JPH04114524A - 光ビーム通信装置及びシステム - Google Patents
光ビーム通信装置及びシステムInfo
- Publication number
- JPH04114524A JPH04114524A JP2235003A JP23500390A JPH04114524A JP H04114524 A JPH04114524 A JP H04114524A JP 2235003 A JP2235003 A JP 2235003A JP 23500390 A JP23500390 A JP 23500390A JP H04114524 A JPH04114524 A JP H04114524A
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- Japan
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- light
- emitting element
- beam communication
- communication device
- light emitting
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- Pending
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、自由空間などを伝送路として利用し光ビーム
の形で信号を伝送して双方向通信を行なう光ビーム通信
装置ないしシステムに関する。
の形で信号を伝送して双方向通信を行なう光ビーム通信
装置ないしシステムに関する。
［従来の技術１
スス方向光空間通信を行なうシステムとして、従来、次
の様な例がある。
の様な例がある。
先ず、第５図に示す如き、送信、受信用に全く独立した
別間の光学系を用いるものがある。これは最も例が多く
、双方の送受信装置に、ＬＤ（レザダイオード）、ＬＥ
Ｄ等の発光素子を使用した光信号発生器５１とＡＰＤ
（アバランシェホトダイオード）、ＰＩＮ−ＰＤ等の受
光素子を使用した光信号検出器５２を備えて、双方向に
通信を行なっている。
別間の光学系を用いるものがある。これは最も例が多く
、双方の送受信装置に、ＬＤ（レザダイオード）、ＬＥ
Ｄ等の発光素子を使用した光信号発生器５１とＡＰＤ
（アバランシェホトダイオード）、ＰＩＮ−ＰＤ等の受
光素子を使用した光信号検出器５２を備えて、双方向に
通信を行なっている。
次に、第６図に示す様に、光信号発生器６１と光１５号
検出器６２とで独立した光学系６３；６４６５を用いる
が、構造が一体化しているものがある。
検出器６２とで独立した光学系６３；６４６５を用いる
が、構造が一体化しているものがある。
また、第７図に示す様に、光信号発生器７１と光信号検
出器７２とで同一の光学系７３．７４を分割して使用し
ている構成の光空間通信装置がある。
出器７２とで同一の光学系７３．７４を分割して使用し
ている構成の光空間通信装置がある。
また、第８図に示す様に、使用光波長を下り用（光信号
発生器８１から相手の装置の光信号検出器へ向かう方向
）、上り用（相手の光信号発生器から光信号検出器８２
へ来る方向）の夫々に対して２種頭（え、、ノー２）！
重用して、ダイクロイックプリズム８３などの手段で上
り用と下り用の光路を別けるいわゆる波長分割方式のも
のもある。
発生器８１から相手の装置の光信号検出器へ向かう方向
）、上り用（相手の光信号発生器から光信号検出器８２
へ来る方向）の夫々に対して２種頭（え、、ノー２）！
重用して、ダイクロイックプリズム８３などの手段で上
り用と下り用の光路を別けるいわゆる波長分割方式のも
のもある。
［発明が解決しようとする５！顕］
しかし、これらの従来例は息子の如き欠、占があった。
先ず、第５図の例では、１つの装置内に同じ光学系が送
信用と受信用とで２つも必要である。従って、コスト的
、サイズ的に無駄が多く、また、変調された受信光が送
信部に入って発光素子に結像しノイズを発生させると言
った問題、壱がある。
信用と受信用とで２つも必要である。従って、コスト的
、サイズ的に無駄が多く、また、変調された受信光が送
信部に入って発光素子に結像しノイズを発生させると言
った問題、壱がある。
第６図の例では、光学系６３．６４．６５が複雑化して
コスト的に不利であると共に、その調節が困難である。
