(57)【要約】【課題】  ２組の光空間通信装置を並列して対向設置して情報の光伝送をする場合に、近接して設置しても並列設置された装置間で干渉を起こさないようにする。【解決手段】  装置１１と装置１３、また装置１２と装置１４での送信光ビームと受信光ビームは、隣接する装置の送信光の偏波面の方向は互いに直角で、受信光の偏波面の方向も互いに直角であるようにされている。  装置１１は縦方向の偏波光Ａ１を送信し、横方向の偏波光Ａ２を受信し、装置１３は横方向の偏波光Ｂ１を送信し、縦方向の偏波光Ｂ２を受信する。装置１１からの偏波光Ａ１は装置１２に隣接した装置１４にも入射するが、装置１４は縦方向の偏波光Ｂ１しか受信しないため、装置１１からの偏波光Ａ１が装置１２で受信されることはなく、装置１２、１４同士が干渉することはない。装置１１、１３間での干渉も同様に生ずることはない。【選択図】図１
2006319881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
離れた２地点において２組の光空間通信装置を用いて双方向で光空間通信を行う場合において、それぞれの地点において第１の装置と第２の装置を隣接して設置し、前記第１の装置の送信光の偏波面と前記第２の装置の送信光の偏波面を異なる方向に向け、前記第１の装置の受信光の偏波面と前記第２の装置の受信光の偏波面を異なる方向に向けたことを特徴とする光空間通信方式。
【請求項２】
前記第１、第２の装置の送信光の偏波面を互いに直交させ、前記第１、第２の装置の受信光の偏波面を互いに直交させたことを特徴とする請求項１に記載の光空間通信方式。
【請求項３】
前記第１の装置の送信部と受信部、及び第２の装置の送信部と受信部を１つの構造体に収納して一体化したことを特徴とする請求項１又は２に記載の光空間通信方式。
【請求項４】
前記第１の装置及び前記第２の装置は、前記送信光の送信方向と前記受信光の受信方向のうちの少なくとも一方を、相手側装置の方向に自動調整する角度調整手段を有し、前記第１の装置の角度調整手段と前記第２の装置の角度調整手段は独立して作動することを特徴とする請求項１〜３の何れか１つの請求項に記載の光空間通信方式。
【請求項５】
相手側装置に光信号を出射する出射光学系と、相手側装置からの光信号を入射する入射光学系とは、共用の光学系としたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つの請求項に記載の光空間通信方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋外に設置して自由空間を伝搬する光信号により通信を行う光空間通信方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
屋外に設置して、自由空間を伝搬する光信号による通信を行う光空間通信では、雨や雪、霧などの気象条件により通信状態に影響を受けるが、これらは伝送マージンを十分に取るような設計とすることで、通信断の発生を実用上問題ない程度まで小さくすることができる。
【０００３】
しかし、例えば鳥が飛んで通信路を遮断する現象に対しては、短時間ではあるが完全に通信路が遮断されることになる。この場合に、通信回線に接続されたネットワーク機器が停止して回復するまでに数秒の時間が掛かって、鳥による遮断が短時間であっても、通信回線断の影響が拡大する場合もある。
【０００４】
これを防止するためには、図４に示すような光空間通信装置１と装置２から成る回線Ａと光空間通信装置３と装置４から成る回線Ｂを並列に設置し、同じ信号を伝送する方式が提案されている。この方式の従来例として、光空間通信装置２と装置４の受信部には、受信光強度又は受信信号強度が閾値以下となったときに、出力信号論理を０に固定する信号処理手段５が接続されている。
【０００５】
このように、２台の光空間通信装置からの受信された信号を入力して、それぞれの信号の論理和を生成して出力する信号処理手段５により、仮に一方の回線が鳥によって遮断されても、受信信号は他方の正常な信号を出力することで、エラーが発生しない光空間通信回線を実現している。
【０００６】
また、特許文献１のように異なる方向を向く複数の受光素子を設けて常時受信を可能とする場合もある。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２１３９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような光空間通信装置では、振動や風による揺れで光ビームがずれて通信が不安定になることを防ぐために、光ビームは受信点で或る程度のビーム径になるように拡がりを持たせている。通常では、伝送距離１０００ｍ程度で、自動追尾付きの装置で直径１〜２ｍ程度、自動追尾なしの装置で直径５〜１０ｍ程度とされている。
