NO20100377A1 - Framgangsmåte for å rette en optisk mottaker mot en lyskilde og et apparat for utøvelse av framgangsmåten - Google Patents

Description

FRAMGANGSMÅTE FOR Å RETTE EN OPTISK MOTTAKER MOT EN LYSKILDE OG ET APPARAT FOR UTØVELSE AV FRAMGANGSMÅTEN.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en framgangsmåte for å rette en optisk mottaker mot en lyskilde og et apparat for utøvelse av framgangsmåten. Nærmere bestemt dreier det seg om en framgangsmåte og et apparat for å rette en optisk mottaker mot en lyskilde, hvor framgangsmåten innbefatter bruk av en flerhet av lysdetektorer anordnet omkring mottakerens optiske akse til å sammenligne hvor lyset treffer lysdetektorene i forhold til den optiske akse. Lyskilden kan for eksempel være lys som sendes ut fra en optisk sender.

Det er kjent å bruke en optisk mottaker i et kommunikasjonssystem. For at mottakeren skal kunne fungere best mulig er det avgjørende at mottakeren er rettet inn mot lyskilden. Det vil si at mottakerens optiske akse er rettet inn mot lyskilden. En slik innretting som i fagmiljøet også omtales som opplinjering, foretas ifølge kjent teknikk ved at mottakeren blir manuelt i det minste grovinnrettet mot lyskilden. Med grovinn-rettning menes her en innretting hvor mottakerens rettes inn mot lyskilden med en slik nøyaktighet at lysstrålen fra lyskilden treffer mottakerens optikk. En slik grovinn-rettning kan være tidkrevende og kostbar og en ny g rovi nn retting vil måtte gjentas dersom mottakerens pekeretning kommer ut av posisjon i forhold til lyskilden.

Det er kjent apparater som vil kunne foreta en flninnrettning slik at mottakerens optiske akse opplinjeres mot lyskildens optiske akse så snart mottakeren er grovinnrettet. Apparatene kan være basert på måling av hvor lyset treffer i forhold til mottakerens optiske akse.

Et slikt apparat er kjent fra publikasjonen EP 0653 852 Al som beskriver en optisk transceiver eller sendermottaker hvor to motstående transceivere må rettes inn mot hverandre manuelt før en fininnretting eller opplinjering av de optiske akser foretas automatisk. Grovinnrettningen foretas ved hjelp av en sikteinnretning tilordnet transceiveren.

Et annet slikt apparat er kjent fra publikasjonen US 2002/0196506 Al som beskriver et apparat for optisk overføring av data mellom to motstående transceivere. Apparatet innbefatter to teleskoper som er rettet inn mot hverandre og som er forsynt med blant annet deformerbare speil som kan kompensere for varierende atmosfæriske forhold som for eksempel tåke og nedbør, og for aberrasjon som vil kunne påvirke lyset som sendes mellom transceiverne. Transceiverne ifølge US 2002/0196506 Al må manuelt rettes inn mot hverandre.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe tilveie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.

Ifølge et første aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en framgangsmåte for å rette en optisk mottaker mot en lyskilde, hvor framgangsmåten innbefatter bruk av en flerhet av lysdetektorer anordnet omkring mottakerens optiske akse til å sammenligne hvor lyset treffer lysdetektorene i forhold til den optiske akse, hvor framgangsmåten innbefatter trinnene: A) å anordne mottakeren defokusert; B) å la mottakeren søke etter lyskilden ved å skanne omgivelsene inntil lyset fra lyskilden treffer i det minste én av lysdetektorene; C) å justere mottakerens retning med gjeldende fokus inn mot den optiske akse;

D) å øke fokusering av mottakeren; og

E) gjenta trinnene C og D inntil maksimalt fokus oppnås.

Med å anordne mottakeren defokusert menes at mottakerens optikk stilles utenfor arbeidsområdet omkring fokus på en slik måte at mottakeren favner et størst mulig areal av området hvor lyskilden kan befinne seg. Dette har den fordel at søketiden i trinn B) vil bli redusert.

Ifølge et andre aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en framgangsmåte for å orientere en fokuserbar lysstråle fra en sender, hvor retning og fokus til lysstrålen styres av retning og fokus til mottakeren som rettes inn mot lyskilden ifølge framgangsmåten ifølge det første aspektet av oppfinnelsen. Dette har den fordel at senderens senderetning og fokus styres utelukkende av en tilordnet mottaker, og er således uavhengig av tilbakemelding fra en annen mottaker som senderen måtte sende til.

