JPH1174842A - Photo detector unit, light arrival direction detector and optical transmitter-receiver - Google Patents

Photo detector unit, light arrival direction detector and optical transmitter-receiver

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Publication number
JPH1174842A
JPH1174842A JP9249831A JP24983197A JPH1174842A JP H1174842 A JPH1174842 A JP H1174842A JP 9249831 A JP9249831 A JP 9249831A JP 24983197 A JP24983197 A JP 24983197A JP H1174842 A JPH1174842 A JP H1174842A
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JP
Japan
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light
optical
detection unit
light detection
arrival
Prior art date
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Pending
Application number
JP9249831A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumiaki Ono
文明 大野
Masahisa Sakai
雅久 境
Takeyoshi Sasao
剛良 笹生
Junichi Kubota
潤一 久保田
Masahiko Okabe
雅彦 岡部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
Application filed by Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photo detector unit without reducing light receiving amount even when a photodetection element is placed in a horizontal direction by using a special lens. SOLUTION: This photo detector unit 6 is configured with an optical incident plane 26 made of a transparent plate material whose thickness is made almost constant and whose refractive index is 1-2 and one end of which in the lengthwise direction is formed to be a curve, a plate lens member 23 that is formed by applying light shield at least to the optical incident plane 26 and other plane except that opposed to the light incident plane 26, and a photodetection element 28 provided to a face opposite to the optical incident plane 26. Thus, even when the photodetection element 28 is installed in a horizontal direction, the light receiving amount is not reduced and the unit itself is miniaturized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、空間を通じて光信
号の送受信を行なう光送受信装置及びこれに用いられる
光到来方向検出装置、光検出ユニットに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical transmitter / receiver for transmitting and receiving an optical signal through a space, an optical arrival direction detector and an optical detector used for the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、インテリジェンスビル内のよう
にある程度の限られた空間内で情報の送受信を円滑に行
なうために、光LAN(Local Area Net
work)が採用される傾向にある。この光LANにお
いては、赤外光などの光を用いて情報の伝達が行なわ
れ、例えば天井に設けた送受信部に対して、各自の机な
どにおいたノードとしての送受信部との間で光信号の送
受信を行ない、天井に設けた送受信部は、他の送受信部
との間でリンクされている。
2. Description of the Related Art Generally, in order to smoothly transmit and receive information in a limited space such as in an intelligence building, an optical LAN (Local Area Net) is used.
work). In this optical LAN, information is transmitted using light such as infrared light. For example, an optical signal is transmitted between a transmitting / receiving section provided on a ceiling and a transmitting / receiving section as a node at a desk or the like. The transmission / reception unit is provided, and the transmission / reception unit provided on the ceiling is linked to another transmission / reception unit.

【0003】このように、空間の2点間で光による通信
を行なう場合には、まず、2点間の発光素子と受光素子
の光軸を合わせる必要がある。特に、赤外線等の不可視
光を通信に使う場合には、光軸調整は数10度以内の比
較的狭い許容範囲に限られるが、10度以下の光軸調整
を必要とする場合には、光到来方向を知るための検出器
を搭載した光到来方向検出装置による自動調整に頼らざ
るを得ない。従来の光軸合わせの一例として図19及び
図20に示す方法が知られている。
As described above, when performing optical communication between two points in space, it is necessary to first align the optical axes of the light emitting element and the light receiving element between the two points. In particular, when invisible light such as infrared light is used for communication, the optical axis adjustment is limited to a relatively narrow allowable range within several tens of degrees. One has to rely on automatic adjustment by a light arrival direction detector equipped with a detector for knowing the arrival direction. As an example of conventional optical axis alignment, a method shown in FIGS. 19 and 20 is known.

【0004】1は天井部2に設けた送受信手段であり、
これには発光素子及び受光素子が内蔵される。こり送受
信手段1より一定のエリア内の空間の全ての方向、すな
わち天井部より下方にむけて光信号3を出射し、この光
信号3を例えば机上等に置いた光到来方向検出装置4で
検出する。そして、この検出装置4で得られた光到来方
向に対して、この検出装置4に併設された、或いはこれ
と一体的に設けられた光送受信装置の光検出器を方向付
けするようになっている。
[0004] Reference numeral 1 denotes a transmitting / receiving means provided on the ceiling 2.
It incorporates a light emitting element and a light receiving element. The light transmitting / receiving means 1 emits an optical signal 3 in all directions of a space within a certain area, that is, downward from the ceiling, and the optical signal 3 is detected by a light arrival direction detecting device 4 placed on, for example, a desk or the like. I do. The light detector of the optical transmitter / receiver attached to or integrated with the detection device 4 is directed to the light arrival direction obtained by the detection device 4. I have.

【0005】上記検出装置4は、レンズ、または反射鏡
で光信号3を絞り、これをフォトトランジスタやフォト
ダイオード等の光検出器により検出するようになってい
るが、この場合、検出装置4の光軸に光信号3が合った
時のみ出力する。従って、一回の走査で検出できる範囲
が非常に狭く、開き角度で10度以下である。そのた
め、図20に示すように検出装置4を水平方向に360
度回転しつつ、回転する毎に仰角方向に光軸の角度を図
19に示すように変化させ、これを数回繰り返すことに
より、検出ピーク点を求めて天井部の送受信手段1との
間で互いの光軸合わせを行なう。
[0005] The detection device 4 is designed to stop down the optical signal 3 with a lens or a reflecting mirror and to detect the optical signal 3 with a photodetector such as a phototransistor or a photodiode. Output only when the optical signal 3 matches the optical axis. Therefore, the range that can be detected in one scan is very narrow, and the opening angle is 10 degrees or less. Therefore, as shown in FIG.
While rotating by degrees, the angle of the optical axis is changed in the elevation direction each time the rotation is made, as shown in FIG. 19, and this is repeated several times to obtain a detection peak point and to communicate with the transmitting / receiving means 1 on the ceiling. The optical axes are aligned with each other.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、光到来方
向を検出するために検出装置4を回転する毎に仰角方向
へ数回往復させざるを得ない理由は、次の通りである。
すなわち、検出装置4は一つのレンズ、または反射鏡の
焦点付近に情報検出と光到来方向検出のための受光素子
を置いており、情報検出のための受光範囲は、外乱光を
減少させるのに狭い方がよいが、光到来方向を検出する
には広い方がよい。一個のレンズ、または反射鏡で両方
の要求を満たすことは一般的にはできないため、ここで
は情報検出の精度を高める方を優先し検出範囲を狭くし
ている。そして、空間に対する走査回数を多くすること
で、光到来方向を検出する目的を達成している。しかし
ながら、この場合には上述のように空間に対する走査回
数が多くなるので、その分サーチ時間が長くなってしま
うという問題があった。
The reason why the detector 4 must be reciprocated several times in the elevation direction every time the detector 4 is rotated in order to detect the direction of arrival of light is as follows.
That is, the detecting device 4 has a light receiving element for detecting information and detecting the direction of arrival of light near one focal point of a lens or a reflecting mirror. The light receiving range for detecting information is suitable for reducing disturbance light. The smaller is better, but the wider is better for detecting the direction of arrival of light. Since it is generally not possible to satisfy both requirements with a single lens or a reflecting mirror, the detection range is narrowed here, giving priority to increasing the accuracy of information detection. By increasing the number of scans in space, the object of detecting the direction of arrival of light is achieved. However, in this case, the number of scans on the space increases as described above, and there is a problem that the search time becomes longer.

