CN110999130B - 有轨台车用光通信*** - Google Patents

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Abstract

本发明的有轨台车用光通信***具备从控制器向台车进行第1信息通信的第1通信单元和从台车向控制器进行第2信息通信的第2通信单元；第1通信单元具有输出第1信息的第1发光元件、使第1发光元件输出的光泄漏到外部的同时进行传送的第1光纤、以及接收从第1光纤泄漏出的光的第1受光元件；第2通信单元具有输出第2信息的第2发光元件、传送由第2发光元件输出并从该光纤的中途输入的光产生的光的第2光纤、以及接收第2光纤传送来的光的第2受光元件。

Description

有轨台车用光通信***
技术领域
本发明涉及有轨台车用光通信***。
背景技术
以往，我们知道具备轨道、在轨道上行驶的台车、与台车之间进行信息通信的控制器的有轨台车。作为这种技术，在例如专利文献1中记载了使行驶车沿着悬挂在顶棚上的导轨行驶、在顶棚附近搬送货物的行驶车***。专利文献1所记载的行驶车***中，通过在控制器与行驶车之间进行无线通信来控制行驶车。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016－53758号公报
发明的概要
发明想要解决的课题
在上述以往技术中，伴随近年来台车数量增加和信息量的大容量化等，在台车与控制器之间实时地进行通信之际，存在其通信速度变得不足的可能性。另一方面，作为台车与控制器之间的其它的通信方法，可以考虑利用了无线LAN的方法。但是，无线LAN的电波的可使用频段受到限制，并且在有轨台车以外的***中也被使用。因此，存在该通信因电波干扰而被妨碍的可能性。
发明内容
本发明以提供没有电波干扰、在台车与控制器之间能够高速并且实时地进行通信的有轨台车用光通信***为目的。
用于解决课题的手段
本发明一个方式所涉及的有轨台车用光通信***被用于具备轨道、在轨道上行驶的1辆或多辆台车、以及与台车之间进行信息通信的控制器的有轨台车，该光通信***的特征在于具备：从控制器向台车进行第1信息通信的第1通信单元，以及从台车向控制器进行第2信息通信的第2通信单元；第1通信单元具有：第1发光元件，与控制器连接，将第1信息作为光进行输出，第1光纤，为沿着轨道配置的光纤，在使第1发光元件输出的光泄漏到外部的同时进行传送，以及第1受光元件，被搭载于台车，接收从第1光纤泄漏出的光；第2通信单元具有：第2发光元件，被搭载于台车，将第2信息作为光进行输出，第2光纤，为沿着轨道配置的光纤，传送第2发光元件输出并从该光纤的中途输入的光、或者由第2发光元件输出并从该光纤的中途输入的光而产生的光，以及第2受光元件，与控制器连接、接收第2光纤传送来的光。
该有轨台车用光通信***中，在第1通信单元和第2通信单元中分别设置有光纤，第1通信单元的第1光纤和第2通信单元的第2光纤沿着轨道配置。第1光纤为使第1发光元件输出的光泄漏到外部的同时进行传送的光纤。因此，即使在台车的移动过程中，通过利用第1受光元件接收从第1光纤泄漏出的光，也能够从控制器向台车进行第1信息通信。另一方面，第2光纤传送第2发光元件输出并从第2光纤的中途输入的光、或者由第2发光元件输出并从第2光纤的中途输入的光产生的光。因此，即使在台车的移动过程中，通过将来自第2发光元件的光输入第2光纤的中途，也能够从台车向控制器进行第2信息通信。从而，能够使用光分别独立并且实时地进行控制器与台车之间的第1信息和第2信息的通信。由此，能够没有电波干扰地、在台车与控制器之间高速并且实时地进行通信。
在一个方式中，第1通信单元还具有：第1变换部，将第1信息变换成从第1发光元件作为光输出的第1信号，以及第1逆变换部，被搭载于台车，将第1受光元件作为光接收到的第1信号变换成第1信息；第2通信单元还具有：第2变换部，被搭载于台车，将第2信息变换成从第2发光元件作为光输出的第2信号，以及第2逆变换部，将第2受光元件作为光接收到的第2信号变换成第2信息。根据该结构，使用从第1信息变换后的第1信号以及从第2信息变换后的第2信号能够进行台车与控制器之间的通信。
在一个方式中，第1变换部使用多载波调制来将第1信息变换成第1信号。根据该结构，能够将第1信息分割，将分割后的第1信息重叠在一起(多重化)并同时发送。从而，在第1通信单元能够进行高速通信。
在一个方式中，第2变换部可以使用多载波调制来将第2信息变换成第2信号。根据该结构，能够将第2信息分割，将分割后的第2信息重叠在一起(多重化)并同时发送。从而，在第2通信单元中能够进行高速通信。
在一个方式中，光可以包含红外光、可见光和紫外光中的至少任一种。通过这样使用光，与使用电波的情况相比，能够在台车与控制器之间实现更高的数据速度。
在一个方式中，有轨台车用光通信***可以具备多根第1光纤，多根第1光纤彼此经由放大器而被串联连接。通过这样将多根第1光纤彼此串联连接，由此能够延长光被传送的距离。并且，由于利用放大器能够将由第1光纤传送的光放大，因此能够抑制衰减所导致的光的强度的下降。
