JP2000347329A - 光空間伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低消費電力化とデータ信号の高速伝送を可能に
し、かつ、データ伝送を高品位で実施できるようにする
こと。 【解決手段】相対的に移動する第１及び第２の物体1-10
,1-11のうち、第１の物体にはデータ送信用の発光素子
1-1を配置し、該発光素子から放射される光は、光学的
に透明な固体材料中に光学的に反射する反射材料 1-6を
配置した放射パターン整形素子 1-4を介して前記第２の
物体の受光素子 1-2にて受信する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＸ線ＣＴ装
置の如く、移動する検出部で検出したデータ信号を空間
を介して送受信するための光空間伝送装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置は、被検体の断面に対して
種々の方向からＸ線ビームを照射し、その透過線量を検
出することにより、被検体断面各位置でのＸ線吸収デー
タを収集し、その収集データを再構成演算処理すること
により、被検体断面各位置のＸ線吸収率を反映した断面
像を画像として得る装置である。

【０００３】このＸ線ＣＴ装置では、被検体に対して例
えば、扁平で扇状に広がるファンビームＸ線を照射する
ためのＸ線源と、このＸ線源に被検体を介して対向して
配され、被検体である例えば動物の身体に関するＸ線吸
収データを取得する検出器とを保持した回転部と、この
回転部の検出器から受け取ったＸ線吸収データを演算処
理する演算処理部が配置される固定部がある。そして、
回転部は被検体を配置できるように、例えば、中央部分
に孔を設けたドーナッツ状であり、その中央の孔に被検
体を配置すると共に、被検体の外周に沿ってＸ線源と検
出器とが回転できるように、回転部は中央部分の孔の位
置にある中心点を回転中心として回転する仕組みであ
る。

【０００４】従って、検出系は被検体に対して回転移動
する構成であり、回転が自由にできるようにして、しか
も、固定側に設ける演算処理部に対してＸ線吸収データ
を確実に伝送できるようにするためには、有線回線によ
る通信は不向きで、無線回線化が望ましい。すなわち、
回転部と固定部の間の通信にはワイヤレス化が望まし
い。

【０００５】そのため、この場合のデータ伝送にはワイ
ヤレス通信が採用されることになるが、従来のＸ線ＣＴ
装置ではこのワイヤレス化を実現するための構成とし
て、図８に示すような光空間伝送が用いられている。

【０００６】すなわち、図８の構成においては、回転部
にＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）１
ａ〜１ｄを配列し、固定部にＰＤ（ Photo Diode；フォ
トダイオード）を配置している。詳しく説明する。

【０００７】図８において、４は回転部の構成要素であ
るドーナツ状の回転体、４ａはこの回転体４の中央にあ
る被検体配置のための孔、３は固定体で、回転体４は固
定体３に回転可能に支えられている。１ａ〜１ｄはＬＥ
Ｄで、Ｘ線吸収データをワイヤレスで伝送するための光
源であり、回転中心を中心とする所定の円上に位置させ
て回転体４上に等間隔で設けられる。２はＰＤで、固定
体３上の定位置に配され、回転体４の回転に伴って移動
して来る回転体４上のＬＥＤ １ａ〜１ｄからの光信号
を受信するものである。

【０００８】５はＬＥＤ １ａ〜１ｄからの光ビーム、
６は回転方向、７はデータ送出部であり、このデータ送
出部７は図示しない検出器で逐次検出されるＸ線吸収デ
ータを変調信号のかたちでＬＥＤ １ａ〜１ｄに送出す
るものであって、ＬＥＤ １ａ〜１ｄはデータ送出部７
からの変調信号対応に光を変調して出力することで、Ｘ
線吸収データを光信号として送信することができるもの
である。

【０００９】８は配線であって、データ送出部７とＬＥ
Ｄ １ａ〜１ｄとの間を結ぶ配線を示している。Ｓは回
転体４の孔４ａに配置された被検体である。

【００１０】上記構成の従来システムの動作を説明す
る。回転体４中のデータ送出部７で取得した動物の身体
に関するデータは一括して、配線８を介して、それぞれ
の接続先のＬＥＤ １ａ〜１ｄに変調信号として印加さ
れる。各ＬＥＤ １ａ〜１ｄはこの変調信号対応に変調
した光を発光してこれを光信号として出射する。ＬＥＤ
１ａ〜１ｄから空間に放出された光信号は固定体３に配
置されたＰＤ ２で受信され、復調される。

【００１１】ＬＥＤ １ａ〜１ｄは図では簡単のために
４個等間隔配置した例を示しているが、実際はそれより
もっと多数が等間隔配置されて備えられた構成となって
おり、また、各ＬＥＤ １ａ〜１ｄの光の照射野とＰＤ
２の検出視野も広いので、回転体４がどのような回転位
置にあっても、固定体３側のＰＤ ２でＬＥＤ １ａ〜１
ｄのいずれかの光信号を受信できるようにしている。

【００１２】このようにして、光空間伝送を実現し、固
定体にデータを転送している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来の光空間
伝送装置では、回転部４がどのような回転位置にあって
も、固定部３側のＰＤ ２で、回転部４のＬＥＤの光信
号を受信できるようにするために、ＬＥＤの設置数が多
く、そのため、配線数の増大を招き、また、消費電力が
増大してしまう。そして、そのために、データ送出部７
も出力が大きいなものを使用する必要があった。

【００１４】また、Ｘ線ＣＴ装置は、検査時間を短縮す
るために膨大なデータをリアルタイムで送信する要求が
大きいが、ＬＥＤは高速変調に不向きな上、多数のＬＥ
Ｄを駆動するには大電流のドライバが必要となる。しか
し、大電流の高速ドライバは実現しにくいという問題が
ある。

【００１５】また、ＬＥＤ光の場合、拡散光となるが、
この拡散光が直接、空間に放射されるので、他のＬＥＤ
からの光信号との間での干渉が生じ易い。そのために、
データ信号のパラレル化が困難である。つまり、シリア
ル伝送より、パラレル伝送にした方が、データの伝送量
は大きくなるが、ＬＥＤを光源とした場合、光干渉のた
めにパラレル伝送が採用しにくい。

【００１６】勿論、高速変調と云う観点から考えると、
光源としてのＬＥＤをＬＤ（レーザダイオード）にする
ことが容易に考えられる。

【００１７】しかし、ＬＤは高速応答性が良い反面、Ｌ
Ｄからのレーザ光は干渉性が強いため、隣接ＬＤからの
レーザ光と干渉し易く、その場合に干渉雑音が発生し
て、光空間伝送装置として問題が残る。

【００１８】また、本願発明者等がデータ伝送速度を高
速化する場合に関して検討したところ、データ送出部７
からそれぞれの発光素子ＬＥＤ １ａ〜１ｄ までの配線
距離は異なっているため、遅延量がばらつき、データの
ビット位相が定まらないという問題があることが分かっ
た。すなわち、回転部４に対して発光素子であるＬＥＤ
は多数が等間隔配置されるが、データ送出部７は一つで
あり、そのため、それぞれのＬＥＤに対する配線長に違
いが生じる。データの高速伝送の場合、この長さの差は
データの遅延量として顕在化してしまう。

【００１９】そして、この場合、特に遅延量のばらつき
が１ビットのタイムスロットを越えるような場合は、受
信されないデータが生じるばかりか、受信動作自体が不
能となる。

【００２０】そこで、この発明の目的とするところは、
例えば、周回する光源に対して定位置に固定配置された
受光素子との間でデータを光伝送する場合に、データの
遅延発生を抑制できるようにすると共に、高速でデータ
伝送できるようにした光伝送装置を提供することにあ
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために本発明の光空間伝送装置は、次の内容を特徴と
する。

【００２２】［１］．第１には、所定の軌跡を辿って相
対的に移動する第１及び第２の物体のうち、前記第１の
物体には、データを光送信するための発光素子を配置
し、前記第２の物体には光信号を受信するための受光素
子を配置すると共に、前記第１の物体には棒状であって
その軸線が前記受光素子に対峙する軌跡に沿って移動す
る位置に関係を保持して設けられ、前記発光素子から放
射される光を自己の長手方向各位置で散乱させるべく、
光透過性で光散乱性を持つ反射材料を、光学的に透明な
固体材料中に分布させてなる放射パターン整形素子を設
けた構成とすることを特徴とするものである。

