JPH01305734A - 光空間伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ産業上の利用分野 本発明は光空間伝送装置に関し、特に空間伝送する光ビ
ームを介して互いに情報を送受信するようになされた双
方向の光空間伝送装置に適用して好適なものである。

Ｂ発明の概要 本発明は、光空間伝送装置において、送受信光ビームの
偏波方向が直交するように設定すると共に、当該偏波方
向の違いを利用して送受信光ビームを分離するようにし
たことにより、クロストークを未然に防止して情報を効
率良く伝送することができる。

Ｃ従来の技術 従来、この種の双方向の光空間伝送装置においては、１
つの光空間伝送路を用いて、互いに情報を送受信するよ
うになされたものがある。

すなわち第２図に示すように、光空間伝送装置１におい
ては、筺体２の内部に半導体レーザでなる発光素子３が
配置され、光ビームＬＡＩ（以下送信光ビームと呼ぶ）
を射出するようになされている。

さらに送信光ビームＬＡＩの光路上には、ハーフミラ−
４が所定角度だけ傾いて配置され、当８亥ハーフミラ−
４の透過光が、レンズ５及び防護ガラス６を介して光空
間伝送路７に送出されるようになされている。

さらにハーフミラ−４は、当該光空間伝送装置ｌに入射
される光ビームＬＡ２　（以下受信光ビームと呼ぶ）を
防護ガラス６及びレンズ５を介して受け、その反射光を
受光素子８に入射するようになされている。

かくして、送信光ビームＬＡＩ及び受信光ビームＬＡ２
を、ハーフミラ−４を用いて分離することにより、当該
送信光ビームＬＡＩ及び受信光ビームＬＡ２を１つの光
空間伝送路７を用いて送受することができ、これにより
送信光ビームＬＡＩを所定の情報信号で変調すると共に
、受光素子８の出力信号を復調することにより、所望の
情報を送受信することができる。

Ｄ発明が解決しようとする問題点 ところが、ハーフミラ−４を用いて送信光ビームＬＡＩ
及び受信光ビームＬＡ２を分離するようにすると、発光
素子３から射出された送信光ビームＬＡＩを効率よく伝
送することが困難な問題があった。

すなわち、ハーフミラ−４においては、送信光ビームＬ
ＡＩが透過する際に、その一部が反射されることにより
、光量が約１７２に低下する。

さらに、当該送信光ビームＬＡＩが、受信側でハーフミ
ラ−を透過する際にも、同様に光量が約１７２に低下し
、結局受信側の受光素子に到達する光量が全体として１
／４に低下する。

さらに第２図の構成においては、ハーフミラ−４で反射
した送信光ビームＬＡＩの一部が、筐体２の内壁で反射
され、受光素子８に入射する問題がある。

この場合、光空間伝送装置１で受信される情報に、当該
光空間伝送装置ｌから送出される情報が混入し、クロス
トークが生じる。

この問題を解決するために、例えば第３図〜第５図に示
すように、レンズ５の収差を利用して送信光ビームＬＡ
Ｉ及び受信光ビームＬＡ２を分離する方法が提案されて
いる（実願昭６２−２８４８３号、実願昭６２−１４９
１５０号）。

すなわち、レンズ５に収差があると、レンズ５の焦点位
置から射出された送信光ビームＬＡＩにおいては、平行
光線に変換されて送出されるのに対し、平行光線で入射
した受信光ビームＬＡ２においては、黒子面上において
所定の大きさの光スポットを形成する。

従って第３図においては、レンズ５の黒子面上で、例え
ば複数の光ファイバを束ねたバンドル９でなる光伝送路
に受信光ビームＬＡ２を受け、これにより当該受信光ビ
ームＬＡ２をレンズ１０を介して受光素子８に導く。

これに対して、発光素子３から射出された送信光ビーム
ＬＡＩを、レンズ１１を介してバンドル９の中心部に設
けられた光ファイバ１２に導き、これによりレンズ５の
焦点位置からレンズ５を介して送信光ビームＬＡＩを射
出する。

これに対して第４図においては、バンドル９に代えて透
明の支持部材１３を用いるようにする。

すなわち、支持部材１３で光ファイバ１２をレンズ５の
焦点位置に保持すると共に、受信光ビームＬＡ２をレン
ズ１０に導く。

光ファイバ１２は保護膜１４で覆われ、これによりクロ
ストークを防止する。

さらに第５図は、中央部に開口部を設けたミラー１５を
用いて、送信光ビームＬＡＩ及び受信光ビームＬＡ２を
分離する。

ところが、実際上伝送距離が長距離になると（例えば数
ｋｒ＠程度）、レンズ５の収差を小さくしなければなら
ず、収差が小さくなった分送信光ビームＬＡＩ及び受信
光ビームＬＡ２を効率良く分離することが困難になる問
題がある。

