JPH0799480A

JPH0799480A - 光空間伝送装置

Info

Publication number: JPH0799480A
Application number: JP5263607A
Authority: JP
Inventors: Masahisa Shinoda; 昌久篠田; Yasufumi Nishiwaki; 康文西脇; Kenjiro Kime; 健治朗木目; Toshihiro Hase; 智弘長谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-12-14
Filing date: 1993-10-21
Publication date: 1995-04-11
Anticipated expiration: 2014-02-17
Also published as: JP2857306B2

Abstract

(57)【要約】【目的】送受信器相互間の光軸のずれが大きくても、
光軸修正を行ない、伝送を可能にする。また、送受信器
への、ケーブルを用いた電力の供給を不要にする。【構成】光伝送装置における上記第１の送受信器（４
４）は、光源（４６）からの光ビームを出射させる手段
（４８、４９）と出射光ビームを偏向させる手段（５
０）とを備え、第２の送受信器（４５）は、第１の送受
信器からの光ビームを受光する手段（５３）と、受光手
段（５３）での検出結果に基づいて光源（５４）を駆動
する手段（６４、６５）とを備える。第１の送受信器
（４４）はさらに、第２の送受信器（４５）の光源から
出射された光ビームを検出する手段（４９、５６、５
７、５８）と、この検出手段での検出結果に基づいて、
必要なときに、上記偏向手段で上記出射光ビームを予め
設定されたパターンで走査させる手段（６１）とを備え
ている。また、送受信器に発電手段例えば太陽電池を設
け、これにより必要な電源の供給を行う。さらに、蓄電
池を備え、余剰電力を蓄える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光を空間に伝播させて情
報の伝送を行なうための光伝送装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より光学的手段により空間中で情報
信号の伝送を行なう光伝送装置が知られている。図３１
は実開平１−１３７６４４号公報に示された従来の光伝
送装置における光学系を示す図である。図において、第
１および第２の送受信器Ｔ１およびＴ２相互間で光ビー
ムによる情報の伝送が行なわれる。

【０００３】第１の送受信器Ｔ１においては、情報信号
成分を含んだ主発光部１からの出射光ビームが、レンズ
２、二つのビームスプリッタ３、４、二つのレンズ５、
６を順に通って、第２の送受信器Ｔ２に向けて放射され
る。レンズ７は、主発光部１から出射された光ビームの
方向とは逆方向に進む光ビームは、ビームスプリッタ３
で反射されてレンズ７を通り、受光部８で受光される。
副発光部９からの出射光ビームは、レンズ１０を通って
ビームスプリッタ４で反射されて、レンズ５、６を通っ
て放射される。

【０００４】第２の送受信器Ｔ２では、受信された光ビ
ームがレンズ１１、レンズ１２を通りビームスプリッタ
１３で反射されて、受光部１５で受光される。受光部１
５が発生する電気信号は、通信情報処理回路１８および
光軸ずれ検出回路１９に伝えられる。光軸ずれ検出回路
１９の出力は発光部駆動回路２０に伝えられる。

【０００５】一方発光部１６から出射された光はレンズ
１２、ビームスプリッタ１３、レンズ１２、１１を通っ
て放射され、第１の送受信器Ｔ１で受信される。この光
りは前述のように、レンズ６、５およびビームスプリッ
タ４を通り、ビームスプリッタ３で反射され、レンズ７
を通り、受光部８で受光される。

【０００６】先に述べたように、情報信号成分を含んだ
光ビームが主発光部１から出射され、レンズ５、６を経
て平行ビームとなって空間中に放射され、伝播される。
この光ビームは他方の送受信器Ｔ２のレンズ１１に入射
し、ビームスプリッタ１３で反射されて受光部１５で検
出され、通信情報処理回路１８によって情報信号に変換
される。一方、副発光部９の出射光ビームは発散光ビー
ムとして空間中に伝播される。この光ビームはレンズ１
１の入射面において主発光部１からの光ビームよりも充
分大きな光ビーム径を有する。この光ビームもレンズ１
１、１２、ビームスプリッタ１３、レンズ１４を介して
受光部１５で検出される。

【０００７】二つの送受信器Ｔ１、Ｔ２間に相対的な位
置ずれが発生したとしても、副発光部９からの光ビーム
径が充分大きいのでその一部が受光部１５で必ず検出さ
れる。そこで受光部１５からの信号に基づいて光ビーム
のずれ量を光軸ずれ検出回路１９で検出し、この情報信
号で発光部駆動回路２０を動作させて発光部１６から光
軸ずれの情報が送り返される。さらにこの信号は受光部
８で検出され、主発光部１の光軸調整が行われる。以上
の動作により、送受信器間に相対的な位置ずれが発生し
たとしても、直ちに光軸補正が行われ伝送が遮断される
ことが無い。

【０００８】光軸の補正方法は、例えば「１９９２年電
子情報通信学会春季大会予稿集・講演番号Ｂ−９１４」
に開示されている。図３２は従来の光伝送装置における
光軸補正の光学系を示すものである。図において、２１
は発光部の光源である半導体レーザ、２２はレンズ、２
３はビームスプリッタであり、これらはそれぞれ図３１
の反動対レーザ１、レンズ２、ビームスプリッタ３に対
応している。２４は可動ミラー、２５は可動レンズであ
り、レンズ２６は図３１のレンズ６に対応している。２
７は図３１の光検知器８に対応した光検知器であり、他
方の送受信器（図３１のＴ２）から送られてきた光ビー
ムを検出する。２８は光検知器２７に接続されたエラー
信号検出回路、２９はエラー信号検出回路２８に接続さ
れたコントロールドライバである。３０はコントロール
ドライバに接続されたアクチュエータであり、エラー信
号（光軸ずれ信号）に基づいて可動ミラー２４と可動レ
ンズ２５が動かされ光ビームの出射角度が補正される。

【０００９】また、光軸を補正するのではなく、光軸ず
れを起こした光ビームそのものの検出を可能とする検出
方法が開示されている。図３３は特開昭６３−９５７４
２号公報に示された光ビームの検出方法であり、上記公
報の第１図と第２図を合成したものである。３１は球状
レンズであり、図３１のレンズ１４に対応している。３
２はｎ個の小さな受光面に分割された光検知器である。
３３は光軸ずれをおこしていない光ビームを示し、ｍ番
目の受光面３２−ｍに入射している。３４は光軸ずれが
発生した光ビームを示し、ｎ番目の受光面３２−ｎに入
射しているものとする。３５と３６は各受光面の出力信
号が接続されたマルチプレクサであり、マルチプレクサ
３５、３６の出力はそれぞれ帯域通過フィルタ３７、３
８および増幅器３９、４０を経てレベル測定回路４１お
よび復調回路４３に供給される。レベル測定回路４１に
は制御回路４２が接続され、これらの間で信号の授受が
行なわれる。制御回路４２は、マルチプレクサ３５、３
６にも接続されている。

【００１０】制御回路４２はマルチプレクサ３５を制御
して受光面３２−１ないし３２−ｎからの出力信号を一
つずつ順次選択する。選択された信号は帯域通過フィル
タ３７でノイズが除去された後、増幅器３９を経てレベ
ル判定回路４１にて信号強度が測定される。制御回路４
２はｎ個の受光面からなる光検知器３２のうち、最大の
強度を出力する受光面を判別し、マルチプレクサ３６を
制御してこの受光面からの信号を後段の回路に伝達させ
る。そして復調回路４３により情報信号が抽出される。
以上のようにして、光軸ずれが発生しても複数の受光面
からの信号レベルを判別し、最大強度の受光面を選択す
ることで、常に最良の受信状態を保持できる。また、こ
のように受光面を細分化することは、太陽光などの不要
光の影響を少なくできる効果および周波数帯域を拡大で
きる効果を有している。

【００１１】従来の他の光伝送装置として、特公昭５６
−４５５４１号公報に示されたものがある。図３４をこ
の従来例を示すもので、同図において、３０１はテレビ
カメラであり、３０２は信号ケーブルを導くための支持
柱である。３０３は送信器であり、発光ダイオードなど
の光源と集光のための光学系を含んでいる。３０４は受
信器に設けられたレンズであり、３０５はレンズ３０４
の集光位置に設けられた光検知器である。３０６は光検
知器３０５に接続された増幅器であり、３０７は増幅器
３０６に接続されたビデオテープレコーダである。

【００１２】テレビカメラ３０１で撮影された映像信号
は、発光ダイオードなどの光源によって強度変調された
光ビームとして、送信器３０３から受信器に向かって空
間中に放射される。放射された光ビームは、レンズ３０
４で集光され光検知器３０５に入射して電気信号に変換
される。この電気信号は増幅器３０６で増幅され、ビデ
オテープレコーダ３０７で記録され、あるいは図示しな
い他の機器に信号が伝送される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】図３１ないし図３３を
参照して説明した従来例には、以下のような問題点があ
った。

【００１４】第１に、二つの送受信器間の相対的な光軸
ずれが大きく、送信器側の光ビームが受信器側に全く到
達していない場合には伝送不能になるという問題があ
る。即ち、図３１の構成において、副発光部からの出射
光ビーム径を大きくして光ビーム径の一部が必ず受信器
側に到達するようにしているが、出射光ビーム径を拡大
することによって光のエネルギー密度が減少し信号品質
の劣化を招くために、出射光ビーム径の拡大には限界が
あり、この限界以上の光軸ずれは許されないことにな
る。

【００１５】第２に、上記の従来例で用いられる光軸補
正機構は、例えば室内のような短距離間でしかも光軸ず
れが少ないような環境下で使用するには、必要以上に精
密でまた高価である。

【００１６】第３に、多数の小さな受光面を配設しその
うちの最大強度を出力する受光面を選択する方法では、
受光面が配設されている範囲内での光ビームの検出は可
能であるものの、大きな光軸ずれによって集光点が光検
知器外となった場合に伝送が不可能となっていた。

【００１７】第４に、双方向の伝送においては光学系内
の迷光によって、送信側の光ビームと受信側の光ビーム
とが混合して光検知器に入射することがある。これは、
信号品質の劣化を招き、この劣化を防止するためには光
学系の厳密な位置決めを必要としていた。

【００１８】第５に、光ビーム１本当たりに伝送できる
情報量は主に電気回路の周波数帯域による制限を受け、
上限があった。この対策として複数の光ビームによる伝
送で情報量を拡大することが考えられるが、光ビームの
混合による信号品質劣化が避けられず、高精度な光ビー
ム分離方式が望まれたいた。

【００１９】第６に、光ビームが例えば人や鳥類、遮蔽
物等の通過により遮断された場合には、遮断時間分の伝
送信号が欠落する。また光軸補正動作を行っている場合
には光軸ずれ信号も遮断されるので、再度信号を検出し
て補正状態に復帰するまでに時間を要したり、光軸ずれ
が大きい場合には復帰できない可能性もある。

【００２０】また、図３４を参照して説明した従来の光
伝送装置には、以下のような問題点があった。

【００２１】即ち、送信器の光源や受信器の増幅器を駆
動させるためには電源が不可欠である。すなわち、送信
器３０３の場合には、テレビカメラ３０１からの信号ケ
ーブルと一緒に電源ケーブルを引くことによって電源の
供給を受け、受信器における増幅器３０６の場合には、
ビデオテープレコーダ３０７への信号ケーブルと一緒に
電源ケーブルを引くことによって電源の供給を受けなけ
ればならなかった。

【００２２】このような場合、信号ケーブル中の映像信
号は近接する電源ケーブルからの電磁誘導雑音を受け、
信号品質の劣化を招くという問題があった。この問題は
またケーブルの距離が長くなるにつれて深刻なものとな
っていた。

【００２３】また、テレビカメラ３０１やビデオテープ
レコーダ３０７から電源の供給を受けられない場合に
は、他の電源供給が可能な機器や場所の近傍でしか使用
できないという問題点もあった。

【００２４】さらに、送信器と受信器以外に中継器を用
いて光伝送を行う場合には、中継器への電源供給手段を
確保しなければならないという問題があった。

【００２５】本発明は上記のような問題を解消するため
になされたもので、複数の送受信器間の光軸ずれが発生
し、送信器側の光ビームが受信側に到達しない場合に
も、受信側で検出可能となるようにし、光軸の修正を行
なえるようにすることを目的とする。

【００２６】本発明の他の目的は、送受信器を設置する
際に光軸の調整作業を容易にすることである。

【００２７】本発明の他の目的は、受信側で検出される
光ビームの光出力を安定にすることである。

【００２８】本発明の他の目的は、複数の送受信器間に
光軸のずれが発生したとしても安定に光ビームの検出が
行なえるようにすることである。

【００２９】本発明の他の目的は、断面形状が非等方な
光ビームにおいても、光ビームの短軸方向における光軸
のずれの許容値を大きくすることである。

【００３０】本発明の他の目的は、光軸のずれが発生し
たとしても、常に受信機側で所定の光検知器で検出でき
るようにすることである。

【００３１】本発明の他の目的は、複数の送受信器を用
いた異なる波長による双方向伝送において双方の光ビー
ムの分離を可能にすることである。

【００３２】本発明の他の目的は、同一波長の光源を用
いて同一方向に複数の光ビームで伝送することにより光
伝送装置による伝送量を拡大することである。

【００３３】本発明の他の目的は、複数の送受信器を用
いた異なる波長による双方向伝送において伝送量を拡大
することである。

【００３４】本発明の他の目的は、光ビームが遮断され
た場合に伝送が不能になるのを回避することである。

【００３５】本発明の他の目的は、周囲の機器や電源供
給源からのケーブルによる電源供給を不要にすることで
ある。

【００３６】本発明の他の目的は、発電手段による発電
がされない時も、例えば発電手段として太陽電池を用い
ている場合において夜間にも、光伝送装置の使用を可能
とするである。

【００３７】本発明の他の目的は、発電された電力と蓄
積された電力を比較し、使用する電力を判定したり、余
剰電力を蓄積することを判定したりすることである。

【００３８】本発明の他の目的は、中継器から放射され
た光ビームが自動的に受信器に入射するようにすること
である。

【００３９】本発明の他の目的は片方向伝送における受
信器において、周囲の機器や電源供給源からのケーブル
による電源供給を不要にすることである。

【００４０】本発明の他の目的は、ケーブルによる電源
供給を可能にするとともに受信側において電力の蓄積を
することを可能にすることである。

【００４１】本発明の他の目的は、伝送信号光と電源供
給光および他の迷光成分との光学的な分離を確実にする
ことである。

【００４２】本発明の他の目的は、電気信号に変換する
ことなく光信号のまま伝送することを可能にすることで
ある。

【００４３】本発明の他の目的は、中継器を経た信号の
品質を向上することである。

【００４４】本発明の他の目的は、光信号の品質を向上
することである。

【００４５】

【課題を解決するための手段】請求項１の光伝送装置
は、送信側に光ビームの偏向機構を設け、受信側に向か
って予め設定されたパターンで光ビームを走査するよう
にしたものである。

【００４６】請求項２の光伝送装置は、請求項１の装置
において、受信側の光ビーム検出手段で光軸のずれが所
定値以上であると判定されたときに上記走査を行なわせ
ることとしたものである。

【００４７】請求項３の光伝送装置は、請求項２の装置
において、上記受信側から光ビームを受信したことを示
す信号が送られてこないときに上記送信側のおいて、上
記光軸のずれが所定値以上であると判定するものであ
る。

【００４８】請求項４の光伝送装置は、請求項１ないし
４のいずれかの装置に置いて、上記走査中にも受信側で
光ビームを検出しないとき（即ち光ビームを受信したこ
とを示す信号が受信側から送信側に送られてこないと
き）には、より広い範囲をカバーするように走査を行な
うものである。

【００４９】請求項５の光伝送装置は、光軸のずれの程
度を送信側に設けられた表示手段にて表示するようにし
たものである。

【００５０】請求項６の光伝送装置は、上記表示手段と
して指示計器または音響発生器を用いたものである。

【００５１】請求項７の光伝送装置は、受信側で検出さ
れた光ビームの光出力を検出し、検出された光出力の情
報を送信側に伝送し、この情報に基づいて光源を駆動す
るようにしたものである。

【００５２】請求項８の光伝送装置は、光ビーム断面に
おける強度分布を均一化する手段を設け、光ビーム断面
よりも小さな受光面の光検知器で検出するようにしたも
のである。

【００５３】請求項９の光伝送装置は、強度分布の均一
化手段が、所定の透過率分布を有する光学フィルターに
より形成したものである。

【００５４】請求項１０の光伝送装置は、光学フィルタ
ーを発散光ビーム中に配置し、かつ光軸方向に移動可能
とすることにより強度分布を均一にするものである。

【００５５】請求項１１の光伝送装置は、非等方的な光
ビーム断面に対して、光ビームの断面よりも小さく、長
方形もしくは楕円形の受光面の光検知器を、その長軸方
向が光ビームの断面の短軸方向と一致するように配置し
たものである。

【００５６】請求項１２の光伝送装置は、受信側に伝送
信号を検出する光検知器と、その周囲に光ビームの光軸
ずれを検出する素子を配置し、光軸ずれが検出された場
合に、光軸を中央の光検知器に戻るよう補正するように
したものである。

【００５７】請求項１３の光伝送装置は、光ビームの光
軸ずれを検出する素子が多数の光検知器をマトリクス状
に配列したものである。

【００５８】請求項１４の光伝送装置は、光ビームの光
軸ずれを検出する素子を２次元の半導体位置検出素子と
したものである。

【００５９】請求項１５の光伝送装置は、異なる波長の
光源を用いた双方向伝送において、波長分離手段を備え
たものである。

【００６０】請求項１６の光伝送装置は、上記請求項１
５の装置において、波長分離手段がダイクロイックプリ
ズムで構成されたものを用い、一方の送受信器内のダイ
クロイックプリズムが、同じ送受信器内の光源からの光
ビームを透過させて外部に放射させる一方、他方の送受
信器からの光ビームを反射させて同じ送受信器内の受光
手段に導き、これに対し、上記他方の送受信器内のダイ
クロイックプリズムが、同じ送受信器内の光源からの光
ビームを反射させて外部に放射させる一方上記一方の送
受信器からの光ビームを透過させて同じ送受信器内の受
光手段に導くよう配置されているものである。

