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特開2025-147519光通信装置、光通信システム及び光照射素子
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(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】P2025147519
(43)【公開日】2025-10-07
(54)【発明の名称】光通信装置、光通信システム及び光照射素子
(51)【国際特許分類】
   H04B 10/112 20130101AFI20250930BHJP
【FI】
H04B10/112
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024047799
(22)【出願日】2024-03-25
(71)【出願人】
【識別番号】000006633
【氏名又は名称】京セラ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100090033
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 博司
(74)【代理人】
【識別番号】100093045
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 良男
(72)【発明者】
【氏名】木村 良之
【テーマコード(参考)】
5K102
【Fターム(参考)】
5K102AA22
5K102AH01
5K102AL11
5K102AL23
5K102PB01
5K102PH31
(57)【要約】
【課題】双方向通信する信号光の軸合わせを容易にすること。
【解決手段】第1の光通信装置10は、通信対象の第2の光通信装置20に向けて送信信号光(第1通信光L1)を照射する光照射素子11と、通信対象の第2の光通信装置20からの受信信号光(第2通信光L2)が入射されるレンズ12と、レンズ12によって集光された受信信号光を受光する受光素子13と、を備え、レンズ12には貫通孔12aが設けられており、光照射素子11は貫通孔12aに沿った仮想線L0上にあって、送信信号光をレンズ12に当てないように、送信信号光の軸をレンズ12の光軸Opと平行に照射可能に配設されており、受光素子13は、光照射素子11から照射された送信信号光の中心の軸と、レンズ12に入射する受信信号光の中心の軸とが重なった際に、レンズ12によって集光された受信信号光を受光可能な位置に配設されている。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
通信対象の装置に向けて送信信号光を照射する光照射素子と、
前記通信対象の装置からの受信信号光が入射されるレンズと、
前記レンズによって集光された前記受信信号光を受光する受光素子と、
を備え、
前記光照射素子は、前記送信信号光を前記レンズに当てないように、前記送信信号光の軸を前記レンズの光軸と平行に照射可能な位置に配設されており、
前記受光素子は、前記光照射素子から照射された前記送信信号光の中心の軸と、前記レンズに入射する前記受信信号光の中心の軸とが重なった際に、前記レンズによって集光された前記受信信号光を受光可能な位置に配設されていることを特徴とする光通信装置。
【請求項2】
前記レンズには貫通孔が設けられており、
前記光照射素子は、前記貫通孔に沿った仮想線上に配設されていることを特徴とする請求項1に記載の光通信装置。
【請求項3】
前記貫通孔は、前記レンズの中央部に設けられており、
前記受光素子は、前記レンズの光軸寄りの位置に配設されていることを特徴とする請求項2に記載の光通信装置。
【請求項4】
前記貫通孔は、前記レンズの光軸からずれた位置に設けられており、
前記受光素子は、前記レンズの光軸寄りの位置に配設されていることを特徴とする請求項2に記載の光通信装置。
【請求項5】
前記受光素子は、前記レンズの焦点に相当する位置に配設されてい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通信装置。
【請求項6】
前記光照射素子は、前記貫通孔内に配設されており、前記レンズと一体に設けられていることを特徴とする請求項2~4のいずれか一項に記載の光通信装置。
【請求項7】
請求項1に記載の光通信装置を一対備えている光通信システムであって、
一方の光通信装置から他方の光通信装置に向けて照射された前記送信信号光の中心の軸と、前記他方の光通信装置から前記一方の光通信装置に向けて照射された前記送信信号光であるとともに前記一方の光通信装置の前記レンズに前記受信信号光として入射する光の中心の軸とが重なるように構成されていることを特徴とする光通信システム。
【請求項8】
前記レンズには貫通孔が設けられており、
前記光照射素子は、前記貫通孔に沿った仮想線上に配設されていることを特徴とする請求項7に記載の光通信システム。
【請求項9】
前記一方の光通信装置と前記他方の光通信装置とが備えている前記レンズの貫通孔は、前記レンズの中央部に設けられており、
