JP4571808B2 - Light source device and optical communication system using the same - Google Patents

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この発明は、所定の光放射角度範囲で所定の光放射強度を呈する光源装置、および、それを用いた光通信システムに関する。   The present invention relates to a light source device that exhibits a predetermined light emission intensity in a predetermined light emission angle range, and an optical communication system using the same.

従来の光無線通信として、代表的なものに、IrDA(Infrared Data Association)がある。このIrDAでは、光源装置として発光ダイオード(LED)を用い、所定の光放射角度エリア内において所定値以上の光放射強度を呈する光信号でデータのやり取りを行うようにしている。   A typical example of conventional optical wireless communication is IrDA (Infrared Data Association). In this IrDA, a light emitting diode (LED) is used as a light source device, and data is exchanged with an optical signal exhibiting a light emission intensity of a predetermined value or more within a predetermined light emission angle area.

図14に、IrDA1.1あるいはIrDA1.3で用いられる放射パターンマスク(実線)と、実際の光源装置における放射強度‐角度分布(破線)(以下、放射強度分布と言う)を示す。先ず、図14に従って放射パターンマスクについて説明する。通信角度エリアは±15度以内と規格化されており、この範囲内で100mW/sr以上の放射強度が要求される。この100mW/srが、この通信を確保する最小受信感度に相当する。また、通信角度エリアが±30度以内では、通信を行っている端末間の延長上に存在する隠れ端末への干渉を避けるために、最大の放射強度は500mW/srに制限される。一方、±30度よりも離れた通信角度エリアでは、隣の光端末との干渉を避けるために最小受信感度を下回る放射強度に抑える必要があり、100mW/sr以下に制限される。   FIG. 14 shows a radiation pattern mask (solid line) used in IrDA1.1 or IrDA1.3, and a radiation intensity-angle distribution (broken line) (hereinafter referred to as a radiation intensity distribution) in an actual light source device. First, the radiation pattern mask will be described with reference to FIG. The communication angle area is standardized to be within ± 15 degrees, and within this range, a radiation intensity of 100 mW / sr or more is required. This 100 mW / sr corresponds to the minimum receiving sensitivity for securing this communication. In addition, when the communication angle area is within ± 30 degrees, the maximum radiation intensity is limited to 500 mW / sr in order to avoid interference with hidden terminals existing on the extension between terminals that are performing communication. On the other hand, in a communication angle area farther than ± 30 degrees, it is necessary to suppress the radiation intensity to be lower than the minimum reception sensitivity in order to avoid interference with the adjacent optical terminal, and is limited to 100 mW / sr or less.

このようなIrDAに用いられるLED光源の放射パターン(つまり、放射強度分布)は、図14に破線で示すようなランバート分布と呼ばれる形状を有している。以下、ランバート分布について簡単に説明する。光出力P,指向半値角度θH(放射強度が最大放射強度の1/2となる放射角度)を有する光源の放射強度分布は、次のランバート分布L(θ)で表される。

Figure 0004571808
従来、上記指向半値角度θHは、上記通信角度エリアにおける角度15度程度に設定されている。 The radiation pattern (that is, radiation intensity distribution) of the LED light source used for such IrDA has a shape called a Lambert distribution as shown by a broken line in FIG. The Lambertian distribution will be briefly described below. A radiation intensity distribution of a light source having a light output P and a directivity half-value angle θ H (a radiation angle at which the radiation intensity is ½ of the maximum radiation intensity) is represented by the following Lambertian distribution L (θ).
Figure 0004571808
Conventionally, the directional half angle theta H is set at an angle 15 degrees in the communication angle area.

本願発明人等は、これまで、半導体レーザを光拡散によりアイセーフ化した、所謂アイセーフレーザを用いてIrDA用光源として供することを提案してきた(例えば、特許文献1(特開2003‐258353号公報)参照)。その場合、放射強度分布には、レーザ光の高コヒーレンス特有のスペックルが少なからず存在することが分かっていたが、全体としてその放射強度分布はLED同様ランバート分布になることが確認されており、指向半値角度θHをLED光源の場合と同様に15度程度に設定していた。ランバート分布において、上記放射パターンマスクを満たすには、指向半値角度θHは12.7度〜30度の範囲で設定可能であるが、消費電力を考慮して15度程度に設定されている。 The inventors of the present application have so far proposed to use a so-called eye-safe laser in which a semiconductor laser is made eye-safe by light diffusion, for example, as a light source for IrDA (for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-258353)). reference). In that case, it has been known that there are a lot of speckles peculiar to the high coherence of the laser light in the radiation intensity distribution, but it has been confirmed that the radiation intensity distribution as a whole is a Lambertian distribution like the LED, the directional half angle theta H was set to about 15 degrees as in the case of the LED light source. In the Lambertian distribution, to satisfy the radiation pattern mask, the directivity half-value angle θ H can be set in the range of 12.7 degrees to 30 degrees, but is set to about 15 degrees in consideration of power consumption.

しかしながら、上記従来のアイセーフレーザを用いたIrDA用光源には、以下のような問題がある。すなわち、光無線通信においても、今後更なる高速化が期待されている。そして、その際に、通信に必要とされる絶対光量の増大を招くことが予想される。一方において、通信可能距離をこれまでと同等以上に確保する必要がある。また、受信機サイズにおいても、これまでと同等サイズが要求されている。これらの条件を満たすためには、図2に示す放射パターンマスクにおける放射角度が±Θ以内での最小放射強度(In_min)の引き上げが求められる。その一方で、他の通信方式への干渉を防ぐためには、放射角度が±2Θ以内での最大放射強度(In_max)を引き上げることは困難である。同様の理由によって、放射角度が±2Θよりも外側での最大放射強度(Out_max)の値も、これまで通りの値に制限される。   However, the IrDA light source using the conventional eye-safe laser has the following problems. In other words, even higher speeds are expected in optical wireless communication. At that time, it is expected that the absolute light amount required for communication will increase. On the other hand, it is necessary to ensure a communicable distance that is equal to or greater than before. Also, the receiver size is required to be the same size as before. In order to satisfy these conditions, it is necessary to raise the minimum radiation intensity (In_min) when the radiation angle in the radiation pattern mask shown in FIG. On the other hand, in order to prevent interference with other communication systems, it is difficult to raise the maximum radiation intensity (In_max) when the radiation angle is within ± 2Θ. For the same reason, the value of the maximum radiation intensity (Out_max) when the radiation angle is outside ± 2Θ is also limited to the conventional value.

例えば、有効受光径3mmの受信機を用いて100Mbpsの光無線通信を距離1mで行う場合には、送信機に対しては250mW/sr程度の放射強度が要求されることが分かっている。この場合、In_minのみを250mW/srにすると、(In_max)/(In_min)=2となり、これまでのように、光源の指向半値角度θHを放射角度Θ近辺に固定して使用すると、光軸上(θ=0)の放射がIn_maxを超えてしまうことになる。また、指向半値角度θHを広くしていくと、θ=2ΘでOut_maxを超えてしまうことになり、放射パターンを変更する必要が生ずる。 For example, it is known that when a 100 Mbps optical wireless communication is performed at a distance of 1 m using a receiver having an effective light receiving diameter of 3 mm, the transmitter is required to have a radiation intensity of about 250 mW / sr. In this case, if only In_min is set to 250 mW / sr, (In_max) / (In_min) = 2, and if the directional half-value angle θ H of the light source is fixed near the radiation angle Θ as before, the optical axis The upper (θ = 0) radiation will exceed In_max. Further, when the directivity half-value angle θ H is increased, Out_max is exceeded at θ = 2Θ, and it is necessary to change the radiation pattern.

また、アイセーフレーザを発光素子として用いた場合、平均的な放射強度分布が放射パターンマスクを満たしたとしても、少なからず存在するスペックルの影響によって、局所的にIn_minを下回る、あるいは、In_maxを超えてしまうことが懸念される。このような、スペックルを含んだ光源に対する最適な放射強度分布については、これまで何ら検討されてはいない。
特開2003‐258353号公報
In addition, when an eye-safe laser is used as a light-emitting element, even if the average radiation intensity distribution satisfies the radiation pattern mask, it is locally less than In_min or more than In_max due to the influence of speckles that are present. There is a concern that Such an optimum radiation intensity distribution for a light source including speckle has not been studied at all.
JP 2003-258353 A

そこで、この発明の課題は、要求される光放射パターンを満たしつつ光出力を最小化できるスペックルを含む光源装置、および、それを用いた光通信システムを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a light source device including speckles that can minimize light output while satisfying a required light emission pattern, and an optical communication system using the light source device.

上記課題を解決するため、第1の発明は、
所定の光放射角度範囲において所定の光放射強度を必要とする光通信システムに供される光源装置であって、
スペックルを生ずる発光素子と、
上記発光素子からの放射光における放射角度と放射強度との関係を表わす放射パターンを、上記光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たすようなパターンになるように、スペックル量に応じて設定する放射パターン設定手段
を備えた光源装置において、
上記光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を、放射角度±Θ内での放射強度がIn_min以上であり、且つ、放射角度±2Θ内での放射強度がIn_max以下であり、且つ、放射角度±2Θより外側での放射強度がOut_max以下であり、且つ、In_max/In_min=RおよびOut_max/In_min=rであるとし、
上記スペックル量をsとした場合に、
上記放射パターン設定手段によって設定される放射パターンは、光放射強度が最大光放射強度の1/2となる光放射角度を表わす指向半値角度θ H
θ H =cos -1 (0.5 (1/n) )

Figure 0004571808
となるようなパターンである
ことを特徴としている。 In order to solve the above problems, the first invention is
A light source device for use in an optical communication system that requires a predetermined light emission intensity in a predetermined light emission angle range,
A light emitting element that produces speckle;
The radiation pattern representing the relationship between the radiation angle and the radiation intensity in the radiated light from the light emitting element is made to satisfy the light radiation intensity in a predetermined light radiation angle range required by the optical communication system. In the light source device including the radiation pattern setting means for setting according to the speckle amount ,
The light emission intensity within a predetermined light emission angle range required by the optical communication system is such that the emission intensity within the emission angle ± Θ is In_min or more and the emission intensity within the emission angle ± 2Θ is In_max or less. And the radiation intensity outside the radiation angle ± 2Θ is not more than Out_max, and In_max / In_min = R and Out_max / In_min = r,
When the speckle amount is s,
Radiation pattern set by the radiation pattern setting means, the light emission intensity is directional half angle theta H representing the light emission angle which is half of the maximum light emission intensity
θ H = cos -1 (0.5 (1 / n) )
Figure 0004571808
It is characterized by the following pattern .

上記構成によれば、上記放射パターン設定手段によって、上記発光素子からの放射光における放射パターンを設定することによって、半導体レーザのごとくスペックル量がLEDよりも大きな値を呈する発光素子を用いた場合であっても、適用される光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たすような放射パターンが得られる。   According to the above configuration, when a light emitting element in which the speckle amount exhibits a value larger than that of an LED like a semiconductor laser is set by setting the radiation pattern in the emitted light from the light emitting element by the radiation pattern setting means. Even so, a radiation pattern that satisfies the light radiation intensity in a predetermined light radiation angle range required by the applied optical communication system can be obtained.

その際に、上記R,rおよびスペックル量sを考慮することによって、例えば、従来のIrDA用の放射パターンマスクに対して上記In_maxおよびOut_maxを変化させることなく上記In_minのみを大きくして、適用される光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たすような放射パターンを得ることができる。したがって、上記IrDAとの干渉を最小限に止めた新たな高速光通信システムにも適用可能な光源装置を得ることが可能になる。 At that time, by considering the R, r, and speckle amount s, for example, the above In_min and the Out_max are not changed, and only the In_min is increased and applied to the conventional IrDA radiation pattern mask. It is possible to obtain a radiation pattern that satisfies the light radiation intensity in a predetermined light radiation angle range required by the optical communication system. Therefore, it is possible to obtain a light source device applicable to a new high-speed optical communication system in which interference with IrDA is minimized.

