JP4645326B2 - Light emitting / receiving device and transmitting / receiving device - Google Patents
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本発明は、データ信号により変調された光信号を送信、受信することよりデータ伝送を行う送受信装置のための受発光装置及びこのような受発光装置を備えて構成される送受信装置に関する。 The present invention relates to a light emitting / receiving device for a transmitting / receiving device that performs data transmission by transmitting and receiving an optical signal modulated by a data signal, and a transmitting / receiving device configured to include such a light receiving / emitting device.
近年、情報信号の伝送手段として、光を用いた光信号伝送技術が提案されている。このような光信号伝送技術としては、例えば、複数のコンピュータ間で通信を行ういわゆる「光無線LAN」や、映像情報や音声情報をAV(Audio-Visual)機器に伝送する技術などが提案されている。このような光信号伝送は、受発光装置を有して構成された送受信装置間において、データ信号(デジタル情報)に応じて変調された光信号(光ビーム)を送受信することにより行われる。 In recent years, an optical signal transmission technique using light has been proposed as an information signal transmission means. As such an optical signal transmission technique, for example, a so-called “optical wireless LAN” for performing communication between a plurality of computers, a technique for transmitting video information and audio information to an AV (Audio-Visual) device, and the like have been proposed. Yes. Such optical signal transmission is performed by transmitting and receiving an optical signal (light beam) modulated in accordance with a data signal (digital information) between a transmitting and receiving device configured to include a light receiving and emitting device.
このような送受信装置の受発光装置においては、光信号の伝送のために、送信側の発光素子として、LD(レーザダイオード)やLED(発光ダイオード)が用いられている。 In such a light emitting / receiving device of a transmitting / receiving device, an LD (laser diode) or an LED (light emitting diode) is used as a light emitting element on the transmission side for transmitting an optical signal.
発光素子としてLEDを用いる場合には、LEDからの光ビームは指向性が広いため、この光ビームを集束レンズやパラポラリフレクタによって集光させなければならない。ビーム径が広がってしまうと、受信されるパワーが減少してしまい、また、複数の装置をパラレルで用いた場合に干渉が発生するという問題があるからである。そして、発光素子からの光ビームを集束レンズやパラポラリフレクタによって集光させた場合には、送信側の装置と受信側の装置とで、光軸を一致させる必要がある。 When an LED is used as the light emitting element, the light beam from the LED has a wide directivity, and this light beam must be collected by a focusing lens or a parapolar reflector. This is because when the beam diameter is widened, the received power is reduced, and there is a problem that interference occurs when a plurality of devices are used in parallel. When the light beam from the light emitting element is condensed by a focusing lens or a parapolar reflector, it is necessary to match the optical axes of the transmission side device and the reception side device.
例えば、特許文献1に記載された送受信装置においては、図13に示すように、親機となる送受信装置に、データ信号の送信のための発光素子とは別に、パイロット光用の発光素子を設け、この発光素子から光軸調整用のパイロット光を送信するようにしている。そして、子機となる送受信装置は、受信方向を変位させて受光素子によりパイロット光が受光される状態とし、このパイロット光の受光レベルに基づいて、光軸調整を行うように構成されている。子機となる送受信装置は、ステッピングモータ等により回動操作されて受信方向を変位させるように構成されている。この送受信装置は、受信方向を水平及び鉛直方向に走査し、パイロット光の受光レベルが最大となる方向をサーチするように構成されている。
For example, in the transmission / reception device described in
しかし、LEDから発せられた光束を集束レンズ等によって集光させることには限界があるため、発光素子としてLEDを用いた装置では、長距離に亘って光信号を伝送するとビーム径が広がってしまい、受信されるパワーが減少してしまう。 However, since there is a limit to condensing the luminous flux emitted from the LED by a focusing lens or the like, in an apparatus using an LED as a light emitting element, the beam diameter is widened when an optical signal is transmitted over a long distance. The received power will decrease.
これに対し、発光素子としてLDを用いた場合には、出射光ビームの指向性をより狭くすることができ、屋外において使用する場合のような長距離に亘る光信号の伝送が可能となる。また、発光素子としてLDを用いることにより、LEDを用いた場合よりも優れた高速応答性を実現することができる。すなわち、発光素子としてLEDを用いた場合には、100Mbps乃至200Mbpsの伝送が限界であるのに対して、発光素子としてLDを用いた場合には、光ファイバ等の伝送速度と同等の最大10Gbps程度のギガビット級の高速伝送が可能となる。 On the other hand, when an LD is used as the light emitting element, the directivity of the emitted light beam can be made narrower, and an optical signal can be transmitted over a long distance as when used outdoors. Further, by using an LD as a light emitting element, it is possible to realize a high speed response superior to that in the case of using an LED. That is, when an LED is used as a light emitting element, transmission at 100 Mbps to 200 Mbps is a limit, whereas when an LD is used as a light emitting element, the maximum transmission speed is about 10 Gbps, which is equivalent to the transmission speed of an optical fiber or the like. Gigabit-class high-speed transmission is possible.
しかしながら、この場合には、狭指向性の光ビームをより正確に通信相手となる装置の受光部に向けて送出しなければならない。 However, in this case, it is necessary to transmit a narrow-directional light beam more accurately toward the light receiving unit of the apparatus that is the communication partner.
そのため、特許文献2に記載されているように、送信側の装置と受信側の装置との間の光軸調整を、偏向ミラーを用いて行う送受信装置が提案されている。この偏向ミラーは、電磁的駆動機構によって、高精度、かつ、高速の偏向操作が行えるように構成されている。 Therefore, as described in Patent Document 2, a transmission / reception apparatus is proposed that performs optical axis adjustment between a transmission-side apparatus and a reception-side apparatus using a deflection mirror. This deflecting mirror is configured to perform a highly accurate and high-speed deflecting operation by an electromagnetic drive mechanism.
ところで、前述したような送受信装置においては、子機となる送受信装置の全体をステッピングモータ等により回動操作することによって光軸調整を行っているため、装置構成が大型化してしまう。特に、屋内において使用される送受信装置としては、装置構成の小型化が求められる。 By the way, in the transmission / reception apparatus as described above, since the optical axis adjustment is performed by rotating the whole transmission / reception apparatus as a slave unit by a stepping motor or the like, the apparatus configuration becomes large. In particular, as a transmission / reception device used indoors, downsizing of the device configuration is required.
また、信号伝送の高速化のためには、光信号の送受信を高効率に行う必要があり、送受信される光信号をより狭い指向角の光ビームに絞る必要がある。すると、送信側の装置と受信側の装置とでの光軸調整は、より高精度に行う必要が生ずる。しかし、前述のように送受信装置の全体を回動操作することによる光軸調整においては、高精度化及び応答性の高速化を図ることは困難である。 In order to increase the speed of signal transmission, it is necessary to transmit and receive optical signals with high efficiency, and it is necessary to narrow the transmitted and received optical signals to a light beam with a narrower directivity angle. Then, it is necessary to adjust the optical axis between the transmission side device and the reception side device with higher accuracy. However, in the optical axis adjustment by rotating the entire transmission / reception apparatus as described above, it is difficult to achieve high accuracy and high response speed.
