(57)【要約】【課題】電柱の重心を高くせず安価に高い防水性を確保し、電磁遮蔽の完全化を図る。【解決手段】受信された光ビームを集光する受信光学系１２と、受信光信号を伝送する受信用光ファイバ１４と、受信光信号を受け入れる受光部１６と、受信光信号を処理して、送受信制御をする通信制御部１８と、通信制御部１８の制御により送信用光信号を出力する発光部２０と、送信用光信号を伝送する送信用光ファイバ２２と、送信用光信号を所定のサイズの光ビームに変換して空間に伝送する送信光学系２４と受信光学系１２と送信光学系２４とを収容する光学系ボックス２６と、受光部１６と発光部２０と通信制御部１８とを収容する制御系ボックス２８と、光学系ボックス２６を上部に固定し、送信用光ファイバ２２及び受信用光ファイバ１４を通じて連結された制御系ボックス２８を光学系ボックス２６の下方に配置して固定する支柱３０とを備える。【選択図】図１
2008219222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信された光ビームを集光する受信光学系と、
前記受信光学系の出力する受信光信号を伝送する受信用光ファイバと、
前記受信用光ファイバの伝送する受信光信号を受け入れる受光部と、
前記受光部を通じて受け入れた受信光信号を処理して、光通信のための送受信制御をする通信制御部と、
前記通信制御部の制御により送信用光信号を出力する発光部と、
前記発光部の出力する送信用光信号を伝送する送信用光ファイバと、
この送信用光ファイバの伝送した送信用光信号を所定のサイズの光ビームに変換して空間に伝送する送信光学系と、
前記受信光学系と前記送信光学系とを収容する光学系ボックスと、
前記受光部と発光部と通信制御部とを収容する制御系ボックスと、
前記光学系ボックスを上部に固定し、前記送信用光ファイバ及び受信用光ファイバを通じて連結された前記制御系ボックスを前記光学系ボックスの下方に配置して固定する支柱とを備えたことを特徴とする光信号中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光信号中継装置において、
受光部は光信号を電気信号に変換し、通信制御部は電気信号を増幅し、発光部は増幅された電気信号を光信号に変換して出力することを特徴とする光信号中継装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光信号中継装置において、
通信制御部は受光部から受け入れた光信号をそのまま増幅または変換処理して発光部に出力する光信号処理回路からなることを特徴とする光信号中継装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の光信号中継装置において、
光信号を送信する受信光学系と光信号を受信する送信光学系を、光学系ボックスの内部に２組収容した、双方向通信用の光信号中継装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の光信号中継装置において、
一方の光学系ボックスに受信光学系を収容し、他方の光学系ボックスに送信光学系を収容し、一方の光学系ボックスと他方の光学系ボックスとをそれぞれ同一または別々の支柱に固定して、前記いずれかの支柱または独立に設けた別の支持体に固定した制御系ボックスと受信用光ファイバまたは送信用光ファイバを介して接続したことを特徴とする光信号中継装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光信号中継装置において、
受信光学系と送信光学系とを収容した光学系ボックスと制御系ボックスとを別々の支柱に固定したことを特徴とする光信号中継装置。
【請求項７】
請求項５に記載の光信号中継装置において、
受信光学系を収容した光学系ボックスと送信光学系を収容した光学系ボックスとを、同一または別々の支柱に固定したことを特徴とする光信号中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外光や可視光を使用して通信データを光空間伝送する等の用途に使用される光信号中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ビーム通信用として、ビルの屋上や電柱上に設置されたリピータ装置が知られている。この装置は、光ビームを受信し中継処理してから所定の方向に送信する（特許文献１）。
