JP5031432B2 - 光受信器、及び光受信方法 - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
図1及び図2は、本発明の第1の実施形態に係る光受信器1の概要構成の一例を示すブロック図である。また、図3は、本発明の第1の実施形態に係る光受信器1の概要構成を示す斜視図である。ただし、図1及び図3は光軸ずれが無い場合、図2は光軸ずれが生じた場合の光受信器1の様子を示している。
図6及び図7は、本発明の第2の実施形態に係る光受信器2の概要構成の一例を示すブロック図である。ただし、図6は光軸ずれが無い場合、図7は光軸ずれが生じた場合の光受信器2を示している。ここで、本発明の第1の実施形態に係る光受信器1と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
以下、本発明の第3の実施形態に係る光受信器3について添付図面を参照して説明する。図9は、本発明の第3の実施形態に係る光受信器3の概要構成の一例を示すブロック図である。ただし、図9は光軸ずれが無い場合の光受信器3を示している。図9において、光受信器3は、光軸調整部152の動作のみが第2の実施形態と異なる。ここで、本発明の第2の実施形態に係る光受信器2と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
100 集光部
110 光学素子
111 透過領域
112 分岐領域
113 光束断面
120 信号用受光部
121 受信回路部
130 検出用受光部
131〜134 光電気変換領域
140 光軸検出部
150〜152 光軸調整部
160 透過光の像
161 分岐光の像
900 全反射ミラー
901,902 集光レンズ
910 分岐ミラー
920 信号用受光素子
930 光軸検出用受光素子
940 光軸検出回路部
950 光軸調整部
Claims (11)
- 空間を媒体に伝送された光信号を受信する光受信器であって、
入射された前記光信号を集光する集光部と、
透過領域と分岐領域とを有し、前記集光部で集光された光信号が入射される光学素子と、
前記透過領域を透過した透過光を受光し、光電気変換する信号用受光部と、
前記分岐領域にて分岐された分岐光を受光し、光電気変換することで前記分岐光の強度を示す検出用強度信号を出力する検出用受光部と、
前記検出用受光部から出力された検出用強度信号に基づき光軸ずれを検出し、光軸検出信号を出力する光軸検出部と、
前記光軸検出信号に基づき光軸調整を行う光軸調整部とを備え、
前記光学素子は、
前記集光部と前記信号用受光部との間の位置に、前記信号用受光部の中心軸と前記透過領域の中心軸とが略一致するように配置され、
前記透過領域と前記分岐領域との境界の形状が環状であり、前記境界の径が、前記光学素子の位置における前記集光された光信号の光束断面の径よりも大きく、かつ前記境界の形状が、前記光学素子の位置における前記集光された光信号の光束断面と略相似であり、
前記分岐領域は、
前記光信号の一部であり光軸ずれによって生じる漏れ光が入射され、前記検出用受光部に向けて分岐光を出射し、
前記分岐領域は、負の焦点距離を有し、前記検出用受光部に向け入射光を広げて出射することを特徴とする、光受信器。 - 前記検出用受光部は、前記信号用受光部と同心円状に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の光受信器。
- 前記検出用受光部は、前記信号用受光部と同心円状に配置され、光電気変換を行う領域を複数有することを特徴とする、請求項2に記載の光受信器。
- 前記検出用受光部は、前記信号用受光部と同一基板上に作成されていることを特徴とする、請求項1に記載の光受信器。
- 前記分岐領域は、フレネルレンズで構成されることを特徴とする、請求項1に記載の光受信器。
- 前記分岐領域は、回折レンズで構成されることを特徴とする、請求項1に記載の光受信器。
- 前記信号用受光部が前記透過光を光電気変換した信号に基づいて、前記透過光の受信強度を示す受信用強度信号を出力する受信回路部をさらに備え、
前記光軸調整部は、前記光軸検出信号、及び前記受信用強度信号に基づいて、光軸調整を行うことを特徴とする、請求項1に記載の光受信器。 - 前記光軸調整部は、
前記受信用強度信号が第1のしきい値よりも大きく、かつ前記光軸検出信号が第2のしきい値よりも小さいという第1の条件を満たす場合に光軸を維持し、
前記第1の条件を満たさない場合に、前記受信用強度信号が前記第1のしきい値よりも大きく、かつ前記光軸検出信号が前記第2のしきい値よりも大きいという第2の条件を満たすか否かを判定し、前記第2の条件を満たす場合に、光軸調整の変化幅を小さくして光軸調整を行い、
