JPH0119481Y2

JPH0119481Y2 -

Info

Publication number: JPH0119481Y2
Application number: JP1983193802U
Authority: JP
Priority date: 1983-12-16
Filing date: 1983-12-16
Publication date: 1989-06-06
Also published as: JPS60101852U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、光を利用して情報の空間伝送を行う
光通信システムを構成する光信号送受信機の改良
に関する。

（従来技術）従来、電気信号の情報を光送信機により光信号
に変換して送信し、この光信号を光受信機により
受けて電気信号に変換し電子計算機等の情報処理
システムに供給するようにした光通信システムが
存在している。

この従来のものは、第１図に示すように概略構
成されている。すなわち、同図において、１は光
送信機、２はそのフレームとなる筐体、３は電気
−光変調回路となる発光回路、４はLED等の発
光素子、５は主にレンズより構成される光学系で
あり、一方、６は光受信機、７はそのフレームと
なる筐体、８は光−電気復調回路となる受光回
路、９はフオトダイオード等の受光素子、１０は
主にレンズにより構成される光学系である。光学
系５，１０は、伝送距離を極力長めようとするた
めに設けられているもので、l₀はその光軸であ
る。また、Einは電気入力信号、Eoutは電気出力
信号、L_pは光信号である。

ところで、このものを用いて一方向通信を行う
場合には、第１図に示すように、光送信機１及び
光受信機６を各々１台ずつ設ければ良が、双方向
通信を行う場合には、第２図に示すように、光送
信機１及び光受信機６を各々２台ずつ設けること
になるため、両方向の光通信系を互いに光学的に
分離させてそれらの光軸ｌをずらすようにして設
置しなければならなく、またその電気的信号処理
系もそれぞれ設けなければならないので、システ
ムが大型化するとともに、２つの光軸の調整が必
要であるので、光軸調整作業が煩雑なものとなる
等の種々の問題点を惹起している実情にある。

（考案の目的）本考案は、上記従来技術の有する問題点に鑑み
てなされたもので、その目的とするところは、性
能の向上化、システムのコンパクト化及びその構
成の簡単化等を図り、極めて優れた、特に双方向
光通信システムを構成することのできる光信号送
信機を提供することにある。

（考案の構成）上記目的達成のため、本考案は以下の構成を有
している。

すなわち、筐体の前部に、同一光軸上に２つの
焦点を有する二重焦点レンズを装着すると共に、
該二重焦点レンズより後方となる筐体の部分に、
前方支持体と後方支持体とを装着し、前記前方支
持体を凸レンズから形成してこれを前記二重焦点
レンズの一方の焦点位置に配すると共に、前記後
方支持体を前記二重焦点レンズと前方支持体とで
合成される他方の焦点位置に配し、前記前方支持
体には、前記一方の焦点に位置決めして光信号を
送信する発光素子と光信号を受信する受光素子と
の何れか一方を支持させ、前記後方支持体には、
前記他方の焦点に位置決めして前記発光素子と受
光素子との何れか他方を支持させたことを特徴と
する光信号送受信機、である。

（実施例）以下、本考案を図示実施例につき詳細に説明す
る。

第３図は本考案に係る第１の実施例を示すもの
で、同図において、まず１１は本考案の光送受信
機であり、１２はそのフレームとなる筐体であ
る。この筐体１２内には、２つの二重焦点レンズ
１３，１４と前方支持体１５と後方支持体１６と
が配設されている。二重焦点レンズ１３，１４は
互いに同一光軸となるように配設され、l₁はその
光軸であつて、これらの二重焦点レンズ１３，１
４によつて２つの焦点が形成されるようになつて
いる。前方支持体１５は、これらの二重焦点レン
ズ１３，１４の後方であつて、かつ、その中心部
が光軸l₁上にくるように配されて、光軸l₁に沿つ
て往復移動可能とされており、凸レンズにより形
成されている。この前方支持体１５と２つの二重
焦点レンズ１３，１４とにより、同一光軸となる
光軸l₁上に２つの焦点f₁，f₂を有する光学系１７
が構成されている。

前方支持体１５の中心部には発光素子１８が固
定されており、１８Ａはその発光部であつて、こ
の発光素子１８としては主として発光ダイオード
が使用される。この発光素子１８は、その発光部
１８Ａの最高光度部分が焦点f₁上にくるように位
置調整されており、光学系１７中の二重焦点レン
ズ１３，１４を通して光信号L₁を送信するもの
とされ、１８Ｂはその図示しない電気信号送信回
路系に接続されるリードである。

