JPS6395741A - 光受信器 - 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Ｊ 本発明は、主に、光送信にと光受信器との間で光信号の
伝送を行なう光空間通信方式において使用される光受信
器に関し、特に送信側あるいは受信側か移動する状態で
、なおかつ、高速な通信を行なう場合に用いられる光受
信器に関するものである。

［従来の技ＩＦｉ１ 従来、光受信器の構成としては、第５図に示す様に単体
のセンサ上に光学系を設けた構成のものが多く用いられ
ている。

第５図において、３１はレンズ等の光学系、３２はフォ
トダイオード等の光センサである。このような光受信器
においては、送光側あるいは受光側が移動する場合、多
少光軸がずれても通信がとだえないように受光側の受信
可能範囲２０を広くとる必要がある。

［発明が解決しようとする問題点］ その為には光センサの面積を大きくしなければならない
が、単体で大きくすると接合容量も増加し、このため生
じる周波数特性の劣化により高速な通信には使用できな
いという欠点があった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので
、移動物体間の光通信において、受信可使範囲をぜばめ
ることなしに、より高速な通信に使用可源な光受信器を
提供することを目的とする。

以上のような目的は、光信号を受光し、もとの電気信号
に再生する光受信器であって、前記光信号を電気信号に
変換する光センサと前記光信号を該センサに指向する光
学系とから構成され、前記光センサが複数に独立した受
光素子からなっていることを特徴とする光受信器により
達成される。

［作用］ に記のような光受信器によれば、受光素子を小さく分割
すればするほど、接合台Ｌ：は小さくなるので、周波数
特性が向上し光受信器の受信可ｆ戯範囲を広くとっても
高速通信が可能になる。

なお、分割数が多くなるほど、各受光素子の出力は低下
するが、複数の受光素子からの出力を加算することによ
り光信号の強度の低下、Ｓ／Ｎの低下等を起すことなく
再生信号を得ることが可使になる。

［実施例］ 以下、本発明の光受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図は本発明に係る光受信器の光学系を含めた構成図
である。

同図において、ｌは光学系、３は光センサ、３−１〜３
−５は分割された受光素子群を示す。

第４図と比べて受信可能範囲は変わりないが、光センサ
である個々の受光素子は小さくなっているので、接合容
置も小さく、高速な通信に対しても対応できる。

第２図は本発明の光受信器の一実施例を示す概略構成ブ
ロック図である。

同図において、３−１〜３−ｎは受光素子であり、それ
らの信号は加算回路４で加算される。そして加算され１
つになった信号が帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）５を通り
、交流結合増幅器６で増幅されて、最後に復調回路７で
もとの電気信号に復元され、出力信号となる。ここでＢ
ＰＦは例えばノイズ光の除去のために用いられている。

また、上記実施例では全ての受光素子から得られる出力
を加算して信号を検出しているが、入射光の方向がある
程度既知の場合は光センサ上の入射光入射位置近傍の特
定の領域に存在する受光素子から選択的に得た出力のみ
を加算してもよい。

第３図は第１図における光学系１に球レンズ１３を用い
た場合の実施例を示す構成図である。この場合は受信可
能範囲２０が広くとれるので、本発明の特徴である高速
の通信にも対応できる利点が十分に発揮できる。

ｆ５４図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の更なる実施例を示す
概略構成図である。

同図において、１３は上記実施例でも用いた球状レンズ
であり、３は同様に光センサを示す０本実施例の受信器
は上記実施例と同様光信号を光センサに指向する光学系
として球状レンズ１３を用いているが、光センサ３の受
光面形状は球面となっている。即ち、第４図（Ａ）にお
いて、光センサ３は縁状レンズエ３による光の集光点分
布（いわゆる、像面）上に受光面が存在するがごとく、
球状レンズ１３の後側焦点面、又はその近傍に配されて
いる。

また、第４図（Ｂ）において光センサ３は球状レンズ１
３の球面上に受光面が位置するがごとく配され、受光面
は球面形状を有している。ここでｍ４図（Ｂ）の球状レ
ンズ１３はその焦点が球面上に存在するがごとく媒質の
屈折率を選択されているものである。

本実施例に示す様な曲面の受光面を有する光センサ３を
用いれば、コンパクトな構成で高画角化が達成でき、平
面状の光センサを用いて高画角の光束を受光しようとす
る場合に受光面が極めて大きくなるのに対し、受光面を
例えば球面とすることにより１図示するごとく任意の方
向からの光束を球状レンズ近傍で集光することができる
。

球状レンズ１３としては通常の均質媒質からなるレンズ
の他に、媒質内部に屈折率分布を有するいわゆる屈折率
分布型レンズや球状の媒質の周囲に珠殻状の媒質を形成
し、同心円としたいわゆる同心球１／ンズ等各種レンズ
が使用できる。また、ル１折十分布型レンズを用いる場
合、その屈折率分布は屈折率の大きさが球中心から半径
方向に−・１゜漸次減少１２、その後増加するごとき分
布とすることが収差上好よ１７い。また、同心球レンズ
を用いる場合、内部に存在する球状媒質の屈折率より外
部に存在する珠殻状媒質の屈折率？大きくすることが、
やはり収差補正上好ましい。

本実施例の受信器における光センサ３も複数の受光素子
に分割されており、受信ｒｑ能な範囲が広いだけでなく
、接合容量が小さいために高速通信が可能となった。従
って、周波数応答がきわめて良好な受信器を提供できる
。

また、−１−記の様に球状レンズ１３に適当に所定の特
性を今一えることにより収差補正が可能であり、各受光
素子への集光効率を高めることができる。

更に図示されるごとく、装置を非常にコンパクトにする
ことがＬＪｆ能であり、例えば凶数個の独立した受光素
子を球面上に貼りつけることで容易に作成することがで
きる。

本発明１は１−記実施例に限らず種々の変形、応用が可
能である。

例えば、前記実施例において、各受光素子の大きさは必
要に応じて光センサ」−の位置によって変化させてもよ
く、また、分割形状についても特定されるものではない
。すなわち、使用する光受信器の目的、性能、仕様に応
じて、各種の分割形態を取り得る。

［光用の効果］ 以上、説明した様に本発明の光受信器によれば、光セン
サを小さく分割し、各々を独立した受光素子とする事に
より、受信可能な範囲を減することなく高速通信を行な
うことがでさる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光受信器の一例を示す概略構成図、第
２図は本発明の光受信器の一例を示す概略構成ブロック
図である。 第３図は本発明の他の実施例を示す概略構成図図である
。 第４図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の更なる他の実施例を示
す概略構成図である。 第５図は従来の光受信器の概略構成図である。 １：光学系 ３：光センサ ３−１　、３−２、−＝−−−、３−ｎ　：　ｎ個に分
Ｍされた受光素子 ４：加算回路 ５：帯域通過フィルタ ６：交流結合増幅器 ７：復調回路 １３：球レンズ ２０：受信可使範囲 代理人　　弁理士　　山　丁　穣　子 弟１図 第２図 第３図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光信号を受光し、もとの電気信号に再生する光受
   信器であって、 前記光信号を電気信号に変換する光センサと前記光信号
   を該センサに指向する光学系とから構成され、前記光セ
   ンサが複数に独立した受光素子からなっていることを特
   徴とする光受信器。
2. （２）前記複数の受光素子からの信号を加算する加算回
   路を有していることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の光受信器。
3. （３）前記光学系が球状レンズよりなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の光受信器。