいし、光無線通信装置１１０のみに備えられていてもよい。

【0063】

図５及び図６は、本発明の第１の実施形態における光無線通信装置１２０が備える偏光フィルタ１２５の回転機構１２７の構成を説明するための図である。図５は、光無線通信装置１２０の回転機構１２７周辺の側面図であり、図６は、光無線通信装置１２０の回転機構１２７周辺の平面図である。

【0064】

図５に示されるように、回転機構１２７は、可視光受光部１２１及び赤外線送信部１２２と、偏光フィルタ１２５との間にそれぞれ備えられる。なお、下り信号の送信に赤外線が用いられる場合には、回転機構１２７は、赤外線受光部（不図示）と、偏光フィルタ１２５との間に備えられる。偏光フィルタ１２５は、回転機構１２７に対して固定して設置される。回転機構１２７は、可視光受光部１２１及び赤外線送信部１２２に対して可動に（すなわち、回転機構が１２７が回転動作できるように）設置される。

【0065】

また、図６に示されるように、偏光フィルタ回転機構駆動部１２６が、回転機構１２７に接するように備えられる。偏光フィルタ回転機構駆動部１２６は、後述される偏光フィルタ制御部１２４による制御の下で、回転機構１２７を回転させる。例えば、偏光フィルタ回転機構駆動部１２６がモータ等の動力源（不図示）からの動力によって回転することにより、当該偏光フィルタ回転機構駆動部１２６に接する回転機構１２７が連動して逆方向に回転するような構成であってもよい。これにより、回転機構１２７に固定して設置された偏光フィルタ１２５の設置方向も変化することになり、偏光フィルタ１２５の透過軸の方向が変化する。

【0066】

［光無線通信装置の構成］
以下、光無線通信装置１２０の構成の詳細について説明する。図７は、本発明の第１の実施形態における光無線通信装置１２０の構成を示すブロック図である。光無線通信装置１２０は、例えば回転等により自装置の向きが変化することがある小型の端末装置である。光無線通信装置１２０は、対向する光無線通信装置１１０に収容される無線通信端末として機能する。

【0067】

図７に示されるように、光無線通信装置１２０は、可視光受光部１２１と、赤外線送信部１２２と、データ処理部１２３と、偏光フィルタ制御部１２４と、２つの偏光フィルタ１２５と、偏光フィルタ回転機構駆動部１２６と、受光電力測定部１２８とを含んで構成される。

【0068】

なお、図７に示される光無線通信装置１２０は、一例として、可視光ＶＬを用いて下り信号を伝送し、赤外線を用いて上り信号を伝送する光無線通信システムが有する端末装置であるものとする。但し、このような構成に限られるものではなく、例えば、下り信号の伝送及び上り信号の伝送ともに、赤外線が用いられる構成であってもよい。

【0069】

可視光受光部１２１は、対向する光無線通信装置１１０から送出された可視光ＶＬを受光する。可視光受光部１２１は、偏光フィルタ１２５を通して可視光ＶＬを受光する。なお、偏光フィルタ１２５の構成は、図２～４を参照しながら説明した前述の説明の通りである。

【0070】

可視光受光部１２１は、可視光ＶＬに含まれる光信号（下り信号）を読み出す。可視光受光部１２１は、読み出された光信号に対して受信処理及びデータ変換等の各種の処理を行う。例えば、可視光受光部１２１は、下り信号を、光信号から電気信号へ変換する。可視光受光部１２１は、データ処理部１２３に接続されている。可視光受光部１２１は、各種の処理がなされた信号をデータ処理部１２３へ出力する。

【0071】

また、光無線通信装置１２０から光無線通信装置１１０へ送信される光信号（上り信号）には、赤外線が用いられる。光無線通信装置１１０へ送信される所望の情報を示す電気信号は、赤外線送信部１２２によって、例えば赤外線のオンとオフとによって表される光信号に変換される。赤外線送信部１２２は、赤外線を点滅させて送出することにより、光信号を含む赤外線を光無線通信装置１１０へ向けて送出する。これにより、光無線通信装置１２０から光無線通信装置１１０へ、赤外線を用いた光信号（上り信号）が送信される。

