JPH08307352A - 光空間伝送装置 - Google Patents

光空間伝送装置

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JPH08307352A
JPH08307352A JP7104324A JP10432495A JPH08307352A JP H08307352 A JPH08307352 A JP H08307352A JP 7104324 A JP7104324 A JP 7104324A JP 10432495 A JP10432495 A JP 10432495A JP H08307352 A JPH08307352 A JP H08307352A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
space transmission
optical space
receiving element
Prior art date
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Pending
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JP7104324A
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English (en)
Inventor
Takashi Otobe
孝 乙部
Akio Yasuda
章夫 安田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光空間伝送装置の受光素子上の光強度を常に
一定にして、正確に信号を受信する。 【構成】 偏向ビームスプリッタとレンズ4との間に液
晶装置8を設け、入射光L2 は液晶装置8において光強
度を減少して受光素子7上に集光される。液晶装置8の
液晶は高速応答性のすぐれた強誘電性液晶とし、更に、
前記強誘電性液晶には直径が略300nmである微粒子
を添加して、印加電圧によってコントラストが連続的に
変化する構成とする。液晶装置8は受光素子7の出力と
基準電圧V1 とによって液晶装置8の制御信号が形成さ
れ液晶制御回路23を介して液晶装置8を駆動し、常に
受光素子7上に集光する光パワーを一定にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は発光素子を信号用光源と
する光空間伝送装置に関し、更に詳しくは受光素子上の
平均的受光強度を一定とする光空間伝送装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】まず、光空間伝送装置とは、送信側にお
いて送信情報を光の強度変化に変調し、変調した光を受
信側に向かって大気中に出射し、受信側においては前記
送信側から出射した変調光を受け、復調することによ
り、所望の情報の伝達を大気空間を介して行うものであ
る。
【0003】即ち、図6に示すように一方の光空間伝送
装置50Aと他方の光空間伝送装置50Bとの間で行わ
れる光空間伝送は、一方の光空間伝送装置50A(又は
50B)から送信信号で変調された光をレンズ3を介し
て出射し、他方の光空間伝送装置50B(又は50A)
からの同様に変調された光をレンズ3を介して受光する
ことで実現される。
【0004】つぎに、図7を参照して光空間伝送装置に
用いられた光学系の一例について説明する。
【0005】まず、送信系は半導体レーザからなる発光
素子6、レンズ1、偏向ビームスプリッター5、レンズ
2およびレンズ3を含んで構成されている。前記発光素
子6は駆動回路10により送信信号に応じて発光され、
レンズ1で平行光に変換された後、偏向ビームスプリッ
ター5を介しレンズ2で一旦集光され、その後大口径の
レンズ3から相手装置に向かって変調されたレーザ光L
1 が出射される。
【0006】また、受信系は入射光L2 がレンズ3で集
光され、レンズ2で平行光にされた後、偏向ビームスプ
リッター5を介しレンズ4で受光素子7上に集光され
る。受光素子7で送信されてきた光は電気信号に変換さ
れ、受光回路11で増幅、波形整形等がなされ、更に後
段に続く回路(図示せず)により復調して送信信号を再
生する。
【0007】尚、図6および図7は送受一体構成の光空
間伝送装置を示しているが、送信機能と受信機能とがそ
れぞれに分離した形態の装置(図示せず)も、今までに
多くのものが提案され、実用化されてきた。
【0008】さて、空間伝送路の状態、例えば雨、霧、
粉塵等が伝送路中にある場合、光の伝送損失が生じるこ
とになり、また、大気の揺らぎにより光の伝搬方向が変
化するため、常に一定の光パワーで受信側に入射すると
限るものではない。従って、これを補償するために予め
光パワーを上げた状態で送信をしていた。しかしなが
ら、空間伝送路の状態がよく光パワーの減衰が少ない場
合は、逆に受光素子が飽和し、適切に信号を再生するこ
とが困難であった。
【0009】また、前記光パワーを制御するために、光
路中に偏向プリズムを回転する装置を具備している光空
間伝送装置があるが、これは天候の変化に伴う光の伝送
損失等、比較的ゆっくりした変化について対応するもの
であり、また、制御範囲も十分には大きくなかった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は光空間伝送装置の受光素子へ入射する光パワーを略一
定となるように制御して、常に最適の状態で受光しよう
とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の点に鑑み
なされたものであって、電圧制御によって光の透過率が
変化する液晶装置を受光素子の前に配設し、受光素子の
出力信号の大きさに応じて、液晶装置の光の透過率を制
御して受光素子への入射光強度が、信号光の変調周波数
よりは低い周波数成分において略一定となる構成にす
る。
【0012】前記液晶装置を強誘電性液晶を用いて構成
し、駆動可能周波数は1KHz以上とする。
【0013】前記液晶装置を、直径が略100nmから
略500nmの範囲に分布した微粒子を含有した強誘電
性液晶を用いて構成し、光透過率は印加電圧に応じて連
続的に変化する構成にして上記課題を解決する。
【0014】
【作用】前記液晶装置は、受光素子の出力信号の大きさ
に応じた電圧制御によって、その光透過率が変化し、受
