(57)【要約】【課題】  受信する信号光を適切に光ファイバの入射端に入射させる。【解決手段】  光無線通信装置１０は、無線通信信号として到達した信号光を受光する集光レンズ１１と、当該信号光の径を縮小させて平行光として出射するコリメートレンズ１２と、当該出射された信号光を入射させる入射端１３ａを有する光ファイバ１３と、コリメートレンズ１２の近傍を回転中心として、入射端１３ａが回転可能な状態で光ファイバ１３を支持する光ファイバ支持部５０と、を備える。【選択図】  図３
2007019657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信信号として到達した信号光を受光して、当該信号光の径を縮小させて平行光として出射する縮小光学系と、
前記縮小光学系により出射された信号光を入射させる入射端を有する光ファイバと、
前記縮小光学系における平行光の出射面の近傍を回転中心として、前記入射端が回転可能な状態で前記光ファイバを支持する光ファイバ支持部と、
を備える光無線通信装置。
【請求項２】
前記縮小光学系は、
前記無線通信信号として到達した信号光を受光して、当該信号光の径が縮まるように出射する集光レンズと、
前記集光レンズから出射される信号光を入射させて平行光にし、前記縮小光学系からの出射光として出射するコリメートレンズと、
を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の光無線通信装置。
【請求項３】
信号光を受光して平行光として出射するコリメートレンズと、
前記コリメートレンズを支持するコリメートレンズ支持部と、
信号光を入射させる入射端を有し、前記コリメートレンズの光軸と当該入射端の光軸がほぼ一致しうる状態で設けられる光ファイバと、
前記コリメートレンズ支持部近傍を回転中心として前記入射端が回転可能な状態で、前記光ファイバを支持する光ファイバ支持部と、
を備える光無線通信装置。
【請求項４】
前記光ファイバ支持部は、前記近傍を通る軸線を回転軸として、前記入射端が当該回転軸に対して回転可能な状態で前記光ファイバを支持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光無線通信装置。
【請求項５】
前記光ファイバの入射端に入射する信号光を集光して当該入射端に入射させる光ファイバ用レンズと、
前記光ファイバ用レンズを、その光軸が前記入射端の光軸と一致するように位置決めして当該入射端に対して固定する光ファイバ固定部と、を更に備え、
前記光ファイバ支持部は、前記光ファイバ固定部を回転可能な状態で支持することにより、前記入射端が回転可能な状態で前記光ファイバを支持する、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光無線通信装置。
【請求項６】
前記光ファイバに入射する信号光の強度を検出する信号光強度検出手段と、
前記信号光強度検出手段により検出された信号光の強度に基づいて、前記入射端を回転させることにより光ファイバの入射端の位置を制御する入射端位置制御手段と、
を更に備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の光無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、空間光通信において、受信した信号光を直接光ファイバに入射させるファイバ結合型光無線通信装置の開発が進められつつある。このような光無線通信装置においては、種々の要因により送信される信号光の位置ずれが発生する場合であっても、受信した信号光を適切に光ファイバに入射させることが必要となる。このために従来から、受信した信号光を光ファイバに適切に入射させるために光ファイバの入射端の位置調整をすることが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１６４８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の方法では、位置調整をする範囲が十分ではなく、位置があっていても入射端に入射する信号光の入射端への入射角が適切でない等の問題があった。また、上記のように光ファイバへの信号光の入射が適切でない場合には、光学系の収差が大きくなるという問題もあった。
【０００４】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、受信する信号光を適切に光ファイバの入射端に入射させることを可能とする光無線通信装置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】