Senderen og mottakeren kan anordnes som separate enheter, men det kan av prak-tiske hensyn være fordelaktig å anordne senderen og mottakeren som en transceiver.

I én utførelse anordnes transceiverens optiske system konfokalt. En av fordelene med dette er at orientering og fokusering av lysstrålen fra senderen som bestemmes av retning og fokus til mottakeren, underlettes.

Mottakeren vil i trinn B i det første aspektet av oppfinnelsen kunne oppdage mer enn én lyskilde. For å kunne rette mottakeren mot en bestemt lyskilde anordnes mottakeren i et tredje aspekt ved oppfinnelsen med midler til å kunne gjenkjenne en lyskilde blant flere. Til dette benyttes en nøkkel som sendes fra lyskilden som modulerer lys med spredd spektrum. Bruk av nøkkel som sendes fra lyskilden som moduleres med spredd spektrum kan også ha fordeler med hensyn til vanskelige atmosfæriske forhold som svekker lyset. Et eksempel på et vanskelig atmosfærisk forhold er tåke.

Lyset kan være laserlys, men er ikke begrenset til dette.

Spredd spektrum koding er velkjent fra radioteknikk, for eksempel fra publikasjonen

JP 9172391. I spredd spektrum systemer byttes båndbredde mot følsomhet. Energien per bit er den samme, men siden hver bit er delt opp i flere såkalte "chips" blir energien per chip mye mindre. Til gjengjeld øker den beslaglagte båndbredden idet man må overføre mange chips per bit. I radioteknikk gir dette mulighet til å kamuflere et signal som støy, idet man kan holde energien per chip under støygrensen. Ved å demodulere med riktig nøkkel kan man addere opp bidraget fra hver enkelt chip. Når man har lagt sammen alle bidragene vil man ha et netto bidrag lik energien i et bit. Dersom denne er over støygrensen vil signalet kunne detekteres. Mottakere som ikke kjenner nøkke-len vil ikke ha mulighet til å addere bidragene riktig, og vil ikke kunne skille det resul-terende signalet ut av støyen. Denne anvendelsen av spredd spektrum har hovedsake-lig militær betydning. Man kan også bruke spredd spektrum teknikk for å administrere et frekvensområde med mange brukere. I stedet for at hver bruker får tildelt sin dedi-kerte frekvens innenfor et gitt bånd, kan man la alle brukerne operere samtidig innenfor hele båndet. I stedet skiller man brukerne ved at de har hver sin spredd spektrum nøkkel. Dette har også sivile anvendelser, f. eks innen mobiltelefoni.

Det er således vesentlige forskjeller mellom bruk av spredd spektrum modulasjon i radioteknikk og i et optisk system ifølge den foreliggende oppfinnelse. I radioteknikken brukes som kjent spredd spektrum for med hensikt å skjule et signal i støyen. Det er ingen overføringsmessig gevinst ved å bruke teknikken. Rent teoretisk kan det velges å kode hver enkelt bit som en serie av chips gitt av en nøkkel og således oppnå et bedre signal/støyforhold på bekostning av bitrate. Men dette er unødig komplisert da bitraten like gjerne kan reduseres direkte. Da konsentreres energien i et smalere spekter og det oppnås en forbedring i signal/støyforholdet som tilsvarer den som oppnås ved å bruke spredd spektrum.

En fagmann vil være kjent med at et optisk system opererer både i foton- og bølge-verdenen, og da er ikke båndbredden nødvendigvis knyttet til bitraten på det moduler-te signalet. En vanlig laser har en linjebredde som er mange størrelsesordener større enn de modulasjonsfrekvenser som det vil opereres på i den foreliggende oppfinnelsen. Denne linjebredden er dominert av effekter som operer på fotonnivå, og den blir derfor ikke nødvendigvis smalere om bitraten reduseres. Tilsvarende er detektoren basert på fotondeteksjon. Linjebredden er gitt av materiaIsystemet, men er typisk på størrelsesorden med hele det synlige spekteret. Det er ingen kopling mellom dette og båndbredden i et RF-område. I et optisk system tilveiebringes således ikke den samme muligheten til å øke sig na l/støyforholdet ved å konsentrere energien i et smalt spektralbånd. Bruk av spredd spektrum på et optisk signal gir derfor mulighet til å detektere signaler som det ellers ikke ville vært mulig til å detektere.