【００２３】このような構成によれば、前記第１の物体
に、データの光送信用の発光素子と放射パターン整形素
子とがあり、発光素子からの光信号は棒状の放射パター
ン整形素子に導かれて当該放射パターン整形素子の長手
位置各位置から乱反射により外部に放出されることにな
り、しかも、この放射パターン整形素子の長手位置各位
置は前記第１および第２の物体の相対移動に伴って第２
の物体の受光素子位置を通過することとなるから、当該
放射パターン整形素子が受光素子位置を通過するに際し
て、当該放射パターン整形素子の長さにわたり、光信号
は受光素子で受信できることになる。そして、当該放射
パターン整形素子の末端までの間で、光信号を乱反射し
きってしてしまえば、当該放射パターン整形素子に隣接
して他の発光素子と放射パターン整形素子の組が連なっ
ていたとしても、当該放射パターン整形素子から当該隣
接放射パターン整形素子にレーザ光が侵入して干渉を引
き起こす心配がなくなる。

【００２４】従って、光源としてＬＤ（レーザダイオー
ド）を用いても、隣接ＬＤからのレーザ光との干渉が抑
制できるようになり、干渉雑音発生を抑制できると共に
レーザ素子を用いて高速通信が可能な光空間伝送装置を
実現できるようになる。

【００２５】［２］．第２には、所定の軌跡を辿って相
対的に移動する第１及び第２の物体のうち、前記第１の
物体にデータを光送信するための発光素子を配置し、前
記第２の物体には光信号を受信するための受光素子を配
置すると共に、前記第２の物体には棒状であってその軸
線が前記受光素子に対峙する軌跡に沿って移動する位置
に関係を保持して設けられ、前記発光素子から放射され
る光を自己の長手方向各位置で散乱させるべく、光透過
性で光散乱性を持つ反射材料を、光学的に透明な固体材
料中に分布させた放射パターン整形素子を設けた構成と
することを特徴とするものである。

【００２６】このような構成によれば、前記第１の物体
に、データの光送信用の発光素子があり、前記第２の物
体には放射パターン整形素子と受光素子とがあり、発光
素子からの光信号は前記第１の物体における発光素子の
移動軌跡に沿って配された棒状の放射パターン整形素子
に導かれて当該放射パターン整形素子の長手位置各位置
より内部に取り込まれることとなり、取り込まれた光信
号は内部の反射体で乱反射されて当該放射パターン整形
素子内を伝搬し、受光素子へと導かれて電気信号として
受信される。

【００２７】本システムでは、放射パターン整形素子の
長手位置各位置は前記第１および第２の物体の相対移動
に伴って発光素子が通過することとなるから、当該放射
パターン整形素子位置上を受光素子が通過するに際し
て、当該放射パターン整形素子の長さにわたり、光信号
は受光素子で受信できることになる。

【００２８】そして、当該放射パターン整形素子の末端
に光吸収体を設けて余分な光信号を吸収してしまえば、
当該放射パターン整形素子に隣接して他の受光素子と放
射パターン整形素子の組が連なっていたとしても、当該
放射パターン整形素子から当該隣接放射パターン整形素
子に受信レーザ光が侵入して干渉を引き起こす心配がな
くなる。

【００２９】従って、光源としてＬＤ（レーザダイオー
ド）を用いても、隣接ＬＤからのレーザ光との干渉が抑
制できるようになり、干渉雑音発生を抑制できると共に
レーザ素子を用いて高速通信が可能な光空間伝送装置を
実現できるようになる。

【００３０】［３］． 第３には、所定の円軌跡を辿っ
て相対的に移動する第１及び第２の物体のうち、前記第
１の物体には、データを光送信するための発光素子を配
置し、前記第２の物体には光信号を受信するための受光
素子を配置すると共に、前記第１の物体には当該第１の
物体の回転中心と同心的に配されるリング状であって当
該第１の物体の回転時には、全周にわたり前記受光素子
に対峙する位置関係を保って前記受光素子に対し相対的
に回転移動すると共に、前記発光素子から放射される光
を自己の長手方向各位置で散乱させるべく、光透過性で
光散乱性を持つ反射材料を、光学的に透明な固体材料中
に分布させてなる放射パターン整形素子を設けた構成と
することを特徴とするものである。

【００３１】この構成によれば、第１及び第２の物体は
少なくとも一方が他方に対して所定の円軌跡を辿って相
対的に移動する関係にあり、前記第１の物体にはデータ
を光送信するための発光素子を配置し、前記第２の物体
には光信号を受信するための受光素子を配置してある。
そして、第１及び第２の物体は少なくとも一方が他方に
対して所定の円軌跡を辿って相対的に移動するが、その
際、第１の物体に設けてあるリング状の放射パターン整
形素子はその全周にわたり前記受光素子に対峙する位置
関係を保って前記受光素子に対し相対的に回転移動す
る。そして、放射パターン整形素子は、第１の物体に設
けてある前記発光素子から放射される光を自己の長手方
向各位置で散乱させる。この散乱光は前記第２の物体に
設けてある受光素子にて検出される結果、発光素子から
の光信号はこの受光素子にて受信されることになる。

【００３２】この構成によれば、所定の円軌跡を辿って
相対的に移動する第１及び第２の物体間で、光によるデ
ータ信号の授受を行うことができることから、Ｘ線によ
り被検体の周囲を走査して被検体断面の組織のＸ線吸収
データを収集し、その収集データを用いて被検体断面画
像を再構成する画像診断装置としてのＸ線ＣＴ装置に適
用して最適なワイヤレスの光空間伝送装置を得ることが
できるようになる。

【００３３】［４］．第４には、所定の円軌跡を辿って
相対的に移動する第１及び第２の物体のうち、前記第１
の物体には、データを光送信するための発光素子を、所
定の間隔を存して複数配置し、前記第２の物体には光信
号を受信するための受光素子複数を所定の間隔を存して
配置すると共に、前記第１の物体には当該第１の物体の
回転中心と同心的に配されるリング状であって当該第１
の物体の回転時には、全周にわたり前記受光素子に対峙
する位置関係を保って前記受光素子に対し相対的に回転
移動すると共に、前記複数の発光素子のうち、それぞれ
対応する一つの発光素子から放射される光を自己の長手
方向各位置で散乱させるべく、光透過性で光散乱性を持
つ反射材料を、光学的に透明な固体材料中に分布させて
なる放射パターン整形素子複数本を１本に繋げたものを
設けた構成とすることを特徴とするものである。

【００３４】この構成によれば、第１及び第２の物体は
少なくとも一方が他方に対して所定の円軌跡を辿って相
対的に移動する関係にあり、前記第１の物体にはデータ
を光送信するための発光素子を配置し、前記第２の物体
には光信号を受信するための受光素子を配置してある。
そして、第１及び第２の物体は少なくとも一方が他方に
対して所定の円軌跡を辿って相対的に移動するが、その
際、第１の物体に設けてあるリング状の放射パターン整
形素子はその全周にわたり前記受光素子に対峙する位置
関係を保って前記受光素子に対し相対的に回転移動す
る。そして、放射パターン整形素子は、第１の物体に設
けてある前記発光素子から放射される光を自己の長手方
向各位置で散乱させる。この散乱光は前記第２の物体に
設けてある受光素子にて検出される結果、発光素子から
の光信号はこの受光素子にて受信されることになる。

【００３５】この構成によれば、所定の円軌跡を辿って
相対的に移動する第１及び第２の物体間で、光によるデ
ータ信号の授受を行うことができることから、Ｘ線によ
り被検体の周囲を走査して被検体断面の組織のＸ線吸収
データを収集し、その収集データを用いて被検体断面画
像を再構成する画像診断装置としてのＸ線ＣＴ装置に適
用して最適なワイヤレスの光空間伝送装置を得ることが
できるようになる。

