(57)【要約】【課題】大気中を伝搬する光にて情報伝送を行う光空間伝送装置において、降雨時、前面ガラスを流れ落ちる水によって、通信障害となることを防止することを目的とする。【解決手段】ほぼ平行光束を発する光学系を備えた投光装置と、その投光装置から発せられた光を集光する光学装置を備えた受光装置を、所定の距離を隔てて対向して配置して、情報伝送を大気中を伝搬する光にて行う光空間伝送装置である。そして、その投光装置の光学系を構成するとともに、装置内に塵や埃等の侵入を防止する光学素子を有し、その光学素子の大気と接する面に、撥水性を持つ表面処理を施したことを特徴としている。【選択図】　　　　図１
2004032051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ平行光に近い光束を発する光学装置を備えた投光装置と、前記投光装置から発せられた光を集光する光学装置を備えた受光装置を、所定の距離を隔てて対向して配置し、情報伝送を、大気中を伝搬する光にて行う光空間伝送装置であって、前記投光装置の光学装置を構成し、前記光空間伝送装置の筐体内に塵や埃等の侵入を防止する光学素子の大気と接する面に、撥水性を持つ表面処理を施したことを特徴とする光空間伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光束を発する光学装置を備えた投光装置と、前記投光装置から発せられた光を集光する光学装置を備えた受光装置を、所定の距離を隔てて対向して配置し、情報伝送を、大気中を伝搬する光にて行う光空間伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４を使って従来技術を説明する。図中１は、光空間伝送装置の筐体である。筐体内には、２の投光用光学装置が搭載されている。装置は塵や埃が侵入すると悪影響があるので、防塵ガラス３にて、外気から装置内に塵や埃が侵入することを防止している。投光用光学装置を発した光は、この防塵ガラスを透過して、大気中に伝搬する。光空間伝送装置の通信距離は、５０ｍ程度から数ｋｍ程度と、非常に長い距離である。そのため、装置から発する光は、広がりによる光エネルギーの減少を避けるため、５０ｍでも広がり角が０．０１〜０．０２ラジアン程度のほぼ平行に近い光束を発するように設計されている。
【０００３】
図中１０４は、表面処理を表している。従来、防塵ガラスの表面処理は、通常の反射防止膜であったり、曇り防止用の防曇膜であったりした。また、ガラスの曇りを取る手段としてワイパーを使う場合、ガラス表面より硬度の落ちるコーティングにキズが入るのを嫌って、表面処理をしないこともある。さらに、最近では曇り防止のために、親水膜を施すものなどがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この様な表面処理１０４は、雨量が多くなると投光光の波面を乱してしまう問題点があった。雨滴が防塵ガラス３に付着し続けると、水がまとまろうとする力と防塵ガラスの表面に広がろうとする力、更に図４中矢印で示した重力によって、防塵ガラス３の表面に水の膜を作ろうとする。
【０００５】
図５は、その様子を模式化した図である。（Ａ）は、防塵ガラスを装置正面方向から見た図。（Ｂ）は、その断面図と装置を射出する光線を表した図。（Ｃ）は、射出した光束の波面の断面を表した図である。前述のように、防塵ガラスの表面に出来た水の膜１０５は、重力により下に流れ落ちていく。しかし、次々と付着し続ける雨滴によって、川の流れのように防塵ガラス３の表面から水の膜が消えることはない。（Ａ）は、その様子を模式的に表していて、正面から防塵ガラス３の表面を観察することは出来ない。その水の膜は（Ｂ）に示すように、一様な厚みの膜でなく、不均一なものであり、その表面は波打っている。そして、その水の膜を通った光線は、様々な方向へと屈折し、（Ｃ）のように、乱れた波面となってしまう。この様に乱れた波面の光束は、図示していない、受光装置の設置された遠い地点では、意図しないあらゆるところに到達し、受光用光学系では集光できず、通信が途絶えてしまう問題がある。
【０００６】
一般的に撮像する装置を筐体内に納めたシステムでは、防塵ガラスと撮像光学系が近いため、この様な波面の乱れにおいても、撮像することが可能である。しかしながら、光空間伝送装置においては、乱れた波面の発生箇所と集光点が非常に遠いため、その影響は非常に大きなものである。また、親水膜の技術は、表面に付いた水を極短時間に大きく広げることにより、波面の乱れを最小限にくい止める働きをするが、例えば、スコールのような雨となった場合は、その機能を果たせず、前述と同じ問題が発生する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本提案は、ほぼ平行光に近い光束を発する光学装置を備えた投光装置と、前記投光装置から発せられた光を集光する光学装置を備えた受光装置を、所定の距離を隔てて対向して配置し、情報伝送を、大気中を伝搬する光にて行う光空間伝送装置において、前述の課題を解決するために、前記投光装置の光学装置を構成する、前記光空間伝送装置の筐体内に塵や埃等の侵入を防止する光学素子の大気と接する面に、撥水性を持つ表面処理を施した。これにより、激しい降雨時にも安定した光通信が行える、光空間伝送装置を提供できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（実施例）
