專利名稱：光學接收器及相應光學無線傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于接收光信號的光學接收器和一種裝有此光學接收器的光學無線傳輸系統(tǒng)。
通常，遠端控制裝置或光學無線傳輸系統(tǒng)依賴于作為強度調(diào)制傳輸信號發(fā)送的光信號。為發(fā)射此種光信號采用LED(發(fā)光二極管)或LD(激光二極管)作為光發(fā)射元件。LED或LD一般與一準直透鏡結(jié)合以具有予定的方向性。例如，在一般的遠端控制裝置中，其方向性設定為大約±15°。當光學傳輸用于遠程無線傳輸時，發(fā)射窄方向性的光束是有利的。
本發(fā)明目的之一在于提供一種能夠采用細束光信號實現(xiàn)穩(wěn)定的遠程光學傳輸?shù)墓鈱W接收器。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種采用此光學接收器的光學無線傳輸系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)上述及其它相應目的，本發(fā)明提供一種光學接收器，其包括一用于接收光信號的光接收元件，和一可透光散射膜(即散透射膜)，設置在光接收元件之前，用于以予定透射率透過光信號并使其散射。
通過此結(jié)構(gòu)，部分光信號透過此可透光散射膜，并且作為散射光線入射至光接收元件。因此，當發(fā)射光信號時即使光軸稍微偏離目標(即光接收元件)，這種偏離也可以由確定要進入光接收元件的散射光線加以補償。這樣可以確保足夠的信號接收電平。
而且，可以由一發(fā)射光信號的光發(fā)射裝置和一具有上述光接收元件的光接收裝置構(gòu)成光學無線傳輸系統(tǒng)。可采用激光束作為光信號?？梢詫⒓す馐笾聦蚓哂邢喈敶蟮哪繕嗣娣e的可透光散射膜。從而，即使在光軸稍微偏離目標光接收元件時，也可以可靠地維持通信路徑。這可以使遠程光學傳輸保持穩(wěn)定。
通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細說明，將更加清楚本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點，附圖中圖1為表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的相應光學接收器和光學無線傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡略圖；圖2為圖1所示的光學接收器中采用的可透光散射膜的平面圖；圖3為表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的光學無線傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡略圖；圖4為表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的光發(fā)射與接收裝置的詳細結(jié)構(gòu)的簡略圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器的平面圖；圖6為圖5所示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器的剖面圖；圖7為表示光學無線傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)的簡略圖；圖8為表示另一光學無線傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)的簡略圖；圖9為表示圖8所示光發(fā)射與接收裝置的詳細結(jié)構(gòu)的方框圖；圖10為表示圖8所示收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器的平面圖；圖11為表示光信號和一導頻光線之間頻率關(guān)系的曲線圖；以及圖12為表示圖8所示收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器的詳細結(jié)構(gòu)的方框圖。
下面，將參照


本發(fā)明的優(yōu)選實施例。所有圖中，相同的部件均以相同的標記數(shù)碼表示。