在一个方式中，有轨台车用光通信***可以具备多根第2光纤，多根第2光纤彼此经由放大器而被串联连接。通过这样将多根第2光纤彼此串联连接，能够延长光被传送的距离。并且，由于利用放大器能够将由第2光纤传送的光放大，因此能够抑制衰减所导致的光的强度的下降。
在一个方式中，第2光纤可以在其外周面具有多条缝隙。根据该结构，能够将从第2发光元件输出的光经由缝隙输入到第2光纤内。
在一个方式中，第2光纤可以具有将照射到其外周面的光聚光到第2光纤内的微透镜阵列。根据该结构，能够将从第2发光元件输出的光经由微透镜阵列输入到第2光纤内。
在一个方式中，第2光纤可以包含添加了荧光体的纤芯。根据该结构，第2光纤能够通过输入从第2发光元件输出的光而从荧光体产生光，并传送产生出的该光。
在一个方式中，第2光纤可以包含添加了稀土类的纤芯。根据该结构，第2光纤能够通过输入从第2发光元件输出的光而从稀土类产生光、并传送产生出的该光。
在一个方式中，由第1光纤传送的光的波段与从第2发光元件输出的光的波段可以相互不同。根据该结构，即使在从第1光纤漏出的光输入第2光纤的中途的情况下，也能够抑制从第2光纤的荧光体或稀土类产生光。即，抑制从第1光纤漏出的光所导致的对第2光纤的干涉。从而，能够邻近配置第1光纤和第2光纤。
在一个方式中，第1光纤和第2光纤可以具有柔性。根据该结构，即使在例如轨道具有弯道的情况下，也能够将第1光纤和第2光纤沿着该轨道容易地配置。
发明的效果
根据本发明，提供没有电波干扰、能够在台车与控制器之间高速并且实时地进行通信的有轨台车用光通信***。
附图说明
图1为概略地表示一个实施方式所涉及的有轨台车用光通信***的构成的图。
图2为概略地表示图1的有轨台车用光通信***的构成的剖视图。
图3为表示第1光纤的传送性能的图。
图4为用来说明第2光纤所进行的光的传送的图。
图5为表示第2光纤的纤芯中添加的荧光体的吸收波长和发射波长的图。
图6为表示第2光纤的传送性能的图。
图7为概略地表示第2光纤的变形例的图。
图8为概略地表示第2光纤的其它变形例的图。
图9为用来说明OFDM方式的图。
图10为用来说明OFDM方式的图。
图11为用来说明OFDM方式的图。
具体实施方式
下面参照附图详细地说明各种实施方式。另外，在各附图中对于相同或相当的部分附加相同的标记，省略重复的说明。
参照图1说明本实施方式所涉及的有轨台车用光通信***。有轨台车用光通信***为被使用于沿着轨道搬送物品的有轨台车的光通信***。如图1所示，本实施方式所涉及的有轨台车用光通信***1适合使用于构成例如工厂内或仓库内的高架行驶式搬送车***的有轨台车100。有轨台车100具备轨道2、在轨道2上行驶的台车3、与台车3之间进行信息通信的控制器4、以及搭载在台车3上的台车控制部7。
有轨台车用光通信***1具备第1通信单元50和第2通信单元60。第1通信单元50为进行从控制器4向台车3进行第1信息通信的下行通信的通信单元。第1通信单元50具有第1变换部51、第1发光元件52、第1光纤53、第1受光元件54、第1逆变换部55和放大器56。第2通信单元60为进行从台车3向控制器4进行第2信息通信的上行通信的通信单元。第2通信单元60具有第2变换部61、第2发光元件62、第2光纤63、第2受光元件64、第2逆变换部65和放大器66。
轨道2其截面为朝下的U字形状，形成台车3的行驶路径，其内部空间相对于设置在顶棚W上的照明被遮光，成为暗部。如图2所示，轨道2利用例如螺栓B等紧固部件而被悬挂固定在顶棚W上。轨道2具有台车3行驶的第1导轨2A、配置了第1通信单元50的第1光纤53和第2通信单元60的第2光纤63的第2导轨2B。
第1导轨2A呈以其延伸方向为轴向的矩形筒状。第1导轨2A具有与顶棚W相向的上壁21、分别从上壁21的宽度方向的两端向下方向延伸的侧壁22、23、分别从侧壁22、23的下端相互靠近地向内侧水平延伸的行驶导轨24、25。在行驶导轨24与行驶导轨25之间设置有开口。在第1导轨2A内配置有台车3的行驶单元31(后述)。台车3的行驶轮34(后述)被载置于行驶导轨24、25上。由此，行驶单元31能够在第1导轨2A内行驶地构成。第1导轨2A由例如铝等金属材料构成。
第2导轨2B配置在第1导轨2A的下部。第2导轨2B利用例如螺栓等被分别固定在第1导轨2A的行驶导轨24、25的下部。第2导轨2B的横截面呈向内侧开口的U字形。第2导轨2B由例如铝等金属材料构成。在一对第2导轨2B中的一根的内部设置有保持第1光纤53和第2光纤63的支架26。
支架26为多个，沿着轨道2以规定间隔排列地配置。支架26固定在第2导轨2B的内侧。支架26的横截面呈仿照第2导轨2B的U字形。这样的支架26将第1光纤53和第2光纤63以例如上下相互离开一定距离的状态沿着第2导轨2B延伸地保持。由此，第1光纤53和第2光纤63在被第2导轨2B覆盖着的状态下沿着轨道2配置。
台车3具有配置在第1导轨2A内的行驶单元31、装载货物的主体部32、连接行驶单元31与主体部32的连接部33。台车3通过从配置在例如第2导轨2B内的高频电流线路(未图示)以非接触方式接受功率供给而行驶。在行驶单元31中设置有多个行驶轮34。行驶轮34通过例如行驶单元31内的电动机(未图示)而旋转。行驶轮34搭乘在第1导轨2A的行驶导轨24、25上。连接部33穿过设置在行驶导轨24与行驶导轨25之间的开口、并且穿过一对第2导轨2B之间地设置。由此，台车3在悬挂在轨道2上的状态下沿着轨道2行驶。