そして、前述したように偏向ミラーを用いて光軸調整を行う送受信装置は、多数の光学素子を用いた複雑な構成となってしまい、また、装置構成も大型化してしまう。また、偏向ミラーは、偏向させることができる角度が数度程度と狭いため、ある程度の光軸調整が完了した後の微調整には好適であるが、広い範囲から通信相手となる送受信装置の位置をサーチすることには適していない。したがって、この送受信装置は、移動しながら使用される装置としては適さないものとなっている。 As described above, a transmission / reception apparatus that performs optical axis adjustment using a deflection mirror has a complicated configuration using a large number of optical elements, and the configuration of the apparatus also increases in size. In addition, since the deflection mirror can be deflected at a narrow angle of about several degrees, it is suitable for fine adjustment after a certain amount of optical axis adjustment has been completed. Not suitable for searching. Therefore, this transmission / reception apparatus is not suitable as an apparatus used while moving.
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、データ信号に基づいて変調した光信号を送信するとともにデータ信号に基づいて変調された光信号を受信して復調することによってデータ伝送を行う送受信装置に使用される受発光装置であって、送受信装置の小型化、製造の容易化を可能としつつ、送受信装置における他の送受信装置との間の光軸調整を高精度、かつ、高速に行うことを可能とする受発光装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is proposed in view of the above-described circumstances, and transmits an optical signal modulated based on a data signal and receives and demodulates an optical signal modulated based on the data signal. The light emitting / receiving device used in the transmission / reception device that performs data transmission by high-accuracy adjustment of the optical axis between the transmission / reception device and other transmission / reception devices while allowing the transmission / reception device to be downsized and easy to manufacture. An object of the present invention is to provide a light emitting / receiving device that can be performed at high speed.
また、本発明は、このような受発光装置を用いることにより、小型化及び製造の容易化がなされ、他の送受信装置との間の光軸調整を高精度、かつ、高速に行うことができる送受信装置を提供することを目的とする。 Further, according to the present invention, by using such a light receiving and emitting device, downsizing and facilitation of manufacture can be achieved, and optical axis adjustment with other transmitting / receiving devices can be performed with high accuracy and at high speed. It is an object to provide a transmission / reception device.
上述の課題を解決するため、本発明に係る受発光装置は、以下のいずれかの構成を有するものである。 In order to solve the above-described problems, a light receiving and emitting device according to the present invention has any one of the following configurations.
〔構成1〕
入射光束を反射して偏向させる可動型反射光学系と、可動型反射光学系により偏向された光束を収束させる集光光学系と、集光光学系により収束された光束が入射され、この光束の一部を反射し残部を透過させる第1の半透過面と、第1の半透過面において反射された光束の一部を反射し残部を透過させる第2の半透過面と、透明基材に屈折率の異なる球体または染料を添加した拡散材を被着させることにより形成され、または、透明基材の表面をサンドブラスト加工またはホログラム加工することにより形成され、第2の半透過面で反射された光束を拡散させる拡散光学系と、集光光学系の焦点位置に複数の受光部を有する受光面を有し拡散光学系により拡散された光束を複数の受光部で受光する多分割受光素子と、第2の半透過面を透過した光束を受光する受光素子と、データ信号により変調された光束を出射しこの光束を集光光学系を介して送出する発光素子と、多分割受光素子、受光素子及び発光素子を固定する少なくとも一の基板と、多分割受光素子の各受光部に対応する出力信号のレベルを互いに等しくすることで、発光素子より出射され集光光学系を介して送出される出射光束の光軸と集光光学系に入射し多分割受光素子及び受光素子に至る入射光束の光軸とを一致させるように可動型反射光学系を制御する偏向制御部とを有することを特徴とするものである。
[Configuration 1]
A movable reflective optical system that reflects and deflects the incident light beam, a condensing optical system that converges the light beam deflected by the movable reflective optical system, and a light beam that is converged by the condensing optical system are incident. A first semi-transmissive surface that reflects part of the light and reflects the remaining part; a second semi-transmissive surface that reflects part of the light beam reflected by the first semi-transmissive surface and transmits the remaining part; and a transparent substrate. Formed by applying a sphere or a diffusing material added with a dye having a different refractive index, or formed by sandblasting or hologram processing the surface of a transparent substrate, and reflected by the second translucent surface A diffusion optical system for diffusing a light beam, a multi-divided light receiving element having a light receiving surface having a plurality of light receiving portions at a focal position of the light collecting optical system, and receiving a light beam diffused by the diffusion optical system by the plurality of light receiving portions; Transmit through the second translucent surface A light-receiving element that receives the reflected light beam, a light-emitting element that emits a light beam modulated by a data signal and sends the light beam through a condensing optical system, and at least one that fixes the multi-divided light-receiving element, the light-receiving element, and the light-emitting element. The optical axis of the emitted light beam emitted from the light emitting element and sent out through the condensing optical system and the condensing optics are made equal to each other by the same level of the output signal corresponding to each light receiving part of the multi-divided light receiving element. And a deflection control unit that controls the movable reflective optical system so that the optical axis of the incident light beam that enters the system and reaches the light receiving element reaches the light receiving element.
〔構成2〕
構成1を有する受発光装置において、多分割受光素子、受光素子及び発光素子は、受光面側、または、光束出射側において基板に対して実装されており、多分割受光素子及び受光素子は、基板を透過、または、基板に設けられた透孔を通過した入射光束を受光し、発光素子は、出射した光束を、基板を透過させ、または、基板に設けられた透孔を通過させることを特徴とするものである。
[Configuration 2]
In the light receiving and emitting device having the
〔構成3〕
構成1、または、構成2を有する受発光装置において、少なくとも受光素子に入射する入射光束の光路上に波長選択フィルタが配置されており、この波長選択フィルタは、入射された光束のうち、所定の波長域の光束のみを透過させることを特徴とするものである。
[Configuration 3]
In the light receiving and emitting device having the
〔構成4〕
構成1乃至構成3のいずれか一を有する受発光装置において、発光素子を駆動する駆動手段及び受光素子から出力された電気信号を増幅する増幅手段の少なくともいずれか一方が基板上に設けられていることを特徴とするものである。
[Configuration 4]
In the light receiving and emitting device having any one of the
また、本発明に係る送受信装置は、以下の構成を有するものである。 The transmission / reception apparatus according to the present invention has the following configuration.
