(57)【要約】【課題】  発光素子から出射される送信光と、相手側の光無線伝送装置から照射された受信光との光軸を同軸として、可動部を有する反射ミラーに反射させ、反射ミラーのみを動かすことによって、送受信の光軸を制御する光無線伝送装置を提供する。【解決手段】  反射ミラー４を動かし、受光処理部８、演算部１３にて受信光の有無と強度とから光軸を調整する。ビームスプリッタ３を用いて、発光素子１の送信光と受光素子６に供給される受信光との光軸を同軸としているので、受信光の光軸を合わせることにより、送信光の光軸一致させることができ通信を開始することができるようになる。【選択図】      図１
2004320744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手装置から送出されたパイロット光を反射する反射板と、
前記反射板の偏向角を可変するための駆動手段と、
前記反射板により反射されたパイロット光を偏向して出射する光制御素子と、
前記出射されたパイロット光を集光させるための第１の光学素子と、
前記集光されて出射されたパイロット光を受光するための受光素子と、
前記受光したパイロット光に基づいて前記相手装置との光軸を合わせるために前記反射板の偏向角を制御するための偏向角制御信号を生成し、この制御信号に基づいて前記反射板の駆動手段を制御するための偏向角制御部と、
入来するデータ信号に応じて変調された光信号を出射する発光素子と、
前記発光素子から出射された光信号を平行光に近いビーム光に成形する第２の光学素子と、
を有し、
前記第２の光学素子から出射された出射光を前記光制御素子において前記パイロット光の入来方向とは逆経路をたどって前記反射板方向に透過させ、この透過入来光を前記反射板より前記光軸合わせされた光軸上をたどって前記相手装置に送出するようにしたことを特徴とする光無線伝送装置。
【請求項２】
相手装置から送出されたパイロット光を反射する反射板と、
前記反射板の偏向角を可変するための駆動手段と、
前記反射板により反射されたパイロット光を透過して出射する光制御素子と、
前記出射されたパイロット光を集光させるための第１の光学素子と、
前記集光されて出射されたパイロット光を受光するための受光素子と、
前記受光したパイロット光に基づいて前記相手装置との光軸を合わせるために前記反射板の偏向角を制御するための偏向角制御信号を生成し、この制御信号に基づいて前記反射板の駆動手段を制御するための偏向角制御部と、
入来するデータ信号に応じて変調された光信号を出射する発光素子と、
前記発光素子から出射された光信号を平行光に近いビーム光に成形する第２の光学素子と、
を有し、
前記第２の光学素子から出射された出射光を前記光制御素子において前記パイロット光の入来方向とは逆経路をたどって前記反射板方向に偏向して出射させ、この出射入来光を前記反射板より前記光軸合わせされた光軸上をたどって前記相手装置に送出するようにしたことを特徴とする光無線伝送装置。
【請求項３】
前記請求項２記載の光無線伝送装置において、
前記光制御素子の反射面は、前記反射光学系で反射される光の面積よりも小さいことを特長とする光無線伝送装置。
【請求項４】
前記請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光無線伝送装置において、
前記受光素子は多分割された受光素子により構成され、
前記偏向角制御部は、前記受光素子の各分割領域での受光量に基づいて前記反射光学系の移動方向と移動量を演算して偏向角制御信号を得る演算手段と、前記演算手段で演算された偏向角制御信号に基づいて前記反射光学系の駆動手段を水平方向又は垂直方向に駆動して、前記発光素子から出射する光と前記相手装置から入射する光の光軸合わせを行う制御手段と、
を備えることを特徴とする光無線伝送装置。
【請求項５】
前記請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光無線伝送装置において、
前記受発光部を同一基板上に一体に配置したことを特徴とする光無線伝送装置。
【請求項６】
前記請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光無線伝送装置の光軸調整方法において、
前記相手装置から入射するパイロット光を前記受光素子で受光し、当該受光素子、または前記受光素子を構成する各受光素子における受光量に基づいて前記反射光学系の移動方向と移動量を演算して偏向角制御信号を得ると共に、当該偏向角制御信号に基づいて前記反射光学系の駆動手段を水平方向または垂直方向に駆動することにより、前記発光素子から出射する光と前記相手装置から入射するパイロット光の光軸合わせを行うことを特徴とする光無線伝送装置の光軸調整方法。
