特開 2023-157834 調整装置および光通信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023157834

(43)【公開日】2023-10-26

(54)【発明の名称】調整装置および光通信装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/08 20060101AFI20231019BHJP

【ＦＩ】

G02B26/08 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022210755

(22)【出願日】2022-12-27

(31)【優先権主張番号】P 2022067862

(32)【優先日】2022-04-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000133227

【氏名又は名称】株式会社タムロン

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】兵藤 正光

(72)【発明者】

【氏名】橋本 優介

【テーマコード（参考）】

2H141

【Ｆターム（参考）】

2H141MA12

2H141MB39

2H141MC01

2H141MC09

2H141MD12

2H141MD20

2H141MD22

2H141ME01

2H141ME04

2H141ME06

2H141ME09

2H141ME24

2H141MF28

2H141MG01

2H141MZ13

(57)【要約】

【課題】信号光の進行方向を高速かつ高精度で制御可能であり、かつ小型化に有利な技術を提供する。
【解決手段】光通信装置（１）は、調整装置（１０）および受光部（２００）を備える。調整装置（１０）は、ウェッジプリズム（１１）、アクチュエータ、検知部（１２）および制御部（１３）を備え、制御部（１３）は、検知部（１２）による検知結果と基準との差が小さくなるようにアクチュエータを制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

信号光の光路上に回転可能に配置されているウェッジプリズムと、
前記ウェッジプリズムを回転させるアクチュエータと、
前記ウェッジプリズムを透過する前の、または、前記ウェッジプリズムを透過した後の前記信号光の位置と設定された基準位置との差を検知する検知部と、
前記検知部により検知された差が小さくなるように前記アクチュエータを制御する制御部と、
を備えている調整装置。

【請求項2】

前記アクチュエータは、ボイスコイルモータ、ＤＣモータ、ステッピングモータおよびピエゾアクチュエータからなる群から選ばれる一以上の装置である、請求項１に記載の調整装置。

【請求項3】

前記アクチュエータは、前記ウェッジプリズムを回転させるために前記装置の動作を前記ウェッジプリズムに伝達する機構をさらに含む、請求項２に記載の調整装置。

【請求項4】

前記ボイスコイルモータは、
前記ウェッジプリズムに対して固定され、前記ウェッジプリズムの回転軸に沿う方向の磁界を発生させるための磁石と、
前記ウェッジプリズムを回転可能に支持する基板に対して固定され、前記ウェッジプリズムの回転方向および前記磁界の向きの両方に交差する方向に延在する部分を含むコイルと、
を有する、請求項２に記載の調整装置。

【請求項5】

前記コイルは、平面視したときに前記回転軸から外側に向けて広がる扇形の形状を有する、請求項４に記載の調整装置。

【請求項6】

前記磁界の磁束密度を検出するためのホール素子をさらに有し、
前記制御部は、前記ホール素子による磁束密度の検出値に応じて前記ウェッジプリズムの回転角度を取得する、
請求項４に記載の調整装置。

【請求項7】

一枚の前記ウェッジプリズムの回転方向における二か所以上に前記ボイスコイルモータが配置されている、請求項２に記載の調整装置。

【請求項8】

複数の前記ボイスコイルモータのそれぞれは、前記ウェッジプリズムを平面視したときに、前記ウェッジプリズムの回転軸を中心とする回転対称の位置に配置されている、請求項７に記載の調整装置。

【請求項9】

前記検知部は、前記信号光の光路上に配置されて前記信号光を分岐させる分岐部と、前記信号光から分岐した光を受光する分岐光受光部と、を含む、請求項１に記載の調整装置。

【請求項10】

前記分岐光受光部は、イメージセンサまたは受光面が分割されている分割型フォトダイオードである、請求項９に記載の調整装置。

【請求項11】

前記検知部は、前記ウェッジプリズムの傾きを検出するジャイロセンサである、請求項１に記載の調整装置。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか一項に記載の調整装置を備えた光通信装置であって、
前記信号光を受光する受光部をさらに備えており、
前記ウェッジプリズムは、前記受光部に入射する前記信号光の光路上に配置されている、
光通信装置。

【請求項13】

請求項１～１１のいずれか一項に記載の調整装置を備えた光通信装置であって、
前記信号光を出射する発光部をさらに備えており、
前記ウェッジプリズムは、前記発光部から出射した前記信号光の光路上に配置されている、
光通信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、調整装置および光通信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

光通信においては、信号光の目的地までの中間伝送装置の数を減らすことが、効率を高める観点から好ましい。このためには、信号光の送受信のより高い精度が要求される。このような観点から、分岐した信号光から信号光の進行方向と基準方向との差を小さくするように、信号光の光路上に配置されたミラーの角度を調整する光通信装置が知られている（例えば、非特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】松本 充司、”光無線通信の課題と将来展望”、[online]、２０１６年３月１７日、［令和４年４月６日検索］、インターネット＜https://www.ieice.org/~wbs/pdf/taikai_matsumoto.pdf＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の従来技術は、信号光の進行方向を高速かつ高精度で制御することが可能である一方で、信号光の進行方向を調整するための光学的な設計と、ミラーおよびその駆動機構の配置とにスペースを要し、小型化が困難である、との問題点を有する。

【0005】

本発明の一態様は、信号光の進行方向を高速かつ高精度で制御可能であり、かつ小型化に有利な技術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】

【0006】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る調整装置は、信号光の光路上に回転可能に配置されているウェッジプリズムと、前記ウェッジプリズムを回転させるアクチュエータと、前記ウェッジプリズムを透過する前の、または、前記ウェッジプリズムを透過した後の前記信号光の位置を検知する検知部であって、前記検知部に設定された基準位置と前記信号光の位置との差を検知する検知部と、前記検知部により検知された差が小さくなるように前記アクチュエータを制御する制御部と、を備えている。

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る光通信装置は、上記の調整装置と、前記信号光を受光する受光部または前記信号光を出射する発光部とを備えており、前記ウェッジプリズムは前記信号光の光路上に配置されている。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様によれば、信号光の進行方向を高速かつ高精度で制御可能であり、かつ小型化に有利な調整装置および光通信装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態１に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。

【図2】本発明の実施形態１におけるアクチュエータの機能的な構成を模式的に示す図である。

【図3】本発明の実施形態１におけるウェッジプリズムに対応して配置される複数のコイルの配置の一例を模式的に示す図である。

【図4】本発明の実施形態１におけるコイルの通電の制御を説明するための図である。

【図5】本発明の実施形態１における四分割型フォトダイオードとその出力を説明するための図である。

【図6】本発明の実施形態１における検知部の検知結果からウェッジプリズムの回転角度を取得する処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図7】本発明の実施形態１におけるウェッジプリズムの回転方向における位置と回転角度とを説明するための図である。