在台车3上设置有用来与控制器4进行通信的通信部35。在图示例子中，通信部35从连接部33进入支架26内地突出。在通信部35中，与第1光纤53相向地配置有第1受光元件54。在通信部35中，与第2光纤63相向地配置有第2发光元件62。由此，台车3在第1光纤53与第1受光元件54相互相向、并且第2光纤63与第2发光元件62相互相向的状态下沿着轨道2行驶。另外，作为台车3的结构，不局限于图2所示的例子，能够根据规格等采用各种结构。
回到图1，控制器4与台车3之间进行信息(信号)通信。控制器4具有生成对台车3发送的第1信息的信号源41。控制器4能够作为例如包含CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)和ROM(Read Only Memory)等的微型计算机***来实现。并且，控制器4与上位控制装置(未图示)连接。从台车3发送的第2信息例如经由控制器4而被发送给上位控制装置。作为第1信息，能够包含例如用来对台车3行驶、货物移载进行控制的信号。作为第2信息，能够包含例如表示台车3的状态的信息、以及由搭载在台车3上的相机等拍摄到的图像数据等。
台车控制部7被搭载在台车3上，与第1逆变换部55和第2变换部61连接。台车控制部7根据从控制器4发送来的第1信息来控制台车3。台车控制部7生成从台车3对控制器4发送的第2信息，将第2信息发送给第2变换部61。台车控制部7与控制器4同样，能够作为包含CPU、RAM和ROM等的微型计算机***来实现。
下面具体说明第1通信单元50。
第1变换部51被连接在控制器4与第1发光元件52之间。第1变换部51将控制器4的信号源41生成的第1信息变换成作为电信号的第1信号。变换后的第1信号向第1发光元件52发送。作为从第1信息向第1信号的变换方法，能够使用例如作为强度调制中的一种的基带调制等众所周知的变换方法。
第1发光元件52经由第1变换部51与控制器4连接。第1发光元件52将第1信息被第1变换部51变换而成的第1信号变换成光(光信号)。由此，第1发光元件52将第1信息作为光而输出(出射)。为了将输出了的光导入第1光纤53内，第1发光元件52设置在第1光纤53的端部或邻近该端部的位置。作为第1发光元件52，能够使用例如激光二极管(LD：Laser Diode)或LED(Light Emitting Diode)等。另外，第1发光元件52优选具有高速响应特性，并且具有灵活的指向性。因此，激光二极管比LED适合作为第1发光元件52。从第1发光元件52输出的光包含红外光、可见光和紫外光中的至少任一种。作为一例，从尽可能抑制制品成本的观点出发，从第1发光元件52输出的光优选658nm左右的红光，并且，从确保对人眼的安全性的观点出发，优选红外光。并且，第1发光元件52的功率能够设为例如数mW～数十mW左右。
如上所述，多根第1光纤53沿着轨道2配置(架设)。第1光纤53为利用光的漫射使第1发光元件52输出的光泄漏到外部的同时进行传送的光纤。换言之，第1光纤53为传送光的一部分在该传送路径的中途部漏出的泄漏光纤。因此，在配置了第1光纤53的区间，光从第1光纤53泄漏。并且，第1光纤53具有柔性。
放大器56配置在多根第1光纤53的端部之间。放大器56将相邻的一对第1光纤53彼此串联地连接。作为放大器56，能够使用将光放大的光放大器。作为光放大器，可以列举使用了添加了例如稀土类的光纤的光纤放大器，或者半导体光放大器等。或者，作为放大器56，能够使用光电变换器。这种情况下，光电变换器将例如从一根第1光纤53输出的光变换成电信号并放大后，将该电信号变换成光然后向另一根第1光纤53输入，通过这样能够在多根第1光纤53之间将光放大。
第1受光元件54被搭载于台车3。更具体为，第1受光元件54在台车3的通信部35与第1光纤53相向地设置(参照图2)。第1受光元件54与第1光纤53之间的距离能够设为例如5mm～20mm左右。第1受光元件54接收从第1光纤53泄漏出的光并变换成作为电信号的第1信号。作为第1受光元件54，能够使用例如雪崩光电二极管等。
第1逆变换部55被搭载于台车3。并且，第1逆变换部55连接在第1受光元件54与台车控制部7之间。第1逆变换部55将第1受光元件54作为光而接收到的第1信号逆变换成第1信息。逆变换后的第1信息被发送给例如台车控制部7。
参照图3说明第1光纤53的传送性能。这里，为了评价第1光纤53的传送性能，在改变距离光源的距离的同时测量了从第1光纤泄漏出的光的强度。作为第1光纤使用了全长10m的Fibrance(注册商标、Corning Inc.)。作为光源使用了波长650nm、功率4mW的激光二极管。作为输入光源的信号使用了频率为10MHz的正弦波。接收泄漏出的光的受光器使用了雪崩光电二极管。利用光电传感放大器放大从雪崩光电二极管输出的电信号，并用频谱分析仪测量了从雪崩光电二极管输出的电信号。即，测量了从第1光纤53泄漏出的光作为接收功率。如图3所示，即使距离光源的距离变大，接收功率也不会大幅度下降，显示出某种程度固定的值。因此，能够确认：由第1光纤53传送的光不会大幅度衰减地被传送。