さらにこの種の光空間伝送装置においては、レンズ５の
前面に防護ガラス６が配置されるようになされており、
当該防護ガラス６で送信光ビームＬＡＩの反射を完全に
防止し得ない問題がある。

この場合、防護ガラス６で反射された送信光ビームＬＡ
Ｉが、受光素子８に入射され、その結果送受信する情報
間にクロストークが生じる。

この問題を解決するための１つの方法として、防護ガラ
ス６に反射防止膜を形成する方法が考えられるが、実際
上この種の光空間伝送装置を屋外に設置した場合は、雨
等により防護ガラス６に水滴の付着を避は得す、この場
合反射防止膜を形成しても、送信光ビームＬＡＩの反射
を防止し得なくなる。

これに対して防護ガラス６を傾けて配置することにより
、防護ガラス６で反射された送信光ビームＬＡＩが、受
光素子８に入射しないようにする方法も考えられる。

ところが、実際上防護ガラス６を傾ける場合、受光素子
８に反射光が入射しないようにする、ためには、そのｆ
頃きを大きくとらなければならず、その分防護ガラス６
の保持機構が複雑化し、光空間伝送装置全体の構成が煩
雑なる問題がある。

さらに屋内に設置して窓ガラス越しに情報を伝送する場
合においては、防護ガラス６に反射防止膜を形成したり
、配置を傾けたりしても、窓ガラスの反射によるクロス
トークは、防止し得ない問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、クロスト
ークを未然に防止して効率良く情報を伝送することがで
きる光空間伝送装置を提案しようとするものである。

Ｅ問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、情報信
号で変調された送信光ビームＬＡ３を、所定距離だけ離
間して配置された送受信装置２１Ｂに送出すると共に、
送受信装置２１Ｂから送出された受信光ビームＬＡ４を
受光することにより、送信光ビームＬＡ３を介して送受
信装置２１Ｂに情報信号を伝送すると共に、受信光ビー
ムＬＡ４を介して送受信装置２１Ｂから送出された所定
の情報信号を受信するようになされた光空間伝送装置２
１Ａにおいて、受信光ビームＬＡ４の偏波方向ＷＪＡに
対して、偏波方向Ｗ！Ａが直交する送信光ビームＬＡ３
を射出する光源２２Ａと、送信光ビームＬＡ３を反射又
は透過すると共に、受信光ビームＬＡ４を送信光ビーム
ＬＡ３とは逆に透過又は反射する偏光光ビーム分離手段
２３Ａと、偏光光ビーム分離手段２３Ａを介して得られ
る送信光ビームＬＡ３を送受信Ｗｆ２１Ｂに送出すると
共に、受信光ビームＬＡ４を偏光光ビーム分離手段に導
く光学系５Ａ、２４Ａと、偏光光ビーム分離手段２３Ａ
を介して得られる受信光ビームＬＡ４を受光する受光部
８Ａとを備えるようにする。

Ｆ作用 受信光ビームＬＡ４の偏波方向Ｗ１Ａに対して、送信光
ビームＬＡ３の偏波方向Ｗ、Ａが直交するように設定し
、偏光光ビーム分離手段２３Ａを用いて分離するように
すれば、受信光ビームＬＡ４及び送信光ビームＬＡ３相
互の混入を低減して、効率良く分離することができる。

Ｇ実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。

第１図において、２０は全体として光空間伝送装置を示
し、同一構成の送受信装置２１Ａ及び２１Ｂが、所定距
離だけ離間して対抗するように配置されている。

すなわち、送受信装置２１Ａにおいては、半導体レーザ
でなるレーザ光源２２Ａを備え、レーザ光源２２Ａ側か
ら見て、偏波方向Ｗ３Ａが鉛直方向（記号ｙで表す）に
対して時計方向に４５度だけ傾いた直線偏波の送信光ビ
ームＬＡ３を射出するようになされている。

さらに送受信装置２１Ａにおいて、レンズ５Ａ及びＩＯ
Ａ間には、レーザ光源２２Ａ側から見て、偏波方向が鉛
直方向ｙに対して時計方向に４５度だけ傾いた入射光ビ
ームを透過すると共に、当該偏波方向と直交する偏波方
向の入射光を反射するように、偏光ビームスプリッタ２
３Ａが介挿され、これによりレーザ光源２２Ａから射出
された送信光ビームＬＡ３が、当該偏光ビームスプリッ
タ２３Ａを透過した後、レンズ２４Ａ及び５Ａを介して
送出されるようになされている。

