(57)【要約】【課題】光無線通信においてレーザ光の目に対する安全性を確保する。【解決手段】レーザダイオード１の出射光を光学系５を介して空間に放出するレーザ発光装置において、レーザダイオード１の出射光を光学系５を介してフォトダイオード２ａによりモニタし、出力電流制御回路３がレーザダイオード駆動回路４を制御することにより、光出力を一定に保つ。【選択図】　　　　図１
2004111859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射された光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズにより集光された光を後面側に拡散して反射するディフューザ、及び前記ディフューザにより後面側に拡散して反射された光を略平行化して前面側に反射するミラーが設けられるとともに、前記ミラーにより反射された光を前面で平行化するレンズと、
前記集光レンズにより集光された光の一部を前記集光レンズと前記ディフューザの間において反射する光学部材と、
前記光学部材により反射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された光量に基づいて前記レーザ光源から出射される光が一定になるように制御する光出力制御手段とを、
備えた自動光出力制御装置。
【請求項２】
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射された光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズにより集光された光を後面側に拡散して反射するディフューザ、及び前記ディフューザにより後面側に拡散して反射された光を略平行化して前面側に反射するミラーが設けられるとともに、前記ミラーにより反射された光を前面で平行化するレンズと、
前記ディフューザにより拡散して反射された光の一部、又は前記ディフューザを透過した光を受光する受光素子と、
前記受光素子により受光された光量に基づいて前記レーザ光源から出射される光が一定になるように制御する光出力制御手段とを、
備えた自動光出力制御装置。
【請求項３】
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射された光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズにより集光された光を後面側に拡散して反射するディフューザ、及び前記ディフューザにより後面側に拡散して反射された光を略平行化して前面側に反射するミラーが設けられるとともに、前記ミラーにより反射された光を前面で平行化するレンズと、
前記ミラーにより反射された光の一部を受光する受光素子と、
前記受光素子により受光された光量に基づいて前記レーザ光源から出射される光が一定になるように制御する光出力制御手段とを、
備えた自動光出力制御装置。
【請求項４】
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射された光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズにより集光された光を後面側に拡散して反射するディフューザ、及び前記ディフューザにより後面側に拡散して反射された光を略平行化して前面側に反射するミラーが設けられるとともに、前記ミラーにより反射された光を前面で平行化するレンズと、
前記レンズの前面で平行化された光の一部を受光する受光素子と、
前記受光素子により受光された光量に基づいて前記レーザ光源から出射される光が一定になるように制御する光出力制御手段とを、
備えた自動光出力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光無線通信に好適な自動光出力制御（ＡＰＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速な光無線伝送を低コストで実現するためには、光源としてはレーザダイオードが好適であるが、レーザダイオードは駆動電流−出力パワー特性が温度に応じて異なるので、出力パワーをモニタして出力パワーが一定になるように制御（ＡＰＣ）することが必須である。さらに、レーザダイオードを有する光源装置を光無線伝送に適用した場合、レーザ光の目に対する安全性確保が重要であるのでＡＰＣが必須である（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２３７６５０号公報
【０００４】
図１０、図１１は端面発光型のレーザダイオード（レーザチップ）１を用いた場合の従来のＡＰＣ装置を示す。端面発光型のレーザダイオード１では、両端面から光が放射されることを利用し、レーザチップ１と同一パッケージ内に配置されたフォトダイオード２により、自身の放射したレーザ光を絶えずモニタすることで、出力電流制御回路３がレーザダイオード駆動回路４を制御することにより、光出力を一定に保つことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通信用の端面発光型のレーザダイオードの中には、パッケージ内にモニター用フォトダイオード２を持たない場合が多く、また、近年、通信用途として期待されている面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）では、一方向にしか光を放射しないため、従来のようなＡＰＣを行うことができない。また、光無線伝送においてレーザ光による通信を行う場合、実際に空間に放射される光出力の把握と安定化が重要であり、従来の手法では、レーザ光源以降の部位の温度変化や経年変化などによる最終的な光出力の増減を検知することができないので、レーザダイオードを有する光源装置において目に対する安全性を確保するためには、最終的な光出力の把握が大変重要である。
