WO2019026175A1 - 受信装置、通信システム、受信方法、および合成画像生成プログラム - Google Patents

受信装置、通信システム、受信方法、および合成画像生成プログラム Download PDF

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signal light
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receiving
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悟 京砂
陽一郎 水野
紘也 高田
聖 小松
藤男 奥村
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日本電気株式会社
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    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/112—Line-of-sight transmission over an extended range
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
    • H—ELECTRICITY
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    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/67—Optical arrangements in the receiver

Definitions

  • the present invention relates to a receiving device, a communication system, a receiving method, and a composite image generation program.
  • Patent Document 1 describes an example of inter-vehicle communication performed by wireless communication using light.
  • Patent Document 1 discloses an inter-vehicle communication system capable of reliably transmitting information possessed by a specific vehicle to another vehicle using wireless communication using light.
  • the inter-vehicle communication system of Patent Document 1 includes a front light emitting and receiving unit that transmits and receives laser light signals to and from a vehicle in front, a rear light emitting and receiving unit that transmits and receives laser light signals to and from a rear vehicle, a front light emitting and receiving unit and a rear light emitting and receiving unit.
  • signal relay means for relaying signals between the units.
  • Patent Document 2 discloses a beam routing device including a phase modulation spatial light modulator such as LCOS (Liquid Crystal on Silicon).
  • LCOS Liquid Crystal on Silicon
  • phase modulation type spatial light modulation element when used for transmission and reception, communication can not be performed unless the polarization of the phase modulation type spatial light modulation element and the polarization of light are matched, so when applied to mobile communication, the relative position between transceivers When the attitude changes, a new problem arises that communication may not be possible.
  • the present invention is to provide a receiving device, a communication system, a receiving method, and a composite image generation program for solving the above-mentioned problems.
  • a receiver is a receiver for receiving signal light emitted from a transmitter, which generates a phase image based on position information indicating the position of the transmitter, and the phase image
  • a control unit that combines a virtual lens image to generate a combined image, and a phase modulation type spatial light modulation element that is supplied with the combined image and diffracts and condenses the signal light; And a detector for receiving the signal light.
  • the communication system includes the receiving device according to the first aspect, and at least one transmitter that emits signal light to the receiving device.
  • a reception method is a reception method for receiving signal light emitted from a transmitter, which generates a phase image based on position information indicating the position of the transmitter, and the phase image
  • the virtual lens image is combined to generate a combined image, and the combined image is supplied to a phase modulation type spatial light modulation element, and the signal light is diffracted and collected by the phase modulation type spatial light modulation element, The diffracted and collected signal light is received by a detector.
  • a composite image generation program controls the operation of a phase modulation type spatial light modulation element that diffracts and condenses the signal light of a receiving apparatus that receives the signal light emitted from a transmitter.
  • a synthetic image generation program that causes a computer to generate a synthetic image, wherein the computer generates a phase image based on position information indicating the position of the transmitter, synthesizes a virtual lens image with the phase image, and generates a synthetic image. And a supply process of supplying the composite image to the phase modulation type spatial light modulation device.
  • a receiver is a receiver for receiving circularly polarized signal light emitted from a transmitter, wherein the polarized light converts the circularly polarized signal light into linearly polarized signal light.
  • a control unit that generates a phase image based on an element and position information indicating the position of the transmitter, and combines a virtual lens image with the phase image to generate a composite image; and the composite image is supplied;
  • a phase modulation type spatial light modulation element which diffracts and condenses linearly polarized signal light, and a detector which receives the diffracted and condensed linearly polarized signal light, and the polarization element includes the phase
  • the circularly polarized signal light is converted into linearly polarized signal light so as to match the polarization direction of the modulation type spatial light modulation element.
  • a communication system includes the receiving device according to the fifth aspect, and at least one transmitter that emits circularly polarized signal light to the receiving device.
  • a receiving method is a receiving method for receiving circularly polarized signal light emitted from a transmitter, wherein the circularly polarized signal light is polarized by a phase modulation type spatial light modulator. Convert to linear polarization signal light in a direction matching the direction, generate a phase image based on position information indicating the position of the transmitter, and synthesize a virtual lens image with the phase image to generate a synthesized image At the same time, the synthesized image is supplied to the phase modulation type spatial light modulation element, and the signal light of the linearly polarized light is diffracted and collected by the phase modulation type spatial light modulation element, and the diffracted and collected straight line The polarized signal light is received by the detector.
  • a receiver is a receiver for receiving circularly polarized signal light emitted from a transmitter, wherein the polarized light converts the circularly polarized signal light into linearly polarized signal light.
  • a control unit that generates a phase image based on position information indicating the position of the transmitter, and a phase modulation type that receives the phase image and diffracts and condenses the signal light of the straight braid polarization
  • a spatial light modulation element and a detector for receiving the diffracted and condensed linearly polarized signal light, wherein the polarization element is the circle so as to match the polarization direction of the phase modulation type spatial light modulation element.
  • a polarization signal light is converted into a linearly polarized signal light.
  • a communication system includes the receiving device according to the eighth aspect, and at least one transmitter for emitting circularly polarized signal light to the receiving device.
  • a receiving method is a receiving method of a receiving apparatus for receiving circularly polarized signal light emitted from a transmitter, wherein the circularly polarized signal light is phase-modulated spatial light modulation.
  • the light is converted into linearly polarized signal light in a direction that matches the polarization direction of the element, a phase image is generated based on position information indicating the position of the transmitter, and the phase image is converted to the phase modulation type spatial light modulator
  • the signal light of the linear polarization is diffracted and collected by the phase modulation type spatial light modulation element, and the diffracted and collected signal light of the linear polarization is received.
  • a receiving device a communication system, a receiving method, and a composite image generation program capable of shortening the distance between the phase modulation type spatial light modulation device and the detector.
  • a receiving device capable of communication regardless of the relative position between the transmitter and the receiving device and the attitude of the transmitter or the receiving device.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows the structure of the communication system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a block diagram showing composition of a control part with which a receiver concerning a 1st embodiment of the present invention is provided.
  • (A) is a phase image
  • (b) is a virtual lens image
  • (c) is a composite image of the phase image and the virtual lens image.
  • (A) is a phase image
  • (b) is a virtual lens image
  • (c) is a composite image of the phase image and the virtual lens image.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a communication system according to a first embodiment of the present invention.
  • the communication system 10 includes a receiving device 100, a first transmitter 200-1, and a second transmitter 200-2.
  • the configuration illustrated in FIG. 1 is an example, and in the present embodiment, the communication system may include at least N (N is an integer of 1 or more) transmitters.
  • the receiving apparatus 100 receives the signal light emitted by each of the first transmitter 200-1 and the second transmitter 200-2.
  • the first transmitter 200-1 emits a first signal light 11 to the receiving device 100
  • the second transmitter 200-2 emits a second signal light 12 to the receiving device 100.
  • a light source for emitting the first signal light 11 and the second signal light 12 for example, a laser light source for emitting laser light or an LED (Light Emitting Diode) can be used.
  • a first transmitter 200-1 and a second transmitter 200-2 shown by dotted lines indicate transmitters before movement
  • a first transmitter 200-1 and a second transmitter shown by solid lines 200-2 indicates a transmitter after movement. That is, the first transmitter 200-1 and the second transmitter 200-2 are mobile transmitters.
  • the first transmitter 200-1 and the second transmitter 200-2 may be transmitters whose positions are fixed.
  • the receiving device 100 includes a control unit 110, a phase modulation type spatial light modulation element 120, and a detector 130.
  • the control unit 110 generates a phase image based on position information indicating the positions of the first transmitter 200-1 and the second transmitter 200-2. Further, the control unit 110 combines the virtual lens image with the phase image to generate a combined image.
  • “virtual lens image” controls the diffraction pattern of the phase modulation type space modulation optical element 120 so that the focal length of the diffracted light by the phase modulation type spatial light modulation element 120 becomes short.
  • a virtual lens image capable of shortening the focal length of diffracted light by the phase modulation type spatial light modulation element 120 by combining into a phase image is obtained between the phase modulation type spatial light modulation element 120 and the detector 130.
  • a Fourier transform lens is provided, in the present embodiment, an optical system such as such a Fourier transform lens is unnecessary.
  • the control unit 110 supplies the generated composite image to the phase modulation type spatial light modulation element 120.
  • Such a control unit 110 can be configured by an electronic circuit or the like. The specific configuration of the control unit 110 will be described later.
  • the phase modulation type spatial light modulation element 120 receives the composite image from the control unit 110.
  • the phase modulation type spatial light modulator 120 sends the first signal light 11 and the second signal light 12 emitted from the first transmitter 200-1 and the second transmitter 200-2 to the detector 130. Diffraction and focusing.
  • the phase modulation type spatial light modulation element 120 emits the signal light emitted by the other party that wants to communicate among the first transmitter 200-1 and the second transmitter 200-2. Is selectively diffracted and collected.
  • the first signal light 11 and the second signal light 12 may be simultaneously condensed in combination with a multi-access communication method such as time division multiple access (TDMA).
  • TDMA time division multiple access
  • the detector 130 can detect the diffracted and collected diffracted light 13.
  • a virtual lens image is not supplied (in other words, only a phase image is supplied)
  • the signal light diffracted by the phase modulation type spatial light modulation element 120 is not collected and is collected in the Fraunhofer region. It is an image. Therefore, the distance L between the phase modulation type spatial light modulator 120 and the detector 130 is infinite.
  • the distance L between the phase modulation type spatial light modulator 120 and the detector 130 can be set to, for example, , A short distance of the order of cm or less.
