JPH04359212A - 光空間伝送方法および光空間伝送用発光装置 - Google Patents

光空間伝送方法および光空間伝送用発光装置

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JPH04359212A
JPH04359212A JP3134842A JP13484291A JPH04359212A JP H04359212 A JPH04359212 A JP H04359212A JP 3134842 A JP3134842 A JP 3134842A JP 13484291 A JP13484291 A JP 13484291A JP H04359212 A JPH04359212 A JP H04359212A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light emitting
optical
guide
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP3134842A
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English (en)
Inventor
Kuniaki Uchiumi
邦昭 内海
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、空間を介して光信号を
伝送する場合における、送受信器の光軸合わせの方法、
およびそれを実現するための発光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自由空間を介して光もしくは電波
で信号を伝送する伝送装置の送受信器間においてその位
置関係を最適伝送状態に合わせる場合、幾何学的にその
位置関係を測定して最適化するか、受信器側で受信信号
の強度を測定しながらその強度が最大になるように送受
信器の位置関係を最適化していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、マイクロ波伝送のような長距離伝送の場
合は幾何学的に測量して位置関係を決めることは有効な
一手段であるが、至近距離もしくは屋内のような場合は
手軽な手段ではなく、また、頻繁に位置関係を変更する
ような場合は特にそうである。目測で合わせることもよ
くあるが、そのためにはある程度のずれを許容するため
に出力信号のビームをそれだけひろげておく必要があり
、総出力パワーを大きくする必要がある。受信器側で受
信信号の強度を測定しながら位置関係を決めるためには
、受信器側に受信強度を測定表示する手段を設けるか、
もしくは受信強度を測定するための測定装置を必要とす
る。従来の技術では以上のような課題を有していた。
【0004】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
赤外光を用いて信号を空間伝送する場合に、送受信器の
位置関係を容易に最適化できる光空間伝送方法、および
光空間伝送用発光装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、可視光の光軸
合わせ用のガイド光を、信号光とほぼ同じ光路で平行に
出射し、そのガイド光を用いて送受信器の位置関係を最
適化する光空間伝送方法、およびガイド光を出射するた
めの実現手段を提供する光空間伝送用発光装置である。
【0006】
【作用】本発明は前記した構成により、信号光とほぼ同
じ光路で出射されている可視光のガイド光を、受信器の
光受信部に当てるように、送信器の発光部の出射方向を
調整すれば、送受信器の光軸は一致し、両者の位置関係
は最適となり、自動的に信号光は光受信部に最適に伝送
される。
【0007】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例における光空間
伝送用発光装置の構成図を示すものである。
【0008】10は信号光を発光する信号光用発光素子
、20はガイド光を発光する可視光のガイド光用発光素
子、31は信号光用発光素子10の出射光を平行光に変
換する信号光用コリメータレンズ、32はガイド光用発
光素子20の出射光を平行光に変換するガイド光用コリ
メータレンズである。
【0009】以上のように構成された本実施例の光空間
伝送用発光装置においては、信号光用発光素子10と信
号光用コリメータレンズ31の両者と、ガイド光用発光