〔構成5〕
構成1乃至構成4のいずれか一を有する受発光装置と、受光素子から出力された電気信号をデジタル信号に変換して送出するとともに多分割受光素子の各受光部から出力される電気信号のレベル差に基づいて入射光束の出射源である他の受発光装置の方向を検出する信号処理手段とを備えることを特徴とするものである。
[Configuration 5]
The level of the electric signal output from each light receiving part of the multi-divided light receiving device while converting the electric signal output from the light receiving / emitting device having any one of the
本発明に係る送受信装置においては、集光光学系、第1の半透過面及び第2の半透過面は、一体的な光学素子の一部として構成されており、そして、発光素子より出射され集光光学系を介して送出される出射光束の光軸は、集光光学系に入射し多分割受光素子及び受光素子に至る入射光束の光軸に一致しているので、部品点数が削減され、送受信装置の小型化及び製造の容易化が可能となり、また、ステッピングモータ等の駆動機構及び偏向ミラー等を用いることにより、送受信装置における他の送受信装置との間の光軸調整を高精度、かつ、高速に行うことが可能となる。 In the transmitting / receiving apparatus according to the present invention, the condensing optical system, the first semi-transmissive surface, and the second semi-transmissive surface are configured as a part of an integrated optical element, and are emitted from the light emitting element. Since the optical axis of the outgoing light beam sent through the condensing optical system is coincident with the optical axis of the incident light beam that enters the condensing optical system and reaches the multi-divided light receiving element and the light receiving element, the number of parts is reduced. The transmission / reception device can be downsized and manufactured easily, and by using a drive mechanism such as a stepping motor and a deflection mirror, the optical axis adjustment between the transmission / reception device and other transmission / reception devices is highly accurate. And it becomes possible to carry out at high speed.
また、多分割受光素子、受光素子及び発光素子を、受光面側、または、光束出射側において基板に対して実装し、多分割受光素子及び受光素子は、基板を透過、または、基板に設けられた透孔を通過した入射光束を受光し、発光素子は、出射した光束を、基板を透過させ、または、基板に設けられた透孔を通過させるようにした場合には、受光素子等のベアチップ実装による装置の小型化が可能となるとともに、チップ厚のばらつきによる高さ誤差が生じないため高精度な実装が可能となり、さらに、発光素子を発光させ、及び/又は、多分割受光素子及び受光素子による受光を行うことにより、多分割受光素子及び受光素子からの光検出出力に基づいて、これら多分割受光素子、受光素子及び発光素子の位置調整及び固定が可能となる。 Further, the multi-divided light receiving element, the light receiving element and the light emitting element are mounted on the substrate on the light receiving surface side or the light beam emitting side, and the multi-divided light receiving element and the light receiving element are transmitted through the substrate or provided on the substrate. When the incident light beam that has passed through the through-hole is received, and the light-emitting element transmits the emitted light beam through the substrate or through the through-hole provided in the substrate, a bare chip such as a light-receiving element The device can be reduced in size by mounting, and a high-precision mounting is possible because there is no height error due to variations in chip thickness. Further, the light emitting element emits light and / or the multi-divided light receiving element and light receiving. By performing light reception by the element, it is possible to adjust and fix the positions of the multi-divided light receiving element, the light receiving element, and the light emitting element based on the light detection output from the multi-divided light receiving element and the light receiving element.
さらに、少なくとも受光素子に入射する入射光束の光路上に波長選択フィルタを配置し、この波長選択フィルタにより入射された光束のうち所定の波長域の光束のみを透過させるようにした場合には、この波長選択フィルタにより、妨害光となる発光素子から出射される光束や太陽光や照明光などの不要光を遮断することができ、的確な光軸調整を可能とする。 Further, when a wavelength selection filter is disposed at least on the optical path of the incident light beam incident on the light receiving element and only the light beam in a predetermined wavelength region is transmitted through the light beam incident by the wavelength selection filter, this The wavelength selective filter can block unnecessary light such as a light beam emitted from a light emitting element that becomes interference light, sunlight, or illumination light, and enables accurate optical axis adjustment.
また、発光素子を駆動する駆動手段及び受光素子から出力された電気信号を増幅する増幅手段の少なくともいずれか一方を基板上に設けた場合には、駆動手段及び増幅手段の少なくとも一方を受発光装置と別に設ける必要がなくなり、送受信装置の小型化及び製造の容易化が可能となる。 Further, when at least one of the driving means for driving the light emitting element and the amplifying means for amplifying the electric signal output from the light receiving element is provided on the substrate, at least one of the driving means and the amplifying means is the light receiving / emitting device. Therefore, it is not necessary to provide the transmitter / receiver separately, and the transmitter / receiver can be downsized and manufactured easily.
そして、本発明に係る送受信装置においては、本発明に係る受発光装置を有して構成されているので、小型化及び製造の容易化が可能であり、また、ステッピングモータ等の駆動機構及び偏向ミラー等を用いることにより、他の送受信装置との間の光軸調整を高精度、かつ、高速に行うことができ、移動しながら用いる装置としても好適な装置となる。 The transmission / reception device according to the present invention is configured to include the light emitting / receiving device according to the present invention, so that downsizing and facilitation of manufacture are possible, and a driving mechanism such as a stepping motor and a deflection are possible. By using a mirror or the like, the optical axis adjustment with other transmission / reception devices can be performed with high accuracy and at high speed, and the device is suitable as a device used while moving.
すなわち、本発明は、データ信号に基づいて変調した光信号を送信するとともにデータ信号に基づいて変調された光信号を受信して復調することによってデータ伝送を行う送受信装置に使用される受発光装置であって、送受信装置の小型化、製造の容易化を可能としつつ、送受信装置における他の送受信装置との間の光軸調整を高精度、かつ、高速に行うことを可能とする受発光装置を提供することができるものである。 That is, the present invention relates to a light emitting / receiving device used in a transmission / reception device for transmitting data by transmitting an optical signal modulated based on a data signal and receiving and demodulating the optical signal modulated based on the data signal. A light receiving / emitting device capable of adjusting the optical axis between the transmitting / receiving device and another transmitting / receiving device with high accuracy and high speed while allowing the transmitting / receiving device to be reduced in size and manufactured easily. Can be provided.
また、本発明は、このような受発光装置を用いることにより、小型化及び製造の容易化がなされ、他の送受信装置との間の光軸調整を高精度、かつ、高速に行うことができる送受信装置を提供することができるものである。 Further, according to the present invention, by using such a light receiving and emitting device, downsizing and facilitation of manufacture can be achieved, and optical axis adjustment with other transmitting / receiving devices can be performed with high accuracy and at high speed. A transmission / reception apparatus can be provided.
以下、本発明に係る受発光装置及びこの受発光装置を適用した本発明に係る送受信装置の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a light receiving and emitting device according to the present invention and a transmitting and receiving device according to the present invention to which the light receiving and emitting device is applied will be described.
図1は、本発明に係る送受信装置を用いた光信号伝送システムの構成を示す側面図である。 FIG. 1 is a side view showing a configuration of an optical signal transmission system using a transmission / reception apparatus according to the present invention.