【０００６】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、レーザ光の目に対する安全性を確保することができる自動光出力制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、実際に空間側に放射される光出力をモニタしてＡＰＣを行うようにしたものである。
すなわち本発明によれば、レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射された光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズにより集光された光を後面側に拡散して反射するディフューザ、及び前記ディフューザにより後面側に拡散して反射された光を略平行化して前面側に反射するミラーが設けられるとともに、前記ミラーにより反射された光を前面で平行化するレンズと、
前記集光レンズにより集光された光の一部を前記集光レンズと前記ディフューザの間において反射する光学部材と、
前記光学部材により反射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された光量に基づいて前記レーザ光源から出射される光が一定になるように制御する光出力制御手段とを、
備えた自動光出力制御装置が提供される。
【０００８】
また本発明によれば、レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射された光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズにより集光された光を後面側に拡散して反射するディフューザ、及び前記ディフューザにより後面側に拡散して反射された光を略平行化して前面側に反射するミラーが設けられるとともに、前記ミラーにより反射された光を前面で平行化するレンズと、
前記ディフューザにより拡散して反射された光の一部、又は前記ディフューザを透過した光を受光する受光素子と、
前記受光素子により受光された光量に基づいて前記レーザ光源から出射される光が一定になるように制御する光出力制御手段とを、
備えた自動光出力制御装置が提供される。
【０００９】
また本発明によれば、レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射された光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズにより集光された光を後面側に拡散して反射するディフューザ、及び前記ディフューザにより後面側に拡散して反射された光を略平行化して前面側に反射するミラーが設けられるとともに、前記ミラーにより反射された光を前面で平行化するレンズと、
前記ミラーにより反射された光の一部を受光する受光素子と、
前記受光素子により受光された光量に基づいて前記レーザ光源から出射される光が一定になるように制御する光出力制御手段とを、
備えた自動光出力制御装置が提供される。
【００１０】
また本発明によれば、レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射された光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズにより集光された光を後面側に拡散して反射するディフューザ、及び前記ディフューザにより後面側に拡散して反射された光を略平行化して前面側に反射するミラーが設けられるとともに、前記ミラーにより反射された光を前面で平行化するレンズと、
前記レンズの前面で平行化された光の一部を受光する受光素子と、
前記受光素子により受光された光量に基づいて前記レーザ光源から出射される光が一定になるように制御する光出力制御手段とを、
備えた自動光出力制御装置が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明に係る自動光出力制御装置の第１の実施の形態を示すブロック図、図２は図１の自動光出力制御装置の要部を示す構成図である。
【００１２】
本発明に係るレーザ発光装置を適用したＡＰＣ装置では、図１に示すようにレーザダイオード１の出射光を光学系５を介して空間に放出するレーザ発光装置において、レーザダイオード１の出射光を光学系５を介してフォトダイオード２ａによりモニタし、出力電流制御回路３がレーザダイオード駆動回路４を制御することにより、光出力を一定に保つように構成されている。
【００１３】
図２において、レーザダイオード（レーザ光源）１の出射光の光軸に沿って集光レンズ１１と、ビームスプリッタ１２とレンズ１３が配置され、また、ビームスプリッタ１２により反射される光軸に沿って、モニター用の受光素子（フォトダイオード）２ａが配置されている。レンズ１３は、レーザダイオード１が出射するコヒーレント光が目に入らないようにスポット光を大きくするために、レンズ１３の中央部にディフューザ１４が配置され、レンズ１３の後面（レーザダイオード１側の面）にミラー１５が形成されている。また、ミラー１５の中央部には、レーザダイオード１の出射光がディフューザ１４側に通過するようにホール１６が形成されている。
【００１４】
