JPS63151230A - 光空間波長多重伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、空間を伝送媒体として光通信の伝送を行なう
光空間伝送方法において、一度に多くの情報を送信でき
る光空間波長多重伝送方法に関する。

［従来の技術］ 従来、光空間多重伝送方法における光波長多重送信方法
では、サテライトと呼ばれる親局に発光波長の異なる複
数の発光素子が各波長に対してそれぞれ複数個用意され
ており、各々の波長成分については直接光および壁面な
どによる反射光によって、等測的に無指向性を形成する
ようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ 第６図と第７図に従来の光空間伝送方法における光送信
器の一例を示す。

第６図と第７図において、１−１〜１−ｎは発光素子、
２−１〜２−ｎおよび４はコリメータレンズ、３はビー
ムイクスパングーである。ここで発光素子１−１〜１−
ｎはそれぞれ波長入ｌ、入２、・・・・・・・・・、入
ｎの光を発する。

第６図において、発光素子１−１〜１−ｎより与えられ
た光信号はそれぞれ対応するコリメータレンズ２−１〜
２−ｎで平行光になり、ビームイクスパンダー３を通し
て任意の大きさの光束で平行光に変換されたのち空間に
放射される。このとき第６図に示すように光束は各波長
に対して位置的に分布をもっており、このため光受信間
の光軸のズレにより受信できない波長成分が存在したり
、受光側で各波長に対して位置的制限を受けるという問
題点を有していた。

また第７図に示すコリメータレンズ４の焦点近傍に発光
素子ｉ−ｔ〜１−ｎを配置した構造の光送信器において
も、光軸のズレ等により一様な光波長多重信号を得るこ
とはできず、特に長距離伝送の場合には波長に対する受
光位置のズレが大きくなるといった問題点を有していた
。

このように従来の光送信器では、出射光内に各波長成分
を均一に拡散することはできず、位置的に光強度分布を
もっており、受光側で各波長によって受光位置が限定さ
れる等の位置的制約を受ける。また、出射光自体も方向
性を持っており、受信エリア内において広範囲に拡散す
るということができないという問題点を有していた。こ
のため特に受信エリア内における移動体において受信し
ようとすると、位置により通信がとぎれるという状態が
生ずる問題点があった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、送受信
間で光軸ズレが生じても受信できない波長成分が生ずる
ことがなく、しかも広範囲にわたって波長多重光を均一
に拡散して確実に情報信号を伝送できる光空間波長多重
伝送方法を提供することにある。

以上のような目的は、複数の電気信号を波長の異なる複
数の光信号に変換して空間に放射し、空間を伝搬してき
た前記光信号を所定の光受光手段により受光し前記電気
信号を再生する光空間波長多重伝送方法において、 前記複数の光信号を重ね合せ、各波長の光信号が略均一
に分布した光束状態で空間に放射させた・後、 前記光束を拡散手段を用いて所定受信エリア内に均一に
拡散し情報を伝送することを特徴とする光空間波長多重
伝送方法により達成される。

［作用］ 上記のような光空間波長多重伝送方法によれば、光送信
器に波長選択光学素子（グイクロイックミラー、プリズ
ム、回折格子等）を用いて各波長をもつ発光素子からの
光束を重ね合せ（好ましくは、光束の光軸を一致させ）
、光束中に各波長成分が均一に分布させ、その合成光を
凸面鏡のような拡散形状の反射鏡により広範囲に拡散す
るようにしているので、上記のような問題点が解決され
、移動体における光通信上、非常に好都合である。

なお、本発明の光空間波長多重伝送方法において、受信
エリアを広くするためには、前記複数の光信号の光軸を
一致させ、かつ該光信号中に各波長が均一に分布した合
成光束状態が平行光束の状態で出射されることが好まし
い。

［実施例］ 以下、本発明の光空間波長多重伝送方法について具体的
な実施例に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明の送信側（送信器）における波長多重化
部の一例を示す概略構成図である。

、同図において、■−１〜１−ｎはそれぞれ波長入ｌ、
λ２．・・・・・・・・・、入ｎの光を発する発光素子
、２−１〜２−ｎはそれぞれコリメータレンズ、３はビ
ームイクスパングー、５−１〜５−（ｎ−１）はそれぞ
れ波長選択光学素子（第１図においてはグイクロイック
ミラー）、２０は送信側からの出射光である。

発光素子１−１〜１−ｎからの光信号は各々対応するコ
リメータレンズ２−１〜２−ｎで平行光に変換される。

この平行光は各々波長選択光学素子であるグイクロイッ
クミラー５−１〜５−　（ｎ−１）に入射し、光軸が一
致して合成されビームイクスパンダー３を通って任意の
大きさの光束をもつ平行光２０にされ光拡散部に向って
放射される。