光素子へ入射する平均的光量が略一定となる。従って空
間伝送路の状態に依存せず、常に最適のレベルで受光す
る。
【0015】
【実施例】本発明の実施例について図1ないし図5を参
照して説明する。尚、従来例とはその構成が受光素子の
前に入射光量を制御する液晶装置を用いたことにおいて
異なるものであり、従って、従来例と同一の構成で同一
の動作をするものについては、同一の符号を付し、その
説明は省略する。
【0016】まず、本発明の光空間伝送装置の構成は図
1に示すように受光素子7の前面に液晶装置8が設けら
れていて、入射光L2 は前記液晶装置8を透過して受光
素子7上に集光される。本実施例においては前記液晶装
置8は偏向ビームスプリッタ5とレンズ4との間に設定
されているが、レンズ4と受光素子7との間に設けても
よい。尚、図1の送受一体の光学系では前記偏向ビーム
スプリッタ5より出射側に設けることは、出射光の強度
を変更することになるので好ましくない。
【0017】つぎに、本発明の特徴である液晶装置8の
光透過量の制御について図2を参照して説明する。
【0018】入射光L2 は前記液晶装置8を透過しレン
ズ4によって受光素子7上に集光される。受光素子7と
GNDとの間に設けられた抵抗R1 の受光素子7との接
続点に受光強度に対応した電圧が生じ、OPアンプ20
でインピーダンスが変換された後、OPアンプ21に入
力し抵抗R2 、抵抗R3 、容量C1 で形成される回路特
性に従って増幅される。その後、OPアンプ22で基準
電圧V1 と比較され、更に抵抗R4 と抵抗R5 とで決ま
る増幅率により、比較された電圧は増幅されて液晶制御
回路23に入力される。前記液晶制御回路23はこの信
号に基づいて液晶装置8を駆動して光透過率を制御し、
受光素子7に到達する入射光量を一定にする。
【0019】尚、制御回路の構成は上述したものに限る
ことなく、同様の働きをする他の回路構成であっても良
いことは論を待たない。
【0020】図3は本発明に用いる液晶装置8の構造で
あって、後述する微粒子37を含有した強誘電性の液晶
30と、前記液晶30の両側をスペーサ31を介して、
配向膜33と透明電極34とを形成した透明基板35を
接着剤32で密着し、前記液晶30を封入している。ま
た、光が入射する反対側の透明基板35の外面に偏向板
36が設けられている。
【0021】前記液晶30は強誘電性液晶で、その駆動
可能周波数は1KHz以上であり、動作が速く、本発明
に用いて好適のものである。
【0022】また、前述した液晶中にある微粒子37は
印加電圧に対して光の透過量、即ち光のコントラストを
連続的に変化させるために有効なものであって、図4お
よび図5を参照して詳しく説明する。
【0023】図4は強誘電性液晶に微粒子を添加したも
のと、無添加のものとの印加電圧に対するコントラスト
を測定した図である。同図から分かるように微粒子を添
加していないものは印加電圧が略12Vにおいてコント
ラストが急激に変化している。これに対して、微粒子を
添加したものでは印加電圧に対応してコントラストは連
続的に変化していて、同図から強誘電性液晶に微粒子を
添加することにより、印加電圧に対するコントラストの
極めて良好な連続性を示すものである。
【0024】つぎに、添加する微粒子の大きさによるコ
ントラストの連続性について図5を参照して説明する。
図5(a)は2つのタイプの添加する微粒子の直径の分
布を示したものであって、Aタイプは直径の分布の中心
が略70nmで、略30nm〜150nmに分布し、ま
た、Bタイプは分布中心が略300nmで、略100n
m〜500nmに分布しているものである。
【0025】図5(b)は前記Aタイプの微粒子を添加
したときの印加電圧に対するコントラストを示す図であ
って、印加電圧が略16V〜22Vにおいて変化してい
る。一方、図5(c)は前記Bタイプの微粒子を添加し
たときの印加電圧に対するコントラストを示す図であっ
て、印加電圧が略11V〜25Vにおいて連続的に変化
している。このことから、添加する微粒子はAタイプよ
りもBタイプの方が、その制御電圧が広くコントラスト
の制御において好ましいことが分かる。
【0026】従って、上述したように液晶装置8の液晶
は高速動作の可能な強誘電性液晶とし、更に連続的コン
トラストを得るために直径の分布中心が略300nm
で、略100nm〜500nmにおいて分布している微
粒子を添加したものが好適である。
【0027】
【発明の効果】従って本発明によると、受光素子の出力
信号の大きさに応じた電圧制御によって、液晶装置の光
透過率を変化し、受光素子へ入射する平均的光量が略一
定となるため、空間伝送路の状態に依存せず、常に最適
のレベルで受光し、信号を再生することが出来る。
【0028】受光する光量は空間伝送路の長さに大きく
影響され、特にマイクロ波、ミリ波を用いた近距離通信
では、受信装置からアンテナを外したり減衰器を付加す
ることで受信状態を調整する必要があったが、この液晶
装置を具備した光空間伝送装置では空間伝送路の長短に
関係なく、そのまま使用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による光空間伝送装置の構成を示す図
である。
【図2】 本発明による光空間伝送装置の受光強度を制
御する制御系の構成図である。
【図3】 本発明の光空間伝送装置に用いる液晶装置を
示す図である。
【図4】 液晶の印加電圧とコントラストとの関係を、
液晶に微粒子を含む場合と含まない場合とについて示す
図である。
【図5】 液晶に添加する微粒子の直径の大きさとコン
トラストとの関係を示す図であって、(a)は微粒子の
AタイプおよびBタイプの大きさの分布を、(b)はA
タイプを用いた場合の印加電圧とコントラストの関係
を、(C)はBタイプを用いた場合の印加電圧とコント
ラストの関係を示す。
【図6】 光空間伝送装置の伝送状態を説明する為の図
である。
【図7】 従来の光空間伝送装置の構成を示す図であ
る。
【符号の説明】
1〜4 レンズ 5 偏光ビームスプリッタ 6 発光素子 7 受光素子 8 液晶装置 10 駆動回路 11 受光回路 20〜22 OPアンプ 23 液晶制御回路 31 スペーサ 32 接着剤 33 配向膜 34 透明電極 35 透明基板 36 偏向板 37 微粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/14 10/06 10/04 10/28 10/26

