(57)【要約】【課題】小型であり、高速通信をすることができ、且つ、眼に対する安全性を有した光空間伝送デバイスを提供する。【解決手段】光空間伝送デバイス１は、発光部２と、受光部３と、制御部４と、発光部２等を搭載する搭載部５と、発光部２等を封止する封止部６と、を備えている。そして、発光部２が面発光レーザ２１により構成されるともに、面発光レーザ２１からのレーザ光７０をインコヒーレント化するインコヒーレント化手段（例えば、封止部６に分散される散乱剤６３）が設けられている。これにより、小型で、高速通信が可能であり、且つ眼に対する安全性を有する光空間伝送デバイス１とすることができる。【選択図】図１
2009218434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信相手デバイスへ光信号を発信する発光部と、
前記通信相手デバイスからの光信号を受信する受光部と、前記発光部及び前記受光部を制御する制御部と、
前記発光部、前記受光部及び前記制御部が搭載されるとともに、前記発光部及び前記受光部の各電極に接続される接続端子が設けられた搭載部と、
前記発光部からの光を拡散させる拡散レンズ及び前記通信相手デバイスからの光信号を集光する集光レンズを有するとともに、前記搭載部のうちの少なくとも前記接続端子を露出させて前記発光部、前記受光部、及び前記制御部を封止する封止部と、を備えた光空間伝送デバイスにおいて、
前記発光部が面発光レーザにより構成されるともに、該面発光レーザからのレーザ光をインコヒーレント化するインコヒーレント化手段が設けられていることを特徴とする光空間伝送デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の光空間伝送デバイスにおいて、
前記インコヒーレント化手段は前記封止部に分散された散乱剤であることを特徴とする請求項１に記載の光空間伝送デバイス。
【請求項３】
請求項１に記載の光空間伝送デバイスにおいて、
前記インコヒーレント化手段は前記拡散レンズの表面に形成された光拡散膜であることを特徴とする光空間伝送デバイス。
【請求項４】
請求項１に記載の光空間伝送デバイスにおいて、
前記インコヒーレント化手段は前記面発光レーザの発光面上に形成された光拡散層であることを特徴とする光空間伝送デバイス。
【請求項５】
請求項１に記載の光空間伝送デバイスにおいて、
前記インコヒーレント化手段は、前記封止部に分散された散乱剤と、前記拡散レンズの表面に形成された光拡散膜とから構成されていることを特徴とする光空間伝送デバイス。
【請求項６】
請求項１に記載の光空間伝送デバイスにおいて、
前記インコヒーレント化手段は、前記封止部に分散された散乱剤と、前記面発光レーザの発光面上に形成された光拡散層とから構成されていることを特徴とする光空間伝送デバイス。
【請求項７】
請求項１に記載の光空間伝送デバイスにおいて、
前記インコヒーレント化手段は、前記封止部に分散された散乱剤と、前記拡散レンズの表面に形成された光拡散膜と、前記面発光レーザの発光面上に形成された光拡散層とから構成されていることを特徴とする光空間伝送デバイス。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一つに記載の光空間伝送デバイスにおいて、
前記面発光レーザの発光波長は３６０〜１０００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする光空間伝送デバイス。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一つに記載の光空間伝送デバイスにおいて、
前記発光部は複数個の面発光レーザからなることを特徴とする光空間伝送デバイス。
【請求項１０】
請求項９に記載の光空間伝送デバイスにおいて、
前記各面発光レーザの発光波長は互いに異なる波長とされていることを特徴とする光空間伝送デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型であり、高速通信をすることができ、且つ、目に対する安全性を備えた光空間伝送デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）に代表される光空間伝送デバイスは、光空間伝送デバイスが搭載される携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ等の小型、薄型化により、更なる小型化が望まれている。また、携帯電話機やノート型パーソナルコンピュータにおいて、動画や音楽データ等、取り扱うデータ量が増加しており、これらデータを光伝送する光空間伝送デバイスの通信速度の高速化も強く望まれている。
