JP2000036793A - 送受信一体型光通信装置 - Google Patents

送受信一体型光通信装置

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正和 山縣
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 レーザ光源32を含む送信部と、受信部と、
送信光及び受信光を分離する偏光分離手段とを有する送
受信部30;送受信系に共通の望遠光学系;及びこれら
の間に位置し、上記位置検出素子の出力に応じて駆動さ
れる光束偏向手段;を有する送受信一体型光通信装置に
おいて、クロストークの少ない送受信一体型光通信装置
を得る。 【解決手段】 送受信部30に、中心プリズム60とこ
れに接着される一対の補助プリズム70,80とを設け
て、これらの各接着面に、送信光は光束偏向手段に向け
て反射させ、受信光は透過させる偏光分離面61,62
と、該偏光分離面を透過した受信光を受光素子36と位
置検出素子37とに分割して与える光束分割面とを形成
し、さらに中心プリズム60に、その偏光分離面と光束
分割面とを受信光の入射方向に離間させる、該入射方向
と平行な方向の平面部を設けた送受信一体型光通信装
置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、光通信装置に関し、特に送受信
を同一の光学系で行う送受信一体型光通信装置に関す
る。
【0002】
【従来技術及びその問題点】図4は、本発明の対象とす
る送受信一体型の光通信装置の一例を示している。この
光通信装置は、望遠鏡光学系10、光束偏向手段20、
及び送受信部30を備えている。望遠鏡光学系10は、
送信光の投光と、受信光の受信に共通に使用されるもの
で、図示例では反射望遠鏡からなっている。光束偏向手
段20は、望遠鏡光学系10と送受信部30との間に位
置し、望遠鏡光学系10から送受信部30に至る受信光
と、送受信部30から望遠鏡光学系10に至る送信光の
方向を調節する。
【0003】送受信部30は、変調器31により送信情
報に応じて変調される、S偏光反射条件で設置された半
導体レーザ光源32と、この半導体レーザ光源32から
の直線偏光光束が入射するS偏光反射P偏光透過の偏光
ビームスプリッタ33とを有し、偏光ビームスプリッタ
33で反射したS偏光の直線偏光は、λ/4板34を介
して光束偏向手段20に入射する。送受信部30には、
別の光送信機(対向機)からの信号光を受光するため
に、偏光ビームスプリッタ33の透過光路上に、ビーム
スプリッタ35が設けられ、このビームスプリッタ35
での分割光路上に、信号用の受光素子36と、位置検出
素子37とがそれぞれ設けられている。すなわち、対向
機からの受信光は、λ/4板34を透過してP偏光の直
線偏光となり、偏光ビームスプリッタ33を透過してビ
ームスプリッタ35に至り、受光素子36と位置検出素
子37の双方に入射する。受光素子36で受信された受
信光は、信号処理回路38によって情報として取り出さ
れる。
【0004】以上の送受信一体型光通信装置は、通常、
同一構成の装置を半導体レーザ光源32からのレーザ光
束の到達範囲に対向させて設置し、お互いに変調器31
による変調信号を受光素子36で受光して利用する。
【0005】光束偏向手段20は、一対の光通信装置か
らの送受信光の平行性を維持するものであり、例えば、
直交二方向に駆動される偏向ミラーから構成される。こ
の偏向ミラーの回動部には、コイルと磁石からなる電磁
駆動装置が備えられ、この電磁駆動装置が、位置検出素
子37の出力によって駆動される。すなわち、位置検出
素子37は、送受信部30に入力する受信光の受信位置
(変化)を検出し、その出力を制御回路21及びXY駆
動系22を介してフィードバックして偏向ミラー20を
XYの二次元方向に駆動し、受信光を常時送受信部30
の正しい位置に入射させ、送信機の射出光と受信機の受
信光との平行性を維持する。
【0006】この送受信一体型光通信装置は、図4の概
念的構成では、半導体レーザ光源32からの送信光と、
信号用の受光素子36と位置検出素子37への受信光と
のクロストークが生じるおそれはない。しかし、実際の
装置構成では、偏光ビームスプリッタ33による偏光分
離が100%完全ではないこと(完全な偏光分離膜の構
成は事実上不可能で、数%の漏れ光(迷光)が避けられ
