JP3694155B2

JP3694155B2 - 光送受信装置

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Publication number: JP3694155B2
Application number: JP27801297A
Authority: JP
Inventors: 正良加藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-10-14
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2017-09-26
Also published as: JPH10178393A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は，光無線ＬＡＮや光インターコネクションなど，たとえば，オフィス空間に分散・配置されたパーソナルコンピュータなどの情報機器間における情報の伝送を光信号により行うシステムに利用され，光信号の送信および受信を相互に行う光送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年，情報機器の普及に伴い，オフィス内に分散された複数の情報機器間のデータ伝送を光通信を介して行う，いわゆる室内光無線ＬＡＮシステムの需要が増加している。
【０００３】
上記システムに利用される光送受信装置として，たとえば特開平４−９８９１４号公報に開示されている『光送受信装置』が知られている。これは図２０および図２１に示すように，発光素子２００１が配設された送光ユニット２００２と，受光素子２００３が配設された受光ユニット２００４と，送光ユニット２００２および受光ユニット２００４との間に設けられた遮光板２００５と，を備え，装置自体の小型化および送光部分と受光部分との信号干渉を回避させた構造となっている。
【０００４】
また，他の光送受信装置として，１９９５年電子情報通信学会総合大会Ｂ−４９０に開示されている。ここでは，図２２に示すように，垂直方向と複数の周辺方向とを向いたビームを発する送信器２２０１を設け，受信器２２０２は垂直方向を指向し，広範囲の照射と一部分からの反射光を受信することにより，アライメントフリーな構成を実現している。
【０００５】
さらに，他の光送受信装置が特開平８−３３１０５７号公報に開示されている。この装置の構成を図２３に示す。この公報における屋内用光空間伝送装置２３００は，ディジタル変調多重化器２３０２と，駆動回路２３０３と，発光素子２３０４とを有する送信系２３０１と，ディジタル分離復調器２３１１と，受光回路２３１２と，受光素子２３１３と，半球レンズ２３１４とを有する受信系２３１０とから構成されている。
【０００６】
この装置では，発光素子２３０４の光を変調して屋内空間に放射し，天井１や壁２などの屋内構造物で反射させた光を伝達させ，これを受光素子２３１３で受光することにより情報の伝送を行っている。さらに，発光素子２３０４から出射される光を散乱板などを介して放射させる構成により，眼に安全な出射光を得るようにしている。また，ここでは多値変調復調方式により，マルチパス化による符号間干渉を軽減している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記図２０に示されるような従来の光送受信装置にあっては，送光ユニットと受光ユニットとの間に遮光板を設けることにより自己の信号を直接に受光することを回避できる利点があるものの，反面，所定の範囲を伝送品質を損なうことなく照射するにはある程度以上の個数の発光素子が必要となるため，コストおよび消費電力の上昇を招来させるという問題点があった。
【０００８】
また，上記図２２に示されるような従来の光送受信装置にあっては，アライメントフリーな構成が可能であるが，反面，広範囲な照明系がもたらす反射光のマルチパス化によりインパルス応答特性が劣化するため，高速化に対応できないという問題点があった。
【０００９】
さらに，上記図２３に示す装置にあっては，アライメントフリーな構成が可能である。しかしながら，広範囲な照明系がもたらす反射光のマルチパス化による符号間干渉による高速化を図るには，複雑な変復調方式を用いるため，コストアップを招来させ，かつ装置の小型化および低消費電力化を阻害していた。
【００１０】
本発明は，上記に鑑みてなされたものであって，経済的に小型化が可能で，かつ低消費電力を実現し，高速な光送受信装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために，請求項１に係る光送受信装置にあっては，ネットワーク上のホストコンピュータなどと接続したホスト側光送受信装置と，任意の位置に分散・配置された情報端末機器などに接続し，単数あるいは複数の端末側光送受信装置との間で，その情報の伝送を光信号を用いて送受信する光送受信装置において，前記ホスト側光送受信装置が，伝送情報に対応し，狭指向あるいは集光性を有する光信号を発する発光素子が配設された送光手段と，前記端末側光送受信装置からの光信号を受光する受光素子が配設された受光手段と，前記送光手段から投射された光信号を拡散・変換し，透過あるいは反射する光束変換面と，を備え，前記発光素子より前記光束変換面の所定位置に光信号を照射し，前記光束変換面上に前記端末側光送受信装置からみて二次光源を形成し，該二次光源は光束変換面の中心から半径ｒ内に配置され，空気中の光速をＣ，光信号のビットレートをＢとしたとき，ｒ≦Ｃ／４Ｂの関係を満たしており，該二次光源からの光を前記端末側光送受信装置に送るものである。
【００１２】
また，請求項２に係る光送受信装置にあっては，ネットワーク上のホストコンピュータなどと接続したホスト側光送受信装置と，任意の位置に分散・配置された情報端末機器などに接続し，単数あるいは複数の端末側光送受信装置との間で，その情報の伝送を光信号を用いて送受信する光送受信装置において，前記ホスト側光送受信装置が，平板上に拡散反射面を有し，光信号を拡散・反射する光束変換面と，前記光束変換面に対し，所定距離隔てた略平行な平面上に設けられ，前記端末側光送受信装置からの光信号を受光する受光素子が配設された受光手段と，前記受光手段と前記光束変換面との間の略平面上に略等間隔に配設され，伝送情報に対応し，狭指向あるいは集光性を有する光信号を発する複数の発光素子でなる送光手段と，を備え，前記発光素子より前記光束変換面の所定位置に光信号を照射し，前記光束変換面上に前記端末側光送受信装置からみて二次光源を形成し，該二次光源は光束変換面の中心から半径ｒ内に配置され，空気中の光速をＣ，光信号のビットレートをＢとしたとき，ｒ≦Ｃ／４Ｂの関係を満たしており，該二次光源からの光を前記端末側光送受信装置に送るものである。
