JP3104046B2 - 光空間伝送装置及び光空間伝送方法 - Google Patents
光空間伝送装置及び光空間伝送方法Info
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- JP3104046B2 JP3104046B2 JP04187652A JP18765292A JP3104046B2 JP 3104046 B2 JP3104046 B2 JP 3104046B2 JP 04187652 A JP04187652 A JP 04187652A JP 18765292 A JP18765292 A JP 18765292A JP 3104046 B2 JP3104046 B2 JP 3104046B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、映像、音声等の情報を
光空間伝送する装置に関するものである。
光空間伝送する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ビデオ再生装置とテレビとの間
で映像及び音声信号を伝送する際に、これらビデオ再生
装置やテレビのレイアウトの自由度を向上させるため
に、光を用いて情報の空間伝送を行う光空間伝送装置が
用いられることがある。ところで、情報伝送用の光とし
てレーザ光を用いた光空間伝送装置においては、レーザ
光を常に受信側装置へ指向させる必要があり、従来は、
特開昭６２−２７４８３７号公報に、ハーフミラーと撮
像装置とを用いて情報伝送用のレーザ光の送出方向を補
正制御する方式が開示されている。
で映像及び音声信号を伝送する際に、これらビデオ再生
装置やテレビのレイアウトの自由度を向上させるため
に、光を用いて情報の空間伝送を行う光空間伝送装置が
用いられることがある。ところで、情報伝送用の光とし
てレーザ光を用いた光空間伝送装置においては、レーザ
光を常に受信側装置へ指向させる必要があり、従来は、
特開昭６２−２７４８３７号公報に、ハーフミラーと撮
像装置とを用いて情報伝送用のレーザ光の送出方向を補
正制御する方式が開示されている。
【０００３】また、特開平３−２３５４３８号公報に
は、送信側または受信側レンズの焦平面上に配したミラ
ーにより装置の向きを検出する方式が開示されており、
特開平３−２３６６４０号公報には、傾斜計や加速度計
によりレーザ光の上下、左右方向の変動を検出して、そ
の結果に基づいてレーザ光の照射位置を補正する方式が
開示されている。
は、送信側または受信側レンズの焦平面上に配したミラ
ーにより装置の向きを検出する方式が開示されており、
特開平３−２３６６４０号公報には、傾斜計や加速度計
によりレーザ光の上下、左右方向の変動を検出して、そ
の結果に基づいてレーザ光の照射位置を補正する方式が
開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６２−２７４８３７号公報に開示された方式では、情報
伝送用のレーザ光の一部が該レーザ光の送出方向の検出
に用いられるため、受信側に送出される信号の出力が低
下すると共に、画像処理等に時間がかかるので送出方向
の補正の応答が遅れるという問題があった。さらに、初
期設定時にハーフミラーにレーザ光が照射されていない
と該レーザ光の送出方向の検出が行えず、ハーフミラー
上で受信側装置とレーザ光との位置合わせをするため間
接的な補正となるという問題があった。
６２−２７４８３７号公報に開示された方式では、情報