また、第2の発明は、
所定の光放射角度範囲において所定の光放射強度を必要とする光通信システムに供される光源装置であって、
スペックルを生ずる発光素子と、
上記発光素子からの放射光における放射角度と放射強度との関係を表わす放射パターンを、上記光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たすようなパターンになるように、スペックル量に応じて設定する放射パターン設定手段
を備えた光源装置において
上記光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を、放射角度±Θ内での放射強度が所定値以上であるとし、
上記スペックル量をsとした場合に、
上記放射パターン設定手段によって設定される放射パターンは、光放射強度が最大光放射強度の1/2となる光放射角度を表わす指向半値角度θH
θH=cos-1(0.5(1/n))
ここで、PP(1−s)(n+1)cosnΘ≧(n0+1)cosnΘ
PP>1
0=−1/(lncosΘ)−1
となるようなパターンである
ことを特徴としている
The second invention,
A light source device for use in an optical communication system that requires a predetermined light emission intensity in a predetermined light emission angle range,
A light emitting element that produces speckle;
The radiation pattern representing the relationship between the radiation angle and the radiation intensity in the radiated light from the light emitting element is made to satisfy the light radiation intensity in a predetermined light radiation angle range required by the optical communication system. , Radiation pattern setting means to set according to speckle amount
In the light source apparatus provided with,
The light emission intensity in a predetermined light emission angle range required by the optical communication system is assumed that the emission intensity within the emission angle ± Θ is a predetermined value or more,
When the speckle amount is s,
The radiation pattern set by the radiation pattern setting means has a directivity half-value angle θ H representing a light radiation angle at which the light radiation intensity is ½ of the maximum light radiation intensity.
θ H = cos -1 (0.5 (1 / n) )
Where PP (1−s) (n + 1) cos n Θ ≧ (n 0 +1) cos n Θ
PP> 1
n 0 = −1 / (lncosΘ) −1
It is a pattern that becomes
It is characterized by that .

上記構成によれば、上記放射パターン設定手段によって、上記発光素子からの放射光における放射パターンを設定することによって、半導体レーザのごとくスペックル量がLEDよりも大きな値を呈する発光素子を用いた場合であっても、適用される光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たすような放射パターンが得られる。 According to the above configuration, when a light emitting element in which the speckle amount exhibits a value larger than that of an LED like a semiconductor laser is set by setting the radiation pattern in the emitted light from the light emitting element by the radiation pattern setting means. Even so, a radiation pattern that satisfies the light radiation intensity in a predetermined light radiation angle range required by the applied optical communication system can be obtained.

その際に、上記PPはパワーペナルティであり、上記発光素子が必要とする光出力と基準光出力との比を表している。ここで、上記基準光出力とは、適用される光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たし且つ光出力が最小となるような放射パターンの光出力である。したがって、上記発光素子のスペックル量sに応じて上記パワーペナルティPPの値を設定することによって、必要光出力を最小とする光源装置を得ることができる。 In this case, the PP is a power penalty and represents the ratio between the light output required by the light emitting element and the reference light output. Here, the reference light output is a light output of a radiation pattern that satisfies the light emission intensity in a predetermined light emission angle range required by the applied optical communication system and has a minimum light output. Therefore, by setting the value of the power penalty PP according to the speckle amount s of the light emitting element, a light source device that minimizes the required light output can be obtained.

また、1実施例の光源装置では、上記放射パターン設定手段は,上記放射光が入射されるレンズであり、上記レンズの形状を設定することによって上記放射パターンが設定される。   In the light source device of one embodiment, the radiation pattern setting means is a lens to which the radiation light is incident, and the radiation pattern is set by setting the shape of the lens.

この実施例によれば、上記レンズの形状を設定することによって、適用される光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たすように、上記発光素子からの放射光の放射パターンが設定される。   According to this embodiment, by setting the shape of the lens, the radiated light from the light emitting element so as to satisfy the light radiation intensity in a predetermined light radiation angle range required by the applied optical communication system. The radiation pattern is set.

また、1実施例の光源装置では、上記放射光が入射されるレンズを備えると共に、上記放射パターン設定手段は,上記発光素子とレンズとの間に設けられて上記放射光の上記レンズへの入射位置を分散させる光入射位置分散手段である。   In one embodiment, the light source device includes a lens on which the radiated light is incident, and the radiation pattern setting unit is provided between the light emitting element and the lens so that the radiated light is incident on the lens. It is a light incident position dispersion means for dispersing the position.

この実施例によれば、上記光入射位置分散手段で上記放射光の上記レンズへの入射位置を分散させることによって、適用される光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たすように、上記発光素子からの放射光の放射パターンが設定される。   According to this embodiment, the light incident position dispersion means disperses the incident position of the radiated light on the lens, thereby emitting light within a predetermined light radiating angle range required by the applied optical communication system. The radiation pattern of the emitted light from the light emitting element is set so as to satisfy the intensity.

また、1実施例の光源装置では、上記光入射位置分散手段は上記発光素子を覆う透明樹脂およびこの透明樹脂内に混入された光拡散剤であり、上記光拡散剤の濃度を設定することによって上記放射パターンが設定される。   In one embodiment of the light source device, the light incident position dispersing means is a transparent resin covering the light emitting element and a light diffusing agent mixed in the transparent resin. By setting the concentration of the light diffusing agent, The radiation pattern is set.

この実施例によれば、上記光拡散剤の濃度を設定して上記放射光の上記レンズへの入射位置を分散させることによって、適用される光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たすように、上記発光素子からの放射光の放射パターンが設定される。   According to this embodiment, by setting the concentration of the light diffusing agent to disperse the incident position of the radiated light on the lens, in a predetermined light radiation angle range required by the applied optical communication system. The radiation pattern of the radiated light from the light emitting element is set so as to satisfy the light radiation intensity.

また、1実施例の光源装置では、上記光入射位置分散手段は光拡散板である。   In one embodiment, the light incident position dispersing means is a light diffusing plate.

この実施例によれば、上記光拡散板により上記放射光の上記レンズへの入射位置を分散させることによって、適用される光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たすように、上記発光素子からの放射光の放射パターンが設定される。   According to this embodiment, the light diffusing plate disperses the incident position of the radiated light on the lens, so that the light radiation intensity in a predetermined light radiation angle range required by the applied optical communication system is obtained. The radiation pattern of the emitted light from the light emitting element is set so as to satisfy.

また、1実施例の光源装置では、上記放射光が入射されるレンズを備えると共に、上記放射パターン設定手段は,上記放射光の上記レンズと空気との界面への入射角度を分散させる光入射角度分散手段である。   In one embodiment, the light source device includes a lens on which the emitted light is incident, and the radiation pattern setting means disperses the incident angle of the emitted light on the interface between the lens and the air. Dispersion means.

この実施例によれば、上記光入射角度分散手段で上記放射光の上記レンズと空気との界面への入射角度を分散させることによって、適用される光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たすように、上記発光素子からの放射光の放射パターンが設定される。   According to this embodiment, the light incident angle dispersion means disperses the incident angle of the radiated light at the interface between the lens and the air, so that the predetermined light radiating angle required by the applied optical communication system is achieved. The radiation pattern of the emitted light from the light emitting element is set so as to satisfy the light emission intensity in the range.

また、1実施例の光源装置では、上記光入射角度分散手段は,上記レンズに混入された光拡散剤であり、上記光拡散剤の濃度を設定することによって上記放射パターンが設定される。   In one embodiment, the light incident angle dispersion means is a light diffusing agent mixed in the lens, and the radiation pattern is set by setting the concentration of the light diffusing agent.

この実施例によれば、上記光拡散剤の濃度を設定して上記放射光の上記レンズと空気との界面への入射角度を分散させることによって、適用される光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たすように、上記発光素子からの放射光の放射パターンが設定される。   According to this embodiment, the concentration of the light diffusing agent is set to disperse the incident angle of the radiated light to the interface between the lens and the air, so that the predetermined optical communication system to be applied is required. The radiation pattern of the emitted light from the light emitting element is set so as to satisfy the light emission intensity in the light emission angle range.

また、1実施例の光源装置では、上記放射パターン設定手段は、さらに、上記放射パターンを、放射パターンマスクの要件を達成できる最小の光出力を呈するパターンとなるように、上記スペックル量に応じて設定するようになっている。 In one embodiment of the light source device, the radiation pattern setting means further responds to the speckle amount so that the radiation pattern becomes a pattern that exhibits a minimum light output capable of achieving the requirements of the radiation pattern mask. To set.

この実施例によれば、上記放射パターン設定手段の機能によって、半導体レーザのごとくスペックル量がLEDよりも大きな値を呈する発光素子を用いた場合であっても、必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たすことができる。さらに、光出力を最小にすることができる。   According to this embodiment, the function of the radiation pattern setting means requires a predetermined light radiation angle even when a light emitting element having a speckle amount larger than that of an LED is used, such as a semiconductor laser. The light emission intensity in the range can be satisfied. Furthermore, the light output can be minimized.

また、1実施例の上記In_max/In_min=RおよびOut_max/In_min=rである光源装置では、上記Rの値が
2≦R≦3.5
である。
In the light source device in which In_max / In_min = R and Out_max / In_min = r in one embodiment, the value of R is
2 ≦ R ≦ 3.5
It is.

従来のIrDAとの干渉を最小限に止めるためには、上記In_minのみ変化させてIn_maxおよびOut_maxは変化させるべきではない。この実施例によれば、上記Rの値をIrDAの場合のR=5よりも小さい2≦R≦3.5としている。したがって、上記In_maxをIrDAの場合と同一にすると、放射角度±Θ内での最小放射強度In_minをIrDAの場合の1.4倍〜2.5倍にまで高めることが可能になる。すなわち、LEDよりも大きなスペックル量を有する半導体レーザ(上記アイセーフレーザ等)を用いた場合であっても、IrDAとの干渉を最小限に止めた高速光通信システム用の光源装置を提供することができる。   In order to minimize interference with conventional IrDA, only In_min should be changed, and In_max and Out_max should not be changed. According to this embodiment, the value of R is set to 2 ≦ R ≦ 3.5, which is smaller than R = 5 in the case of IrDA. Therefore, if the above In_max is made the same as in IrDA, the minimum radiation intensity In_min within the radiation angle ± Θ can be increased to 1.4 to 2.5 times that in IrDA. That is, to provide a light source device for a high-speed optical communication system that minimizes interference with IrDA even when a semiconductor laser (such as the above-mentioned eye-safe laser) having a speckle amount larger than that of an LED is used. Can do.

また、1実施例の上記In_max/In_min=RおよびOut_max/In_min=rである光源装置では、上記rの値が
0.4≦r≦0.7
である。
In the light source device in which In_max / In_min = R and Out_max / In_min = r in one embodiment, the value of r is
0.4 ≦ r ≦ 0.7
It is.

従来のIrDAとの干渉を最小限に止めるためには、上記In_minのみ変化させてIn_maxおよびOut_maxは変化させるべきではない。この実施例によれば、上記rの値をIrDAの場合のr=1より小さい0.4≦r≦0.7としている。したがって、上記Out_maxをIrDAの場合と同一にすると、放射角度±Θ内での最小放射強度In_minをIrDAの場合の1.4倍〜2.5倍にまで高めることが可能になる。すなわち、LEDよりも大きなスペックル量を有する半導体レーザ(上記アイセーフレーザ等)を用いた場合であっても、IrDAとの干渉を最小限に止めた高速光通信システム用の光源装置を提供することができる。   In order to minimize interference with conventional IrDA, only In_min should be changed, and In_max and Out_max should not be changed. According to this embodiment, the value of r is set to 0.4 ≦ r ≦ 0.7, which is smaller than r = 1 in the case of IrDA. Therefore, if Out_max is made the same as that of IrDA, the minimum radiation intensity In_min within the radiation angle ± Θ can be increased to 1.4 to 2.5 times that of IrDA. That is, to provide a light source device for a high-speed optical communication system that minimizes interference with IrDA even when a semiconductor laser (such as the above-mentioned eye-safe laser) having a speckle amount larger than that of an LED is used. Can do.

また、1実施例の上記In_max/In_min=RおよびOut_max/In_min=rである光源装置では、上記nは

Figure 0004571808
である。 In the light source device in which In_max / In_min = R and Out_max / In_min = r in one embodiment, n is
Figure 0004571808
It is.

この実施例によれば、上記パワーペナルティPPを最大にすることができる。   According to this embodiment, the power penalty PP can be maximized.

また、1実施例の光源装置では、上記PPの値は3よりも小さい。   In the light source device of one embodiment, the value of PP is smaller than 3.