【０００３】
このような要求に対して、従来、光空間伝送デバイスにおいて光信号発信素子として用いられていたＬＥＤ（Light Emitting Diode）に代えて、高速変調が可能である半導体レーザを用いることが考えられる。例えば、特許文献１には、端面発光半導体レーザを樹脂封止したデバイスが提案されており、この技術を応用して光空間伝送デバイスを構成することができる。
【０００４】
図６は、端面発光半導体レーザを用いた光空間伝送デバイスの概略断面図である。
【０００５】
この光空間伝送デバイス１０１は、基板１５１と、端面発光半導体レーザ１２１と、受光素子１３１と、これら素子の信号を変復調する変復調ＩＣ（Integrated Circuit）１４１と、これら端面発光半導体レーザ１２１、受光素子１３１及び変復調ＩＣ１４１を封止する封止部１０６により構成される。また、封止部１０６には、端面発光半導体レーザ１２１の上部に配置されるように拡散レンズ１６１が設けられ、また、受光素子１３１の上部に配置されるように集光レンズ１６２が設けられている。そして、端面発光半導体レーザ１２１は、基板１５１に設けられた凹部１５２に配置されている。このような構造とされるのは、面実装型デバイスの光空間伝送デバイス１０１においては、端面発光半導体レーザ１２１の端面１２１ａから出た光を基板１５１と垂直な方向に方向変換する必要があるためである。すなわち、光空間伝送デバイス１０１おいては、図６に示すように、端面発光半導体レーザ１２１の端面１２１ａから水平方向（基板１５１と平行）に出る光を凹部１５２の側面で反射させて基板１５１と垂直方向に出射させる構造とされる。
【０００６】
ところで、半導体レーザ等から空間に出射されるレーザ光１７０は、眼に対する安全性を満たす必要がある。例えば、ＩＥＣ規格等によりレーザ光１７０の最大許容放射強度が規定されている。最大許容放射強度は、眼に対する安全性を満たす条件において、空間へ放射が許容される最大の放射強度であり、レーザ波長λ、駆動条件、アパーレント光源径等により定められる。アパーレント光源径とは、レーザ光源（発光部分）の見た目の大きさ、つまり、レーザ光源を見た際の視覚の幅により定められるものであり、この値により、実際に眼に入光する際の光のエネルギー密度のみならず、網膜上に形成される像の光のエネルギー密度が考慮されることとなる。
【０００７】
特に、レーザ光１７０は空間的にコヒーレントであり、ＬＥＤから出射される光に比べると、眼球での絞り込みが高いため、眼に対する危険性が高い。例えば、ＬＥＤから出射された場合には安全であるとされる光（以下、インコヒーレント光という。）と同エネルギー密度の光が目に入ったとしても、レーザ光１７０は眼球により高密度に絞り込まれ網膜上で結像するので、網膜を損傷させてしまう虞があった。そのため、特に、レーザ光１７０に対しては、光デバイスの設計上においてアパーレント光源径が考慮される。
【特許文献１】特開平８−１８１３７７号公報
【特許文献２】特開平１１−１４９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような観点からすると、図６に示された光空間伝送デバイス１０１は、眼に対する安全性が十分に考慮されたものであるとはいえず、安全性に欠けていた。
【０００９】
また、当該光空間伝送デバイス１０１の構造では、基板１５１に凹部１５２を設ける必要性から薄型化が困難であった。また、上記の構造は、基板１５１に凹部１５２を形成するという加工工程が必要であるため、コストが高くなるといったデメリットもあった。加えて、端面発光半導体レーザ１２１は、光強度分布が楕円形であるため、これを円形の光強度分布にするために特殊形状のレンズを配置する必要もあった。すなわち、端面発光半導体レーザ１２１を用いた上記のような構造の光空間伝送デバイス１０１では、安全性、製造コスト、小型化の面においては、市場の要求を十分に応えることができなかった。
【００１０】
一方、特許文献２には、レーザ光を整形することにより、眼に対する安全性を向上させる技術が開示されている。具体的には、レーザ光の光強度分布を平坦に整形する放射パターン整形素子が用いられ、これにより、レーザ光のエネルギー密度が低減される。しかしながら、当該技術では、放射パターン整形素子を、光源である半導体レーザから所定間隔離間した位置に配置する必要があるため、小型化が困難であった。また、当該技術では、放射パターン整形素子を、半導体レーザの光強度分布が平坦となるように光学的に設計する必要があるため、製造コストが上昇するといった問題もあった。