この光信号伝送システムは、図1に示すように、デスク上などに設置され複数の端末(パーソナルコンピュータ等)に接続される複数の子機となる送受信装置と、天井などの上部位置に設置されネットワーク幹線やサーバーに接続される親機となる送受信装置とで構成される。そして、この光信号伝送システムにおいては、これら子機となる送受信装置及び親機となる送受信装置間で、双方向ビーム伝送を行う。 As shown in FIG. 1, this optical signal transmission system is installed on a desk or the like, and is installed at an upper position such as a ceiling, such as a transmission / reception device serving as a plurality of slave units connected to a plurality of terminals (such as a personal computer). It is composed of a transmission / reception device as a parent device connected to a network trunk line or a server. In this optical signal transmission system, bidirectional beam transmission is performed between the transmission / reception device serving as the slave unit and the transmission / reception device serving as the parent unit.
なお、この光信号伝送システムは、映像再生装置(TVチューナ、ビデオテーププレーヤ(「VHS」)、ビデオディスクプレーヤ(「DVD」)等)に接続される複数の子機となる送受信装置と、天井などの上部位置に設置される映像表示装置(「PDP」パネル、液晶モニタ、TV受像機、プロジェクタ等)に接続される親機となる送受信装置とで構成することもできる。 The optical signal transmission system includes a transmission / reception device serving as a plurality of slave units connected to a video reproduction device (TV tuner, video tape player (“VHS”), video disc player (“DVD”), etc.), a ceiling, and the like. Or a transmission / reception device serving as a parent device connected to a video display device (a “PDP” panel, a liquid crystal monitor, a TV receiver, a projector, or the like) installed at an upper position.
これら子機となる送受信装置及ぴ親機となる送受信装置は、データ通信のために強度変調されたレーザ光を光信号として送出するとともに、他方の装置から入射された光信号(レーザ光)に基づいて、他方の装置の方向を検出し、送出光の光軸と入射光の光軸とが一致するように、光軸を制御、調整した後に、データ伝送を行うようになっている。 The transmission / reception device serving as the slave unit and the transmission / reception device serving as the parent unit transmit laser light that has been intensity-modulated for data communication as an optical signal, and to the optical signal (laser light) incident from the other device. Based on this, the direction of the other device is detected, and after the optical axis is controlled and adjusted so that the optical axis of the transmitted light coincides with the optical axis of the incident light, data transmission is performed.
〔第1の実施の形態〕
図2は、本発明の第1の実施の形態における受発光装置を用いた送受信装置の構成を示す側面図である。
[First Embodiment]
FIG. 2 is a side view showing a configuration of a transmission / reception device using the light emitting / receiving device according to the first embodiment of the present invention.
この送受信装置は、図2に示すように、本発明に係る受発光装置1、偏向制御が可能な可動型反射光学系(偏向ミラー)2、信号処理部3及び偏向制御部4を有して構成される。
As shown in FIG. 2, this transmission / reception device includes a light emitting / receiving
受発光装置1は、入射光束を収束させる集光光学系5と、第1の半透過面6と、第2の半透過面7とを有している。これら集光光学系5、第1の半透過面6及び第2の半透過面7は、一体的な光学素子の一部として構成されている。この光学素子は、ガラスや合成樹脂等の透明材料からなる複数の部材が接合されて構成されており、この接合面に金属膜や干渉膜を成膜しておくことによって、第1及び第2の半透過面6,7とすることができる。また、集光光学系5は、透明材料からなる部材の一部を凸レンズ状に膨出形成させるか、または、凸レンズ状の部材を他の部材に接合させることによって構成されている。
The light receiving / emitting
この受発光装置においては、通信相手となる他の送受信装置から送出された入射光は、可動型反射光学系2により反射され、集光光学系5に入射する。この集光光学系5は、入射光を収束させ、第1の半透過面6に入射させる。この第1の半透過面6は、集光光学系5からの入射光束に対して、略45°の傾斜となっている。この第1の半透過面6は、集光光学系5より入射された光束の一部を反射し、残部を透過させる。第1の半透過面6において反射された光束は、第2の半透過面7に入射される。この第2の半透過面7は、第1の半透過面6からの入射光束に対して、略45°の傾斜となっている。この第2の半透過面7は、第1の半透過面6より入射された光束の一部を反射し、残部を透過させる。
In this light emitting / receiving device, incident light transmitted from another transmitting / receiving device as a communication partner is reflected by the movable reflective optical system 2 and enters the condensing
第2の半透過面7における反射光は、拡散光学系8を透過して拡散され、波長選択性を有する波長選択フィルタ9を経て、入射光の方向検出のための多分割受光素子10により受光される。すなわち、多分割受光素子10は、第2の半透過面7で反射された光束を受光する。
The reflected light from the second semi-transmissive surface 7 is diffused through the diffusing optical system 8 and is received by the multi-divided
拡散光学系8は、入射光を拡散させて透過させる光学素子であり、ガラスや合成樹脂材料の透明基材に屈折率のわずかに異なる数μmから数十μmの球体や染料を添加した拡散材を被着させ、または、透明基材の表面をサンドプラスト加工、あるいは、ホログラム加工により拡散作用を有するものとすることにより構成される。この拡散光学系8は、集光光学系5、第1の半透過面6及び第2の半透過面7を含む一体的な光学素子に対して一体的に構成することができる。また、拡散光学系8は、第2の半透過面7に接合されて設けてもよい。
The diffusing optical system 8 is an optical element that diffuses and transmits incident light, and is a diffusing material in which a sphere or dye having a slightly different refractive index is added to a transparent base material made of glass or a synthetic resin material. Or the surface of the transparent substrate has a diffusing action by sand plast processing or hologram processing. The diffusion optical system 8 can be configured integrally with an integrated optical element including the condensing
波長選択フィルタ9は、ガラスや合成樹脂材料などの透明基材に誘電体多層膜が成膜されて構成され、他の送受信装置からの入射光(パイロット光)の波長(例えば、850nm)付近の光を透過させ、全二重通信において妨害光となるこの受発光装置の発光素子から出射された光束の波長(例えば、780nm)付近の光や、太陽光や照明光などの不要光を遮断する。 The wavelength selection filter 9 is configured by forming a dielectric multilayer film on a transparent base material such as glass or a synthetic resin material, and is in the vicinity of the wavelength (for example, 850 nm) of incident light (pilot light) from another transmitting / receiving device. Transmits light and blocks light in the vicinity of the wavelength (for example, 780 nm) of the light beam emitted from the light emitting element of the light emitting / receiving device, which becomes interference light in full-duplex communication, and unnecessary light such as sunlight and illumination light. .