【0007】本発明者は、上記問題点を解決するために
先の出願(特願平8−342730号)において、水平
方向から天井部にかけて臨むことができるように形成さ
れたスリットの奥に光センサを設け、これを水平面内に
回転させることによって光信号の到来方向を容易に検出
することができる装置を開示した。これによれば、この
装置を少なくとも1回転させるだけで容易に光信号の到
来方向を検出することが可能となる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has disclosed in the earlier application (Japanese Patent Application No. 8-342730) that a light is provided at the back of a slit formed so as to be able to reach from the horizontal direction to the ceiling. An apparatus has been disclosed which is provided with a sensor and which can easily detect an arrival direction of an optical signal by rotating the sensor in a horizontal plane. According to this, it is possible to easily detect the arrival direction of the optical signal only by rotating the device at least once.

【0008】しかしながら、この装置の場合には、仰角
が0度〜90度の範囲の方向から到来する光信号を全て
カバーするために光センサを水平方向に対して略45度
の角度で傾斜させて設けなければならないことから、装
置のサイズ、特に高さが大きくなる傾向にあり、装置の
小型化及びコンパクト化が求められるこの種の装置にお
いて好ましいことではなかった。特に、光センサは、一
般的にはこのセンサ出力を増幅するなどの回路系と同一
基板上に設けられるが、上述のように斜め方向に光セン
サを設けると、回路基板と一体化させてコンパクト化を
図ることが一層困難になってしまう。
However, in the case of this device, the optical sensor is inclined at an angle of approximately 45 degrees with respect to the horizontal direction in order to cover all the optical signals arriving from the direction in which the elevation angle is in the range of 0 to 90 degrees. Therefore, the size, particularly the height, of the device tends to be large, which is not preferable in this type of device in which miniaturization and compactness of the device are required. In particular, the optical sensor is generally provided on the same substrate as a circuit system for amplifying the output of the sensor, but if the optical sensor is provided in an oblique direction as described above, the optical sensor is integrated with the circuit board to be compact. It becomes even more difficult to achieve this.

【0009】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、特別なレンズを用いることにより光検出素子
を水平方向に設置しても受光量が減少することのない光
検出ユニットを提供することにある。本発明の他の目的
は、上記光検出ユニットを用いた光到来方向検出装置を
提供することにある。本発明の更に他の目的は、上記光
到来方向検出装置を用いた光送受信装置を提供すること
にある。
The present invention focuses on the above problems,
It was created to solve this effectively. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a light detection unit that does not reduce the amount of received light even when the light detection element is installed in a horizontal direction by using a special lens. Another object of the present invention is to provide a light arrival direction detection device using the above-described light detection unit. Still another object of the present invention is to provide an optical transmission / reception device using the above-mentioned light arrival direction detection device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1に規定する発明
は、厚みが略一定で屈折率が1.0よりも大きな板状の
透明な材質からなり、長さ方向に位置する1つの端面が
曲面状に形成されて上面と連続して光が入射する入射面
となり、前記入射面と前記上面に対向する下面を除く面
に少なくとも遮光を施してなる板状レンズ部材と、前記
下面に密接させて設けた光検出素子とにより光検出ユニ
ットを構成したものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided one end face which is made of a plate-shaped transparent material having a substantially constant thickness and a refractive index larger than 1.0, and which is located in a longitudinal direction. Is formed as a curved surface, becomes an incident surface on which light is continuously incident on the upper surface, and is in close contact with the lower surface, the plate-shaped lens member having at least light-shielded surfaces except the lower surface opposed to the incident surface and the upper surface. A light detection unit is constituted by the light detection elements provided in this way.

【0011】これにより、例えば上方、或いは斜め上方
から一定の幅の光入射面に入射した光は僅かな角度だけ
屈折して光検出素子に届くが、光が比較的浅い仰角で曲
面状の成形された光入射面に入射すると、大きく例えば
下方向へ屈折して光検出素子に届くことになる。従っ
て、光検出素子を水平方向に沿って配置しても、上方向
からかなり浅い仰角の方向までの広い範囲に亘って十分
な光量で検出することができる。また、板状レンズ部材
の光入射面を、その断面が略円弧状になるように成形す
ることにより、板状レンズ部材の厚み方向に関しても、
かなり広い幅で光を取り込むことができ、更に十分な光
量で検出することが可能となる。
Thus, for example, light incident on the light incident surface having a certain width from above or obliquely above is refracted by a small angle and reaches the light detecting element, but the light is formed into a curved surface with a relatively shallow elevation angle. When the light is incident on the light incident surface, the light is largely refracted downward, for example, and reaches the light detecting element. Therefore, even if the photodetectors are arranged in the horizontal direction, it is possible to detect the photodetectors with a sufficient amount of light over a wide range from the upper direction to the direction of a relatively small elevation angle. In addition, by forming the light incident surface of the plate-shaped lens member so that its cross section is substantially arc-shaped, also in the thickness direction of the plate-shaped lens member,
Light can be taken in a considerably wide width, and detection can be performed with a sufficient amount of light.

【0012】請求項3に規定する発明は、上記光検出ユ
ニットと、この光検出ユニットを、水平面内と垂直面内
に回転可能とする旋回機構と、前記光検出ユニットの光
検出素子の出力に基づいて光信号の到来方向を決定する
光到来方向決定手段とにより光到来方向検出装置を構成
したものである。これによれば、旋回機構により、この
光検出ユニットをまず水平面内に亘って走査し、次に、
垂直面内に亘って走査し、この時の光検出ユニットの出
力を参照して光到来方向決定手段は、光到来方向を決定
する。これにより、容易に且つ迅速に高さを含めた光到
来方向を決定することが可能となる。特に、このような
光検出ユニットを、反対方向に背中合わせとなるように
2個設けることにより、水平方向に関する走査は、最大
180度回転するだけで、高さは不明であるが光到来の
おおよその方向を求めることができる。従って、高さを
含めた光到来方向を一層迅速に決定することができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the light detecting unit, a turning mechanism for rotating the light detecting unit in a horizontal plane and a vertical plane, and an output of a light detecting element of the light detecting unit. A light arrival direction detection device is constituted by light arrival direction determination means for determining the arrival direction of the optical signal based on the light arrival direction. According to this, the light detection unit is first scanned over a horizontal plane by the turning mechanism, and then,
Scanning is performed over the vertical plane, and the light arrival direction determining means determines the light arrival direction with reference to the output of the light detection unit at this time. Thus, it is possible to easily and quickly determine the light arrival direction including the height. In particular, by providing two such light detection units so as to be back-to-back in the opposite direction, the scanning in the horizontal direction is only rotated by up to 180 degrees, and the height is unknown, but the approximate arrival of light is unknown. The direction can be determined. Therefore, it is possible to more quickly determine the light arrival direction including the height.