【００１３】
すなわち，請求項１あるいは請求項２では，狭指向あるいは集光性を有する光信号が光束変換面にスポット照射すると，この照射された光を端末側光送受信装置からみた場合，二次光源が疑似的に光束変換面に配置され，二次光源から所定範囲に比較的なだらかな光量分布になるように光信号が照射されるので，上記範囲内においては端末側光送受信装置の位置によらず所望の受信光強度を保つことが可能となる。特に、二次光源は光束変換面の中心から半径ｒ内に配置され，空気中の光速をＣ，光信号のビットレートをＢとしたとき，ｒ≦Ｃ／４Ｂの関係を満たすことで，光信号間における干渉を軽減することが可能となる。
【００１４】
また，請求項３に係る光送受信装置にあっては，ネットワーク上のホストコンピュータなどと接続したホスト側光送受信装置と，任意の位置に分散・配置された情報端末機器などに接続し，単数あるいは複数の端末側光送受信装置との間で，その情報の伝送を光信号を用いて送受信する光送受信装置において，前記ホスト側光送受信装置が，伝送情報に対応し，狭指向あるいは集光性を有する光信号を発する発光素子が配設された送光手段と，前記端末側光送受信装置からの光信号を受光する受光素子が配設された受光手段と，前記送光手段の前面に設けられ，前記送光手段から投射された光信号を透過・拡散し，前記端末側光送受信装置に送る光束変換面と，を備え，前記発光素子より前記光束変換面の所定位置に光信号を照射し，前記光束変換面上に前記端末側光送受信装置からみて二次光源を形成し，該二次光源は光束変換面の中心から半径ｒ内に配置され，空気中の光速をＣ，光信号のビットレートをＢとしたとき，ｒ≦Ｃ／４Ｂの関係を満たしており，該二次光源からの光を前記端末側光送受信装置に送るものである。
【００１５】
すなわち，送光手段の前面に送光手段の光信号を透過・拡散する光束変換面を設けることにより，さらに小型化の促進が可能となる。特に、二次光源は光束変換面の中心から半径ｒ内に配置され，空気中の光速をＣ，光信号のビットレートをＢとしたとき，ｒ≦Ｃ／４Ｂの関係を満たすことで，光信号間における干渉を軽減することが可能となる。
【００１６】
また，請求項４に係る光送受信装置にあっては，ネットワーク上のホストコンピュータなどと接続したホスト側光送受信装置と，任意の位置に分散・配置された情報端末機器などに接続した端末側光送受信装置との間で，その情報の伝送を光信号を用いて送受信する光送受信装置において，前記ホスト側光送受信装置が，所定の高さを有する支持部材の上の略中央部分に前記端末側光送受信装置からの光信号を受光する受光素子が配設された受光手段と，伝送情報に対応し，狭指向あるいは集光性を有する光信号を略垂直方向に照射する発光素子が前記受光手段の周辺部分に略等間隔に配設された送光手段と，前記送光手段に対し，所定距離隔てた平面で，かつ該平面の限定された範囲内に前記発光素子からの光が照射される位置に設置され，前記送光手段から投射された光信号がスポット照射され，該照射光を前記端末側光送受信装置に送る光束変換面と，を備え，前記発光素子より前記光束変換面の所定位置に光信号を照射し，前記光束変換面上に前記端末側光送受信装置からみて二次光源を形成し，該二次光源は光束変換面の中心から半径ｒ内に配置され，空気中の光速をＣ，光信号のビットレートをＢとしたとき，ｒ≦Ｃ／４Ｂの関係を満たしており，該二次光源からの光を前記端末側光送受信装置に送るものである。
【００１７】
すなわち，たとえば室内天井など所定距離隔てた位置に設けられた光束変換面に対し，支持部材上に構成された光送受信装置から略垂直上方向に光信号を照射する構成としたので，天井へのＬＡＮケーブルなどの面倒な配線工事を省略することができ，経済的なシステムが実現する。特に、二次光源は光束変換面の中心から半径ｒ内に配置され，空気中の光速をＣ，光信号のビットレートをＢとしたとき，ｒ≦Ｃ／４Ｂの関係を満たすことで，光信号間における干渉を軽減することが可能となる。
【００１８】
また，請求項５に係る光送受信装置にあっては，前記光束変換面の二次光源は，前記複数の発光素子の照射により形成されるものである。
【００１９】
すなわち，光束変換面上の１つの照射スポットを複数の発光素子が一対となって二次光源を形成するように構成することにより，十分な光量の二次光源が得られる。
【００２０】
また，請求項６に係る光送受信装置にあっては，前記受光手段は，凸レンズと該凸レンズの焦点位置が受光面となるように半球レンズを一体化した受光素子により構成されるものである。
【００２１】
すなわち，半球レンズの光学特性を利用し，凸レンズの視野角の劣化を補正することにより，広い受光視野角における受光強度を確保することが可能になる。
【００２４】
また，請求項７に係る光送受信装置にあっては，ネットワーク上のホストコンピュータなどと接続したホスト側光送受信装置と，任意の位置に分散・配置された情報端末機器などに接続し，単数あるいは複数の端末側光送受信装置との間で，その情報の伝送を光信号を用いて送受信する光送受信装置において，前記ホスト側光送受信装置が，伝送情報に対応し，狭指向あるいは集光性を有する光信号を発する発光素子が配設された送光手段と，前記端末側光送受信装置からの光信号を受光する受光素子が配設された受光手段と，微小レンズ群で構成したレンズアレイを用い，前記送光手段からの光信号を波面変換し，前記端末側光送受信装置に投射する光束拡散手段と，を備えたものである。
【００２５】
すなわち，ホスト側光送受信装置が端末側光送受信装置に光信号を送る場合に，光束拡散手段により送光手段からの光信号を波面変換して投射することにより，光信号が拡散されるので，広範囲で，かつ均一な光照射が可能となる。
【００２６】
また，請求項８に係る光送受信装置にあっては，前記光束拡散手段は，前記送光手段の発光素子の光軸近傍のレンズに対し，外側になるに従って焦点距離を長く設定したレンズアレイで構成するものである。
【００２７】
すなわち，発光素子に対し，より外側のレンズによる信号光の拡散過多を抑制し，所定の範囲内での照射光量を増加させることにより，端末側光送受信装置側の受光光量を確保する。
【００２８】
また，請求項９に係る光送受信装置にあっては，前記光束拡散手段は，レンズアレイ部材が同一基板内に形成され，かつ前記基板の表面形状加工あるいは基板内部に所定の屈折率分布を形成してなるレンズアレイ基板を用いるものである。
【００２９】
すなわち，レンズアレイ部材を同一基板内に形成し，かつ基板の表面形状加工あるいは基板内部に所定の屈折率分布を形成してなるレンズアレイ基板を用いることにより，生産性に優れたレンズアレイを経済的に得ることが可能となる。
【００３０】
また，請求項１０に係る光送受信装置にあっては，前記光束拡散手段が，レンズアレイを形成する基板が熱伝導性の高い材料の反射型のレンズアレイで構成され，前記光束拡散手段を，前記送光手段の発光素子を駆動，および前記受光手段の受光信号を処理する信号処理回路部品に対して全部／一部を接触させるものである。