前記一方の光通信装置と前記他方の光通信装置とが備えている前記受光素子は、前記レンズの光軸寄りの位置に配設されていることを特徴とする請求項8に記載の光通信システム。
【請求項10】
前記一方の光通信装置と前記他方の光通信装置とが備えている前記レンズの貫通孔は、前記レンズの光軸からずれた位置に設けられており、
前記一方の光通信装置と前記他方の光通信装置とが備えている前記受光素子は、前記レンズの光軸寄りの位置に配設されていることを特徴とする請求項8に記載の光通信システム。
【請求項11】
前記一方の光通信装置が備えている前記レンズの貫通孔は、前記レンズの中央部に設けられており、
前記一方の光通信装置が備えている前記受光素子は、前記レンズの光軸寄りの位置に配設されており、
前記他方の光通信装置が備えている前記レンズの貫通孔は、前記レンズの光軸からずれた位置に設けられており、
前記他方の光通信装置が備えている前記受光素子は、前記レンズの光軸寄りの位置に配設されていることを特徴とする請求項8に記載の光通信システム。
【請求項12】
請求項1~4のいずれか一項に記載の光通信装置が備えている光照射素子であって、
前記光照射素子は前記貫通孔内に配設されており、前記レンズと一体に設けられていることを特徴とする光照射素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、光通信装置、光通信システム及び光照射素子に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、通信対象に向けて信号光を照射する光送信器と、通信対象からの信号光を受光する光受信器とを備えた光通信装置を用いる通信システムが開発されている。
特許文献1には、一対の光通信装置間で双方向通信を行う技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2024-6338号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献1のような双方向通信を行う場合、一対の光通信装置の間には、一方の光通信装置から他方の光通信装置に向かう第1方向の信号光の経路と、他方の光通信装置から一方の光通信装置に向かう第2方向の信号光の経路との2本の通信経路があるため、両方向の信号光の軸を合わせる必要がある。
その光通信装置において光送信器と光受信器が同一の台座に固定されている場合、一方の信号光の軸を合わせた後、他方の信号光の軸を合わせようとすると、先に合わせた信号光の軸がずれてしまうため、両方の信号光の軸を合わせる作業は煩雑であった。
【0005】
本開示は、双方向通信する信号光の軸合わせを容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に係る光通信装置は、
通信対象の装置に向けて送信信号光を照射する光照射素子と、
前記通信対象の装置からの受信信号光が入射されるレンズと、
前記レンズによって集光された前記受信信号光を受光する受光素子と、
を備え、
前記光照射素子は、前記送信信号光を前記レンズに当てないように、前記送信信号光の軸を前記レンズの光軸と平行に照射可能な位置に配設されており、
前記受光素子は、前記光照射素子から照射された前記送信信号光の中心の軸と、前記レンズに入射する前記受信信号光の中心の軸とが重なった際に、前記レンズによって集光された前記受信信号光を受光可能な位置に配設されている。
【0007】
本開示に係る光通信システムは、上記の光通信装置を一対備えており、
一方の光通信装置から他方の光通信装置に向けて照射された前記送信信号光の中心の軸と、前記他方の光通信装置から前記一方の光通信装置に向けて照射された前記送信信号光であるとともに前記一方の光通信装置の前記レンズに前記受信信号光として入射する光の中心の軸とが重なるように構成されている。
【0008】
本開示に係る光照射素子は、上記の光通信装置に備えられており、
前記光照射素子は前記貫通孔内に配設されており、前記レンズと一体に設けられている。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、双方向通信する信号光の軸合わせが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】本開示の第1実施形態に係る光通信システムを示す概略図である。
図2】第1実施形態の光通信システムの変形例を示す概略図(a)(b)である。
図3】本開示の第2実施形態に係る光通信システムを示す概略図である。
図4】第2実施形態の光通信システムの変形例を示す概略図(a)(b)である。
図5】本開示の第3実施形態に係る光通信システムを示す概略図(a)(b)(c)である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に本開示の一実施形態につき図面を参照して説明する。
本開示では、一対の光通信装置の間で双方向通信を行う光通信システムについて説明する。
【0012】
[第1実施形態]