  • the phase modulation type spatial light modulation element 120 can be realized by, for example, an element using a ferroelectric liquid crystal, a homogeneous liquid crystal, and a vertical alignment liquid crystal. Specifically, the phase modulation type spatial light modulation element 120 can be realized by LCOS. Further, the phase modulation type spatial light modulation element 120 may be realized by, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical System).
  • MEMS Micro Electro Mechanical System
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control unit 110.
  • the control unit 110 includes a phase image generation unit 111, a storage unit 112, a virtual lens image acquisition unit 113, and a composite image generation unit 114.
  • the phase image generation unit 111 generates a phase image from the original image based on the position information of the transmitter.
  • the method for acquiring the position information of the transmitter is not limited.
  • the receiving device 100 may be provided with a position information acquiring unit (not shown) and the position information acquiring unit may acquire the position information of the transmitter .
  • the position information acquisition unit acquires position information of each transmitter using, for example, a known technique.
  • the position information acquisition unit may acquire, for example, position information of each transmitter from a GPS (Global Positioning System) or a navigation system.
  • the storage unit 112 holds a virtual lens image to be combined with the phase image.
  • the storage unit 112 is provided inside the control unit 110, but may be provided separately from the control unit 110 inside the receiving apparatus 100. In addition, the storage unit 112 may be provided outside the receiving device 100.
  • Such a storage unit 112 can be configured from a buffer, a storage memory, and the like.
  • the virtual lens image acquisition unit 113 acquires, from the storage unit 112, a virtual lens image to be combined with the phase image.
  • the composite image generation unit 114 generates a composite image by combining the virtual lens image acquired by the virtual lens image acquisition unit 113 with the phase image. In addition, the composite image generation unit 114 supplies the generated composite image to the phase modulation type spatial light modulation element 120.
  • FIG. 3A is an example of the phase image generated by the phase image generation unit 111.
  • FIG. 3B is an example of a virtual lens image held by the storage unit 112.
  • FIG. 3C is an example of a composite image generated by the composite image generation unit 114.
  • the phase image generation unit 111 supplies the generated phase image 310 to the composite image generation unit.
  • the virtual lens image acquisition unit 113 acquires a virtual lens image 320 to be combined with the phase image 310 from the storage unit 112, and supplies the acquired virtual lens image 320 to the combined image generation unit 114.
  • the composite image generation unit 114 generates the composite image 330 by combining the virtual lens image 320 with the phase image 310.
  • Such a phase modulation type spatial light modulation element 120 to which the composite image 330 is supplied selectively diffracts and condenses the first signal light 11 and the second signal light 12 incident thereon,
  • the diffracted light 13 can be imaged at a short distance of the order of cm or less from the phase modulation type spatial light modulation element 120.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the operation of the communication system according to the first embodiment of the present invention. The flow of operation of the communication system will be described below with reference to FIGS. 1 and 4.
  • control unit 110 generates a phase image based on the position information of the first transmitter 200-1 and the second transmitter 200-2 (step S101).
  • control unit 110 acquires a virtual lens image to be combined with the phase image (step S102).
  • control unit 110 generates a composite image by combining the virtual lens image with the phase image (step S103). Further, the control unit 110 supplies the generated composite image to the phase modulation type spatial light modulation element 120 (step S104).
  • the phase modulation type spatial light modulation element 120 receives the first signal light 11 and the second signal light 12 emitted from the first transmitter 200-1 and the second transmitter 200-2 (step S105). ). Then, the phase modulation type spatial light modulation element 120 selectively diffracts and condenses the first signal light 11 and the second signal light 12 toward the detector 130 (step S106).
  • FIG. 5 is a flowchart showing the flow of an operation of the control unit for generating a composite image.
  • the flow of the operation in which the control unit generates a composite image will be described.
  • the phase image generation unit 111 generates a phase image based on the position information of the first transmitter 200-1 and the second transmitter 200-2 that emit signal light (step S201).
  • the virtual lens image acquisition unit 113 acquires a virtual lens image to be combined with the phase image generated by the phase image generation unit 111 from the storage unit 112 (step S202).
  • the composite image generation unit 114 generates a composite image by generating the virtual lens image acquired by the virtual lens image acquisition unit 113 on the phase image generated by the phase image generation unit 112 (step S203).
  • the receiving apparatus 100 combines the virtual lens image with the phase image, thereby providing an optical system between the phase modulation type spatial light modulator 120 and the detector 130. It can be a small receiver not provided.
  • the phase modulation type spatial light modulation element 120 is described as being of a reflection type, but the phase modulation type spatial light modulation element 120 may be of a transmission type.
  • the transmissive phase modulation type spatial light modulator 120 selects the first signal light 11 and the second signal light 12 emitted from the first transmitter 200-1 and the second transmitter 200-2. It will be transmitted, diffracted and condensed.
  • FIG. 6 is a schematic view of a modification of the communication system 10A of the first embodiment.
  • the reception device 100A includes a control unit 110, a phase modulation type spatial light modulation element 120, and a detector 130A.
  • the detector 130A includes a first detection unit 131 and a second detection unit 132.
  • the first detection unit 131 and the second detection unit 132 respectively receive signal light in different wavelength regions. That is, when the wavelengths of the first signal light 11A and the second signal light 12A are different from each other, the receiving device 100A according to the modification of the first embodiment is configured to receive light from different detectors. be able to.
  • the phase modulation type spatial light modulation element 120 condenses the first diffracted light 13A diffracted from the first signal light 11A on the first detection unit 131, and the second diffracted light 12A is diffracted from the first diffracted light 13A.
  • the second diffracted light 13 B is condensed on the second detection unit 132.
  • FIG. 7 is a schematic view according to a modification of the receiving device 100 of the first embodiment.
  • a modification of the receiving device 100 is a transmitting / receiving device 400 having the receiving device 100 with a transmitting function.
  • the transmission / reception device 400 includes a control unit 110, a phase modulation type spatial light modulation element 120, a detector 130, a laser light source 140, a collimator lens 150, a Fourier transform lens 160, an aperture 170, and a projection lens 180. Prepare.
  • the laser light source 140 emits laser light toward the phase modulation type spatial light modulation element 120.
  • the laser light source 140 can be composed of, for example, a laser diode.
  • the collimator lens 150 converts the laser light emitted from the laser light source 140 into parallel light, and irradiates the phase modulation type spatial light modulation element 120 with the parallel light.
  • the phase modulation type spatial light modulation device 120 phase-modulates parallel light and sends out Fourier-transformed light.
  • the Fourier transform lens 160 focuses the Fourier transformed light on the aperture 170.
  • the projection lens 180 emits the light collected by the Fourier transform lens 160 to the outside as the projection light 190.
  • the transmitting and receiving apparatus 400 having the configuration of the receiving apparatus 100 according to the first embodiment can be configured.
  • FIG. 8 is a schematic view showing a configuration of a communication system according to a second embodiment of the present invention.
  • the communication system 10B includes a receiving device 100B, a first transmitter 200-1, a second transmitter 200-2, a first transmission polarizing element 600-1, and a second transmission polarizing element 600. And -2.
  • the receiving device 100 ⁇ / b> B includes a control unit 110, a phase space type modulating element 120, a detector 130, and a receiving side polarizing element 500.
  • the receiving device 100B is a receiving device capable of communication regardless of the relative position between the transmitter and the receiving device and the attitude of the transmitter or the receiving device, as compared with the receiving device 100 according to the first embodiment.
  • first embodiment of the present invention will be described.
  • the first transmission polarization element 600-1 and the second transmission polarization element 600-2 are provided in the first transmitter 200-1 and the second transmitter 200-2, respectively.
  • the first transmission-side polarization element 600-1 converts the linearly polarized first signal light 11 into first circularly polarized signal light. Further, the first transmission side polarization element 600-1 transmits the signal light 14 of the first circular polarization toward the receiving device 100B.
  • the second transmission-side polarization element 600-2 converts the linearly polarized second signal light 12 into second circularly polarized signal light 15.
  • the second transmission-side polarization element 600-2 transmits the signal light 15 of the second circular polarization toward the receiving device 100B.
  • As the first transmission side polarization element 600-1 and the second transmission side polarization element 600-2 it is possible to use a 1 ⁇ 4 wavelength plate whose optical axis is aligned with the linear polarization direction of the signal. By using such a 1 ⁇ 4 wavelength plate, it is possible to convert linearly polarized signal light into circularly polarized signal light.
  • the receiving side polarization element 500 receives the signal light 14 of the first circular polarization and the signal light 15 of the second circular polarization in the receiving device 100B, and respectively receives the signal light 16 of the first linear polarization and the It is converted into 2 linearly polarized signal light 17.
  • a 1 ⁇ 4 wavelength plate whose optical axis is aligned with the direction of linear polarization of the phase modulation type spatial light modulation element 120 can be used. By providing such a 1 ⁇ 4 wavelength plate, the phase modulation type spatial light modulation element 120 can always receive signal light of a desired polarization direction regardless of the position of the transmitter.
  • the phase modulation type spatial light modulation element 120 can suppress the attenuation of the signal due to the reason that the received signal light can not be diffracted or the like. Further, in the present embodiment, the phase modulation type spatial light modulation element 120 is the first linearly polarized signal light 16 and the second linearly polarized signal light of the linearly polarized light converted by the receiving side polarization element 500. 17 is selectively diffracted toward the detector 130 and collected.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation flow of the communication system according to the second embodiment of the present invention. The flow of the operation of the communication system will be described below with reference to FIGS. 8 and 9.