【００６１】請求項１７の光伝送装置は、送信側で同一
波長で同一方向に進み偏光方向が異なる複数の光ビーム
を合成して伝播させ、受信側に偏光方向に応じた光ビー
ムの分離手段を備えたものである。

【００６２】請求項１８の光伝送装置は、上記偏光方向
の異なる光ビームとして偏光方向が互いに直交する二つ
の光ビームを用いたものである。

【００６３】請求項１９の光伝送装置は、各送受信器毎
に光源波長を異ならせ双方向伝送可能な送受信器におい
て、送信器で同一波長で同一方向に進み偏光方向が異な
る二つの光ビームを合成して伝播させ、受信側に偏光方
向に応じて光ビームを分離するとともに、送信されてき
た光ビームと該受信側で発生された光ビームとを波長に
応じて分離する手段とを備えたものである。

【００６４】請求項２０の光伝送装置は、上記偏光方向
の異なる光ビームとして偏光方向が互いに直交する二つ
の光ビームを用いたものである。

【００６５】請求項２１の光伝送装置は、偏光方向と波
長の分離手段を干渉フィルター膜がつけられた検光子と
したものである。

【００６６】請求項２２の光伝送装置は、光ビームを二
つに分割して伝播させ、受信側でこの二つの光ビームを
個別に検出するようにしたものである。

【００６７】請求項２３の光伝送装置は、送信器と受信
器に加えて、中継器を備え、送信器から中継器を経由し
て受信器に伝送するようにしたものである。

【００６８】請求項２４の光伝送装置は、送信器と受信
器からなる光伝送装置、あるいは送信器および受信器か
らなる光伝送装置において、少なくともこれらの一部に
発電手段を備えたものである。

【００６９】請求項２５の光伝送装置は、送信器と受信
器からなる光伝送装置、あるいは送信器、中継器および
受信器からなる光伝送装置において、少なくともこれら
の一部に発電手段を備えたものである。

【００７０】請求項２６および請求項２８の光伝送装置
は、送信器、受信器もしくは中継器の少なくとも一つが
発電手段と電力保存手段例えば蓄電池を備えたものであ
る。請求項２７および請求項２９の光伝送装置は、電力
の大きさを判定する手段を備え、余剰の電力を蓄電池に
蓄えるようにしたものである。

【００７１】請求項３０の光伝送装置は、受信器へ入射
した光ビームの入射位置に基づいて、中継器における光
学素子の少なくとも一つの素子の位置を調整できるよう
にしたものである。

【００７２】請求項３１の光伝送装置は、送信器に受信
器への電源供給用の光源を備え、受信器には太陽電池を
設けたものである。

【００７３】請求項３２の光伝送装置は、送信器から信
号の伝送を行わないときにも、電源供給用の光源を発光
させるようにしたものである。

【００７４】請求項３３の光伝送装置は、送信器からの
信号伝送用の光源と電源供給用の光源を異なる波長と
し、信号伝送光を検出する光検知器の前にその波長成分
のみを透過させる光学フィルタを配置するようにしたも
のである。

【００７５】請求項３４の光伝送装置は、信号源と送信
器間もしくは受信器と信号再生器間での信号伝送を光学
的手段で行うようにしたものである。

【００７６】請求項３５の光伝送装置は、信号源と送信
器間もしくは受信器と信号再生器間での信号伝送または
中継器内での信号伝送を光学的手段で行うようにしたも
のである。

【００７７】請求項３６の光伝送装置は、信号源と送信
器間もしくは受信器と信号再生器間、あるいは中継器内
での信号伝送を光ファイバで行うようにしたものであ
る。

【００７８】請求項３７の光伝送装置は、中継器におい
て信号の増幅手段を備えたものである。

【００７９】請求項３８の光伝送装置は、中継器におい
て信号の電気的増幅手段を備えたものである。

【００８０】請求項３９の光伝送装置は、光学素子を伝
搬している光信号を光学的に増幅する手段を備えたもの
である。

【００８１】請求項４０の光伝送装置は、光ビームを受
光し増幅された光ビームを出射する光学素子手段を備え
たものである。

【００８２】

【作用】請求項１の光伝送装置においては、送信側から
出射される光ビームを走査するので、送受信器間に大き
な光軸ずれが発生していたとしても、走査中に受信器で
光ビームを検知でき、これに基づいて偏光方向の修正、
調節を行なうことができる。

【００８３】請求項２の光伝送装置においては、請求項
１の装置において、受信側の光ビーム検出手段で光軸の
ずれが所定値以上であると判定されたときに上記走査を
行なわせることとしたので、必要なときには走査が行な
われる一方、光軸のずれが所定値未満のときは、エラー
信号などに基づいて偏光機構を動作させ、光軸補正を行
なう。

【００８４】請求項３の光伝送装置は、請求項２の装置
において、上記受信側から光ビームを受信したことを示
す信号が送られてこないときに上記送信側のおいて、上
記光軸のずれが所定値以上であると判定することとした
ので、光ビームを送信したこと、受信側で受信をしない
ことなどを送信側、受信側相互間で別途通信し合わなく
ても、送信側のみにおいて光軸のずれが所定値以上であ
るとの判定を行なうことができる。

【００８５】請求項４の光伝送装置は、請求項１ないし
４のいずれかの装置に置いて、上記走査中にも受信側で
光ビームを検出しないとき（即ち光ビームを受信したこ
とを示す信号が受信側から送信側に送られてこないと
き）には、より広い範囲をカバーするように走査を行な
うこととしたので、光軸のずれが大きくて最初に述べた
走査の範囲に入らない場合にも、次の走査の範囲に入る
可能性がある。またこのような走査範囲の拡大を繰返す
ことにより走査の範囲が次第に広がり、いかに光軸のず
れが大きくてもいずれは走査範囲に入ることになり、光
軸修正が可能である。

【００８６】請求項５の光伝送装置においては、送受信
器を設置する際に、光軸のずれが表示されるので、光軸
のずれが容易に確認でき、光軸の調整作業が容易に行な
える。

【００８７】請求項６の光伝送装置においては、上記表
示手段として指示計器または音響発生器を用いたので、
指示計器の指針の動きなどあるいは音響発生器の音量、
音程等により光軸のずれを知ることができる。

【００８８】このようにして光軸のずれを知ることがで
きれば、送信側の出射光ビームの偏向手段により光ビー
ムの出射方向を調整し、これにより光軸のずれを補正す
ることができる。

【００８９】請求項７の光伝送装置においては、受信側
で検出された光ビームの光出力に基づいて送信側の光源
の光出力を調整するようにしたので、光が伝送される空
間の状態に拘らず、受信側で検出される光ビームの光出
力を一定値に保持される。

【００９０】請求項８の光伝送装置においては、光ビー
ムの断面強度分布が均一なので、光軸ずれによる検出信
号の劣化を受けにくくなり、光ビームの検出を安定に行
ない得る。

【００９１】請求項９の光伝送装置においては、透過率
が周辺にいくに従い徐々に増大するフィルターを設けた
ので、光源を備えた送信機側において光ビームの断面強
度分布を均一化できる。

【００９２】請求項１０の光伝送装置においては、光学
フィルターを発散光ビーム中に配置し、光軸方向中に移
動可能としたので、光源を備えた送信機側において光ビ
ームの断面強度分布を均一化できる。

【００９３】請求項１１の光伝送装置においては、断面
形状が非等方な光ビームにおいて、光ビームの断面より
も小さく、長方形もしくは楕円形の受光面の光検知器
を、その長軸方向が光ビーム断面の短軸方向と一致する
よう配置したので、光検知器の短軸方向の光軸ずれ許容
値が拡大される。

【００９４】請求項１２、１３および１４の光伝送装置
においては、受信器における光軸ずれが光軸検出素子に
より検出され、これに基づいて光軸が中央の伝送信号検
出用の光検知器に入射するように補正される。

【００９５】請求項１５の光伝送装置においては、波長
分離手段により、双方向に同一光路を伝播する異なる波
長の光ビームがその波長によって分離される。

【００９６】請求項１６の光伝送装置は、上記請求項１
５の装置において、波長分離手段がダイクロイックプリ
ズムで構成されたものを用い、一方の送受信器内のダイ
クロイックプリズムが、同じ送受信器内の光源からの光
ビームを透過させて外部に放射させる一方、他方の送受
信器からの光ビームを反射させて同じ送受信器内の受光
手段に導き、これに対し、上記他方の送受信器内のダイ
クロイックプリズムが、同じ送受信器内の光源からの光
ビームを反射させて外部に放射させる一方上記一方の送
受信器からの光ビームを透過させて同じ送受信器内の受
光手段に導くよう配置されているものであるので、光ビ
ームが確実に分離される。

【００９７】請求項１７の光伝送装置においては、同一
波長で同一方向に伝播する偏光方向が互いに異なる複数
の光ビームが、受信側でその偏光方向に応じて分離され
る。請求項１８の光伝送装置は、上記偏光方向の異なる
光ビームとして偏光方向が互いに直交する二つの光ビー
ムを用いているので、光ビームが確実に分離される。

【００９８】請求項１９の光伝送装置においては、各送
受信器毎に光源波長を異ならせ双方向伝送可能な送受信
器において、送信器で同一波長で同一方向に進み偏光方
向が異なる二つの光ビームを合成して伝播させ、受信側
に偏光方向に応じて光ビームが分離され、また送信され
てきた光ビームと受信側で発生された光ビームとは波長
に応じて分離される。

【００９９】請求項２０の光伝送装置においては、上記
偏光方向の異なる光ビームとして偏光方向が互いに直交
する二つの光ビームを用いているので、光ビームが確実
に分離される。

【０１００】請求項２１の光伝送装置においては、偏光
方向よる分離手段および波長による分離手段が、干渉フ
ィルター膜がコーティングされた検光子で構成されてお
り、これにより光ビームが分離される。

【０１０１】請求項２２の光伝送装置においては、伝送
光路を二系統としたので、一方の光ビームが遮断された
としても他方の光ビームにより伝送ができる。

【０１０２】請求項２３の光伝送装置においては、中継
器を設けて二系統による伝送を行なうので、一方の光路
系が遮断されたとしても他方の光路系により伝送ができ
る。請求項２４および請求項２５の光伝送装置において
は、発電手段、例えば太陽電池からの電力で光伝送装置
の一部もしくは全部を駆動することができる。

【０１０３】請求項２６および請求項２８の光伝送装置
においては、発電手段で得られた電力が電力保存手段例
えば蓄電池に蓄えられる。さらに光伝送装置を駆動する
電力が蓄電池から供給される。

【０１０４】請求項２７および請求項２９の光伝送装置
においては、発電手段で得られた電力と電力保存手段例
えば蓄電池に蓄えられた電力の大きさが判定され、光伝
送装置を駆動するための電力が選択される。さらに発電
手段に余剰電力が生じた場合には、電力保存手段への電
力供給が行われる。

【０１０５】請求項３０の光伝送装置においては、光学
素子の位置が調整できるので中継器から放射される光ビ
ームの方向が変えられ、光ビームが常に受信器の所定の
位置に入射される。

【０１０６】請求項３１の光伝送装置においては、送信
器から出射された光ビームから受信器を駆動するのに必
要な電力が供給される。

【０１０７】請求項３２の光伝送装置においては、信号
の伝送を行わないときにも、送信器の電源供給用の光源
を発光させるようにしたので、受信側に電力が蓄積され
る。請求項３３の光伝送装置においては、伝送信号光の
波長成分のみが光検知器で受光され、伝送信号光が検出
される。

【０１０８】請求項３４の光伝送装置においては、信号
源と送信器間もしくは受信器と信号再生器間での信号伝
送を光学的手段で行うようにしたので、これらの伝送路
において電気信号に変換することなく光信号の形態で伝
送が行なわれる。

【０１０９】請求項３５の光伝送装置においては、信号
源と送信器間もしくは受信器と信号再生器間での信号伝
送または中継器内での信号伝送を光学的手段で行うよう
にしたので、これらの伝送路において電気信号に変換す
ることなく光信号の形態で伝送が行なわれる。

【０１１０】請求項３６の光伝送装置においては、信号
源と送信器間もしくは受信器と信号再生器間、あるいは
中継器内での信号伝送が、光ファイバによって光信号の
形態で行われるので信号の伝送が確実に行なわれる。

【０１１１】請求項３７の光伝送装置においては、中継
器において信号成分が増幅され、信号の品質が向上す
る。

【０１１２】請求項３８の光伝送装置においては、中継
器において電気的な伝送信号成分が増幅され、電気的信
号の品質が向上する。

【０１１３】請求項３９の光伝送装置においては、光学
素子を伝搬している光信号が光学的に増幅され、光信号
の品質が向上する。

【０１１４】請求項４０の光伝送装置においては、光ビ
ームを受光した光学素子手段から増幅された光ビームが
出射され、伝送信号品質が向上する。

【０１１５】

【実施例】

第１の実施例以下、図１ないし図３を参照して、本発明の第１の実施
例を説明する。図１は第１の実施例の光伝送装置におけ
る光学系を示すものである。図において、４４と４５は
送受信器であり、送受信器４４はそのうちの送信に関す
る部分を、送受信器４５はそのうち受信に関する部分を
図示している。４６は半導体レーザなどの光源であり、
その出射光ビーム４７の経路上には、レンズ４８、ビー
ムスプリッタ４９、偏向機構５０が順に配設されてい
る。偏向機構５０は光ビーム４７を光軸と垂直な面内の
二方向に偏向する。偏向機構５０を出射した光ビーム４
７は空間中を伝播し、他方の送受信器４５に入射する。

【０１１６】送受信器４５では入射した光ビームの経路
上に、ビームスプリッタ５１、レンズ５２、受光素子５
３が順に配設されている。ビームスプリッタ５１の反射
方向には、半導体レーザなどの光源５４とレンズ５５が
配設されており、光源５４からの出射光ビームはレンズ
５５、ビームスプリッタ５１を経て、空間中を光ビーム
４７と同じ光路を反対向きに伝播する。ビームスプリッ
タ４９の反射方向には光源５４からの光ビームを入射す
る方向にレンズ５６と光検知器５７が順に配設されてい
る。

【０１１７】光検知器５７は検出回路５８に接続され、
検出回路５８の出力はレベル指示計器（インジケータ）
５９、光源駆動回路６０、偏向機構駆動回路６１に接続
されている。光源駆動回路６０は信号源６２からの送信
信号が入力される一方、光源４６に接続されており、偏
向機構駆動回路６１の出力は偏向機構５０に接続されて
いる。

【０１１８】受光素子５３は信号検出回路６３とエラー
信号検出回路６４に接続されている。エラー信号検出回
路６４の出力は光源駆動回路６５に接続され、光源駆動
回路６５の出力は光源５４に接続されている。

【０１１９】送受信器４４側において、信号源６２から
の送信信号に従って光源駆動回路６０が光源４６を駆動
し、空間中に光ビーム４７が出射される。光ビーム４７
は他方の送受信器４５に入射して受光素子５３で検出さ
れる。受光素子５３の出力は信号検出回路６３によって
送受信器４４から送られた送信信号が抽出される。また
受光素子５３は光ビーム４７の受光素子５３の受光面に
おける入射位置をも出力する。エラー信号検出回路６４
は光ビーム４７の所定の入射位置からのずれをエラー信
号として検出し、このエラー信号によって光源駆動回路
６５が光源５４を駆動する。光源５４からの光ビームは
送受信器４５から４４に伝播されて、光検知器５７に入
射される。検出回路５８はエラー信号成分を抽出し、レ
ベル指示計器５９は光ビーム４７の位置ずれの程度を表
示する。また、エラー信号に基づいて偏向機構駆動回路
６１が偏向機構５０を駆動し、光ビーム４７が常に受光
素子５３の所定の位置に入射するように光ビーム４７を
走査する。従って、光ビーム４７の光軸ずれが発生した
としても偏向機構による光軸の補正が行えるので、安定
した伝送が行える。

【０１２０】しかし、例えば電源を停止した状態から伝
送を開始する場合では、電源投入以前に例えば大きな光
軸ずれが発生し、このために光ビーム４７が送受信器４
５に入射しないようなことが起こりうる。そこで、本実
施例では光ビーム４７が検出されない場合に偏向機構５
０によって光ビーム４７の走査を行なう。図２は光ビー
ム４７の走査パターン図を示し、Ｏ点は送受信器４５の
位置、Ａ点は電源投入直後において送受信器４４からの
光ビーム４７の照射位置を示す。図２の状態では、光ビ
ーム４７の光軸ずれによってＡ点とＯ点とがずれている
ために、送受信器４５は光ビーム４７を検出できず、従
って送受信器４５から送受信器４４に向かってエラー信
号を送り返すこともできない。