【特許文献１】特願２００６−４９６８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
既知の従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
この装置は、電柱の上端に近い位置に固定されるから、電柱の重心が高くなり、風等により振り子状の大きな揺れを生じ易い。また、電気回路を内蔵しているから、水密性構造が複雑になり、コスト高になる。さらに、通信制御のための高周波信号処理回路を備えているから、高度な電磁遮蔽が要求されるが、大口径のレンズ等があると、この部分は電磁遮蔽ができないという問題もある。
本発明は、以上の点に着目してなされたもので、電柱の重心を高くせず、安価に高い防水性を確保でき、かつ、電磁遮蔽の完全化を図ることができる光信号中継装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以下の構成は上記の課題を解決するための手段である。
〈構成１〉
受信された光ビームを集光する受信光学系と、上記受信光学系の出力する受信光信号を伝送する受信用光ファイバと、上記受信用光ファイバの伝送する受信光信号を受け入れる受光部と、上記受光部を通じて受け入れた受信光信号を処理して、光通信のための送受信制御をする通信制御部と、上記通信制御部の制御により送信用光信号を出力する発光部と、上記発光部の出力する送信用光信号を伝送する送信用光ファイバと、この送信用光ファイバの伝送した送信用光信号を所定のサイズの光ビームに変換して空間に伝送する送信光学系と、上記受信光学系と上記送信光学系とを収容する光学系ボックスと、上記受光部と発光部と通信制御部とを収容する制御系ボックスと、上記光学系ボックスを上部に固定し、上記送信用光ファイバ及び受信用光ファイバを通じて連結された上記制御系ボックスを上記光学系ボックスの下方に配置して固定する支柱とを備えた光信号中継装置。
受信された光ビームを集光する受信光学系と、上記受信光学系の出力する受信光信号を伝送する受信用光ファイバと、上記受信用光ファイバの伝送する受信光信号を受け入れる受光部と、上記受光部を通じて受け入れた受信光信号を処理して、光通信のための送受信制御をする通信制御部と、上記通信制御部の制御により送信用光信号を出力する発光部と、上記発光部の出力する送信用光信号を伝送する送信用光ファイバと、この送信用光ファイバの伝送した送信用光信号を所定のサイズの光ビームに変換して空間に伝送する送信光学系と、上記受信光学系と上記送信光学系とを収容する光学系ボックスと、上記受光部と発光部と通信制御部とを収容する制御系ボックスと、上記光学系ボックスを上部に固定し、上記送信用光ファイバ及び受信用光ファイバを通じて連結された上記制御系ボックスを上記光学系ボックスの下方に配置して固定する支柱とを備えた光信号中継装置。を備えたことを特徴とする光信号中継装置。
【０００５】
受信光学系は光ビームを集光するレンズ系やコリメータ等を備える。送信光学系は光エキスパンダ等を備える。これらは電気回路を含まないので高気密防水が不要となる。また、受信光学系と送信光学系とを収容する光学系ボックスは軽量化できるから、支柱上部に固定しても、支柱の揺れを増長するようなことがない。さらに、通信制御回路は光学系を含まないので、金属ケース等で全周を覆って完全遮蔽することができる。
【０００６】
〈構成２〉
構成１に記載の光信号中継装置において、受光部は光信号を電気信号に変換し、通信制御部は電気信号を増幅し、発光部は増幅された電気信号を光信号に変換して出力することを特徴とする光信号中継装置。
【０００７】
通信制御部は、光信号の中継制御のためにいったん光信号を電気信号に変換して処理する。このような回路には電源が必要で、厳密な電磁遮蔽等も必要である。これが光学系と独立していて、地上に近い場所にあるので、電磁遮蔽も防水処理も容易である。