【０００５】
本発明に係る光無線通信装置は、無線通信信号として到達した信号光を受光して、当該信号光の径を縮小させて平行光として出射する縮小光学系と、縮小光学系により出射された信号光を入射させる入射端を有する光ファイバと、縮小光学系における平行光の出射面の近傍を回転中心として、入射端が回転可能な状態で光ファイバを支持する光ファイバ支持部と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
この光無線通信装置では、光ファイバの入射端を縮小光学系における平行光の出射面の近傍を回転中心として回転させることにより位置調整することが可能となる。これにより、平行光の光軸と光ファイバの入射端の光軸とを一致させ信号光の入射端への入射角を適切なものとすることができ、また容易により広い範囲での位置調整が可能になる。従って、受信する信号光を適切に光ファイバの入射端に入射させることができる。
【０００７】
また、縮小光学系は、無線通信信号として到達した信号光を受光して、当該信号光の径が縮まるように出射する集光レンズと、集光レンズから出射される信号光を入射させて平行光にし、縮小光学系からの出射光として出射するコリメートレンズと、を含んで構成されることが好ましい。この構成によれば、容易に集光光学系を構成することができる。
【０００８】
本発明に係る光無線通信装置は、信号光を受光して平行光として出射するコリメートレンズと、コリメートレンズを支持するコリメートレンズ支持部と、信号光を入射させる入射端を有し、当該入射端の光軸とコリメートレンズの光軸とがほぼ一致しうる状態で設けられる光ファイバと、コリメートレンズ支持部近傍を回転中心として前記入射端が回転可能な状態で、前記光ファイバを支持する光ファイバ支持部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この光無線通信装置では、光ファイバの入射端を、コリメートレンズ支持部近傍を回転中心として回転させることにより位置調整することが可能となる。これにより、平行光の光軸と光ファイバの入射端の光軸とを一致させ信号光の入射端への入射角を適切なものとすることができ、また容易により広い範囲での位置調整が可能になる。従って、受信する信号光を適切に光ファイバの入射端に入射させることができる。
【００１０】
また、光ファイバ支持部は、上記近傍を通る軸線を回転軸として、前記入射端が当該回転軸に対して回転可能な状態で前記光ファイバを支持することが好ましい。この構成によれば、光ファイバの入射端を縮小光学系における平行光の出射面の近傍、又はコリメートレンズ支持部近傍を回転中心として回転させることができる光ファイバ支持部を容易に構成することができる。
【００１１】
また、光ファイバの入射端に入射する信号光を集光して前記光ファイバの入射端に入射させる光ファイバ用レンズと、光ファイバ用レンズを、その光軸が入射端の光軸と一致するように位置決めして当該入射端に対して固定する光ファイバ固定部と、を更に備え、光ファイバ支持部は、光ファイバ固定部を回転可能な状態で支持することにより、入射端が回転可能な状態で前記光ファイバを支持する、ことが好ましい。この構成によれば、例えば光ファイバのコアの径が小さい場合等でも、確実に信号光を光ファイバに入射させることができる。また、光ファイバ支持部は、直接的には光ファイバ固定部を支持すればよいので、より確実かつ容易な光ファイバの支持が可能になる。
【００１２】
また、光無線通信装置は、光ファイバに入射する信号光の強度を検出する信号光強度検出手段と、信号光強度検出手段により検出された信号光の強度に基づいて、入射端を回転させることにより光ファイバの入射端の位置を制御する入射端位置制御手段と、を更に備えることが好ましい。この構成によれば、光ファイバの入射端の自動的な位置制御が可能になり、より的確かつリアルタイムな位置制御が可能になる。従って、受信する信号光をより適切に光ファイバ入射させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光ファイバの入射端を、入射端より縮小光学系側に位置する所定位置を回転中心として回転させることにより位置調整することが可能となる。これにより、平行光の光軸と光ファイバの入射端の光軸とを一致させ信号光の入射端への入射角を適切なものとすることができ、また容易により広い範囲での位置調整が可能になる。従って、受信する信号光を適切に光ファイバの入射端に入射させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面とともに本発明による光無線通信装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００１５】
