(57)【要約】【課題】屋内に届く太陽光の影響が少ない光無線伝送システムを提供する。【解決手段】  光無線伝送システムの各第１および第２の光無線伝送装置Ａ１およびＡ２は、相手装置に対し、1350nm〜1400nmの波長帯域を有し、国際安全規格IEC60825-1で規定するクラス１に準拠する光強度を有するデータ光を出射する第１の発光素子１と、相手装置に対し、1350nm〜1450nmの波長帯域を有し、前記国際安全規格IEC60825-1で規定するクラス１に準拠する光強度を有するガイド光を出射する第２の発光素子９と、相手装置の第２の発光素子９から出射されたガイド光を用いて相手装置の自装置に対する方向を特定する検出器６Ａおよび制御部８Ａと、を備えている。【選択図】    図３
2007184707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイド光を用いて第１および第２の光無線伝送装置間において相互の方向を特定し、方向が特定された第１および第２の光無線伝送装置間において、送信対象となるデータにより変調されたデータ光を送受信することによりデータ伝送を行う屋内用光無線伝送システムであって、
前記各第１および第２の光無線伝送装置は、
当該第１および第２の光無線通信装置の間で相互の相手装置に対して、前記データ光が1350nm〜1400nmの波長帯域を有し、国際安全規格IEC60825-1で規定するクラス１に準拠する光強度を有するデータ光を出射する第１の発光素子と、
前記相手装置に対して、前記ガイド光が1350nm〜1450nmの波長帯域を有し、前記国際安全規格IEC60825-1で規定するクラス１に準拠する光強度を有するガイド光を出射する第２の発光素子と、
前記相手装置の第２の発光素子から出射されたガイド光を用いて該相手装置の自装置に対する方向を特定する方向特定手段と、
を備えたことを特徴とする屋内用光無線伝送システム。
【請求項２】
前記各第１および第２の光無線伝送装置における方向特定手段は、前記相手装置から出射されたデータ光を受光する第１の受光部と、
前記相手装置から出射されたガイド光を受光する第２の受光部と、
前記第２の受光部により受光されたガイド光に基づいて前記相手装置の方向を特定し、特定した方向に対して前記第１の発光素子から発光されたデータ光を向ける手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の屋内用光無線伝送システム。
【請求項３】
ガイド光を用いて第１および第２の光無線伝送装置間において相互の方向を特定し、方向が特定された第１および第２の光無線伝送装置間において、送信対象となるデータにより変調されたデータ光を送受信することによりデータ伝送を行う屋内用光無線伝送システムであって、
前記各第１および第２の光無線伝送装置は、
当該第１および第２の光無線通信装置の間で相互の相手装置に対して、前記データ光を出射する第１の発光素子と、
前記相手装置に対して、前記ガイド光を出射する第２の発光素子と、
1350nm〜1400nmの波長範囲の光に対してのみ他の波長範囲に対して高い受光感度を有し、前記相手装置から出射されたデータ光を受光する第１の受光部と、
1350nm〜1450nmの波長範囲の光に対してのみ他の波長範囲に対して高い受光感度を有し、前記相手装置から出射されたガイド光を受光する第２の受光部と、
を備えたことを特徴とする屋内用光無線伝送システム。
【請求項４】
前記第１の受光素子は、
lnP層と、1450nmの波長に相当するバンドギャップエネルギーを有し、前記lnP層に積層されて成るアンドープGalnAsP層と、1350nmの波長に相当するバンドギャップエネルギーを有し、前記アンドープGalnAsP層に対して前記lnP層とは反対側に配置されて成るGalnAsP吸収層とを備えたことを特徴とする請求項３記載の屋内用光無線伝送システム。
【請求項５】
前記第２の受光素子は、
lnP層と、1400nmの波長に相当するバンドギャップエネルギーを有し、前記lnP層に積層されて成るアンドープGalnAsP層と、1350nmの波長に相当するバンドギャップエネルギーを有し、前記アンドープGalnAsP層に対して前記lnP層とは反対側に配置されて成るGalnAsP吸収層とを備えたことを特徴とする請求項３記載の屋内用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、送信対象となるデータにより変調された光（データ光）を伝送するための屋内用光無線伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