【0072】

赤外線送信部１２２は、赤外線を、偏光フィルタ１２５を通して送出する。なお、偏光フィルタ１２５の構成は、図２～４を参照しながら説明した前述の偏光フィルタ１２５の構成と同様である。

【0073】

受光電力測定部１２８は、可視光受光部１２１が受光する可視光ＶＬの信号強度を測定する。受光電力測定部１２８は、信号強度の測定結果を示す情報を偏光フィルタ制御部１２４へ出力する。

【0074】

偏光フィルタ制御部１２４は、受光電力測定部１２８から出力された信号強度の測定結果を示す情報を取得する。偏光フィルタ制御部１２４は、信号強度の測定結果を示す情報に基づいて、可視光受光部１２１が受光する可視光ＶＬの信号強度がより強くなる方向に偏光フィルタ１２５を回転させるよう、偏光フィルタ回転機構駆動部１２６に指示する。

【0075】

具体的には、例えば、偏光フィルタ制御部１２４は、偏光フィルタ１２５を特定の方向に（例えば右回りに）所定の角度だけ回転させ、回転前の信号強度と回転後の信号強度とを比較する。比較の結果、回転前の信号強度より回転後の信号強度の方がより強い場合、又は、回転前の信号強度と回転後の信号強度とが同一である場合、偏光フィルタ制御部１２４は、偏光フィルタ１２５を再び同一の方向に（例えば右回りに）所定の角度だけ回転させる。また、比較の結果、回転後の信号強度より回転前の信号強度の方がより強い場合、偏光フィルタ制御部１２４は、偏光フィルタ１２５を逆の方向に（例えば左回りに）所定の角度だけ回転させる。

【0076】

上記のような処理を繰り返すことで、偏光フィルタ制御部１２４は、可視光受光部１２１が受光する可視光ＶＬの信号強度がより強く（あるいは、最も強く）なるように、偏光フィルタ１２５の透過軸の向きを制御する。上記のような制御が行われることによって、結果的に、光無線通信装置１１０の偏光フィルタ１１５の透過軸の向きと、光無線通信装置１２０の偏光フィルタ１２５の透過軸の向きとの間のズレ（偏差）が補正される。

【0077】

［光無線通信装置の動作］
以下、光無線通信装置１２０の動作の一例について説明する。図８は、本発明の第１の実施形態における光無線通信装置１２０の動作を示すフローチャートである。図８のフローチャートが示す光無線通信装置１２０の動作は、光無線通信装置１１０から光無線通信装置１２０へ光信号（下り信号）を含む可視光ＶＬが送出された際に開始される。

【0078】

可視光受光部１２１は、対向する光無線通信装置１１０から送出された、光信号（下り信号）を含む可視光ＶＬを受光する（ステップＳ０１）。受光電力測定部１２８は、可視光受光部１２１が受光する可視光ＶＬの信号強度を測定する（ステップＳ０２）。受光電力測定部１２８は、信号強度の測定結果を示す情報を偏光フィルタ制御部１２４へ出力する。

【0079】

偏光フィルタ制御部１２４は、受光電力測定部１２８から出力された信号強度の測定結果を示す情報を取得する。偏光フィルタ制御部１２４は、信号強度の測定結果を示す情報に基づいて、可視光受光部１２１が受光する可視光ＶＬの信号強度がより強くなるように、偏光フィルタ１２５の透過軸の向きを制御する（ステップＳ０３）。以上で、図８のフローチャートが示す光無線通信装置１２０の動作が終了する。

【0080】

以上のような構成を備えることで、第１の実施形態における光無線通信システム１は、互いに近接して設置された同一種類の複数の光源を用いて光信号の伝送をそれぞれ行う場合であっても、光信号間の干渉を生じさせることなく光無線通信を行うことができる。