【請求項７】
前記請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光無線伝送装置において、前記請求項６に記載の光無線伝送装置の光軸調整方法により光軸合わせを行った後、通信を行う光無線通信方法。
【請求項８】
前記請求項６記載の光軸調整方法により光軸調整を行うことを特徴とする、前記請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光無線伝送装置を用いた光無線伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ信号により変調された光信号を送信・受信することよりデータ伝送を行う光無線伝送装置、光無線伝送装置の光軸調整方法、光無線通信方法、及び光無線伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光無線を介して信号を伝送する場合に、送信側の発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）やレーザダイオードが用いられている。このうち、ＬＥＤにより信号を送信する装置では、指向性の広いＬＥＤ光のビーム径を集束レンズで絞らなければならないが、この絞りに限界があるために長距離を伝送するとビーム系が広がり、受信されるパワーが減少する。またこの様にビーム径が広がると、複数の装置をパラレルで用いた場合に干渉が発生するという問題点がある。
【０００３】
これを解決するため、例えば図１５に示すような屋内光無線伝送装置が提案されている。この光無線伝送装置では、一方の装置（親機１４）にデータ信号送信のための発光部１５とは別に発光手段１６を設け、この発光手段１６から光軸調整用のパイロット光１６Ａを送出し、他方の光無線伝送装置（子機１８）では、その光軸方向を変位させて受光装置１７によりパイロット光１６Ａを受信し、このパイロット光１６Ａの受光レベルに基づいて光軸合わせを行うように構成されている。本装置は、ＬＥＤ光をパラボラリフレクタにより平行化してビーム径を絞るようにしたもので、指向性の狭いビーム光を受信する受光装置１７をステッピングモータ等により回転させることにより、水平・垂直方向に走査して、2次元座標において最大の受光レベルが得られる点をサーチするという形態で具体化されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
一方、レーザダイオードを用いた屋外光無線伝送装置においては、ミラーとビームスプリッタによる光軸調整方法が採用されている。（例えば、特許文献２参照。）
【０００５】
【特許文献１】特許第３０５９８７０号公報（第１２図、第１８図）
【０００６】
【特許文献２】特開平６−１５２５４１号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の屋内光無線伝送装置で光軸調整を行うには、受光素子及びその光学系を含む受光装置と、発光素子及びその光学系を含む発光装置とを、同時に回転させる必要があるため、屋内で使用するためには装置が大型なものとなる。
また、より高速な伝送を行うためには、受信側で、他の端末からの送信光を高効率に受光する必要があり、送信光は指向角数度[deg]程度の、非常に狭指向のビームにしなければならない。データ伝送を行う際は、送信装置と受信装置との光軸を一致させる必要があるが、送信光の指向性が非常に狭い場合、光軸合わせを高精度且つ高速に行うことは困難であった。
【０００８】
更に、送信と受信の光軸を一致させる光軸調整方法として、上記の屋外光無線伝送装置の調整方法が考えられるが、本装置は多数の光学素子が用いられた大規模なものであるために装置が大型なものとなり、また、ある程度光軸調整を行った後の微調整に用いられるものであるため、相手装置をサーチ可能な範囲が数度程度の狭く、屋内の様々な場所に移動して使用される装置には適さないものとなっている。
【０００９】
本発明の目的は、装置の小型化を図る共に、光軸合わせを高精度且つ高速に行うことが可能であり、屋内使用にも適した光無線伝送装置、光無線伝送装置の光軸調整方法、光無線通信方法、及び光無線伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の１）〜８）に記載の手段よりなる。
