JP7322953B2 - 受光装置及び受信システム - Google Patents

Description

本発明は、光信号を受光する受光装置に関する。特に、本発明は、光空間通信に用いられる光信号を受光する受光装置に関する。

空間を伝播する光信号を送受信し合う光空間通信を用いれば、電波の妨害を受けることがなく、大容量でセキュアな通信をすることができる。一般に、光空間通信においては、光信号の送光軸と受光軸とを一致させる必要がある。

特許文献１には、送信器と受信器との間で光空間通信を行う空間多重通信装置について開示されている。特許文献１の装置は、光信号を受光する複数の通信用受光素子と、複数の通信用受光素子と所定の位置関係を有して設けられた導光部とを備える。特許文献１の装置の導光部は、送信器の複数の通信用光源のいずれか１つから出射された光信号を入力し、入力した光信号を導光して送信器の少なくとも１つの位置検出用受光素子に向けて出射する。特許文献１の装置によれば、位置合わせ用の光源を受信器側に設けることなく、送信器側の通信用光源の送光軸と、受信器側の通信用受光素子の受光軸とを合わせることができる。

特開２００９－２８４３８５号公報

特許文献１の装置は、送光器と受光器が近接し、かつ送光器と受光器の位置関係が特定されている場合には、送光軸と受光軸を一致させることができる。しかしながら、特許文献１の装置は、送光器と受光器の位置関係が特定されていない場合、送光軸と受光軸を一致させることができないため、送光されてくる光信号を受光できない。すなわち、特許文献１の装置には、送光器と受光器の位置関係が特定されておらず、多様な方向から到来する光信号を受光できないという問題点があった。

本発明の目的は、上述した課題を解決し、多様な方向から到来する光信号を受光できる受光装置を提供することにある。

本発明の一態様の受光装置は、互いに対面する第１面および第２面を主面とする透明部材であり、少なくとも一つの端部に出射面が形成された導光板と、複数のレンズが並べられた構造を有し、第１面に対面して配置されるレンズシートと、レンズシートの主面と第２面との間隔が複数のレンズの焦点距離になるようにレンズシートを支持する支持部材と、導光板の第２面に配置され、導光板の内部に入射した光信号の進行方向を出射面に向けて導光する指向性導光層と、導光板の出射面から出射された光信号を受光し、受光した光信号を電気信号に変換する受光器と、を備える。

本発明によれば、多様な方向から到来する光信号を受光できる受光装置を提供することが可能になる。

本発明の第１の実施形態に係る受光装置の一例の斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る受光装置の一例の上面図である。 本発明の第１の実施形態に係る受光装置の一例の断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る変形例１の受光装置の斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る変形例１の受光装置の導光板における導光の一例を示す概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る変形例２の受光装置の断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る受光装置の一例の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る受光装置の一例の上面図である。 本発明の第２の実施形態に係る受光装置の一例の断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る変形例３の受光装置の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る受光装置の一例の斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る受光装置の一例の上面図である。 本発明の第３の実施形態に係る受光装置の一例の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る受光装置の一例における光信号の受光について説明するための概念図である。 第１～第３の実施形態の受光装置の構成要素を用いることによって信号雑音比（ＳＮ比：signal-noise ratio）が改善されることについて説明するための概念図である。 本発明の第４の実施形態に係る受光装置の一例の斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係る受光装置の一例の上面図である。 本発明の第４の実施形態に係る受光装置の一例の断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る受光装置の一例における光信号の送光方向の検出について説明するための概念図である。 本発明の第５の実施形態に係る受光装置の一例の斜視図である。 本発明の第５の実施形態に係る受光装置の一例の導光部分について説明するための概念図である。 本発明の第５の実施形態に係る受光装置の一例の断面図である。 関連技術の受光装置における受光について説明するための概念図である。 本発明の第５の実施形態に係る受光装置における受光について説明するための概念図である。 本発明の第５の実施形態に係る変形例４の受光装置の一例の概念図である。 本発明の第５の実施形態に係る変形例４の受光装置の一例の導光部分について説明するための概念図である。 本発明の第５の実施形態に係る変形例５の受光装置の一例の概念図である。 本発明の第５の実施形態に係る受光装置の適用例について説明するための概念図である。 本発明の第５の実施形態に係る受光装置の別の適用例について説明するための概念図である。 本発明の第６の実施形態に係る受光装置の一例の斜視図である。 本発明の第６の実施形態に係る受光装置の一例の上面図である。 本発明の第６の実施形態に係る受光装置の一例の断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る変形例６の受光装置の一例の斜視図である。 本発明の第６の実施形態に係る変形例６の受光装置の一例の上面図である。 本発明の第６の実施形態に係る変形例６の受光装置の一例の導光部分について説明するための概念図である。 本発明の第６の実施形態に係る変形例６の受光装置の一例の断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る変形例７の受光装置の一例の斜視図である。 本発明の第６の実施形態に係る変形例７の受光装置の一例の上面図である。 本発明の第６の実施形態に係る変形例７の受光装置の一例の導光部分について説明するための概念図である。 本発明の第６の実施形態に係る変形例７の受光装置の一例の断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る変形例８の受光装置の一例の斜視図である。 本発明の第６の実施形態に係る変形例８の受光装置の一例の上面図である。 本発明の第６の実施形態に係る変形例８の受光装置の一例の断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る受光装置の適用例について説明するための概念図である。 本発明の第７の実施形態に係る受信システムの一例を示すブロック図である。

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。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、同様の構成には同一の符号を付す。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。以下の実施形態の説明に用いる全図において、構成要素の大きさや形状、構成要素間の接続関係、位置関係などは、一例を示すものであり、そのままの形態に限定するものではない。また、以下の実施形態の説明に用いる断面図においては、光の進行などが不明確になることを防ぐためにハッチングを省略する。

また、図面中の矢印の向きは、一例を示すものであり、光や信号が進行する向きを限定するものではない。図面中の光の進行を示す線は概念的なものであり、実際の光の進行方向の状態を正確に表すものではない。例えば、以下の図面においては、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もある。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る受光装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の受光装置は、光空間通信に用いられる光信号を受光する装置である。

図１～図３は、本実施形態の受光装置１の構成の一例について説明するための概念図である。図１は、受光装置１の斜視図である。図２は、受光装置１の上面図である。図３は、図２のＡ－Ａ線で受光装置１を切断した際の断面図である。図３には、受光装置１に入射する光や、受光装置１の内部における光の進行の様子を概念的に示す矢印を図示している。

受光装置１は、導光板１１、レンズシート１２、指向性導光層１３、支持部材１４、および受光器１５を備える。

導光板１１は、互いに対面し合う第１面１１１および第２面１１２を主面とする板状の透明部材である。透明部材とは、光信号の波長を含む波長領域の光が透過する部材である。導光板１１は、可視領域および赤外領域を含む波長領域の光が透過する部材であることが好ましい。導光板１１は、細長い板状の外形を有し、その一端面には、出射面１１３が形成される。第１面１１１は、レンズシート１２によって屈折された光信号が入射する入射面である。出射面１１３は、導光板１１の内部を伝播した光信号が出射される端部である。なお、図１においては、導光板１１が平板状であるように図示されているが、導光板１１は曲面状に形成されていたり、曲面部分を含んでいたりしてもよい。

導光板１１の第１面１１１の上方には、支持部材１４によって支持されたレンズシート１２が配置される。導光板１１の第２面１１２には、指向性導光層１３が配置される。導光板１１の出射面１１３には受光器１５が配置される。

導光板１１は、光信号などの光が透過する材質で形成される。例えば、導光板１１は、ガラスやプラスチックなどの材料で構成できる。なお、導光板１１の材質は、光信号などの光が透過しさえすれば限定を加えない。

レンズシート１２によって屈折され、第１面１１１から導光板１１の内部に入射した光信号は、第２面１１２に配置された指向性導光層１３によって出射面１１３に向けて進行方向が変更される。指向性導光層１３によって進行方向が変更された光信号は、出射面１１３に向けて導光板１１の内部を伝播する。図３には、第１面１１１から入射した光信号が受光器１５に向けて導光板１１の内部を伝播する様子を矢印で示す。

レンズシート１２は、支持部材１４によって、導光板１１の第１面１１１の上方に支持される。レンズシート１２は、複数のレンズを一枚のシートに列状に並べた構造を有する。レンズシート１２を構成する複数のレンズは、導光板１１の第２面１１２に配置された指向性導光層１３の異なる焦点位置に焦点を結ぶ。図３の例では、レンズシート１２の焦点距離ｆの位置に指向性導光層１３が配置される。例えば、レンズシート１２は、ガラスやプラスチックなどの材料で構成できる。なお、レンズシート１２の材質は、複数のレンズの焦点位置に光信号を屈折できさえすれば限定を加えない。

指向性導光層１３は、導光板１１の第２面１１２に配置される。指向性導光層１３は、光信号の進行方向を変更させる。指向性導光層１３は、導光板１１の第１面１１１から導光板１１の内部に入射した光が出射面１１３に向けて進行するように光信号を導光する。

例えば、指向性導光層１３は、マイクロメートルオーダーの高さの複数の格子を並べた構造を有する反射型回折格子によって実現できる。例えば、指向性導光層１３は、ブレーズド回折格子やホログラフィク回折格子によって実現できる。指向性導光層１３は、第１面１１１から入射した光が出射面１１３に向けて進行する格子間隔で構成する。

また、例えば、指向性導光層１３は、所定波長の光信号を選択的に導光するホログラム導光フィルムによって実現できる。指向性導光層１３としてホログラム導光フィルムを用いる場合、直線偏光の光信号を受光するように構成する。

支持部材１４は、導光板１１の第１面１１１の上方に位置するようにレンズシート１２を支持する。支持部材１４は、レンズシート１２の主面と導光板１１の第２面１１２との間隔がレンズシート１２の焦点距離ｆになるようにレンズシート１２を支持する。なお、レンズシート１２を構成する複数のレンズは同じ焦点距離ｆに設定されるが、多少の誤差が含まれてもよい。支持部材１４の材質や形状については特に限定を加えない。

受光器１５は、導光板１１の出射面１１３に受光面１５１を向けて配置される。受光器１５は、導光板１１の出射面１１３から出射された光信号を受光する。受光器１５は、受光した光信号を電気信号に変換する。受光器１５は、変換後の電気信号をデコーダ（図示しない）に出力する。

例えば、受光器１５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。アバランシェフォトダイオードによって受光器１５を実現すれば、高速通信に対応できる。なお、受光器１５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。

受光器１５は、受光対象の光信号の波長領域の光を受光する。例えば、受光器１５は、赤外領域の光信号を受光する。受光器１５は、例えば１．５μｍ（マイクロメートル）帯の波長の光信号を受光する。なお、受光器１５が受光する光信号の波長帯は、１．５μｍ帯に限定されず、送光装置（図示しない）から送光される光信号の波長に合わせて任意に設定できる。受光器１５が受光する光信号の波長帯は、例えば０．８μｍ帯や、１．５５μｍ帯、２．２μｍ帯に設定されてもよい。また、受光器１５が受光する光信号の波長帯は、例えば０．８～１μｍ帯であってもよい。光信号の波長帯が短い方が、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。

以上が、本実施形態の受光装置１の構成についての説明である。なお、図１～図３に示す構成は一例であって、本実施形態の受光装置１の構成をそのままの形態に限定するものではない。

〔変形例１〕
次に、本実施形態の変形例１の受光装置について図面を参照しながら説明する。本変形例の受光装置は、平板状に形成された導光板と、その導光板に対応するレンズシートとを含む。

図４～図５は、本変形例の受光装置１－１の構成の一例について説明するための概念図である。図４は、受光装置１－１の構成の一例を示す斜視図である。図５は、受光装置１－１の導光板１１－１における導光の一例を示す概念図である。

受光装置１－１は、導光板１１－１、レンズシート１２－１、指向性導光層１３－１、支持部材１４－１、および受光器１５－１を備える。導光板１１－１、レンズシート１２－１、指向性導光層１３－１、支持部材１４－１、および受光器１５－１の各々は、受光装置１の導光板１１、レンズシート１２、指向性導光層１３、支持部材１４、および受光器１５の各々に対応する構成である。以下においては、受光装置１と同様の特徴については説明を省略する。

導光板１１－１は、互いに対面し合う第１面および第２面を主面とする板状の透明部材である。導光板１１－１の材質や特性は、受光装置１の導光板１１と同様である。導光板１１－１は、平板状の外形を有し、その一端面には、出射面１１３－１が形成される。第１面は、レンズシート１２－１によって屈折された光信号が入射する入射面である。出射面１１３－１は、導光板１１－１の内部を伝播した光信号が出射される端部である。なお、図４および図５には、平板状の外形を有する導光板１１－１を示したが、受光器１５－１が設置されていない位置の出射面１１３－１から出射される光信号は、受光器１５－１に受光されない。