一般的に、半導体レーザにおける電流‐光変換効率は、LEDよりも3倍〜4倍程度高い。この実施例によれば、上記パワーペナルティPPの値は3よりも小さくなっている。したがって、上記スペックル量がLEDよりも大きな半導体レーザを用いることによって上記基準光出力に対するペナルティが発生しても、LEDと同程度の光出力を得ることができる。   Generally, the current-light conversion efficiency in a semiconductor laser is about 3 to 4 times higher than that of an LED. According to this embodiment, the value of the power penalty PP is smaller than 3. Therefore, by using a semiconductor laser having a larger speckle amount than that of the LED, even if a penalty for the reference light output occurs, a light output comparable to that of the LED can be obtained.

また、第3の発明の光通信システムは、上記第1あるは上記第2の発明の光源装置を用いたことを特徴としている。 An optical communication system of a third invention is characterized by using the light source device of the first or second invention.

上記構成によれば、半導体レーザのごとくスペックル量がLEDよりも大きな値を呈する発光素子を用いた場合であっても、必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たすような放射パターンを得ることが可能な光源装置が用いられている。したがって、例えば、従来のIrDA用の放射パターンマスクに対して上記In_maxおよびOut_maxを変化させることなく上記In_minのみを大きくして、上記IrDAとの干渉を最小限に止めた新たな高速光通信システムを提供することが可能になる。   According to the above configuration, even when a light emitting element having a speckle amount larger than that of an LED is used as in a semiconductor laser, the light emission intensity in a predetermined light emission angle range required is satisfied. A light source device capable of obtaining a radiation pattern is used. Therefore, for example, a new high-speed optical communication system in which only the In_min is increased without changing the In_max and Out_max with respect to the conventional IrDA radiation pattern mask, and interference with the IrDA is minimized. It becomes possible to provide.

以上より明らかなように、第1の発明の光源装置は、スペックルを生ずる発光素子からの放射光の放射パターンを、放射パターン設定手段によってスペックル量に応じて設定するので、スペックル量がLEDよりも大きな半導体レーザを上記発光素子として用いた場合でも、適用される光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たすような放射パターンを得ることができる。 As is clear from the above, the light source device of the first invention sets the radiation pattern of the radiated light from the light emitting element that generates speckle according to the speckle amount by the radiation pattern setting means. Even when a semiconductor laser larger than the LED is used as the light emitting element, a radiation pattern that satisfies the light radiation intensity in a predetermined light radiation angle range required by the applied optical communication system can be obtained.

その際に、上記R,rおよびスペックル量sを考慮することによって、例えば、従来のIrDA用の放射パターンマスクに対して上記In_maxおよびOut_maxを変化させることなく上記In_minのみを大きくして、適用される光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たすような放射パターンを得ることができる。したがって、上記IrDAとの干渉を最小限に止めた新たな高速光通信システムにも適用可能な光源装置を得ることが可能になる。At that time, by considering the R, r, and speckle amount s, for example, the above In_min and the Out_max are not changed, and only the In_min is increased and applied to the conventional IrDA radiation pattern mask. It is possible to obtain a radiation pattern that satisfies the light radiation intensity in a predetermined light radiation angle range required by the optical communication system. Therefore, it is possible to obtain a light source device applicable to a new high-speed optical communication system in which interference with IrDA is minimized.

また、第2の発明の光源装置は、スペックルを生ずる発光素子からの放射光の放射パターンを、放射パターン設定手段によってスペックル量に応じて設定するので、スペックル量がLEDよりも大きな半導体レーザを上記発光素子として用いた場合でも、適用される光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たすような放射パターンを得ることができる。In the light source device of the second invention, since the radiation pattern of the radiated light from the light emitting element that generates speckle is set according to the speckle amount by the radiation pattern setting means, the semiconductor having a larger speckle amount than the LED Even when a laser is used as the light-emitting element, it is possible to obtain a radiation pattern that satisfies the light radiation intensity in a predetermined light radiation angle range required by the applied optical communication system.

その際に、上記発光素子のスペックル量sに応じて上記パワーペナルティPPの値を設定することによって、必要光出力を最小とする光源装置を得ることができる。尚、上記パワーペナルティPPは、上記発光素子が必要とする光出力と基準光出力との比を表している。ここで、上記基準光出力とは、適用される光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たし且つ光出力が最小となるような放射パターンの光出力である。At that time, by setting the value of the power penalty PP according to the speckle amount s of the light emitting element, a light source device that minimizes the required light output can be obtained. The power penalty PP represents the ratio between the light output required by the light emitting element and the reference light output. Here, the reference light output is a light output of a radiation pattern that satisfies the light emission intensity in a predetermined light emission angle range required by the applied optical communication system and has a minimum light output.

また、第3の発明の光通信システムは、この発明の光源装置を用いているので、例えば、従来のIrDA用の放射パターンマスクに対して上記In_maxおよびOut_maxを変化させることなく上記In_minのみを大きくした放射パターンマスクにも適合することができる。したがって、上記IrDAとの干渉を最小限に止めることができ、LEDよりも大きなスペックル量を有する半導体レーザを用いた高速光通信システムを提供することができる。 In addition, since the optical communication system of the third invention uses the light source device of the present invention, for example, only the In_min is increased without changing the In_max and Out_max with respect to the conventional IrDA radiation pattern mask. It can also be adapted to the radiation pattern mask. Therefore, interference with the IrDA can be minimized, and a high-speed optical communication system using a semiconductor laser having a speckle amount larger than that of an LED can be provided.

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図1は本実施の形態の光源装置における一例を示す断面図であり、図2は放射パターンマスクを示す図であり、図3は図1に示す光源装置の放射パターン、つまり放射強度分布図である。この発明は、スペックルを有する光源の指向半値角度の調整が目的であり、始めにこの発明で用いられるスペックルおよびスペックル量について説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the light source device of the present embodiment, FIG. 2 is a diagram showing a radiation pattern mask, and FIG. 3 is a radiation pattern of the light source device shown in FIG. is there. The object of the present invention is to adjust the half-value angle of the light source having speckles. First, speckles and speckle amounts used in the present invention will be described.

図3は、この発明の光源装置における放射強度分布の一例を示す。図中の細実線は、光源(レーザ素子)から1m離れた位置で開口2mmφの受光器で受光した際の放射強度分布であり、レーザのスペックル(ランダムな光の強度の変動)が見られる。同様に、太破線は、光源から1m離れた位置で開口20mmφの受光器で受光した際の放射強度分布である。この場合には、開口内でスペックルが合成され、強度変動の小さい分布が測定される。以下においては、前者(細実線)を単に放射強度分布(Intensity)と呼び、後者(太破線)を平均化放射強度分布(Averaged Intensity)と呼ぶことにする。   FIG. 3 shows an example of the radiation intensity distribution in the light source device of the present invention. The thin solid line in the figure is the radiation intensity distribution when light is received by a light receiver with an aperture of 2 mmφ at a position 1 m away from the light source (laser element), and laser speckle (random fluctuations in light intensity) can be seen. . Similarly, a thick broken line is a radiation intensity distribution when light is received by a light receiver having an aperture of 20 mm at a position 1 m away from the light source. In this case, speckles are synthesized in the opening, and a distribution with small intensity fluctuation is measured. In the following, the former (thin solid line) is simply referred to as radiation intensity distribution (Intensity), and the latter (thick broken line) is referred to as averaged radiation intensity distribution (Averaged Intensity).

スペックルは、上述のように確率的な振る舞いをするので、開口径が小さい程大きく現れる。したがって、光通信システムを決定すると、その光通信システムにおいて現れ得る最大スペックルは、当該光通信システムの最大通信距離および最小受光サイズが決まることから一意に決定されることになる。例えば、IrDA1.1としては、受光器は2mmφ程度の受光面積を有するものが最小であって、通信距離は最大1mである。したがって、図3に細実線で示す放射強度分布の測定方法によって得られたスペックルは、本実施の形態の光源装置をIrDA1.1の光通信システムに採用した場合の受光器で受光された受光量の変動を意味しているのである。   Since speckles behave stochastically as described above, they appear larger as the aperture diameter is smaller. Therefore, when an optical communication system is determined, the maximum speckle that can appear in the optical communication system is uniquely determined because the maximum communication distance and the minimum light reception size of the optical communication system are determined. For example, as IrDA1.1, the light receiving device having the light receiving area of about 2 mmφ is the smallest, and the communication distance is 1 m at the maximum. Therefore, the speckle obtained by the method of measuring the radiation intensity distribution indicated by the thin solid line in FIG. 3 is the light received by the light receiver when the light source device of the present embodiment is adopted in the optical communication system of IrDA1.1. It means a change in quantity.

さて、図4に、図3における放射強度と平均化放射強度との比を示す。この場合には、平均化放射強度分布が、ピーク値からこのピーク値の1/e2(eは自然対数の底≒2.718)までの放射角度の範囲のみを考慮している。これは、経験によれば、平均化放射強度分布がピーク値の1/e2よりも小さい領域においては、スペックルが小さくなる現象が見られるためである。 FIG. 4 shows the ratio between the radiation intensity and the average radiation intensity in FIG. In this case, the average radiant intensity distribution considers only the range of the radiation angle from the peak value to 1 / e 2 of this peak value (e is the base of natural logarithm≈2.718). This is because, according to experience, in the region where the averaged radiant intensity distribution is smaller than 1 / e 2 of the peak value, a phenomenon that speckle is reduced is observed.

図4において、放射強度と平均化放射強度との比の値の分布における標準偏差に基づいてスペックル量を決定するのであるが、平均化放射強度分布がピーク値の1/e2を下回る領域までのデータを含むと上記標準偏差の値が小さくなり、実際に考慮したい角度範囲でのスペックル量を再現しないことになる。したがって、平均化放射強度分布がピーク値の1/e2を下回る領域を排除することによって、見かけ上のスペックルの低下を防ぐことができるのである。図4においては、明らかに、放射強度は平均化放射強度の周りに分布しており、その分布の仕方は確率事象であることが確認できる。実際に、放射強度と平均化放射強度との比の値の分布をヒストグラムとして表すと図5に示すようになる。図5によれば、放射強度と平均化放射強度との比の値はランダムな確率事象であり、正規分布している。このときの標準偏差(σ)は0.045である。また、先に、本願発明人等が提案した幾つかのアイセーフレーザに関してその放射強度と平均化放射強度との比を測定してみると、標準偏差はおよそ0.016〜0.10に分布していることが確認できる。 In FIG. 4, the speckle amount is determined based on the standard deviation in the distribution of the ratio value of the radiant intensity and the averaged radiant intensity, but the area where the averaged radiant intensity distribution is less than 1 / e 2 of the peak value. If the data up to this point is included, the value of the standard deviation becomes small, and the speckle amount in the angular range to be actually considered is not reproduced. Therefore, by eliminating the region where the averaged radiation intensity distribution is less than 1 / e 2 of the peak value, it is possible to prevent the apparent speckle from decreasing. In FIG. 4, it is apparent that the radiant intensity is distributed around the averaged radiant intensity, and the manner of distribution is a stochastic event. Actually, the distribution of the ratio value of the radiation intensity and the averaged radiation intensity is represented as a histogram as shown in FIG. According to FIG. 5, the value of the ratio of radiant intensity and averaged radiant intensity is a random probability event and is normally distributed. The standard deviation (σ) at this time is 0.045. In addition, when the ratio of the radiation intensity and the average radiation intensity is measured for some eye-safe lasers proposed by the inventors of the present application, the standard deviation is distributed to about 0.016 to 0.10. Can be confirmed.

スペックル量sは、上記標準偏差σに対して3σ〜6σの範囲で決定する。スペックル量sを3σとすることによって、スペックル量s以上のスペックルが表れる確率は0.00135以下となる。また、スペックル量sを5σとすることによって、スペックル量s以上のスペックルが表れる確率を0.00000029以下にすることができる。このように、標準偏差σに3〜6の値を乗じた量をスペックル量sと言う。この値は、光通信システムによって異なることが考えられるが、通常5σ程度であると考えられる。本実施の形態においては、スペックル量s=5σと定義して、以下、各実施例について説明することにする。尚、以下、放射強度と平均化放射強度との比の値の分布における標準偏差σをスペックルの標準偏差と言う。   The speckle amount s is determined in the range of 3σ to 6σ with respect to the standard deviation σ. By setting the speckle amount s to 3σ, the probability that a speckle amount greater than the speckle amount s appears is 0.00155 or less. Further, by setting the speckle amount s to 5σ, the probability that speckles greater than the speckle amount s appear can be reduced to 0.00000209 or less. In this way, an amount obtained by multiplying the standard deviation σ by a value of 3 to 6 is referred to as a speckle amount s. Although this value may vary depending on the optical communication system, it is generally considered to be about 5σ. In the present embodiment, the speckle amount s = 5σ is defined and each example will be described below. Hereinafter, the standard deviation σ in the distribution of the ratio value of the radiation intensity and the averaged radiation intensity is referred to as the speckle standard deviation.