【０１２１】次に光軸ずれの確認から、光軸ずれの補正
を完了するまでの過程を図３を参照して説明する。ま
ず、送受信器４４の光源４６を点灯させる（２０１）。
次に光軸ずれの有無の判断を行う（２０２）。光軸ずれ
の有無は、送受信器４５からエラー信号が戻ってくるか
否かで判断される。エラー信号が戻ってくればそのまま
光軸の補正動作を行い、情報が伝送される（２０３）。
しかし、所定の時間が経過してもエラー信号が戻ってこ
ない場合には、光軸ずれが発生していると判断される。
この場合、光ビーム４７がある所定の走査パターンに従
って走査される（２０４）。走査パターンは送受信器４
５に向かって、ある想定された光軸ずれ量だけ光ビーム
４７を平面的に走査させるように定められており、図２
では、まず開始点Ｓ点に光ビーム４７を移動させ、終了
点Ｅ点に向かって走査させる。この走査の途中で光ビー
ム４７が送受信器４５を通過したかどうかが判定される
（２０５）。送受信器４５の位置Ｏ点に出会えば、ここ
で光軸の補正動作が開始され、以後電源を停止するまで
自動的に補正が行われる（２０３）。もし、この走査で
送受信器４５の位置Ｏ点に出会わなければ、走査範囲よ
りも光軸ずれ量の方が大きいと判断され、さらに大きな
範囲で光ビーム４７を走査させるよう走査範囲の拡大が
なされる（２０６）。以後、光ビーム４７が送受信器４
５の位置Ｏ点を通過するまで、走査範囲を拡大しながら
この動作が反復される。このような走査によって最終的
に光ビーム４７が送受信器４５に到達し、直ちに光軸の
補正動作が開始され、同時に情報の伝送が行える。以後
電源を停止するまで自動的に補正が行われる。

【０１２２】なお、上記実施例では送受信器４４から光
ビームを出射してから所定時間内に、送受信器４５から
送受信器４４にエラー信号が送られてこないときに光軸
のずれが所定値以上であると判断して、光ビームの走査
を行なうこととしたが、エラー信号以外の信号であっ
て、送受信側で光ビームを受信したときにこの受信した
ことを示す信号を送受信器４５から送受信器４４に送る
こととしておき、この信号が上記所定時間内に送受信器
４４に送られてこないときに光軸のずれが所定値以上で
あるとの判断をすることとしても良い。

【０１２３】図２では平行線の折り返し走査としたが、
どのようなパターンであってもよい。以上のような図３
に示す動作は、偏向機構駆動回路６１によって行なわれ
る。また、図１のような送受信器４４、４５を伝送した
い場所に設置する場合、光ビーム４７を検出するように
送受信器４５の位置決め調整をするか、もしくは送受信
器４５に光ビーム４７が入射するように送受信器４４の
位置決め調整が必要である。後者の方法ではレベル指示
計器５９が光軸のずれの程度を表示するので、送受信器
４４側で調整の程度を知ることができ、調整作業を容易
に行える。

【０１２４】図１ではレベル指示計器として示したが、
例えば音響発生器例えばスピーカであってもよい。この
場合、光軸の調整の程度によって、音量の変化、音程の
変化、間欠音の間隔の変化等による音声手段にて調整の
程度を認識することができる。

【０１２５】また、光伝送装置では空気の清浄度、煙の
有無等により光ビームの伝達効率が変動する。本発明で
は、エラー信号検出回路６４にて光ビームの光出力変動
を合わせて検出し、この情報を光源５４を用いて送受信
器４４に伝送する。送受信器４４では、検出回路５８で
光出力に関する信号を検出し、光源４６を駆動回路６０
で駆動させ光源４６における光出力を調整することによ
って、受光素子５３で検出される光ビーム４７の光出力
を一定値に保持できる。

【０１２６】第２の実施例次に、図４ないし図７を参照して第２の実施例を説明す
る。この実施例の全体的構成は図１に示す第１の実施例
と同様である。しかし、以下の点で異なる。図４は図１
との相違部分のみを示す。図示のように、この実施例で
は、一方の送受信器４５内において、光学フィルター６
７が光源４６とレンズ４８の間に挿入されている。光学
フィルター６７は光軸方向に移動可能となっている。他
方の送受信器４６においては、集光レンズ５２（図１）
は設けられておらず、受信された光ビーム４７がビーム
スプリッタ５１を介してそのまま即ち、集光レンズを通
すことなく、受光素子６９で受光される。受光素子６９
は、図１の受光素子５３に対応するものであるが、その
受光面がレンズ４８を透過した光ビーム４７の径よりも
小さい。

【０１２７】図５は半導体レーザと光ビーム斜視図、図
６は半導体レーザ出射光ビームの断面強度分布図であ
る。一般に半導体レーザ４６の出射光ビーム４７は発散
状であり、しかもビームの断面形状（所定の強度の点を
結ぶ曲線が断面形状）が楕円的であり、また断面強度分
布は一様ではなく、図７（ａ）に示すように、光ビーム
の中央部で強く周辺部でなめらかに弱くなるガウス分布
となる特性を有している。

【０１２８】一方、光学フィルター６７としては、図７
（ｂ）に示す透過率分布を持つものが用いられる。この
分部は、半導体レーザ４６と同じ楕円率で、しかも透過
率が中央部で低く周辺部でなめらに弱くなるような分布
である。従って、この光学フィルター６７を透過した半
導体レーザ４６の光ビーム４７はほぼ一様な断面強度分
布を有する。受光素子６９はその受光面が、レンズ４８
を透過した光ビーム４７の径よりも小さいので、光ビー
ム４７の径と受光素子６９の受光面が重なる範囲内で光
軸ずれが発生したとしても光ビームの検出を安定に行な
うことができ支障なく伝送を行なうことできる。

【０１２９】また半導体レーザ４６の発散性は個々に異
なるので、光学フィルター６７を発散光ビーム中の光軸
方向に移動調整することによって、断面強度分布の均一
性を最適化することができる。

【０１３０】第３の実施例次に、図８を参照して、第３の実施例を説明する。この
実施例の全体的構成も図１と同様であり、異なる部分の
みを図８に示す。同図において、図４と同一の符号は同
一または対応する部材を示す。７１は送受信器４６内の
受光素子であり、光ビーム７０の径よりも小さい長方形
もしくは楕円形の受光面を有する。光ビーム７０の長軸
方向と受光素子７１の短軸方向が一致するように配設さ
れている。

【０１３１】光ビーム径に対して受光素子７１の形状が
小さければ、両方が重なる範囲内の光軸ずれが許容され
ることは第２の実施例で述べた。一般に市販されている
受光素子はその受光面が円形、正方形、長方形である。
しかし図５に示すように半導体レーザ６６の出射光ビー
ムの断面は楕円的である。受光素子７１として円形もし
くは正方形の受光面のものを用いた場合、図５に示すよ
うに長軸方向（ｙ軸）に比べて短軸方向（ｘ方向）の重
なり範囲が狭く、光軸ずれ許容値も小さくなる。本発明
では図８のように長方形もしくは楕円形の受光面を有す
る受光素子７１をその短軸方向が光ビーム７０の長軸方
向と一致するように配設されているので、光ビーム７０
がその短軸方向（ｘ方向）にずれても受光素子７１との
重なり範囲が広くなり、結果として光軸ずれの許容値が
拡大される。

【０１３２】第４の実施例次に、図９を参照して第４の実施例を説明する。この実
施例の全体的構成も第１の実施例と同様であり、相違す
る部分のみが図９に示されている。この部分は送受信器
４５の一部をなす受信部を示すものである。図におい
て、４７、５２、６３は図１と同じものである。７２は
図１の５３に対応する受光手段であり、中央に位置して
伝送信号を検出する光検知器７２ａと、その周囲にマト
リクス状に配置された多数の光軸ずれ検出用素子７２ｂ
とで構成されている。光検知器７２ａの出力は信号検出
回路６３に接続されている。光軸ずれ検出用素子７２ｂ
の各出力はそれぞれ検出回路７３に接続され、さらに検
出回路７３の出力は制御回路７４に接続されている。制
御回路７４の出力は偏向機構７６を駆動させるための偏
向機構駆動回路７５に接続されている。偏向機構７６は
本実施例では、レンズ５２を光軸と垂直でかつ互いに直
交する二つの方向に駆動するものであるが、他の方式の
ものであってもよい。

【０１３３】光ビーム４７に光軸ずれが発生した場合、
集光点は中央の光検知器７２ａの位置からずれて周囲に
配置された光軸ずれ検出用素子７２ｂのどれかに移動す
る。制御回路７４は各光軸ずれ検出用素子７２ｂからの
検出信号を取り込み、集光点がどの素子に移動したかを
判断する。さらに、制御回路７４は、集光点を中央の光
検知器７２ａの位置に戻すために必要な偏向機構７６の
補正量を求め、偏向機構駆動回路７５で偏向機構７６を
駆動する。なお、ここでは送受信器の受信部側に偏向機
構７６があるとして示したが、送信側にあってもよい。
この場合にはエラー信号を送信側に伝送しなければなら
ないが、これには図１に示す伝送方法を用いればよい。

【０１３４】図９に示すの受光手段の代りに、図１０に
示す受光手段を用いても良い。図１０において、７７ａ
は中央にあり伝送信号を検出する光検知器であり、その
周囲に二次元の半導体位置検出素子７７ｂが配設されて
いる。二次元の半導体位置検出素子は、受光面積が広く
光検知器７７ａの周囲を連続的にカバーしており、光ビ
ームを受光し、その受光位置を表わす座標データを出力
可能な素子である。光軸ずれによる集光点の移動は二次
元の半導体位置検出素子７７ｂによって検出され、中央
の光検知器７７ａに戻るように補正される。

【０１３５】第５の実施例次に、図１１を参照して第５の実施例を説明する。図１
１において、８３は一方の送受信器を示し、符号４８、
５０、５６、５７、６０〜６４は図１と同じものであ
る。８４は波長λ１の光源、８５はレンズ４８と偏向機
構５０の間に配設され、波長λ１を透過し波長λ２（λ
２≠λ１）を反射するダイクロイックプリズムである。
８６は他方の送受信器を示し、８７は波長λ２の光源で
ある。送受信器８６が送受信器８３と異なる点は、光源
８７とレンズ４８がダイクロイックプリズム８５の反射
側に配設され、レンズ５６と光検知器５７がダイクロイ
ックプリズム８５の透過側に配設されていることであ
り、その他の部分は同じである。

【０１３６】一方の送受信器８３内の光源８４からの波
長λ１の出射光ビーム８８はダイクロイックプリズム８
５を透過し、偏向機構５０により光軸を補正されて空間
中に放射され伝播される。この光ビーム８８は他方の送
受信器８６に入射し、ダイクロイックプリズム８５を透
過して光検知器５７で検出される。同様に、送受信器８
６内の光源８７からの波長λ２の出射光ビーム８９はダ
イクロイックプリズム８５で全反射され、偏向機構５０
により光軸を補正されて空間中に伝播される。この光ビ
ーム８９は他方の送受信器８３に入射し、ダイクロイッ
クプリズム８５で全反射され光検知器５７で検出され
る。回路系および光軸補正の動作は図１と同じである。

【０１３７】このように各送受信器８３、８６において
ダイクロイックプリズム８５は同じ送受信器８３、８６
内の光源からの光ビームと他方の送受信器８６、８３か
らの光ビームをその波長の相違に基づいて分離する。

【０１３８】第６の実施例次に、図１２を参照して第６の実施例を説明する。この
実施例の全体的構成は図１と同じである。図１２は相違
する部分のみを示す。４８ないし５１、５４ないし５７
は図１と同じものである。９０は一方の送受信器４４の
送信部を示し、９１はＰ偏光の光ビーム９２を出射する
光源、９３は光源９１と同じ波長でＳ偏光の光ビーム９
４を出射する光源であり、それぞれレンズ４８で平行光
ビームに変換される。９５は光ビーム９２を透過させ、
光ビーム９４を反射させて同一方向に進むように合成さ
せる偏光ビームスプリッタである。９６は他方の送受信
器４５の受信部を示し、９７は同一光路で入射してきた
Ｐ偏光の光ビーム９２を透過させ、Ｓ偏光の光ビーム９
４を反射させる偏光ビームスプリッタである。

【０１３９】一方の送受信器の送信部９０の光源９１か
らのＰ偏光の出射光ビーム９２は偏光ビームスプリッタ
９５を透過し、光源９３からのＳ偏光の出射光ビーム９
４は偏光ビームスプリッタ９５を反射し、両光ビームは
偏向機構５０により光軸を補正されて空間中に伝播され
る。これらの光ビーム９２、９４は他方の送受信器の受
信部９６に入射し、光ビーム９２は偏光ビームスプリッ
タ９７を透過して第１の光検知器５７で検出され、光ビ
ーム９４は偏光ビームスプリッタ９７を反射して第２の
光検知器５７で検出される。光源５４は光軸補正用のエ
ラー信号等を送受信器９０側に伝送するためのものであ
り、光源９１および９３と同じ波長であってもまたは異
なる波長であってもよい。

【０１４０】このように一方の送受信器では異なる光源
９１、９３からのＰ偏光とＳ偏光を合成し、他方の送受
信器ではＰ偏光とＳ偏光とを分離して異なる受光部５７
に入射させる。

【０１４１】このように偏光方向の異なる複数の光ビー
ムを用いて同一方向に複数の光ビームで伝送することと
しているので、伝送量の拡大を図ることができる。

【０１４２】なお上記実施例では受信部９６において、
二つの光ビーム９２と９４の分離に偏光ビームスプリッ
タ９７を用いたが以下のような構成としてもよい。すな
わち、偏光ビームスプリッタ９７は通常の無偏光ビーム
スプリッタとする。光ビーム９２を検出する第１の光検
知器５７の前面にはＰ偏光のみを透過させるように位置
決めされた検光子、光ビーム９４を検出する第２の光検
知器５７の前面にはＳ偏光のみを透過させるように位置
決めされた検光子を配設する。従って第１の光検知器５
７にはＰ偏光成分の光ビームしか検出されず、光源９１
の光ビーム９２が選択的に検出される。第２の光検知器
５７には同様にＳ偏光成分の光ビーム９４が選択的に検
出される。

【０１４３】第７の実施例次に、図１３を参照して第７の実施例を説明する。同図
において、４８、５０、５６、５７は図１と同じもので
あり、９７は図１２と同じものである。１０６は一方の
送受信器を示し、１０７は波長λ１でＰ偏光の光ビーム
１０８を出射する光源、１０９は光源１０７と同じ波長
λ１の光ビーム１１０を出射する光源であり、それぞれ
レンズ４８で平行光ビームに変換される。１１１は光ビ
ーム１０８を透過させ、光ビーム１１０を反射させて同
一方向に進むように合成させる偏光ビームスプリッタで
ある。１１２は偏光ビームスプリッタ１１１の出射方向
に配設され、波長λ１を透過させ、波長λ２（λ２≠λ
１）を反射させるダイクロイックプリズムである。１１
３は他方の送受信器を示し、１１４は波長λ２でＰ偏光
の光ビーム１１５を出射する光源、１１６は光源１１４
と同じ波長λ２の光ビーム１１７を出射する光源であ
り、それぞれレンズ４８で平行光ビームに変換される。
１１８は光ビーム１１５を透過させ、光ビーム１１７を
反射させて同一方向に進むように合成させる偏光ビーム
スプリッタである。１１９は偏光ビームスプリッタ１１
８の出射方向に配設され、波長λ２を透過させ、波長λ
１を反射させるダイクロイックプリズムである。基本的
に二つの送受信器１０６および１１３は、それぞれの送
受信器における送信光の波長が異なる点で違いがあり、
他の部分における構成と動作は同じである。

【０１４４】送受信器１０６の光源１０７からの波長λ
１でＰ偏光の出射光ビーム１０８は偏光ビームスプリッ
タ１１１を透過し、光源１０９からの波長λ１でＳ偏光
の出射光ビーム１１０は偏光ビームスプリッタ１１１で
反射し、両光ビームはダイクロイックプリズム１１２を
透過し、偏向機構５０により光軸を補正されて空間中に
伝播される。この光ビーム１０８および１１０は、送受
信器１１３に入射される。この二つの光ビーム１０８お
よび１１０は、ダイクロイックプリズム１１９で反射さ
れる。さらに、Ｐ偏光の光ビーム１０８は偏光ビームス
プリッタ９７を透過して第１の光検知器５７で検出さ
れ、同じくＳ偏光の光ビーム１１０は偏光ビームスプリ
ッタ９７で反射されて第２の光検知器５７で検出され
る。

【０１４５】一方送受信器１１３の光源１１４からの波
長λ２でＰ偏光の出射光ビーム１１５は偏光ビームスプ
リッタ１０８を透過し、光源１１６からの波長λ２でＳ
偏光の出射光ビーム１１７は偏光ビームスプリッタ１０
８で反射し、両光ビームはダイクロイックプリズム１１
９を透過し、偏向機構５０により光軸を補正されて空間
中に伝播される。この光ビーム１１５および１１７は、
送受信器１０６に入射される。この二つの光ビーム１１
５と１１７は、ダイクロイックプリズム１１２で反射さ
れる。さらに、Ｐ偏光の光ビーム１１５は偏光ビームス
プリッタ９７を透過して第１の光検知器５７で検出さ
れ、同じくＳ偏光の光ビーム１１７は偏光ビームスプリ
ッタ９７で反射されて第２の光検知器５７で検出され
る。

【０１４６】なお、上記実施例では送受信器１０６にお
いて、二つの光ビーム１０８と１１０の合成に偏光ビー
ムスプリッタ１１１を用いたが通常の無偏光ビームスプ
リッタとしてもよい。また、二つの光ビーム１１５と１
１７の分離に偏光ビームスプリッタ９７を用いたが、以
下のような構成としてもよい。すなわち、偏光ビームス
プリッタ９７は通常の無偏光ビームスプリッタとする。
光ビーム１１５を検出する第１の光検知器５７の前面に
はＰ偏光のみを透過させるように位置決めされた検光
子、光ビーム１１７を検出する第２の光検知器５７の前
面にはＳ偏光のみを透過させるように位置決めされた検
光子を配設する。従って第１の光検知器５７にはＰ偏光
成分の光ビームしか検出されず、光ビーム１１５が選択
的に検出される。第２の光検知器５７には同様にＳ偏光
成分の光ビーム１１７が選択的に検出される。以上のこ
とは他方の送受信器１１３についても同様である。