後方支持体１６は、前方支持体１５の後方であ
つて、かつ、その中心部が光軸l₁上にくるように
配されて、光軸l₁に沿つて往復移動可能とされて
いる。この後方支持体１６の中心部には受光素子
１９が固定されており、１９Ａはその受光部であ
つて、この受光素子１９としては主としてフオト
ダイオード、フオトトランジスタなどが使用され
る。この受光素子１９は、その受光部１９Ａが焦
点f₂上にくるように位置調整されており、後述す
る光送受信機２０の発光素子１８′からの光信号
L₂を光学系１７を通して受信するものとされて
いる。１９Ｂは、この受光素子１９の、図示しな
い電気信号受信回路系に接続されるリードであ
る。

光送受信機２０は、前述の光送受信機１１とと
もに双方向光通信システムを構成する、本考案の
変形態様物でり、光送受信機１１と同一の構成要
素を有しているため、同一構成要素については同
一符号に「′」を付して、その説明は省略し、異
つた部分についてのみ説明することとする。

まず、筐体１２′の最前部には、二重焦点レン
ズ２１がくるようにその光軸が光軸l₁上に配設さ
れ、前方支持体１５′は、この二重焦点レンズ２
１の後方に同一光軸となるように配設されてお
り、この前方支持体１５′と二重焦点レンズ２１
とにより、光軸l₁上に２つの焦点f₃，f₄を有する
光学系２２が構成されている。発光素子１８′は
後方支持体１６′の中心部に固定され、その発光
部１８′Ａの最高光度部分が焦点f₄上にくるよう
に位置調整されており、光学系２２を介して光信
号L₂を送信するものとされている。受光素子１
９′は、前方支持体１５′の中心部に固定され、そ
の受光部１９′Ａが焦点f₃上にくるように位置調
整されており、光学系２２の二重焦点レンズ２１
を通して光送受信機１１の発光素子１８からの光
信号L₁を受光するものとされている。尚、図中、
Ein１，Ein２は電気入力信号、Eout１，Eout２
は電気出力信号である。

上記のように構成された双方向光通信システム
は、次の様に動作する。すなわち、まず、リード
１８Ｂを通じて入力された電気信号Ein１が発光
素子１８によつて光信号L₁に変換されて発光さ
れ、この光信号L₁が二重焦点レンズ１４，１３
によつて平行光とされて、光送受信機２０の二重
焦点レンズ２１に入射する。そして、光信号L₁
は、二重焦点レンズ２１により屈折させられて受
光素子１９′の受光部１９′Ａ（焦点f₃）に集光さ
れ、この受光素子１９′によつて電気信号Eout１
に変換され、図示しない電気信号受信回路系に出
力される。一方、リード１８′Ｂを通じて入力さ
れた電気信号Ein２は、発光素子１８′により光
信号L₂に変換されて発光され、この光信号L₂は
前方支持体１５によつて、その中央部分が受光素
子１９′にさえ切られて光信号L₁の光路を包囲す
るようなかたちの断面リング状の平行光とされ
て、光送受信機１１の二重焦点レンズ１３に入射
する。そして、光信号L₂は、二重焦点レンズ１
３，１４及び支持体１５に屈折させられて受光素
子１９の受光部１９Ａ（焦点f₂）に集光され、こ
の受光素子１９によつて電気信号Eout２に変換
され、図示しない電気信号受信回路系に出力され
るものである。

上記実施例によれば、光送受信機１１にあつて
は、前方支持体１５を移動させ、一方、光送受信
機２０にあつては、前方支持体１５′及び後方支
持体１６′を移動させることにより、両光送受信
機１１，２０間の距離に応じて光信号L₁，L₂の
指向性を変えることができるので、異つた場所に
設置された複数のものと双方向通信が可能とな
る。勿論、第１図、第２図に示す従来構成のもの
との一方向通信も可能である。さらに、受光素子
１９，１９′を移動させることにより、それらの
感度調整も容易になすことができ、通信距離に応
じて出力を調整することができる。また、両光送
受信機１１，２０について言えることであるが、
光送受信機１１を例にとつて説明すると、第４図
に破線矢印で示すように、発光素子１８から発光
された光の一部が、その前方に位置する二重焦点
レンズ１４等により乱反射して受光素子１９に入
射するので、その出力により送信が確実に行われ
ているかということをチエツクすることができ
る。さらにまたた、前方支持体１５，１５′をレ
ンズにより構成したので、光学系１７，２２の後
方焦点距離を短縮することができることとなり、
前方支持体１５，１５′と後方支持体１６，１
６′との間の寸法Ｘを短かくすることができるこ
ととなつて、その分コンパクトとなる。

第５図は本考案に係る第２の実施例を示すもの
で、その特徴とするところは、同一構成の光送受
信機を用いて双方向光通信システムを構成した点
にあり、この場合、第３図に示す第１の実施例の
ものと違つて、送受信に係る光信号は平行光では
なく散乱光となる。