従って、レーザ光源２２Ａから射出された送信光ビーム
ＬＡ３においては、その偏波方向が、偏光ビームスプリ
ッタ２３Ａを透過し得る方向に設定されているため、当
該偏光ビームスプリッタ２３Ａを効率良く透過して、送
受信袋！２１Ｂに伝送され、これにより送信光ビームＬ
Ａ３を送出する際における光量の低下を未然に防止する
ことができる。

ちなみに、実際上偏光ビームスプリッタ２３Ａにおいて
は、消光比を完全にＯにすることが困難な問題があり、
このため極めて微弱な光量ではあるが、送信光ビームＬ
Ａ３の反射を避は得ない。

このためこの実施例においては、偏光ビームスプリッタ
２３Ａの上方に散乱板２５Ａを所定の角度で傾けて配置
し、当該偏光ビームスプリッタ２３Ａで反射された送信
光ビームＬＡ３を散乱するようになされている。

このようにすれば、偏光ビームスプリッタ２３Ａで反射
された送信光ビームＬＡ３が筐体内で反射されて受光素
子８Ａに入射しても、その光量を従来に比して格段的に
低減し得、当該反射光によるクロストークを未然に防止
することができる。

かくして、送受信装置２１Ａと同一符号に添字を代えて
示す送受信装置２１Ｂにおいては、送受信装置２１Ａ側
から見て、鉛直方向ｙに対して時計方向に４５度だけ偏
波方向が傾いた送信光ビームＬＡ３が入射される。

これに対して送受信装置２１Ｂの偏光ビームスプリッタ
２３Ｂにおいては、送受信袋！２１Ｂが送受信装置２１
Ａと同一構成で対抗するように配置されているため、送
受信袋ｙｔ２１Ａ側から見て、偏波方向Ｗ５．が鉛直方
向ｙに対して反時計方向に４５度だけ傾いてなる光ビー
ムを透゛過し、時計方向に４５度だけ偏波方向ＷＪＢが
傾いてなる光ビームを反射する。

従って送信光ビームＬＡ３においては、当該偏光ビーム
スプリッタ２３Ｂで効率良く反射されて、受光素子８Ｂ
に入射される。

かくして送信光ビームＬＡ３が、偏光ビームスプリッタ
２３Ａを効率良く透過した後、偏光ビームスプリッタ２
３Ｂで効率良く反射されることから、送受信袋Ｗ２１Ａ
から送受信装置２１Ｂに効率良く情報を伝送することが
できる。

さらに送受信装置２１Ｂが送受信装置２１Ａと同一構成
で対抗するように配置されていることから、送受信装置
２１Ａに入射される受信光ビームＬＡ４においては、そ
の偏波方向Ｗ、Ａが、送受信装置２１Ａ側から見て、鉛
直方向ｙに対して反時計方向に４５度だけ傾いて入射す
る。

従って当該受信光ビームＬＡ４においては、偏光ビーム
スプリッタ２３Ａで効率良く反射されて、受光素子８Ａ
に入射され、かくして送受信装置２１Ｂから送受信装置
２１Ａにも効率良く情報を伝送することができる。

さらに送受信装置２１Ａ及び２１Ｂにおいて、それぞれ
レーザ光源２２Ａ及び２２Ｂから見て偏波方向が鉛直方
向ｙに対して時計方向に４５度だけ傾いた送信光ビーム
ＬＡ３及び受信光ビームＬＡ４を射出するようにしたこ
とにより、送受信装置２１Ａ又は２１Ｂ側から見て、偏
波方向の直交する送信光ビームＬＡ３及び受信光ビーム
ＬＡ４を得ることができ、レンズ５Ａ及び５Ｂ間に防護
ガラス６Ａ及び６Ｂ、窓ガラス等が介挿される場合でも
、送信光ビームＬＡ３及び受信光ビームＬＡ４相互の混
入を格段的に低減することができる。

従ってクロストークを未然に防止して、情報を確実に送
受信することができる。

か（して、レーザ光′ｔＡ２２Ａは受信光ビームＬＡ４
の偏波方向ＷＪＡに対して、偏波方向Ｗ□が直交する送
信光ビームＬＡ３を射出する光源を構成するのに対し、
偏光ビームスプリッタ２３Ａは送信光ビームＬＡ３を透
過すると共に、受信光ビームＬＡ４を送信光ビームＬＡ
３とは逆に反射する偏光光ビーム分離手段を構成する。