コスト的に不利であると共に、その調節が困難である。
また、上記第５図の例と同様、受信光が発光素子に結像
しノイズを発生させると言った問題もある。
しノイズを発生させると言った問題もある。
第７図の例では、同じ光学系を共用するので光学系の有
効利用が困難であり、特に受信効率が略半分となる。更
に、上記と同じく受信光が発光素子に結像すると言った
問題もある。
効利用が困難であり、特に受信効率が略半分となる。更
に、上記と同じく受信光が発光素子に結像すると言った
問題もある。
第８図の例では、電気特性、光学的特性が同一で発光波
長のみ責なる２種類の発光素子を使用する必要があり、
実際問題としてこれを満足させるのは困難である。また
、受光素子も波長依存性があるから、２種類の波長に対
して同一の特性を得るのは困難である。
長のみ責なる２種類の発光素子を使用する必要があり、
実際問題としてこれを満足させるのは困難である。また
、受光素子も波長依存性があるから、２種類の波長に対
して同一の特性を得るのは困難である。
従って、本発明の目的は、上記の課題に鑑み、従来例の
長所は受は継ぎつつその欠点を克服した構成を有する光
ビーム通信装置ないしシステムを提供することにある。
長所は受は継ぎつつその欠点を克服した構成を有する光
ビーム通信装置ないしシステムを提供することにある。
［課題を解決する為の手段コ
上記目的を達成する本発明による光ビーム通信装置では
、双方向伝送を行なう光ビーム通信装置ないし送受信装
置において、ＬＤなどの発光素子とＦＤなどの受光素子
と発光素子からの光を１つの偏波方向の直線偏光として
送出すると共に受信光を他の偏波方向（例えば上記１つ
の偏波方向′と直角な方向）の直線偏光として受光素子
に入れる為の手段（偏光ビームスプリッタなど）とが設
けられている。
、双方向伝送を行なう光ビーム通信装置ないし送受信装
置において、ＬＤなどの発光素子とＦＤなどの受光素子
と発光素子からの光を１つの偏波方向の直線偏光として
送出すると共に受信光を他の偏波方向（例えば上記１つ
の偏波方向′と直角な方向）の直線偏光として受光素子
に入れる為の手段（偏光ビームスプリッタなど）とが設
けられている。
また、本発明による双方向伝送用の光ビーム通信ないし
送受信装置において、発光素子と受光素子と該発光素子
からの光を円偏光として送出すると共に円偏光の受信光
を直線偏光として該受光素子に入れる為の手段（１／４
波長板と偏光ビームスプリッタなど）とが設けられてい
る。
送受信装置において、発光素子と受光素子と該発光素子
からの光を円偏光として送出すると共に円偏光の受信光
を直線偏光として該受光素子に入れる為の手段（１／４
波長板と偏光ビームスプリッタなど）とが設けられてい
る。
また、本発明による双方向伝送を行なう光ビム通システ
ムにおいては、上り方向と下り方向とで夫々偏波方向の
異なる直線偏光を使用するか、または夫々円偏光を使用
して双方向通信を行なっている。
ムにおいては、上り方向と下り方向とで夫々偏波方向の
異なる直線偏光を使用するか、または夫々円偏光を使用
して双方向通信を行なっている。
［実施例］
第１図は本発明の実施例を示す。同図に示す送受信装置
において、ｌはＬＤ（レーザダイオード）などの発光素
子、２はＰＤ、ＡＰＤ （アバランシェホトダイオード
）などの光検出器、３は偏光ビームスプリッタ、４は凹
レンズ、５は収束用及びコリメート用レンズ、６及び７
は収束用レンズである。偏光ビームスプリッタ３は第２
区の様に置いた場合で言えば、紙面に平行な偏光成分は
透過し、紙面に垂直な偏光成分は反射する。この偏光ビ
ームスプリッタ３に入射する光が単一の偏光の場合は、
この反射光と透過光の比は１／１０００の値程度まで分
離することが可能である。発光素子ｌにＬＤを使用した
場合、ＬＤは第３図に示す様なビーム拡がり特性を持ち
、発光ビーム断面（接合面に垂直な方向の拡がり角をθ
±、この面の平行な方向の拡がり角を０１１とする）が
楕円形状になるが、この発光ビームは短径方向（θ１１
の方向）に偏光している。偏光比（短径方向と長径方向
の偏光の比）は１００〜３００である。
において、ｌはＬＤ（レーザダイオード）などの発光素
子、２はＰＤ、ＡＰＤ （アバランシェホトダイオード
）などの光検出器、３は偏光ビームスプリッタ、４は凹
レンズ、５は収束用及びコリメート用レンズ、６及び７
は収束用レンズである。偏光ビームスプリッタ３は第２