導光板１１－１の第１面の上方には、支持部材１４－１によって支持されたレンズシート１２－１が配置される。導光板１１－１の第２面には、指向性導光層１３－１が配置される。導光板１１－１の出射面１１３－１には受光器１５が配置される。

レンズシート１２－１によって屈折され、第１面から導光板１１－１の内部に入射した光信号は、第２面に配置された指向性導光層１３－１によって出射面１１３－１に向けて進行方向が変更される。指向性導光層１３－１によって進行方向が変更された光信号は、出射面１１３－１に向けて導光板１１－１の内部を伝播する。図５には、第１面から導光板１１－１の内部に入射した光信号が受光器１５－１に向けて導光板１１－１の内部を伝播する様子を矢印で示す。なお、図５のように導光板１１－１が直方体の平板状である場合、光信号の入射位置によっては、受光器１５－１まで光信号が導光されないことがある。

レンズシート１２－１は、支持部材１４－１によって、導光板１１－１の第１面の上方に支持される。レンズシート１２－１の材質や特性は、受光装置１のレンズシート１２と同様である。レンズシート１２－１は、複数のレンズを一枚のシートに並べた構造を有する。レンズシート１２－１を構成する複数のレンズは、導光板１１－１の第２面に配置された指向性導光層１３－１の異なる焦点位置に焦点を結ぶ。

指向性導光層１３－１は、導光板１１－１の第２面に配置される。指向性導光層１３－１の材質や特性は、受光装置１の指向性導光層１３と同様である。指向性導光層１３－１は、導光板１１－１の第１面から導光板１１－１の内部に入射した光が出射面１１３－１に向けて進行するように光信号を導光する。

支持部材１４－１は、導光板１１－１の第１面の上方に位置するようにレンズシート１２－１を支持する。支持部材１４－１は、レンズシート１２－１の主面と導光板１１－１の第２面との間隔がレンズシート１２－１の焦点距離ｆになるようにレンズシート１２－１を支持する。支持部材１４－１の材質や形状については特に限定を加えない。

受光器１５－１は、導光板１１－１の出射面１１３－１に受光面１５１を向けて配置される。受光器１５－１は、受光装置１の受光器１５と同様の構成である。受光器１５－１は、導光板１１－１の出射面１１３－１から出射された光信号を受光する。受光器１５－１は、受光した光信号を電気信号に変換する。受光器１５－１は、変換後の電気信号をデコーダ（図示しない）に出力する。

以上が、本変形例の受光装置１－１の構成についての説明である。なお、図４～図５に示す構成は一例であって、本変形例の受光装置１－１の構成をそのままの形態に限定するものではない。

〔変形例２〕
次に、本実施形態の変形例２の受光装置について図面を参照しながら説明する。本変形例の受光装置は、受光対象の光信号の波長領域の光を選択的に通過させる色フィルタを配置する。

図６は、本変形例の受光装置１－２の構成の一例について説明するための概念図である。受光装置１－２は、第１色フィルタ１９１および第２色フィルタ１９２を含む点において、受光装置１とは異なる。

第１色フィルタ１９１は、支持部材１４によって支持され、レンズシート１２の入射面側の上方に配置される。第１色フィルタ１９１は、信号光の波長領域の光を選択的に透過する色フィルタである。第１色フィルタ１９１は、第２色フィルタ１９２と比べて広い波長領域の光を選択的に通過させる安価なフィルタによって構成できる。なお、図６においては、第１色フィルタ１９１によって不要な光の一部が吸収される様子を点線の矢印で図示しているが、第１色フィルタ１９１によって不要な光の一部を反射するようにしてもよい。

第２色フィルタ１９２は、受光器１５の受光面１５１に配置される。第２色フィルタ１９２は、信号光の波長領域の光を選択的に透過する色フィルタである。第２色フィルタ１９２は、第１色フィルタ１９１と比べて狭い波長領域の光を選択的に通過させる精密フィルタによって構成されることが好ましい。受光器１５の受光面１５１に配置される第２色フィルタ１９２は、面積が小さくてもよいので、狭い波長領域の光を透過する高価な色フィルタを用いることができる。

本変形例の受光装置１－２は、第１色フィルタ１９１で受光する信号光の波長領域を絞り、第２色フィルタ１９２で信号光の波長領域をさらに絞ることによって、信号光に含まれる背景光の割合を減少させる。その結果、本変形例の受光装置１－２によれば、受光装置１と比べて信号光の信号雑音比が向上する。

以上のように、本実施形態の受光装置は、導光板、支持部材、指向性導光層、および受光器を備える。導光板は、互いに対面する第１面および第２面を主面とする透明部材であり、少なくとも一つの端部に出射面が形成される。支持部材は、複数のレンズが並べられた構造を有し、第１面に対面して配置されるレンズシートと、レンズシートの主面と第２面との間隔が複数のレンズの焦点距離になるようにレンズシートを支持する。指向性導光層は、導光板の第２面に配置され、導光板の内部に入射した光信号の進行方向を出射面に向けて導光する。受光器は、導光板の出射面から出射された光信号を受光し、受光した光信号を電気信号に変換する。

本実施形態の一態様において、導光板は、一軸方向に沿って延伸された形状であり、レンズシートは、導光板の第１面に対応させて複数のレンズが列状に並べられた構造を有する。

また、本実施形態の一態様において、レンズシートの上方に配置され、光信号の波長領域の光を選択的に通過させる第１色フィルタをさらに備える。また、本実施形態の一態様において、受光器の受光面に配置され、導光板の出射面から出射される光信号の波長領域の光を選択的に通過させる第２色フィルタをさらに備える。また、本実施形態の一態様において、第２色フィルタは、第１色フィルタよりも狭い波長領域の光信号を選択的に透過させる。

本実施形態の受光装置は、例えば、自動車に設置できる。本実施形態の受光装置を設置すれば、車車間において、空間光通信による車車間通信が可能になる。また、本実施形態の受光装置は、道路に設置された送光装置（図示しない）から送光される光信号を受光するように構成すれば、路車間において、空間光通信による路車間通信が可能になる。

また、本実施形態の受光装置は、自動車に限らず、飛行機や船舶、電車、自動二輪車、自転車、ドローンなどの移動体間の空間光通信にも適用できる。また、本実施形態の受光装置は、少なくとも一方が静置された状態の物体間の空間光通信にも適用できる。なお、本実施形態の受光装置の適用例は、上記に挙げた例に限定されず、光信号を送受信できる位置に配置された任意の物体間の空間光通信に適用できる。

本実施形態の受光装置によれば、多様な方向から到来する信号光を複数のレンズを有するレンズシートによって集光するので、それらの光信号の送光軸が受光軸とずれていても受光できる。すなわち、本実施形態の受光装置によれば、多様な方向から到来する光信号を受光できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る受光装置について図面を参照しながら説明する。
本実施形態の受光装置は、光信号に含まれる背景光を低減する構成を有する点において第１の実施形態とは異なる。

本実施形態においては、図示しない送光装置において、偏光方向が一つの方向の直線偏光の光信号を円偏光に変換してから本実施形態の受光装置に向けて送光する例について説明する。本実施形態の受光装置は、送光装置から送光された円偏光の光信号を受光すると、その円偏光の信号光を直線偏光に変換してから導光板の第１面に入射させる。

図７～図９は、本実施形態の受光装置１の構成の一例について説明するための概念図である。図７は、受光装置２の斜視図である。図８は、受光装置２の上面図である。図９は、図８のＢ－Ｂ線で受光装置２を切断した際の断面図である。図９には、受光装置２に入射する光や、受光装置２の内部における光の進行の様子を概念的に示す矢印を図示している。

受光装置２は、導光板２１、レンズシート２２、指向性導光層２３、支持部材２４、受光器２５、および偏光素子２６を備える。導光板２１、レンズシート２２、指向性導光層２３、支持部材２４、および受光器２５の各々は、第１の実施形態の受光装置１の導光板１１、レンズシート１２、指向性導光層１３、支持部材１４、および受光器１５の各々に対応する構成である。以下においては、受光装置１と同様の特徴については説明を省略する場合がある。

導光板２１は、互いに対面し合う第１面２１１および第２面２１２を主面とする板状の透明部材である。導光板２１の材質や特性は、第１の実施形態の受光装置１の導光板１１と同様である。導光板２１は、細長い板状の外形を有し、その一端面には、出射面２１３が形成される。第１面２１１は、レンズシート２２によって屈折された光信号が入射する入射面である。出射面２１３は、導光板２１の内部を伝播した光信号が出射される端部である。なお、導光板２１は、第１の実施形態の変形例１のように平板状の外形を有してもよい。

導光板２１の第１面２１１の上方には、支持部材２４によって支持されたレンズシート２２が配置される。導光板２１の第２面２１２には、指向性導光層２３が配置される。導光板２１の出射面２１３には受光器２５が配置される。

レンズシート２２によって屈折され、第１面２１１から導光板２１の内部に入射した光信号は、第２面２１２に配置された指向性導光層２３によって出射面２１３に向けて進行方向が変更される。導光板２１に入射する光信号は直線偏光である。指向性導光層２３によって進行方向が変更された光信号は、出射面２１３に向けて導光板２１の内部を伝播する。図９には、第１面２１１から入射した光信号が受光器２５に向けて導光板２１の内部を伝播する様子を矢印で示す。

レンズシート２２は、支持部材２４によって、導光板２１の第１面２１１の上方に支持される。レンズシート２２の材質や特性、形状は、受光装置１のレンズシート１２と同様である。レンズシート２２を構成する複数のレンズは、導光板２１の第２面２１２に配置された指向性導光層２３の異なる焦点位置に焦点を結ぶ。レンズシート２２の入射側の上方には、偏光素子２６が配置される。レンズシート２２には、偏光素子２６によって円偏光から直線偏光に変換された信号光が入射される。

指向性導光層２３は、導光板２１の第２面２１２に配置される。指向性導光層２３は、光信号（直線偏光）の進行方向を変更させる。指向性導光層２３は、所定方向の偏光方向に合わせて設計される。所定方向とは、指向性導光層２３が受光器２５に向けて導光する直線偏光の偏光方向である。指向性導光層２３は、導光板２１の第１面２１１から導光板２１に入射した光信号が出射面２１３に向けて進行するように光信号を導光する。

支持部材２４は、導光板２１の第１面２１１の上方に位置するようにレンズシート２２と偏光素子２６を支持する。支持部材２４は、レンズシート２２の主面と導光板２１の第２面２１２との間隔がレンズシート２２の焦点距離ｆになるようにレンズシート２２を支持する。また、支持部材２４は、レンズシート２２の入射側の上方に偏光素子２６を支持する。支持部材２４の材質や形状については特に限定を加えない。

受光器２５は、導光板２１の出射面２１３に受光面２５１を向けて配置される。受光器２５は、受光装置１の受光器１５と同様の構成である。受光器２５は、導光板２１の出射面２１３から出射された光信号を受光する。受光器２５は、受光した光信号を電気信号に変換する。受光器２５は、変換後の電気信号をデコーダ（図示しない）に出力する。

偏光素子２６は、支持部材２４によって支持され、レンズシート２２の入射面側の上方に配置される。偏光素子２６は、波長板２６１と偏光板２６２とを積層させた構造を有する。なお、直線偏光の偏光方向を揃えない場合は、偏光板２６２を省略してもよい。

波長板２６１は、偏光板２６２の上面に配置される。波長板２６１は、空間を伝播してくる光信号（円偏光）の偏波面にλ／４（π／２）の位相差を与え、その光信号（円偏光）を円偏光から直線偏光に変換する１／４波長板である（λ：光信号の波長）。波長板２６１によって直線偏光に変換された光信号は、偏光板２６２に進入する。

偏光板２６２は、波長板２６１の下面に配置される。偏光板２６２は、波長板２６１によって直線偏光に変換された光信号（直線偏光）の偏光方向を所定方向に揃える。偏光板２６２によって偏光方向が所定方向に揃えられた光信号（直線偏光）は、レンズシート２２に入射する。

空間を伝播させる光信号として直線偏光を用いる場合、指向性導光層２３に対する直線偏光の入射方向が斜めになると受光効率が落ちる。そのため、空間を伝播させる光信号としては円偏光を用いることが好ましい。さらに、偏光板２６２によって、円偏光から直線偏光に変換された光信号（直線偏光）の偏光方向を所定方向に揃えることによって受光効率が向上する。

以上が、本実施形態の受光装置２の構成についての説明である。なお、図７～図９に示す構成は一例であって、本実施形態の受光装置２の構成をそのままの形態に限定するものではない。

〔変形例３〕
次に、本実施形態に係る変形例３の受光装置について図面を参照しながら説明する。本変形例の受光装置は、導光板２１の内部に迷光が導光されることを防ぐために、指向性導光層２３の下面に光吸収層を配置する。