屋内でレーザ光を使用する製品は、その製品の人体に対する安全性の国際規格(IEC60825-1)によりその出カパワーに基づいてクラス分けがなされており、クラス毎に各種の各種安全配慮事項を遵守することが義務づけられている。なお、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いる製品についても、上記レーザ製品に関する安全性の国際規格が準用されている。
【０００３】
複数のクラスの中で、一番安全であり、安全配慮事項の義務付けがないクラス1では、許される光出力が最も低く抑えられている。このクラス１に基づく光出力パワーが制限された条件下において、自動的に通信相手装置を見付けて通信を行う従来の屋内用光無線伝送装置では、相手装置から発せられる光(以下、ガイド光と呼ぶ)を受光し、受光したガイド光に基づいて相手装置の方向を検知している（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
上述した相手装置検知方式では、ガイド光を正確に受光する必要があるため、ガイド光を妨害する光として考えられる蛍光灯等の照明光を可視光フィルタによりカットしてその照明光によるガイド光への干渉を取り除くとともに、所定周波数で変調した光をガイド光として用いることにより、この変調周波数を用いて受光することにより、他の妨害光と区別してガイド光を受光することが行われていた。
【特許文献１】特許第３０５９８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したガイド光を区別して受光するための対策を行った場合でも、妨害光として太陽光が光無線伝送装置におけるガイド光受光部に入射する際には、この太陽光は蛍光灯と比べて近赤外光成分の強度がガイド光と比べて桁違いに強いため、この太陽光によるガイド光への干渉により、相手装置の方向を検出できないといった問題があった。またデータを高速に通信する際のデータ光には大きなＳ／Ｎが求められるため、太陽光等の妨害光がガイド光受光部に入射する場合には、相手装置とのデータ通信が困難になる可能性も生じていた。
【０００６】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、レーザ光使用製品の国際安全規格のクラス１に準拠し、かつ太陽光がその受光部に入射する場合においても、相手装置の方向を検出することができる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】
【０００７】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、ガイド光を用いて第１および第２の光無線伝送装置間において相互の方向を特定し、方向が特定された第１および第２の光無線伝送装置間において、送信対象となるデータにより変調されたデータ光を送受信することによりデータ伝送を行う屋内用光無線伝送システムであって、前記各第１および第２の光無線伝送装置は、当該第１および第２の光無線通信装置の間で相互の相手装置に対して、前記データ光が1350nm〜1400nmの波長帯域を有し、国際安全規格IEC60825-1で規定するクラス１に準拠する光強度を有するデータ光を出射する第１の発光素子と、前記相手装置に対して、前記ガイド光が1350nm〜1450nmの波長帯域を有し、前記国際安全規格IEC60825-1で規定するクラス１に準拠する光強度を有するガイド光を出射する第２の発光素子と、前記相手装置の第２の発光素子から出射されたガイド光を用いて該相手装置の自装置に対する方向を特定する方向特定手段と、を備えたことを要旨とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、前記各第１および第２の光無線伝送装置における方向特定手段は、前記相手装置から出射されたデータ光を受光する第１の受光部と、前記相手装置から出射されたガイド光を受光する第２の受光部と、前記第２の受光部により受光されたガイド光に基づいて前記相手装置の方向を特定し、特定した方向に対して前記第１の発光素子から発光されたデータ光を向ける手段と、を備えたことを要旨とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、ガイド光を用いて第１および第２の光無線伝送装置間において相互の方向を特定し、方向が特定された第