JP2003008515A - Photodetector - Google Patents

Photodetector

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JP2003008515A
JP2003008515A JP2001193215A JP2001193215A JP2003008515A JP 2003008515 A JP2003008515 A JP 2003008515A JP 2001193215 A JP2001193215 A JP 2001193215A JP 2001193215 A JP2001193215 A JP 2001193215A JP 2003008515 A JP2003008515 A JP 2003008515A
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incident
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light emitting
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photodetector that can correctly adjust a direction of a light receiving element and an emission direction of an emission light depending on the position of a light emitting unit of an opposite party. SOLUTION: In a light receiving/light emitting device that applies emission direction control to a luminous flux depending on positions between a light receiving element and a light emitting element in 2-way communication by the collimated luminous flux with a small diameter, a diffraction lens generates a ± linear diffraction light coaxially and the device receives the lights at a position at which the both lights are overlapped with the same diameter to eliminate a detection error caused by deviation in the luminous intensity distribution in the luminous flux and the vignetting of luminous flux so as to conduct stable attitude control in the 2-way communication.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は光通信に用いられ
る受発光ユニットに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting / receiving unit used for optical communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、複数のコンピュータを構内におい
て相互に接続するLANシステムとして光無線LANが
提案されている。この光無線LANにおいては、光信号
を受発信あるいは受発光することができる受発信装置
(或いは受発光装置)を、例えば親機コンピュータ及び
子機コンピュータにそれぞれ接続し、この受発光装置の
間で光信号の送受信を行う。より詳細には前記受発光装
置は、情報信号により変調された可視光ビーム射出し受
光する。
2. Description of the Related Art In recent years, an optical wireless LAN has been proposed as a LAN system for connecting a plurality of computers to each other in a premises. In this optical wireless LAN, a transmitting / receiving device (or a light emitting / receiving device) capable of receiving / transmitting or receiving / emitting a light signal is connected to, for example, a master computer and a slave computer, respectively, and the light emitting / receiving device is connected between these devices. Transmits and receives optical signals. More specifically, the light emitting / receiving device emits and receives a visible light beam modulated by an information signal.

【0003】このような受発光装置あるいは受発光ユニ
ットは入射光を受光するために受光素子を有する。この
受光素子は、前記入射光を正しく受光するために、当該
入射光に対して正しい方向へ方向調整されなければなら
ない。より詳細には、例えば受光素子の光軸(受光素子
に直交し且つ受光素子の中心を通る直線)が入射光の光
軸と一致するように受光素子の向きが調整されなければ
ならない。
Such a light emitting / receiving device or a light emitting / receiving unit has a light receiving element for receiving incident light. The light receiving element must be oriented in the correct direction for the incident light in order to properly receive the incident light. More specifically, for example, the orientation of the light receiving element must be adjusted so that the optical axis of the light receiving element (a straight line orthogonal to the light receiving element and passing through the center of the light receiving element) matches the optical axis of the incident light.

【0004】また、光ビームを射出する場合は、相手方
の受発光ユニットに対して光ビームの向きを正しく調整
しなければならない。
Further, when the light beam is emitted, the direction of the light beam must be properly adjusted with respect to the receiving and emitting unit of the other party.

【0005】この場合、例えば、前記受光素子上におけ
る入射光の入射角或いは光スポット位置を検出し、この
検出結果に基づいて受光素子の向きを調整すると共に、
光ビームの射出方向を調整する。
In this case, for example, the incident angle of the incident light or the light spot position on the light receiving element is detected, and the direction of the light receiving element is adjusted based on the detection result.
Adjust the emission direction of the light beam.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、小径の平行光
ビーム(小径平行光束)による双方向光通信では、前記
光ビームの入射角等の検出において、光ビーム内の光強
度分布の偏り或いはアパーチャによる「ケラレ」により
誤差が生ずると、前記受光素子および射出方向の制御が
困難となる、と言う問題があった。
However, in two-way optical communication using a small-diameter parallel light beam (small-diameter parallel light beam), deviation of the light intensity distribution or aperture in the light beam is detected in detecting the incident angle of the light beam. If an error occurs due to "vignetting", the control of the light receiving element and the emitting direction becomes difficult.

【0007】この発明の目的は、前記問題点を解決する
ことであり、受光素子の向き及び射出光の射出方向を、
相手方の発光ユニットの位置に応じて正しく調整するこ
とができる光検出装置を提供することである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and the direction of the light receiving element and the emission direction of the emitted light are
An object of the present invention is to provide a photodetector that can be adjusted correctly according to the position of the light emitting unit of the other party.

【0008】あるいは、相手方の発光ユニットからの光
ビームが光強度分布の偏りを有し或いは、アパーチャに
より「ケラレ」が生じても、前記受光素子および射出方
向を適正に調整することができる光検出装置を提供する
ことである。
Alternatively, even if the light beam from the other light emitting unit has a deviation in the light intensity distribution or "vignetting" occurs due to the aperture, the light receiving element and the light detecting direction can be adjusted appropriately. It is to provide a device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明の光検出装置
は、入射光束の入射位置又は入射スポット形状に基づい
て、該光束の入射位置又は入射角度を検出する光検出装
置であって、集光手段と、回折手段と、受光素子と、を
備え、該集光手段および回折手段および受光素子は同一
光軸上に配置され、該回折手段は、回折によって生じる
±1次回折光に対してほぼ等しい回折効率を有し、且
つ、該±1次回折光がともに前記光軸上に集光するよう
に該±1次回折光へレンズパワーを付与するほぼ軸対称
のレンズの性質を有し、該受光素子は、該±1次回折光
の光束径がほぼ一致する前記光軸上の所定位置に配置さ
れるものである。
A photo-detecting device of the present invention is a photo-detecting device for detecting an incident position or an incident angle of an incident light beam based on an incident position or an incident spot shape of the incident light beam. Means, diffractive means, and light receiving element, the condensing means, diffractive means, and light receiving element are arranged on the same optical axis, and the diffractive means is substantially equal to ± first-order diffracted light generated by diffraction. The light receiving element has a diffraction efficiency and has the property of a lens which is approximately axisymmetric so as to impart lens power to the ± 1st-order diffracted light so that both the ± 1st-order diffracted light are condensed on the optical axis. Is arranged at a predetermined position on the optical axis where the beam diameters of the ± 1st-order diffracted lights substantially match.

【0010】また、この発明の受発光装置は、光情報信
号を送受信するとともに、他の受発光装置からの入射光
束の入射位置および入射角度を検出する受発光装置であ
って、発光素子と、光分岐素子と、集光手段と、回折手
段と、受光素子と、を備え、該集光手段および回折手段
および受光素子は第1光軸上に配置され、該発光素子に
より定められる第2光軸は、該光分岐素子によって該第
1光軸から分岐され、該回折手段は、回折によって生じ
る±1次回折光に対してほぼ等しい回折効率を有し、且
つ、該±1次回折光がともに前記光軸上に集光するよう
に該±1次回折光へレンズパワーを付与するほぼ軸対称
のレンズの性質を有し、該受光素子は、該±1次回折光
の光束径がほぼ一致する前記光軸上の所定位置に配置さ
れるものである。
Further, the light emitting and receiving device of the present invention is a light emitting and receiving device which transmits and receives an optical information signal and detects the incident position and the incident angle of an incident light beam from another light emitting and receiving device. A light splitting element, a condensing means, a diffracting means, and a light receiving element, wherein the condensing means, the diffracting means, and the light receiving element are arranged on the first optical axis, and the second light is defined by the light emitting element. The axis is branched from the first optical axis by the light branching element, the diffracting means has a diffraction efficiency substantially equal to the ± first-order diffracted light generated by diffraction, and both the ± first-order diffracted light are The light receiving element has a property of a substantially axially symmetric lens that imparts lens power to the ± 1st-order diffracted light so that the light is converged on the optical axis. It is arranged at a predetermined position on the shaft.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図1乃至図13を参照して
この発明の実施の形態を説明する。図において同一又は
類似の部材あるいは要素には同一又は類似の参照番号が
付される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the drawings, the same or similar members or elements are given the same or similar reference numerals.