図１０は、本変形例の受光装置２－３の構成の一例について説明するための概念図である。受光装置２－３は、光吸収層２８を含む点において、受光装置２とは異なる。

光吸収層２８は、指向性導光層２３の下面に形成される。光吸収層２８は、光を吸収する吸収層である。例えば、光吸収層２８には、光の吸収率が大きい材料が用いられる。ただし、光吸収層２８の材料については、外部から入射された信号光以外の光や、導光板２１の内部を伝播する迷光などを効率的に吸収できさえすれば、特に限定を加えない。

本変形例の受光装置２－３によれば、光信号以外の光が受光器２５に導光されにくくなるため、受光器２５に導光される光の信号雑音比（ＳＮ比：signal-noise ratio）が向上する。

以上のように、本実施形態の受光装置は、円偏光の光信号を直線偏光に変換する波長板と、波長板によって直線偏光に変換された光信号の偏光方向を揃える偏光板とを有する偏光素子が前記レンズシートの上方に配置される。指向性導光層は、偏光方向が所定方向の直線偏光の光信号を、受光器に向けて導光するホログラム層である。また、本実施形態の一態様において、指向性導光層の下面に光を吸収する光吸収層をさらに備える。

光信号が円偏光であり、ホログラム層による導光が直線偏光の偏光方向に依存する場合、光信号に加えて太陽光も受光されると、受光した光信号に対してノイズが発生する可能性がある。本実施形態の受光装置は、円偏光の光信号を所定方向の偏光方向の直線偏光に変換する波長板を通過させた光信号（直線偏光）をホログラム層で導光するので、光信号を選択的に受光器で受信できる。そのため、本実施形態の受光装置によれば、光空間通信において背景光に起因して発生し得るノイズを軽減できる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る受光装置について図面を参照しながら説明する。
本実施形態の受光装置は、集光範囲を絞るシャッターを有する点において第１の実施形態とは異なる。なお、本実施形態においては、第１の実施形態に係る受光装置１にシャッターを追加した例を用いて説明する。

図１１～図１４は、本実施形態の受光装置３の構成の一例について説明するための概念図である。図１１は、受光装置３の斜視図である。図１２は、受光装置３の上面図である。図１３および図１４は、図１２のＣ－Ｃ線で受光装置３を切断した際の断面図である。図１３および図１４には、受光装置３に入射する光や、受光装置３の内部における光の進行の様子を概念的に示す矢印を図示している。

受光装置３は、導光板３１、レンズシート３２、指向性導光層３３、支持部材３４、受光器３５、シャッター３８を備える。導光板３１、レンズシート３２、指向性導光層３３、支持部材３４、および受光器３５の各々は、第１の実施形態の受光装置１の導光板１１、レンズシート１２、指向性導光層１３、支持部材１４、および受光器１５の各々に対応する構成である。以下においては、受光装置１と同様の特徴については説明を省略する場合がある。

導光板３１は、互いに対面し合う第１面３１１および第２面３１２を主面とする板状の透明部材である。導光板３１の材質や特性は、受光装置１の導光板１１と同様である。導光板３１は、平板状の外形を有し、その一端面には、出射面３１３が形成される。第１面３１１は、レンズシート３２によって屈折された光信号が入射する入射面である。出射面３１３は、導光板３１の内部を伝播した光信号が出射される端部である。

導光板３１の第１面３１１の上方には、支持部材３４によって支持されたレンズシート３２が配置される。導光板３１の第２面３１２には、指向性導光層３３が配置される。導光板３１の出射面３１３には受光器３５が配置される。

レンズシート３２によって屈折され、第１面３１１から導光板３１の内部に入射した光信号は、第２面３１２に配置された指向性導光層３３によって出射面３１３に向けて進行方向が変更される。指向性導光層３３によって進行方向が変更された光信号は、出射面３１３に向けて導光板３１の内部を伝播する。図１４には、第１面３１１から導光板３１の内部に入射した光信号が受光器３５に向けて導光板３１の内部を伝播する様子を矢印で示す。

レンズシート３２は、支持部材３４によって、導光板３１の第１面３１１の上方に支持される。レンズシート３２の材質や特性は、受光装置１のレンズシート１２と同様である。レンズシート３２は、複数のレンズを一枚のシートに並べた構造を有する。レンズシート３２を構成する複数のレンズは、導光板３１の第２面３１２に配置された指向性導光層３３の異なる焦点位置に焦点を結ぶ。

指向性導光層３３は、導光板３１の第２面３１２に配置される。指向性導光層３３の材質や特性は、受光装置１の指向性導光層１３と同様である。指向性導光層３３は、導光板３１の第１面３１１から導光板３１の内部に入射した光が出射面３１３に向けて進行するように光信号を導光する。

支持部材３４は、導光板３１の第１面３１１の上方に位置するようにレンズシート３２を支持する。支持部材３４は、レンズシート３２の主面と導光板３１の第２面３１２との間隔がレンズシート３２の焦点距離ｆになるようにレンズシート３２を支持する。支持部材３４の材質や形状については特に限定を加えない。

受光器３５は、導光板３１の出射面３１３に受光面３５１を向けて配置される。受光器３５は、受光装置１の受光器１５と同様の構成である。受光器３５は、導光板３１の出射面３１３から出射された光信号を受光する。受光器３５は、受光した光信号を電気信号に変換する。受光器３５は、変換後の電気信号をデコーダ（図示しない）に出力する。

シャッター３８は、図示しない制御装置によって開閉制御が可能な液晶素子である。シャッター３８は、レンズシート３２を構成する複数のレンズごとに開閉制御される。シャッター３８が開いたときの開閉は、シャッター３８の全面で一律で制御されてもよいし、シャッター３８の一部分が選択的に制御されてもよい。例えば、シャッター３８は、偏光方向が交差する二つの直線偏光子の間に、複屈折液晶分子が封止された複数のセルが挟み込まれた液晶シャッターによって実現できる。

図１３は、シャッター３８の全面が閉じた状態を示す。シャッター３８の全面が閉じた状態では、導光板３１の第１面３１１に光信号は入射しない。図１４は、シャッター３８の一部を開けた状態を示す。シャッター３８を開けた場合、シャッター３８が開いている部分の導光板３１の第１面３１１に光信号が入射し、その信号光は受光器３５に導光される。

例えば、直射日光が入射する状況で受光装置３を用いる場合、導光板３１に太陽光が直接入射すると、レンズシート３８を構成するレンズの焦点の位置などで指向性導光層３３が損傷する可能性がある。そのような場合には、太陽光の入射具合に応じて、シャッター３８の開口率を下げるように制御し、導光板３１への光の入射量を低減すればよい。例えば、シャッター３８は、光の透過率を可変で制御できるように構成してもよい。シャッター３８の開閉状態を可変で制御できれば、太陽光が強い場合などにおいて、シャッター３８の開口率を下げることによって光信号を受光しやすくなる。 また、光信号が入射する位置が予め分かっている場合、その位置のシャッター３８を選択的に開けるように制御すれば、光信号を効率的に受光できる。例えば、シャッター３８の上方のいずれかに光センサを配置すれば、光センサによって受光される光に基づいて光信号の到来方向を推定し、その到来方向からの光信号を受光しやすい箇所のシャッター３８を開けるように制御すればよい。

以上が、本実施形態の受光装置３の構成についての説明である。なお、図１１～図１４に示す構成は一例であって、本実施形態の受光装置３の構成をそのままの形態に限定するものではない。

以上のように、本実施形態の受光装置は、導光板の第１面の上面に配置され、少なくとも一部の開口状態を制御可能な液晶素子によって構成されるシャッターをさらに備える。そのため、本実施形態によれば、レンズシートを構成するレンズの焦点に光が集中することを防ぐことができるので、直射日光などの強い光によって指向性導光層が損傷することを防止できる。また、本実施形態によれば、受光器に受光される光量を制御できるので、信号光に含まれうる背景光の影響を低減できる。

〔背景光の低減〕
図１５は、第１～第３の実施形態の受光装置の構成要素を用いることによって背景光が低減し、信号雑音比が向上することについて説明するための図である。図１５には、第１～第３の実施形態の受光装置の構成要素を用いることによって、光信号と背景光（太陽光）のエネルギーの波長依存性がどのように変化するのかを検証するためのグラフを示す。なお、図１５の光信号と背景光のエネルギーの波長依存性は概念的な関係を示し、それらを正確に図示したものではない。また、図１５には、赤外領域の光信号を用いる例を示す。

（ａ）は、空間を伝播する光信号と背景光とをそのまま受光器で受光した場合における光信号と背景光のエネルギーの波長依存性を示すグラフである。（ａ）では、可視領域の背景光のエネルギーが光信号のエネルギーよりも大きい。

（ｂ）は、指向性導光層２３（ホログラム層）と第１色フィルタ１９１とを組み合わせた受光装置で受光した場合における光信号と背景光のエネルギーの波長依存性を示すグラフである。（ｂ）では、可視領域の背景光のエネルギーが除去されるため、信号雑音比が向上する。

（ｃ）は、指向性導光層２３（ホログラム層）、第１色フィルタ１９１、および波長板２６１を組み合わせた受光装置で受光した場合における光信号と背景光のエネルギーの波長依存性を示すグラフである。（ｃ）では、円偏光の光信号のうち回転方向が異なる成分が除去されるため、（ｂ）と比べて信号雑音比が向上する。

（ｄ）は、指向性導光層２３（ホログラム層）、第１色フィルタ１９１、波長板２６１、およびシャッター３８を組み合わせた受光装置で受光した場合における光信号と背景光のエネルギーの波長依存性を示すグラフである。（ｄ）では、シャッター３８によって受光量が低減されるため、（ｃ）と比べて背景光の影響が小さくなる。

（ｅ）は、指向性導光層２３（ホログラム層）、第１色フィルタ１９１、波長板２６１、シャッター３８、および第２色フィルタ１９２を組み合わせた受光装置で受光した場合における光信号と背景光のエネルギーの波長依存性を示すグラフである。（ｅ）では、第２色フィルタ１９２によって、受光器に受光される光の波長領域が光信号の波長領域に合わせて狭くなるため、（ｄ）と比べて信号雑音比が向上する。

以上のように、第１～第３の実施形態の受光装置の構成要素を組み合わせれば、受光器が受光する光信号の信号雑音比がさらに向上する。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る受光装置について図面を参照しながら説明する。
本実施形態の受光装置は、光信号の到来方向を検出する光センサを有する点において第１の実施形態とは異なる。

図１６～図１９は、本実施形態の受光装置４の構成の一例について説明するための概念図である。図１６は、受光装置４の斜視図である。図１７は、受光装置４の上面図である。図１８は、図１７のＤ－Ｄ線で受光装置４を切断した際の断面図である。図１９は、受光装置４に受光する光信号の到来方向を検出する一例について説明するための概念図である。図１８および図１９には、受光装置４に入射する光や、受光装置４の内部における光の進行の様子を概念的に示す矢印を図示している。

受光装置４は、導光板４１、レンズシート４２、指向性導光層４３、支持部材４４、受光器４５、および光センサ４９を備える。導光板４１、レンズシート４２、指向性導光層４３、支持部材４４、および受光器４５の各々は、第１の実施形態の受光装置１の導光板１１、レンズシート１２、指向性導光層１３、支持部材１４、および受光器１５の各々に対応する構成である。以下においては、受光装置１と同様の特徴については説明を省略する場合がある。

導光板４１は、互いに対面し合う第１面４１１および第２面４１２を主面とする板状の透明部材である。導光板４１の材質や特性は、受光装置１の導光板１１と同様である。導光板４１は、平板状の外形を有し、その一端面には、出射面４１３が形成される。第１面４１１は、レンズシート４２によって屈折された光信号が入射する入射面である。出射面４１３は、導光板４１の内部を伝播した光信号が出射される端部である。

導光板４１の第１面４１１の上方には、支持部材４４によって支持されたレンズシート４２が配置される。導光板４１の第２面４１２には、指向性導光層４３が配置される。また、導光板４１の第２面４１２の一部には、光センサ４９が配置される。光センサ４９は、出射面４１３から最も離れた位置のレンズに対面する第２面４１２に検出面を向けて配置される。導光板４１の出射面４１３には受光器４５が配置される。

レンズシート４２によって屈折され、第１面４１１から導光板４１の内部に入射した光信号の大部分は、第２面４１２に配置された指向性導光層４３によって出射面４１３に向けて進行方向が変更される。また、レンズシート４２によって屈折され、第１面４１１から導光板４１の内部に入射した光信号の一部は、光センサ４９に入射する。指向性導光層４３によって進行方向が変更された光信号は、出射面４１３に向けて導光板４１の内部を伝播する。図１８には、第１面４１１から導光板４１の内部に入射した光信号が受光器４５に向けて導光板４１の内部を伝播する様子を矢印で示す。