【０１４７】また、上記実施例では送受信器１０６にお
いて、波長λ１の光ビーム１０８および１１０と波長λ
２の光ビーム１１５および１１７との分離にダイクロイ
ックプリズム１１２を用いたが以下のような構成として
もよい。すなわち、ダイクロイックプリズム１１２は通
常のビームスプリッタとする。光ビーム１１５と１１７
をそれぞれ検出する第１および第２の光検知器５７の前
面には波長λ２のみを透過させる干渉フィルターを配設
する。これらの光検知器５７には波長λ２の光ビームが
選択的に検出される。以上のことは他方の送受信器１１
３についても同様である。

【０１４８】さらに、上記実施例において以下のような
構成としてもよい。すなわち送受信器１０６において、
偏光ビームスプリッタ９７と１１１およびダイクロイッ
クプリズム１１２を通常のビームスプリッタとする。光
ビーム１１５を検出する第１の光検知器５７の前面に
は、波長λ２でかつＰ偏光のみを透過させるように干渉
フィルター膜がコーティングされた検光子、光ビーム１
１７を検出する第２の光検知器５７の前面には、波長λ
２でかつＳ偏光のみを透過させるように干渉フィルター
膜がコーティングされた検光子を配設する。従って、第
１の光検知器５７には波長λ２でＰ偏光成分の光ビーム
しか検出されず、光ビーム１１５が選択的に検出され
る。第２の光検知器５７には同様に波長λ２でＳ偏光成
分の光ビーム１１７が選択的に検出される。以上のこと
は他方の送受信器１１３についても同様である。

【０１４９】さらに、三つ以上の異なる波長の光源を用
いてもよい。

【０１５０】第８の実施例次に、図１４を参照して第８の実施例を説明する。同図
において、４６ないし５７は図１と同じものである。１
２０は一方の送受信器を示し、１２１は偏向機構５０の
出射側に配設されたビームスプリッタである。ビームス
プリッタ１２１の反射方向には反射ミラー１２２が配設
されている。１２３は他方の送受信器であり、ビームス
プリッタ５１はビームスプリッタ１２１の透過光ビーム
４７ａを入射するように配設されている。１２５は反射
ミラー１２２からの光ビーム４７ｂを入射するように配
設されているビームスプリッタである。ビームスプリッ
タ１２５の透過方向もしくは反射方向にはレンズ５２と
光検知器５３が順に配設されており、他の方向にはレン
ズ５５と光源５４が順に配設されている。

【０１５１】光源４６からの出射光ビーム４７は偏向機
構５０により光軸を補正されたのち、ビームスプリッタ
１２１に入射する。ビームスプリッタ１２１の透過光ビ
ーム４７ａは空間中に伝播され、反射光ビーム４７ｂは
反射ミラー１２２にて反射されて、上記透過光ビーム４
７ａと平行に空間中に伝播される。透過光ビーム４７ａ
は他方の送受信器１２３のビームスプリッタ５１に入射
し、第１の光検知器５３で検出される。一方反射光ビー
ム４７ｂはビームスプリッタ１２５に入射し、第２の光
検知器５３で検出される。同様に、光源５４からの光ビ
ーム１２６も二つのビームスプリッタ５１と１２５から
出射され、他方の送受信器１２１の光検知器５７で検出
される。

【０１５２】このように、光ビームが二つの異なる光路
で同時に伝播されるので、一方の光路が遮断されても他
方の光路による伝送が行える。

【０１５３】第９の実施例次に、図１５を参照して第９の実施例を説明する。同図
において、１２７は二方向への送信が可能な送受信器、
１２８は二方向からの受信が可能な送受信器、１２９は
一方向の受信および一方向の送信が可能な中継器であ
る。送受信器１２７は送受信器１２８および中継器１２
９に向かっての伝送が可能であり、中継器１２９は送受
信器１２８に向かっての伝送が可能である。

【０１５４】送受信器１２７から送受信器１２８および
中継器１２９に向けて、同一の信号を乗せた光ビームが
同時に伝送される。さらに中継器１２９は送受信器１２
７からの光ビームをそのまま送受信器１２８に向けて伝
送する。送受信器１２８は送受信器１２７および中継器
１２９からの伝送を同時に受信する。

【０１５５】こうのように構成する結果、送受信器１２
７からの直接の伝送が不通の場合にも、中継器１２９か
らの伝送にて送受信器１２７からの光ビームを受け取る
ことができる。

【０１５６】なお、上記の実施例では、送受信器１２７
が二方向への送信が可能で、送受信器１２８が二方向か
らの受信が可能で、中継器１２９が一方向の受信および
送信が可能であったが、送受信器１２７として三方向以
上の送信が可能なものを用い、送受信器１２８として三
方向以上の受信が可能なものを用い、中継器（１２９と
同様のもの）を二以上設け、送受信器１２７の発生する
光ビームの内一つは直接送受信器１２８に伝送し、他の
光ビームをそれぞれ中継器を介して伝送することとして
もよい。

【０１５７】第１０の実施例以下、図１６ないし図２３を参照して第１０の実施例を
説明する。図１６は本発明の第１０の実施例による光伝
送装置の全体的構成を示すブロック図である。同図にお
いて、３０８は第１の送受信器、３０９は中継器、３１
０は第２の送受信器である。

【０１５８】図１７は第１の送受信器３０８の詳細を示
すブロック図である。同図において、３１１は伝送すべ
き信号の信号源であり、例えばテレビカメラ、ＶＴＲな
どの映像信号源や、計算機、パーソナルコンピュータな
どのコードデータ信号源といった種々の信号源であって
よい。３１２は信号源３１１から第１の送受信器３０８
へ信号源３１１からの信号を伝送するためのケーブルで
あり、例えば電線であっても光ファイバであってもよ
い。ケーブル３１２は光源駆動回路３１３に接続され、
光源駆動回路３１３は発光ダイオードやレーザダイオー
ド等の光源３１４に接続されている。光源３１４の出射
方向にはコリメータレンズ３１５、ビームスプリッタ３
１６、リレーレンズ３１７、３１８が順に配設されてい
る。ビームスプリッタ３１６の反射方向には収束レンズ
３１９、光検知器３２０が順に配設されている。光検知
器３２０の出力信号は検出回路３２１に接続され、検出
回路３２１の一方の出力信号はケーブル３２２を介して
第１の送受信器３０８の外部にある信号再生器３２３に
接続されている。検出回路３２１の他方の出力信号は偏
向機構駆動回路３２４に接続されており、偏向機構駆動
回路３２４の出力信号は一方のリレーレンズ３１７に設
けられた偏向機構３２５に接続されている。偏向機構３
２５はリレーレンズ３１７を光軸と垂直な面内の直交す
る二方向に変位させることができる。３２６は太陽電池
であり、太陽光や照明光からの光線Ｓを受けるように向
けられている。なお、ここでは３２６を太陽電池とした
が他の発電手段であっても差し支えない。３２７は太陽
電池３２６に接続された判定回路であり、蓄電池３２８
と相互に接続されている。判定回路３２７からの出力
は、第１の送受信器３０８内において電源を必要とする
回路系や駆動機構に接続されている。ただし、図面では
簡単のために光源駆動回路３１３との接続のみが示され
ている。

【０１５９】図１８は中継器３０９の詳細を示すブロッ
ク図である。同図において、３２９は第１の送受信器３
０８から放射された光ビームを透過および反射させるた
めのビームスプリッタである。ビームスプリッタ３２９
の透過方向には、収束レンズ３３０と光検知器３３１が
順に配設されており、一方反射方向にはコリメータレン
ズ３３２と光源３３３が順に配設されている。光検知器
３３１の出力信号は検出回路３３４に接続されており、
検出回路３３４の一方の出力信号は、エラー信号検出回
路３３５に接続されている。エラー信号検出回路３３５
の出力信号は光源駆動回路３３６に接続されており、光
源駆動回路３３６の後段には光源３３３が接続されてい
る。検出回路３３４の他方の出力信号は、光源駆動回路
３３７に接続されており、光源駆動回路３３７の後段に
光源３３８が接続されている。光源３３８の出射方向に
はコリメータレンズ３３９、ビームスプリッタ３４０、
リレーレンズ３４１、３４２が順に配設されている。ビ
ームスプリッタ３４０の反射方向には収束レンズ３４
３、光検知器３４４が順に配設されている。光検知器３
４４の出力信号はエラー信号検出回路３４５に接続さ
れ、エラー信号検出回路３４５の出力信号は偏向機構駆
動回路３４６に接続されており、偏向機構駆動回路３４
６の後段には一方のリレーレンズ３４１に設けられた偏
向機構３４７に接続されている。偏向機構３４７は第１
の送受信器３０８内の偏光機構３２５と同様にリレーレ
ンズ３４１を光軸と垂直な面内の直交する二方向に変位
させることができる。また、中継器３０９に設けられた
太陽電池３２６、判定回路３２７、蓄電池３２８は第１
の送受信器３０８に設けられたものと同じものである。
ただし、図示を簡単にするため、検出回路３３４との接
続のみが示されている。

【０１６０】図１９は第２の送受信器３１０の詳細を示
すブロック図である。同図において、３４８は中継器３
０９から放射された光ビームを透過および反射させるた
めのビームスプリッタである。ビームスプリッタ３４８
の透過方向には、収束レンズ３４９と光検知器３５０が
順に配設されており、一方反射方向にはコリメータレン
ズ３５１と光源３５２が順に配設されている。光検知器
３５０の出力信号は検出回路３５３に接続されており、
検出回路３５３の一方の出力信号は、エラー信号検出回
路３５４に接続されている。エラー信号検出回路３５４
の出力信号は光源駆動回路３５５に接続されており、光
源駆動回路３５５の後段には光源３５２が接続されてい
る。検出回路３５３の他方の出力信号はケーブル３５６
を介して、第２の送受信器３１０の外部にある信号再生
器３５７に接続されている。信号再生器３５７は伝送さ
れた信号を再生や加工したりするものであり、例えばテ
レビモニタやＶＴＲ、パーソナルコンピュータといった
ものであってよい。３５８は第２の送受信器３１０の外
部にある信号源であり、ケーブル３５９を介して光源駆
動回路３５５に接続されている。また、第２の送受信器
３１０に設けられた太陽電池３２６、判定回路３２７、
蓄電池３２８は第１の送受信器３０８に設けられたもの
と同じものである。ただし、図示を簡単にするため、検
出回路３５３との接続のみが示されている。

【０１６１】まず第１の送受信器３０８から第２の送受
信器３１０へ信号の伝送を行なう場合の動作を説明す
る。信号源３１１からの伝送すべき信号はケーブル３１
２によって第１の送受信器３０８の光源駆動回路３１３
に伝送される。光源駆動回路３１３は伝送信号に基づい
て光源３１４を駆動し、光源３１４は光信号として光ビ
ームを放射する。なお伝送信号の形態はアナログであっ
てもディジタルであってもよく、また必要に応じて変調
がかけられる。光ビームはビームスプリッタ３１６とリ
レーレンズ３１７、３１８を経て、中継器３０９へ向け
て伝搬される。

【０１６２】中継器３０９では、第１の送受信器３０８
から放射された光ビームを光検知器３３１で受光し、さ
らに検出回路３３４で伝送信号を検出する。さらに一方
で検出回路３３４からの信号はエラー信号検出回路３３
５に送られ、光検知器３３１における光ビームの入射位
置を示す信号（エラー信号）が検出される。このエラー
信号は光ビームを常に光検知器３３１の所定の位置に入
射させるようにするためのものである。もし、第１の送
受信器３０８と中継器３０９との間に相対的な位置ずれ
が生じたような場合には、光ビームによる伝送が行え
ず、信号が遮断されるといった事態が起こる。そこで中
継器３０９から第１の送受信器３０８に向けてこのエラ
ー信号を送り返す。これは中継器３０９にある光源駆動
回路３３６がエラー信号に基づいて光源３３３を駆動さ
せ、光源３３３は光ビームを第１の送受信器３０８に向
けて放射する。

【０１６３】この光ビームは第１の送受信器３０８にあ
る光検知器３２０によって受光され、検出回路３２１で
エラー信号成分が検出される。このエラー信号成分は偏
向機構駆動回路３２４において、リレーレンズ３１７に
設けられた駆動機構３２５を動作させる信号に変換され
る。駆動機構３２５はエラー信号に従って、リレーレン
ズ３１７を光軸と垂直な面内の直交する二方向に変位さ
せる。駆動機構３２５の方式としては例えば、コイルと
磁石による電磁力を用いるものなどが挙げられる。これ
によって常に中継器３０９の光検知器３３１面において
所定の位置に入射するように、第１の送受信器３０８か
ら放射される光ビームの方向が変えられる。このように
して伝送中に第１の送受信器３０８と中継器３０９の間
に位置ずれが生じたとしても、随時光ビームの放射方向
が補正されるため伝送が遮断されることはなくなる。ま
た、このような補正機構によって、第１の送受信器３０
８や中継器３０９が放送中継車のような移動体上にあっ
ても信号を伝送することが可能となる。しかし伝送中に
位置ずれが発生する場合のほかに、伝送開始以前に大き
な位置ずれがあって、第１の送受信器３０８から放射さ
れた光ビームが全く中継器３０９に到達しないような場
合も考えられる。このような場合には第１の送受信器３
０８から放射される光ビームを、中継器３０９の方向に
向かってあらかじめ決められたパターンで走査させ、中
継器３０９でこの走査中の光ビームを検出できたら、先
に述べたエラー信号を用いて補正動作を行うようなこと
を行えばよい。このような補正は上記実施例に関連して
説明した方法により行なえる。中継器３０９の検出回路
３３４で検出された伝送信号はまた、光源駆動回路３３
７および光源３３８によって再び光ビームに変換され、
第２の送受信器３１０に向かって放射される。中継器３
０９からの放射の方法、第２の送受信器３１０における
光ビームおよび信号成分の検出方法、第２の送受信器３
１０から中継器３０９に向けてのエラー信号の伝送方法
は先に述べたのと同じである。さらに中継器３０９と第
２の送受信器３１０の位置ずれによる光ビームの補正方
法もリレーレンズ３４１と駆動機構３４７によって同様
に行われる。

【０１６４】第２の送受信器３１０で検出された伝送信
号はケーブル３５６を介して外部にある信号再生器３５
７に送られ、映像や音声あるいはコードデータ信号とい
った形態となって再生される。太陽電池３２６は太陽光
や周囲の照明光の照射によって電力を発生する。判定回
路３２７は太陽電池３２６で発生した電力を、電源を必
要とする電気回路系や駆動機構類に供給する。また、非
伝送時には太陽電池３２６で発生した電力を蓄電池３２
８で蓄えるようにする。さらに、夜間時のように太陽電
池３２６での発生電力が小さい場合には、蓄電池３２８
から電力を供給させるようにする。このように第１の送
受信器３０８、中継器３０９、第２の送受信器３１０が
発電手段を有することは、外部からの電源供給を不要に
できることとなり、光伝送装置にとっては有効なことと
なる。特に中継器３０９の場合では、完全なケーブルレ
スを実現でき、設置性に極めて優れたものとなる。

【０１６５】なお、第１の送受信器３０８から中継器３
０９を経て第２の送受信器３１０に信号を片方向伝送す
る場合について説明したが、双方向伝送を行なうことも
できる。即ち、第２の送受信器３１０の外部に信号源３
５８を設け、ケーブル３５９を介して光源駆動回路３５
５に信号を伝送させる。光源３５２は中継器３０９から
放射された光ビームの第２の送受信器３１０におけるエ
ラー信号成分に加えて、信号源３５８からの信号を重畳
して光ビームを中継器３０９に向けて放射する。この光
ビームは光検知器３４４で検出され、光源駆動回路３３
６に、伝えられる。光源３３３はエラー信号検出回路３
３５からのエラー信号成分に、光検知器３４４からの信
号を重畳して光ビームを第１の送受信器３０８に向けて
放射する。この光ビームは第１の送受信器３０８の検出
回路３２１で検出された後、ケーブル３２２を介して外
部にある信号再生器３２３へ伝送される。

【０１６６】また上記実施例では中継器３０９を用い
た。中継器３０９を用いれば、第１の送受信器３０８と
第２の送受信器３１０とを結ぶ直線上に障害物がある場
合にも、中継器３０９を上記直線から離れた位置に配置
することにより、伝送が可能になる。

【０１６７】また上記実施例の中継器３０９において、
第１の送受信器３０８から伝搬してきた光ビームは大気
中での減衰を受け、信号成分が微弱となっている場合が
ある。そこでこの伝送信号を中継器９内で増幅させた後
に、第２の送受信器３１０に向けて伝送させることで、
信号の品質を保持または向上させることができる。

【０１６８】なお、第１および第２の送受信器３０８、
３１０を結ぶ直線上に障害物がなく、また第１および第
２の送受信器３０８、３１０間の距離が十分短ければ、
中継器３０９を省略することができる。

【０１６９】また、上記実施例の中継器３０９は第１の
送受信器３０８と第２の送受信器３１０間で信号を中継
するだけでなく、中継器３０９に信号源や信号再生器を
接続し、中継器３０９の地点で新たな信号の入出力を行
うこととしてもよい。

