JPWO2008114824A1

JPWO2008114824A1 - 光通信装置

Info

Publication number: JPWO2008114824A1
Application number: JP2009505242A
Authority: JP
Inventors: 晃小比賀; 山崎　知洋; 知洋山崎; 淳市原
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2008-03-19
Publication date: 2010-07-08
Also published as: WO2008114824A1

Abstract

受信モジュールが受光する単位面積あたりの光強度の低下を抑制することにより、通信性能の向上を図る。送信モジュール１０は、通信対象となる情報による変調を施した送信光を送信する。受信モジュール２０は、送信モジュール１０に対して相対的に移動可能であり、受光面に入射する送信光を受信する。ここで、送信モジュール１０は、送信光を発光する光源１１と、光源からの送信光を、受信モジュールの可動範囲に対応した分布範囲に拘束する光拘束部とを有する。

Description

本発明は、自由空間を媒体として通信を行う光通信装置に関する。

一対の筐体がヒンジ構造によって連結された電子機器、例えば、携帯電話端末では、一方の筐体に送信モジュールを配置し、他方の筐体に受信モジュールを配置することにより、両モジュール間の情報伝達を光通信によって行う手法が提案されている（例えば、特許文献１，２を参照）。光通信において、伝送速度と受信モジュールの構成によって決定される最小受光パワーとの間には対数関数的に増加する関係があるため、所定の伝送速度で光通信を行うためには、最小受光パワー以上の光量が受信モジュールの受光面に入射する必要がある。一方で、送信モジュールから出射する光量にも、装置の性能、通信系全体の消費電力、アイセーフ等の理由から上限が決定されるため、効率よく光を伝送して受光面に光を集光させる必要がある。さらに、より高速で光通信を行うためには、受光面、つまりフォトダイオードの受光径を小さくする必要があり、高速であればあるほど光の結合が困難となる。

この類の光通信装置において、送信モジュールからの送信光を平行光とした場合、受信モジュール側では、レンズで光を集光させて受光面に導いている。平行光を用いるケースは、光を効率的に伝送することができるものの、通信性能を確保するためには、平行光を受信モジュールのレンズに当てる必要がある。そのため、受信モジュールと送信モジュールとの相対的な位置変化の最大量は受信系レンズの大きさに制限される場合がある。よって、受信モジュールの大きさに制約がある場合には、両者の位置変化の許容量が少ないという不都合がある。このため、送信モジュールと受信モジュールとの間の相対的な位置変動が大きいようなケースでは、平行光を用いることが不適当となってしまう。

この点、平行光に代えて発散光を用いることにより、送信モジュールと受信モジュールとの相対的な位置変動の許容量を大きくする手法も提案されている。この手法によれば、送信モジュールに対して受信モジュールがどのような位置にあったとしても、発散光の照射領域内であれば受信モジュールは光を受光することが可能となるので、位置に対する規制が少なくなる。

特許文献１：特表２００４−５０８５９９号公報
特許文献２：特開２００６−１９５２２２号公報

しかしながら、発散光を用いた場合、光の分布範囲が広がるものの、一方で、照射領域における単位面積あたりの光強度が小さくなるという不都合がある。受信モジュールの光学系の大きさには制限があるのため、受光する光の割合が減少すると、結果として、通信性能が低下してしまう虞がある。また、受信モジュールと、送信モジュールとの間の距離が大きい程、このような傾向は顕著となる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、受信モジュールが受光する単位面積あたりの光強度の低下を抑制することにより、通信性能の向上を図ることである。

かかる課題を解決するために、本発明は、自由空間を媒体として通信を行う光通信装置を提供する。この光通信装置は、通信対象となる情報による変調を施した送信光を送信する送信モジュールと、送信モジュールに対して相対的に移動可能であり、受光面に入射する送信光を受信する受信モジュールとを有する。ここで、送信モジュールは、送信光を発光する光源と、光源からの送信光を、受信モジュールの可動範囲に対応した分布範囲に拘束する光拘束部とを有する。

