JPS63153926A - 光送信器と光空間多重伝送装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、空間を伝送媒体として光通信の伝送を行なう
光空間伝送方式において、一度に多くの情報を送信でき
る光送信器および該送信器を利用した光空間多重伝送装
置に関する。

［従来の技術］ 従来、光空間多重伝送方式における光波長多重送信方式
では、サテライトと呼ばれる親局に発光波長の異なる複
数の発光素子が各波長に対してそれぞれ複数個用意され
ており、各々の波長成分については直接光および壁面な
どによる反射光によって１等価的に無指向性を形成する
ようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ 第５図と第６図に従来の光空間伝送方式の光送信器の一
例を示す。

第５図と第６図において、１−１〜ｌ−ｎは発光素子、
２−１〜２−ｎおよび４はコリメータレンズ、３はビー
ムイクスパングーである。ここで発光素子１−１〜１−
ｎはそれぞれ波長λ１．入２、・・・・・・・・・、入
ｎの光を発する。

第５図において１発光素子ｌ−１−１−ｎより与えられ
た光信号はそれぞれ対応するコリメータレンズ２−１〜
２−ｎで平行光になり、ビームイクスパンダー３を通し
て任意の大きさの光束で平行光に変換されたのち空間に
放射される。このとき第５図に示すように光束は各波長
に対して位置的に分布をもっており、このため光受信間
の光軸のズレにより受信できない波長成分が存在したり
、受光側で各波長に対して位置的制限を受けるという問
題点を有していた。

また第６図に示すコリメータレンズ４の焦点近傍に発光
素％　ｌ　−１−１−ｎを配置した構造の光送信器にお
いても、光軸のズレ等により一様な光波長多重信号を得
ることはできず、特に長距離伝送の場合には波長に対す
る受光位置のズレが大きくなるといった問題点を有して
いた。

このように従来の光送信器では、受信光内に各波長成分
を均一に拡散することはできず、位置的に光強度分布を
もっており、受光側で各波長によって受光位置が限定さ
れる等の位置的制約を受ける。このため特に受信エリア
内における移゛動体において受信しようとすると１位置
により通信がとされるという状態が生ずる問題点があっ
た。

【問題点を解決するための手段１ 本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、送受信
間で光軸ズレが生じても受信できない波長成分が生ずる
ことのない光送信器および光空間多重伝送装置を提供す
ることにある。

以上のような目的は、複数の入力電気信号を光信号に変
換し該光信号を空間に放射する光送信器であって、波長
の異なる光信号を重ね合せて信号光束を形成し、該光束
中で各波長を均一に分布せしめる光合成手段を有してい
ることを特徴とする光空間伝送用の光送信器により達成
される。

また１本発明の思想を送受信間の装置に適用した場合に
は上記のような目的は、複数の入力電気信号を光信号に
変換し該光信号を空間に放射する光送信器と、空間を伝
搬して８１−前記光信号を受光し前記入力電気信号を再
生する光受信器とから構成される光空間多重伝送装置で
あって、前記光送信器が波長の異なる光信号を重ね合せ
て信号光束を形成し、該光束中で各波長を均一に分布せ
しめる光合成手段を有し。

前記光受信器が」−記信号光束から所望の波長の光信号
だけを選択できる光分離手段を有していることを特徴と
する光空間多重伝送装置により達成される。

［作用］ 上記のような光送信器によれば、光送信器に波長選択光
学素子（グイクロイックミラー、プリズム、回折格子τ
）を用いて各波長をもつ発光素子からの光束の光軸を一
致させ、光束中に各波長成分が均一に分布するようにし
ているので、送信器から出射される光束は受信位置によ
る波長成分の変化がなく光通信上、非常に好都合である
。