Ved bruk av lyskilden til overføring av data til mottakeren kan det være en fordel om lengden til nøkkelen justeres i henhold til fokus av mottakeren på en slik måte at lengden til nøkkelen reduseres etter hvert som fokus av mottakeren øker. Dataoverfø-ringshastigheten vil dermed øke. Lengden til nøkkelen kan endres proporsjonalt med fokus av mottakeren, eller den kan endres trinnvis.

Den iterative justeringen som fremgår av trinnene A - E i det første aspekt av oppfinnelsen, foregår inntil maksimalt fokus oppnås. Maksimalt fokus kan defineres ut fra en sammenligning av hvor lyset treffer lysdetektorene i forhold til den optiske akse. Ved maksimalt fokus menes i dette dokument at forskjellene på lysintensiteten av lyset som treffer lysdetektorene omkring den optiske akse, er under et forutbestemt nivå. Når maksimalt fokus ifølge ovennevnte definisjon er oppnådd, er mottakeren således opplinjert mot lyskilden.

Alternativt kan den iterative justering i trinnene C-E begrenses til et forhåndsbestemt antall justeringer.

Det skal forstås at ved bruk av en nøkkel som sendes fra lyskilden som lys som er modulert med spredd spektrum kan lysdetektorene være innrettet til å kunne dekode nøkkelen og angi en signalstyrke på hver av lysdetektorene som sammenlignes.

Det kan for enkelte anvendelsesområder være viktig at mottakeren ved bruk er rettet inn mot lyskilden i det alt vesentlige av tiden, for eksempel for å sikre stabilt mottak av data som sendes fra en sender. Det er derfor en fordel om trinnene A - E i oppfinnelsens første aspekt gjenopptas ved frafall av maksimalt fokus.

I et fjerde aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et apparat som kan være egnet til å utøve framgangsmåten ifølge det første aspektet av oppfinnelsen. Apparatet omfatter: - en optisk mottaker som er forsynt med: drivmiddel for å kunne bevege mottakeren i et skannemønster; et detektorelement som utgjøres av en flerhet av lysdetektorer anordnet omkring mottakerens optiske akse for å kunne sammenligne hvor lyset treffer lysdetektorene i forhold til den optiske akse; fokuseringsmidler for å kunne justere arealet til det innkommende lyset mot detektorelementet; og - en optisk sender som er tilknyttet mottakeren og hvor senderens fokus og retning er styrt av mottakerens fokus og retning.

Apparatet kan være forsynt med en styrekrets som er innrettet til å kunne gjenkjenne en nøkkel som mottas fra en lyskilde som sender lys som er modulert med en spredd spektrum kode, idet senderen er innrettet til å kunne sende lys som er modulert med en spredd spektrum kode.

Ved å sende lys som er modulert med en spredd spektrum kode løses i det minste utfordringer relatert til følgende: - En mottaker ifølge oppfinnelsen som befinner seg i søkefase vil innledningsvis være defokusert slik det fremgår av trinn A i det første aspektet av oppfinnelsen. For at en mottaker skal kunne finne en tilhørende sender innen en rimelig tid, må mottakerens optikk være anordnet defokusert slik at den dekker en stor flate i det området senderen befinner seg. Dette medfører at lyset kan bli så svakt at det ikke lar seg detektere på normalt vis uten bruk av spredd spektrum modulasjon. - Mottakeren kan rettes inn mot en av flere sendere som måtte befinne seg innenfor mottakerens søkeområde. Når den enkelte mottaker er i søkefasen, vil den søke etter en kjent spredd spektrum nøkkel. Andre sendere i området med andre nøkler vil ikke bli løftet ut av støyen, og vil derfor ikke være synlige. På den måten oppnås at en mottaker ikke opplinjeres mot sendere den ikke hører sammen med. - Vanskelige atmosfæriske forhold, for eksempel tåke, kan føre til at lyset svekkes til under mottakerens følsomhetsområde og forbindelsen med senderen blir brutt. På mottaker- eller detektorsiden vil demodulering med samme nøkkel løfte signalet ut av støyen slik at det er mulig å detektere et signal som ellers ville vært for svakt. -1 situasjoner der vibrasjoner eller scintillasjon gjør det vanskelig å holde en fokusert stråle presist rettet mot den motstående enheten, kan fokus endres slik at strålen dekker et større område. Man kan da tolerere noe upresis innretting da noe effekt li-kevel vil treffe mottakeren. Som for tilfellet over med demping, kan en spredd spektrum nøkkel brukes for å opprettholde forbindelsen når signalstyrken faller under de-tektorens følsomhetsområde.