また、本発明において、光拘束部は、光源からの送信光を、平面的な光に拘束することが好ましい。

また、本発明において、光拘束部は、平面的に拘束された送信光に関して、光源を中心とする周方向の分布範囲を、任意の角度範囲で設定可能であることが望ましい。

また、本発明において、受信モジュールは、所定の基準点を通る第１の軸を中心とする円周上を可動範囲とすることが好ましい。

また、本発明において、受信モジュールは、この受信モジュールと基準点とを通る第２の軸に対して軸回転可能に可動することが好ましい。

また、本発明において、基準点は、送信光の光軸上に設定されることが好ましい。

また、本発明において、基準点は、送信モジュールにおける送信光の出射面近傍に設定されることが望ましい。

さらに、本発明は、送信モジュールは、第１の筐体に設けられており、受信モジュールは、第１の筐体とは異なる第２の筐体に設けられており、第２の筐体は、ヒンジ部を介して第１の筐体に対して相対的に回動可能に連結されていることが好ましい。

本発明によれば、送信モジュールが分布範囲を拘束して送信光を送信しているので、照射領域における単位面積あたりの光強度を高めることができる。また、このような送信光の拘束は、受信モジュールの可動範囲に対応しているため、受信モジュールに入射する送信光の光強度が低下するといった事態を抑制することができる。これにより、通信性能の向上を図ることができる。

また、本発明によれば、受信モジュールの可動範囲に対応して、フレキシブルに送信光を拘束することができる。そのため、受信モジュールへ入射する光にロスが少ないので、通信性能の向上をさらに図ることができる。

さらに、本発明によれば、受信モジュールの受光面に対して送信光が集光され易くなるので、受信ロスを低減することができる。これにより、通信性能の向上を図ることができる。

図１（ａ）および図１（ｂ）は、第１の実施形態にかかる光通信装置が適用された電子機器を模式的に示す説明図である。図２は、送信モジュール１０の説明図である。図３（ａ）および図３（ｂ）は、第１の実施形態にかかる送信モジュール１０の具体的な構成を模式的に示す構成図である。図４（ａ）および図４（ｂ）は、第２の実施形態にかかる送信モジュール１０の具体的な構成を模式的に示す構成図である。図５は、第２の実施形態にかかる光通信装置による受光性能を示す説明図である。図６（ａ）、図６（ｂ）および図６（ｃ）は、第３の実施形態にかかる送信モジュール１０の具体的な構成を模式的に示す構成図である。図７は、受信モジュール２０の可動範囲を説明する説明図である。図８（ａ）および図８（ｂ）は、２軸回転機構を有する電子機器を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１電子機器
２第１の筐体
３第２の筐体
４ヒンジ部
５基板
６樹脂部
７追加樹脂部
８樹脂部
９支持樹脂部
１０送信モジュール
１１光源
１２第１の面
１３第２の面
１４第３の面
１５第１の面
１６第２の面
１７反射部
２０受信モジュール

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる光通信装置が適用された電子機器を模式的に示す説明図である。同図において、（ａ）は、電子機器１を示す正面図であり、（ｂ）は、電子機器１を示す側面図である。本実施形態にかかる光通信装置は、一対の筐体がヒンジ構造によって連結された電子機器１、例えば、折り畳み式の携帯電話端末に好適である。

電子機器１は、一対の筐体（第１および第２の筐体）２，３と、これらの筐体２，３を相対的に回動可能に連結するヒンジ部４とで構成されている。一対の筐体２，３において、第１の筐体２は、例えば、表示装置や撮像装置などを内部に収容しており、第２の筐体３は、例えば、入力装置や制御回路などを収容している。ヒンジ部４は、各筐体２，３の横幅方向に延在する回転軸を有しており、第２の筐体３に対して第１の筐体２を開閉動作することができる。

本実施形態において、第１の筐体２および第２の筐体３は、その両者のなす角が０°〜９０°の範囲で開閉動作することできる。ここで、図１に示すように、回転軸をＸ軸、第２の筐体３の縦幅方向に延在する軸をＹ軸、ＸＹ平面に垂直な軸（第２の筐体３の厚み方向の軸）をＺ軸とする。三次元空間の原点は、第２の筐体３の上部右隅に設定する。このような三次元空間において、第１の筐体２は、ＹＺ平面で捉えた場合、原点を中心として周方向に回動可能となっており、本実施形態では、第４象限（Ｙ＜０，Ｚ＞０）内で回動する（Ｙ軸およびＺ軸も含む）。