集光光学系5は、多分割受光素子10の受光面に焦点をもっており、拡散光学系8によって拡散された光束は、集光光学系5の焦点位置を中心に照射される。そして、集光光学系5の焦点位置に配置された多分割受光素子10の受光面は、中心から放射状に分割された複数の受光部を有しており、各受光部に照射された光を電流に変換し、各受光部からそれぞれ独立した光検出出力が得られるようになっている。そして、これら光検出出力は、送受信装置の信号処理部3に送られる。
The condensing
ところで、拡散光学系8の作用により、この拡散光学系8への入射光が垂直入射であれば、その入射位置や入射光束の分布に限らず、多分割受光素子10の各受光部における受光量は互いに等しくなる。そして、拡散光学系8への入射光が斜入射の場合には、多分割受光素子10の各受光部における受光量に差が生じる。
By the way, if the incident light to the diffusing optical system 8 is perpendicularly incident due to the action of the diffusing optical system 8, not only the incident position and the distribution of the incident light beam but also the received light amount in each light receiving part of the multi-segment
信号処理部3では、入力された多分割受光素子10の各受光部に対応する出力信号のレベル差が小さくなるように、偏向制御信号を生成し、偏向制御部4に供給する。偏向制御部4では、偏向制御信号に基づいて、可動型反射光学系2を制御して偏向させ、多分割受光素子10の各受光部からの各出力信号レベルが互いに等しい状態に保たれるようにする。
In the
なお、この受発光装置において、拡散光学系8は、必須の構成要素ではなく、この拡散光学系8を設けなくとも構成することができる。 In this light emitting / receiving device, the diffusion optical system 8 is not an essential component, and can be configured without providing the diffusion optical system 8.
一方、第2の半透過面7を透過した光束は、反射光学系11により反射され、受光光学系12及び波長選択フィルタ9を経て、データ通信のための受光素子13により受光される。すなわち、この受光素子13は、第2の半透過面7を透過した光束を受光する。この受光素子13は、受光した光束を電流に変換し、信号処理手段となる図示しないデータ処理部に供給する。このデータ処理部は、受光素子13から出力された電気信号をデジタル信号に変換して送出する。
On the other hand, the light beam that has passed through the second semi-transmissive surface 7 is reflected by the reflecting
反射光学系11及び受光光学系12は、集光光学系5、第1の半透過面6及び第2の半透過面7を含む一体的な光学素子に対して一体的に構成することができる。また、この反射光学系11は、成膜を施さず、光学材料の内面反射(全反射)を利用したものとすることもできる。
The reflecting
そして、この受発光装置は、発光素子14を備えている。この発光素子14は、データ信号により変調された光束を出射し、この光束を集光光学系5を介して送出する。すなわち、発光素子14から出射された拡がりのある光束(レーザ光)は、発光光学系15で収束または発散されたのち、第1の半透過面6を透過し、集光光学系5によって平行光に近い光束となされて出射され、可動型反射光学系2によって反射されて、通信相手となる他の送受信装置に向けて送出される。発光光学系15は、集光光学系5、第1の半透過面6及び第2の半透過面7を含む一体的な光学素子に対して、一体的に構成することができる。
The light emitting / receiving device includes a
発光素子14より出射され集光光学系5を介して送出される出射光束の光軸は、集光光学系5に入射し多分割受光素子10及び受光素子14に至る入射光束の光軸に一致している。すなわち、この受発光装置からの送出光の光軸は、多分割受光素子10を含む受光のための光学系の光軸とあらかじめ一致されており、多分割受光素子10の各受光部からの出力信号レベルが互いに等しい状態においては、この受発光装置からの送出光の光軸と、他の送受信装置からの入射光の光軸とは、一致していることとなる。
The optical axis of the outgoing light beam emitted from the
そして、この受発光装置は、少なくとも一の基板16を備えている。この基板16は、多分割受光素子10、受光素子13及び発光素子14を固定、保持している。また、この基板16上には、発光素子14を駆動する駆動手段(駆動回路)及び受光素子13から出力された電気信号を増幅する増幅手段(増幅回路)の少なくともいずれか一方が設けられている。
The light emitting / receiving device includes at least one
この基板16は、集光光学系5、第1の半透過面6及び第2の半透過面7を含む一体的な光学素子に対して、保持部材17を介して取付けられている。なお、拡散光学系8、受光光学系12及び発光光学系15は、保持部材17に接合させて設けてもよい。
The
なお、この受発光装置において、波長選択フィルタ9は、多分割受光素子10や受光素子13の受光面に成膜して設けてもよく、また、第2の半透過面7及び反射光学系11の出射面や、受光光学系12の出射面に成膜して設けてもよい。また、第2の半透過面7の反射及び透過の波長特性(分光特性)を適切に設定することにより、波長選択フィルタ9の機能を兼ねさせることができる。
In this light receiving and emitting device, the wavelength selection filter 9 may be formed on the light receiving surface of the multi-divided
また、波長選択フィルタ9を設けない場合に、発光素子14から出射された光束のうち、発光光学系15、第1の半透過面6を経て、多分割受光素子10及び受光素子13に到達する不要光がこの受発光装置の伝送性能に影響しない光量であるならば、波長選択フィルタ9を有しない構造とすることもできる。
Further, when the wavelength selection filter 9 is not provided, the luminous flux emitted from the
また、この受発光装置において、拡散光学系8及び多分割受光素子10と、受光光学系12及び受光素子13とは、互いの位置関係を入れ替えた状態に構成することもできる。
Further, in this light receiving and emitting device, the diffusion optical system 8 and the multi-divided
図3は、本発明の第1の実施の形態における受発光装置を用いた送受信装置の別の構成を示す側面図である。 FIG. 3 is a side view showing another configuration of the transmission / reception device using the light emitting / receiving device according to the first embodiment of the present invention.
この受発光装置においては、この第1の実施の形態における構成において、図3に示すように、集光光学系5、発光光学系15及び受光光学系12は、ガラスや合成樹脂材料などの平行平板に、エッチングにより、または、射出成型により成形されたフレネルレンズや、あるいは、回転対称型の回折素子、または、ホログラムとして構成することができる。
In the light receiving and emitting device, in the configuration of the first embodiment, as shown in FIG. 3, the condensing
また、発光光学系15、拡散光学系8及び受光光学系12は、同一の一体的な平行平板上に構成することができる。
The light emitting
このような構成を採ることにより、装置構成の小型化が実現できるとともに、光学部品の製造及び組立が容易となり、また、部品点数の削減によるコストダウンが可能となる。 By adopting such a configuration, it is possible to reduce the size of the apparatus configuration, to easily manufacture and assemble optical components, and to reduce costs by reducing the number of components.
〔第2の実施の形態〕
図4は、本発明の第2の実施の形態における受発光装置を用いた送受信装置の構成を示す側面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a side view showing a configuration of a transmission / reception device using the light emitting / receiving device according to the second embodiment of the present invention.