【0012】図1は、構内光無線LAN等の光通信に用
いられる受発光装置としての受発光光ユニットの例を示
す。
FIG. 1 shows an example of a light emitting / receiving unit as a light emitting / receiving device used for optical communication such as a local optical wireless LAN.

【0013】図1に示すように、この受発光ユニット
は、親機側コンピュータに接続された親機側受発光ユニ
ット21と子機コンピュータに接続された子機側受発光
ユニット23とを有する。図1に示す例では、親機側受
発光ユニット21は例えば天井に設置され、子機側受発
光ユニット23は、子機側コンピュータの使用者である
ユーザのテーブル等に設置される。
As shown in FIG. 1, the light emitting / receiving unit has a base unit side light emitting / receiving unit 21 connected to the base unit computer and a handset unit side light emitting / receiving unit 23 connected to the handset computer. In the example shown in FIG. 1, the master side light emitting / receiving unit 21 is installed, for example, on a ceiling, and the slave side light emitting / receiving unit 23 is installed on a table or the like of a user who is a user of the slave side computer.

【0014】図1(a)は、双方向通信における初期状
態を示し、親機側ユニット21からの変調光ビームL’
が子機側ユニット23へ送信される。
FIG. 1A shows an initial state in bidirectional communication, in which the modulated light beam L'from the base unit 21 is transmitted.
Is transmitted to the slave unit 23.

【0015】図1(b)に示すように、子機側ユニット
23は、光ビームL’の入射方向或いは入射位置を検出
すると、この検出結果に基づいて親機側ユニット21へ
の射出光L”の向きを調整する。
As shown in FIG. 1B, when the slave unit 23 detects the incident direction or the incident position of the light beam L ', the light L emitted to the master unit 21 is detected based on the detection result. Adjust the direction of.

【0016】かくして受発光ユニット21と受発光ユニ
ット23とが相互に変調光ビームを送受信することによ
り、親機コンピュータ及び子機コンピュータが相互に光
通信あるいは光情報伝送することができる。
Thus, the light emitting / receiving unit 21 and the light emitting / receiving unit 23 mutually transmit and receive the modulated light beams, so that the master computer and the slave computer can mutually perform optical communication or optical information transmission.

【0017】図2は、例えば子機側受発光ユニット23
の構成を概略的に示す。
FIG. 2 shows, for example, a slave side light emitting / receiving unit 23.
The configuration of is schematically shown.

【0018】同図に示すように、前記受発光ユニット2
3は、魚眼レンズ25及び、2軸回動フレーム27、受
光素子29、集光用凸レンズ31、発光レーザ33、コ
リメータ凸レンズ35、ハーフミラー37及び、遮光部
39を有する。
As shown in the figure, the light emitting / receiving unit 2
3 includes a fisheye lens 25, a biaxial rotation frame 27, a light receiving element 29, a converging convex lens 31, a light emitting laser 33, a collimator convex lens 35, a half mirror 37, and a light shielding portion 39.

【0019】魚眼レンズ25は、受発光ユニット23に
対して大きな画角にわたって広がる天井の任意の位置へ
配置される親機側ユニット21との光ビームの送受信を
可能とする。より詳細には、例えば大きな入射角で入射
する親機側ユニット21からの入射光を、適宜の範囲内
の入射角へ変換し前記受光素子29に対して射出する。
また、発光レーザ33からの所定範囲内の射出角を有す
る射出光を、任意の角度を有する親機側ユニット方向へ
向けて射出する。
The fish-eye lens 25 enables transmission / reception of a light beam to / from the base unit 21 arranged at an arbitrary position on the ceiling that spreads over a large angle of view with respect to the light emitting / receiving unit 23. More specifically, for example, the incident light from the main unit side unit 21 that is incident at a large incident angle is converted into an incident angle within an appropriate range and is emitted to the light receiving element 29.
Further, the emitted light from the light emitting laser 33 having an emission angle within a predetermined range is emitted toward the master unit side unit having an arbitrary angle.

【0020】前記2軸回動フレーム27は、回転中心o
1を中心に2軸に沿って回動自在に固定フレーム41に
対して設けてある。また、前記受光素子29、集光凸レ
ンズ31、発光レーザ33、コリメータ凸レンズ35、
ハーフミラー37、遮光部39は前記回動フレーム27
に実質的に固定されている。従って、前記フレーム27
の回動により、例えば受光素子29の向きを入射光L’
の向きに応じて適宜に調整することができる。
The biaxial rotation frame 27 has a rotation center o.
It is provided on the fixed frame 41 so as to be rotatable about 1 along two axes. Further, the light receiving element 29, the condenser convex lens 31, the light emitting laser 33, the collimator convex lens 35,
The half mirror 37 and the light shielding portion 39 are the rotating frame 27.
Substantially fixed to. Therefore, the frame 27
Rotation of the incident light L'to change the direction of the light receiving element 29, for example.
Can be appropriately adjusted according to the orientation of the.

【0021】集光用凸レンズ31は、例えば親機側ユニ
ット21からの入射光L’を受光素子29上へ集光す
る。
The converging convex lens 31 condenses the incident light L'from the base unit 21 on the light receiving element 29, for example.

【0022】発光レーザ33は、親機側ユニット21と
の交信のために、変調された光ビームを射出する。
The light emitting laser 33 emits a modulated light beam for communication with the base unit 21.

【0023】コリメータ凸レンズ35は、発光レーザ3
3からの光ビームを平行光へ変換する。
The collimator convex lens 35 is used for the light emitting laser 3
The light beam from 3 is converted into parallel light.

【0024】ハーフミラー37は、コリメータレンズ3
5からの光ビームを(魚眼レンズ25を介して)親機側
ユニット21の方へ射出すると共に、親機側ユニット2
1からの入射光L’を受光素子29の方へ透過する。
The half mirror 37 includes a collimator lens 3
The light beam from 5 is emitted toward the base unit 21 (via the fisheye lens 25) and the base unit 2
The incident light L ′ from 1 is transmitted to the light receiving element 29.

【0025】遮光部39は、所定径のアパーチャ39a
を有し、親機側ユニット21からの入射光L’を絞って
径の小さい光ビームLを生成する。
The light-shielding portion 39 has an aperture 39a having a predetermined diameter.
And narrows the incident light L ′ from the base unit 21 to generate a light beam L having a small diameter.

【0026】ここに、前記アパーチャ39aは、受光素
子29の受光領域に対して以下のような所定位置に配置
される。すなわち、前記入射光L’に対して受光素子2
9が正しい向きを向いているとき(例えば、入射光L’
が受光素子29へ垂直に入射するとき)、前記光ビーム
Lにより受光素子上に形成される光スポットの中心が受
光領域a1−d1の中心o(図4)と一致するように配
置される。
Here, the aperture 39a is arranged at the following predetermined position with respect to the light receiving area of the light receiving element 29. That is, for the incident light L ′, the light receiving element 2
9 is in the right direction (for example, the incident light L '
Is vertically incident on the light receiving element 29), the center of the light spot formed on the light receiving element by the light beam L is arranged so as to coincide with the center o (FIG. 4) of the light receiving area a1-d1.