レンズシート４２は、支持部材４４によって、導光板４１の第１面４１１の上方に支持される。レンズシート４２の材質や特性は、受光装置１のレンズシート１２と同様である。レンズシート４２は、複数のレンズを一枚のシートに列状に並べた構造を有する。レンズシート４２を構成する複数のレンズは、導光板４１の第２面４１２に配置された指向性導光層４３または光センサ４９の異なる焦点位置に焦点を結ぶ。なお、図１６～図１９においては、光センサ４９の上方に位置するレンズをハッチングによって明示しているが、そのレンズも他のレンズと同じである。

指向性導光層４３は、導光板４１の第２面４１２に配置される。指向性導光層４３の材質や特性は、受光装置１の指向性導光層１３と同様である。指向性導光層４３は、導光板４１の第１面４１１から導光板４１の内部に入射した光が出射面４１３に向けて進行するように光信号を導光する。

支持部材４４は、導光板４１の第１面４１１の上方に位置するようにレンズシート４２を支持する。支持部材４４は、レンズシート４２の主面と導光板４１の第２面４１２との間隔がレンズシート４２の焦点距離ｆになるようにレンズシート４２を支持する。支持部材４４の材質や形状については特に限定を加えない。

受光器４５は、導光板４１の出射面４１３に受光面４５１を向けて配置される。受光器４５は、受光装置１の受光器１５と同様の構成である。受光器４５は、導光板４１の出射面４１３から出射された光信号を受光する。受光器４５は、受光した光信号を電気信号に変換する。受光器４５は、変換後の電気信号をデコーダ（図示しない）に出力する。

光センサ４９は、レンズシート４２を構成する少なくとも一つのレンズに対応付けられて、導光板４１の第２面に検出面４９１を向けて配置される撮像素子である。光センサ４９は、入射光を検出面４９１で検出し、検出した入射光の入射位置を図示しない検出装置に出力するセンサである。光センサ４９は、入射光の２次元的な位置を検出する２次元センサであってもよいし、入射光の１次元的な位置を検出する１次元センサであってもよい。なお、指向性導光層４３にホログラム層を用いる場合、指向性導光層４３に入射した光が反対側に漏れる。そのため、指向性導光層４３にホログラム層を用いる場合は、指向性導光層４３の下面に光センサ４９を少なくとも一つ設置するように構成してもよい。

図１９のように、光センサ４９には、到来方向に応じた入射位置に光信号が入射する。例えば、光信号Ａは入射位置Ａに入射し、光信号Ｂは入射位置Ｂに入射する。そのため、光信号の到来方向と、光センサ４９の検出面４９１上の位置との関係を記録しておけば、光信号が検出された検出面４９１上の位置に基づいて光信号の到来方向を推定できる。

導光板４１に入射される光信号をより多く受光器４５に導光するために、光センサ４９は、受光器４５から離れた位置にあるレンズに対応付けて配置することが望ましい。なお、光センサ４９を通過して光信号を受光器４５に向けて導光できる場合は、少なくともいずれかのレンズに対応付けて光センサ４９を配置すればよい。

以上が、本実施形態の受光装置４の構成についての説明である。なお、図１６～図１９に示す構成は一例であって、本実施形態の受光装置４の構成をそのままの形態に限定するものではない。

以上のように、本実施形態の受光装置は、導光板の第２面の少なくとも一部に検出面を向けて配置される光センサをさらに備える。本実施形態の受光装置によれば、光センサに光信号が入射した入射位置に基づいて、その光信号の到来方向を推定できる。

双方向通信を実現する場合は、信号光の到来方向を検出することが必要となる。本実施形態の受光装置は、指向性導光層に並べて光センサ（撮像素子）を配置することによって、信号光の到来方向を検出できる。

本実施形態の受光装置を自動車に搭載して車車間通信をする場合、２次元センサの替わりに、路面に対して水平に配置される１次元センサによって信号光の到来方向を検出するように構成してもよい。例えば、車車間用の１次元センサは路面に対して水平に進行してくる信号光を受光し、信号機用の１次元センサは信号機の方向（上向き）から進行してくる信号光を受光するように配置すればよい。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る受光装置について図面を参照しながら説明する。
本実施形態の受光装置は、複数の受光装置の第１面を外側に向けて円筒状に配置し、水平方向から到来する光信号を受光する点において第１の実施形態とは異なる。

図２０～図２２は、本実施形態の受光装置５の構成の一例について説明するための概念図である。図２０は、受光装置５の斜視図である。図２１は、一部の構成要素を透視した受光装置５の斜視図である。図２２は、受光装置５の断面図である。

受光装置５は、複数の導光板５１、レンズシート５２、複数の指向性導光層５３、支持部材５４、複数の受光器５５、および土台５８を備える。導光板５１、レンズシート５２、指向性導光層５３、支持部材５４、および受光器５５の各々は、第１の実施形態の受光装置１の導光板１１、レンズシート１２、指向性導光層１３、支持部材１４、および受光器１５の各々に対応する構成である。複数の導光板５１、複数の指向性導光層５３、および複数の受光器５５を構成する一つずつの導光板５１、指向性導光層５３、および受光器５５が一つの受光ユニットを構成する。以下においては、受光装置１と同様の特徴については説明を省略する場合がある。

導光板５１は、互いに対面し合う第１面５１１および第２面５１２を主面とする板状の透明部材である。導光板５１の材質や特性は、受光装置１の導光板１１と同様である。導光板５１は、受光装置５の形状（円筒状）に合わせて主面が湾曲しており、その一端面には、出射面５１３が形成される。第１面５１１は、レンズシート５２によって屈折された光信号が入射する入射面である。出射面５１３は、導光板５１の内部を伝播した光信号が出射される端部である。

複数の導光板５１は、第１面５１１を外側に向け、第２面５１２を内側に向け、出射面５１３を土台５８の側に向けて円筒状に並べられる。円筒状に並べられた複数の導光板５１の上面には、支持部材５４が配置される。複数の導光板５１は、支持部材５４によって位置が固定される。

導光板５１の第１面５１１には、支持部材５４によって支持されたレンズシート５２が対向配置される。導光板５１の第２面５１２には、指向性導光層５３が配置される。導光板５１の出射面５１３には受光器５５が配置される。

レンズシート５２によって屈折され、第１面５１１から導光板５１の内部に入射した光信号の大部分は、第２面５１２に配置された指向性導光層５３によって出射面５１３に向けて進行方向が変更される。指向性導光層５３によって進行方向が変更された光信号は、出射面５１３に向けて導光板５１の内部を伝播する。

レンズシート５２は、支持部材５４によって、複数の導光板５１の第１面５１１に少なくともいずれかのレンズに対面するように支持される。レンズシート５２の材質や特性は、受光装置１のレンズシート１２と同様である。レンズシート５２は、複数のレンズを一枚のシートに並べた構造を有し、対向し合う二辺が接続された円筒状の外観を有する。レンズシート５２を構成する複数のレンズは、複数の導光板５１の第２面５１２が形成する同一曲面上に配置された指向性導光層５３の異なる焦点位置に焦点を結ぶ。

指向性導光層５３は、導光板５１の第２面５１２に配置される。指向性導光層５３の材質や特性は、受光装置１の指向性導光層１３と同様である。指向性導光層５３は、導光板５１の第１面５１１から導光板５１の内部に入射した光が出射面５１３に向けて進行するように光信号を導光する。

支持部材５４は、導光板５１の第１面５１１に対面するようにレンズシート５２を支持する。支持部材５４は、レンズシート５２の主面と導光板５１の第２面５１２との間隔がレンズシート５２の焦点距離ｆになるようにレンズシート５２を支持する。支持部材５４の材質や形状については特に限定を加えない。なお、支持部材５４に加えて、導光板５１とレンズシート５２の位置関係を固定するためのスペーサを導光板５１とレンズシート５２の間に配置してもよい。

受光器５５は、導光板５１の出射面５１３に受光面５５１を向けて配置される。受光器５５は、受光面５５１の反対側の面を土台５８の上面に向け、土台５８に載置される。受光器５５は、受光装置１の受光器１５と同様の構成である。受光器５５は、導光板５１の出射面５１３から出射された光信号を受光する。受光器５５は、受光した光信号を電気信号に変換する。受光器５５は、変換後の電気信号をデコーダ（図示しない）に出力する。

土台５８は、円筒状に配置された複数の受光ユニットを載置するための台である。土台５８の上面には、受光器５５を下側に向けて円筒状に並べられた複数の受光ユニットが載置される。なお、土台５８がなくても複数の受光ユニットの位置関係を固定できる場合は、土台５８を省略してもよい。

以上が、本実施形態の受光装置５の構成についての説明である。なお、図２０～図２２に示す構成は一例であって、本実施形態の受光装置５の構成をそのままの形態に限定するものではない。

例えば、受光器５５から制御装置（図示しない）に電気信号を出力する際に、いずれの受光ユニットによって受光された光信号であるのかを示すフラグをその電気信号に含ませておけば、水平方向のいずれの方向から光信号が到来したのかを推定できる。互いに隣接し合う複数の受光ユニットが受光した光信号の強度の分布（例えば、正規分布）を検証し、その分布のピーク位置を特定できれば、その光信号の到来方向を正確に推定できる。

ここで、関連技術と比較して、本実施形態の受光装置５の受光について説明する。図２３は、関連技術の受光装置５００で光信号を受光する例を示す概念図である。図２４は、本実施形態の受光装置５で光信号を受光する例を示す概念図である。

図２３のように、関連技術の受光装置５００は、受光器５０１と、一つの回転軸に対して回転可能に受光器５０１を支持する可動機構５０２とを備える。関連技術の受光装置５００は、回転軸を中心にして可動機構５０２が回転することによって受光方向が変更される。

例えば、第１方向から到来する信号光を受光器５０１で受光する際には、受光面が第１方向に向くように制御装置（図示しない）で可動機構５０２を制御する。また、第１方向とは異なる第２方向から到来する信号光を受光器５０１で受光する際には、受光面が第２方向に向くように制御装置で可動機構５０２を制御する。すなわち、関連技術の受光装置５００を用いる場合、可動機構５０２を制御することによって受光器５０１の受光面を変更する必要がある。関連技術の受光装置５００は、光信号の到来方向が予め分かっていない場合、光信号の到来方向に受光面を向ける制御をできない。

図２４のように、本実施形態の受光装置５は、関連技術の受光装置５００のような可動部分がない。本実施形態の受光装置５は、第１方向から到来する信号光であっても、第２方向から到来する信号光であっても、受光方向を機械的に変更せずに受光できる。すなわち、本実施形態の受光装置５は、光信号の到来方向が予め分かっていない場合であっても、機械的な制御をすることなしに光信号を受光できる。また、本実施形態の受光装置５は、関連技術の受光装置５００と比べて光信号の受光面積が大きいため、送光軸と受光軸とが多少ずれていても光信号を受光できる。

〔変形例４〕
次に、本実施形態に係る変形例４の受光装置について図面を参照しながら説明する。本変形例の受光装置は、一つの導光板に対して複数列のレンズを対応させ、複数列のレンズによって屈折された光信号を単一の受光器で受光する。

図２５～図２６は、本変形例の受光装置５－４について説明するための概念図である。図２５は、レンズシート５２を透視した受光装置５－４の斜視図である。図２６は、受光装置５－４を構成する一つの受光ユニットにおける光信号の導光について説明するための図面である。

本変形例の受光装置５－４は、複数の導光板５１－４、レンズシート５２、複数の指向性導光層５３－４、支持部材５４、複数の受光器５５、および土台５８に加えて、中継導光板５７を備える。なお、レンズシート５２、支持部材５４、複数の受光器５５、および土台５８は、受光装置５の対応する構成と同様であるので、詳細な説明は省略する。

導光板５１－４は、レンズシート５２を構成する複数のレンズのうち複数列のレンズに対応する。導光板５１－４は、受光装置５の導光板５１と比べて幅が広い。導光板５１の出射面５１３－４には、中継導光板５７が配置される。

中継導光板５７は、互いに対面し合う入射面５７１と導光面５７２を有する透明部材である。中継導光板５７の一端面には、中継出射面５７３が形成される。中継導光板５７は、導光板５１－４の出射面５１３－４に入射面５７１を向けて配置される。

入射面５７１は、導光板５１－４の出射面５１３－４から出射された光信号を受光する受光面である。中継出射面５７３は、中継導光板５７の内部を伝播した光信号が出射される端部である。中継導光板５７は、導光板５１－４の出射面５１３－４に入射面５７１を向けて配置される。中継導光板５７の導光面５７２には、指向性導光層５３と同様の機能を有する指向性導光部が形成される（図面は省略）。中継導光板５７の中継出射面５７３には、受光器５５が配置される。

