JPH0593886A - 光空間伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】本発明は、空間を伝送する光ビームを媒介して
所望の情報を伝送する光空間伝送装置において、視野径
を損なうことなく、確実に受光素子の入射光量を制御し
得るようにし、極めて近接した距離でも確実に情報を伝
送し得るようにする。 【構成】本発明は、受信光ビームに偏波面に対して偏向
ビームスプリツタ４２の偏波面を傾け、受光素子３０に
入射する受信光ビームの光量を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術（図２） 発明が解決しようとする課題（図２） 課題を解決するための手段（図１） 作用（図１） 実施例 （１）実施例の構成（図１） （２）実施例の効果 （３）他の実施例 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は光空間伝送装置に関し、
特に空間を伝送する光ビームを媒介して所望の情報を伝
送する光空間伝送装置に適用して好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、この種の光空間伝送装置において
は、伝送対象に送出する光ビームの一部を折り返し、伝
送対象から到来する観測光と共に観測することにより、
簡易に当該光ビームの照射位置を確認し得るようになさ
れたものが提案されている。

【０００４】すなわち図２に示すように、光空間伝送装
置１においては、レーザダイオード２を所定の情報信号
で駆動し、当該レーザダイオード２から所定偏波面の送
信光ビームＬＡ１を射出する。レンズ４は、当該送信光
ビームＬＡ１を平行光線に変換した後、偏向ビームスプ
リツタ６を透過してレンズ８に導く。レンズ８は、当該
送信光ビームＬＡ１を収束光線に変換した後、レンズ１
０に導き、これにより送信光ビームＬＡ１を所定の大き
さの平行光線に変換してミラー１２に導く。

【０００５】ここでミラー１２は、ミラー１４と平行に
配置されると共に、光路に約45度傾いて配置され、所定
の駆動系を介して当該傾きを調整し得るようになされて
いる。これにより当該光空間伝送装置１においては、ミ
ラー１２及び１４で送信光ビームＬＡ１を反射すること
により、当該ミラー１２及び１４の傾きを調整して当該
送信光ビームＬＡ１の射出方向を可変し得るようになさ
れている。

【０００６】ハーフミラー１６は、送信光ビームＬＡ１
の一部を反射し、コーナーキユーブプリズム１８に導
く。これにより当該光空間伝送装置１においては、コー
ナーキユーブプリズム１８で送信光ビームＬＡ１の光路
を折り曲げ、ハーフミラー１６を透過して撮像装置２０
に導く。

【０００７】さらにハーフミラー１６は、残りの送信光
ビームＬＡ１を透過して凸レンズ２２に入射する。ここ
で凸レンズ２２は、所定のアクチユエータを駆動するこ
とにより、光軸と垂直に変位し得るようになされ、これ
により当該光空間伝送装置１においては、レンズ２２の
位置を可変して送信光ビームＬＡ１の照射位置を大きく
可変し得るようになされている。

【０００８】レンズ２４は、大口径の凸レンズで、凸レ
ンズ２２に対して所定距離だけ離間して配置され、これ
により当該凸レンズ２２で焦光した送信光ビームＬＡ１
を所定大きさの略平行光線に変換して射出する。これに
より光空間伝送装置１においては、当該レンズ２４から
射出された送信光ビームＬＡ１を伝送対象に照射し、当
該送信光ビームＬＡ１を介して所望の情報信号を伝送し
得るようになされている。

【０００９】ここで伝送対象から到来する受信光ビーム
ＬＡ２においては、送信光ビームＬＡ１とは逆に、レン
ズ２４で焦光された後、レンズ２２で平行光線に変換さ
れて、ハーフミラー１６に入射する。このとき伝送対象
の周囲の光（以下観測光と呼ぶ）ＬＡ３も、受信光ビー
ムＬＡ２と共にハーフミラー１６に入射し、ハーフミラ
ー１６で反射されて撮像装置２０に入射する。これによ
り当該光空間伝送装置１においては、撮像装置２０を介
して伝送対象を観測し得、簡易に送信光ビームＬＡ１の
照射位置を調整することができる。