図１は、本発明の実施例要部概略図である。尚、従来例の図と基本機能の変わらないものには、同じ番号を付与した。図中１は、光空間伝送装置の筐体である。筐体内には、２の投光用光学装置が搭載されている。装置は塵や埃が侵入すると悪影響があるので、防塵ガラス３にて、外気から装置内に塵や埃が侵入することを防止している。投光用光学装置を発した光は、この防塵ガラスを透過して、大気中に伝搬する。光空間伝送装置の通信距離は、５０ｍ程度から数ｋｍ程度と、非常に長い距離である。そのため、装置から発する光は、広がりによる光エネルギーの減少を避けるため、５０ｍでも広がり角が０．０１〜０．０２ラジアン程度のほぼ平行に近い光束を発するように設計されている。
【０００９】
図中４は、表面処理を表している。本発明における装置に施している表面処理は、撥水性の優れたものである。撥水性は、一般に接触角で評価される。接触角としては、９０度より大きなものである。
【００１０】
図２を使って、本発明の有効性を説明する。図２（Ａ）は、図１に示す防塵ガラス３を正面から見た図である。降り続く雨は、前述の表面処理が施された防塵ガラス３の表面で水玉７となっている。接触角が９０度より大きいものとしたため、水が表面張力によりまるまる大きさ以上に、光束を妨げない。そのため、正面図（Ａ）において、防塵ガラス３の表面を観察することが出来る。
【００１１】
図２（Ｂ）は、防塵ガラス３の断面図と装置を射出する光線を表した図である。水玉を通る光線は、大きく曲げられて、あらゆる方向に拡散していくが、水玉を通らない光線は、そのまま直進することが出来る。
【００１２】
図２（Ｃ）は、波面の断面図を表しており、太い線は水玉による陰であるが、水玉を避けた光線は、細線のようにしっかりした波面を保つことが出来る。
【００１３】
図では、防塵ガラス３が下向きに配置されている。表面処理による水の接触角が１８０度に近い撥水処理の場合は、ほぼ水玉が落ちる様になる。しかし、接触角が９０度に近い場合は、水玉はガラス表面を滑るようになるため、表面処理４に滑性の優れたものを使うと更に効果がある。
【００１４】
撥水性に優れた表面処理としては、フッ素系樹脂を用いたものは、一般に撥水性や滑性に優れている。また、フッ素系材料を主成分とした蒸着物質を使ってのコーティングなどが考えられる。
【００１５】
図３は、別の実施形態である。図中１は、光空間伝送装置の筐体である。筐体内には、１２の投光用光学装置が搭載されている。本実施例の投光用光学装置は、防塵ガラス２３を有し、そのガラス表面には、表面処理４が施されている。装置は塵や埃が侵入すると悪影響があるので、防塵部材２７によって、光学装置１２と筐体１の隙間から、塵や埃が侵入しない構造としている。また、投光用光学装置１２は、防塵ガラス３によって、外気から光学装置内に塵や埃が侵入することを防止している。投光用光学装置を発した光は、この防塵ガラスを透過して、大気中に伝搬する。この時、防塵ガラス３は、必ずしも平面である必要がなく、防塵ガラスとレンズ（光線屈折面）を兼ねても良い。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本提案は、ほぼ平行光に近い光束を発する光学装置を備えた投光装置と、前記投光装置から発せられた光を集光する光学装置を備えた受光装置を、所定の距離を隔てて対向して配置し、情報伝送を、大気中を伝搬する光にて行う光空間伝送装置において、前記投光装置の光学装置を構成する光空間伝送装置の筐体内に塵や埃等の侵入を防止する光学素子の大気と接する面に、撥水性を持つ表面処理を施すことにより、激しい降雨時にも安定した光通信が行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光空間伝送装置の要部概略図
【図２】本発明の光空間伝送装置の機能説明図
【図３】本発明の光空間伝送装置の第２実施形態
【図４】従来の光空間伝送装置の要部概略図
【図５】従来の光区間伝送装置の説明図
【符号の説明】
１：筐体
２：投光光学系
３：防塵ガラス
４：防塵ガラス上の表面処理
５、７：水滴
【図１】
2004032051.tif 000003
【図２】
2004032051.tif 000004
【図３】
2004032051.tif 000005
【図４】
2004032051.tif 000006
【図５】
2004032051.tif 000007