【図8】本発明の実施形態１におけるウェッジプリズムに対するアクチュエータの配置の第一の例を模式的に示す図である。

【図9】本発明の実施形態１におけるウェッジプリズムに対するアクチュエータの配置の第二の例を模式的に示す図である。

【図10】本発明の実施形態１におけるウェッジプリズムに対するアクチュエータの配置の第三の例を模式的に示す図である。

【図11】本発明の実施形態２に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。

【図12】本発明の実施形態３に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。

【図13】本発明の実施形態４に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。

【図14】本発明の実施形態５に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。

【図15】本発明の実施形態６に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。

【図16】本発明の実施形態７に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。

【図17】本発明の実施形態８に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。

【図18】本発明の実施形態９に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。

【図19】本発明の実施形態１０に係る光通信装置の受光系の光学的な構成を模式的に示す図である。

【図20】本発明の実施形態１０に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。

【図21】本発明の実施形態１１に係るウェッジプリズムのトルク調整機構を模式的に示す図である。

【図22】本発明の実施形態１２に係る光通信装置におけるウェッジプリズムの回転駆動の制御システムを示すブロック図である。

【図23】本発明の実施形態１３に係る光通信装置におけるウェッジプリズムの回転駆動の制御システムを示すブロック図である。

【図24】本発明の実施形態１４に係る光通信装置におけるウェッジプリズムの回転駆動の制御システムを示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

〔実施形態１〕
［構成］
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。図１に示されるように、光通信装置１は、調整装置１０と受光部２００とを含む。受光部２００は、光通信における信号光を受信し、必要に応じて電気信号に変換して伝達可能な装置であり、例えば集光レンズ、フォトダイオードまたはＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）イメージセンサである。なお、信号光は、発光部３００から出射している。発光部３００は、電気を光に変換する素子であり、例えば発光ダイオードまたは半導体レーザである。

【0011】

調整装置１０は、信号光の光路上に回転可能に配置されているウェッジプリズム１１と、ウェッジプリズムを透過した後の信号光の位置とその基準位置との差を検知する検知部１２と、検知部１２により検知された差が小さくなるように前記アクチュエータを制御する制御部１３と、を備えている。制御部１３は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）である。

【0012】

また、調整装置１０は、ウェッジプリズム１１を回転させるアクチュエータを備えている。ウェッジプリズム１１は、二対（四枚）のウェッジプリズムであり、各対（二枚）で信号光の進行方向における特定の方向（例えば基準方向に直交する平面上のＸ軸方向またはＹ軸方向）の成分を制御する。以下、ウェッジプリズム１１とアクチュエータとについてより詳しく説明する。

【0013】

図２は、本発明の実施形態１におけるアクチュエータの機能的な構成を模式的に示す図である。図２は、一対のウェッジプリズム１１を回転させる構成を模式的に示している。図２において、第一ウェッジプリズム１１ａは一対のうちの一方であり、第二ウェッジプリズム１１ｂは一対のうちの他方である。第一ウェッジプリズム１１ａおよび第二ウェッジプリズム１１ｂは、共通の回転軸ＣＡを有して併設されている。

【0014】

調整装置１０は、基板１１１、第一磁石１１２ａおよび第二磁石１１２ｂを有している。第一磁石１１２ａは第一ウェッジプリズム１１ａに対応して配置されており、第二磁石１１２ｂは第二ウェッジプリズム１１ｂに対応して配置されている。基板１１１には、第一コイル１１３ａ、第二コイル１１３ｂ、第一ホール素子１１４ａおよび第二ホール素子１１４ｂが配置されている。第一磁石１１２ａは、第一ウェッジプリズム１１ａの回転によって第一コイル１１３ａ上を通過するように配置されている。第二磁石１１２ｂは、第二ウェッジプリズム１１ｂの回転によって第二コイル１１３ｂ上を通過するように配置されている。なお、制御部１３は基板１１１上に配置されている。

【0015】

図３は、本発明の実施形態１におけるウェッジプリズムに対応して配置される複数のコイルの配置の一例を模式的に示す図である。各ウェッジプリズム１１は、回転可能に配置される枠１１５ａに嵌合して支持されている。第一ウェッジプリズム１１ａは枠１１５ａに支持されており、第一磁石１１２ａも枠１１５ａに支持されている。

【0016】

本実施形態において、第一コイル１１３ａおよび第一ホール素子１１４ａは、それぞれ三つずつ配置されている。第一コイル１１３ａのそれぞれは、図３に示されるように、平面視したときの回転軸ＣＡを回転の中心とする三回回転対称の位置に配置されている。第一コイル１１３ａのそれぞれは、平面視したときに略扇形に巻かれている導線によって構成されている。このように第一コイル１１３ａは、第一ウェッジプリズム１１ａの回転方向および後述の磁界の向きの両方に交差する方向に延在する部分を含んでいる。

【0017】

第一ホール素子１１４ａは、回転軸ＣＡに沿う方向においては第一コイル１１３ａの第一磁石１１２ａとは反対側であって、平面視したときに第一コイル１１３ａにおける略扇形の内側に配置されている。第一ホール素子１１４ａは、第一コイル１１３ａに対応する第一磁石１１２ａと後述のヨークとの間に形成される磁場（第一ウェッジプリズム１１ａの回転軸ＣＡに沿う方向の磁界）に応じた電圧力を出力する素子である。第一ホール素子１１４ａは、制御部１３に接続されている。さらに、基板１１１における第一コイル１１３ａとは反対側の主面上には、ヨークが配置されている。

【0018】

第一コイル１１３ａおよび第一磁石１１２ａは、第一コイル１１３ａへの通電によって第一ウェッジプリズム１１ａを回転させるボイスコイルモータを構成している。第一コイル１１３ａへの通電によって、扇形における径方向に直交する方向、すなわち第一ウェッジプリズム１１ａの回転方向に実質的に沿う方向へ第一ウェッジプリズム１１ａを回転させる推力が発生する。

【0019】

また、第一コイル１１３ａへの通電によって、第一ホール素子１１４ａは磁場（磁束密度）に応じた電圧を出力する。第一ウェッジプリズム１１ａの回転角度は、特定の範囲において第一ホール素子１１４ａが検出する電圧値（磁束密度）と一次式に近似可能である。制御部１３は、このような相関関係に基づいて第一ウェッジプリズム１１ａの回転角度を取得する。

【0020】

また、第一コイル１１３ａは、第一ウェッジプリズム１１ａに対して三回回転対称の位置に三つ配置されている。第一ウェッジプリズム１１ａは、複数の第一コイル１１３ａからの回転の推力によってバランスよく、かつ円滑に回転する。このため、第一コイル１１３ａの偏りによる第一ウェッジプリズム１１ａの回転の不具合の発生が抑制され、当該不具合による信号光のブレの発生が抑制される。また、磁界の集中による第一ウェッジプリズム１１ａのスラスト方向への変位が抑制される。