【００１１】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、小型であり、高速通信をすることができ、且つ、眼に対する安全性を有した光空間伝送デバイス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】
【００１２】
本発明に係る光空間伝送デバイスは、通信相手デバイスへ光信号を発信する発光部と、前記通信相手デバイスからの光信号を受信する受光部と、前記発光部及び前記受光部を制御する制御部と、前記発光部、前記受光部及び前記制御部が搭載されるとともに、前記発光部及び前記受光部の各電極に接続される接続端子が設けられた搭載部と、前記発光部からの光を拡散させる拡散レンズ及び前記通信相手デバイスからの光信号を集光する集光レンズを有するとともに、前記搭載部のうちの少なくとも前記接続端子を露出させて前記発光部、前記受光部、及び前記制御部を封止する封止部と、を備えた光空間伝送デバイスにおいて、前記発光部が面発光レーザにより構成されるともに、該面発光レーザからのレーザ光をインコヒーレント化するインコヒーレント化手段が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、光信号発信用の光源として面発光レーザが用いられているので、通信速度を高速化することができる。また、端面発光半導体レーザを用いた従来の光空間伝送デバイスにあっては、水平方向に出射するレーザ光を垂直方向に光路を変化させる必要があったため、端面発光半導体レーザを搭載部の凹部に実装しなければならず、搭載部の厚みを確保する必要があり、デバイスの小型化が困難であったが、本発明に係る光空間伝送デバイスでは、表面からレーザ光を出射する面発光レーザが用いられているため従来のような構造とする必要がないので、小型化を図ることができる。また、従来の光空間伝送デバイスのように搭載部に凹部を設ける必要がないことから、その分、製造コストが低減される。また、本発明に係る光空間伝送デバイスは、ＬＥＤを用いた従来の光空間伝送デバイスの構造と同様の構造であるため、当該従来の光空間伝送デバイスの製造ラインをそのまま用いることができるので、新たな設備投資の必要もないといった効果もある。さらに、面発光レーザからのレーザ光をインコヒーレント化するインコヒーレント化手段が設けられているので眼に対する安全性を向上させることができる。
【００１４】
上記の光空間伝送デバイスにおいて、前記インコヒーレント化手段は、前記封止部に分散された散乱剤であることを特徴としてもよい。
【００１５】
この構成によれば、面発光レーザからのレーザ光が散乱剤で散乱されることにより、空間的にコヒーレントであるレーザ光がインコヒーレント化し、アパーレント光源径が拡大するので、眼に対する安全性を向上させることができる。
【００１６】
また、上記の光空間伝送デバイスにおいて、前記インコヒーレント化手段は、前記拡散レンズの表面に形成された光拡散膜であることを特徴としてもよい。
【００１７】
この構成によれば、面発光レーザからのレーザ光が光拡散膜で散乱されることにより、空間的にコヒーレントであるレーザ光がインコヒーレント化し、アパーレント光源径が拡大するので、眼に対する安全性を向上させることができる。
【００１８】
また、上記の光空間伝送デバイスにおいて、前記インコヒーレント化手段は前記面発光レーザの発光面上に形成された光拡散層であることを特徴としてもよい。
【００１９】
この構成によれば、面発光レーザからのレーザ光が光拡散層で散乱されることにより、空間的にコヒーレントであるレーザ光がインコヒーレント化し、アパーレント光源径が拡大するので、眼に対する安全性を向上させることができる。
【００２０】
また、上記の光空間伝送デバイスにおいて、前記インコヒーレント化手段は、前記封止部に分散された散乱剤と、前記拡散レンズの表面に形成された光拡散膜とから構成されていることを特徴としてもよい。
【００２１】
この構成によれば、面発光レーザからのレーザ光が散乱剤で散乱されるとともに光拡散膜で散乱されることから、空間的にコヒーレントであるレーザ光のインコヒーレント化が増大し、アパーレント光源径がさらに拡大するので、眼に対する安全性をより向上させることができる。
【００２２】