【００３６】また、第１の物体に設けられる放射パター
ン整形素子はリング状であって、第１の物体が第２の物
体に対して相対的に回転運動する時にはリング状の放射
パターン整形素子はその一部が必ず第２の物体における
受光素子上に位置する如く対峙して移動する。そのた
め、常にデータ通信が可能な構成となり、また、受光素
子を複数箇所に設置し、放射パターン整形素子も複数を
１本に繋いでリング状にすると共に、各放射パターン整
形素子毎に発光素子を設けて光伝送する構成とすると、
受光素子数分の光伝送チャネルが確保できるようになる
から、これにより、データ伝送容量の増大を図ることが
できるようになる。

【００３７】［５］．上記［１］項乃至［４］項に記載
の光空間伝送装置において、前記反射材料は、光学的に
乱反射体とすることを特徴とする。

【００３８】この乱反射により、レーザ光が他のレーザ
光と干渉を引き起こす波長関係にあってもその心配が無
くなり、良好な通信が可能である。

【００３９】［６］． また、第６には、［１］項乃至
［５］項における光空間伝送装置において、前記放射パ
ターン整形素子には表面の一部もしくは全部に前記放射
パターン整形素子の固体材料の屈折率より低い屈折率を
有するクラッド層が形成されて、前記クラッド層を保持
する事により、前記放射パターン整形素子を固定する構
成とすることを特徴とする。

【００４０】このように、放射パターン整形素子とし
て、表面にクラッド層を設けた構成を採用すれば、発光
素子からのレーザ光は放射パターン整形素子内を反射し
ながら伝搬する。そして、伝搬するレーザ光のうち、ク
ラッド層への入射角度の大きな成分（すなわち、伝搬の
遅い成分）はクラッド層で反射されずにクラッド層ヘと
抜けてしまうこととなるから、遅い成分が除去されてそ
の影響を無視できるようになる分、より高速の通信が出
来る。

【００４１】尚、クラッド層を保持体にて支えるので、
発光素子からの光ビームが保持体部分で吸収されたり、
外部に漏洩されたりすることが無いように、放射パター
ン整形素子を固定できる。

【００４２】［７］． 第７には、［１］乃至［６］項
の光空間伝送装置において、前記第１及び第２の物体が
相対的に移動する方向と直交する方向から前記発光素子
の光を前記放射パターン整形素子に入射する構成とす
る。

【００４３】［８］． 第８には、［１］乃至［７］項
の光空間伝送装置において、前記第１及び第２の物体の
うち、前記第１の物体は回転体で、前記第２の物体は固
定体であり、放射パターン整形素子には光の吸収体を設
けてあることを特徴とする。

【００４４】このような構成とすると、放射パターン整
形素子の末端に到達した光は光の吸収体により吸収され
てしまうから、雑音光となることが無く、従って、光伝
送の品質を保持できる。

【００４５】［９］． 第９には、［４］項の光空間伝
送装置において、前記複数の発光素子は同時に同じデー
タを発光するように、データ信号の供給を受ける信号源
からの遅延を調整したことを特徴とする。

【００４６】このようにしてあると、各発光素子は時間
遅れなく同時にデータを送信することができるようにな
り、複数チャネル構成にした場合に、授受するデータの
ビット位相遅れが問題とならない。そのため、受信デー
タの品質を維持することができ、良質のデータ伝送を可
能にする。

【００４７】［10］． 第10には、所定の軌跡を辿って
相対的に移動する第１及び第２の物体のうち、少なくと
も前記第１の物体には、データを光送信するための発光
素子を配置し、前記第２の物体には光信号を受信するた
めの受光素子を配置し、また、前記第１または第２の物
体のいずれかには光学的に透明で細長い固体材料中に光
学的に反射する反射材料を配置した放射パターン整形素
子を設けると共に、前記発光素子から放射される光は、
この放射パターン整形素子で受光し、この放射パターン
整形素子内を伝搬させて受光素子に与える構成とし、且
つ、前記放射パターン整形素子の長さＬはデータ伝送速
度をｆ［ｂｐｓ］、光速をｃ［ｍ／ｓ］とした時にｃ／
（２ｆ）以下とすることを特徴とする。

【００４８】このような構成において、相対的に回転運
動する第１及び第２の物体のうち、前記第１の物体には
データを送信する発光素子を配置し、この発光素子から
放射される光は、光学的に透明な固体材料中に光学的に
反射する反射材料を配置した放射パターン整形素子を通
過したのち、前記第２の物体に配置してある受光素子で
前記データを受信するが、前記放射パターン整形素子の
長さＬはデータ伝送速度をｆ［ｂｐｓ］、光速をｃ［ｍ
／ｓ］とした時にｃ／２ｆ以下としている。そして、放
射パターン整形素子の長さがこの長さにしてあると、受
信するデータのビット位相遅れが問題とならない。その
ため、受信データの品質を維持することができ、良質の
データ伝送を可能にする。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を参照して説明する。

【００５０】（第１の実施例）図１は本発明の基本構成
である第１の実施例を示す構成図である。

【００５１】図１において、１−１はＬＤ（Laser Diod
e ；レーザダイオード）、１−３はドライバ、１−２は
ＰＤ（ Photo Diode；フォトダイオード）、１−４は放
射パターン整形素子、１−５は光学的に透明な素子、１
−６は光学的に反射する物質、１−８は光反射体、１−
７は光吸収体、１−９は光ビーム、１−１０は第１の物
体、１−１１は第２の物体を示す。尚、第１の物体１−
１０と第２の物体１−１１は相対的に移動している。

【００５２】ここで、上記の放射パターン整形素子１−
４は、透明な棒状のものであって、ＬＤ １−１からの
変調されたレーザ光を導光して各位置でそれぞれ所定方
向にレーザ光を分配するためのものである。具体的には
上記放射パターン整形素子１−４は、光学的に透明な素
子１−５を棒状にしたものの中に、光学的に反射する素
子１−６を複数、直列的に配置して構成したものであ
り、光学的に透明な素子１−５は基本的には光ファイバ
のコアのようなものである。

【００５３】また、光学的に反射する素子１−６は、光
散乱性を持つ光透過物体で作られており、例えば、乳白
色半透明アクリルのブロックなどが利用可能である。こ
の反射物質１−６は複数個用意されており、レーザ光路
に沿って順に直列配置される。

【００５４】また、前記光反射体１−８は、棒状の前記
放射パターン整形素子１−４の一端部側側面に対峙して
配されたＬＤ １−１からの変調されたレーザ光を、当
該放射パターン整形素子１−４に導入して、当該放射パ
ターン整形素子１−４内をその軸方向に反射させるため
の反射体であり、また、光吸収体１−７は、前記放射パ
ターン整形素子１−４の他端部側に配置されたレーザ吸
収用の素子である。

【００５５】光ビーム１−９は、前記光反射体１−８で
反射されて光吸収体１−７に向かうＬＤ １−１からの
レーザ光である。

【００５６】複数個用意された反射物質１−６は、光ビ
ーム１−９のレーザ光路に沿って順に直列配置される
が、光ビーム１−９の光量は当該反射物質１−６による
乱反射の影響で、進行するに連れて減衰することとなる
から、乱反射する光量がどの反射素子でも等しくなるよ
うに、配列位置に応じてその寸法を変えてある。すなわ
ち、反射物質１−６はその立体的形状は例えば、直方体
状であり、光はその直方体の中心軸線方向に沿って入射
して来る。そのため、光源からの距離が遠くにある反射
物質１−６については、近くにあるものに比べて、光ビ
ームをより多く得るために入射面を大きく（面積を大き
く）、また、得た光ビームを効率よく出力するために、
出射面も大きく（面積を大きく）する。ここでいう出射
面とは、光の進入してくる方向と直交する方向の面であ
る。

【００５７】また、前記放射パターン整形素子１−４お
よびＬＤ １−１は従来技術で説明した回転体に相当す
る前記第１の物体１−１０に取り付けられ、また、従来
技術で説明した固定体に相当する第２の物体１−１１に
はＰＤ １−２が設けられ、前記第１の物体１−１０の
放射パターン整形素子１−４から反射素子１−６によっ
て乱反射されるレーザ光をＰＤ１−２で受光する仕組み
である。従来技術の回転体に相当する前記第１の物体１
−１０の進行方向に沿って反射物質１−６が配列される
ように構成しておくことにより、第２の物体１−１１上
のＰＤ １−２は、定位置において放射パターン整形素
子１−４から反射素子１−６によって乱反射されるレー
ザ光を逐次受光することができ、回転体側で収集したＸ
線吸収データを固定体側で光通信により受信することが
できる構成である。