【００１０】このとき当該光空間伝送装置１において
は、コーナーキユーブプリズム１８で送信光ビームＬＡ
１の光路を折り返して撮像装置２０に入射したことによ
り、当該送信光ビームＬＡ１の照射位置から到来したよ
うに、送信光ビームＬＡ１を撮像装置２０に導くことが
できる。これにより当該光空間伝送装置１においては、
撮像装置２０を介して、送信光ビームＬＡ１の照射位置
を明るく輝く点として観測することができる。

【００１１】これに対して受信光ビームＬＡ２において
は、同様にハーフミラー１６で一部が反射されて撮像装
置２０に導かれることにより、伝送対象の位置を明るく
輝く点として観測することができる。これにより当該光
空間伝送装置１においては、送信光ビームＬＡ１の照射
位置を簡易に確認し得、当該光空間伝送装置１の設置作
業を簡略化することができる。

【００１２】これに対してハーフミラー１６を透過した
受信光ビームＬＡ２は、ミラー１４、１２、レンズ１
０、８を順次介して偏向ビームスプリツタ６に入射す
る。ここで受信光ビームＬＡ２は、送信光ビームＬＡ１
に対して偏波面が直交するように伝送対象から送出さ
れ、これにより当該偏向ビームスプリツタ６で反射され
てビームスプリツタ２６に入射する。

【００１３】ここで受信光ビームＬＡ２は、一部が反射
されてレンズ２８を介してフオトダイオード３０に焦光
され、これにより当該フオトダイオード３０の出力信号
を所定の信号処理回路で処理し、伝送対象から送出され
た所定の情報信号を受信し得るようになされている。こ
れに対してビームスプリツタ２６を透過した受信光ビー
ムＬＡ２は、フイルタ３２を透過した後、レンズ３４を
介して位置検出素子（ＰＤＳ）３６に焦光される。

【００１４】これにより光空間伝送装置１においては、
位置検出素子３６の出力信号に基づいて、ミラー１２、
１４の傾き、レンズ２２の位置を制御し、全体として送
信光ビームＬＡ１の照射位置を補正するサーボ系を形成
するようになされ、当該光空間伝送装置１が風等で振動
した場合でも、確実に送信光ビームＬＡ１を伝送対象に
送出し得るようになされている。

【００１５】かくして当該光空間伝送装置１において
は、撮像装置２０を用いて簡易に設置し得、空間を伝送
する光ビームＬＡ１及びＬＡ２を介して所望の信号を双
方向で伝送し得るようになされている。

【００１６】なおコーナーキユーブプリズム１８及びハ
ーフミラー１６間にはシヤツタ３８が介挿され、必要に
応じて当該シヤツタ３８を閉じることにより、撮像装置
２０で伝送対象だけを観測し得るようになされている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの種の光空
間伝送装置１においては、簡易に設置し得、またいちい
ち伝送用のケーブル等を設置する必要がないことによ
り、ビルの屋上等に固定して情報を伝送する以外にも、
例えばテレビジヨン中継等に利用して便利であると考え
られる。

【００１８】このようなテレビジヨン中継においては、
中継現場に応じて、数〔ｋｍ〕も離れた伝送対象との間
で映像信号を伝送する場合があり、このためこの種の光
空間伝送装置においては、効率良く送信光ビームＬＡ１
及び受信光ビームＬＡ２を伝送する必要がある。すなわ
ちこの種の光空間伝送装置においては、送信光ビームＬ
Ａ１及び受信光ビームＬＡ２の損失を低減するように、
光学素子等を選定する必要がある。

【００１９】これに対して伝送対象までの距離が短い場
合、例えば機械的な絞りを用いて光量を制限することに
より、所定の光量を確保することができる。ところが実
際の中継現場においては、例えば川の両岸の数十〔ｍ〕
離れた地点間で映像信号を伝送する場合もある。