１および第２の光無線伝送装置間において、送信対象となるデータにより変調されたデータ光を送受信することによりデータ伝送を行う屋内用光無線伝送システムであって、前記各第１および第２の光無線伝送装置は、当該第１および第２の光無線通信装置の間で相互の相手装置に対して、前記データ光を出射する第１の発光素子と、前記相手装置に対して、前記ガイド光を出射する第２の発光素子と、1350nm〜1400nmの波長範囲の光に対してのみ他の波長範囲に対して高い受光感度を有し、前記相手装置から出射されたデータ光を受光する第１の受光部と、1350nm〜1450nmの波長範囲の光に対してのみ他の波長範囲に対して高い受光感度を有し、前記相手装置から出射されたガイド光を受光する第２の受光部と、を備えたことを要旨とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、前記第１の受光素子は、lnP層と、1450nmの波長に相当するバンドギャップエネルギーを有し、前記lnP層に積層されて成るアンドープGalnAsP層と、1350nmの波長に相当するバンドギャップエネルギーを有し、前記アンドープGalnAsP層に対して前記lnP層とは反対側に配置されて成るGalnAsP吸収層とを備えたことを要旨とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、前記第２の受光素子は、lnP層と、1400nmの波長に相当するバンドギャップエネルギーを有し、前記lnP層に積層されて成るアンドープGalnAsP層と、1350nmの波長に相当するバンドギャップエネルギーを有し、前記アンドープGalnAsP層に対して前記lnP層とは反対側に配置されて成るGalnAsP吸収層とを備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１乃至２記載の発明によれば、第１及び第２の光無線通信装置それぞれの第１の発光素子から発光される相手装置の方向検出用のガイド光を、国際安全規格IEC60825-1で規定するクラス１に準拠する光強度を有し、かつ太陽光のパワーが弱い1350nm〜1450nmの波長範囲の光としたため、ガイド光受光時における太陽光による妨害を小さくすることが可能になり、屋内に太陽光が入射する状況においても、相手装置から送られたガイド光を太陽と比較して相対的に強く受光することができる。
【００１３】
また、請求項１乃至２記載の発明によれば、第１及び第２の光無線通信装置それぞれの第２の発光素子から発光されるデータ光を、国際安全規格IEC60825-1で規定するクラス１に準拠する光強度を有するとともに、受光パワー強度を最大限に維持し、かつ太陽光のパワーが弱い1350nm〜1400nmの波長範囲の光としたため、データ光受光時における太陽光による妨害を小さくすることが可能になり、屋内に太陽光が入射する状況においても、相手装置から送られたデータ光を太陽と比較して相対的に強く受光することができる。
【００１４】
この結果、ガイド光およびデータ光に対する太陽光の影響を抑制することが可能になり、第１および第２の光無線伝送装置間のデータ伝送に関する信頼性を向上させることができる。
【００１５】
さらに、請求項３乃至５記載の発明によれば、第１の受光部を、1350nm〜1400nmの波長範囲の光に対してのみ他の波長範囲に対して高い受光感度を有する第１の受光素子により構成し、第２の受光部を、1350nm〜1450nmの波長範囲の光に対してのみ他の波長範囲に対して高い受光感度を有する第２の受光素子により構成している。このため、各光無線伝送装置の第１の受光部は、仮に太陽光が入射する場合であっても、相手装置から送られたガイド光を太陽光と区別して受光することができる。また、各光無線伝送装置の第２の受光部は、仮に太陽光が入射する場合であっても、相手装置から送られたデータ光を太陽光と区別し、かつデータ光の最大パワーを維持しながら受光することができる。
【００１６】
この結果、ガイド光およびデータ光に対する太陽光の影響を抑制することが可能になり、第１および第２の光無線伝送装置間のデータ伝送に関する信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
最初に、本発明の基本的概念について説明する。
【００１９】
図１は、屋内に入射した太陽光の波長スペクトルの測定結果の一例を示す図である。図１に示すように、太陽光波長スペクトルにおいては、波長1350nmから1450nmの間に水の吸収によるパワーの弱い波長領域（波長範囲）があることがわかる。