【0081】

さらに、第１の実施形態における光無線通信システム１では、光無線通信装置１２０が、偏光フィルタ１２５の透過軸の向きを変化させる回転機構１２７を備える。そして、偏光フィルタ制御部１２４は、可視光受光部１２１が受光する可視光ＶＬの信号強度がより強くなるように、偏光フィルタ１２５の透過軸の向きを制御する構成を備える。このような構成を備えることで、結果的に、光無線通信システム１は、光無線通信装置１１０の偏光フィルタ１１５の透過軸の向きと、光無線通信装置１２０の偏光フィルタ１２５の透過軸の向きとの間のズレを補正することができる。これにより、第１の実施形態における光無線通信システム１は、光無線通信装置１２０ａが回転等を伴う動作することがある場合であっても、光信号間の干渉を生じさせることなく光無線通信を行うことができる。

【0082】

なお、本実施形態では、光無線通信装置１２０が、自装置の回転に伴う偏光フィルタ１２５の透過軸の向きの変化に対応するため、自装置の回転に合わせて偏光フィルタ１２５を回転させる回転機構を備える構成であるものとした。但し、このような構成に限られるものではなく、例えば、光無線通信装置１２０は、自装置の回転に合わせて、偏光フィルタ１２５のみではなく、自装置の一部又は全部を回転させる回転機構を備える構成であってもよい。

【0083】

なお、偏光フィルタ制御部１２４は、信号強度の測定結果を示す情報に基づいて、可視光受光部１２１が受光する可視光ＶＬの信号強度がより強くなる方向に光無線通信装置１１０の偏光フィルタ１１５を回転させるように指示するようにしてもよい。この場合、偏光フィルタ制御部１２４は、光無線通信装置１１０へ、光信号（上り信号）を用いて指示情報を送信してもよいし、その他の通信方式での信号を用いて指示情報を送信してもよい。この場合、指示情報には、例えば、信号強度の測定結果を示す情報、又は、偏光フィルタ１１５の透過軸の向きを指定するための情報等が含まれていてもよい。また、この場合、光無線通信装置１１０は、偏光フィルタ１１５の透過軸の向きを変化させるための回転機構を備える。

【0084】

なお、複数の光無線通信装置１２０の偏光フィルタ１２５の回転制御をまとめて実行する制御局（不図示）を、光無線通信システム１が有している構成であってもよい。また、複数の光無線通信装置１２０の間で、このような制御に関する情報を互いにやり取りすることで、複数の光無線通信装置１２０の各々が、適切な偏光フィルタの透過軸の向きを互いに認識できるような構成であってもよい。

【0085】

＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。前述の第１の実施形態における光無線通信システム１は、光無線通信装置１１０と光無線通信装置１２０との間の位置関係や、光無線通信装置１１０及び光無線通信装置１２０のうち少なくとも一方の向きが変化することによって生じる、光無線通信装置１１０の偏光フィルタ１１５の透過軸の向きと、光無線通信装置１２０の偏光フィルタ１２５の透過軸の向きとの間のズレ（偏差）を補正することができる構成であった。

【0086】

このような本来意図しないズレを補正するために偏光フィルタを回転制御する場合の他に、意図的に偏光フィルタを回転制御したい場合もある。例えば、通信トラフィックの発生状況等に応じて、互いに通信を行わせる光無線通信装置１１０と光無線通信装置１２０との組み合わせを動的に変更させたいような場合等である。このような場合、偏光フィルタの透過軸の向きを動的に変化させることで、上記の変更処理の実現が可能である。

【0087】

なお、第２の実施形態における光通信システムの全体構成は、前述の図１に示される第１の実施形態における光無線通信システム１の全体構成と基本的に同様であるため、説明を省略する。

【0088】

［光無線通信装置の構成］
以下、第２の実施形態における光無線通信システムの光無線通信装置１２０ａの構成について説明する。図９は、本発明の第２の実施形態における光無線通信装置１２０ａの構成を示すブロック図である。光無線通信装置１２０ａは、例えば小型の端末装置である。光無線通信装置１２０ａは、対向する光無線通信装置１１０（不図示）に収容される無線通信端末として機能する。

【0089】

図９に示されるように、光無線通信装置１２０ａは、可視光受光部１２１と、赤外線送信部１２２と、データ処理部１２３と、偏光フィルタ制御部１２４と、２つの偏光フィルタ１２５と、偏光フィルタ回転機構駆動部１２６とを含んで構成される。