【0021】

図４は、本発明の実施形態１におけるコイルの通電の制御を説明するための図である。図４に示されるように、ホール素子は、磁場（磁束密度）に応じた電圧を出力する。制御部１３は、ホール素子から出力される電圧に応じて、ウェッジプリズムの回転角度（現在角度）を取得する。制御部１３は、取得した現在角度に応じてボイスコイルモータによるウェッジプリズムの回動を制御し、ウェッジプリズムの回転角度を目標とする回転角度にする。

【0022】

なお、第二コイル１１３ｂについても、第一コイル１１３ａと同様に構成され、同様に作動する。

【0023】

検知部１２は、信号光の光路上に配置されて信号光を分岐させる分岐部１２１と、信号光から分岐した光（「分岐光」とも言う）を受光する分割型フォトダイオード１２２と、を含んでいる。分岐部１２１は、例えばキューブ型のビームスプリッタであり、信号光の進行方向に直交する方向へ、信号光を分岐させる。

【0024】

図５は、本発明の実施形態１における四分割型フォトダイオードとその出力を説明するための図である。分割型フォトダイオード１２２は、四分割型フォトダイオードであり、平面形状が円形の受光面を有している。当該受光面は、直交する二直線によって四つの区画に等分に分割されている。分割型フォトダイオード１２２は、分割された各区画における照射光の成分の強度Ｑ１～Ｑ４を検出可能に構成されている。分割型フォトダイオード１２２は制御部１３と接続されており、各区画で検出される強度Ｑ１～Ｑ４のそれぞれが制御部１３に入力されるように構成されている。

【0025】

なお、分割型フォトダイオード１２２は、受光した光の照射位置を検出可能な他の装置に置き換え可能である。このような分岐光の受光部には、例えばイメージセンサを用いることも可能である。

【0026】

［信号光の進行方向の制御］
調整装置１０は、信号光をその光路において分岐部１２１で分岐させ、分岐した信号光の分割型フォトダイオード１２２における照射位置を読み取り、そのデータに応じてウェッジプリズム１１を回転させて信号光を受光部２００に向けて偏向させる。図６は、本発明の実施形態１における検知部の検知結果からウェッジプリズムの回転角度を取得する処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【0027】

本実施形態では、フォトダイオードを使用して、信号光から分岐した光の成分（分岐光）の、フォトダイオードに発生するブレ量を検知する。光通信装置１が傾く、あるいは、信号光が振動するなど、調整装置１０と信号光との相対的な位置関係が変化すると、ウェッジプリズム１１への信号光の入射角度または入射位置が変化し、信号光の受光部２００における照射位置が特定の範囲から変化して（ブレて）外れることがある。「ブレ」とは、信号光または分岐光の照射位置の変化を言う。信号光が受光部２００における中央部の特定の範囲に位置する場合では、分岐光は、分割型フォトダイオード１２２の中央部に位置する。この場合、分割型フォトダイオード１２２の各区分における強度Ｑ１～Ｑ４は、いずれも、特定の範囲内の数値で検出される。このように、分割型フォトダイオード１２２における分岐光の照射位置は、受光部２００における信号光の照射位置に対応している。すなわち、検知部１２は、検知部１２に設定された信号光の基準位置と検知部１２における信号光の照射位置との差を検知する。この差は、検知部１２に設定された前述の特定の範囲内の位置に対する検知部１２における信号光の照射位置のずれ量、とも言える。

【0028】

「基準位置」とは、信号光の照射位置の基準となるべき位置であり、例えば受光部２００または分割型フォトダイオード１２２の中央部の特定の範囲内における任意の位置（例えば受光部２００または分割型フォトダイオード１２２における受光面の中心）である。信号光（または分岐光）の照射位置が基準位置からずれる場合としては、前述したように、光通信装置１が傾く場合、および、信号光が振動する場合、が挙げられる。

【0029】

たとえば、光通信装置１が傾くと、信号光の入射角度が変化する。この場合、信号光の進行方向は、その基準方向からずれる。「基準方向」とは、信号光の基準となるべき進行方向であり、例えば上記の基準位置への信号光の仮想の進行方向である。また、例えば光通信装置１が振動すると、信号光の入射位置が変化する。この場合、信号光の照射位置は、その基準位置からずれる。いずれの場合も、ウェッジプリズムの回転角度によって検知部１２における信号光の照射位置と基準位置との差をより小さくすることが可能である。信号光の進行方向が検出される場合には、検出部は、信号光の進行方向と基準方向との差を検知してもよい。この場合も、受光部２００における信号光の照射位置と基準位置との差が検知される。

【0030】

ステップＳ１０１において、制御部１３は、分割型フォトダイオード１２２の出力値Ｑ１～Ｑ４を取得する。

【0031】

分割型フォトダイオード１２２における分岐した光の成分の位置は、受光部２００における信号光の位置のブレに対応して変化する。

【0032】

ステップＳ１０２において、制御部１３は、取得した出力値Ｑ１～Ｑ４に応じて、信号光におけるＸ軸およびＹ軸方向の変位量をそれぞれ取得する。四分割型フォトダイオードにおいて、Ｘ軸方向の変位量ΔｘおよびＹ軸方向の変位量Δｙは、それぞれ下記式から求められる。
Δｘ＝（Ｑ１＋Ｑ３）－（Ｑ２＋Ｑ４）
Δｙ＝（Ｑ１＋Ｑ２）－（Ｑ３＋Ｑ４）

【0033】

ステップＳ１０３において、制御部１３は、Ｘ軸またはＹ軸に対応するウェッジプリズム１１の回転角度を算出する。たとえば、制御部１３は、受光部２００における信号光の位置と分割型フォトダイオード１２２における分岐光の位置との相関関係に基づいて、分割型フォトダイオード１２２におけるΔｘおよびΔｙから、ウェッジプリズムの回転量を取得する。

【0034】

図７は、本発明の実施形態１におけるウェッジプリズムの回転方向における位置と回転角度とを説明するための図である。Δｘから、Ｘ軸に対応するウェッジプリズム１１の回転角度（回転量）θｘが求まり、Δｙから、Ｙ軸に対応するウェッジプリズム１１の回転角度θｙが求まる。

【0035】

θｘは図７中のＡｘおよびＢｘの差分であり、θｙはＡｙおよびＢｙの差分である。ＡｘおよびＡｙは、それぞれ、分割型フォトダイオード１２２の中心位置の角度、例えば角度０度（初期位置あるいは基準位置）である。ＢｘおよびＢｙは、それぞれ、信号光のブレを補正するための補正回転角度であり、例えばＰＩＤ制御での目標値である。