このようなヒンジ構造を備える電子機器１には、光通信装置が設けられており、第１の筐体２と第２の筐体３との間の情報伝達（本実施形態では、第２の筐体３から第１の筐体２への情報伝達）は、自由空間を媒体とする光通信によって行われる。光通信装置は、送信モジュール１０と、受信モジュール２０とで構成されている。

送信モジュール１０は、第２の筐体３側に設けられており、通信対象となる情報による変調を施した送信光を送信（出射）する機能を担っている。送信モジュール１０は、図１に示すように、Ｘ軸の近傍にレイアウトされており、本実施形態では、Ｘ軸上の位置が０となるＹＺ平面（以下「基準ＹＺ平面」という）に含まれるようにレイアウトされている。なお、本実施形態の特徴の一つは、送信モジュール１０の構成にあるが、その詳細については後述する。

受信モジュール２０は、第１の筐体２側に設けられており、受光面（図示せず）に入射する送信光を受信して、その送信光に応じた電気信号を出力する機能を担っている。受信モジュール２０は、例えば、送信光を集光する集光レンズと、受光面を構成するフォトダイオードとを主体に構成されている。この受信モジュール２０は、Ｘ軸方向の座標位置が送信モジュール１０のそれと位置的に対応するように、すなわち、基準ＹＺ平面に含まれるようにレイアウトされている。なお、このような条件を満たす限り、受信モジュール２０は、送信モジュール１０に対して任意の距離で配置することができる。ただし、送信光の減衰を考慮して、送信モジュール１０から大きく離れない範囲で配置することが好ましい。

また、受信モジュール２０は、第１の筐体２の回動（開閉動作）にともない、送信モジュール１０に対して相対的に移動可能となっている。具体的には、送信モジュール１０は、基準ＹＺ平面において、回転軸（Ｘ軸）を中心とする円周上が可動範囲となっており、本実施形態では、第４象限（Ｙ＜０，Ｚ＞０）内で回動する（Ｙ軸およびＺ軸も含む）。

以下、本実施形態の特徴の一つである送信モジュール１０について説明する。図２は、送信モジュール１０の説明図である。ここで、図２に示すように、送信モジュール１０の送信光の光軸をｚ軸として、このｚ軸に垂直な二次元平面をｘ軸（図示せず：紙面に垂直方向）およびｙ軸によって規定する。

送信モジュール１０は、ｙｚ平面に広がりを持つ平面的な光となるように、出射する送信光を拘束している。換言すれば、送信モジュール１０では、ｘｚ平面に光が広がらないように、出射する送信光を拘束している。また、送信モジュール１０は、送信光のｙｚ平面における広がり（最大照射角２α）が、受信モジュール２０（第１の筐体２）の可動範囲である９０°と対応するように、出射する送信光を拘束している。

図３は、送信モジュール１０の具体的な構成を模式的に示す構成図であり、（ａ）は、送信モジュール１０による送信光の状態を模式的に示す説明図であり、（ｂ）は、ユニット化された送信モジュール１０の状態を模式的に示す説明図である。本実施形態において、送信モジュール１０は、光源１１と、光学系とを主体に構成されている。

光源１１は、発散光を発光する光源、例えば、半導体レーザーであり、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）、所謂、面発光レーザーを用いることができる。このＶＣＳＥＬは、半導体基板の面に発光面があり、基盤に対して垂直方向（ｚ軸方向）に発光する。

光学系は、所定の光学パワーを有する第１の面１２が設定された光学素子によって構成されている。この第１の面１２は、ｙトロイドと呼ばれる面形状を有している。ｙトロイドは、ｙ軸に平行な軸を中心にｙｚ平面で形成した曲線（非球面も含む）を回転させてできる面形状、すなわち、ｙｚ平面内の凸の曲率をｘｚ平面内の凹の半径で掃引した面形状である。この第１の面１２は、光源１１からの送信光に対し、ｙｚ平面では凹レンズ、ｘｚ平面では凸レンズとしての光学的なパワーを有している。

本実施形態において、この第１の面１２は、以下に示すパラメータで規定される。

・光源１１からの距離５．７（ｍｍ）
・ｘ曲率半径２．０８０１３５６６５（ｍｍ）
・ｙ曲率半径１．６０４９６４４１９（ｍｍ）
・コーニック定数（Ｋ） −１．２６８８８７７８６
・４次の係数（Ａ） −０．０４９２１７８６３
・６次の係数（Ｂ）０．００７９５３６８５
・８次の係数（Ｃ） −０．０００４７４９２
ここで、Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃは、非球面を規定する２０次の多項式（下式参照）の各係数である。