本発明に係る受発光装置は、前述の第1の実施の形態における構成において、図4に示すように、基板16を、ガラスや合成樹脂材料などの透明材料からなる平行平板として形成し、多分割受光素子10、受光素子13及び発光素子14を、受光面側、または、光束出射側において基板16に対して実装して構成することができる。この場合においては、多分割受光素子10及び受光素子13は、基板16を透過した入射光束を受光する。また、発光素子14は、出射した光束を、基板16を透過させて、発光光学系15を介して集光光学系5に入射させる。
As shown in FIG. 4, the light emitting and receiving device according to the present invention is formed as a parallel plate made of a transparent material such as glass or synthetic resin material, as shown in FIG. The divided
この受発光装置においては、基板16上に保持部材17及び光学素子が取付けられた後においても、多分割受光素子10、受光素子13及び発光素子14が基板16の外側面に位置することとなるので、各光学系及び各素子の位置を入射光信号と出射光信号との光軸が一致するように調整しながら組み立てることが容易となる。また、発光素子14が基板16の外側面に位置することにより、この発光素子14の発光時における放熱(冷却)が容易となる。
In this light emitting and receiving device, even after the holding member 17 and the optical element are mounted on the
図5は、本発明の第2の実施の形態における受発光装置を用いた送受信装置の別の構成を示す側面図である。 FIG. 5 is a side view showing another configuration of the transmission / reception device using the light emitting / receiving device according to the second embodiment of the present invention.
この受発光装置においては、この第2の実施の形態における構成において、図5に示すように、集光光学系5、発光光学系15及び受光光学系12は、ガラスや合成樹脂材料などの平行平板に、エッチングにより、または、射出成型により成形されたフレネルレンズや、あるいは、回転対称型の回折素子、または、ホログラムとして構成することができる。また、発光光学系15、拡散光学系8及び受光光学系12は、同一の一体的な平行平板上に構成することができる。
In the light receiving and emitting device, in the configuration of the second embodiment, as shown in FIG. 5, the condensing
そして、この場合には、基板16の厚さを適宜に設定することにより、保持部材17を用いることなく、この基板16に対して、発光光学系15、拡散光学系8及び受光光学系12が形成された平行平板を直接取付けることができる。
In this case, by appropriately setting the thickness of the
また、この場合において、波長選択フィルタ9は、基板16の表面、または、発光光学系15、拡散光学系8及び受光光学系12が形成された平行平板の表面、あるいは、多分割受光素子10及び受光素子13の受光面上に形成することができる。また、第2の半透過面7の反射及び透過の波長特性(分光特性)を適切に設定することにより、波長選択フィルタ9の機能を兼ねさせることができる。
In this case, the wavelength selection filter 9 is the surface of the
このような構成を採ることにより、装置構成の小型化が実現できるとともに、光学部品の製造及び組立が容易となり、また、部品点数の削減によるコストダウンが可能となる。 By adopting such a configuration, it is possible to reduce the size of the apparatus configuration, to easily manufacture and assemble optical components, and to reduce costs by reducing the number of components.
図6は、本発明の第2の実施の形態における受発光装置を用いた送受信装置のさらに別の構成を示す側面図である。 FIG. 6 is a side view showing still another configuration of the transmission / reception device using the light emitting / receiving device according to the second embodiment of the present invention.
この受発光装置においては、この第2の実施の形態における構成において、図6に示すように、拡散光学系8、発光光学系15及び受光光学系12は、透明材料からなる基板16上に、エッチングにより、または、射出成型により成形されたフレネルレンズや、あるいは、回転対称型の回折素子、または、ホログラムとして構成することができる。すなわち、この基板16においては、上面部に拡散光学系8、発光光学系15及び受光光学系12が形成され、下面部に多分割受光素子10、受光素子13及び発光素子14が実装される。
In this light receiving and emitting device, in the configuration of the second embodiment, as shown in FIG. 6, the diffusion optical system 8, the light emitting
この場合には、基板16の厚さを適宜に設定し、保持部材17を用いることなく、この基板16に対して、集光光学系5、第1の半透過面6及び第2の半透過面7を含む一体的な光学素子を直接取付けるようにする。
In this case, the thickness of the
この場合において、波長選択フィルタ9は、集光光学系5、第1の半透過面6及び第2の半透過面7を含む一体的な光学素子の表面、または、多分割受光素子10及び受光素子13の受光面上に形成することができる。また、第2の半透過面7の反射及び透過の波長特性(分光特性)を適切に設定することにより、波長選択フィルタ9の機能を兼ねさせることができる。
In this case, the wavelength selection filter 9 is a surface of an integrated optical element including the condensing
このような構成を採ることにより、装置構成の小型化が実現できるとともに、光学部品の製造及び組立が容易となり、また、部品点数の削減によるコストダウンが可能となる。 By adopting such a configuration, it is possible to reduce the size of the apparatus configuration, to easily manufacture and assemble optical components, and to reduce costs by reducing the number of components.
〔第3の実施の形態〕
図7は、本発明の第3の実施の形態における受発光装置を用いた送受信装置の構成を示す側面図である。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is a side view showing a configuration of a transmission / reception device using the light emitting / receiving device according to the third embodiment of the present invention.
本発明に係る受発光装置は、前述の第2の実施の形態における構成において、図7に示すように、基板16に透孔16aを設けて形成し、多分割受光素子10、受光素子13及び発光素子14を、受光面側、または、光束出射側において基板16に対して実装して構成することができる。この場合においては、多分割受光素子10及び受光素子13は、基板16の透孔16aを通過した入射光束を受光する。また、発光素子14は、出射した光束を、基板16の透孔16a内を通過させて、発光光学系15を介して集光光学系5に入射させる。
As shown in FIG. 7, the light receiving and emitting device according to the present invention is formed by providing a through-
この受発光装置においては、基板16上に保持部材17及び光学素子が取付けられた後においても、多分割受光素子10、受光素子13及び発光素子14が基板16の外側面に位置することとなるので、各光学系及び各素子の位置を入射光信号と出射光信号との光軸が一致するように調整しながら組み立てることが容易となる。また、発光素子14が基板16の外側面に位置することにより、この発光素子14の発光時における放熱(冷却)が容易となる。
In this light emitting and receiving device, even after the holding member 17 and the optical element are mounted on the
図8は、本発明の第3の実施の形態における受発光装置を用いた送受信装置の別の構成を示す側面図である。 FIG. 8 is a side view showing another configuration of the transmission / reception device using the light emitting / receiving device according to the third embodiment of the present invention.