区の様に置いた場合で言えば、紙面に平行な偏光成分は
透過し、紙面に垂直な偏光成分は反射する。この偏光ビ
ームスプリッタ３に入射する光が単一の偏光の場合は、
この反射光と透過光の比は１／１０００の値程度まで分
離することが可能である。発光素子ｌにＬＤを使用した
場合、ＬＤは第３図に示す様なビーム拡がり特性を持ち
、発光ビーム断面（接合面に垂直な方向の拡がり角をθ
±、この面の平行な方向の拡がり角を０１１とする）が
楕円形状になるが、この発光ビームは短径方向（θ１１
の方向）に偏光している。偏光比（短径方向と長径方向
の偏光の比）は１００〜３００である。
従って、第１区において発光素子１にＬＤを用いれば（
この場合、紙面上下方向をθ上の方向とする）、その光
信号の殆ど（９９，９％）は偏光ビームスプリッタ３を
そのまま通過して、レンズ５で平行ビームとされて送信
される。
この場合、紙面上下方向をθ上の方向とする）、その光
信号の殆ど（９９，９％）は偏光ビームスプリッタ３を
そのまま通過して、レンズ５で平行ビームとされて送信
される。
逆に、受信した光（送信光と偏波面が９０度異なる様に
設定されていて、第１区の場合、紙面垂直方向に偏光し
ている）は、その殆ど（９９９％）が偏光ビームスプリ
ッタ３で第１区上方向に反射され光検出器２に入る。
設定されていて、第１区の場合、紙面垂直方向に偏光し
ている）は、その殆ど（９９９％）が偏光ビームスプリ
ッタ３で第１区上方向に反射され光検出器２に入る。
以上の様にして、極めて効率の高い送受信ができると共
に、受信光は殆ど発光素子１に入ることがないので発光
状態を安定させられる。
に、受信光は殆ど発光素子１に入ることがないので発光
状態を安定させられる。
第１図の構成の場合、発光素子１からの出力元信号が迷
光として光検出器２に入り込むことを防ぐアイソレーシ
ョン方法が問題となるが、偏光ビームスプリッタ３は前
述の如＜３０ｄＢ （１／１０００）の分離が可能であ
り、更に偏光ビームスプリッタ３表面に無反射コーティ
ングを施せば（発光素子１がＬＤの場合、発光ビームの
波長幅が狭いので高性能の無反射コーティングが容易で
あり、これも反射光を１／１０００程度にすることが可
能である）、アイソレーション特性を良くすることがで
きる。更にアイソレーション特性を良くしようとすれば
、第１図の偏光ビームスプリッタ３と収束用レンズ６の
間に偏光板を入れると言う方法もある。
光として光検出器２に入り込むことを防ぐアイソレーシ
ョン方法が問題となるが、偏光ビームスプリッタ３は前
述の如＜３０ｄＢ （１／１０００）の分離が可能であ
り、更に偏光ビームスプリッタ３表面に無反射コーティ
ングを施せば（発光素子１がＬＤの場合、発光ビームの
波長幅が狭いので高性能の無反射コーティングが容易で
あり、これも反射光を１／１０００程度にすることが可
能である）、アイソレーション特性を良くすることがで
きる。更にアイソレーション特性を良くしようとすれば
、第１図の偏光ビームスプリッタ３と収束用レンズ６の
間に偏光板を入れると言う方法もある。
また、所要信号光以外の自然光等の外乱光を除去して信
号のＳＮ比を上げる為に、光検出器２の手１ｉｉｉ（第
１図の光検出器２と収束用レンズ６の間、又は偏光ビー
ムスプリッタ３と収束用レンズ６の間）に干渉フィルタ
などを入れても良い。
号のＳＮ比を上げる為に、光検出器２の手１ｉｉｉ（第
１図の光検出器２と収束用レンズ６の間、又は偏光ビー
ムスプリッタ３と収束用レンズ６の間）に干渉フィルタ
などを入れても良い。
第１図の構成の送受信装置を一方に用いる方式では、上
り用（第１図の装置に信号が来る方向）と下り用の信号
で偏波方向が異なる為、送受信装置の横這も２種類必要
となる。
り用（第１図の装置に信号が来る方向）と下り用の信号
で偏波方向が異なる為、送受信装置の横這も２種類必要
となる。
即ち、１つの場合は、第１図の構造のものと、光学系を
９０度回転した構造のもの（すなわち、収束用レンズ５
の光軸の回りに９０度回転したもの）の組み合わせであ
り、他の場合は、第１図の構造のものと、第１図の発光
素子１と光検出器２の位置を交換し発光素子ｌを９０度
回転（すなわち偏波方向９０度回転する）した構造のも
のの組み合わせである。
９０度回転した構造のもの（すなわち、収束用レンズ５
の光軸の回りに９０度回転したもの）の組み合わせであ