【0090】

なお、図９に示される光無線通信装置１２０ａは、前述の第１の実施形態における光無線通信システム１と同様に、可視光ＶＬを用いて下り信号を伝送し、赤外線を用いて上り信号を伝送する光無線通信システムが有する端末装置であるものとする。但し、このような構成に限られるものではなく、例えば、下り信号の伝送及び上り信号の伝送ともに、赤外線が用いられる構成であってもよい。

【0091】

可視光受光部１２１は、対向する光無線通信装置１１０（不図示）から送出された可視光ＶＬを受光する。可視光受光部１２１は、偏光フィルタ１２５を通して可視光ＶＬを受光する。なお、偏光フィルタ１２５の構成は、前述の図２～４に示される偏光フィルタ１１５の構成と同様であるため、説明を省略する。

【0092】

可視光受光部１２１は、可視光ＶＬに含まれる光信号（下り信号）を読み出す。可視光受光部１２１は、読み出された光信号に対して受信処理及びデータ変換等の各種の処理を行う。例えば、可視光受光部１２１は、下り信号を、光信号から電気信号へ変換する。可視光受光部１２１は、データ処理部１２３に接続されている。可視光受光部１２１は、各種の処理がなされた信号をデータ処理部１２３へ出力する。

【0093】

また、光無線通信装置１２０ａから光無線通信装置１１０（不図示）へ送信される光信号（上り信号）には、赤外線が用いられる。光無線通信装置１１０（不図示）へ送信される所望の情報は、例えば赤外線のオンとオフとによって表される光信号に変換される。赤外線送信部１２２は、赤外線を点滅させて送出することにより、光信号を含む赤外線を。光無線通信装置１１０（不図示）へむけて送出する。これにより、光無線通信装置１２０ａから光無線通信装置１１０（不図示）へ、赤外線を用いた光信号（上り信号）が送信される。

【0094】

赤外線送信部１２２は、赤外線を、偏光フィルタ１２５を通して送出する。なお、偏光フィルタ１２５の構成は、前述の図２～４に示される偏光フィルタ１１５の構成と同様であるため、説明を省略する。

【0095】

図９に示されるように、データ処理部１２３は、指示情報取得部１２３１を含んで構成される。指示情報取得部１２３１は、可視光受光部１２１から取得した信号から、指示情報を読み出す。指示情報取得部１２３１は、読み出された指示情報を偏光フィルタ制御部１２４へ出力する。ここでいう指示情報とは、光無線通信装置１２０ａに備えられた偏光フィルタ１２５の透過軸の向きを指定する情報である。光無線通信装置１１０は、指示情報を示す光信号（下り信号）を含む可視光ＶＬを、光無線通信装置１２０ａへ送出する。

【0096】

なお、光無線通信装置１２０ａに対して指定される偏光フィルタ１２５の透過軸の向きを示す情報（すなわち、指示情報の元となる情報）は、例えば、上位のネットワークから光無線通信装置１１０へ伝達される。例えば、上位のネットワークは、トラフィックの発生状況等に応じて、互いに通信を行わせる光無線通信装置１１０と光無線通信装置１２０ａとの組み合わせを動的に変更させるため、光無線通信装置１２０ａの各々に対して指定する偏光フィルタ１２５の透過軸の向きをそれぞれ決定する。

【0097】

なお、指示情報は、必ずしも可視光ＶＬを用いた光信号によって、光無線通信装置１１０から光無線通信装置１２０ａへ送信される構成である必要はない。例えば、指示情報は、例えば５Ｇ（5th Generation Mobile Communication System）等のセルラーシステム、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、有線ＬＡＮ、又は、その他の任意の通信方式を用いた通信によって、光無線通信装置１１０又は上位のネットワーク等から光無線通信装置１２０ａへ送信される構成であってもよい。