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光素子を信号用光源とし、伝送信号に
    対応して前記発光素子の光を変調して外部に出射するこ
    とにより送信を行う送信手段と、 外部から入射する変調された光を受光する受光素子と、 前記受光素子により受光した信号を復調して伝送信号を
    得る受信手段とを含んで構成される光空間伝送装置にお
    いて、 電圧による制御によって光の透過率が変化する液晶装置
    を前記受光素子の前に配設したことを特徴とする光空間
    伝送装置。
  2. 【請求項2】 前記受光素子の出力信号の大きさに応じ
    て、前記液晶装置の光の透過率を制御し、前記受光素子
    への光の入射強度が、信号光の変調周波数よりは低い周
    波数成分において略一定となる構成にしたことを特徴と
    する、請求項1に記載の光空間伝送装置。
  3. 【請求項3】 前記液晶装置の駆動可能周波数は1KH
    z以上であることを特徴とする、請求項1に記載の光空
    間伝送装置。
  4. 【請求項4】 前記液晶装置を強誘電性液晶を用いて構
    成したことを特徴とする、請求項1に記載の光空間伝送
    装置。
  5. 【請求項5】 前記液晶装置の光透過率は、印加電圧に
    応じて連続的に変化する構成であることを特徴とする、
    請求項1に記載の光空間伝送装置。
  6. 【請求項6】 前記液晶装置は微粒子を含有した強誘電
    性液晶を用いて構成したことを特徴とする、請求項1に
    記載の光空間伝送装置。
  7. 【請求項7】 前記液晶装置に含まれる前記微粒子の直
    径は100nmないし500nmの範囲に分布をしてい
    ることを特徴とする、請求項1に記載の光空間伝送装
    置。
  8. 【請求項8】 前記液晶装置に入射する光の偏光面が相
    手装置からの光の偏光面と一致する構成にしたことを特
    徴とする、請求項1に記載の光空間伝送装置。
JP7104324A 1995-04-27 1995-04-27 光空間伝送装置 Pending JPH08307352A (ja)

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JP7104324A JPH08307352A (ja) 1995-04-27 1995-04-27 光空間伝送装置

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JP (1) JPH08307352A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012120056A (ja) * 2010-12-02 2012-06-21 Mitsubishi Electric Corp 光空間伝搬模擬装置
CN101707502B (zh) 2009-11-13 2012-07-18 南京邮电大学 无线通信光接收天线

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101707502B (zh) 2009-11-13 2012-07-18 南京邮电大学 无线通信光接收天线
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