図１は、本発明による光無線通信装置１０の実施形態を概略的に示す構成図である。光無線通信装置１０は、通信相手の光無線通信装置により投光された信号光を、無線通信信号として受光する。受光した信号光は、光無線通信装置１０に接続されたＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークに出力等される。なお、通信相手の光無線通信装置及び光無線通信装置１０は、空間光通信が可能なように互いに投受光可能な位置に設置されている。また、光無線通信装置１０は、受光（受信）機能だけでなく、投光（送信）機能を備えていることが好ましい。
【００１６】
以下、光無線通信装置１０の構成を説明する。図１に示すように、光無線通信装置１０は、集光レンズ１１と、コリメートレンズ１２と、光ファイバ１３と、ファイバコリメータ１４と、ファイバカプラ１５と、光強度モニタ１６と、ＣＰＵ(Central Processing Unit)１７とを備える。光無線通信装置１０は、これらの構成要素が例えば信号光を受光する面が開けられた箱型の筐体に納められることにより構成されている。
【００１７】
集光レンズ１１及びコリメートレンズ１２は、通信相手の光無線通信装置から送信され無線通信信号として到達した信号光を受光して、当該信号光の径を縮小させて平行光として出射する縮小光学系を構成する。集光レンズ１１は、一方の面で無線通信信号として到達した信号光を受光して、もう一方の面から当該受光した信号光を径が縮まるように出射するレンズである。集光レンズ１１は、光無線通信装置１０の筐体内に固定されたレンズホルダ（図１には図示せず）等により位置決めされて固定されて設けられる。具体的には、集光レンズ１１は、図１に示すように両面が凸面となっているレンズを用いることが好ましい。また、集光レンズ１１は、複数のレンズからなる集光レンズ群として構成されていてもよい。
【００１８】
コリメートレンズ１２は、図１に示すように集光レンズ１１よりも小さいレンズであり、集光レンズ１１から出射される信号光を入射させて平行光にして出射するものである。コリメートレンズ１２は、集光レンズ１１から出射される信号光が入射するように、その光軸を集光レンズ１１の光軸と一致するように位置決めされて、コリメートレンズ支持部（図１には図示せず）により固定されて設けられる。具体的には、コリメートレンズ１２は、集光レンズ１１から信号光が入射される面が凸面、平行光を出射する面が平面になっているレンズを用いることが好ましい。
【００１９】
光ファイバ１３は、コリメートレンズ１２により平行光にされた信号光を（ファイバコリメータ１４を介して）入射させ、信号光を伝達させるものである。光ファイバ１３は、信号光を入射させる入射端と、ファイバカプラ１５に接続されているもう一方の端部とを有している。光ファイバ１３としては具体的には、伝送効率等の点からコアが１０μｍ程度のシングルモード光ファイバを用いることが好ましい。
【００２０】
ファイバコリメータ１４は、光ファイバ１３の信号光を入射させる入射端１３ａに接続されており、コリメートレンズ１２から出射した信号光を集光して、光ファイバ１３の入射端に入射させるものである。図２に示すように、ファイバコリメータ１４は、レンズ１４ａと光ファイバ固定部１４ｂとから構成されている。レンズ１４ａは、光ファイバ１３の入射端１３ａに入射する信号光としてコリメートレンズ１２から出射される信号光を集光して、入射端１３ａに入射させる光ファイバ用レンズである。レンズ１４ａとしては、コリメートレンズ１２から出射される信号光の径を縮めて光ファイバ１３の入射端１３ａに入射させることができるように、コリメートレンズ１２側が凸面で、光ファイバ１３の入射端１３ａ側が平面のものを用いるのが好ましい。
【００２１】
光ファイバ固定部１４ｂは、光ファイバ１３の入射端１３ａとレンズ１４ａとを固定するものである。光ファイバ固定部１４ｂは、筒状の部材により構成されており、当該筒状の部材が上記の縮小光学系の光軸とほぼ一致しうる状態で設けられる。光ファイバ固定部１４ｂは、縮小光学系から遠い方の端部から光ファイバ１３の入射端１３ａが差し込まれることにより、入射端１３ａを固定する。また、もう一方の端部（縮小光学系から近い方の端部）に、上記のレンズ１４ａを、その光軸が固定された入射端１３ａの光軸と一致するように位置決めして固定している。なお、図２は、コリメートレンズ１２、光ファイバ１３並びにその入射端１３ａ、及びファイバコリメータ１４を模式的に示した図である。