【0098】

偏光フィルタ制御部１２４は、２つの偏光フィルタ１２５の透過軸の向きが指示情報取得部１２３１から取得された指示情報によって指定された向きとなるように、２つの偏光フィルタ１２５をそれぞれ回転させる。これにより、互いに通信を行う光無線通信装置１１０と光無線通信装置１２０ａとの組み合わせを動的に変更させることが可能になる。

【0099】

なお、対向する光無線通信装置１１０（不図示）の構成は、前述の第１の実施形態における光無線通信システム１の光無線通信装置１１０の構成と基本的に同様であるため、説明を省略する。

【0100】

［光無線通信装置の動作］
以下、光無線通信装置１２０ａの動作の一例について説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態における光無線通信装置１２０ａの動作を示すフローチャートである。図１０のフローチャートが示す光無線通信装置１２０ａの動作は、可視光受光部１２１が、対向する光無線通信装置１１０（不図示）から送出された可視光ＶＬに含まれる、指示情報を含む光信号（下り信号）を読み出し、各種の処理がなされた信号をデータ処理部１２３へ出力した際に開始される。

【0101】

データ処理部１２３の指示情報取得部１２３１は、可視光受光部１２１から取得した信号から、指示情報を読み出す（ステップＳ１１）。なお、ここでいう指示情報とは、前述の通り、光無線通信装置１２０ａに備えられた偏光フィルタ１２５の透過軸の向きを指定する情報である。指示情報取得部１２３１は、読み出された指示情報を偏光フィルタ制御部１２４へ出力する。

【0102】

次に、偏光フィルタ制御部１２４は、２つの偏光フィルタ１２５の透過軸の向きが指示情報取得部１２３１から取得された指示情報によって指定された向きとなるように、２つの偏光フィルタ１２５をそれぞれ回転制御する（ステップＳ１２）。以上で、図１０のフローチャートが示す光無線通信装置１２０ａの動作が終了する。

【0103】

以上のような構成を備えることで、第２の実施形態における光無線通信システムは、前述の第１の実施形態における光無線通信システム１と同様に、同一種類の複数の光源を用いて光信号の伝送をそれぞれ行う場合であっても、光信号間の干渉を生じさせることなく光無線通信を行うことができる。

【0104】

なお、光無線通信装置１２０ａへ送信される、指定された偏光フィルタ１２５の透過軸の向きを示す指示情報は、複数の光無線通信装置１１０の間で共有されるような構成にしてもよい。この場合、近接する複数の光無線通信装置１２０ａの間で偏光フィルタ１２５の透過軸の向きが一致しないように制御することができるため、光信号間の干渉を生じさせることなく光無線通信を行うことが可能になる。このように、近接して形成される通信リンク間で、偏光フィルタの透過軸の向きが互いに異なるように調整することができる。

【0105】

なお、前述の第１の実施形態における光無線通信システム１の構成と、第２の実施形態における光無線通信システムの構成とが組み合わされた構成であってもよい。すなわち、光無線通信システムは、互いに通信を行わせる光無線通信装置１１０と光無線通信装置１２０（１２０ａ）との組み合わせを指示情報の伝送によって動的に変更させつつ、光無線通信によって伝送される光信号の信号強度がより強くなるように偏光フィルタの透過軸の向きを変化させる制御を同時に行うようにしてもよい。

【0106】

なお、前述の第１の実施形態及び第２の実施形態では、光無線通信装置１１０及び光無線通信装置１２０の、送信用の偏光フィルタ１１５又は偏光フィルタ１２５の透過軸の向きと、受信用の偏光フィルタ１１５又は偏光フィルタ１２５の透過軸の向きとが同一である場合について説明したが、この構成に限られるものではなく、互いに異なっていてもよい。

【0107】

なお、前述の第１の実施形態及び第２の実施形態では、可視光及び赤外線を用いる光無線通信システムについて説明したが、この構成に限られるものではない。本発明は、偏光フィルタを用いる光無線通信システムであるならば、いわゆる自由空間光通信（ＦＳＯ：Free-space Optical Communication）に属する、例えばレーザ等も含めた任意の光無線通信を行う場合に適用することができる。