Et sjette aspekt ved den foreliggende oppfinnelse vedrører anvendelse av spredd spektrum modulasjon for å la en optisk mottaker søke etter, gjenkjenne og opplinjeres mot en optisk sender som sender data ved hjelp av modulert lys med en kjent nøkkel.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en prinsippskisse av en mottaker ifølge den foreliggende oppfinnelse; Fig. 2 viser i større målestokk et oppriss av detektorelementer som inngår i mottakeren vist i fig. 1; Fig. 3a viser i større målestokk et oppriss av et linsestyringssystem innrettet til å kunne styre bevegelse og fokus av optikken i mottakeren vist i fig. 1; Fig. 3b viser et sideriss av linsestyringssystemet i fig. 3a sett fra høyre mot venstre; Fig. 4a viser en alternativ utførelse av linsestyringssystemet vist i fig. 3a; Fig. 4b viser et sideriss av linsestyringssystemet i fig. 4a sett fra høyre mot venstre; Fig. 5 viser et sideriss av et linsestyringssystem som utgjøres av to bevegelige linser; Fig. 6 viser en prinsippskisse av mottakeren i fig. 1, men hvor mottakeren i tillegg er forsynt med en sender, hvor senderen og mottakeren er anordnet som en transceiver som sender og mottar lys konfokalt; Fig. 7 viser en prinsippskisse av transceiveren i fig. 6 som er under opplinjering

mot en annen transceiver anbrakt i avstand fra transceiveren; og

Fig. 8 viser transceiverne i fig. 7 etter at de er opplinjert.

En fagmann vil forstå at figurene kun er prinsippskisser som i hovedsak viser appara-tenes optiske system. Nødvendige styringssystemer vil være kjent for en fagmann og er av den grunn ikke vist spesifikt på figurene. Dessuten kan innbyrdes størrelsesfor-hold mellom de enkelte elementer være fortegnet.

Like eller tilsvarende elementer er angitt med samme henvisningstall på de ulike figu-rer.

På figurene angir henvisningstallet 1 en mottaker ifølge den foreliggende oppfinnelse. Mottakeren 1 innbefatter en optikk som innbefatter en ytre linse 3 og i det minste én indre linse 7, 7'. Lys L som treffer den ytre linse 3 brytes og går videre inn i mottakeren 1 og gjennom den indre linse 7, 7'. I det minste en andel av optikken 3, 7, 7' er bevegelig i en X-, Y- eller Z retning, hvor X-retningen vil si sideveis i forhold til et lin-seplan, Y-retningen vil si vertikalt i forhold linseplanet, og Z-retningen vil si i en retning som i det vesentlige sammenfaller med lysstålens lengderetning. Retningene X, Y og Z er på enkelte av figurene angitt med piler eller andre symboler.

Bevegelse av linsen(e) 7, 7' tilveiebringes ved hjelp av aktuatorer 75 som styres ved hjelp av strøm fra et ikke vist styringssystem. Aktuatorene 75 utgjør i det minste en andel av drivmidlene nevnt i det fjerde aspektet av oppfinnelsen. En fagmann vil forstå at aktuatorene 75 må stå i forbindelse med for eksempel et parti av et hus 5 hvori optikken 3, 7, 7' er anbrakt slik at relativ bevegelse mellom huset 5 og optikkens bevegelige linse(r) kan tilveiebringes. Denne forbindelse er ikke vist på figurene.

Den ytre linse 3 kan i en alternativ utførelse (ikke vist) være utformet som en kuppel som utgjør et parti av huset 5.

Styringssystemet sender strøm til aktuatorene 75 avhengig av hvor lyset L treffer i forhold til en detektorenhet 9 som innbefatter en flerhet av detektorelementer 9' anordnet omkring mottakerens 1 optiske akse 10. Dette vil bli nærmere forklart i det etterfølgende under omtale av fig. 2. Detektorelementene 9' vil også bli omtalt som lysdetektorene 9'.

For å kunne tilveiebringe et størst mulig skanneområde for mottakeren vist i fig. 1, er huset 5 bevegelig festet til et bæreelement 11 ved hjelp av en festeanordning 13 av i og for seg kjent art som kan beveges i såkalt pan og tilt. Festeanordningen 13 kan for eksempel være en såkalt gimbal som kan beveges ved hjelp av i og for seg kjente motorer (ikke vist). På lik linje med aktuatorene 75 som kan bevege i det minste en andel av optikken 3, 7, 7', tilføres festeanordningens 13 motorer strøm som sendes fra styringssystemet. Nevnte motorer kan utgjøre en andel av drivmidlene nevnt i det fjerde aspektet av oppfinnelsen.