伝送用のレーザ光の一部が該レーザ光の送出方向の検出
に用いられるため、受信側に送出される信号の出力が低
下すると共に、画像処理等に時間がかかるので送出方向
の補正の応答が遅れるという問題があった。さらに、初
期設定時にハーフミラーにレーザ光が照射されていない
と該レーザ光の送出方向の検出が行えず、ハーフミラー
上で受信側装置とレーザ光との位置合わせをするため間
接的な補正となるという問題があった。
【０００５】一方、特開平３−２３５４３８号公報に開
示された方式は完全な手動補正であり、通信中の送信側
及び受信側間の相対位置の変動に追従しての光軸補正が
不可能であるという問題があった。さらに、特開平３−
２３６６４０号公報に開示された方式は、送信側の位置
変動には追従できるが、受信側の位置変動には追従でき
ないという問題があった。
示された方式は完全な手動補正であり、通信中の送信側
及び受信側間の相対位置の変動に追従しての光軸補正が
不可能であるという問題があった。さらに、特開平３−
２３６６４０号公報に開示された方式は、送信側の位置
変動には追従できるが、受信側の位置変動には追従でき
ないという問題があった。
【０００６】本発明は、上述の問題を解決すると共に、
広い範囲において光軸ズレの補正を可能にした光空間伝
送装置を提供することを課題とする。
広い範囲において光軸ズレの補正を可能にした光空間伝
送装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光空間伝送装置は、所定の情報信号に基づ
いて変調された光ビームを出力する送信ユニットと、前
記光ビームを受光して復調する受信ユニットとを備える
光空間伝送装置において、前記受信ユニットに、前記送
信ユニットへ向けて赤外光を出力する光源と、前記送信
ユニットへ向けて電波を出力する送信器とを設け、前記
送信ユニットに、４つの光検出素子を有する光検出モジ
ュールと、左右及び上下の光検出素子の出力を差分する
差動増幅器とを有し、前記赤外光の照射位置を検出する
照射位置検出手段と、前記電波を受信して該電波の受信
強度を検出する受信強度検出手段と、前記照射位置検出
手段及び前記受信強度検出手段の検出結果に基づいて前
記光ビームの照射方向を補正する補正手段と、前記差動
増幅器の少くとも一方の出力が第１の所定値より大きく
なったときと、前記受信強度検出手段の出力が所定値よ
り小さくなったときに光ビームの出力を停止させ、前記
差動増幅器の出力が前記第１の所定値より小さい第２の
所定値より小さくなったときに光ビームを出力させる保
安手段とを設けた構成としたものである。
に、本発明の光空間伝送装置は、所定の情報信号に基づ
いて変調された光ビームを出力する送信ユニットと、前
記光ビームを受光して復調する受信ユニットとを備える
光空間伝送装置において、前記受信ユニットに、前記送
信ユニットへ向けて赤外光を出力する光源と、前記送信
ユニットへ向けて電波を出力する送信器とを設け、前記
送信ユニットに、４つの光検出素子を有する光検出モジ
ュールと、左右及び上下の光検出素子の出力を差分する
差動増幅器とを有し、前記赤外光の照射位置を検出する
照射位置検出手段と、前記電波を受信して該電波の受信
強度を検出する受信強度検出手段と、前記照射位置検出
手段及び前記受信強度検出手段の検出結果に基づいて前
記光ビームの照射方向を補正する補正手段と、前記差動
増幅器の少くとも一方の出力が第１の所定値より大きく
なったときと、前記受信強度検出手段の出力が所定値よ
り小さくなったときに光ビームの出力を停止させ、前記