【0036】

当該目標値は、検知部により検知された前述の差を小さくする値であればよい。信号光のブレの速度に比べて十分に速い速度でウェッジプリズム１１を回転可能なアクチュエータを用いる場合では、フィードバック制御によって、ブレた信号光を受光部２００の特定の範囲に向けて繰り返し補正し、特定の範囲内に収めることが可能である。ウェッジプリズム１１の回転角度の制御は、例えば従来の光通信装置におけるミラーの角度の調製と同様の制御によって実現可能である。上記の目標値は、信号光の進行方向と基準方向との差分以下の値であってもよいし、信号光の照射位置と基準位置との差分以下の値であってもよい。このように、制御部１３は、受光部２００に表れるブレをウェッジプリズムにより補正するための補正量を算出する。

【0037】

ステップＳ１０４において、制御部１３は、例えばＰＩＤ処理によってステップＳ１０３で求めた回転角度を実現するように、ボイスコイルモータの通電量を制御する。このように、制御部１３は、検知部により検知された差が小さくなるようにアクチュエータを制御する。前述したように信号光は分岐部１２１で分岐する。したがって、信号光は、制御部１３の制御によって受光部２００の特定の範囲内に位置するとともに、その分岐光の分割型フォトダイオード１２２における位置は、中央部に向かって移動する（Ｑ１～Ｑ４のそれぞれが実質的に等価になる）。このように、分割型フォトダイオード１２２では、分岐光の位置には、受光部２００における信号光の位置が反映される。

【0038】

制御部１３は、少なくとも光通信中、上記のステップＳ１０１からＳ１０４を繰り返し実行する。信号光のブレが高速かつ微細な振動によるものであったとしても、信号光が基準方向または基準位置からずれたときに、ウェッジプリズム１１はこのずれを解消する回転角度に回転する。このように、本実施形態では、上記の処理を高速で行うことにより、受光部２００における信号光のブレ量を抑え込むことが可能となる。

【0039】

［本実施形態の主な作用効果］
本実施形態において、ウェッジプリズム１１による信号光の偏向は、二次元的な走査に対応可能である。そのため、本実施形態では、信号光のブレが複合した振動（例えば光通信装置の傾きとウェッジプリズム１１における信号光の照射位置の変化との両方を含む場合など）であったとしても、分割型フォトダイオード１２２により検知したブレ量に基づいて、信号光の照射位置を、受光部２００の受光面における特定の補正範囲に変更させることが可能である。

【0040】

特に、本実施形態では、ウェッジプリズム１１を透過した後の信号光の照射位置と基準位置との差を検知部（分岐部１２１と分割型フォトダイオード１２２）で検知することから、分割型フォトダイオード１２２では補正後の信号光の分岐光の照射位置が検知される。よって、受光部２００における信号光と同じ制御が行われた光が検知部（分割型フォトダイオード１２２）で検知されることから、正確かつ簡易にフィードバック制御を実施する観点で有利である。

【0041】

本実施形態では、信号光のブレの補正について説明しているが、調整装置１０は、受信側の光通信装置を走査する（ビーコンの）ための信号光の進行方向を調整するなど、光通信装置１の所望の機能を実現するための他の偏向制御をさらに実施していてもよい。

【0042】

また、本実施形態では、ウェッジプリズム１１を回転させるアクチュエータにボイスコイルモータを採用している。したがって、小型かつ軽量な構成によって高速で、かつ正確な位置へウェッジプリズム１１を回転させる観点から有利である。

【0043】

［アクチュエータの態様］
なお、本実施形態において、アクチュエータの種類およびそれに関する構造は、信号光のブレを補正するのに十分に高速かつ高精度にウェッジプリズム１１を回転可能な範囲において適宜に選択し得る。図８～図１０に、本発明の実施形態１におけるウェッジプリズムに対するアクチュエータの配置の第一から第三の例のそれぞれを模式的に示す。

【0044】

たとえば図８に示されるように、本実施形態におけるアクチュエータ１６は、ウェッジプリズム１１と一体的に搭載される直接駆動の略面状の一体型面状アクチュエータであってよい。このようなアクチュエータは、一般に軽量で、省スペースであり、かつ直接駆動することから、光路上に並列するウェッジプリズムと一体的に配置することができ、かつ高速かつ高精度でのウェッジプリズムの回転運動を実現する観点から好適である。このようなアクチュエータ１６の例には、ボイスコイルモータおよびピエゾアクチュエータが含まれる。

【0045】

また、本実施形態におけるアクチュエータ１６は、例えば図９に示されるように、ウェッジプリズム１１の外部に配置されてウェッジプリズム１１を直接回転させる外部アクチュエータであってもよい。外部アクチュエータは、例えばウェッジプリズム１１を回転可能に支持する基板に配置される。外部アクチュエータは、通常、ウェッジプリズム１１またはそれと一体的な支持部材（例えば枠１１５ａ）に対して、駆動力を伝達するために接触して配置されるが、駆動力を伝達可能であれば非接触で配置されていてもよい。外部アクチュエータは、一般に設置空間の大きさの制約が前述の一体型面状アクチュエータよりも少なく、より大きな出力のアクチュエータを配置するのに好適である。また、外部アクチュエータは、多数のウェッジプリズム１１またはより重たいウェッジプリズム１１を高速かつ高精度で回転させるのに有利である。このような直接駆動の外部アクチュエータの例には、ボイスコイルモータ、ピエゾモータ、ＢＬＤＣ（ブラシレス直流）モータ、ステッピングモータおよびＤＣ（直流）モータが含まれる。

【0046】

さらに、本実施形態におけるアクチュエータ１６は、例えば図１０に示されるように、上記の外部アクチュエータに加えて伝達機構１７をさらに含んでいてもよい。このような駆動伝達型の外部アクチュエータも、前述した外部アクチュエータと同様の観点で有利である。伝達機構１７の例には、ギヤ、リンク機構およびクランク機構が含まれる。外部アクチュエータと伝達機構１７とは、駆動力を伝達可能であれば、互いに接触して配置されていてもよいし、非接触で配置されていてもよい。

【0047】

〔実施形態２～９〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、以降の実施形態において、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0048】

［実施形態２］
図１１は、本発明の実施形態２に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。図１１に示されるように、本実施形態における光通信装置２は、調整装置１０に代えて調整装置２０を備える以外は、実施形態１の光通信装置１と同様に構成されている。調整装置２０は、検知部１２がウェッジプリズム１１の受光部２００とは反対側に配置されている以外は、実施形態１の調整装置１０と同様に構成されている。

【0049】

本実施形態では、検知部は、ウェッジプリズムを透過する前の信号光の位置と基準位置との差、を検知する。本実施形態では、ウェッジプリズム１１による偏向の影響を含まない分岐光の検知結果に応じて、実施形態１と同様の信号光のブレの補正を実施することが可能である。