光學無線傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)在說明本發(fā)明特征之前，將參照相應的光學無線傳輸系統(tǒng)對本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)加以說明。光學無線傳輸系統(tǒng)用于進行遠程數(shù)據(jù)傳輸。圖7為一個光學無線傳輸系統(tǒng)的示意框圖。
假定在兩個終端1和2(比如計算機)之間通過光發(fā)射裝置3和光接收裝置4進行數(shù)據(jù)傳輸。由一個終端1產(chǎn)生的數(shù)字信號5輸入一LD驅(qū)動器6。該LD驅(qū)動器6用作根據(jù)數(shù)字信號5控制提供給光發(fā)射元件7的電流的通斷的裝置。光發(fā)射裝置3產(chǎn)生紅外線，其光強(或光學輻度)被調(diào)制為光信號9。光發(fā)射裝置3具有一裝有光發(fā)射元件7(比如激光二極管)和準直透鏡10的光學發(fā)射器8。通過此結(jié)構(gòu)，從光發(fā)射裝置3發(fā)射出一束非常細的光束作為光信號9。
另一方面，光接收裝置4包括一光學接收器11。光學接收器11包括一大孔徑的聚光裝置12，例如拋物面反射鏡或會聚透鏡，和一個位于會聚裝置12焦點處的光接收元件13，例如光電二極管。圖7畫出一會聚透鏡作為該聚光裝置12。采用這種大孔徑光學裝置，即拋物面反射鏡或會聚透鏡的原因在于，當目標具有較大面積時光發(fā)射裝置3易于調(diào)整光信號9的光軸。由光學接收器11接收的光信號9入射至一光接收電路14。光接收電路14將光信號9轉(zhuǎn)換成電信號并重現(xiàn)為數(shù)字信號。此重現(xiàn)的數(shù)字信號發(fā)送至另一終端2。以此方式，實現(xiàn)了由終端1至終端2的光學無線數(shù)據(jù)傳輸。
下面說明另一光學無線傳輸系統(tǒng)。圖8畫出了一光學無線LAN(局域網(wǎng))系統(tǒng)，它是光學無線傳輸系統(tǒng)之一。該系統(tǒng)包括多個終端15，比如個人計算機，每個都配有一光發(fā)射與接收裝置16。一個收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器18設置在容納終端15的房間的天花板17的中央?yún)^(qū)域。收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器18由纜線連接至LAN19，從而將每一終端15連接至LAN19。
為了簡明起見，圖8僅畫出了兩個終端15，分別與專用的光發(fā)射與接收裝置16相連。圖9表示各光發(fā)射與接收裝置16的詳細結(jié)構(gòu)。光發(fā)射與接收裝置16包括一光發(fā)射裝置20和一光接收裝置21。光發(fā)射裝置20具有一裝有光發(fā)射元件23(全為LED)的光學發(fā)射器22，和一準直透鏡24。光發(fā)射裝置20還有一LED驅(qū)動器25，由相關(guān)聯(lián)的終端15接收傳輸信號。LED驅(qū)動器25用作根據(jù)發(fā)送自相關(guān)聯(lián)終端15的傳輸信號控制提供給光發(fā)射元件23的電流的通斷的裝置。從而，由光發(fā)射裝置20產(chǎn)生強度調(diào)制的光信號26。
光接收裝置21包括一光學接收器27，光學接收器27主要是一光電二極管28和一大孔徑會聚透鏡29的組合。為了接收光信號，光學接收器27被定向朝向收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器18，如圖8所示。接收的光信號在光接收電路30中被轉(zhuǎn)換為電信號，并作為接收信號輸出。
另外，光接收裝置21包括一信號電平探測器31，用于探測接收的光信號的強度；一存儲器32，用于存儲信號電平探測器31的輸出值和方向數(shù)據(jù)；一微機33，用于根據(jù)存儲器32中存儲的數(shù)據(jù)進行予定的計算，以得出使信號電平最大的最佳接收方向；和一電機控制器36，用于控制一掃視電機34和一俯仰電機35。