【０１７０】図１６ないし図１９に示した光伝送装置の
動作をさらに明確にするため、実際の使用例を示して説
明する。図２０は本実施例の光伝送装置の野外音楽ステ
ージ会場における設置図である。図において、３６０は
ステージである。３６１はステージ３６０の様子を撮影
するテレビカメラであり、図１６の信号源３１１に相当
する。３６２はテレビカメラ３６１に接続された２台の
送信器であり、図１６の符号３０８に対応する。３６３
は送信器３６２に接続された太陽電池であり、図１６の
符号３２６に対応する。３６４は２台の送信器３６２が
放射した光ビームをそれぞれ受光する方向に配置された
２台の受信器であり、太陽電池３６３を備えている。３
６５は受信器に接続されたモニタスクリーンであり、３
６６はスピーカである。モニタスクリーン３６５および
スピーカ３６６は図１６の信号再生器３５７に相当す
る。野外音楽ステージ会場の規模は場所によって様々で
あるが、例えばステージ３６０からモニタスクリーン３
６５が設置されている距離は百メートル程度である。

【０１７１】テレビカメラ３６１はステージ３６０の様
子を撮影し、この信号が送信器３６２から受信器３６４
まで約百メートルを空間的に伝送され、モニタスクリー
ン３６５に映像が映し出され、そしてスピーカ３６６に
音声が流される。送信器３６２および受信器３６４の電
源はそれぞれに設けられた太陽電池３６３から供給され
る。従って送信器３６２および受信器３６４の電源を供
給するためケーブルを引く必要がなく、送信器３６２お
よび受信器３６４の設置が極めて容易になる。特にこの
ような野外での映像音響装置はイベントに合わせて仮設
されることが多く、太陽電池を備えた光伝送装置は移動
性、仮設性に適している。また夜間時の使用において
は、昼間に太陽電池によって発生した電力を蓄電池に蓄
えておき、この電力を使えばよい。他の方法として、太
陽電池を照明器具の近傍に設置することもできる。

【０１７２】図２１は本実施例の他の使用例として、野
球場に設置した場合を示す。図において、３６７は野球
場であり、３６８は野球場内の各種情報を取り扱うコン
トロールセンタ、３６９はバックスクリーンである。バ
ックスクリーン３６９には大型ディスプレイ３７０、ス
コアボード３７１、メンバボード３７２のほか、受信器
３７３が一体化されている。３７４は野球場内の数箇所
に設置されたテレビカメラであり、それぞれ送信器と発
電手段を備えている。３７５は同じく数箇所に設置され
たテレビモニタであり、それぞれ受信器と発電手段を備
えている。各テレビカメラ３７４の送信器は図示の実線
のようにコントロールセンタ３６８に向けて光伝送でき
るように設置されており、各テレビモニタ３７５の受信
器は図示の実線のようにコントロールセンタ３６８から
の伝送光を受光できるように設置されている。またバッ
クスクリーン３６９にある受信器３７３は、コントロー
ルセンタ３６８からの光伝送を受光できるように設置さ
れている。コントロールセンタ３６８から各テレビカメ
ラ３７４および各テレビモニタ３７５までの距離は数十
メートルから百メートル程度である。

【０１７３】図２２はコントロールセンタ３６８とテレ
ビカメラ３７４およびテレビモニタ３７５間の情報経路
のブロック構成図である。３７６はコントロールセンタ
３６８内に設置され、送信と受信の機能を備えた光伝送
装置である。各テレビカメラ３７４は試合の模様や選手
の様子を撮影するだけでなく、観客の様子や野球場内の
監視用として使われ、送信器を介してコントロールセン
タ３６８へ映像信号が伝送される。コントロールセンタ
３６８の光伝送装置３７６で受光された信号は、分配器
３７７で各テレビカメラ３７４からの信号に分離され、
それぞれの映像信号がテレビモニタ３７８に映し出され
る。各テレビモニタ３７８の信号はテレビモニタセレク
タ３７９に接続されている。テレビモニタセレクタ３７
９は、例えば大型ディスプレイ３７０に映すべき映像信
号を選択する。３８０はテレビ放送受信器、３８１はレ
ーザディスク、３８２はコンピュータであり、テレビモ
ニタセレクタ３７９とともに混合器３８３に接続されて
いる。またこれらは図１６の信号源３１１に対応するも
のである。テレビ放送受信器３８０やレーザディスク３
８１は、観客への情報提供や試合開始前の娯楽用として
使用される。コンピュータ３８２は、スコアボード３７
１への点数の入力、メンバボード３７２への選手名の入
力、その他種々の情報の提供とこれらの情報経路の制御
用として使用される。各信号は混合器３８３で混合さ
れ、光伝送装置３７６から各テレビモニタ３７５の受信
器に向けて伝送される。テレビモニタ３７５では伝送さ
れてきた混合信号が各映像信号に分配され、それぞれの
場所で映すべき信号が選択された上でテレビモニタに映
し出される。映すべき信号の選択はコンピュータ３８２
の信号によって行われる。

【０１７４】また、図２１において各テレビモニタ３７
５は全てコントロールセンタ３６８から伝送を受けるよ
うにしたが、図示の破線で示すようにテレビモニタ３７
５で順に中継してもよい。

【０１７５】なお、野球場ではなく、サッカー場や他の
各種競技場、展覧会場等にも同様に用いる場合にも同様
の構成を採用してもよい。

【０１７６】図２３は上記第１０の実施例の光伝送装置
を競艇場において使用する場合の配置を示すものであ
る。図において、符号３６８ないし３７０、３７３、３
７４は図２１と同じものである。３８４は競艇場のプー
ルであり、３８５はボートである。３８６はバックスク
リーン３６９にあって着順等を表示するボードである。
コントロールセンタ３６８から各テレビカメラ３７４お
よびバックスクリーン３６９までの距離は数十メートル
から百メートル程度である。野球場と同じように、各テ
レビカメラ３７４はレースの様子を撮影したり競艇場内
の監視用として使用され、映像信号はコントロールセン
タ３６８へ伝送される。コントロールセンタ３６８から
は、バックスクリーン３６９の大型ディスプレイ３７０
や表示ボード３８６に映すべき信号が編集されて伝送さ
れる。既存の競艇場において新たに情報経路を構築しよ
うとする場合、従来の電線による方法では、プール３８
４の下やもしくはプール３８４を迂回して電線の布線工
事を行わなければならず、このために多額の工事費を必
要としていた。これに対して、光による伝送方式では、
機器を設置するだけで簡単に情報経路を開通できるとい
う大きな利点がある。第１１の実施例次に、図２４を参照して第１１の実施例を説明する。こ
の実施例は概して第１０の実施例において、中継器を設
けない構成と同じであるが、以下の点で相違する。図２
４には、第１０の実施例との相違点のみが示されてい
る。図２４の送信器３０８において、３１４は信号を伝
送するための第１の光源であり、３１３は光源を駆動す
る電気回路、３１８は第１の光ビーム４３４を放射する
ための第１の光学系である。４３５は第１の光源３１４
と同じ波長もしくは異なる波長の第２の光源であり、第
２の光学系４３６によって第２の光ビーム４３７が第１
の光ビームと平行に放射される。４４４は第２の光源４
３２を駆動するための電気回路である。また、受信器３
１０において、３５０は第１の光ビーム４３４を受光す
るように配設された光検知器であり、その出力は検出回
路３５３に接続されている。４４０は第１の光源３１８
の波長成分のみを透過させる光学フィルタであり、光検
知器３５０の前面に配設されている。４４１は第２の光
ビーム４３７を受光するように配設された太陽電池であ
り、その出力は受信器３１０内の各電気回路部および受
信器３１０に接続された信号再生器３５７や信号源３５
８（図１９）などに供給される。

【０１７７】第１の光源３１４および光学系３１８から
放射された第１の光ビーム４３４が光検知器３５０で受
光されて信号の伝送が行われることについては、第１０
の実施例と同じである。第２の光源４３５は光ビーム４
３７によって受信器３１０へ電力を供給するために設け
られたものであり、第１の光源４３２よりも光出力の高
い、一定値で駆動される。光ビーム４３７は受信器３１
０の太陽電池４４１で受光され、これによって得られた
電力が受光器３１０およびこれに接続された信号再生器
３５７や信号源３５８に供給される。光学フィルタ４４
０は、第２の光源４３５からの光ビーム４３７や他の迷
光成分が光検知器３５０に入射して、伝送された信号の
品質を劣化させることを防ぐために設けられている。

【０１７８】なお、図２４では二つの光ビーム４３４と
４３７をそれぞれ異なる光学系３１８および４３６から
放射するように構成したが、同一の光学系から放射する
ようにしてもよい。

【０１７９】第１２の実施例次に、図２５を参照して第１２の実施例を説明する。こ
の実施例の全体的構成は図１６ないし図１９と同様であ
る。図２５には相違する部分のみを示す。即ちこの実施
例は、中継器３８７の構成が異なる。その他の点は図１
６ないし図１９と同様である。図において、符号３２６
ないし３２８、３３０、３４０、３４３ないし３４６は
図１６と同じものである。収束レンズ３３０の集光点に
は光ファイバ３８８の一端が位置決めされて配設されて
おり、光ファイバ３８８の他端側にはコリメータレンズ
３８９が配設されている。また、偏向機構３９０が光フ
ァイバ３８８のコリメータレンズ３８９側に近接配置さ
れている。偏向機構３９０は光ファイバ３８８を光軸と
垂直な面内の直交する二方向に変位させることができ
る。エラー信号検出回路３４５の出力信号は偏向機構駆
動回路３４６に入力され、偏向機構駆動回路３４６の後
段には偏向機構３９０がある。判定回路３２７はエラー
信号検出回路３４５と偏向機構駆動回路３４６に接続さ
れている。

【０１８０】図示しない送信器から放射された光ビーム
は、中継器３８７の収束レンズ３３０を経て光ファイバ
３８８に入射する。この光ビームはそのまま光ファイバ
３８８の出射端より出射し、コリメータレンズ３８９と
ビームスプリッタ３４０を経て、中継器３８７から図示
しない受信器に向けて放射される。一方、逆に上記受信
器から中継器３８７に向けて放射された光ビームは図１
６で説明したのと同じように、受信器における入射位置
の位置ずれ信号を含んでおり、ビームスプリッタ３４０
で反射され、収束レンズ３４３を経て光検知器３４４で
受光される。そしてエラー信号検出回路３４５で位置ず
れ信号が検出される。この位置ずれ信号に基づいて偏向
機構駆動回路３４６が偏向機構３９０を駆動させ、光フ
ァイバ３８８から放射される光ビームが受信器の所定の
位置に入射するように、光ファイバ３８８の出射端の位
置が調整されれる。中継器３８７における信号の伝送
は、光信号の形態のまま光ファイバ３８８を通して行わ
れ、電気信号には変換されない。従って電磁誘導雑音を
全く受けることが無く、伝送信号の品質が劣化しない。

【０１８１】第１３の実施例次に、図２６を参照して第１３の実施例を説明する。図
２６はこの実施例の投光器を示したものである。中継器
や受信器は図１６に示したのと同じでも良い。また、中
継器として図２５に示すものを用いても良い。図２６に
おいて、符号３１１は図１６と同じものである。３９１
は送信器である。信号源３１１からの信号は、光ファイ
バ３９２を介して送信器３９１の光ファイバカプラ３９
３の第１の入力ポート３９４へ入力されている。３９５
は励起用半導体レーザであり、出射光は収束レンズを経
て光ファイバカプラ３９３の第２の入力ポート３９７へ
入力されている。光ファイバカプラ３９３の出力ポート
３９８には光ファイバ３９９が接続され、光ファイバ３
９９の出射端には光アイソレータ４００が接続されてい
る。光アイソレータ４００の後段には、コア部に例えば
エルビウムイオンが混入されたエルビウムドープ光ファ
イバ４０１が接続されている。エルビウムドープ光ファ
イバ４０１の出射端には光フィルタ４０２が接続されて
おり、さらに後段に光ファイバ４０３が接続されてい
る。光ファイバ４０３の出射端近傍にはコリメータレン
ズ４０４が配設されている。

【０１８２】光ファイバカプラ３９３およびエルビウム
ドープ光ファイバ４０１に関しては、光ファイバ増幅器
の一技術として良く知られており、応用物理学会誌、第
５９巻、第９号（１９９０年）１１７５ないし１１９２
ページにおいて解説されている。信号源３１１からの信
号は例えば波長１．５３ミクロンの信号光として光ファ
イバ３９２を介して光ファイバカプラ３９３に入力され
る。一方、例えば波長１．４８ミクロンの励起用半導体
レーザ３９５から出射した励起光も収束レンズ３９６を
介して光ファイバカプラ３９３に入力される。光ファイ
バカプラ３９３ではこれら二つの光が９５％以上という
効率で結合され、一つの出力ポート３９８から二つの光
が重ね合わされて出力される。光ファイバカプラについ
ては、「光波電子工学」（小山、西原著、コロナ社）の
２６０ないし２６２ページに解説されているのでここで
の詳細な説明は省略する。これら信号光と励起光はエル
ビウムドープ光ファイバ４０１へ伝搬される。ここでは
エルビウムイオンの固有な遷移での誘導放出によって、
信号光が増幅される。なお、光アイソレータ４００は、
エルビウムドープ光ファイバ４０１中の光成分が光ファ
イバカプラ３９３側に戻るのを防ぐ働きをする。また、
光フィルタ４０２は増幅された信号光のみ通過させるよ
うに作用する。従って光ファイバ４０３の出射端から
は、増幅された信号光が放射される。このように信号源
３１１の出力信号は、光信号の形態のまま増幅作用を受
けて送信器３９１から放射されることになる。従って電
磁誘導雑音を全く受けることが無く、伝送信号の品質が
劣化しない。

【０１８３】第１４の実施例次に、図２７を参照して第１４の実施例を説明する。図
２７は本実施例の受信器を示すものである。送信器およ
び中継器は図１６に示すものと同じでよい。また、中継
器として図２５に示すものを用いても良い。また、送信
器として図２６に示すものを用いても良い。本実施例
（図２７）の受信器は、第１３の実施例（図２６）に関
し説明した光ファイバ増幅器を受信器に適用したもので
ある。図２７において、４０５は受信器である。符号３
５７は図１６と同じものである。また、符号３９３ない
し４０３は図２６と同じものである。４０６は送信器ま
たは中継器から放射された光ビームを収束するための収
束レンズであり、集光点の光ファイバ４０７が配設され
ている。光ファイバ４０７の他端は光ファイバカプラ３
９３の第１の入力ポート３９４へ接続されている。光フ
ィルタ４０２の後段には光ファイバ４０３が接続されて
おり、光ファイバ４０３の出射端は信号再生器３５７に
入力されている。

【０１８４】外部の送信器もしくは中継器から放射され
た光ビームは、例えば１．５３ミクロンの波長であり、
収束レンズ４０６を介して光ファイバカプラ３９３に入
力される。一方、例えば波長１．４８ミクロンの励起用
半導体レーザ３９５から出射した励起光も収束レンズ３
９６を介して光ファイバカプラ３９３に入力される。光
ファイバカプラ３９３ではこれら二つの光が９５％以上
という効率で結合され、一つの出力ポート３９８から二
つの光が重ね合わされて出力される。これら信号光と励
起光はエルビウムドープ光ファイバ４０１へ伝搬され、
上述したようにエルビウムイオンの作用で信号光が増幅
される。増幅された信号光は光ファイバ４０３を介して
信号再生器３５７に入力される。このように受信器４０
５が受光した光ビームは、光信号の形態のまま増幅作用
を受けて信号再生器３５７へ入力されることになる。従
って電磁誘導雑音を全く受けることが無く、また大気中
の伝搬によって被った光ビーム強度の減衰が回復され、
伝送信号の品質が劣化しない。

【０１８５】なお、以上の実施例では、送信器や受信器
に増幅作用を有する光ファイバーを用いたが、この増幅
作用を有する光ファイバーを中継器に用いても良い。

【０１８６】第１５の実施例次に、図２８および図２９を参照して本発明を図に基づ
き説明する。図２８は本実施例の送信器を示すもので、
中継器、受信器として上記実施例のものを用いることが
できる。図２８において、符号３１１は図１６と同じも
のである。４０８は送信器であり、信号源３１１と送信
器４０８は光ファイバ４０９で接続されている。４１０
は光ファイバの出射端近傍に配設された収束レンズであ
り、４１１は収束レンズの集光点近傍に配設された光増
幅機能素子である。光増幅機能素子４１１の出射方向に
はコリメータレンズ４１２が配設されている。

【０１８７】図２９は光増幅機能素子４１１の一例を示
す断面図であり、光エレクトロニクス事典（産業調査
会、１９９２年）１１５ないし１１６ページに紹介され
ている。両面をＡｕ−Ｚｎ電極４１１ａ、４１１ｂに挟
まれて、Ｎ−ＩｎＰ基板４１１ｃ上にＮ−ＩｎＰエミッ
タ４１１ｄ、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰゲート４１１ｅ、ｎ−
ＩｎＧａＡｓＰ緩衝層４１１ｆ、Ｎ−ＩｎＰ緩衝層４１
１ｇ、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ吸収層４１１ｈ、Ｎ−ＩｎＰ
クラッド層４１１ｉ、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層４１１
ｊ、ｐ−ＩｎＰクラッド層４１１ｋが順に積層されてい
る。ここで、エミッタ４１１ｄ、ゲート４１１ｅ、緩衝
層４１１ｆ、４１１ｇがフォトトランジスタを形成し、
活性層４１１ｊと両側のクラッド層４１１ｉ、４１１ｋ
が発光素子を形成している。従ってフォトトランジスタ
側への入射光に対し、発光素子から増幅された光が出力
される。信号源３１１からの信号は光信号の形態で光フ
ァイバ４０９を介して送信器４０８に入力される。この
光信号は光増幅機能素子４１１に入射し、増幅作用を受
けて出射され、送信器から放射される。すなわち光信号
の形態のままで増幅作用が受けられる。