差動増幅器の出力が前記第１の所定値より小さい第２の
所定値より小さくなったときに光ビームを出力させる保
安手段とを設けた構成としたものである。
【０００８】
【作用】本発明の光空間伝送装置によれば、受信ユニッ
ト側から出力される電波の受信強度に基づいて情報伝送
用の光ビームの光軸方向のズレが広い範囲において粗補
正され、さらに、受信ユニット側から出力される赤外光
の照射位置に基づいて前記光ビームの光軸方向のズレが
精密補正されるので、広い範囲において光ビームの光軸
方向のズレを補正することができる。
ト側から出力される電波の受信強度に基づいて情報伝送
用の光ビームの光軸方向のズレが広い範囲において粗補
正され、さらに、受信ユニット側から出力される赤外光
の照射位置に基づいて前記光ビームの光軸方向のズレが
精密補正されるので、広い範囲において光ビームの光軸
方向のズレを補正することができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基づい
て説明する。図１は本発明の一実施例による光空間伝送
装置の送信ユニットを一部ブロックにて示す構成図、図
２は同じく受信ユニットを一部ブロックにて示す構成
図、図３（ａ），（ｂ）は、図１及び図２に示す送信ユ
ニット及び受信ユニットの要部を示す斜視図である。
て説明する。図１は本発明の一実施例による光空間伝送
装置の送信ユニットを一部ブロックにて示す構成図、図
２は同じく受信ユニットを一部ブロックにて示す構成
図、図３（ａ），（ｂ）は、図１及び図２に示す送信ユ
ニット及び受信ユニットの要部を示す斜視図である。
【００１０】図１に示す送信ユニット１では、例えば映
像信号等のアナログ信号は周波数予変調部（ＰＦＭ−Ｍ
Ｄ）１１を経由し、音声信号等のデジタル信号は符号化
部（ＣＭＩ−ＣＯＤＥＣ）１２を経由して、電気−光変
換部（Ｅ／Ｏ）１３のレーザドライバ（ＬＤ ｄｒｉｖ
ｅｒ）１３１に送られる。レーザドライバ１３１は、周
波数予変調部１１或は符号化部１２から送られる信号に
基づいて、レーザダイオード１３２から出力されるレ−
ザ光（光ビーム）ＬＢを変調し、この変調されたレ−ザ
光ＬＢは、コリメートレンズ１３３により平行な光束に
整形されて空間に送出される。
像信号等のアナログ信号は周波数予変調部（ＰＦＭ−Ｍ
Ｄ）１１を経由し、音声信号等のデジタル信号は符号化
部（ＣＭＩ−ＣＯＤＥＣ）１２を経由して、電気−光変
換部（Ｅ／Ｏ）１３のレーザドライバ（ＬＤ ｄｒｉｖ
ｅｒ）１３１に送られる。レーザドライバ１３１は、周
波数予変調部１１或は符号化部１２から送られる信号に
基づいて、レーザダイオード１３２から出力されるレ−
ザ光（光ビーム）ＬＢを変調し、この変調されたレ−ザ
光ＬＢは、コリメートレンズ１３３により平行な光束に
整形されて空間に送出される。
【００１１】また、レーザダイオード１３２から出力さ
れるレ−ザ光ＬＢは光検出素子１３４にて受光され、そ
の受光量、つまりレーザパワーに応じた信号が光検出素
子１３４からオートパワーコントローラ（ＡＰＣ）１３
５に入力される。そして、オートパワーコントローラ１
３５は、光検出素子１３４からの検出信号に基づいて、
レーザダイオード１３２から出力されるレ−ザ光ＬＢの
レーザパワーを安定させるようレーザドライバ１３１を
介してフィードバック制御を行う。
れるレ−ザ光ＬＢは光検出素子１３４にて受光され、そ
の受光量、つまりレーザパワーに応じた信号が光検出素
子１３４からオートパワーコントローラ（ＡＰＣ）１３
５に入力される。そして、オートパワーコントローラ１