また、上記の光空間伝送デバイスにおいて、前記インコヒーレント化手段は、前記封止部に分散された散乱剤と、前記面発光レーザの発光面上に形成された光拡散層とから構成されていることを特徴としてもよい。
【００２３】
この構成によれば、面発光レーザからのレーザ光が光拡散層で散乱されるとともに散乱剤で散乱されることから、空間的にコヒーレントであるレーザ光のインコヒーレント化が増大し、アパーレント光源径がさらに拡大するので、眼に対する安全性をより向上させることができる。
【００２４】
また、上記の光空間伝送デバイスにおいて、前記インコヒーレント化手段は、前記封止部に分散された散乱剤と、前記拡散レンズの表面に形成された光拡散膜と、前記面発光レーザの発光面上に形成された光拡散層とから構成されていることを特徴としてもよい。
【００２５】
この構成によれば、面発光レーザからのレーザ光が光拡散層、散乱剤及び光拡散膜で散乱されることから、空間的にコヒーレントであるレーザ光のインコヒーレント化がさらに増大し、アパーレント光源径がさらに拡大するので、眼に対する安全性をより向上させることができる。
【００２６】
また、上記の光空間伝送デバイスにおいて、前記面発光レーザの発光波長は３６０〜１０００ｎｍの範囲内にあることを特徴としてもよい。
【００２７】
この構成によれば、３６０〜１０００ｎｍに感度を有するシリコン系の受光素子を用いることができるので、ＩｎＧａＡｓ等の化合物半導体から形成される受光素子を用いる場合と比較して、安価な光空間伝送デバイスとすることができる。
【００２８】
また、上記の光空間伝送デバイスにおいて、前記発光部は複数個の面発光レーザからなることを特徴としてもよい。
【００２９】
この構成によれば、発光部が複数個の面発光レーザから構成されていることから、面発光レーザの１個あたりの光強度を低下させることができ、また、アパーレント光源径も大きくすることができるので、光空間伝送デバイスから出射する光密度を低下させて眼に対する安全性を向上させることができる。
【００３０】
また、上記の光空間伝送デバイスにおいて、前記各面発光レーザの発光波長は互いに異なる波長とされていることを特徴としてもよい。
【００３１】
この構成によれば、光空間伝送デバイスにより光通信する場合において、通信相手と互いに異なる発光波長で光信号を発信することができるので、相手側と同時に光信号を発信したとしても光信号を混信することなく相手側の光信号を受信することができる。つまり、この構成によれば、同タイミングでの双方向通信を行うことができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、光空間伝送デバイスは、光信号発信用の光源として面発光レーザが用いられているので、通信速度を高速化することができる。また、面発光レーザの表面からレーザ光を出射する面発光レーザが用いられているため従来のように凹部に端面発光半導体レーザを実装する構造とする必要がないので、小型化を図ることができる。また、従来の光空間伝送デバイスのように搭載部に凹部を設ける必要がないことから、その分製造コストが低減される。また、本発明に係る光空間伝送デバイスは、ＬＥＤを用いた従来の光空間伝送デバイスの構造と同様の構造であるため、当該従来の光空間伝送デバイスの製造ラインをそのまま用いることができるので、新たな設備投資の必要もないといった効果もある。さらに、面発光レーザからのレーザ光をインコヒーレント化するインコヒーレント化手段が設けられているので眼に対する安全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】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３４】
＜実施の形態１＞
図１は本実施の形態に係る光空間伝送デバイスの断面図である。図２は本実施の形態に係る光空間伝送デバイスの光強度分布と従来の光空間伝送デバイスの光強度分布を示した光強度分布図である。
【００３５】
光空間伝送デバイス１は、空間を介して光信号を双方向に送受信するものである。具体的には、光空間伝送デバイス１は、面発光レーザ２１により構成される発光部２と、受光部３と、制御部４と、これらを搭載する搭載部５と、散乱剤６３が分散された封止部６、を備えている。
【００３６】
発光部２は、面発光半導体レーザ等の面発光レーザ２１からなり、通信相手であるデバイスに光信号を発信するものである。面発光レーザ２１は、裏面２２に裏面電極（図示省略）が設けられるとともに表面２３に表面電極（図示省略）が設けられ、且つ表面２３にレーザ光７０の発光面（図示省略）が形成されたものである。すなわち、面発光レーザ２１を搭載部５に搭載したときには、面発光レーザ２１の表面２３が搭載部５の表面５ａと平行になりレーザ光７０の放射方向が搭載部５の表面５ａに対して垂直な軸に沿うこととなる。
