JP3362308B2 - 送受信一体型光通信装置 - Google Patents
送受信一体型光通信装置Info
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Description
【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。
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６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。
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。
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。
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。
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では、軸外入
射光による結像性能の劣化を防ぐという観点からは、望
遠鏡光学系（アフォーカル光学系）１０の倍率は小さい
方が好ましく、一方、偏向光学系２０の駆動系の小型化
と偏向光学系以降の光学系（送受信部３０）の小型化の
ためには、望遠鏡光学系１０の倍率は大きい方が好まし
い。また、送信光の強度分布は、できるだけ断面円形で
一様であることが好ましく、さらにその径を調整できる
ことが好ましい。
射光による結像性能の劣化を防ぐという観点からは、望
遠鏡光学系（アフォーカル光学系）１０の倍率は小さい
方が好ましく、一方、偏向光学系２０の駆動系の小型化
と偏向光学系以降の光学系（送受信部３０）の小型化の
ためには、望遠鏡光学系１０の倍率は大きい方が好まし
い。また、送信光の強度分布は、できるだけ断面円形で
一様であることが好ましく、さらにその径を調整できる
ことが好ましい。
【０００７】
【発明の目的】本発明は、結像性能を犠牲にせず、偏向
光学系及び偏向光学系以降の光学系を小型化でき、送信
光の強度分布を可及的に均一にし、かつそのビーム径を
調節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。
光学系及び偏向光学系以降の光学系を小型化でき、送信
光の強度分布を可及的に均一にし、かつそのビーム径を
調節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】本発明の送受信一体型光通信装置は、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鏡光学系；
及びこの望遠鏡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、望遠鏡光学系を正
レンズ群と負レンズ群を有し光束径を物体側から光束偏
向手段に向けて１：４程度の縮径率で縮径する第一アフ
ォーカル光学系から構成し、光束偏向手段と送受信部と
の間に、正レンズ群と負レンズ群を有し光束径を光束偏
向手段から送受信部に向けて１：２程度の縮径率で縮径
する第二アフォーカル光学系を配置し、レーザ光源と偏
光分離手段との間に、光束形状を略円形状にするビーム
整形光学系を配置し、第二アフォーカル光学系は、レー
ザ光源側から見てこのビーム整形光学系の後段に配置
し、さらに第二アフォーカル光学系の正レンズ群と負レ
ンズ群の少なくとも一方を光軸方向に位置調節可能とし
たことを特徴としている。
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鏡光学系；
及びこの望遠鏡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、望遠鏡光学系を正
レンズ群と負レンズ群を有し光束径を物体側から光束偏
向手段に向けて１：４程度の縮径率で縮径する第一アフ
ォーカル光学系から構成し、光束偏向手段と送受信部と
の間に、正レンズ群と負レンズ群を有し光束径を光束偏
向手段から送受信部に向けて１：２程度の縮径率で縮径
する第二アフォーカル光学系を配置し、レーザ光源と偏
光分離手段との間に、光束形状を略円形状にするビーム
整形光学系を配置し、第二アフォーカル光学系は、レー
ザ光源側から見てこのビーム整形光学系の後段に配置
し、さらに第二アフォーカル光学系の正レンズ群と負レ
ンズ群の少なくとも一方を光軸方向に位置調節可能とし
たことを特徴としている。
【０００９】この送受信一体型光通信装置によると、第
一アフォーカル光学系と第二アフォーカル光学系との合
成倍率によって全望遠鏡光学系の倍率を設定できるの
で、結像性能を犠牲にせずに、偏向光学系及び偏向光学
系以降の光学系の小型化ができる。また、ビーム整形光
学系によりレーザ光束（送信光）形状を略円形状にして
光束偏向手段及び望遠鏡光学系を介して投光するため、
強度分布を一様にすることができる。
一アフォーカル光学系と第二アフォーカル光学系との合