同図において、符号２３，２３′で示すものが
本考案の光送受信機であり、両光送受信器２３，
２３′は同一構成であるから、ここでは、光送受
信機２３の構成について説明し、同一構成要素に
ついては「′」を付して、その説明は省略する。
２４はフレームとなる筐体で、この筐体２４内に
は、二重焦点レンズ２５と前方支持体２６と後方
支持体２７とが配設されている。l₂は、二重焦点
レンズ２５の光軸で、前方支持体２６は、二重焦
点レンズ２５の後方に、その中心部が光軸l₂上に
くるように配されて、光軸l₂に沿つて往復移動可
能とされており、レンズにより形成されている。
この前方支持体２６と二重焦点レンズ２５とによ
り、光軸l₂上に２つの焦点f₅，f₆を有する光学系
２８が構成されている。

前方支持体２６の中心部には発光素子２９が固
定されており、２９Ａはその発光部である。この
発光素子２９は、その発光部２９Ａの最高光度部
分が焦点f₅の近傍上にくるように位置調整されて
おり、光学系２８中の二重焦点レンズ２５を通し
て発散光である光信号L₃を送信するものとされ、
２９Ｂはその図示しない電気信号送信回路系に接
続されるリードである。

後方支持体２７は、前方支持体２６の後方であ
つて、かつ、その中心部が光軸l₂上にくるように
配されて、光軸l₂に沿つて往復移動可能とされて
いる。この後方支持体２７の中心部には受光素子
３０が固定されており、３０Ａはその受光部であ
る。この受光素子３０は、その受光部３０Ａが焦
点f₆の近傍上にくるように位置調整されており、
光送受信機２３′の発光素子２９′からの光信号
L₄を光学系２８を通して受信するものとされて
いる。３０Ｂは、この受光素子３０の、図示しな
い電気信号受信回路系に接続されるリードであ
る。尚、Ein３，Ein４は電気入力信号、Eout３，
Eout４は電気出力信号である。

上記構成の第２の実施例にあつては、前方支持
体２６に発光素子２９を設けたから、この発光素
子２９として発光ダイオードを用いた場合には、
発光される光を効率良く利用でき良好な光通信が
可能となる。なぜならば、発光ダイオードの発光
強度は、その中心部において最強となるので、発
光ダイオードを後方支持体２７に設けた場合に
は、中心部から出た光が前方の素子（受光素子）
によつてさえ切られて弱められてしまうからであ
る。その他の作用効果については、第３図に示す
第１の実施例のものと概略同一であるので、ここ
では、その説明は省略する。

また、通信ステーシヨン間に障害物があつて直
接、光によつて通信ができない場合には、複数の
通信システムを設け、通信システムと通信システ
ムとの間には中継アンプ等を設けて光通信を行う
ことができるものである。

（考案の効果）以上述べて来たことから明らかなように本考案
によれば、二重焦点レンズと凸レンズから成る前
方支持体との組合せにより、発光素子と受光素子
とを配する間隔を可及的に短縮し得るようにした
ので、送信機能と受信機能とを併せ持つ光信号送
受信機を、きわめて小型に実現することができ、
双方向光通信システムに適用して好適となる効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の一方向光通信システムの概略
構成図。第２図は、従来の双方向光通信システム
の概略構成図。第３図は、本考案の光送受信機を
用いて構成した双方向光通信システムの第１の実
施例の概略構成をも示す動作説明図。第４図は、
第３図に示す光送受信機の一方を拡大して示す動
作説明図。第５図は、本考案の光送受信機を用い
て構成した双方向光通信システムの第２の実施例
の概略構成をも示す動作説明図。１１，２０，２３，２３′……光送受信機、１
７，２２，２８，２８′……光学系、１８，１
８′，２９，２９′……発光素子、１９，１９′，
３０，３０′……受光素子、l₁，l₂……光軸、L₁，
L₂，L₃，L₄……光信号、f₁，f₂，f₃，f₄，f₅，f₅′，
f₆，f₆′……焦点。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

筐体の前部に、同一光軸上に２つの焦点を有す
る二重焦点レンズを装着すると共に、該二重焦点
レンズより後方となる筐体の部分に、前方支持体
と後方支持体とを装着し、前記前方支持体を凸レ
ンズから形成してこれを前記二重焦点レンズの一
方の焦点位置に配すると共に、前記後方支持体を
前記二重焦点レンズと前方支持体とで合成される
他方の焦点位置に配し、前記前方支持体には、前
記一方の焦点に位置決めして光信号を送信する発
光素子と光信号を受信する受光素子との何れか一
方を支持させ、前記後方支持体には、前記他方の
焦点に位置決めして前記発光素子と受光素子との
何れか他方を支持させたことを特徴とする光信号
送受信機。