【００２０】
したがって、光無線通信装置間の方向検出用のガイド光として上記波長範囲の光を採用することにより、太陽光による妨害を小さくすることが可能になり、室内に太陽光が入射する状況においても、相手装置から送られたガイド光を妨害光（太陽光）と比較して相対的に強く受光することができる。この結果、太陽光がその受光部に入射する可能性がある場合でも、受光ガイド光による相手装置の方向を容易に検出することができ、相手装置の方向を検出してその相手装置との間においてデータ通信を行うことが可能になる。
【００２１】
また、図２は、レーザ光の安全性国際規格であるIEC60825-1:2001におけるクラス１レーザ（スポット径：３．５ｍｍ以下）の被爆放射限界を示す図である。図２に示すように、IEC60825-1:2001におけるスポット径３．５ｍｍ以下のクラス１レーザをデータ光として用いた場合、波長範囲1200nm〜1400nmが最大限パワーを出せる範囲となる。
【００２２】
したがって、本発明の第１の態様に係わる光無線伝送システムにおいては、光無線伝送装置間の方向検出用のガイド光として、太陽光のパワー低下波長範囲である1350nm〜1450nmの光を採用し、かつ光無線伝送装置間のデータ通信用のデータ光として、安全性の国際規格のクラス１に準拠するレーザにおける被爆放射限界を満足する最大パワー波長範囲である1200nm〜1400nm内において、上記太陽光パワー波長低下範囲に一致する波長範囲1350nm〜1400nmの光を採用している。このように構成した光無線伝送システムによれば、各光無線伝送装置のガイド光受光部は、仮に太陽光が入射する場合であっても、相手装置から送られたガイド光を太陽光と区別して受光することができ、また、各光無線伝送装置のデータ光受光部は、仮に太陽光が入射する場合であっても、相手装置から送られたデータ光を太陽光と区別し、かつデータ光の最大パワーを維持しながら受光することができるため、相手装置との間のデータ通信を容易かつ確実に行うことができる。
【００２３】
また、本発明の第２の態様に係わる光無線伝送システムにおいて、光無線伝送装置間の方向検出用のガイド光受光部として、そのガイド光以外の光（特に太陽光）の影響を受けないように、1350nm〜1450nmの波長帯域の光のみに受光感度を有する受光素子、言い換えれば、1350nm〜1450nm以外の波長帯域の光に対する受光感度が無い受光素子を用いている。さらに、本発明の第２の態様に係わる光無線伝送システムの各光無線伝送装置において、相手装置から送られるデータ光検出用のデータ光受光部として、データ光以外の光（特に太陽光）の影響を受けず、かつデータ光の最大パワーを維持できるように、1350nm〜1400nmの波長帯域の光のみに受光感度を有する素子、言い換えれば、1350nm〜1400nm以外の波長帯域の光に対する受光感度が無い素子を用いている。
【００２４】
このように構成した光無線伝送システムによれば、各光無線伝送装置のガイド光受光部は、仮に太陽光が入射する場合であっても、相手装置から送られたガイド光を太陽光と区別して受光することができ、また、各光無線伝送装置のデータ光受光部は、仮に太陽光が入射する場合であっても、相手装置から送られたデータ光を太陽光と区別し、かつデータ光の最大パワーを維持しながら受光することができるため、相手装置との間のデータ通信を容易かつ確実に行うことができる。
【００２５】
図３は、本発明の第１の態様に対応する第１の実施形態に係わる第１および第２の光無線伝送装置Ａ１およびＡ２を用いた光無線伝送システムの全体構成を示す図である。また、図４は、図３に示す光無線伝送装置Ａ１の概略構成を示す図である。
【００２６】
図３に示すように、本実施形態に係わる光無線伝送システムは、屋内の例えばデスク上などに設置されるとともにパーソナルコンピュータ等の複数の端末に接続可能な第１の光無線伝送装置Ａ１と、屋内における上記第１の光無線伝送装置Ａ１に対して上部位置である例えば天井Ｃに設置される第２の光無線通信装置Ａ２とを備えており、これらの光無線伝送装置Ａ１およびＡ２間でデータ通信（双方向データ光伝送）を行うシステムである。
【００２７】
図３および図４に示すように、第１の光無線伝送装置Ａ１は、略角柱状あるいは円柱状の筐体（ハウジング）Ｈを有し、このハウジングＨは、その図中長手方向が、例えば水平方向に対して平行になるように配置されており、その図中上端部には、第２の光無線伝送装置（以下、記載を容易にするため、相手装置ともいう）Ａ２に対して光信号を送受信するための例えば矩形状や円形状の窓Ｗが形成されている。
