JP6407101B2

JP6407101B2 - 光通信システム、光受信機、及び光受信機における調整方法

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Publication number: JP6407101B2
Application number: JP2015116421A
Authority: JP
Inventors: 亜希海津; 松尾　英治; 英治松尾
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-06-09
Filing date: 2015-06-09
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2035-06-09
Also published as: JP2017005445A

Description

本発明は、アレイ状に配置された複数の発光素子から並列に送信された複数の信号光をアレイ状に配置された複数の受光素子で並列に受信する光通信システム、前記複数の受光素子を備える光受信機、及び前記光受信機における調整方法に関する。

大量のデータを高速伝送する光通信システムとして、複数の信号光を複数の光路（複数チャンネル）を通して並列に伝送する光無線ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）方式が提案されている。この光通信システムでは、複数の光路に別々のデータを割り当てることによって、複数の光路によるデータの伝送速度を高めることができる。しかし、一般に、光送信機の複数の発光素子から送信された複数の信号光（複数の信号光によって形成される複数の像）を、光受信機の複数の受光素子にそれぞれ入射させるための調整（位置合わせ）は、労力と時間を要する煩雑な作業である。また、一旦、位置合わせが完了した場合であっても、光送信機又は光受信機の振動、熱膨張による構造の変形、又は、発光素子若しくは受光素子の移動によって、再度の調整が必要になる場合がある。

このような煩雑な作業をなくするために、光受信機が、複数の受光素子から送信される複数の信号光の検出信号を元に複数の受光素子の各々が検出する信号光の送信元である発光素子を決定し、この決定の結果を光送信機に送ることで、発光素子と受光素子とを対応付ける方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２００７／０３２２７６号公報

しかしながら、特許文献１の光通信システムでは、複数の発光素子と複数の受光素子とが１対１で対応していない。このため、この光通信システムでは、複数の光路を有効に使用して効率的にデータ伝送を行うことができないという問題がある。また、この光通信システムでは、複数の発光素子の配置と複数の受光素子の配置とは異なるので、対応する受光素子が割り当てられない発光素子（すなわち、データ伝送に使用されない発光素子）が存在し、その結果、光通信システム全体のデータ伝送速度を十分に上げることができないという問題があった。

本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、複数の発光素子から並列に送信された複数の信号光を複数の受光素子によって並列に受信する複数チャンネル光伝送によって、大量のデータを効率的、高速、且つ安定して伝送することができる光通信システム、前記光通信システムの一部を構成する光受信機、及び前記光受信機における調整方法を提供することを目的とする。

本発明に係る光通信システムは、複数の信号光を並列に送信する光送信機と、前記複数の信号光を受信する光受信機と、を備え、前記光送信機は、アレイ状に配置された複数の発光素子からなる発光素子群を含む発光部を備え、前記複数の発光素子は、前記複数の信号光をそれぞれ送信し、前記複数の信号光の各々は、互いを識別可能にする識別用信号光を含み、前記光受信機は、アレイ状に配置された複数の受光素子からなる受光素子群であって前記複数の信号光を受信する前記受光素子群を含み、前記複数の受光素子の各々に入射した光の強度に対応する検出信号が前記複数の受光素子から出力される受光部と、前記受光部上に前記複数の信号光の像からなる像群を形成すると共に前記像群のサイズを変倍する機構と前記受光部上において前記像群の位置を移動させる機構とを有する光学機構と、前記複数の信号光が前記複数の受光素子にそれぞれ入射するように、前記複数の受光素子の各々から出力される前記検出信号に基づいて前記光学機構の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記光学機構の動作を制御して、前記受光部上の前記像群を前記受光素子群のサイズより小さいサイズに設定し、前記複数の信号光の内の予め定められた信号光が前記受光素子群の予め定められた受光素子に入射するように、縮小された前記像群の位置を移動させ、前記予め定められた信号光が前記予め定められた受光素子に入射したときに、前記縮小された前記像群のサイズを拡大させて、前記複数の受光素子に前記複数の信号光をそれぞれ入射させることを特徴とする。

本発明に係る光受信機は、識別用信号光を含む複数の信号光を並列に受信する光受信機であって、アレイ状に配置された複数の受光素子からなる受光素子群であって前記複数の信号光を受信する前記受光素子群を含み、前記複数の受光素子の各々に入射した光の強度に対応する検出信号が前記複数の受光素子から出力される受光部と、前記受光部上に前記複数の信号光の像からなる像群を形成すると共に前記像群のサイズを変倍する機構と前記受光部上において前記像群の位置を移動させる機構とを有する光学機構と、前記複数の信号光が前記複数の受光素子にそれぞれ入射するように、前記複数の受光素子の各々から出力される前記検出信号に基づいて前記光学機構の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記光学機構の動作を制御して、前記受光部上の前記像群を前記受光素子群のサイズより小さいサイズに設定し、前記複数の信号光の内の予め定められた信号光が前記受光素子群の予め定められた受光素子に入射するように、縮小された前記像群の位置を移動させ、前記予め定められた信号光が前記予め定められた受光素子に入射したときに、前記縮小された前記像群のサイズを拡大させて、前記複数の受光素子に前記複数の信号光をそれぞれ入射させることを特徴とする。

本発明に係る光受信機における調整方法は、識別用信号光を含む複数の信号光を並列に受信するアレイ状に配置された複数の受光素子からなる受光素子群を含む受光部と、前記受光部上に前記複数の信号光の像からなる像群を形成すると共に前記像群のサイズを変倍する機構と前記受光部上において前記像群の位置を移動させる機構とを有する光学機構とを備え、前記複数の受光素子の各々に入射した光の強度に対応する検出信号に基づいて前記光学機構の動作を制御する光受信機における調整方法であって、前記受光部上の前記像群を前記受光素子群のサイズより小さいサイズに設定するステップと、前記複数の信号光の内の予め定められた信号光が前記受光素子群の予め定められた受光素子に入射するように、縮小された前記像群の位置を移動させるステップと、前記予め定められた信号光が前記予め定められた受光素子に入射したときに、前記縮小された前記像群のサイズを拡大させて、前記複数の受光素子に前記複数の信号光をそれぞれ入射させるステップとを有することを特徴とする。

本発明の光通信システム及び光受信機によれば、複数の発光素子から並列に送信された複数の信号光を複数の受光素子によって並列に受信する複数チャンネルの光伝送によって、大量のデータを効率的且つ高速に伝送することができる。

また、本発明の光受信機における調整方法によれば、複数の受光素子から出力される検出信号に基づいて、複数の信号光を複数の受光素子の好適な位置に入射するように光学機構が制御されるので、光送信機又は光受信機の振動、熱膨張による構造の変形、又は移動が発生した場合であっても、複数チャンネルの光伝送を安定して維持することができる。