  • Steps S301 to S304 correspond to steps S101 to S104 shown in FIG. 4, respectively, and therefore the description thereof is omitted.
  • the first transmission side polarization element 600-1 and the second transmission side polarization element 600-2 are linearly polarized light emitted from the first transmitter 200-1 and the second transmitter 200-2, respectively.
  • the first signal light 11 and the second signal light 12 are converted into the first circularly polarized signal light 14 and the second circularly polarized signal light 15 (step S305).
  • the receiving-side polarization element 500 receives the signal light 14 of the first circular polarization and the signal light 15 of the second circular polarization (step S306).
  • the receiving side polarization element 500 is a linear polarization that matches the signal light 14 of the first circular polarization and the signal light 15 of the second circular polarization with the polarization direction of the phase modulation type spatial light modulation element 120, respectively.
  • the signal light 16 of the first linear polarization of the wave and the signal light 17 of the second linear polarization are converted (step S307).
  • the phase modulation type spatial light modulation element 120 receives the signal light 16 of the first linear polarization and the signal light 17 of the second linear polarization (step S308). Then, the phase modulation type spatial light modulator 120 selectively diffracts and condenses the first linearly polarized signal light 16 and the second linearly polarized signal light 17 toward the detector 130. (Step S309).
  • the receiving device 100B can always receive signal light of a desired linear change, so that transmission can be performed regardless of the relative position of the transmitter and the receiving device or the attitude of the transmitter or the receiving device. It can receive signal light emitted by the machine.
  • FIG. 10 is a schematic view showing a configuration of a communication system according to a third embodiment of the present invention.
  • the communication system 10C includes a receiving device 100C, a first transmitter 200-1, a second transmitter 200-2, a first transmission polarization element 600-1, and a second transmission polarization element 600. And -2.
  • the reception device 100C includes a control unit 110A, a phase space type modulation device 120, a detector 130, and a reception side polarization device 500. When the receiving device 100B according to the second embodiment and the receiving device 100C are compared, only the structure of the control unit is different.
  • control unit 110A does not include the storage unit for holding the virtual lens image, the composite image generation unit for combining the phase image and the virtual lens image, and thus the receiving device 100 and the receiving device 100A.
  • the control unit 110 in FIG. 1 the control unit 110A does not include the storage unit for holding the virtual lens image, the composite image generation unit for combining the phase image and the virtual lens image, and thus the receiving device 100 and the receiving device 100A.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the flow of the operation of the communication system 10C according to the third embodiment of the present invention. Hereinafter, the flow of the operation of the communication system 10C will be described with reference to FIGS. 9 and 11.
  • control unit 110A generates a phase image based on the position information of the first transmitter 200-1 and the second transmitter 200-2 (step S401).
  • control unit 110A supplies the generated phase image to the phase modulation type spatial light modulation element 120 (step S402).
  • the first transmission side polarization element 600-1 and the second transmission side polarization element 600-2 are linearly polarized light emitted from the first transmitter 200-1 and the second transmitter 200-2, respectively. Convert the first signal light 11 and the second signal light 12 of linear polarization to the signal light 14 of the first circular polarization of circular polarization and the signal light 15 of the second circular polarization, respectively (step S403).
  • the receiving-side polarization element 500 receives the signal light 14 of the first circular polarization and the signal light 15 of the second circular polarization (step S404).
  • the receiving side polarization element 500 is a linear polarization that matches the signal light 14 of the first circular polarization and the signal light 15 of the second circular polarization with the polarization direction of the phase modulation type spatial light modulation element 120, respectively.
  • the signal light 16 of the first linear polarization of the wave and the signal light 17 of the second linear polarization are converted (step S405).
  • the phase modulation type spatial light modulator 120 receives the signal light 16 of the first linear polarization and the signal light 17 of the second linear polarization (step S406). Then, the phase modulation type spatial light modulator 120 selectively diffracts and condenses the first linearly polarized signal light 16 and the second linearly polarized signal light 17 toward the detector 130. (Step S407).
  • the receiver according to the embodiment of the present invention may be realized by hardware or software. Also, the receiving device may be realized by a combination of hardware and software.
  • FIG. 12 is a block diagram showing an example of an information processing apparatus (computer) constituting the receiving apparatus.
  • the information processing apparatus 700 includes a control unit (CPU: Central Processing Unit) 710, a storage unit 720, a ROM (Read Only Memory) 730, a RAM (Random Access Memory) 740, and a communication interface. 750 and a user interface 760.
  • CPU Central Processing Unit
  • storage unit 720 a storage unit 720
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the control unit (CPU) 710 can realize various functions of the receiving apparatus by developing the program stored in the storage unit 720 or the ROM 730 in the RAM 740 and executing the program.
  • Control unit (CPU) 710 may also have an internal buffer that can temporarily store data and the like.
  • the storage unit 720 is a large-capacity storage medium capable of storing various data, and can be realized by a storage medium such as a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD).
  • a storage medium such as a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD).
  • the storage unit 720 may be a cloud storage existing on the communication network.
  • the storage unit 720 may also hold a program readable by the control unit (CPU) 710.
  • the ROM 730 is a non-volatile storage device that can be configured by a flash memory or the like that has a smaller capacity than the storage unit 720. Further, the ROM 730 may hold a program readable by the control unit (CPU) 710. A program readable by control unit (CPU) 710 may be held by at least one of storage unit 720 and ROM 730.
  • the program readable by the control unit (CPU) 710 may be supplied to the information processing apparatus 700 in a state where the program is stored non-temporarily in various storage media readable by the computer.
  • a storage medium is, for example, a magnetic tape, a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a CD-R / W, a semiconductor memory.
  • the RAM 740 is a semiconductor memory such as a dynamic random access memory (DRAM) and a static random access memory (SRAM), and can be used as an internal buffer for temporarily storing data and the like.
  • DRAM dynamic random access memory
  • SRAM static random access memory
  • the communication interface 750 is an interface that connects the information processing apparatus 700 and a communication network via a wired or wireless connection.
  • the user interface 760 is, for example, a display unit such as a display, and an input unit such as a keyboard, a mouse, or a touch panel.
  • a receiver for receiving signal light emitted from a transmitter comprising: A control unit that generates a phase image based on position information indicating the position of the transmitter, and combines a virtual lens image with the phase image to generate a combined image; A phase modulation type spatial light modulation element which is supplied with the composite image and diffracts and condenses the signal light; And a detector for receiving the diffracted and collected signal light.
  • the control unit A phase image generation unit that generates the phase image based on the position information; A storage unit that holds the virtual lens image; A virtual lens image acquisition unit that acquires the virtual lens image from the storage unit;
  • the reception device further comprising: a composite image generation unit configured to combine the phase image and the virtual lens image to generate the composite image.
  • the detector comprises at least two detectors.
  • the receiver according to any one of the above items, wherein the at least two detectors receive signal light of different wavelength bands.
  • Appended apparatus according to any one of Appendices 1 to 3; At least one transmitter for emitting signal light to the receiver; Communication system, including:
  • a receiving method for receiving signal light emitted from a transmitter comprising: A phase image is generated based on position information indicating the position of the transmitter, a virtual lens image is synthesized with the phase image to generate a synthesized image, and the synthesized image is supplied to a phase modulation type spatial light modulation device. , Diffracting and collecting the signal light by the phase modulation type spatial light modulation element; A receiving method of receiving the diffracted and condensed signal light by a detector;
  • Generating the composite image is: Generating the phase image based on the position information; Hold the virtual lens image, Acquiring the virtual lens image from the storage unit; 5.
  • the detector comprises at least two detectors. Receiving the signal light is [Claim 5] The receiving method according to Supplementary note 5 or 6, further comprising receiving at least two signal lights having different wavelength regions by the at least two detection units.
  • a composite image generation program that causes a computer, which controls the operation of a phase modulation type spatial light modulation element that diffracts and collects the signal light, of a receiving apparatus that receives signal light emitted from a transmitter to generate a composite image.
  • On the computer Generation processing for generating a phase image based on position information indicating the position of the transmitter, and combining a virtual lens image with the phase image to generate a composite image; Supply processing of supplying the composite image to the phase modulation type spatial light modulation device;
  • a synthetic image generation program that executes.
  • the generation process is performed by the computer A process of generating the phase image based on the position information; A process of holding the virtual lens image in a storage unit; A process of acquiring the virtual lens image from the storage unit; Processing the composite of the phase image and the virtual lens image to generate the composite image;
  • a receiver for receiving circularly polarized signal light emitted from a transmitter comprising: A polarization element for converting the circularly polarized signal light into a linearly polarized signal light; A control unit that generates a phase image based on position information indicating the position of the transmitter, and combines a virtual lens image with the phase image to generate a combined image; A phase modulation type spatial light modulation element which is supplied with the composite image and diffracts and condenses the linearly polarized signal light; A detector for receiving the signal light of the linearly polarized light that has been diffracted and collected; The receiving device, wherein the polarizing element converts the circularly polarized signal light into linearly polarized signal light so as to match the polarization direction of the phase modulation type spatial light modulation element.
  • the control unit A phase image generation unit that generates the phase image based on the position information; A storage unit that holds the virtual lens image; A virtual lens image acquisition unit that acquires the virtual lens image from the storage unit;
  • the reception device further comprising: a composite image generation unit configured to combine the phase image and the virtual lens image to generate the composite image.
  • the detector comprises at least two detectors.
  • the receiving device according to any one of Appendices 10 or 11, wherein the at least two detection units receive signal light of different wavelength bands.