【００２８】
第１の光無線伝送装置Ａ１は、例えばレーザダイオード等のデータ光送信用の第１の発光素子１と、送信対象となるデータに対応する信号（データ信号）を第１の発光素子１に供給するデータ供給部７とを有しており、この発光素子１は、その光軸が水平方向に沿うように、例えばハウジングＨの短手側一端部に取り付けられている。
【００２９】
この第１の発光素子１は、データ供給部７から送られたデータ信号により変調された上記波長範囲1350nm〜1400nmのデータ光を出射するようになっている。
【００３０】
また、第１の光無線伝送装置Ａ１は、ハウジングＨ内における第１の発光素子１からのデータ光の光路上に、そのデータ光の光軸に対して同軸状に配置されたコリメートレンズ等の光成形用光学素子２と、ハウジングＨ内における第１の発光素子１からのデータ光の光路上における光学素子２に対する下流側に、そのデータ光の光軸に対して、その光透過・反射面が同軸状かつ所定角度傾斜するようにそれぞれ配置された例えばハーフミラー等の第１および第２のビームスプリット光学素子３Ｂおよび３Ａとを備えている。
【００３１】
さらに、第１の光無線伝送装置Ａ１は、ハウジングＨ内における第１の発光素子１からのデータ光の光路上かつ第２のビームスプリット光学素子３Ａに対する下流側に配置された反射光学系４とを備えている。この反射光学系４は、その例えば矩形状の反射面４ａの中心位置が第１の発光素子１の光軸上に位置している。
【００３２】
反射光学系４は、その反射面４ａが第１の発光素子１の出射面および窓Ｗにそれぞれ対向するように、例えば第１の発光素子の光軸に対して所定の傾斜角（例えば４５°）で傾斜する配置されている。また、光無線伝送装置Ａ１は、反射光学系４に取り付けられており、この反射光学系４（反射面４ａ）を、その反射面４ａの中心を通り、かつ第１の発光素子の光軸および窓Ｗの中心方向を通る平面に直交する軸（Ｘ軸とする）を中心として例えば図中時計および反時計回り方向へ回転させることができるアクチュエータＡＴを備えている。
【００３３】
すなわち、反射光学系４における傾斜角を、その反射面４ａにより反射された光が窓Ｗを通過するように設定しておくことにより、反射面４ａに入射したデータ光は、反射面４ａを介して上記傾斜角に対応する偏向角に応じて偏向（反射）され、窓Ｗを通って外部に送出されるようになっている。
【００３４】
一方、第１の光無線伝送装置Ａ１は、第１のビームスプリット光学素子３Ａの反射面に対向かつ同軸状に配置された集光レンズ等の集光光学系５Ａと、この集光光学系５Ａにより集光された光を受光して電気信号に変換するためのフォトダイオード（ＰＤ）等の受光部６Ａと、第２のビームスプリット光学素子３Ｂの反射面に対向かつ同軸状に配置された集光レンズ等の集光光学系５Ｂと、この集光光学系５Ｂにより集光された光を受光して電気信号に変換するためのフォトダイオード等の受光部６Ｂとを備えている。
【００３５】
上述した構成要素１〜６ＢおよびＡＴは、それぞれハウジングＨ内に収容されている。
【００３６】
さらに、第１の光無線伝送装置Ａ１は、受光部６ＡおよびアクチュエータＡＴに対してそれぞれに電気的に接続されており、受光部６Ａにより変換された電気信号に基づいてアクチュエータＡＴを制御して、反射光学系４の反射面４ａの傾斜角（データ光偏向角）を制御するための制御部８Ａを備えている。
【００３７】
さらに、第１の光無線伝送装置Ａ１は、受光部６Ｂに対して電気的に接続されたデータ信号処理部８Ｂを備えている。
【００３８】
そして、第１の光無線伝送装置Ａ１は、ハウジングＨにおける窓Ｗ近傍に設置されており、自装置（光無線伝送装置）の方向を相手装置Ａ２に知らせるために、所定の通信可能エリア（サービスエリア）Ｒ１内にガイド光（パイロット光）を照射するための第２の発光素子９を備えている。
【００３９】
なお、本実施形態では、第１の光無線伝送装置Ａ１における第２の発光素子９のサービスエリアＲ１の範囲を、第２の発光素子９の発光指向角（画角）として、広範囲（図３参照）に定めている。
【００４０】
本実施形態では、第２の発光素子９としては、1350nmから1450nmの波長域の光を出す端面発光型の半導体レーザ、面発光レーザ、あるいは発光ダイオード等が用いられている。
【００４１】