【００２０】この場合、機械的絞りにおいては、絞りを
十分に絞つた状態で、所望の光量が得られるように当該
絞りを微調整する必要がある。

【００２１】ところがこの種の送信光ビームＬＡ１及び
受信光ビームＬＡ２においては、干渉性が高いことによ
り、このように絞りを十分に絞つた状態で絞りを微調整
しても、実際上光量を微調整し得ない問題がある。すな
わち絞りを十分に絞つた状態においては、絞りを開いて
逆に光量が増加する場合がある。さらに絞りを絞ると、
視野径が小さくなり、その分確実に送信光ビームＬＡ１
の照射位置を補正し得なくなり、結局極めて近接した距
離では、却つて映像信号を伝送し得ない問題があつた。

【００２２】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、極めて近接した伝送対象に対しても確実に情報を伝
送することがきる光空間伝送装置を提案しようとするも
のである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、所定の情報信号で変調した所定偏
波面の送信光ビームＬＡ１を、所定距離だけ離間して配
置した送受信装置に送出すると共に、送受信装置から送
出された所定偏波面の受信光ビームＬＡ２を受光するこ
とにより、送信光ビームＬＡ１を介して情報信号を送受
信装置に伝送すると共に、受信光ビームＬＡ２を介して
送受信装置から送出された所定の情報信号を受信する光
空間伝送装置４０において、送信光ビームＬＡ１を射出
する光源２と、受信光ビームＬＡ２を受光する受光素子
３０と、光源２から射出された送信光ビームＬＡ１を反
射又は透過すると共に、送信光ビームＬＡ１とは逆に受
信光ビームＬＡ２を透過又は反射して受光素子に導く偏
光光ビーム分離手段６と、偏光光ビーム分離手段６から
射出される送信光ビームＬＡ１を送受信装置に送出する
と共に、伝送対象から到来する受信光ビームＬＡ２を偏
光光ビーム分離手段６に導く伝送光学系１０、１２、１
４、２２、２４とを備え、受光素子３０及び偏光光ビー
ム分離手段６間に偏光ビームスプリツタ４２を介挿し、
受信光ビームＬＡ２の偏波面に対して偏光ビームスプリ
ツタ４２の偏波面を変化させて受光素子３０に入射する
受信光ビームＬＡ２の光量を調整する。

【００２４】

【作用】受光素子３０及び偏光光ビーム分離手段６間に
偏光ビームスプリツタ４２を介挿し、受信光ビームＬＡ
２の偏波面に対して偏光ビームスプリツタ４２の偏波面
を変化させて受光素子３０に入射する受信光ビームＬＡ
２の光量を調整すれば、確実に当該受信光ビームＬＡ２
の光量を調整することができる。

【００２５】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００２６】（１）実施例の構成 図２との対応部分に同一符号を付して示す図１におい
て、４０は全体として光空間伝送装置を示し、レンズ２
８及びビームスプリツタ２６間に偏向ビームスプリツタ
４２を介挿する。

【００２７】すなわちこの種の光空間伝送装置４０にお
いては、偏向ビームスプリツタ６を用いることにより、
偏波面の違いを利用して送信光ビームＬＡ１及び受信光
ビームＬＡ２を分離するようになされている。

【００２８】この受信光ビームＬＡ２の偏波面に対し
て、偏向ビームスプリツタ４２の偏波面の角度を傾ける
ようにすれば、視野径を損なうことなく、当該傾きに応
じて全体の光量を調整することができる。

【００２９】また、機械的絞りを用いた場合のような受
信光ビームＬＡ２の干渉を有効に回避し得、確実に光量
を調整することができる。

【００３０】すなわち光空間伝送装置４０においては、
受光素子３０の出力信号を信号処理回路４４に与え、こ
こで伝送対象から送出された情報信号Ｓ１を復調する。
さらに光空間伝送装置４０においては、当該出力信号を
信号レベル検出回路４６に与え、信号レベル検出結果を
モータ駆動回路４８に出力する。