り、他の場合は、第１図の構造のものと、第１図の発光
素子１と光検出器２の位置を交換し発光素子ｌを９０度
回転（すなわち偏波方向９０度回転する）した構造のも
のの組み合わせである。
上り用、下り用と無関係な同一の構造の送受信装置で間
に合う様にしようとすれば、第１図の偏光ビームスプリ
ッタ３とレンズ４の間に％波長板を入れれば良い。この
場合、発光素子１から出て偏光ビームスプリッタ３を通
過した光は、この％波長板で円偏光に変換されて伝送さ
れる。この円偏光ビームが相手側装置で受信されると、
Ｖ４誠長板で偏波面が９０度回転（送信側装置の発光素
子ｌからの光の偏波面に対して）した直線偏光になるの
で、この偏光は偏光ビームスプリッタ３（相手側装置の
もの）で反射されて光検出器２（相手側装置のもの）に
入る。相手側装置から今の場合の送信側装置へ送信する
場合も同様である。
に合う様にしようとすれば、第１図の偏光ビームスプリ
ッタ３とレンズ４の間に％波長板を入れれば良い。この
場合、発光素子１から出て偏光ビームスプリッタ３を通
過した光は、この％波長板で円偏光に変換されて伝送さ
れる。この円偏光ビームが相手側装置で受信されると、
Ｖ４誠長板で偏波面が９０度回転（送信側装置の発光素
子ｌからの光の偏波面に対して）した直線偏光になるの
で、この偏光は偏光ビームスプリッタ３（相手側装置の
もの）で反射されて光検出器２（相手側装置のもの）に
入る。相手側装置から今の場合の送信側装置へ送信する
場合も同様である。
面、第４図の如き構成でも良い。この例では、収束用レ
ンズ５と偏光ビームスプリッタ３の前の凸レンズ９の間
でビームを一度集光させている。
ンズ５と偏光ビームスプリッタ３の前の凸レンズ９の間
でビームを一度集光させている。
［発明の効果］
以上説明した様に、本発明によれば、上り方向と下り方
向とで異なる偏光状態の直線偏光、または円偏光を用い
て双方向通信を行なっているので一種類の発光、受光素
子を用いることで上り、下り対等な双方向通信ができ、
光学系を有効利用して双方向通信でき受信効率が良（、
双方向通信用に共通の光学系が利用できて装置がコンパ
クトになり、また受信元が発光素子に入り込んで発振信
号を劣化させる恐れがない。
向とで異なる偏光状態の直線偏光、または円偏光を用い
て双方向通信を行なっているので一種類の発光、受光素
子を用いることで上り、下り対等な双方向通信ができ、
光学系を有効利用して双方向通信でき受信効率が良（、
双方向通信用に共通の光学系が利用できて装置がコンパ
クトになり、また受信元が発光素子に入り込んで発振信
号を劣化させる恐れがない。
第１図は本発明の実施例の概略構成図、第２図は偏光ビ
ームスプリッタの作用を説明する図、第３図はレーザダ
イオードの発光を説明する図、第４図は変形例の概略構
成図、第５図、第６図、第７図、第８図は従来例を示す
図である。 １・・・・・発光素子、２・・・・・光検出器、３・・
・・・偏光ビームスプリッタ、４・・・・・凹レンズ、
５．６．７・・・・・収束用レンズ、９・・・・・凸レ
ンズ
ームスプリッタの作用を説明する図、第３図はレーザダ
イオードの発光を説明する図、第４図は変形例の概略構
成図、第５図、第６図、第７図、第８図は従来例を示す
図である。 １・・・・・発光素子、２・・・・・光検出器、３・・
・・・偏光ビームスプリッタ、４・・・・・凹レンズ、
５．６．７・・・・・収束用レンズ、９・・・・・凸レ
ンズ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、双方向伝送を行なう光ビーム通信装置において、発
光素子と受光素子と該発光素子からの光を１つの偏波方
向の直線偏光として送出すると共に受信光を他の偏波方
向の直線偏光として該受光素子に入れる為の手段とを有
することを特徴とする光ビーム通信装置。 ２、前記手段は偏光ビームスプリッタである請求項１記
載の光ビーム通信装置。 ３、前記発光素子はレーザダイオードである請求項１記
載の光ビーム通信装置。 ４、双方向伝送を行なう光ビーム通信装置において、発
光素子と受光素子と該発光素子からの光を円偏光として
送出すると共に円偏光の受信光を直線偏光として該受光
素子に入れる為の手段とを有することを特徴とする光ビ
ーム通信装置。 ５、前記手段はに波長板と偏光ビームスプリッタから成
る請求項４記載の光ビーム通信装置６、前記発光素子は
レーザダイオードである請求項４記載の光ビーム通信装