  • Appended device according to any one of appendices 10 to 12, At least one transmitter for emitting circularly polarized signal light to the receiver;
  • Communication system including:
  • a method of receiving circularly polarized signal light emitted from a transmitter comprising: Converting the circularly polarized signal light into linearly polarized signal light in a direction coincident with the polarization direction of the phase modulation type spatial light modulator; A phase image is generated based on position information indicating the position of the transmitter, a virtual lens image is synthesized with the phase image to generate a synthesized image, and the synthesized image is supplied to the phase modulation type spatial light modulator And The signal light of the linear polarization is diffracted and collected by the phase modulation type spatial light modulation element, A receiving method of receiving the diffracted and condensed linearly polarized signal light by a detector;
  • Generating the composite image is: Generating the phase image based on the position information; Holding the virtual lens image in a storage unit; Acquiring the virtual lens image from the storage unit; 15.
  • the detector comprises at least two detectors. Receiving the signal light is The reception method according to appendix 14 or 15, further comprising receiving at least two signal lights different in wavelength region by the at least two detection units.
  • a receiver for receiving circularly polarized signal light emitted from a transmitter comprising: A polarization element for converting the circularly polarized signal light into a linearly polarized signal light; A control unit that generates a phase image based on position information indicating the position of the transmitter; A phase modulation type spatial light modulation element which is supplied with the phase image and diffracts and collects the signal light of the straight braid polarization; A detector for receiving the signal light of the linearly polarized light that has been diffracted and collected; The receiving device, wherein the polarizing element converts the circularly polarized signal light into linearly polarized signal light so as to match the polarization direction of the phase modulation type spatial light modulation element.
  • a receiver according to appendix 17, and At least one transmitter for emitting circularly polarized signal light to the receiver; Communication system, including:
  • a receiving method of a receiver receiving circularly polarized signal light emitted from a transmitter comprising: Converting the circularly polarized signal light into linearly polarized signal light in a direction coincident with the polarization direction of the phase modulation type spatial light modulator; A phase image is generated based on position information indicating the position of the transmitter, and the phase image is supplied to the phase modulation type spatial light modulation element; The signal light of the linear polarization is diffracted and collected by the phase modulation type spatial light modulation element, A receiving method for receiving the signal light of linearly polarized light that has been diffracted and collected.
  • Virtual lens image acquisition unit 114 composite image generation unit 120: phase modulation type spatial light modulation device 130, 130A: detector 131: first detection unit 132: second detection unit 140: Laser light source 150: Collimator lens 1 60: Fourier transform lens 170: aperture 180: projection lens 190: projection light 200, 200A: transmitter 200-1: first transmitter 200-2: first 2 transmitter 310: phase image 320: virtual lens image 330: composite image 400: transmission and reception device 500: reception side polarization element 600-1: first transmission side polarization element 600-2 ⁇ Second transmission side polarization element 700 ⁇ Information processing device 710 ⁇ Control unit (CPU: Central Processing Unit) 720 ⁇ Storage unit 730 ⁇ ROM (Read Only Memory) 740 ... RAM (Random Access Memory) 750: Communication interface 760: User interface

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Abstract

通信システムは、信号光を発する少なくとも１つの送信機と、信号光を受ける受信装置とを含む。受信装置は、送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、位相画像にバーチャルレンズ画像を合成して合成画像を生成する制御部と、合成画像が供給されて、信号光を回折して集光する位相変調型空間光変調素子と、回折して集光した信号光を受ける検出器とを備える。

Description

受信装置、通信システム、受信方法、および合成画像生成プログラム
　本発明は、受信装置、通信システム、受信方法、および合成画像生成プログラムに関する。
　光を利用した無線通信システムが知られている。このような無線通信システムとして、特許文献１には、光を利用した無線通信によって行われる車車間通信の一例が記載されている。特許文献１には、光を利用した無線通信を用いて、特定の車両の有する情報を確実に他の車両に伝えることができる車車間通信システムが開示されている。特許文献１の車車間通信システムは、前方の車両とレーザ光信号を送受信する前方投受光部と、後方の車両とレーザ光信号を送受信する後方投受光部と、前方投受光部と後方投受光部との間で信号の中継を行う信号中継手段とを備える。
　また、光を利用した無線通信システムではないが、特許文献２は、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）のような位相変調空間光変調器を備えたビームルーティング装置を開示している。
特開平９－５１３０９号公報 特表２０１４－５１２５６９号公報
　光を使用した移動体通信において、他の送受信器間との混信を避けるためにレーザ等を用いた指向性の高い通信を行おうとした場合、送受信器間のアライメント（光軸）を合わせる必要が有る。しかしながら、アライメントを合わせるためには、一般的に機械的なジンバル等を用いる必要があるため、装置の大型化および高コスト化を招く可能性があるという問題がある。