【０００９】
この場合に、並列した２組の装置の間隔が狭すぎると、回線同士の干渉を起こす虞れがある。例えば、図４で光空間通信装置２は装置１からの信号のみを受信すべきところを、装置３からの信号も受信してしまうことがある。特に、自動追尾付きの装置では、装置１と装置２が互いに相手側の位置を追尾すべきであるのに、装置１が装置４の方向に追尾を行ったり、振動や風による揺れなど僅かな状態の変化で、装置２の方向と装置４の方向を行き来するような不安定な追尾が行われることがある。
【００１０】
このような回線間の干渉を防ぐには、並列した２組の装置の間隔は、振動や風による揺れで光ビームがずれることも考慮すると、受信点でのビーム径の倍程度は必要である。しかし、この種の装置はビルの屋上や鉄塔に設置される場合が多いために、極力設置スペースを小さくすることが要求されている。しかし、２組の装置の間隔を大きくして設置することになると、広い設置スペースが必要となり、設置場所が制限されることになる。また、設置架台も２台必要になるか、或いは１台でも大型のものとなり、設置コストも増大するという問題もある。
【００１１】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、近接して設置しても並列設置された装置間で干渉を起こさず、回線の信頼性を高める光空間通信方式を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明に係る光空間通信方式の技術的特徴は、離れた２地点において２組の光空間通信装置を用いて双方向で光空間通信を行う場合において、それぞれの地点において第１の装置と第２の装置を隣接して設置し、前記第１の装置の送信光の偏波面と前記第２の装置の送信光の偏波面を異なる方向に向け、前記第１の装置の受信光の偏波面と前記第２の装置の受信光の偏波面を異なる方向に向けたことにある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る光空間通信方式によれば、２組の光空間通信装置を並列して対向設置して信号を双方向で伝送する場合に、隣接して設置しても装置間で干渉を起こさないため、広い設置スペースが必要とせず、設置場所の制限が大幅に緩和され、設置に要するコストも低くなる。
【００１４】
更に、自動追尾付きの装置では、２組の自動追尾機構のそれぞれが独立して動くようにすれば、各装置の光軸調整も精度もさほど必要とせず、高速な自動追尾も可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を図１〜図３に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は実施例の構成図を示し、光空間通信装置１１と装置１２から成る回線Ａと装置１３と装置１４から成る回線Ｂが並列に設置され、同じ信号を双方向に伝送している。装置１１〜装置１４は送信光と受信光とは偏波面の違いにより分離する方式によって双方向通信を行い、また自動追尾機能を備えている。
【００１６】
装置１１から送信される光Ａ１は相手側の装置１２に向けられているが、装置１２と装置１４は近接して配置されており、隣の装置１４にも一部の光Ａ１が入射している。装置１３から送信される光Ｂ１、装置１２から送信される光Ａ２、装置１４から送信される光Ｂ２についても同様に、一部の光が隣接した装置にも入射している。
【００１７】
更に、装置１１と装置１３、また装置１２と装置１４での送信光と受信光の偏波面は、図２（ａ）に示すように隣り合う装置の送信光の偏波面の方向は互いに直角で、受信光の偏波面の方向も互いに直角となるように配列されている。例えば、装置１１と装置１３が並んだ状態を前面から見ると、直線の両矢印が送信光の偏波面の方向、また破線の両矢印が受信光の偏波面の方向である。
【００１８】
図２（ａ）においては、装置１１は縦方向の偏波光Ａ１を送信し、装置１２からの横方向の偏波光Ａ２を受信し、装置１３は横方向の偏波光Ｂ１を送信し、装置１４からの縦方向の偏波光Ｂ２を受信する。装置１２からの偏波光Ａ２は隣接した装置１３にも入射するが、装置１３は縦方向の偏波光Ｂ２しか受信しないため、装置１３で受信されることはなく、装置１１、１３同士が干渉する虞れはない。また、装置１３の自動追尾も装置１１の相手側の装置１２の方向に向うこともない。
【００１９】
同様に、装置１４からの偏波光Ｂ２は装置１１にも入射するが、装置１１は横方向の偏波光Ａ２しか受信しないため、装置１１、１３と干渉する虞れはなく、装置１１の自動追尾も装置１３の相手側の装置１４の方向に合うこともない。装置１２と装置１４についても同様に、受信する光の偏波面が直交するため干渉することはない。