この受発光装置においては、この第3の実施の形態における構成において、図8に示すように、集光光学系5、発光光学系15及び受光光学系12は、ガラスや合成樹脂材料などの平行平板に、エッチングにより、または、射出成型により成形されたフレネルレンズや、あるいは、回転対称型の回折素子、または、ホログラムとして構成することができる。また、発光光学系15、拡散光学系8及び受光光学系12は、同一の一体的な平行平板上に構成することができる。
In the light receiving and emitting device, in the configuration of the third embodiment, as shown in FIG. 8, the condensing
そして、この場合には、基板16の厚さを適宜に設定することにより、保持部材17を用いることなく、この基板16に対して、発光光学系15、拡散光学系8及び受光光学系12が形成された平行平板を直接取付けることができる。
In this case, by appropriately setting the thickness of the
また、この場合において、波長選択フィルタ9は、発光光学系15、拡散光学系8及び受光光学系12が形成された平行平板の表面、または、多分割受光素子10及び受光素子13の受光面上に形成することができる。また、第2の半透過面7の反射及び透過の波長特性(分光特性)を適切に設定することにより、波長選択フィルタ9の機能を兼ねさせることができる。
In this case, the wavelength selection filter 9 is provided on the surface of a parallel plate on which the light emitting
このような構成を採ることにより、装置構成の小型化が実現できるとともに、光学部品の製造及び組立が容易となり、また、部品点数の削減によるコストダウンが可能となる。 By adopting such a configuration, it is possible to reduce the size of the apparatus configuration, to easily manufacture and assemble optical components, and to reduce costs by reducing the number of components.
〔第4の実施の形態〕
図9は、本発明の第4の実施の形態における受発光装置を用いた送受信装置の構成を示す側面図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a side view showing a configuration of a transmission / reception device using the light emitting / receiving device according to the fourth embodiment of the present invention.
本発明に係る受発光装置は、前述の第3の実施の形態における構成において、図9に示すように、前述の各実施の形態における反射光学系11を設けることなく、受光素子13を、第2の半透過面7を透過した光束がそのまま偏向されることなく入射するように構成することができる。この場合において、受光素子13は、多分割受光素子10が取付けられた基板16に対して垂直に設置された基板16bに取付けられる。
As shown in FIG. 9, the light receiving and emitting device according to the present invention includes the
この場合において、波長選択フィルタ9は、第2の半透過面7と受光素子13との間の光路上に設け、さらに、第2の半透過面7と多分割受光素子10との間の光路上にも設置することができる。また、第2の半透過面7の反射及び透過の波長特性(分光特性)を適切に設定することにより、波長選択フィルタ9の機能を兼ねさせることができる。
In this case, the wavelength selection filter 9 is provided on the optical path between the second semi-transmissive surface 7 and the
また、この場合において、多分割受光素子10と、受光素子13とは、互いの位置関係を入れ替えた状態に構成することもできる。
In this case, the multi-segment
図10は、本発明の第4の実施の形態における受発光装置を用いた送受信装置の別の構成を示す側面図である。 FIG. 10 is a side view showing another configuration of the transmission / reception device using the light emitting / receiving device according to the fourth embodiment of the present invention.
この受発光装置においては、この第4の実施の形態における構成において、図10に示すように、集光光学系5及び発光光学系15は、ガラスや合成樹脂材料などの平行平板に、エッチングにより、または、射出成型により成形されたフレネルレンズや、あるいは、回転対称型の回折素子、または、ホログラムとして構成することができる。また、発光光学系15及び拡散光学系8は、同一の一体的な平行平板上に構成することができる。
In this light emitting / receiving device, in the configuration of the fourth embodiment, as shown in FIG. 10, the condensing
この場合において、波長選択フィルタ9は、発光光学系15及び拡散光学系8が形成された平行平板の表面、または、多分割受光素子10及び受光素子13の受光面上に形成することができる。また、第2の半透過面7の反射及び透過の波長特性(分光特性)を適切に設定することにより、波長選択フィルタ9の機能を兼ねさせることができる。
In this case, the wavelength selection filter 9 can be formed on the surface of a parallel plate on which the light emitting
このような構成を採ることにより、装置構成の小型化が実現できるとともに、光学部品の製造及び組立が容易となり、また、部品点数の削減によるコストダウンが可能となる。 By adopting such a configuration, it is possible to reduce the size of the apparatus configuration, to easily manufacture and assemble optical components, and to reduce costs by reducing the number of components.
〔第5の実施の形態〕
図11は、本発明の第5の実施の形態における受発光装置を用いた送受信装置の構成を示す側面図である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 11 is a side view showing a configuration of a transmission / reception device using the light emitting / receiving device according to the fifth embodiment of the present invention.
本発明に係る受発光装置は、図11に示すように、入射光束を収束させる集光光学系5と、第1の半透過面6と、第2の半透過面7と一体的な光学素子の一部として構成し、通信相手となる他の送受信装置から送出され集光光学系5に入射した光束が、第1の半透過面6を透過して、拡散光学系8を経て多分割受光素子10により受光されるように構成してもよい。
As shown in FIG. 11, the light emitting and receiving device according to the present invention is an optical element integrated with a condensing
この場合においては、第1の半透過面6により反射された光束が第2の半透過膜7に入射し、この第2の半透過膜7により反射された光束が波長選択フィルタ9を介して受光素子13により受光される。
In this case, the light beam reflected by the first
この場合において、波長選択フィルタ9は、第2の半透過面7と受光素子13との間の光路上に設け、さらに、第1の半透過面6と多分割受光素子10との間の光路上にも設置することができる。また、第1及び第2の半透過面6,7の反射及び透過の波長特性(分光特性)を適切に設定することにより、波長選択フィルタ9の機能を兼ねさせることができる。
In this case, the wavelength selection filter 9 is provided on the optical path between the second semi-transmissive surface 7 and the
そして、この受発光装置において、発光素子14から出射された光束は、第2の半透過膜7を透過し、第1の半透過膜6により反射されて、集光光学系5を介して送出される。
In this light emitting / receiving device, the light beam emitted from the
この受発光装置においては、多分割受光素子10は、透明材料により形成された基板16に取付けられている。多分割受光素子10は、受光面側において基板16に対して実装されている。多分割受光素子10は、基板16を透過した入射光束を受光する。
In this light emitting / receiving device, the multi-segment
また、受光素子13は、多分割受光素子10が取付けられた基板16とは別体の透明材料により形成された基板16に取付けられている。受光素子13は、受光面側において基板16に対して実装されている。受光素子13は、基板16を透過した入射光束を受光する。
The
さらに、発光素子14は、多分割受光素子10が取付けられた基板16に対して垂直に設置された透明材料により形成された基板16に取付けられている。発光素子14は、光束出射側において基板16に対して実装されている。発光素子14は、出射した光束を、基板16を透過させて、各半透過面7,6を介して集光光学系5に入射させる。
Further, the
この受発光装置においては、多分割受光素子10、受光素子13及び発光素子14が基板16の外側面に位置することとなるので、各光学系及び各素子の位置を入射光信号と出射光信号との光軸が一致するように調整しながら組み立てることが容易である。また、発光素子14が基板16の外側面に位置することにより、この発光素子14の発光時における放熱(冷却)が容易である。
In this light emitting / receiving device, the multi-divided
そして、この受発光装置においては、基板16の厚さを適宜に設定することにより、この基板16に対して、集光光学系5、第1の半透過面6及び第2の半透過面7を含む一体的な光学素子を直接取付けることができる。
In this light emitting and receiving device, the condensing
この受発光装置において、多分割受光素子10及び受光素子13の受光面上には、波長選択フィルタを形成することができる。また、この受発光装置において、第1及び第2の半透過面6,7の反射及び透過の波長特性(分光特性)を適切に設定することにより、波長選択フィルタの機能を兼ねさせることができる。
In this light receiving and emitting device, a wavelength selection filter can be formed on the light receiving surfaces of the multi-segment
また、この受発光装置において、発光素子14と、受光素子13とは、互いの位置関係を入れ替えた状態に構成することもできる。
Moreover, in this light emitting / receiving device, the
図12は、本発明の第5の実施の形態における受発光装置を用いた送受信装置の別の構成を示す側面図である。 FIG. 12 is a side view showing another configuration of the transmission / reception device using the light emitting / receiving device according to the fifth embodiment of the present invention.