成倍率によって全望遠鏡光学系の倍率を設定できるの
で、結像性能を犠牲にせずに、偏向光学系及び偏向光学
系以降の光学系の小型化ができる。また、ビーム整形光
学系によりレーザ光束（送信光）形状を略円形状にして
光束偏向手段及び望遠鏡光学系を介して投光するため、
強度分布を一様にすることができる。
【００１０】、また、第二アフォーカル光学系を設けて
その正レンズ群と負レンズ群のいずれか一方の光軸方向
位置を調節可能としたため、送信光の径を調節すること
ができ、一対の光通信装置の設置距離の変化に対応する
ことができる。
その正レンズ群と負レンズ群のいずれか一方の光軸方向
位置を調節可能としたため、送信光の径を調節すること
ができ、一対の光通信装置の設置距離の変化に対応する
ことができる。
【００１１】第一アフォーカル光学系と第二アフォーカ
ル光学系との間は、略平行光束とし、光束偏向手段に平
行光束を与えることにより、結像点の位置ずれが生じな
い光学系が得られる。また、送受信部の偏光分離手段
に、略平行光束を通す構成とすると、偏光分離手段の角
度依存性の問題を除去することができる。
ル光学系との間は、略平行光束とし、光束偏向手段に平
行光束を与えることにより、結像点の位置ずれが生じな
い光学系が得られる。また、送受信部の偏光分離手段
に、略平行光束を通す構成とすると、偏光分離手段の角
度依存性の問題を除去することができる。
【００１２】また、ビーム整形光学系によるビーム整形
特性（倍率）は一定であり、これに対して、半導体レー
ザ光束の光軸垂直断面におけるθ垂直方向長とθ平行方
向長の比率には、レーザ光源に応じてばらつきがある。
そこで、レーザ光源の光軸方向の位置を、ビーム整形光
学系によるビーム整形特性に応じて、組立時に光軸方向
に調節する手段を設け、ビーム整形光学系を出た光束径
（形状）にばらつきがないようにすることが望ましい。
特性（倍率）は一定であり、これに対して、半導体レー
ザ光束の光軸垂直断面におけるθ垂直方向長とθ平行方
向長の比率には、レーザ光源に応じてばらつきがある。
そこで、レーザ光源の光軸方向の位置を、ビーム整形光
学系によるビーム整形特性に応じて、組立時に光軸方向
に調節する手段を設け、ビーム整形光学系を出た光束径
（形状）にばらつきがないようにすることが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による送受信一体
型光通信装置の第一の実施形態を示すもので、図６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。
望遠鏡光学系１０は、物体側（投光側）から順に、正レ
ンズ群１０Ａと負レンズ群１０Ｂとからなる第一アフォ
ーカル光学系からなっている。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、光束偏向手段としての偏向ミラー２０側に光束
径を縮径する。この縮径比（倍率）は、１：４（４倍）
程度である。
型光通信装置の第一の実施形態を示すもので、図６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。
望遠鏡光学系１０は、物体側（投光側）から順に、正レ
ンズ群１０Ａと負レンズ群１０Ｂとからなる第一アフォ
ーカル光学系からなっている。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、光束偏向手段としての偏向ミラー２０側に光束
径を縮径する。この縮径比（倍率）は、１：４（４倍）
程度である。
【００１４】偏向ミラー２０と送受信部３０との間に
は、第二アフォーカル光学系４０が配設されている。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４０Ａと負レンズ群４
０Ｂとを有する。このアフォーカル光学系も、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、偏向ミラー２
０側から送受信部３０側に光束径を縮径する。この縮径
比（倍率）は、１：２（２倍）程度である。そして、こ
の第二アフォーカル光学系４０の正レンズ群４０Ａと負
レンズ群４０Ｂは、その一方、図示例では負レンズ群４
０Ｂが、矢印Ａで示すように、光軸方向に位置調節可能
であり、位置を調節すると、第二アフォーカル光学系４
０からの出射光束径（発散角）、従って望遠鏡光学系１
０からの出射光束径（発散角）が変化する。光束径が変
化すると、アフォーカル性が若干損なわれるが、出射光
は、略平行光束と見ることができる。負レンズ群４０Ｂ
を移動調節する手段（機構）は、各種のレンズ移動機構
を転用することができる。また、第二アフォーカル光学
系４０の倍率は、第一アフォーカル光学系の倍率より小
さく設定されており、倍率が小さい側の第二アフォーカ
ル光学系で光束径（発散角）を調節することにより、よ
り高精度な調節ができる。また、可動重量も小さいか
ら、機械的構成が容易になる。
は、第二アフォーカル光学系４０が配設されている。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４０Ａと負レンズ群４