さらに、レンズ５Ａ及び２４Ａは、偏光光ビーム分離手
段２３Ａを介して得られる送信光ビームＬＡ３を、送受
信袋！２１Ｂに送出すると共に、受信光ビームＬＡ４を
偏光光ビーム分離手段に導く光学系を構成する。

以上の構成によれば、偏波方向が鉛直方向ｙに対して時
計方向に４５度だけ傾いた送信光ビームＬＡ３を送出す
るようにして、送信光ビームＬＡ３及び受信光ビームＬ
Ａ４の偏波方向が直交するようにすると共に、偏光ビー
ムスプリッタを用いて当該偏波方向が直交することを利
用して送信光ビームＬＡ３及び受信光ビームＬＡ４を分
離するようにしたことにより、クロストークを未然に防
止して効率・良（情報を伝送することができる。

なお上述の実施例においては、直線偏波の送信光ビーム
ＬＡ３を送出する半導体レーザ２２Ａを用いた場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、楕円偏光の送信
光ビームを送出する半導体レーザを用いるようにしても
よい。

この場合、半導体レーザ及び偏光ビームスプリッタ間に
偏光フィルタを介挿して、偏光フィルタ及び半４体レー
ザで全体として光源を構成するようにすればよい。

さらに上述の実施例においては、送信光ビームＬＡ３を
射出する光源として半導体レーザ２２Ａを用いた場合に
ついて述べたが、光源はこれに限らず、例えば発光ダイ
オードから射出された光ビームを偏光フィルタを介して
偏光ビームスプリッタに導く場合等、種々の光源を広く
適用することができる。

さらに上述の実施例においては、レーザ光Ｂ２２Ａから
射出された送信光ビームが偏光ビームスプリッタを透過
するようにした場合について述べたが、本発明はこれと
は逆に偏光ビームスプリッタの反射光を送受信装置２１
Ｂに送出すると共に、その透過光ビームを受光素子８Ａ
に導くようにしてもよい。

さらに上述の実施例においては、レーザ光源から見て偏
波方向が時計方向に４５度だけ傾いた光ビームを射出す
る場合について述べたが、本発明はこれとは逆に反時計
方向に傾いた光ビームを射出するようにしてもよい。

さらに上述の実施例においては、偏光ビームスプリッタ
で反射された送信光ビームＬＡ３を散乱板２３Ａで散乱
させる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
必要に応じて散乱板２３Ａを省略するようにしてもよい
。

Ｈ発明の効果 以上のように本発明によれば、受信光ビームに対して偏
波方向が直交するように、送信光ビームの偏波方向を設
定すると共に、当該偏波方向の違いを利用して送受信光
ビームを分離するようにしたことにより、受信光ビーム
及び送信光ビーム相互の混入を低減して、効率良く分離
することができ、かくしてクロストークを未然に防止し
て情報を効率良く伝送することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による光空間伝送装置を示す
路線図、第２図〜第５図は従来の光空間伝送装置を示す
路線図である。 １．２０・・・・・・光空間伝送装置、５．５Ａ、５Ｂ
、１０、ＩＯＡ、ＩＯＢ、１１、ＩＩＡ、ＩＩＢ、２４
Ａ、２４Ｂ・・・・・・レンズ、６．６Ａ、６Ｂ・・・
・・・防護ガラス、２２Ａ、２°２Ｂ・・・・・・レー
ザ光源、２３Ａ、２３Ｂ・・・・・・偏光ビームスプリ
ッタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 情報信号で変調された送信光ビームを、所定距離だけ離
   間して配置された送受信装置に送出すると共に、上記送
   受信装置から送出された受信光ビームを受光することに
   より、上記送信光ビームを介して上記送受信装置に上記
   情報信号を伝送すると共に、上記受信光ビームを介して
   上記送受信装置から送出された所定の情報信号を受信す
   るようになされた光空間伝送装置において、 上記受信光ビームの偏波方向に対して、偏波方向が直交
   する上記送信光ビームを射出する光源と、上記送信光ビ
   ームを反射又は透過すると共に、上記受信光ビームを上
   記送信光ビームとは逆に透過又は反射する偏光光ビーム
   分離手段と、 上記偏光光ビーム分離手段を介して得られる上記送信光
   ビームを上記送受信装置に送出すると共に、上記受信光
   ビームを上記偏光光ビーム分離手段に導く光学系と、 上記偏光光ビーム分離手段を介して得られる上記受信光
   ビームを受光する受光部と を具えたことを特徴とする光空間伝送装置。