光發(fā)射裝置20和光接收裝置21合裝成一個單元，其通過一掃視驅(qū)動機構(gòu)(未畫出)和一俯仰驅(qū)動機構(gòu)(未畫出)連接至基座37上。掃視驅(qū)動機構(gòu)沿水平面繞垂直軸轉(zhuǎn)動光發(fā)射與接收裝置16，而俯仰驅(qū)動機構(gòu)沿垂直面繞水平軸轉(zhuǎn)動光發(fā)射與接收裝置16。在圖9中，SW表示一開關(guān)，用于發(fā)出開始搜索的指令。
圖10為表示具有光學接收器38的收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器18的平面圖。光學接收器38包括多個光接收元件39，皆為光電二極管。一個光接收元件39位于中央，而其它光接收元件39沿圍繞中央光接收元件39的圓環(huán)設置，如圖10所示。另外，多個光發(fā)射元件40(皆為LED)沿環(huán)繞設置在內(nèi)環(huán)上的光接收元件39的一最外環(huán)設置。每個光發(fā)射元件40發(fā)射一光信號41以傳輸數(shù)據(jù)。
另外，在沿最外環(huán)設置的光發(fā)射元件40的內(nèi)側(cè)并與之相鄰，設置一環(huán)形隔離器42。此隔離器42用作阻止光信號41進入光接收元件39的隔板。
在這些光接收元件39所處的區(qū)域中設置有多個導頻LED元件44。每個導頻LED元件44發(fā)出一導頻光線43，其頻率不同于數(shù)據(jù)傳輸光信號的頻率。圖11表示導頻光線43與數(shù)據(jù)傳輸光信號41之間的頻率關(guān)系。導頻光線具有單一頻率，固定于離開光信號頻譜一既定值。數(shù)據(jù)傳輸光信號的標志形態(tài)是一曼徹斯特標志(Manchester’s sign)。比特率為10Mbps。
圖12為表示收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器18結(jié)構(gòu)的方框圖。每個光接收元件39都通過光接收電路45連接至接口46。接口46用作中繼裝置，用于將來自光接收電路45的接收光信號發(fā)送至LAN19。每個光發(fā)射元件40都連接至一個LED驅(qū)動器47，LED驅(qū)動器47的操作由來自接口46的信號控制。各光發(fā)射元件40由LED驅(qū)動器47進行通斷控制。另外，每個導頻LED元件44都連接至一LED驅(qū)動器49，LED驅(qū)動器49的操作由來自導頻信號發(fā)生器48的信號控制。導頻LED元件44總是發(fā)出導頻光線43。
在上述裝置中，以下述方式建立通信路線。首先，接通圖9中所示的搜索開關(guān)SW。響應于搜索開關(guān)SW的接通信號，掃視驅(qū)動機構(gòu)和俯仰驅(qū)動機構(gòu)啟動，沿半球范圍進行搜索。如圖8所示，收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器18具有導頻LED元件44，設置在光接收元件39的附近。每個導頻LED元件44總是發(fā)出導頻光線43，其頻率偏離數(shù)據(jù)傳輸光信號41的頻帶。光發(fā)射與接收裝置16相對于搜索操作的方向產(chǎn)生被接收導頻光線的光通量圖。所獲得的光通量圖存儲在存儲器32中(參見圖9)。微機33根據(jù)存儲器32中存儲的光通量圖數(shù)據(jù)確定使信號接收電平最大的最佳方向。電機控制器36按照該最佳方向控制掃視電機34和俯仰電機35。從而使光軸自動調(diào)整至最佳方向，以便使信號接收電平達到最大。使信號接收電平達到最大的最佳方向，與傳輸光信號相對于收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器18的光接收截面的入射方向相同。從而完成了通信路線的建立。
圖7所示裝置通過發(fā)送如光束之類光信號9，并且由聚光裝置(例如拋物面反射鏡或會聚透鏡)接收所發(fā)送的光信號9，進行遠程光學傳輸。以此方式，通過采用光發(fā)射元件7和準直透鏡10，可方便地實現(xiàn)信號傳輸?shù)恼较蛐浴?br> 然而，光接收裝置4中所用的光學裝置必須具有高的精度，以確保令人滿意的信號接收電平。同樣，使光接收裝置4朝向光發(fā)射裝置3的精度必須很高。因此，存在如下問題，即由于振動或類似原因?qū)е鹿廨S的不準確定位會引起通信失敗。