０Ｂとを有する。このアフォーカル光学系も、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、偏向ミラー２
０側から送受信部３０側に光束径を縮径する。この縮径
比（倍率）は、１：２（２倍）程度である。そして、こ
の第二アフォーカル光学系４０の正レンズ群４０Ａと負
レンズ群４０Ｂは、その一方、図示例では負レンズ群４
０Ｂが、矢印Ａで示すように、光軸方向に位置調節可能
であり、位置を調節すると、第二アフォーカル光学系４
０からの出射光束径（発散角）、従って望遠鏡光学系１
０からの出射光束径（発散角）が変化する。光束径が変
化すると、アフォーカル性が若干損なわれるが、出射光
は、略平行光束と見ることができる。負レンズ群４０Ｂ
を移動調節する手段（機構）は、各種のレンズ移動機構
を転用することができる。また、第二アフォーカル光学
系４０の倍率は、第一アフォーカル光学系の倍率より小
さく設定されており、倍率が小さい側の第二アフォーカ
ル光学系で光束径（発散角）を調節することにより、よ
り高精度な調節ができる。また、可動重量も小さいか
ら、機械的構成が容易になる。
【００１５】望遠鏡光学系１０と第二アフォーカル光学
系４０との間の光束は、略平行光束であり、この平行光
束が偏向ミラー２０に入射する。偏向ミラー２０は、Ｘ
Ｙ駆動系２２によって直交二方向に駆動されるもので、
駆動されると、この平行光束が偏向され、送信光の投光
方向又は（及び）受信光の送受信部３０への入射方向が
調整される。平行光束部分に偏向ミラー２０を配置する
と、光束を偏向しても送受信部３０でのピントずれが生
じないという利点がある。
系４０との間の光束は、略平行光束であり、この平行光
束が偏向ミラー２０に入射する。偏向ミラー２０は、Ｘ
Ｙ駆動系２２によって直交二方向に駆動されるもので、
駆動されると、この平行光束が偏向され、送信光の投光
方向又は（及び）受信光の送受信部３０への入射方向が
調整される。平行光束部分に偏向ミラー２０を配置する
と、光束を偏向しても送受信部３０でのピントずれが生
じないという利点がある。
【００１６】送受信部３０中の半導体レーザ光源３２と
偏光ビームスプリッタ３３の間には、コリメータレンズ
５１と、ビーム整形光学系としてのアナモ（アナモフィ
ック）光学系５０とが順に配置されている。コリメータ
レンズ５１は、半導体レーザ光源３２からのレーザ光束
を平行光束として、アナモ光学系５０に与えるものであ
り、アナモ光学系５０は、第一プリズム５０Ａと第二プ
リズム５０Ｂとからなっている。このアナモ光学系５０
は、Ｓ偏光反射条件で設置されている半導体レーザ光源
３２から出射される線状光束を平行光束状態下で円形光
束に整形するものである。すなわち、周知のように、半
導体レーザ光源３２からの出射光束は、円形強度分布光
束ではなく線状あるいは楕円状の強度分布を有する。図
２はその模式図であり、θ平行方向（短軸方向）長θＨ
は、θ垂直方向（長軸方向）長θＶより短い。アナモ光
学系５０は、この光束のθ平行方向長θＨを第一プリズ
ム５０Ａと第二プリズム５０Ｂを介して拡大してθ垂直
方向長θＶと略等しくすることにより、破線で示すよう
に強度分布を円形に整形している。なお、θ平行方向が
直線偏光の振動方向である。
偏光ビームスプリッタ３３の間には、コリメータレンズ
５１と、ビーム整形光学系としてのアナモ（アナモフィ
ック）光学系５０とが順に配置されている。コリメータ
レンズ５１は、半導体レーザ光源３２からのレーザ光束
を平行光束として、アナモ光学系５０に与えるものであ
り、アナモ光学系５０は、第一プリズム５０Ａと第二プ
リズム５０Ｂとからなっている。このアナモ光学系５０
は、Ｓ偏光反射条件で設置されている半導体レーザ光源
３２から出射される線状光束を平行光束状態下で円形光
束に整形するものである。すなわち、周知のように、半
導体レーザ光源３２からの出射光束は、円形強度分布光
束ではなく線状あるいは楕円状の強度分布を有する。図
２はその模式図であり、θ平行方向（短軸方向）長θＨ
は、θ垂直方向（長軸方向）長θＶより短い。アナモ光
学系５０は、この光束のθ平行方向長θＨを第一プリズ
ム５０Ａと第二プリズム５０Ｂを介して拡大してθ垂直
方向長θＶと略等しくすることにより、破線で示すよう
に強度分布を円形に整形している。なお、θ平行方向が
直線偏光の振動方向である。
【００１７】さらに、半導体レーザ光源３２は、矢印Ｂ
で示すように、コリメータレンズ５１に対して光軸方向
に位置調節可能である。半導体レーザ光源３２のコリメ
ータレンズ５１に対する位置を調節することにより、半
導体レーザ光源３２のθ垂直方向長θＶとθ平行方向長
θＨの比率のばらつきを調節し、円形の強度分布光束を
得ることができる。すなわち、アナモ光学系５０の倍率
は一定であるのに対し、半導体レーザ光源３２のθ垂直
方向長θＶとθ平行方向長θＨ（の比）にはばらつきが
ある。このばらつきは、組立時に半導体レーザ光源３２
の光軸方向位置を調節することにより除去して円形光束
を得ることができる。半導体レーザ光源３２を移動調節