Dersom bevegelsesområdet i X-, Y- og Z-retningen til optikken 3, 7 er tilstrekkelig stort til å kunne muliggjøre skanning av et ønsket område, kan den bevegelige festeanordningen 13 utelates.

I fig. 2 vises i større målestokk et oppriss av en detektorenhet 9 som i den viste utfø-relse består av i alt åtte detektorelementer 9' anordnet omkring mottakerens optiske akse 10.

Detektorelementene 9' innbefatter fire indre elementer merket med a, b, c og d, og fire ytre elementer merket med e, f, g og h. De ytre elementene e, f, g og h er mye større enn de fire indre elementene a, b, c og d.

Når lys L treffer alle fire indre elementer a, b, c og d med like stor intensitet, er lyset L sentrert omkring optikkens optiske akse 10, slik det er vist i fig. 1.

Siden de ytre detektorelementene e, f, g og h dekker et mye større areal enn de indre detektorelementene a, b, c og d, gir de bedre følsomhet ved defokusert lys. Således vil de ytre detektorelementene e, f, g og h underlette detektering av lys L når mottakeren 1 er i en søkefase og når den er anordnet defokusert.

Detektorelementene 9' kan utgjøres av flere enn eller færre enn de åtte elementene som er vist på fig. 2. For eksempel kan detektorelementene 9' utgjøres av ytterligere elementer anordnet for eksempel utenfor de viste ytre elementene e, f, g, h, eller de kan utgjøres av kun et antall indre detektorer, for eksempel de fire indre detektorelementene a, b, c, d som er vist.

Avhengig av hvor lyset L treffer i forhold til detektorelementene, vil styringssystemet gi signaler om strøm til optikkens 3, 7 aktuatorer 75 (se for eksempel fig. 3a) og til motorene som er tilordnet den bevegelige festeanordningen 13 slik at en stadig bedre sentrering av det lyset L omkring den optiske akse oppnås samtidig som fokusering stadig økes slik det fremgår av trinnene C og D ifølge et første aspekt av oppfinnelsen. Signalene bestemmes ved å beregne differansen eh-fg. Dersom eh-fg er positiv må innkommende lys L styres i en retning nedover (i forhold til fig. 2) mot den optiske akse 10. Dersom eh-fg er negativ må innkommende lys L styres i en retning oppover mot den optiske akse. Tilsvarende beregnes ef-hg for å bestemme hvilken retning innkommende lys L skal beveges sideveis i forhold til fig. 2. Når innkommende lys L er slik at signalstyrken på de fire elementene e, f, g og h er lik, kan man anta at motta keren i grove trekk er rettet mot lyskilden. Fokus endres da ved å bevege for eksempel linsen 7 i z-retningen (se fig. 4b) slik at innkommende lys L blir noe mer konsent-rert på detektorenheten 9, hvorpå en ny justering i horisontal- og vertikalplanet gjen-nomføres ved å beregne hvor strålen fra det innkommende lyset L treffer i forhold til detektorenheten 9. En slik innretting gjentas inntil det alt vesentlige av innkommende lys treffer likt på de indre detektorelementene a, b, c og d, eller til et forutbestemt antall justeringer er gjennomført.

Styringssystemet kan for eksempel være anordnet slik at når lys treffer kun enkelte av de ytre detektorelementene e, f, g, h, styres innrettingen av mottakeren 1 ved hjelp av motorene tilordnet festeanordningen 13. Når lyset L treffer de indre detektorelementene a, b, c, d styres innrettingen ved hjelp av optikken alene eller ved hjelp av optikken og nevnte motorer.

Fokus styres fortrinnsvis uavhengig av hvilke midler som styrer innretting mot den optiske akse 10.

I fig. 3a og 3b vises i større målestokk en prinsippskisse av den indre linse 7 tilkoplet en aktuator 75 for å kunne beveges i en x-retning og i en y-retning. Fig. 3a viser linsen 7 sett forfra mot linseplanet, mens fig. 3b viser linsen 7 i fig. 3a sett fra høyre mot venstre.

I den viste utførelse er linsen 7 anordnet i en linseholder 71. Linsen 7 kan være av en

i og for seg kjent type med justerbart fokus. Midler for å tilveiebringe fokusjustering er ikke vist.