ないこと)、偏光ビームスプリッタ33とビームスプリ
ッタ35とを近接して設置する可能性が高いこと、等の
理由により、送信光が受信側の受光素子や位置検出素子
に入射するクロストークが生じる可能性がある。
【0007】
【発明の目的】本発明は従って、偏光ビームスプリッタ
とビームスプリッタ、つまり偏光分離面と光束分割面と
を隣接して設置する場合において、送信光と受信光のク
ロストーク、特に送信光が受信側に到達するクロストー
クの問題を解決できる送受信一体型光通信装置を得るこ
とを目的とする。
【0008】
【発明の概要】本発明は、送信情報に応じて変調される
レーザ光源を含む送信部と、変調レーザ光を受光する受
光素子と位置検出素子を含む受信部と、送信部からの送
信光と受信部への受信光を分離する偏光分離手段とを有
する送受信部;送信光を投光し、受信光を受光する送受
信系に共通の望遠光学系;及びこの望遠光学系と送受信
部の間に位置し、位置検出素子の出力に応じて駆動され
る光束偏向手段;を有する送受信一体型光通信装置にお
いて、送受信部に、中心プリズムとこの中心プリズムに
接着される一対の補助プリズムとを設けて、この中心プ
リズムと一対の補助プリズムとの各接着面に、レーザ光
源からの送信光を光束偏向手段に向けて反射させる一
方、望遠鏡から入射する受信光を透過させる偏光分離面
と、該偏光分離面を透過した受信光を受光素子と位置検
出素子とに分割して与える光束分割面とを形成し、か
つ、中心プリズムに、その偏光分離面と光束分割面とを
受信光の入射方向に離間させる、該入射方向と平行な方
向の平面部を形成したことを特徴としている。
【0009】中心プリズムと補助プリズムのケーシング
には、レーザ光源から偏光分離面に入射して透過する漏
れ光を外部に放出する穴を穿設することが望ましい。あ
るいは(さらに)、偏光分離面と光束分割面の境界部に
伸び、光束がレーザ光源側から光束分割面側に至るのを
防ぐ分割壁を設けることが望ましい。
【0010】中心プリズムは、具体的には、延長面が互
いに直交する、上記偏光分離面と光束分割面、及びこの
偏光分離面と光束分割面に対してそれぞれ45゜をなす
上記平面部とを有する変形直角プリズムとし、一対の補
助プリズムは、この中心プリズムの偏光分離面と光束分
割面とにそれぞれ接着される接着面と、この接着面に対
してそれぞれ45゜をなし互いに直角をなす入出射面と
を有する直角プリズムから構成することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、本発明による送受信一体
型光通信装置の送受信部の第一の実施形態を示すもの
で、図4の従来装置と同一の構成要素には同一の符号を
付している。本実施形態では、偏向ミラー20と、送受
信部30との間に、第二アフォーカル光学系40が配置
されている。この第二アフォーカル光学系40は、偏向
ミラー20側から送受信部30側に順に、正レンズ群4
0Aと負レンズ群40Bを有する。アフォーカル光学系
は、一組の物点と像点が無限遠にあり、入射光が略平行
であるとき出射光も略平行となるような光学系であり、
物体側から30側に光束径を縮径する。この縮径比(倍
率)は、望遠鏡光学系(第一アフォーカル光学系)10
のそれを1:4(4倍)程度、第二アフォーカル光学系
40のそれを1:2(2倍程度)とすることができる。
【0012】送受信部30は、変形直角プリズムからな
る中心プリズム60と、一対の直角プリズムからなる補
助プリズム70、80を有している。中心プリズム60
は、延長面が互いに直角(90゜)をなし、第二アフォ
ーカル光学系40の光軸40Xに対して45゜をなす接
着面61、62と、この接着面61、62に対してそれ
ぞれ45゜をなす、光軸Oと平行な平面部63、64と
を有している。幅狭の平面部63は、接着面61、62
を第二アフォーカル光学系40の光軸40X方向に離間
させる作用をしている。
【0013】補助プリズム70は、この中心プリズム6
0の接着面61と接着される接着面71と、この接着面
71に対して45゜をなし互いに直交する入出射面7
2、73を有している。同様に、補助プリズム80は、
中心プリズム60の接着面62と接着される接着面81
と、この接着面81に対して45゜をなし互いに直交す
る入出射面82、83を有している。
【0014】中心プリズム60の接着面61と、補助プ