一方、図３に示すように、第２の光無線伝送装置Ａ２は、図４に示す第１の光無線伝送装置Ａ１と略同一の構成を有する光送受信モジュールから構成されており、この第２の光無線伝送装置Ａ２における窓Ｗおよび第２の発光素子９のガイド光出射面は、下方、すなわち、第１の光無線伝送装置Ａ１側を向いている。また、本実施形態では、第２の光無線伝送装置Ａ２における第２の発光素子９のサービスエリアＲ２の範囲を、第２の発光素子９の発光指向角として、広範囲（図３参照）に定めている。
【００４２】
第２の光無線伝送装置Ａ２における第２の発光素子９としても、1350nmから1450nmの波長域の光を出す端面発光型の半導体レーザ、面発光レーザ、あるいは発光ダイオード等が用いられている。
【００４３】
次に、本実施形態の全体動作について説明する。
【００４４】
本実施形態においては、相手装置（第２の光無線伝送装置）Ａ２の第２の発光素子９から第１の光無線伝送装置Ａ１におけるハウジングＨの窓Ｗを介して入射されてきたガイド光（図３Ｒ２参照）は、反射光学系４の反射面４ａを介して反射され、ビームスプリット光学素子３Ａの反射面に入射される。
【００４５】
ガイド光は、ビームスプリット光学素子３Ａの反射面により反射され、集光光学系５Ａを介して受光部６Ａにより受光される。
【００４６】
この受光部６Ａにより受光され、その受光強度に比例して電気信号に変換されたガイド光データは、制御部８Ａに送られる。制御部８Ａでは、送られたガイド光データに基づいて、通信相手装置Ａ２の受光部６Ｂに対し、自装置Ａ１の第１の発光素子１から出射されたデータ光を照射するための反射光学系４（反射面４ａ）の傾斜角（偏向角）が求められる。求められた傾斜角（偏向角）に従った制御部８Ａの制御に基づくアクチュエータＡＴの駆動により反射光学系４の反射面４ａは回転され、この結果、装置Ａ１の第１の発光素子１から出射されたデータ光が相手装置Ａ２の受光部６Ｂに照射される。
【００４７】
このとき、本実施形態では、相手装置Ａ２における第２の発光素子９として、1350nmから1450nmの波長域のガイド光を出力する素子を用いているため、仮に、太陽光が受光部６Ａに入射する場合でも、図１に示したように、上記波長帯域においては太陽光のパワーが大幅に低下するため、受光部６Ａは、相手装置Ａ２からのガイド光を太陽光と区別して受光することが可能となる。この結果、上述した制御部８ＡによるアクチュエータＡＴを介した第１の光無線伝送装置Ａ１の相手装置Ａ２に対する方向検出処理を高精度で行うことができる。
【００４８】
同様に、第２の光無線伝送装置Ａ２においても、第１の光無線伝送装置Ａ１の第２の発光素子９から出射されたガイド光（図３、Ｒ１参照）、あるいは後述するデータ光（図３、Ｄ１参照）を用いて上述した方向検出処理が実行される。この結果、装置Ａ１およびＡ２双方向間においてデータ光の送受信が可能、言い換えれば、装置Ａ１およびＡ２双方向間においてデータ伝送路が確立されることになる。なお、データ伝送路確立後は、第２の発光素子９から出力されているガイド光を消灯した場合でも、通信路を維持することができる。
【００４９】
このようにして、上記ガイド光（およびデータ光）による第１および第２の光軸無線伝送装置Ａ１およびＡ２間のデータ伝送路確立処理が完了した後、第２の光無線伝送装置Ａ２の第１の発光素子１から出射され、光学素子２を介して平行光束（コリメート光）に近いビームに整形されたデータ光Ｄ２（図３参照）は、ビームスプリット光学素子３Ｂおよび３Ａそれぞれを透過して反射光学系４の反射面４ａおよび窓Ｗを通って第１の光無線伝送装置Ａ１に向けて送出される。
【００５０】
このとき、第１の光無線伝送装置Ａ１におけるハウジングＨの窓Ｗを介して入射されてきたデータ光Ｄ２は、反射光学系４の反射面４ａを介して反射され、ビームスプリット光学素子３Ａの反射面を透過してビームスプリット光学素子３Ｂに入射される。
【００５１】
データ光Ｄ２は、ビームスプリット光学素子３Ｂの反射面により反射され、集光光学系５Ｂを介して受光部６Ｂにより受光される。
【００５２】
この受光部６Ｂにより受光され、その受光強度に比例して電気信号に変換されたデータ信号は、データ信号処理部８Ｂに送られる。データ信号処理部８Ｂでは、送られたデータ信号から送信対象となるデータが復調され、この結果、相手装置Ａ２から第１の光無線伝送装置Ａ１に対する送信対象データの伝送が完了する。
【００５３】
このとき、本実施形態では、相手装置Ａ２における第１の発光素子１として、1350nmから1400nmの波長域のデータ光を出力する素子を用いているため、仮に、太陽光が受光部６Ｂに入射する場合でも、図１および図２に示したように、上記波長帯域においては、太陽光のパワーが大幅に低下し、かつ受光したデータ光のパワーが最大に維持されているため、受光部６Ｂは、相手装置Ａ２からのデータ光を太陽光と区別し、かつ感度良く受光することが可能となる。この結果、データ光の受光に関して太陽光の干渉による影響を最大限緩和することができる。