下面说明第1光纤53的通信性能。这里，为了评价第1光纤53的通信性能，将调制后的信号作为光从光源输出然后输入第1光纤53，测量了由第1光纤53传送的信号的BER(BitError Rate：误码率)。作为光源，使用了波长为658nm、功率为4mW的激光二极管。作为信号的调制方式，使用了NRZ(Non Return to Zero：不归零)方式。作为第1光纤53，使用了全长1m的Fibrance(注册商标、Corning Inc.)。作为受光器，使用雪崩光电二极管，在距离第1光纤53的端部50cm的位置处接收了从第1光纤53泄漏出的光。此时，使用光衰减器如下地进行调整：使光源的输出逐步下降，使受光器测量的光的强度为67nW/mm2、31nW/mm2、18nW/mm2、8.3nW/mm2、3.2nW/mm2、1.5nW/mm2、0.72nW/mm2和0.26nW/mm2，并测量了各自情况下的BER。该测量中进行了通信速度为10Mbps的情况下和通信速度为100Mbps的情况下这2种通信速度下的BER测量。另外，该测量中假设保证适当的通信性能的BER值的上限为10-3。
测量结果判明：在通信速度为10Mbps的情况下，如果受光器接收到的光的强度为3.2nW/mm2以上，则能够将BER抑制在10-3以下，能够维持通信性能。并且，在通信速度为100Mbps的情况下，如果受光器接收到的光的强度为8.3nW/mm2以上的话，则能够将BER抑制在10-3以下，能够维持通信性能。从该结果能够确认：在第1光纤53的全长为1m、通信速度为100Mbps的情况下，即使光源的功率被光衰减器衰减到相当于0.2mW，也足以将BER抑制在10-3以下。从而，如果根据该结果进行换算，通过使光源的功率为20mW左右，估计能够接收以100Mbps的通信速度、直到100m左右的距离的信号。通过以上结果能够确认：如果使光源的功率为20mW的话，由于通过接收从第1光纤53泄漏出的光，能够以100Mbps的通信速度直到100m左右的距离接收从光源发送的信号，因此能够将第1通信单元50应用于工厂内或仓库内的高架行驶式搬送车***。
再次回到图1具体地说明第2通信单元60。
第2变换部61连接在台车控制部7与第2发光元件62之间。第2变换部61将台车控制部7生成的第2信息变换成作为电信号的第2信号。变换后的第2信号向第2发光元件62发送。作为从第2信息向第2信号的变换方法，与第1变换部51同样能够使用例如基带调制等众所周知的变换方法。
第2发光元件62被搭载于台车3。更具体为，第2发光元件62在台车3的通信部35与第2光纤63相向地设置(参照图2)。第2发光元件62经由第2变换部61与台车控制部7连接。第2发光元件62将第2信息被第2变换部61变换而成的第2信号变换成光。由此，第2发光元件62将第2信息作为光输出。
作为第2发光元件62，能够使用例如激光二极管或LED等。另外，第2发光元件62优选具有高速响应特性、并且具有灵活的指向性。从而，激光二极管比LED适合作为第2发光元件62。作为一例，在使用后述添加荧光体的光纤作为第2光纤63的情况下，从第2发光元件62输出的光的波段为405nm左右。这样，优选从第2发光元件62输出的光的波段与由第1光纤53传送的光(从第1光纤53泄漏的光)的波段相互不同。第2发光元件62的功率能够设为例如数mW～数十mW左右。另外，从尽量抑制制品成本的观点出发，从第2发光元件62输出的光优选658nm左右的红光，并且，从确保对人眼的安全性的观点出发，优选红外光。第2发光元件62离开第1受光元件54规定长度地配置。由此，能够抑制从第2发光元件62输出的光入射到了第1受光元件54而妨碍第1通信单元50的通信。另外，在第2发光元件62与第1受光元件54之间也可以设置遮挡从第2发光元件62输出的光的屏障等。
如上所述，多根第2光纤63沿着轨道2配置(架设)。第2光纤63为传送由第2发光元件62输出、从第2光纤63的中途输入的光产生的光的光纤。换言之，第2光纤63为传播由从其传送路径的中途部输入光而生成的光的光纤。如图4所示，第2光纤63为包含添加了荧光体的纤芯63a和包层63b的光纤。当从第2发光元件62输出、从纤芯63a的外周面入射的光P1被输入第2光纤63的纤芯63a时，由该光P1激发荧光体。由此，从荧光体向四面八方产生光P2。从荧光体产生的光P2中的以纤芯63a与包层63b的临界角以下的角度入射到包层63b的光P2在第2光纤63内传送。即，第2光纤63中能够利用波动光学通道传送从第2光纤63的传送路径的中途部输入的光P1所负担的第2信号。并且，第2光纤63为具有柔性的光纤。图5表示第2光纤63的优选例子。该例子的第2光纤63吸收波长为约360nm～450nm左右的光P1、放射波长为约470nm～600nm左右的光P2。第2光纤63的最大吸收波长为405nm、最大发射波长为492nm。
放大器66配置在多根第2光纤63的端部之间。放大器66将相邻的一对第2光纤63彼此串联地连接。作为放大器66，与放大器56同样，能够使用将光放大的光放大器或者光电变换器。
第2受光元件64经由第2逆变换部65而与控制器4连接。第2受光元件64接收由第2光纤63传送来的光并变换成作为电信号的第2信号。为了能够接收从第2光纤63的端部输出的光P2，第2受光元件64设置在第2光纤63的端部或邻近该端部的位置。作为第2受光元件64，能够使用例如雪崩光电二极管等。