【0027】前記構成により、後述するように、2軸回
動フレーム27が正しい方向を向いておらず入射光L’
が受光素子29に対して傾斜して入射するとき、この傾
斜した入射状態を容易に検出することができる。なお、
受光素子29に対して入射光L’が垂直に入射する限
り、アパーチャ39aに対する入射光L’の入射位置は
問題とならない。すなわち、前記入射位置がアパーチャ
39aに対して横方向へずれても前記小径光ビームLの
位置及び形状は変化せず、前記検出動作は影響を受けな
い。
With the above construction, as will be described later, the biaxial rotation frame 27 is not oriented in the correct direction and the incident light L'is not.
When is incident on the light receiving element 29 with an inclination, this inclined incident state can be easily detected. In addition,
As long as the incident light L ′ is vertically incident on the light receiving element 29, the incident position of the incident light L ′ on the aperture 39a does not matter. That is, even if the incident position shifts laterally with respect to the aperture 39a, the position and shape of the small-diameter light beam L do not change, and the detection operation is not affected.

【0028】図3は受光素子29の詳細構成を示す。FIG. 3 shows a detailed structure of the light receiving element 29.

【0029】同図に示すように受光素子29は、入射す
る光ビームが所定位置へ照射されているか否かを検出す
る誤差検出用領域a1,a2,b1,b2,c1,c
2,d1,d2と、入射光ビームが前記所定位置へ入射
される場合のその入射光ビームの照射位置に設けられ且
つ当該入射光ビームの照射領域とほぼ同じ広がりを有す
る情報信号検出用領域a2,b2,c2,d2とを有す
る。
As shown in the figure, the light receiving element 29 has error detection areas a1, a2, b1, b2, c1, c for detecting whether or not the incident light beam is applied to a predetermined position.
2, d1 and d2, and an information signal detection area a2 which is provided at the irradiation position of the incident light beam when the incident light beam is incident on the predetermined position and which has substantially the same spread as the irradiation area of the incident light beam. , B2, c2, d2.

【0030】より詳細には、前記情報信号検出用領域a
2,b2,c2,d2は、誤差検出用領域a1,a2,
b1,b2,c1,c2,d1,d2より小さい面積を
有し、当該誤差検出用領域の内部に形成される。ここ
に、前記情報信号検出用領域としての受光領域a2,b
2,c2,d2は、情報信号検出用領域及び誤差検出用
領域として共用されるのが好ましい。
More specifically, the information signal detecting area a
2, b2, c2, d2 are error detection areas a1, a2,
It has an area smaller than b1, b2, c1, c2, d1, d2 and is formed inside the error detection region. Here, the light receiving areas a2 and b as the information signal detecting areas are provided.
2, c2 and d2 are preferably shared as an information signal detecting area and an error detecting area.

【0031】また、前記誤差検出用領域は、前記情報信
号検出用領域を取り囲む複数の受光領域a1,b1,c
1,d1を有する。より詳細には、前記誤差検出用領域
は、前記情報信号検出用領域を四方から取り囲む複数の
受光領域a1,b1,c1,d1を有する。
Further, the error detecting area is a plurality of light receiving areas a1, b1, c surrounding the information signal detecting area.
1 and d1. More specifically, the error detection area has a plurality of light receiving areas a1, b1, c1, d1 that surround the information signal detection area from four sides.

【0032】前記誤差検出用領域としての受光領域a
1,a2,b1,b2,c1,c2,d1,d2は、8
個の分割領域a1,a2,b1,b2,c1,c2,d
1,d2から成る。この8個の受光領域は、例えば半導
体基板上に形成された矩形の受光領域291を、直交す
る2本の分割軸43,45で十字に分割し、且つ前記分
割軸43,45の交点oを中心とする円Cで分割するこ
とにより形成される。
Light receiving area a as the error detecting area
1, a2, b1, b2, c1, c2, d1, d2 are 8
Number of divided areas a1, a2, b1, b2, c1, c2, d
1, d2. The eight light receiving regions are formed by dividing, for example, a rectangular light receiving region 291 formed on a semiconductor substrate into two crossing axes 43 and 45 which are orthogonal to each other, and an intersection o of the splitting axes 43 and 45. It is formed by dividing the circle C as the center.

【0033】また、前記受発光ユニット23には、受光
領域a1,a2,b1,b2,c1、c2,d1,d2
からの出力に基づいてX方向(水平方向)角度ずれ誤差
信号、 TLEx=(a1+a2+d1+d2)−(b1+b2
+c1+c2) を生成するX方向角度ずれ誤差信号検出回路(図示せ
ず)及び、Y方向(垂直方向)の角度ずれ誤差信号、 TLEy=(a1+a2+b1+b2)−(c1+c2
+d1+d2) を出力するY方向角度ずれ誤差信号検出回路(図示せ
ず)が設けてある。ここに、a1,a2,b1,b2,
c1,c2,d1,d2は、各受光領域a1,a2,b
1,b2,c1,c2,d1,d2の出力を表す。
The light receiving / emitting unit 23 has light receiving areas a1, a2, b1, b2, c1, c2, d1, d2.
X-direction (horizontal direction) angle deviation error signal based on the output from TLEx = (a1 + a2 + d1 + d2)-(b1 + b2
+ C1 + c2) X direction angle deviation error signal detection circuit (not shown) and Y direction (vertical direction) angle deviation error signal, TLEy = (a1 + a2 + b1 + b2)-(c1 + c2
A Y-direction angle deviation error signal detection circuit (not shown) that outputs + d1 + d2) is provided. Where a1, a2, b1, b2
c1, c2, d1 and d2 are light receiving areas a1, a2 and b
The output of 1, b2, c1, c2, d1, d2 is shown.

【0034】この受発光ユニット23にはまた、前記受
光領域a2,b2,c2,d2からの出力に基づいて情
報信号(或いは変調信号、主信号)、 SIG=a2+b2+c2+d2 を出力する情報信号検出回路(図示せず)が設けてあ
る。
The light emitting / receiving unit 23 also outputs an information signal (or a modulation signal or a main signal), SIG = a2 + b2 + c2 + d2, based on the outputs from the light receiving areas a2, b2, c2, d2. (Not shown).

【0035】この受発光ユニット23には更に、前記各
誤差検出回路からの出力に基づいて前記回動フレーム2
7をサーボ駆動するサーボ駆動回路が設けてある(図示
せず)。
The light emitting / receiving unit 23 is further provided with the rotating frame 2 based on the output from each of the error detecting circuits.
A servo drive circuit for servo-driving 7 is provided (not shown).

【0036】次に、前記受発光ユニット23の動作を説
明する。
Next, the operation of the light emitting / receiving unit 23 will be described.

【0037】図4は受発光ユニット23の通常動作を示
す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing a normal operation of the light emitting / receiving unit 23.

【0038】図4(a)に示すように、入射光L’が受
発光ユニット23へ入射されるが、その入射方向が受光
素子29及びアパーチャ39aの光軸nに対して傾斜し
ているとき、入射光Lの光スポットS1は受光素子の中
心oからずれた位置に形成される。
As shown in FIG. 4A, when the incident light L'is incident on the light receiving and emitting unit 23, the incident direction is inclined with respect to the optical axis n of the light receiving element 29 and the aperture 39a. The light spot S1 of the incident light L is formed at a position deviated from the center o of the light receiving element.