すなわち、
１）相手装置から送出されたパイロット光を反射する反射板と、
前記反射板の偏向角を可変するための駆動手段と、
前記反射板により反射されたパイロット光を偏向して出射する光制御素子と、
前記出射されたパイロット光を集光させるための第１の光学素子と、
前記集光されて出射されたパイロット光を受光するための受光素子と、
前記受光したパイロット光に基づいて前記相手装置との光軸を合わせるために前記反射板の偏向角を制御するための偏向角制御信号を生成し、この制御信号に基づいて前記反射板の駆動手段を制御するための偏向角制御部と、
入来するデータ信号に応じて変調された光信号を出射する発光素子と、
前記発光素子から出射された光信号を平行光に近いビーム光に成形する第２の光学素子と、
を有し、
前記第２の光学素子から出射された出射光を前記光制御素子において前記パイロット光の入来方向とは逆経路をたどって前記反射板方向に透過させ、この透過入来光を前記反射板より前記光軸合わせされた光軸上をたどって前記相手装置に送出するようにしたことを特徴とする光無線伝送装置。
２）相手装置から送出されたパイロット光を反射する反射板と、
前記反射板の偏向角を可変するための駆動手段と、
前記反射板により反射されたパイロット光を透過して出射する光制御素子と、
前記出射されたパイロット光を集光させるための第１の光学素子と、
前記集光されて出射されたパイロット光を受光するための受光素子と、
前記受光したパイロット光に基づいて前記相手装置との光軸を合わせるために前記反射板の偏向角を制御するための偏向角制御信号を生成し、この制御信号に基づいて前記反射板の駆動手段を制御するための偏向角制御部と、
入来するデータ信号に応じて変調された光信号を出射する発光素子と、
前記発光素子から出射された光信号を平行光に近いビーム光に成形する第２の光学素子と、
を有し、
前記第２の光学素子から出射された出射光を前記光制御素子において前記パイロット光の入来方向とは逆経路をたどって前記反射板方向に偏向して出射させ、この出射入来光を前記反射板より前記光軸合わせされた光軸上をたどって前記相手装置に送出するようにしたことを特徴とする光無線伝送装置。
３）前記２）記載の光無線伝送装置において、
前記光制御素子の反射面は、前記反射光学系で反射される光の面積よりも小さいことを特長とする光無線伝送装置。
４）前記１）乃至３）のいずれか一に記載の光無線伝送装置において、
前記受光素子は多分割された受光素子により構成され、
前記偏向角制御部は、前記受光素子の各分割領域での受光量に基づいて前記反射光学系の移動方向と移動量を演算して偏向角制御信号を得る演算手段と、前記演算手段で演算された偏向角制御信号に基づいて前記反射光学系の駆動手段を水平方向又は垂直方向に駆動して、前記発光素子から出射する光と前記相手装置から入射する光の光軸合わせを行う制御手段と、
を備えることを特徴とする光無線伝送装置。
５）前記１）乃至４）のいずれか一に記載の光無線伝送装置において、
前記受発光部を同一基板上に一体に配置したことを特徴とする光無線伝送装置。
６）前記１）乃至５）のいずれか一に記載の光無線伝送装置の光軸調整方法において、
前記相手装置から入射するパイロット光を前記受光素子で受光し、当該受光素子、または前記受光素子を構成する各受光素子における受光量に基づいて前記反射光学系の移動方向と移動量を演算して偏向角制御信号を得ると共に、当該偏向角制御信号に基づいて前記反射光学系の駆動手段を水平方向または垂直方向に駆動することにより、前記発光素子から出射する光と前記相手装置から入射するパイロット光の光軸合わせを行うことを特徴とする光無線伝送装置の光軸調整方法。
７）前記１）乃至５）のいずれか一に記載の光無線伝送装置において、前記６）に記載の光無線伝送装置の光軸調整方法により光軸合わせを行った後、通信を行う光無線通信方法。
８）前記６）記載の光軸調整方法により光軸調整を行うことを特徴とする、前記１）乃至５）のいずれか一に記載の光無線伝送装置を用いた光無線伝送システム。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、受発光部の反射光学系を動かすことにより、送信光とパイロット光の光軸合わせを同軸で制御することができるため、受光装置と発光装置とを同時に回転させる従来装置に比べ装置を小型化することができる。また、送信光に狭い指向角のビームを用いた場合でも、高精度且つ高速な光軸合わせが可能となる。さらに、相手装置をサーチ可能な範囲が広いため、屋内使用において様々な場所に移動させて使用することができる。