根據(jù)圖8至12所示的裝置，為了成功通信，光信號26需要直接入射至收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器18的光接收元件39上。當光信號26的方向性很窄時，必須進行非常精確的搜索。而且，此裝置還存在如下缺陷，其通信路線如此敏感以致于微小的振動都會使其光斑錯位。因此，一般是使光信號的方向性加寬至一定程度，使得即使光軸輕微錯位時光束也會可靠地入射至光接收元件39上。然而，加寬其方向性具有如下缺陷，其光束電平被降低以致于不能穩(wěn)定地進行遠程光學傳輸。
考慮到上述問題，為有效解決它們，本發(fā)明提供了一種光學接收器，能夠采用窄束光信號進行遠程光學傳輸。而且，本發(fā)明還提供了一種采用此種光學接收器的光學無線傳輸系統(tǒng)。
本發(fā)明的特點下面參照圖1至6說明光學接收器和相應光學無線傳輸系統(tǒng)的優(yōu)選實施例。
圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光學接收器和光學無線傳輸系統(tǒng)的示意圖。圖2為圖1所示的光學接收器中采用的可透光散射膜的平面圖。與圖7中所示相同的部件以相同的標記數(shù)碼表示。圖1中所示本發(fā)明的系統(tǒng)與圖7中所示系統(tǒng)的區(qū)別在于，以可透光散射膜50替代了大孔徑會聚透鏡12。
假定在兩個終端1和2(比如計算機)之間通過光發(fā)射裝置3和光接收裝置60進行數(shù)據(jù)傳輸。這兩個裝置3和60一起構(gòu)成一光學無線傳輸系統(tǒng)。光發(fā)射裝置3具有一裝有一光發(fā)射元件7(比如激光二極管)和一準直透鏡10的光學發(fā)射器8。光發(fā)射元件7發(fā)射激光束。準直透鏡10接收激光束，并產(chǎn)生平行光束。從而，光發(fā)射裝置3發(fā)出非常細的光束作為光信號9。光發(fā)射元件7由一LD驅(qū)動器6控制。由一終端1提供的數(shù)字信號5輸入LD驅(qū)動器6。LD驅(qū)動器6根據(jù)所提供的數(shù)字信號5控制提供給光發(fā)射元件7的電流的通斷。光發(fā)射元件7產(chǎn)生一紅外激光束，其光強(或光學輻度)根據(jù)光信號5進行調(diào)制。
另一方面，光接收裝置60具有一采用本發(fā)明的光學接收器61。光接收裝置60還具有一光接收電路14，用于將光學接收器61接收的光信號9轉(zhuǎn)換為電信號。光學接收器61具有一光接收元件13，其為光電二極管。作為本發(fā)明的特征，在光接收元件13之前設有一可透光散射膜(即散透射膜)50。光信號9穿過可透光散射膜50，并且在通過該膜50之后，以散射光束傳播。透光散射膜50構(gòu)造成圓盤狀，其中心與圖2中所示光接收元件13相對應。透光散射膜50具有直徑L1。光接收元件13與透光散射膜50的最外緣之間的距離定義為L2。直徑L1和距離L2根據(jù)既定的設計參數(shù)例如光學傳輸路徑加以確定。例如，L1為200mm，L2為100mm。無論如何，透光散射膜50的直徑L1可以按此方式增大。這為入射光信號9提供了相當大的目標面積，便于調(diào)整光軸以接收光信號。透光散射膜50對于紅外線光信號9最好具有大約50％的透過率。例如，采用粘合有微透鏡的丙烯酸板作為透光散射膜50的實際材料。
在上述系統(tǒng)中，光發(fā)射裝置3以下述方式工作。響應于終端1提供的數(shù)字信號5，LD驅(qū)動器6通斷控制光發(fā)射元件7，從而發(fā)出強度調(diào)制的激光束。所發(fā)射的激光束入射至準直透鏡10，準直透鏡10輸出平行光線作為細束光信號9。
光信號9入射至光接收裝置60的可透光散射膜50。部分入射光透過可透光散射膜50，并作為散射光線9B傳播。一部分散射光線9B入射至位于透光散射膜50之后的光接收元件13上。光接收元件13接收的光信號在光接收電路14中被轉(zhuǎn)換為電信號。所產(chǎn)生的電信號發(fā)送給另一終端2。以此方式，實現(xiàn)了從終端1至終端2的數(shù)據(jù)傳輸。