図1に示すように、第1実施形態の光通信システム1は、第1の光通信装置10と第2の光通信装置20とを備える。
第1の光通信装置10は、光照射素子11と、レンズ12と、受光素子13と、通信制御部14とを備えている。
同様に、第2の光通信装置20は、光照射素子21と、レンズ22と、受光素子23と、通信制御部24とを備えている。
このように第1の光通信装置10と第2の光通信装置20は、同じ構成を有している。
そして、第1の光通信装置10と第2の光通信装置20は、互いが通信対象になっている。
【0013】
第1の光通信装置10の光照射素子11は、通信対象の第2の光通信装置20に向けて第1通信光L1を送信信号光として照射する。
第1の光通信装置10のレンズ12には、通信対象の第2の光通信装置20からの第2通信光L2が受信信号光として入射される。
第1の光通信装置10の受光素子13は、レンズ12によって集光された受信信号光としての第2通信光L2を受光する。
通信制御部14は、第1の光通信装置10の各部を統括制御する。
なお、光照射素子11とレンズ12と受光素子13は、互いの配置や姿勢が変わらずに一体的に挙動するように第1の光通信装置10に備えられている。
【0014】
同様に、第2の光通信装置20の光照射素子21は、通信対象の第1の光通信装置10に向けて第2通信光L2を送信信号光として照射する。
第2の光通信装置20のレンズ22には、通信対象の第1の光通信装置10からの第1通信光L1が受信信号光として入射される。
第2の光通信装置20の受光素子23は、レンズ22によって集光された受信信号光としての第1通信光L1を受光する。
通信制御部24は、第2の光通信装置20の各部を統括制御する。
なお、光照射素子21とレンズ22と受光素子23は、互いの配置や姿勢が変わらずに一体的に挙動するように第2の光通信装置20に備えられている。
【0015】
光照射素子11と光照射素子21は、信号用半導体レーザーである。
受光素子13と受光素子23は、信号用フォトダイオードである。
【0016】
通信制御部14は、光照射素子11が発するレーザー光を第1送信データに基づき変調して第1通信光L1として出力する処理と、受光素子13が受光した第2通信光L2を電気信号に復調して第2送信データを取り出す処理を実行する。
同様に、通信制御部24は、光照射素子21が発するレーザー光を第2送信データに基づき変調して第2通信光L2として出力する処理と、受光素子23が受光した第1通信光L1を電気信号に復調して第1送信データを取り出す処理を実行する。
【0017】
第1の光通信装置10のレンズ12と、第2の光通信装置20のレンズ22は、同じサイズであって同じ倍率を有する凸レンズである。
レンズ12には、レンズ12の光軸Opと平行な貫通孔12aが設けられている。
レンズ22には、レンズ22の光軸Opと平行な貫通孔22aが設けられている。
第1実施形態でのレンズ12,22の貫通孔12a,22aは、レンズ12,22の光軸Opに沿うように、そのレンズ12,22の中央部に設けられている。
なお、レンズ12は、第2の光通信装置20の発する第2通信光L2を第1の光通信装置10の受光素子13に対し集光させることができればよい。レンズ22は、第1の光通信装置10の発する第1通信光L1を第2の光通信装置20の受光素子23に対し集光させることができればよい。レンズ12及び13は、同じサイズ、及び/又は同じ倍率でなくともよい。
【0018】
そして、光照射素子11は、レンズ12の貫通孔12aに沿った仮想線L0上にあって、第1通信光L1をレンズ12に当てないように照射可能な位置に配設されている。この光照射素子11は、第1通信光L1の軸がレンズ12の光軸Opと平行になるように、第1通信光L1を照射する。
ここでの光照射素子11は、レンズ12の貫通孔12a内に配設されており、第1の光通信装置10から外側に向けて第1通信光L1を出射するように配設されている。
同様に、光照射素子21は、レンズ22の貫通孔22aに沿った仮想線L0上にあって、第2通信光L2をレンズ22に当てないように照射可能な位置に配設されている。この光照射素子21は、第2通信光L2の軸がレンズ22の光軸Opと平行になるように、第2通信光L2を照射する。
ここでの光照射素子21は、レンズ22の貫通孔22a内に配設されており、第2の光通信装置20から外側に向けて第2通信光L2を出射するように配設されている。
【0019】
また、受光素子13は、第1の光通信装置10の内側であって、レンズ12の光軸Op寄りの位置に配設されている。具体的には、受光素子13は、レンズ12の焦点に相当する位置か、その焦点の近傍に配設されている。
この受光素子13は、レンズ12によって集光された第2通信光L2を受光しやすい配置となるように、レンズ12の焦点に相当する位置かその焦点の近傍に配設されている。
特に、受光素子13は、光照射素子11から照射された第1通信光L1の中心の軸と、レンズ12に入射する第2の光通信装置20からの第2通信光L2の中心の軸とが重なった際に、レンズ12によって集光された第2通信光L2を受光可能な位置に配設されている。
