JP3416928B2 - 光伝送装置 - Google Patents

光伝送装置

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JP3416928B2
JP3416928B2 JP03041497A JP3041497A JP3416928B2 JP 3416928 B2 JP3416928 B2 JP 3416928B2 JP 03041497 A JP03041497 A JP 03041497A JP 3041497 A JP3041497 A JP 3041497A JP 3416928 B2 JP3416928 B2 JP 3416928B2
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徹 石川
光晴 松本
浩司 冨永
晃 茨木
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号の伝送を光で
行う光インターコネクションに用いることができる光伝
送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、コンピュータなどの筐体内に配
置される多数の回路ボード間の相互のデータ伝送に、光
でデータ伝送を行う光伝送装置を用いることが考えられ
る。このような光伝送装置としては、光ファイバーや導
波路を用いるものも知られているが、いわゆる自由空間
を利用するものも知られている。この自由空間を利用す
る光伝送装置は、相互に通信を行う回路ボードの各々
に、レーザーダイオード等の発光手段、及びフォトダイ
オード等の受光手段を設けるとともに、これら発光手段
と受光手段との間にレンズを配置することで実現でき
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
自由空間を用いる光伝送装置では、特定の一つの発光手
段からの光を、特定の一つの受光手段に導くもの(いわ
ゆる1:1構成)や特定の一つの発光手段からの光を分
光して特定の複数の受光手段に同時導くもの(いわゆる
1:多構成)が存在するだけである。すなわち、自由空
間を用いる光伝送装置においては、特定の一つの発光手
段からの光を、複数の受光手段に個別に導くものは無か
った。
【0004】この発明は、上記の事情に鑑み、特定の一
つの発光手段からの光を複数の受光手段のうち任意の受
光手段に導くことを可能にし、光インターコネクション
を用いるシステムの自由度を向上させることができる光
伝送装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の光伝送装置
は、発光手段と、第1レンズと、第2レンズと、前記発
光手段から発せられた光を前記第1レンズおよび第2レ
ンズを介して受光する受光手段とから成る光伝送装置に
おいて、少なくとも前記第1レンズと第2レンズの一方
が焦点可変レンズから成り、前記第1レンズおよび第2
レンズから成る2レンズ系における変換倍率mが焦点距
離の変更にて少なくともm1 とm2 (m1≠m2 )を得
るように構成され、前記発光手段は、前記の2レンズ系
における光軸から距離Wだけ離間した位置に発光点を有
し、前記受光手段は、少なくとも、前記光軸から所定方
向に距離W×m1 だけ離間した位置に設けられた第1の
受光点と、前記光軸から同方向に距離W×m2 だけ離間
した位置に設けられた第2の受光点とを有していること
を特徴とする。
【0006】上記の構成であれば、前記第1レンズと第
2レンズのうち少なくとも一方が前記倍率m1 が得られ
るようにその焦点距離を変更されたときは、前記発光点
から出射された光は、2レンズ系を経て第1の受光点に
導かれることになる。また、前記第1レンズと第2レン
ズのうち少なくとも一方が前記倍率m2 が得られるよう
にその焦点距離を変更されたときは、前記発光点から出
射された光は、2レンズ系を経て第2の受光点に導かれ
ることになる。すなわち、特定の一つの発光点からの光
を複数の受光点のうち任意の受光点に導くことが可能に
なる。
【0007】前記発光手段は前記発光点をK個有し、こ
れら発光点は前記光軸から離れて配置され、前記受光手
段は受光点をn(nは2以上の整数)×K個有し、これ
ら受光点は前記発光点の配置形に相似のK個ごとの一群
を形成し且つ前記光軸を中心にn重に形成されていても
よい。
【0008】また、前記発光手段は前記光軸上に発光点
を有し、前記受光手段は前記光軸上に受光点を有してい
てもよい。このように光軸上に発光点および受光点を有
する場合、前記変換倍率の変更に係わらず、発光点から
の光を受光点に導くことができるので、これらを接続先
の変更を要しない情報の伝達のために用いることが可能
である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
に基づいて説明する。
【0010】図1は、この実施の形態の光伝送装置を示