在此數(shù)據(jù)傳輸過程中，由光發(fā)射裝置3發(fā)出的成束光信號9射至透光散射膜50上。部分光信號9轉(zhuǎn)換為散射光束9B，進入光接收元件13，從而完成信號接收。相應地，當從光接收元件13處看時，在透光散射膜50上形成的光信號9的激光斑象一個實際散射光源。因此，當透光散射膜50具有大約50％的透過率時，實際散射光源的整個光能在光發(fā)射元件7的激光束充分細時等于所發(fā)射能量的50％。這保證了足夠的信號接收電平。也就是說，根據(jù)該系統(tǒng)，唯一所要做的是使成束光信號9導引向光接收裝置60的可透光散射膜50上的某處。當成束光信號9射至透光散射膜50時，其束斑可用作實際散射光源，發(fā)出透射光線9A和散射光線9B。一部分透射光線9A和散射光線9B由光接收元件13可靠接收。其優(yōu)點在于接收光信號時光軸無須精確調(diào)整。可以簡化和方便地實現(xiàn)該光學系統(tǒng)。
另外，即使在系統(tǒng)受到一定程度的振動時，也能可靠地維持通信路線。這使得有可能實現(xiàn)穩(wěn)定的遠程光學傳輸。
下面說明根據(jù)第二實施例的光學接收器和光學無線傳輸系統(tǒng)。圖3為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的光學無線傳輸系統(tǒng)的簡略圖。圖4畫出了光發(fā)射與接收裝置的詳細結(jié)構(gòu)。圖5為收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器的平面圖。圖6為圖5所示收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器的剖面圖。與圖8至11所示相同的部件由相同的標記數(shù)碼表示。
圖3至6所示系統(tǒng)與圖8至11所示系統(tǒng)的區(qū)別在于，以發(fā)射激光束的LD替代用作光發(fā)射裝置20的光發(fā)射元件23的LED，并且在圖10所示光接收元件39之前設有一圓拱形透光散射膜。
如圖3所示，該系統(tǒng)具有多個終端15，比如個人計算機，每個都配有一光發(fā)射與接收裝置16。一個收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器18設置在容納終端15的房間的天花板17的中央?yún)^(qū)域。收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器18由纜線連接至LAN19，從而將每一終端15連接至LAN19。盡管圖3中只畫出了兩個配有光發(fā)射與接收裝置16的終端15，但是不用說，終端15以及相關(guān)聯(lián)的光發(fā)射與接收裝置16的數(shù)量可以根據(jù)LAN的系統(tǒng)設計改變。
如圖4所示，光發(fā)射與接收裝置16包括一光發(fā)射裝置62和一光接收裝置21。光發(fā)射裝置62具有一光學發(fā)射器63和一個準直透鏡10，光學發(fā)射器63上一體安裝有一個光發(fā)射元件51，其為LD，用于產(chǎn)生激光束。
激光束一般具有極好的方向性。因此采用產(chǎn)生激光束的光發(fā)射元件51有利于確保光信號入射至透光散射膜上，透光散射膜將在后面說明。光發(fā)射裝置62作為構(gòu)成本發(fā)明系統(tǒng)的主要特征之一。光發(fā)射裝置62還具有一LD驅(qū)動器52，從相關(guān)聯(lián)的終端15接收傳輸信號。LD驅(qū)動器52根據(jù)發(fā)送自相關(guān)聯(lián)終端15的傳輸信號控制提供給光發(fā)射元件51的電流的通斷。從而，由光發(fā)射裝置62產(chǎn)生強度調(diào)制的光信號26。
光接收裝置21包括一光學接收器27，光學接收器27主要是一光電二極管28和一大孔徑會聚透鏡29的組合。為了接收光信號，光學接收器27被定向朝向收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器18，如圖3所示。接收的光信號在光接收電路30中被轉(zhuǎn)換為電信號，并作為接收信號輸出。
另外，光接收裝置21包括一信號電平探測器31，用于探測接收的光信號的強度；一存儲器32，用于存儲信號電平探測器31的輸出值和方向數(shù)據(jù)；一微機33，用于根據(jù)存儲器32中存儲的數(shù)據(jù)進行既定的計算，以得出使信號接收電平最大的最佳接收方向；和一電機控制器36，用于控制一掃視電機34和一俯仰電機35。