【0050】

［実施形態３］
図１２は、本発明の実施形態３に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。図１２に示されるように、本実施形態における光通信装置３は、調整装置１０に代えて調整装置３０を備える以外は、実施形態１の光通信装置１と同様に構成されている。調整装置３０は、信号光の光路上に直列に配置される二つのウェッジプリズム３１、３２を有している。また、調整装置３０において、検知部１２は二つのウェッジプリズム３１、３２の間に配置され、制御部１３は二つのウェッジプリズム３１、３２のそれぞれを制御するように構成されている。調整装置３０は、それら以外は、実施形態１の調整装置１０と同様に構成されている。なお、ウェッジプリズム３１、３２のうち、ウェッジプリズム３２はより受光部２００側に配置されている。

【0051】

本実施形態では、検知部は、ウェッジプリズム３１を透過した後の信号光であって、ウェッジプリズム３２を透過する前の信号光の分岐光の位置を検知する。本実施形態では、ウェッジプリズム３１、３２における信号光の偏向の制御の機能をより細分化することが可能である。

【0052】

たとえば、本実施形態では、ＰＩＤ制御による信号光のブレの補正を、ウェッジプリズム３１、３２のそれぞれにおいて段階的に行ってもよい。あるいは、本実施形態では、ウェッジプリズム３１、３２の一方に基づいてビーコンのための偏向制御などの信号光の所望の偏向制御を実施し、他方に基づいて信号光のブレを補正してもよい。ウェッジプリズム３１、３２のそれぞれにおいて段階的に行う場合では、ウェッジプリズム３１、３２の一方による回転角度の影響を他方で検出することが可能となる。よって、本実施形態は、受光部２００における信号光の照射位置を基準位置へ近づけるための回転角度の設定値の正確性をさらに高める観点から有利である。

【0053】

［実施形態４、５］
図１３は、本発明の実施形態４に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。図１３に示されるように、実施形態４における光通信装置４は、受光部２００に代えて発光部３００を有し、調整装置１０に代えて調整装置４０を備える以外は、実施形態１の光通信装置１と同様に構成されている。調整装置４０は、調整装置１０と同じ構成を有し、光通信装置４において、分岐部１２１がウェッジプリズム１１を透過する前の信号光を分岐するように配置されている。

【0054】

また、図１４は、本発明の実施形態５に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。図１４に示されるように、実施形態５における光通信装置５は、受光部２００に代えて発光部３００を有し、調整装置２０に代えて調整装置５０を備える以外は、実施形態２の光通信装置２と同様に構成されている。調整装置５０は、調整装置２０と同じ構成を有し、光通信装置５において、分岐部１２１がウェッジプリズム１１を透過した後の信号光を分岐するように配置されている。

【0055】

これらの実施形態は、発光部３００またはウェッジプリズム１１のゆるみによる信号光の振動あるいは信号光の進行方向の変化を検出し、当該信号光の進行方向を補正するのにより一層効果的である。
［実施形態６］
本発明の実施形態に係る光通信装置は、送信側の構成と受信側の構成との両方の構成を備えていてもよい。図１５は、本発明の実施形態６に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。図１５に示されるように、本実施形態における光通信装置６は、発光部３００、分岐部３１０、ウェッジプリズム３２０および反射鏡３３０をさらに有する以外は、実施形態１の光通信装置１と同様の構成を有している。

【0056】

分岐部３１０は、発光部３００とウェッジプリズム３２０との間に配置されている。分岐部３１０は、発光部３００が出射した信号光を透過し、ウェッジプリズム３２０を透過した外部からの信号光を分岐する。ウェッジプリズム３２０は、発光部３００が出射した（例えばビーコンのための）信号光の進行方向を制御する。また、ウェッジプリズム３２０は、外部からの信号光を受信する場合には、特定の位置（例えば前述の基準位置）で当該信号光を透過させる。反射鏡３３０は、分岐部３１０が分岐した外部からの信号光をウェッジプリズム１１（受光部２００）に向けて反射する。反射鏡３３０は、分岐部３１０の位置と受光部２００の位置とによって決まる特定の位置に固定されている。

【0057】

本実施形態では、信号光の出射と受光との両方を実施可能であり、前述したように、受光に際して信号光の相対的な振動または傾きを補正することが可能である。

【0058】

［実施形態７］
図１６は、本発明の実施形態７に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。図１６に示されるように、本実施形態における光通信装置７は、調整装置１０に代えて調整装置２０を備える以外は、実施形態６の光通信装置６と同様の構成を有している。本実施形態でも、前述の実施形態６と同様に、信号光の出射と受光との両方を実施可能であり、また受光に際して信号光の相対的な振動または傾きを補正することが可能である。

【0059】

［実施形態８］
図１７は、本発明の実施形態８に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。図１７に示されるように、本実施形態における光通信装置８は、分岐部３１０とウェッジプリズム３２０との出射される信号光の光路上の位置が入れ替わっている以外は、前述の実施形態７の光通信装置７と同様の構成を有している。

【0060】

本実施形態では、外部からの信号光は、ウェッジプリズム３２０を透過する前に受光部２００に分岐する。したがって、発光部３００からのウェッジプリズム３２０によって進行方向が制御された信号光の出射と、受光する外部からの信号光の相対的な振動または傾きの補正とを同時に実施することが可能である。

【0061】

［実施形態９］
図１８は、本発明の実施形態９に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。図１８に示されるように、本実施形態における光通信装置９は、調整装置１０に代えて調整装置９０を有する以外は前述した実施形態１の光通信装置１と同様の構成を有している。調整装置９０は、検知部１２に代えてジャイロセンサ９１を有している。ジャイロセンサ９１は、ウェッジプリズム１１を保持する光通信装置９の傾きを検出し、検出信号を制御部１３に出力する。光通信装置９の傾きによって、ウェッジプリズム１１における信号光の進行方向が変化し、進行方向と基準方向との差が生じる。ジャイロセンサ９１は、ウェッジプリズム１１を通過する前の信号光の進行方向と基準方向との差を検知する検知部となっている。

【0062】

本実施形態によれば、光通信装置９の傾きをジャイロセンサ９１により検知し、ウェッジプリズム１１により受光部２００に発生する信号光のブレを補正することが可能である。本実施形態では、信号光が分岐されずに受光部２００に到達する。よって、分岐光に基づいて信号光の進行方向を補正する場合に比べて、信号光の分岐による減衰を防止する観点から有利である。

【0063】

なお、調整装置９０は、必要に応じて前述の分岐光受光部などの他のセンサを必要に応じてさらに有していてよい。このように他のセンサの検出値をさらに参照することによって、調整装置９０は、前述の他の実施形態と同様に、信号光の傾き（チルト）のみならず信号光の照射位置のずれ（シフト）の補正を実現することも可能である。また、調整装置９０は、前述した実施形態と同様に、信号光送信側の光通信装置にも適用することによって信号光のブレを補正することが可能である。また、調整装置９０は、前述した実施形態と同様に、送信側の構成と受信側の構成との両方の構成を有する光通信装置にも適用可能であり、当該光通信装置において信号光のブレを補正することが可能である。