本発明の実施の形態１から７に係る光通信システムの構成を概略的に示す図である。本発明の実施の形態１に係る光通信システムの光学機構の構成を概略的に示す図である。実施の形態１における光受信機の光学機構が行う受光部上の像群の変倍（縮小）の一例を示す図である。実施の形態１における光受信機の光学機構が行う受光部上の像群の変倍（等倍又は拡大）の一例を示す図である。実施の形態１における光受信機の光学機構が行う受光部上の像群（縮小時）の移動の一例を示す図である。実施の形態１における光受信機の光学機構が行う受光部上の像群（等倍又は拡大時）の移動の一例を示す図である。実施の形態１における光受信機の制御部が光学機構に実行させる処理を示すフローチャートである。実施の形態１における光受信機の受光部に形成された複数の信号光の像群を示す図である。実施の形態１における光受信機の受光部に形成された複数の信号光の像群を示す図である。実施の形態１における光受信機の受光部に形成された複数の信号光の像群を示す図である。実施の形態１における光受信機の受光部に形成された複数の信号光の像群を示す図である。実施の形態１における光受信機の受光部に形成された複数の信号光の像群を示す図である。実施の形態１における光受信機の受光部に形成された複数の信号光の像群を示す図である。本発明の実施の形態２に係る光通信システムの光学機構の構成を概略的に示す図である。実施の形態２に係る光通信システムの光送信機の構成を概略的に示す図である。（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態２における光送信機から送信される複数の信号光に含まれるパイロット信号光を示す図である。実施の形態２に係る光通信システムの光受信機の構成を概略的に示す図である。図１７の光受信部の構成を概略的に示す図である。実施の形態２における光受信機の制御部が光学機構に実行させる処理を示すフローチャートである。実施の形態２における光受信機の受光部に形成された複数の信号光の像群を示す図である。実施の形態２における光受信機の受光部に形成された複数の信号光の像群を示す図である。実施の形態２における光受信機の受光部に形成された複数の信号光の像群を示す図である。実施の形態２における光受信機の受光部に形成された複数の信号光の像群を示す図である。実施の形態２における光受信機の受光部に形成された複数の信号光の像群を示す図である。実施の形態２における光受信機の受光部に形成された複数の信号光の像群を示す図である。実施の形態２における光受信機の受光部に形成された複数の信号光の像群を示す図である。実施の形態２における光受信機の受光部に形成された複数の信号光の像群を示す図である。実施の形態２における光受信機の受光部に形成された複数の信号光の像群を示す図である。（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態２における光受信機の受光素子に入射する信号光の強度分布を示す図である。本発明の実施の形態３に係る光通信システムの構成を概略的に示す図である。実施の形態３における光学機構の変倍機構（ズーム機構）の構成を示す図である。実施の形態３における光学機構の変倍機構（ズーム機構）の構成を示す図である。実施の形態３における光学機構の移動機構の構成を示す図である。本発明の実施の形態４に係る光通信システムの光学機構の構成を概略的に示す図である。（ａ）から（ｄ）は、本発明の実施の形態５に係る光通信システムの光学機構のミラー揺動機構の構成を示す図である。図３５のミラー揺動機構の動作を示す図である。実施の形態１から５に係る光通信システムの用途を示す図である。実施の形態１から５に係る光通信システムの他の用途を示す図である。

《１》実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態に係る光通信システムの構成を概略的に示す図である。図１に示されるように、この光通信システムは、複数の信号光を並列に送信する光送信機１０１と、光送信機１０１から送信された複数の信号光を並列に受信する光受信機２０１とを備えている。複数の信号光としては、可視光を用いることができる。ただし、複数の信号光として、可視光よりも波長の長い光又は可視光よりも波長の短い光を用いることも可能である。図１の構成は、実施の形態１から５において、共通の構成である。

光送信機１０１は、発光部１１０を備える。発光部１１０は、アレイ状に配置された複数の発光素子１１１からなる発光素子群１１２を有する。発光部１１０は、制御部１２０により制御される。複数の発光素子１１１は、複数の信号光をそれぞれ送信する。複数の信号光は、互いに異なるデータ（制御部１２０に入力される送信データ）に基づいて変調されることができる。また、複数の信号光の各々は、互いを識別可能にする識別用信号光（例えば、パイロット信号光）を含むことができる。発光素子１１１としては、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）又は半導体レーザを用いることができる。

光受信機２０１は、受光部２１０と、光学機構２２０と、制御部２８０とを備える。受光部２１０は、アレイ状に配置された複数の受光素子２１１からなる受光素子群２１２を有する。受光素子群２１２は、複数の信号光を並列に受信することができる。複数の受光素子２１１の各々に入射した光の強度（光量）に対応する値（例えば、電流値又は電圧値）を持つ検出信号が、複数の受光素子２１１から出力される。光学機構２２０は、受光部２１０上に複数の信号光の複数の像３１１からなる像群３１２を形成する。光学機構２２０は、受光部２１０上に形成された像群３１２のサイズ（例えば、ｘ方向及びｙ方向のサイズ）を変倍する機構（変倍機構）と受光部２１０上において像群３１２の位置（例えば、ｘ方向及びｙ方向の位置）を移動させる機構（移動機構）とを有する。制御部２８０は、複数の信号光が複数の受光素子２１１にそれぞれ入射するように、複数の受光素子２１１の各々から出力される検出信号に基づいて光学機構２２０の動作を制御する。

図１には、複数の発光素子１１１を６行６列に配置した例を示しているが、複数の発光素子１１１の行数及び列数は、６行６列に限定されない。また、複数の発光素子１１１の行数と列数は、互いに同じである必要はない。さらに、複数の発光素子１１１の配置は、予め決められた配置であれば、他の配置であってもよい。

また、図１には、複数の受光素子２１１を６行６列に配置した例を示しているが、複数の受光素子２１１の行数及び列数は、６行６列に限定されない。また、複数の受光素子２１１の行数と列数は、互いに同じである必要はない。さらに、複数の受光素子２１１の配置は、予め決められた配置であれば、他の配置であってもよい。また、複数の受光素子２１１の配置は、複数の発光素子１１１の配置に対応（同一又は相似形）することが望ましい。

光学機構２２０の変倍機構は、受光部２１０上に形成された像群３１２のサイズをｘ方向及びｙ方向に変倍（縮小、等倍、又は拡大）することができる機構であることが望ましい。また、光学機構２２０の移動機構は、受光部２１０上において像群３１２の位置をｘ方向及びｙ方向に２次元的に移動させることができる機構であることが望ましい。ただし、光送信機１０１の位置と光受信機２０１の位置との関係を予め調整することによって、受光部２１０上における像群３１２のｘ方向又はｙ方向の位置調整が不要である場合には、移動機構は、像群３１２の位置を１次元的に移動させる機構（後述する実施の形態４）とすることも可能である。