第2逆变换部65被连接在第2受光元件64与控制器4之间。第2逆变换部65将第2受光元件64作为光接收到的第2信号逆变换成第2信息。被逆变换后的第2信息发送给例如控制器4。
参照图6说明作为一例的第2光纤63的传送性能。这里，为了评价传送性能，进行了改变光P1输入到第2光纤63的位置的同时测量由第2光纤63传送来的光P2的强度的实验。作为第2光纤63，使用了全长100m左右的波长位移光纤。作为光源，使用了波长405nm、功率3mW的激光二极管。将光源与第2光纤63之间的距离设定为5mm。在第2光纤的端部配置光检测传感器，测量了由第2光纤63传送来的光P2的强度。
如图6所示，随着光P1被输入到第2光纤63的输入位置与光检测传感器之间的距离变远，光P2的强度下降。从而能够确认：光P1的输入位置与光检测传感器之间的距离越远，传送的光P2越衰减。但是，即使例如光P1的输入位置与光检测传感器之间的距离为100m，光P2的强度为约-55dBm左右，也能维持从光源发送的信号为能够接收的强度。从而确认：通过使用作为该一例的第2光纤63，接收由从该第2光纤63的中途输入的光P1产生的光P2，由此能够接收从离开100m的光源发送来的信号。从而确认：能够将第2通信单元60应用于工厂内或仓库内的高架行驶式搬送车***。
下面说明从控制器4向台车3的下行通信(Down link)的一例。根据来自例如上位控制器的指令，由控制器4的信号源41生成第1信息。所生成的第1信息在第1变换部51被变换成第1信号并向第1发光元件52发送。第1发光元件52输出与第1信号相应的光。来自第1发光元件52的光从第1光纤53的端部被输入该第1光纤，在第1光纤53内传送的同时其光的一部分向第1光纤53的周围漏出。
此时，在台车3中，利用第1受光元件54接收从第1光纤53漏出的光，将该光变换成第1信号。第1信号在第1逆变换部55被逆变换成第1信息，而发送给台车控制部7。台车控制部7根据第1信息控制台车3的行驶、货物的移载。由于在配置了第1光纤53的区间内与第1信息相对应的光从第1光纤53漏出，因此无论台车3是在停止中还是行驶中，都能够不间断地从控制器4向台车3进行第1信息通信。
下面说明从台车3向控制器4的上行通信(Up link)的一例。根据例如台车3的相机等的拍摄结果、现状而由台车控制部7生成第2信息。生成的第2信息在第2变换部61变换成第2信号并向第2发光元件62发送。第2发光元件62输出与第2信号相应的光P1。第2发光元件62输出的光P1从第2光纤63的中途输入第2光纤63内。在第2光纤63中，荧光体随着该输入被激发而发光，发出的光P2在第2光纤63内传送，从第2光纤63的端部输出。第2受光元件64接收从第2光纤63输出的光P2，将该光变换成第2信号。第2信号在第2逆变换部65被逆变换成第2信息后，向例如上位控制器发送。在配置有第2光纤63的区间内，通过利用台车3的第2发光元件62从第2光纤63的中途输入与第2信息相对应的光P1，无论台车3是在停止中还是在行驶中，都能够不间断地从台车3向控制器4进行第2信息通信。
如以上说明过的那样，在有轨台车用光通信***1中，在第1通信单元50和第2通信单元60中分别设置光纤，第1通信单元50的第1光纤53和第2通信单元60的第2光纤63沿着轨道2而配置。第1光纤53为将第1发光元件52输出的光泄漏到外部的同时进行传送的光纤。因此，即使在台车3的移动过程中，通过利用第1受光元件54接收从第1光纤53泄漏出的光，也能够从控制器4向台车3进行第1信息通信。另一方面，第2光纤63传送由第2发光元件62输出、从第2光纤63的中途输入的光产生的光。因此，即使在台车3的移动过程中，通过将从第2发光元件62输出的光输入第2光纤63的中途，也能够从台车3向控制器4进行第2信息通信。从而，能够使用光而分别独立并且实时地进行控制器4与台车3之间的第1信息和第2信息的通信。因此，能够没有电波干扰地、高速并且实时地在台车3与控制器4之间进行通信。
在有轨台车用光通信***1中，第1光纤53和第2光纤63在被第2导轨2B覆盖的状态下沿着轨道2配置。由此，能够抑制从第1光纤53泄漏的光漏到轨道2的外部。从而，能够抑制从第1光纤53泄漏出的光给外部的装置等带来影响。并且，由于外部的光输入第2光纤63被抑制，因此能够抑制第2通信单元60进行的第2信息的通信被外部的光(例如设置在顶棚W的照明等)妨碍。
在有轨台车用光通信***1中，第1通信单元50还具有：将第1信息变换成从第1发光元件52作为光输出的第1信号的第1变换部51，搭载在台车3上、将第1受光元件54作为光接收到的第1信号变换成第1信息的第1逆变换部55；第2通信单元60还具有：搭载在台车3上、将第2信息变换成从第2发光元件62作为光输出的第2信号的第2变换部61，将第2受光元件64作为光接收到的第2信号变换成第2信息的第2逆变换部65。由此，使用变换后的第1信号和第2信号能够进行台车3与控制器之间的通信。
在有轨台车用光通信***1中，光包含红外光、可见光和紫外光中的至少任一种。通过这样使用光，与使用电波的情况相比，在台车3与控制器4之间能够实现更快速的数据速度。
