JPH03140027A

JPH03140027A - 光空間通信方式

Info

Publication number: JPH03140027A
Application number: JP1279086A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shimizu; 弘清水; Shinji Morino; 信治盛野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1989-10-26
Filing date: 1989-10-26
Publication date: 1991-06-14

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】［産業上の利用分野］本発明は、光空間通信方式に関するものであり、伝送距
離が比較的短い情報通信システムに特に適するものであ
る。

［従来の技術］従来の光通信は、光フアイバ通信を中心に開発されてき
た。光ファイバは、利用可能周波数帯域が同軸ケーブル
に比べて広いため、Ｌ　Ａ　Ｎ　Ｃｆ１Ｉ内情報内情網
）の伝送媒体として広範囲に使用されつつある。そして
、光ファイバの帯域を更に有効に活用するために、１本
の光ファイバで複数の波長の光信号を多重伝送する波長
多重通信方式が提案されている。

第４図は従来の波長多重通信方式を用いた光フアイバ通
信システムの概略構成を示している。各端末からのデー
タ信号は、複数のチャンネルＣＨ。

〜ＣＨ，を通って送信器Ｔ１〜Ｔ、により異なる波長ｆ
１〜ｆ４の光信号にそれぞれ変換される。これらの光信
号はマルチプレクサＭにより多重化され、波長多重化さ
れた光信号が光ファイバＦを介して伝送される。このと
き、４台の端末にそれぞれ１つのチャンネルを割り当て
ても良いし、各端末が４つのチャンネルを同時に使用可
能にしても良い。

また、送信器Ｔ、〜Ｔ、の光源としては、半導体レーザ
ーあるいは発光ダイオードが用いられる。受信側では、
光ファイバＦから波長多重化された光信号が取り出され
て、分波器Ｂにより各波長ｆ、〜ｆ、の光信号に分光さ
れ、受信器Ｒ４〜Ｒ１により電気信号に変換され、複数
のチャンネルＣＨ＋〜Ｃ１−１、に出力される。なお、
第４図では、チャンネル数が４つの場合を例示している
が、４つ以外の場合にも適用できる。

［発明が解決しようとする課題］第４図に示すような光ファイバによる波長多重通信方式
では、以下のような問題がある。

■波長多重化するためには、波長が異なる光源を複数個
使用する必要があるが、半導体レーザーや発光ダイオー
ドの発光波長は、デバイスに使用する半導体のエネルギ
ーギャップにより決定される固有の波長となるので、多
種類の波長を得ることは非常に困難であり、特に短波長
の光源は長波長の光源よりも高価になるという問題があ
る。

■光ファイバによる信号減衰量は比較的少ないが、光フ
ァイバを伝送装置に接続するためのコネクタ部分での信
号減衰量は大きい、このため、光ファイバを伝送装置に
接続するには、高度で特殊な技術を必要とし、設置コス
トが高くつくという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、安価な光源を使用しながら大容
量の通信が可能で、且つ特殊な接続技術を不要とした光
空間通信方式を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明の光空間通信方式にあっては、上記の課題を解決
するために、第１図に示すように、デジタルデータによ
り変調された光信号を空間に出射する送信器Ｔと、空間
からの入射光信号を受信してデジタルデータを復元する
受信器Ｒとを備え、前記送信器Ｔは、送信動作中は発光
状態を維持する発光素子ＬＤと、発光素子からの光信号
を強度の異なる複数個の光束に分割する手段（）ＩＭ、
、ＨＭ　２　、　Ｍ　＋　）と、分割された各光束を個
別に遮断可能な光シャッタＳ、〜Ｓ、と、送信すべきデ
ジタルデータを分割された光束の個数に等しいビット数
毎に分割して各ビットの論理値に応じて光シャッタを開
閉制御する手段（光シャッタ制御回Ｉｔ）と、光シャッ
タＳ、〜Ｓ、を通過した光束を１本の光束に集光して空
間に出射する手段（Ｌ＋、Ｃｌ３）とを備え、前記受信
器Ｒは、空間からの入射光信号を受信レベルに応じた電
気信号に変換する光電変換素子ＰＤと、光電変換素子に
より得られた電気信号のレベルを検出して各レベルに応
じたデジタルデータを復元するレベル検出回路２とを備
えることを特徴とするものである。