図２は、本発明の実施の形態１に係る光通信システムの光学機構２２０の構成を概略的に示す図である。図２の光通信システムの光受信機は、本発明による光受信機の調整方法を実施することができる装置である。図２に示されるように、光学機構２２０は、制御部（図１の２８０）から受け取るズーム制御信号に基づいて受光部２１０上における像群３１２のサイズを変倍する変倍機構としてのズーム機構２３０を有する。ズーム機構２３０は、ズーム機構２３０を構成する複数枚のレンズの内の１又は複数枚のレンズ（可動レンズ）をズーム機構２３０の光軸２３３方向に移動可能に支持するスライド機構２３１と、可動レンズにスライド方向の駆動力を付与する駆動機構２３２とを有する。駆動機構２３２は、例えば、駆動力発生部としてのモータと駆動力伝達部としてのギアなどから構成される。なお、図３は、光受信機２０１の光学機構２２０が行う受光部２１０上の像群３１２の変倍（縮小）の一例を示す図である。また、図４は、光受信機２０１の光学機構２２０が行う受光部２１０上の像群３１２の変倍（等倍又は拡大）の一例を示す図である。

また、光学機構２２０は、制御部（図１の２８０）から受け取る移動制御信号に基づいて、受光部２１０上における像群３１２の位置を移動させる可動ミラー機構２４０を有する。可動ミラー機構２４０は、ミラー２４１と、ミラー２４１を第１の軸線２４２ａを中心に矢印Ｄ１方向に揺動（回転）可能に支持する第１の支持部２４２と、第１の支持部２４２を第１の軸線２４２ａに直交する第２の軸線２４３ａを中心に矢印Ｄ２方向に揺動（回転）可能に支持する第２の支持部２４３とを有する。また、可動ミラー機構２４０は、ミラー２４１を第１の軸線２４２ａを中心に揺動させる駆動力を付与する第１のミラー駆動機構２４４と、ミラー２４１及び第１の支持部２４２を第２の軸線２４３ａを中心に揺動させる駆動力を付与する第２のミラー駆動機構２４５とを有する。第１のミラー駆動機構２４４と第２のミラー駆動機構２４５は、例えば、駆動力発生部としてのモータと駆動力伝達部としてのギアなどから構成されることができる。ただし、第１のミラー駆動機構２４４と第２のミラー駆動機構２４５の構造は、これに限定されない。なお、図５は、光受信機２０１の光学機構２２０が行う受光部２１０上の像群３１２（縮小時）の移動（ｘ方向又はｙ方向）の一例を示す図である。また、図６は、光受信機２０１の光学機構２２０が行う受光部２１０上の像群３１２（等倍又は拡大時）の移動（ｘ方向又はｙ方向）の一例を示す図である。

図７は、実施の形態１における光受信機２０１の制御部２８０が光学機構２２０に実行させる処理を示すフローチャートである。また、図８から図１３は、光受信機２０１の受光部２１０に形成された複数の信号光により形成された像群３１２を示す図である。

先ず、制御部２８０は、光学機構２２０を制御して、受光部２１０上の像群３１２を受光素子群２１２のサイズより小さいサイズに設定し、例えば、図８に示されるように、像群３１２を可動範囲内の予め決められた初期位置に移動させる（図７のステップＳ１）。なお、像群３１２の初期位置は、例えば、像群３１２が受光素子群２１２に重ならない位置である。

次に、制御部２８０は、光学機構２２０を制御して、例えば、図９に示されるように、−ｘ方向に像群３１２の位置を移動させ、複数の信号光の内のいずれかが受光素子群２１２のいずれかの受光素子２１１上に入射したときに像群３１２の位置の移動を停止させる（図７のステップＳ２）。

次に、制御部２８０は、光学機構２２０を制御して、例えば、図１０に示されるように、＋ｙ方向に像群３１２の位置を移動させ、複数の信号光の内の予め定められた信号光“Ａ”が受光素子群２１２のいずれかの受光素子２１１上に入射したときに像群３１２の位置の移動を停止させる（図７のステップＳ３）。

次に、制御部２８０は、光学機構２２０を制御して、例えば、図１１に示されるように、複数の信号光の内の予め定められた信号光“Ａ”が受光素子群２１２内の予め定められた受光素子“ａ”に入射するように、像群３１２の位置を移動させる（図７のステップＳ４）。

次に、制御部２８０は、光学機構２２０を制御して、例えば、図１２に示されるように、複数の信号光が受光素子群２１２内の複数の受光素子上に入射するように、縮小された像群３１２のサイズを拡大させる（図７のステップＳ５）。

次に、制御部２８０は、光学機構２２０を制御して、例えば、図１３に示されるように
複数の受光素子２１１に入射する複数の信号光の強度を向上させるために、像群３１２の位置をｘ方向又はｙ方向又はこれらの両方の方向に移動させて、像群３１２の位置を微調整する（図７のステップＳ６）。以上により、複数の発光素子１１１と複数の受光素子２１１とを１対１に対応付けするための、調整を終了する。また、制御部２８０は、複数の信号光の強度を検出し続けて、複数の信号光の強度を示す検出信号の値が低下したときに、検出信号の値を増加させる方向の像群３１２の位置を移動させるように制御することができる。

以上に説明したように、実施の形態１に係る光通信システムによれば、光学機構２２０により、アレイ状に配置された複数の発光素子１１１（発光素子群１１２）から並列に送信された複数の信号光は、アレイ状に配置された複数の受光素子２１１（受光素子群２１２）上にそれぞれ入射する。すなわち、図１３に示されるように、アレイ状に配置された複数の発光素子１１１の複数の像３１１（像群３１２）は、アレイ状に配置された複数の受光素子２１１（受光素子群２１２）上にそれぞれ重ねられる。言い換えれば、複数の発光素子１１１と複数の像３１１とを１対１に対応づけることができる。このため、アレイ状に配置された複数の発光素子１１１と、アレイ状に配置された複数の受光素子２１１とを１対１に対応づけて複数チャンネルで光通信することができる。よって、大量のデータを高速伝送することが可能である。

また、制御部２８０は、複数の受光素子２１１の検出信号に基づいて、光学機構２２０を制御して、複数の像３１１が複数の受光素子２１１から外れないように、像群３１２の位置又はサイズを調整することができる。したがって、光送信機１０１及び光受信機２０１の振動及び熱変形などに起因する複数の像３１１のずれを自動的に補償することができる。言い換えれば、実施の形態１に係る光通信システムは、信号及び熱変形に対する耐性が向上する。また、光送信機１０１及び光受信機２０１の少なくとも１つが移動する場合であっても、複数の像３１１のずれを自動的に補償することが可能である。

《２》実施の形態２．
図１４は、本発明の実施の形態２に係る光通信システムの光学機構の構成を概略的に示す図である。図１４において、図２に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１及び図２における符号と同じ符号を付す。実施の形態２に係る光通信システムは、光学機構２２１の可動ミラー機構（移動機構）２４０ａの構造の点と、ズーム機構２３０をｘ方向及びｙ方向に移動させる機構（後述する図３３に相当する機構）を有する点において、実施の形態１に係る光通信システムと相違する。