従って、本発明に係わる光無線伝送装置を屋内光無線伝送システムに適用した場合は、高精度なデータ伝送が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の光無線伝送装置の発明を実施するための最良の形態について説明する。
まず図１を参照して実施の形態１に関わる光無線伝送装置の構成と本装置を組み合わせた屋内光無線伝送システムについて説明する。
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に関わる光無線伝送装置の概略構成図である。
受発光部９において、発光部は、外部インターフェース７Ａから入来するデータ信号に応じてデータ供給部７により変調された光信号を出射する発光素子１と、その出射光を平行光に近いビーム光に成形するコリメータレンズ等のレンズ２と、このビーム光を透過する光制御素子３と、光制御素子３を透過したビーム光を図示しない相手装置へ反射する反射光学系４とから構成されている。
また、受光部は、図示しない相手装置から送出されたパイロット光を光制御素子３に反射する反射光学系４と、反射光学系４で反射されたパイロット光をさらに集光するレンズ５へ反射する光制御素子３と、このパイロット光を集光するレンズ５と、このレンズ５で集光されたパイロット光を受光するフォトダイオード（以下、適宜にＰＤという）等からなる受光素子６とから構成されている。
そしてこの受光素子６は偏向角制御信号供給部８と接続されている。
【００１３】
受発光部９では、外部インターフェース７Ａからデータ信号が供給された、データ供給部７によって、データ信号に応じた光信号に強度変調された光信号が発光素子１から出射される。この光はレンズ２により平行光に近いビーム光に成形され、光制御素子３を透過した後、反射光学系４で反射されて送信光として図示しない相手装置へ送出される。また、図示しない相手装置から送出されたパイロット光は、反射光学系４で反射されて光制御素子３で反射された後、レンズ５で集光されて受光素子６で受光される。受光素子６では、受光したパイロット光が光−電気変換され、相手装置の位置情報として偏向角制御信号供給部８へ出力される。
【００１４】
次に図２〜８を参照して、受発光部９を構成する各部について更に詳細に説明する。
発光素子１としては、レーザダイオードを用いることができる。レーザダイオードは出射光のビームが細く、それを更にレンズ２によって平行に近い光にすることによって、出射光を高効率で光制御素子３及び反射光学系４に照射することが出来る。レーザの波長は近赤外に限らず、長波長のものでもよい。
【００１５】
図２は、データ供給部７の構成を示すブロック図である。データ供給部７は、外部インターフェース７Ａからのデータ信号を、光によって伝送可能な信号に変換する信号処理部１１と、信号処理された信号によって、光が点滅する様に発光素子１を駆動する発光駆動部１０から成る。
屋内光無線伝送システムのアプリケーションとしてＬＡＮを考え、外部インターフェースから入力される信号が１００Ｂａｓｅ−ＦＸである場合、データ供給部７内の信号処理部１１では、図３のブロック図に示すように、４Ｂ／５Ｂエンコーダ１０１によりクロック自己再生のための４Ｂ／５Ｂ符号化を行い、デスクランブル／スクランブル部１０２によりデータをスクランブル化し、パラレル／シリアル変換部１０３によりパラレルデータをシリアルデータに変換し、更にＮＲＺ／ＮＲＺＩ変換部１０４（及びＰＬＬ１０５）により、ＤＣ成分を持たない信号にするためにＮＲＺ／ＮＲＺＩ変換を行う、という信号処理がなされ、データ信号として発光駆動部１０に入力される、という信号処理がなされ、データ信号として発光駆動部１０に入力される。
【００１６】
図４は、偏向制御信号供給部８の構成を示すブロック図である。受発光部９の受光素子６は、相手装置からのパイロット光を光-電気変換し、受信光の有無、または受光量、受光方向などの位置情報信号を偏向制御信号供給部８へ供給する。偏向制御信号供給部８は、受発光部９から得られた位置情報信号に基づいて、相手装置からの光に自身の受信の光軸を合わせるように、反射光学系４を動かす移動方向及び移動量を演算して偏向角制御信号を得る演算部１３と、反射光学系４の図示しない駆動手段を水平方向または垂直方向に駆動する制御部１２から成る。
【００１７】