【００５８】次に、上記構成の本装置の動作について説
明する。データ信号対応に変調されたＬＤ １−１から
の光ビーム１−９は、放射パターン整形素子１−４にそ
の一端部側から注入される。この光ビーム１−９は放射
パターン整形素子１−４中では、まず光反射体１−８に
て全反射されることにより、図１では右方向に光が進行
するように曲げられる。

【００５９】この放射パターン整形素子１−４中には光
学的に透明な物質１−５が満たされており、一部に光学
的に反射する物質１−６が埋め込まれている。この光学
的に反射する物質１−６により光ビームは光学的に透明
な物質１−５外に放射され、ＰＤ１−２により受信され
る。

【００６０】光学的に反射する物質１−６は図１では右
方向に進行するに従い、ＬＤからの透過レーザ光量が減
るので、それを補うように長く、太くしている。

【００６１】このようにした結果、放射パターン整形素
子１−４から放射される光強度は均一となり、終端近傍
でも良好なデータ伝送が可能となる。

【００６２】また、放射パターン整形素子１−４中には
その終端に、光吸収体１−７が設けられており、最終段
の光学的反射物質１−６を透過して更に進行するレーザ
光があってもこの光吸収体１−７により全てが吸収され
てしまうことになるから、隣接の他の放射パターン整形
素子があった場合に、放射パターン整形素子１−４外に
出射して当該隣接の他の放射パターン整形素子に飛び込
んで干渉などの影響を与えてしまうといった心配がな
い。

【００６３】尚、前記光学的に透明な物質１−５は例え
ば、石英や透明なガラス、プラスチックなどが使用でき
る。特にプラスチックで構成すれば大量生産、低コスト
に適している。また、光学的に反射する物質１−６は乳
白色半透明アクリルの他、例えば、光拡散板や白色のプ
ラスチック等の乱反射体が利用できる。

【００６４】尚、光学的に反射する物質１−６は複数
個、直列的に配置する構成としたが、これを１本の角錐
台形状あるいは円錐台形状の長尺柱状体とし、光反射体
１−８近傍の位置から光吸収体１−７の位置に至る区間
にわたり配置する構成とすることも可能である。この場
合、乱反射されるレーザ光量がどの位置でも等しくなる
ように、太さを設計しておくものとする。このようにす
ると、放射パターン整形素子１−４の構造は一層簡単化
されることから、製作コストの低減が期待できる。

【００６５】以上、説明したように第１の実施例の構成
は、所定の軌跡を辿って相対的に移動する第１及び第２
の物体のうち、前記第１の物体には、データを光送信す
るための発光素子を配置し、前記第２の物体には光信号
を受信するための受光素子を配置すると共に、前記第１
の物体には棒状であってその軸線が前記受光素子に対峙
する軌跡に沿って移動する位置に関係を保持して設けら
れ、前記発光素子から放射される光を自己の長手方向各
位置で散乱させるべく、光透過性で光散乱性を持つ反射
材料を、光学的に透明な固体材料中に分布させてなる放
射パターン整形素子を設けた構成としたものである。

【００６６】そして、このような構成によれば、前記第
１の物体に、データの光送信用の発光素子と放射パター
ン整形素子とがあり、発光素子からの光信号は棒状の放
射パターン整形素子に導かれて当該放射パターン整形素
子の長手位置各位置から乱反射により外部に放出される
ことになり、しかも、この放射パターン整形素子の長手
位置各位置は前記第１および第２の物体の相対移動に伴
って第２の物体の受光素子位置を通過することとなるか
ら、当該放射パターン整形素子が受光素子位置を通過す
るに際して、当該放射パターン整形素子の長さにわた
り、光信号は受光素子で受信できることになる。そし
て、当該放射パターン整形素子の末端までの間で、光信
号を乱反射しきってしてしまえば、当該放射パターン整
形素子に隣接して他の発光素子と放射パターン整形素子
の組が連なっていたとしても、当該放射パターン整形素
子から当該隣接放射パターン整形素子にレーザ光が侵入
して干渉を引き起こす心配がなくなる。

【００６７】従って、光源としてＬＤ（レーザダイオー
ド）を用いても、隣接ＬＤからのレーザ光との干渉が抑
制できるようになり、干渉雑音発生を抑制できると共に
レーザ素子を用いて高速通信が可能な光空間伝送装置を
実現できるようになる。

【００６８】以上は、光信号としてのレーザ光を放射パ
ターン整形素子の軸方向に沿って導き、放射パターン整
形素子中を伝搬させる間に各位置で散乱により拡散させ
ることで、放射パターン整形素子の長さにわたる区間を
光送受信可能な区間としていた。しかし、この伝送に用
いる放射パターン整形素子の場合、乱反射により、光の
拡散傾向が強く、受光素子からみて光信号の利用効率が
良いとは云えない。そこで、拡散する光信号をできるだ
け集光して効率良く受光素子に検出されるようにする構
成を次に第２の実施例として説明する。

【００６９】（第２の実施例）第２の実施例は、図２に
示すように、拡散する光信号をできるだけ集光して効率
良く受光素子１−２に検出されるよう放射パターン整形
素子１−４におけるその受光素子１−２対向面側に、か
まぼこ型のレンズ部２−１０を形成した構造としたもの
である。尚、図１と同じ番号のものは図１と同じ素子を
示す。

【００７０】放射パターン整形素子１−４に、第２の物
体１−１１に設けられている受光素子１−２との対向面
側に位置させてレンズ部２−１０を配置した構成とする
と、放射パターン整形素子１−４内を伝搬する際に拡散
されるレーザ光は、より効率良く受光素子（ＰＤ）１−
２に集光させることができるようになるから、光パワー
を有効に利用することができて、より少ない光量の発光
素子で光通信することが可能になる。

【００７１】尚、かまぼこ型のレンズは光学的に透明な
素子にモノリシックに作り込んむことで形成するように
してもよいし、放射パターン整形素子１−４とは別に構
成して取り付けるようにしても良い。

【００７２】以上、第１及び第２の実施例は、本発明に
よる光空間伝送装置の基本的概念を説明するものであっ
た。次に実用形態を説明する。

【００７３】（第３の実施例）Ｘ線ＣＴ装置等で使用す
る場合に最適な構成例を第３の実施例として図３を参照
して説明する。図３において、３−１ａは発光素子とし
てのＬＤ（レーザダイオード）、３−２は受光素子とし
てのＰＤ（フォトダイオード）、３−３は光反射体、３
−４は光ビーム、３−５は回転部、３−６は放射パター
ン整形素子、３−６ｘは光学的に透明な物質であって、
図１における１−５に該当する。また、３−７は固定
部、３−８は回転方向、３−９は光吸収体、３−１３は
光学的に反射する物質を示す。

【００７４】ここで、上記の放射パターン整形素子３−
６は、光学的に透明な物質３−６ｘを主体とした透明な
棒状のものをリング状に曲げてドーナツ形状にしたもの
であって、ＬＤ ３−１ａ からの変調されたレーザ光を
導光して各位置でそれぞれ所定方向にレーザ光を分配す
るためのものである。

【００７５】具体的には、この放射パターン整形素子３
−６は、光学的に透明な棒状体（光学的に透明な物質３
−６ｘ）の中に、光学的に反射する物質３−１３を複
数、直列的に配置し、端部には一方に鏡のような光反射
体３−３を、そして他端には光吸収体３−９を配置した
ものを、両端を接合する形でリング状に整形してドーナ
ツ型に構成したものである。光学的に透明な棒状体は基
本的には光ファイバのコアのようなものを採用する。

【００７６】また、光学的に反射する物質３−１３は第
１の実施例で説明した前述の光学的に反射する素子１−
６と同様のものでよく、光散乱性を持つ光透過物体で作
られている。また、光吸収体３−９は第１の実施例で説
明した前述の光吸収体１−７と同様なレーザ吸収用の素
子である。