Linseholderen 71 bæres av fire fleksible stenger 73. På fig. 3b vises kun to av de fire stengene 73. De fleksible stengene 73 er i et første endeparti festet til hvert sitt hjør-neparti av linseholderen 71 på en slik måte at stengene muliggjør en parallellogram-bevegelse av linseholderen 7. I et andre endeparti (ikke vist) er stengene festet for eksempel til et parti av huset 5. Dette er imidlertid ikke vist.

Til linseholderen 71 er det tilkoplet fire aktuatorer 75. Aktuatorene 75 kan utgjøres av for eksempel elektromagneter eller motorer av i og for seg kjent art som er innrettet til å kunne bevege linseholderen 71 og dermed linsen 7 i en x- og y-retning. Aktuatorene 75 styres ved hjelp av styringssystemet. Strøm fra styringssystemet og til aktuatorene kan for eksempel overføres via stengene 73 dersom disse er av et strømleden-de materiale.

I fig. 4a og 4b vises en alternativ utførelse av linsestyringssystemet som baserer seg på samme prinsipp som vist i fig. 3a og 3b. I den viste utførelse er linseholderen 71 opphengt i fire fleksible stenger 73 hvorav kun to fremkommer i hver av figurene. I linseholderens 71 bunn- og topparti er det anordnet aktuatorer 75 som vil kunne tilveiebringe en bevegelse av linseholderen 71 og linsen 7 i en x-retning. Omtrent midt på linseholderens 71 vertikale sideflater er det anbrakt aktuatorer 75 som strekker seg vinkelrett på linseplanet. Ved å tilføre sistnevnte aktuatorer 75 strøm, vil linseholderen 71 og dermed linsen 7 beveges i en z-retning som er indikert i fig. 4b for dermed å kunne endre fokus til mottakeren 1 vist i fig. 1.

I fig. 5 vises en utførelse hvor to indre linser 7, 7' er opphengt som vist i fig. 4a og 4b og som beskrevet over, men hvor linsene 7, 7' er opphengt på en slik måte at de fleksible stengene 73 er montert 90° i forhold til hverandre. Lys er vist med stiplede lin-jer. Linsen 7 kan i den viste utførelse beveges i en x- og en z-retning, mens linsen 7' kan beveges i en y- og en z-retning.

Fig. 6 viser en prinsippskisse av en transceiver 1' som utgjøres av mottakeren 1 vist

fig. 1, men hvor mottakeren 1 i tillegg er forsynt med en sender 20. Senderen 20 innbefatter en optisk kilde i form av et laserlys 22 som sender lys L2 gjennom en kollime-rende optikk 24. Laserlyset 22 kan være av en art som er tilgjengelig i markedet. Det understrekes at lyset L2 som sendes fra den optiske kilde kan være annet lys enn laserlys.

I den viste utførelse av transceiveren 1' er inngående lys L konfokalt med utgående lys L2, dvs. at det beveger seg langs samme optiske akse, men med motsatt retning.

Dette oppnås ved å skille inngående lys L og utgående lys L2 ved hjelp av ortogonal polarisasjon og en polariserende strålesplitter 26.

Lyset L2 fra laserlyset 22 er lineært polarisert perpendikulært på planet. Laserlyset 22 blir reflektert i den polariserende strålesplitteren 26 og treffer en kvartbølgeplate { X/ 4 plate) 28.Kvartbølgeplaten 28 er orientert med den optiske aksen 45° på polarisa-sjonsretningen. Lyset L2 blir da sirkulært polarisert før det går gjennom den bevegelige linsen 7 og sendes ut av transceiveren 1' gjennom den ytre linsen 3.

Transceiveren 1' i fig. 6 er opphengt til et bæreelement 11 ved hjelp av en festeanordning 13 på tilsvarende vis som mottakeren 1 vist i fig. 1.

Lyset L på vei inn i transceiveren 1' kan være utsendt fra en tilsvarende transceiver 1" som vises i figurene 7 og 8, og er sirkulært polarisert med motsatt rotasjonsretning i forhold til lyset L2 som sendes ut fra transceiveren 1'. Lyset L følger samme optikk 3, 7 som lyset L2 frem til kvartbølgeplaten 28. Siden lyset L har motsatt rotasjon av lyset L2, vil det etter kvartbølgeplaten 28 være lineært polarisert langs planet og derfor gå rett gjennom strålesplitteren 26. Lyset L vil deretter kunne treffe detektorenheten 9 med detektorelementene 9' som vist i fig. 4.

I fig. 7 og fig. 8 vises to identiske transceivere 1', 1" som er innrettet til å kunne kommunisere med hverandre.