３５は、光検出素子１３４からの検出信号に基づいて、
レーザダイオード１３２から出力されるレ−ザ光ＬＢの
レーザパワーを安定させるようレーザドライバ１３１を
介してフィードバック制御を行う。
【００１２】尚、図１中の符号１４は、レーザダイオー
ド１３２から出力されるレ−ザ光ＬＢの指向方向を変化
させるアクチュエータ（ＡＣＴ）であり、図３（ａ）に
示すように、基板Ａに対して水平方向に回動可能な回転
テーブル１４１と、この回転テーブル１４１上に設けら
れた支持枠１４２と、支持枠１４２に鉛直方向へ回動可
能に支持され、図１に示すレーザダイオード１３２及び
コリメートレンズ１３３が収容された筒体１４３とを備
え、ボトムケースＢ上に載置されてカバーＣが被せられ
ている。そして、このアクチュエータ１４は、基板Ａに
実装されたサーボ回路１５（図１参照）からの駆動制御
信号により駆動される。
ド１３２から出力されるレ−ザ光ＬＢの指向方向を変化
させるアクチュエータ（ＡＣＴ）であり、図３（ａ）に
示すように、基板Ａに対して水平方向に回動可能な回転
テーブル１４１と、この回転テーブル１４１上に設けら
れた支持枠１４２と、支持枠１４２に鉛直方向へ回動可
能に支持され、図１に示すレーザダイオード１３２及び
コリメートレンズ１３３が収容された筒体１４３とを備
え、ボトムケースＢ上に載置されてカバーＣが被せられ
ている。そして、このアクチュエータ１４は、基板Ａに
実装されたサーボ回路１５（図１参照）からの駆動制御
信号により駆動される。
【００１３】また、図１中の符号１６は、後述する受信
ユニット３の発光ダイオード（ＬＥＤ）３１から送出さ
れる赤外光ＲＢが照射される、上下左右の４つの光検出
素子１６１ないし１６４からなる光検出モジュール（Ｑ
ＵＡＲＤ−ＰＤ）であり、図３（ａ）に示すように、レ
ーザダイオード１３２からのレ−ザ光の指向方向に向け
て筒体１４３の上部に取着されている。さらに、図１中
の符号１７１，１７２は、左右及び上下の光検出素子１
６１，１６２，１６３，１６４の出力を差分する差動増
幅器である。そして、差動増幅器１７１，１７２の出力
は図１に示すように、レーザダイオード１３２から出力
されるレ−ザ光ＬＢの左右方向のずれ（ＰＩＴＣＨ）、
及び上下方向のずれ（ＹＡＷ）を示す信号としてサーボ
回路１５に入力される。
ユニット３の発光ダイオード（ＬＥＤ）３１から送出さ
れる赤外光ＲＢが照射される、上下左右の４つの光検出
素子１６１ないし１６４からなる光検出モジュール（Ｑ
ＵＡＲＤ−ＰＤ）であり、図３（ａ）に示すように、レ
ーザダイオード１３２からのレ−ザ光の指向方向に向け
て筒体１４３の上部に取着されている。さらに、図１中
の符号１７１，１７２は、左右及び上下の光検出素子１
６１，１６２，１６３，１６４の出力を差分する差動増
幅器である。そして、差動増幅器１７１，１７２の出力
は図１に示すように、レーザダイオード１３２から出力
されるレ−ザ光ＬＢの左右方向のずれ（ＰＩＴＣＨ）、
及び上下方向のずれ（ＹＡＷ）を示す信号としてサーボ
回路１５に入力される。
【００１４】一方、図１中の符号１８１は、後述する受
信ユニット３の送信用アンテナ３６２から空中に送出さ
れた電波を受信する受信用アンテナであり、図３（ａ）
に示すように、レーザダイオード１３２からのレ−ザ光
ＬＢの指向方向に向けて光検出モジュール１６の上部に
取着されている。また、図１中の符号１８２は、受信用
アンテナ１８１で受信された電波を復調するＲＦ回路で
あり、ＲＦ回路１８２からは、電波を復調して得た信号
が該電波の受信強度に応じたレベルでサーボ回路１５に