ここで夕゛イクロイックミラーのｆ＠きを入１．λ２．
入３を例にとり第１図および第２図を用いて説明する。

第２図において、Ａの波長特性を有するグイクロイック
ミラー５−１は発光素子１−１からの波長λｌの光は透
過するが、これに対して９０°の角度から入射する発光
素子１−２からの波長λ２の光は反射する特性を有する
。よって、グイクロイックミラー５−１の出力光は入１
と入２が同一光軸上で合成されたものとなる。次にその
出力光は第２図においてＢの波長特性を有するグイクロ
イックミラー５−２に入射される。このグイクロイック
ミラー５−２は波長入１．入２の光は透過し、これに対
し９０°の角度から入射する発光素子１−３からの波長
入３の光は反射するので、結局グイクロイックミラー５
−２の出力光は入１゜入２．λ３の光が同一光軸」−で
各波長成分が均一に合成されたものとなる。

この操作を（ｎ　−１）回繰り返すことにより、ビーム
イクスパンダー３への入力は入１からλｎまでの波長が
同一光軸上で合成された光信号となり、ビームイクスパ
ンダー３を通り任意の大きさの光束として空間に放射さ
れる。

第３図に本発明の送信側における光拡散部の構成の一例
を示す。

波長多重化部からの平行光２０は凹面反射鏡６に入射後
、反射され、凹面反射鏡６の焦点に集光されたのち、各
波長が均一に分布した波長多重拡散光７を得る。

第４図は本発明の実施形態を示す一例である。

床面および机上に設置された波長多重化部８からの波長
多重平行光２０は天井に設置された光拡散部９に入射さ
れ波長多重拡散光７に変換され、受信エリアｌＯを各波
長成分均−にカバーする。

なお、本発明の波長多重伝送方法に用いられる光受信器
は前記合成光束から各波長成分を分波できる光受信器で
あればどのような形態のものでもかまわない。例えば、
第１図に示した波長多重化部の発光素子１−１〜１−ｎ
を各波長光から電気信号を再生する受光素子にし、ビー
ムイクスパンダー３から多重拡散光を入射するようにす
れば各波長に対応する光信号が再生できる。また簡単な
構成としては必要波長だけを選別する干渉フィルタを多
数用いて光受信器を構成してもよい。

本発明は前記実施例に限らず種々の変形、応用が可能で
ある。

例えば、前記実施例では波長多重化部において波長選択
光学素子としてグイクロックミラーを用いた例を示した
が、波長依存特性をもつもの、例えば、プリズム、回折
格子等を用いても同様の効果が得られることは言うまで
もない。

また第５図に光拡散部の他の実施例を示す。

この場合は光拡散部に凸面反射鏡１１を用いたもので波
長多重化部からの平行光２０が入射され、焦点１２の延
長方向に反射拡散される。また、発散形の凹レンズ等を
用いても同様の効果が得られる。さらに、受信エリアの
形状等に合せ光拡散部の形状を変えることも可能である
。具体的には複数の拡散面を持つ反射鏡や非球面等の形
状もとることができる。

［発明の効果］ 以上、説明した様に本発明の光空間波長多重伝送方法に
よれば、受光エリア内に波長多重光が均一分布で拡散さ
れるため受信側は波長依存の位置制限を受けず、受信エ
リア内では任意の位置で任意の波長が受信可能となった
。特に複数の移動物体への伝送が同時に容易に行なえる
という利点を有している。

このほか、受信エリアは天井に設置された凹凸面反射鏡
の設定角度や、大きさ、曲率を変更するだけで容易に可
変できるといった効果があり、また天井には反射鏡のみ
が設置されている形態をとることができるため、レイア
ウト変更も容易に対応できるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光空間波長多重伝送方法の波長多重化
部の一例を示す概略図、第２図はグイクロイックミラー
の波長透過率を示す図、第３図は本発明の光空間波長多
重伝送方法における光拡散部を示す図、第４図は本発明
の実施形態を示す図、第５図は光拡散部の他の実施例を
示す図である。 第６図および第７図はそれぞれ従来の光送信器の構成を
示す概略図である。 １−１〜１−ｎ：発光素子 ２−１〜２−ｎ：コリメータレンズ ３：ビームイクスパングー ５−１〜５−（ｎ−１）　　：波長選択光学素子（ダイ
クロツクミラー等） ６．９，１１：光拡散部 ７：波長多重拡散光 代理人　　弁理士　　山　下　穣　平 第１図 釘３図 ＠４図 第２図 板上→ 第５図 第６図 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の電気信号を波長の異なる複数の光信号に変
   換して空間に放射し、空間を伝搬してきた前記光信号を
   所定の光受光手段により受光し前記電気信号を再生する
   光空間波長多重伝送方法において、 前記複数の光信号を重ね合せ、各波長の光信号が略均一
   に分布した光束状態で空間に放射させた後、 前記光束を拡散手段を用いて所定受信エリア内に均一に
   拡散し情報を伝送することを特徴とする光空間波長多重
   伝送方法。
2. （２）前記光束が平行光束の状態で出射されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の光空間波長多重伝
   送方法。