リズム70の接着面71との接着面には、偏光分離膜が
介在していて偏光分離面PBSが構成されており、中心
プリズム60の62と補助プリズム80の接着面81と
の接着面には、光束分割膜が介在していて光束分割面B
Sが構成されている。偏光分離面PBSは、第二アフォ
ーカル光学系40の光軸40Xと半導体レーザ光源32
の光軸32Xに対してそれぞれ45゜をなし、光束分割
面BSは、第二アフォーカル光学系40の光軸40Xと
位置検出素子37系の光軸37Xに対してそれぞれ45
゜をなしている。受光素子36系の光軸36Xは、第二
アフォーカル光学系40の光軸40Xと一致している。
【0015】半導体レーザ光源32の光軸32X上に
は、半導体レーザ光源32からの光束を平行光束とする
コリメータレンズ51が配設され、受光素子36系の光
軸36X上には、受信平行光束を受光素子36に結像さ
せる集光レンズ52とバンドパスフィルタ54が配置さ
れ、位置検出素子37の光軸37X上には、受信平行光
束を位置検出素子37に結像させる集光レンズ53とバ
ンドパスフィルタ55が配置されている。補助プリズム
70の入出射面72、73、及び補助プリズム80の入
出射面82、83はそれぞれの面を通る各光軸と直交し
ている。受光素子36と位置検出素子37の位置は、交
換することができる。なお中心プリズム60、補助プリ
ズム70、80の接着体は、ケーシング90中に支持さ
れている。その具体的な支持部材の図示は省略してい
る。
【0016】半導体レーザ光源32と偏光分離面PBS
は、S偏光反射条件で設置されており、半導体レーザ光
源32から出射され、コリメータレンズ51で平行光束
とされた後、偏光分離面PBSで反射するS偏光光束
は、第二アフォーカル光学系40、偏向ミラー20、及
び望遠鏡光学系10を介して相手側の光通信装置に投光
される。また、受信光に着目すると、望遠光学系10、
光束偏向手段20、第二アフォーカル光学系40を介し
て送受信部30の補助プリズム70、中心プリズム6
0、補助プリズム80を透過する受信光束は平行光束で
あり、偏光分離面PBSの角度依存性の問題を回避でき
る。なお、λ/4板34は、対向機間の偏光面を90゜
回転させるためのものである。
【0017】上記構成の本送受信一体型光通信装置は、
従来装置と同様に、同一構成の装置を半導体レーザ光源
32からのレーザ光束の到達範囲に対向させて設置し、
お互いに変調器31による変調信号を受光素子36で受
光して利用する。このとき、半導体レーザ光源32から
のレーザ光束は、原理的には100%が偏光分離面PB
Sで反射しS偏光光束だけが第二アフォーカル光学系4
0、偏向ミラー20、望遠鏡光学系10を介して投光さ
れるが、実際には数%の洩れ光が偏光分離面PBSを通
過する。この通過光は、隣接している位置検出素子37
または受光素子36に至りクロストークの問題を生じさ
せる可能性がある。つまり、対抗機からのP偏光光束
が、偏光分離面PBSを通過して光束分割面BSで分割
され、位置検出素子37と受光素子36で受光される
際、これらの受信光に送信光の洩れ光が混信し、受信信
号又は(及び)位置検出信号が悪影響を受ける可能性が
ある。
【0018】本実施形態では、中心プリズム60に形成
されている平面部63によって、接着面61と62(偏
光分離面PBSと光束分割面BS)の距離が離間させら
れており、このため、このクロストークの問題を回避す
ることができる。
【0019】図2は、本発明による送受信一体型光通信
装置の別の実施形態を示す。この実施形態は、偏光分離
面PBSを透過した光束をケーシング90の外に積極的
に出すために、ケーシング90に、偏光分離面PBSの
透過光路上に位置させて洩れ光束放出穴91を穿設した
実施形態である。
【0020】図3は、本発明による送受信一体型光通信
装置の別の実施形態を示す。この実施形態は、偏光分離
面PBSと光束分割面BSとの間に、光路分割壁92を
設けて偏光分離面PBSを透過した光束が位置検出素子
37(受光素子36)側に至るのを防止した実施形態で
ある。図2、図3におけるこの他の構成は、実質的に図
1の実施形態と同一であり、同一要素には同一の符号を
付して説明を省略する。図2の実施形態と図3の実施形
態は、併用することができる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、送受信一体型光通信装