光發(fā)射裝置62和光接收裝置21合裝成一個單元，通過一掃視驅(qū)動機構(gòu)(未畫出)和一俯仰驅(qū)動機構(gòu)(未畫出)連接至基座37上。掃視驅(qū)動機構(gòu)沿水平面繞垂直軸轉(zhuǎn)動光發(fā)射與接收裝置16，而俯仰驅(qū)動機構(gòu)沿垂直面繞水平軸轉(zhuǎn)動光發(fā)射與接收裝置16。在圖4中，SW表示一開關(guān)，用于發(fā)出開始搜索的指令。
圖5和圖6表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器18的光學接收器38。光學接收器38包括多個光接收元件39，皆為光電二極管。一個光接收元件39位于中央，而其它光接收元件39沿圍繞中央光接收元件39的圓環(huán)設置，如圖5所示。一個作為本發(fā)明基本特征之一的半球形圓拱狀的透光散射膜53，設置在光接收元件39的前端，以便用其半球體覆蓋所有這些光接收元件39。
可透光散射膜53的作用與第一實施例中所示可透光散射膜50相同。光信號26透過透光散射膜53，并作為散射光束傳播。透光散射膜53與中央光接收元件39間隔L3的距離。例如設定距離L3為100mm，這與第一實施例中所示的距離L2相同。
相應地，透光散射膜53圓拱的直徑為大約200mm。這為入射的光信號26提供了相當大的目標面積。
另外，多個光發(fā)射元件40(皆為LED)沿環(huán)繞設置在內(nèi)環(huán)上的光接收元件39的一個最外環(huán)設置。每個光發(fā)射元件40發(fā)射一個光信號41以傳輸數(shù)據(jù)。
另外，在設置在最外環(huán)上的光發(fā)射元件40的內(nèi)側(cè)并與之相鄰，設置有一環(huán)形隔離器42。隔離器42用作阻止光信號41進入光接收元件39的隔板。
在這些光接收元件39所處的區(qū)域，設置有多個導頻LED元件44。每個導頻LED元件44發(fā)出一導頻光線43，其頻率不同于數(shù)據(jù)傳輸光信號的頻率。如前所述，圖11表示出導頻光線43與數(shù)據(jù)傳輸光信號41之間的頻率關(guān)系。導頻光束具有單一頻率，固定于離開光信號頻譜的一既定值。數(shù)據(jù)傳輸光信號的標志形態(tài)為曼徹斯特標志。比特率為10Mbps。
收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器18的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與圖12中所示基本相同。因而此處不再進行說明。
在上述裝置中，以下述方式建立通信路線。
首先，接通圖4中所示的搜索開關(guān)SW。響應于搜索開關(guān)SW的接通信號，掃視驅(qū)動機構(gòu)和俯仰驅(qū)動機構(gòu)啟動，以沿半球范圍進行搜索。如圖3和6所示，收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器18具有導頻LED元件44，設置在光接收元件39的附近。每個導頻LED元件44總是發(fā)出導頻光束43，其頻率偏離數(shù)據(jù)傳輸光信號41的頻帶。光發(fā)射與接收裝置16相對于搜索操作的方向產(chǎn)生所接收的導頻光束43的光通量圖。所獲得的光通量圖存儲在存儲器32中(參見圖4)。微機33根據(jù)存儲器32中存儲的光通量圖數(shù)據(jù)確定使信號接收電平最大的最佳方向。電機控制器36按照該最佳方向控制掃視電機34和俯仰電機35。從而，使光軸自動調(diào)節(jié)至最佳方向，以便使信號接收電平達到最大。使信號接收電平達到最大的最佳方向，與傳輸光信號相對于收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器18的光接收截面的入射方向相同。從而完成了通信路線的建立。
在建立通信路線之后，接著進行數(shù)據(jù)傳輸。在圖4中，由終端15發(fā)送的數(shù)據(jù)傳輸信號輸入LD驅(qū)動器52。根據(jù)此傳輸信號對提供給光發(fā)射元件51的電流進行通斷控制。光發(fā)射元件51產(chǎn)生一強度調(diào)制的激光束。此激光束入射至準直透鏡10，并由其產(chǎn)生平行光線作為成束的光信號26。