【０００８】
〈構成３〉
構成１に記載の光信号中継装置において、通信制御部は受光部から受け入れた光信号をそのまま増幅または変換処理して発光部に出力する光信号処理回路からなることを特徴とする光信号中継装置。
【０００９】
通信制御部が光信号をそのまま処理する機能を持てば、信号の遅延がなく、高速リピーターとして機能する。
【００１０】
〈構成４〉
構成１に記載の光信号中継装置において、光信号を送信する受信光学系と光信号を受信する送信光学系を、光学系ボックスの内部に２組収容した、双方向通信用の光信号中継装置。
【００１１】
光学系ボックスの内部に複数組の受信光学系と送信光学系とを収容すれば、一方向の通信のみならず、双方向の通信を実現できる。
【００１２】
〈構成５〉
構成１に記載の光信号中継装置において、一方の光学系ボックスに受信光学系を収容し、他方の光学系ボックスに送信光学系を収容し、一方の光学系ボックスと他方の光学系ボックスとをそれぞれ同一または別々の支柱に固定して、前記いずれかの支柱または独立に設けた別の支持体に固定した制御系ボックスと受信用光ファイバまたは送信用光ファイバを介して接続したことを特徴とする光信号中継装置。
【００１３】
受信光学系と送信光学系と制御系ボックスとは、それぞれ自由に独立に支柱に固定することができる。従って、受信光学系と送信光学系とをそれぞれ独立に光軸合わせできる。また、制御系ボックスは支柱や支柱以外の任意の支持体に固定して使用できる。
〈構成６〉
構成５に記載の光信号中継装置において、
受信光学系と送信光学系とを収容した光学系ボックスと制御系ボックスとを別々の支柱に固定したことを特徴とする光信号中継装置。
【００１４】
制御系ボックスだけを独立に任意の場所に固定できる。
〈構成７〉
構成５に記載の光信号中継装置において、
受信光学系を収容した光学系ボックスと送信光学系を収容した光学系ボックスとを、同一または別々の支柱に固定したことを特徴とする光信号中継装置。
【００１５】
受信光学系と送信光学系とをそれぞれ独立に光軸合わせできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は実施例１の光信号中継装置１０を示すブロック図である。
この光信号中継装置１０は、光学系ボックス２６と制御系ボックス２８とを支柱３０で支持したものである。支柱３０は街灯用に使用されているものと同様のものでよい。光学系ボックス２６は、受信光学系１２と送信光学系２４とを収容する。制御系ボックス２８は、受光部１６と発光部２０と通信制御部１８とを収容する。支柱３０は、光学系ボックス２６を上部に固定し、制御系ボックス２８を光学系ボックス２６の下方に配置して固定し、送信用光ファイバ２２及び受信用光ファイバ１４を通じて両者を連結させている。送信用光ファイバ２２及び受信用光ファイバ１４は、支柱３０の外側に沿わせてもよいし、パイプ状の支柱内部に挿通してもよい。
【００１８】
受信光学系１２は、受信された光ビームを集光する。その構造は図３で詳細に説明する。受信用光ファイバ１４は、受信光学系１２の出力する受信光信号を伝送する。受光部１６は、受信用光ファイバ１４の伝送する受信光信号を受け入れる。例えば、受光部１６は、光−電気変換回路により構成する。通信制御部１８は、受光部１６を通じて受け入れた受信光信号を処理して、光通信のための送受信制御をする。例えば、受信信号を増幅したり、レベル調整や誤り訂正をする。発光部２０は、通信制御部１８の制御により送信用光信号を出力する。例えば、光−電気変換回路により構成する。送信用光ファイバ２２は、素子発光部２０の出力する送信用光信号を伝送する。送信光学系２４は、この送信用光ファイバ２２の伝送した送信用光信号を所定のサイズの光ビームに変換して空間に伝送する。
【００１９】
図２は、既存技術と本発明の装置の比較説明図である。
従来の装置では、図の左側に示すような支柱３０の上端に本体ケース３５を取り付け、この内部に光学系や通信制御部など全ての機構を組み込んでいた。これに対して本発明では、図の右側に示すように、支柱３０の上端には光学系ボックス２６を固定し、その内部に受信光学系１２や送信光学系２４を収容する。一方、この支柱３０の中間部に制御系ボックス２８を固定している。固定位置は支柱の重心より下側が望ましい。重心を下げて振動を防止するためである。