入射面５７１から中継導光板５７の内部に進行した光信号は、導光面５７２に形成された指向性導光部によって導光され、入射面５７１と導光面５７２との間で全反射されて、中継出射面５７３に向けて伝播する。中継導光板５７の内部を伝播して中継出射面５７３に到達した光信号は、中継出射面５７３から受光器５５の受光面５５１に向けて出射される。

導光面５７２に形成された指向性導光部は、入射面５７１から中継導光板５７の内部に入射した光が中継出射面５７３に向けて導光されるように、光信号の進行方向を変更する。例えば、指向性導光部は、中継導光板５７の内部を進行する光信号の進行方向を受光器５５の向きに反射する複数のマイクロミラーによって構成される。指向性導光部は、中継導光板５７の内部を進行する光信号の進行方向を受光器５５の向きに反射する反射面を有する複数の突出構造によって構成されてもよい。また、指向性導光部は、中継導光板５７と同様のホログラム層で構成してもよい。なお、導光板５１－４の出射面５１３－４から出射される光信号の偏光方向は保存されていないため、色々な偏光方向の直線偏光の集合になっている可能性がある。この点を考慮すると、指向性導光部は、複数のマイクロミラーや複数の突出構造で構成することが好ましい。

受光器５５は、中継導光板５７の中継出射面５７３に受光面５５１を向けて配置される。そのため、受光器５５は、垂直上方ではなく、水平方向に受光面５５１を向けて配置される。

本変形例の受光装置５－４によれば、複数列のレンズに対応する導光板５１－４を用いて光信号を受光するため、受光器５５の数を減らすことができる。また、本変形例の受光装置５－４によれば、一つの受光器５５に導光される光信号を受光する導光板５１－４の受光面積が受光装置５と比べて大きくなるため、受光器５５における受光効率が向上する。

〔変形例５〕
次に、本実施形態に係る変形例５の受光装置について図面を参照しながら説明する。本変形例の受光装置は、本実施形態の受光装置５を構成する受光ユニットのうち少なくともいずれかに第４の実施形態の光センサを追加した構成を有する。

図２７は、本変形例の受光装置５－５について説明するための概念図である。受光装置５－５は、複数の導光板５１、レンズシート５２、複数の指向性導光層５３、支持部材５４、複数の受光器５５、および土台５８に加えて、少なくとも一つの光センサ５９を備える。なお、複数の導光板５１、レンズシート５２、複数の指向性導光層５３、支持部材５４、複数の受光器５５、および土台５８は、受光装置５の対応する構成と同様であるので、詳細な説明は省略する。

光センサ５９は、一例として、ハッチングで示すレンズに対応させて配置される。光センサ５９は、第４の実施形態の光センサ４９と同様の構成である。光センサ５９は、少なくとも垂直方向の位置を検出するように構成される。光センサ５９は、２次元センサであってもよいし、垂直方向に沿った方向を検出する１次元センサであってもよい。

本変形例の受光装置５－５は、光信号の垂直方向の到来方向を検出できる。すなわち、本変形例の受光装置５－５は、水平方向に加えて、垂直方向の光信号の到来方向を検出できる。

また、変形例４の受光装置５－４と、変形例５の受光装置５－５とを組み合わせた構成にしてもよい。例えば、変形例５の受光装置５－５の光センサ５９が２次元センサであれば、光センサ５９によって水平方向の光信号の到来方向を検出できる。そのため、導光板を分割せずに円筒状に形成し、円筒状の導光板の出射面に中継導光板を配置した構成にすることができる。その場合、中継導光板は、開放端を有する環状に形成し、中継導光板の上面に入射面が位置するように構成し、中継導光板の中継出射面に受光器を配置する。このように構成すれば、円筒状の導光板の第１面から入射した光信号を単一の受光器で受光できる。

〔適用例〕
ここで、本実施形態の受光装置５の適用例について図面を用いて説明する。なお、以下の適用例は一例であって、本実施形態の受光装置５の用途のそれらに限定するものではない。

図２８は、本実施形態の受光装置５を船舶の通信に用いる例である。図２８には、複数の船舶５１０のマストの先端に、受光装置５を有する送受光装置５０を搭載する例を示す。図２８には、上空を飛行する飛行機５２０やヘリコプター５３０などの飛行体とも光信号を送受光する例を示す。なお、送受光装置５０は、受光装置５が受光する光信号を送光する送光機能を有するものとし、その送光機能の詳細については説明を省略する。

図２８の適用例のように、送受光装置５０を用いれば、光信号の到来方向が水平方向に近い船舶間における光空間通信を実現できる。また、送受光装置５０を用いれば、光信号の到来方向が垂直方向に異なる飛行体と船舶５１０との間における光空間通信を実現できる。すなわち、送受光装置５０を用いれば、海面に対して略平行に３６０度の方向から入射する信号光や、上方から到来する信号光をメカニカルな機構を用いずに受光できる。

図２９は、本実施形態の受光装置５を車車間通信に用いる例である。図２９には、複数の車両５５０のうち一台の天井の上に、受光装置５を有する送受光装置５０を搭載する例を示す。図２９には、車両５５０の上方に位置する信号機５６０とも光信号を送受光する例を示す。

図２９の適用例のように、送受光装置５０を用いれば、光信号の到来方向が水平方向に近い車車間における光空間通信を実現できる。また、送受光装置５０を用いれば、光信号の到来方向が垂直方向に異なる信号機５６０と車両５５０との間における光空間通信を実現できる。すなわち、送受光装置５０を用いれば、路面に対して略平行のあらゆる方向から入射する信号光や、上方のあらゆる方向から到来する信号光をメカニカルな機構を用いずに受光できる。

以上のように、本実施形態の受光装置は、一軸方向に沿って延伸された形状の複数の導光板が、第１面を外側に向け、出射面を下側に向けて円筒状に並べられた構造を有する。

また、本実施形態の一態様において、受光装置は、互いに対面する入射面および導光面を主面とする透明部材であり、少なくとも一つの端部に中継出射面が形成された中継導光板をさらに備える。中継導光板は、導光板の出射面に入射面を向けて配置され、導光板の出射面から出射された光信号を入射面で受光し、受光した光信号を導光面と入射面との間で全反射させて中継出射面に向けて導光する。受光器は、中継導光板の中継出射面から出射された光信号を受光し、受光した光信号を電気信号に変換する。

本実施形態の受光装置によれば、略水平なあらゆる方向から到来する光信号をメカニカルな機構を用いずに受光できる。また、本実施形態の一態様の受光装置によれば、上方からの光信号の到来方向をメカニカルな機構を用いずに推定できる。すなわち、本実施形態の受光装置によれば、設置面に対して略平行のあらゆる方向から入射する信号光や、上方のあらゆる方向から到来する信号光をメカニカルな機構を用いずに受光できる。

（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態に係る受光装置について図面を参照しながら説明する。
本実施形態の受光装置は、円板状の外観を有する点において第１の実施形態とは異なる。

図３０～図３２は、本実施形態の受光装置６の構成の一例について説明するための概念図である。図３０は、受光装置６の斜視図である。図３１は、受光装置６の上面図である。図３２は、受光装置６の断面図である。図３２には、受光装置６に入射する光や、受光装置６の内部における光の進行の様子を概念的に示す矢印を図示している。

受光装置６は、導光板６１、レンズシート６２、指向性導光層６３、支持部材６４、および受光器６５を備える。導光板６１、レンズシート６２、指向性導光層６３、支持部材６４、および受光器６５の各々は、受光装置１の導光板１１、レンズシート１２、指向性導光層１３、支持部材１４、および受光器１５の各々に対応する構成である。以下においては、受光装置１と同様の特徴については説明を省略する。

導光板６１は、互いに対面し合う第１面６１１および第２面６１２を主面とする円板状の透明部材である。導光板６１の材質や特性は、受光装置１の導光板１１と同様である。導光板６１は、円板状の外形を有し、その一端部には、出射面６１３が形成される。第１面６１１は、レンズシート６２によって屈折された光信号が入射する入射面である。出射面６１３は、導光板６１の内部を伝播した光信号が出射される端部である。なお、図３０～図３２には、円板状の外形を有する導光板６１を示したが、受光器６５が設置されていない位置の出射面６１３から出射される光信号は、受光器６５に受光されない。

導光板６１の第１面６１１の上方には、支持部材６４によって支持されたレンズシート６２が配置される。導光板６１の第２面６１２には、指向性導光層６３が配置される。導光板６１の出射面６１３には受光器６５が配置される。

レンズシート６２によって屈折され、第１面６１１から導光板６１の内部に入射した光信号は、図５の例と同様に、第２面６１２に配置された指向性導光層６３によって出射面６１３に向けて進行方向が変更される。指向性導光層６３によって進行方向が変更された光信号は、出射面６１３に向けて導光板６１の内部を伝播する。図３２には、第１面６１１から導光板６１の内部に入射した光信号が受光器６５に向けて導光板６１の内部を伝播する様子を矢印で示す。なお、図３０～図３２のように導光板６１が円板状である場合、光信号の入射位置によっては、受光器６５まで光信号が導光されないことがある。

レンズシート６２は、支持部材６４によって、導光板６１の第１面の上方に支持される。レンズシート６２の材質や特性は、受光装置１のレンズシート１２と同様である。レンズシート６２は、複数のレンズを一枚の円板形状のシートに並べた構造を有する。レンズシート６２を構成する複数のレンズは、導光板６１の第２面６１２に配置された指向性導光層６３の異なる焦点位置に焦点を結ぶ。

指向性導光層６３は、導光板６１の第２面６１２に配置される。指向性導光層６３の材質や特性は、受光装置１の指向性導光層１３と同様である。指向性導光層６３は、導光板６１の第１面６１１から導光板６１の内部に入射した光が出射面６１３に向けて進行するように光信号を導光する。

支持部材６４は、導光板６１の第１面６１１の上方に位置するようにレンズシート６２を支持する円形の枠である。支持部材６４は、レンズシート６２と導光板６１の第２面６１２との間隔がレンズシート６２の焦点距離ｆになるようにレンズシート６２を支持する。支持部材６４の材質や形状については特に限定を加えない。

受光器６５は、導光板６１の出射面６１３に受光面６５１を向けて配置される。受光器６５は、受光装置１の受光器１５と同様の構成である。受光器６５は、導光板６１の出射面６１３から出射された光信号を受光する。受光器６５は、受光した光信号を電気信号に変換する。受光器６５は、変換後の電気信号をデコーダ（図示しない）に出力する。

以上が、本実施形態の受光装置６の構成についての説明である。なお、図３０～図３２に示す構成は一例であって、本変形例の受光装置６の構成をそのままの形態に限定するものではない。

〔変形例６〕
次に、本実施形態に係る変形例６の受光装置について図面を参照しながら説明する。本変形例の受光装置は、導光板に入射した光信号を受光装置の周方向に向けて導光し、受光装置の周囲に配置された中継導光板でその光信号を受光器に向けて導光する。

図３３～図３６は、本変形例の受光装置６－６について説明するための概念図である。図３３は、受光装置６－６の斜視図である。図３４は、受光装置６－６を透視した上面図である。図３５は、受光装置６－６の内部における光信号の進行について説明するための概念図である。図３６は、図３４のＦ－Ｆ線で受光装置６－６を切断した際の断面図である。図３５～図３６には、受光装置６－６に入射する光や、受光装置６－６の内部における光の進行の様子を概念的に示す矢印を図示している。

受光装置６－６は、導光板６１－６、レンズシート６２、指向性導光層６３－６、支持部材６４、受光器６５、および中継導光板６７を備える。導光板６１－６、レンズシート６２、指向性導光層６３－６、支持部材６４、および受光器６５の各々は、受光装置６の導光板６１、レンズシート６２、指向性導光層６３、支持部材６４、および受光器６５の各々に対応する構成である。以下においては、受光装置６と同様の特徴については説明を省略する。

導光板６１－６は、互いに対面し合う第１面６１１－６および第２面６１２－６を主面とする円板状の透明部材である。導光板６１の材質や特性は、受光装置６の導光板６１と同様である。導光板６１は、円板状の外形を有し、その周辺端部の全面には、出射面６１３－６が形成される。第１面６１１－６は、レンズシート６２によって屈折された光信号が入射する入射面である。出射面６１３－６は、導光板６１－６の内部を伝播した光信号が出射される端面である。

導光板６１－６の第１面６１１－６の上方には、支持部材６４によって支持されたレンズシート６２が配置される。導光板６１－６の第２面６１２－６には、指向性導光層６３－６が配置される。導光板６１－６の周辺の出射面６１３－６には、導光板６１－６の周囲を囲むように、開放端を有する環状の中継導光板６７が配置される。