有轨台车用光通信***1具备多根第1光纤53，多根第1光纤53彼此经由放大器56串联连接。通过这样将多根第1光纤53彼此串联连接，能够延长光被传送的距离。并且，由于利用放大器56能够放大由第1光纤53传送的光，因此能够抑制衰减所导致的光的强度的下降。
有轨台车用光通信***1具备多根第2光纤63，多根第2光纤63彼此经由放大器66串联连接。通过这样将多根第2光纤63彼此串联连接，由此能够延长光被传送的距离。并且，由于利用放大器66能够将由第2光纤63传送的光放大，因此能够抑制衰减所导致的光的强度的下降。
在有轨台车用光通信***1中，第2光纤63包含添加了荧光体的纤芯63a。由此，第2光纤63能够通过输入第2发光元件62输出的光而从荧光体产生光，传送产生的该光。从而，能够将由从第2发光元件62输出的光产生的光传送到第2受光元件64。
在有轨台车用光通信***1中，由第1光纤53传送的光的波段与从第2发光元件62输出的光的波段相互不同。由此，即使在从第1光纤53泄漏出的光被输入到第2光纤63的中途的情况下，也能抑制从第2光纤63的荧光体产生光。即，从第1光纤53泄漏的光所导致的对第2光纤63的干涉被抑制。从而，能够邻近配置第1光纤53和第2光纤63。
在有轨台车用光通信***1中，第1光纤53和第2光纤63具有柔性。由此，即使在例如轨道2具有弯道的情况下，也能够沿着该轨道2而容易地配置第1光纤53和第2光纤63。
下面参照图7说明第2光纤63的变形例。
如图7所示，变形例所涉及的第2光纤70具有将输入到其外周面的光P1聚光到第2光纤70内的微透镜阵列71、纤芯72、包层73、和多个楔形结构体74。多个楔形结构体74设置在纤芯72内。楔形结构体74的位置分别与微透镜的焦点相对应。被微透镜阵列71聚光到第2光纤70内的光P1被楔形结构体74反射，在纤芯72内传播。这样，第2光纤70中能够利用几何光学通道进行从第2光纤70的传送路径的中途部输入的光P1的传送。
变形例所涉及的第2光纤70的纤芯72与上述第2光纤63(参照图1)不同，没有添加荧光体。即使在使用这样的第2光纤70的情况下，也能够经由微透镜阵列71将从第2发光元件62输出的光P1输入第2光纤70内并进行传送。能够确实地从台车3向控制器4进行第2信息通信。另外，有关第2光纤70的构造和原理等的详情例如记载在美国专利申请公开第2010/0329619号公报中，该记载包含在本申请的专利权利要求范围记载的发明中。
下面参照图8说明第2光纤63的其它变形例。
如图8所示，其它变形例所涉及的第2光纤80具有纤芯81和包层82。在第2光纤80的外周面上形成有多条缝隙83。多条缝隙83贯穿包层82并且沿着第2光纤80的周向延伸。相邻的缝隙83彼此之间的距离L被设定为比从第2发光元件62输出的光P1的照射宽度(光束直径)窄。第2光纤80的纤芯81与第2光纤70的纤芯72(参照图7)同样，没有添加荧光体。从第2发光元件62输出的光经由缝隙83被输入到第2光纤80内，在纤芯81内传播。这样，第2光纤80中能够利用几何光学通道进行从第2光纤80的传送路径的中途部输入的光P1的传送。
在第2光纤80中，能够将从第2发光元件62输出的光P1经由缝隙83输入第2光纤70内并进行传送。从而，能够从台车3向控制器4进行第2信息通信。并且，相邻的缝隙83彼此之间的距离L设定得比从第2发光元件62输出的光P1的照射宽度小。由此，即使台车3移动，也处于从第2发光元件62输出的光总是射到某条缝隙83中的状态。从而，即使台车3移动，也能够总是将光P1输入到第2光纤80内。
虽然以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不局限于上述实施方式，能够进行种种变更。
在上述实施方式中，对第2光纤63包含添加了荧光体的纤芯63a的例子进行了说明。作为荧光体，可以列举有机荧光材料、稀土类金属。在为稀土类金属的情况下，第2光纤63能够通过输入从第2发光元件62输出的光而从稀土类产生光，传送产生出的该光。作为添加到纤芯中的稀土类，可以使用例如铒、镱、钕、铥或钬等。
在上述实施方式中，对有轨台车用光通信***1具备一个第1通信单元50和一个第2通信单元60的例子进行了说明，但有轨台车用光通信***1也可以具备多个第1通信单元50和多个第2通信单元60。这种情况下，由于能够使用多个第1通信单元50或多个第2通信单元60来进行台车3与控制器4之间的通信，因此能够进一步提高台车3与控制器4之间的通信速度。
即，也可以作为第1通信单元50平行地配置多根第1光纤53，作为第2通信单元60平行地配置多根第2光纤63。这种情况下，能够根据控制信号传送用、管理信息传送用或拍摄图像传送用等用途而分开使用各光纤53、63。并且，在台车3的数量为多台的情况下，通过每辆通信台车3分开使用光纤53、63，能够拓宽使用频段。并且，能够使由各光纤53、63传送的光的波长相互不同。
在上述实施方式中，对台车3为1辆的例子进行了说明，但台车3的数量也可以是多辆。在上述实施方式中，对第1光纤53和第2光纤63相互隔开配置的例子进行了说明，但第1光纤53和第2光纤63也可以相互邻接地配置。