【０１８８】なお、上記の説明で「Ｎ−」は電子が高濃
度であることを表わし、「ｎ−」は電子が比較的低濃度
であることを表わす。

【０１８９】なお本実施例では光増幅機能素子４１１が
送信器にある場合を示したが、中継器や受信器にあって
もよいことは言うまでもない。

【０１９０】次にブロック構成図の形式で第１３ないし
第１５の実施例に示した光伝送装置の動作をさらに明確
にするため、実際の使用例を示して説明する。図３０は
本発明の第１３ないし第１５の実施例による光伝送装置
のビル間伝送を示す設置図である。４１２はビルであ
り、互いに道路ＳＴ等を挟んで建てられている。４１３
は送信と受信の機能を有する光伝送装置であり、例えば
ビルの屋上等に設置されている。４１４はビル４１２の
各階に設置された光ファイバによる情報経路であり、各
階の情報経路４１４は光ファイバによる幹線経路４１５
に接続されている。幹線経路４１５は各ビル毎に光伝送
装置４１３に接続されている。二つの光伝送装置４１３
間の距離は数十メートルから百メートルである。

【０１９１】各ビル単位では、情報経路４１４および幹
線経路４１５からなるＬＡＮシステム(Local Area Netw
ork)が布設されており、ビル内にあるコンピュータや情
報関連機器が光ファイバによって接続されている。この
システムによって、ビル内での情報が光ファイバを通し
て伝達される。またシステムの経路中にある光伝送装置
４１３によって、他のビルに設置された光伝送装置４１
３を介して相互に情報通信が行われる。従ってビル間の
光伝送装置４１３は、あたかもビル間が光ファイバで結
ばれているかのように作用する。

【０１９２】上記実施例では二つのビル間における伝送
として示したが、三つ以上の光伝送装置間での伝送であ
っても差し支えない。

【０１９３】また、ビル内の情報経路４１４および幹線
経路４１５が光ファイバであるとしたが、電線であって
もかまわない。

【０１９４】

【発明の効果】以上のように、請求項１の光伝送装置に
よれば、光ビームの偏向機構を用いてあらかじめ設定さ
れたパターンで光ビームを走査するようにしたので、電
源投入時のような場合に光ビームが受信側の送受信器に
到達していない場合でも、走査によって偏光方向の修正
を行なうことができ、伝送を開始できる効果がある。

【０１９５】請求項２の光伝送装置によれば、請求項１
の装置において、受信側の光ビーム検出手段で光軸のず
れが所定値以上であると判定されたときに上記走査を行
なわせることとしたので、必要なときには走査が行なわ
れる一方、光軸のずれが所定値未満（エラー信号などに
よる光軸補正によって修正可能な範囲）のときは、、走
査を行なわずに、エラー信号による光軸補正を行なうの
で、光軸のずれの大きさに応じて適切に修正動作を行な
うことができる。

【０１９６】請求項３の光伝送装置によれば、請求項２
の装置において、上記受信側から光ビームを受信したこ
とを示す信号が送られてこないときに上記送信側のおい
て、上記光軸のずれが所定値以上であると判定すること
としたので、光ビームを送信したこと、受信側で受信を
しないことなどを送信側、受信側相互間で別途通信し合
わなくても、送信側のみにおいて光軸のずれが所定値以
上であるとの判定を行なうことができる。

【０１９７】請求項４の光伝送装置によれば、請求項１
ないし４のいずれかの装置に置いて、上記走査中にも受
信側で光ビームを検出しないとき（即ち光ビームを受信
したことを示す信号が受信側から送信側に送られてこな
いとき）には、より広い範囲をカバーするように走査を
行なうこととしたので、光軸のずれが大きくて最初に述
べた走査の範囲に入らない場合にも、次の走査の範囲に
入る可能性がある。またこのような走査範囲の拡大を繰
返すことにより走査の範囲が次第に広がり、いかに光軸
のずれが大きくてもいずれが走査範囲に入ることにな
り、光軸修正が可能である。

【０１９８】請求項５の光伝送装置によれば、光軸のず
れの程度を示す手段を設けたので、送受信器を設置する
ような場合において光軸を調整する作業が容易になると
いう効果がある。

【０１９９】請求項６の光伝送装置によれば、上記表示
手段として指示計器または音響発生器を用いたので、指
示計器の指針の動きなどあるいは音響発生器の音量、音
程等により光軸のずれを知ることができる。

【０２００】請求項７の光伝送装置によれば、受信側で
光ビームの光出力を検出し送信側の光源の駆動を制御す
るようにしたので、受信側で検出される光出力を一定に
でき安定した伝送が行える効果がある。

【０２０１】請求項８の光伝送装置によれば、光ビーム
の断面強度分布を均一にし、光ビーム断面よりも小さな
受光面の光検知器で直接検出するようにしたので、レン
ズを省略でき、光ビーム断面と受光面の重なる範囲内で
光軸ずれが許容でき、高精度な光軸補正機構を不要にで
きる効果がある。

【０２０２】請求項９の光伝送装置によれば、透過率が
周辺にいくに従い徐々に増大するフィルターを設けたの
で、光源を備えた送信機側において光ビームの断面強度
分布を均一化できる。

【０２０３】請求項１０の光伝送装置によれば、光学フ
ィルターを発散光ビーム中で光軸方向に調整可能とした
ので、光源の特性に依らず均一な断面強度の光ビームが
得られる効果がある。

【０２０４】請求項１１の光伝送装置によれば、光検知
器の受光面を非等方な光ビーム断面よりも小さな長方形
もしくは楕円形とし、光ビームの短軸方向が光検知器の
長軸方向と一致するように配置したので、光軸ずれ許容
値を拡大できる効果がある。請求項１２、１３および１
４の光伝送装置によれば、中央の光検知器で検出するよ
う光軸補正を行うので、大きな光軸ずれが発生しても安
定な検出が行えるという効果がある。

【０２０５】請求項１５の光伝送装置によれば、波長分
離手段を設けたので、波長の異なる光ビームを高精度に
分離でき信号の混信が防げるという効果がある。

【０２０６】請求項１６の光伝送装置によれば、上記請
求項１５の装置において、波長分離手段がダイクロイッ
クプリズムで構成されたものを用い、一方の送受信器内
のダイクロイックプリズムが、同じ送受信器内の光源か
らの光ビームを透過させて外部に放射させる一方、他方
の送受信器からの光ビームを反射させて同じ送受信器内
の受光手段に導き、これに対し、上記他方の送受信器内
のダイクロイックプリズムが、同じ送受信器内の光源か
らの光ビームを反射させて外部に放射させる一方上記一
方の送受信器からの光ビームを透過させて同じ送受信器
内の受光手段に導くよう配置されているものであるの
で、確実に光ビームを分離することができる。

【０２０７】請求項１７の光伝送装置によれば、偏光方
向が異なる複数の光ビームを同一方向に伝送するように
したので、伝送量を拡大できるという効果がある。

【０２０８】請求項１８の光伝送装置によれば、上記偏
光方向の異なる光ビームとして偏光方向が互いに直交す
る二つの光ビームを用いているので、光ビームの分離を
確実に行なうことができる。

【０２０９】請求項１９の光伝送装置によれば、各送受
信器毎に光源波長を異ならせ双方向伝送可能な送受信器
において、送信器で同一波長で同一方向に進み偏光方向
が異なる二つの光ビームを合成して伝播させ、受信側に
偏光方向に応じて光ビームを分離し、また送信されてき
た光ビームと受信側で発生された光ビームとを波長に応
じて分離することとしたので、双方向伝送において伝送
量を拡大することができる。

【０２１０】請求項２０の光伝送装置によれば、上記偏
光方向の異なる光ビームとして偏光方向が互いに直交す
る二つの光ビームを用いているので、光ビームを確実に
分離することができる。

【０２１１】請求項２１の光伝送装置によれば、偏光方
向よる分離手段および波長による分離手段が、干渉フィ
ルター膜がコーティングされた検光子で構成されている
ので、分離を確実に行なうことができる。

【０２１２】請求項２２の光伝送装置によれば、同一の
信号を複数の光路で伝送するようにしたので、一方の光
路が遮断されても伝送が欠落しないという効果がある。

【０２１３】請求項２３の光伝送装置によれば、中継器
を設け複数の伝送路で伝送するようにしたので、一方の
光路が遮断されても伝送が欠落しないという効果があ
る。

【０２１４】請求項２４および請求項２５の光伝送装置
によれば、発電手段例えば太陽電池により電力の供給が
なされるので、周囲の機器や電源供給源からのケーブル
による給電が不要となり、光伝送装置の設置が簡便に行
えるという効果がある。

【０２１５】請求項２６および請求項２８の光伝送装置
によれば、発電手段に蓄電池が接続されるので、余剰の
電力を蓄えることができるとともに、発電手段からの給
電ができないような場合にも、例えば夜間などにも、蓄
電池からの電力で光伝送装置を使用できるという効果が
ある。

【０２１６】請求項２７および請求項２９の光伝送装置
によれば、発電手段で得られた電力と蓄電手段に蓄えら
れた電力の大きさが判定され、光伝送装置を駆動するた
めの電力が選択される。さらに発電手段で生じた余剰電
力が蓄電手段に蓄えられるので、発電手段からの給電が
できないような場合にも、蓄電手段からの電力で光伝送
装置を使用できるという効果がある。

【０２１７】請求項３０の光伝送装置によれば、光ビー
ムが常に受信器の所定の位置に入射されるように、中継
器から放射される光ビームの方向が補正されるので、光
伝送装置の設置が簡便に行えるという効果があるという
効果がある。

【０２１８】請求項３１の光伝送装置によれば、送信器
からの光ビームによって受信器の電力が供給されるの
で、周囲の機器や電源供給源からのケーブルによる給電
が不要となり、受信器の設置が簡便に行えるという効果
がある。

【０２１９】請求項３２の光伝送装置によれば、電源供
給用の光ビームを常時放射するようにしたので、蓄電池
への充電が行われるという効果がある。

【０２２０】請求項３３の光伝送装置によれば、信号伝
送用の光源と電源供給用の光源を異なる波長としたの
で、信号伝送用の光源からの光ビームのみが光学フィル
タを透過して検出され、信号の劣化が防止されるという
効果がある。

【０２２１】請求項３４および請求項３５の光伝送装置
によれば、信号源と送信器間もしくは受信器と信号再生
器間、あるいは中継器内での信号伝送が、光学的手段に
よって光信号の形態で行われるので、伝送信号の品質が
劣化しないという効果がある。

【０２２２】さらに、請求項３６の光伝送装置によれ
ば、上光学的手段が光ファイバーで構成されているの
で、信号の伝送を確実に行なうことができる。

【０２２３】請求項３７の光伝送装置によれば、中継器
において信号成分が増幅されるので、信号の品質が向上
できるという効果がある。

【０２２４】請求項３８の光伝送装置によれば、中継器
において電気的な伝送信号成分が増幅されるので、電気
的信号の品質が向上できるという効果がある。

【０２２５】請求項３９の光伝送装置によれば、光学素
子を伝搬している光信号が光学的に増幅されるので、光
信号の品質が向上できるという効果がある。

【０２２６】請求項４０の光伝送装置によれば、光ビー
ムを受光した光学素子手段から増幅された光ビームが出
射されるので、光伝送装置を小さくできるとともに、伝
送信号品質を向上できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の光伝送装置における光
学系の概略図および回路接続図である。

【図２】本発明の第１の実施例の光伝送装置における光
ビームの走査パターン図である。

【図３】本発明の第１の実施例の光伝送装置における光
ビームの走査の制御動作をしめすフローチャートであ
る。

【図４】本発明の第２の実施例の光伝送装置における光
学系の概略図である。

【図５】半導体レーザと出射光ビームの斜視図である。

【図６】半導体レーザ出射光ビームの断面強度分布図で
ある。

【図７】本発明の第２の実施例の光伝送装置における光
学フィルターの概略図および透過率分布図である。

【図８】本発明の第３の実施例の光伝送装置における光
学系の斜視図である。

【図９】本発明の第４の実施例の光伝送装置における光
ビーム検出の光学系の概略図および回路接続図である。

【図１０】本発明の第４の実施例の光伝送装置における
受光素子の他の例を示す概略図である。

【図１１】本発明の第５の実施例の光伝送装置における
光学系の概略図および回路接続図である。

【図１２】本発明の第６の実施例の光伝送装置における
光学系の概略図である。

【図１３】本発明の第７の実施例の光伝送装置における
光学系の概略図である。

【図１４】本発明の第８の実施例の光伝送装置における
光学系の概略図である。

【図１５】本発明の第９の実施例の光伝送装置を示す概
略図である。

【図１６】本発明の第１０の実施例による光伝送装置を
示すブロック構成図である。

【図１７】図１６の光伝送装置におけるの第１の送受信
器を示すブロック構成図である。

【図１８】図１６の光伝送装置におけるの中継器を示す
ブロック構成図である。

【図１９】図１６の光伝送装置におけるの第２の送受信
器を示すブロック構成図である。

【図２０】本発明の第１０の実施例による光伝送装置の
野外音楽ステージ会場における設置図である。

【図２１】本発明の第１０の実施例による光伝送装置の
野球場における設置図である。

【図２２】本発明の第１０の実施例による光伝送装置の
情報経路のブロック構成図である。

【図２３】本発明の第１０の実施例による光伝送装置の
競艇場における設置図である。

【図２４】本発明の第１１の実施例による光伝送装置を
示すブロック構成図である。

【図２５】本発明の第１２の実施例による光伝送装置を
示すブロック構成図である。

【図２６】本発明の第１３の実施例による光伝送装置を
示すブロック構成図である。

【図２７】本発明の第１４の実施例による光伝送装置を
示すブロック構成図である。

【図２８】本発明の第１５の実施例による光伝送装置を
示すブロック構成図である。

【図２９】本発明の第１５の実施例による光伝送装置に
おける光増幅機能素子の断面図である。

【図３０】本発明の第１３の実施例乃至第１５の実施例
による光伝送装置のビル間伝送を示す設置図である。

【図３１】従来の光伝送装置における光学系の概略図お
よび回路接続図である。

【図３２】従来の光伝送装置における光軸補正の光学系
の概略図および回路接続図である。

【図３３】従来の光伝送装置において、光ビームの検出
方法を示す光学系の概略図および回路接続図である。

【図３４】従来の光伝送装置のブロック図である。

【符号の説明】

４４、４５、７８、７９、８３、８６、９０、９６、９
８、１０４、１０６、１１３、１２０、１２３、１２
７、１２８、１３０、１３２、１３３、１３４：送受信
器４６、５４、８４、８７、９１、９３、９９、１０１、
１０７、１０９、１１４、１１６、３１４、３３８：光
源４７、７０、８２、８８、８９、９２、９４、１００、
１０２、１０８、１１５、１１７、１２６：光ビーム５０、７６、３４７、３９０：偏向機構５３、６９、７７ａ：受光素子５７、７１、７２ａ、７７ｂ、３３１、３４４、３５
０：光検知器５８、７３、３３４、３５３：検出回路５９：レベル指示計器６０、６５、３１３、３３７：光源駆動回路６２、３１１、３５８：信号源６１、７５、３４６、３９１：偏向機構駆動回路６２、３１１、３５８：信号源６３：信号検出回路６４：エラー信号検出回路６６、３９５：半導体レーザ６７：光学フィルター７２ｂ：光軸ずれ検出用素子７７：半導体位置検出素子８０、９５、９７、１１１、１１８：偏光ビームスプリ
ッタ８１：四分の一波長板８５、１０３、１０５、１１２、１１９：ダイクロイッ
クプリズム１２１、１２５：ビームスプリッタ１２２：反射ミラー１２９、１３１、３０９、３８７：中継器３０８、３６２、３９１、４０８：送信器３１０、３６４、３７３、４０５：受信器３１２、３２２、３５６、３５９：ケーブル３１５、３３９：コリメータレンズ３１７、３１８、３４１、３４２：リレーレンズ３２３、３５７：信号再生器３２６、３６３：太陽電池３２７：判定回路３２８：蓄電池３３０、３４３、３４９：収束レンズ３３５：エラー信号検出回路３７６、４１３：光伝送装置３８８、３９２、３９９、４０３、４０９：光ファイバ３９３：光ファイバカプラ４００：光アイソレータ４０１：エルビウムドープ光ファイバ４０２：光フィルタ４１１：光増幅機能素子

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年３月４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】第１の送受信器Ｔ１においては、情報信号
成分を含んだ主発光部１からの出射光ビームが、レンズ
２、二つのビームスプリッタ３、４、二つのレンズ５、
６を順に通って、第２の送受信器Ｔ２に向けて放射され
る。主発光部１から出射された光ビームの方向とは逆方
向に進む光ビームは、ビームスプリッタ３で反射されて
レンズ７を通り、受光部８で受光される。副発光部９か
らの出射光ビームは、レンズ１０を通ってビームスプリ
ッタ４で反射されて、レンズ５、６を通って放射され
る。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】一方発光部１６から出射された光はレンズ
１２、ビームスプリッタ１３、レンズ１２、１１を通っ
て放射され、第１の送受信器Ｔ１で受信される。この光
は前述のように、レンズ６、５およびビームスプリッタ
４を通り、ビームスプリッタ３で反射され、レンズ７を
通り、受光部８で受光される。

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】光軸の補正方法は、例えば「１９９２年電
子情報通信学会春季大会予稿集・講演番号Ｂ−９１４」
に開示されている。図３２は従来の光伝送装置における
光軸補正の光学系を示すものである。図において、２１
は発光部の光源である半導体レーザ、２２はレンズ、２
３はビームスプリッタであり、これらはそれぞれ図３１
の半導体レーザ１、レンズ２、ビームスプリッタ３に対
応している。２４は可動ミラー、２５は可動レンズであ
り、レンズ２６は図３１のレンズ６に対応している。２
７は図３１の光検知器８に対応した光検知器であり、他
方の送受信器（図３１のＴ２）から送られてきた光ビー
ムを検出する。２８は光検知器２７に接続されたエラー
信号検出回路、２９はエラー信号検出回路２８に接続さ
れたコントロールドライバである。３０はコントロール
ドライバに接続されたアクチュエータであり、エラー信
号（光軸ずれ信号）に基づいて可動ミラー２４と可動レ
ンズ２５が動かされ光ビームの出射角度が補正される。