・第1実施の形態
(実施例1)
図1は、100Mbps光通信システム用の光源装置の断面図である。この光源装置は、ガラスエポキシ基板4上に所定角度の傾斜面と底面とを有するザグリ穴5が形成され、その内部の上記底面上には半導体レーザ1が実装されている。ザグリ穴5の底面および傾斜面からガラスエポキシ基板4の上面にかけて、半導体レーザ1の下部電極用パッドとなる配線パターン7が形成されると共に、金メッキが施されて光反射部ともなっている。半導体レーザ1の上部電極(図示せず)とガラスエポキシ基板4の上面に形成された上部電極用パッド8とが、金ワイヤ3によって接続されている。そして、上部電極用パッド8から、配線パターン7へ通電することによって、半導体レーザ1が発光して、半導体レーザ1の端面から放射光2が放射される。
First embodiment (Example 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a light source device for a 100 Mbps optical communication system. In this light source device, a counterbore hole 5 having an inclined surface and a bottom surface at a predetermined angle is formed on a glass epoxy substrate 4, and the semiconductor laser 1 is mounted on the bottom surface inside thereof. A wiring pattern 7 serving as a lower electrode pad of the semiconductor laser 1 is formed from the bottom surface and the inclined surface of the counterbored hole 5 to the upper surface of the glass epoxy substrate 4, and gold plating is applied to form a light reflecting portion. An upper electrode (not shown) of the semiconductor laser 1 and an upper electrode pad 8 formed on the upper surface of the glass epoxy substrate 4 are connected by a gold wire 3. Then, by energizing the wiring pattern 7 from the upper electrode pad 8, the semiconductor laser 1 emits light, and the emitted light 2 is emitted from the end face of the semiconductor laser 1.

上記ザグリ穴5の内部には、光拡散剤(本実施例1においてはアクリル)を重量比率1%程度含有したゲル状あるいはゴム状のシリコン樹脂9が充填してある。したがって、レーザ光2は、ザグリ穴5内でランダムな方向へ散乱されて、シリコン樹脂9から出射される際には100μm程度の広がりを有する光束となる。サグリ穴5およびその両側におけるシリコン樹脂9の上面にはエポキシ樹脂からなるレンズ6が形成されており、半導体レーザ1からの出射光は上記光反射部で反射され、レンズ6を経て空間へ放射される。その際に、レンズ6の直径は3.5mmであり、上述した光束の広がり100μmに比べて30倍以上大きくなっている。したがって、放射強度パターンは、レンズ6によって良く制御されることになる。実際に、半球のエポキシ樹脂で成るレンズ6の曲率を調整することによって、指向半値角度θHが18.5度(θH=0.32rad)であり、上記スペックルの標準偏差σがσ=0.09であり、スペックル量sがs=5×σ=0.45である光源装置を得ることができた。尚、スペックル量sは上記出射光の拡散程度によって変化させることができる。本実施例の場合には、拡散剤(アクリル)の濃度が薄く比較的大きなスペックルとなっている。 The counterbore 5 is filled with a gel-like or rubber-like silicon resin 9 containing a light diffusing agent (acrylic in this embodiment 1) at a weight ratio of about 1%. Therefore, the laser beam 2 is scattered in a random direction in the counterbore hole 5 and becomes a light beam having a spread of about 100 μm when emitted from the silicon resin 9. A lens 6 made of an epoxy resin is formed on the top surface of the sagittal hole 5 and the silicon resin 9 on both sides thereof, and light emitted from the semiconductor laser 1 is reflected by the light reflecting portion and radiated to the space through the lens 6. The At this time, the diameter of the lens 6 is 3.5 mm, which is 30 times larger than the above-described 100 μm spread of the light beam. Therefore, the radiation intensity pattern is well controlled by the lens 6. Indeed, by adjusting the curvature of the lens 6 made hemispherical epoxy resin, a directional half angle theta H 18.5 degrees (θ H = 0.32rad), the standard deviation sigma of the speckle sigma = The light source device was 0.09 and the speckle amount s was s = 5 × σ = 0.45. The speckle amount s can be changed according to the degree of diffusion of the emitted light. In the case of the present embodiment, the concentration of the diffusing agent (acrylic) is thin and the speckle is relatively large.

図1に示すような構成を有し、上述のような特性を有する光源装置を上記IrDA1.1に適用した場合について説明する。IrDA1.1においては、背景技術において説明したように、図14に示すような放射パターンマスクが要求される。その場合、本光源装置が満たすべき光出力の条件は、以下のようになる。   The case where the light source device having the configuration shown in FIG. 1 and having the above-described characteristics is applied to the IrDA1.1 will be described. In IrDA1.1, as described in the background art, a radiation pattern mask as shown in FIG. 14 is required. In this case, the light output conditions to be satisfied by the light source device are as follows.

先ず、通信角度が±15度(±0.26rad)以内における放射強度が100mW/srを下回らないようにするための条件は、上述したランバート分布L(θ)の式より、不等式

Figure 0004571808
が成立することである。また、光軸上における放射強度が500mW/srを超えないための条件は、不等式
Figure 0004571808
が成立することである。 First, the condition for preventing the radiation intensity within a communication angle within ± 15 degrees (± 0.26 rad) from falling below 100 mW / sr is an inequality from the Lambert distribution L (θ) described above.
Figure 0004571808
Is established. The condition for the radiation intensity on the optical axis not to exceed 500 mW / sr is inequality.
Figure 0004571808
Is established.

したがって、上記光源装置に必要な光出力pは、s=0.45であるから、
128mW≦p≦154mW
となる。すなわち、上記光源装置における光出力pを、上記範囲内で調整することによって、IrDA1.1の放射パターンマスクを逸脱しない光源装置を提供することができるのである。
Therefore, since the light output p required for the light source device is s = 0.45,
128mW ≦ p ≦ 154mW
It becomes. That is, by adjusting the light output p of the light source device within the above range, it is possible to provide a light source device that does not deviate from the IrDA 1.1 radiation pattern mask.

(比較例1)
実施例1の場合と同様にIrDA1.1に適用されると共に、スペックル量s=0.45となる光源装置であって、レンズ6の曲率が従来のように指向半値角度θHが15度となるような形状である場合の比較例について述べる。
(Comparative Example 1)
While being applied to the case of As in the IrDA1.1 Example 1, a light source device comprising a speckle amount s = 0.45, directional half angle theta H as curvature of a conventional lens 6 is 15 degrees A comparative example in which the shape is such that will be described.

この場合、通信角度エリアが±15度内における放射強度が100mW/srを下回らないようにするためには、光出力pとして109mW以上が要求される。ところが、その場合には、光軸上における放射強度が最大で530mW/srとなってしまい、IrDA1.1用の光源として用いることができないのである。   In this case, in order to prevent the radiation intensity within the communication angle area of ± 15 degrees from falling below 100 mW / sr, an optical output p of 109 mW or more is required. However, in that case, the maximum radiation intensity on the optical axis is 530 mW / sr, and it cannot be used as a light source for IrDA1.1.

図6は、上記実施例1および比較例1におけるスペックル量sと指向半値角度θHとをプロットしたものである。図6において、縦軸は指向半値角度θHを通信角度(図2におけるΘ、実施例1および比較例1では15度)で除した値である。図中の太線は、R=2,R=3.5,R=5およびr=0.4,r=0.7,r=1の場合に、上記放射パターンマスクから規定される指向半値角度θHの範囲を表示したものである。ここで、R=(In_max)/(In_min)であり、r=(Out_max)/(In_min)である。但し、「In_max」は最大放射強度であり、「In_min」は放射角度が±Θ以内での最小放射強度であり、「Out_max」は放射角度が±2Θよりも外側での最大放射強度である。 FIG. 6 is a plot of the speckle amount s and the directional half-value angle θ H in Example 1 and Comparative Example 1. In FIG. 6, the vertical axis represents a value obtained by dividing the directivity half-value angle θ H by the communication angle (Θ in FIG. 2, 15 degrees in Example 1 and Comparative Example 1). The thick lines in the figure indicate the directional half-value angles defined from the radiation pattern mask when R = 2, R = 3.5, R = 5 and r = 0.4, r = 0.7, r = 1. it is obtained by displaying a range of θ H. Here, R = (In_max) / (In_min) and r = (Out_max) / (In_min). However, “In_max” is the maximum radiation intensity, “In_min” is the minimum radiation intensity when the radiation angle is within ± Θ, and “Out_max” is the maximum radiation intensity when the radiation angle is outside ± 2Θ.

ここで、上記指向半値角度θHとスペックル量sとの関係式は、次のようにして導き出される。すなわち、図2に示す放射パターンマスク内に上述したランバート分布L(θ)(図2に点線で示す曲線)が収まる条件は、式(1)〜式(3)の3つの不等式で表される。

Figure 0004571808
但し、Pは光出力 Here, a relational expression between the directivity half-value angle θ H and the speckle amount s is derived as follows. That is, the conditions for the above-described Lambert distribution L (θ) (curve indicated by the dotted line in FIG. 2) to be contained in the radiation pattern mask shown in FIG. 2 are expressed by three inequalities of Expressions (1) to (3). .
Figure 0004571808
Where P is the optical output

ここで、式(1)と式(2)とを組み合わせてnについて解くと、

Figure 0004571808
となる。さらに、式(1)と式(3)とを組み合わせてnについて解くと、
Figure 0004571808
となる。 Here, combining equations (1) and (2) and solving for n,
Figure 0004571808
It becomes. Furthermore, combining equation (1) and equation (3) and solving for n,
Figure 0004571808
It becomes.

また、放射角度0での放射強度は指向半値角度θHでの放射強度の2倍であるから、ランバート分布L(θ)の式より、式(8)

Figure 0004571808
が得られる。これより、
1=2・cosnθH …(9)
となるため、式(9)を解いて
θH=cos-1(0.5(1/n)) …(10)
が得られる。また、その場合におけるnの範囲は、式(5)と式(7)とから、
Figure 0004571808
となる。 Further, since the radiation intensity at the radiation angle 0 is twice the radiation intensity at the directivity half-value angle θ H , the equation (8) is obtained from the Lambert distribution L (θ).
Figure 0004571808
Is obtained. Than this,
1 = 2 · cos n θ H ... (9)
Therefore, solving equation (9)
θ H = cos −1 (0.5 (1 / n) ) (10)
Is obtained. In addition, the range of n in that case is from Equation (5) and Equation (7),
Figure 0004571808
It becomes.

ところで、実施例1の場合にはIrDA1.1の放射パターンマスクを用いている。したがって、R=5の太実線およびr=1の太実線の内側が適合範囲である。これにより、スペックル量sが0.58を超えるような場合には、IrDA1.1に適用可能な光源装置は得られないことが分かる。   By the way, in the case of Example 1, the radiation pattern mask of IrDA1.1 is used. Therefore, the inside of the thick solid line with R = 5 and the thick solid line with r = 1 is the matching range. Accordingly, it can be seen that when the speckle amount s exceeds 0.58, a light source device applicable to IrDA1.1 cannot be obtained.

従来のようにLEDを用いた光源装置においては、スペックル量sは0.05以下であり、指向半値角度θHの許容範囲は広い。そのために、指向半値角度θHは任意に設定できると言っても過言では無い。その際に、最小限の光出力で放射パターンマスクの要件を達成するために、0.85<指向半値角度/通信角度<1にすることが望ましい。 In a conventional light source device using LEDs, the speckle amount s is 0.05 or less, and the allowable range of the pointing half-value angle θ H is wide. Therefore, it is no exaggeration to say that the directivity half-value angle θ H can be set arbitrarily. In doing so, it is desirable that 0.85 <directivity half-value angle / communication angle <1 in order to achieve the requirements of the radiation pattern mask with minimal light output.