在上述实施方式中，第1通信单元50还可以具有覆盖第1受光元件54、仅让由第1光纤53传送的波段的光通过的滤光片。由此，能够遮蔽从第2发光元件62输出的光以及外光等由第1光纤53传送的光以外的光。从而，能够更稳固地进行第1通信单元50所进行的第1信息的通信。同样，第2通信单元60还可以具有覆盖第2受光元件64、仅让由第2光纤63传送的波段的光通过的滤光片。由此，能够遮蔽从第1发光元件52输出的光以及外光等由第2光纤63传送的光以外的光。从而，能够更稳固地进行第2通信单元60所进行的第2信息的通信。
在上述实施方式中，对有轨台车用光通信***1具备第1变换部51、第1逆变换部55、第2变换部61和第2逆变换部65的例子进行了说明，但有轨台车用光通信***1也可以不具备第1变换部51、第1逆变换部55、第2变换部61和第2逆变换部65。即，在有轨台车用光通信***1中，也可以不将第1信息和第2信息分别变换成第1信号和第2信号地进行光通信。
在上述实施方式中，对多根第1光纤53彼此经由放大器56连接、多根第2光纤63彼此经由放大器66连接的例子进行了说明，但有轨台车用光通信***1也可以不具备放大器56、66。即，多根第1光纤53彼此以及多根第2光纤63彼此也可以分别利用不具有放大功能的连接部件连接。并且，第1光纤53和第2光纤63也可以分别只是1根。
在上述实施方式中，邻接的一对第1光纤53中的一根第1光纤53的端部与另一根第1光纤53的端部也可以相互重叠地配置。由此，能够抑制在多根第1光纤53的光的泄漏范围内形成***漏该光的范围。从而，能够抑制在多根第1光纤53彼此的连接部通信间断。
在上述实施方式中，对第1光纤53和第2光纤63具有柔性的例子进行了说明，但第1光纤53和第2光纤63也可以没有柔性。在上述实施方式中，将第1光纤53和第2光纤63沿着轨道2配置的结构并不局限于图2所示的例子，可以采用各种配置结构。
上述实施方式为应用于例如工厂内或仓库内的高架行驶式搬送车***的光通信***，但应用目标的搬送车***(有轨台车)没有特别限制。本发明既可以是应用于搬送收容有半导体晶圆的FOUP(Front Opening Unified Pod：前开式晶圆传送盒)的高架行驶式搬送车***的光通信***，也可以是应用于在工厂或仓库内搬送物品的地上行驶式搬送车***的光通信***。
在上述实施方式中，对作为从第1信息向第1信号的调制方式以及从第2信息向第2信号的调制方式使用强度调制的一种即基带调制的例子进行了说明，但该调制方式没有特别的限定。第1变换部51(参照图1)也可以使用多载波调制将第1信息变换成第1信号。同样，第2变换部61(参照图1)也可以使用多载波调制将第2信息变换成第2信号。作为多载波调制的一例，可以使用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分多重化)方式。下面参照图9～图11对能够安装到第1变换部51和第2变换部61中的至少任一个中的应用程序，即OFDM方式的多载波调制进行说明。图9～图11为用来说明OFDM方式的图。
在OFDM方式中，例如图9所示，将想要发送的信息(即第1信息或第2信息)分割成几个系列。并且，对各个系列分配不同的副载波进行调制，统一发送分割成各系列的信息。在图9所示的例子中，将想要发送的信息分割成第1系列D1、第2系列D2、第3系列D3和第4系列D4这4个系列，使用第1副载波S1、第2副载波S2、第3副载波S3和第4副载波S4这4种副载波进行调制。如图10所示，第1～第4副载波S1、S2、S3、S4分别具有相互不同的频率。并且，OFDM方式中使用的各副载波S1、S2、S3、S4相互正交。其中，所谓“正交”是指第1～第4副载波S1、S2、S3、S4各自的波的相位偏移90度的状态。如果将第1～第4副载波S1、S2、S3、S4的信号强度与频率的关系作成曲线，则成为例如图11所示的波形。各副载波S1、S2、S3、S4的波形成为抑制了旁瓣(英文：side lobe)的状态。通过使各副载波S1、S2、S3、S4相互正交，各副载波S1、S2、S3、S4使一个副载波的中心频率(功率密度最大的点)与其它的副载波的零点(功率密度为0的点)一致地重叠。例如，在第2副载波S2的中心频率处，第1副载波S1、第3副载波S3和第4副载波S4的信号强度为0。因此，即使将多个副载波重叠在限定的频带内(即，将多个副载波集束)，也能够抑制副载波彼此的干涉。
这样，通过使用OFDM方式的多载波调制来进行从第1信息向第1信号的变换，由于能够将被分割后的第1信息重叠在一起(多重化)并同时发送，因此能够实现高速多通道化。从而，在第1通信单元50中能够进行高速的通信。通过使用OFDM方式的多载波调制进行从第2信息向第2信号的变换，由于能够将被分割后的第2信息重叠在一起(多重化)并同时发送，因此能够实现高速多通道化。从而，在第2通信单元60中能够进行高速的通信。另外，第1变换部51中的调制方式与第2变换部61中的调制方式既可以相同，也可以相互不同。
附图标记的说明