【0013】請求項5に規定する発明は、上記光到来方
向検出装置と、この光到来方向検出装置の旋回機構上に
設けられて、光信号の送信器と受信器を含む光送受信ユ
ニットとにより光送受信装置を構成したものである。こ
れによれば、上記光到来方向検出装置により、高さを含
めた光到来方向を検出してその方向に光送受信ユニット
を向けるだけで、光通信の経路を確立することが可能と
なる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an optical direction-of-arrival detecting device, and an optical transmitting / receiving unit provided on a turning mechanism of the optical direction-of-arrival detecting device and including an optical signal transmitter and a receiver. This is an optical transmission / reception device. According to this, it is possible to establish an optical communication path only by detecting the light arrival direction including the height and directing the optical transmission / reception unit in that direction by the light arrival direction detection device.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に本発明の光検出ユニット、
これを用いた光到来方向検出装置及びこれを内蔵した光
送受信装置の一実施例について説明する。まず、光検出
ユニットを用いた光到来方向検出装置について説明す
る。図1は天井部に設けた送受信手段からの光を検出す
る時の光到来方向検出装置を示す図、図2は光到来方向
検出装置を示す正面図、図3は光到来方向検出装置を示
す平面図、図4は光到来方向検出装置に用いられる2個
の光検出ユニットを示す斜視図、図5は光検出ユニット
を示す拡大斜視図、図6は図5に示す光検出ユニットの
側面図、図7は光検出ユニットの変形例を示す拡大斜視
図、図8は図7に示す光検出ユニットの側面図である。
尚、図19及び図20において説明した構成と同一部分
については同一符号を付して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a photodetection unit according to the present invention will be described.
An embodiment of an optical direction-of-arrival detecting device using the same and an optical transmitting / receiving device incorporating the same will be described. First, a light arrival direction detection device using a light detection unit will be described. FIG. 1 is a diagram showing a light arrival direction detecting device when detecting light from transmitting / receiving means provided on a ceiling, FIG. 2 is a front view showing the light arrival direction detecting device, and FIG. 3 is a light coming direction detecting device. FIG. 4 is a plan view, FIG. 4 is a perspective view showing two light detection units used in the light arrival direction detection device, FIG. 5 is an enlarged perspective view showing the light detection unit, and FIG. 6 is a side view of the light detection unit shown in FIG. 7 is an enlarged perspective view showing a modified example of the light detection unit, and FIG. 8 is a side view of the light detection unit shown in FIG.
The same components as those described in FIGS. 19 and 20 are denoted by the same reference numerals and described.

【0015】図1において、1は天井部2に設けたノー
ドとしての送受信手段であり、これより下方の全方位に
向けて光信号3を送出し、また、後述するように、下方
から来る光信号を受信する。この送受信手段1は、所定
のエリアをカバーし、図示されないが天井部2に多数配
置されて、例えば光LANを構成している。光到来方向
検出装置5は、例えば部屋内のデスク上に配置され、光
信号3の到来方向を検出するものである。この光到来方
向検出装置5は、図2乃至図4に示すように互いに反対
向きに配置された一対の光検出ユニット6、6と、これ
を水平面内と垂直面内に回転可能とする旋回機構7と、
上記光検出ユニット6からの出力に基づいて光到来方向
を決定する、例えばマイクロコンピュータ等よりなる光
到来方向決定手段8(図4参照)とにより主に構成され
る。尚、ここでは2個の光検出ユニット6、6を設けた
が、これを1つだけ設けるようにしてもよい。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a transmission / reception means as a node provided on a ceiling portion 2, which transmits an optical signal 3 in all directions below the light transmission portion. Receive the signal. The transmission / reception means 1 covers a predetermined area, and is arranged in a large number on a ceiling portion 2 (not shown) to constitute, for example, an optical LAN. The light arrival direction detection device 5 is arranged, for example, on a desk in a room, and detects the arrival direction of the optical signal 3. The light arrival direction detection device 5 includes a pair of light detection units 6 and 6 arranged opposite to each other as shown in FIGS. 2 to 4, and a turning mechanism that enables the light detection units 6 to rotate in a horizontal plane and a vertical plane. 7 and
It mainly comprises a light arrival direction determining means 8 (see FIG. 4) which determines the light arrival direction based on the output from the light detection unit 6, for example, a microcomputer or the like. Although two light detection units 6 are provided here, only one may be provided.

【0016】具体的には、この旋回機構7は、上記一対
の光検出ユニット6、6をその上に載置固定する旋回基
台9を有している。この基台9の両端には支持軸10、
10が設けられており、この支持軸10、10を水平回
転台11より起立させて設けた2本の支柱12、12
に、ベアリング13、13を介して垂直面内に回転自在
に支持している。上記支持軸10、10の一方には、ウ
ォームホイールを形成するリング状の垂直歯車14が固
定されており、この垂直歯車14には、水平回転台11
側に回転自在に支持された垂直ウォームギア15が歯合
されている。そして、この垂直ウォームギア15には垂
直駆動モータ16の回転軸が直接的、或いは減速機等を
介して間接的に連結されており、垂直ウォームギア15
を回転し得るようになっている。従って、このウォーム
ギア15を回転することにより、旋回基台9を上下方向
へ、垂直面内において回転乃至揺動できるようになって
いる。
Specifically, the turning mechanism 7 has a turning base 9 for mounting and fixing the pair of light detection units 6, 6 thereon. A support shaft 10 is provided at both ends of the base 9.
And two support columns 12, 12 provided by raising the support shafts 10, 10 from a horizontal turntable 11.
In addition, it is rotatably supported in a vertical plane via bearings 13 and 13. A ring-shaped vertical gear 14 forming a worm wheel is fixed to one of the support shafts 10, 10.
A vertical worm gear 15 rotatably supported on the side is meshed. The rotation shaft of a vertical drive motor 16 is connected to the vertical worm gear 15 directly or indirectly via a speed reducer or the like.
Can be rotated. Therefore, by rotating the worm gear 15, the turning base 9 can be rotated or rocked in a vertical plane in a vertical plane.

【0017】一方、上記水平回転台11の下面は旋回支
柱17の上端に取付固定されており、この旋回支柱17
の基部はベース18にベアリング19を介して回転自在
に支持されており、水平回転台11を水平面内に回転し
得るようになっている。また、上記旋回支柱17の途中
にはウォームホイールを形成する円形状の歯車20が固
定されており、この歯車20にはベース18側に回転自
在に支持されたウォームギア21が歯合されている。そ
して、このウォームギア21には水平駆動モータ22の
回転軸が直接的或いは減速機等を介して間接的に連結さ
れており、ウォームギア21を回転し得るようになって
いる。以上の構成により旋回基台9は、垂直駆動モータ
16を駆動することにより垂直面内に旋回し、また、水
平駆動モータ22を駆動することによって水平回転台1
1が水平面内に回転して、結果的に旋回基台9は水平面
内を旋回することになる。
On the other hand, the lower surface of the horizontal turntable 11 is fixedly mounted on the upper end of a turning column 17.
Is rotatably supported on a base 18 via a bearing 19, so that the horizontal turntable 11 can be rotated in a horizontal plane. A circular gear 20 forming a worm wheel is fixed in the middle of the turning column 17, and a worm gear 21 rotatably supported on the base 18 side is meshed with the gear 20. The rotation shaft of a horizontal drive motor 22 is connected to the worm gear 21 directly or indirectly via a speed reducer or the like, so that the worm gear 21 can rotate. With the above configuration, the turning base 9 turns in the vertical plane by driving the vertical drive motor 16, and also turns the horizontal turntable 1 by driving the horizontal drive motor 22.
1 rotates in the horizontal plane, and as a result, the turning base 9 turns in the horizontal plane.