【００３１】ここでモータ駆動回路４８は、当該信号レ
ベル検出結果に基づいて、受光素子３０の出力信号が所
定の信号レベルになるように、モータ５０を回転駆動す
る。モータ５０は、所定の歯車を介して、偏向ビームス
プリツタ４２の角度を傾け、これにより受信光ビームＬ
Ａ２の偏波面に対して、偏向ビームスプリツタ４２の偏
波面を所定の角度に設定する。かくして偏向ビームスプ
リツタ４２を用いたことにより、当該偏向ビームスプリ
ツタ４２における損失を低減し得、遠距離の伝送対象と
の間でも確実に情報を伝送することができる。

【００３２】（２）実施例の効果 以上の構成によれば、受信光ビームＬＡ２の偏波面に対
して偏向ビームスプリツタを傾けて受光素子の入射光量
を調整することにより、極めて近接した伝送対象に対し
ても当該受信光ビームの光量を所望の光量に調整するこ
とができ、これにより極めて近接した伝送対象との間で
も確実に情報を伝送することができる。

【００３３】（３）他の実施例 なお上述の実施例においては、光空間伝送装置を用いて
テレビジヨン中継する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、種々の情報信号を伝送する光空間伝送装
置に広く適用することができる。

【００３４】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、受信光ビ
ームに偏波面に対して偏向ビームスプリツタを傾け、受
光素子に入射する受信光ビームの光量を調整することに
より、低損失で、必要に応じて当該受信光ビームの光量
を所望の光量に調整し得、これにより極めて近接した伝
送対象に対しても確実に情報を伝送することができる光
空間伝送装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による光空間伝送装置を示す
略線図である。

【図２】従来の光空間伝送装置を示す略線図である。

【符号の説明】

１、４０……光空間伝送装置、２……レーザダイオー
ド、６、４２……偏向ビームスプリツタ、１６……ハー
フミラー、２４……凸レンズ、５０……モータ。

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【手続補正書】

【提出日】平成４年２月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】ここでミラー１２は、ミラー１４と共に、
光路に約４５度傾いて配置され、所定の駆動系を介して
当該傾きを調整し得るようになされている。これにより
当該光空間伝送装置１においては、ミラー１２及び１４
で送信光ビームＬＡ１を反射することにより、当該ミラ
ー１２及び１４の傾きを調整して当該送信光ビームＬＡ
１の射出方向を可変し得るようになされている。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の情報信号で変調した所定偏波面の送
   信光ビームを、所定距離だけ離間して配置した送受信装
   置に送出すると共に、上記送受信装置から送出された所
   定偏波面の受信光ビームを受光することにより、上記送
   信光ビームを介して上記情報信号を上記送受信装置に伝
   送すると共に、上記受信光ビームを介して上記送受信装
   置から送出された所定の情報信号を受信する光空間伝送
   装置において、 上記送信光ビームを射出する光源と、 上記受信光ビームを受光する受光素子と、 上記光源から射出された送信光ビームを反射又は透過す
   ると共に、上記送信光ビームとは逆に上記受信光ビーム
   を透過又は反射して上記受光素子に導く偏光光ビーム分
   離手段と、 上記偏光光ビーム分離手段から射出される上記送信光ビ
   ームを上記送受信装置に送出すると共に、上記伝送対象
   から到来する上記受信光ビームを偏光光ビーム分離手段
   に導く伝送光学系とを具え、上記受光素子及び上記偏光
   光ビーム分離手段間に偏光ビームスプリツタを介挿し、
   上記受信光ビームの偏波面に対して偏光ビームスプリツ
   タの偏波面を変化させて上記受光素子に入射する上記受
   信光ビームの光量を調整することを特徴とする光空間伝
   送装置。