置において、クロストークの問題を回避することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の送受信一体型光通信装置の送受信部の
第一の実施形態を示す断面図である。
【図2】本発明の送受信一体型光通信装置の送受信部の
第二の実施形態を示す断面図である。
【図3】本発明の送受信一体型光通信装置の送受信部の
第二の実施形態を示す断面図である。
【図4】従来の送受信一体型光通信装置の一例を示す系
統図である。
【符号の説明】
10 望遠光学系(第一アフォーカル光学系) 20 光束偏向手段 30 送受信部 31 変調器 32 半導体レーザ光源 36 受光素子 37 位置検出素子 38 信号処理回路 40 第二アフォーカル光学系 60 中心プリズム 61 62 接着面 63 平面部 70 80 補助プリズム 71 72 81 82 接着面 90 ケーシング 91 洩れ光束放出穴 92 光路分割壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 洋一 東京都練馬区東大泉二丁目5番2号 旭精 密株式会社内 (72)発明者 山縣 正和 東京都練馬区東大泉二丁目5番2号 旭精 密株式会社内 (72)発明者 若宮 俊一郎 東京都練馬区東大泉二丁目5番2号 旭精 密株式会社内 Fターム(参考) 2H087 KA22 LA30 RA41 RA43 TA01 TA04 5K002 AA05 AA07 BA02 BA13 CA21 FA04

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信情報に応じて変調されるレーザ光源
    を含む送信部と、変調レーザ光を受光する受光素子と位
    置検出素子を含む受信部と、上記送信部からの送信光と
    上記受信部への受信光を分離する偏光分離手段とを有す
    る送受信部;送信光を投光し、受信光を受光する送受信
    系に共通の望遠光学系;及びこの望遠光学系と送受信部
    の間に位置し、上記位置検出素子の出力に応じて駆動さ
    れる光束偏向手段;を有する送受信一体型光通信装置に
    おいて、 上記送受信部は、中心プリズムとこの中心プリズムに接
    着される一対の補助プリズムとを有し、 この中心プリズムと一対の補助プリズムとの各接着面に
    は、上記レーザ光源からの送信光を光束偏向手段に向け
    て反射させる一方、望遠鏡から入射する受信光を透過さ
    せる偏光分離面と、該偏光分離面を透過した受信光を上
    記受光素子と位置検出素子とに分割して与える光束分割
    面とが形成されており、 かつ、上記中心プリズムに、その偏光分離面と光束分割
    面とを受信光の入射方向に離間させる、該入射方向と平
    行な方向の平面部が形成されていることを特徴とする送
    受信一体型光通信装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の送受信一体型光通信装置
    において、上記中心プリズムと補助プリズムのケーシン
    グに、レーザ光源から上記偏光分離面に入射して透過す
    る漏れ光を外部に放出する穴が穿設されている送受信一
    体型光通信装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の送受信一体型光
    通信装置において、偏光分離面と光束分割面の境界部に
    伸び、光束がレーザ光源側から光束分割面側に至るのを
    防ぐ光路分割壁が設けられている送受信一体型光通信装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項記載の
    送受信一体型光通信装置において、中心プリズムは、延
    長面が互いに直交する、上記偏光分離面と光束分割面、
    及びこの偏光分離面と光束分割面に対してそれぞれ45
    ゜をなす上記平面部とを有し、一対の補助プリズムは、
    この中心プリズムの偏光分離面と光束分割面とにそれぞ
    れ接着される接着面と、この接着面に対してそれぞれ4
    5゜をなし互いに直交する入出射面とを有する直角プリ
    ズムからなっている送受信一体型光通信装置。
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