【0039】図4(b)は、前記受光素子29上の光ス
ポットS1の位置を詳細に示す。同図に示すように、入
射光Lの光軸あるいは前記光スポットS1の重心SWは
受光素子の中心oからずれた位置に位置する。
FIG. 4B shows the position of the light spot S1 on the light receiving element 29 in detail. As shown in the figure, the optical axis of the incident light L or the center of gravity SW of the light spot S1 is located at a position displaced from the center o of the light receiving element.

【0040】このとき、前記誤差検出回路から、前記ず
れ量に応じた零と異なる誤差信号TLEx、TLEyが
出力される。この誤差信号TLEx、TLEyに基づい
て前記回動フレーム27をサーボ駆動するサーボ駆動回
路が動作し、前記光スポットS1の中心SWが前記受光
素子29の中心oと一致するように前記回動フレーム2
7が2軸に沿って回動される(図4(c))。
At this time, the error detection circuit outputs error signals TLEx and TLEy different from zero according to the deviation amount. A servo drive circuit that servo-drives the rotating frame 27 operates based on the error signals TLEx and TLEy, and the rotating frame 2 is adjusted so that the center SW of the light spot S1 coincides with the center o of the light receiving element 29.
7 is rotated along the two axes (FIG. 4 (c)).

【0041】このとき、既に述べたように光スポットS
1の外周は前記領域a2〜d2の外周縁Cと一致する。
従って前記受光領域a2〜d2からの出力に基づいて光
ビームL’に付加された情報信号あるいは変調信号、 SIG=a2+b2+c2+d2 が前記情報信号検出回路から出力される。
At this time, as described above, the light spot S
The outer periphery of 1 corresponds to the outer peripheral edge C of the regions a2 to d2.
Therefore, the information signal or the modulation signal, SIG = a2 + b2 + c2 + d2, added to the light beam L ′ based on the outputs from the light receiving regions a2 to d2, is output from the information signal detection circuit.

【0042】また、図1(b)に示したように、前記発
光レーザ33からの射出光L”が、レンズ35,ミラー
37、魚眼レンズ25を介して、親機側ユニット21へ
向けて射出される。
Further, as shown in FIG. 1B, the emitted light L ″ from the light emitting laser 33 is emitted toward the base unit 21 through the lens 35, the mirror 37 and the fisheye lens 25. It

【0043】これにより、受発光ユニット21と受発光
ユニット23とが相互に光ビームを受発光し、親機コン
ピュータ及び子機コンピュータが光通信することができ
る。
As a result, the light emitting / receiving unit 21 and the light receiving / emitting unit 23 mutually receive and emit light beams, and the master computer and the slave computer can perform optical communication.

【0044】図5(a)は、親機側ユニット21から子
機側ユニット23へ射出される光ビームL’の角度制御
に誤差が生じ、親機側ユニット21からの光ビームL´
輪郭F´が遮光部39のアパーチャ39aの全体に入射
しない場合を示す。
In FIG. 5A, an error occurs in the angle control of the light beam L ′ emitted from the master unit side unit 21 to the slave unit side unit 23, and the light beam L ′ from the master unit side unit 21 is generated.
The case where the contour F ′ does not enter the entire aperture 39a of the light shielding unit 39 is shown.

【0045】この場合、受光素子29上においてアパー
チャ像39bの中の斜線部のみに光スポットS2が形成
される。
In this case, the light spot S2 is formed only on the shaded portion in the aperture image 39b on the light receiving element 29.

【0046】図5(b)は、前記アパーチャ像39bお
よび光スポットS2と、受光素子29の中心oとの位置
関係を示す。同図に示すように、この場合、アパーチャ
像39bの中心と前記受光素子29の中心oは相互に離
間しており、受発光ユニット23は正しい方向を向いて
いない。換言すれば、アパーチャ39a及び受光素子2
9の光軸は入射光L’の光軸と一致していない(或いは
親機側ユニット21の方向に正しく向いていない)。
FIG. 5B shows the positional relationship between the aperture image 39b and the light spot S2 and the center o of the light receiving element 29. As shown in the figure, in this case, the center of the aperture image 39b and the center o of the light receiving element 29 are separated from each other, and the light emitting / receiving unit 23 is not oriented in the correct direction. In other words, the aperture 39a and the light receiving element 2
The optical axis of 9 does not coincide with the optical axis of the incident light L '(or is not correctly oriented in the direction of the base unit 21).

【0047】しかし、この場合、前記アパーチャ像39
b内の光スポットS2のみが照射されるため受発光ユニ
ット23は正しく姿勢制御されない。より詳細には、前
記誤差検出回路から出力TLEx、TLEyは、前記ア
パーチャ39a及び受光素子29の光軸と入射光L’の
光軸との誤差を反映しない。従って、この誤差検出回路
からの出力TLEx、TLEyに基づいて受発光ユニッ
ト23を姿勢制御することは出来なくなる。
However, in this case, the aperture image 39
Since only the light spot S2 in b is irradiated, the posture of the light emitting / receiving unit 23 is not properly controlled. More specifically, the outputs TLEx and TLEy from the error detection circuit do not reflect the error between the optical axis of the aperture 39a and the light receiving element 29 and the optical axis of the incident light L '. Therefore, it becomes impossible to control the attitude of the light emitting / receiving unit 23 based on the outputs TLEx and TLEy from the error detection circuit.

【0048】従って、この場合図5(c)に示すよう
に、子機側ユニット23からの光ビームL”は角度誤差
を生じ親機側ユニット23に到達せず子機側ユニット2
3から親機側ユニット21への通信は行われない。
Therefore, in this case, as shown in FIG. 5C, the light beam L ″ from the slave unit 23 does not reach the master unit 23 and causes an angle error, and the slave unit 2 does not reach the master unit 23.
The communication from the unit 3 to the base unit 21 is not performed.

【0049】図6は、この発明の受発光ユニットの一実
施形態を示す。
FIG. 6 shows an embodiment of the light emitting / receiving unit of the present invention.

【0050】この受発光ユニット123は、図5の現象
が生じた場合にもその姿勢を制御することができる。
The light emitting / receiving unit 123 can control its posture even when the phenomenon of FIG. 5 occurs.

【0051】この受発光ユニット123は、光情報信号
を送受信するとともに、他の受発光装置からの入射光束
の入射位置又は入射角度を検出するものであって、発光
素子133と、光分岐素子137と、集光手段131
と、回折手段147と、受光素子129と、を備え、該
集光手段131および回折手段147および受光素子1
29は第1光軸上に配置され、該発光素子133により
定められる第2光軸は、該光分岐素子137によって該
第1光軸から分岐され、該回折手段147は、回折によ
って生じる±1次回折光に対してほぼ等しい回折効率を
有し、且つ、該±1次回折光がともに前記第1光軸上に
集光するように該±1次回折光へレンズパワーを付与す
るほぼ軸対称のレンズの性質を有し、該受光素子は、該
±1次回折光の光束径がほぼ一致する前記光軸上の所定
位置に配置されるものである。
The light emitting / receiving unit 123 transmits / receives an optical information signal and detects an incident position or an incident angle of an incident light beam from another light emitting / receiving device. The light emitting element 133 and the light branching element 137. And the light collecting means 131
And a diffracting means 147 and a light receiving element 129. The condensing means 131, the diffracting means 147, and the light receiving element 1 are provided.
29 is arranged on the first optical axis, the second optical axis defined by the light emitting element 133 is branched from the first optical axis by the light branching element 137, and the diffracting means 147 causes ± 1 generated by diffraction. A lens having substantially the same diffraction efficiency with respect to the first-order diffracted light and imparting lens power to the ± first-order diffracted light so that both the ± first-order diffracted light are condensed on the first optical axis. And the light receiving element is arranged at a predetermined position on the optical axis where the luminous flux diameters of the ± first-order diffracted lights substantially match.