【0018】次に、光検出ユニット6について説明す
る。図5及び図6に示すようにこの光検出ユニット6
は、厚みが略一定で屈折率が1.0よりも大きな(屈折
率1.0〜2.0)板状の透明な材料、例えば樹脂やガ
ラス等よりなる板状レンズ部材23を有している。ここ
では、例えば屈折率が1.49程度のアクリル樹脂を用
いている。この板状レンズ部材23は、横長に形成され
ており、図中左側の一端面24は半径がrの円弧状の曲
面に形成されている。この曲面24と上面25とは連続
しており、光(光信号)3が入射する光入射面26とな
っている。ここでは、板状レンズ部材23の厚みL1は
2mm程度、高さL2及び半径rはそれぞれ5mm程
度、曲面24の部分を除いた長さL3は3mm程度にそ
れぞれ設定されており、非常に小型化されている。
Next, the light detection unit 6 will be described. As shown in FIG. 5 and FIG.
Has a plate-shaped lens member 23 made of a plate-shaped transparent material having a substantially constant thickness and a refractive index larger than 1.0 (refractive index: 1.0 to 2.0), for example, resin or glass. I have. Here, for example, an acrylic resin having a refractive index of about 1.49 is used. The plate-like lens member 23 is formed to be horizontally long, and the one end face 24 on the left side in the drawing is formed as an arc-shaped curved surface having a radius of r. The curved surface 24 and the upper surface 25 are continuous and form a light incident surface 26 on which the light (optical signal) 3 is incident. Here, the thickness L1 of the plate-like lens member 23 is set to about 2 mm, the height L2 and the radius r are set to about 5 mm, and the length L3 excluding the curved surface 24 is set to about 3 mm. Have been.

【0019】そして、面25に対向する下面27には、
例えばフォトダイオード等よりなる光検出素子28が、
水平方向に接着材等により密着させて下面27の一部分
に取り付けられており、上記光入射面26から入射した
光信号3を検出し得るようになっている。この場合、光
検出素子28を水平方向に配置していても、斜め上方か
ら入射する光信号はこの板状レンズ部材23の屈折作用
によりその進行方向が下方向へ曲げられて光検出素子2
8に入射するので、光源である送受信手段1がかなり水
平方向に位置されてこの仰角が小さくなったとしても、
十分な光量で検出することが可能となる。
On the lower surface 27 facing the surface 25,
For example, a light detection element 28 such as a photodiode
It is attached to a part of the lower surface 27 so as to be closely attached in the horizontal direction with an adhesive or the like so that the optical signal 3 incident from the light incident surface 26 can be detected. In this case, even if the light detecting element 28 is arranged in the horizontal direction, the traveling direction of the optical signal incident from obliquely upward is bent downward by the refraction of the plate-shaped lens member 23, and the light detecting element 2
Therefore, even if the transmitting / receiving means 1 as a light source is positioned in a horizontal direction and the elevation angle becomes small,
Detection can be performed with a sufficient amount of light.

【0020】また、上記光入射面26と下面27を除く
他の面、すなわち両側面29、30と背面31には、光
を吸収するコーティングを施すなどして遮光処理が施さ
れており、光入射面26以外から光が侵入できないよう
になっている。ここで、背面31に関しては、遮光処理
ではなく、ここに反射膜コーティングを施して、光入射
面26に侵入した光がより多く光検出素子28に入射す
るように構成してもよい。尚、ここでは光入射面26の
形状を、レンズの厚み方向へは平坦、すなわち厚み方向
への断面形状は直線状としたが、これに限定されず、図
7及び図8に示すように光入射面26のレンズ厚み方向
への断面形状を例えば半径r1の円弧形状の凸部となる
ように成形して、ここにレンズ機能を持たせるようにし
てもよい。これによれば、この凸状光入射面26の集光
作用により、板状レンズ部材23の厚み方向に関して、
より広い範囲の光を集めることができ、その分、より十
分な光量を集光させることが可能となる。
The other surfaces except the light incident surface 26 and the lower surface 27, that is, both side surfaces 29, 30 and the back surface 31 are subjected to a light-shielding treatment by applying a light absorbing coating or the like. Light cannot enter from other than the incident surface 26. Here, the rear surface 31 may be configured such that a light-reflecting film coating is applied to the rear surface 31 instead of the light-shielding process so that more light that has entered the light incident surface 26 is incident on the light detection element 28. Here, the shape of the light incident surface 26 is flat in the thickness direction of the lens, that is, the cross-sectional shape in the thickness direction is linear. However, the shape is not limited thereto. The cross-sectional shape of the incident surface 26 in the lens thickness direction may be formed to be, for example, an arc-shaped convex portion having a radius r1 so as to have a lens function. According to this, by the light condensing action of the convex light incident surface 26, the thickness direction of the plate-like lens member 23 is
A wider range of light can be collected, and accordingly, a more sufficient amount of light can be collected.

【0021】次に、以上のように構成された光検出ユニ
ット及び光到来方向検出装置の作用及び動作について説
明する。天井部2に設けた光源としての送受信手段1よ
り送出された光信号3(図1も参照)は、図5乃至図8
に示すように、厚さL1が僅か2mm程度の光入射面2
6から板状レンズ部材23内に入射し、この下面27に
密着させて設けた光検出素子28により検出されること
になる。すなわち、光入射面26は、幅が2mmのスリ
ットとしての機能を発揮することになる。ここで、斜め
上方に光源1が位置した状態で、光検出ユニット6をこ
の背面31を中心として水平面内に1回転(360度)
した場合、光検出素子28は図9のようになる。すなわ
ち、光源1が位置する方位(高さ、すなわち仰角は不
明)において高い出力が得られ、その方位を特定するこ
とができる。尚、この場合、前述したように光入射面2
6が平坦な場合(図6参照)よりも、光入射面26が凸
状の場合(図8参照)の方が集光作用が大きいので高い
出力を得ることができる。
Next, the operation and operation of the light detection unit and the light arrival direction detection device configured as described above will be described. The optical signal 3 (see also FIG. 1) transmitted from the transmitting / receiving means 1 as a light source provided on the ceiling portion 2 is shown in FIGS.
As shown in the figure, the light incident surface 2 having a thickness L1 of only about 2 mm
The light enters the plate-like lens member 23 from 6 and is detected by the photodetector 28 provided in close contact with the lower surface 27. That is, the light incident surface 26 functions as a slit having a width of 2 mm. Here, with the light source 1 positioned diagonally above, the light detection unit 6 is rotated once (360 degrees) in a horizontal plane around the back surface 31.
In this case, the light detection element 28 is as shown in FIG. That is, a high output is obtained in the azimuth where the light source 1 is located (the height, that is, the elevation angle is unknown), and the azimuth can be specified. In this case, as described above, the light incident surface 2
When the light incident surface 26 is convex (see FIG. 8), the light condensing action is greater than when the light incident surface 26 is flat (see FIG. 6), so that a higher output can be obtained.

【0022】次に、図10及び図11に示すように、背
面31の延長方向を基準として光源1が円弧の軌跡に沿
って水平方向まで相対的に移動した状態を考える。この
時の移動角をαとする。尚、これは、光源1を固定し
て、光検出ユニット6を回転しても同じである。図11
は板状レンズ部材を設けず、光検出素子28のみを水平
方向に設けた場合を示している。図12はこの時の各光
検出素子の出力を示すグラフであり、このグラフから明
らかなように、レンズなしの場合には角度αが大きくな
るに従って、すなわち光源1が相対的に水平方向へ向か
って移動するに従って出力が順次低下しており、十分な
光量が得られない場合が生ずる。
Next, as shown in FIGS. 10 and 11, it is assumed that the light source 1 relatively moves to the horizontal direction along the locus of the circular arc based on the extension direction of the back surface 31. The moving angle at this time is defined as α. This is the same even if the light source 1 is fixed and the light detection unit 6 is rotated. FIG.
Indicates a case where no plate-shaped lens member is provided and only the light detection element 28 is provided in the horizontal direction. FIG. 12 is a graph showing the output of each photodetector at this time. As is clear from this graph, when there is no lens, as the angle α increases, that is, the light source 1 relatively moves in the horizontal direction. Output, the output decreases gradually, and a sufficient amount of light may not be obtained.