　この問題を解決するために、送受信器に位相変調型空間光変調素子を搭載し、電気的に光の指向制御を行うことが考えられる。しかしながら、位相変調型空間光変調素子を受信に使用すると、焦点距離が理論的には無限遠（フラウンホーファー領域）となるため、受信装置が大型化することが課題となる。これを解決するために、例えば、特許文献２のように、位相変調型空間光変調素子の後段にフーリエ変換レンズを設けることで焦点距離を短くすることが考えられる。しかしながら、この場合、フーリエ変換レンズの分だけ受信装置の大型化や高コスト化を招くといった課題がある。
　さらに、位相変調型空間光変調素子を送受信に使う場合、位相変調型空間光変調素子の偏光と、光の偏光を合わせないと通信ができないため、移動体通信に適用すると送受信器間の相対位置や姿勢が変化すると通信ができなくなる可能性があるという新たな課題が生まれる。
　本発明は、上述の課題を解決するための受信装置、通信システム、受信方法、および合成画像生成プログラムを提供することにある。
　本発明の第１の態様の受信装置は、送信機から発せられた信号光を受信する受信装置であって、前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、前記位相画像にバーチャルレンズ画像を合成して合成画像を生成する制御部と、前記合成画像が供給されて、前記信号光を回折して集光する位相変調型空間光変調素子と、前記回折して集光した信号光を受ける検出器とを備える。
　本発明の第２の態様の通信システムは、第１の態様の受信装置と、前記受信装置に対して信号光を発する少なくとも１つの送信機と、を含む。
　本発明の第３の態様の受信方法は、送信機から発せられた信号光を受信する受信方法であって、前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、前記位相画像にバーチャルレンズ画像を合成して合成画像を生成するとともに、前記合成画像を位相変調型空間光変調素子に供給し、前記位相変調型空間光変調素子で前記信号光を回折して集光し、前記回折して集光した信号光を検出器で受ける。
　本発明の第４の態様の合成画像生成プログラムは、送信機から発せられた信号光を受信する受信装置の、前記信号光を回折し集光する位相変調型空間光変調素子の動作を制御するコンピュータに合成画像を生成させる合成画像生成プログラムであって、前記コンピュータに、前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、前記位相画像にバーチャルレンズ画像を合成して合成画像を生成する生成処理と、前記合成画像を、前記位相変調型空間光変調素子に供給する供給処理と、を実行させる。
　本発明の第５の態様の受信装置は、送信機から発せられた円偏波の信号光を受ける受信装置であって、前記円偏波の信号光を直線偏波の信号光に変換する偏光素子と、前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、前記位相画像にバーチャルレンズ画像を合成して合成画像を生成する制御部と、前記合成画像が供給されて、前記直線偏波の信号光を回折して集光する位相変調型空間光変調素子と、前記回折して集光した直線偏波の信号光を受ける検出器とを備え、前記偏光素子は、前記位相変調型空間光変調素子の偏光方向に合致するように前記円偏波の信号光を直線偏波の信号光に変換する。
　本発明の第６の態様の通信システムは、第５の態様の受信装置と、前記受信装置に対して円偏波の信号光を発する少なくとも１つの送信機と、を含む。
　本発明の第７の態様の受信方法は、送信機から発せられた円偏波の信号光を受ける受信方法であって、前記円偏波の信号光を、位相変調型空間光変調素子の偏光方向に合致する方向の直線偏波の信号光に変換し、前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、前記位相画像にバーチャルレンズ画像を合成して合成画像を生成するとともに、前記合成画像を前記位相変調型空間光変調素子に供給し、前記位相変調型空間光変調素子で前記直線偏波の信号光を回折して集光し、前記回折して集光した直線偏波の信号光を検出器で受ける。
　本発明の第８の態様の受信装置は、送信機から発せられた円偏波の信号光を受ける受信装置であって、前記円偏波の信号光を直線偏波の信号光に変換する偏光素子と、前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成する制御部と、前記位相画像が供給されて、前記直編偏波の信号光を回折して集光する位相変調型空間光変調素子と、前記回折して集光した直線偏波の信号光を受ける検出器とを備え、前記偏光素子は、前記位相変調型空間光変調素子の偏光方向に合致するように前記円偏波の信号光を直線偏波の信号光に変換する。
　本発明の第９の態様の通信システムは、第８の態様の受信装置と、前記受信装置に対して円偏波の信号光を発する少なくとも１つの送信機と、を含む。
　本発明の第１０の態様の受信方法は、送信機から発せられた円偏波の信号光を受ける受信装置の受信方法であって、前記円偏波の信号光を、位相変調型空間光変調素子の偏光方向に合致する方向の直線偏波の信号光に変換し、前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、該位相画像を前記位相変調型空間光変調素子に供給し、前記位相変調型空間光変調素子で前記直線偏波の信号光を回折して集光し、前記回折して集光した直線偏波の信号光を受ける。
　本発明によれば、位相変調型空間光変調素子と検出器との間の距離を短くすることのできる受信装置、通信システム、受信方法、および合成画像生成プログラムを提供することができる。
　また、本発明によれば、送信機と受信装置の相対位置や、送信機または受信装置の姿勢によらず通信が可能な受信装置、通信システム、受信方法、および合成画像生成プログラムを提供することができる。
本発明の第１の実施形態に係る通信システムの構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る受信装置が備える制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態の受信装置が生成する画像であり、（ａ）は位相画像、（ｂ）はバーチャルレンズ画像、（ｃ）は位相画像と、バーチャルレンズ画像との合成画像である。 本発明の第１の実施形態に係る通信システムの動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る受信装置が備える制御部の動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る受信装置の変形例の構成を示す模式図である。 送受信一体型の通信システムの構成を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る通信システムの構成を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る通信システムの動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る通信システムの構成を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る通信システムの動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の各実施形態に係る受信装置のハードウエア構成の一例を示すブロック図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一の符号を付して適宜説明は省略する。また、各図において示されることのある一方向性の矢印は、信号（データ）の流れの一例を示すものであり、信号（データ）の流れの方向を限定するものではない。
［第１の実施形態］
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る通信システムの構成を示す模式図である。図１に示すように、通信システム１０は、受信装置１００と、第１の送信機２００－１と、第２の送信機２００－２とを含む。なお、図１に示す構成は例示であり、本実施形態において、通信システムは、少なくともＮ台（Ｎは１以上の整数）の送信機を含んでいればよい。
　受信装置１００は、第１の送信機２００－１と、第２の送信機２００－２とのそれぞれが発した信号光を受信する。
　第１の送信機２００－１は第１の信号光１１を受信装置１００に発し、第２の送信機２００－２は、第２の信号光１２を受信装置１００に発する。第１の信号光１１および第２の信号光１２を発する光源としては、例えば、レーザ光を発するレーザ光源や、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることができる。図１において、点線で示す第１の送信機２００－１および第２の送信機２００－２は移動前の送信機を示し、実線で示す第１の送信機２００－１および第２の送信機２００－２は移動後の送信機を示している。すなわち、第１の送信機２００－１および第２の送信機２００－２は移動型の送信機である。なお、第１の送信機２００－１と、第２の送信機２００－２とは位置が固定の送信機であってもよい。
　具体的には、受信装置１００は、制御部１１０と、位相変調型空間光変調素子１２０と、検出器１３０とを備える。
　制御部１１０は、第１の送信機２００－１および第２の送信機２００－２の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成する。また、制御部１１０は、位相画像にバーチャルレンズ画像を合成して合成画像を生成する。ここで、本明細書中において、「バーチャルレンズ画像」とは、位相変調型空間光変調素子１２０による回折光の焦点距離が短くなるように、位相変調型空間変調光素子１２０の回折パターンを制御する画像のことを意味する。具体的には、位相画像にバーチャルレンズ画像を合成し、位相変調型空間光変調素子１２０を制御することで、送信機の位置情報に基づいた指向制御と位相変調型空間光変調素子１２０の回折光の焦点距離を短くすることを同時に実現できる。すなわち、位相画像に合成することにより位相変調型空間光変調素子１２０による回折光の焦点距離を短くする事のできるバーチャルレンズ画像は、位相変調型空間光変調素子１２０と検出器１３０との間に設けた仮想的なレンズ（バーチャルレンズ）の働きをする。そのため、本実施形態においては位相画像に合成することにより位相変調型空間光変調素子１２０による回折光の焦点距離を短くする事のできる画像のことを「バーチャルレンズ画像」と称している。なお、特許文献２では、フーリエ変換レンズが設けられているが、本実施形態では、そのようなフーリエ変換レンズのような光学系は不要である。さらに、制御部１１０は、生成した合成画像を位相変調型空間光変調素子１２０に供給する。このような制御部１１０は、電子的な回路などで構成することができる。なお、制御部１１０の具体的な構成については後述する。
　位相変調型空間光変調素子１２０は、制御部１１０から合成画像を受ける。また、位相変調型空間光変調素子１２０は、第１の送信機２００－１および第２の送信機２００－２が発した第１の信号光１１および第２の信号光１２を検出器１３０へ向けて回折して集光する。具体的には、位相変調型空間光変調素子１２０は、制御部１１０の制御に従って、第１の送信機２００－１および第２の送信機２００－２のうち、通信したい相手側が発した信号光を選択的に回折して集光する。なお、時分割多元接続（TDMA：Time Division Multiple Access）等のマルチアクセス通信方式と組み合わせて第１の信号光１１および第２の信号光１２を同時に集光するように構成してもよい。これにより、検出器１３０は、この回折して集光された回折光１３を検出することが可能となる。バーチャルレンズ画像が供給されない場合（換言すれば、位相画像のみが供給された場合）、位相変調型空間光変調素子１２０によって回折された信号光は、集光されることなく、フラウンホーファー領域に結像される。そのため、位相変調型空間光変調素子１２０と検出器１３０との間の距離Ｌは無限遠となる。しかしながら、本実施形態では、位相画像にバーチャルレンズ画像を合成して得られた合成画像が供給されているので、位相変調型空間光変調素子１２０と検出器１３０との間の距離Ｌを、例えば、ｃｍオーダー以下の短い距離とすることができる。