同様に、受光素子23は、第2の光通信装置20の内側であって、レンズ22の光軸Op寄りの位置に配設されている。具体的には、受光素子23は、レンズ22の焦点に相当する位置か、その焦点の近傍に配設されている。
この受光素子23は、レンズ22によって集光された第1通信光L1を受光しやすい配置となるように、レンズ12の焦点に相当する位置かその焦点の近傍に配設されている。
特に、受光素子23は、光照射素子21から照射された第2通信光L2の中心の軸と、レンズ22に入射する第1の光通信装置10からの第1通信光L1の中心の軸とが重なった際に、レンズ22によって集光された第1通信光L1を受光可能な位置に配設されている。
【0020】
受光素子13はレンズ12の焦点に相当する位置に配設され、受光素子23はレンズ22の焦点に相当する位置に配設されていることが好ましい。
受光素子13が、レンズ12の焦点に相当する位置に配設されていれば、レンズ12によって集光された受信信号光としての第2通信光L2を効率よく受光することができ、良好な光通信が可能になる。
同様に、受光素子23が、レンズ22の焦点に相当する位置に配設されていれば、レンズ22によって集光された受信信号光としての第1通信光L1を効率よく受光することができ、良好な光通信が可能になる。
【0021】
なお、受光素子13,23は、レンズ12,22の焦点に相当する位置ではなくても、その焦点の近傍に配設されていればよい。
受光素子13がレンズ12の焦点の近傍に配設されていて、レンズ12によって集光された受信信号光としての第2通信光L2を受光可能であれば、光通信が可能になる。
同様に、受光素子23がレンズ22の焦点の近傍に配設されていて、レンズ22によって集光された受信信号光としての第1通信光L1を受光可能であれば、光通信が可能になる。
【0022】
次に、第1実施形態の光通信システム1において、第1の光通信装置10と第2の光通信装置20とが双方向通信を行う態様について説明する。
【0023】
この光通信システム1を構成する第1の光通信装置10と第2の光通信装置20を、互いのレンズ12,22を向き合わせるように配置し、第1の光通信装置10のレンズ12の光軸Opと、第2の光通信装置20のレンズ22の光軸Opとが一直線上に揃う配置に調整する。
例えば、図1に示すように、第1の光通信装置10のレンズ12の光軸Opと、第2の光通信装置20のレンズ22の光軸Opとが一直線上に揃った配置となれば、第1の光通信装置10と第2の光通信装置20との双方向通信が可能になる。
【0024】
第1実施形態の光通信システム1において、第1の光通信装置10のレンズ12の光軸Opと、第2の光通信装置20のレンズ22の光軸Opとが一直線上に揃っている状態であれば、第1の光通信装置10から第2の光通信装置20に向けて照射された第1通信光L1の中心の軸と、第2の光通信装置20から第1の光通信装置10に向けて照射されて第1の光通信装置10のレンズ12に入射する第2通信光L2の中心の軸とが重なるようになる。
換言すれば、第2の光通信装置20から第1の光通信装置10に向けて照射された第2通信光L2の中心の軸と、第1の光通信装置10から第2の光通信装置20に向けて照射されて第2の光通信装置20のレンズ22に入射する第1通信光L1の中心の軸とが重なるようになる。
【0025】
このように、第1の光通信装置10の光照射素子11から第2の光通信装置20に向けて照射された第1通信光L1の中心の軸と、第2の光通信装置20の光照射素子21から第1の光通信装置10に向けて照射された第2通信光L2の中心の軸とが重なる状態であれば、レンズ22によって集光された第1通信光L1が第2の光通信装置20の受光素子23に受光され、レンズ12によって集光された第2通信光L2が第1の光通信装置10の受光素子13に受光されるようになる。
【0026】
但し、第1の光通信装置10と第2の光通信装置20は互いに遠く離れた地点に設置されて双方向通信するためのものであるので、第1の光通信装置10のレンズ12の光軸Opと第2の光通信装置20のレンズ22の光軸Opとを一直線上に揃えるような調整は困難である。
そのため、第1の光通信装置10から第2の光通信装置20に向けて照射された第1通信光L1の中心の軸と、第2の光通信装置20から第1の光通信装置10に向けて照射されて第1の光通信装置10のレンズ12に入射する第2通信光L2の中心の軸とが重なっていることや、第2の光通信装置20から第1の光通信装置10に向けて照射された第2通信光L2の中心の軸と、第1の光通信装置10から第2の光通信装置20に向けて照射されて第2の光通信装置20のレンズ22に入射する第1通信光L1の中心の軸とが重なっていることを確認するように、双方向通信が可能か否かを確認することで、第1通信光L1の中心軸と第2通信光L2の中心軸とを重ねるようにする。
【0027】
例えば、光通信システム1を構成する第1の光通信装置10と第2の光通信装置20を、互いのレンズ12,22を向き合わせるように配置して、第1の光通信装置10からは第2の光通信装置20に向けて第1通信光L1を照射し、第2の光通信装置20からは第1の光通信装置10に向けて第2通信光L2を照射する。