なお、光束の分割数や光シャッタの個数は３個に限定さ
れるものではなく、２個以上の任意の個数とすることが
できる。

［作用］本発明にあっては、このように、デジタルデータにより
変調された光信号を空間に出射する送信器Ｔと、空間か
らの入射光信号を受信してデジタルデータを復元する受
信器Ｒとを備えるものであるから、光ファイバと伝送装
置のコネクタとの接続作業が不要であり、特殊な技術を
有さないユーザーであっても容易に実施できる。また、
１つの発光素子からの光信号を強度の異なる複数の光束
に分割し、各光束を光シャッタＳ、−Ｓ、により個別に
開閉制御した後、これらを１本の光束にまとめて伝送す
るようにしたので、発光素子ＬＤは送信動作中は発光状
態を継続していて良く、発光波長も自由に選べるので、
安価な発光素子を使用でき、寿命も長くなる。しかも、
受信側では入射光信号をレベル検出して複数ビットのデ
ジタルデータを復元するようにしているので、簡単で安
価な構成でありながら、大きな通信容量が得られるもの
である。

［実施例］第１図は本発明の光空間通信方式を用いた通信装置の一
実施例を示している。端末ＷＳｌには、インターフェイ
ス回路ＩＦを介して送信器Ｔと受信器Ｒが接続されてい
る。送信器Ｔは半導体レーザー又は発光ダイオードより
なる発光素子ＬＤを備えている。この発光素子ＬＤは、
送信器Ｔが動作しているときには常に発光状態を維持し
ている。

発光素子ＬＤから発射された光信号は、コリメータレン
ズＣＬ１により平行光線に変換され、ハーフミラ−ＨＭ
、により２分割される。ハーフミラ−ＨＭ　２により分
割された光信号の一方は、光シャッタＳｆｆを介して集
光レンズＬ、に入射し、他方はハーフミラ−ＨＭ　ｌに
入射して２分割される。ハーフミラ−１１Ｍ１により分
割された光信号の一方は、光シャッタＳ２を介して集光
レンズＬｌに入射し、他方はミラーＭ、により反射され
、光シャッタＳ１を介して集光レンズＬ１に入射する。

ミラーＭ、の反射率は約５０％に設定されている。した
がって、光シャッタｓ、、ｓ、、ｓｓにより開閉される
光信号の強度は、１：２：４の比率となる。光シャッタ
Ｓ　＋　、　Ｓ　２　、　Ｓ　ｓは、入射する光信号を
遮断するか又は通過させるかを光シヤツタ制御回路１か
らの制御信号に応じて選択するものである。インターフ
ェイス回路ＩＰは端末ＷＳＩから送られて来る送信デー
タを３ビツトずつのデータに分割して、光シヤツタ制御
回路１に入力する。光シヤツタ制御回路１は３ビツトの
データＤ　＊　、　Ｄ　＋　、　Ｄ　０に従って、第１
表のように光シャッタＳｆｆ＋Ｓ２．Ｓｌを開閉制御す
る。つまり、送信データＤ　２　、　Ｄ　＋　、　Ｄ　
ｏの最上位ビットＤ２がＯであればシャッターＳ、は閉
、１であればシャッターＳ、は開とし、次のビットＤ、
が０であればシャッター８２は閉、１であればシャッタ
ーＳ２は開とし、最下位ビットＤ０がＯであればシャッ
ターＳ、は閉、１であればシャッターＳ、は開とする。

シャッターＳｌ、Ｓ２．Ｓ、を通過した光信号は、集光
レンズし、により集光され、コリメータレンズＣＬ、に
より平行光線に変換されて、空間中に出射される。

第１表次に、空間からの入射光信号は受信器Ｒの光電変換素子
ＰＤにより電気信号に変換され、レベル検出回路２によ
りデジタル信号に変換される。第２図はレベル検出回路
２により検出される入射光信号のレベルと、レベル検出
回路２により復元されるデジタルデータとの対応関係を
示している。