図１４に示されるように、可動ミラー機構２４０ａは、ミラー２４１と、ミラー２４１を第１の支軸２４２ａを中心に揺動（回転）可能に支持する第１の支持部２４２と、第１の支持部２４２から第１の支軸２４２ａに直交する方向に延びるアーム２５１と、アーム２５１の先端に備えられた第１の支軸２４２ａを中心にした揺動方向Ｄ１に沿って延在する弓状部材２５２と、弓状部材２５２の両端に固定された磁石２５３と、磁石２５３を囲うように配置されたコイル２５４とを備える。また、可動ミラー機構２４０ａは、第１の支持部２４２を支持する第２の支持部２４３を第２の軸線２４３ａを中心に揺動（回転）可能に支持する支持部２４６及び２４７と、第２の軸線２４３ａから第２の支軸２４３ａに直交する方向に延在するアーム２６１と、アーム２６１の先端に第２の支軸２４３ａを中心にした揺動方向Ｄ２に沿って延在する弓状部材２６２と、弓状部材２６２の両端に固定された磁石２６３と、磁石２６３を囲うように配置されたコイル２６４とを備える。コイル２５４及び２６４には、制御部２８０から駆動信号が与えられ、Ｄ１方向及びＤ２方向の揺動によって、受光部２１０上における像群３１２の位置をｘ方向及びｙ方向に移動させることができる。

ズーム機構２３０を構成する複数のレンズのうちの１枚以上を光軸２３３方向に移動させるモータ２３２と、ギア２３１とを含むスライド機構を有している。この機構は、例えば、後述する図３１及び図３２で説明される機構である。モータ２３２は、制御部２８０によって制御される。また、ズーム機構２３０は、複数のレンズ全体をｘ方向及びｙ方向に移動させることができる機構を有している。ズーム機構２３０の筐体は、ｘ方向及びｙ方向にスライド可能に支持されており、磁石２７１とこれを囲うコイル２７２によりｘ方向の並行移動の駆動力が与えられ、磁石２７３とこれを囲うコイル２７４によりｙ方向の並行移動の駆動力が与えられる。制御部２８０により、コイル２５４，２６４，２７２，及び２７４、並びに、モータ２３２に電力を供給して電流を流すことにより、ミラー２４１の動作、ズーム機構２３０の倍率変更、ズームレンズの平行移動を行う。

図１５は、実施の形態２に係る光通信システムの光送信機１０１の構成を概略的に示す図である。なお、図１５の構成は、他の実施の形態における光送信機にも適用できる。図１５に示されるように、光送信機１０１は、複数の発光素子１１１と、複数の発光駆動部１２１と、ＣＰＵ１３１と、メモリ１３２とを有する。ＣＰＵ１３１は、メモリ１３２に格納されているプログラムを読み出し実行することによって、プログラムを実行させ、入力される伝送データに基づく発光を発光素子１１１の各々に実行させるため、発光駆動部１２１の各々を制御する。光送信機１０１は、伝送データを変調するとともに、周波数の異なる波形をパイロット信号光として時分割で重畳させた信号光を生成することができる。

図１６（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態２における光送信機１０１から送信される複数の信号光に含まれるパイロット信号光を示す図である。図１６（ａ）及び（ｂ）に示されるように、複数の発光素子１１１から送出されるパイロット信号光は、互いに周波数が異なる、例えば、矩形波又はサイン波１４１〜１４６で構成される。また、パイロット信号光は、それぞれの発光駆動部１２１における、データ変調波形信号（送信データ）に時分割多重されている。この時分割多重は、例えば、ある時間間隔でパイロット信号光を挿入して、その後に、変調された信号が続くような、多重信号を送信する方式である。

図１７は、実施の形態２に係る光通信システムの光受信機２０２の構成を概略的に示す図である。図１７は、複数の受信部１５３を有する光受信機２０２の構成であり、光受信機２０は、複数の受信部１５３と、ＣＰＵ１５０と、メモリ１５１と、表示器１５２と、ドライブ回路１６１と、レンズ揺動機構１６２と、ズーム機構１６３と、ドライブ回路１６４と、ミラー揺動機構１６５とを有する。ＣＰＵ１５０は、メモリ１５１に格納されているプログラムを読み出し実行することによって、プログラムを実行させ、入射する複数の信号光に基づく制御を行う。ＣＰＵ１５０は、複数の受光素子２１１から出力された検出信号に基づいて受信部１５３で生成された信号に基づいて、ドライブ回路１６１と１６４を制御して、レンズ揺動機構１６２と、ズーム機構１６３と、ミラー揺動機構１６５と、を自動的に調整して、アレイ状に配置された発光素子１１１と、アレイ状に配置された受光素子２１１とを１対１に対応づけて通信を実行する。

図１８は、図１７の受信部１５３の構成を概略的に示す図である。図１８に示される受信部１５３とＣＰＵ１５０とメモリ１５１で行う、受光部２１０の動作を制御する。受信部１５３は、例えば、フォトダイオードなどからなる受光素子２１１と、オペアンプ１７２と、バンドパスフィルタ１７３と、ＡＧＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ）１７４と、リファレンス電圧発生器１７５と、比較器１７６と、サンプリングクロック発生器１７７と、シフトレジスタ１７８と、リングバッファ１７９とを有する。

フォトダイオードである受光素子２１１に入射した光（信号光）は、オペアンプ１７２で増幅され、バンドパスフィルタ１７３で設定された周波数を通過させ（抽出し）、ＡＧＣ１７４で一定の電圧になるように増幅され、リファレンス電圧発生器１７５の電圧との比較を比較器１７６が行って２値信号を生成し、その２値データをシフトレジスタ１７８で蓄える。例えば、８ビットシフトレジスタの場合、８ビットのデータが蓄積されると、リングバッファ１７９に１バイトとして書き込まれる。

図１９は、実施の形態２における光受信機２０１の制御部２８０が光学機構に実行させる処理を示すフローチャートである。図２０から図２８は、実施の形態２における光受信機２０１の受光部に形成された複数の信号光の像群３１２を示す図である。図２９は、実施の形態２における光受信機２０１の受光素子に入力される信号光の強度分布を示す図である。なお、以下の説明は、基本的には、実施の形態１における処理と同様であるが、以下の説明では、４行４列の受光素子、及び、４行４列の像３１１の場合を、より詳細に説明する。

次に、実施の形態２に係る光通信システムの動作を詳細に説明する。先ず、光送信機１０１は、アレイ状に配置された複数の発光素子１１１（発光素子群１１２）から、複数の発光素子１１１に対応する複数の信号光を光受信機２０１に向けて送信する（ステップＳ１１）。