【0023】これに対して、本発明のように板状レンズ
部材23を設けた光検出ユニットの場合には、実用範囲
である角度0度〜75度の範囲に亘って十分に大きな光
量が得られることが判明する。特に、図9に示したと同
様に、入射面が凸状のレンズ部材として構成されている
方が高い出力が得られる。そして、角度αが60度の近
傍で出力値がピーク値となっている。尚、このピーク値
の角度や実用範囲である0度〜75度の範囲は、板状レ
ンズ部材のサイズや曲面の半径等を適宜選択することに
より、適切な値を設定すればよい。
On the other hand, in the case of the light detection unit provided with the plate-like lens member 23 as in the present invention, a sufficiently large amount of light can be obtained over a practical range of angles from 0 to 75 degrees. It turns out to be. In particular, as shown in FIG. 9, a higher output is obtained when the incident surface is formed as a convex lens member. The output value has a peak value when the angle α is near 60 degrees. The angle of the peak value and the practical range of 0 to 75 degrees may be set to appropriate values by appropriately selecting the size of the plate-like lens member, the radius of the curved surface, and the like.

【0024】従って、図9を参照して説明したように光
検出ユニット6を水平面内に旋回して光源1の方位(高
さは不明)が定まったならば、図12にて説明したよう
にユニット6を垂直面内に旋回させる。これにより光検
出素子28の出力がピークとなる方向に光源1が存在す
ることになる。この場合、背面31の延長方向と光源1
の方向の角度は60度になっているのは勿論である。こ
の時の、光到来方向決定のための一連の演算処理は、光
到来方向決定手段8により行なう。尚、光検出ユニット
6の水平面内及び垂直面内の旋回は、図2及び図3にて
説明した旋回機構7を用いて行なう。
Therefore, as described with reference to FIG. 9, if the azimuth (height is unknown) of the light source 1 is determined by turning the light detection unit 6 in the horizontal plane, as described with reference to FIG. The unit 6 is turned in a vertical plane. As a result, the light source 1 exists in a direction in which the output of the light detection element 28 reaches a peak. In this case, the extension direction of the back surface 31 and the light source 1
Is of course 60 degrees. At this time, a series of arithmetic processing for determining the light arrival direction is performed by the light arrival direction determination means 8. The turning of the light detection unit 6 in the horizontal plane and the vertical plane is performed by using the turning mechanism 7 described with reference to FIGS.

【0025】上記説明は、光検出ユニット6を1つのみ
設けた場合であるが、実際には、図4にも示したよう
に、全く同じ構成の2つの光検出ユニット6、6を背面
31同士を背中合わせにして対称に設置している。従っ
て、図9に示すような光源1の方位(高さは不明)を求
める場合には、一対の光検出ユニット6、6を水平面内
に半回転、すなわち180度だけ回転させれば、いずれ
か一方の光検出ユニット6に出力のピークが検出される
ことになる。そして、図13に示すように両ユニットの
背面の延長方向を0度として光源1を垂直面内において
円弧に沿って移動させると、その時の両光検出素子2
8、28の出力は図14に示すように表われる。すなわ
ち、図13において光源1が0度、すなわち天頂方向に
位置する時は、両光検出素子28、28の出力は同じで
あり、光源1が左側(+90度方向)へ移動すると、左
側の光検出ユニットの出力が次第に大きくなってピーク
値を過ぎた後に減少する。この時、右側の光検出ユニッ
トの出力は次第に低下して途中でゼロになる。
In the above description, only one light detecting unit 6 is provided. In practice, however, as shown in FIG. They are installed symmetrically, back to back. Therefore, when obtaining the azimuth (height is unknown) of the light source 1 as shown in FIG. 9, if the pair of light detection units 6 and 6 is rotated by half a rotation in the horizontal plane, that is, by 180 degrees, any one of them can be obtained. The output peak is detected by one of the light detection units 6. Then, as shown in FIG. 13, when the light source 1 is moved along a circular arc in the vertical plane with the extension direction of the back surface of both units being 0 degree, the two light detection elements 2 at that time are moved.
The outputs of 8 and 28 appear as shown in FIG. That is, in FIG. 13, when the light source 1 is located at 0 degrees, that is, in the zenith direction, the outputs of the two light detection elements 28 and 28 are the same, and when the light source 1 moves to the left (+90 degrees direction), The output of the detection unit gradually increases and decreases after passing the peak value. At this time, the output of the right photodetection unit gradually decreases and becomes zero on the way.

【0026】これに対して、光源1が右側(−90度方
向)へ移動すると、右側の光検出ユニットの出力が次第
に大きくなってピーク値を過ぎた後に減少する。この
時、左側の光検出ユニットの出力は次第に低下して途中
でゼロになる。従って、この一対の光検出ユニット6、
6を垂直面内に旋回させて、両光検出素子28、28の
出力が同じになった時の背面31の延長方向に、光源1
が位置することになり、これにより光到来方向を決定す
ることができる。この場合には、光検出ユニット6を1
個だけ設けた場合よりも少ない回転操作で光到来方向を
決定することができるので、より迅速に且つ短時間で光
到来方向を決定することができる。
On the other hand, when the light source 1 moves to the right (−90 ° direction), the output of the right photodetection unit gradually increases and decreases after passing the peak value. At this time, the output of the left light detection unit gradually decreases and becomes zero on the way. Therefore, this pair of light detection units 6,
6 is rotated in the vertical plane, and the light source 1 extends in the direction in which the back surface 31 extends when the outputs of the two photodetectors 28 become the same.
Is located, whereby the light arrival direction can be determined. In this case, the light detection unit 6 is set to 1
Since the direction of arrival of light can be determined with a smaller number of rotation operations than in the case where only a single unit is provided, the direction of arrival of light can be determined more quickly and in a shorter time.

【0027】また、本発明のように構成すれば、光検出
素子を水平方向に配置しても十分な光量を検出すること
ができるので、光検出ユニットの高さ及び厚みを小さく
でき、小型化及び薄型化をより推進することができる。
更に、このように光検出素子を水平方向に配置できるこ
とから、この出力を処理する電気回路系を光検出素子を
設ける基板と同一基板上に配置でき、この点よりも、装
置の高さ方向を減じて一層の小型化及びコンパクト化を
図ることが可能となる。
According to the present invention, a sufficient amount of light can be detected even if the photodetectors are arranged in the horizontal direction. Therefore, the height and thickness of the photodetection unit can be reduced, and the size of the photodetection unit can be reduced. In addition, thinning can be further promoted.
Further, since the photodetectors can be arranged in the horizontal direction in this manner, the electric circuit system for processing the output can be arranged on the same substrate as the substrate on which the photodetectors are provided. This makes it possible to further reduce the size and the size.