1—有轨台车用光通信***；2—轨道；3—台车；4—控制器；50—第1通信单元；51—第1变换部；52—第1发光元件；53—第1光纤；54—第1受光元件；55—第1逆变换部；56、66—放大器；60—第2通信单元；61—第2变换部；62—第2发光元件；63、70、80—第2光纤；63a—纤芯；64—第2受光元件；65—第2逆变换部；71—微透镜阵列；83—缝隙；100—有轨台车。

Claims (12)

1.一种有轨台车用光通信***，被用于具备轨道、在所述轨道上行驶的1辆或多辆台车、以及与所述台车之间进行信息通信的控制器的有轨台车，该光通信***的特征在于具备：
从所述控制器向所述台车进行第1信息通信的第1通信单元，以及
从所述台车向所述控制器进行第2信息通信的第2通信单元；
所述第1通信单元具有：
第1发光元件，与所述控制器连接，将所述第1信息作为光进行输出，
第1光纤，为沿着所述轨道配置的光纤，在使所述第1发光元件输出的光泄漏到外部的同时进行传送，以及
第1受光元件，被搭载于所述台车，接收从所述第1光纤泄漏出的光；
所述第2通信单元具有：
第2发光元件，被搭载于所述台车，将所述第2信息作为光进行输出，
第2光纤，为沿着所述轨道配置的光纤，传送所述第2发光元件输出并从该光纤的中途输入的光、或者由所述第2发光元件输出并从该光纤的中途输入的光而产生的光，以及
第2受光元件，与所述控制器连接、接收所述第2光纤传送来的光；
所述第2光纤具有将照射到其外周面的光聚光到所述第2光纤内的微透镜阵列。
2.一种有轨台车用光通信***，被用于具备轨道、在所述轨道上行驶的1辆或多辆台车、以及与所述台车之间进行信息通信的控制器的有轨台车，该光通信***的特征在于具备：
从所述控制器向所述台车进行第1信息通信的第1通信单元，以及
从所述台车向所述控制器进行第2信息通信的第2通信单元；
所述第1通信单元具有：
第1发光元件，与所述控制器连接，将所述第1信息作为光进行输出，
第1光纤，为沿着所述轨道配置的光纤，在使所述第1发光元件输出的光泄漏到外部的同时进行传送，以及
第1受光元件，被搭载于所述台车，接收从所述第1光纤泄漏出的光；
所述第2通信单元具有：
第2发光元件，被搭载于所述台车，将所述第2信息作为光进行输出，
第2光纤，为沿着所述轨道配置的光纤，传送所述第2发光元件输出并从该光纤的中途输入的光、或者由所述第2发光元件输出并从该光纤的中途输入的光而产生的光，以及
第2受光元件，与所述控制器连接、接收所述第2光纤传送来的光；
所述第2光纤包含添加了荧光体的纤芯。
3.一种有轨台车用光通信***，被用于具备轨道、在所述轨道上行驶的1辆或多辆台车、以及与所述台车之间进行信息通信的控制器的有轨台车，该光通信***的特征在于具备：
从所述控制器向所述台车进行第1信息通信的第1通信单元，以及
从所述台车向所述控制器进行第2信息通信的第2通信单元；
所述第1通信单元具有：
第1发光元件，与所述控制器连接，将所述第1信息作为光进行输出，
第1光纤，为沿着所述轨道配置的光纤，在使所述第1发光元件输出的光泄漏到外部的同时进行传送，以及
第1受光元件，被搭载于所述台车，接收从所述第1光纤泄漏出的光；
所述第2通信单元具有：
第2发光元件，被搭载于所述台车，将所述第2信息作为光进行输出，
第2光纤，为沿着所述轨道配置的光纤，传送所述第2发光元件输出并从该光纤的中途输入的光、或者由所述第2发光元件输出并从该光纤的中途输入的光而产生的光，以及
第2受光元件，与所述控制器连接、接收所述第2光纤传送来的光；
所述第2光纤包含添加了稀土类的纤芯。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的有轨台车用光通信***，所述第1通信单元还具有：
第1变换部，将所述第1信息变换成从所述第1发光元件作为光输出的第1信号，以及
第1逆变换部，被搭载于所述台车，将所述第1受光元件作为光接收到的所述第1信号变换成所述第1信息；
所述第2通信单元还具有：
第2变换部，被搭载于所述台车，将所述第2信息变换成从所述第2发光元件作为光输出的第2信号，以及
第2逆变换部，将所述第2受光元件作为光接收到的所述第2信号变换成所述第2信息。
5.如权利要求4所述的有轨台车用光通信***，所述第1变换部使用多载波调制将所述第1信息变换成所述第1信号。
6.如权利要求4或5所述的有轨台车用光通信***，所述第2变换部使用多载波调制将所述第2信息变换成所述第2信号。
7.如权利要求1～6中的任一项所述的有轨台车用光通信***，所述光包含红外光、可见光和紫外光中的至少任一种。
8.如权利要求1～7中的任一项所述的有轨台车用光通信***，具备多根所述第1光纤，
多根所述第1光纤彼此经由放大器而被串联连接。
9.如权利要求1～8中的任一项所述的有轨台车用光通信***，具备多根所述第2光纤，
多根所述第2光纤彼此经由放大器而被串联连接。
10.如权利要求1～9中的任一项所述的有轨台车用光通信***，所述第2光纤在其外周面上具有多条缝隙。
11.如权利要求2或3所述的有轨台车用光通信***，由所述第1光纤传送的光的波段与从所述第2发光元件输出的光的波段相互不同。
12.如权利要求1～11中的任一项所述的有轨台车用光通信***，所述第1光纤和所述第2光纤具有柔性。
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