【0064】

〔大気の揺らぎによる信号光のブレ〕
大気は、天候および湿度などの自然現象によって揺らぎ、それにより大小の大気塊が生じる。大気塊は、その周囲の大気に対して異なる屈折率を示す。そのため、上記の大気の揺らぎは、信号光のブレを生じる。大気塊は、大きいほど振幅が大きく周波数の低い信号光の振動もたらし、小さいほど振幅が小さく周波数の低い信号光の振動をもたらす。このような大気塊による信号光のブレは、おおよそ１Ｈｚ～２ＫＨｚの周波数の範囲で生じ得る。大気中での光通信では、このような大気の揺らぎによる信号光のブレを適切に補正することが望まれる。

【0065】

大気の大きな（低周波の）揺らぎは、前述した機器の振動に起因する信号光のブレと同様にして補正され得る。大気の小さな（高周波の）揺らぎに対しては、信号光のブレは、高い周波数でのウェッジプリズムの回転駆動により補正され得る。以下、主に、高周波の大気の揺らぎによる信号光のブレを補正するのに好適な形態を説明する。

【0066】

［実施形態１０］
図１９は、本発明の実施形態１０に係る光通信装置の受光系の光学的な構成を模式的に示す図である。図１９に示されるように、受光部２２０は、アンテナ２２１、エキスパンダ２２２およびシングルモードファイバ２２３を有する。シングルモードファイバ２２３は、その一端が受光端であり、他端にはコネクタ２２４を有している。

【0067】

アンテナ２２１は、集光系の光学素子である。アンテナ２２１は、例えば集光レンズであり、シングルモードファイバ２２３が受光可能なビーム径まで信号光を集光させる。

【0068】

エキスパンダ２２２は、アンテナ２２１が集光した信号光をコリメート光としてシングルモードファイバ２２３の受光端に向けて出射する。エキスパンダ２２２は、例えばコリメートレンズが用いられる。

【0069】

シングルモードファイバ２２３は、コアとクラッドとを有する。エキスパンダ２２２からの信号光のコリメート光は、シングルモードファイバ２２３の一端においてコアに直接、または適当なコネクタを介してコアに導かれる。

【0070】

このように、本実施形態の受光部２２０は、信号光を受光するシングルモードファイバ２２３と、シングルモードファイバのコアに導光されるビーム径に信号光を集光する集光光学系（アンテナ２２１およびエキスパンダ２２２）と、を含む。当該集光光学系は、シングルモードファイバ２２３に至る信号光の光路中に配置されていればよく、信号光の光路におけるシングルモードファイバ２２３の直前でなくてもよい。

【0071】

上記の受光部を備える光通信装置の構成の一例を説明する。図２０は、本発明の実施形態１０に係る光通信装置の機能的な構成を模式的に示す図である。図２０に示されるように、光通信装置１Ａは、アンテナ２２１、エキスパンダ２２２、ウェッジプリズム１１、１１、アクチュエータ１６、分岐部１２１、分割型フォトダイオード１２２、制御部１３、シングルモードファイバ２２３およびコネクタ２２４を有する。アンテナ２２１およびエキスパンダ２２２は、シングルモードファイバ２２３で受光可能なビーム径まで信号光を集光し、コリメート光としてウェッジプリズム１１、１１に出射する。当該コリメート光は、分岐部１２１を通り、シングルモードファイバ２２３に受光される。それ以外は、前述した実施形態１と同様である。

【0072】

本実施形態では、シングルモードファイバ２２３が信号光を直接受光する。したがって、受光部２００としてイメージセンサを用いる場合の信号変換処理が不要である。よって、当該処理による制御の遅延が発生しないことから、ウェッジプリズム１１、１１の回転の制御への負荷をより軽減可能である。そのため、ウェッジプリズム１１、１１の回転制御のさらなる高速化が図られ、前述した高周波の揺らぎによる信号光のブレを抑制する観点からより有利である。また、信号光が直接シングルモードファイバ２２３に到達することから、空間中での光通信において一般的な光ファイバ通信と同等の通信が実現可能となる。

【0073】

［実施形態１１］
本実施形態は、ウェッジプリズム１１を回転させるアクチュエータに加えて、トルク調整装置をさらに有する以外は、前述した実施形態と同様である。図２１は、本発明の実施形態１１に係るウェッジプリズムのトルク調整機構を模式的に示す図である。図２１に示されるように、ウェッジプリズム１１には、ウェッジプリズム１１を回転させるためのアクチュエータ１６に加えて、トルク調整装置２６がさらに取り付けられている。トルク調整装置２６は、アクチュエータ１６と同様にウェッジプリズム１１を回転駆動可能な装置であり、実施形態１で前述した各種のアクチュエータから適宜に選ばれ得る。高速かつ高精度でのウェッジプリズムの回転運動を実現する観点から、トルク調整装置２６は、ボイスコイルモータであることが好ましい。

【0074】

ボイスコイルモータでは、特定の周波数付近までトルクと周波数とが近似的に比例関係で増加する傾向を有する。ここで、周波数とは周期の逆数であり、当該周期とは、ウェッジプリズムの正転と逆転とによる一回の振幅に要する時間である。このように、ボイスコイルモータによる周波数特性は、概ねトルクに比例し、振幅に反比例する特性を示す。したがって、ウェッジプリズム１１の回転運動におけるトルクを高めることにより、当該回転運動の周波数を高めることが可能となる。

【0075】

一つのウェッジプリズム１１に対するトルク調整装置２６の設置数は、単数でも複数でもよく、その上限はトルク向上による周波数向上の効果が得られる範囲、あるいは所望の周波数が実現可能な範囲で適宜に決めることができる。複数のトルク調整装置２６を有することは、ウェッジプリズム１１の回転駆動機構におけるバランスを改善する観点から有利である。このような観点によれば、トルク調整装置２６およびアクチュエータ１６が、アクチュエータ１６の回転中心に対して略回転対称の位置に配置されることも、有利な一態様である。

【0076】

このように、本実施形態では、光通信装置がトルク調整装置２６をさらに有することから、ウェッジプリズム１１の回転の周波数をより一層高めることが可能となる。したがって、前述した高周波の揺らぎによる信号光のブレを抑制する観点からより有利である。

【0077】

［実施形態１２］
以下の実施形態１２～１４では、光通信装置におけるウェッジプリズムの回転駆動を制御する形態を説明する。図２２は、本発明の実施形態１２に係る光通信装置におけるウェッジプリズムの回転駆動の制御システムを示すブロック図である。本実施形態では、制御部１３は、フィードフォワード制御とフィードバック制御との両方を実施してウェッジプリズムの回転駆動を制御する。