【0052】より詳細には、以下の通りである。The details are as follows.

【0053】図6に示すように、この受発光ユニット1
23は、魚眼レンズ125と、2軸回動フレーム127
と、受光素子129と、集光用凸レンズ131と、回折
レンズ147と、発光レーザ133と、コリメータ用凸
レンズ135と、ハーフミラー137と、遮光部139
と、を有する。
As shown in FIG. 6, this light emitting / receiving unit 1
23 is a fish-eye lens 125 and a biaxial rotation frame 127.
, A light receiving element 129, a converging convex lens 131, a diffractive lens 147, a light emitting laser 133, a collimator convex lens 135, a half mirror 137, and a light shielding portion 139.
And.

【0054】ここに魚眼レンズ125、2軸回動フレー
ム127、受光素子129、集光レンズ131、発光レ
ーザ133、コリメータ用凸レンズ135、ハーフミラ
ー137、遮光部139は、それぞれ図2に示した魚眼
レンズ25、2軸回動フレーム27、受光素子29、集
光凸レンズ31、発光レーザ33、コリメータ用凸レン
ズ35、ハーフミラー37、遮光部39と同様の構造及
び機能を有する。なお遮光部139は、アパーチャ39
aと同様のアパーチャ139aを有する。
Here, the fisheye lens 125, the biaxial rotation frame 127, the light receiving element 129, the condenser lens 131, the light emitting laser 133, the convex lens 135 for the collimator, the half mirror 137, and the light shielding portion 139 are respectively the fisheye lens 25 shown in FIG. The biaxial rotation frame 27, the light receiving element 29, the condenser convex lens 31, the light emitting laser 33, the collimator convex lens 35, the half mirror 37, and the light shielding portion 39 have the same structure and function. The light blocking portion 139 is provided with the aperture 39.
It has an aperture 139a similar to a.

【0055】前記回折レンズ147は、回折格子あるい
はホログラムレンズから構成される。そして、回折レン
ズ147は、回折によって生じる±1次回折光に対して
ほぼ等しい回折効率を有し、且つ、該±1次回折光がと
もに前記第1光軸上に集光するように該±1次回折光へ
レンズパワーを付与するほぼ軸対称のレンズの性質を有
する。また、回折レンズ147は、その0次光回折光の
強度がほぼ0と成るように設計される。
The diffractive lens 147 is composed of a diffraction grating or a hologram lens. The diffractive lens 147 has substantially the same diffraction efficiency as the ± 1st-order diffracted light generated by the diffraction, and the ± 1st-order diffracted light is converged on the first optical axis together. It has the property of a lens which is almost axisymmetric and gives lens power to the folded light. Further, the diffractive lens 147 is designed so that the intensity of the 0th-order diffracted light becomes almost zero.

【0056】図7は、前記集光用凸レンズ131及び、
回折レンズ147及び、受光素子129の構成及び作用
を示す。
FIG. 7 shows the converging convex lens 131 and
The configuration and operation of the diffractive lens 147 and the light receiving element 129 are shown.

【0057】図7(a)に示すように、集光用凸レンズ
131、回折レンズ147、受光素子129は、ほぼ同
一光軸上に直列状に配置される。そして、受光素子12
9は、集光レンズ131の光軸上の概略焦点位置に当該
光軸に垂直に配置される。なお図において遮光部139
及びアパーチャ139aは機能的に記載され、実際に
は、それらはレンズ131の上方に位置する。
As shown in FIG. 7A, the converging convex lens 131, the diffractive lens 147, and the light receiving element 129 are arranged in series on substantially the same optical axis. Then, the light receiving element 12
Reference numeral 9 is arranged at the approximate focus position on the optical axis of the condenser lens 131 and perpendicular to the optical axis. In the figure, the light shielding portion 139
And apertures 139a are functionally described, in fact they are located above lens 131.

【0058】ここに、集光レンズ131に入射された入
射光Lは、集光レンズ131により集光されて回折レン
ズ147へ入射し、当該回折レンズ147により凸レン
ズパワーを付与された例えば+1次回折光L+及び、凹
レンズパワーを付与された例えば−1次回折光L−を生
成する。
The incident light L incident on the condensing lens 131 is condensed by the condensing lens 131 and enters the diffractive lens 147. For example, the + 1st order diffracted light given a convex lens power by the diffractive lens 147. L + and, for example, −1st order diffracted light L− to which the concave lens power is added are generated.

【0059】前記+1次回折光L+は、受光素子129
の前方(あるいは図7(a)において上方)で焦点を結
ぶ。従って、前記回折レンズ147への入射光が強度分
布を有する場合、受光素子129上には、前記入射光の
強度分布と反対方向の強度分布を有する光スポット(倒
立像)が形成される。
The + 1st order diffracted light L + is received by the light receiving element 129.
In front of (or upward in FIG. 7A). Therefore, when the incident light on the diffractive lens 147 has an intensity distribution, a light spot (an inverted image) having an intensity distribution in the opposite direction to the intensity distribution of the incident light is formed on the light receiving element 129.

【0060】また、前記−1次回折光L−は、受光素子
129の後方(あるいは図7(a)において下方)で焦
点を結ぶ。従って、前記回折レンズ147への入射光が
強度分布を有する場合、受光素子129上には、前記入
射光の強度分布と同じ方向の強度分布を有する光スポッ
ト(正立像)が形成される。
The -1st order diffracted light L- is focused behind the light receiving element 129 (or below in FIG. 7A). Therefore, when the incident light on the diffractive lens 147 has an intensity distribution, a light spot (an erect image) having an intensity distribution in the same direction as the intensity distribution of the incident light is formed on the light receiving element 129.

【0061】図7(b)は、前記+1次回折光L+の3
次元ビーム形状及び、これにより受光素子129上に生
成される光スポットS3を示す。
FIG. 7 (b) shows that the + 1st order diffracted light L +
A three-dimensional beam shape and a light spot S3 generated thereby on the light receiving element 129 are shown.

【0062】一方、図7(c)は、前記−1次回折光L
−の3次元ビーム形状及び、これにより受光素子129
上に生成される光スポットS4の形状を示す。
On the other hand, FIG. 7C shows the -1st order diffracted light L
-The three-dimensional beam shape and the light receiving element 129
The shape of the light spot S4 generated above is shown.

【0063】既に述べたように、前記光スポットS3に
は、回折レンズ147への入射光の強度分布の倒立像が
形成され、光スポットS4には、前記入射光の強度分布
の正立像が形成される。
As described above, an inverted image of the intensity distribution of the incident light on the diffraction lens 147 is formed on the light spot S3, and an erect image of the intensity distribution of the incident light is formed on the light spot S4. To be done.

【0064】なお前記倒立像、正立像は、前記回折レン
ズ147への入射光の強度分布と同一強度を有し、且
つ、同一縮尺を有する。
The inverted image and the erected image have the same intensity as the intensity distribution of the incident light on the diffraction lens 147 and have the same scale.