光受信機２０１の制御部２８０は、光学機構２２０のズーム機能におけるズーム倍率（変倍率）を、例えば、ズーム倍率の可変可能範囲の中の最低倍率に設定する（ステップＳ１２）。このとき、図２０に示されるように、受光部２１０上における複数の信号光の複数の像３１１からなる像群３１２は、複数の受光素子２１１からなる受光素子群２１２に重ならない位置に配置される。

次に、制御部２８０は、光学機構２２０の可動ミラー機構２４０ａを駆動させて、ミラーを揺動させることによって、複数の受光素子２１１のいずれかに信号光が入射したことが検出されるまで、像群３１２をｘ方向及びｙ方向の一方又は両方に移動させる（ステップＳ１３）。このとき、図２１に示されるように、受光部２１０上における複数の信号光の像群３１２の内の像“Ｅ”及び“Ｉ”は、複数の受光素子２１１の内の受光素子“ｐ”に重なる。また、可動ミラー機構２４０ａのミラー２４１を最大許容揺動範囲で動作させても、受光部２１０から検出信号が出力されない場合は（ステップＳ１４においてＮＯ）、信号光がないと判断して、受信のための動作を終了する。この場合、アレイ状に配置された複数の受光素子２１１のいずれにも、いずれの信号光も入射させることができなかったことになる。

ステップＳ１４においてＹＥＳの場合には、制御部２８０は、複数の受光素子２１１の少なくとも１つに、発光素子１１１の光が入射したときには、直ぐにミラー２４１の揺動を停止して、像群３１２の移動を停止する（ステップＳ１５）。このとき、図２１に示されるように、例えば、受光部２１０上における受光素子“ｐ”に、発光素子の像“Ｅ”と“Ｉ”の信号が検出されている。

次に、制御部２８０は、発光素子１１１から送出された信号光に含まれる識別信号としてのパイロット信号光を見つけるための処理を行う。例えば、制御部２８０は、発光素子の像“Ａ”に含まれるパイロット信号光Ｘ_Ａ［Ｈｚ］を見つけるために、受信部（図１８の１５３）のバンドパスフィルタ（図１８の１７３）の通過帯域の中心周波数を、Ｘ_Ａ［ｋＨｚ］に設定し、通過帯域のバンド幅をＷ［ｋＨｚ］に設定する（ステップＳ１６）。

次に、制御部２８０は、光学機構２２０のミラー２４１を揺動させることによって、複数の受光素子２１１のいずれかに信号光からなる像“Ａ”が入射したことが検出されるまで、像群３１２を移動させる（ステップＳ１７）。このとき、図２２及び図２３に示されるように、受光部２１０上における複数の信号光からなる像群３１２の内の像“Ａ”は、複数の受光素子２１１の内の受光素子“ｌ”に重なる（ステップＳ１７）。

次に、制御部２８０は、すべての受信部（図１８の１５３）に、バンドパス周波数を設定する（ステップＳ１８）。例えば、複数の受光素子（図２０における“ａ”〜“ｐ”）に複数の像（図２０における“Ａ”〜“Ｐ”）が識別可能になるように、互いに異なるバンドパス周波数を設定する。

次に、制御部２８０は、計算により像群のｙ方向の移動量Ｑｙとｘ方向の移動量Ｑｘを算出する。制御部２８０は、例えば、像“Ａ”の発光素子１１１の光が受光素子“ｌ”に入った場合、そこから、像“Ａ”の発光素子１１１の光が受光素子“ａ”に入るようにミラー２４１を動かす量を、ズーム倍率に基づいて計算する。次に、制御部２８０は、光学機構２２０のミラー２４１を揺動させることによって、信号光Ａを受光素子ａに入射するように、像群３１２を移動させる（ステップＳ１９）。このとき、図２３から図２５に示されるように、受光部２１０上における複数の信号光からなる像群３１２の内の像“Ａ”は、複数の受光素子２１１の内の受光素子“ａ”に重なる。制御部２８０は、ミラーを動かすことにより、像“Ａ”に対応する発光素子１１１の光が受光素子“ａ”に入射したときに、ミラー２４１の動きを停止させる（ステップＳ２０）。このとき、図２５に示されるように、受光部２１０上における複数の信号光の像群３１２の内の像“Ａ”は、複数の受光素子２１１の内の受光素子“ａ”に重なる。

次に、制御部２８０は、ズーム倍率を少しずつ上げる（ステップＳ２１）。このとき、図２６に示されるように、受光部２１０上における複数の信号光の像群３１２は拡大する。

次に、制御部２８０は、他の発光素子から送信された光（“Ｂ”から“Ｐ”）が、対応する受光素子“ｂ”から“ｐ”に入ったところで、ズーム倍率を固定する（ステップＳ２２）。この状態は、図２７に示される。また、このときの受光素子の検出信号の強度は、図２９（ａ）に示されるように、比較的低い強度分布である。

次に、制御部２８０は、受光素子“ａ”から“ｐ”の検出信号が図２９（ｂ）に示されるように、比較的高い強度分布になるように、ミラー２４１又はレンズ揺動機構１６２を駆動させて、像群３１２の位置を微調整する（ステップＳ２３）。この調整は、ガウス分布となっている信号光のピーク値が急峻に立つように、フォーカスを合わせる処理を含む。以上で、光受信機２０２による、調整が終了する。

以上に説明したように、実施の形態２に係る光通信システムによれば、光学機構２２０により、アレイ状に配置された複数の発光素子１１１（発光素子群１１２）から並列に送信された複数の信号光は、アレイ状に配置された複数の受光素子２１１（受光素子群２１２）上にそれぞれ入射する。すなわち、図１２８に示されるように、アレイ状に配置された複数の発光素子１１１の複数の像３１１（像群３１２）は、アレイ状に配置された複数の受光素子２１１（受光素子群２１２）上にそれぞれ重ねられる。言い換えれば、複数の発光素子１１１と複数の像３１１とを１対１に対応づけることができる。このため、アレイ状に配置された複数の発光素子１１１と、アレイ状に配置された複数の受光素子２１１とを１対１に対応づけて複数チャンネルで光通信することができる。よって、大量のデータを高速伝送することが可能である。

《３》実施の形態３．
実施の形態３に係る光通信システムは、光学機構３２０の構造の点において、上記実施の形態１及び２と相違する。

図３０は、本発明の実施の形態３に係る光通信システムの構成を概略的に示す図である。図３０において、図２に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２における符号と同じ符号を付す。図３０に示されるように、実施の形態３に係る光通信システムの光受信機２０３は、光学機構３２０として、ズーム機構２３０の筐体３０１を光軸２３３に直交するｘ方向と、光軸及びｘ方向の両方に直交するｙ方向とに移動させる機構を有する点において、実施の形態１と相違する。実施の形態３に係る光通信システムにおいては、ズーム機構２３０の筐体３０１を、ｘ方向及びｙ方向に移動させることによって、受光部２１０上の像群３１２の位置を受光部２１０上において２次元的に移動させることができる。