Informasjonen overføres mellom transceiverne 1', 1" ved å modulere intensiteten til en laserstråle L som i det etterfølgende også blir omtalt som lysstråle L siden lyset kan være annet lys enn laserlys. Lysstrålen L beveger seg fritt gjennom rommet fra en sender i en av transceiverne 1', 1" og detekteres av en mottaker i den motstående transceiveren 1', 1". Avstanden mellom transceiverne 1', 1" er i den viste utførelse ca. 100 meter. Figurene er således sterkt fortegnet. Hver av transceiverene 1', l"er i den viste utførelse utformet identisk med transceiveren 1' vist i fig. 6. Av den grunn er kun enkelte av elementene vist på figuren angitt med henvisningstall.

Fig. 7 viser transceiverne 1', 1" i en opplinjeringsfase hvor mottakeren i hver av transceiverne 1', 1" er anordnet defokusert, men etter at lysstrålen L fra laserlyset 22 har truffet i det minste én av lysdetektorene 9' i hver av mottakerne. I den viste utførelse er retning og fokus til lysstrålen L bestemt av retning og fokus på mottakeren. Lysstrålen L som sendes ut fra hver av transceiverne 1', 1" utgjør således en vid kjegle. Det skal forstås at hver av transceiverne 1', 1" kan ha skannet omgivelsene før mottakeren i hver av transceiverne 1', 1" registrerte lysstrålen L og gikk fra trinn B til trinn C ifølge det første aspekt av oppfinnelsen. Når kjeglene overlapper slik som vist, vil litt av lysstrålen L fra den ene transceiverens 1' sender treffe i det minste én av lysdetektorene 9' som er anordnet omkring den optiske akse 10 til den motsvarende mottakeren anordnet i den motstående transceiveren 1". En posisjoneringsalgoritme som er tilknyttet styringssystemet for aktuatorene 75 for linsene 7, 7' og motorer for bevegelse av festeanordningen 13, vil deretter rette transceiveren 1' mot det punkt der intensiteten av lyset er størst, det vil si mot det punkt hvor lyset L treffer i det vesentlige likt på lysdetektorelementene 9' som er anordnet omkring den optiske akse 10 slik det er beskrevet under omtale av fig. 2 ovenfor. Transceiverne 1', 1" gjennom-går således en sentrering eller opplinjering i forhold til hverandre. Deretter kan, som

angitt i trinn D ifølge oppfinnelsens første aspekt, lysstrålens L fokus økes slik at mest mulig lys treffer den motsatte lysdetektoren 9. Dette gjentas iterativt inntil en optimal

opplinjering av transceiverne 1', 1" er oppnådd. En slik optimal opplinjering er vist i fig. 8.

Transceiverne 1', 1" kan, slik det fremgår av det tredje aspektet av oppfinnelsen, på forhånd være utstyrt med en spredd spektrum nøkkel, der to eller flere enheter som skal kommunisere, har samme nøkkel. Denne kan være hardkodet i firmware, eller for eksempel være lagret på et tilhørende smartkort.

Detektorenheten til bruk ved spredd spektrum modulasjon kan være av den art som er beskrevet over slik at differansen i signalstyrke mellom de enkelte detektorelementene e, f, g og h samt a, b, c og d angir hvilken retning det innkommende lyset L kommer fra. Spredd spektrum dekoding blir utført individuelt på detektorelementene 9', og signalstyrken blir sammenliknet.

Når lysstrålen L har blitt tilstrekkelig fokusert, vil man komme til et punkt der spredd spektrum dekodingen gir maksimalt signal på alle de fire indre elementene a, b, c og d. Det vil si at samtlige chips i spredd spektrum nøkkelen blir detektert riktig. Det er da ikke mulig å bruke dette signalet til ytterligere å forbedre opplinjeringen. I stedet kan den analoge signalstyrken i hvert enkelt element bestemmes, slik det vil være kjent for en fagmann på området. Tilsvarende kan det veksles fra spredd spektrum til direkte koding av signalet når signalstyrken er blitt tilstrekkelig høy.

Under spesielt ugunstige atmosfæriske forhold som for eksempel tåke, kan dempning-en bli så høy at signalet blir svakere enn mottakerens 1 følsomhetsområde. Ved bruk av mottakere ifølge kjent teknikk fører dette til et plutselig bortfall av forbindelsen. Ifølge den foreliggende oppfinnelse vil transceiverne ved lav signalstyrke gå over fra direktekoding til spredd spektrumkoding av bitstrømmen. Båndbredden går ned, mens følsomheten går tilsvarende opp. Det brukes et sett med nøkler, der nøkkellengden kan økes ettersom signalstyrken reduseres.

