特許ウォッチ

公開番号2025034369
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023140698
出願日2023-08-31
発明の名称受光器、通信装置、および通信システム
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人
主分類H04B 10/67 20130101AFI20250306BHJP(電気通信技術)
要約【課題】波長多重化された空間光信号を十分な強度で受光できる受光器を提供する。
【解決手段】ボールレンズと、ボールレンズによって集光された信号光の照射位置を検知する照射位置検知器と、ボールレンズによって集光された信号光から、空間光通信に用いられる複数の波長の信号光を波長分離する波長分離器と、波長分離器によって波長分離された複数の波長の信号光を受光する複数の通信用受光素子によって構成された受光素子群と、を備える受光器とする。
【選択図】図21
特許請求の範囲【請求項１】
ボールレンズと、
前記ボールレンズによって集光された信号光の照射位置を検知する照射位置検知器と、
前記ボールレンズによって集光された信号光から、空間光通信に用いられる複数の波長の信号光を波長分離する波長分離器と、
前記波長分離器によって波長分離された前記複数の波長の信号光を受光する複数の通信用受光素子によって構成された受光素子群と、を備える受光器。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記受光素子群は、
第１波長の光に感度を有する第１通信用受光素子と、
第２波長の光に感度を有する第２通信用受光素子と、によって構成され、
前記波長分離器は、
前記第１通信用受光素子に向けて前記第１波長の信号光を反射し、前記第２通信用受光素子に向けて前記第２波長の信号光を透過するダイクロイックミラーを含む請求項１に記載の受光器。
【請求項３】
前記受光素子群は、
第１波長の光に感度を有する第１通信用受光素子と、
第２波長の光に感度を有する第２通信用受光素子と、
第３波長の光に感度を有する第３通信用受光素子と、によって構成され、
前記波長分離器は、
前記第１通信用受光素子に向けて前記第１波長の信号光を反射し、前記第２波長の信号光および前記第３波長の信号光を透過する第１ダイクロイックミラーと、
前記第１ダイクロイックミラーを透過した前記第２波長の信号光を前記第２通信用受光素子に向けて反射し、前記第１ダイクロイックミラーを透過した前記第３波長の信号光を前記第３通信用受光素子に向けて透過する第２ダイクロイックミラーと、を含む請求項１に記載の受光器。
【請求項４】
前記受光素子群は、
第１波長の光に感度を有する第１通信用受光素子と、
第２波長の光に感度を有する第２通信用受光素子と、
第３波長の光に感度を有する第３通信用受光素子と、によって構成され、
前記波長分離器は、
前記第１通信用受光素子に向けて前記第１波長の信号光を反射し、前記第２通信用受光素子に向けて前記第２波長の信号光を反射し、前記第３通信用受光素子に向けて前記第３波長の信号光を透過するダイクロイッククロスプリズムを含む請求項１に記載の受光器。
【請求項５】
前記照射位置検知器は、
前記ボールレンズに向けられた受光面と、前記受光面に対向する裏面とを有し、前記受光面と前記裏面とを貫通する貫通口が開けられた基板と、
前記ボールレンズに受光部を向けて、前記基板の前記受光面における前記貫通口の周囲に配置された複数の方向検知用受光素子と、
前記貫通口に接続された受光面側開口端と、前記波長分離器に接続された裏面側開口端とを含む導光筒と、を有する請求項１に記載の受光器。
【請求項６】
前記照射位置検知器は、
前記空間光通信に用いられる前記複数の波長の各々に対応付けられた複数の前記方向検知用受光素子を有し、
複数の前記方向検知用受光素子の受光部には、受光対象である波長の光を選択的に透過する波長フィルタが配置される請求項５に記載の受光器。
【請求項７】
前記照射位置検知器は、
前記空間光通信に用いられる前記複数の波長の各々に対応付けられた複数の前記方向検知用受光素子を有し、
複数の前記方向検知用受光素子の各々は、対応付けられた波長の光に感度を有する請求項５に記載の受光器。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の受光器と、
前記空間光通信に用いられる波長多重化された空間光信号を送光する送光器と、
前記受光器に含まれる前記照射位置検知器によって検知された照射位置に応じて空間光信号の到来方向を検知し、検知された到来方向に向けて空間光信号を前記送光器に送信させる通信制御装置と、を備える通信装置。
【請求項９】
前記受光器は、
前記ボールレンズに受光部を向けて配置された複数の方向検知用受光素子を含み、
前記通信制御装置は、
複数の前記方向検知用受光素子による信号光の受光状況に応じて空間光信号の到来方向を検知し、
検知された到来方向に向けて、複数の前記方向検知用受光素子による信号光の受光状況に関する情報を含む前記空間光信号を前記送光器に送信させる請求項８に記載の通信装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の通信装置を複数備え、