【手続補正１８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】第５に、光ビーム１本当たりに伝送できる
情報量は主に電気回路の周波数帯域による制限を受け、
上限があった。この対策として複数の光ビームによる伝
送で情報量を拡大することが考えられるが、光ビームの
混合による信号品質劣化が避けられず、高精度な光ビー
ム分離方式が望まれていた。

【手続補正１９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】本発明の他の目的は、光軸のずれが発生し
たとしても、常に受信器側で所定の光検知器で検出でき
るようにすることである。

【手続補正２０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８２】

【作用】請求項１の光伝送装置においては、送信側から
出射される光ビームを走査するので、送受信器間に大き
な光軸ずれが発生していたとしても、走査中に受信器で
光ビームを検知でき、これに基づいて偏向方向の修正、
調節を行なうことができる。

【手続補正２１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８３】請求項２の光伝送装置においては、請求項
１の装置において、受信側の光ビーム検出手段で光軸の
ずれが所定値以上であると判定されたときに上記走査を
行なわせることとしたので、必要なときには走査が行な
われる一方、光軸のずれが所定値未満のときは、エラー
信号などに基づいて偏向機構を動作させ、光軸補正を行
なう。

【手続補正２２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８４】請求項３の光伝送装置は、請求項２の装置
において、上記受信側から光ビームを受信したことを示
す信号が送られてこないときに上記送信側において、上
記光軸のずれが所定値以上であると判定することとした
ので、光ビームを送信したこと、受信側で受信をしない
ことなどを送信側、受信側相互間で別途通信し合わなく
ても、送信側のみにおいて光軸のずれが所定値以上であ
るとの判定を行なうことができる。

【手続補正２３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１２６】第２の実施例次に、図４ないし図７を参照して第２の実施例を説明す
る。この実施例の全体的構成は図１に示す第１の実施例
と同様である。しかし、以下の点で異なる。図４は図１
との相違部分のみを示す。図示のように、この実施例で
は、一方の送受信器４４内において、光学フィルター６
７が光源４６とレンズ４８の間に挿入されている。光学
フィルター６７は光軸方向に移動可能となっている。他
方の送受信器４５においては、集光レンズ５２（図１）
は設けられておらず、受信された光ビーム４７がビーム
スプリッタ５１を介してそのまま即ち、集光レンズを通
すことなく、受光素子６９で受光される。受光素子６９
は、図１の受光素子５３に対応するものであるが、その
受光面がレンズ４８を透過した光ビーム４７の径よりも
小さい。

【手続補正２４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１２８】一方、光学フィルター６７としては、図７
（ｂ）に示す透過率分布を持つものが用いられる。この
部分は、半導体レーザ４６と同じ楕円率で、しかも透過
率が中央部で低く周辺部でなめらかに弱くなるような分
布である。従って、この光学フィルター６７を透過した
半導体レーザ４６の光ビーム４７はほぼ一様な断面強度
分布を有する。受光素子６９はその受光面が、レンズ４
８を透過した光ビーム４７の径よりも小さいので、光ビ
ーム４７の径と受光素子６９の受光面が重なる範囲内で
光軸ずれが発生したとしても光ビームの検出を安定に行
なうことができ支障なく伝送を行なうことできる。

【手続補正２５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１３０】第３の実施例次に、図８を参照して、第３の実施例を説明する。この
実施例の全体的構成も図１と同様であり、異なる部分の
みを図８に示す。同図において、図４と同一の符号は同
一または対応する部材を示す。７１は送受信器４５内の
受光素子であり、光ビーム７０の径よりも小さい長方形
もしくは楕円形の受光面を有する。光ビーム７０の長軸
方向と受光素子７１の短軸方向が一致するように配設さ
れている。

【手続補正２６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１３１】光ビーム径に対して受光素子７１の形状が
小さければ、両方が重なる範囲内の光軸ずれが許容され
ることは第２の実施例で述べた。一般に市販されている
受光素子はその受光面が円形、正方形、長方形である。
しかし図５に示すように半導体レーザ４６の出射光ビー
ムの断面は楕円的である。受光素子７１として円形もし
くは正方形の受光面のものを用いた場合、図５に示すよ
うに長軸方向（ｙ軸）に比べて短軸方向（ｘ方向）の重
なり範囲が狭く、光軸ずれ許容値も小さくなる。本発明
では図８のように長方形もしくは楕円形の受光面を有す
る受光素子７１をその短軸方向が光ビーム７０の長軸方
向と一致するように配設されているので、光ビーム７０
がその短軸方向（ｘ方向）にずれても受光素子７１との
重なり範囲が広くなり、結果として光軸ずれの許容値が
拡大される。

【手続補正２７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１３９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１３９】一方の送受信器の送信部９０の光源９１か
らのＰ偏光の出射光ビーム９２は偏光ビームスプリッタ
９５を透過し、光源９３からのＳ偏光の出射光ビーム９
４は偏光ビームスプリッタ９５を反射し、両光ビームは
偏向機構５０により光軸を補正されて空間中に伝播され
る。これらの光ビーム９２、９４は他方の送受信器の受
信部９６に入射し、光ビーム９２は偏光ビームスプリッ
タ９７を透過して第１の光検知器５７で検出され、光ビ
ーム９４は偏光ビームスプリッタ９７を反射して第２の
光検知器５７で検出される。光源５４は光軸補正用のエ
ラー信号等を送受信器４４側に伝送するためのものであ
り、光源９１および９３と同じ波長であってもまたは異
なる波長であってもよい。

【手続補正２８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１４３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１４３】第７の実施例次に、図１３を参照して第７の実施例を説明する。同図
において、４８、５０、５６、５７は図１と同じもので
あり、９７は図１２と同じものである。１０６は一方の
送受信器を示し、１０７は波長λ１でＰ偏光の光ビーム
１０８を出射する光源、１０９は光源１０７と同じ波長
λ１でＳ偏光の光ビーム１１０を出射する光源であり、
それぞれレンズ４８で平行光ビームに変換される。１１
１は光ビーム１０８を透過させ、光ビーム１１０を反射
させて同一方向に進むように合成させる偏光ビームスプ
リッタである。１１２は偏光ビームスプリッタ１１１の
出射方向に配設され、波長λ１を透過させ、波長λ２
（λ２≠λ１）を反射させるダイクロイックプリズムで
ある。１１３は他方の送受信器を示し、１１４は波長λ
２でＰ偏光の光ビーム１１５を出射する光源、１１６は
光源１１４と同じ波長λ２でＳ偏光の光ビーム１１７を
出射する光源であり、それぞれレンズ４８で平行光ビー
ムに変換される。１１８は光ビーム１１５を透過させ、
光ビーム１１７を反射させて同一方向に進むように合成
させる偏光ビームスプリッタである。１１９は偏光ビー
ムスプリッタ１１８の出射方向に配設され、波長λ２を
透過させ、波長λ１を反射させるダイクロイックプリズ
ムである。基本的に二つの送受信器１０６および１１３
は、それぞれの送受信器における送信光の波長が異なる
点で違いがあり、他の部分における構成と動作は同じで
ある。

【手続補正２９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１４５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１４５】一方送受信器１１３の光源１１４からの波
長λ２でＰ偏光の出射光ビーム１１５は偏光ビームスプ
リッタ１１８を透過し、光源１１６からの波長λ２でＳ
偏光の出射光ビーム１１７は偏光ビームスプリッタ１１
８で反射し、両光ビームはダイクロイックプリズム１１
９を透過し、偏向機構５０により光軸を補正されて空間
中に伝播される。この光ビーム１１５および１１７は、
送受信器１０６に入射される。この二つの光ビーム１１
５と１１７は、ダイクロイックプリズム１１２で反射さ
れる。さらに、Ｐ偏光の光ビーム１１５は偏光ビームス
プリッタ９７を透過して第１の光検知器５７で検出さ
れ、同じくＳ偏光の光ビーム１１７は偏光ビームスプリ
ッタ９７で反射されて第２の光検知器５７で検出され
る。

【手続補正３０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１６７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１６７】また上記実施例の中継器３０９において、
第１の送受信器３０８から伝搬してきた光ビームは大気
中での減衰を受け、信号成分が微弱となっている場合が
ある。そこでこの伝送信号を中継器３０９内で増幅させ
た後に、第２の送受信器３１０に向けて伝送させること
で、信号の品質を保持または向上させることができる。

【手続補正３１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１７６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１７６】図２３は上記第１０の実施例の光伝送装置
を競艇場において使用する場合の配置を示すものであ
る。図において、符号３６８ないし３７０、３７３、３
７４は図２１と同じものである。３８４は競艇場のプー
ルであり、３８５はボートである。３８６はバックスク
リーン３６９にあって着順等を表示するボードである。
コントロールセンタ３６８から各テレビカメラ３７４お
よびバックスクリーン３６９までの距離は数十メートル
から百メートル程度である。野球場と同じように、各テ
レビカメラ３７４はレースの様子を撮影したり競艇場内
の監視用として使用され、映像信号はコントロールセン
タ３６８へ伝送される。コントロールセンタ３６８から
は、バックスクリーン３６９の大型ディスプレイ３７０
や表示ボード３８６に映すべき信号が編集されて伝送さ
れる。既存の競艇場において新たに情報経路を構築しよ
うとする場合、従来の電線による方法では、プール３８
４の下やもしくはプール３８４を迂回して電線の布線工
事を行わなければならず、このために多額の工事費を必
要としていた。これに対して、光による伝送方式では、
機器を設置するだけで簡単に情報経路を開通できるとい
う大きな利点がある。第１１の実施例次に、図２４を参照して第１１の実施例を説明する。こ
の実施例は概して第１０の実施例において、中継器を設
けない構成と同じであるが、以下の点で相違する。図２
４には、第１０の実施例との相違点のみが示されてい
る。図２４の送信器３０８において、３１４は信号を伝
送するための第１の光源であり、３１３は光源を駆動す
る電気回路、３１８は第１の光ビーム４３４を放射する
ための第１の光学系である。４３５は第１の光源３１４
と同じ波長もしくは異なる波長の第２の光源であり、第
２の光学系４３６によって第２の光ビーム４３７が第１
の光ビームと平行に放射される。４４４は第２の光源４
３２を駆動するための電気回路である。また、受信器３
１０において、３５０は第１の光ビーム４３４を受光す
るように配設された光検知器であり、その出力は検出回
路３５３に接続されている。４４０は第１の光源３１４
の波長成分のみを透過させる光学フィルタであり、光検
知器３５０の前面に配設されている。４４１は第２の光
ビーム４３７を受光するように配設された太陽電池であ
り、その出力は受信器３１０内の各電気回路部および受
信器３１０に接続された信号再生器３５７や信号源３５
８（図１９）などに供給される。

【手続補正３２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１７７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１７７】第１の光源３１４および光学系３１８から
放射された第１の光ビーム４３４が光検知器３５０で受
光されて信号の伝送が行われることについては、第１０
の実施例と同じである。第２の光源４３５は光ビーム４
３７によって受信器３１０へ電力を供給するために設け
られたものであり、第１の光源３１４よりも光出力の高
い、一定値で駆動される。光ビーム４３７は受信器３１
０の太陽電池４４１で受光され、これによって得られた
電力が受光器３１０およびこれに接続された信号再生器
３５７や信号源３５８に供給される。光学フィルタ４４
０は、第２の光源４３５からの光ビーム４３７や他の迷
光成分が光検知器３５０に入射して、伝送された信号の
品質を劣化させることを防ぐために設けられている。

【手続補正３３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１８１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１８１】第１３の実施例次に、図２６を参照して第１３の実施例を説明する。図
２６はこの実施例の投光器を示したものである。中継器
や受信器は図１６に示したのと同じでも良い。また、中
継器として図２５に示すものを用いても良い。図２６に
おいて、符号３１１は図１６と同じものである。３９１
は送信器である。信号源３１１からの信号は、光ファイ
バ３９２を介して送信器３９１の光ファイバカプラ３９
３の第１の入力ポート３９４へ入力されている。３９５
は励起用半導体レーザであり、出射光は収束レンズ３９
６を経て光ファイバカプラ３９３の第２の入力ポート３
９７へ入力されている。光ファイバカプラ３９３の出力
ポート３９８には光ファイバ３９９が接続され、光ファ
イバ３９９の出射端には光アイソレータ４００が接続さ
れている。光アイソレータ４００の後段には、コア部に
例えばエルビウムイオンが混入されたエルビウムドープ
光ファイバ４０１が接続されている。エルビウムドープ
光ファイバ４０１の出射端には光フィルタ４０２が接続
されており、さらに後段に光ファイバ４０３が接続され
ている。光ファイバ４０３の出射端近傍にはコリメータ
レンズ４０４が配設されている。

【手続補正３４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１９４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１９４】

【発明の効果】以上のように、請求項１の光伝送装置に
よれば、光ビームの偏向機構を用いてあらかじめ設定さ
れたパターンで光ビームを走査するようにしたので、電
源投入時のような場合に光ビームが受信側の送受信器に
到達していない場合でも、走査によって偏向方向の修正
を行なうことができ、伝送を開始できる効果がある。

【手続補正３５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１９５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１９５】請求項２の光伝送装置によれば、請求項１
の装置において、受信側の光ビーム検出手段で光軸のず
れが所定値以上であると判定されたときに上記走査を行
なわせることとしたので、必要なときには走査が行なわ
れる一方、光軸のずれが所定値未満（エラー信号などに
よる光軸補正によって修正可能な範囲）のときは、走査
を行なわずに、エラー信号による光軸補正を行なうの
で、光軸のずれの大きさに応じて適切に修正動作を行な
うことができる。

【手続補正３６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１９７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１９７】請求項４の光伝送装置によれば、請求項１
ないし４のいずれかの装置において、上記走査中にも受
信側で光ビームを検出しないとき（即ち光ビームを受信
したことを示す信号が受信側から送信側に送られてこな
いとき）には、より広い範囲をカバーするように走査を
行なうこととしたので、光軸のずれが大きくて最初に述
べた走査の範囲に入らない場合にも、次の走査の範囲に
入る可能性がある。またこのような走査範囲の拡大を繰
返すことにより走査の範囲が次第に広がり、いかに光軸
のずれが大きくてもいずれかが走査範囲に入ることにな
り、光軸修正が可能である。

【手続補正３７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０２１１】請求項２１の光伝送装置によれば、偏光方
向による分離手段および波長による分離手段が、干渉フ
ィルター膜がコーティングされた検光子で構成されてい
るので、分離を確実に行なうことができる。

【手続補正３８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０２１２】請求項２２の光伝送装置によれば、同一の
信号を複数の光路で伝送するようにしたので、一方の光
路が遮断されても伝送信号が欠落しないという効果があ
る。

【手続補正３９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０２１３】請求項２３の光伝送装置によれば、中継器
を設け複数の伝送路で伝送するようにしたので、一方の
光路が遮断されても伝送信号が欠落しないという効果が
ある。

【手続補正４０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０２２２】さらに、請求項３６の光伝送装置によれ
ば、上記光学的手段が光ファイバーで構成されているの
で、信号の伝送を確実に行なうことができる。

【手続補正４１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】４４、４５、８３、８６、９０、９６、１０６、１１
３、１２０、１２３、１２７、１２８：送受信器４６、５４、８４、８７、９１、９３、１０７、１０
９、１１４、１１６、３１４、３３８、４３５：光源４７、７０、８２、８８、８９、９２、９４、１０８、
１１５、１１７、１２６：光ビーム４８、５２、５５、５６：レンズ５０、７６、３４７、３９０：偏向機構５３、６９、７７ａ：受光素子５７、７１、７２ａ、７７ｂ、３３１、３４４、３５
０：光検知器５８、７３、３３４、３５３：検出回路５９：レベル指示計器６０、６５、３１３、３３７、４４４：光源駆動回路６１、７５、３４６：偏向機構駆動回路６２、３１１、３５８：信号源６３：信号検出回路６４：エラー信号検出回路３９５：半導体レーザ６７：光学フィルター７２ｂ：光軸ずれ検出用素子７７：半導体位置検出素子８０、９５、９７、１１１、１１８：偏光ビームスプリ
ッタ８１：四分の一波長板８５、１１２、１１９：ダイクロイックプリズム４９、５１、９５、９７、１２１、１２５：ビームスプ
リッタ１２２：反射ミラー１２９、３０９、３８７：中継器３０８、３６２、３９１、４０８：送信器３１０、３６４、３７３、４０５：受信器３１２、３２２、３５６、３５９：ケーブル３１５、３１８、３３９、４３６：コリメータレンズ３１７、３１８、３４１、３４２：リレーレンズ３２３、３５７：信号再生器３２６、３６３、４４１：太陽電池３２７：判定回路３２８：蓄電池３３０、３４３、３４９：収束レンズ３３５：エラー信号検出回路３７６、４１３：光伝送装置３８８、３９２、３９９、４０３、４０９：光ファイバ３９３：光ファイバカプラ４００：光アイソレータ４０１：エルビウムドープ光ファイバ４０２：光フィルタ４１１：光増幅機能素子