一方、本実施例1のごとく上記スペックル量sが0.05よりも大きいスペックルを有する光源装置の場合には、スペックル量sに応じた指向半値角度θHになるように、光源の放射強度分布を設定する必要がある。そこで、本実施例1においては、スペックル量sに応じた指向半値角度θHになるような放射強度分布の制御を、上記放射パターン設定手段であるレンズ6の形状を制御することによって行うのである。例えば、図7に示すように、エポキシ製のレンズ6のガラスエポキシ基板4表面からの高さを、図1の構造に比して抑えた構造にした場合には、図1の構造の場合よりも更に指向半値角度θHを広くすることが可能である。尚、図7においては、図1と同じ機能を有する部材には図1と同一の番号を付している。 On the other hand, in the case of the light source device having the speckle amount s larger than 0.05 as in the first embodiment, the light source of the light source is set so as to have a directivity half-value angle θ H corresponding to the speckle amount s. It is necessary to set the radiation intensity distribution. Therefore, in the first embodiment, the radiation intensity distribution is controlled so that the directivity half-value angle θ H according to the speckle amount s is obtained by controlling the shape of the lens 6 as the radiation pattern setting means. is there. For example, as shown in FIG. 7, when the height of the epoxy lens 6 from the surface of the glass epoxy substrate 4 is suppressed as compared with the structure of FIG. 1, the structure of FIG. In addition, it is possible to further widen the pointing half-value angle θ H. In FIG. 7, members having the same functions as those in FIG. 1 are given the same numbers as in FIG.

以上のごとく、本実施例1においては、出射光の拡散程度が小さく大きなスペックル量sを呈する半導体レーザ1を用いた光源装置を上記IrDA1.1に適用するに際して、図6に示すごとくIrDA1.1のRおよびrに応じて求められたスペックル量sと指向半値角度θH/通信角度との関係から、上記スペックル量sに応じた指向半値角度θHになるように、シリコン樹脂9に光拡散剤を含有させると共に、エポキシ製のレンズ6の形状を制御するようにしている。したがって、最小の光出力で、IrDA1.1の放射パターンマスクに適合した放射強度分布を有する光源装置を得ることができるのである。 As described above, in the first embodiment, when applying the light source device using the semiconductor laser 1 that exhibits a small speckle amount s with a small degree of diffusion of emitted light to the IrDA1.1, as shown in FIG. From the relationship between the speckle amount s determined according to R and r of 1 and the directivity half-value angle θ H / communication angle, the silicone resin 9 is set so that the directivity half-value angle θ H corresponds to the speckle amount s. In addition, a light diffusing agent is contained in the glass, and the shape of the epoxy lens 6 is controlled. Therefore, it is possible to obtain a light source device having a radiation intensity distribution adapted to the radiation pattern mask of IrDA1.1 with the minimum light output.

(実施例2)
本実施例は、実施例1で用いたIrDAとは異なる100Mbpsの通信速度を有する光通信モジュールに適用される光源装置の例である。ここで、本実施例において用いられる光通信モジュールは、放射パターンマスクが、±15度以内での最小放射強度(In_min)=250mW/sr、最大放射強度(In_max)=500mW/sr、±30度よりも外側での最大放射強度(Out_max)=100mW/sr、R=(In_max)/(In_min)=2、r=(Out_max)/(In_min)=0.4である光通信モジュールである。
(Example 2)
The present embodiment is an example of a light source device applied to an optical communication module having a communication speed of 100 Mbps different from IrDA used in the first embodiment. Here, the optical communication module used in this embodiment has a radiation pattern mask whose minimum radiation intensity (In_min) is within ± 15 degrees = 250 mW / sr, maximum radiation intensity (In_max) = 500 mW / sr, ± 30 degrees. The maximum radiant intensity (Out_max) = 100 mW / sr, R = (In_max) / (In_min) = 2, and r = (Out_max) / (In_min) = 0.4.

100Mbps通信の場合には、受光器の大きさにも依存するが光源側の放射強度として250mW/srが要求される。本実施例の場合、受光器(図示しない)の有効受光直径は3mmであり、光源装置の構成は図1に示す半球のレンズ6を用いた実施例1の場合と略同じである。したがって、本実施例について、実施例1の場合と同様に図1を用いて説明する。   In the case of 100 Mbps communication, although it depends on the size of the light receiver, 250 mW / sr is required as the radiation intensity on the light source side. In the case of the present embodiment, the effective light receiving diameter of the light receiver (not shown) is 3 mm, and the configuration of the light source device is substantially the same as that of the first embodiment using the hemispherical lens 6 shown in FIG. Therefore, the present embodiment will be described with reference to FIG. 1 as in the case of the first embodiment.

本実施例と図1に示す実施例1との差異は、上記ザグリ穴5内に充填されたシリコン樹脂9に、光散乱剤が高濃度(重量比率5%)に含まれていることである。したがって、この場合、シリコン樹脂9から出射される光線の空間広がりは500μmに及ぶ。同時に、ザグリ穴5内での散乱回数が増すことによって、スペックル量の低減が実現できることになる。本実施例の場合は、スペックルの標準偏差はσ=0.02であり、スペックル量はs=0.1である。この場合、ザグリ穴5直後での光分布の広がりが、放射強度分布を広げる効果を有している。その結果、光源の指向半値角度θHを19.5度に設定することができる。 The difference between this example and Example 1 shown in FIG. 1 is that the light scattering agent is contained in a high concentration (weight ratio 5%) in the silicon resin 9 filled in the counterbore hole 5. . Therefore, in this case, the spatial spread of the light beam emitted from the silicon resin 9 reaches 500 μm. At the same time, the amount of speckles can be reduced by increasing the number of scattering in the counterbore hole 5. In this embodiment, the standard deviation of speckle is σ = 0.02, and the speckle amount is s = 0.1. In this case, the spread of the light distribution immediately after the counterbore 5 has the effect of widening the radiation intensity distribution. As a result, a directional half angle theta H of the light source can be set to 19.5 degrees.

すなわち、本実施の形態においては、上記シリコン樹脂9に含有された光拡散剤によって上記光入射位置分散手段を構成し、レンズ6によって上記放射パターン設定手段を構成しているのである。   That is, in the present embodiment, the light incident position dispersing means is constituted by the light diffusing agent contained in the silicon resin 9, and the radiation pattern setting means is constituted by the lens 6.

本実施例におけるスペックル量sと指向半値角度/通信角度とを、実施例1の場合と同様に図6にプロットする。本光源装置に最適な電流を注入することによって、光出力220mWが得られ、この時、±15度以内での最小放射強度>250mW/sr、光軸上最大放射強度<500mW/sr、±30度よりも外側での最大放射強度<100mW/srの放射強度分布を持つ光源が得られた。この場合、R=(In_max)/(In_min)=2およびr=(Out_max)/(In_min)=0.4であり、図6から分かるように、スペックル量sと指向半値角度/通信角度とは、R=2の太点線およびr=0.4の太破線の内側にあり、本実施例2で用いる100Mbpsの通信速度を有する光通信モジュール用の放射パターンマスクの適合範囲内にあることが分かる。これにより、本光源装置の通信エリア外に存在する光端末に干渉することなく(つまり、IrDAとの干渉を最小限に止めて)、100Mbpsという高速通信をこれまでと同じ通信カバーエリアを確保しつつ実現することができるのである。   The speckle amount s and the directivity half-value angle / communication angle in this embodiment are plotted in FIG. 6 as in the case of the first embodiment. By injecting an optimal current into the light source device, an optical output of 220 mW is obtained. At this time, the minimum radiation intensity within ± 15 degrees> 250 mW / sr, the maximum radiation intensity on the optical axis <500 mW / sr, ± 30 A light source with a radiant intensity distribution with a maximum radiant intensity <100 mW / sr outside the degree was obtained. In this case, R = (In_max) / (In_min) = 2 and r = (Out_max) / (In_min) = 0.4, and as can be seen from FIG. 6, the speckle amount s, the directional half-value angle / communication angle, Is inside the thick dotted line of R = 2 and the thick broken line of r = 0.4, and is within the conforming range of the radiation pattern mask for the optical communication module having the communication speed of 100 Mbps used in the second embodiment. I understand. As a result, high-speed communication of 100 Mbps is ensured in the same communication cover area as before without interfering with optical terminals existing outside the communication area of the light source device (that is, minimizing interference with IrDA). It can be realized.

本実施例2の光源装置においては、上記スペックル量sは0.1であり、そのために、IrDAではない100Mbps用の光通信モジュールに用いる場合には、指向半値角度θHは通信角度Θの1.2倍以上に限定されることが明らかになった。その場合、本実施例2では、シリコン樹脂9に含まれる光散乱剤の濃度を制御してレンズ6の内側に存在する光線の空間広がりを拡大/縮小することによって、指向半値角度θHを上述の範囲に入るように制御できることを例示している。 In the light source device of the second embodiment, the speckle amount s is 0.1. Therefore, when used in an optical communication module for 100 Mbps that is not IrDA, the directivity half-value angle θ H is equal to the communication angle Θ. It became clear that it was limited to 1.2 times or more. In this case, in the second embodiment, the concentration of the light scattering agent contained in the silicon resin 9 is controlled to enlarge / reduce the spatial spread of the light rays existing inside the lens 6, thereby setting the directivity half-value angle θ H to the above-described value. It is illustrated that it can be controlled to fall within the range.

基地局等の屋外で本実施例2の光源装置を用いた場合、温度差が室内に比べて大きく、本光源装置の光出力が変動する。その結果、光出力のばらつきが問題となる。ここで、光出力のばらつきを許容できる指向半値角度θHは放射パターンマスク形状に依存するが、その中でもでき得る限り多くのばらつきを許容できる指向半値角度θH(以下、θHmaxと言う)で製造することが望ましい。 When the light source device of the second embodiment is used outdoors such as a base station, the temperature difference is larger than that in the room, and the light output of the light source device fluctuates. As a result, variation in light output becomes a problem. Here, the directivity half-value angle θ H that can tolerate variations in light output depends on the radiation pattern mask shape, but among them, the directivity half-value angle θ H (hereinafter referred to as θ Hmax ) that can tolerate as much variation as possible. It is desirable to manufacture.

図8に、r/Rに対するθHmaxの関係を示す。図中、実線は通信角度が10度(Θ=0.17rad)の場合を示し、破線は通信角度が15度(Θ=0.26rad)の場合を示し、一点鎖線は通信角度が30度(Θ=0.52rad)の場合を示す。但し、θHmaxは、適用される光通信システムが要求する放射パターンマスクによって、上記実施例1で算出した式(10)と式(11)とで表される指向半値角度θHの範囲内にのみ存在する。 FIG. 8 shows the relationship of θ Hmax with respect to r / R. In the figure, a solid line indicates a case where the communication angle is 10 degrees (Θ = 0.17 rad), a broken line indicates a case where the communication angle is 15 degrees (Θ = 0.26 rad), and a one-dot chain line indicates a communication angle of 30 degrees ( Θ = 0.52 rad). However, θ Hmax is within the range of the directional half-value angle θ H represented by the equations (10) and (11) calculated in the first embodiment, depending on the radiation pattern mask required by the applied optical communication system. Only exists.

図8より、何れの通信角度の場合も、r/Rが大きくなるとθHmaxの値も増大することが分かる。そして、θHmaxの値は、例えばr/R=0.5の場合は、Θ=0.17rad(10度)でθHmax=0.35rad(20度)であり、Θ=0.26rad(15度)でθHmax=0.52rad(30度)であり、Θ=0.52rad(30度)でθHmax=1.05(60度)である。また、許容できるばらつきの量は上述の式から分かるようにスペックル量sに依存し、スペックル量sが多い程許容量(つまり、nの範囲)は少なくなる。本実施例2は、Θ=0.26rad(15度)、r/R=0.2(In_max=500mW/sr,Out_max=100mW/sr)の場合に相当する。 FIG. 8 shows that the value of θ Hmax increases as r / R increases at any communication angle. Then, the value of theta Hmax, if, for example r / R = 0.5, Θ = a 0.17rad (10 degrees) θ Hmax = 0.35rad (20 degrees), Θ = 0.26rad (15 a in degrees) θ Hmax = 0.52rad (30 degrees), theta = a 0.52rad (30 degrees) with θ Hmax = 1.05 (60 °). As can be seen from the above formula, the allowable variation amount depends on the speckle amount s, and the allowable amount (that is, the range of n) decreases as the speckle amount s increases. The second embodiment corresponds to the case where Θ = 0.26 rad (15 degrees), r / R = 0.2 (In_max = 500 mW / sr, Out_max = 100 mW / sr).