【0065】図8は、図5に示したような、アパーチャ
139aに対して位置ずれした光ビームL´が受発光ユ
ニット123へ入射する場合を示す。
FIG. 8 shows a case where the light beam L'which is displaced with respect to the aperture 139a as shown in FIG.

【0066】より詳細には、図8(a)は、前記位置ず
れした光ビームL´が受発光ユニット123へ入射する
場合の+1次回折光L+による受光素子129上の光ス
ポットS5を示す。
More specifically, FIG. 8A shows a light spot S5 on the light receiving element 129 by the + 1st-order diffracted light L + when the light beam L'which has been displaced is incident on the light emitting / receiving unit 123.

【0067】また図8(b)は、前記の場合における−
1次回折光L−による光スポットS6を示す。
Further, FIG. 8 (b) shows − in the above case.
The light spot S6 by the first-order diffracted light L- is shown.

【0068】なお、図において139bは、アパーチャ
139aのレンズ131,147による像を示す。
In the figure, reference numeral 139b shows an image obtained by the lenses 131 and 147 of the aperture 139a.

【0069】図9(a)(b)は、前記受光素子129
上の光スポットS5、S6の平面図を示す。
9A and 9B show the light receiving element 129.
The top view of the upper light spots S5 and S6 is shown.

【0070】既に述べたように、前記+1次回折光の光
スポットS5は、回折レンズ147への入射光の強度分
布の倒立像から成る。従って、入射光L´がアパーチャ
139aの(図において)右上部分にのみ入射する場合
(図8(a))、光スポットS5は前記アパーチャ13
9aの像139bの左下部分に形成される。
As described above, the light spot S5 of the + 1st order diffracted light is an inverted image of the intensity distribution of the light incident on the diffractive lens 147. Therefore, when the incident light L ′ is incident only on the upper right portion (in the figure) of the aperture 139a (FIG. 8A), the light spot S5 is the aperture 13
It is formed in the lower left part of the image 139b of 9a.

【0071】また前記−1次回折光の光スポットS6
は、回折レンズ147への入射光の強度分布の正立像か
ら成る。従って、アパーチャ139aの右上部分にのみ
入射光L’が入射する場合(図8(b))、光スポット
S6は、当該アパーチャの像139bの右上部分に形成
される。
Further, the light spot S6 of the -1st-order diffracted light
Is an erect image of the intensity distribution of the light incident on the diffractive lens 147. Therefore, when the incident light L ′ is incident only on the upper right portion of the aperture 139a (FIG. 8B), the light spot S6 is formed on the upper right portion of the image 139b of the aperture.

【0072】図10に示すように、受光素子129上に
は前記光スポットS5、S6が同時に重ね合わされた状
態で形成される。そしてこれにより、前記アパーチャの
像139b全体が照射される。
As shown in FIG. 10, the light spots S5 and S6 are formed on the light receiving element 129 in a state where they are overlapped at the same time. As a result, the entire image 139b of the aperture is illuminated.

【0073】従って、前記アパーチャの像139bの中
心と受光素子29の中心oとの位置ずれに比例する(換
言すれば、アパーチャ139a及び受光素子129の光
軸と、入射光L’の光軸との位置ずれに比例する)誤差
信号TLEx、TLEyが前記誤差検出回路から出力さ
れる。
Therefore, it is proportional to the positional deviation between the center of the image 139b of the aperture and the center o of the light receiving element 29 (in other words, the optical axes of the aperture 139a and the light receiving element 129 and the optical axis of the incident light L '. The error signals TLEx and TLEy (which are proportional to the positional deviation of) are output from the error detection circuit.

【0074】従って、この誤差信号の出力に基づいて、
前記回動フレーム127をサーボ駆動することにより受
発光ユニット123を正しく姿勢制御することができ
る。より詳細には、前記アパーチャ139a及び受光素
子129の光軸と、入射光L’の光軸とを一致させるこ
とができる。
Therefore, based on the output of this error signal,
The attitude of the light emitting / receiving unit 123 can be correctly controlled by servo-driving the rotating frame 127. More specifically, the optical axes of the aperture 139a and the light receiving element 129 and the optical axis of the incident light L'can be matched.

【0075】またこれにより受発光ユニット123から
の射出光を親機側ユニット121へ到達させることがで
きる(図1(b))。
Further, as a result, the light emitted from the light emitting / receiving unit 123 can reach the base unit 121 (FIG. 1 (b)).

【0076】以上説明したように、この実施形態によれ
ば、入射光ビームが小さなビーム径を有し受光素子の前
方に配置されたアパーチャにより光束の一部が蹴られる
場合であっても入射光に基づいてその姿勢を適切に制御
する事ができる。 換言すれば小径平行光ビームによる
双方向通信において、受発光ユニット間の位置に応じて
光ビームの射出方向の制御を行う場合に、入射光の入射
角の検出において光ビーム内の光強度分布の偏りや光ビ
ームの蹴られにより生ずる検出誤差を除去することがで
き、安定な双方向通信を実現することができる。
As described above, according to this embodiment, even if the incident light beam has a small beam diameter and part of the light beam is kicked by the aperture arranged in front of the light receiving element, The posture can be appropriately controlled based on. In other words, in bidirectional communication using a small-diameter parallel light beam, when the emission direction of the light beam is controlled according to the position between the light emitting and receiving units, the light intensity distribution within the light beam is detected when the incident angle of incident light is detected. It is possible to eliminate the detection error caused by the deviation and the kicking of the light beam, and to realize stable bidirectional communication.

【0077】図11は、前記第1実施形態の変型例を示
す。
FIG. 11 shows a modification of the first embodiment.

【0078】同図に示すようにこの変型例では、前記集
光レンズ131及び回折レンズ147の代わりに、集光
レンズ面231及び回折格子面247を有する複合レン
ズ249が使用される。ここに回折格子面247は、回
折レンズ147について前記した機能を有する。
As shown in the figure, in this modification, instead of the condenser lens 131 and the diffraction lens 147, a compound lens 249 having a condenser lens surface 231 and a diffraction grating surface 247 is used. Here, the diffraction grating surface 247 has the function described above for the diffraction lens 147.

【0079】図12は、前記第1実施形態の他の変型例
を示す。
FIG. 12 shows another modification of the first embodiment.

【0080】図12(a)に示すようにこの変型例で
は、前記発光レーザ133に対応する発光レーザ233
が受光素子229の面内に設けてある。より詳細には、
図12(b)に示すように、面発光レーザ233は受光
素子229の中心に設けてある。
In this modified example, as shown in FIG. 12A, a light emitting laser 233 corresponding to the light emitting laser 133 is provided.
Are provided within the surface of the light receiving element 229. More specifically,
As shown in FIG. 12B, the surface emitting laser 233 is provided at the center of the light receiving element 229.

【0081】上記構成により、図6に示したコリメータ
レンズ135及びハーフミラー137を省略することが
できる。
With the above structure, the collimator lens 135 and the half mirror 137 shown in FIG. 6 can be omitted.

【0082】図13は、この発明の受発光ユニットの第
2実施形態を示す。
FIG. 13 shows a second embodiment of the light emitting / receiving unit of the present invention.