素子20とガイド光用コリメータレンズ32の両者とが
近接しており、平行光に変換された信号光とガイド光は
近接した光路を平行して伝搬する。実際には、発光素子
が有限の大きさを持つため完全な平行光には変換できな
いので、信号光とガイド光はほぼ同じ光路を伝搬して行
くと考えてもよい。
【0010】図2は本発明の第2の実施例における光空
間伝送用発光装置の構成図を示すものである。
【0011】10は信号光を発光する信号光用発光素子
、20はガイド光を発光する可視光のガイド光用発光素
子、30は信号光用発光素子10の出射光およびガイド
光用発光素子20の出射光を平行光に変換するコリメー
タレンズである。
【0012】以上のように構成された本実施例の光空間
伝送用発光装置においては、信号光用発光素子10とガ
イド光用発光素子20とが近接して、コリメータレンズ
30の焦点面上にあり、平行光に変換された信号光とガ
イド光は、実際には、完全な平行光ではないので、ほぼ
同じ光路を伝搬して行くと考えてもよい。
【0013】以上のように、本実施例によればコリメー
タレンズが1つでよく、構成が簡単になる。
【0014】図3は本発明の第3の実施例における光空
間伝送用発光装置の構成図を示すものである。
【0015】11は信号光を発光する第1信号光用発光
素子、12は第1信号光用発光素子11と同じ信号で変
調され、同じ信号光を発光する第2信号光用発光素子、
20はガイド光を発光する可視光のガイド光用発光素子
、30は第1信号光用発光素子11の出射光と第2信号
光用発光素子12の出射光とガイド光用発光素子20と
の出射光を平行光に変換するコリメータレンズである。
【0016】以上のように構成された本実施例の光空間
伝送用発光装置においては、第1信号光用発光素子11
と第2信号光用発光素子12とガイド光用発光素子20
とが近接して、コリメータレンズ30の焦点面上にあり
、しかも、ガイド光用発光素子20は第1信号光用発光
素子11と第2信号光用発光素子12との中心に位置す
る。コリメータレンズ30によって平行光に変換された
2つの信号光とガイド光は、実際には、完全な平行光で
はないので、ほぼ同じ光路を伝搬して行くと考えてもよ
い。
【0017】以上のように、本実施例によればコリメー
タレンズが1つでよく、構成が簡単になり、しかもガイ
ド光用発光素子20は第1信号光用発光素子11と第2
信号光用発光素子12との中心に位置するので、2つの
信号光を合わせた強度分布の中心とガイド光の強度分布
の中心が一致し、ガイド光の中心部を光受信部に当てる
ように光軸を調整すれば、信号光の強度分布の最大の部
分を光受信部に入力できる。本実施例においては、信号
光用発光素子を2つとしたが、2つ以上の場合は、ガイ
ド光用発光素子20を中心にコリメータレンズ30の焦
点面上に同心円上に並べれば同じ効果が得られる。
【0018】図4は本発明の第4の実施例における光空
間伝送用発光装置の構成図を示すものである。
【0019】10は信号光を発光する信号光用発光素子
、20はガイド光を発光する可視光のガイド光用発光素
子、31は信号光用発光素子10の出射光を平行光に変
換する信号光用コリメータレンズ、32はガイド光用発
光素子20の出射光を平行光に変換するガイド光用コリ
メータレンズ、41は前記2つの平行光を重ね合わせ、
同じ光路を伝搬させるための光結合器である。
【0020】以上のように構成された本実施例の光空間
伝送用発光装置においては、平行光となった信号光とガ
イド光は光結合器で同じ光路を伝搬する光ビームとなる
【0021】以上のように、本実施例によれば信号光と
ガイド光の光路を理想的に一致させることができる。光
結合器41はハーフミラーで実現することができるが、
ハーフミラーの場合、透過率が50%であるので光の半
分が失われてしまう。信号光の波長の光は透過し、ガイ
ド光の波長の光は反射する光フィルタを光結合器41と
して用いれば、上記の光の損失は防ぐことができる。
【0022】図5は本発明の第5の実施例における光空
間伝送用発光装置の構成図を示すものである。
【0023】10は信号光を発光する信号光用発光素子
、20はガイド光を発光する可視光のガイド光用発光素
子、31は信号光用発光素子10の出射光を平行光に変
換する信号光用コリメータレンズ、32はガイド光用発
光素子20の出射光を平行光に変換するガイド光用コリ
メータレンズ、50は前記2つの平行光を反射し、同じ
方向へ伝搬させるためのプリズムミラーである。