具体的には、図1に示すように、第1の光通信装置10の光照射素子11から広がり角を持たせた第1通信光L1を第2の光通信装置20に向けて照射して、その第1通信光L1を第2の光通信装置20のレンズ22に入射させるとともに、第2の光通信装置20の光照射素子21から広がり角を持たせた第2通信光L2を第1の光通信装置10に向けて照射して、その第2通信光L2を第1の光通信装置10のレンズ12に入射させる。
【0028】
この状態で、第1の光通信装置10と第2の光通信装置20の少なくとも一方の姿勢を調整し、レンズ22によって集光された第1通信光L1が受光素子23に受光され、レンズ12によって集光された第2通信光L2が受光素子13に受光されるまで、その姿勢の微調整を行う。
そして、第2の光通信装置20のレンズ22によって集光された第1通信光L1が受光素子23に受光され、第1の光通信装置10のレンズ12によって集光された第2通信光L2が受光素子13に受光された状態が、第1の光通信装置10から第2の光通信装置20に向けて照射された第1通信光L1の中心の軸と、第2の光通信装置20から第1の光通信装置10に向けて照射された第2通信光L2の中心の軸とが重なった状態であり、双方向通信が可能となった状態である。
【0029】
つまり、第1の光通信装置10から第2の光通信装置20に向けて照射された第1通信光L1の中心の軸と、第2の光通信装置20から第1の光通信装置10に向けて照射された第2通信光L2の中心の軸とが重なったことで、第1の光通信装置10のレンズ12によって集光された第2通信光L2が受光素子13に受光され、第2の光通信装置20のレンズ22によって集光された第1通信光L1が受光素子23に受光されるようになり、双方向通信が可能になる。
【0030】
このように、第1実施形態の光通信システム1において、第1の光通信装置10の光照射素子11から第2の光通信装置20に向けて照射されて第2の光通信装置20のレンズ22に入射した第1通信光L1が、そのレンズ22によって集光されて受光素子23に受光されることで、第1の光通信装置10から第2の光通信装置20への通信が行われ、第2の光通信装置20の光照射素子21から第1の光通信装置10に向けて照射されて第1の光通信装置10のレンズ12に入射した第2通信光L2が、そのレンズ12によって集光されて受光素子13に受光されることで、第2の光通信装置20から第1の光通信装置10への通信が行われるようになるので、第1の光通信装置10と第2の光通信装置20との双方向通信が可能になる。
【0031】
そして、この光通信システム1においては、第1の光通信装置10から第2の光通信装置20に向かう信号光である第1通信光L1の中心軸と、第2の光通信装置20から第1の光通信装置10に向かう信号光である第2の通信光L2の中心軸を重ねて、1本の通信経路とするようにして、第1の光通信装置10と第2の光通信装置20との双方向通信が可能になる。
このような光通信システム1であれば、従来技術として例示した2本の通信経路を有する通信システムのように、両方の通信経路で信号光の軸あわせを行うことに比べ、双方向通信するための信号光の軸合わせが容易になる。
【0032】
また、上記した光通信システム1の第1の光通信装置10や第2の光通信装置20のように、光照射素子11,21がレンズ12,22の貫通孔12a、22a内に配設されていて、そのレンズ12,22と一体に設けられていれば、光照射素子11,21がレンズ12,22に保持された状態になるので、光照射素子11,21を装置内に組み付けるための部材が不要になり、部品点数を削減することができる。
また、光照射素子11,21とレンズ12,22を一体に取り扱うことが可能になり、例えば、光照射素子11,21とレンズ12,22を装置に組み付け易くなる。
また、光照射素子11,21をレンズ12,22の貫通孔12a、22a内に配設するようにして省スペース化を図ることができ、他の部材を配置し易くなる。
【0033】
なお、第1実施形態の光通信システム1は、これに限られるものではない。
例えば、図2(a)に示すように、第1の光通信装置10の光照射素子11が、レンズ12の貫通孔12aに沿った仮想線L0上にあって、そのレンズ12の後方に配設されており、第2の光通信装置20の光照射素子21が、レンズ22の貫通孔22aに沿った仮想線L0上にあって、そのレンズ22の後方に配設されている光通信システム1であってもよい。
また、図2(b)に示すように、第1の光通信装置10の光照射素子11が、レンズ12の貫通孔12aに沿った仮想線L0上にあって、そのレンズ12の前方に配設されており、第2の光通信装置20の光照射素子21が、レンズ22の貫通孔22aに沿った仮想線L0上にあって、そのレンズ22の前方に配設されている光通信システム1であってもよい。
なお、レンズ12,22の後方とは、レンズ12,22の内面側の配置であり、レンズ12,22の前方とは、レンズ12,22の外面側の配置である。
【0034】