【0078】

図２２に示されるように、制御部１３において、目標値算出部１３１は、ホール素子１１４からの出力信号に応じてウェッジプリズム１１の回転角度の目標値を算出する。

【0079】

フィードフォワード（ＦＦ）制御器１３２は、当該目標値を取得し、所期の出力が得られるアクチュエータ（ＡＣＴ）１６の入力値を取得する。

【0080】

当該入力値は、フィードバック（ＦＢ）制御器１３３からの補正値によって補正され、アクチュエータ１６は、補正された入力値に応じて駆動する。

【0081】

フィードバック（ＦＢ）制御器１３３は、補正された入力値によるアクチュエータ１６駆動後のホール素子１１４からの出力信号と前述の目標値との偏差を取得して前述の補正値を取得する。

【0082】

一般に、光軸の調整等にはウェッジプリズムの回転角度を精度よく算出する必要がある。この観点によれば、ウェッジプリズムの回転位置によるフィードバックが有効である。一方で、光軸の調整等では高速での動作も必要である。この観点によれば、ウェッジプリズムの回転位置の確認処理は、制御周期の遅延を発生させることがあり、前述した高周波の揺らぎに対応するための高速動作の妨げになり得る。なお、「制御周期」とは、ウェッジプリズムの回転制御に係る一連の制御動作の周期を意味する。

【0083】

本実施形態では、前述のように、フィードフォワード制御をフィードバック制御に組み込んだ制御システムによって、フィードフォワード制御の誤差の補正としてフィードバック制御を活用してウェッジプリズムの回転駆動を制御する。よって、本実施形態は、位置演算によってウェッジプリズムの回転駆動の精度をより高めつつ、当該位置演算による制御の負荷を軽減させ、演算速度の向上を実現する観点から有利である。このような本実施形態は、高周波のブレの信号光の光軸補正などの、ウェッジプリズムの高速駆動とウェッジプリズムの位置制御との両方が求められる光通信装置の用途において有利である。

【0084】

［実施形態１３］
図２３は、本発明の実施形態１３に係る光通信装置におけるウェッジプリズムの回転駆動の制御システムを示すブロック図である。本実施形態では、制御部１３は、フィードフォワード制御によってウェッジプリズムの回転駆動を制御する。

【0085】

図２３に示されるように、制御部１３において、目標値算出部１３１は、ホール素子１１４からの出力信号に応じてウェッジプリズム１１の回転角度の目標値を算出する。フィードフォワード制御器１３２は、当該目標値を取得し、所期の出力が得られるアクチュエータ１６の入力値を取得する。アクチュエータ１６は、当該入力値に応じて駆動する。

【0086】

このように、本実施形態では、ウェッジプリズムの位置制御が含まれない。そのため、前述の実施形態１２に比べて、制御周期をより短くすることができ、制御遅れがより抑制され得る。よって、本実施形態は、ウェッジプリズムの回転運動の周期を短くするのにより一層効果的であり、前述した高周波の大気の揺らぎへの対応の観点からより有利である。よって、本実施形態は、高周波の信号光のブレの補正が求められる光通信装置の用途において有利である。

【0087】

［実施形態１４］
図２４は、本発明の実施形態１４に係る光通信装置におけるウェッジプリズムの回転駆動の制御システムを示すブロック図である。本実施形態では、制御部１３は、フィードバック制御によってウェッジプリズムの回転駆動を制御する。

【0088】

図２４に示されるように、制御部１３において、目標値算出部１３１は、ホール素子１１４からの出力信号に応じてウェッジプリズム１１の回転角度の目標値を算出する。当該目標値は、補正された入力値によるアクチュエータ１６駆動後のホール素子１１４からの出力信号に基づいて補正される。フィードバック制御器１３３は、補正された目標値を取得し、アクチュエータ１６の入力値を取得する。アクチュエータ１６は、当該入力値に応じて駆動する。

【0089】

このように、本実施形態では、位置制御によってウェッジプリズムの回転駆動を制御する。そのため、前述の実施形態１３に比べて、ウェッジプリズムの回転位置をより正確に制御することが可能である。よって、本実施形態は、光通信装置におけるウェッジプリズムの回転駆動系が実現可能な周波数の範囲において、信号光の揺らぎを抑制する観点からより一層効果的である。本実施形態の制御は、設置によって発生する位置情報の誤差を調整することが求められる光通信装置の用途、あるいは信号光の受信位置をより精密に維持ことが求められる光通信装置の用途において有利である。

【0090】

以上の実施形態１０～１４（特には１１～１３）によれば、光通信装置の振動と、大気の揺らぎによる信号光の振動と、の両方による信号光のブレを補正し、安定した光通信を実現する観点からより一層効果的である。

【0091】

通常、空間内での光通信では、信号光を特定のエネルギーで送信し、これを受信する。信号光の送信のエネルギーは、受光側に到達可能な最低限のエネルギー以上に設定される。しかしながら、前述したような大気の揺らぎが存在すると、信号光のエネルギーが変化し、特に大気の大きな揺らぎによって前述の最低限のエネルギーを下回ることがある。信号光のエネルギーが当該最低限のエネルギーを下回ると光通信が途切れる。したがって、大気の大きな揺らぎによる信号光のブレを補正することで、信号光が受信に十分なエネルギーを有して受信側で受診され、光通信が安定して実施される。

【0092】

大気の小さな揺らぎによる信号光のエネルギーの損失は小さいが、信号光の高周波のブレをもたらし、光通信において信号光の一定のブレ幅をもたらす。したがって、大気の小さな揺らぎによる信号光のブレを補正することで、信号光のブレ幅をより縮小することが可能となる。

【0093】

このように、大気の大小の揺らぎによる信号光のブレを補正することによって、光通信における信号光のエネルギーが、送信時のエネルギーおよび上記の縮小されたブレ幅の範囲に保たれる。大気の小さな揺らぎによる信号光の高周波のブレの補正の精度が高いほど、例えばより高周波のブレの補正が可能であるほど、上記のブレ幅がより縮小され、信号光のエネルギーにおける送信時のエネルギーからのずれがより小さくなる。その結果、送信時のエネルギーを前述の最低限のエネルギーにより近い値に設定することが可能となる。よって、光通信の安定化に加えて光通信の省力化の観点からも有利となる。

【0094】

〔ソフトウェアによる実現例〕
制御部１３の機能は、制御部１３としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、制御部１３の各制御ブロックとしてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。

【0095】

この場合、制御部１３は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも１つの制御装置（例えばプロセッサ）と少なくとも１つの記憶装置（例えばメモリ）を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。

【0096】

上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、１または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。