（数式１）
ｚ＝ｃｒ^２／（１＋（１−（１＋ｋ）ｃ^２ｒ^２）^１／２）＋Ａｒ^４＋Ｂｒ^６＋Ｃｒ^８＋・・
ｒ^２＝ｘ^２＋ｙ^２
本実施形態にかかる光学系は、例えば、単一の光学素子であるトロイダルレンズによって構成することができる。この光学系によれば、光源１１からの送信光は、第１の面１２において、凸レンズの効果によりｘｚ平面においてコリメートされ、かつ、凹レンズの効果によりｙｚ平面において発散されて、ｙｚ平面に広がりを持つ平面的な光に拘束される。また、個々のパラメータの設定により、光源１１からの送信光は、第１の面１２において、ｙｚ平面における最大出射角α1が４５°、すなわち、その広がりが９０°の範囲で拘束されている。

送信モジュール１０は、基板５に光源１１であるＶＣＳＥＬを配置し、基板５を樹脂（例えば、ポリカーボネイドなどの透明性に優れる樹脂）でモールドして樹脂部６を形成し、この樹脂部６が第１の面１２を備えることによりユニット化されている。

このような送信モジュール１０において、上述したｘｙｚの三次元軸の原点は、図３に示すように、第１の面１２が設定された光学素子（出射面）の近傍に設定されている。そして、送信モジュール１０は、そのｘ軸が、筐体２，３の回転軸（Ｘ軸）と一致するように、かつ、ｘ軸上の位置が０となるｙｚ平面が、上述した基準ＹＺ平面と位置的に対応するようにレイアウトされている。また、送信モジュール１０は、そのｚ軸が、上述したＺ軸から反時計回り（図１（ｂ）参照）に４５°回転した状態でレイアウトされている。このようなレイアウトにより、送信モジュール１０は、受信モジュール２０の可動範囲に対応した分布範囲に拘束された送信光を出射する。換言すれば、この送信モジュール１０を構成する光学系は、光源１１からの送信光を、受信モジュール２０の可動範囲に対応した分布範囲に拘束する光拘束部としての機能を担っている。

このように本実施形態によれば、送信光の分布範囲を拘束することにより、その分布範囲における単位面積あたりの光強度を高めることができる。また、このような送信光の拘束は、受信モジュール２０の可動範囲に対応しているため、受信モジュール２０に入射する送信光の光強度が低下するといった事態を抑制することができる。これにより、通信性能の向上を図ることができる。

また、本実施形態によれば、光源１１からの送信光を平面的な光に拘束しているので、三次元的な広がりを持つ発散光を用いる場合と比較して、送信光の分布範囲において、単位面積あたりの光強度をより高めることができる。これにより、通信性能の向上を図ることができる。

さらに、本実施形態によれば、送信光の光軸（ｚ軸）上、さらには、送信光の出射面近傍を基準点（ｘｙｚ系の原点）として、受信モジュール２０は、この基準点を通るＸ軸を中心とする円周上を可動範囲としている。これにより、受信モジュール２０の受光面に対して送信光が集光され易くなる。そのため、通信性能の向上をさらに図ることができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態にかかる光通信装置について説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略し、以下、相違点を中心に説明を行う。

本実施形態において、第１の筐体２および第２の筐体３は、その両者のなす角が０°〜１８０°の範囲で開閉動作することができる。図１を参照し、ＹＺ平面で捉えた場合、第１の筐体２は、原点を中心とする円周方向、第１象限（Ｙ＞０，Ｚ＞０）と第４象限（Ｙ＜０，Ｚ＞０）との範囲内で回動する（Ｙ軸およびＺ軸も含む）。

送信モジュール１０は、ｙｚ平面に広がりを持つ平面的な光となるように、出射する送信光を拘束している。換言すれば、送信モジュール１０では、ｘｚ平面に光が広がらないように、出射する送信光を拘束している。また、送信モジュール１０は、送信光のｙｚ平面における広がり（最大照射角２α）が、受信モジュール２０（第１の筐体２）の可動範囲である１８０°と対応するように、出射する送信光を拘束している。