このような光通信システム1であっても、第1の光通信装置10の光照射素子11から第2の光通信装置20に向けて照射されて第2の光通信装置20のレンズ22に入射した第1通信光L1が、そのレンズ22によって集光されて受光素子23に受光されることで、第1の光通信装置10から第2の光通信装置20への通信が行われ、第2の光通信装置20の光照射素子21から第1の光通信装置10に向けて照射されて第1の光通信装置10のレンズ12に入射した第2通信光L2が、そのレンズ12によって集光されて受光素子13に受光されることで、第2の光通信装置20から第1の光通信装置10への通信が行われるようになって、第1の光通信装置10と第2の光通信装置20との双方向通信が可能になる。
【0035】
つまり、このような光通信システム1においても、第1の光通信装置10から第2の光通信装置20に向かう信号光である第1通信光L1の中心軸と、第2の光通信装置20から第1の光通信装置10に向かう信号光である第2の通信光L2の中心軸を重ねて、1本の通信経路とするようにして、第1の光通信装置10と第2の光通信装置20との双方向通信が可能になる。
【0036】
なお、本開示は上記した第1実施形態に限られるものではない。
以下、第1実施形態と同一部分には同符号を付し、異なる部分について説明する。
【0037】
[第2実施形態]
図3に示すように、第2実施形態の光通信システム1は、第1の光通信装置10と第2の光通信装置20とを備える。
第1の光通信装置10は、光照射素子11と、レンズ12と、受光素子13と、通信制御部14とを備えており、第2の光通信装置20は、光照射素子21と、レンズ22と、受光素子23と、通信制御部24とを備えている。
第1の光通信装置10と第2の光通信装置20は同じ構成を有しており、第1の光通信装置10と第2の光通信装置20は互いが通信対象になっている。
【0038】
第1の光通信装置10のレンズ12と、第2の光通信装置20のレンズ22は、同じサイズであって同じ倍率を有する凸レンズである。
なお、レンズ12は、第2の光通信装置20の発する第2通信光L2を第1の光通信装置10の受光素子13に対し集光させることができればよい。レンズ22は、第1の光通信装置10の発する第1通信光L1を第2の光通信装置20の受光素子23に対し集光させることができればよい。レンズ12及び13は、同じサイズ、及び/又は同じ倍率でなくともよい。
レンズ12,22には、レンズ12,22の光軸Opと平行な貫通孔12a,22aが設けられている。
第2実施形態でのレンズ12,22の貫通孔12a,22aは、レンズ12,22の光軸Opに沿うように、そのレンズ12,22の光軸Opからずれた位置に設けられている。
ここでの貫通孔12a,22aは、レンズ12,22の外縁寄りの位置に設けられている。
【0039】
光照射素子11は、レンズ12の貫通孔12aに沿った仮想線L0上にあって、レンズ12の貫通孔12a内に配設されている。
この光照射素子11は、第1通信光L1をレンズ12に当てないように照射可能な位置に配設されており、光照射素子11は、第1通信光L1の軸がレンズ12の光軸Opと平行になるように、第1の光通信装置10から外側に向けて第1通信光L1を照射する。
同様に、光照射素子21は、レンズ22の貫通孔22aに沿った仮想線L0上にあって、レンズ22の貫通孔22a内に配設されている。
この光照射素子21は、第2通信光L2をレンズ22に当てないように照射可能な位置に配設されており、光照射素子21は、第2通信光L2の軸がレンズ22の光軸Opと平行になるように、第2の光通信装置20から外側に向けて第2通信光L2を照射する。
【0040】
次に、第2実施形態の光通信システム1において、第1の光通信装置10と第2の光通信装置20とが双方向通信を行う態様について説明する。
【0041】
図3に示すように、第1の光通信装置10の光照射素子11から広がり角を持たせた第1通信光L1を第2の光通信装置20に向けて照射して、その第1通信光L1を第2の光通信装置20のレンズ22に入射させるとともに、第2の光通信装置20の光照射素子21から広がり角を持たせた第2通信光L2を第1の光通信装置10に向けて照射して、その第2通信光L2を第1の光通信装置10のレンズ12に入射させる。
【0042】
この状態で、第1の光通信装置10と第2の光通信装置20の少なくとも一方の姿勢を調整し、レンズ22によって集光された第1通信光L1が受光素子23に受光され、レンズ12によって集光された第2通信光L2が受光素子13に受光されるまで、その姿勢の微調整を行う。
そして、第2の光通信装置20のレンズ22によって集光された第1通信光L1が受光素子23に受光され、第1の光通信装置10のレンズ12によって集光された第2通信光L2が受光素子13に受光された状態が、第1の光通信装置10から第2の光通信装置20に向けて照射された第1通信光L1の中心の軸と、第2の光通信装置20から第1の光通信装置10に向けて照射された第2通信光L2の中心の軸とが重なった状態であり、双方向通信が可能となった状態である。
【0043】
このように、第2実施形態の光通信システム1であっても、第1の光通信装置10から第2の光通信装置20に向けて照射された第1通信光L1の中心の軸と、第2の光通信装置20から第1の光通信装置10に向けて照射された第2通信光L2の中心の軸とを重ねることで、第1の光通信装置10のレンズ12によって集光された第2通信光L2が受光素子13に受光され、第2の光通信装置20のレンズ22によって集光された第1通信光L1が受光素子23に受光されるようになり、双方向通信が行われるようになる。