出力される。そして、サーボ回路１５は、これら差動増
幅器１７１，１７２及びＲＦ回路１８２の出力に基づい
て、アクチュエータ１４の駆動制御を行う。
信ユニット３の送信用アンテナ３６２から空中に送出さ
れた電波を受信する受信用アンテナであり、図３（ａ）
に示すように、レーザダイオード１３２からのレ−ザ光
ＬＢの指向方向に向けて光検出モジュール１６の上部に
取着されている。また、図１中の符号１８２は、受信用
アンテナ１８１で受信された電波を復調するＲＦ回路で
あり、ＲＦ回路１８２からは、電波を復調して得た信号
が該電波の受信強度に応じたレベルでサーボ回路１５に
出力される。そして、サーボ回路１５は、これら差動増
幅器１７１，１７２及びＲＦ回路１８２の出力に基づい
て、アクチュエータ１４の駆動制御を行う。
【００１５】さらに、図１において符号１９は、差動増
幅器１７１，１７２の少なくとも一方の出力が所定値を
上回った時と、ＲＦ回路１８２の出力が所定値を下回っ
た時にオートパワーコントローラ１３５に作用して、レ
ーザドライバ１３１を介してレーザダイオード１３２か
らのレ−ザ光ＬＢの出力を停止させる保安回路である。
尚、本実施例では、アクチュエータ１４及びサーボ回路
１５が補正手段に相当し、光検出モジュール１６及び差
動増幅器１７１，１７２が照射位置検出手段に相当し、
受信用アンテナ１８１及びＲＦ回路１８２が受信強度検
出手段に相当している。
幅器１７１，１７２の少なくとも一方の出力が所定値を
上回った時と、ＲＦ回路１８２の出力が所定値を下回っ
た時にオートパワーコントローラ１３５に作用して、レ
ーザドライバ１３１を介してレーザダイオード１３２か
らのレ−ザ光ＬＢの出力を停止させる保安回路である。
尚、本実施例では、アクチュエータ１４及びサーボ回路
１５が補正手段に相当し、光検出モジュール１６及び差
動増幅器１７１，１７２が照射位置検出手段に相当し、
受信用アンテナ１８１及びＲＦ回路１８２が受信強度検
出手段に相当している。
【００１６】一方、図２に示す受信ユニット３において
は、送信ユニット１のレーザダイオード１３２から出力
されるレ−ザ光ＬＢが、外乱光をカットするフィルタと
集光レンズとを兼ねたフィルタ３２を介して、光電変換
部（Ｏ／Ｅ）３３の受光素子３３１に入射される。レ−
ザ光ＬＢの入射に伴い受光素子３３１から出力される信
号はアンプ（ＩＶ）３３２で増幅されてオートゲインコ
ントローラ（ＡＧＣ）３３３に入力され、ここで信号レ
ベルが一定に調整される。
は、送信ユニット１のレーザダイオード１３２から出力
されるレ−ザ光ＬＢが、外乱光をカットするフィルタと
集光レンズとを兼ねたフィルタ３２を介して、光電変換
部（Ｏ／Ｅ）３３の受光素子３３１に入射される。レ−
ザ光ＬＢの入射に伴い受光素子３３１から出力される信
号はアンプ（ＩＶ）３３２で増幅されてオートゲインコ
ントローラ（ＡＧＣ）３３３に入力され、ここで信号レ
ベルが一定に調整される。
【００１７】さらに、その後、バンドパスフィルタ（Ｂ
ＰＦ）３３４で所定の周波数帯域以外の周波数成分がカ
ットされ、映像信号等のアナログ信号成分が周波数復調
部（ＰＦＭ−ＤＥＭ）３４を経由し、音声信号等のデジ
タル信号成分は復号化部（ＣＭＩ−ＣＯＤＥＣ）３５を
経由して、それぞれ出力される。
ＰＦ）３３４で所定の周波数帯域以外の周波数成分がカ
ットされ、映像信号等のアナログ信号成分が周波数復調
部（ＰＦＭ−ＤＥＭ）３４を経由し、音声信号等のデジ
タル信号成分は復号化部（ＣＭＩ−ＣＯＤＥＣ）３５を
経由して、それぞれ出力される。