レンズシート６２によって屈折され、第１面６１１－６から導光板６１－６の内部に入射した光信号は、第２面６１２－６に配置された指向性導光層６３－６によって、導光板６１－６の周囲の出射面６１３－６に向けて進行方向が変更される。指向性導光層６３－６によって進行方向が変更された光信号は、出射面６１３－６に向けて導光板６１－６の内部を伝播する。図３６には、第１面６１１－６から導光板６１－６の内部に入射した光信号が出射面６１３－６に向けて導光板６１－６の内部を伝播する様子を矢印で示す。

レンズシート６２は、支持部材６４によって、導光板６１－６の第１面の上方に支持される。レンズシート６２の材質や特性は、受光装置６のレンズシート６２と同様である。レンズシート６２は、複数のレンズを一枚の円板形状のシートに並べた構造を有する。レンズシート６２を構成する複数のレンズは、導光板６１－６の第２面６１２－６に配置された指向性導光層６３－６の異なる焦点位置に焦点を結ぶ。

指向性導光層６３－６は、導光板６１－６の第２面６１２－６に配置される。指向性導光層６３－６の材質や特性は、受光装置６の指向性導光層６３と同様である。指向性導光層６３－６は、第１面６１１－６から導光板６１－６の内部に入射した光が出射面６１３－６に向けて進行するように光信号を導光する。

支持部材６４は、導光板６１－６の第１面６１１－６の上方に位置するようにレンズシート６２を支持する円形の枠である。支持部材６４は、レンズシート６２の主面と導光板６１－６の第２面６１２－６との間隔がレンズシート６２の焦点距離ｆになるようにレンズシート６２を支持する。支持部材６４の材質や形状については特に限定を加えない。

中継導光板６７は、開放端を有する環状の透明部材である。中継導光板６７の内側の側面（入射面６７１）と外側の側面（導光面６７２）とは互いに対面し合う。中継導光板６７の二つの開放端の一方には中継出射面６７３が形成される。中継導光板６７は、導光板６１－６の出射面６１３－６に入射面６７１を向けて配置される。

入射面６７１は、導光板６１－６の出射面６１３－６から出射された光信号を受光する受光面である。中継出射面６７３は、中継導光板６７の内部を伝播した光信号が出射される一端面である。中継導光板６７は、導光板６１－６の出射面６１３－６に入射面６７１を向けて配置される。中継導光板６７の導光面６７２には、指向性導光層６３と同様の機能を有する指向性導光部が形成される（図面は省略）。中継導光板６７の中継出射面６７３には、受光器６５が配置される。

入射面６７１から中継導光板６７の内部に進行した光信号は、導光面６７２に形成された指向性導光部によって導光され、入射面６７１と導光面６７２との間で全反射されて、中継出射面６７３に向けて伝播する。中継導光板６７の内部を伝播して中継出射面６７３に到達した光信号は、中継出射面６７３から受光器６５の受光面６５１に向けて出射される。

導光面６７２に形成された指向性導光部（図示しない）は、入射面６７１から中継導光板６７の内部に入射した光が中継出射面６７３に向けて導光されるように、光信号の進行方向を変更する。例えば、指向性導光部は、中継導光板６７の内部を進行する光信号の進行方向を受光器６５の向きに反射する複数のマイクロミラーによって構成される。指向性導光部は、中継導光板６７の内部を進行する光信号の進行方向を受光器６５の向きに反射する反射面を有する複数の突出構造によって構成されてもよい。また、指向性導光部は、ホログラム層で構成してもよい。なお、導光板６１－６の出射面６１３－６から出射される光信号の偏光方向は保存されていないため、色々な偏光方向の直線偏光の集合になっている可能性がある。この点を考慮すると、指向性導光部は、複数のマイクロミラーや複数の突出構造で構成することが好ましい。

受光器６５は、中継導光板６７の中継出射面６７３に受光面６５１を向けて配置される。受光器６５は、受光装置１の受光器１５と同様の構成である。受光器６５は、中継導光板６７の中継出射面６７３から出射された光信号を受光する。受光器６５は、受光した光信号を電気信号に変換する。受光器６５は、変換後の電気信号をデコーダ（図示しない）に出力する。

以上が、本変形例の受光装置６－６の構成についての説明である。なお、図３３～図３６に示す構成は一例であって、本実施形態の受光装置６－６の構成をそのままの形態に限定するものではない。
〔変形例７〕
次に、本実施形態に係る変形例７の受光装置について図面を参照しながら説明する。本変形例の受光装置は、導光板に入射した光信号を受光装置の中心方向に導光し、受光装置の中心に配置された受光器に向けてその光信号を集光する。

図３７～図４０は、本変形例の受光装置６－７について説明するための概念図である。図３７は、受光装置６－７の斜視図である。図３８は、受光装置６－７の上面図である。図３９は、受光装置６－７の内部における光信号の進行について説明するための概念図である。図４０は、図３９のＧ－Ｇ線で受光装置６－７を切断した際の断面図である。図３９～図４０には、受光装置６－７に入射する光や、受光装置６－７の内部における光の進行の様子を概念的に示す矢印を図示している。

受光装置６－７は、導光板６１－７、レンズシート６２、指向性導光層６３－７、支持部材６４、受光器６５、反射鏡６６、および受光レンズ６８を備える。導光板６１－７、レンズシート６２、指向性導光層６３－７、支持部材６４、および受光器６５の各々は、受光装置６の導光板６１、レンズシート６２、指向性導光層６３、支持部材６４、および受光器６５の各々に対応する構成である。以下においては、受光装置６と同様の特徴については説明を省略する。

導光板６１－７は、互いに対面し合う第１面６１１－７および第２面６１２－７を主面とする円板状の透明部材である。導光板６１－７の材質や特性は、受光装置６の導光板６１と同様である。導光板６１－７の中心部分には、上面から見て円形の開口が形成される。導光板６１－７の中心部分に形成される開口の内側の側面には出射面６１３－７が形成される。第１面６１１－７は、レンズシート６２によって屈折された光信号が入射する入射面である。出射面６１３－７は、導光板６１－７の内部を伝播した光信号が出射される端面である。

導光板６１－７の第１面６１１－７の上方には、支持部材６４によって支持されたレンズシート６２が配置される。導光板６１－７の第２面６１２－７には、指向性導光層６３－７が配置される。導光板６１－７の中心の開口の内側には、円錐状の反射鏡６６が頂点を下方に向けた状態で配置される。

レンズシート６２によって屈折され、第１面６１１－７から導光板６１－７の内部に入射した光信号は、第２面６１２－７に配置された指向性導光層６３－７によって、導光板６１－７の出射面６１３－７に向けて進行方向が変更される。指向性導光層６３－７によって進行方向が変更された光信号は、出射面６１３－７に向けて導光板６１－７の内部を伝播する。図４０には、第１面６１１－７から導光板６１－７の内部に入射した光信号が出射面６１３－７に向けて導光板６１－７の内部を伝播する様子を矢印で示す。

レンズシート６２は、支持部材６４によって、導光板６１－７の第１面６１１－７の上方に支持される。レンズシート６２の材質や特性は、受光装置６のレンズシート６２と同様である。レンズシート６２は、複数のレンズを一枚の円板形状のシートに並べた構造を有する。レンズシート６２を構成する複数のレンズは、導光板６１－７の第２面６１２－７に配置された指向性導光層６３－７の異なる焦点位置に焦点を結ぶ。

指向性導光層６３－７は、導光板６１－７の第２面６１２－７に配置される。指向性導光層６３－７の材質や特性は、受光装置６の指向性導光層６３と同様である。指向性導光層６３－７は、第１面６１１－７から導光板６１－７の内部に入射した光が出射面６１３－７に向けて進行するように光信号を導光する。

支持部材６４は、導光板６１－７の第１面６１１－７の上方に位置するようにレンズシート６２を支持する円形の枠である。支持部材６４は、レンズシート６２の主面と導光板６１－７との間隔がレンズシート６２の焦点距離ｆになるようにレンズシート６２を支持する。支持部材６４の材質や形状については特に限定を加えない。

反射鏡６６は、導光板６１－７の中心の開口の内側に配置される。反射鏡６６は、円錐状であり、その側面には反射面が形成される。反射鏡６６は、頂点を下方に向けた状態で、導光板６１－７の出射面６１３－７に反射面を向けて、導光板６１－７の中心の開口の内側に配置される。反射鏡６６は、導光板６１－７の出射面６１３－７から出射した光信号を反射面で受光レンズ６８に向けて反射する。反射鏡６６の反射面で反射された光信号は受光レンズ６８に入射する。反射鏡６６は、導光板６１－７の出射面６１３－７から出射した光信号を反射面で受光レンズ６８に向けて反射しさえすれば、その材質や構造に限定を加えない。また、反射鏡６６は、導光板６１－７の出射面６１３－７から出射される光信号を受光レンズ６８に向けて反射できさえすれば、その形状は円錐に限らず、三角錐や四角推などの多角錐であってもよいし、頂点が尖っていなくてもよい。

受光レンズ６８は、反射鏡６６の下方に配置される。受光レンズ６８は、反射鏡６６の反射面で反射された光信号を受光器６５の受光面６５１に向けて集光する。受光レンズ６８は、反射鏡６６の反射面で反射された光信号を受光器６５の受光面６５１に向けて集光できさえすれば、その材質や構造に限定を加えない。

受光器６５は、受光レンズ６８の下方に配置される。受光器６５は、受光装置１の受光器１５と同様の構成である。受光器６５は、受光レンズ６８によって集光された光信号を受光する。受光器６５は、受光した光信号を電気信号に変換する。受光器６５は、変換後の電気信号をデコーダ（図示しない）に出力する。

以上が、本変形例の受光装置６－７の構成についての説明である。なお、図３７～図４０に示す構成は一例であって、本実施形態の受光装置６－７の構成をそのままの形態に限定するものではない。

本変形例の受光装置６－８は、レンズシート６２を上方に向けて配置すれば、上方のあらゆる方向から到来する信号光を単一の受光器６５で検出できる。

〔変形例８〕
次に、本実施形態に係る変形例８の受光装置について図面を参照しながら説明する。本変形例の受光装置は、第４の実施形態の光センサを変形例の受光装置に追加した構成である。

図４１～図４３は、本変形例の受光装置６－８について説明するための概念図である。図４１は、受光装置６－８の斜視図である。図４２は、受光装置６－８の上面図である。図４３は、図４１のＨ－Ｈ線で受光装置６－８を切断した際の断面図である。図４３には、受光装置６－８に入射する光や、受光装置６－８の内部における光の進行の様子を概念的に示す矢印を図示している。

受光装置６－８は、導光板６１－８、レンズシート６２、指向性導光層６３－８、支持部材６４、受光器６５、反射鏡６６、および受光レンズ６８を備える。導光板６１－８、レンズシート６２、指向性導光層６３－８、支持部材６４、および受光器６５の各々は、受光装置６の導光板６１、レンズシート６２、指向性導光層６３、支持部材６４、および受光器６５の各々に対応する構成である。また、反射鏡６６および受光レンズ６８の各々は、変形例６－７の反射鏡６６および受光レンズ６８の各々と同様の構成である。以下においては、受光装置６や受光装置６－７と同様の特徴については説明を省略する。

導光板６１－８は、互いに対面し合う第１面６１１－８および第２面６１２－８を主面とする円板状の透明部材である。導光板６１－８の材質や特性は、変形例６－７の受光装置６－７の導光板６１－７と同様である。導光板６１－８の中心部分には、上面から見て円形の開口が形成される。導光板６１－８の中心部分に形成される開口の内側の側面には出射面６１３－８が形成される。第１面６１１－８は、レンズシート６２によって屈折された光信号が入射する入射面である。出射面６１３－８は、導光板６１－８の内部を伝播した光信号が出射される端面である。

導光板６１－８の第１面６１１－８の上方には、支持部材６４によって支持されたレンズシート６２が配置される。導光板６１－８の第２面６１２－８には、指向性導光層６３－７が配置される。また、導光板６１－８の第２面６１２－８の一部には、光センサ６９が配置される。光センサ６９は、出射面６１３－８から最も離れた位置のレンズに対面する第２面６１２に検出面６９１を向けて配置される。導光板６１－８の中心の開口の内側には、変形例７と同様に、円錐状の反射鏡６６が頂点を下方に向けた状態で配置される。

レンズシート６２によって屈折され、第１面６１１－８から導光板６１－８の内部に入射した光信号は、第２面６１２－８に配置された指向性導光層６３－８によって、導光板６１－８の出射面６１３－８に向けて進行方向が変更される。また、レンズシート６２によって屈折され、第１面６１１－８から導光板６１－８の内部に入射した光信号の一部は、光センサ６９に入射する。指向性導光層６３－８によって進行方向が変更された光信号は、出射面６１３－８に向けて導光板６１－８の内部を伝播する。図４３には、第１面６１１－８から導光板６１－８の内部に入射した光信号が出射面６１３－８に向けて導光板６１－８の内部を伝播する様子を矢印で示す。