【００３１】
すなわち，レンズアレイを熱伝導性の高い材料の反射型とし，これを信号処理回路部品に対して全部あるいは一部を接触させて取り付けることにより，信号処理回路部品が発する熱を積極的に放熱することが可能となる。
【００３２】
また，請求項１１に係る光送受信装置にあっては，前記光束拡散手段は，前記受光手段が受光する光を集光する集光レンズを一体的に構成したものである。
【００３３】
すなわち，端末側光送受信装置から送られる光信号を受光するための集光レンズを，光拡散用のレンズアレイと一体化することにより，集光レンズを別個に設ける必要がなくなる。
【００３４】
また，請求項１２に係る光送受信装置にあっては，前記光束拡散手段は，レンズアレイを構成するレンズ群と，該レンズ群以外の部分に光を散乱する光散乱手段を有しているものである。
【００３５】
すなわち，レンズアレイのレンズ群の間の領域を発光素子からの投射光を散乱するための手段，たとえば微小凹凸を表面に形成して設けることにより，レンズ群による拡散効果に加え，レンズ群以外を透過する投射光を散乱させることが可能となる。
【００３６】
また，請求項１３に係る光送受信装置にあっては，前記光束拡散手段は，前記送光手段の発光素子と対応するレンズとの光軸を略一致させ，所定の曲率を有する曲面形状に配置したものである。
【００３７】
すなわち，発光素子と対応するレンズとの光軸を略一致させて曲面形状のレンズアレイを形成することにより，平板のレンズアレイと比べて，発光素子の光軸から離れた位置での入射光量を確保することが可能となる。
【００３８】
また，請求項１４に係る光送受信装置にあっては，前記端末側光送受信装置は，少なくとも，前記送光手段と前記受光手段とを同一筐体に配置し，前記送光手段と前記受光手段の光軸を，前記ホスト側光送受信装置側に対して送受信可能な位置に可動・調整する構成としたものである。
【００３９】
すなわち，端末側光送受信装置をホスト側光送受信装置側に対して可動調整する構造とすることにより，ホスト側光送受信装置側に対し，最も光送受信効率のよい位置に簡単に調整することが可能となる。
【００４０】
また，請求項１５に係る光送受信装置にあっては，前記筐体が前記ホスト側光送受信装置側に対して可動する構造であって，光軸調整用光信号を照射・選択するための調整用スイッチと，前記光軸調整用光信号を受信し，その光強度を表示する表示手段と，をさらに備えたものである。
【００４１】
すなわち，上記請求項１４に加え，光軸調整用光信号を用い，その光信号の強度を知ることにより，的確な光軸調整作業が可能となる。
【００４２】
また，請求項１６に係る光送受信装置にあっては，それぞれ波長が異なる複数の発光素子と，該発光素子の波長と対応する複数の受光素子とを用いるものである。
【００４３】
すなわち，異なる波長の発光素子と受光素子とを用いての光通信が実現するので，通信の多重化および通信容量の増加を図ることが可能となる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の光送受信装置について添付図面を参照し，詳細に説明する。
【００４５】
〔実施の形態１〕
図１は，実施の形態１に係る光送受信装置の構成および該装置を用いたシステム例を示す説明図，図２は，光送受信装置の細部構成を示す説明図であり，（ａ）は外観図，（ｂ）は断面構成図である。また，図３は，送受信装置の細部構成を示す説明図である。
【００４６】
図１において，１００はたとえばＨＵＢ（ＬＡＮを構築するケーブルで１０ＢＡＳＥ−Ｔを用いる場合に必要な集線装置）などのＬＡＮノード（ｎｏｄｅ）に接続し，オフィスなどの天井に配置されるホスト側光送受信装置，１０１ａおよび１０１ｂはパーソナルコンピュータや携帯端末機器などの端末装置に接続し，卓上などに配置される端末側光送受信装置である。なお，この実施の形態では，端末側光送受信装置を２台で示しているが，単数あるいは３台以上であっても勿論よい。また，説明の上で支障がなければ複数であっても端末側光送受信装置１０１と記述する。
【００４７】
端末側光送受信装置１０１ａおよび１０１ｂは，発光素子とその駆動回路からなる送信部と可視光カットフィルタおよび広視野角で，かつ受光光量が多くとれる光学系からなる受光部とその信号処理回路からなる光送受信部１１０と，端末装置との通信を仲介するためのインターフェイス回路１１１とから構成されている。
【００４８】
また，ホスト側光送受信装置１００は，拡散反射面を有する平板１０２，すなわち，具体的にはランダムに微小な凹凸が表面に形成された反射板（光束変換面）と，所定の距離だけ離れた略平行な平面上に受光素子とレンズ（ここでは受光素子表面に密着させた半球レンズ）および可視光を遮断するためのフィルタとから構成される受光手段としての受光部１０３と，支持部材１０４に固定され，受光された信号を処理し，後段へ情報を伝送するための信号処理回路基板からなる受光ユニット１０５（図２参照）と，受光ユニット１０５と平板１０２との間に支持部材１０４により固定され，かつ受光ユニット１０５と略等間隔になるように配置された平面に略平行な円周上に発光素子（レンズ系も含む）１０８がＬＡＮノードからの信号を光空間伝送に適した変調あるいは符号化して発光素子１０８を駆動する回路と共に実装された送光手段としての送光ユニット１０７と，から構成されている。
【００４９】
また，平板１０２は，二次光源１０６が形成されるように配置・構成されている。さらに，これらを防塵・保護する透明なダストカバー１０９が外郭部材として設けられている。
【００５０】
以上の構成において，光学系ではＬＡＮノードからの信号を基に発光素子１０８が駆動されて光信号が発光され，この光信号は，一旦，平板１０２の拡散反射面に照射される。その際，送光ユニット１０７上の各発光素子１０８からの投射光は，レンズ系により狭指向または集光性を有し，上記反射面上の略同一円周上にスポット照射される。
【００５１】
このため，この光信号を受信する端末側光送受信装置１０１ａおよび１０１ｂからみた場合，疑似的に二次光源１０６が上記反射面上に配置されたと同等の効果を生む。すなわち，二次光源１０６から所定の範囲に比較的なだらかな光量分布になるように信号光が照射され，上記範囲内においては端末側光送受信装置１０１ａおよび１０１ｂの位置によらずに所望の受信強度を保つことが可能となる。
【００５２】
また，上記光送受信部１１０は，図３に示すように発光素子と光学系とからなる発光素子３０１と端末装置からの信号を光空間伝送に適した変調あるいは符号化して発光素子３０１を駆動するための駆動回路３０２とからなる光送信部と，凸レンズ３０３とその焦点位置に受光面がくるように配置された半球レンズ３０４とを表面に実装した受光素子３０５から構成された受光部と該受光された信号を処理し，後段のインターフェイス回路１１１へ情報を伝送するための信号処理回路３０６と，からなる光受信部とから構成されている。