【0028】上記実施例は光検出ユニット及び光到来方
向検出装置について説明したが、次に、これらの装置を
搭載した光送受信装置について説明する。図15は光送
受信装置の主要部を示す斜視図、図16は図15に示す
主要部の断面図、図17は図15に示す主要部の平面
図、図18は受信器に用いる受光センサの原理を説明す
るための図である。図15乃至図17に示すように、こ
の光送受信装置の主要部を構成する光送受信ユニット3
2の全体は、図2及び図3において説明した旋回機構7
の旋回基台9上に設置固定されている。そして、この光
送受信ユニット32は、入来する光信号3を受ける受信
器33と、所定の信号で変調された送信光34を出力す
る送信器35を有している。
In the above embodiment, the light detection unit and the light arrival direction detection device have been described. Next, an optical transmission and reception device equipped with these devices will be described. 15 is a perspective view showing a main part of the optical transceiver, FIG. 16 is a sectional view of the main part shown in FIG. 15, FIG. 17 is a plan view of the main part shown in FIG. 15, and FIG. It is a figure for explaining a principle. As shown in FIGS. 15 to 17, an optical transmitting / receiving unit 3 constituting a main part of the optical transmitting / receiving apparatus
2 is the turning mechanism 7 described with reference to FIGS.
And is fixedly mounted on a turning base 9 of the vehicle. The optical transmission / reception unit 32 has a receiver 33 for receiving the incoming optical signal 3 and a transmitter 35 for outputting a transmission light 34 modulated by a predetermined signal.

【0029】この送受信ユニット32の受信器33は、
受光面36となる上面が略水平で、下面が例えば断面円
弧状に曲面成形された例えば樹脂製の2回反射型集光レ
ンズ37を有している。この集光レンズ37の断面円弧
状の下面は、リング状に反射膜をコーティングすること
により、凹面状の第1の反射面38として構成される。
また、この集光レンズ37の上面の中心部は断面円弧状
に凹部39が形成されており、この凹部39の表面に反
射膜をコーティングすることにより凸面状の第2の反射
面40を構成している。
The receiver 33 of the transmission / reception unit 32
An upper surface to be the light receiving surface 36 is substantially horizontal, and the lower surface has a double reflection type condensing lens 37 made of, for example, resin and formed into a curved surface with, for example, a circular arc cross section. The lower surface of the converging lens 37 having an arc-shaped cross section is formed as a concave first reflecting surface 38 by coating the reflecting film in a ring shape.
A concave portion 39 is formed at the center of the upper surface of the condensing lens 37 in an arc shape in cross section, and the surface of the concave portion 39 is coated with a reflective film to form a convex second reflective surface 40. ing.

【0030】そして、この2回反射型集光レンズ37の
下面の中心部の直下には、集光された光を検出する例え
ばフォトダイオードよりなる光検出器41が配置されて
いる。従って、第1及び第2の反射面38、40は同軸
上に対向して配置されることになり、しかも、それぞれ
の曲率は、図16に示すように受光面36から入射した
光信号3が、第1及び第2の反射面38、40にて順次
反射した後に、光検出器41に集光し得るように設定さ
れている。この集光レンズ37の直径は2〜3cm程度
に設定されており、従って、この光学系は比較的狭い指
向性となる。この2回反射型集光レンズ37は、その受
光面36を上面にして支持フレーム42やネジ等により
上記旋回基台9上に取り付け固定される。
Immediately below the center of the lower surface of the two-time reflection type condenser lens 37, a photodetector 41 composed of, for example, a photodiode for detecting the condensed light is disposed. Therefore, the first and second reflecting surfaces 38 and 40 are coaxially opposed to each other, and the respective curvatures are such that the optical signal 3 incident from the light receiving surface 36 as shown in FIG. , Are sequentially reflected on the first and second reflecting surfaces 38 and 40 and then condensed on the photodetector 41. The diameter of the condenser lens 37 is set to about 2 to 3 cm, so that the optical system has a relatively narrow directivity. The double reflection type condenser lens 37 is fixedly mounted on the revolving base 9 with the support frame 42 and screws or the like with the light receiving surface 36 facing upward.

【0031】また、この支持フレーム42からは、集光
レンズ37の中心軸の上方に向けて4本の支持アーム4
3が延びており、各アーム43の先端で素子取付台44
を支持している。そして、この素子取付台44上に送信
器35として、例えば半導体レーザ素子45とこれより
放射されたレーザ光を直径数mmの光線に集光させて送
信光34として放出する送光用レンズ46が設けられて
いる。この場合、素子取付台44は上記第2の反射面4
0と同軸上に設けられており、入来する光信号の損失を
最小限にしている。そして、上記2回反射型集光レンズ
37の直径方向に沿って所定の厚みの一対の切り欠き4
7、47を形成し、この切り欠きに、図5乃至図8にて
説明した一対の光検出ユニット6、6を背中合わせにな
るように配置している。この光検出ユニット6、6によ
り、大まかな光到来方向を検出するようになっている。
From the support frame 42, four support arms 4 extend upward from the central axis of the condenser lens 37.
3 are extended, and an element mounting base 44 is provided at the tip of each arm 43.
I support. On the element mount 44, for example, a semiconductor laser element 45 and a light transmission lens 46 for condensing laser light emitted from the semiconductor laser element 45 into a light beam having a diameter of several mm and emitting the light as transmission light 34 are provided as a transmitter 35. Is provided. In this case, the element mount 44 is connected to the second reflection surface 4.
It is coaxial with 0 to minimize the loss of incoming optical signals. Then, a pair of notches 4 having a predetermined thickness are formed along the diameter direction of the double reflection type condenser lens 37.
7 and 47 are formed, and the pair of light detection units 6 and 6 described with reference to FIGS. 5 to 8 are arranged in this notch so as to be back to back. The light detection units 6 and 6 detect a rough light arrival direction.

【0032】上記光検出器41は、例えばフォトダイオ
ードやフォトトランジスタよりなる4分割センサにより
構成される。この4分割センサ41は図18に示すよう
に略正方形状の大きなセンサを小さな正方形状のセンサ
素子A、B、C、Dとなるように十字状に分割して構成
されており、いずれか一方の対角線上の一対のセンサ素
子、例えばセンサ素子B、Dの出力の差が比較器48に
て取られて、この出力が垂直駆動モータ16を回転する
ための垂直回転用信号S1として用いられ、他方、セン
サ素子A、Cの出力の差が比較器49にて取られて、こ
の出力が水平駆動モータ22を回転するための水平回転
用信号S2として用いられる。そして、4つの各センサ
素子A、B、C、Dの出力は加算部50にて加算され
て、受信信号S3として用いられる。
The photodetector 41 is constituted by, for example, a four-division sensor comprising a photodiode and a phototransistor. As shown in FIG. 18, the four-divided sensor 41 is formed by dividing a large sensor having a substantially square shape into a cross shape so as to be small square sensor elements A, B, C, and D. The difference between the outputs of a pair of sensor elements on the diagonal line, for example, the sensor elements B and D is obtained by the comparator 48, and this output is used as a vertical rotation signal S1 for rotating the vertical drive motor 16. On the other hand, the difference between the outputs of the sensor elements A and C is obtained by the comparator 49, and this output is used as a horizontal rotation signal S2 for rotating the horizontal drive motor 22. The outputs of the four sensor elements A, B, C, and D are added by the adder 50 and used as a reception signal S3.