図４は、送信モジュール１０の具体的な構成を模式的に示す構成図であり、（ａ）は、送信モジュール１０による送信光の状態を模式的に示す説明図であり、（ｂ）は、ユニット化された送信モジュール１０の状態を模式的に示す説明図である。本実施形態において、送信モジュール１０は、光源１１と、光学系とを主体に構成されている。

光源１１は、発散光を発光する光源、例えば、半導体レーザーであり、ＶＣＳＥＬを用いることができる。

光学系は、送信光の進行方向かけて順次並んだ、それぞれが所定の光学パワーを有する第１から第３の面１２〜１４が設定された光学素子群によって構成される。

光源１１にもっとも近い第１の面１２は、第１の実施形態と同様に、ｙトロイドと呼ばれる面形状を有している。この第１の面１２は、光源１１からの送信光に対し、ｙｚ平面では凹レンズ、ｘｚ平面では凸レンズとしての光学的なパワーを有している。

具体的には、この第１の面１２は、以下に示すパラメータで規定される。ここで、Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃは、非球面を規定する２０次の多項式（数式１参照）の各係数である。

・光源１１からの距離２．５５（ｍｍ）
・ｘ曲率半径０．９２９２６８４７３（ｍｍ）
・ｙ曲率半径１．０４３７００７３６（ｍｍ）
・コーニック定数（Ｋ） −３．５６０２８５３５３
・４次の係数（Ａ） −０．２００４７５１９９
・６次の係数（Ｂ） −０．２３８６５２５１２
・８次の係数（Ｃ）０．０５６５５７７７６
これに対して、第２の面１３は、ｘシリンダと呼ばれる面形状を有している。ｘシリンダは、ｘｚ平面がフラットでｙｚ平面に曲率がある面である（以下「ｘシリンダ面」という）。この第２の面１３は、自己の面に入射する送信光に対して、ｙｚ平面では凹レンズとしての光学パワーを有している。また、第３の面１４も、第２の面１３と同様、ｘシリンダと呼ばれる面形状を有している。この第３の面１４は、自己の面から出射する送信光に対して、ｙｚ平面では凸レンズとしての光学パワーを有している。

具体的には、第２の面１３は、以下に示すパラメータで規定される。

・第１の面１２からの距離２（ｍｍ）
・曲率半径１．０９４２４５５４７（ｍｍ）
また、第３の面１４は、以下に示すパラメータで規定される。

・第２の面１３からの距離２（ｍｍ）
・曲率半径３７．８８７３９４２（ｍｍ）
本実施形態にかかる光学系は、例えば、第１の面１２を備えるトロイダルレンズと、入射側に第２の面１３を備えて出射側に第３の面１４を備えるシリンドリカルレンズとによって構成することができる。この光学系によれば、光源１１からの送信光は、第１の面１２において、凸レンズの効果によりｘｚ平面においてコリメートされ、かつ、凹レンズの効果によりｙｚ平面において発散されて、ｙｚ平面に広がりを持つ平面的な光に拘束される。また、第１の面１２を通過した送信光は、その後段に位置する第２および第３の面１３，１４において、第２および第３の面１３，１４の光学的なパワーにより、ｙｚ平面においてさらに発散する。また、個々のパラメータの設定により、光源１１からの送信光は、第１の面１２から第３の面１４を通過することにより、ｙｚ平面における最大出射角α2が９０°、すなわち、その広がりが１８０°の範囲で拘束されている。

送信モジュール１０は、基板５に光源１１であるＶＣＳＥＬを配置し、基板５を樹脂（例えば、ポリカーボネイドなどの透明性に優れる樹脂）でモールドして樹脂部６を形成し、この樹脂部６が第１の面１２を備える。また、これとは別に樹脂（例えば、ポリカーボネイドなどの透明性に優れる樹脂）でモールドして追加樹脂部７を形成し、この追加樹脂部７がそれぞれの対向面に第２の面１３と第３の面１４とを備える。そして、第１の面１２と第２の面１３とが対向するように、樹脂部６と追加樹脂部７とを接着剤で接着することによりユニット化されている。