【0024】以上のように構成された本実施例の光空間
伝送用発光装置においては、平行光となった信号光とガ
イド光はプリズムミラー50で反射され、同じ方向へ互
いに平行に伝搬する光ビームとなる。
【0025】以上のように、本実施例によれば信号光と
ガイド光の光路は完全には一致しないが、2つの光は隣
接しており、しかも発光素子が有限の大きさを持つため
完全な平行光ではないので、信号光とガイド光はほぼ同
じ光路を伝搬して行くと考えてもよい。プリズムミラー
50は、ほぼ100%の反射率が容易に得られるので、
光の損失は非常に小さくすることができる。
【0026】図6は本発明の第6の実施例における光空
間伝送用発光装置の構成図を示すものである。
【0027】10は信号光を発光する信号光用発光素子
、20はガイド光を発光する可視光のガイド光用発光素
子、41は前記2つの発光素子からの光を重ね合わせ、
同じ光路を伝搬させるための光結合器、33は光結合器
41により重ねられた2つの光を平行光に変換するコリ
メータレンズである。
【0028】以上のように構成された本実施例の光空間
伝送用発光装置においては、信号光用発光素子10から
の光とガイド光用発光素子20からの光は光結合器41
で同じ光路を伝搬する光となり、つぎにコリメータレン
ズ33により同時に平行光に変換される。
【0029】以上のように、本実施例によればコリメー
タレンズが1つでよく、構成が簡単になる。光結合器4
1は、前記第4の実施例と同じくハーフミラー、もしく
は光フィルタで構成することができる。
【0030】第2、第3、および第6の実施例において
は、同じコリメータレンズを用いて信号光とガイド光を
平行光に変換しているが、一般的に信号光として赤外光
を用いることを考えると、可視光であるガイド光とは波
長が異なるので、同じコリメータレンズに対する両者の
焦点の位置が異なってくる。したがって、この相違によ
る誤差が無視できない場合は両者の位置関係を補正する
必要がある。図7にその例として補正の模式図を示す。 図7において、(a)は図2と同じ構成図であり、10
は信号光を発光する赤外光の信号光用発光素子、20は
ガイド光を発光する可視光のガイド光用発光素子、30
は信号光用発光素子10の出射光およびガイド光用発光
素子20の出射光を平行光に変換するコリメータレンズ
である。図2と異なる点は、コリメータレンズ30の焦
点面上(信号光の波長に対する焦点面)に信号光用発光
素子10とガイド光用発光素子20を置いた場合、ガイ
ド光の波長が信号光の波長より短いために、図7(a)
における破線のように、収束する光に変換されてしまい
、信号光とガイド光の伝搬するパターンが異なってしま
うことである。この現象を補正するためには、図7(b
)のようにガイド光用発光素子20を信号光用発光素子
10よりコリメータレンズ30に近づけることである。 正確に言えば、コリメータレンズ30のガイド光の波長
に対する焦点面上にガイド光用発光素子20を置けばよ
い。図7(b)における21の位置である。
【0031】第2、第3、および第6の実施例において
同様のことが適用できる。第1、第4、および第5の実
施例においては、信号光とガイド光がそれぞれ独立に平
行光に変換されるので、各々の波長に合わせて変換が最
適化されていれば問題はない。
【0032】以上の実施例の光空間伝送用発光装置を用
いて送受信器間の光軸を合わせる方法について次に述べ
る。
【0033】送信器と受信器の位置を設定して光軸を合
わせる場合、可視光であるガイド光を受信器の光受信部
に当てるように送信器の向きを調整すれば、ガイド光が
信号光とほぼ同じ光路を伝搬しているので、自動的に送
受信器の光軸を合わせたことになり、最適な位置関係に
設定できる。受信器側は、一般に光軸のずれに対して許
容範囲が大きいので、目測で送信器側の方向に向けてあ
れば、ほとんど問題になることはない。信号光とガイド
光の強度分布に位置的な差があることがあらかじめわか
っているときは、そのずれを見込んで光軸を合わせれば
よい。
【0034】ガイド光は、光軸合わせの時にのみ必要な
ものであるので、それ以外の時は出力しないようにし、
使用する時だけ出力するようにすれば、消費電力の点で
も得である。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受信器側に受信強度を測定表示する手段を設けたり、受
信強度を測定するための測定装置を必要とせず、非常に
容易に送受信器の光軸を合わせることができ、構成も簡