　位相変調型空間光変調素子１２０は、例えば、強誘電性液晶、ホモジーニアス液晶、および垂直配向液晶を用いた素子によって実現することができる。具体的には、位相変調型空間光変調素子１２０は、ＬＣＯＳによって実現することができる。また、位相変調型空間光変調素子１２０は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）によって実現してもよい。
　次に、図２を参照して、本実施形態に係る受信装置１００が備える制御部１１０の構成について説明する。図２は、制御部１１０の構成を示すブロック図である。図２に示すように、制御部１１０は、位相画像生成部１１１と、記憶部１１２と、バーチャルレンズ画像取得部１１３と、合成画像生成部１１４とを備える。
　位相画像生成部１１１は、送信機の位置情報に基づいて、元画像から位相画像を生成する。この時、送信機の位置情報を取得する方法に制限はないが、例えば、受信装置１００が図示しない位置情報取得部を備えており、位置情報取得部が送信機の位置情報を取得すればよい。この場合、位置情報取得部は、例えば、周知の技術を用いて各送信機の位置情報を取得する。具体的には、位置情報取得部は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）やナビゲーションシステムから各送信機の位置情報を取得すればよい。
　記憶部１１２は、位相画像に合成するためのバーチャルレンズ画像を保持している。記憶部１１２は制御部１１０の内部に設けられているが、受信装置１００の内部において、制御部１１０とは別体に独立して設けられていてもよい。また、記憶部１１２は、受信装置１００の外部に設けられていてもよい。このような記憶部１１２は、バッファや、記憶メモリなどから構成することができる。
　バーチャルレンズ画像取得部１１３は、位相画像に合成するためのバーチャルレンズ画像を記憶部１１２から取得する。
　合成画像生成部１１４は、バーチャルレンズ画像取得部１１３が取得したバーチャルレンズ画像を位相画像に合成することによって合成画像を生成する。また、合成画像生成部１１４は、生成した合成画像を位相変調型空間光変調素子１２０に供給する。
　図３を参照して、合成画像の一例について説明する。図３（ａ）は位相画像生成部１１１が生成する位相画像の一例である。図３（ｂ）は記憶部１１２が保持するバーチャルレンズ画像の一例である。図３（ｃ）は合成画像生成部１１４が生成する合成画像の一例である。
　位相画像生成部１１１は、生成した位相画像３１０を合成画像生成部に供給する。バーチャルレンズ画像取得部１１３は、位相画像３１０に合成するためのバーチャルレンズ画像３２０を記憶部１１２から取得し、取得したバーチャルレンズ画像３２０を合成画像生成部１１４に供給する。そして、合成画像生成部１１４は、バーチャルレンズ画像３２０を位相画像３１０に合成することよって合成画像３３０を生成する。このような、合成画像３３０が供給された位相変調型空間光変調素子１２０は、それに入射された第１の信号光１１および第２の信号光１２を選択的に回折し集光することによって、位相変調型空間光変調素子１２０からｃｍオーダー以下の短い距離に回折光１３を結像することができる。
［第１の実施形態に係る通信システムの動作］
　図４は、本発明の第１の実施形態に係る通信システムの動作の流れを示すフローチャートである。以下、図１および図４を参照しつつ、通信システムの動作の流れについて説明する。
　まず、制御部１１０は、第１の送信機２００－１および第２の送信機２００－２の位置情報に基づいて、位相画像を生成する（ステップＳ１０１）。
　次いで、制御部１１０は、位相画像に合成するためのバーチャルレンズ画像を取得する（ステップＳ１０２）。次いで、制御部１１０は、バーチャルレンズ画像を位相画像に合成することよって合成画像を生成する（ステップＳ１０３）。また、制御部１１０は、生成した合成画像を位相変調型空間光変調素子１２０に供給する（ステップＳ１０４）。
　次いで、位相変調型空間光変調素子１２０は、第１の送信機２００－１および第２の送信機２００－２が発した第１の信号光１１および第２の信号光１２を受ける（ステップＳ１０５）。そして、位相変調型空間光変調素子１２０は、検出器１３０に向かって、第１の信号光１１および第２の信号光１２を選択的に回折して集光する（ステップＳ１０６）。
［制御部の動作］
　図５は、制御部が合成画像を生成する動作の流れを示すフローチャートである。以下、図１、図２、図５を参照して、制御部が合成画像を生成する動作の流れについて説明する。
　まず、位相画像生成部１１１は、信号光を発する第１の送信機２００－１および第２の送信機２００－２の位置情報に基づいて、位相画像を生成する（ステップＳ２０１）。次いで、バーチャルレンズ画像取得部１１３は、位相画像生成部１１１が生成した位相画像に合成するためのバーチャルレンズ画像を記憶部１１２から取得する（ステップＳ２０２）。次いで、合成画像生成部１１４は、位相画像生成部１１２が生成した位相画像に、バーチャルレンズ画像取得部１１３が取得したバーチャルレンズ画像を生成し合成画像を生成する（ステップＳ２０３）。
　上述にとおり、第１の実施形態に係る受信装置１００は、位相画像にバーチャルレンズ画像を合成する構成とすることにより、位相変調型空間光変調素子１２０と検出器１３０との間に光学系を備えていない小型の受信装置とすることができる。また、第１の実施形態に係る受信装置１００において、位相変調型空間光変調素子１２０は反射型であるとして説明したが、位相変調型空間光変調素子１２０は透過型であってもよい。この場合、透過型位相変調型空間光変調素子１２０は、第１の送信機２００－１および第２の送信機２００－２が発した第１の信号光１１および第２の信号光１２を選択的に透過させて回折し集光することになる。
［通信システムの変形例］
　図６は、第１の実施形態の通信システム１０Ａの変形例の模式図である。通信システム１０Ａにおいて、受信装置１００Ａは、制御部１１０と、位相変調型空間光変調素子１２０と、検出器１３０Ａとを備える。
　検出器１３０Ａは、第１の検出部１３１と、第２の検出部１３２とを備える。第１の検出部１３１と、第２の検出部１３２とは、それぞれ、異なる波長領域の信号光を受ける。すなわち、第１の実施形態の変形例に係る受信装置１００Ａは、第１の信号光１１Ａと、第２の信号光１２Ａとの波長が異なる場合、それぞれ別の検出器に受光させるように構成することができる。この場合、位相変調型空間光変調素子１２０は、第１の信号光１１Ａを回折した第１の回折光１３Ａを第１の検出部１３１に集光し、第２の信号光１２Ａを回折した第２の回折光１３Ｂを第２の検出部１３２に集光する。
［受信装置の変形例］
　図７は、第１の実施形態の受信装置１００の変形例に係る模式図である。受信装置１００の変形例は、受信装置１００に送信機能をもたせた送受信装置４００である。送受信装置４００は、制御部１１０と、位相変調型空間光変調素子１２０と、検出器１３０と、レーザ光源１４０と、コリメートレンズ１５０と、フーリエ変換レンズ１６０と、アパーチャ１７０と、投射レンズ１８０とを備える。
　レーザ光源１４０は、レーザ光を位相変調型空間光変調素子１２０に向かって発する。レーザ光源１４０は、例えば、レーザダイオードから構成することができる。
　コリメートレンズ１５０は、レーザ光源１４０から発せられたレーザ光を平行光に変換し、位相変調型空間光変調素子１２０に照射する。位相変調型空間光変調素子１２０は、平行光に位相変調を施して、フーリエ変換した光を送出する。
　フーリエ変換レンズ１６０は、フーリエ変換された光をアパーチャ１７０に集光させる。投射レンズ１８０は、フーリエ変換レンズ１６０によって集光された光を投射光１９０として外部に照射する。
　上述のとおり、受信装置１００の構造を利用することによって、第１の実施形態の受信装置１００の構成を備えた送受信装置４００を構成することができる。
［第２の実施形態］
　図８は、本発明の第２の実施形態に係る通信システムの構成を示す模式図である。通信システム１０Ｂは、受信装置１００Ｂと、第１の送信機２００－１と、第２の送信機２００－２と、第１の送信側偏光素子６００－１と、第２の送信側偏光素子６００－２とを備える。受信装置１００Ｂは、制御部１１０と、位相空間型変調素子１２０と、検出器１３０と、受信側偏光素子５００とを備える。受信装置１００Ｂは、第１の実施形態に係る受信装置１００と比べて、より送信機と受信装置の相対位置や、送信機または受信装置の姿勢によらず通信が可能な受信装置である。以下、本発明の第１の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
　第１の送信側偏光素子６００－１および第２の送信側偏光素子６００－２は、それぞれ、第１の送信機２００－１および第２の送信機２００－２に設けられている。
　第１の送信側偏光素子６００－１は、直線偏波の第１の信号光１１を第１の円偏波の信号光１４に変換する。また、第１の送信側偏光素子６００－１は、第１の円偏波の信号光１４を受信装置１００Ｂに向かって送信する。第２の送信側偏光素子６００－２は、直線偏波の第２の信号光１２を第２の円偏波の信号光１５に変換する。また、第２の送信側偏光素子６００－２は、第２の円偏波の信号光１５を受信装置１００Ｂに向かって送信する。第１の送信側偏光素子６００－１および第２の送信側偏光素子６００－２として、光学軸を信号の直線偏光方向に合わせた１／４波長板を用いることができる。このような１／４波長板を用いることにより、直線偏波の信号光を円偏波の信号光に変換することができる。
　受信側偏光素子５００は、受信装置１００Ｂにおいて、第１の円偏波の信号光１４および第２の円偏波の信号光１５を受け、それぞれ、第１の直線偏波の信号光１６および第２の直線偏波の信号光１７に変換する。具体的には、受信側偏光素子５００として、光学軸を位相変調型空間光変調素子１２０の直線偏光の方向に合わせた１／４波長板を用いることができる。このような１／４波長板を設けることにより、位相変調型空間光変調素子１２０は、送信機の位置によらず常に所望の偏光方向の信号光を常に受けることができる。これにより、位相変調型空間光変調素子１２０は、受けた信号光を回折できないなどの理由に起因する信号の減衰を抑制することができる。また、本実施形態において、位相変調型空間光変調素子１２０は、受信側偏光素子５００によって変換された直線偏波の第１の直線偏波の信号光１６および第２の直線偏波の信号光１７を検出器１３０に向かって選択的に回折して集光する。
［第２の実施形態に係る通信システムの動作］
　図９は、本発明の第２の実施形態に係る通信システムの動作の流れを示すフローチャートである。以下、図８および図９を参照しつつ、通信システムの動作の流れについて説明する。
　なお、ステップＳ３０１～ステップＳ３０４は、それぞれ、図４に図示のステップＳ１０１～ステップＳ１０４に対応するため説明は省略する。
　次いで、第１の送信側偏光素子６００－１および第２の送信側偏光素子６００－２は、それぞれ、第１の送信機２００－１および第２の送信機２００－２が発した直線偏波の第１の信号光１１および第２の信号光１２を円偏波の第１の円偏波の信号光１４および第２の円偏波の信号光１５に変換する（ステップＳ３０５）。
次いで、受信側偏光素子５００は、第１の円偏波の信号光１４および第２の円偏波の信号光１５を受ける（ステップＳ３０６）。次いで、受信側偏光素子５００は、第１の円偏波の信号光１４および第２の円偏波の信号光１５を、それぞれ、位相変調型空間光変調素子１２０の偏光方向に合致する直線偏波の第１の直線偏波の信号光１６および第２の直線偏波の信号光１７に変換する（ステップＳ３０７）。