【００２２】
図２中の矢印に示すように、光ファイバ１３の入射端１３ａ及び、入射端１３ａに接続されたファイバコリメータ１４は、回転可能な状態で光ファイバ支持部（図１及び図２には図示せず）により、光ファイバ固定部１４ｂにおいて支持されている。この回転は、コリメートレンズ１２から出射する信号光を適切に入射させるために、ファイバコリメータ１４及び光ファイバ１３の入射端１３ａの位置を調整するために行われるものである。当該回転は、入射端１３ａの入射面、及びファイバコリメータ１４のレンズ１４ａの入射面がコリメートレンズ１２の方を向いた状態で行われる。なお、入射端１３ａ、ファイバコリメータ１４及びコリメートレンズ１２は、入射端１３ａ及びファイバコリメータ１４の光軸とコリメートレンズ１２の光軸とがほぼ一致しうる状態（図２に示す状態）で設けられる。ここでいう回転とは、必ずしも３６０度の移動ではなく、所定の軸又は点を回転中心とした円周又は球面に沿って、光軸調節上必要な範囲内、例えば数十度の範囲内で移動することも含まれる。
【００２３】
また、当該回転の回転中心は、光ファイバ１３の入射端１３ａよりもコリメートレンズ１２側に位置している。本実施形態では、光ファイバ１３の入射端１３ａには、ファイバコリメータ１４が設けられているので、回転中心は、ファイバコリメータ１４のコリメートレンズ１２側の先端部よりもコリメートレンズ１２側に位置している。より具体的には、図２に示すように、コリメートレンズ１２の近傍３０であることが好ましい。なお、上記の回転の機構は、具体的には例えば、ジンバル型の機構、即ち上記の近傍３０を通る複数の軸線を回転軸として、光ファイバ１３の入射端１３ａが当該回転軸それぞれに対して回転可能な状態で光ファイバ１３を支持する機構を用いることにより実現することができる。回転の機構については、より詳細に後述する。
【００２４】
ファイバコリメータ１４及び光ファイバ１３の入射端１３ａの回転による位置制御は、後述するようにＣＰＵ１７からの制御を受けた駆動部（図１及び図２においては図示せず）を駆動させることにより行われることが好ましい。但し、駆動部を手動で制御できるようにしておき、ユーザの操作により位置制御を行うこととしてもよい。
【００２５】
ファイバカプラ１５は、光ファイバ１３に入射した信号光の一部を分岐して、光強度モニタ１６に出力し、残部を無線通信の受信信号として出力する分岐手段である。ファイバカプラ１５と光強度モニタ１６とは、光ファイバ２１によって接続されている。ファイバカプラ１５から出力された信号光は、光ファイバ２１を通って光強度モニタ１６に入力される。また、ファイバカプラ１５には、別の光ファイバ２２が接続されており、この光ファイバ２２から受信信号が出力される。出力される受信信号は、例えばフォトダイオード等により電気信号に変換されてから出力されてもよい。
【００２６】
光強度モニタ１６は、ファイバカプラ１５から出力された信号光を入力し、当該信号光の光強度を検出するものである。即ち、光強度モニタ１６（及びファイバカプラ１５）は、光ファイバ１３に入射した信号光の強度を検出する信号光強度検出手段である。光強度の検出は、具体的には例えば、フォトダイオードを用いて行われる。光強度モニタ１６は、検出した信号光の光強度の値をＣＰＵ１７に送信する。
【００２７】
ＣＰＵ１７は、光強度モニタ１６により検出された信号光の強度の値に基づいて、ファイバコリメータ１４及び光ファイバ１３の入射端１３ａを、駆動部（図１には図示せず）を制御して回転させることにより、それぞれの位置を制御する入射端位置制御手段である。ファイバコリメータ１４及び光ファイバ１３の入射端１３ａの回転は、ＣＰＵ１７から駆動部に制御信号を送信することにより行われる。当該制御は、信号光が適切に光ファイバ１３の入射端１３ａに入射するように行われる。例えば、光強度モニタ１６により検出される信号光の強度が強くなる方向に回転させる等して行われる。
【００２８】
引き続いて、光無線通信装置１０における縮小光学系、光ファイバ１３、光ファイバ支持部、及び駆動部等の構成要素についてより詳細に説明する。図３は、筐体内に配置された上記の構成要素の側面図である。図３に示すように、集光レンズ１１はレンズホルダ４１に保持され、位置決めされて固定されている。
【００２９】