した概略の斜視図である。この光伝送装置は、レンズ1
と、レンズ2と、発光手段である面発光レーザアレイ3
と、前記面発光レーザアレイ3から発せられた光を前記
レンズ1およびレンズ2を介して受光するフォトダイオ
ード等から成る受光部4とから成る。そして、前記レン
ズ1は、焦点可変レンズから成り、このレンズ1及びレ
ンズ2から成る2レンズ系における変換倍率mが前記レ
ンズ1の焦点距離の変更にて変更されるようになってい
る。
【0011】前述した焦点可変レンズとしては、フレ
ネルレンズ型焦点可変液晶レンズ(JAPANESE JOURNAL O
F APPLIDE PHYSICS : Vol.24,No.8,August,1985,pp.L62
6-L628 Variable-Focus Liquid-Crystal Fresnel Lens
参照)、フレネル・ゾーンプレート型可変2焦点EO
レンズ(応用物理 第63巻 第1号(1994)参
照)、分布屈折率型焦点可変EOレンズ(JAPANESE J
OURNAL OF APPLIDE PHYSICS : Vol.31(1992)pp3196-320
0 Part1,No.9B,September 1992 Lead-LanthanumZircona
te-Titanate(PLZI)Electrooptic Variable-Focal-Lengt
h Lens with Stripe Electrodes 参照) などが知られ
ている。勿論、これら以外の焦点可変レンズをレンズ1
として用いることができる。
【0012】この実施の形態では、レンズ1は、前記
のフレネルレンズ型焦点可変液晶レンズを用いている。
このフレネルレンズ型焦点可変液晶レンズは、フレネル
レンズと、このフレネルレンズの凹部側に透明ガラス板
を貼付し、上記凹部内に液晶を封入した構造を有するも
のであり、液晶に加える電圧を変化させることで液晶分
子の配向を制御し、焦点距離を連続的に可変できるよう
にしたものである。
【0013】図2は、上記の2レンズ系の倍率特性を示
したグラフであり、面発光レーザアレイ3と受光部4と
の間の距離Lを120mmとし、レンズ2の焦点距離f
2 を50mmとし、横軸に面発光レーザアレイ3からレ
ンズ1までの距離aをとり、レンズ1の焦点距離f1
パラメータとして変換倍率mの変化を示している。この
図では、焦点距離f1 が9mm、9.5mm、10m
m、10.5mm、11mm、11.5mm、及び12
mmに変化したときをそれぞれ示している。この実施の
形態では、前記距離aを9.6mmに設定し、レンズ1
は、その焦点距離f1 を9mm、9.5mm、及び10
mmに適宜変更し得るように構成されている。ここで、
レンズ1の焦点距離f1 を9mmとしたときの2レンズ
系における変換倍率mc は約6.8となり、焦点距離f
1 を10mmとしたときの2レンズ系における変換倍率
a は約5.2となり、焦点距離f1 を10.5mmと
したときの2レンズ系における変換倍率mb は約6.1
となる。
【0014】面発光レーザアレイ3は、合計で9個の発
光素子3a…を有しており、中心に位置する発光素子3
0 はレンズ系の光軸上に位置するように配置され、そ
の周囲の8個の発光素子3a…の配置ピッチはWに設定
されている。
【0015】受光部4は合計で25個の受光素子4a…
を有しており、中心に位置する受光素子4a0 はレンズ
系の光軸上に位置し、最も内側の周を構成している8個
の受光素子4a…は前記の周囲8個の発光素子3a…の
相似形に配置され、その配置ピッチはma ×Wに設定さ
れており、その外側の周を構成している8個の受光素子
4a…も前記の周囲8個の発光素子3a…の相似形に配
置され、その配置ピッチはmb ×Wに設定されており、
最も外側の周を構成している8個の受光素子4a…も前
記の周囲8個の発光素子3a…の相似形に配置され、そ
の配置ピッチはmc ×Wに設定されている。
【0016】上記の構成であれば、面発光レーザアレイ
3における一つの発光素子3a1 の接続先(光の受け
先)として、前記受光部4における受光素子4a1 ,4
2 ,4a3 のうちのいずれか一つを任意に選択するこ
とができる。即ち、2レンズ系において変換倍率ma
得られるようにレンズ1の焦点距離f1 を10mmに変
更したときには、発光素子3a1 の接続先として受光素
子4a1 を選択することができ、2レンズ系において変
換倍率mb が得られるようにレンズ1の焦点距離f1
10.5mmに変更したときには、発光素子3a1 の接
続先として受光素子4a2 を選択することができ、2レ
ンズ系において変換倍率mc が得られるようにレンズ1
の焦点距離f1 を9mmに変更したときには、発光素子
3a1 の接続先として受光素子4a3 を選択することが
できる。このような接続先の選択は、他の発光素子3a
…においても同様に行えるものである。一方、面発光レ
ーザアレイ3の中心部に設けられた発光素子3a0 の接
続先は、レンズ1がどの倍率であるかに係わらず、受光