【００２０】
そして、光学系ボックス２６と制御系ボックス２８との間を、受信用光ファイバ１４や送信用光ファイバ２２を用いて接続している。光学系ボックス２６は、完全密閉された受信光学系１２や送信光学系２４を収容し、直接雨などがかからないように覆いを被せる程度で構わない。光学系の重量は比較的軽いので支柱３０の揺れを増長するようなことがない。電磁遮蔽が不要だから樹脂モールド等で製造できる。これらは電気回路を含まないので高気密防水が不要となる。一方、制御系ボックス２８は電磁遮蔽を完全にするために、例えば、鉄製の箱を用いることができる。全体を完全に包囲できるので、遮蔽性に優れ、落雷等があっても通信制御部等の電気回路を保護することができる。
【実施例２】
【００２１】
図３は、光学系ボックス２６の内部構造を示す説明図である。（ａ）は側断面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。
光学系ボックス２６を、例えば、次のように構成することができる。図に示すように光学系ボックス２６自体は単なる筒状のフードでよい。直射光を遮るために設けられている。その内部では、受信光学系１２が金具３７によって吊り下げられ、送信光学系２４が金具３８によって吊り下げられている。
【００２２】
図４は受信光学系１２の横断面図で、図５は送信光学系２４の横断面図である。
受信光学系１２には、その断面図に示すように、受信光を受け入れるレンズやそのレンズにより集光した光を受け入れるコリメータなどが組み込まれている。その出力は受信用光ファイバ１４を通じて取り出される。送信用光ファイバ２２の出力は、送信光学系２４に入力する。送信光学系２４は、光ファイバからの入力光を送信用の光ビームに変換する光エキスパンダ等を備える。なお、受信用光ファイバ１４や送信用光ファイバ２２の先端には光コネクタが取り付けられている。この光コネクタを制御系ボックス２８に接続する。
【００２３】
以上説明をした装置は、赤外線や可視光線を使用した光空間伝送を可能にする。また、防水性を確実にし、さらに制御系ボックス２８を完全に電磁遮蔽することができるので、ＥＭＣ性能を高めることができる。さらに、高所に配置する光学系を全て絶縁物により構成できるので耐雷性を満足することができる。また、小型軽量で安価な光中継装置を実現できる。特に、通信すべき信号や方式が異なる場合であっても、制御系ボックス２８の内部回路のみを変更すればよく、光学系ボックス２６に収容した光学系は、そのまま使用することができるという効果がある。従って、広く様々なシステムに対する互換性が優れている。
【００２４】
用途としては、カメラ映像伝送システム、高速大容量動画伝送システム、音声信号伝送システム、バスプラットフォームシステム、防災プラットフォームシステム、などに利用できる。送信できる信号は、ＮＴＳＣ映像信号、カメラ制御信号、音声信号、ＬＡＮネットワーク信号、防犯灯システム信号、鉄道踏切安全監視システム用信号、エレベータ監視システム用信号等がある。また、交差点マイクや集音伝送システムなどにも利用できる。さらに、バスの運行状況やバス停の停留所表示信号伝送、ネットワークを通じて提供されるコンテンツの配信、防災情報や非難経路の表示用信号伝送用として広く利用することができる。
【００２５】
また、光学系が軽量で風等による支柱の揺れが少ないので、通信の光軸調整が正確で容易になる。さらに、制御系ボックスを比較的低い場所に配置することができるので、保守点検が容易になる。すなわち、支柱の上端に全ての装置を配置した場合に比べて高所作業を少なくすることができる。なお、制御系ボックスを電気制御にしなくてもよい。例えば、通信制御部１８を、受光部１６から受け入れた光信号をそのまま増幅または変換処理して発光部２０に出力する光信号処理回路により構成してもよい。通信制御部１８が光信号をそのまま処理する機能を持てば、信号の遅延がなく、高速リピーターとして機能する。
【実施例３】
【００２６】
