特許ウォッチ

公開番号2025032600
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-12
出願番号2023137963
出願日2023-08-28
発明の名称光通信光学系および光通信装置
出願人株式会社タムロン
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類G02B 13/00 20060101AFI20250305BHJP(光学)
要約【課題】ウェッジプリズムを含む光通信光学系において信号光の振動を簡易に防止する。
【解決手段】光通信光学系は、第一群(11)から第四群(14)の四つの群を有する。光通信光学系は、第一群(11)と第二群(12)との焦点距離による第一の関係、および、第三群(13)は二組のウェッジプリズム対のそれぞれにおける同じ角度で逆方向に回転する二枚のウェッジプリズムの回転角度と頂角による第二の関係、を満たす。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
発光素子から出射されて送信される信号光、または、受光素子に入射して受信される信号光の光路上に配置される光通信光学系であって、
前記発光素子または前記受光素子とは反対側から順に配置された第一群、第二群、第三群および第四群を含み、
前記第一群は、前記信号光のビーム径を光軸方向における前記第二群側の端でより小さくなるように変更し、
前記第二群は、前記信号光のビーム径を光軸方向における前記第三群側の端でより小さくなるように変更し、
前記第三群は、二組のウェッジプリズム対で構成され、前記ウェッジプリズム対は、互いに反対方向にかつ同じ大きさの回転角度で回転する二枚のウェッジプリズムで構成され、
前記第四群は、前記信号のビーム径を光軸方向における前記発光素子または前記受光素子側の端でより小さくなるように変更し、
下記式（１）および式（２）を満足する、光通信光学系
３．８９＜Ｆｆ／Ｂｆ＜１４．００・・・（１）
０．０９０＜Ｒ／ａ＜６．５６５・・・（２）
（式（１）中、Ｆｆは前記第一群の焦点距離（ｍｍ）を表し、Ｂｆは前記第二群の焦点距離（ｍｍ）を表し、式（２）中、Ｒは一方または他方の前記ウェッジプリズム対における前記ウェッジプリズムの回転角度を表し、ａは一方または他方の前記ウェッジプリズム対における前記ウェッジプリズムの頂角を表す）。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
式（３）を満たす、請求項１に記載の光通信光学系
｜Ｃ１－Ｃ２｜≦１４．７１５・・・（３）
（式（３）中、Ｃ１は波長１５５０ｎｍの前記信号光の焦点位置を基準とした場合の波長１５３０ｎｍの前記信号光の焦点位置の移動量（μｍ）を表し、Ｃ２は波長１５５０ｎｍの前記信号光の焦点位置を基準とした場合の波長１５６５ｎｍの前記信号光の焦点位置の移動量（μｍ）を表す）。
【請求項３】
式（４）を満たす、請求項１に記載の光通信光学系
１．４＜ｎ＜１．６７４・・・式（４）
（式（４）中、ｎは前記ウェッジプリズムの材料における波長１５５０ｎｍの光の屈折率を表す）。
【請求項４】
前記第二群および前記第四群は、両群間の前記信号光がコリメート光となるように前記信号光のビーム径を変更する、請求項１に記載の光通信光学系。
【請求項５】
前記第一群、前記第二群および前記第四群の少なくともいずれかの群が非球面レンズを含む、請求項１に記載の光通信光学系。
【請求項６】
請求項１～５のいずれか一項に記載の光通信光学系を備える光通信装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信光学系および光通信装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、５Ｇなどの電波による通信技術が劇的な高速化を遂げている。通信技術の分野では、このような高速化への対応が求められている。高速通信については、現在、光無線通信（「光通信」とも言う）が注目されている。光無線通信は、特に、固定された拠点、例えば基地局および中継点の間の通信に向いている。このような光通信技術には、レンズ全長の短い光学系により、平行光（コリメート光）のビーム径を、平行光を保ったまま拡大するビームエキスパンダーが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
一方で、光無線通信では、光通信光学系が設置されている光通信装置自体の振動を防ぐ防振技術が求められる。特許文献１に記載の技術では、光通信装置の防振の観点から検討の余地が残されている。
【０００４】
光無線通信における防振技術としては、一般に、ジンバル機構などマウントに光学系を設置する技術が知られている。しかしながら、ジンバル機構などでは微小な振動まで十分に防止できないことがある。その結果、当該振動による通信時の光軸ずれにより光無線通信の受信における通信不良を生じることがある。
【０００５】
また、光無線通信における防振技術としては、一般に、ＭＥＭＳ（微小電子機械システム）駆動によるファインポインティングミラーを使用する技術が知られている。しかしながら、当該ファインポインティングミラーの価格が高価であり、またサイズが小さい為にビーム径のサイズに合わせて配置することが非常に困難であることから、検討の余地がある。
【０００６】
上記のような防振、サイズおよびコストなどの問題点を解決する光無線通信技術としては、ウェッジプリズムによる光路偏向作用により画像振れ補正を行うことができ、かつ、光路長の増加およびコストアップを抑制することができる画像振れ補正装置が知られている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開平４－３６２６０８号公報
特開２００８－２０９７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載の技術では、ウェッジプリズムの１枚に凸レンズまたは凹レンズが貼り付けられている。そのため、ウェッジプリズムの重量が大きくなってしまい、ウェッジプリズムの回転制御に不利である。また、ウェッジプリズムにレンズが貼り付けられるため、ウェッジプリズムの光学系における配置箇所が限定される。さらに、ウェッジプリズムにレンズが貼り付けられるため、ウェッジプリズムの回転制御においてレンズ自体が有する偏心が加わり、防振補正時のウェッジプリズムの補正（入射角度を補正する回転角度）が大きくなり、制御が困難になる。
【０００９】
本発明の一態様は、ウェッジプリズムを含む光通信光学系において信号光の振動を簡易に防止可能な技術を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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光学系は、発光素子から出射されて送信される信号光、または、受光素子に入射して受信される信号光の光路上に配置される光通信光学系であって、
前記発光素子または前記受光素子とは反対側から順に配置された第一群、第二群、第三群および第四群を含み、
前記第一群は、前記信号光のビーム径を光軸方向における前記第二群側の端でより小さくなるように変更し、
前記第二群は、前記信号光のビーム径を光軸方向における前記第三群側の端でより小さくなるように変更し、
前記第三群は、二組のウェッジプリズム対で構成され、前記ウェッジプリズム対は、互いに反対方向にかつ同じ大きさの回転角度で回転する二枚のウェッジプリズムで構成され、
前記第四群は、前記信号のビーム径を光軸方向における前記発光素子または前記受光素子側の端でより小さくなるように変更し、
下記式（１）および式（２）を満足する。
３．８９＜Ｆｆ／Ｂｆ＜１４．００・・・（１）
０．０９０＜Ｒ／ａ＜６．５６５・・・（２）
（式（１）中、Ｆｆは前記第一群の焦点距離（ｍｍ）を表し、Ｂｆは前記第二群の焦点距離（ｍｍ）を表し、式（２）中、Ｒは一方または他方の前記ウェッジプリズム対における前記ウェッジプリズムの回転角度を表し、ａは一方または他方の前記ウェッジプリズム対における前記ウェッジプリズムの頂角を表す）。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許