【００１８】また、図２に示す受信ユニット３ではこれ
とは別に、送信ユニット１のレーザダイオード１３２か
ら出力されるレ−ザ光ＬＢと前記受光素子３３１との光
軸を合わせるために、先に述べたように赤外光ＲＢを送
出する発光ダイオード３１と、ＦＭ波による微弱電波を
送出する送信器３６１及び送信用アンテナ３６２が設け
られている。
とは別に、送信ユニット１のレーザダイオード１３２か
ら出力されるレ−ザ光ＬＢと前記受光素子３３１との光
軸を合わせるために、先に述べたように赤外光ＲＢを送
出する発光ダイオード３１と、ＦＭ波による微弱電波を
送出する送信器３６１及び送信用アンテナ３６２が設け
られている。
【００１９】この発光ダイオード３１及び送信用アンテ
ナ３６２は、図３（ｂ）に示すように、受光素子３３１
の上部に設けられており、共に、レーザダイオード１３
２から出力されて受光素子３３１に入射されるレ−ザ光
ＬＢの入射方向に向けられている。
ナ３６２は、図３（ｂ）に示すように、受光素子３３１
の上部に設けられており、共に、レーザダイオード１３
２から出力されて受光素子３３１に入射されるレ−ザ光
ＬＢの入射方向に向けられている。
【００２０】次に、発光ダイオード３１から送出される
赤外光ＲＢと、送信用アンテナ３６２から送出されるＦ
Ｍ波との指向性の関係について、その相関を示す図４を
参照して説明する。本実施例においては図４に示すよう
に、ＦＭ波の放射角θ２が赤外光ＲＢの放射角θ１に対
し、θ２＞＞θ１（例えばθ１＝１５ｄｅｇ，θ２＝１
３０ｄｅｇ）の関係にある。
赤外光ＲＢと、送信用アンテナ３６２から送出されるＦ
Ｍ波との指向性の関係について、その相関を示す図４を
参照して説明する。本実施例においては図４に示すよう
に、ＦＭ波の放射角θ２が赤外光ＲＢの放射角θ１に対
し、θ２＞＞θ１（例えばθ１＝１５ｄｅｇ，θ２＝１
３０ｄｅｇ）の関係にある。
【００２１】これは、放射角が大きな赤外光でレ−ザ光
ＬＢの光軸調整をする場合、送受信間の距離が７ｍを越
えると外乱ノイズに対する信号の信頼性が確保できなく
なり（低Ｓ／Ｎ）、必然的に赤外光の放射角を狭くする
必要が生じるからで、本実施例でも図２に示すように、
発光ダイオード３１から送出される赤外光ＲＢを集束レ
ンズＤにより集束させて、上述の関係となるようにして
いる。そして、赤外光ＲＢの放射角を狭めることによ
り、角度検出分解能を高く確保することができる（０．
５ｄｅｇ以下）。
ＬＢの光軸調整をする場合、送受信間の距離が７ｍを越
えると外乱ノイズに対する信号の信頼性が確保できなく
なり（低Ｓ／Ｎ）、必然的に赤外光の放射角を狭くする
必要が生じるからで、本実施例でも図２に示すように、
発光ダイオード３１から送出される赤外光ＲＢを集束レ
ンズＤにより集束させて、上述の関係となるようにして
いる。そして、赤外光ＲＢの放射角を狭めることによ
り、角度検出分解能を高く確保することができる（０．
５ｄｅｇ以下）。
【００２２】これに対し、例えば本実施例で用いるＦＭ
波等の電波では、障害物がない場合には、見通し距離１
００ｍ程度まで位置の判別を行うことが可能である。し
かし、その分角度検出分解能が極端に悪く（せいぜい１
０ｄｅｇ）、電波だけでは到底レ−ザ光の光軸調整を行
うことは不可能である。そこで、本実施例の光空間伝送
装置では、赤外光と電波のそれぞれの長所を組み合わせ
ることにより、広い範囲で高い角度検出分解能を確保す
るようにした。
波等の電波では、障害物がない場合には、見通し距離１
００ｍ程度まで位置の判別を行うことが可能である。し