【００７７】光ビーム３−４は、前記光反射体３−３で
反射されて光吸収体３−９に向かうＬＤ ３−１ａから
のレーザ光である。

【００７８】このような構成において、データ信号対応
に変調されたＬＤ ３−１ａからのレーザ光は放射パタ
ーン整形素子３−６にその光反射体３−３の位置に向け
て出射される。このレーザ光は光反射体３−３により反
射されることにより、放射パターン整形素子３−６内に
導かれ、当該放射パターン整形素子３−６内を伝搬して
いく。図３に示した光ビーム３−４の光路は、反射の様
子を模式的に示したものであって、実際にはもっと細か
く反射を繰り返しながら端部の光吸収体３−９へと向か
うことになる。

【００７９】当該放射パターン整形素子３−６内には、
光学的に反射する物質３−１３が複数個用意されてお
り、これら光学的に反射する物質３−１３は、反射され
て進行してくる光ビーム３−４の光を受けるとこれを散
乱させる。

【００８０】尚、光学的に反射する物質３−１３は図３
では全て同じ大きさになっているが、図１に示した如
く、光量が減るに従って、それを補うように長く、太く
するのも効果的である。具体的には、光学的に反射する
物質３−１３はその立体的形状は例えば、直方体状であ
り、光はその直方体の中心軸線方向に沿って入射して来
る。そのため、光学的に反射する物質３−１３は光源か
らの距離が遠くにあるものについては、近くにあるもの
に比べて、光ビームをより多く得るために入射面を大き
く（面積を大きく）、また、得た光ビームを効率よく出
力するために、出射面も大きく（面積を大きく）する。
ここでいう出射面とは、光の進入してくる方向と直交す
る方向の面である。

【００８１】すなわち、光ビーム３−４の光量は当該反
射物質３−１３による乱反射の影響で、進行するに連れ
て減衰することとなるから、乱反射する光量がどの反射
物質でも等しくなるように、配列位置に応じて上述のよ
うにその寸法を変える。その結果、各反射物質３−１３
による散乱光の光密度はいずれも差が殆どないように均
質化することができる。

【００８２】本実施例おいては、前記放射パターン整形
素子３−６およびＬＤ ３−１ａ は従来技術で説明した
回転体に相当する前記回転部３−５に取り付けられ、ま
た、従来技術で説明した固定体に相当する固定部３−７
にはＰＤ ３−２が設けられ、前記回転部３−５の放射
パターン整形素子３−６から反射物質３−１３によって
乱反射されるレーザ光を受光する仕組みである。

【００８３】従来技術の回転体に相当する前記回転部３
−５の回転方向に沿って反射物質３−１３が配列される
ように構成しておくことにより、固定部３−７上のＰＤ
３−２は、定位置において放射パターン整形素子３−
６から反射物質３−１３によって乱反射されるレーザ光
を逐次受光することができ、回転体側で収集したＸ線吸
収データを固定体側で光通信により受信することができ
ることになる。

【００８４】また、光が放射パターン整形素子３−６内
を一周すると、光吸収体３−９に到達することになり、
光はこの光吸収体３−９で吸収されてしまう。従って、
本発明システムではこれによって、不要な雑音となる古
いデータを有する光信号を処理し、干渉による影響を無
くすことができる。

【００８５】以上、第３の実施例は、所定の円軌跡を辿
って相対的に移動する第１及び第２の物体のうち、前記
第１の物体には、データを光送信するための発光素子を
配置し、前記第２の物体には光信号を受信するための受
光素子を配置すると共に、前記第１の物体には当該第１
の物体の回転中心と同心的に配されるリング状であって
当該第１の物体の回転時には、全周にわたり前記受光素
子に対峙する位置関係を保って前記受光素子に対し相対
的に回転移動すると共に、前記発光素子から放射される
光を自己の長手方向各位置で散乱させるべく、光透過性
で光散乱性を持つ反射材料を、光学的に透明な固体材料
中に分布させてなる放射パターン整形素子を設けた構成
とすることを特徴とするものである。

【００８６】この構成によれば、第１及び第２の物体は
少なくとも一方が他方に対して所定の円軌跡を辿って相
対的に移動する関係にあり、前記第１の物体にはデータ
を光送信するための発光素子を配置し、前記第２の物体
には光信号を受信するための受光素子を配置してある。
そして、第１及び第２の物体は少なくとも一方が他方に
対して所定の円軌跡を辿って相対的に移動するが、その
際、第１の物体に設けてあるリング状の放射パターン整
形素子はその全周にわたり前記受光素子に対峙する位置
関係を保って前記受光素子に対し相対的に回転移動す
る。そして、放射パターン整形素子は、第１の物体に設
けてある前記発光素子から放射される光を自己の長手方
向各位置で散乱させる。この散乱光は前記第２の物体に
設けてある受光素子にて検出される結果、発光素子から
の光信号はこの受光素子にて受信されることになる。

【００８７】この構成によれば、所定の円軌跡を辿って
相対的に移動する第１及び第２の物体間で、光によるデ
ータ信号の授受を行うことができることから、Ｘ線によ
り被検体の周囲を走査して被検体断面の組織のＸ線吸収
データを収集し、その収集データを用いて被検体断面画
像を再構成する画像診断装置としてのＸ線ＣＴ装置に適
用して最適なワイヤレスの光空間伝送装置を得ることが
できるようになる。

【００８８】次に、第３の実施例の構成を改良して、一
層の大容量データ伝送を可能にした例を第４の実施例と
して説明する。

【００８９】（第４の実施例）図４は、回転部３−５と
固定部３−７間での通信路を複数にして、伝送の大容量
化を可能にした実施例の構成図である。基本構成は図３
と同様であるが、ここでは、前記放射パターン整形素子
３−６を一つではなく、４組用いてこれらを隣接の放射
パターン整形素子３−６は相手側の光終端器３−９が自
己の光反射体３−３と隣り合わせとなるように、４組を
繋ぎ合わせて一本のリング状にした構成にする。

【００９０】４組の放射パターン整形素子３−６はいず
れも同一規格で同一長さに構成された素子である。

【００９１】但し、図４に示した構成においては、４組
の放射パターン整形素子３−６のうち、第１と第２の放
射パターン整形素子３−６ａ，３−６ｂの接合端につい
ては光終端器３−９を設けずに光反射体３−３のみを配
置し、また、第３と第４の放射パターン整形素子３−６
ａ，３−６ｂの接合端については光吸収体３−９を設け
ずに光反射体３−３のみを配置した構成としてある。し
かし、この部分が光反射体３−３と光吸収体３−９を接
合した構成であっても勿論差し支えはない。

【００９２】そして、４組の放射パターン整形素子３−
６用にそれぞれ１個の光源を設けるべく、４個のＬＤ
３−１ａ，〜３−１ｄを用意する。各放射パターン整形
素子３−６にはそれぞれＬＤ ３−１ａ，〜３−１ｄの
うちの対応する一つを、その光反射体３−３の対向位置
に配置する。

【００９３】そして、２組のデータ送信部３−１１を用
意し、一つはＬＤ ３−１ａ，３−１ｂ用、そして、も
う一つはＬＤ ３−１ｃ，３−１ｄ用とする。そして、
ＬＤ３−１ａ，３−１ｂ用のデータ送信部３−１１は自
己とＬＤ ３−１ａとの間を配線３−１２ｂを介して接
続し、自己とＬＤ ３−１ｂとの間を配線３−１２ａを
介して接続し、また、ＬＤ ３−１ｃ，３−１ｄ用のデ
ータ送信部３−１１は自己とＬＤ ３−１ｃとの間を配
線３−１２ｄを介して接続し、また、自己とＬＤ ３−
１ｄとの間を配線３−１２ｃを介して接続する。これら
の配線３−１２ａ，〜３−１２ｄはいずれも同じ長さと
する。回転部３−５にこのような構成を設ける。

【００９４】すなわち、２つのＬＤ ３−１ａと３−１
ｂの組は同じデータを送出するものであり、また別の組
の２つのＬＤ ３−１ｃと３−１ｄには前の組とは異な
る別のデータを送出するように、ＬＤ ３−１ａ，３−
１ｂ用のデータ送信部３−１１とＬＤ ３−１ｃ，３−
１ｄ用のデータ送信部３−１１は別系統としてある。

【００９５】また、固定部３−７には２組のＰＤ ３−
２が設けられるが、これらは前記回転部３−５の回転中
心に対して同心円となる軌跡上の対向位置に位置させる
ものとする。