レンズシート６２は、支持部材６４によって、導光板６１－８の第１面６１１－８の上方に支持される。レンズシート６２の材質や特性は、受光装置６のレンズシート６２と同様である。レンズシート６２は、複数のレンズを一枚の円板形状のシートに並べた構造を有する。レンズシート６２を構成する複数のレンズは、導光板６１－７の第２面６１２－７に配置された指向性導光層６３－７または光センサ６９の異なる焦点位置に焦点を結ぶ。なお、図４１～図４３においては、光センサ６９の上方に位置するレンズをハッチングによって明示しているが、そのレンズも他のレンズと同じである。

指向性導光層６３－８は、導光板６１－８の第２面６１２－８に配置される。指向性導光層６３－８の材質や特性は、変形例７の受光装置６－７の指向性導光層６３－７と同様の構成である。指向性導光層６３－８は、第１面６１１－８から導光板６１－８の内部に入射した光が出射面６１３－８に向けて進行するように光信号を導光する。

支持部材６４は、導光板６１－８の第１面６１１－８の上方に位置するようにレンズシート６２を支持する円形の枠である。支持部材６４は、変形例７の受光装置６－７と同様の構成である。支持部材６４は、レンズシート６２の主面と導光板６１－８の第２面６１２－８との間隔がレンズシート６２の焦点距離ｆになるようにレンズシート６２を支持する。支持部材６４の材質や形状については特に限定を加えない。

反射鏡６６は、導光板６１－８の中心の開口の内側に配置される。反射鏡６６は、変形例７の受光装置６－７と同様の構成である。反射鏡６６は、円錐状であり、その側面には反射面が形成される。反射鏡６６は、頂点を下方に向けた状態で、導光板６１－８の出射面６１３－７に反射面を向けて、導光板６１－８の中心の開口の内側に配置される。反射鏡６６は、導光板６１－８の出射面６１３－８から出射した光信号を反射面で受光レンズ６８に向けて反射する。反射鏡６６の反射面で反射された光信号は受光レンズ６８に入射する。反射鏡６６は、導光板６１－８の出射面６１３－８から出射した光信号を反射面で受光レンズ６８に向けて反射しさえすれば、その材質や構造に限定を加えない。

受光レンズ６８は、反射鏡６６の下方に配置される。受光レンズ６８は、変形例７の受光装置６－７と同様の構成である。受光レンズ６８は、反射鏡６６の反射面で反射された光信号を受光器６５の受光面６５１に向けて集光する。受光レンズ６８は、反射鏡６６の反射面で反射された光信号を受光器６５の受光面６５１に向けて集光できさえすれば、その材質や構造に限定を加えない。

受光器６５は、受光レンズ６８の下方に配置される。受光器６５は、受光装置１の受光器１５と同様の構成である。受光器６５は、受光レンズ６８によって集光された光信号を受光する。受光器６５は、受光した光信号を電気信号に変換する。受光器６５は、変換後の電気信号をデコーダ（図示しない）に出力する。

光センサ６９は、レンズシート６２を構成する少なくとも一つのレンズに対応付けられて、導光板６１－８の第２面６１２－に検出面６９１を向けて配置される撮像素子である。光センサ６９は、第４の実施形態の光センサ４９の同様の構成である。光センサ６９は、入射光を検出面６９１で検出し、検出した入射光の入射位置を図示しない検出装置に出力するセンサである。光センサ６９は、入射光の２次元的な位置を検出する２次元センサであってもよいし、入射光の１次元的な位置を検出する１次元センサであってもよい。

導光板６１－８に入射される光信号をより多く受光器６５に導光するために、光センサ６９は、受光器６５から離れた位置にあるレンズに対応付けて配置することが望ましい。なお、光センサ６９を通過して光信号を受光器６５に向けて導光できる場合は、少なくともいずれかのレンズに対応付けて光センサ６９を配置すればよい。

以上が、本変形例の受光装置６－８の構成についての説明である。なお、図４１～図４３に示す構成は一例であって、本実施形態の受光装置６－８の構成をそのままの形態に限定するものではない。

本変形例の受光装置６－８は、レンズシート６２の入射面を上方に向けて配置すれば、上方のあらゆる方向から到来する信号光を単一の受光器６５で検出できるとともに、光センサ６９における入射位置に基づいてその信号光の到来方向を推定できる。

〔適用例〕
ここで、本実施形態の受光装置６の適用例について図面を用いて説明する。なお、以下の適用例は一例であって、本実施形態の受光装置６の用途のそれらに限定するものではない。

図４４は、ドローン６２０を用いた光空間通信に、本実施形態の受光装置６を適用する例である。図４４には、通信ステーション６１０の天井の上に受光装置６を搭載する例を示す。図４４には、通信ステーション６１０の上方を飛行するドローン６２０から光信号を送光する例を示す。通信ステーション６１０の通信装置（図示しない）は、受光装置６によって出力される電気信号をデコードし、デコードされたデータを取得する。通信ステーション６１０に取得されるデータの使用については特に限定を加えない。

図４４の適用例のように、レンズシート６２の入射面を上方に向けて受光装置６を配置し、受光装置６の上方を飛行するドローン６２０から到来する光信号を受光することによって、ドローン６２０を用いた光空間通信を実現できる。また、レンズシート６２の入射面を略垂直に立てて受光装置６を配置すれば、水平方向から到来する光信号を受光することもできる。また、本実施形態の受光装置６は、ドローン６２０に限らず、飛行機やヘリコプターなどの飛行体や、車両などから送光された光信号の受光にも適用できる。

以上のように、本実施形態の受光装置は、導光板が、上面視が円形の円板状の形状であり、側面の少なくとも一部に出射面が形成され、レンズシートが、導光板の第１面に対応させて複数のレンズが並べられた構造を有する。

本実施形態の一態様において、受光装置は、開放端を有する環形状の透明部材であり、内側の側面に入射面が形成され、外側の側面に導光面が形成され、一方の開放端に中継出射面が形成された中継導光板をさらに備える。導光板は、外側の側面の全面が出射面である。中継導光板は、導光板の外側の側面の出射面に入射面を向けて配置され、導光板の出射面から出射された光信号を入射面で受光し、受光した光信号を導光面と入射面との間で全反射させて中継出射面に向けて導光する。受光器は、中継導光板の中継出射面から出射された光信号を受光し、受光した光信号を電気信号に変換する。

また、本実施形態の一態様において、受光装置は、側面が反射面である錐状の反射鏡と、反射鏡に主面を向けて配置され、反射鏡によって反射された光信号を集光する受光レンズとをさらに備える。導光板は、上面視における中心部分に、内側の側面が出射面を形成する円形状の開口を有する。反射鏡は、導光板の中心部分の開口に頂点を下に向け、導光板の出射面から出射される光信号が反射面に入射するように配置される。レンズは、反射鏡の反射面によって反射された光信号が進行する位置に主面を向けて配置され、反射面によって反射された光信号を受光器に向けて集光する。受光器は、レンズによって集光された光信号を受光し、受光した光信号を電気信号に変換する。

本実施形態の受光装置によれば、単一の受光器が受光する光信号の入射面を広くすることができるため、多様な方向から到来する光信号をより効率的に受光できる。

（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態に係る受信システムについて図面を参照しながら説明する。本実施形態の受信システムは、第１～第６の実施形態のいずれかの受光装置を備える。本実施形態の受信システムは、受光装置によって受光された光信号をデコードし、デコードした情報を出力する。

図４５は、本実施形態の受信システム７００の構成の一例を示すブロック図である。図４５のように、受信システム７００は、受光装置７０、デコーダ７１、および出力装置７２を備える。

受光装置７０は、デコーダ７１に接続される。受光装置７０は、第１～第６の実施形態の受光装置のうち少なくともいずれかである。受光装置７０は、受光した信号を電気信号に変換し、変換後の電気信号をデコーダ７１に送信する。

デコーダ７１は、受光装置７０と出力装置７２に接続される。デコーダ７１は、受光装置７０から電気信号を受信する。デコーダ７１は、受信した電気信号からデータをデコードする。デコーダ７１は、デコードされたデータを出力装置７２に送信する。

出力装置７２は、デコーダ７１に接続される。出力装置７２は、デコーダ７１からデータを受信する。出力装置７２は、受信したデータを出力する。出力装置７２は、例えば、受信したデータを画像や音声に変換して出力する。例えば、出力装置７２は、表示装置や音声装置によって実現される。なお、出力装置７２がデコーダ７１を含むように構成してもよい。

以上が、本実施形態の受信システム７００についての説明である。なお、図４５の構成は一例であって、本実施形態の受信システム７００の構成をそのままの形態に限定するものではない。

以上のように、本実施形態の受信システムは、第１～第６の実施形態の受光装置と、受光装置によって変換された電気信号を用いてデータをデコードするデコーダと、デコーダによってデコードされたデータを出力する出力装置と、を備える。本実施形態の受信システムによれば、送光軸と受光軸とが一致していない場合であっても、遠方から送光された光信号を受光し、受信した光信号のデータを出力できる。

以上、本発明を、上述した各実施形態およびその変形例によって例示的に説明した。しかしながら、本発明の技術的範囲は、上述した各実施形態およびその変形例に記載した範囲に限定されない。当業者には、係る実施形態に対して多様な変更又は改良を加えることが可能であることは明らかである。そのような場合、係る変更又は改良を加えた新たな実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれ得る。そしてこのことは、請求の範囲に記載した事項から明らかである。

この出願は、２０１９年７月１日に出願された日本出願特願２０１９－１２３０２３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
互いに対面する第１面および第２面を主面とする透明部材であり、少なくとも一つの端部に出射面が形成された導光板と、
複数のレンズが並べられた構造を有し、前記第１面に対面して配置されるレンズシートと、
前記レンズシートの主面と前記第２面との間隔が前記複数のレンズの焦点距離になるように前記レンズシートを支持する支持部材と、
前記導光板の前記第２面に配置され、前記導光板の内部に入射した光信号の進行方向を前記出射面に向けて導光する指向性導光層と、
前記導光板の前記出射面から出射された前記光信号を受光し、受光した前記光信号を電気信号に変換する受光器と、を備える受光装置。
（付記２）
前記導光板は、
一軸方向に沿って延伸された形状であり、
前記レンズシートは、
前記導光板の前記第１面に対応させて前記複数のレンズが列状に並べられた構造を有する付記１に記載の受光装置。
（付記３）
一軸方向に沿って延伸された形状の複数の前記導光板が、前記第１面を外側に向け、前記出射面を下側に向けて円筒状に並べられた付記１または２に記載の受光装置。
（付記４）
互いに対面する入射面および導光面を主面とする透明部材であり、少なくとも一つの端部に中継出射面が形成された中継導光板をさらに備え、
前記中継導光板は、
前記導光板の前記出射面に前記入射面を向けて配置され、前記導光板の前記出射面から出射された前記光信号を前記入射面で受光し、受光した前記光信号を前記導光面と前記入射面との間で全反射させて前記中継出射面に向けて導光し、
前記受光器は、
前記中継導光板の前記中継出射面から出射された前記光信号を受光し、受光した前記光信号を電気信号に変換する付記３に記載の受光装置。
（付記５）
前記導光板は、
上面視が円形の円板状の形状であり、側面の少なくとも一部に前記出射面が形成され、
前記レンズシートは、
前記導光板の前記第１面に対応させて前記複数のレンズが並べられた構造を有する付記１に記載の受光装置。
（付記６）
開放端を有する環形状の透明部材であり、内側の側面に入射面が形成され、外側の側面に導光面が形成され、一方の前記開放端に中継出射面が形成された中継導光板をさらに備え、
前記導光板は、
外側の側面の全面が前記出射面であり、
前記中継導光板は、
前記導光板の外側の側面の前記出射面に前記入射面を向けて配置され、前記導光板の前記出射面から出射された前記光信号を前記入射面で受光し、受光した前記光信号を前記導光面と前記入射面との間で全反射させて前記中継出射面に向けて導光し、
前記受光器は、
前記中継導光板の前記中継出射面から出射された前記光信号を受光し、受光した前記光信号を電気信号に変換する付記５に記載の受光装置。
（付記７）
側面が反射面である錐状の反射鏡と、
前記反射鏡に主面を向けて配置され、前記反射鏡によって反射された前記光信号を集光する受光レンズとをさらに備え、
前記導光板は、
上面視における中心部分に、内側の側面が前記出射面を形成する円形状の開口を有し、
前記反射鏡は、
前記導光板の中心部分の開口に頂点を下に向け、前記導光板の前記出射面から出射される前記光信号が前記反射面に入射するように配置され、
前記レンズは、
前記反射鏡の前記反射面によって反射された光信号が進行する位置に主面を向けて配置され、前記反射面によって反射された前記光信号を前記受光器に向けて集光し、
前記受光器は、
前記レンズによって集光された前記光信号を受光し、受光した前記光信号を電気信号に変換する付記５に記載の受光装置。
（付記８）
円偏光の光信号を直線偏光に変換する波長板と、前記波長板によって直線偏光に変換された光信号の偏光方向を揃える偏光板とを有する偏光素子が前記レンズシートの上方に配置され、
前記指向性導光層は、
偏光方向が所定方向の直線偏光の前記光信号を、前記受光器に向けて導光するホログラム層である付記１乃至７のいずれか一項に記載の受光装置。
（付記９）
前記指向性導光層の下面に光を吸収する光吸収層をさらに備える付記１乃至８のいずれか一項に記載の受光装置。
（付記１０）
前記レンズシートの上方に配置され、前記光信号の波長領域の光を選択的に通過させる第１色フィルタをさらに備える付記１乃至９のいずれか一項に記載の受光装置。
（付記１１）
前記受光器の受光面に配置され、前記導光板の出射面から出射される前記光信号の波長領域の光を選択的に通過させる第２色フィルタをさらに備える付記１乃至１０のいずれか一項に記載の受光装置。
（付記１２）
前記レンズシートの上方に配置され、前記光信号の波長領域の前記光信号を選択的に通過させる第１色フィルタと、
前記受光器の受光面に配置され、前記導光板の出射面から出射される前記光信号の波長領域の光を選択的に通過させる第２色フィルタとをさらに備え、
前記第２色フィルタは、
前記第１色フィルタよりも狭い波長領域の前記光信号を選択的に透過させる付記１乃至９のいずれか一項に記載の受光装置。
（付記１３）
前記導光板の前記第１面の上面に配置され、少なくとも一部の開口状態を制御可能な液晶素子によって構成されるシャッターをさらに備える付記１乃至１２のいずれか一項に記載の受光装置。
（付記１４）
前記導光板の前記第２面の少なくとも一部に検出面を向けて配置される光センサをさらに備える付記１乃至１３のいずれか一項に記載の受光装置。
（付記１５）
付記１乃至１４のいずれか一項に記載の受光装置と、
前記受光装置によって変換された前記電気信号からデータをデコードするデコーダと、
前記デコーダによってデコードされた前記データを出力する出力装置と、を備える受信システム。