易である。また、ガイド光を用いて光軸を合わせるので
正確に光軸合わせができ、光軸ずれの許容範囲を大きく
するために出射光を広げる程度を従来に比べて小さくで
きる。したがって、出射光の総パワーをそれだけ小さく
することができる。光軸がずれた場合も、ガイド光が可
視光であるので、一目でずれを検出できる効果がある。 ガイド光は必要時のみ出力するようにすれば、常時点灯
時の見た目の煩わしさもなく消費電力の点でも省電力に
なる。以上のように、本発明の実用的効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における第1の実施例の光空間伝送用発
光装置の構成図である。
【図2】本発明における第2の実施例の光空間伝送用発
光装置の構成図である。
【図3】本発明における第3の実施例の光空間伝送用発
光装置の構成図である。
【図4】本発明における第4の実施例の光空間伝送用発
光装置の構成図である。
【図5】本発明における第5の実施例の光空間伝送用発
光装置の構成図である。
【図6】本発明における第6の実施例の光空間伝送用発
光装置の構成図である。
【図7】本発明における波長差補正の模式図である。
【符号の説明】
10  信号光用発光素子 11  第1信号光用発光素子 12  第2信号光用発光素子 20、21  ガイド光用発光素子 30、33  コリメータレンズ 31  信号光用コリメータレンズ 32  ガイド光用コリメータレンズ 41  光結合器 50  プリズムミラー

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  可視光の光軸合わせ用のガイド光を、
    信号光とほぼ同じ光路で平行に出射し、発光装置と受光
    装置の光軸を前記ガイド光を用いて合わせることを特徴
    とする光空間伝送方法。
  2. 【請求項2】  信号光を出力する発光素子と、前記発
    光素子に近接して位置し、可視光の光軸合わせ用のガイ
    ド光を出力する発光素子と、前記2つの発光素子からの
    光を平行光に変換する光学系とからなることを特徴とす
    る光空間伝送用発光装置。
  3. 【請求項3】  信号光を平行光に変換して出力する信
    号光発生部と、可視光の光軸合わせ用のガイド光を平行
    光に変換して出力するガイド光発生部と、前記2つの発
    生部からの光を重ね合わせてほぼ同一の平行光として出
    射する光学系とからなることを特徴とする光空間伝送用
    発光装置。
  4. 【請求項4】  信号光を出力する発光素子と、可視光
    の光軸合わせ用のガイド光を出力する発光素子と、前記
    2つの発光素子からの光を重ね合わせ、次に平行光に変
    換して出射する光学系とからなることを特徴とする光空
    間伝送用発光装置。
  5. 【請求項5】  信号光とガイド光の波長差によって生
    じる出射光分布の差を補正するために、前記2つの光を
    出力する2つの発光素子の光学上の相対的位置を波長差
    に合わせて変えたことを特徴とする請求項2または請求
    項4記載の光空間伝送用発光装置。
  6. 【請求項6】  可視光の光軸合わせ用のガイド光を選
    択的に出力断にできることを特徴とする請求項1記載の
    光空間伝送方法。
  7. 【請求項7】  可視光の光軸合わせ用のガイド光を選
    択的に出力断にできることを特徴とする請求項2、3、
    4または5記載の光空間伝送用発光装置。
JP3134842A 1991-06-06 1991-06-06 光空間伝送方法および光空間伝送用発光装置 Pending JPH04359212A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100386813B1 (ko) * 2000-09-07 2003-06-09 테라링크 커뮤니케이션스(주) 가시광을 이용한 광학계 정렬 기능을 갖는 자유공간광전송장치

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100386813B1 (ko) * 2000-09-07 2003-06-09 테라링크 커뮤니케이션스(주) 가시광을 이용한 광학계 정렬 기능을 갖는 자유공간광전송장치

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