複数の前記通信装置が、
空間光信号を互いに送受信し合うように配置された通信システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、受光器、通信装置、および通信システムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
空間光通信においては、複数のフォトダイオードに波長選択フィルタを装着することによって、波長多重化された空間光信号を受信できる。複数のフォトダイオードは、レンズの焦点位置よりも手前の集光範囲に並べて配置される。そのように複数のフォトダイオードが配置されると、それぞれの波長に対するフォトダイオードの受光面積が小さくなり、空間光信号の受光強度が低下する。
【０００３】
特許文献１には、自由空間上での光通信において、複数の光源からの光線のうち任意の光線を選択的に受光することを目的とした空間分割装置が開示されている。特許文献１の装置は、平面空間上に配置された液晶を備える。特許文献１の装置は、受光器の手前に配置される。特許文献１の装置は、液晶の画素単位で透過率を変更して、液晶に入射する複数の光線の受光器への導入を切り替えることによって、複数の光源からの光線のうち任意の光線を選択的に受光する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１６－０１２８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
波長多重化された空間光信号は、波長ごとに異なる光源から出射される。そのため、レンズによって集光された信号光の照射位置は、波長ごとにずれる。特許文献１の手法では、信号光の照射位置のずれについては補正されない。そのため、特許文献１の手法では、波長多重化された空間光信号を十分な強度で受光できるとは限らなかった。
【０００６】
本開示の目的は、波長多重化された空間光信号を十分な強度で受光できる受光器、通信装置、および通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様の受光器は、ボールレンズと、ボールレンズによって集光された信号光の照射位置を検知する照射位置検知器と、ボールレンズによって集光された信号光から、空間光通信に用いられる複数の波長の信号光を波長分離する波長分離器と、波長分離器によって波長分離された複数の波長の信号光を受光する複数の通信用受光素子によって構成された受光素子群と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、波長多重化された空間光信号を十分な強度で受光できる受光器、通信装置、および通信システムを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示における通信装置の構成の一例を示すブロック図である。
本開示における受光器の構成の一例を示すブロック図である。
本開示における受光器への空間光信号の入射例を示す概念図である。
本開示における受光器の構成の一例を示す概念図である。
本開示における受光器の構成の一例を示す概念図である。
本開示における受光器の構成の一例を示す概念図である。
本開示における波長分離器の構成の一例を示す概念図である。
本開示における波長分離器の構成の一例を示す概念図である。
本開示における波長分離器の構成の一例を示す概念図である。
本開示における送光器の構成の一例を示す概念図である。
本開示における通信制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
本開示における通信装置による空間光信号の到来方向の方向検知について説明するための概念図である。
本開示における検出器の構成の一例を示す概念図である。
本開示における通信確立の一例について説明するための概念図である。
本開示における通信確立の一例について説明するためのフローチャートである。
本開示における照射位置検知器の構成の一例を示す概念図である。
本開示における方向検知回路の構成の一例を示す概念図である。
本開示における照射位置検知器の構成の一例を示す概念図である。
本開示における方向検知回路の構成の一例を示す概念図である。
本開示における通信装置によって構成される通信ネットワークの適用例について説明するための概念図である。
本開示における受光器の構成の一例を示すブロック図である。
各実施形態における処理や制御を実行するハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本開示を実施するための形態について図面を用いて説明する。本開示において、各実施形態の説明において使用される図面は、１以上の実施形態に関連付けられる。また、各図面に含まれる要素は、１以上の実施形態に当てはまりうる。以下に述べる実施形態には、本開示を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、開示の範囲を以下に限定するものではない。以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許