図9に、本実施例2のスペックル量s=0.1における各指向半値角度/通信角度に対するパワーペナルティPPを示す。ここで、パワーペナルティPPとは、適用される光通信システムの放射パターンマスクに適合する放射強度分布であり、且つ、光出力が最小となる放射強度分布の光出力を、基準光出力とした場合に、光源装置の光出力と上記基準光出力との比である。図中、3本の曲線は光出力の放射パターンマスクによる限界を示しており、実線は放射角度±Θ(±15度)以内での最小放射強度In_min(250mW/sr)であり、破線は放射角度±2Θ(±30度)以内での最大放射強度In_max(500mW/sr)であり、一点鎖線は放射角度±2Θ(±30度)より外側での最大放射強度Out_max(100mW/sr)である。図9より、本実施例2において指向半値角度/通信角度およびパワーペナルティPPの取り得る範囲は、上記3本の曲線で囲まれた領域(指向半値角度/通信角度は1.19〜1.39,パワーペナルティPPは1.26〜1.56)である。特に、指向半値角度/通信角度が1.33(指向半値角度θH:約20度)の場合に最もばらつきに対する余裕度が高く、パワーペナルティPPは1.41〜1.56までの0.15分だけ許容できる。 FIG. 9 shows the power penalty PP for each pointing half-value angle / communication angle when the speckle amount s = 0.1 in the second embodiment. Here, the power penalty PP is a radiation intensity distribution that conforms to the radiation pattern mask of the applied optical communication system, and the light output of the radiation intensity distribution that minimizes the light output is the reference light output. The ratio between the light output of the light source device and the reference light output. In the figure, the three curves indicate the limits of the light output by the radiation pattern mask, the solid line is the minimum radiation intensity In_min (250 mW / sr) within the radiation angle ± Θ (± 15 degrees), and the broken line is the radiation The maximum radiation intensity In_max (500 mW / sr) within an angle ± 2Θ (± 30 degrees), and the one-dot chain line is the maximum radiation intensity Out_max (100 mW / sr) outside the radiation angle ± 2Θ (± 30 degrees). . 9, the possible range of the pointing half-value angle / communication angle and power penalty PP in the second embodiment is an area surrounded by the above three curves (the pointing half-value angle / communication angle is 1.19 to 1.39). , The power penalty PP is 1.26 to 1.56). In particular, when the directivity half-value angle / communication angle is 1.33 (directivity half-value angle θ H : about 20 degrees), the margin for variation is the highest, and the power penalty PP is 0.15 from 1.41 to 1.56. Only minutes are acceptable.

したがって、上記スペックル量sが0.1である本実施例2の場合には、温度変化によるパワー変動を考慮して、指向半値角度θHが約20度になるように作製することが望ましいと言える。尚、本実施例2においては、先に述べたように、シリコン樹脂9に含まれる光散乱剤の濃度を重量比率5%にして指向半値角度θHが19.5度(≒20度)に設定されている。したがって、光出力のばらつきに対して望ましい指向半値角度θHを有する光源装置であることが分かる。 Therefore, in the case of the second embodiment in which the speckle amount s is 0.1, it is preferable that the directivity half-value angle θ H is approximately 20 degrees in consideration of power fluctuation due to temperature change. It can be said. In the present embodiment 2, as previously described, the concentration of the light scattering agent contained in the silicone resin 9 in the weight ratio 5% directional half angle theta H 19.5 ° (≒ 20 °) Is set. Therefore, it can be seen that the light source device has a desirable directivity half-value angle θ H with respect to variations in light output.

次に、上記パワーペナルティPPの値を最大にする放射強度分布について説明する。図9から、上記最大放射強度In_maxの曲線と最大放射強度Out_maxの曲線との交点での指向半値角度/通信角度で光源装置を作成した場合、パワーペナルティPPの許容量を最大にすることができる。そして、上記交点を与えるような放射強度分布が、パワーペナルティPPの値を最大にする放射強度分布となるのである。   Next, the radiation intensity distribution that maximizes the value of the power penalty PP will be described. From FIG. 9, when the light source device is created with the directivity half-value angle / communication angle at the intersection of the curve of the maximum radiation intensity In_max and the curve of the maximum radiation intensity Out_max, the allowable amount of the power penalty PP can be maximized. . The radiation intensity distribution that gives the intersection is the radiation intensity distribution that maximizes the value of the power penalty PP.

上記交点を与える放射強度分布は、放射角度0と放射角度2Θとにおいて放射パターンマスクに接するような放射強度分布である。したがって、このような放射強度分布は、ランバート分布L(θ)の式より、式(12)と式(13)とを満たすことになる。

Figure 0004571808
この式(12)と式(13)とを連立させて解くことによって、上記交点を与える放射強度分布を規定する「n」を求めることができる。つまり、式(12)から
Figure 0004571808
が得られ、この式(14)と式(13)とからnを求めると、
Figure 0004571808
となる。すなわち、式(10)と式(15)とで表される放射強度分布が、放射角度±Θ以内での放射強度がIn_min以上であり、放射角度±Θ内での放射強度がIn_min以上であり、放射角度±2Θ内での放射強度がIn_max以下であり、放射角度±2Θよりも外側での放射強度がOut_max以下であり、In_max/In_min=RおよびOut_max/In_min=rである放射パターンマスクに適合し、且つ、パワーペナルティPPの値を最大にする放射強度分布である。 The radiation intensity distribution that gives the intersection is a radiation intensity distribution that touches the radiation pattern mask at a radiation angle of 0 and a radiation angle of 2Θ. Therefore, such a radiation intensity distribution satisfies Expression (12) and Expression (13) from the expression of Lambert distribution L (θ).
Figure 0004571808
By simultaneously solving Equation (12) and Equation (13), “n” that defines the radiation intensity distribution giving the intersection can be obtained. That is, from equation (12)
Figure 0004571808
When n is obtained from the equations (14) and (13),
Figure 0004571808
It becomes. That is, in the radiant intensity distribution represented by the equations (10) and (15), the radiant intensity within the radiation angle ± Θ is In_min or more, and the radiant intensity within the radiation angle ± Θ is In_min or more. A radiation pattern mask in which the radiation intensity within the radiation angle ± 2Θ is less than In_max, the radiation intensity outside the radiation angle ± 2Θ is less than Out_max, and In_max / In_min = R and Out_max / In_min = r It is a radiation intensity distribution that is compatible and maximizes the value of the power penalty PP.

・第2実施の形態
(実施例3)
図10は、実施例3における光源装置の断面図である。この光源装置は、上記IrDA1.1用の光源として供される。図10において、半導体レーザ11,金ワイヤ13,ガラスエポキシ基板14,ザグリ穴15,配線パターン17および上部電極用パッド18は、図1に示す上記第1実施の形態の光源装置における半導体レーザ1,金ワイヤ3,ガラスエポキシ基板4,ザグリ穴5,配線パターン7および上部電極用パッド8と同じである。
Second embodiment (Example 3)
FIG. 10 is a cross-sectional view of the light source device according to the third embodiment. This light source device is provided as a light source for the IrDA1.1. In FIG. 10, the semiconductor laser 11, the gold wire 13, the glass epoxy substrate 14, the counterbore hole 15, the wiring pattern 17 and the upper electrode pad 18 are the same as the semiconductor laser 1 in the light source device of the first embodiment shown in FIG. This is the same as the gold wire 3, glass epoxy substrate 4, counterbore 5, wiring pattern 7, and upper electrode pad 8.

本実施例2におけるシリコン樹脂19にはアクリル等の光拡散剤は含まれていない。その代わりに、エポキシ樹脂で構成された半球のレンズ16に光拡散剤を混入させている。この場合、光拡散剤が混入される母剤が異なるため当然ながら散乱剤そのものも代わり、エポキシ樹脂中には、シリカ粒子等を適度に添加することによって光散乱を最適化できるのである。   The silicon resin 19 in Example 2 does not contain a light diffusing agent such as acrylic. Instead, a light diffusing agent is mixed in the hemispherical lens 16 made of epoxy resin. In this case, since the base material mixed with the light diffusing agent is different, the scattering agent itself is naturally replaced, and light scattering can be optimized by appropriately adding silica particles or the like to the epoxy resin.

すなわち、本実施例3においては、上記レンズ16に含有された光拡散剤によって、上記光入射角度分散手段を構成しているのである。   That is, in the third embodiment, the light incident angle dispersion means is configured by the light diffusing agent contained in the lens 16.

本実施例3におけるレンズ16は、光散乱剤がない場合に、レンズ16から放射されるレーザ光は光軸に略平行な光線になるように構成されている。つまり、散乱剤がない場合における指向半値角度θHは0度になっている。これに対して、レンズ16内部に散乱剤を添加することによって、レンズ16の界面(エポキシ樹脂と空気との界面)に入射する光線の角度分布をある幅で分散させることができる。そして、この分散によって、レンズ16から空気中へ放射される光線の放射強度分布は指向半値角度θH(≒0)のランバート分布とすることが可能となり、指向半値角度θHは上記散乱剤の濃度を調整することで変更可能となる。尚、本実施例3においては、1回の散乱での平均散乱角度が小さい散乱剤を用いている。この場合、散乱角度の余弦の平均値で表される散乱因子gの値は0.9以上である。 The lens 16 in the third embodiment is configured so that the laser light emitted from the lens 16 becomes a light beam substantially parallel to the optical axis when there is no light scattering agent. That is, the directivity half-value angle θ H when there is no scattering agent is 0 degree. On the other hand, by adding a scattering agent inside the lens 16, the angular distribution of light incident on the interface of the lens 16 (the interface between the epoxy resin and air) can be dispersed with a certain width. Then, this dispersion, the radiation intensity distribution of the light beam emitted from the lens 16 into the air it is possible to Lambert distribution of directional half angle θ H (≒ 0), directional half angle theta H is the scattering agent It can be changed by adjusting the density. In Example 3, a scattering agent having a small average scattering angle in one scattering is used. In this case, the value of the scattering factor g represented by the average value of the cosine of the scattering angle is 0.9 or more.

上記構成を有する本実施例3における光源装置のスペックル量sは0.25であり、指向半値角度θHは12.7度である。本実施例におけるスペックル量sと指向半値角度/通信角度とを、第1実施の形態の場合と同様に図6にプロットしている。図6から分かるように、スペックル量sと指向半値角度/通信角度とは、本実施例3で用いるIrDA1.1用の放射パターンマスク(R=5,r=1)に適合している。 Speckle amount s of the light source apparatus in the third embodiment having the above structure is 0.25, directional half angle theta H is 12.7 degrees. The speckle amount s and the directivity half-value angle / communication angle in this example are plotted in FIG. 6 as in the case of the first embodiment. As can be seen from FIG. 6, the speckle amount s and the directivity half-value angle / communication angle are compatible with the radiation pattern mask (R = 5, r = 1) for IrDA1.1 used in the third embodiment.

尚、図6において、縦軸上に示されるPP=1の「+」点は、通信角度の範囲内において、光出力を最小にする指向半値角度θHを示している。つまり、通信角度が±15度である場合には、指向半値角度θHは12.7度で光の利用効率が最大になる。半導体レーザを用いる場合には上記スペックルが発生し、そのスペックル量sに応じて必要パワーが増大する。そして、PP=1.26の線で囲まれた領域での必要光出力は、PP=1である場合の光出力を基準光出力として、必要光出力<(1.26×基準光出力)となる。以下、同様に、PP=2,PP=3.16の各線で囲まれた領域内において必要光出力の夫々は、上記基準光出力の2倍,3.16倍を下回る値となる。そして、各PP=1.26,2,3.16において、指向半値角度θHが12.7度でスペックル量sが最大となる。つまり、スペックルに対する許容範囲が最大となる。 In FIG. 6, the “+” point of PP = 1 shown on the vertical axis indicates the directivity half-value angle θ H that minimizes the optical output within the communication angle range. That is, when the communication angle is ± 15 degrees, the directivity half-value angle θ H is 12.7 degrees, and the light use efficiency is maximized. When a semiconductor laser is used, the speckle is generated, and the required power increases according to the speckle amount s. Then, the required light output in the region surrounded by the line of PP = 1.26 is as follows: the light output in the case of PP = 1 is the reference light output, and the required light output <(1.26 × reference light output). Become. Similarly, in the region surrounded by the lines of PP = 2 and PP = 3.16, the necessary light output is a value less than 2 times and 3.16 times the reference light output. At each PP = 1.26, 2, 3.16, the speckle amount s is maximized when the directivity half-value angle θ H is 12.7 degrees. That is, the allowable range for speckle is maximized.