前記第2の条件を満たさない場合に、前記受信用強度信号が前記第1のしきい値よりも小さく、かつ前記光軸検出信号が前記第2のしきい値よりも大きいという第3の条件を満たすか否かを判定し、前記第3の条件を満たす場合に、光軸調整の変化幅を中程度にして光軸調整を行い、
前記第3の条件を満たさない場合に、前記光軸調整の変化幅を大きくして、光軸調整可能な全方位に光軸検索を行い、その際に前記受信用強度信号が前記第1のしきい値よりも大きいか、あるいは前記光軸検出信号が前記第2のしきい値よりも大きいという第4の条件を満たすか否かを判定し、前記第4の条件を満たす場合に、前記第1の条件を満たすか否かを再度判定し、
前記第4の条件を満たさない場合に、光軸調整を中断することを特徴とする、請求項7に記載の光受信器。 - 前記光軸調整部は、
前記光軸検出信号が所定のしきい値よりも大きいという第1の条件を満たす場合に、前記光軸検出信号に基づいて光軸を調整し、
前記第1の条件を満たさない場合に、前記受信用強度信号が、前記信号用受光部が誤りなく通信可能な最小受信信号強度よりも大きいという第2の条件を満たすか否かを判定し、前記第2の条件を満たす場合に、光軸を維持し、
前記第2の満たさない場合に、光軸調整可能な全方位に光軸検索を行い、その際に前記光軸検出信号が前記所定のしきい値よりも大きいという第3の条件を満たすか否かを判定し、前記第3の条件を満たす場合に、前記光軸検出信号に基づいて光軸を調整し、
前記第3の条件を満たさない場合に、光軸調整を中断することを特徴とする、請求項7に記載の光受信器。 - 空間を媒体に伝送された光信号を受信する光受信器が実行する光受信方法であって、
集光部が、入射された前記光信号を集光する集光ステップと、
透過領域と分岐領域とを有し、前記集光部で集光された光信号が入射される光学素子が、前記集光された光信号のうち、光軸と一致した光信号を透過光として透過し、光軸と一致しなかった光信号を分岐光として分岐するステップと、
信号用受光部が、前記透過光を受光し、光電気変換する信号用受光ステップと、
検出用受光部が、前記分岐光を受光し、光電気変換することで前記分岐光の強度を示す
検出用強度信号を出力する検出用受光ステップと、
光軸検出部が、前記検出用強度信号に基づき光軸ずれを検出し、光軸検出信号を出力する光軸検出ステップと、
光軸調整部が、前記光軸検出信号に基づき光軸調整を行う光軸調整ステップとを備え、
前記光学素子は、
前記集光部と前記信号用受光部との間の位置に、前記信号用受光部の中心軸と前記透過領域の中心軸とが略一致するように配置され、
前記透過領域と前記分岐領域との境界の形状が環状であり、前記境界の径が、前記光学素子の位置における前記集光された光信号の光束断面の径よりも大きく、かつ前記境界の形状が、前記光学素子の位置における前記集光された光信号の光束断面と略相似であり、
前記分岐領域は、
前記光信号の一部であり光軸ずれによって生じる漏れ光が入射され、前記検出用受光部に向けて分岐光を出射し、
前記分岐領域は、負の焦点距離を有し、前記検出用受光部に向け入射光を広げて出射する、方法。 - 空間を媒体に伝送された光信号を受信する光受信器が実行する光軸ずれ検出方法であって、
集光部が、入射された前記光信号を集光する集光ステップと、
透過領域と分岐領域とを有し、前記集光部で集光された光信号が入射される光学素子が、前記集光された光信号のうち、光軸と一致した光信号を透過光として透過し、光軸ずれによって生じる漏れ光を分岐光として分岐するステップと、
信号用受光部が、前記透過光を受光し、光電気変換する信号用受光ステップと、
検出用受光部が、前記分岐光を受光し、光電気変換することで前記分岐光の強度を示す検出用強度信号を出力する検出用受光ステップと、
光軸検出部が、前記検出用強度信号に基づき光軸ずれを検出し、光軸検出信号を出力する光軸検出ステップとを備え、
前記光学素子は、
前記集光部と前記信号用受光部との間の位置に、前記信号用受光部の中心軸と前記透過領域の中心軸とが略一致するように配置され、
前記透過領域と前記分岐領域との境界の形状が環状であり、前記境界の径が、前記光学素子の位置における前記集光された光信号の光束断面の径よりも大きく、かつ前記境界の形状が、前記光学素子の位置における前記集光された光信号の光束断面と略相似であり、
前記分岐領域は、
前記光信号の一部であり光軸ずれによって生じる漏れ光が入射され、前記検出用受光部に向けて分岐光を出射し、
前記分岐領域は、負の焦点距離を有し、前記検出用受光部に向け入射光を広げて出射する、方法。
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