光信號26入射至光學接收器38的透光散射膜53上，如圖3和6中所示。部分入射光透過透光散射膜53，作為散射光束26B傳播。部分散射光束26B入射至位于透光散射膜53之后的光接收元件39上。光接收元件39接收的光信號在光接收電路45中被轉(zhuǎn)換為電信號(參見圖12)，通過接口46傳輸至LAN19。
在此數(shù)據(jù)傳輸過程中，與第一實施例中方式相同，在透光散射膜53上形成一成束光信號26的激光斑。相應地，當從光接收元件39處看時，光信號26的激光斑象一個實際散射光源。因此，唯一所要做的是使成束光信號26導引向透光散射膜53上的某處。當成束光信號26射至透光散射膜53上時，其束斑可用作實際散射光源，發(fā)出透射光線26A和散射光線26B。一部分透射光線26A和散射光線26B由光接收元件39接收。其優(yōu)點在于接收光信號時光軸無須精確調(diào)整。
因而，即使在系統(tǒng)受到一定程度的振動時，也能可靠地維持通信路線。這使得有可能實現(xiàn)穩(wěn)定的遠程光學傳輸。收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器18以下述方式進行數(shù)據(jù)傳輸。位于外圍部分的光發(fā)射元件40發(fā)出光信號41。光信號41由光發(fā)射與接收裝置16的光接收裝置21加以接收，如圖4中所示。
盡管圖3中所示的收集與發(fā)送用的光學收發(fā)器18具有多個光接收元件39，但是不用說，光接收元件39的數(shù)量可以降至1。
另外，本發(fā)明的應用并不限于所公開的光學無線傳輸系統(tǒng)。本發(fā)明可以應用于利用激光束進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜魏纹渌到y(tǒng)。
如前面說明書中所述，根據(jù)本發(fā)明的光學接收器和光學無線傳輸系統(tǒng)可以帶來下列突出功能和效果。
根據(jù)本發(fā)明，在光接收元件之前設有具有相當大面積的可透光散射膜。其優(yōu)點在于，即使在光信號的入射方向偏離光接收元件時，部分散射光線也能夠可靠地入射至光接收元件。
因此，通過在光學無線傳輸系統(tǒng)中采用如此設置的光學接收器，可以增大光信號的目標面積。這使得有可能可靠建立光路，即使在未精確調(diào)整光軸的情況下。因此，即使在系統(tǒng)受到一定程度的振動時，也能夠可靠地維持通信。這使得可以實現(xiàn)穩(wěn)定的遠程光學傳輸。
本發(fā)明可以在不偏離其主要特征的精神的情況下用多種形式實施。由于本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而非說明書加以限定，因而此處所述實施例只是說明性的而非限制性的。因而所有落在權(quán)利要求邊界或這些邊界的等同物之內(nèi)的改變都包括在權(quán)利要求內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光學接收器，包括一光接收元件(13；39)，用于接收光信號(9；26)；和一可透光散射膜(50；53)，設置在所述光接收元件之前，用于以既定透射率透過所述光信號并且使所述光信號散射。
2.一種光學無線傳輸系統(tǒng)，包括一光發(fā)射裝置(3；62)，用于發(fā)射光信號(9；26)；和一光接收裝置(60；18)，用于接收所述光信號，其中所述光接收裝置具有一光學接收器(61；38)，此光學接收器包括一光接收元件(13；39)，用于接收所述光信號；和一可透光散射膜(50；53)，設置在所述光接收元件之前，用于以既定透射率透過所述光信號并且使所述光信號散射。
3.如權(quán)利要求2所述的光學無線傳輸系統(tǒng)，其中所述光信號為激光束。
全文摘要
一光接收元件(13)接收光信號(9)。在光接收元件(13)之前設有一可透光散射膜(50)。透光散射膜(50)以既定透射率透過光信號(9)并使其散射。光接收元件(13)和透光散射膜(50)一起構(gòu)成光學接收器(61)。
文檔編號H04B10/158GK1201284SQ9810870
公開日1998年12月9日 申請日期1998年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月30日
發(fā)明者廣橋一俊, 笹生剛良, 久保田潤一 申請人:日本勝利株式會社