図３１は、実施の形態３に係る光通信システムの光受信機２０３のズーム機構２３０の構成を示す図である。また、図３２は、実施の形態３に係る光通信システムの光受信機２０３のズーム機構２３０の構成を示す図である。図３１及び図３２に示されるように、凸レンズ３０２と凸レンズ３０３は、筐体３０１に、リング３０６とリング３０７で固定されている。凹レンズ３０４と凸レンズ３０３は、摺動棒３０８に摺動体３１０と摺動体３０９とによって摺動（スライド）自由に固定されており、下方側は、２本のボールねじシャフト３１１と３１２に、ボールねじナット３１３，３１４で固定されている。ボールねじシャフト３１１と３１２は、互いにねじのピッチが異なり、同じ回転数の場合には、ボールねじシャフト３１１の光軸２３３方向の移動距離よりボールねじシャフト３１２の光軸２３３方向の移動距離が長くなるように、構成されている。ボールねじシャフト３１１と３１２の端部には、ギア３１７と３１６とが固定されており、減速ギア３１５などを介してモータ２３２の回転駆動力が、ギア３１７と３１６に伝えられる。このような構造により、モータ２３２の回転により、凸レンズ３０２と凸レンズ３０３の光軸２３３方向の位置を変更することができる。図３１は、広角の場合の凸レンズ３０２と凸レンズ３０３の配置である。モータが回転して、図３２に示されるように、例えば、ズーム倍率が１０倍になった場合、凸レンズ３０２と凸レンズ３０３は、図に向かって右側に移動するが、ボールねじシャフト３１１と３１２は、ねじのピッチにより、凸レンズ３０２と凸レンズ３０３の間隔は、図３１と比較して、近づくように移動する。このように、駆動力発生部としてのモータ２３２と、ギア、ボールねじシャフト、ボールねじナットなどの駆動力伝達機構とにより、広角から望遠まで、２つの凸レンズ３０２と３０３で挟まれた、円筒状のレンズ部品の中を凹レンズ３０４と凸レンズ３０５が所定の距離で移動する機構となっており、電気的にズーム倍率を変更させることができる。

図３３は、実施の形態３に係る光通信システムの光受信機２０３の移動機構の構成を示す図である。図３１及び図３２に示される筐体３０１は、図３３に示される、駆動力発生部としてのモータ３２１と、駆動力伝達機構としてのギア列３２２、３２３、及び３２４とボールねじシャフト３２５と、ボールねじシャフト３２７に係合する支持ブロック３２７とによって、図３０及び図３３に示されるｘ方向に移動する。また、筐体３０１は、支持ブロック３２７に固定された駆動力発生部としてのモータ３３１と、駆動力伝達機構としてのギア列３２１及び３３３と、ボールねじシャフト３３４と、スライドシャフト３３５と、ボールねじシャフト３２４に係合する支持ブロック３３６とによって、スライドシャフト３３５に沿って（図３０及び図３３に示されるｙ方向に）移動する。このように、実施の形態３に係る光通信システムにおいては、ズーム機構２３０の筐体３０１を、ｘ方向及びｙ方向に移動させることによって、受光部２１０上の像群３１２の位置を受光部２１０上において２次元的に移動させることができる。

実施の形態３に係る光通信システムは、図３０から図３３に示される光学機構３２０を採用した点を除いて、上記実施の形態１及び２に係る光通信システムと同じである。

《４》実施の形態４．
上記実施の形態１及び２においては、光学機構２２０の可動ミラー機構は、複数の信号光によって受光部２１０上に形成される複数の像３１１（像群３１２）を、受光部２１０上のｘ方向とｙ方向に（すなわち、２次元方向に）移動させる機能を持っている。これに対し、実施の形態４に係る光通信システムの光受信機２０４の光学機構４２０の可動ミラー機構４４０は、複数の信号光によって受光部２１０上に形成される複数の像３１１（像群３１２）を、受光部２１０上の１方向（例えば、ｘ方向又はｙ方向）に移動させる機能を持っている。

図３４は、本発明の実施の形態４に係る光通信システムの構成を概略的に示す図である。図３４において、図２の構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２における符号と同じ符号を付す。図３４に示されるように、可動ミラー機構４４０は、ミラー４４１と、ミラー４４１を揺動（回動）可能に支持する支持部４４２と、ミラー４４１を矢印４４３方向に揺動させるための駆動力を与える駆動力発生部４４４とを有する。駆動力発生部４４４は、例えば、図２又は図１４に示される駆動力発生部と同様の構造を採用することができる。

図３４に示される光学機構４２０は、例えば、受光部２１０上に形成される複数の像３１１（像群３１２）のｘ方向の位置が固定されるように、光送信機１０１と光受信機２０４とを配置することができ、複数の像３１１（像群３１２）のｙ方向の位置のみを移動させる場合に採用可能である。

実施の形態４に係る光通信システムは、上記実施の形態１及び２に係る光通信システムに比べれば適用範囲が狭いが、構成の簡素化を図ることができる。

実施の形態４に係る光通信システムは、光学機構２２０の代わりに、光学機構４２０を採用した点を除いて、上記実施の形態１及び２に係る光通信システムと同じである。

《５》実施の形態５．
実施の形態５に係る光通信システムは、上記実施の形態１及び２における可動ミラー機構を、以下に示される可動ミラー揺動機構に置き換えた点において、上記実施の形態１及び２と相違する。

図３５（ａ）から（ｄ）は、本発明の実施の形態５に係る光通信システムの光学機構の可動ミラー機構としてのミラー揺動機構５００の構成を示す図である。上記実施の形態１及び２で用いた可動ミラー機構は、図３５（ａ）から（ｄ）に示されるミラー揺動機構５００に置き換えることができる。図３５（ａ）の平面図及び図３５（ｂ）の縦断面図（同図（ａ）における線分５１０−５１０で切る面）に示されるように、ミラー揺動機構５００は、ミラーを備えた円盤状の可動板５０１と、可動板５０１の下面の半球径の凹部に、半球形の支持部を係合させて、可動板５０１を揺動自在（例えば、図３５（ｂ）の矢印５１１方向に揺動）に支持する自由継ぎ手５０２と、自由継ぎ手５０２を支持する支持部材５０３とを有する。また、可動板５０１の下面には複数の磁石５０４（図３５（ｃ））が固定されており、支持部材５０５の上面には、複数の磁石５０４に対向するように複数のコイル５０５（図３５（ｄ））が固定されている。

図３６は、図３５（ａ）から（ｄ）のミラー揺動機構５００の機能を示す図である。複数のコイル５０５に通電される電流値を制御することによりミラーを備えた可動板５０１の傾き角度を任意の方向に微小に変化させることができる。これにより、図３６に示されるように、入射した信号光５２１をミラーで反射して、反射した信号光５２２を希望する方向に向けることができる。