図５は、反射光学系４の駆動手段として、ピエゾアクチュエータを用いた場合の構成図である。ピエゾアクチュエータは、ピエゾ素子の圧電効果を応用したもので、図５（ａ）のように反射光学系４の反射部１８の裏側の４箇所にピエゾアクチュエータ１９を設けている（図５ではそのうち２つを示す）。各ピエゾアクチュエータ１９は、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、電極２０に加えた電圧によって伸張する。従って、４つのピエゾアクチュエータ１９に異なる電圧を印加して反射光学系４を３次元で偏向させることにより、光軸に対する偏向角を制御することができる。
【００１８】
なお、本発明における駆動手段はピエゾアクチュエータに限定されるものではなく、電流または電圧等により制御可能なアクチュエータを適宜に用いることができる。また、反射光学系４の反射部１８が曲面を有し、その曲面が凹凸に駆動されることによって、光軸に対する偏向角を制御することができる。
【００１９】
反射光学系４の反射部１８としては、光学樹脂へＡｕ(金)を蒸着することにより生成されたミラーを用いることができる。Ａｕ膜の反射率分光特性を図６に示す。また、特定の波長のみ反射するような薄膜を蒸着した場合、受信光における外来光成分をカットするフィルタの機能も果たすことにもなる。
【００２０】
光制御素子３としては、無偏光ビームスプリッタを用いることができる。また、特定の波長のみを通過(反射)するようなビームスプリッタを用いることも可能であり、その場合には、受信光における外来光成分をカットするフィルタの機能も果たすことにもなる。
【００２１】
次に図７〜９を参照して、偏向角制御信号供給部８において、受発光部９から得られた情報に基づいて光軸に対する偏向角を制御する場合の動作について説明する。
図７は、偏向角制御信号供給部８による反射光学系４の制御手順を示すフローチャート、図８は、４分割ＰＤで構成された受光素子６上で受光したパイロット光の受光スポットが段階的に移動する様子を示す説明図、図９は、偏向角制御信号供給部８において図７の制御手順を実現するための構成を示すブロック図である。
ここでは、図８に示すように、受光素子６が４分割されたフォトダイオード（ＰＤ＿Ａ、＿Ｂ、＿Ｃ、＿Ｄ）により構成され、且つ、反射光学系４が３次元に制御可能な場合を例とする。以下、図７のフローチャートに従って、適宜に図８、９を参照しながら説明する。
【００２２】
相手装置からの送信光は、ある周波数を有する光信号であり、受発光部９では、４分割されたＰＤ（受光素子６）のそれぞれのＰＤ（ＰＤ＿Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）での受光量を光−電気変換され、受光量に応じた振幅を有する電気信号（ＳＩＧ＿Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）として、偏向角制御信号供給部８に送られる（ステップＳ１）。偏向角制御信号供給部８内の演算部１３では、それぞれの信号振幅をアンプ２１、２２、２３、２４によって増幅し（ステップＳ２）、Ａ／Ｄコンバータ２５、２６、２７、２８によってその振幅値をＡ／Ｄ変換することによって、信号レベル、すなわち各ＰＤでの受光量をＤＣ値として得ることができる（ステップＳ３）。
【００２３】
続いて、マイコン・ＤＳＰなどのマイクロプロセッサ２９によって、水平方向（Ｐａｎ）・垂直方向（Ｔｉｌｔ）に対向するＰＤ同士の受光レベルの差を算出し（ステップＳ４）、その受光レベル差が０とするための、反射光学系４の移動方向・及び移動量を算出し、制御部１２に与える（ステップＳ５→Ｓ６、ステップＳ９→Ｓ１０）。制御部１２はＤ／Ａコンバータ３０、３１によって、与えられた値をＤ／Ａ変換し、偏向角制御信号としてドライバ３２、３３に与え、ドライバ３２、３３によって反射光学系４を水平・垂直方向に駆動する（ステップＳ７→Ｓ８、Ｓ１１→Ｓ１２）。
【００２４】
次に４分割ＰＤ上での受光スポットの動きを図８により説明する。図中、符号６Ａはパイロット光が照射したときの４分割ＰＤ上での受光スポットを示す。
【００２５】
図８において、１で示すステップでは、まず垂直方向に対向するＡ、ＢそれぞれのＰＤの受光量の差を演算し、差を０にする方向(図８では下方向)に、光が照射されるように、反射光学系４を垂直方向に動かす。次いで、２で示すステップの組では水平方向に対向するＣ，ＤのそれぞれのＰＤの受光量の差を演算し、差を０にする方向（図８では右方向）に、スポットが照射されるように、反射光学系４を水平方向に動かす。
【００２６】
このように、受発光部９においては、送信光と受信光とは光制御素子３により同軸で制御可能であるため、相手装置から送出される光と本装置で受信する光軸とを合わせることによって、本装置の送信光を相手装置に照射することになる。