かし、その分角度検出分解能が極端に悪く（せいぜい１
０ｄｅｇ）、電波だけでは到底レ−ザ光の光軸調整を行
うことは不可能である。そこで、本実施例の光空間伝送
装置では、赤外光と電波のそれぞれの長所を組み合わせ
ることにより、広い範囲で高い角度検出分解能を確保す
るようにした。
【００２３】続いて、送信ユニット１のレーザダイオー
ド１３２から出力されるレ−ザ光ＬＢの光軸調整動作に
ついて、図５を参照して説明する。まず、送信ユニット
１からのレ−ザ光ＬＢの光軸が図５中のＸ点を通るもの
とし、受信ユニット３側からＦＭ波を出力し、その受信
強度に応じた信号をＲＦ回路１８２からサーボ回路１５
に出力させて、これに基づきアクチュエータ１４を駆動
させる。アクチュエータ１４の駆動に伴って、発光ダイ
オード３１から送出される赤外光ＲＢが光検出モジュー
ル１６に照射され始めると、差動増幅器１７１，１７２
の出力信号の信号値が下がる。
ド１３２から出力されるレ−ザ光ＬＢの光軸調整動作に
ついて、図５を参照して説明する。まず、送信ユニット
１からのレ−ザ光ＬＢの光軸が図５中のＸ点を通るもの
とし、受信ユニット３側からＦＭ波を出力し、その受信
強度に応じた信号をＲＦ回路１８２からサーボ回路１５
に出力させて、これに基づきアクチュエータ１４を駆動
させる。アクチュエータ１４の駆動に伴って、発光ダイ
オード３１から送出される赤外光ＲＢが光検出モジュー
ル１６に照射され始めると、差動増幅器１７１，１７２
の出力信号の信号値が下がる。
【００２４】そこで、図６の上から第３段目の欄に示す
差動増幅器１７１，１７２の出力する差信号の信号値が
あらかじめ定めた規定値（スレッシュ１、第１の所定
値）を下回る、図５中Ｙ点で示す箇所までレーザ光ＬＢ
の光軸通過位置が調整されると、サーボ回路１５への入
力をＲＦ回路１８２から光検出モジュール１６に切り替
える。尚、本実施例の送信ユニット１ではこの時点でサ
ーボゲインの調整を行っており、サーボ回路１５への入
力が光検出モジュール１６に切り替わると、アクチュエ
ータ１４の駆動が減速される。
差動増幅器１７１，１７２の出力する差信号の信号値が
あらかじめ定めた規定値（スレッシュ１、第１の所定
値）を下回る、図５中Ｙ点で示す箇所までレーザ光ＬＢ
の光軸通過位置が調整されると、サーボ回路１５への入
力をＲＦ回路１８２から光検出モジュール１６に切り替
える。尚、本実施例の送信ユニット１ではこの時点でサ
ーボゲインの調整を行っており、サーボ回路１５への入
力が光検出モジュール１６に切り替わると、アクチュエ
ータ１４の駆動が減速される。
【００２５】その後、レーザ光ＬＢの光軸が受光素子３
３１に合う位置に近づいてくると、差動増幅器１７１，
１７２の出力する差信号の信号値がさらに減少し、受光
素子３３１にレーザ光ＬＢの光軸が一致する付近にあら
かじめ設定した別の規定値（スレッシュ２、第１の所定
値より小さい第２の所定値）を下回った時点で、サーボ
回路１５から保安回路１９に発光許可の信号が伝達さ
れ、レーザダイオード１３２からレーザ光ＬＢが出力さ
れる。一方、受信ユニット３の受光素子３３１でレーザ
光ＬＢが受光されると、これに伴い、オートゲインコン
トローラ３３３のゲインが下がるので、光電変換部３３
から発光ダイオード３１及び送信機３６１に出力停止の
信号が伝送され、赤外光ＲＢとＦＭ波との出力が停止す
る。そして、以後、サーボ回路１５がレーザ光ＬＢの光
軸と受光素子３３１とのアラインメント状態を常に制御
し、レーザ光ＬＢが良好な状態で伝送される。
３１に合う位置に近づいてくると、差動増幅器１７１，