【００９６】すなわち、この構成の場合、固定部３−７
上の２組のＰＤ ３−２は、前記回転部３−５の回転中
心に対して同心円となる軌跡上の１８０度の位置関係に
あり、前記回転部３−５の回転に伴って４組の放射パタ
ーン整形素子３−６はそれぞれ回転部３−５が１８０度
回転する毎に回転部３−５の回転の９０度区間にわた
り、固定部３−７上の２組のＰＤ ３−２のいずれかに
対峙する関係になる。

【００９７】そのため、２組のＰＤ ３−２から見た場
合には、４組の放射パターン整形素子３−６のうち２組
が必ず通信可能な状態にあることとなるから、通信路を
２回線（２チャネル）設けたことと同じ効果が得られ
る。

【００９８】ＰＤ ３−２は２組であるので、放射パタ
ーン整形素子３−６も２組を一本のリング状にして構成
しても２回線確保できることになるが、後述するよう
に、高速通信の場合に、放射パターン整形素子３−６の
長さもデータの品質に影響を与えることから、ＰＤ ３
−２が２組に対して放射パターン整形素子３−６が４組
若しくはそれ以上の所望偶数とするのがよい。しかし、
あまり数が多くなり過ぎると、今度はデータ送出部の数
や配線数が多くなり、製作時の工数や部品数の増大で不
経済となるので、コスト等とのバランスで最適数を決定
すると良い。

【００９９】また、回線をより増大するにはＰＤ ３−
２の設置組数を２組でなく、３組、４組、５組… とい
った具合に更に増やし、それに見合う放射パターン整形
素子数とすることで理論的には上限はなくなる。

【０１００】また、データ送信部からのデータ信号を光
変調して放射パターン整形素子に与えるＬＤは、自己の
所属するデータ送信部からのデータ信号を光変調して常
時、放射パターン整形素子に与える構成として良いが、
省エネルギ化するならば、ＰＤとの間で光通信できる区
間にある時期のみ、光変調して光信号を送信するように
回転部の回転位置と同期をとって、オンオフ制御する構
成とすると良い。

【０１０１】なお、図４に示した本実施例において、２
つのＬＤ ３−１ａと３−１ｂは同じデータを送出する
ものであり、２つの ＬＤ ３−１ｃと３−１ｄはまた別
の同じデータを送出する。そして、２つのＬＤ、例えば
３−１ａと３−１ｂは発振波長が異なり、ビートが生じ
る波長関係にあったとしても、放射パターン整形素子に
構成要素である光学的に反射する物質３−１３が乱反射
体であるので、この乱反射体によって乱反射された光が
複数重なっても、空間的コヒーレンシィが小さいため、
ある程度の受光径のＰＤ ３−２で受光すれば、ビート
雑音は生ぜず、雑音耐性は十分である。

【０１０２】以上、第４の実施例は、所定の円軌跡を辿
って相対的に移動する第１及び第２の物体のうち、前記
第１の物体には、データを光送信するための発光素子
を、所定の間隔を存して複数配置し、前記第２の物体に
は光信号を受信するための受光素子複数を所定の間隔を
存して配置すると共に、前記第１の物体には当該第１の
物体の回転中心と同心的に配されるリング状であって当
該第１の物体の回転時には、全周にわたり前記受光素子
に対峙する位置関係を保って前記受光素子に対し相対的
に回転移動すると共に、前記複数の発光素子のうち、そ
れぞれ対応する一つの発光素子から放射される光を自己
の長手方向各位置で散乱させるべく、光透過性で光散乱
性を持つ反射材料を、光学的に透明な固体材料中に分布
させてなる放射パターン整形素子複数本を１本に繋げた
ものを設けた構成とすることを特徴とするものである。

【０１０３】この構成によれば、第１及び第２の物体は
少なくとも一方が他方に対して所定の円軌跡を辿って相
対的に移動する関係にあり、前記第１の物体にはデータ
を光送信するための発光素子を配置し、前記第２の物体
には光信号を受信するための受光素子を配置してある。
そして、第１及び第２の物体は少なくとも一方が他方に
対して所定の円軌跡を辿って相対的に移動するが、その
際、第１の物体に設けてあるリング状の放射パターン整
形素子はその全周にわたり前記受光素子に対峙する位置
関係を保って前記受光素子に対し相対的に回転移動す
る。そして、放射パターン整形素子は、第１の物体に設
けてある前記発光素子から放射される光を自己の長手方
向各位置で散乱させる。この散乱光は前記第２の物体に
設けてある受光素子にて検出される結果、発光素子から
の光信号はこの受光素子にて受信されることになる。

【０１０４】この構成によれば、所定の円軌跡を辿って
相対的に移動する第１及び第２の物体間で、光によるデ
ータ信号の授受を行うことができることから、Ｘ線によ
り被検体の周囲を走査して被検体断面の組織のＸ線吸収
データを収集し、その収集データを用いて被検体断面画
像を再構成する画像診断装置としてのＸ線ＣＴ装置に適
用して最適なワイヤレスの光空間伝送装置を得ることが
できるようになる。

【０１０５】また、第１の物体に設けられる放射パター
ン整形素子はリング状であって、第１の物体が第２の物
体に対して相対的に回転運動する時にはリング状の放射
パターン整形素子はその一部が必ず第２の物体における
受光素子上に位置する如く対峙して移動する。そのた
め、常にデータ通信が可能な構成となり、また、受光素
子を複数箇所に設置し、放射パターン整形素子も複数を
１本に繋いでリング状にすると共に、各放射パターン整
形素子毎に発光素子を設けて光伝送する構成とすると、
受光素子数分の光伝送チャネルが確保できるようになる
から、これにより、データ伝送容量の増大を図ることが
できるようになる。

【０１０６】また、各放射パターン整形素子にはそれぞ
れの末端に光吸収体を設けてあり、従って、当該放射パ
ターン整形素子を複数繋ぎ合わせても隣接の他放射パタ
ーン整形素子に自己の光信号が侵入して干渉を引き起こ
すと云う心配が全くない。

【０１０７】従って、発光素子としてＬＤ（レーザダイ
オード）を用いても、隣接放射パターン整形素子相互で
のレーザ光干渉が抑制できるから、干渉雑音発生を抑制
できると共にレーザ素子を用いて高速通信が可能な光空
間伝送装置を実現できるようになる。

【０１０８】以上、第４の実施例では図３で説明した第
３の実施例と比較して、２倍のデータ伝送能力を有し、
かつＰＤ ３−２への着信光電力が大きく、良好な通信
が実現される。これをさらに改良して、より高速の通信
が出来るようにする実施例を次に第５の実施例として説
明する。

【０１０９】（第５の実施例）高速通信を可能にするた
めに、第５の実施例では放射パターン整形素子としてク
ラッド部を持つ構成のものを採用する。

【０１１０】すなわち、図１〜図４で用いた放射パター
ン整形素子１−４，３−６として、図５に示すように、
光学的に透明な物質１−５，３−６ｘの外側を囲んでク
ラッド部６−１を設けた構造を採用する。放射パターン
整形素子１−４，３−６は、光学的に透明な棒状体（光
学的に透明な物質３−６ｘ）の中に、光学的に反射する
物質１−６，３−１３（図５中では省略）を複数、直列
的に配置し、端部には一方に鏡のような光反射体１−
８，３−３を、そして他端には光吸収体で構成した光終
端器１−７，３−９（図５中では省略）を配置したもの
を、第１及び第２の実施例では直線的なまま、また、第
３及び第４の実施例では曲げてリング状に整形して構成
したものを使用する。

【０１１１】特にこの実施例では、放射パターン整形素
子１−４，３−６は、光学的に透明な物質１−５，３−
６ｘの外側を囲んで設けられたクラッド部６−１は、全
周面を完全に覆うように設けるのではなく、少なくとも
ＬＤ １−１，３−１に対向する部分の面は剥離して、
ＬＤ １−１，３−１からのレーザ光が放射パターン整
形素子１−４，３−６内に導入され易いようにしてお
く。

【０１１２】尚、クラッド部６−３は光学的に透明な物
質１−５，３−６ｘよりも光の屈折率が低くなってい
る。また、図５において、６−２は保持体は放射パター
ン整形素子１−４，３−６を保持するための支持構造物
を示している。