【００３７】
なお、面発光レーザ２１の発光波長は３６０〜１０００ｎｍの範囲内とすることが好ましい。この構成によれば、３６０〜１０００ｎｍに感度を有するシリコン系の受光素子３１を用いることができる。シリコン系の受光素子３は、ＩｎＧａＡｓ等の化合物半導体から形成される受光素子３１と比較すると低価格であるので、光空間伝送デバイス１を安価とすることができる。
【００３８】
受光部３は、フォトダイオード、フォトＩＣ等の受光素子３１からなり、通信相手であるデバイスからの光信号を受信するものである。なお、高速通信を可能とするために、応答速度が速い、ＩｎＧａＡｓ等の化合物半導体から形成されるフォトダイオードを用いてもよい。
【００３９】
制御部４は、面発光レーザ２１及び受光素子３１を制御するものであり、変復調ＩＣ４１からなる。変復調ＩＣ４１は、発信用の信号を変調して面発光レーザ２１に入力し、また、受光素子３１で受信した信号を増幅及び復号するものである。
【００４０】
搭載部５は、面発光レーザ２１、受光素子３１、及び変復調ＩＣ４１を搭載するものであり、例えば、ガラスエポキシ基板５１により形成される。ガラスエポキシ基板５１には、面発光レーザ２１、受光素子３１、及び変復調ＩＣ４１（以下、これらの素子を搭載素子ともいう。）を搭載する搭載ランド、面発光レーザ２１及び受光素子３１の電極と接続される接続端子等が形成されている。
【００４１】
封止部６は、面発光レーザ２１、受光素子３１及び変復調ＩＣ４１を封止するものであり、光透光性のエポキシ樹脂をガラスエポキシ基板５１上でモールド成形することにより形成される。このとき、ガラスエポキシ基板５１において少なくとも接続端子が露出するように、エポキシ樹脂により面発光レーザ２１、受光素子３１及び変復調ＩＣ４１を被覆してモールド成形される。また、封止部６には、面発光レーザ２１からレーザ光７０を拡散させる拡散レンズ６１が面発光レーザ２１の上部に設けられるとともに、光信号を集光する集光レンズ６２が受光素子３１の上部に設けられる。すなわち、拡散レンズ６１は、面発光レーザ２１から狭い放射角度で出射されるレーザ光７０を拡げて広い空間に伝送させるものとして設けられ、他方、集光レンズ６２は、外部から空間を介して伝送される光信号を受光素子３１に集光させるものとして設けられる。なお、これら拡散レンズ６１及び集光レンズ６２は、封止部６のモールド成形の際に形成される。
【００４２】
また、封止部６には、面発光レーザ２１からの光を散乱するための散乱剤（第１のインコヒーレント化手段）６３が分散されている。なお、散乱剤６３は、封止樹脂中に予め均一に混合されている。散乱剤６３は、例えば、粒径（直径）２μｍの球状又は米粒状のアクリル樹脂からなる。
【００４３】
面発光レーザ２１から出射したレーザ光７０は、封止部６中を散乱剤６３によって散乱されつつ進行し、拡散レンズ６１で拡大されて光空間伝送デバイス１の外部に出射する。散乱剤６３によって散乱されたレーザ光７０の強度分布は、図２のＳ２の曲線グラフ（封止樹脂中に散乱剤６３を分散させた光空間伝送デバイス１の光強度分布）に示されるように、従来の光空間伝送デバイス（図２のＳ１の曲線グラフ参照；Ｓ１は、散乱剤６３が封止部６に分散されていない光空間伝送デバイス１の光強度分布を示す）と比較して、放射角度に対して広がり且つなだらかになる。つまり、面発光レーザ２１からのレーザ光７０を散乱剤６３で散乱させることにより、空間的にコヒーレントであるレーザ光７０をインコヒーレント化して、アパーレント光源径を拡大させることができる。
【００４４】
以上の構成によれば、本発明に係る光空間伝送デバイス１は、光信号発信用の光源として、面発光レーザ２１が用いられているので、通信速度を高速化することができる。また、端面発光半導体レーザを用いた従来の光空間伝送デバイス１にあっては、水平方向に出射するレーザ光７０を垂直方向に光路を変化させる必要があったため、端面発光半導体レーザを搭載部の凹部に実装しなければならず、ガラスエポキシ基板５１の厚みを確保する必要があり、デバイスの小型化が困難であったが、本発明に係る光空間伝送デバイス１では、表面２３からレーザ光７０を出射する面発光レーザ２１が用いられているため従来のような構造とする必要がないので、小型化を図ることができる。また、従来の光空間伝送デバイス１のようにガラスエポキシ基板５１に凹部を設ける必要がないことから、その分製造コストが低減される。また、本発明に係る光空間伝送デバイス１は、ＬＥＤを用いた従来の光空間伝送デバイス１の構造と同様の構造であるため、当該従来の光空間伝送デバイス１の製造ラインをそのまま用いることができるので、新たな設備投資の必要もないといった効果もある。