ここで、上記パワーペナルティPPと指向半値角度θHとスペックル量sとの関係を表す式は、次のようにして導き出される。すなわち、放射角度Θで放射パターンマスクに接する放射強度分布(基準放射強度分布)は実際の光源装置における放射強度分布よりも下回ることから、基準放射強度分布の光出力をP0とし、上記nをn0とすると、式(16)

Figure 0004571808
が得られる。また、パワーペナルティPPの定義からP/P0=PP(>1)である。したがって、式(16)は式(17)のごとく変形できる。
PP(1−s)(n+1)cosnΘ≧(n0+1)cosnΘ…(17) Here, an expression representing the relationship among the power penalty PP, the directivity half-value angle θ H, and the speckle amount s is derived as follows. That is, since the radiation intensity distribution (reference radiation intensity distribution) in contact with the radiation pattern mask at the radiation angle Θ is lower than the radiation intensity distribution in the actual light source device, the light output of the reference radiation intensity distribution is P 0 , and the above n is When n 0, equation (16)
Figure 0004571808
Is obtained. Further, P / P 0 = PP (> 1) from the definition of the power penalty PP. Therefore, equation (16) can be transformed as equation (17).
PP (1−s) (n + 1) cos n Θ ≧ (n 0 +1) cos n Θ (17)

また、上記n0は、基準放射強度分布の光出力P0が最小になるように設定する必要がある。そこで、放射角度Θにおける放射強度をI0とすると、

Figure 0004571808
となる。したがって、式(18)において、P0を最小にするようなn0を求めればよいことになる。つまり、次式(19)
Figure 0004571808
=0 …(19)
をn0に付いて解けば、式(18)においてP0を最小にするn0が次式(20)のごとく求められる。
0=−1/(lncosΘ)−1 …(20) Further, the n 0, it is necessary to light output P 0 of the reference radiation intensity distribution is set to be minimized. Therefore, if the radiation intensity at the radiation angle Θ is I 0 ,
Figure 0004571808
It becomes. Therefore, in Equation (18), n 0 that minimizes P 0 may be obtained. That is, the following equation (19)
Figure 0004571808
= 0 (19)
If the melt with the n 0, n 0 of the P 0 to a minimum in equation (18) is obtained as the following equation (20).
n 0 = −1 / (lncos Θ) −1 (20)

すなわち、上記パワーペナルティPPと指向半値角度θHとスペックル量sとの関係は式(17)で表され、その場合の「n0」は式(20)で表されるのである。 That is, the relationship between the power penalty PP and directional half angle theta H and speckle amount s is represented by the formula (17), "n 0" in this case is of the formula (20).

ところで、消費電力の観点から、光出力はできるだけ低い方が望ましい。また、スペックルに対する許容範囲はできるだけ大きい方が望ましい。この考え方に基づいて、本実施例3においては、指向半値角度θHが12.7度になるように、レンズ16に混入される散乱剤の濃度を調節している。したがって、IrDA1.1の放射パターンマスクに適合すると共に、上記基準光出力の1.3倍程度の低い光出力の光源装置を得ることが可能になるのである。 By the way, from the viewpoint of power consumption, it is desirable that the optical output is as low as possible. In addition, it is desirable that the allowable range for speckle is as large as possible. Based on this concept, in the third embodiment, the concentration of the scattering agent mixed into the lens 16 is adjusted so that the directivity half-value angle θ H is 12.7 degrees. Therefore, it is possible to obtain a light source device that is compatible with the IrDA 1.1 radiation pattern mask and has a light output that is about 1.3 times the reference light output.

一般的に、半導体レーザにおける電流‐光変換効率は、LEDよりも3倍〜4倍程度高い。したがって、スペックルを含むことによって上記基準光出力に対するペナルティが発生しても、そのペナルティの値が3以下程度であれば半導体レーザを用いることの優位性は揺らぐ事は無いのである。   Generally, the current-light conversion efficiency in a semiconductor laser is about 3 to 4 times higher than that of an LED. Therefore, even if a penalty with respect to the reference light output occurs due to the inclusion of speckles, the advantage of using a semiconductor laser does not fluctuate if the penalty value is about 3 or less.

図11および図12は、上記実施例1〜実施例3とは異なる光源装置の断面を示す。図11に示す光源装置において、金ワイヤ23,ガラスエポキシ基板24,ザグリ穴25,レンズ26,配線パターン27,上部電極用パッド28およびシリコン樹脂29は、図1に示す上記第1実施の形態の光源装置における金ワイヤ3,ガラスエポキシ基板4,ザグリ穴5,レンズ6,配線パターン7,上部電極用パッド8およびシリコン樹脂9と同じである。但し、レンズ26の中心軸は、ザグリ穴25の中心軸と同軸になっている。   11 and 12 show a cross section of a light source device different from those of the first to third embodiments. In the light source device shown in FIG. 11, the gold wire 23, the glass epoxy substrate 24, the counterbore hole 25, the lens 26, the wiring pattern 27, the upper electrode pad 28, and the silicon resin 29 are the same as those in the first embodiment shown in FIG. This is the same as the gold wire 3, glass epoxy substrate 4, counterbore 5, lens 6, wiring pattern 7, upper electrode pad 8 and silicon resin 9 in the light source device. However, the central axis of the lens 26 is coaxial with the central axis of the counterbore hole 25.

半導体レーザ21は、その両端面から放射光22aおよび放射光22bを出射するようになっている。このことにより、シリコン樹脂29に混入される光散乱剤の濃度を上記実施例1の重量比率1%程度から上げることなく、シリコン樹脂29からの出射光線の空間広がりを拡大することができるのである。シリコン樹脂29やレンズ26に対する高濃度の散乱剤の添加は光吸収に繋がるため、上述のように上記散乱剤の濃度は低濃度の方が好ましい。また、レンズ26の中心軸とザグリ穴25の中心軸とが同軸である構成になっている。したがって、半導体レーザ21は何れの方向を向いていてもレンズ26の中心軸に対する出射光の位置が同じになり、上記実施例1〜実施例3の場合のように、レンズ6,16の中心軸に対する出射光の位置を合わせるために半導体レーザ1,11のチップを面内で回転させる等の製作上の問題が発生することがない。したがって、上記実施例1〜実施例3の場合に比して歩留まりが向上すると言う全く別の効果を奏することができるのである。尚、図11におけるレンズ26には光拡散剤が含まれていないが、光拡散剤を含んでいても差し支えない。   The semiconductor laser 21 emits radiated light 22a and radiated light 22b from both end faces thereof. As a result, the spatial spread of the light beam emitted from the silicon resin 29 can be expanded without increasing the concentration of the light scattering agent mixed into the silicon resin 29 from about 1% by weight in the first embodiment. . Since the addition of a high concentration of the scattering agent to the silicon resin 29 and the lens 26 leads to light absorption, the concentration of the scattering agent is preferably a low concentration as described above. Further, the central axis of the lens 26 and the central axis of the counterbore hole 25 are coaxial. Therefore, the position of the emitted light with respect to the central axis of the lens 26 is the same regardless of which direction the semiconductor laser 21 faces, and the central axes of the lenses 6 and 16 are the same as in the first to third embodiments. There is no problem in manufacturing such as rotating the chips of the semiconductor lasers 1 and 11 in-plane in order to align the position of the emitted light with respect to. Therefore, it is possible to achieve a completely different effect that the yield is improved as compared with the case of the first to third embodiments. In addition, although the light diffusing agent is not included in the lens 26 in FIG. 11, it may be included.

図12に示す光源装置において、金ワイヤ33,ガラスエポキシ基板34,ザグリ穴35,配線パターン37,上部電極用パッド38およびシリコン樹脂39は、図1に示す上記第1実施の形態の光源装置における金ワイヤ3,ガラスエポキシ基板4,ザグリ穴5,配線パターン7,上部電極用パッド8およびシリコン樹脂9と同じである。また、半導体レーザ31は、図11における半導体レーザ21の場合と同様に、両端面から放射光32aおよび放射光32bを出射する。また、レンズ36は、図11におけるレンズ26の場合と同様に、ザグリ穴35の中心軸と同軸の中心軸を有している。   In the light source device shown in FIG. 12, the gold wire 33, the glass epoxy substrate 34, the counterbore hole 35, the wiring pattern 37, the upper electrode pad 38, and the silicon resin 39 are the same as those in the light source device of the first embodiment shown in FIG. This is the same as the gold wire 3, glass epoxy substrate 4, counterbore 5, wiring pattern 7, upper electrode pad 8, and silicon resin 9. Further, the semiconductor laser 31 emits the radiated light 32a and the radiated light 32b from both end faces, as in the case of the semiconductor laser 21 in FIG. The lens 36 has a central axis that is coaxial with the central axis of the counterbore hole 35, as in the case of the lens 26 in FIG.

本光源装置では、上記シリコン樹脂39とレンズ36との間に、上記光入射位置分散手段としての光拡散板40を配置している。この光拡散板40は、光線の空間広がりを拡大させる機能を有しており、上記実施例1〜実施例3の場合と同様に、指向半値角度θHの調整に用いることができる。尚、図12におけるレンズ26およびシリコン樹脂39には光拡散剤が含まれてはいないが、光拡散剤を含んでいても差し支えない。 In this light source device, a light diffusion plate 40 as the light incident position dispersing means is disposed between the silicon resin 39 and the lens 36. The light diffusing plate 40 has a function of expanding the spatial extent of the light beam, and can be used to adjust the directivity half-value angle θ H in the same manner as in the first to third embodiments. In addition, although the light diffusing agent is not included in the lens 26 and the silicon resin 39 in FIG. 12, the light diffusing agent may be included.

尚、上記実施例1〜実施例3では、図6において、上記通信角度が±15度の場合におけるスペックル量sと指向半値角度/通信角度との関係を示している。図13には、上記通信角度が±30度の場合におけるスペックル量sと指向半値角度/通信角度との関係を示す。図6および図13より、上記通信角度が広くなると、通信角度よりも外側の領域における放射パターンマスク(r=1,0.7,0.4で示される線)が指向半値角度θHの設定に影響を与えないことが分かる。これに対して、通信角度が±15度である場合には、指向半値角度θHの許容範囲が大幅に狭められていることが確認できる。 In the first to third embodiments, FIG. 6 shows the relationship between the speckle amount s and the directional half-value angle / communication angle when the communication angle is ± 15 degrees. FIG. 13 shows the relationship between the speckle amount s and the pointing half-value angle / communication angle when the communication angle is ± 30 degrees. 6 and 13, when the communication angle is widened, the radiation pattern mask (the line indicated by r = 1, 0.7, 0.4) in the region outside the communication angle is set to the directivity half-value angle θ H. It can be seen that it does not affect On the other hand, when the communication angle is ± 15 degrees, it can be confirmed that the allowable range of the directivity half-value angle θ H is significantly narrowed.

以上述べたごとく、上記各実施の形態によれば、IrDAに用いられるLEDよりもスペックル量が大きい半導体レーザを、R=5およびr=1であるIrDAや2≦R≦3.5および0.4≦r≦0.7である100Mbpsの高速光通信モジュールに用いることが可能になる。したがって、これまで人が存在する空間で使用することができなかった半導体レーザを、高速光無線通信システムの光源として適用することができる。その結果、上記各実施例の光源装置を用いた光無線通信システムを、パソコンや携帯端末(PDA(パーソナル・ディジタル・アシスタント),携帯電話)等へ搭載することによって、LEDを用いる場合に比して低消費電力であってより短時間に動画等の大容量のデータを転送することができると共に持ち運ぶことができるのである。   As described above, according to each of the above embodiments, a semiconductor laser having a speckle amount larger than that of the LED used for IrDA is selected from IrDA in which R = 5 and r = 1, and 2 ≦ R ≦ 3.5 and 0. It can be used for a 100 Mbps high-speed optical communication module in which 0.4 ≦ r ≦ 0.7. Therefore, a semiconductor laser that could not be used in a space where a person exists so far can be applied as a light source of a high-speed optical wireless communication system. As a result, by installing the optical wireless communication system using the light source device of each of the above embodiments in a personal computer or a portable terminal (PDA (personal digital assistant), cellular phone), etc., compared to the case where LEDs are used. In addition, it has low power consumption and can transfer large volumes of data such as moving images in a shorter time and can be carried around.