実施の形態５に係る光通信システムは、可動ミラー揺動機構を採用した点を除いて、上記実施の形態１及び２に係る光通信システムと同じである。

《６》変形例．
図３７は、実施の形態１から５に係る光通信システムの用途の一例を示す図である。図３７の例では、実施の形態１から５に係る光通信システムを、映像伝送システムに適用している。図３７に示される映像伝送システムは、被写体を撮影することによって被写体の映像データを生成する撮像装置としてのカメラ６０１と、カメラ６０１から離れた場所に置かれた映像表示装置としてのテレビモニタ６０２と、光伝送部６０３とを有する。この映像伝送システムでは、光伝送部６０３は、実施の形態１から５のいずれかの光送信機１０１と光受信機２０１（又は、２０２，２０３，２０４，２０５のいずれか）とを有している。この場合、映像伝送システムの使用者は、光送信機１０１の複数の発光素子１１１から並列に送信された複数の信号光６０４が、光受信機２０１の複数の受光素子２１１に概ね向かうように、光送信機１０１と光受信機２０１との位置及び姿勢（方向）を調整する。光受信機２０１は、実施の形態１から５において説明した調整方法により、並列に送信された複数の信号光６０４（信号光により形成される複数の像）を複数の受光素子２１１に１対１に対応させて入射させるように、光学機構（図１の２２０）の動作を制御する。

この映像伝送システムによれば、光送信機１０１の複数の発光素子１１１から並列に送信された複数の信号光６０４を光受信機２０１の複数の受光素子２１１によって並列に受信する複数チャンネルの光伝送によって、大量のデータを効率的且つ高速に伝送することができる。

また、この映像伝送システムによれば、複数の受光素子２１１から出力される検出信号に基づいて、複数の信号光６０４を複数の受光素子２１１の好適な位置（検出信号が高くなる位置）に入射するように光学機構（図１の２２０）が制御されるので、光送信機１０１又は光受信機２０１の振動、熱膨張による光送信機１０１又は光受信機２０１の構造の変形、又は光送信機１０１又は光受信機２０１の位置の移動が発生した場合であっても、複数チャンネルの並列の光伝送を安定して維持することができる。

また、この映像伝送システムは、空気中だけでなく、水中においても使用可能である。

図３８は、実施の形態１から５に係る光通信システムの用途の他の例を示す図である。図３８の例では、実施の形態１から５に係る光通信システムを、２つのビル７０１と７０２との間の通信を無線通信である可視光通信で行うビル間光通信システムに適用している。図３８に示されるビル間光通信システムの光伝送部７０３は、実施の形態１から５のいずれかの光送信機１０１と光受信機２０１（又は、２０２，２０３，２０４，２０５のいずれか）とを有している。この場合、ビル間光通信システムの使用者は、光送信機１０１の複数の発光素子１１１から並列に送信された複数の信号光７０４が、光受信機２０１の複数の受光素子２１１に概ね向かうように、光送信機１０１と光受信機２０１との位置及び姿勢（方向）を調整する。光受信機２０１は、実施の形態１から５において説明した調整方法により、並列に送信された複数の信号光７０４（信号光により形成される複数の像）を複数の受光素子２１１に１対１に対応させて入射させるように、光学機構（図１の２２０）の動作を制御する。

このビル間光通信システムによれば、光送信機１０１の複数の発光素子１１１から並列に送信された複数の信号光７０４を光受信機２０１の複数の受光素子２１１によって並列に受信する複数チャンネルの光伝送によって、大量のデータを効率的且つ高速に伝送することができる。

また、このビル間光通信システムによれば、複数の受光素子２１１から出力される検出信号に基づいて、複数の信号光７０４を複数の受光素子２１１の好適な位置（検出信号が高くなる位置）に入射するように光学機構（図１の２２０）が制御されるので、ビル７０１又は７０２の振動、風による光送信機１０１又は光受信機２０１の振動、熱膨張による光送信機１０１又は光受信機２０１の構造の変形、又は光送信機１０１又は光受信機２０１の位置の移動が発生した場合であっても、複数チャンネルの並列の光伝送を安定して維持することができる。

１０１光送信機、１１０発光部、１１１発光素子、１１２発光素子群、１２０制御部、２０１〜２０６光受信機、２１０受光部、２１１受光素子、２１２受光素子群、２２０，２２０ａ，３２０，４２０光学機構、２３０ズーム機構（変倍機構）、２４０可動レンズ機構（移動機構）、２４１ミラー、２４２第１の支持部、２４２ａ第１の軸線、２４３第２の支持部、２４３ａ第２の軸線、２４４第１の駆動機構、２４５第２の駆動機構、２８０制御部、３１１像、３１２像群。