【0033】次に、以上のように構成された本発明装置
の動作について説明する。図1に示す光送受信手段1か
らは下半球面の全方位に亘って光信号3が放出されてい
る。光通信方向を決定するために、この状態で、図4及
び図5に示すように水平駆動モータ22及び垂直駆動モ
ータ16(図2及び図3参照)をそれぞれ適宜回転駆動
することにより、光検出ユニット6、6を搭載した光送
受信ユニット32を半球面内に走査する。これにより、
先に光到来方向検出装置の動作において説明したように
光到来方向を求め、この方向を光通信方向として決定す
る。尚、この状態では光到来方向の粗調整が行なわれた
状態であり、次に、受信器33の光検出器41に微調整
用の制御を移す。
Next, the operation of the apparatus of the present invention configured as described above will be described. An optical signal 3 is emitted from the optical transmitting / receiving means 1 shown in FIG. 1 in all directions of the lower hemisphere. In this state, in order to determine the optical communication direction, the horizontal drive motor 22 and the vertical drive motor 16 (see FIGS. 2 and 3) are appropriately rotated and driven as shown in FIGS. The optical transmission / reception unit 32 on which the units 6 and 6 are mounted is scanned within a hemisphere. This allows
The light arrival direction is obtained as described in the operation of the light arrival direction detection device, and this direction is determined as the optical communication direction. In this state, the coarse adjustment of the light arrival direction has been performed. Next, the control for fine adjustment is transferred to the light detector 41 of the receiver 33.

【0034】すなわち、このように粗調整が行なわれた
状態では図16に示すように2回反射型集光レンズ37
の受光面36より入射した光信号3は、第1の反射面3
8により上方中心方向に反射され、更に、この反射光は
第2の反射面40により反射されて下方の光検出器41
に向けて集光される。この反射光は、光到来方向と光検
出器41の光軸が精度良く一致していれば図18に示す
ように光検出器41を構成する4分割センサ上の中心に
例えば円形のスポット51として集光される。従って、
このスポット51が、4分割センサ41の略中心に位置
するように受信器33の光軸方向を微調制御すれば、光
通信経路が確立されていることになる。そして、送信器
35の半導体レーザ素子45からデータ等により変調さ
れたレーザ光を放射し、これを送光用レンズ46により
細いレーザ光に絞って送信光34として出力し、天井部
2に設けた光送受信手段1に送信する(図1参照)。こ
れにより、光送受信手段1を介して例えばパーソナルコ
ンピュータ相互間で通信を行なうことができる。
That is, in the state where the coarse adjustment has been performed in this way, as shown in FIG.
The optical signal 3 incident from the light receiving surface 36 of the first
8, the reflected light is reflected by the second reflecting surface 40, and the reflected light is reflected by the lower light detector 41.
Light is collected toward. If the direction of arrival of the light and the optical axis of the photodetector 41 match with high accuracy, the reflected light is formed, for example, as a circular spot 51 at the center on the four-division sensor constituting the photodetector 41 as shown in FIG. It is collected. Therefore,
If the optical axis direction of the receiver 33 is fine-tuned so that the spot 51 is located substantially at the center of the four-divided sensor 41, an optical communication path is established. Then, a laser beam modulated by data or the like is emitted from the semiconductor laser element 45 of the transmitter 35, the laser beam is narrowed down to a thin laser beam by the light transmitting lens 46, output as the transmission light 34, and provided on the ceiling 2. The signal is transmitted to the optical transmitting / receiving means 1 (see FIG. 1). Thereby, for example, communication can be performed between personal computers via the optical transmission / reception means 1.

【0035】このように、本発明によれば、一対の光検
出ユニット6、6を光送受信ユニット32に設け、この
光送受信ユニット32を旋回機構上に設けて、垂直面内
及び水平面内を走査できるようにしたので、略半球面内
の広い範囲において任意の方向に対して光通信を行なう
ことができる。また、受信器33の光学系として第1及
び第2の2つの反射面38、40を対向させて設けるよ
うにした2回反射型集光レンズ37を用いてその高さ方
向を小さくするようにし、しかも、光検出ユニット6、
6は非常に小型で集光レンズ37内に収めるようにした
ので、装置の小型化及びコンパクト化を図ることができ
る。従って、このような光送受信装置を携帯用の例えば
ノート型のパーソナルコンピュータ等に設けることによ
り、自由に搬送が可能となり、その機能を増大させるこ
とができる。尚、光送受信装置に設けた光検出ユニット
6は、上記したものに限定されず、他の形成のもの、例
えば本出願人が先の出願(特願平8−342730号)
にて開示したようにスリットとその奥に斜め45度に傾
斜させて配置した受光素子とよりなるユニットを設ける
ようにしてもよい。
As described above, according to the present invention, a pair of photodetection units 6 and 6 are provided in the optical transmission / reception unit 32, and the optical transmission / reception unit 32 is provided on the turning mechanism to scan the vertical plane and the horizontal plane. As a result, optical communication can be performed in an arbitrary direction over a wide range within a substantially hemispherical surface. The height direction of the optical system of the receiver 33 is reduced by using a double reflection type condensing lens 37 in which the first and second reflecting surfaces 38 and 40 are provided to face each other. Moreover, the light detection unit 6,
6 is very small and is housed in the condenser lens 37, so that the apparatus can be made smaller and more compact. Therefore, by providing such an optical transmitting and receiving apparatus in a portable personal computer such as a notebook computer, the optical transmitting and receiving apparatus can be freely transported and its function can be increased. The light detection unit 6 provided in the optical transmission / reception device is not limited to the above-described one, and may be formed in another way, for example, by the present applicant (Japanese Patent Application No. 8-342730).
As disclosed in, a unit including a slit and a light receiving element disposed at an angle of 45 degrees in the back may be provided.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光検出ユ
ニット、光到来方向検出装置及び光送受信装置によれ
ば、次のように優れた作用効果を発揮することができ
る。請求項1の規定する光検出ユニットによれば、端面
が曲面形状になされた板状レンズ部材を用いてこの下面
に密着させた光検出素子に光を集光させるようにしたの
で、ユニット全体の高さが小さくできるのみならず、光
到来方向の仰角が小さい光でも十分な光量で検出するこ
とができる。特に、光入射面の断面を円弧状に形成して
レンズ機能を持たせることにより、より多くの光を受光
することができる。
As described above, according to the light detection unit, the light arrival direction detection device, and the light transmission / reception device of the present invention, the following excellent operational effects can be obtained. According to the photodetecting unit defined in claim 1, light is condensed on the photodetecting element that is in close contact with the lower surface by using the plate-shaped lens member having the curved end surface. Not only the height can be reduced, but also light with a small elevation angle in the light arrival direction can be detected with a sufficient amount of light. In particular, more light can be received by forming the cross section of the light incident surface into an arc shape to have a lens function.

【0037】請求項3に規定する光到来方向検出装置に
よれば、上記光検出ユニットを用いているので、装置全
体の小型化及びコンパクト化を図ることができ、しか
も、迅速に且つ短時間で光到来方向を検出することがで
きる。特に、光検出ユニットを背中合わせで2個設ける
ことにより、更に迅速に光到来方向を検出することがで
きる。請求項5に規定する光送受信装置によれば、上記
した光検出ユニット及び光到来方向検出装置を用いるよ
うにしたので、装置の小型化及びコンパクト化を図れる
のみならず、迅速に且つ短時間で光通信経路を確立する
ことができる。
According to the light arrival direction detecting device defined in claim 3, since the light detecting unit is used, the whole device can be reduced in size and size, and quickly and in a short time. The direction of arrival of light can be detected. In particular, by providing two light detection units back to back, it is possible to more quickly detect the light arrival direction. According to the optical transmission / reception device defined in claim 5, since the above-described light detection unit and light arrival direction detection device are used, not only can the size and size of the device be reduced, but also quickly and in a short time. An optical communication path can be established.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】天井部に設けた送受信手段からの光を検出する
時の光到来方向検出装置を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a light arrival direction detecting device when detecting light from a transmitting / receiving means provided on a ceiling portion.