このような送信モジュール１０において、上述したｘｙｚの三次元軸の原点は、図４に示すように、第３の面１４が設定された光学素子（出射面）の近傍に設定されている。そして、送信モジュール１０は、光軸をベースとしたｘｙｚ軸が、図１に示すＸＹＺ軸と一致するようにレイアウトされている。このようなレイアウトにより、送信モジュール１０は、受信モジュール２０の可動範囲に対応した分布範囲に拘束された送信光を出射する。換言すれば、この送信モジュール１０を構成する光学系は、光源１１からの送信光を、受信モジュール２０の可動範囲に対応した分布範囲に拘束する光拘束部としての機能を担っている。

図５は、第２の実施形態にかかる光通信装置による受光性能を示す説明図である。同図では、Ｚ軸を基準とした受信モジュール２０の回転角（°）と、受信モジュール２０において受光する光強度（ｄＢ）との対応関係を示す説明図である。この光強度は、下式で算出される。

（数式２）
Ｙ＝１０×ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ０）
Ｉ：受信した光強度
Ｉ０：送信元の光強度
同図において、菱形で示すプロットは、受光面の径が１００μｍの受信モジュール２０に関する実験結果、四角で示すプロットは、受光面の径が１２０μｍの受信モジュール２０に関する実験結果、三角で示すプロットは、受光面の径が２００μｍの受信モジュール２０に関する実験結果を示している。同図から分かるように、受信モジュール２０の回転範囲では、概ね一定の光強度を受信している。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態にかかる光通信装置について説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略し、以下、相違点を中心に説明を行う。

本実施形態において、第１の筐体２および第２の筐体３は、その両者のなす角が０°〜３６０°の範囲で開閉動作することができる。図１を参照し、ＹＺ平面で捉えた場合、第１の筐体２は、原点を中心とする円周方向、すなわち、第１象限（Ｙ＞０，Ｚ＞０）から第４象限（Ｙ＜０，Ｚ＞０）の範囲内で回動する（Ｙ軸およびＺ軸も含む）。

本実施形態の特徴の一つとして、送信モジュール１０は、ｘｙ平面に広がりを持つ平面的な光となるように、出射する送信光を拘束している。また、送信モジュール１０は、送信光のｘｙ平面における広がり（最大照射角２α）が、受信モジュール２０（第１の筐体２）の可動範囲である３６０°と対応するように、出射する送信光を拘束している。

図６は、送信モジュール１０の具体的な構成を模式的に示す構成図である。同図において、（ａ）は、送信モジュール１０による送信光の状態をｙｚ平面において模式的に示す説明図であり、（ｂ）は、送信モジュール１０による送信光の状態をｘｙ平面において模式的に示す説明図であり、（ｃ）は、ユニット化された送信モジュール１０の状態を模式的に示す説明図である。本実施形態において、送信モジュール１０は、光源１１と、光学系とを主体に構成されている。

光学系は、送信光の進行方向かけて順次並んだ、所定の光学パワーを有する第１の面１５が設定された透過型光学素子と、所定の光学パワーを有する第２の面１６が設定された反射型光学素子とによって構成される。

第１の面１５は、非球面となる形状を有しており、コリメータレンズによって設定することができる。第１の面１５は、光源１１からの送信光（発散光）をコリメートして、平行光とする光学パワーを有している。そのため、光源１１から出射された送信光は、第１の面１５において、ｚ軸と平行する平行光となる。

第２の面１６は、三角錐形状を有しており、外面を反射面とする三角錐ミラーによって設定することができる。この第２の面１６が設定された三角錐ミラーは、その中心軸が光源１１からの光軸（ｚ軸）と一致している。この第２の面１６は、第１の面１５によってコリメートされた送信光を、９０°向きを変えることにより、全方位に反射させる光学パワーを有している。そのため、第１の面１５を通過した送信光は、第２の面１６において放射状に反射される。

このような光学系によれば、光源１１からの送信光は、第１の面１５によってコリメートされてｚ軸を中心とする平行となり、その後、第２の面１６によって、ｘｙ平面において全方位（３６０°）に広がる平面的な光に拘束される。

送信モジュール１０は、基板５に光源１１であるＶＣＳＥＬを配置し、基板５を樹脂（例えば、ポリカーボネイドなどの透明性に優れる樹脂）でモールドして樹脂部６を形成し、この樹脂部６が第１の面１５を備える。そして、樹脂部６の第１の面１５と、第２の面１６を備える反射部１７とを、第１の面１５および第２の面１６が対向するように、別体として形成された円筒形状を有する透明な支持樹脂部９を間に挟んで接着剤で接着することによりユニット化されている。