つまり、レベル検出回路２では、入射光信号のレベルを
最も低いレベル０から最も高いレベル７までの８段階に
弁別し、各段階について０００．００１．０１０．０１
１．１００．１０１．１１０．１１１のデジタルデータ
を出力するものである。

この３ビツトずつのデータは、インターフェイス回路Ｉ
Ｆにより所定のフォーマットに変換されて、端末ＷＳｌ
に伝送される。

なお、本発明の方式と従来の波長多重方式とを併用すれ
ば、通信容量を相乗的に増大させることができる。

第３図は上記の通信装置を用いた構内情報通信網の概略
構成を示している。各端末ｗｓ、、ｗｓ、。

Ｗ　Ｓ　ｙ　、　Ｗ　Ｓ　４の送信器Ｔ及び受信器Ｒは
、それぞれ最も近くに設置された中継器Ｘ　１．　Ｘ　
２　、　Ｘ　４　、　Ｘ　ｓの受信器及び送信器と相対
向して配置されている。

各中継器Ｘ１〜Ｘ、は天井、床、壁などに設置されてお
り、中継回線Ｙを介して接続されている０例えば、端末
Ｗ　Ｓ　＋とＷＳ、とで交信する場合には、端末ＷＳ１
の送信器Ｔからの出射光信号が中継器Ｘ１の受信器で受
信され、中継回線Ｙを介して中継器Ｘ、に伝送され、中
継器Ｘ４の送信器から光信号として送信され、端末ＷＳ
コの受信器Ｒに入射される。また、端末ＷＳｓの送信器
Ｔからの出射光信号は中継器Ｘ、の受信器で受信され、
中継回線Ｙを介して中継器Ｘ、に伝送され、中継器Ｘ１
の送信器から光信号として送信され、端末ＷＳ、の受信
器Ｒに入射される。なお、他の端末間で交信を行う場合
も同様の動作で送受信を行うことができる。また、中継
器を使用せずに端末間で直接交信することも可能である
。

［発明の効果］本発明によれば、光ファイバのような伝送媒体を使用し
ないので、特殊な接続技術が必要でないという利点があ
り、また、光フアイバ通信での波長多重通信方式のよう
な複雑で高価な光学素子を使用せずに同時に複数ビット
のデジタルデータを伝送できるので、簡単で安値な構成
でありながら、大きな通信容量が得られるという利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光空間通信方式を用いた通信装置の概
略構成図、第２図は同上に用いるレベル検出回路の動作
説明図、第３図は同上の通信装置を用いた構内情報通信
網の概略構成図、第４図は従来の波長多重通信方式の概
略構成図である。Ｔは送信器、Ｒは受信器、ＬＤは発光素子、ＨＭ　＋　
、　ＨＭ　２はハーフミラ−５Ｍ１はミラー、Ｓ、〜Ｓ
、は光シャッタ、Ｌ、は集光レンズ、ＣＬ、、ＣＬ２は
コリメータレンズ、ＰＤは光電変換素子、１は光シヤツ
タ制御回路、２はレベル検出回路である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）デジタルデータにより変調された光信号を空間に
出射する送信器と、空間からの入射光信号を受信してデ
ジタルデータを復元する受信器とを備え、前記送信器は
、送信動作中は発光状態を維持する発光素子と、発光素
子からの光信号を強度の異なる複数個の光束に分割する
手段と、分割された各光束を個別に遮断可能な光シャッ
タと、送信すべきデジタルデータを分割された光束の個
数に等しいビット数毎に分割して各ビットの論理値に応
じて光シャッタを開閉制御する手段と、光シャッタを通
過した光束を１本の光束に集光して空間に出射する手段
とを備え、前記受信器は、空間からの入射光信号を受信
レベルに応じた電気信号に変換する光電変換素子と、光
電変換素子により得られた電気信号のレベルを検出して
各レベルに応じたデジタルデータを復元するレベル検出
回路とを備えることを特徴とする光空間通信方式。