【００２７】
なお、本実施の形態では、受光素子６を４分割ＰＤで構成した例について示したが、受光素子６の分割数は３分割でもよいし、或いは５分割、８分割…というように更に分割数を多くしたものであってもよい。また、本実施の形態では、ＰＤでの受光量の差がゼロになるように反射光学系４の移動方向と移動量を演算する例について示したが、他のアルゴリズムにより移動方向と移動量を演算するようにしてもよい。
【００２８】
上記実施の形態１に係わる光無線伝送装置では、受光素子６で受光した光に基づいて反射光学系４の偏向角を制御することにより、送信光とパイロット光の光軸合わせを行うように構成されているため、受光装置と発光装置を同時に回転させる従来装置に比べて装置の小型化を図ることができる。特定の従来装置との比較では、少なくとも体積比で１／２以下を達成している。
【００２９】
また、実施の形態１に関わる光無線伝送装置の光軸調整方法により光軸合わせを実施したところ、従来のモータを用いた屋内光無線伝送装置のサーチ精度が０．２［ｄｅｇ］程度、サーチ速度が１００〜３００［ｒａｄ／ｓｅｃ］程度であったのに対し、本実施の形態の装置ではサーチ精度は０．００１［ｄｅｇ］以下、サーチ速度は５００［ｒａｄ／ｓｅｃ］以上となり、高精度且つ高速な光軸合わせを実現している。このように相手装置から送出されるパイロット光と自装置で受信する光軸とを一致させる構成とすることによって、屋内光無線伝送システムとして送信光に狭い指向性のビームを用いた場合でも、高精度なデータ伝送を行うことが可能となる。
【００３０】
さらに、相手装置をサーチ可能な範囲が広いため、屋内使用において様々な場所に移動させて使用することができる。
【００３１】
［実施の形態２］
次に図１０〜１２を参照して、実施の形態２に関わる光無線伝送装置の構成について説明する。図１０は、実施の形態２に係わる光無線伝送装置の概略構成図である。図１と同等部分を同一符号で示す。
実施の形態２では、図１における発光素子１、レンズ２と、レンズ５、受光素子６の配置を入れ替えた構成を示している。これによると、発光素子１から出射された光はレンズ２より平行光に近いビーム光に成形され、光制御素子３で反射された後、反射光学系４で反射されて送信光として送出される。また、図示しない相手装置から送出されたパイロット光は、反射光学系４で反射され、光制御素子３を透過した後、レンズ５で集光されて受光素子６で受光される。
【００３２】
本実施の形態のように、実施の形態１の発光素子１、レンズ２とレンズ５、受光素子６を入れ替えた構成とした場合でも、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
光無線伝送装置において、光軸調整の際に相手装置からの光の情報をより多く得るためには、受発光部９の受光素子６に対し、入射した光を効率よく照射する必要がある。そのため実施の形態１に示す光無線伝送装置の構成（図１）では、光制御素子３の反射面を、反射光学系４によって反射される光の面積と同等、もしくは大きくする必要がある。
【００３４】
図１１は、実施の形態２に係わる光無線伝送装置の他の構成例を示す概略構成図である。本実施の形態では、図１０と同じく発光素子１と受光素子６を入れ替えると共に、更に光制御素子３の反射面３Ａが、反射光学系４によって反射される光の面積Ｓ１よりサイズの小さい光制御素子３を配置する。
【００３５】
図１１の構成において、受光素子６に照射される光は光制御素子３の透過光であるため、光制御素子３が小さく、反射面３Ａが反射光学系４によって反射される光の面積Ｓ１よりも小さい場合でも、光制御素子３に照射されない光は直接受光素子３６に照射される。このため、図１０に示すように光制御素子３の反射面が大きい場合と同等、もしくはそれ以上の受光量を得ることが出来る。発光素子１がレーザダイオードなどの場合、送信光の指向性は狭いため、光制御素子３の反射面は小さくてもよい。
【００３６】
また、本実施の形態においては、光制御素子３を小型化にすることにより、図１２に示すように、反射光学系４を光制御素子３に近づけることができるため、受発光部９全体を小型化することが可能となり、受発光部９の設計にも柔軟性をもたせることができる。
【００３７】
［実施の形態３］
図１３は、実施の形態３に係る光無線伝送装置の構成例を示す説明図である。