【００２０】
なお、図２（ａ）に示すように偏波面を９０度方向に配列する代りに、（ｂ）に示すように４５度ずつ傾けて偏波面を配列しても同様の効果が得られる。
【００２１】
図３は装置１１〜装置１４の自動追尾機構であり、光信号の送受信ユニット２１は小型にまとめられ、ねじ送りモータ等の機構により矢印に示す上下方向及び左右方向に移動できるようにされている。
【００２２】
半導体レーザー光源から成る発光素子２２から発光される出射光Ｌ１は、偏光ビームスプリッタ２３を介して入射／出射光学系２４に出射される。また、入射／出射光学系２４からの入射光Ｌ２は偏光ビームスプリッタ２３を経てビームスプリッタ２５で二岐され、光受光検出用の受光素子２６、二次元のポジションセンサや４分割されたフォトダイオード等から成る位置検出素子２７に入射するようになっている。
【００２３】
発光素子２２から放出される送信光信号は偏光光であり、その偏光方向は紙面に水平になるように設定されている。この方向の偏光は偏光ビームスプリッタ２３で反射され、出射光Ｌ１は入射／出射光学系２４を介して相手方装置の方向に送信される。
【００２４】
他方の相手方装置から送られて来た入射光Ｌ２は、入射／出射光学系２４を介して偏光ビームスプリッタ２３に入射するが、相手方装置からの受信光は偏光方向が送信光と直交するように設定されていて、偏光方向は紙面に垂直となっている。この方向の偏光は偏光ビームスプリッタ２３をそのまま透過し、ビームスプリッタ２５に入射する。入射光Ｌ２の大部分はビームスプリッタ２５を透過し、光信号検出用の受光素子２６に入射して通信用の信号が検出されるが、一部の光はビームスプリッタ２５を反射して位置検出素子２７に入射し、光スポットの結像位置が検出される。
【００２５】
送受信ユニット２１の位置は、位置検出素子２７の信号により入射光が常に位置検出素子２７の中央部に結像するようにモータ等で駆動される。装置全体が傾いて、位置検出素子２７の結像位置がずれた場合には、直ちに送受信ユニット２１が移動して、位置検出素子２７の中央に結像位置が至るように制御される。
【００２６】
例えば図３に示すように、送受信ユニット２１が入射／出射光学系２４の光軸Ｏよりも上部にある場合は、出射光Ｌ１と入射光Ｌ２は入射／出射光学系２４を通過後に下方に曲げられ、装置の角度ずれが修正される。
【００２７】
位置検出素子２７と発光素子２２、受光素子２６は全て光学軸が一致するように位置調整がなされており、入射光Ｌ２と出射光Ｌ１の光軸の角度は一致しているので、位置検出素子２７の中心に光が入射した状態では、受光素子２６の中心にも光が入射しており、かつ発光素子２２寄りの光の中心は相手方装置の方向に放射される。このようにして、常に送信光が受信光の方向、即ち相手方装置の方向になるように自動追尾が行われる。
【００２８】
装置１１と装置１３、或いは装置１２と装置１４は別個の筐体に設けた装置である必要はない。図３で示したような送信と受信に係る光学系を共用し１つの構造体に収納して一体化することも考えられる。その場合に、装置１１、１３等に対応する２つの自動追尾機構のそれぞれは独立して作動することが必要である。
【００２９】
２つの自動追尾機構のそれぞれが独立して動くようにすれば、相互の入射／出射光学系２４等の光軸調整も精度が要求されず、高速な自動追尾も可能になる。
【００３０】
図３に示す入射／出射光学系２４と送受信ユニット２１のセットが２つ存在し、２つの送受信ユニット２１が１つの駆動機構によって同時に移動して自動追尾を行うという形態も可能である。その場合は、２つずつの入射／出射光学系２４と送受信ユニット２１のセット間での光軸Ｏの調整は難しく、高い精度が要求される。また、温度変化などによる歪で調整誤差が生じないようにする対策も必要になり、移動する部分の重量も増加して、高速移動も難しくなり、駆動機構も大型化、複雑化してコストアップにもなる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例の構成図である。
【図２】送受信光の偏波方向の配分の説明図である。
【図３】自動追尾機構の構成図である。
【図４】従来例の構成図である。
【符号の説明】
【００３２】
１１、１２、１３、１４  光空間通信装置
２１  送受信ユニット
２２  発光素子
２３  偏光ビームスプリッタ
２４  入射／出射光学系
２５  ビームスプリッタ
２６  受光素子
２７  位置検出素子
【図１】
2006319881.tif 000003
【図２】
2006319881.tif 000004
【図３】
2006319881.tif 000005
【図４】
2006319881.tif 000006