置。 ７、双方向伝送を行なう光ビーム通信システムにおいて
、上り方向と下り方向とで夫々偏波方向の異なる直線偏
光を使用して双方向通信を行なうことを特徴とする光ビ
ーム通信システム。 ８、双方向伝送を行なう光ビーム通信システムにおいて
、上り方向と下り方向の光通信を夫々円偏光を使用して
行なうことを特徴とする光ビーム通信システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2235003A JPH04114524A (ja) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 光ビーム通信装置及びシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2235003A JPH04114524A (ja) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 光ビーム通信装置及びシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04114524A true JPH04114524A (ja) | 1992-04-15 |
Family
ID=16979624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2235003A Pending JPH04114524A (ja) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 光ビーム通信装置及びシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04114524A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5530578A (en) * | 1992-05-29 | 1996-06-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical communication unit |
| JP2004214901A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Canon Inc | 光送受信装置 |
| ES2373535A1 (es) * | 2010-12-27 | 2012-02-06 | Universidad De Málaga | Aparato duplexor óptico para la transmisión y recepción simultánea de haces láser. |
-
1990
- 1990-09-04 JP JP2235003A patent/JPH04114524A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5530578A (en) * | 1992-05-29 | 1996-06-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical communication unit |
| JP2004214901A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Canon Inc | 光送受信装置 |
| ES2373535A1 (es) * | 2010-12-27 | 2012-02-06 | Universidad De Málaga | Aparato duplexor óptico para la transmisión y recepción simultánea de haces láser. |
| WO2012089862A1 (es) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | Universidad De Málaga | Aparato duplexor óptico para la transmisión y recepción simultánea de haces láser |
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