【００４５】
さらに、封止部６には散乱剤６３が分散されていることから、面発光レーザ２１からのレーザ光７０が散乱剤６３（第１のインコヒーレント化手段）で散乱され、アパーレント光源径が拡大されるので、眼に対する安全性を向上させることができる。これにより、本発明に係る光空間伝送デバイス１は、レーザ光７０が人の眼に入射する可能性がある場所で使用されるため高レベルの安全性が要求されている電子機器への搭載が、可能とされる。
【００４６】
＜実施の形態２＞
図３は本実施の形態に係る光空間伝送デバイスの断面図である。
【００４７】
本実施の形態に係る光空間伝送デバイス１は、面発光レーザ２１及び拡散レンズ６１以外の構成については、実施の形態１に係る光空間伝送デバイス１と同様の構成とされている。すなわち、拡散レンズ６１の表面には光拡散膜６５を形成され、且つ、面発光レーザ２１の発光面上には光拡散層６６が形成された点で、実施の形態１に係る光空間伝送デバイス１と異なっている。なお、他の構成は同様であるため、説明は省略する。また、実施の形態１と同様の構成要素は同符号を付している。
【００４８】
光拡散膜（第２のインコヒーレント化手段）６５は、拡散レンズ６１の表面に、アクリル樹脂の粒径（直径）２μｍの粒体が分散された接着剤が塗布されて形成される。この光拡散膜６５によれば、面発光レーザ２１からのレーザ光７０を散乱させて、レーザ光７０をインコヒーレント化し、アパーレント光源径を拡大させることができる。
【００４９】
光拡散層（第３のインコヒーレント化手段）６６は、面発光レーザ２１の発光面に、アクリル樹脂の粒径（直径）２μｍの粒体をシリコーン樹脂等に混合して形成された光拡散樹脂を塗布して形成される。光拡散層６６によれば、面発光レーザ２１からのレーザ光７０を散乱させて、レーザ光７０をインコヒーレント化し、アパーレント光源径を拡大させることができる。
【００５０】
このような構成によれば、面発光レーザ２１から出射したレーザ光７０は、まず面発光レーザ２１の光拡散層６６により散乱され、その後、さらに封止樹脂中の散乱剤６３によって散乱される。そして、さらに、拡散レンズ６１の表面の光拡散膜６５によって散乱されて光空間伝送デバイス１の外部に出射される。このように散乱されたレーザ光７０の強度分布は、図２のＳ３の曲線グラフ（封止樹脂中に散乱剤６３を分散させ、面発光レーザ２１の表面に光拡散層６６を形成し、且つ拡散レンズの表面に光拡散膜６５を形成した光空間伝送デバイス１の光強度分布）に示されるように、図２のＳ２に示された光空間伝送デバイスと比較して、放射角度に対し、さらに広がり且つなだらかになる。つまり、面発光レーザ２１からのレーザ光７０を光拡散層６６、散乱剤６３、光拡散膜６５で散乱させることにより、空間的にコヒーレントであるレーザ光７０をインコヒーレント化して、アパーレント光源径をさらに拡大させることができる。
【００５１】
また、上記第１乃至第３のいずれのインコヒーレント化手段もスペースをとらないものであるため、従来の光空間伝送デバイスと比べて殆どデバイスの寸法を変えずに、レーザ光７０をインコヒーレント化することができる。
【００５２】
なお、本実施の形態では、封止部６に散乱剤６３を分散させ、面発光レーザ２１には光拡散層６６を形成し、拡散レンズ６１の表面に光拡散膜６５を形成した光空間伝送デバイス１を示したが、これら第１乃至第３のインコヒーレント化手段の内いずれか１つだけを用いて光空間伝送デバイス１を形成してもよい。また、これら第１乃至第３のインコヒーレント化手段の内から２つを選択して光空間伝送デバイス１を形成してもよい。
【００５３】
＜実施の形態３＞
図４は本実施の形態に係る光空間伝送デバイスの断面図である。
【００５４】
本実施の形態に係る光空間伝送デバイス１は、発光部２の構成以外は、実施の形態１に係る光空間伝送デバイス１と同様の構成とされている。具体的には、発光部２が複数個の面発光レーザ２１からなる点で、実施の形態１に係る光空間伝送デバイス１と異なっている。
【００５５】