【0097】

また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。

【0098】

また、上記各実施形態で説明した各処理は、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知能）に実行させてもよい。たとえば、分割型フォトダイオード１２２または受光部２００における照射位置の変化の周期、変化量および変化の方向と、当該変化を打ち消すためのウェッジプリズムの回転角度とを学習データとして、取得すべきウェッジプリズムの回転角度、適用すべき目標値（信号光の進行方向と基準方向との差の目標値の適用、信号光の照射位置と基準位置との差の目標値の適用、これらの目標値の適用順序、または、これらの目標値の比率、など）を学習させ、学習結果をアクチュエータの制御に反映させてもよい。この場合、ＡＩは制御部１３で動作するものであってもよいし、他の装置（例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。

【0099】

〔まとめ〕
以上の説明から明らかなように、本発明の第一の態様に係る調整装置（１）は、信号光の光路上に回転可能に配置されているウェッジプリズム（１１）と、ウェッジプリズムを回転させるアクチュエータと、ウェッジプリズムを透過する前の、または、ウェッジプリズムを透過した後の信号光の位置を検知する検知部（１２）であって、検知部に設定された基準位置と信号光の位置との差を検知する検知部と、検知部により検知された差が小さくなるようにアクチュエータを制御する制御部（１３）と、を備えている。この構成によれば、信号光の進行方向を高速かつ高精度で制御可能であり、かつ小型化に有利な調整装置を実現することができる。

【0100】

本発明の第二の態様に係る調整装置は、第一の態様において、アクチュエータが、ボイスコイルモータ、ＤＣモータ、ステッピングモータおよびピエゾアクチュエータからなる群から選ばれる一以上の装置であってもよい。この構成は、高速かつ高精度でのウェッジプリズムの回転運動を実現する観点からより一層効果的である。

【0101】

本発明の第三の態様に係る調整装置は、第二の態様において、ウェッジプリズムを回転させるために上記の装置の動作をウェッジプリズムに伝達する機構をさらに含んでもよい。この構成は、様々なタイプのアクチュエータを調整装置に適用可能にする観点からより一層効果的である。

【0102】

本発明の第四の態様に係る調整装置は、第二の態様または第三の態様において、ボイスコイルモータが、ウェッジプリズムに対して固定され、ウェッジプリズムの回転軸に沿う方向の磁界を発生させるための磁石と、ウェッジプリズムを回転可能に支持する基板に対して固定され、ウェッジプリズムの回転方向および磁界の向きの両方に交差する方向に延在する部分を含むコイルと、を有していてもよい。この構成は、調整装置の小型化および軽量化を実現する観点からより一層効果的である。

【0103】

本発明の第五の態様に係る調整装置は、第四の態様において、コイルが、平面視したときに回転軸から外側に向けて広がる扇形の形状を有していてもよい。この構成は、ウェッジプリズムの回転の推力のロスを軽減する観点からより一層効果的である。

【0104】

本発明の第六の態様に係る調整装置は、第二の態様から第五の態様のいずれかにおいて、調整装置が磁界の磁束密度を検出するためのホール素子をさらに有し、制御部がホール素子による磁束密度の検出値に応じてウェッジプリズムの回転角度を取得してもよい。この構成は、ウェッジプリズムの回転角度を迅速かつ簡易に求める観点からより一層効果的である。

【0105】

本発明の第七の態様に係る調整装置は、第二の態様から第六の態様のいずれかにおいて、一枚のウェッジプリズムの回転方向における二か所以上にボイスコイルモータが配置されていてもよい。この構成は、調整装置の性能の安定性を高める観点からより一層効果的である。

【0106】

本発明の第八の態様に係る調整装置は、第七の態様において、複数のボイスコイルモータのそれぞれが、ウェッジプリズムを平面視したときに、回転軸を中心とする回転対称の位置に配置されていてもよい。この構成は、磁気回路の集中によってウェッジプリズムがスラスト方向に変位することを抑制する観点からより一層効果的である。

【0107】

本発明の第九の態様に係る調整装置は、第一の態様から第八の態様のいずれかにおいて、検知部が、信号光の光路上に配置されて信号光を分岐させる分岐部と、分岐された信号光の一方を受光する分岐光受光部と、を含んでいてもよい。この構成は、信光のブレのタイプに関わらずに受光部における信号光の位置の変化を検知する観点からより効果的である。

【0108】

本発明の第十の態様に係る調整装置は、第九の態様において、分岐光受光部が、イメージセンサ、または、受光面が分割されている分割型フォトダイオード、であってもよい。この構成は、信光のブレのタイプに関わらずに受光部における信号光の位置の変化を検知する観点からより一層効果的である。

【0109】

本発明の第十一の態様に係る調整装置は、第一の態様から第八の態様のいずれかにおいて、検知部がウェッジプリズムの傾きを検出するジャイロセンサであってもよい。この構成は、信号光の分岐による減衰を抑制する観点からより一層効果的である。

【0110】

本発明の第十二の態様に係る光通信装置は、第一の態様から第十一の態様のいずれかの調整装置を備えた光通信装置であって、信号光を受光する受光部をさらに備えており、ウェッジプリズムが、受光部に入射する信号光の光路上に配置されていてもよい。

【0111】

本発明の第十三の態様に係る光通信装置は、第一の態様から第十一の態様のいずれかのいずれかの調整装置を備えた光通信装置であって、信号光を受光する受光部をさらに備えており、ウェッジプリズムが、発光部から出射した信号光の光路上に配置されていてもよい。

【0112】

第十二の態様および第十三の態様のいずれも、信号光の進行方向を高速かつ高精度で制御可能であり、かつ小型化に有利な光通信装置を実現することができる。

【0113】

本発明は、上述した各実施形態に限定されず、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。

【0114】

本発明によれば、光通信装置における微振動などによる信号光の受光部における受光位置を光通信装置において適切に補正でき、かつ光通信装置のさらなる小型化に有利である。よって、情報インフラの整備および技術革新の拡大へのさらなる貢献が期待され、産業および技術革新の基盤に関する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の達成への貢献が期待される。

【符号の説明】

【0115】

１～９ 光通信装置
１０、２０、３０、４０、５０、９０ 調整装置
１１、３１、３２、３２０ ウェッジプリズム
１１ａ 第一ウェッジプリズム
１１ｂ 第二ウェッジプリズム
１２ 検知部
１３ 制御部
２６ トルク調整装置
９１ ジャイロセンサ
１１１ 基板
１１２ａ 第一磁石
１１２ｂ 第二磁石
１１３ａ 第一コイル
１１３ｂ 第二コイル
１１４ａ 第一ホール素子
１１４ｂ 第二ホール素子
１１５ａ 枠
１２１、３１０ 分岐部
１２２ 分割型フォトダイオード
１３１ 目標値算出部
１３２ ＦＦ制御器
１３３ ＦＢ制御器
２００ 受光部
２２１ アンテナ
２２２ エキスパンダ
２２３ シングルモードファイバ
２２４ コネクタ
３００ 発光部
３３０ 反射鏡
ＣＡ 回転軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】