このような送信モジュール１０において、上述したｘｙｚの三次元軸の原点は、図５に示すように、第２の面１６が設定された三角錐ミラー（反射面）の近傍に設定されている。そして、この送信モジュール１０は、そのｚ軸が、筐体２，３の回転軸（Ｘ軸）とが一致するように、かつ、ｚ軸上の位置が０となるｘｙ平面が、上述した基準ＹＺ平面と位置的に対応するようにレイアウトされている。このようなレイアウトにより、送信モジュール１０は、受信モジュール２０の可動範囲に対応した分布範囲に拘束された送信光を出射する。換言すれば、この送信モジュール１０を構成する光学系は、光源１１からの送信光を、受信モジュール２０の可動範囲に対応した分布範囲に拘束する光拘束部としての機能を担っている。

なお、上述した各実施形態では、平面的に拘束された送信光に関して、受信モジュール２０の回動範囲に対応して、光源１１を中心とする周方向の分布範囲を、９０°、１８０°、３６０°を例示した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、光学素子を適宜選択することにより、受信モジュール２０の可動範囲に対応して、光源を中心とする周方向の分布範囲を任意の角度範囲で設定することが可能である。

図７は、受信モジュール２０の可動範囲を説明する説明図である。また、図８は、２軸回転機構を有する電子機器を模式的に示す説明図であり、（ａ）は、電子機器１を示す正面図であり、（ｂ）は、電子機器１を示す側面図である。上述した各実施形態では、受信モジュール２０は、原点（基準点）を通るＸ軸を中心とする円周上を可動範囲としている。しかしながら、本発明では、受信モジュール２０の可動範囲は、１軸回りの回転に限定されず、例えば、受信モジュール２０と基準点（原点）とを通る第２の軸に対して軸回転可能に移動することもできる（図７参照）。このようなケースでは、図８に示すように、ヒンジ部４の構成を２軸に設定することにより対応可能となる。さらに、受信モジュール２０は、スライド的に可動するようにしてもよい（図７参照）。これらの可動範囲であっても、本発明の光通信装置によれば、通信性能の低下を抑制することができる。また、受信モジュール２０の可動範囲が広がれば、電子機器１を構成する一対の筐体２，３の回動範囲も広がることになるので、機器の利用形態の向上に寄与することなる。

産業上の利用の可能性

本発明は、折り畳み式の電子機器に適用可能であるのみならず、受信モジュールが送信モジュールに対して可動する形態の電子機器の光通信手段に広く適用することができる。

Claims

自由空間を媒体として通信を行う光通信装置において、
通信対象となる情報による変調を施した送信光を送信する送信モジュールと、
前記送信モジュールに対して相対的に移動可能であり、受光面に入射する送信光を受信する受信モジュールとを有し、
前記送信モジュールは、
前記送信光を発光する光源と、
前記光源からの送信光を、前記受信モジュールの可動範囲に対応した分布範囲に拘束する光拘束部とを有することを特徴とする光通信装置。
前記光拘束部は、前記光源からの送信光を、平面的な光に拘束することを特徴とする請求項１に記載された光通信装置。
前記光拘束部は、平面的に拘束された送信光に関して、前記光源を中心とする周方向の分布範囲を、任意の角度範囲で設定可能であることを特徴とする請求項２に記載された光通信装置。
前記受信モジュールは、所定の基準点を通る第１の軸を中心とする円周上を可動範囲とすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載された光通信装置。
前記受信モジュールは、当該受信モジュールと前記基準点とを通る第２の軸に対して軸回転可能に可動することを特徴とする請求項４に記載された光通信装置。
前記基準点は、前記送信光の光軸上に設定されることを特徴とする請求項４または５に記載された光通信装置。
前記基準点は、前記送信モジュールにおける送信光の出射面近傍に設定されることを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載された光通信装置。
前記送信モジュールは、第１の筐体に設けられており、
前記受信モジュールは、前記第１の筐体とは異なる第２の筐体に設けられており、
前記第２の筐体は、ヒンジ部を介して前記第１の筐体に対して相対的に回動可能に連結されていることを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載された光通信装置。