コリメートレンズ１２は、コリメートレンズ支持部４２により固定されている。コリメートレンズ支持部４２は、光無線通信装置１０の筐体の底面に位置決めされて固定されており、底面から垂直方向に延びた部材４２ａによりコリメートレンズ１２を保持している。また、コリメートレンズ支持部４２には、位置調整ネジ４２ｂ，４２ｃ，４２ｄが設けられている。これらの位置調整ネジ４２ｂ，４２ｃ，４２ｄにより予め、コリメートレンズ１２の位置の微調整をすることができる。位置調整ネジ４２ｂにより水平方向（図３における紙面と垂直な方向）の位置を、位置調整ネジ４２ｃは、垂直方向（図３における上下方向）の位置を、位置調整ネジ４２ｄは、光軸方向（図３における左右方向）の位置を、それぞれ微調整することができる。
【００３０】
ファイバコリメータ１４は、回転可能な状態で光ファイバ支持部５０により光ファイバ固定部１４ｂにおいて支持されている。ファイバコリメータ１４が回転可能な状態で支持されていることにより、ファイバコリメータ１４に固定された光ファイバ１３の入射端１３ａも上述したように回転可能となっている。光ファイバ支持部５０は、ファイバコリメータ１４を保持しファイバコリメータ１４と共に回転する可動部６０と、光無線通信装置１０の筐体の底面に位置決めされて固定されると共に可動部６０を支持する固定部７０とから構成される。ファイバコリメータ１４を保持した光ファイバ支持部５０は、垂直方向の軸Ａ１、及び水平方向の軸Ａ２を回転軸として回転できるようになっている。なお、図３に示すように、各回転軸Ａ１，Ａ２は、上述した回転中心となるコリメートレンズ１２の近傍３０を通っている。また、回転軸Ａ１，Ａ２は、縮小光学系、即ち集光レンズ１１及びコリメートレンズ１２の光軸に対して垂直となっている。また、回転軸Ａ１，Ａ２は互いに直行している。回転軸Ａ１，Ａ２に関するこれらの条件は、光軸調整を適切に行なうのに好ましいものである。なお、コリメートレンズ支持部４２と光ファイバ支持部５０とは、互いに接触していない。
【００３１】
固定部７０には、コリメートレンズ支持部４２と同様に位置調整ネジ７１が設けられており、光ファイバ支持部５０全体の光軸方向の位置の微調整を行うことができる。また、水平方向及び垂直方向にも位置の微調整ができるように、位置調整ネジを設けることとしてもよい。ファイバコリメータ１４の回転による位置の調整を行うために固定部７０には、上述した駆動部としてのアクチュエータ７２，７３が設けられている。また、固定部７０と可動部６０とにそれぞれ一方の端部が接続されている引張バネ７４が設けられている。
【００３２】
固定部７０は、可動部６０の上面に対向する位置に板状部材７０ａを有している。また、（水平方向の）両側面に対向する位置にそれぞれ板状部材７０ｂを有している。可動部６０の上面の板状部材７０ａは、コリメートレンズ１２が位置する箇所までの長さを有しており、コリメートレンズ１２のほぼ真上で、可動部６０を吊り下げるように支持している。この支持は、可動部６０が垂直方向の軸Ａ１を回転軸として回転できるようになされている。
【００３３】
図４に光ファイバ支持部５０の可動部６０の構成をより詳細に示す。図４（ａ）は、ファイバコリメータ１４の中心軸を通る水平断面を示す図（上面から見た断面図）である。図４（ｂ）は、ファイバコリメータ１４の中心軸を通る垂直断面を示す図（側面から見た断面図）である。図４（ｃ）は、集光レンズ１１側から光ファイバ支持部５０を見た正面図である。可動部６０は、図４に示すように、垂直軸回転部６１と、水平軸回転部６２と、駆動制御受け部６３とを含んで構成される。垂直軸回転部６１は、自身が垂直方向の軸Ａ１を回転軸として回転できるように、固定部７０の板状部材７０ａに吊り下がるように接続されている。
【００３４】
水平軸回転部６２は、コリメートレンズ１２の近傍を通る水平方向の軸Ａ２を回転軸として回転できるように、軸Ａ２上の２点で、垂直軸回転部６１に支えられる。また、水平軸回転部６２はファイバコリメータ１４を固定している。ファイバコリメータ１４の固定は、例えば図４（ａ）に示すようにネジ６２ａにより行われる。可動部６０における垂直軸回転部６１及び水平軸回転部６２のようなジンバル型の機構により、ファイバコリメータ１４は、軸Ａ１，Ａ２を回転軸として回転することができる。なお、垂直軸回転部６１及び水平軸回転部６２は、コリメートレンズ１２から出射されファイバコリメータ１４に入射する信号光を遮らないように、図４等に示すようなファイバコリメータ１４を挟み込む形状の部材を用いることが好ましい。
【００３５】