また１本発明の光空間多重伝送装置によれば。

各用途に応じて光送信器および光受信器の構成を変える
ことにより、システムに最適な光通信装置を提供できる
０例えば、光受信器の前記光分離手段を干渉フィルター
にすることにより、受信器の大きさを小さくできる。ま
た、前記送信器の光合成手段と前記受信器の光分離手段
とを略対称形である光学系にすれば、送信側と受信側と
を入れ換えることが可能で、双方向通信へも容易に対応
することができる装置にすることができる。

［実施例Ｊ 以下、本発明の光送信器について具体的な実施例に基づ
き詳細に説明する。

第１図は本発明の光送信器の一例を示す概略構成図であ
る。

同図において、ｌ−１−１−ｎはそれぞれ波長入１．λ
２．・・・・・・・・・、λｎの光を発する発光素子、
２−１〜２−ｎはそれぞれコリメータレンズ、３はビー
ムイクスパングー、５−１〜５−　（ｎ−１）はそれぞ
れ波長選択光学素子（第１図においてはダイクロイック
ミラー）である。

発光素イｌ−１−１−ｎからの光信号は各々対応するコ
リメータレンズ２−１〜２−　ｎ　テ平行尤に変換され
る。この平行光は各々波長選択光学素子であるダイクロ
イックミラー５−１〜５−　（ｎ−１）に入射し、光軸
が一致して合成されビームイクスパンダー３を通って任
、ｃｔの大きさの光束をもつ平行光にされ空間に放射さ
れる。

ここでダイクロイックミラーの働きを入１．入２、入３
を例にとり第１図および第２図を用いて説明する。

第２図において、Ａの波長特性を有するダイクロイック
ミラー５−１は発光素子１−１からの波長入ｌの光は透
過するが、これに対して９０°の角度から入射する発光
素子１−２からの波長入２の光は反射する特性を有する
。よって、ダイクロイックミラー５−１の出力光は入ｌ
と入２が同一光軸１−で合成されたものとなる０次にそ
の出力光は第２図においてＢの波長特性を有するダイク
ロイックミラー５−２に入射される。このダイクロイッ
クミラー５−２は波長λｌ、入２の光は透過し、これに
対し９０°の角度から入射する発光素子１−３からの波
長λ３の光は反射するので、結局グイクロイックミラー
５−２の出力光は入１゜入２．入３の光が同一光軸」−
で各波長成分が均一に合成されたものとなる。

この操作を（ｎ−１）回繰り返すことにより、ビームイ
クスパンダー３への人力は入１から入ｎまでの波長が同
一光軸上で合成された光信号となす、ヒームイクスパン
ダー３を通り任意の大きさの光束として空間に放射され
る。

第３図に本発明の光空間多重伝送装置における光受信器
の構成の一例を示す。

空間を伝搬してきたんｌから入ｎまでの波長多重光はビ
ームイクスパングー３で光束が絞られ、波長選択光？素
子であるダイクロイックミラー５−　（ｎ−１）〜５−
１により各々所望の波長だけ分波され集光レンズ６−ｎ
−１−１を通して受光素子−７−ｎ〜７−１に入力され
電気信号に変換される。ここでダイクロイックミラー５
−　（ｎ−１）〜５−１は第１図に示した光送信塁と同
一特性でよく、この波長分波をダイクロイックミラー５
−２．５−１を用いて説明する。　波長入３．入２．入
ｌの合成光はダイクロイックミラー５−２で入３成分の
光だけ反射し、入２．へｌｔ＆、分は透過する。入３成
分の光は集光レンズ６−３で集光された後、受光素子７
−３に入射し、その電気信号が再生される０次に波長入
２゜入ｌの合成光はダイクロイックミラー５−１に入射
し、入２成分の光は反射され、入ｌ成分の光は透過する
。この後、それら光は各々集光レンズ６−２．６−１ｔ
’集光され受光素子７−２゜７−１に入射されそれぞれ
信号が再生される。

このように第１図と第３図に示したように送信器と受信
器の構成が対称形であれば、送信側と受信側とを入れ換
えることが可能になり、いわゆる双方向通信へも容易に
対応できる利点がある。