このように、発光部２を複数個の面発光レーザ２１で構成することにより、光空間伝送デバイス１の光信号の強度を高めることができるので、通信距離を伸長することができる。また、当該光空間伝送デバイス１の通信可能距離を１個の面発光レーザ２１で構成された光空間伝送デバイスの通信可能距離と同等する場合にあっては、個々の面発光レーザ２１，２１の光強度を低減することができ、これにより、面発光レーザ２１の発光面での光密度を低下させることができるので、眼に対する安全性を向上させることができる。
【００５６】
また、発光部２は、図４のように、２個の面発光レーザ２１，２１を、受光素子３１及び変復調ＩＣ４１を挟み、光空間伝送デバイス１の左右両端に１個ずつ配置して構成することが好ましい。この構成によれば、２個の面発光レーザ２１，２１が受光素子３１に対して略対称な位置に配置されことから、通信相手となる光空間伝送デバイス１の受光素子３１において当該２個の面発光レーザ２１，２１のレーザ光７０の放射範囲を重ならせることができるとともに当該２個の面発光レーザ２１，２１の間隔を広げることができるので、通信距離を低減させないで、アパーレント光源径（２個の面発光レーザ２１，２１を１つの光源とみなした場合におけるアパーレント光源径）を拡大することができる。
【００５７】
このような構成によれば、発光部２が複数個の面発光レーザ２１，２１・・から構成されていることから、面発光レーザ２１の１個あたりの光強度を低下させることができ、また、アパーレント光源径も大きくすることができるので、光空間伝送デバイス１から出射する光密度を低下させて眼に対する安全性を向上させることができる。
【００５８】
＜実施の形態４＞
図５は本実施の形態に係る光空間伝送デバイスによる通信状態を示した説明図である。
【００５９】
本実施の形態に係る光空間伝送デバイス１は、発光部２の構成以外は、実施の形態３に係る光空間伝送デバイス１と同様の構成とされている。具体的には、発光部２の各面発光レーザ２１,２１の発光波長が異なるものとされている点で、実施の形態３に係る光空間伝送デバイス１と異なっている。
【００６０】
具体的には、発光部２は、発光波長が８９０ｎｍである面発光レーザ２１ａと、可視光の光を発する面発光レーザ２１ｂとで構成される。また、受光素子３１は、２個の面発行レーザ２１ａ，２１ｂからの２種類の波長のレーザ光７０を受光できるものとされる。
【００６１】
２個の光空間伝送デバイス１ａ，１ｂにより光通信を行うときは、図５に示すように、一方の光空間伝送デバイス１ａは発光波長８９０ｎｍの面発光レーザ２１ａで光信号を発信するとともに可視光の光信号を受信し、他方の光空間伝送デバイス１ｂは可視光の面発光レーザ２１ｂで光信号を発信するとともに８９０ｎｍの光信号を受信することにより、通信が行われる。
【００６２】
このような構成により、光空間伝送デバイス１ａ，１ｂにより光通信をする場合において、通信相手と互いに異なる発光波長で光信号を発信することができるので、相手側と同時に光信号を発信したとしても光信号を混信することなく相手側の光信号を受信することができる。つまり、このような構成によれば、同タイミングでの双方向光通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施の形態１に係る光空間伝送デバイスの断面図である。
【図２】実施の形態１に係る光空間伝送デバイスの光強度分布と従来の光空間伝送デバイスの光強度分布を示した光強度分布図である。
【図３】実施の形態２に係る光空間伝送デバイスの断面図である。
【図４】実施の形態３に係る光空間伝送デバイスの断面図である。
【図５】実施の形態４に係る光空間伝送デバイスによる通信状態を示した説明図である。
【図６】端面発光半導体レーザを用いた光空間伝送デバイスの概略断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１，１ａ，１ｂ    光空間伝送デバイス
２            発光部
３            受光部
４            制御部
５            搭載部
６            封止部
２１，２１ａ，２１ｂ    面発光レーザ
３１          受光素子
４１          変復調ＩＣ
６１          拡散レンズ
６２          集光レンズ
６３          散乱剤
６５          光拡散膜
６６          光拡散層
７０          レーザ光
【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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