Claims

複数の信号光を並列に送信する光送信機と、
前記複数の信号光を受信する光受信機と、
を備え、
前記光送信機は、アレイ状に配置された複数の発光素子からなる発光素子群を含む発光部を備え、
前記複数の発光素子は、前記複数の信号光をそれぞれ送信し、
前記複数の信号光の各々は、互いを識別可能にする識別用信号光を含み、
前記光受信機は、
アレイ状に配置された複数の受光素子からなる受光素子群であって前記複数の信号光を受信する前記受光素子群を含み、前記複数の受光素子の各々に入射した光の強度に対応する検出信号が前記複数の受光素子から出力される受光部と、
前記受光部上に前記複数の信号光の像からなる像群を形成すると共に前記像群のサイズを変倍する機構と前記受光部上において前記像群の位置を移動させる機構とを有する光学機構と、
前記複数の信号光が前記複数の受光素子にそれぞれ入射するように、前記複数の受光素子の各々から出力される前記検出信号に基づいて前記光学機構の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記光学機構の動作を制御して、
前記受光部上の前記像群を前記受光素子群のサイズより小さいサイズに設定し、
前記複数の信号光の内の予め定められた信号光が前記受光素子群の予め定められた受光素子に入射するように、縮小された前記像群の位置を移動させ、
前記予め定められた信号光が前記予め定められた受光素子に入射したときに、前記縮小された前記像群のサイズを拡大させて、前記複数の受光素子に前記複数の信号光をそれぞれ入射させる
ことを特徴とする光通信システム。
複数の信号光を並列に送信する光送信機と、
前記複数の信号光を受信する光受信機と、
を備え、
前記光送信機は、アレイ状に配置された複数の発光素子からなる発光素子群を含む発光部を備え、
前記複数の発光素子は、前記複数の信号光をそれぞれ送信し、
前記複数の信号光の各々は、互いを識別可能にする識別用信号光を含み、
前記光受信機は、
アレイ状に配置された複数の受光素子からなる受光素子群であって前記複数の信号光を受信する前記受光素子群を含み、前記複数の受光素子の各々に入射した光の強度に対応する検出信号が前記複数の受光素子から出力される受光部と、
前記受光部上に前記複数の信号光の像からなる像群を形成すると共に前記像群のサイズを変倍する機構と前記受光部上において前記像群の位置を移動させる機構とを有する光学機構と、
前記複数の信号光が前記複数の受光素子にそれぞれ入射するように、前記複数の受光素子の各々から出力される前記検出信号に基づいて前記光学機構の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記光学機構の動作を制御して、
前記受光部上の前記像群を前記受光素子群のサイズより小さいサイズに設定し、
前記像群の位置を移動させ、前記複数の信号光の内のいずれかが前記受光素子群のいずれかの受光素子上に入射したときに前記像群の位置の移動を停止させ、
前記複数の信号光の内の予め定められた信号光が前記受光素子群の予め定められた受光素子上に入射するように、縮小された前記像群の位置を移動させ、
前記予め定められた信号光が前記予め定められた受光素子に入射したときに、前記縮小された前記像群のサイズを拡大させて、前記複数の受光素子に前記複数の信号光をそれぞれ入射させる
ことを特徴とする光通信システム。
複数の信号光を並列に送信する光送信機と、
前記複数の信号光を受信する光受信機と、
を備え、
前記光送信機は、アレイ状に配置された複数の発光素子からなる発光素子群を含む発光部を備え、
前記複数の発光素子は、前記複数の信号光をそれぞれ送信し、
前記複数の信号光の各々は、互いを識別可能にする識別用信号光を含み、
前記光受信機は、
アレイ状に配置された複数の受光素子からなる受光素子群であって前記複数の信号光を受信する前記受光素子群を含み、前記複数の受光素子の各々に入射した光の強度に対応する検出信号が前記複数の受光素子から出力される受光部と、
前記受光部上に前記複数の信号光の像からなる像群を形成すると共に前記像群のサイズを変倍する機構と前記受光部上において前記像群の位置を移動させる機構とを有する光学機構と、
前記複数の信号光が前記複数の受光素子にそれぞれ入射するように、前記複数の受光素子の各々から出力される前記検出信号に基づいて前記光学機構の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記光学機構の動作を制御して、
前記受光部上の前記像群を前記受光素子群のサイズより小さいサイズに設定し、
前記像群の位置を移動させ、前記複数の信号光の内のいずれかが前記受光素子群のいずれかの受光素子上に入射したときに前記像群の位置の移動を停止させ、
前記複数の信号光の内の予め定められた信号光が前記受光素子群のいずれかの受光素子上に入射するように、縮小された前記像群の位置を移動させ、
前記複数の信号光の内の予め定められた信号光が前記受光素子群の予め定められた受光素子上に入射するように、前記縮小された前記像群の位置を移動させ、
前記予め定められた信号光が前記予め定められた受光素子に入射したときに、前記縮小された前記像群のサイズを拡大させて、前記複数の受光素子に前記複数の信号光をそれぞれ入射させる
ことを特徴とする光通信システム。
前記制御部は、前記縮小された前記像群のサイズを拡大させて、前記複数の受光素子に前記複数の信号光をそれぞれ入射させた後に、前記複数の受光素子の各々から出力される前記検出信号に基づいて、前記光学機構の動作を制御して、前記像群の位置を移動させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光通信システム。
前記識別用信号光は、前記複数の信号光毎に固有のパターンを持つパイロット信号光であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光通信システム。
前記光学機構における前記像群の位置を移動させる前記機構は、前記受光部上において前記像群の位置を２次元方向に移動させる機構を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光通信システム。
前記光学機構における前記像群のサイズを変倍する前記機構は、前記制御部から受け取るズーム制御信号に基づいて、前記像群のサイズを変倍するズーム機構を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光通信システム。
前記光学機構における前記像群の位置を移動させる前記機構は、前記制御部から受け取る移動制御信号に基づいて、前記ズーム機構の光軸に直交する方向に前記ズーム機構の一部を構成するレンズをシフトさせる機構を含むことを特徴とする請求項７に記載の光通信システム。
前記光学機構における前記像群の位置を移動させる前記機構は、前記制御部から受け取る移動制御信号に基づいて、前記ズーム機構の光軸に直交する方向に前記ズーム機構をシフトさせる機構を含むことを特徴とする請求項７に記載の光通信システム。
前記光学機構における前記像群の位置を移動させる前記機構は、前記制御部から受け取る移動制御信号に基づいて、前記像群の位置を移動させる可動ミラー機構を含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の光通信システム。
前記可動ミラー機構は、
ミラーと、
前記ミラーを第１の軸線を中心に揺動可能に支持する第１の支持部と、
前記第１の支持部を前記第１の軸線に直交する第２の軸線を中心に揺動可能に支持する第２の支持部と、
を有することを特徴とする請求項１０に記載の光通信システム。
識別用信号光を含む複数の信号光を並列に受信する光受信機であって、
アレイ状に配置された複数の受光素子からなる受光素子群であって前記複数の信号光を受信する前記受光素子群を含み、前記複数の受光素子の各々に入射した光の強度に対応する検出信号が前記複数の受光素子から出力される受光部と、
前記受光部上に前記複数の信号光の像からなる像群を形成すると共に前記像群のサイズを変倍する機構と前記受光部上において前記像群の位置を移動させる機構とを有する光学機構と、
前記複数の信号光が前記複数の受光素子にそれぞれ入射するように、前記複数の受光素子の各々から出力される前記検出信号に基づいて前記光学機構の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記光学機構の動作を制御して、
前記受光部上の前記像群を前記受光素子群のサイズより小さいサイズに設定し、
前記複数の信号光の内の予め定められた信号光が前記受光素子群の予め定められた受光素子に入射するように、縮小された前記像群の位置を移動させ、
前記予め定められた信号光が前記予め定められた受光素子に入射したときに、前記縮小された前記像群のサイズを拡大させて、前記複数の受光素子に前記複数の信号光をそれぞれ入射させる
ことを特徴とする光受信機。
識別用信号光を含む複数の信号光を並列に受信するアレイ状に配置された複数の受光素子からなる受光素子群を含む受光部と、前記受光部上に前記複数の信号光の像からなる像群を形成すると共に前記像群のサイズを変倍する機構と前記受光部上において前記像群の位置を移動させる機構とを有する光学機構とを備え、前記複数の受光素子の各々に入射した光の強度に対応する検出信号に基づいて前記光学機構の動作を制御する光受信機における調整方法であって、
前記受光部上の前記像群を前記受光素子群のサイズより小さいサイズに設定するステップと、
前記複数の信号光の内の予め定められた信号光が前記受光素子群の予め定められた受光素子に入射するように、縮小された前記像群の位置を移動させるステップと、
前記予め定められた信号光が前記予め定められた受光素子に入射したときに、前記縮小された前記像群のサイズを拡大させて、前記複数の受光素子に前記複数の信号光をそれぞれ入射させるステップと
を有することを特徴とする光受信機における調整方法。