【図2】光到来方向検出装置を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing a light arrival direction detection device.

【図3】光到来方向検出装置を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a light arrival direction detection device.

【図4】光到来方向検出装置に用いられる2個の光検出
ユニットを示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing two light detection units used in the light arrival direction detection device.

【図5】光検出ユニットを示す拡大斜視図である。FIG. 5 is an enlarged perspective view showing a light detection unit.

【図6】図5に示す光検出ユニットの側面図である。FIG. 6 is a side view of the light detection unit shown in FIG.

【図7】光検出ユニットの変形例を示す拡大斜視図であ
る。
FIG. 7 is an enlarged perspective view showing a modified example of the light detection unit.

【図8】図7に示す光検出ユニットの側面図である。FIG. 8 is a side view of the light detection unit shown in FIG.

【図9】光検出ユニットを水平面内に1回転した時の出
力を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an output when the light detection unit is rotated once in a horizontal plane.

【図10】光源を光検出ユニットに対して垂直面内に相
対的に移動させる状況を説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a situation in which the light source is relatively moved in a vertical plane with respect to the light detection unit.

【図11】板状レンズ部材を用いない光検出素子に対し
て光源を垂直面内に相対的に移動させる状況を説明する
ための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a situation where a light source is relatively moved in a vertical plane with respect to a photodetector that does not use a plate-shaped lens member.

【図12】光源を垂直面内に相対的に移動させた時の光
検出素子の出力を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating an output of a photodetector when a light source is relatively moved within a vertical plane.

【図13】一対の光検出ユニットに対して光源を垂直面
内に相対的に移動させる状況を説明するための図であ
る。
FIG. 13 is a diagram for explaining a situation in which a light source is relatively moved within a vertical plane with respect to a pair of light detection units.

【図14】図13に示す光源の相対的移動時の各光検出
素子の出力を示す図である。
14 is a diagram illustrating an output of each light detection element when the light source illustrated in FIG. 13 is relatively moved.

【図15】光送受信装置の主要部を示す斜視図である。FIG. 15 is a perspective view showing a main part of the optical transceiver.

【図16】図15に示す主要部の断面図である。16 is a sectional view of a main part shown in FIG.

【図17】図15に示す主要部の平面図である。FIG. 17 is a plan view of a main part shown in FIG.

【図18】受信器に用いる受光センサの原理を説明する
ための図である。
FIG. 18 is a diagram for explaining the principle of a light receiving sensor used for a receiver.

【図19】送受信手段(光源)と光到来方向検出装置と
の一般的な関係を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a general relationship between a transmission / reception means (light source) and a light arrival direction detection device.

【図20】図18に示す検出装置の走査方法を示す図で
ある。
20 is a diagram showing a scanning method of the detection device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…送受信手段、3…光信号、5…光到来方向検出装
置、6…光検出ユニット、7…旋回機構、8…光到来方
向決定手段、9…旋回基台、10…水平回転台、16…
垂直駆動モータ、22…水平駆動モータ、23…板状レ
ンズ部材、24…端面(曲面)、25…上面、26…光
入射面、28…光検出素子、32…光送受信ユニット、
33…受信器、35…送信器、37…2回反射型集光レ
ンズ、38…第1の反射面、40…第2の反射面、41
…光検出器、45…半導体レーザ素子。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transmission / reception means, 3 ... Optical signal, 5 ... Light arrival direction detection apparatus, 6 ... Light detection unit, 7 ... Turning mechanism, 8 ... Light arrival direction determination means, 9 ... Turning base, 10 ... Horizontal turntable, 16 …
Vertical drive motor, 22 horizontal drive motor, 23 plate-shaped lens member, 24 end surface (curved surface), 25 upper surface, 26 light incident surface, 28 light detection element, 32 light transmission / reception unit,
33: Receiver, 35: Transmitter, 37: Double reflection type condenser lens, 38: First reflection surface, 40: Second reflection surface, 41
... photodetector, 45 ... semiconductor laser element.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笹生 剛良 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 久保田 潤一 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 岡部 雅彦 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takera Sasura 3--12 Moriyacho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Inside of Victor Company of Japan, Ltd. (72) Inventor Junichi Kubota 3-chome Moriyacho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa No. 12 Inside Victor Company of Japan (72) Inventor Masahiko Okabe 3-12 Moriyacho, Kanagawa-ku, Yokohama City, Kanagawa Prefecture

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 厚みが略一定で屈折率が1〜2の板状の
透明材質からなり、その長手方向の一端が曲面状に形成
された光入射面と、前記光入射面及びこの光入射面と対
向する面を除く他の面に少なくとも遮光を施してなる板
状レンズ部材と、前記光入射面と対向する面に設けた光
検出素子とよりなることを特徴とする光検出ユニット。
1. A light incident surface formed of a plate-shaped transparent material having a substantially constant thickness and a refractive index of 1 to 2 and having one end in a longitudinal direction formed into a curved surface, the light incident surface and the light incident surface. A light detection unit, comprising: a plate-shaped lens member having at least light-shielded surfaces other than a surface facing the surface; and a light detection element provided on a surface facing the light incident surface.
【請求項2】 前記光入射面は、断面が略円弧状に形成
されてレンズ機能が付与されていることを特徴とする請
求項1記載の光検出ユニット。
2. The light detection unit according to claim 1, wherein the light incident surface has a substantially arc-shaped cross section and has a lens function.
【請求項3】 請求項1または2記載の光検出ユニット
と、この光検出ユニットを、水平面内と垂直面内に回転
可能とする旋回機構と、前記光検出ユニットの光検出素
子の出力に基づいて光信号の到来方向を決定する光到来
方向決定手段とを備えたことを特徴とする光到来方向検
出装置。
3. The light detection unit according to claim 1, wherein the light detection unit is rotatable in a horizontal plane and a vertical plane, and based on an output of a light detection element of the light detection unit. And a light arrival direction determining means for determining a direction of arrival of the optical signal.
【請求項4】 前記光検出ユニットは、一対配置され、
且つ前記光入射面の曲面状の端面を互いに反対方向に位
置させて長手方向に対称に配置されたことを特徴とする
請求項3記載の光到来方向検出装置。
4. The light detection unit is arranged in a pair,
4. The light arrival direction detecting device according to claim 3, wherein the curved end surfaces of the light incident surface are located in opposite directions, and are arranged symmetrically in the longitudinal direction.
【請求項5】 請求項3または4記載の光到来方向検出
装置と、この光到来方向検出装置の旋回機構上に設けら
れて、光信号の送信器と受信器を含む光送受信ユニット
とにより構成されることを特徴とする光送受信装置。
5. An optical direction-of-arrival detecting device according to claim 3 or 4, and an optical transmitting / receiving unit provided on a turning mechanism of the optical direction-of-arrival detecting device and including an optical signal transmitter and a receiver. An optical transmitting and receiving device characterized by being performed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005229277A (en) * 2004-02-12 2005-08-25 Victor Co Of Japan Ltd Optical radio transmitter

Cited By (2)

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