【００５４】
同様に、第２の光無線伝送装置Ａ２においても、第１の光無線伝送装置Ａ１の第１の発光素子１から出射されたデータ光Ｄ１（図３参照）を受光することができるため、データ光の受光に関して太陽光の干渉による影響を最大限緩和することができる。
【００５５】
したがって、第１および第２の光無線伝送装置Ａ１およびＡ２間のデータ伝送に関する太陽光の影響に対する信頼性を大幅に向上させることができる。
【００５６】
図５は、本発明の第２の態様に対応する第２の実施形態に係わる各光無線伝送装置における受光部６Ａ１の構成の一例を表す図である。なお、第２の実施形態に係わる各光無線伝送装置の構成は、図３および図４に示した構成と略同等であるため、その説明は省略する。なお、本実施形態においては、各光無線伝送装置における第１の発光素子１は、必ずしも1350nmから1400nmの波長帯域の光を発光する必要はなく、また、同様に、各光無線伝送装置における第２の発光素子９は、必ずしも1350nmから1450nmの波長帯域の光を発光する必要はない。
【００５７】
本実施形態における受光部６Ａ１としては、ガイド光以外の光（特に太陽光）の影響を受けないように、1350nm〜1450nmの波長帯域の光のみに受光感度を有する素子、言い換えれば、1350nm〜1450nm以外の波長帯域の光に対する受光感度が無い（あるいは非常に低い）素子を用いて構成されている。
【００５８】
例えば、図５に示す受光部６Ａ１は、ｎ型のlnP基板１１と、この基板１１上に成長された同一の伝導型を有するn-lnP層１２と、このn-lnP層１２上に所定の厚み（層厚）だけ成長された1450nmの波長に相当するバンドギャップを有するアンドープGalnAsP層１３とを備えている。
【００５９】
また、受光部６１Ａ１は、アンドープGalnAsP層１３に成長された反対の伝導型を有するp-lnPブロック層１４と、このp-lnPブロック層１４上に所定の厚み（層厚）だけ成長された1350nmの波長に相当するバンドギャップを有するp-GalnAsP吸収層１５とを備えている。
【００６０】
さらに、受光部６１Ａ１は、ｎ型のlnP基板１１の外面およびGalnAsP吸収層１５の外面、すなわち、構成要素１１〜１５から成る積層構造体の下上面にそれぞれ取り付けられたｎ電極１０およびｐ電極１１を備えている。
【００６１】
このように構成された受光部６Ａ１によれば、アンドープGalnAsP層１３のみに電界がかかるため、このアンドープGalnAsP層１３で吸収された光（ガイド光）のみが光電流として電気信号となる。
【００６２】
例えば、図５における上部（ｐ電極１６）側から1350nmより短い波長の光が入射した場合を考えると、この入射光は、p-GalnAsP吸収層１５により吸収されるためアンドープGalnAsP層１３まで届かず、したがって、アンドープGalnAsP層１３内に光電流が生じない。
【００６３】
ここで、受光部６Ａ１におけるP-lnPブロック層１４は、その表面のP-GalnAsP層１５における吸収により生じたキャリアがアンドープGalnAsP層１３に漏れて光電流を生じさせないようにする働き、すなわち、バリア層の働きをしている。
【００６４】
一方、図５における上部（ｐ電極１６）側から1350nm〜1450nmの帯域内の波長を有する光（ガイド光）が入射した場合、このガイド光は、P-GalnAsP層１５に吸収されずにアンドープGalnAsP層１３に入射し、このアンドープGalnAsP層１３において吸収されて光電流となる。
【００６５】
また、1450nm以上の長波長の光は、そのエネルギーがアンドープGalnAsP層１３のバンドギャップエネルギーより小さいためアンドープGalnAsP層１３で吸収されないため、アンドープGalnAsP層１３において光電流が生じない。
【００６６】
以上述べたように、図５に示す構造を有する受光部６Ａ１は、1350nm〜1450nmの波長域の光（ガイド光）にのみ感度のある受光素子として構成されている。
【００６７】
また、本発明の第２の態様に対応する第２の実施形態に係わる各光無線伝送装置および通信相手装置における受光部６Ｂ１の構成は、図５に示す受光部６Ａの構成と略同一であるため、その説明は省略する。
【００６８】