この発明の光源装置における一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example in the light source device of this invention. 放射パターンマスクを示す図である。It is a figure which shows a radiation pattern mask. 図1に示す光源装置の放射強度分布を示す図である。It is a figure which shows the radiation intensity distribution of the light source device shown in FIG. 図3における放射強度と平均化放射強度との比を示す図である。It is a figure which shows ratio of the radiation intensity in FIG. 3, and averaged radiation intensity. 図4に示す放射強度と平均化放射強度との比の値のヒストグラムである。It is a histogram of the value of ratio of the radiation intensity shown in FIG. 4, and averaged radiation intensity. 通信角度が±15度の場合におけるスペックル量と指向半値角度/通信角度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the speckle amount in case a communication angle is +/- 15 degree | times, and a directivity half value angle / communication angle. 図1に示す光源装置におけるレンズ形状変更の説明図である。It is explanatory drawing of the lens shape change in the light source device shown in FIG. 図1に示す光源装置におけるr/RとθHmaxとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between r / R and (theta) Hmax in the light source device shown in FIG. 図1に示す光源装置におけるスペックル量が0.1である場合の指向半値角度/通信角度とパワーペナルティとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the pointing half value angle / communication angle and power penalty in case the speckle amount in the light source device shown in FIG. 1 is 0.1. 図1とは異なる光源装置の断面図である。It is sectional drawing of the light source device different from FIG. 図1および図10とは異なる光源装置の断面図である。It is sectional drawing of the light source device different from FIG. 1 and FIG. 図1,図10および図11とは異なる光源装置の断面図である。It is sectional drawing of the light source device different from FIG.1, FIG10 and FIG.11. 通信角度が±30度の場合におけるスペックル量と指向半値角度/通信角度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the speckle amount in case a communication angle is +/- 30 degree | times, and a directivity half value angle / communication angle. IrDA1.1またはIrDA1.3用の放射パターンマスクと光源装置の放射強度分布とを示す図である。It is a figure which shows the radiation pattern mask for IrDA1.1 or IrDA1.3, and the radiation intensity distribution of a light source device.

1,11,21,31…半導体レーザ、
2,12,22a,22b,32a,32b…放射光、
3,13,23,33…金ワイヤ、
4,14,24,34…ガラスエポキシ基板、
5,15,25,35…ザグリ穴、
6,16,26,36…レンズ、
7,17,27,37…配線パターン、
8,18,28,38…上部電極用パッド、
9,19,29,39…シリコン樹脂、
40…光拡散板。
1, 11, 21, 31 ... semiconductor laser,
2, 12, 22a, 22b, 32a, 32b ... synchrotron radiation,
3, 13, 23, 33 ... gold wire,
4, 14, 24, 34 ... Glass epoxy board,
5, 15, 25, 35 ... counterbored holes,
6, 16, 26, 36 ... lens,
7, 17, 27, 37 ... wiring pattern,
8, 18, 28, 38 ... upper electrode pad,
9, 19, 29, 39 ... Silicone resin,
40: Light diffusion plate.

Claims (14)

所定の光放射角度範囲において所定の光放射強度を必要とする光通信システムに供される光源装置であって、
スペックルを生ずる発光素子と、
上記発光素子からの放射光における放射角度と放射強度との関係を表わす放射パターンを、上記光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たすようなパターンになるように、スペックル量に応じて設定する放射パターン設定手段
を備えた光源装置において、
上記光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を、放射角度±Θ内での放射強度がIn_min以上であり、且つ、放射角度±2Θ内での放射強度がIn_max以下であり、且つ、放射角度±2Θより外側での放射強度がOut_max以下であり、且つ、In_max/In_min=RおよびOut_max/In_min=rであるとし、
上記スペックル量をsとした場合に、
上記放射パターン設定手段によって設定される放射パターンは、光放射強度が最大光放射強度の1/2となる光放射角度を表わす指向半値角度θ H
θ H =cos -1 (0.5 (1/n) )
Figure 0004571808
となるようなパターンである
ことを特徴とする光源装置
A light source device for use in an optical communication system that requires a predetermined light emission intensity in a predetermined light emission angle range,
A light emitting element that produces speckle;
The radiation pattern representing the relationship between the radiation angle and the radiation intensity in the radiated light from the light emitting element is made to satisfy the light radiation intensity in a predetermined light radiation angle range required by the optical communication system. in light source device having a radiation pattern setting means for setting in accordance with the speckle amount,
The light emission intensity within a predetermined light emission angle range required by the optical communication system is such that the emission intensity within the emission angle ± Θ is In_min or more and the emission intensity within the emission angle ± 2Θ is In_max or less. And the radiation intensity outside the radiation angle ± 2Θ is not more than Out_max, and In_max / In_min = R and Out_max / In_min = r,
When the speckle amount is s,
Radiation pattern set by the radiation pattern setting means, the light emission intensity is directional half angle theta H representing the light emission angle which is half of the maximum light emission intensity
θ H = cos -1 (0.5 (1 / n) )
Figure 0004571808
It is a pattern that becomes
A light source device characterized by that .
所定の光放射角度範囲において所定の光放射強度を必要とする光通信システムに供される光源装置であって、
スペックルを生ずる発光素子と、
上記発光素子からの放射光における放射角度と放射強度との関係を表わす放射パターンを、上記光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を満たすようなパターンになるように、スペックル量に応じて設定する放射パターン設定手段
を備えた光源装置において、
上記光通信システムが必要とする所定の光放射角度範囲での光放射強度を、放射角度±Θ内での放射強度が所定値以上であるとし、
上記スペックル量をsとした場合に、
上記放射パターン設定手段によって設定される放射パターンは、光放射強度が最大光放射強度の1/2となる光放射角度を表わす指向半値角度θH
θH=cos-1(0.5(1/n))
ここで、PP(1−s)(n+1)cos n Θ≧(n 0 +1)cos n Θ
PP>1
0 =−1/(lncosΘ)−1
となるようなパターンである
ことを特徴とする光源装置。
A light source device for use in an optical communication system that requires a predetermined light emission intensity in a predetermined light emission angle range,
A light emitting element that produces speckle;
The radiation pattern representing the relationship between the radiation angle and the radiation intensity in the radiated light from the light emitting element is made to satisfy the light radiation intensity in a predetermined light radiation angle range required by the optical communication system. , Radiation pattern setting means to set according to speckle amount
In a light source device comprising:
The light emission intensity in a predetermined light emission angle range required by the optical communication system is assumed that the emission intensity within the emission angle ± Θ is a predetermined value or more ,
When the speckle amount is s,
Radiation pattern set by the radiation pattern setting means, the light emission intensity is directional half angle theta H representing the light emission angle which is half of the maximum light emission intensity
θ H = cos -1 (0.5 (1 / n) )
Where PP (1−s) (n + 1) cos n Θ ≧ (n 0 +1) cos n Θ
PP> 1
n 0 = −1 / (lncosΘ) −1
A light source device having a pattern such that
請求項1あるいは請求項2に記載の光源装置において
記放射パターン設定手段は、上記放射光が入射されるレンズであり、
上記レンズの形状を設定することによって上記放射パターンが設定され
ことを特長とする光源装置。
In the light source device according to claim 1 or 2 ,
Upper Symbol radiation pattern setting means is a lens in which the emitted light is incident,
A light source device that features Rukoto the radiation pattern is set by setting the shape of the lens.
請求項1あるいは請求項2に記載の光源装置において、
上記放射光が入射されるレンズを備えると共に、
上記放射パターン設定手段は、上記発光素子とレンズとの間に設けられて、上記放射光の上記レンズへの入射位置を分散させる光入射位置分散手段であ
ことを特長とする光源装置。
In the light source device according to claim 1 or 2 ,
A lens on which the emitted light is incident;
The radiation pattern setting means is provided between the light emitting element and the lens, the light source device that features light incidence position dispersion means der Rukoto dispersing the incident position to said lens of said emitted light.
請求項4に記載の光源装置において、
上記光入射位置分散手段は、上記発光素子を覆う透明樹脂およびこの透明樹脂内に混入された光拡散剤であり、
上記光拡散剤の濃度を設定することによって上記放射パターンが設定され
ことを特長とする光源装置。
The light source device according to claim 4 ,
The light incident position dispersing means is a transparent resin covering the light emitting element and a light diffusing agent mixed in the transparent resin,
A light source device that features Rukoto the radiation pattern is set by setting the concentration of the light diffusing agent.
請求項4に記載の光源装置において、
上記光入射位置分散手段は、光拡散板であ
ことを特長とする光源装置。
The light source device according to claim 4 ,
The light incident position dispersion means, a light source device that features a light diffusing plate der Rukoto.
請求項1あるいは請求項2に記載の光源装置において、
上記放射光が入射されるレンズを備えると共に、
上記放射パターン設定手段は、上記放射光の上記レンズと空気との界面への入射角度を分散させる光入射角度分散手段である
ことを特長とする光源装置。
In the light source device according to claim 1 or 2 ,
A lens on which the emitted light is incident;
The light source device according to claim 1, wherein the radiation pattern setting means is a light incident angle dispersion means for dispersing an incident angle of the radiated light on an interface between the lens and air .
請求項7に記載の光源装置において
光入射角度分散手段は、上記レンズに混入された光拡散剤であり、
上記光拡散剤の濃度を設定することによって上記放射パターンが設定され
ことを特長とする光源装置。
The light source device according to claim 7 .
Upper Symbol light incident angular dispersion means is a light diffusing agent mixed into the upper Stories lens,
A light source device that features Rukoto the radiation pattern is set by setting the concentration of the light diffusing agent.
請求項1あるいは請求項2に記載の光源装置において、
上記放射パターン設定手段は、さらに、上記放射パターンを、放射パターンマスクの要件を達成できる最小の光出力を呈するパターンとなるように、上記スペックル量に応じて設定するようになってい
ことを特徴とする光源装置。
In the light source device according to claim 1 or 2 ,
The radiation pattern setting means further the radiation pattern, so that the pattern exhibits the lowest light output that can achieve requirements for radiation pattern mask, that you have made to set in accordance with the speckle amount A light source device.
請求項1に記載の光源装置において、
上記Rの値が
2≦R≦3.5
であ
ことを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 1,
The value of R above is
2 ≦ R ≦ 3.5
A light source device according to claim der Rukoto.
請求項1に記載の光源装置において、
上記の値が
0.4≦r≦0.7
である
ことを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 1 ,
The value of r above is
0.4 ≦ r ≦ 0.7
A light source device characterized by the above.
請求項1に記載の光源装置において、
上記nは
Figure 0004571808
である
ことを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 1 ,
N above
Figure 0004571808
A light source device characterized by the above.
請求項2に記載の光源装置において、
上記PPの値は3よりも小さい
ことを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 2,
The light source device characterized in that the value of PP is smaller than 3 .
請求項1あるいは請求項2に記載の光源装置を用いたことを特徴とする光通信システムLight communication system characterized by using the light source device according to claim 1 or claim 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007266484A (en) * 2006-03-29 2007-10-11 Sharp Corp Eye-safe laser light source device, communication equipment using the same, and lighting equipment
JP4906545B2 (en) * 2007-03-15 2012-03-28 シャープ株式会社 Light emitting device and optical transmission module
JP2011181794A (en) * 2010-03-03 2011-09-15 Panasonic Corp Light emitting device and back light module using the same
CN109155501B (en) * 2016-05-25 2021-01-29 夏普株式会社 Light emitting device and method for manufacturing light emitting device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001156378A (en) * 1999-11-29 2001-06-08 Sharp Corp Light-emitting device and electronic equipment on which light-emitting device is loaded
JP2001160647A (en) * 1999-09-24 2001-06-12 Sharp Corp Semiconductor laser device, optical transmission device, optical transmission system, electronic apparatus, control unit, connector, communication device, optical transmission method and data transmitting and receiving method
JP2003101118A (en) * 2001-09-25 2003-04-04 Sharp Corp Optical transmission module
WO2003077389A1 (en) * 2002-03-08 2003-09-18 Sharp Kabushiki Kaisha Light source apparatus and optical communication module comprising it

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001160647A (en) * 1999-09-24 2001-06-12 Sharp Corp Semiconductor laser device, optical transmission device, optical transmission system, electronic apparatus, control unit, connector, communication device, optical transmission method and data transmitting and receiving method
JP2001156378A (en) * 1999-11-29 2001-06-08 Sharp Corp Light-emitting device and electronic equipment on which light-emitting device is loaded
JP2003101118A (en) * 2001-09-25 2003-04-04 Sharp Corp Optical transmission module
WO2003077389A1 (en) * 2002-03-08 2003-09-18 Sharp Kabushiki Kaisha Light source apparatus and optical communication module comprising it

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