第４図（ａ）は本発明の利点の１つを示す構成の模式図
であり、１０は集光レンズ、１１はマトリックス形セン
サ、１２はマトリックス形センサに対応して分割された
干渉フィルタ群である。なお、前記マトリックス形セン
サ１１、干渉フィルタ群１２の正面から見た図を第４図
（ｂ）に示しである６本発明は受信側が第４図（ａ）、
（ｂ）に示すように、各波長に対してマトリクス構成等
の位置依存性を有する場合、伝送中の光束が均一に分！
１１されているために、波長に対する位置制限を受けず
１位置の変更が容易にできる利点もある。

さらに、本発明において、各センサの特性は同一のもの
とし、センサ前の干渉フィルタを任意に変更することに
より、１つの入力波長に対して、ｌ対ｌ（各波長ごとに
対応する）およびｌ対Ｎ（ブロードキャスティング的な
意味）の通信を行なうこともＩＩｆ能になる。

本発明は前記実施例に限らず種々の変形応用が可能であ
る。

例えば、前記実施例では光送信器および光受信器におい
て波長選択光学素子としてグイクロイックミラーを用い
た例を示したが、波長依存特性をもつもの、例えば、プ
リズム、回折格子等を用いても同様の効果が得られるこ
とは言うまでもない、さらに、光受信器においては光送
信器のように光軸を一致させる必要はないため、第３図
に示した実施例より簡単な構成とすることも可能である
０例えば、必要波長だけを選別する干渉フィルタを用い
てもよい。

［発明の効果］ 以上、説明した様に本発明の光送信器および光空間多重
伝送装置によれば、波長の異なる複数の発光素子からの
信号を同一光軸上で合波１分波が可能となり空間伝搬中
の光束には各波！Ｌ１＆分が均一に分布している。この
ため送信審、受信器間で光軸ズレが生じたときに、受信
できない波長成分が生じるといった欠点が解決された。

４、図面ノＨｒｎ　ｌｘ　説１５１ 第１図は本発明の光送信器を示す概略図、第２図はグイ
クロイックミラーの波長透過率を示す図、第３図は本発
明の光空間多重伝送装置における光受信器を示す図、第
４図（ａ）、（ｂ）は受信側が各波長に対してブトリク
ス構成等の位置依存性を有する場合を示す図である。

第５図および第６図はそれぞれ従来の光送信器の構成を
示す概略図である。

１−１〜ｌ−ｎ：発光素子 ２−１〜２−ｎ：コリメータレンズ ３：ビームイクスパングー ５−１〜５−（！１−１）　　：波長選択光学素子（グ
イクロックミラー等） ６−ｎ−１−１：集光レンズ ７−ｎ−１−１＝受光素子 代理人　　弁理士　　山　下　穣　子 弟１図 第２漏 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の入力電気信号を光信号に変換し該光信号を
   空間に放射する光送信器であって、波長の異なる光信号
   を重ね合せて信号光束を形成し、該光束中で各波長を均
   一に分布せしめる光合成手段を有していることを特徴と
   する光空間伝送用の光送信器。
2. （２）複数の入力電気信号を光信号に変換し該光信号を
   空間に放射する光送信器と、空間を伝搬してきた前記光
   信号を受光し前記入力電気信号を再生する光受信器とか
   ら構成される光空間多重伝送装置であって、 前記光送信器が波長の異なる光信号を重ね合せて信号光
   束を形成し、該光束中で各波長を均一に分布せしめる光
   合成手段を有し、 前記光受信器が上記信号光束から所望の波長の光信号だ
   けを選択できる光分離手段を有していることを特徴とす
   る光空間多重伝送装置。
3. （３）前記送信器の光合成手段と前記受信器の光分離手
   段とが略対称形である光学系からなり、送信側と受信側
   とを入れ換えることが可能なことを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の光空間多重伝送装置。