また、水平軸回転部６２には、駆動制御受け部６３が固定されている。駆動制御受け部６３は、長尺状の部材により構成されており、長手方向を光軸方向とし、一方の端部が光軸方向におけるファイバコリメータ１４の位置に、他方の端部が固定部７０の板状部材７０ａの集光レンズ１１の逆側の端部より外側の位置になるように固定されている。駆動制御受け部６３における上記の他方の端部には、一端が固定部７０に接続された引張バネ７４が接続されている。駆動制御受け部６３には、引張バネ７４によって図３における上方向及び奥行方向の力が加えられている。その一方、駆動制御受け部６３は、アクチュエータ７２によって図３における上方向から、アクチュエータ７３によって図３における奥行方向から支えられている。従って、アクチュエータ７２，７３により駆動制御受け部６３が支えられる位置により、ファイバコリメータ１４の位置を決定することができる。アクチュエータ７２，７３により駆動制御受け部６３が支えられる位置は、ＣＰＵ１７からの制御信号により決められる。なお、駆動制御受け部６３は、アクチュエータ７２，７３の動作を十分に伝達できる程度の硬度を有する材料により構成されていることが好ましい。また、アクチュエータ７２，７３は具体的には例えば、ＣＰＵ１７からの制御を受けることができる電動のものを用いることが好ましい。
【００３６】
引き続いて、光無線通信装置１０の動作について説明する。本動作は、光無線通信装置１０が、通信相手の光無線通信装置から無線通信信号としての信号光が投光されて、その信号光を無線通信信号として受信する際の動作である。
【００３７】
光無線通信装置１０では、通信相手の光無線通信装置により投光された信号光が集光レンズ１１により受光される。受光された信号光は、集光レンズ１１により径が縮められコリメートレンズ１２に対して出射される。続いて、信号光はコリメートレンズ１２に入射し、平行光にされ出射される。続いて、信号光はファイバコリメータ１４を通って、入射端１３ａから光ファイバ１３に入射する。光ファイバ１３に入射した信号光の一部は、ファイバカプラ１５により分岐され、光強度モニタ１６によりその光強度が検出される。信号光の残部は、光ファイバ２２を通って無線通信の受信信号として光無線通信装置１０から出力される。光強度モニタ１６により検出された光強度の値はＣＰＵ１７に送信される。ＣＰＵ１７からアクチュエータ７２，７３に制御信号が送信され、アクチュエータ７２，７３により駆動制御受け部６３の位置が制御されることにより、ファイバコリメータ１４及び光ファイバ１３の入射端１３ａの回転による位置調整が行われる。
【００３８】
上記の位置調整は、ファイバコリメータ１４及び光ファイバ１３の入射端１３ａに入射される信号光が、適切にそれら入射されるように行われる。ファイバコリメータ１４及び光ファイバ１３の入射端１３ａの位置調整の具体例を、図５及び図６を用いて説明する。図５（ａ）には、コリメートレンズ１２の光軸と、ファイバコリメータ１４及び光ファイバ１３の入射端１３ａの光軸とが一致した状態を示す。図５（ａ）において、太い実線で示されるのは、集光レンズ１１の光軸に対して入射角０度で入射する信号光のシミュレーションにより導出された軌跡８１である。細い実線で示されるのは、集光レンズ１１の光軸に対して入射角０．２度で入射する信号光のシミュレーションにより導出された軌跡８２である。また、図５（ｂ）は、上記の各信号光の軌跡での、光ファイバ１３の入射端１３ａにおける入射する点を示したものである。
【００３９】
図５に示すように、コリメートレンズ１２の光軸と、ファイバコリメータ１４及び光ファイバ１３の入射端１３ａの光軸とが一致した状態では、入射角０度で入射した信号光は、入射端１３ａの中心かつ光軸があった状態で入射している。一方、入射角０．２度で入射した信号光は、入射端１３ａの端かつ信号光の光軸と入射端１３ａの光軸とがずれた状態で入射している。信号光の入射がこのようなものであると、光学系の収差が大きくなる。
【００４０】
図６（ａ）には、ファイバコリメータ１４及び光ファイバ１３の入射端１３ａの位置が、入射角０．２度で入射する信号光が適切に入射されるように調整された状態を示す。図６（ａ）においても、太い実線で示されるのは、集光レンズ１１の光軸に対して入射角０度で入射する信号光のシミュレーションにより導出された軌跡８１である。細い実線で示されるのは、集光レンズ１１の光軸に対して入射角０．２度で入射する信号光のシミュレーションにより導出された軌跡８２である。また、図６（ｂ）は、上記の各信号光の軌跡での、光ファイバ１３の入射端１３ａにおける入射する点を示したものである。
【００４１】