１、２、３、４、５、６ 受光装置
１１、２１、３１、４１、５１、６１ 導光板
１２、２２、３２、４２、５２、６２ レンズシート
１３、２３、３３、４３、５３、６３ 指向性導光層
１４、２４、３４、４４、５４、６４ 支持部材
１５、２５、３５、４５、５５、６５ 受光器
２６ 偏光素子
２８ 光吸収層
３８ シャッター
４９、５９、６９ 光センサ
５７、６７ 中継導光板
５８ 土台
７０ 受光装置
７１ デコーダ
７２ 出力装置

Claims (18)

1. 互いに対面する第１面および第２面を主面とする透明部材であり、少なくとも一つの端部に出射面が形成された導光板と、複数のレンズが並べられた構造を有し、前記第１面に対面して配置されるレンズシートと、前記レンズシートの主面と前記第２面との間隔が前記複数のレンズの焦点距離になるように前記レンズシートを支持する支持部材と、前記導光板の前記第２面に配置され、前記導光板の内部に入射した光信号の進行方向を前記出射面に向けて導光する指向性導光層と、前記導光板の前記出射面から出射された前記光信号を受光し、受光した前記光信号を電気信号に変換する受光器と、を備える受光装置であって、
   円偏光の光信号を直線偏光に変換する波長板と、前記波長板によって直線偏光に変換された光信号の偏光方向を揃える偏光板とを有する偏光素子が前記レンズシートの上方に配置され、
   前記指向性導光層は、
   偏光方向が所定方向の直線偏光の前記光信号を、前記受光器に向けて導光するホログラム層である、受光装置。
2. 前記導光板は、
   一軸方向に沿って延伸された形状であり、
   前記レンズシートは、
   前記導光板の前記第１面に対応させて前記複数のレンズが列状に並べられた構造を有する請求項１に記載の受光装置。
3. 一軸方向に沿って延伸された形状の複数の前記導光板が、前記第１面を外側に向け、前記出射面を下側に向けて円筒状に並べられた請求項１または２に記載の受光装置。
4. 互いに対面する入射面および導光面を主面とする透明部材であり、少なくとも一つの端部に中継出射面が形成された中継導光板をさらに備え、
   前記中継導光板は、前記導光板の前記出射面に前記入射面を向けて配置され、前記導光板の前記出射面から出射された前記光信号を前記入射面で受光し、受光した前記光信号を前記導光面と前記入射面との間で全反射させて前記中継出射面に向けて導光し、
   前記受光器は、
   前記中継導光板の前記中継出射面から出射された前記光信号を受光し、受光した前記光信号を電気信号に変換する請求項３に記載の受光装置。
5. 前記導光板は、
   上面視が円形の円板状の形状であり、側面の少なくとも一部に前記出射面が形成され、
   前記レンズシートは、
   前記導光板の前記第１面に対応させて前記複数のレンズが並べられた構造を有する請求項１に記載の受光装置。
6. 開放端を有する環形状の透明部材であり、内側の側面に入射面が形成され、外側の側面に導光面が形成され、一方の前記開放端に中継出射面が形成された中継導光板をさらに備え、
   前記導光板は、
   外側の側面の全面が前記出射面であり、
   前記中継導光板は、
   前記導光板の外側の側面の前記出射面に前記入射面を向けて配置され、前記導光板の前記出射面から出射された前記光信号を前記入射面で受光し、受光した前記光信号を前記導光面と前記入射面との間で全反射させて前記中継出射面に向けて導光し、
   前記受光器は、
   前記中継導光板の前記中継出射面から出射された前記光信号を受光し、受光した前記光信号を電気信号に変換する請求項５に記載の受光装置。
7. 側面が反射面である錐状の反射鏡と、
   前記反射鏡に主面を向けて配置され、前記反射鏡によって反射された前記光信号を集光する受光レンズとをさらに備え、
   前記導光板は、
   上面視における中心部分に、内側の側面が前記出射面を形成する円形状の開口を有し、
   前記反射鏡は、
   前記導光板の中心部分の開口に頂点を下に向け、前記導光板の前記出射面から出射される前記光信号が前記反射面に入射するように配置され、
   前記レンズは、
   前記反射鏡の前記反射面によって反射された光信号が進行する位置に主面を向けて配置され、前記反射面によって反射された前記光信号を前記受光器に向けて集光し、
   前記受光器は、
   前記レンズによって集光された前記光信号を受光し、受光した前記光信号を電気信号に変換する請求項５に記載の受光装置。
8. 互いに対面する第１面および第２面を主面とする透明部材であり、少なくとも一つの端部に出射面が形成された導光板と、
   複数のレンズが並べられた構造を有し、前記第１面に対面して配置されるレンズシートと、
   前記レンズシートの主面と前記第２面との間隔が前記複数のレンズの焦点距離になるように前記レンズシートを支持する支持部材と、
   前記導光板の前記第２面に配置され、前記導光板の内部に入射した光信号の進行方向を前記出射面に向けて導光する指向性導光層と、
   前記導光板の前記出射面から出射された前記光信号を受光し、受光した前記光信号を電気信号に変換する受光器と、を備える受光装置であって、
   一軸方向に沿って延伸された形状の複数の前記導光板が、前記第１面を外側に向け、前記出射面を下側に向けて円筒状に並べられ、
   互いに対面する入射面および導光面を主面とする透明部材であり、少なくとも一つの端部に中継出射面が形成された中継導光板をさらに備え、
   前記中継導光板は、
   前記導光板の前記出射面に前記入射面を向けて配置され、前記導光板の前記出射面から出射された前記光信号を前記入射面で受光し、受光した前記光信号を前記導光面と前記入射面との間で全反射させて前記中継出射面に向けて導光し、
   前記受光器は、
   前記中継導光板の前記中継出射面から出射された前記光信号を受光し、受光した前記光信号を電気信号に変換する、受光装置。
9. 前記導光板は、
   一軸方向に沿って延伸された形状であり、
   前記レンズシートは、前記導光板の前記第１面に対応させて前記複数のレンズが列状に並べられた構造を有する請求項８に記載の受光装置。
10. 互いに対面する第１面および第２面を主面とする透明部材であり、少なくとも一つの端部に出射面が形成された導光板と、
    複数のレンズが並べられた構造を有し、前記第１面に対面して配置されるレンズシートと、
    前記レンズシートの主面と前記第２面との間隔が前記複数のレンズの焦点距離になるように前記レンズシートを支持する支持部材と、
    前記導光板の前記第２面に配置され、前記導光板の内部に入射した光信号の進行方向を前記出射面に向けて導光する指向性導光層と、
    前記導光板の前記出射面から出射された前記光信号を受光し、受光した前記光信号を電気信号に変換する受光器と、を備える受光装置であって、
    前記導光板は、
    上面視が円形の円板状の形状であり、側面の少なくとも一部に前記出射面が形成され、
    前記レンズシートは、前記導光板の前記第１面に対応させて前記複数のレンズが並べられた構造を有し、
    開放端を有する環形状の透明部材であり、内側の側面に入射面が形成され、外側の側面に導光面が形成され、一方の前記開放端に中継出射面が形成された中継導光板をさらに備え、
    前記導光板は、
    外側の側面の全面が前記出射面であり、
    前記中継導光板は、
    前記導光板の外側の側面の前記出射面に前記入射面を向けて配置され、前記導光板の前記出射面から出射された前記光信号を前記入射面で受光し、受光した前記光信号を前記導光面と前記入射面との間で全反射させて前記中継出射面に向けて導光し、
    前記受光器は、
    前記中継導光板の前記中継出射面から出射された前記光信号を受光し、受光した前記光信号を電気信号に変換する、受光装置。
11. 互いに対面する第１面および第２面を主面とする透明部材であり、少なくとも一つの端部に出射面が形成された導光板と、
    複数のレンズが並べられた構造を有し、前記第１面に対面して配置されるレンズシートと、
    前記レンズシートの主面と前記第２面との間隔が前記複数のレンズの焦点距離になるように前記レンズシートを支持する支持部材と、
    前記導光板の前記第２面に配置され、前記導光板の内部に入射した光信号の進行方向を前記出射面に向けて導光する指向性導光層と、
    前記導光板の前記出射面から出射された前記光信号を受光し、受光した前記光信号を電気信号に変換する受光器と、を備える受光装置であって、
    前記導光板は、
    上面視が円形の円板状の形状であり、側面の少なくとも一部に前記出射面が形成され、
    前記レンズシートは、
    前記導光板の前記第１面に対応させて前記複数のレンズが並べられた構造を有し、
    側面が反射面である錐状の反射鏡と、
    前記反射鏡に主面を向けて配置され、前記反射鏡によって反射された前記光信号を集光する受光レンズとをさらに備え、
    前記導光板は、
    上面視における中心部分に、内側の側面が前記出射面を形成する円形状の開口を有し、
    前記反射鏡は、前記導光板の中心部分の開口に頂点を下に向け、前記導光板の前記出射面から出射される前記光信号が前記反射面に入射するように配置され、
    前記レンズは、
    前記反射鏡の前記反射面によって反射された光信号が進行する位置に主面を向けて配置され、前記反射面によって反射された前記光信号を前記受光器に向けて集光し、
    前記受光器は、
    前記レンズによって集光された前記光信号を受光し、受光した前記光信号を電気信号に変換する、受光装置。
12. 前記指向性導光層の下面に光を吸収する光吸収層をさらに備える請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の受光装置。
13. 前記レンズシートの上方に配置され、前記光信号の波長領域の光を選択的に通過させる第１色フィルタをさらに備える請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の受光装置。
14. 前記受光器の受光面に配置され、前記導光板の出射面から出射される前記光信号の波長領域の光を選択的に通過させる第２色フィルタをさらに備える請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の受光装置。
15. 前記レンズシートの上方に配置され、前記光信号の波長領域の前記光信号を選択的に通過させる第１色フィルタと、前記受光器の受光面に配置され、前記導光板の出射面から出射される前記光信号の波長領域の光を選択的に通過させる第２色フィルタとをさらに備え、前記第２色フィルタは、前記第１色フィルタよりも狭い波長領域の前記光信号を選択的に透過させる請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の受光装置。
16. 前記導光板の前第１面の上面に配置され、少なくとも一部の開口状態を制御可能な液晶素子によって構成されるシャッターをさらに備える請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の受光装置。
17. 前記導光板の前記第２面の少なくとも一部に検出面を向けて配置される光センサをさらに備える請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の受光装置。
18. 請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の受光装置と、前記受光装置によって変換された前記電気信号からデータをデコードするデコーダと、前記デコーダによってデコードされた前記データを出力する出力装置と、を備える受信システム。

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