　次いで、位相変調型空間光変調素子１２０は、第１の直線偏波の信号光１６および第２の直線偏波の信号光１７を受ける（ステップＳ３０８）。そして、位相変調型空間光変調素子１２０は、検出器１３０に向かって、第１の直線偏波の信号光１６および第２の直線偏波の信号光１７を選択的に回折して集光する（ステップＳ３０９）。
　上述のとおり、受信装置１００Ｂは、常に所望の直線変更の信号光を受けることができるので、送信機と受信装置の相対位置や、送信機または受信装置の姿勢によらず通信が可能な、送信機が発した信号光を受信することができる。
［第３の実施形態］
　図１０は、本発明の第３の実施形態に係る通信システムの構成を示す模式図である。通信システム１０Ｃは、受信装置１００Ｃと、第１の送信機２００－１と、第２の送信機２００－２と、第１の送信側偏光素子６００－１と、第２の送信側偏光素子６００－２とを備える。受信装置１００Ｃは、制御部１１０Ａと、位相空間型変調素子１２０と、検出器１３０と、受信側偏光素子５００とを備える。第２の実施形態に係る受信装置１００Ｂと、受信装置１００Ｃとを比較すると、制御部の構造のみが異なっている。
　具体的には、制御部１１０Ａは、バーチャルレンズ画像を保持する記憶部と、位相画像と、バーチャルレンズ画像とを合成する合成画像生成部とを備えていない点で、受信装置１００および受信装置１００Ａにおける制御部１１０と異なっている。
［第３の実施形態に係る通信システムの動作］
　図１１は、本発明の第３の実施形態に係る通信システム１０Ｃの動作の流れを示すフローチャートである。以下、図９および図１１を参照しつつ、通信システム１０Ｃの動作の流れについて説明する。
　まず、制御部１１０Ａは、第１の送信機２００－１および第２の送信機２００－２の位置情報に基づいて、位相画像を生成する（ステップＳ４０１）。次いで、制御部１１０Ａは、生成した位相画像を位相変調型空間光変調素子１２０に供給する（ステップＳ４０２）。
　次いで、第１の送信側偏光素子６００－１および第２の送信側偏光素子６００－２は、それぞれ、第１の送信機２００－１および第２の送信機２００－２が発した直線偏波の直線偏波の第１の信号光１１および第２の信号光１２をそれぞれ円偏波の第１の円偏波の信号光１４および第２の円偏波の信号光１５に変換する（ステップＳ４０３）。
　次いで、受信側偏光素子５００は、第１の円偏波の信号光１４および第２の円偏波の信号光１５を受ける（ステップＳ４０４）。次いで、受信側偏光素子５００は、第１の円偏波の信号光１４および第２の円偏波の信号光１５を、それぞれ、位相変調型空間光変調素子１２０の偏光方向に合致する直線偏波の第１の直線偏波の信号光１６および第２の直線偏波の信号光１７に変換する（ステップＳ４０５）。
　次いで、位相変調型空間光変調素子１２０は、第１の直線偏波の信号光１６および第２の直線偏波の信号光１７を受ける（ステップＳ４０６）。そして、位相変調型空間光変調素子１２０は、検出器１３０に向かって、第１の直線偏波の信号光１６および第２の直線偏波の信号光１７を選択的に回折して集光する（ステップＳ４０７）。
［ハードウエア構成］
　本発明の実施形態に係る受信装置は、ハードウエアによって実現してもよいし、ソフトウエアによって実現してもよい。また、受信装置は、ハードウエアとソフトウエアの組み合わせによって実現してもよい。
　図１２は、受信装置を構成する情報処理装置（コンピュータ）の一例を示すブロック図である。
　図１２に示すように、情報処理装置７００は、制御部（ＣＰＵ：Central Processing Unit）７１０と、記憶部７２０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）７３０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）７４０と、通信インターフェース７５０と、ユーザインターフェース７６０とを備えている。
　制御部（ＣＰＵ）７１０は、記憶部７２０またはＲＯＭ７３０に格納されたプログラムをＲＡＭ７４０に展開して実行することで、受信装置の各種の機能を実現することができる。また、制御部（ＣＰＵ）７１０は、データ等を一時的に格納できる内部バッファを備えていてもよい。
　記憶部７２０は、各種のデータを保持できる大容量の記憶媒体であって、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、およびＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶媒体で実現することができる。また、記憶部７２０は、情報処理装置７００が通信インターフェース７５０を介して通信ネットワークと接続されている場合には、通信ネットワーク上に存在するクラウドストレージであってもよい。また、記憶部７２０は、制御部（ＣＰＵ）７１０が読み取り可能なプログラムを保持していてもよい。
　ＲＯＭ７３０は、記憶部７２０と比べると小容量なフラッシュメモリ等で構成できる不揮発性の記憶装置である。また、ＲＯＭ７３０は、制御部（ＣＰＵ）７１０が読み取り可能なプログラムを保持していてもよい。なお、制御部（ＣＰＵ）７１０が読み取り可能なプログラムは、記憶部７２０およびＲＯＭ７３０の少なくとも一方が保持していればよい。
　なお、制御部（ＣＰＵ）７１０が読み取り可能なプログラムは、コンピュータが読み取り可能な様々な記憶媒体に非一時的に格納した状態で、情報処理装置７００に供給してもよい。このような記憶媒体は、例えば、磁気テープ、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリである。
　ＲＡＭ７４０は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）およびＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の半導体メモリであり、データ等を一時的に格納する内部バッファとして用いることができる。
　通信インターフェース７５０は、有線または無線を介して、情報処理装置７００と、通信ネットワークとを接続するインターフェースである。
　ユーザインターフェース７６０は、例えば、ディスプレイ等の表示部、およびキーボード、マウス、タッチパネル等の入力部である。
　上記の実施の形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載され得るが以下には限られない。
［付記１］
　送信機から発せられた信号光を受信する受信装置であって、
　前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、前記位相画像にバーチャルレンズ画像を合成して合成画像を生成する制御部と、
　前記合成画像が供給されて、前記信号光を回折して集光する位相変調型空間光変調素子と、
　前記回折して集光した信号光を受ける検出器とを備える、受信装置。
［付記２］
　前記制御部は、
　前記位置情報に基づいて前記位相画像を生成する位相画像生成部と、
　前記バーチャルレンズ画像を保持する記憶部と、
　前記記憶部から前記バーチャルレンズ画像を取得するバーチャルレンズ画像取得部と、
　前記位相画像と前記バーチャルレンズ画像とを合成して前記合成画像を生成する合成画像生成部とを備える、付記１に記載の受信装置。
［付記３］
　前記検出器は、少なくとも２つの検出部を有し、
　前記少なくとも２つの検出部は、互いに異なる波長帯域の信号光を受ける、付記１または２に記載の受信装置。
［付記４］
　付記１～３のいずれか１つに記載の受信装置と、
　前記受信装置に対して信号光を発する少なくとも１つの送信機と、
を含む、通信システム。
［付記５］
　送信機から発せられた信号光を受信する受信方法であって、
　前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、前記位相画像にバーチャルレンズ画像を合成して合成画像を生成するとともに、前記合成画像を位相変調型空間光変調素子に供給し、
　前記位相変調型空間光変調素子で前記信号光を回折して集光し、
　前記回折して集光した信号光を検出器で受ける、受信方法。
［付記６］
　前記合成画像を生成することは、
　前記位置情報に基づいて前記位相画像を生成し、
　前記バーチャルレンズ画像を保持し、
　前記記憶部から前記バーチャルレンズ画像を取得し、
　前記位相画像と前記バーチャルレンズ画像とを合成して前記合成画像を生成する、ことを含む、付記５に記載の受信方法。
［付記７］
　前記検出器は、少なくとも２つの検出部を有し、
　前記信号光を受けることは、
　波長領域の異なる少なくとも２つの信号光を前記少なくとも２つの検出部で受けることを含む、付記５または６に記載の受信方法。
［付記８］
送信機から発せられた信号光を受信する受信装置の、前記信号光を回折し集光する位相変調型空間光変調素子の動作を制御するコンピュータに合成画像を生成させる合成画像生成プログラムであって、
　前記コンピュータに、
　前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、前記位相画像にバーチャルレンズ画像を合成して合成画像を生成する生成処理と、
　前記合成画像を、前記位相変調型空間光変調素子に供給する供給処理と、
を実行させる、合成画像生成プログラム。
［付記９］
　前記生成処理は、前記コンピュータに、
　前記位置情報に基づいて前記位相画像を生成する処理と、
　前記バーチャルレンズ画像を記憶部に保持する処理と、
　前記記憶部から前記バーチャルレンズ画像を取得する処理と、
　前記位相画像と前記バーチャルレンズ画像とを合成して前記合成画像を生成する処理と、
を実行させる、付記８に記載の合成画像生成プログラム。
［付記１０］
　送信機から発せられた円偏波の信号光を受ける受信装置であって、
　前記円偏波の信号光を直線偏波の信号光に変換する偏光素子と、
　前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、前記位相画像にバーチャルレンズ画像を合成して合成画像を生成する制御部と、
　前記合成画像が供給されて、前記直線偏波の信号光を回折して集光する位相変調型空間光変調素子と、
　前記回折して集光した直線偏波の信号光を受ける検出器とを備え、
　前記偏光素子は、前記位相変調型空間光変調素子の偏光方向に合致するように前記円偏波の信号光を直線偏波の信号光に変換する、受信装置。
［付記１１］
　前記制御部は、
　前記位置情報に基づいて前記位相画像を生成する位相画像生成部と、
　前記バーチャルレンズ画像を保持する記憶部と、
　前記記憶部から前記バーチャルレンズ画像を取得するバーチャルレンズ画像取得部と、
　前記位相画像と前記バーチャルレンズ画像とを合成して前記合成画像を生成する合成画像生成部とを備える、付記１０に記載の受信装置。
［付記１２］
　前記検出器は、少なくとも２つの検出部を有し、
　前記少なくとも２つの検出部は、互いに異なる波長帯域の信号光を受ける、付記１０または１１に記載の受信装置。
［付記１３］
　付記１０～１２のいずれか１つに記載の受信装置と、
　前記受信装置に対して円偏波の信号光を発する少なくとも１つの送信機と、
　を含む、通信システム。
［付記１４］
　送信機から発せられた円偏波の信号光を受ける受信方法であって、
　前記円偏波の信号光を、位相変調型空間光変調素子の偏光方向に合致する方向の直線偏波の信号光に変換し、
　前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、前記位相画像にバーチャルレンズ画像を合成して合成画像を生成するとともに、前記合成画像を前記位相変調型空間光変調素子に供給し、
　前記位相変調型空間光変調素子で前記直線偏波の信号光を回折して集光し、
　前記回折して集光した直線偏波の信号光を検出器で受ける、受信方法。