【０１１３】このような構成の放射パターン整形素子１
−４，３−６は、ＬＤ １−１，３−１からの光ビーム
１−９，３−４が図６の場合には放射パターン整形素子
１−４，３−６に対してその端部おいて、上から下へ入
射され、入射点に設置されている光反射体１−８，３−
９にて反射されて放射パターン整形素子１−４，３−６
を構成する光学的に透明な物質１−５，３−６ｘ内を伝
搬していく。

【０１１４】このように、放射パターン整形素子１−
４，３−６として、光学的に透明な物質１−５，３−６
ａの外側を囲んでクラッド部６−１を設けた構成を採用
すれば、放射パターン整形素子１−４，３−６内を反射
しながら伝搬する。そして、伝搬するレーザ光のうち、
クラッド部６−１への入射角度の大きな成分（すなわ
ち、伝搬の遅い成分）はクラッド部６−１で反射されず
にクラッド部６−１ヘと抜けてしまうこととなるから、
遅い成分が除去されてその影響を無視できるようになる
分、より高速の通信が出来る。

【０１１５】尚、クラッド部６−１を保持体６−２が支
えているので、ＬＤ １−１，３−１からの光ビームが
漏洩すること無く、放射パターン整形素子１−４，３−
６を固定できる。

【０１１６】すなわち、放射パターン整形素子１−４，
３−６の回転体への取り付け支持は、保持体６−２によ
り、クラッド部（クラッド層）６−１部分を保持する形
態で固定支持するようにすれば、放射パターン整形素子
内を伝搬する光ビームを支持部材（保持体６−２）で吸
収したり、外部漏洩させること無く、保持できるので、
良好なＳ／Ｎを得ることができる。従って、良好な通信
が可能となる。

【０１１７】次に本発明の光空間伝送装置を用いた回転
部‐固定部間の２種類の通信の形態を図６に示す。

【０１１８】図６において、７−１は固定体、７−２は
回転体、７−３は回転方向、７−４は発光素子（Ｌ
Ｄ）、７−５は受光素子（ＰＤ）、７−６は放射パター
ン整形素子を示している。

【０１１９】上記２種類の形態のうちの１つは図６
（ａ）に示す如く、回転体７−２の半径方向にに沿う方
向に通信を行う場合、もう一つは図６（ｂ）に示す如
く、回転体７−２の回転軸に沿う方向に通信を行う場合
である。

【０１２０】図６（ａ）の構成の場合、図では回転体７
−２の円周面であって回転体回転方向に軸線を沿わせて
放射パターン整形素子７−６が配置され、回転体７−２
の回転時に、固定体７−１側に設けた受光素子７−５に
対して、放射パターン整形素子７−６の軸線が対峙して
通過するように構成してあるので、回転体７−２の回転
軸方向に位置をずらして別の放射パターン整形素子７−
６を配置し、これに対峙するように、固定体７−１側に
も別の受光素子７−５設けた構成とすると、データ送出
のパラレル化を容易にはかることができ、データ伝送の
パラレル化を実施する場合には便利な形態となる。

【０１２１】また、図６（ｂ）の構成の場合、図ではド
ラム型の回転体底面にその回転軸に同心的に描かれる円
軌跡に沿って放射パターン整形素子７−６が配置され、
回転体７−２の回転時に、固定体７−１側に設けた受光
素子７−５に対して、放射パターン整形素子７−６の軸
線が対峙して通過するように構成してある。この場合、
放射パターン整形素子７−６からのビームの形によって
は、大量のデータが瞬時に送ることができるという長所
がある。

【０１２２】尚、上記第１乃至第５の実施例は、いずれ
も移動側に発光素子と放射パターン整形素子とを設けた
構成としたが、移動側に発光素子を設け、固定側に放射
パターン整形素子と受光素子とを設けて、発光素子から
の光信号を、固定側の放射パターン整形素子にその側面
で取り込ませるようにし、放射パターン整形素子の端面
に設けた受光素子により、受光して電気信号に変換し、
受信する構成とすることもできる。

【０１２３】ところで、高速のデータ伝送において、複
数の発光素子が、それぞれのデータのビット位相が合っ
ていないと、受信動作が行えないという問題が生じる。
この問題を解決する実施例を第６の実施例として次に説
明する。

【０１２４】（第６の実施例）高速のデータ伝送におい
て、複数の発光素子が、それぞれのデータのビット位相
が合っていないと、受信動作が行えないという問題を解
決する実施例を説明する。図７を参照して第６の実施例
を説明する。

【０１２５】図７において、１ａと１ｂはＬＥＤ、２は
ＰＤ、３は固定体、４は回転体、５は光ビーム、６は回
転方向、７はデータ送出部、８、９は配線を示してい
る。ここで、データ送出部７は例えば、Ｘ線ＣＴ装置に
おけるＸ線検出部である。

【０１２６】このデータ検出部７からＬＥＤ １ａと１
ｂへの配線８，９は、両者とも同じ長さにしており、こ
れによって、伝送する信号の遅延がないようにし、信号
遅延によるデータのビット位相ずれが生じないようにし
ている。

【０１２７】このように、配線８と配線９の長さや材質
は同じであるが、コイル状にして、長さを合わせても良
い。また、ＬＥＤ １ａと１ｂにデータの到着する時間
が同じになるようにビット位相を調整できれば違う物質
で長さの異なる配線を用いても良い。

【０１２８】図では１つのデータ送出部７に２つのＬＥ
Ｄ １ａと１ｂを用いた構成を示したが、ＬＥＤを３個
以上用いた構成の場合においても良く、この場合も遅延
条件が同一となるようにすべく、例えば、すべて材質と
長さの同じ配線にすれば良い。

【０１２９】尚、放射パターン整形素子の長さについて
も、データのビット位相の同期が必要である。そこで、
次にデータのビット位相の同期をとるために重要な放射
パターン整形素子の長さについて第７の実施例として説
明する。

【０１３０】（第７の実施例）放射パターン整形素子の
長さは、データのビット位相の同期をとるために重要で
ある。すなわち、放射パターン整形素子が長すぎると、
次々に送られてくるデータで、放射パターン整形素子の
繋ぎ目でデータのビット位相が変わってしまうためであ
る。

【０１３１】この問題を解決する様子を図４に示す。図
４において、３−１ａ，〜３−１ｄは複数のＬＤ、３−
２はＰＤ、３−３は光反射体、３−４は光ビーム、３−
５は回転部、３−６は放射パターン整形素子、３−７は
固定部、３−８は回転方向、３−９は光終端器、３−１
０は放射パターン整形素子の長さＬ、３−１１はデータ
送出部、３−１２は配線、３−１３は光学的に反射する
物質を示す。

【０１３２】尚、図４の構成において、放射パターン整
形素子３−６の採り得る長さＬ３−１０は、Ｌ＝ｃ／
（２ｆ）以下とする。但し、ｃは光速（３×１０⁸［ｍ
／ｓ］）、ｆは伝送レート（［bps］）を示す。

【０１３３】ここで、上記のＬ＝ｃ／（２ｆ）なる関係
式は、データの位相ずれが丁度１／２ビットになる関係
を示した式である。例えば、伝送レートｆが１［Ｇbp
s］である場合に、データの位相ずれが丁度１／２ビッ
トになる放射パターン整形素子３−６の長さＬはＬ＝１
５［ｃｍ］であり、また、その１／１０の伝送レートｆ
であるｆ＝１００［Ｍbps］とした場合には、データの
位相ずれが丁度１／２ビットになる放射パターン整形素
子３−６の長さＬはＬ＝１．５［ｍ］であり、許容され
る放射パターン整形素子３−６の長さＬは伝送レートに
反比例していることがわかる。

【０１３４】放射パターン整形素子３−６の長さＬが上
記関係式で求められる長さＬより大きいと、ＰＤ ３−
２で受信するデータのビットの位相が大きくずれて受信
不能になってしまうことから、使用する伝送レートｆに
対して放射パターン整形素子１−４，３−６の長さＬ
は、上記関係式で求められる長さ以下にしなければなら
ない。