【0083】この実施形態においては、子機側受発光ユ
ニット323は、魚眼レンズ325と、2軸回動ミラー
351と、複合レンズ349と、遮光部339と、発光
レーザ333を備えた受発光素子329と、を備える。
前記遮光部339は、アパーチャ39a、139aと同
様の構造及び機能を有するアパーチャ339aを備え
る。
In this embodiment, the slave side light emitting / receiving unit 323 includes a fisheye lens 325, a biaxial rotating mirror 351, a compound lens 349, a light shielding portion 339, and a light emitting / receiving element 329 having a light emitting laser 333. And
The light blocking portion 339 includes an aperture 339a having the same structure and function as the apertures 39a and 139a.

【0084】ここに魚眼レンズ327は図6における魚
眼レンズ125と同様の構成を有し、複合レンズ349
は図11における複合レンズ249と同様の構成を有
し、受発光素子329は図12における受発光素子22
9,233と同様の構成を有する。
Here, the fisheye lens 327 has the same structure as the fisheye lens 125 in FIG.
Has the same structure as the compound lens 249 in FIG. 11, and the light receiving and emitting element 329 is the light receiving and emitting element 22 in FIG.
It has the same structure as 9, 233.

【0085】前記2軸回動ミラー351は2軸に沿って
回動することにより、(例えば親機側ユニットから)子
機側ユニット323へ任意の方向から入射する入射光を
前記受発光素子329の方向へ反射する。
By rotating the biaxial rotation mirror 351 along two axes, incident light that enters the slave unit 323 (for example, from the master unit) from any direction is incident on the light emitting / receiving element 329. Is reflected in the direction of.

【0086】この受発光ユニット323は又、分割領域
a1,a2,b1,b2,c1、c2,d1,d2から
の出力に基づいてX方向(水平方向)角度ずれ誤差信
号、 TLEx=(a1+a2+d1+d2)−(b1+b2
+c1+c2) を生成するX方向角度ずれ誤差信号検出回路(図示せ
ず)及び、Y方向(垂直方向)の角度ずれ誤差信号、 TLEy=(a1+a2+b1+b2)−(c1+c2
+d1+d2) を出力するY方向角度ずれ誤差信号検出回路(図示せ
ず)を有する。ここに、a2,b1,b2,c1,c
2,d1,d2は、各受光領域a1,a2,b1,b
2,c1,c2,d1,d2の出力を表す。
The light emitting / receiving unit 323 also has an X direction (horizontal direction) angle deviation error signal based on the outputs from the divided areas a1, a2, b1, b2, c1, c2, d1 and d2, TLEx = (a1 + a2 + d1 + d2). -(B1 + b2
+ C1 + c2) X direction angle deviation error signal detection circuit (not shown) and Y direction (vertical direction) angle deviation error signal, TLEy = (a1 + a2 + b1 + b2)-(c1 + c2
+ D1 + d2) Y-direction angle deviation error signal detection circuit (not shown). Where a2, b1, b2, c1, c
2, d1 and d2 are light receiving areas a1, a2, b1 and b
2, c1, c2, d1 and d2 are output.

【0087】さらにこの受発光ユニット323は、前記
受光領域a2,b2,c2,d2からの出力に基づいて
情報信号(或いは変調信号、主信号)、 SIG=a2+b2+c2+d2 を出力する情報信号検出回路(図示せず)を有する。
Further, the light receiving and emitting unit 323 outputs an information signal (or modulation signal, main signal), SIG = a2 + b2 + c2 + d2, based on the outputs from the light receiving areas a2, b2, c2, d2, and an information signal detecting circuit (see FIG. (Not shown).

【0088】さらにこの受発光ユニット323は、前記
各誤差検出回路からの出力に基づいて前記2軸回動ミラ
ー351をサーボ駆動するサーボ駆動回路を有する(図
示せず)。
Further, the light emitting / receiving unit 323 has a servo drive circuit (not shown) for servo-driving the biaxial rotation mirror 351 based on the output from each error detection circuit.

【0089】従って、この第2実施形態も前記第1実施
形態と同様の作用効果を奏する。すなわち、入射光ビー
ムが小さなビーム径を有し受光素子の前方に配置された
アパーチャ339aにより光束の一部が蹴られる場合で
あっても受光素子の向きを入射光に対して調整すること
ができる。
Therefore, the second embodiment also has the same effects as the first embodiment. That is, even when the incident light beam has a small beam diameter and a part of the light beam is kicked by the aperture 339a arranged in front of the light receiving element, the direction of the light receiving element can be adjusted with respect to the incident light. .

【0090】[0090]

【発明の効果】本発明によれば、特に小径平行光束によ
る双方向通信で、受発光素子間の位置に応じて光束の出
射方向制御を行なう際に、入射光束の入射角度検出にお
いて、光束内の光強度分布偏りや、光束のケラレによっ
て生ずる検出誤差を除去でき、安定な双方向通信を実現
できる。
According to the present invention, particularly in bidirectional communication using a small-diameter parallel light flux, when the emission direction of the light flux is controlled according to the position between the light emitting and receiving elements, the light flux within the light flux is detected when the incident angle of the incident light flux is detected. It is possible to eliminate the deviation of the light intensity distribution and the detection error caused by the vignetting of the light flux, and to realize stable bidirectional communication.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、構内光無線LAN等の光通信に用いら
れる受発光装置としての受発光光ユニットの例を示す。
FIG. 1 shows an example of a light emitting and receiving unit as a light emitting and receiving device used for optical communication such as a local optical wireless LAN.

【図2】図2は、子機側受発光ユニット23の構成を概
略的に示す。
FIG. 2 schematically shows a configuration of a child device side light emitting / receiving unit 23.

【図3】図3は受光素子29の詳細構成を示す。FIG. 3 shows a detailed configuration of a light receiving element 29.

【図4】図4は受発光ユニット23の動作を示す説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an operation of the light emitting / receiving unit 23.

【図5】図5(a)(b)は、親機側ユニット21から
子機側ユニット23へ射出される光ビームL’の角度制
御に誤差が生じ、親機側ユニット21からの光ビームL
´輪郭F´が遮光部39のアパーチャ39aの全体に入
射しない場合の光スポット等を示す。
5A and 5B show an error in the angle control of the light beam L ′ emitted from the master side unit 21 to the slave side unit 23, and the light beam from the master side unit 21. L
A light spot and the like in the case where the'contour F'is not incident on the entire aperture 39a of the light shielding portion 39 are shown.

【図6】図6は、この発明の受発光ユニットの第1実施
形態を示す。
FIG. 6 shows a first embodiment of a light emitting / receiving unit of the present invention.

【図7】図7は、この発明の第1実施形態に設けた回折
レンズ147の作用を示す。
FIG. 7 shows the operation of the diffractive lens 147 provided in the first embodiment of the present invention.

【図8】図8(a)(b)は、受発光ユニット123の
入射アパーチャ139aに対して位置ずれした光ビーム
L´が入射する場合の±1次回折光による光スポットを
示す。
FIGS. 8A and 8B show light spots of ± first-order diffracted light when a light beam L ′ that is misaligned with respect to the incident aperture 139a of the light emitting / receiving unit 123 is incident.

【図9】図9(a)(b)は、受光素子129の受光領
域a1〜d1とスポットS5、S6との位置関係を示
す。
9A and 9B show the positional relationship between the light receiving areas a1 to d1 of the light receiving element 129 and the spots S5 and S6.

【図10】図10は、光スポットS5とS6を重ね合わ
せた状態を示す。
FIG. 10 shows a state in which light spots S5 and S6 are superimposed.

【図11】図11は、第1実施形態の変型例を示す。FIG. 11 shows a modified example of the first embodiment.