この受発光装置においては、この第5の実施の形態における構成において、図12に示すように、集光光学系5は、ガラスや合成樹脂材料などの平行平板に、エッチングにより、または、射出成型により成形されたフレネルレンズや、あるいは、回転対称型の回折素子、または、ホログラムとして構成することができる。
In this light receiving and emitting device, in the configuration of the fifth embodiment, as shown in FIG. 12, the condensing
このような構成を採ることにより、装置構成の小型化が実現できるとともに、光学部品の製造及び組立が容易となり、また、部品点数の削減によるコストダウンが可能となる。 By adopting such a configuration, it is possible to reduce the size of the apparatus configuration, to easily manufacture and assemble optical components, and to reduce costs by reducing the number of components.
1 受発光装置
3 信号処理手段
5 集光光学系
6 第1の半透過面
7 第2の半透過面
10 多分割受光素子
13 受光素子
14 発光素子
16 基板
16a 透孔
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記可動型反射光学系により偏向された光束を収束させる集光光学系と、
前記集光光学系により収束された光束が入射され、この光束の一部を反射し、残部を透過させる第1の半透過面と、
前記第1の半透過面において反射された光束の一部を反射し、残部を透過させる第2の半透過面と、
透明基材に屈折率の異なる球体または染料を添加した拡散材を被着させることにより形成され、または、透明基材の表面をサンドブラスト加工またはホログラム加工することにより形成され、前記第2の半透過面で反射された光束を拡散させる拡散光学系と、
前記集光光学系の焦点位置に複数の受光部を有する受光面を有し、前記拡散光学系により拡散された光束を前記複数の受光部で受光する多分割受光素子と、
前記第2の半透過面を透過した光束を受光する受光素子と、
データ信号により変調された光束を出射し、この光束を前記集光光学系を介して送出する発光素子と、
前記多分割受光素子、前記受光素子及び前記発光素子を固定する少なくとも一の基板と、
前記多分割受光素子の各受光部に対応する出力信号のレベルを互いに等しくすることで、前記発光素子より出射され前記集光光学系を介して送出される出射光束の光軸と、前記集光光学系に入射し前記多分割受光素子及び前記受光素子に至る入射光束の光軸とを一致させるように前記可動型反射光学系を制御する偏向制御部と
を有することを特徴とする受発光装置。 A movable reflective optical system that reflects and deflects the incident light beam;
A condensing optical system for converging the light beam deflected by the movable reflective optical system;
A first semi-transmissive surface that receives a light beam converged by the condensing optical system, reflects a part of the light beam, and transmits the remaining part;
A second semi-transmissive surface that reflects a part of the light beam reflected on the first semi-transmissive surface and transmits the remaining part;
The second semi-transmissive layer is formed by adhering a diffusing material added with spheres or dyes having different refractive indexes to a transparent substrate, or by subjecting the surface of the transparent substrate to sandblasting or hologram processing. A diffusion optical system for diffusing the light beam reflected by the surface;
A multi-divided light receiving element having a light receiving surface having a plurality of light-receiving portions at the focal position of the condensing optical system, receives the light beam diffused by the diffusion optical system by the plurality of light receiving portions,
A light receiving element for receiving a light beam transmitted through the second semi-transmissive surface;
A light emitting element that emits a light beam modulated by a data signal and sends the light beam through the condensing optical system;
At least one substrate for fixing the multi-divided light receiving element, the light receiving element and the light emitting element;
By making the levels of the output signals corresponding to the respective light receiving portions of the multi-divided light receiving element equal to each other, the optical axis of the emitted light beam emitted from the light emitting element and transmitted through the condensing optical system, and the light collecting A light receiving / emitting device comprising: a multi-divided light receiving element that enters the optical system; and a deflection control unit that controls the movable reflective optical system so as to coincide with an optical axis of an incident light beam reaching the light receiving element. .
前記多分割受光素子及び前記受光素子は、前記基板を透過、または、前記基板に設けられた透孔を通過した前記入射光束を受光し、
前記発光素子は、出射した光束を、前記基板を透過させ、または、前記基板に設けられた透孔を通過させる
ことを特徴とする請求項1記載の受発光装置。 The multi-divided light receiving element, the light receiving element and the light emitting element are mounted on the substrate on the light receiving surface side or the light beam emitting side,
The multi-divided light receiving element and the light receiving element receive the incident light flux that has passed through the substrate or passed through a through hole provided in the substrate,
The light emitting and receiving device according to claim 1, wherein the light emitting element transmits the emitted light beam through the substrate or through a through hole provided in the substrate.
前記波長選択フィルタは、入射された光束のうち、所定の波長域の光束のみを透過させる
ことを特徴とする請求項1、または、請求項2記載の受発光装置。 A wavelength selection filter is disposed on at least the optical path of the incident light beam incident on the light receiving element,
3. The light receiving and emitting device according to claim 1, wherein the wavelength selection filter transmits only a light beam having a predetermined wavelength range among incident light beams.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の受発光装置。 4. The device according to claim 1, wherein at least one of a driving unit that drives the light emitting element and an amplifying unit that amplifies an electric signal output from the light receiving element is provided on the substrate. 5. The light emitting / receiving device according to any one of the above.
請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の受発光装置と、
前記受光素子から出力された電気信号をデジタル信号に変換して送出するとともに、前記多分割受光素子の各受光部から出力される電気信号のレベル差に基づいて、入射光束の出射源である他の受発光装置の方向を検出する信号処理手段と
を備えることを特徴とする送受信装置。 A transmission / reception apparatus for transmitting data by transmitting an optical signal modulated based on a data signal and receiving and demodulating an optical signal modulated based on the data signal,
The light emitting and receiving device according to any one of claims 1 to 4,
The electrical signal output from the light receiving element is converted into a digital signal and transmitted, and the other is an emission source of incident light flux based on the level difference of the electrical signal output from each light receiving portion of the multi-divided light receiving element And a signal processing means for detecting the direction of the light emitting / receiving device.
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