【００５３】
なお，上記受光光学系は半球レンズのみにより構成することも可能である。これは十分に広い視野が確保される光学系ではあるが，反面，受光量はレンズの屈折率に二乗に比例した量しか増加させることができず，ホスト側光送受信装置１００からの光信号が微弱な場合に十分な受光光量を確保することができない。
【００５４】
また，上記において，凸レンズのみの構成も可能であるが，受光光量はレンズの面積に比例して増加させることができる反面，焦点距離に反比例して視野角が狭くなってしまう。
【００５５】
そこで，この実施の形態の光学系は，半球レンズ３０４の効果により，凸レンズ３０３での視野角の劣化を補正するように構成されている。
【００５６】
また，光送受信部１１０は，受光部の視野範囲内にホスト側光送受信装置１００がある場合，垂直方向に固定されてもよいが，端末側光送受信装置１０１ａおよび１０１ｂをより自由に配置可能にするためにホスト側光送受信装置１００方向に光送受信部が対向するように可動機構を設けてもよい。なお，この可動機構は，電動／手動の何れでもよく，また，受光部の視野内であれば多少の方向ずれがあっても十分な受光光強度が確保できるために目測での調整でも十分である。
【００５７】
さらに，端末側光送受信装置１０１ａおよび１０１ｂにスイッチによる選択機構を設け，それにより光軸調整用の光信号を照射し，ホスト側光送受信装置１００側でその光信号の強度を検出・比較し，受信光強度に応じた光信号を発信し，端末側送受信装置１０１ａおよび１０１ｂで上記光信号を受信し，該信号に応じた情報を表示する表示手段，たとえばホスト側光送受信装置１００の所定の場所にＬＥＤ点灯光源を複数用意し，その点灯するＬＥＤの個数により強度情報を表示するなど，を設けて調整を容易にすることも可能である。
【００５８】
〔実施の形態２〕
ここでは，複数の発光素子からの光を１つの照射スポットに照射し，光量増加を図る例について述べる。
【００５９】
図４は，実施の形態２に係る発光素子の配置・構成を示す説明図であり，（ａ）は１つの発光素子からの光を１つの照射スポットに照射する場合，（ｂ）は複数の発光素子からの光を１つの照射スポットに照射する場合，を各々示している。
【００６０】
すなわち，図４に示すように，ホスト側光送受信装置１００において送光ユニット１０７の各発光素子１０８の構成を，平板１０２の光束変換面上の１つの照射スポットである二次光源４０１に対し，複数の発光素子（ここでは発光素子１０８ａ，１０８ｂ）が一対となって二次光源４０１ａを形成するようにする。これにより十分な光量の二次光源４０１ａを形成することが可能となる。
【００６１】
〔実施の形態３〕
図５は，実施の形態３に係る光送受信装置の構成を示す説明図である。図５に示すように，このホスト側光送受信装置５００は，所定の高さを有する支持部材５０１の上に固定されてなり，支持部材５０１の上面の略中央部に受光部１０３を配置すると共に，該受光部１０３の同一円周上で略等間隔になるように発光素子１０８を配置した構成とする。
【００６２】
さらに，天井面の照射位置には光束変換面を有する平板１０２あるいは拡散反射性を有する外装材を光束変換面として設ける。そして，ホスト側光送受信装置５００の所定の距離上に設置された上記光束変換面上の略同一円周上に投射光をスポット照射するようにする。
【００６３】
以上の構成において，発光素子１０８からの投射光は，光学系により狭指向あるいは集光性が付加され，略垂直方向上向きに照射される。この際，天井面の照射位置には光束変換面を有する平板１０２あるいは拡散反射性を有する外装材が設けられているので，上記照射光がスポット照射される。これにより，天井への配線敷設のための工事が不要となり，経済的に有利なシステムを構築することが可能となる。
【００６４】
〔実施の形態４〕
図６は，実施の形態４に係る光送受信装置の構成を示す説明図である。図６に示すように，このホスト側光送受信装置６００は，発光素子１０８の前面に透過光を拡散する光束変換面６０１を配置する。
【００６５】
あるいは（ｂ）に示すように，上記光束変換面６０１の代わりに，上記光送受信装置６００に塵埃侵入防止のためのダストカバー６０２を設け，このダストカバー６０２の表面あるいは裏面にランダムで微小な凹凸を形成し，光束変換機能を備えたものとする。
【００６６】
すなわち，以上の構成において，狭指向あるいは集光性を有した送光ユニット上の各発光素子１０８からの投射光を，上記光束変換面上に投射光がスポット照射する。
【００６７】
〔実施の形態５〕
ところで，前述した拡散用二次光源１０６を配置する際に，符号間干渉を考慮した場合，信号処理回路への負担を軽減するためにある範囲内にすることが望ましい。以下，図７および図８を用いて説明する。
【００６８】
図８は，実施の形態５に係る受信回路の構成を示すブロック図であり，受光した光信号を増幅する増幅器８０１と，バンドパスフィルタ８０２と，該バンドパスフィルタ８０２の出力を判定処理する判定器８０３とから構成される。
【００６９】
図７において対称性を考慮した場合，上記二次光源を半径ｒの略円周上に配置すると端末側光送受信装置１０１からのぞむ二次光源１０６のうち，最大の光路差を与えるのは端末側光送受信装置１０１に近い二次光源１０６ａと中心に対称な位置にある二次光源１０６ｂとである。
【００７０】
上記光路差をΔＩとすると，ΔＩ＝２ｒｓｉｎαで表される。また，光速をＣとし，上記二次光源１０６の点灯が，発光素子１０８との距離がホスト側光送受信装置１００と端末側送受信装置１０１との距離に比べ近いことを考慮すると，ほぼ同時に行われていると考えて実用上問題がない。したがって，光信号の遅延時間ΔｔはΔＩ／Ｃで与えられる。
【００７１】
ここで，変調速度で発光素子に最も負担のかからない変調方式であるＯｎ−Ｏｆｆ−Ｋｅｙｉｎｇ（ＯＯＫ）で伝送した場合，図８に示す受信回路で受信すると考える。ここでの信号の伝送レートをＢ，判定器８０３が信号のクロックの中心でサンプリングしたとすると，サンプリング点の前のビット信号が干渉しないためには，信号のひずみが少ない場合，Δｔ≦１／２Ｂの関係になることが望ましい。
【００７２】
すなわち，実際のホスト側光送受信装置１００（あるいは５００，６００）と端末側光送受信装置１０１との配置関係からｓｉｎα≒１より，半径ｒは，
ｒ≦Ｃ／４Ｂ・・・・（１）
上式（１）を満たすことが望ましい。
【００７３】
なお，実際には信号のひずみや変調，符号化方式によって上記ｒの上限は異なるが，少なくとも上記の制限より広く配置させた場合には符号間干渉が生じるため，何らかの信号処理を施す必要があり，この場合，装置のコストや伝送品質に影響を及ぼすことがある。