［付記１５］
　前記合成画像を生成することは、
　前記位置情報に基づいて前記位相画像を生成し、
　前記バーチャルレンズ画像を記憶部に保持し、
　前記記憶部から前記バーチャルレンズ画像を取得し、
　前記位相画像と前記バーチャルレンズ画像とを合成して前記合成画像を生成する、ことを含む、付記１４に記載の受信方法。
［付記１６］
　前記検出器は、少なくとも２つの検出部を有し、
　前記信号光を受けることは、
　波長領域の異なる少なくとも２つの信号光を前記少なくとも２つの検出部で受けることを含む、付記１４または１５に記載の受信方法。
［付記１７］
　送信機から発せられた円偏波の信号光を受ける受信装置であって、
　前記円偏波の信号光を直線偏波の信号光に変換する偏光素子と、
　前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成する制御部と、
　前記位相画像が供給されて、前記直編偏波の信号光を回折して集光する位相変調型空間光変調素子と、
　前記回折して集光した直線偏波の信号光を受ける検出器とを備え、
　前記偏光素子は、前記位相変調型空間光変調素子の偏光方向に合致するように前記円偏波の信号光を直線偏波の信号光に変換する、受信装置。
［付記１８］
　付記１７に記載の受信装置と、
　前記受信装置に対して円偏波の信号光を発する少なくとも１つの送信機と、
　を含む、通信システム。
［付記１９］
　送信機から発せられた円偏波の信号光を受ける受信装置の受信方法であって、
　前記円偏波の信号光を、位相変調型空間光変調素子の偏光方向に合致する方向の直線偏波の信号光に変換し、
　前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、該位相画像を前記位相変調型空間光変調素子に供給し、
　前記位相変調型空間光変調素子で前記直線偏波の信号光を回折して集光し、
　前記回折して集光した直線偏波の信号光を受ける、受信方法。
　１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ・・・通信システム
　１１，１１Ａ・・・第１の信号光
　１２，１２Ａ・・・第２の信号光
　１３，１３Ｃ・・・回折光
　１３Ａ・・・第１の回折光
　１３Ｂ・・・第２の回折光
　１４・・・第１の円偏波の信号光
　１５・・・第２の円偏波の信号光
　１６・・・第１の直線偏波の信号光
　１７・・・第２の直線偏波の信号光
　１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ・・・受信装置
　１１０，１１０Ａ・・・制御部
　１１１・・・位相画像生成部
　１１２・・・記憶部
　１１３・・・バーチャルレンズ画像取得部
　１１４・・・合成画像生成部
　１２０・・・位相変調型空間光変調素子
　１３０，１３０Ａ・・・検出器
　１３１・・・第１の検出部
　１３２・・・第２の検出部
　１４０・・・レーザ光源
　１５０・・・コリメートレンズ
　１６０・・・フーリエ変換レンズ
　１７０・・・アパーチャ
　１８０・・・投射レンズ
　１９０・・・投射光
　２００，２００Ａ・・・送信機
　２００－１・・・第１の送信機
　２００－２・・・第２の送信機
　３１０・・・位相画像
　３２０・・・バーチャルレンズ画像
　３３０・・・合成画像
　４００・・・送受信装置
　５００・・・受信側偏光素子
　６００－１・・・第１の送信側偏光素子
　６００－２・・・第２の送信側偏光素子
　７００・・・情報処理装置
　７１０・・・制御部（ＣＰＵ：Central Processing Unit）
　７２０・・・記憶部
　７３０・・・ＲＯＭ（Read Only Memory）
　７４０・・・ＲＡＭ（Random Access Memory）
　７５０・・・通信インターフェース
　７６０・・・ユーザインターフェース

Claims (19)

  1. 　送信機から発せられた信号光を受信する受信装置であって、
    　前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、前記位相画像にバーチャルレンズ画像を合成して合成画像を生成する制御部と、
    　前記合成画像が供給されて、前記信号光を回折して集光する位相変調型空間光変調素子と、
    　前記回折して集光した信号光を受ける検出器とを備える、受信装置。
  2. 　前記制御部は、
    　前記位置情報に基づいて前記位相画像を生成する位相画像生成部と、
    　前記バーチャルレンズ画像を保持する記憶部と、
    　前記記憶部から前記バーチャルレンズ画像を取得するバーチャルレンズ画像取得部と、
    　前記位相画像と前記バーチャルレンズ画像とを合成して前記合成画像を生成する合成画像生成部とを備える、請求項１に記載の受信装置。
  3. 　前記検出器は、少なくとも２つの検出部を有し、
    　前記少なくとも２つの検出部は、互いに異なる波長帯域の信号光を受ける、請求項１または２に記載の受信装置。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の受信装置と、
    　前記受信装置に対して信号光を発する少なくとも１つの送信機と、
    を含む、通信システム。
  5. 　送信機から発せられた信号光を受信する受信方法であって、
    　前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、前記位相画像にバーチャルレンズ画像を合成して合成画像を生成するとともに、前記合成画像を位相変調型空間光変調素子に供給し、
    　前記位相変調型空間光変調素子で前記信号光を回折して集光し、
    　前記回折して集光した信号光を検出器で受ける、受信方法。
  6. 　前記合成画像を生成することは、
    　前記位置情報に基づいて前記位相画像を生成し、
    　前記バーチャルレンズ画像を保持し、
    　前記記憶部から前記バーチャルレンズ画像を取得し、
    　前記位相画像と前記バーチャルレンズ画像とを合成して前記合成画像を生成する、ことを含む請求項５に記載の受信方法。
  7. 　前記検出器は、少なくとも２つの検出部を有し、
    　前記信号光を受けることは、
    　波長領域の異なる少なくとも２つの信号光を前記少なくとも２つの検出部で受けることを含む、請求項５または６に記載の受信方法。
  8. 送信機から発せられた信号光を受信する受信装置の、前記信号光を回折し集光する位相変調型空間光変調素子の動作を制御するコンピュータに合成画像を生成させる合成画像生成プログラムであって、
    　前記コンピュータに、
    　前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、前記位相画像にバーチャルレンズ画像を合成して合成画像を生成する生成処理と、
    　前記合成画像を、前記位相変調型空間光変調素子に供給する供給処理と、
    を実行させる、合成画像生成プログラム。
  9. 　前記生成処理は、前記コンピュータに、
    　前記位置情報に基づいて前記位相画像を生成する処理と、
    　前記バーチャルレンズ画像を記憶部に保持する処理と、
    　前記記憶部から前記バーチャルレンズ画像を取得する処理と、
    　前記位相画像と前記バーチャルレンズ画像とを合成して前記合成画像を生成する処理と、
    を実行させる、請求項８に記載の合成画像生成プログラム。
  10. 　送信機から発せられた円偏波の信号光を受ける受信装置であって、
    　前記円偏波の信号光を直線偏波の信号光に変換する偏光素子と、
    　前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、前記位相画像にバーチャルレンズ画像を合成して合成画像を生成する制御部と、
    　前記合成画像が供給されて、前記直線偏波の信号光を回折して集光する位相変調型空間光変調素子と、
    　前記回折して集光した直線偏波の信号光を受ける検出器とを備え、
    　前記偏光素子は、前記位相変調型空間光変調素子の偏光方向に合致するように前記円偏波の信号光を直線偏波の信号光に変換する、受信装置。
  11. 　前記制御部は、
    　前記位置情報に基づいて前記位相画像を生成する位相画像生成部と、
    　前記バーチャルレンズ画像を保持する記憶部と、
    　前記記憶部から前記バーチャルレンズ画像を取得するバーチャルレンズ画像取得部と、
    　前記位相画像と前記バーチャルレンズ画像とを合成して前記合成画像を生成する合成画像生成部とを備える、請求項１０に記載の受信装置。
  12. 　前記検出器は、少なくとも２つの検出部を有し、
    　前記少なくとも２つの検出部は、互いに異なる波長帯域の信号光を受ける、請求項１０または１１に記載の受信装置。
  13. 　請求項１０～１２のいずれか１項に記載の受信装置と、
    　前記受信装置に対して円偏波の信号光を発する少なくとも１つの送信機と、
    　を含む、通信システム。
  14. 　送信機から発せられた円偏波の信号光を受ける受信方法であって、
    　前記円偏波の信号光を、位相変調型空間光変調素子の偏光方向に合致する方向の直線偏波の信号光に変換し、
    　前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、前記位相画像にバーチャルレンズ画像を合成して合成画像を生成するとともに、前記合成画像を前記位相変調型空間光変調素子に供給し、
    　前記位相変調型空間光変調素子で前記直線偏波の信号光を回折して集光し、
    　前記回折して集光した直線偏波の信号光を検出器で受ける、受信方法。
  15. 　前記合成画像を生成することは、
    　前記位置情報に基づいて前記位相画像を生成し、
    　前記バーチャルレンズ画像を記憶部に保持し、
    　前記記憶部から前記バーチャルレンズ画像を取得し、
    　前記位相画像と前記バーチャルレンズ画像とを合成して前記合成画像を生成する、ことを含む、請求項１４に記載の受信方法。
  16. 　前記検出器は、少なくとも２つの検出部を有し、
    　前記信号光を受けることは、
    　波長領域の異なる少なくとも２つの信号光を前記少なくとも２つの検出部で受けることを含む、請求項１４または１５に記載の受信方法。
  17. 　送信機から発せられた円偏波の信号光を受ける受信装置であって、
    　前記円偏波の信号光を直線偏波の信号光に変換する偏光素子と、
    　前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成する制御部と、
    　前記位相画像が供給されて、前記直編偏波の信号光を回折して集光する位相変調型空間光変調素子と、
    　前記回折して集光した直線偏波の信号光を受ける検出器とを備え、
    　前記偏光素子は、前記位相変調型空間光変調素子の偏光方向に合致するように前記円偏波の信号光を直線偏波の信号光に変換する、受信装置。
  18. 　請求項１７に記載の受信装置と、
    　前記受信装置に対して円偏波の信号光を発する少なくとも１つの送信機と、
    　を含む、通信システム。
  19. 　送信機から発せられた円偏波の信号光を受ける受信装置の受信方法であって、
    　前記円偏波の信号光を、位相変調型空間光変調素子の偏光方向に合致する方向の直線偏波の信号光に変換し、
    　前記送信機の位置を示す位置情報に基づいて位相画像を生成し、該位相画像を前記位相変調型空間光変調素子に供給し、
    　前記位相変調型空間光変調素子で前記直線偏波の信号光を回折して集光し、
    　前記回折して集光した直線偏波の信号光を受ける、受信方法。
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