実施の形態１・２における受発光部９の光学部材を同一基板３４上に配置することによって、光無線伝送装置を小型モジュール３５として構成することができる。例えば、ホログラムピックアップの組み立て技術などを応用し、5mm角〜30mm角程度の大きさのモジュールとした場合、図１４のようにパソコン３５などの機器に組み込むことも可能である。
【００３８】
本実施の形態が示すように、受発光部９を同一基板上に一帯に配置した場合には、装置の小型化が可能となるだけでなく、それに伴う低コスト化、サーチ時間の短縮などの効果が得られる。また、一体構造とする際、現在のＩＣの微細加工技術、及びホログラムピックアップの組み立て技術などを応用することができるため、高精細な配置が可能となり、送信と受信の光軸の調整もさらに容易なものとなる。
【００３９】
次に、上記各実施の形態におけるレーザ出力について説明する。
【００４０】
光無線伝送装置において、装置から送出される光は安全基準によって制限される。例えば、レーザダイオードの場合、IEC60825-1（日本ではJIS C6802：レーザ製品の放射安全基準）によって、その放射強度などが定められている。この基準は、装置から出力される光を制限するものであり、上記各実施の形態に示す光無線伝送装置において、発光素子１をレーザダイオードとし場合、装置からの出力を基準内するためのレーザ出力は、実際にレーザダイオードが出力可能なレベルに比べ十分小さい。そのため、光制御素子３の透過・反射の比率を変え、実施の形態１の場合であれば、透過率を低く、反射率高くすることによって、送信光を安全な出力レベルで送出し、且つ、受信光を高効率で受光素子６に集光することが可能となる。例えば、装置から送出可能な出力のレベルに対して、レーザダイオードが出力可能なレベルが１０倍とすると、光学素子３の透過率を１０％、反射率を９０%とする。
【００４１】
また、上記各実施の形態に示す発光素子１において、その出力レベルを減衰可能なものとし、光制御素子３を透過し、反射光学系４によって反射されて装置外に送出される送信光が、安全基準によって制限されたレベル以下になるよう、調整可能なものとすることによって、送信光を安全なレベルで出力することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施の形態１に係る光無線伝送装置の概略構成図である。
【図２】データの供給部の構成を示すブロック図である。
【図３】信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】偏向角制御信号供給部の構成を示すブロック図である。
【図５】反射光学系の駆動手段として、ピエゾ素子を用いた例を示したものである。
【図６】Ａｕ膜の反射率分光特性を示す説明図である。
【図７】偏向角制御信号供給部による反射光学系の制御手順を示したフローチャートの一例である。
【図８】４分割ＰＤで構成された第１受光素子で受光スポットが段階的に移動する様子を説明する図である。
【図９】偏向角制御信号供給部において、図７の制御手順を実現するための構成を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態２に係る光無線伝送装置の概略構成図である。
【図１１】実施の形態２に係る光無線伝送装置の他の構成例を示す概略構成図である。
【図１２】実施の形態２に係る光無線伝送装置の他の構成例を示す概略構成図である。
【図１３】実施の形態３に係る光無線伝送装置の概略構成図である。
【図１４】実施の形態３に係る光無線伝送装置をパソコンに搭載した場合の説明図である。
【図１５】従来の屋内無線伝送装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  発光素子
２  コリメート光学系
３  光制御素子
４  反射光学系
５  集光光学系
６  受光素子
６Ａ  受光スポット
７  データ供給部
８  偏向制御信号供給部
９  受発光部
１０  発光駆動部
１１  信号処理部
１２  制御部
１３  演算部
１４  光無線伝送装置（親機）
１５  データ信号発光部
１６  パイロット光発光部
１６Ａ  パイロット光
１７  光無線伝送装置（子機）
１８  反射光学系反射面
１９  ピエゾアクチュエータ
２０  電極
２１、２２、２３、２４  アンプ
２５、２６，２７、２８  Ａ／Ｄコンバータ
２９  マイクロプロセッサ
３０、３１  Ｄ／Ａコンバータ
３２、３３  ドライバ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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