【手続補正４２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

【手続補正４３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１３】

【手続補正４４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１７】

【手続補正４５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１８】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｂ 10/10 10/22 10/24 9372−5ＫＨ０４Ｂ 9/00 Ｘ (72)発明者長谷智弘京都府長岡京市馬場図所１番地三菱電機株式会社映像システム開発研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の送受信器（４４）および第２の送
受信器（４５）を備え、上記第１の送受信器（４４）は、光源（４６）と、上記
光源（４６）からの光ビームを出射させる手段（４８、
４９）と、上記光源からの出射光ビームを偏向させる手
段（５０）とを備え、上記第２の送受信器（４５）は、上記第１の送受信器
（４４）からの光ビームを受光する手段（５３）と、光
源（５４）と、上記受光手段（５３）での検出結果に基
づいて上記光源（５４）を駆動する手段（６４、６５）
とを備え、上記第１の送受信器（４４）はさらに、上記第２の送受
信器（４５）の光源（５４）から出射された光ビームを
検出する手段（４９、５６、５７、５８）と、この検出
手段での検出結果に基づいて、必要なときに上記偏向手
段で上記出射光ビームを予め設定されたパターンで走査
する手段（６１）とを備えていることを特徴とする光空
間伝送装置。
【請求項２】上記検出手段で、上記第１の送受信器
（４４）と上記第２の送受信器（４５）との光軸のずれ
が所定値以上であることが検出されたときに上記走査手
段（６１）が上記走査を行なうことを特徴とする請求項
１に記載の光空間伝送装置。
【請求項３】上記第１の送受信器（４４）で光ビーム
を出射したのち、所定時間内に上記第２の送受信器（４
５）から光ビームを受信したことを示す信号が送られて
こないときに上記第１の送受信器が、上記光軸のずれが
所定値以上であるとの判断をすることを特徴とする請求
項２に記載の光空間伝送装置。
【請求項４】上記第１の送受信器（４４）の走査中に
上記第２の送受信器（４５）が光ビームを検出しないと
きには、上記第１の送受信器（４４）はより大きな範囲
をカバーするようにして走査を行なうことを特徴とする
請求項１に記載の装置。
【請求項５】第１の送受信器（４４）および第２の送
受信器（４５）を備え、上記第１の送受信器（４４）は、光源（４６）と、上記
光源（４６）からの光ビームを出射させる手段（４８、
４９）とを備え、上記第２の送受信器（４５）は、上記第１の送受信器
（４４）からの光ビームを受光する手段（５３）と、光
源（５４）と、上記受光手段（５３）での検出結果に基
づいて上記光源（５４）を駆動する手段（６４、６５）
とを備え、上記第１の送受信器（４４）はさらに、上記第２の送受
信器（４５）の光源（５４）から出射された光ビームを
検出する手段（４９、５６、５７、５８）と、上記第１
の送受信器（４４）からの出射光ビームが上記第２の送
受信器（４５）の上記受光手段（５３）に対する光軸の
ずれの程度を表示する手段（５９）とを備えていること
を特徴とする光伝送装置。
【請求項６】上記表示手段が指示計器または音響発生
器であることを特徴とする請求項５に記載の光伝送装
置。
【請求項７】第１の送受信器（４４）および第２の送
受信器（４５）を備え、上記第１の送受信器（４４）は、光源（４６）と、上記
光源（４６）からの光ビームを出射させる手段（４８、
４９）と、上記光源からの光ビームを偏向させる手段
（５０）とを備え、上記第２の送受信器（４５）は、上記第１の送受信器
（４４）からの光ビームを受光する手段（５３）と、光
源（５４）と、上記受光手段（５３）での検出結果に基
づいて上記光源（５４）を駆動する手段（６４、６５）
とを備え、上記第１の送受信器（４４）はさらに、上記第２の送受
信器（４５）の光源（５４）から出射された光ビームを
検出する手段（４９、５６、５７、５８）と、この検出
手段での検出結果に基づいて、上記出射光ビームの光出
力を制御する手段（５８、６０）とを備えていることを
特徴とする光伝送装置。
【請求項８】送信器（４４）および受信器（４５）を
備え、上記送信器（４４）は、光源（４６）と、上記光源（４
６）からの光ビームを出射させる手段（４８、４９）
と、上記出射光ビームの断面強度分布を均一にする手段
（６７）とを備え、上記受信器（４５）は、上記送信器（４４）からの上記
出射光ビームを検出する（６９）手段を備え、該検出手
段が、上記光ビームを集光レンズを通すことなく受光
し、かつ上記光ビームの断面よりも寸法の小さな受光面
を有することを特徴とする光伝送装置。
【請求項９】上記断面強度分布を均一にする手段は、
上記光ビームが入射する中央部分の透過率が低く、周辺
にいくに従い徐々に透過率が増大する光学フィルター
（６７）であることを特徴とする請求項８に記載の光伝
送装置。
【請求項１０】上記光学フィルターが上記光ビームの
発散光ビーム中に配置され、光軸方向に移動可能である
ことを特徴とする請求項９に記載の光伝送装置。
【請求項１１】送信器（４４）および受信器（４５）
を備え、上記送信器（４４）は、光軸と垂直な平面方向において
非等方断面強度分布を有する光源（４６）と、上記光源
（４６）からの光ビームを出射させる手段（４８、４
９）とを備え、上記受信器（４５）は、上記送信器（４４）からの上記
出射光ビームを検出する（６９）手段を備え、該検出手
段が、上記光ビームを集光レンズを通すことなく受光
し、かつ上記光ビームの断面よりも寸法が小さな長方形
もしくは楕円形の受光面を有し、上記受光面の短辺また
は短軸の方向が上記出射光ビームの長軸方向と一致する
ように配置されていることを特徴とする光伝送装置。
【請求項１２】送信器（４４）および受信器（４５）
を備え、上記送信器（４４）は、光軸と垂直な平面方向において
非等方断面強度分布を有する光源（４６）と、上記光源
（４６）からの光ビームを出射させる手段（４８、４
９）とを備え、上記送信器（４４）または上記受信器（４５）の少なく
とも一方が上記光ビームを偏向させる手段（７６）を備
え、上記受信器（４５）は、上記送信器（４４）からの上記
出射光ビームを検出する手段（７２）を備え、該検出手段が、中央の光検知器（７２ａ、７７ａ）とそ
の周囲に配置された受光素子（７２ｂ、７７ｂ）であ
り、上記受光素子からの検出信号に基づいて上記出射光
ビームを上記光検知器に入射させることを特徴とする光
伝送装置。
【請求項１３】上記受光素子がマトリクス状に配置さ
れた多数の光検知器（７２ｂ）であることを特徴とする
請求項１２に記載の光伝送装置。
【請求項１４】上記受光素子が二次元の半導体位置検
出素子（７７ｂ）であることを特徴とする請求項１２に
記載の光伝送装置。
【請求項１５】第１の送受信器（８３）および第２の
送受信器（８６）を備え、上記第１の送受信器（８３）は、第１の波長（λ１）の
光ビームを発生する光源（８４）を備え、上記第２の送受信器（８６）は、上記第１の波長とは異
なる第２の波長（λ２）の光ビームを発生する光源（８
４）を備え、上記第１の送受信器（８３）および第２の送受信器（８
６）の各々は、さらに同じ送受信器内の上記光源（８
４）からの光ビームを出射させる手段（４８、５０）
と、他方の送受信器（８６、８３）からの光ビームを受
光する手段（５７）と、出射光ビームおよび受信光ビー
ムの経路上にあってこれらを分離する手段（８５）とを
備えていることを特徴とする光伝送装置。
【請求項１６】上記分離手段がダイクロイックプリズ
ムで構成されており、上記第１の送受信器（８３）内の
ダイクロイックプリズムは、上記第１の送受信器（８
３）内の上記光源（８４）からの光ビームを透過させて
外部に放射させる一方、上記第２の送受信器（８６）か
らの光ビームを反射させて上記第１の送受信器（８３）
内の上記受光手段（５７）に導き、上記第２の送受信器
（８６）内のダイクロイックプリズムは、同じ送受信器
（８６）内の上記光源（８４）からの光ビームを反射さ
せて外部に放射させる一方上記第１の送受信器（８３）
からの光ビームを透過させて上記第２の送受信器（８
６）内の上記受光手段（５７）に導くよう配置されてい
ることを特徴とする請求項１５に記載の光伝送装置。
【請求項１７】互いに偏光方向の異なる複数の光ビー
ムを受光する送受信器（４５）を備え、該送受信器が、偏光方向の異なる光ビームを互いに分離
する手段（９７）と、分離された光ビームをそれぞれ個
別に検出する手段（５７、５７）とを備えたことを特徴
とする光伝送装置。
【請求項１８】上記偏光方向の異なる光ビームは偏光
方向が互いに直交する二つの光ビームであることを特徴
とする請求項１７に記載の光伝送装置。
【請求項１９】第１および第２の送受信器（１０６、
１１３）を備え、上記第１の送受信器（１０６）が、互いに同一の第１の
周波数で、偏光方向が互いに異なる光ビームをそれぞれ
発生する複数の光源（１０７、１０９）と、これらの光
ビームを合成して出射する出射手段（１１１）とを備
え、上記第２の送受信器（１１３）が、互いに同一で上記第
１の周波数とは異なる第２の周波数で、偏光方向が異な
る光ビームをそれぞれ発生する複数の光源（１１４、１
１６）と、これらの光ビームを合成して出射する出射手
段（１０８）とを備え、上記第１および第２の送受信器（１０６、１１３）各々
がさらに、その内部で合成された光ビームと他方の送受
信器（１１３、１０６）からの合成された光ビームとを
波長に応じて分離する手段（１１２、１１９）と、他方
の送受信器（１１３、１０６）からの光ビームをその偏
光方向に応じて分離する手段（９７）と、上記偏光方向
に応じて分離された光ビームをそれぞれ個別に検出する
手段（５７）とを備えることを特徴とする光伝送装置。
【請求項２０】上記第１および第２の送受信器（１０
６、１１３）の各々の光源から発生される光ビームの偏
光方向が互いに直交していることを特徴とする請求項１
９に記載の光伝送装置。
【請求項２１】上記偏光方向に応じて光ビームを分離
する手段および上記波長に応じて光ビームを分離する手
段が、上記光ビームの検出手段の前に配置され、干渉フ
ィルター膜がコーティングされた検光子であることを特
徴とする請求項１９に記載の光伝送装置。
【請求項２２】送信器（１２０）と受信器（１２３）
とを備え、上記送信器（１２０）は、光ビームを発生する光源（４
６）と、該光源からの光ビームを複数本の互いに平行な
光ビームに分割して放射する手段（１２１、１２２）と
を備え、上記受信器（１２３）は、上記分割された複数本の互い
に平行な光ビームそれぞれ個別に受光する手段（５３、
５７）を備えた光伝送装置。
【請求項２３】光ビームを空間中に伝播させて情報の
伝送を行う光伝送装置において、少なくとも二方向への
送信が可能な送信器（１２７）と、少なくとも二方向か
らの受信が可能な受信器（１２８）と、少なくとも一つ
の受信と送信が可能な中継器（１２９）とを備え、上記
送信器の発する光ビームのうちの少なくとも一つを上記
中継器を介して上記受信器へ伝送することを特徴とする
光伝送装置。
【請求項２４】光源（３１４）と、この光源からの光
ビームを出射させる送光手段（３１５、３１６、３１
７、３１８）とを有する送信器（３０８）と、空間中を
伝播してきた上記光ビームを検出する受信器（３１０）
とを備えた光伝送装置において、上記送信器（３０８）
および上記受信器（３１０）の少なくとも一つが発電手
段（３２６）を備えたことを特徴とする光伝送装置。
【請求項２５】光源（３１４）と、この光源からの光
ビームを出射させる送光手段（４１５、４１６、４１
７、４１８）とを有する送信器（４０８）と、上記送信
器（４０８）から出射され空間中を伝播してきた上記光
ビームを検出して、出射する中継器（４０９）と、上記
中継器（４０９）から出射され空間中を伝播してきた上
記光ビームを検出する受信器（４１０）とを備えた光伝
送装置において、上記送信器（４０８）、上記中継器
（４０９）および上記受信器（４１０）の少なくとも一
つが発電手段（４２６）を備えたことを特徴とする光伝
送装置。
【請求項２６】光源（４１４）と、この光源からの光
ビームを出射させる送光手段（４１５、４１６、４１
７、４１８）とを有する送信器（４０８）と、空間中を
伝播してきた上記光ビームを検出する受信器（４１０）
とを備えた光伝送装置において、上記送信器（４０８）
および上記受信器（４１０）の少なくとも一つが発電手
段（４２６）および電力保存手段（４２７、４２８）を
備えたことを特徴とする光伝送装置。
【請求項２７】上記電力保存手段が蓄電手段（４２
８）と電力判定手段（４２７）とを有し、この電力判定
手段（４２７）が上記発電手段と上記蓄電手段からの電
力の供給を制御するとともに、上記発電手段による余剰
電力を上記蓄電手段に蓄えるように制御することを特徴
とする請求項２６に記載の光伝送装置。
【請求項２８】光源（４１４）と、この光源からの光
ビームを出射させる送光手段（４１５、４１６、４１
７、４１８）とを有する送信器（４０８）と、上記送信
器（４０８）から出射され空間中を伝播してきた上記光
ビームを検出して、出射する中継器（４０９）と、上記
中継器（４０９）から出射され空間中を伝播してきた上
記光ビームを検出する受信器（４１０）とを備えた光伝
送装置において、上記送信器（４０８）、上記中継器
（４０９）および上記受信器（４１０）の少なくとも一
つが発電手段（４２６）および電力保存手段（４２７、
４２８）を備えたことを特徴とする光伝送装置。
【請求項２９】上記電力保存手段が蓄電手段（４２
８）と電力判定手段（４２７）とを有し、この電力判定
手段（４２７）が上記発電手段と上記蓄電手段からの電
力の供給を制御するとともに、上記発電手段による余剰
電力を上記蓄電手段に蓄えるように制御することを特徴
とする請求項２８に記載の光伝送装置。
【請求項３０】送光手段（４１６、４１７、４１８）
を有する送信器（４０８）、受光手段（４５０）を有す
る受信器（４１０）と、上記送信器から空間中を伝播し
てきた光ビームを検出するとともに上記受信器に向けて
第２の光ビームを出射させる光学的手段（４８８）を有
する中継器（４８７）を備えた光伝送装置において、上
記中継器は、上記光学的手段（４８８）を駆動して、上
記中継器から出射される上記第２の光ビームの出射方向
を調整する手段（４４６、４９０）を備えたことを特徴
とする光伝送装置。
【請求項３１】第１の光源（５３２）と、上記第１の
光源からの第１の光ビームを出射させる第１の送光手段
（５３３）を備えた送信器（５３０）と、空間中を伝播
してきた上記第１の光ビームを検出する受光手段（５３
８）を備えた受信器（５３１）とを有する光伝送装置に
おいて、第２の光源（５３５）と、この第２の光源を一
定値で駆動する電気回路系（５４４）と、上記第２の光
源からの第２の光ビームを出射させる第２の送光手段
（５３６）とを上記送信器（５３０）に設け、上記第２
の光ビームを受光する太陽電池（５４１）を上記受信器
（５３１）に設け、この太陽電池（５４１）により上記
受信器（５３１）に給電をすることを特徴とする光伝送
装置。
【請求項３２】上記第２の光源（５３５）は、第２の
光ビームを常時放射することを特徴とする請求項３１に
記載の光伝送装置。
【請求項３３】上記第１の光源（５３２）および第２
の光源（５３５）は、波長が異なり、上記受光手段（３
３８）の前に第１の波長成分のみを透過させる光学フィ
ルタ（５４０）を設けたことを特徴とする請求項３１に
記載の光伝送装置。
【請求項３４】信号源（４１１）から伝送路手段（４
１２）で接続された送信器（４０８）、信号再生手段
（４５７）と伝送路手段（４５６）で接続された受信器
（４１０）とを備えた光伝送装置において、上記伝送路
手段（４１２、４５６）のいずれかが光学的手段により
形成されていることを特徴とする光伝送装置。
【請求項３５】信号源（４１１）から伝送路手段（４
１２）で接続された送信器（４０８）と、信号再生手段
（４５７）と伝送路手段（４５６）で接続された受信器
（４１０）と、上記送信器および上記受信器の空間的中
間位置に配置された中継器（４０９）とを備えた光伝送
装置において、上記伝送路手段（４１２）のいずれかま
たは上記中継器における伝送手段が光学的手段により形
成されていることを特徴とする光伝送装置。
【請求項３６】上記伝送路手段および中継器における
伝送手段が光ファイバであることを特徴とする請求項３
４または請求項３５に記載の光伝送装置。
【請求項３７】光ビームを出射する送信器（４０８）
と、該送信器から出射された光ビームを受光して出射す
る中継器（４０９）と、該中継器から出射された光ビー
ムを受光する受信器（４１０）とを有する光伝送装置に
おいて、上記中継器は、上記送信器から空間中を伝播し
てきた光ビームを受光する手段（４２９、４３０、４３
１））と、上記受信器に向けて光ビームを出射する手段
（４３９、４４０、４４１、４４２）と、上記受光手段
で受光した光ビームを増幅して上記出射手段に伝える手
段（４３１、４３４、４３７、４３８）とを備えること
を特徴とする光伝送装置。
【請求項３８】上記増幅手段が上記光ビームを電気的
信号に変換する手段（４３１）と、この電気的信号を増
幅する回路手段（４３４、４３７）と、この回路手段に
よって増幅された電気的信号を上記第２の光ビームに変
換する手段（４３８）であることを特徴とする請求項３
７に記載の光伝送装置。
【請求項３９】上記送信器、受信器および中継器にお
ける伝送手段が、コア部に希土類イオンを混入させた光
ファイバーを備え、このイオンからの固有な遷移からの
誘導放出による増幅作用を利用した光ファイバ増幅器で
あることを特徴とする請求項３４に記載の光伝送装置。
【請求項４０】上記送信器、受信器または中継器の伝
送手段が、光入力機能と光学的増幅機能および放射機能
を備えた光機能増幅素子を備えたことを特徴とする請求
項３４に記載の光伝送装置。