Claims (14)

1. Framgangsmåte for å rette en optisk mottaker (1) mot en lyskilde, hvor framgangsmåten innbefatter bruk av en flerhet av lysdetektorer (9') anordnet omkring mottakerens (1) optiske akse (10) til å sammenligne hvor lys (L) fra lyskilden treffer lysdetektorene (9') i forhold til den optiske akse (10),karakterisert vedat framgangsmåten innbefatter trinnene: A) å anordne mottakeren (1) defokusert; B) å la mottakeren (1) søke etter lyskilden ved å skanne omgivelsene inntil lyset (L) fra lyskilden treffer i det minste én av lysdetektorene (9'); C) å justere mottakerens (1) retning med gjeldende fokus inn mot den optiske akse (10); D) å øke fokusering av mottakeren (1); og E) gjenta trinnene C og D inntil maksimalt fokus oppnås.

2. Framgangsmåte for å orientere en fokuserbar lysstråle (L2) fra en sender (20), hvor retning og fokus til lysstrålen (L2) styres av retning og fokus til mottakeren (1) som rettes inn mot lyskilden ifølge framgangsmåten i krav 1.

3. Framgangsmåte ifølge krav 1 og 2, hvor mottakeren (1) og senderen (20) av den fokuserbare lysstråle anordnes som en transceiver (1', 1").

4. Framgangsmåte ifølge krav 3, hvor transceiverens (1', 1") optiske system (3, 7, 7', 24, 26, 28) anordnes konfokalt.

5. Framgangsmåte for å la mottakeren (1) i krav 1 kunne rettes mot en bestemt lyskilde, hvor mottakeren (1) anordnes med midler til å kunne gjenkjenne en nøkkel som sendes fra en lyskilde (22) som modulerer lys med spredd spektrum.

6. Framgangsmåte ifølge krav 5, hvor lengden til nøkkelen justeres i henhold til fokus av mottakeren (1).

7. Framgangsmåte ifølge krav 1, hvor den iterative justering i trinnene C-E begrenses til et forhåndsbestemt antall justeringer.

8. Framgangsmåte ifølge krav 1, hvor trinnene A-E gjenopptas ved frafall av maksimalt fokus.

9. Apparat for å utøve framgangsmåten ifølge krav 1,karakterisert vedat apparatet omfatter: - en optisk mottaker (1) som er forsynt med: drivmiddel (75) for å kunne bevege mottakeren (1) i et skannemønster; et detektorelement (9) som utgjø-res av en flerhet av lysdetektorer (9') anordnet omkring mottakerens optiske akse (10) for å kunne sammenligne hvor lyset treffer lysdetektorene (9') i forhold til den optiske akse (10); fokuseringsmidler (75) for å kunne justere arealet til det innkommende lyset (L) mot detektorelementet (9); og - en optisk sender (20) som er tilknyttet mottakeren (1) og hvor senderens (20) fokus og retning er styrt av mottakerens (1) fokus og retning.

10. Apparat ifølge krav 9, hvor mottakeren (1) er forsynt med en styrekrets som er innrettet til å kunne gjenkjenne en nøkkel som mottas fra en lyskilde som sender lys (L2) ved hjelp av lys som er modulert med en spredd spektrum kode, og hvor senderen (20) er innrettet til å kunne sende lys som er modulert med en spredd spektrum kode.

11. Apparat ifølge krav 9 eller 10, hvor mottakeren (1) og senderen (20) er anordnet som en transceiver (1', 1").

12. Apparat ifølge krav 11, hvor transceiverens (1', 1") optiske system (3, 7, 7', 26, 26, 28) er anordnet konfokalt.

13. Apparat ifølge krav 9, hvor detektorelementet (9) er forsynt med minst ett første sett med lysdetektorer (a, b, c, d) og minst ett andre sett med lysdetektorer (e, f, g, h), hvor det første settet (a, b, c, d) er anordnet nærmere den optiske akse (10) enn det andre settet (e. f. g. h), og hvor størrelsen til lysdetektorene i det første settet er mindre enn størrelsene til lysdetektorene i det andre settet.

14. Anvendelse av spredd spektrum modulasjon for å la en optisk mottaker (1) søke etter, gjenkjenne og opplinjeres mot en optisk sender (20) som sender data ved hjelp av modulert lys med en kjent nøkkel.