【0108】

以上説明した第１の実施形態における光無線通信システム１及び第２の実施形態における光無線通信システムによれば、近接して設置された同一種類の光源を用いてそれぞれ光無線伝送を行う場合であっても、それぞれの通信リンク間に干渉を生じさせることなく光無線通信を行うことが可能となる。これにより、通信容量及びスループットの増加が期待できる。

【0109】

また、以上説明した第１の実施形態における光無線通信システム１及び第２の実施形態における無線通信システムでは、対向する２つの光無線通信装置が、同一の透過軸の向きとなるように設置された偏光フィルタ、あるいは、同一の透過軸の向きとなるように制御される偏光フィルタをそれぞれ備える。これにより、同一の透過軸の向きである偏光フィルタを介して形成される通信リンク間でのみ光無線通信を成立させるようにすることができるため、通信リンク間の干渉の発生を防ぐことができる。

【0110】

上述した実施形態によれば、光無線通信システムは、複数の第１の光無線通信装置と複数の第２の光無線通信装置とを有する。例えば、光通信システムは、実施形態における光無線通信システム１であり、第１の光無線通信装置は、実施形態における光無線通信装置１１０であり、第２の光無線通信装置は、実施形態における光無線通信装置１２０ａである。光無線通信システムは、第１の光無線通信装置と第２の光無線通信装置との組み合わせごとに通信リンクをそれぞれ形成する。

【0111】

上記の第１の光無線通信装置は、送信部を備える。例えば、送信部は、実施形態における光源１１１である。送信部は、第１の偏光フィルタを介して第２の光無線通信装置へ光信号を送信する。例えば、第１の偏光フィルタは、実施形態における偏光フィルタ１１５であり、光信号は、実施形態における可視光ＶＬを用いて送信される光信号（下り信号）である。上記の第２の光無線通信装置は、受信部と、測定部と、制御部とを備える。例えば、受信部は、実施形態における可視光受光部１２１であり、測定部は、実施形態における受光電力測定部１２８であり、制御部は、実施形態における偏光フィルタ制御部１２４である。受信部は、第２の偏光フィルタを介して光信号を受信する。例えば、第２の偏光フィルタは、実施形態における偏光フィルタ１２５である。測定部は、光信号の信号強度を測定する。制御部は、信号強度がより強くなるように第２の偏光フィルタ又は第１の偏光フィルタの向きを変化させる。例えば、第２の偏光フィルタの向きとは、実施形態における偏光フィルタ１２５の透過軸の向きである。

【0112】

また、上述した実施形態によれば、光無線通信システムは、複数の第１の光無線通信装置と複数の第２の光無線通信装置とを有する。例えば、第１の光無線通信装置は、実施形態における光無線通信装置１１０であり、第２の光無線通信装置は、実施形態における光無線通信装置１２０ａである。光無線通信システムは、第１の光無線通信装置と第２の光無線通信装置との組み合わせごとに通信リンクをそれぞれ形成する。

【0113】

上記の第１の光無線通信装置は、送信部を備える。例えば、送信部は、実施形態における光源１１１である。送信部は、第１の偏光フィルタを介して第２の光無線通信装置へ、第２の偏光フィルタの向きを指定する指示情報を含む光信号を送信する。例えば、第１の偏光フィルタは、実施形態における偏光フィルタ１１５であり、第２の偏光フィルタは、実施形態における偏光フィルタ１２５であり、光信号は、実施形態における可視光ＶＬを用いて送信される光信号（下り信号）である。上記の第２の光無線通信装置は、受信部と、取得部と、制御部とを備える。例えば、受信部は、実施形態における可視光受光部１２１であり、取得部は、実施形態における指示情報取得部１２３１であり、制御部は、実施形態における偏光フィルタ制御部１２４である。受信部は、第２の偏光フィルタを介して光信号を受信する。取得部は、光信号から指示情報を取得する。制御部は、指示情報によって指定される向きとなるように第２の偏光フィルタの向きを変化させる。例えば、第２の偏光フィルタの向きとは、実施形態における偏光フィルタ１２５の透過軸の向きであり、第１の偏光フィルタの向きとは、実施形態における偏光フィルタ１１５の透過軸の向きである。