図６は実施例３の光信号中継装置を示す主要部側面図である。
これまでの実施例では、一方から光信号を受信して他方に送信する中継装置を説明した。この実施例では、光信号を送信する受信光学系１２と光信号を受信する送信光学系２４を、光学系ボックス２６の内部に２組収容することによって、双方向通信を実現している。制御系ボックス２８には、通信制御部を２回路設けるとよい。支柱３０の外観構成はこれまでの実施例と変わらないので図示を省略した。
【実施例４】
【００２７】
図７は実施例４の光信号中継装置を示す主要部側面図である。
これまでの実施例では、光学系ボックス２６と制御系ボックス２８とを同一の支柱３０に固定した。しかしながら、光学系ボックス２６と制御系ボックス２８とをそれぞれ別々の支柱３０に固定してもよい。この実施例では、一方の光学系ボックス２６Ａに受信光学系１２Ａと送信光学系２４Ｂとを収容し、他方の光学系ボックス２６Ｂに別の一組の受信光学系１２Ｂと送信光学系２４Ａとを収容した。受信光学系１２Ａで光信号を受信し送信光学系２４Ａから送信する。また、受信光学系１２Ｂで光信号を受信し送信光学系２４Ｂから送信する。
【００２８】
光学系ボックス２６Ａは支柱３０Ａの上端に固定されている。また、光学系ボックス２６Ｂは支柱３０Ｂの上端に固定されている。さらにこれらの信号を一括して処理する制御系ボックス２８は支柱３０Ｃに固定されている。支柱３０Ｃは支柱３０Ａあるいは支柱３０Ｂと一体のものでも構わない。なお、この実施例では双方向通信方式としたが、一方向のみの通信をする構成でも構わない。即ち、一方の光学系ボックス２６Ａに受信光学系１２Ａを収容し、他方の光学系ボックス２６Ｂに送信光学系２４Ａを収容し、一方の光学系ボックス２６Ａと他方の光学系ボックス２６Ｂとをそれぞれ別々の支柱に固定して、いずれか一方の支柱または独立に設けた別の支柱に固定した制御系ボックス２８と受信用光ファイバまたは送信用光ファイバを介して接続するとよい。
【００２９】
具体的には、数種の実施態様が考えられる。まず、受信光学系と送信光学系とを収容した光学系ボックスと制御系ボックスとを別々の支柱に固定する。これにより、制御系ボックスだけを独立に任意の場所に固定できる。また、受信光学系を収容した光学系ボックスと送信光学系を収容した光学系ボックスとを、同一または別々の支柱に固定する。これにより、受信光学系と送信光学系とをそれぞれ独立に光軸合わせできる。
【００３０】
受信光学系と送信光学系と制御系ボックスとを自由に組み合わせて、それぞれ独立に支柱に固定するとよい。これにより、受信光学系と送信光学系とをそれぞれ独立に光軸合わせできる。また、制御系ボックスの配置を最適化でき、複数組分の複数の通信制御部を収容することができる。以上のように構成すると、既設あるいは新設の任意の支柱を利用して、電柱の重心を高くせず、安価に高い防水性を確保でき、かつ、電磁遮蔽の完全化を図ることができる光信号中継装置等を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１の光信号中継装置を示すブロック図である。
【図２】既存技術と本発明の装置の比較説明図である。
【図３】光学系ボックス２６の内部構造を示し、（ａ）は側断面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。
【図４】受信光学系１２の横断面図である。
【図５】送信光学系２４の横断面図である。
【図６】実施例３の光信号中継装置を示す主要部側面図である。
【図７】実施例４の光信号中継装置を示す主要部側面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  光信号中継装置
１２  受信光学系
１４  受信用光ファイバ
１６  受光部
１８  通信制御部
２０  発光部
２２  送信用光ファイバ
２４  送信光学系
２６  光学系ボックス
２８  制御系ボックス
３０  支柱
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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