する手段（機構）は、各種のレンズ移動機構等を転用す
ることができる。
で示すように、コリメータレンズ５１に対して光軸方向
に位置調節可能である。半導体レーザ光源３２のコリメ
ータレンズ５１に対する位置を調節することにより、半
導体レーザ光源３２のθ垂直方向長θＶとθ平行方向長
θＨの比率のばらつきを調節し、円形の強度分布光束を
得ることができる。すなわち、アナモ光学系５０の倍率
は一定であるのに対し、半導体レーザ光源３２のθ垂直
方向長θＶとθ平行方向長θＨ（の比）にはばらつきが
ある。このばらつきは、組立時に半導体レーザ光源３２
の光軸方向位置を調節することにより除去して円形光束
を得ることができる。半導体レーザ光源３２を移動調節
する手段（機構）は、各種のレンズ移動機構等を転用す
ることができる。
【００１８】また、偏光ビームスプリッタ３３は、入射
光の角度によって透過率（反射率）が異なる角度依存性
を有することが知られており、平行光束を入射させるこ
とにより、このような角度依存性の問題を回避すること
ができる。従って、偏光ビームスプリッタ３３で反射し
て第二アフォーカル光学系４０に至り、偏向ミラー２
０、望遠鏡光学系１０を介して投光されるＳ偏光の送信
直線偏光光束も平行光束である。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。
光の角度によって透過率（反射率）が異なる角度依存性
を有することが知られており、平行光束を入射させるこ
とにより、このような角度依存性の問題を回避すること
ができる。従って、偏光ビームスプリッタ３３で反射し
て第二アフォーカル光学系４０に至り、偏向ミラー２
０、望遠鏡光学系１０を介して投光されるＳ偏光の送信
直線偏光光束も平行光束である。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。
【００１９】また、受信光に着目すると、望遠鏡光学系
１０、偏向ミラー２０、第二アフォーカル光学系４０を
介して送受信部３０の偏光ビームスプリッタ３３及びビ
ームスプリッタ３５を通過する受信光束も平行光束であ
り、同様に、偏光ビームスプリッタ３３の透過率（反射
率）の角度依存性の問題を回避できる。ビームスプリッ
タ３５から受光素子３６に至る分割光路には、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、ビームスプリッタ３５
から位置検出素子３７に至る分割光路には、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。
１０、偏向ミラー２０、第二アフォーカル光学系４０を
介して送受信部３０の偏光ビームスプリッタ３３及びビ
ームスプリッタ３５を通過する受信光束も平行光束であ
り、同様に、偏光ビームスプリッタ３３の透過率（反射
率）の角度依存性の問題を回避できる。ビームスプリッ
タ３５から受光素子３６に至る分割光路には、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、ビームスプリッタ３５
から位置検出素子３７に至る分割光路には、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。
【００２０】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、本実施形態の装置は、半導
体レーザ光源３２からの光束がアナモ光学系５０によっ
て円形に整形されて捕捉エリアが広がるため、相手側
（対向機）の望遠鏡光学系１０による受信が容易にな
る。また、第二アフォーカル光学系４０の負レンズ群４
０Ｂの位置を調節することにより、望遠鏡光学系１０か
ら出射される光束径を調節することができる。このた
め、一対の装置の設置距離に応じて、送信光の相手側の
望遠鏡光学系１０の位置における直径が、望遠鏡光学系
１０の受信径より若干大きくなるように送信ビーム径を
調節することにより、常に良好な光通信を行うことがで
きる。また、アフォーカル光学系を、光束偏向手段の前
後に位置する第一、第二のアフォーカル系に分割してお
り、かつ第一のアフォーカル系の縮小倍率を１：４程
度、第二のアフォーカル系の縮小倍率を１：２程度と設
定しているため、結像性能を犠牲にすることなく、偏向
光学系（偏向ミラー２０）及び偏向光学系以降の偏光分
離光学系（送受信部３０）を小型化できる。さらに、第
二アフォーカル光学系は、レーザ光源側から見てビーム
整形光学系の後段に配置されているため、光源から出た
径の小さいビームを整形でき、小型化に寄与する。
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、本実施形態の装置は、半導
体レーザ光源３２からの光束がアナモ光学系５０によっ
て円形に整形されて捕捉エリアが広がるため、相手側
（対向機）の望遠鏡光学系１０による受信が容易にな
る。また、第二アフォーカル光学系４０の負レンズ群４
０Ｂの位置を調節することにより、望遠鏡光学系１０か
ら出射される光束径を調節することができる。このた