【００７４】
以上，本発明を実現する実施の形態について説明してきたが，本発明の主旨を逸脱しない限りこれらに限定されるものではなく，その他様々な形態が考えられる。たとえば，図１において，スポット径を調節し，光束変換面を配置する部屋天井の外装部材をそのまま用いてもよい。
【００７５】
また，上述した各装置において，中心発光波長の異なる複数の発光素子とそれぞれの波長に透明なバンドパスフィルタと受光部とを用意し，波長多重化を行ってもよい。
【００７６】
また，端末側送受信装置１０１を小型化し，さらにインターフェイス回路部分にＰＣＭＣＩＡカードとのインターフェイス機能を付加することにより，直接，携帯情報機器のカードスロットに搭載することも可能である。
【００７７】
〔実施の形態６〕
ところで，上記の実施の形態で述べた発明によれば，発光素子の光を一旦拡散反射面を介して拡散し，これを端末側送受信装置に送るため，広範囲の受信エリアを確保することができる。しかし，一方で，拡散光を用いて光通信を行う場合には平均的な受信レベルの低下が考えられる。このため，以下の実施の形態では拡散光を用いて広い照射範囲を実現し，かつ一定の伝送品質を確保する例について説明する。
【００７８】
（実施の形態６の構成）
図９は，実施の形態６に係る光送受信装置の構成および該装置を用いたシステム例を示す説明図である。この実施の形態６（図９）は，先に述べた図１の構成に対して天井側に設けたホスト側光送受信装置の構成が異なり，他の構成は基本的には同一である。
【００７９】
すなわち，ＨＵＢなどのＬＡＮノード（Ａ）に接続され，室内天井に配置されたホスト側光送受信装置９００と，パーソナルコンピュータ（ＰＣ）や携帯情報端末などの端末装置（Ｂ）に接続され，卓上などに配置された単数あるいは複数の端末側光送受信装置９１０と，からなる。
【００８０】
ホスト側光送受信装置９００は，発光部として，発光素子による光を所定の位置関係で配置した複数のマイクロレンズ群でなる光束拡散手段としてのレンズアレイ９０１を設け，端末側光送受信装置９１０からの光信号を受光するための受光部９０２を略中心部分に設けた構成となっている。また，端末側光送受信装置９１０は，ホスト側光送受信装置９００に対して光信号を受信あるいは該装置に光信号を送信する光送受信部９１１と，信号処理などを行う回路を備えたインターフェイス回路９１２と，から構成されている。
【００８１】
さらに，構成について詳述する。図１０は，図９におけるホスト側光送受信装置９００の構成を断面で示す説明図である。ホスト側光送受信装置９００は，略平行な円周上に等間隔に配置されたレンズ系を含む発光素子１００１と，前段（Ａ）からの信号を光空間伝送に適した変調あるいは符号化し，発光素子１００１を駆動する回路と，受光した信号を処理し，前段（Ａ）へ情報を伝送するための信号処理回路とが実装された回路基板１００２と，を有する。また，レンズアレイ９０１は，図１０に示す如く，略同一平面内に凸レンズ（マイクロレンズ）を最密充填して構成する。
【００８２】
また，受光部９０２は，回路基板１００２の略中心位置に所定の高さで，かつ回路基板１００２に略平行な平面に受光素子１００３と，該受光素子１００３の先端に設けた半球レンズ１００４と，可視光を遮断するためのフィルタ１００５と，から構成されている。
【００８３】
また，端末側光送受信装置９１０の光送受信部９１１（受信部および発光部）は，広視野を有するＰｉｎ構造のフォトダイオードなどの受光素子表面に不要な可視光を遮断するためのフィルタを介して半球レンズを密着させた構成とする。なお，小型化や低消費電力などを考慮する場合には，受光部分と一体の筐体（光送受信部９１１）に比較的狭指向性のレンズ付きのＬＥＤ素子などを一個ないし複数個配置し，これを天井に配置されたホスト側光送受信装置９００に対向させて通信する構成を取ることを可能である。
【００８４】
（実施の形態６の動作）
次に，以上のように構成された光送受信装置の動作について説明する。図１１は，実施の形態６に係る発光・受光状態を示す説明図である。ホスト側光送受信装置９００は，ＨＵＢなどのＬＡＮノード（Ａ）からの信号に基づいて発光素子１００１を駆動する。発光素子１００１から発せられた光はレンズアレイ９０１に照射され，そこで波面変換されて空間に放射される。換言すれば，発光素子１００１の照射光は，レンズアレイ９０１を構成する各レンズのＮＡ（開口数）による放射角により変換が行われ，端末装置（Ｂ）に接続された端末側光送受信装置９１０に投射される。
【００８５】
このときにおける受信範囲および光強度の状態を図１２に模式的に示す。図１２に示すように，レンズアレイ９０１を介して光照射することにより，ピークパワーは減少するものの，レンズアレイ９０１を用いずに直接放射する場合の光量分布１２０２に対し，広範囲で，かつ均一な光量分布１２０１が得られると共に，一定の伝送品質を確保することが可能となる。また，レンズアレイ９０１に用いるレンズの焦点距離は，レンズ半径程度に短い方がより広い照射範囲を得ることができる。
【００８６】
また，端末側光送受信装置９１０の受信部および発光部を，広視野を有するＰｉｎ構造のフォトダイオードなどの受光素子表面に不要な可視光を遮断するためのフィルタを介して半球レンズを密着させた構成とすることにより，光軸合わせを行う必要もなくなり，任意の位置による通信が可能となる。
【００８７】
〔実施の形態７〕
図１３は，実施の形態７に係る光送受信装置の構成を示す説明図である。この実施の形態７では，レンズアレイ９０１の構成を，発光素子１００１の光軸近傍のレンズ９０１ａから離れるに従って所定範囲内で焦点距離を増加（長く）するように設定する。
【００８８】
このように，発光素子１００１近傍のレンズ９０１ａに対し，外側になるほど焦点距離を長くとることにより，先の述べた実施の形態６に対しては照射範囲が狭くなるものの，所定範囲の外側において信号光が過多に拡散するのを抑制し，外側部分における照射光量を確保することが可能となる。
【００８９】
すなわち，発光素子１００１に対してより外側のレンズによる信号光の拡散効果を減少させ，所定範囲内における照射光量を増加することができる。したがって，照射光量の増加により，端末側光送受信装置９１０の受光光量が増加し，より高速な伝送システムが実現する。
【００９０】
また，レンズアレイ９０１を，たとえばレンズアレイ部材が同一の樹脂基板で構成させ，さらに射出成形技術などを用いて基板表面を球面加工するか，あるいは屈折率を増大するモノマーを選択的に熱拡散することにより作製する。これにより，経済的で，かつ生産性の高い装置が実現する。
【００９１】
〔実施の形態８〕