【0044】
つまり、第2実施形態の光通信システム1においても、第1の光通信装置10から第2の光通信装置20に向かう信号光である第1通信光L1の中心軸と、第2の光通信装置20から第1の光通信装置10に向かう信号光である第2の通信光L2の中心軸を重ねて、1本の通信経路とするようにして、第1の光通信装置10と第2の光通信装置20との双方向通信が可能になるので、双方向通信する信号光の軸合わせを容易に行うことができる。
【0045】
なお、第2実施形態の光通信システム1は、これに限られるものではない。
例えば、図4(a)に示すように、第1の光通信装置10の光照射素子11が、レンズ12の貫通孔12aに沿った仮想線L0上にあって、そのレンズ12の後方に配設されており、第2の光通信装置20の光照射素子21が、レンズ22の貫通孔22aに沿った仮想線L0上にあって、そのレンズ22の後方に配設されている光通信システム1であってもよい。
また、図4(b)に示すように、第1の光通信装置10の光照射素子11が、レンズ12の貫通孔12aに沿った仮想線L0上にあって、そのレンズ12の前方に配設されており、第2の光通信装置20の光照射素子21が、レンズ22の貫通孔22aに沿った仮想線L0上にあって、そのレンズ22の前方に配設されている光通信システム1であってもよい。
なお、レンズ12,22の後方とは、レンズ12,22の内面側の配置であり、レンズ12,22の前方とは、レンズ12,22の外面側の配置である。
【0046】
このような光通信システム1であっても、第1の光通信装置10から第2の光通信装置20に向かう信号光である第1通信光L1の中心軸と、第2の光通信装置20から第1の光通信装置10に向かう信号光である第2の通信光L2の中心軸を重ねて、1本の通信経路とするようにして、第1の光通信装置10と第2の光通信装置20との双方向通信を可能にすることができる。
【0047】
[第3実施形態]
図5(a)(b)(c)に示すように、第3実施形態の光通信システム1は、第1の光通信装置10と第2の光通信装置20とを備える。
第1の光通信装置10と第2の光通信装置20は互いが通信対象になっている。
【0048】
第1の光通信装置10は、光照射素子11と、貫通孔12aが設けられたレンズ12と、受光素子13と、通信制御部14とを備えている。このレンズ12の貫通孔12aは、レンズ12の中央部に設けられている。
つまり、この第1の光通信装置10は、上述した第1実施形態における第1の光通信装置10である。
【0049】
第2の光通信装置20は、光照射素子21と、貫通孔22aが設けられたレンズ22と、受光素子23と、通信制御部24とを備えている。このレンズ22の貫通孔22aは、レンズ22の光軸Opからずれた位置であって、レンズ22の外縁寄りの位置に設けられている。
つまり、この第2の光通信装置20は、上述した第2実施形態における第2の光通信装置20である。
【0050】
図5(a)に示した光通信システム1では、光照射素子11はレンズ12の貫通孔12a内に配設され、光照射素子21はレンズ22の貫通孔22a内に配設されている。
図5(b)に示した光通信システム1では、光照射素子11はレンズ12の貫通孔12aに沿った仮想線L0上にあってレンズ12の後方に配設され、光照射素子21はレンズ22の貫通孔22aに沿った仮想線L0上にあってレンズ22の後方に配設されている。
図5(c)に示した光通信システム1では、光照射素子11はレンズ12の貫通孔12aに沿った仮想線L0上にあってレンズ12の前方に配設され、光照射素子21はレンズ22の貫通孔22aに沿った仮想線L0上にあってレンズ22の前方に配設されている。
【0051】
このような第3実施形態の光通信システム1であっても、第1の光通信装置10から第2の光通信装置20に向けて照射された第1通信光L1の中心の軸と、第2の光通信装置20から第1の光通信装置10に向けて照射された第2通信光L2の中心の軸とを重ねることで、第1の光通信装置10のレンズ12によって集光された第2通信光L2が受光素子13に受光され、第2の光通信装置20のレンズ22によって集光された第1通信光L1が受光素子23に受光されるようになり、双方向通信が行われるようになる。
【0052】
つまり、第3実施形態の光通信システム1においても、第1の光通信装置10から第2の光通信装置20に向かう信号光である第1通信光L1の中心軸と、第2の光通信装置20から第1の光通信装置10に向かう信号光である第2の通信光L2の中心軸を重ねて、1本の通信経路とするようにして、第1の光通信装置10と第2の光通信装置20との双方向通信が可能になるので、双方向通信する信号光の軸合わせを容易に行うことができる。
【0053】
以上のように、本開示の光通信システム1であれば、双方向通信する信号光の軸合わせを容易に行うことができる。
【0054】