すなわち、本実施形態における受光部６Ｂ１としては、ガイド光以外の光（特に太陽光）の影響を受けず、かつ受光した光のパワーを最大限に維持するように、1350nm〜1400nmの波長帯域の光のみに受光感度を有する素子、言い換えれば、1350nm〜1400nm以外の波長帯域の光に対する受光感度が無い（あるいは非常に低い）素子を用いて構成されている。
【００６９】
具体的には、図５に示す構成において、P-GalnAsP層１５を、1350nmに相当するバンドギャップを有する層から、1400nmに相当するバンドギャップを有する層に変更することにより、実現できる。
【００７０】
以上述べたように、本実施形態によれば、各光無線伝送装置における受光部６Ａ１として、1350nmから1450nmの波長帯域の光に対して他の波長帯域の光よりも高い感度を有する素子を用いているため、仮に、太陽光が受光部６Ａに入射する場合でも、図１に示したように、この波長帯域においては太陽光のパワーが大幅に低下するため、受光部６Ａは、相手装置Ａ２からのガイド光を太陽光と区別して受光することが可能となる。この結果、上述した制御部８ＡによるアクチュエータＡＴを介した第１の光無線伝送装置Ａ１の相手装置Ａ２に対する方向検出処理を高精度で行うことができる。
【００７１】
同様に、本実施形態によれば、各光無線伝送装置における受光部６Ｂ１として、1350nmから1400nmの波長帯域の光に対して他の波長帯域の光よりも高い感度を有する素子を用いているため、仮に、太陽光が受光部６Ｂに入射する場合でも、図１に示したように、この波長帯域においては太陽光のパワーが大幅に低下し、かつ図２に示したように、同波長帯域においては、クラス１における受光強度を最大限に維持することができるため、受光部６Ｂは、相手装置Ａ２からのデータ光を太陽光と区別し、かつ感度良く受光することが可能となる。この結果、データ光の受光に関して太陽光の干渉による影響を最大限緩和することができ、データ伝送の信頼性を向上させることができる。
【００７２】
なお、第１実施形態の構成と第２実施形態の構成とを共に採用することも当然可能であり、光無線伝送装置間のデータ伝送の信頼性をさらに向上させることができる。
【００７３】
なお、第１実施形態の構成と第２実施形態の構成とを共に採用することも当然可能であり、光無線伝送装置のデータ伝送の信頼性をさらに向上させることができる。
【００７４】
また、ガイド光やデータ光を規定内のさらに狭い領域に限定することも可能であり、その場合には、それらの光を受ける受光素子をその領域に対応した範囲のみに感度をもつようにすることにより、更に信頼性を向上させることも可能である。
【００７５】
さらに、本実施の形態においては、受光素子の構造により、ある波長範囲のみに感度がある素子を使用したが、波長カットフィルタとの組み合わせや所定の波長のみ透過するフィルターを受光素子の前に置くことでも類似の効果を生じさせる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】屋内に入射した太陽光の波長スペクトルの測定結果の一例を示す図である。
【図２】レーザ光の安全性国際規格であるIEC60825-1:2001におけるクラス１レーザ（スポット径：３．５ｍｍ以下）の被爆放射限界を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係わる光無線伝送装置および通信相手装置を用いた光無線伝送システムの全体構成を示す図である。
【図４】図３に示す光無線伝送装置の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係わる各光無線伝送装置および通信相手装置におけるガイド光受光用の受光部の構成の一例を表す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  第１の発光素子
２  光学素子
３Ａ、３Ｂ  ビームスプリツタ光学素子
４  反射光学系
４ａ  反射面
５Ａ、５Ｂ  集光光学系
６Ａ、６Ａ１、６Ｂ  受光部
７  データ供給部
８Ａ  制御部
８Ｂデータ信号処理部
９  第２の発光素子
１０  ｎ電極
１１  n-lnP基板
１２  n-lnP層
１３  アンドープGalnAsP層
１４  p-lnPブロック層
１５  p-GalnAsP吸収層
１６  P電極
【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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