め、一対の装置の設置距離に応じて、送信光の相手側の
望遠鏡光学系１０の位置における直径が、望遠鏡光学系
１０の受信径より若干大きくなるように送信ビーム径を
調節することにより、常に良好な光通信を行うことがで
きる。また、アフォーカル光学系を、光束偏向手段の前
後に位置する第一、第二のアフォーカル系に分割してお
り、かつ第一のアフォーカル系の縮小倍率を１：４程
度、第二のアフォーカル系の縮小倍率を１：２程度と設
定しているため、結像性能を犠牲にすることなく、偏向
光学系（偏向ミラー２０）及び偏向光学系以降の偏光分
離光学系（送受信部３０）を小型化できる。さらに、第
二アフォーカル光学系は、レーザ光源側から見てビーム
整形光学系の後段に配置されているため、光源から出た
径の小さいビームを整形でき、小型化に寄与する。
【００２１】図３ないし図５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。第一の実施形態
では、光束偏向手段（偏向ミラー）２０をＸＹ駆動系２
２によって直交二方向に駆動するとしたが、この実施形
態は、光束偏向手段を、Ｘ方向ミラー２０ＸとＹ方向ミ
ラー２０Ｙに分割し、それぞれのミラーをＸ駆動系２２
Ｘ、Ｙ駆動系２２Ｙで駆動するようにした点が異なる。
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。
体型光通信装置の別の実施形態を示す。第一の実施形態
では、光束偏向手段（偏向ミラー）２０をＸＹ駆動系２
２によって直交二方向に駆動するとしたが、この実施形
態は、光束偏向手段を、Ｘ方向ミラー２０ＸとＹ方向ミ
ラー２０Ｙに分割し、それぞれのミラーをＸ駆動系２２
Ｘ、Ｙ駆動系２２Ｙで駆動するようにした点が異なる。
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。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、結像性能を犠牲にせ
ず、偏向光学系及び偏向光学系以降の光学系を小型化で
き、送信光の強度分布を可及的に均一にし、かつそのビ
ーム径を調節できる送受信一体型光通信装置を得ること
ができる。
ず、偏向光学系及び偏向光学系以降の光学系を小型化で
き、送信光の強度分布を可及的に均一にし、かつそのビ
ーム径を調節できる送受信一体型光通信装置を得ること
ができる。
【図１】（Ａ）本発明の送受信一体型光通信装置の第一
の実施形態を示す系統図である。 （Ｂ）（Ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
の実施形態を示す系統図である。 （Ｂ）（Ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図２】半導体レーザ光源の光軸垂直断面における形状
とビーム整形の様子を示す模式図である。
とビーム整形の様子を示す模式図である。
【図３】本発明の送受信一体型光通信装置の第二の実施
形態を示す正面図である。
形態を示す正面図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】図４の側面図である。
【図６】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。
統図である。
１０ 望遠鏡光学系（第一アフォーカル光学系）
２０ ２０Ｘ ２０Ｙ 光束偏向手段（偏向ミラー）
３０ 送受信部
３１ 変調器
３２ 半導体レーザ光源
３３ 偏光ビームスプリッタ
３５ ビームスプリッタ
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
５０ アナモ光学系（ビーム整形光学系）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０４Ｂ 10/105
10/22
(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
(56)参考文献 特開 平５−93885（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−145496（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−240429（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−93886（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−37722（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−123312（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−20924（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 13/08
G02B 27/09