【０１３５】以上、種々の実施例を説明したが、本発明
は上述した実施例に限定されるものではなく、種々変形
して実施可能である。例えば、図１，図２の構成におい
て、光源を放射パターン整形素子１−８の軸方向端面に
置き、光反射体を介さずに直接、放射パターン整形素子
１−８に入射させるようにする構成とすることもでき、
この場合、光反射体を省略できる分、構成をシンプルに
できる。

【０１３６】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の光空間
伝送装置によれば、干渉を無くして光通信できるので、
信号の光源としてレーザダイオード（ＬＤ）を使用する
ことができ、高速通信が可能になるほか、光源や光源の
ドライバの数を減らせるので、消費電力や製作コストを
小さくできる。また、ＬＤ光の様な可干渉性の大きな光
源を用いても、放射パターン整形素子中の光学的に反射
する物質に乱反射体を用いるので、ビート雑音が抑圧さ
れ、良好な通信を行うことができる。更に、本発明の放
射パターン整形素子は光ビームを限られた空間に放射す
ることができるため、光源と放射パターン整形素子を複
数並べて、データ送出のパラレル化による大容量化も十
分可能である。また、放射パターン整形素子の表面の一
部にクラッド層を形成し、更にデータ送出部から光源ま
での距離を等長化することにより、データのビット位相
を一定に保つことができ、データ伝送の高速化も可能で
ある。また、同時にクラッド層を保持する形態で固定支
持するようにすれば、放射パターン整形素子内を伝搬す
る光ビームを支持部材で外部漏洩させること無く、保持
できるので、良好なＳ／Ｎを得ることができる。従っ
て、良好な通信が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を説明するための概略
図。

【図２】本発明の実施例の構成を説明するための概略
図。

【図３】本発明の実施例の構成を説明するための概略
図。

【図４】本発明の実施例の構成を説明するための概略
図。

【図５】本発明の実施例の構成を説明するための概略
図。

【図６】本発明の実施例の構成を説明するための概略
図。

【図７】本発明の実施例の構成を説明するための概略
図。

【図８】従来技術を説明するための図。

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ…ＬＥＤ ３…固定体 ４…回転体 ７…データ送出部 ８，９…配線 １−１，３−１…ＬＤ、 １−３…ドライバ １−２，２，３−２…ＰＤ １−４，３−６，７−６…放射パターン整形素子 １−５…光学的に透明な素子 １−６…光学的に反射する物質 １−８，３−３…光反射体 １−７，３−９，…光吸収体 １−１０，１−１１…物体 ２−１０…レンズ部 ３−５…回転部 ３−７…固定部 ６−１…クラッド部（クラッド層） ７−１…固定体 ７−２…回転体 ７−４…発光素子 ７−５…受光素子 ７−７…回転軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/00 Ｆターム(参考） 2G001 AA01 BA11 CA01 FA23 FA30 LA01 SA30 4C093 AA22 CA26 CA31 CA50 EC60 FH06 5F089 AB20 AC30 CA21 DA11 5K002 AA01 AA03 BA04 BA13 BA14 BA21 FA03 GA05

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の軌跡を辿って相対的に移動する第１
   及び第２の物体のうち、前記第１の物体にデータを光送
   信するための発光素子を配置し、前記第２の物体には光
   信号を受信するための受光素子を配置すると共に、前記
   第１の物体には棒状であってその軸線が前記受光素子に
   対峙する軌跡に沿って移動する位置に関係を保持して設
   けられ、前記発光素子から放射される光を自己の長手方
   向各位置で散乱させるべく、光透過性で光散乱性を持つ
   反射材料を、光学的に透明な固体材料中に分布させた放
   射パターン整形素子を設けた構成とすることを特徴とす
   る光空間伝送装置。
2. 【請求項２】所定の軌跡を辿って相対的に移動する第１
   及び第２の物体のうち、前記第１の物体にデータを光送
   信するための発光素子を配置し、前記第２の物体には光
   信号を受信するための受光素子を配置すると共に、前記
   第２の物体には棒状であってその軸線が前記受光素子に
   対峙する軌跡に沿って移動する位置に関係を保持して設
   けられ、前記発光素子から放射される光を自己の長手方
   向各位置で散乱させるべく、光透過性で光散乱性を持つ
   反射材料を、光学的に透明な固体材料中に分布させた放
   射パターン整形素子を設けた構成とすることを特徴とす
   る光空間伝送装置。
3. 【請求項３】所定の円軌跡を辿って相対的に移動する第
   １及び第２の物体のうち、前記第１の物体には、データ
   を光送信するための発光素子を配置し、前記第２の物体
   には光信号を受信するための受光素子を配置すると共
   に、前記第１の物体には当該第１の物体の回転中心と同
   心的に配されるリング状であって当該第１の物体の回転
   時には、全周にわたり前記受光素子に対峙する位置関係
   を保って前記受光素子に対し相対的に回転移動すると共
   に、前記発光素子から放射される光を自己の長手方向各
   位置で散乱させるべく、光透過性で光散乱性を持つ反射
   材料を、光学的に透明な固体材料中に分布させてなる放
   射パターン整形素子を設けた構成とすることを特徴とす
   る光空間伝送装置。
4. 【請求項４】所定の円軌跡を辿って相対的に移動する第
   １及び第２の物体のうち、前記第１の物体には、データ
   を光送信するための発光素子を、所定の間隔を存して複
   数配置し、前記第２の物体には光信号を受信するための
   受光素子複数を所定の間隔を存して配置すると共に、前
   記第１の物体には当該第１の物体の回転中心と同心的に
   配されるリング状であって当該第１の物体の回転時に
   は、全周にわたり前記受光素子に対峙する位置関係を保
   って前記受光素子に対し相対的に回転移動すると共に、
   前記複数の発光素子のうち、それぞれ対応する一つの発
   光素子から放射される光を自己の長手方向各位置で散乱
   させるべく、光透過性で光散乱性を持つ反射材料を、光
   学的に透明な固体材料中に分布させてなる放射パターン
   整形素子複数本を１本に繋げたものを設けた構成とする
   ことを特徴とする光空間伝送装置。
5. 【請求項５】前記反射材料は、光学的に乱反射体である
   ことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の
   光空間伝送装置。
6. 【請求項６】前記放射パターン整形素子には表面の一部
   もしくは全部に前記放射パターン整形素子の固体材料の
   屈折率より低い屈折率を有するクラッド層が形成されて
   おり、前記クラッド層を保持する事により、前記放射パ
   ターン整形素子を固定する構造とすることを特徴とする
   請求項１乃至請求項５いずれか１項に記載の光空間伝送
   装置。
7. 【請求項７】前記第１及び第２の物体が相対的に移動す
   る方向と直交する方向から前記発光素子の光を前記放射
   パターン整形素子に入射する構成とすることを特徴とす
   る請求項１乃至請求項６いずれか１項に記載の光空間伝
   送装置。
8. 【請求項８】前記第１及び第２の物体のうち、前記第１
   の物体は回転体で、前記第２の物体は固定体であり、放
   射パターン整形素子には光の吸収体を設けてあることを
   特徴とする請求項１乃至請求項７いずれか１項に記載の
   光空間伝送装置。
9. 【請求項９】請求項４項記載の光空間伝送装置におい
   て、前記複数の発光素子は同時に同じデータを発光する
   ように、データ信号の供給を受ける信号源からの遅延を
   調整したことを特徴とする光空間伝送装置。
10. 【請求項１０】所定の軌跡を辿って相対的に移動する第
    １及び第２の物体のうち、少なくとも前記第１の物体に
    は、データを光送信するための発光素子を配置し、前記
    第２の物体には光信号を受信するための受光素子を配置
    し、また、前記第１または第２の物体のいずれかには光
    学的に透明で細長い固体材料中に光学的に反射する反射
    材料を配置した放射パターン整形素子を設けると共に、
    前記発光素子から放射される光は、この放射パターン整
    形素子で受光し、この放射パターン整形素子内を伝搬さ
    せて受光素子に与える構成とし、且つ、前記放射パター
    ン整形素子の長さＬはデータ伝送速度をｆ［ｂｐｓ］、
    光速をｃ［ｍ／ｓ］とした時にｃ／（２ｆ）以下とする
    ことを特徴とする光空間伝送装置。