【図12】図12は、前記第1実施形態の他の変型例を
示す。
FIG. 12 shows another modification of the first embodiment.

【図13】図13は、この発明の受発光ユニットの第2
実施形態を示す。
FIG. 13 is a second view of the light emitting and receiving unit of the present invention.
An embodiment is shown.

───────────────────────────────────────────────────── 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) G01J 1/04 G01J 1/06 Z 1/06 H04B 9/00 R H04B 10/00 A 10/105 10/22 Fターム(参考) 2F065 AA01 AA03 AA31 AA51 FF48 GG04 HH04 HH12 HH13 LL00 LL10 LL30 QQ13 2G065 AA17 AA18 AB09 BA03 BB02 BB06 BB14 BB15 BB49 BC31 BC35 DA13 5K002 AA01 AA07 FA03 GA07 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G01J 1/04 G01J 1/06 Z 1/06 H04B 9/00 R H04B 10/00 A 10/105 10 / 22 F term (reference) 2F065 AA01 AA03 AA31 AA51 FF48 GG04 HH04 HH12 HH13 LL00 LL10 LL30 QQ13 2G065 AA17 AA18 AB09 BA03 BB02 BB06 BB14 BB15 BB49 BC31 BC35 DA13 5K002 AA01 AA07 FA03 FA03

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射光束の入射位置又は入射スポット形
状に基づいて、該光束の入射位置又は入射角度を検出す
る光検出装置であって、 集光手段と、回折手段と、受光素子と、を備え、 該集光手段および回折手段および受光素子は同一光軸上
に配置され、 該回折手段は、回折によって生じる±1次回折光に対し
てほぼ等しい回折効率を有し、且つ、該±1次回折光が
ともに前記光軸上に集光するように該±1次回折光へレ
ンズパワーを付与するほぼ軸対称のレンズの性質を有
し、 該受光素子は、該±1次回折光の集光点の中間において
該±1次回折光の光束径がほぼ一致する前記光軸上の所
定位置に配置される光検出装置。
1. A photodetector for detecting an incident position or an incident angle of an incident light flux based on an incident position or an incident spot shape of the incident light flux, comprising a condensing means, a diffracting means, and a light receiving element. The condensing means, the diffracting means, and the light receiving element are arranged on the same optical axis, the diffracting means has substantially equal diffraction efficiency with respect to ± 1st-order diffracted light generated by diffraction, and the ± 1st order The light receiving element has a property of an approximately axisymmetric lens that imparts lens power to the ± 1st-order diffracted light so that both the folded lights are condensed on the optical axis. A photodetector arranged at a predetermined position on the optical axis where the beam diameters of the ± 1st-order diffracted lights substantially match in the middle.
【請求項2】 請求項1記載の光検出装置であって、該
回折手段の0次光回折光の強度をほぼ0とした光検出装
置。
2. The photodetector according to claim 1, wherein the intensity of the 0th-order diffracted light of the diffracting means is substantially zero.
【請求項3】 請求項1記載の光検出装置であって、 該受光素子は、光束が所定位置へ照射されているか否か
を検出する誤差信号検出用領域と、光束が前記所定位置
へ入射される場合のその光束の照射位置に設けられ且つ
当該入射光束の照射領域とほぼ同じ広がりを有する情報
信号検出用領と、を有する光検出装置。
3. The photodetector according to claim 1, wherein the light receiving element has an error signal detection area for detecting whether or not the light beam is applied to a predetermined position, and the light beam is incident on the predetermined position. And an information signal detecting area which is provided at the irradiation position of the light flux and has substantially the same extent as the irradiation area of the incident light flux.
【請求項4】 光情報信号を送受信するとともに、他の
受発光装置からの入射光束の入射位置および入射角度を
検出する受発光装置であって、 発光素子と、光分岐素子と、集光手段と、回折手段と、
受光素子と、を備え、 該集光手段および回折手段および受光素子は第1光軸上
に配置され、 該発光素子により定められる第2光軸は、該光分岐素子
によって該第1光軸から分岐され、 該回折手段は、回折によって生じる±1次回折光に対し
てほぼ等しい回折効率を有し、且つ、該±1次回折光が
ともに前記光軸上に集光するように該±1次回折光へレ
ンズパワーを付与するほぼ軸対称のレンズの性質を有
し、 該受光素子は、該±1次回折光の集光点の中間において
該±1次回折光の光束径がほぼ一致する前記光軸上の所
定位置に配置される受発光装置。
4. A light emitting and receiving device for transmitting and receiving an optical information signal and detecting an incident position and an incident angle of an incident light beam from another light emitting and receiving device, the light emitting element, a light branching element, and a condensing means. And diffractive means,
A light receiving element, the condensing means, the diffracting means, and the light receiving element are arranged on a first optical axis, and a second optical axis defined by the light emitting element is separated from the first optical axis by the light branching element. The diffracting means has substantially the same diffraction efficiency with respect to the ± 1st-order diffracted light generated by diffraction, and the ± 1st-order diffracted light is focused so that both the ± 1st-order diffracted light are focused on the optical axis. On the optical axis, which has the property of an approximately axisymmetric lens that imparts a lens power, the light receiving element is such that the beam diameters of the ± 1st-order diffracted lights are substantially equal to each other in the middle of the focal point of the ± 1st-order diffracted lights. The light emitting and receiving device arranged at a predetermined position.
【請求項5】 請求項4記載の受発光装置であって、該
回折格子の0次光回折光をほぼ0とした事を特徴とする
受発光装置。
5. The light emitting and receiving device according to claim 4, wherein the 0th order diffracted light of the diffraction grating is set to substantially zero.
【請求項6】 請求項4記載の受発光装置であって、 該受光素子は、光束が所定位置へ照射されているか否か
を検出する誤差信号検出用領域と、光束が前記所定位置
へ入射される場合のその光束の照射位置に設けられ且つ
当該入射光束の照射領域とほぼ同じ広がりを有する情報
信号検出用領と、を有する受発光装置。
6. The light emitting and receiving device according to claim 4, wherein the light receiving element has an error signal detection area for detecting whether or not the light beam is applied to a predetermined position, and the light beam is incident on the predetermined position. And a light emitting / receiving device provided at an irradiation position of the light flux and having an information signal detection area having substantially the same extent as the irradiation area of the incident light flux.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005229277A (en) * 2004-02-12 2005-08-25 Victor Co Of Japan Ltd Optical radio transmitter
US7238933B2 (en) 2003-08-13 2007-07-03 Victor Company Of Japan, Limited Light detecting apparatus
JP2016111516A (en) * 2014-12-05 2016-06-20 大日本印刷株式会社 Optical communication system and illumination device
CN114577118A (en) * 2022-02-16 2022-06-03 江苏中关村嘉拓新能源设备有限公司 High-temperature-resistant wide-range offset sensor and calibration method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7238933B2 (en) 2003-08-13 2007-07-03 Victor Company Of Japan, Limited Light detecting apparatus
JP2005229277A (en) * 2004-02-12 2005-08-25 Victor Co Of Japan Ltd Optical radio transmitter
JP4599847B2 (en) * 2004-02-12 2010-12-15 日本ビクター株式会社 Optical wireless transmission device
JP2016111516A (en) * 2014-12-05 2016-06-20 大日本印刷株式会社 Optical communication system and illumination device
CN114577118A (en) * 2022-02-16 2022-06-03 江苏中关村嘉拓新能源设备有限公司 High-temperature-resistant wide-range offset sensor and calibration method

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