G02B 27/28
Claims (4)
- 【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
遠鏡光学系；及びこの望遠鏡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、 上記望遠鏡光学系が正レンズ群と負レンズ群を有し光束
径を物体側から光束偏向手段に向けて、１：４程度の縮
径率で縮径する第一アフォーカル光学系からなること； 上記光束偏向手段と送受信部との間に、正レンズ群と負
レンズ群を有し光束径を光束偏向手段から送受信部に向
けて、１：２程度の縮径率で縮径する第二アフォーカル
光学系が配設されていること； レーザ光源と偏光分離手段との間に、レーザ光束形状を
略円形状にするビーム整形光学系が配設されているこ
と；上記第二アフォーカル光学系は、レーザ光源側から見て
上記ビーム整形光学系の後段に配置されていること； 及
び上記第二アフォーカル光学系の正レンズ群と負レンズ
群の少なくとも一方が光軸方向に位置調節可能であるこ
と； を特徴とする送受信一体型光通信装置。 - 【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、第一アフォーカル光学系と第二アフォーカル
光学系との間は、略平行光束である送受信一体型光通信
装置。 - 【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、送受信部の偏光分離手段は、略平行
光束が通過する送受信一体型光通信装置。 - 【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、レーザ光源の光軸方
向の位置を、ビーム整形光学系によるビーム整形特性に
応じて、レーザ光束の光軸垂直断面におけるθ垂直方向
長とθ平行方向長の比率を調節するために、組立時に光
軸方向に調節する手段が備えられている送受信一体型光
通信装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08134499A JP3362308B2 (ja) | 1998-07-21 | 1999-03-25 | 送受信一体型光通信装置 |
| US09/354,732 US6701093B1 (en) | 1998-07-17 | 1999-07-16 | Integral transmitter-receiver optical communication apparatus and a crosstalk preventive device therefor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-204553 | 1998-07-21 | ||
| JP20455398 | 1998-07-21 | ||
| JP08134499A JP3362308B2 (ja) | 1998-07-21 | 1999-03-25 | 送受信一体型光通信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000098249A JP2000098249A (ja) | 2000-04-07 |
| JP3362308B2 true JP3362308B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=26422368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08134499A Expired - Fee Related JP3362308B2 (ja) | 1998-07-17 | 1999-03-25 | 送受信一体型光通信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3362308B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011051818A1 (de) * | 2011-07-13 | 2013-01-17 | Technische Universität Berlin | Verfahren zum Mischen von Lichtstrahlen unterschiedlicher Farben, Lichtstrahlkombinier-Vorrichtung und deren Verwendung |
| CN110174775B (zh) * | 2019-05-06 | 2022-02-08 | 武汉优光科技有限责任公司 | 一种转角可调光纤准直系统 |
-
1999
- 1999-03-25 JP JP08134499A patent/JP3362308B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000098249A (ja) | 2000-04-07 |
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