図１４は，実施の形態８に係る光送受信装置の構成を示す説明図である。この実施の形態８では，レンズアレイの代わりに，図１４に示すような微小な反射面を有する凹レンズアレイ１４０１を端末側光送受信装置９１０側に向けた状態で回路基板１００２側に設ける。さらに，発光素子１００１を凹曲面板１４０１に向けて発光する構成とする。
【００９２】
この凹レンズアレイ１４０１として，熱伝導率の高い部材，たとえばアルミニウムなどの金属基板の表面に凹形状のレンズアレイを形成する。また，必要であれば凹形状の内側に反射率を向上させるための鏡面加工や薄膜形成を施してもよい。そして，このように形成した凹レンズアレイ１４０１を，発光素子１００１を駆動する電子回路部品および受光信号を処理する信号処理回路部品の一部あるいは全部に接触させて取り付ける。このように熱伝導性の高い材料で形成した凹レンズアレイ１４０１と回路基板１００２とを接触した状態とすることで，前述の光拡散効果により光通信の高速化に加え，回路基板１００２の電子部品が発する熱を積極的に放熱することができる。したがって，回路の信頼性も向上する。
【００９３】
〔実施の形態９〕
図１５は，実施の形態９に係る光送受信装置の構成を示す説明図である。この実施の形態９では，先に述べた受光する光を集光する半球レンズ１００４（図１０参照）の機能をレンズアレイ側に設けた例について示している。つまり，図１５に示すように，レンズアレイ１５０５に集光用のレンズ形状１５０１ａを設け，レンズアレイと半球レンズとを一体的に構成する。
【００９４】
このように，レンズアレイ１５０５に集光用の半球レンズの機能を付加することで，半球レンズを別個に設ける必要がなくなり，部品点数を削減することができる。
【００９５】
〔実施の形態１０〕
図１６は，実施の形態１０に係るレンズアレイの構成を示す説明図である。このレンズアレイ９０１は，図１６に示すように，レンズ１６０２以外の基板表面部分に研磨加工などにより光拡散手段としての微小凹凸部１６０１を付加する。これにより，レンズ１６０２による光拡散効果と同時に，微小凹凸部１６０１による散乱効果も得られる。したがって，ホスト側光送受信装置９００は端末側光送受信装置９１０に対して，より均一な照射分布の光を照射することができ，光利用効率が向上する。
【００９６】
〔実施の形態１１〕
図１７および図１９は，実施の形態１１に係る光送受信装置およびそのレンズアレイ部分の構成を示す説明図である。この実施の形態１１では，図１７および図１９に示すように，所定の曲率を有する球面上に，レンズ光軸が球面の略中心を通るようにレンズアレイ１７０１を形成し，配置する。さらに，発光素子１００１が球面の略中心部に位置し，レンズアレイ１７０１の所定のレンズの略光軸方向に一致した向きに設定されている。
【００９７】
この構成により，たとえば図１８に示すように，発光素子１００１の光軸から離れたレンズ１８０２の光軸が略光軸方向に一致しているので，平板のレンズ１８０１に比べて斜め入射による入射光量損失を改善することが可能である。
【００９８】
このとき，さらに端末側光送受信装置９１０の受光部と光送信部とを光送受信部９１１の筐体内に収容させ，該筐体部分を可動構造とする。そして，これをホスト側光送受信装置９００に略対向させる。これにより，光軸が最適になるのでさらに受光光量を向上させることが可能となる。
【００９９】
さらに，端末側光送受信装置９１０がスイッチ（図示せず）による選択により光軸調整用の信号光を照射し，他方のホスト側光送受信装置９００において信号光の強度を検出・比較し，その受信光強度に応じた信号光を端末側光送受信装置９１０に対して照射する。この照射された信号光を端末側光送受信装置９１０で受信し，受信した光信号に応じてたとえば異なる色で発光する複数のＬＥＤ表示光を点滅させるなどの手段を設け，ユーザーに光軸調整の成否結果を知らせることにより，光軸調整が容易に行える。
【０１００】
また，本発明による光送受信装置は，波長を多重化して通信容量を増加することもできる。これを実現するものとして，たとえば発光部（送光ユニット）の発光素子１００１を，異なる波長で発光する複数の発光素子で構成し，受光ユニットにおいて複数の受光素子を用いる。このとき，対応する波長のみを透過する，たとえば多層薄膜によるバンドパスフィルタを対応する各受光素子のフィルタ１００５として設けた構成とすばよい。
【０１０１】
さて，以上，本発明を実現する実施の形態を述べてきたが，これらに実施の形態に限らず本発明の要旨を逸脱しなければ様々な構成が可能であることはいうまでもない。たとえば，レンズアレイを特に樹脂成形に限ったものでなく，既存の光学ガラスを用いたものであっても同様な構成をとることができる。また，光送受信装置の前面に信号光を透過するダストカバーを設け，塵埃によるレンズアレイの表面が汚れるのを回避させる構造としてもよい。さらに，端末側光送受信装置を小型化し，さらにインーフェイス回路の部分にＰＣＭＣＩＡカードとのインターフェイスを行う機能を付加し，直接に携帯情報端末機器のカードスロットに搭載することも可能である。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明に係る光送受信装置（請求項１，２）によれば，狭指向あるいは集光性を有する光信号が光束変換面にスポット照射すると，この照射された光を端末側光送受信装置からみた場合，二次光源が疑似的に光束変換面に配置され，二次光源から所定範囲に比較的なだらかな光量分布になるように光信号が照射されるので，上記範囲内においては他の光送受信装置に位置によらず所望の受信光強度を保つことが可能となる。特に、二次光源は光束変換面の中心から半径ｒ内に配置され，空気中の光速をＣ，光信号のビットレートをＢとしたとき，ｒ≦Ｃ／４Ｂの関係を満たすことで，光信号間における干渉を軽減することが可能となる。したがって，各素子などを最小限化し，しかも効率的な配置としたので，経済的に小型化が可能となり，かつ低消費電力化・光束対応を実現することができる。
【０１０３】
また，本発明に係る光送受信装置（請求項３）によれば，送光手段の前面に送光手段の光信号を透過・拡散する光束変換面を設けたため，さらに小型化の促進が可能となる。特に、二次光源は光束変換面の中心から半径ｒ内に配置され，空気中の光速をＣ，光信号のビットレートをＢとしたとき，ｒ≦Ｃ／４Ｂの関係を満たすことで，光信号間における干渉を軽減することが可能となる。
【０１０４】
また，本発明に係る光送受信装置（請求項４）によれば，たとえば室内天井など所定距離隔てた位置に設けられた光束変換面に対し，支持部材上に構成された光送受信装置から略垂直上方向に光信号を照射する構成としたので，天井へのＬＡＮケーブルなどの面倒な配線工事を省略することができ，経済的なシステムが実現する。特に、二次光源は光束変換面の中心から半径ｒ内に配置され，空気中の光速をＣ，光信号のビットレートをＢとしたとき，ｒ≦Ｃ／４Ｂの関係を満たすことで，光信号間における干渉を軽減することが可能となる。