図６に示すように、ファイバコリメータ１４及び光ファイバ１３の入射端１３ａの位置が、入射角０．２度で入射する信号光が適切に入射されるように調整された状態では、入射角０．２度で入射した信号光は、入射端１３ａの中心かつ光軸があった状態で入射している。一方、入射角０度で入射した信号光は、入射端１３ａの端かつ信号光の光軸と入射端１３ａの光軸とがずれた状態で入射している。信号光の入射がこのようなものであると、光学系の収差が大きくなる。
【００４２】
上記のように、本実施形態に係る光無線通信装置１０では、コリメートレンズ１２の近傍（縮小光学系における平行光の出射面の近傍）を回転中心とした回転により位置調整を行うことが可能である。従って、信号光が入射角０度で入射する場合は図５（ａ）に示す位置調整が、信号光が入射角０．２度で入射する場合は図６（ａ）に示す位置調整が、それぞれ行われることが可能となる。このように、本実施形態によれば平行光としてコリメートレンズ１２から出射される信号光の光軸と、光ファイバ１３の入射端１３ａの光軸とを一致させ信号光の入射端１３ａへの入射角を適切なものとすることができる。また、回転中心がコリメートレンズ１２の近傍に位置しているので、容易に広い範囲での位置調整が可能になる。従って、集光レンズ１１に入射する信号光の入射角に条件（例えば気象条件）等により幅がある場合等であっても信号光を適切に光ファイバ１３の入射端１３ａに入射させることができる。更に、このように適切に信号光を入射させることにより、光学系の収差を小さくすることができる。
【００４３】
また、光無線通信装置１０の位置制御は、装置全体の位置及び向きを制御するものでなく、光ファイバ１３の入射端１３ａ及びファイバコリメータ１４のみの位置及び向きを制御するものであるので、信号光の入射方向に対する追尾機構が小型にでき、また高速化が可能になる。
【００４４】
また、本実施形態のように、位置制御が可能なように光ファイバ１３の入射端１３ａ及びファイバコリメータ１４を回転可能なように保持する光ファイバ支持部５０をジンバル型の機構とすることとすれば、上記のように回転可能な機構を容易に構成することができる。但し、上記のように回転できる機構であればよく、必ずしもジンバル型の機構にする必要は無い。
【００４５】
また、本実施形態のように、集光光学系を集光レンズ１１とコリメートレンズ１２とを含んで構成されるものとすれば、この点について従来からの技術を適用することができ容易に集光光学系を構成することができる。
【００４６】
また、本実施形態のように、光ファイバ１３の入射端１３ａにファイバコリメータ１４を接続することとすれば、例えばシングルモードファイバのようなコアの径が小さい光ファイバ１３を用いた場合等でも、確実に信号光を光ファイバ１３に入射させることができる。また、光無線通信装置１０における光ファイバ支持部５０は、直接的にはファイバコリメータ１４（の光ファイバ固定部１４ｂ）を支持すればよいので、より確実かつ容易な光ファイバの支持が可能になる。
【００４７】
また、本実施形態のように、受信した信号光の強度を検出し、この強度に基づいて位置制御を行うこととすれば、自動的かつより的確な位置制御が可能になる。但し、この構成である必要は必ずしも無く、ユーザによるアクチュエータの操作等により位置の調整が行われてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係る光無線通信装置の構成を示す図である。
【図２】コリメートレンズ、光ファイバ及びファイバコリメータの位置関係を示す図である。
【図３】光無線通信装置の光学系の側面図である。
【図４】光ファイバ支持部の可動部の構成を示す図である。
【図５】コリメートレンズ、光ファイバ及びファイバコリメータの位置関係、及び入射される信号光の軌跡の例を示す図である。
【図６】コリメートレンズ、光ファイバ及びファイバコリメータの位置関係、及び入射される信号光の軌跡の別の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０…光無線通信装置、１１…集光レンズ、１２…コリメートレンズ、１３，２１，２２…光ファイバ、１３ａ…入射端、１４…ファイバコリメータ、１４ａ…光ファイバ用レンズ、１４ｂ…光ファイバ固定部、１５…ファイバカプラ、１６…光強度モニタ、１７…ＣＰＵ、４１…レンズホルダ、４２…コリメートレンズ支持部、５０…光ファイバ支持部、６０…可動部、６１…垂直軸回転部、６２…水平軸回転部、６３…駆動制御受け部、７０…固定部、７２，７３…アクチュエータ、７４…引張バネ。
【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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