【0114】

なお、上記の光無線通信システムにおいて、第２の光無線通信装置は、回転機構をさらに備えていてもよい。例えば、回転機構は、実施形態における回転機構１２７である。この場合、回転機構は、第２の偏光フィルタを回転可能にする。制御部は、回転機構を用いて第２の偏光フィルタの向きを変化させる。

【0115】

なお、上記の光無線通信システムにおいて、一方の第１の光無線通信装置が備える第１の偏光フィルタの向きと、他方の第１の光無線通信装置が備える第１の偏光フィルタの向きとは、互いに直交する方向であってもよい。例えば、一方の第１の光無線通信装置は、実施形態における光無線通信装置１１０－１であり、他方の第１の光無線通信装置は、実施形態における光無線通信装置１１０－２である。

【0116】

また、上述した実施形態によれば、光無線通信装置は、受信部と、測定部と、制御部とを備える。例えば、受信部は、実施形態における可視光受光部１２１であり、測定部は、実施形態における受光電力測定部１２８であり、制御部は、実施形態における偏光フィルタ制御部１２４である。受信部は、他の光無線通信装置から第１の偏光フィルタを介して送信された光信号を、第２の偏光フィルタを介して受信する。例えば、第２の偏光フィルタは、実施形態における偏光フィルタ１２５である。測定部は、光信号の信号強度を測定する。制御部は、信号強度がより強くなるように第２の偏光フィルタ又は第１の偏光フィルタの向きを変化させる。例えば、第２の偏光フィルタの向きとは、実施形態における偏光フィルタ１２５の透過軸の向きであり、第１の偏光フィルタの向きとは、実施形態における偏光フィルタ１１５の透過軸の向きである。

【0117】

また、上述した実施形態によれば、光無線通信装置は、受信部と、取得部と、制御部とを備える。例えば、受信部は、実施形態における可視光受光部１２１であり、取得部は、実施形態における指示情報取得部１２３１であり、制御部は、実施形態における偏光フィルタ制御部１２４である。受信部は、他の無線通信装置から第１の偏光フィルタを介して送信された、第２の偏光フィルタの向きを指定する指示情報を含む光信号を、第２の偏光フィルタを介して受信する。例えば、他の無線通信装置は、実施形態における光無線通信装置１１０であり、第１の偏光フィルタは、実施形態における偏光フィルタ１１５であり、第２の偏光フィルタは、実施形態における偏光フィルタ１２５であり、光信号は、実施形態における可視光ＶＬを用いて送信される光信号（下り信号）である。取得部は、光信号から指示情報を取得する。制御部は、指示情報によって指定される向きとなるように第２の偏光フィルタの向きを変化させる。例えば、第２の偏光フィルタの向きとは、実施形態における偏光フィルタ１２５の透過軸の向きである。

【0118】

上述した実施形態における光無線通信装置１１０の一部、光無線通信装置１２０及び光無線通信装置１２０ａの一部を、コンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

【0119】

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

【0120】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【符号の説明】

【0121】

１，８，８’，９…光無線通信システム，１１０，１１０－１，１１０－２…光無線通信装置，１１１…光源，１１２…赤外線受光部，１１３…光信号処理部，１１５…偏光フィルタ，１２０，１２０－１，１２０－２，１２０ａ…光無線通信装置，１２１…可視光受光部，１２２…赤外線送信部，１２３…データ処理部，１２４…偏光フィルタ制御部，１２５…偏光フィルタ，１２６…偏光フィルタ回転機構駆動部，１２７…回転機構，１２８…受光電力測定部，８１０，８１０－１，８１０－２…光無線通信装置，８１１…光源，８１２…赤外線受光部，８１３…光信号処理部，８２０，８２０－１，８２０－２…光無線通信装置，８２１…可視光受光部，８２２…赤外線送信部，９１０…光無線通信装置，９１１…赤外線送信部，９１２…赤外線受光部，９１３…光信号処理部，９２０…光無線通信装置，９２１…赤外線受光部，９２２…赤外線送信部，１２３１…指示情報取得部

【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】