【０１０５】
また，本発明に係る光送受信装置（請求項５）によれば，光束変換面上の１つの照射スポットを複数の発光素子が一対となって二次光源を形成するように構成することにより，発光素子を有効的に用い，十分な光量の二次光源が得られる。
【０１０６】
また，本発明に係る光送受信装置（請求項６）によれば，半球レンズの光学特性を利用し，凸レンズの視野角の劣化を補正するため，広い受光視野角における受光強度を小スペースで確保することができる。
【０１０８】
また，本発明に係る光送受信装置（請求項７）によれば，ホスト側光送受信装置が端末側光送受信装置に光信号を送る場合に，光束拡散手段により送光手段からの光信号を波面変換して投射することにより，光信号が拡散されるため，広範囲で，かつ均一な光照射を行うことができる。
【０１０９】
また，本発明に係る光送受信装置（請求項８）によれば，発光素子に対し，より外側のレンズによる信号光の拡散過多を抑制し，所定の範囲内での照射光量を増加させるため，端末側光送受信装置側の受光光量を確保することができる。
【０１１０】
また，本発明に係る光送受信装置（請求項９）によれば，レンズアレイ部材を同一基板内に形成し，かつ基板の表面形状加工あるいは基板内部に所定の屈折率分布を形成してなるレンズアレイ基板を用いるため，生産性に優れたレンズアレイを経済的に得ることができる。
【０１１１】
また，本発明に係る光送受信装置（請求項１０）によれば，レンズアレイを熱伝導性の高い材料の反射型とし，これを信号処理回路部品に対して全部あるいは一部を接触させて取り付けるため，信号処理回路部品が発する熱を積極的に放熱することができる。
【０１１２】
また，本発明に係る光送受信装置（請求項１１）によれば，端末側光送受信装置から送られる光信号を受光するための集光レンズを，光拡散用のレンズアレイと一体化するため，集光レンズを別個に設ける必要がなくなり，経済性が向上する。
【０１１３】
また，本発明に係る光送受信装置（請求項１２）によれば，レンズアレイのレンズ群の間の領域を発光素子からの投射光を散乱するための手段，たとえば微小凹凸を表面に形成して設けるため，レンズ群による拡散効果に加え，レンズ群以外を透過する投射光を散乱させることができる。
【０１１４】
また，本発明に係る光送受信装置（請求項１３）によれば，発光素子と対応するレンズとの光軸を略一致させて曲面形状のレンズアレイを形成するため，平板のレンズアレイと比べて，発光素子の光軸から離れた位置での入射光量を確保することができる。
【０１１５】
また，本発明に係る光送受信装置（請求項１４）によれば，端末側光送受信装置自体をホスト側光送受信装置側に対して可動調整する構造としたため，ホスト側光送受信装置側に対し，最も光送受信効率のよい位置に簡単に調整することができる。
【０１１６】
また，本発明に係る光送受信装置（請求項１５）によれば，上記の効果に加え，光軸調整用光信号を用い，その強度を知ることができるため，光軸調整を的確，かつ容易に行え，設置作業などの作業性が向上する。
【０１１７】
また，本発明に係る光送受信装置（請求項１６）によれば，異なる波長の発光素子と受光素子とを用いての光通信が実現するため，通信の多重化および通信容量の増加を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る光送受信装置の構成および該装置を用いたシステム例を示す説明図である。
【図２】図１における光送受信装置の細部構成を示す説明図であり，（ａ）は外観図，（ｂ）は断面構成図である。
【図３】図１における送受信装置の細部構成を示す説明図である。
【図４】実施の形態２に係る発光素子の配置・構成を示す説明図であり，（ａ）は１つの発光素子からの光を１つの照射スポットに照射する場合，（ｂ）は複数の発光素子からの光を１つの照射スポットに照射する場合である。
【図５】実施の形態３に係る光送受信装置の構成を示す説明図である。
【図６】実施の形態４に係る光送受信装置の構成を示す説明図である。
【図７】実施の形態５に係る光送受信装置の配置関係を示す説明図である。
【図８】実施の形態５に係る受信回路の構成を示すブロック図である。
【図９】実施の形態６に係る光送受信装置の構成および該装置を用いたシステム例を示す説明図である。
【図１０】図９におけるホスト側光送受信装置の構成を断面で示す説明図である。
【図１１】実施の形態６に係る発光・受光状態を示す説明図である。
【図１２】実施の形態６に係る光量分布および光強度を示す説明図である。
【図１３】実施の形態７に係る光送受信装置の構成を示す説明図である。
【図１４】実施の形態８に係る光送受信装置の構成を示す説明図である。
【図１５】実施の形態９に係る光送受信装置の構成を示す説明図である。
【図１６】実施の形態１０に係るレンズアレイの構成を示す説明図である。
【図１７】実施の形態１１に係る光送受信装置のレンズアレイ部分の構成を示す説明図である。
【図１８】実施の形態１１に係る光送受信装置の光照射状態を示す説明図である。
【図１９】実施の形態１１に係る光送受信装置の構成を示す説明図である。
【図２０】従来における光送受信装置の構成例（１）を示す説明図である。
【図２１】図２０における送光ユニットの構成を示す平面図である。
【図２２】従来における光送受信装置の構成例（２）を示す説明図である。
【図２３】従来における光送受信装置の構成例（３）を示す説明図である。
【符号の説明】
１００，５００，６００ホスト側光送受信装置
１０１，９１０端末側光送受信装置
１０２平板
１０３受光部
１０５受光ユニット
１０６二次光源
１０７送光ユニット
１０８，３０１，１００１発光素子
３０３凸レンズ
３０４，１００４半球レンズ
４０１ａ二次光源
５０１支持部材
６０１光束変換面
９０１，１４０１，１５０１，１７０１レンズアレイ
１６０１微小凹凸部

Claims

ネットワーク上のホストコンピュータなどと接続したホスト側光送受信装置と，任意の位置に分散・配置された情報端末機器などに接続し，単数あるいは複数の端末側光送受信装置との間で，その情報の伝送を光信号を用いて送受信する光送受信装置において，
前記ホスト側光送受信装置が，
伝送情報に対応し，狭指向あるいは集光性を有する光信号を発する発光素子が配設された送光手段と，
前記端末側光送受信装置からの光信号を受光する受光素子が配設された受光手段と，
前記送光手段から投射された光信号を拡散・変換し，透過あるいは反射する光束変換面と，を備え，
前記発光素子より前記光束変換面の所定位置に光信号を照射し，前記光束変換面上に前記端末側光送受信装置からみて二次光源を形成し，該二次光源は光束変換面の中心から半径ｒ内に配置され，空気中の光速をＣ，光信号のビットレートをＢとしたとき，ｒ≦Ｃ／４Ｂの関係を満たしており，該二次光源からの光を前記端末側光送受信装置に送ることを特徴とする光送受信装置。