上記構成において、レーザダイオード１から拡散して出射されるコヒーレント光は、集光レンズ１１によりレンズ１３の中央部のディフューザ１４の位置で集光され、この光はビームスプリッタ１２を透過するとともに一部が反射される。ビームスプリッタ１２を透過した光はホール１６を通過してディフューザ１４によりミラー１５の方向に拡散して反射され、次いでミラー１５によりディフューザ１４の方向に反射されて集光され、次いでレンズ１３の前面により平行化されて出力される。このとき、ビームスプリッタ１２により反射された光が受光素子２ａによりモニタされてレーザダイオード１の光出力を一定に保つ。
【００１５】
＜第２の実施の形態＞
図３（ａ）は第２の実施の形態を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）のミラー１７を正面から見た図である。第２の実施の形態では、図２に示すビームスプリッタ１２の代わりに、図３（ｂ）に詳しく示すようにドーナツ状に中心が中空に形成されたミラー１７が設けられている。この場合にも同様に、集光レンズ１１により集光されたレーザ光は、ミラー１７の中心の中空部を透過するとともに一部がミラー１７により反射され、ミラー１７により反射された光が受光素子２ａによりモニタされてレーザダイオード１の光出力を一定に保つ。
【００１６】
＜第３の実施の形態＞
図４は第３の実施の形態を示している。第３の実施の形態では、レンズ１３の後面（ミラー１５が形成されている面）に受光素子２ａが配置され、受光素子２ａはディフューザ１４によりミラー１５の方向に反射、拡散された光の一部を受光するように構成されている。
【００１７】
＜第４の実施の形態＞
図５は第４の実施の形態を示している。第４の実施の形態では、ディフューザ１４の一部が光を透過するように構成されるとともに、ディフューザ１４の背面側に受光素子２ａが配置されている。このため、受光素子２ａはディフューザ１４を透過した一部の光を受光する。
【００１８】
＜第５の実施の形態＞
図６（ａ）は第５の実施の形態を示し、図６（ｂ）は図６（ａ）のレンズ１３を正面から見た図である。第５の実施の形態では、図６（ｂ）に詳しく示すようにレンズ１３の後面に形成されているミラー１５の一部に光出力モニター用ホール１５ａが形成され、受光素子２ａは、この光出力モニター用ホール１５ａを透過した光を受光するように構成されている。
【００１９】
＜第６の実施の形態＞
図７（ａ）は第６の実施の形態を示し、図７（ｂ）は図７（ａ）のレンズ１３を正面から見た図である。第６の実施の形態では、図７（ｂ）に詳しく示すように受光素子２ａは、レンズ１３内（図ではディフューザ１４の上部）においてミラー１５により集光された光の一部を受光するように配置されている。
【００２０】
＜第７の実施の形態＞
図８（ａ）は第７の実施の形態を示し、図８（ｂ）は図８（ａ）のレンズ１３を正面から見た図である。第７の実施の形態では、受光素子２ａは、レンズ１３の前面により平行化されて出力された空間光の一部を受光する位置に配置されている。
【００２１】
＜第８の実施の形態＞
図９（ａ）は第８の実施の形態を示し、図９（ｂ）は図９（ａ）のレンズ１３を正面から見た図である。第８の実施の形態では、レンズ１３の前面により平行化されて出力された空間光の一部をミラーやプリズム１８などにより分岐し、受光素子２ａは、ミラーやプリズム１８などにより分岐された光を受光する位置に配置されている。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、実際に空間側に放射される光出力をモニタしてＡＰＣを行うようにしたので、レーザ光の目に対する安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動光出力制御装置の第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１の自動光出力制御装置の要部を示す構成図である。
【図３】第２の実施の形態の自動光出力制御装置の要部を示す構成図である。
【図４】第３の実施の形態の自動光出力制御装置の要部を示す構成図である。
【図５】第４の実施の形態の自動光出力制御装置の要部を示す構成図である。
【図６】第５の実施の形態の自動光出力制御装置の要部を示す構成図である。
【図７】第６の実施の形態の自動光出力制御装置の要部を示す構成図である。
【図８】第７の実施の形態の自動光出力制御装置の要部を示す構成図である。
【図９】第８の実施の形態の自動光出力制御装置の要部を示す構成図である。
【図１０】従来の自動光出力制御装置の要部を示す構成図である。
【図１１】従来の自動光出力制御装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　レーザダイオード（レーザ光源）
２ａ　受光素子
３　出力電流制御回路
４　レーザダイオード駆動回路
５　光学系
１１　集光レンズ
１２　ビームスプリッタ
１３　レンズ
１４　ディフューザ
１５、１７　ミラー
１６　ホール
１８　ミラー／プリズム
【図１】
2004111859.tif 000003
【図２】
2004111859.tif 000004
【図３】
2004111859.tif 000005
【図４】
2004111859.tif 000006
【図５】
2004111859.tif 000007
【図６】
2004111859.tif 000008
【図７】
2004111859.tif 000009
【図８】
2004111859.tif 000010
【図９】
2004111859.tif 000011
【図１０】
2004111859.tif 000012
【図１１】
2004111859.tif 000013