以上、本開示の各実施形態について説明した。しかし、本開示の内容は、上記実施形態に限られるものではない。実施形態で示した細部等は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【0055】
例えば、上述した各実施形態において、光照射素子11をレンズ12の前方に配設する場合(図2(b)、図4(b)、図5(c)参照)には、そのレンズ12に貫通孔12aは設けられていなくてもよい。そして、光照射素子11はその貫通孔12aがあるとした場合の仮想線L0上に配設されていればよい。
【0056】
また、上述した各実施形態において、光照射素子11をレンズ12の貫通孔12a内に配設する場合(図1図3図5(a)参照)には、光照射素子11の後方の貫通孔部分は塞がっていてもよい。つまり、レンズ12の前面側に設けられた凹部に光照射素子11が配設されている態様でもよい。そして、光照射素子11はその凹部を貫通孔12aに見立てた場合の仮想線L0上に配設されていればよい。
【0057】
以下、本開示の一実施形態を示す。一実施形態において、
(1)光通信装置は、
通信対象の装置に向けて送信信号光を照射する光照射素子と、
前記通信対象の装置からの受信信号光が入射されるレンズと、
前記レンズによって集光された前記受信信号光を受光する受光素子と、
を備え、
前記光照射素子は、前記送信信号光を前記レンズに当てないように、前記送信信号光の軸を前記レンズの光軸と平行に照射可能な位置に配設されており、
前記受光素子は、前記光照射素子から照射された前記送信信号光の中心の軸と、前記レンズに入射する前記受信信号光の中心の軸とが重なった際に、前記レンズによって集光された前記受信信号光を受光可能な位置に配設されている。
【0058】
(2)上記(1)に記載の光通信装置において、
前記レンズには貫通孔が設けられており、
前記光照射素子は、前記貫通孔に沿った仮想線上に配設されている。
【0059】
(3)上記(2)に記載の光通信装置において、
前記貫通孔は、前記レンズの中央部に設けられており、
前記受光素子は、前記レンズの光軸寄りの位置に配設されている。
【0060】
(4)上記(2)の光通信装置において、
前記貫通孔は、前記レンズの光軸からずれた位置に設けられており、
前記受光素子は、前記レンズの光軸寄りの位置に配設されている。
【0061】
(5)上記(1)~(4)のいずれか1つに記載の光通信装置において、
前記受光素子は、前記レンズの焦点に相当する位置に配設されている。
【0062】
(6)上記(2)~(5)のいずれか1つに記載の光通信装置において、
前記光照射素子は、前記貫通孔内に配設されており、前記レンズと一体に設けられている。
【0063】
(7)光通信システムは、上記(1)に記載の光通信装置を一対備えており、
一方の光通信装置から他方の光通信装置に向けて照射された前記送信信号光の中心の軸と、前記他方の光通信装置から前記一方の光通信装置に向けて照射された前記送信信号光であるとともに前記一方の光通信装置の前記レンズに前記受信信号光として入射する光の中心の軸とが重なるように構成されている。
【0064】
(8)上記(7)に記載の光通信装置において、
前記レンズには貫通孔が設けられており、
前記光照射素子は、前記貫通孔に沿った仮想線上に配設されている。
【0065】
(9)上記(8)に記載の光通信システムにおいて、
前記一方の光通信装置と前記他方の光通信装置とが備えている前記レンズの貫通孔は、前記レンズの中央部に設けられており、
前記一方の光通信装置と前記他方の光通信装置とが備えている前記受光素子は、前記レンズの光軸寄りの位置に配設されている。
【0066】
(10)上記(8)に記載の光通信システムにおいて、
前記一方の光通信装置と前記他方の光通信装置とが備えている前記レンズの貫通孔は、前記レンズの光軸からずれた位置に設けられており、
前記一方の光通信装置と前記他方の光通信装置とが備えている前記受光素子は、前記レンズの光軸寄りの位置に配設されている。
【0067】
(11)上記(8)に記載の光通信システムにおいて、
前記一方の光通信装置が備えている前記レンズの貫通孔は、前記レンズの中央部に設けられており、
前記一方の光通信装置が備えている前記受光素子は、前記レンズの光軸寄りの位置に配設されており、
前記他方の光通信装置が備えている前記レンズの貫通孔は、前記レンズの光軸からずれた位置に設けられており、
前記他方の光通信装置が備えている前記受光素子は、前記レンズの光軸寄りの位置に配設されている。
【0068】
(12)光照射素子は、上記(1)~(5)のいずれか1つに記載の光通信装置に備えられており、
前記光照射素子は前記貫通孔内に配設されており、前記レンズと一体に設けられている。
【符号の説明】
【0069】
1 光通信システム
10 第1の光通信装置
11 光照射素子
12 レンズ
12a 貫通孔
13 受光素子
14 通信制御部
20 第2の光通信装置。
21 光照射素子
22 レンズ
22a 貫通孔
23 受光素子
24 通信制御部
L1 第1通信光(送信信号光、受信信号光)
L2 第2通信光(送信信号光、受信信号光)
L0 仮想線
Op 光軸
図1
図2
図3
図4
図5