ネットワーク上のホストコンピュータなどと接続したホスト側光送受信装置と，任意の位置に分散・配置された情報端末機器などに接続し，単数あるいは複数の端末側光送受信装置との間で，その情報の伝送を光信号を用いて送受信する光送受信装置において，
前記ホスト側光送受信装置が，
平板上に拡散反射面を有し，光信号を拡散・反射する光束変換面と，
前記光束変換面に対し，所定距離隔てた略平行な平面上に設けられ，前記端末側光送受信装置からの光信号を受光する受光素子が配設された受光手段と，
前記受光手段と前記光束変換面との間の略平面上に略等間隔に配設され，伝送情報に対応し，狭指向あるいは集光性を有する光信号を発する複数の発光素子でなる送光手段と，を備え，
前記発光素子より前記光束変換面の所定位置に光信号を照射し，前記光束変換面上に前記端末側光送受信装置からみて二次光源を形成し，該二次光源は光束変換面の中心から半径ｒ内に配置され，空気中の光速をＣ，光信号のビットレートをＢとしたとき，ｒ≦Ｃ／４Ｂの関係を満たしており，該二次光源からの光を前記端末側光送受信装置に送ることを特徴とする光送受信装置。
ネットワーク上のホストコンピュータなどと接続したホスト側光送受信装置と，任意の位置に分散・配置された情報端末機器などに接続し，単数あるいは複数の端末側光送受信装置との間で，その情報の伝送を光信号を用いて送受信する光送受信装置において，
前記ホスト側光送受信装置が，
伝送情報に対応し，狭指向あるいは集光性を有する光信号を発する発光素子が配設された送光手段と，
前記端末側光送受信装置からの光信号を受光する受光素子が配設された受光手段と，
前記送光手段の前面に設けられ，前記送光手段から投射された光信号を透過・拡散し，前記端末側光送受信装置に送る光束変換面と，を備え，
前記発光素子より前記光束変換面の所定位置に光信号を照射し，前記光束変換面上に前記端末側光送受信装置からみて二次光源を形成し，該二次光源は光束変換面の中心から半径ｒ内に配置され，空気中の光速をＣ，光信号のビットレートをＢとしたとき，ｒ≦Ｃ／４Ｂの関係を満たしており，該二次光源からの光を前記端末側光送受信装置に送ることを特徴とする光送受信装置。
ネットワーク上のホストコンピュータなどと接続したホスト側光送受信装置と，任意の位置に分散・配置された情報端末機器などに接続した端末側光送受信装置との間で，その情報の伝送を光信号を用いて送受信する光送受信装置において，
前記ホスト側光送受信装置が，
所定の高さを有する支持部材の上の略中央部分に前記端末側光送受信装置からの光信号を受光する受光素子が配設された受光手段と，伝送情報に対応し，狭指向あるいは集光性を有する光信号を略垂直方向に照射する発光素子が前記受光手段の周辺部分に略等間隔に配設された送光手段と，前記送光手段に対し，所定距離隔てた平面で，かつ該平面の限定された範囲内に前記発光素子からの光が照射される位置に設置され，前記送光手段から投射された光信号がスポット照射され，該照射光を前記端末側光送受信装置に送る光束変換面と，を備え，
前記発光素子より前記光束変換面の所定位置に光信号を照射し，前記光束変換面上に前記端末側光送受信装置からみて二次光源を形成し，該二次光源は光束変換面の中心から半径ｒ内に配置され，空気中の光速をＣ，光信号のビットレートをＢとしたとき，ｒ≦Ｃ／４Ｂの関係を満たしており，該二次光源からの光を前記端末側光送受信装置に送ることを特徴とする光送受信装置。
前記光束変換面の二次光源は，前記複数の発光素子の照射により形成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の光送受信装置。
前記受光手段は，凸レンズと該凸レンズの焦点位置が受光面となるように半球レンズを一体化した受光素子により構成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の光送受信装置。
ネットワーク上のホストコンピュータなどと接続したホスト側光送受信装置と，任意の位置に分散・配置された情報端末機器などに接続し，単数あるいは複数の端末側光送受信装置との間で，その情報の伝送を光信号を用いて送受信する光送受信装置において，
前記ホスト側光送受信装置が，
伝送情報に対応し，狭指向あるいは集光性を有する光信号を発する発光素子が配設された送光手段と，
前記端末側光送受信装置からの光信号を受光する受光素子が配設された受光手段と，
微小レンズ群で構成したレンズアレイを用い，前記送光手段からの光信号を波面変換し，前記端末側光送受信装置に投射する光束拡散手段と，
を備えたことを特徴とする光送受信装置。
前記光束拡散手段は，前記送光手段の発光素子の光軸近傍のレンズに対し，外側になるに従って焦点距離を長く設定したレンズアレイで構成することを特徴とする請求項７に記載の光送受信装置。
前記光束拡散手段は，レンズアレイ部材が同一基板内に形成され，かつ前記基板の表面形状加工あるいは基板内部に所定の屈折率分布を形成してなるレンズアレイ基板を用いることを特徴とする請求項７に記載の光送受信装置。
前記光束拡散手段が，レンズアレイを形成する基板が熱伝導性の高い材料の反射型のレンズアレイで構成され，前記光束拡散手段を，前記送光手段の発光素子を駆動，および前記受光手段の受光信号を処理する信号処理回路部品に対して全部／一部を接触させることを特徴とする請求項７に記載の光送受信装置。
前記光束拡散手段は，前記受光手段が受光する光を集光する集光レンズを一体的に構成したことを特徴とする請求項７に記載の光送受信装置。
前記光束拡散手段は，レンズアレイを構成するレンズ群と，該レンズ群以外の部分に光を散乱する光散乱手段を有していることを特徴とする請求項７に記載の光送受信装置。
前記光束拡散手段は，前記送光手段の発光素子と対応するレンズとの光軸を略一致させ，所定の曲率を有する曲面形状に配置したことを特徴とする請求項７に記載の光送受信装置。
前記端末側光送受信装置は，少なくとも，前記送光手段と前記受光手段とを同一筐体に配置し，前記送光手段と前記受光手段の光軸を，前記ホスト側光送受信装置側に対して送受信可能な位置に可動・調整する構成としたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つ，または請求項７に記載の光送受信装置。
前記筐体が前記ホスト側光送受信装置側に対して可動する構造であって，光軸調整用光信号を照射・選択するための調整用スイッチと，前記光軸調整用光信号を受信し，その光強度を表示する表示手段と，をさらに備えたことを特徴とする請求項１４に記載の光送受信装置。
それぞれ波長が異なる複数の発光素子と，該発光素子の波長と対応する複数の受光素子とを用いることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つ，または請求項７に記載の光送受信装置。