部4の中心部に設けられた受光素子4a0 である。従っ
て、この中心部の発光素子3a0 および受光素子4a0
については、接続先の変更を要しない情報の伝達に用い
ることができる。
【0017】このように、2レンズ系を用いる光伝送装
置において接続先の変更が任意に行えることになるの
で、光インターコネクションを用いたシステム全体の自
由度の向上や再構築等が容易に行えることになる。な
お、2レンズ系の変換倍率の可変を例えば光軸方向にレ
ンズ1を移動させることでも実現し得るが、この場合に
はそのための移動機構が必要になり、装置が複雑化す
る。この発明であれば、機械的な要素は不要であり、装
置の複雑化を防止できる。
【0018】なお、この実施の形態では、レンズ1を焦
点可変レンズにて構成したが、2つのレンズのうちの少
なくとも一方のレンズを焦点可変レンズとすることで2
レンズ系の変換倍率の変更がおこなえるので、レンズ2
又はレンズ1,2の両方を変化させるようにしてもよい
ものである。また、面発光レーザアレイ3の発光素子3
aの並びを方形状にしたが、円形状にしてもよく、この
場合には、受光部4の受光素子4aの並びも同心円状に
設ければよく、発光点、受光点の並び方は、ここに示し
た限りではない。また、図3に示すように発光点、受光
点を光軸に対して片側(上側)のみ配置してもよい。ま
た、上記実施例では、レンズ形の変換倍率mが1より大
である場合を示したが、変換倍率を1より小さくし、受
光素子群の配置ピッチを発光素子の配置ピッチより小さ
くするようにしてもよいものである。さらに、レンズと
光軸が直交せずに傾きをもっていてもよい。発光部及び
受光部には、発光素子、受光素子の他、光ファイバーや
導波路を使用する方法も可能である。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、接続先の変更が任意に行えることになるので、光イ
ンターコネクションを用いたシステム全体の自由度の向
上や再構築等が容易に行えるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態の光伝送装置を示す概略
の斜視図である。
【図2】この発明の実施の形態のレンズの焦点距離変更
による2レンズ系の変換倍率の変化を示したグラフであ
る。
【図3】この発明の実施の形態の光伝送装置の変形例を
示す説明図である。
【符号の説明】
1 レンズ 2 レンズ 3 面発光レーザアレイ 3a 発光素子 4 受光部 4a 受光素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茨木 晃 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平9−21972(JP,A) 特開 平4−133570(JP,A) 特開 昭59−18932(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 27/00 G02B 26/08

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光手段と、第1レンズと、第2レンズ
    と、前記発光手段から発せられた光を前記第1レンズお
    よび第2レンズを介して受光する受光手段とから成る光
    伝送装置において、少なくとも前記第1レンズと第2レ
    ンズの一方が焦点可変レンズから成り、前記第1レンズ
    および第2レンズから成る2レンズ系における変換倍率
    mが焦点変更にて少なくともm1 とm2 (m1 ≠m2
    を得るように構成され、前記発光手段は、前記の2レン
    ズ系における光軸から距離Wだけ離間した位置に発光点
    を有し、前記受光手段は、少なくとも、前記光軸から所
    定方向に距離W×m1 だけ離間した位置に設けられた第
    1の受光点と、前記光軸から同方向に距離W×m2 だけ
    離間した位置に設けられた第2の受光点とを有している
    ことを特徴とする光伝送装置。
  2. 【請求項2】 前記発光手段は前記発光点をK個有し、
    これら発光点は前記光軸から離れて配置され、前記受光
    手段は受光点をn(nは2以上の整数)×K個有し、こ
    れら受光点は前記発光点の配置形に相似のK個ごとの一
    群を形成し且つ前記光軸を中心にn重に形成されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の光伝送装置。
  3. 【請求項3】 前記発光手段は前記光軸上に発光点を有
    し、前記受光手段は前記光軸上に受光点を有しているこ
    とを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光伝送装
    置。
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