１７２の出力する差信号の信号値がさらに減少し、受光
素子３３１にレーザ光ＬＢの光軸が一致する付近にあら
かじめ設定した別の規定値（スレッシュ２、第１の所定
値より小さい第２の所定値）を下回った時点で、サーボ
回路１５から保安回路１９に発光許可の信号が伝達さ
れ、レーザダイオード１３２からレーザ光ＬＢが出力さ
れる。一方、受信ユニット３の受光素子３３１でレーザ
光ＬＢが受光されると、これに伴い、オートゲインコン
トローラ３３３のゲインが下がるので、光電変換部３３
から発光ダイオード３１及び送信機３６１に出力停止の
信号が伝送され、赤外光ＲＢとＦＭ波との出力が停止す
る。そして、以後、サーボ回路１５がレーザ光ＬＢの光
軸と受光素子３３１とのアラインメント状態を常に制御
し、レーザ光ＬＢが良好な状態で伝送される。
【００２６】このように、本実施例の光空間伝送装置に
よれば、受信ユニット３の送信器３６１から送出される
ＦＭ波によりレ−ザ光ＬＢのラフな光軸方向の調整が行
われ、その後は、受信ユニット３の発光ダイオード３１
から送出される赤外光ＲＢによりレ−ザ光ＬＢの正確な
光軸方向の調整が行われるので、広い範囲において光ビ
ームの光軸方向のズレを高い精度で補正することができ
る。
よれば、受信ユニット３の送信器３６１から送出される
ＦＭ波によりレ−ザ光ＬＢのラフな光軸方向の調整が行
われ、その後は、受信ユニット３の発光ダイオード３１
から送出される赤外光ＲＢによりレ−ザ光ＬＢの正確な
光軸方向の調整が行われるので、広い範囲において光ビ
ームの光軸方向のズレを高い精度で補正することができ
る。
【００２７】尚、本実施例では、電波としてＦＭ波を用
いたがその他の帯域波を用いてもよい。また、本実施例
では、送信ユニット１側にて、受信用アンテナ１８１で
受信したＦＭ波をＲＦ回路１８２で復調して得た信号
を、該ＦＭ波の受信強度に応じたレベルでサーボ回路１
５に出力し、サーボ回路１５がＦＭ波の受信強度に基づ
いてアクチュエータ１４の駆動を制御するものとした
が、図７及び図８に示すような構成としてもよい。
いたがその他の帯域波を用いてもよい。また、本実施例
では、送信ユニット１側にて、受信用アンテナ１８１で
受信したＦＭ波をＲＦ回路１８２で復調して得た信号
を、該ＦＭ波の受信強度に応じたレベルでサーボ回路１
５に出力し、サーボ回路１５がＦＭ波の受信強度に基づ
いてアクチュエータ１４の駆動を制御するものとした
が、図７及び図８に示すような構成としてもよい。
【００２８】図７は本発明の他の実施例による光空間伝
送装置の送信ユニットを一部ブロックにて示す構成図、
図８は図７に示す送信ユニットの要部を示す斜視図であ
る。この図７及び図８に示す送信ユニット５は、図１及
び図３（ａ）に示す実施例の送信ユニット１と略々同一
の構成を有しており、受信用アンテナ１８３，１８４及
びＲＦ回路１８５，１８６が各々２つずつ設けられたス
ペースダイバーシティ方式の受信方式であることと、両
ＲＦ回路１８５，１８６による復調信号の受信強度差を
差動増幅器１８７で得て、この差信号をサーボ回路１５
に入力していることにおいて、先の実施例の送信ユニッ
ト１の構成と異なっている。
送装置の送信ユニットを一部ブロックにて示す構成図、
図８は図７に示す送信ユニットの要部を示す斜視図であ
る。この図７及び図８に示す送信ユニット５は、図１及
び図３（ａ）に示す実施例の送信ユニット１と略々同一
の構成を有しており、受信用アンテナ１８３，１８４及
びＲＦ回路１８５，１８６が各々２つずつ設けられたス
ペースダイバーシティ方式の受信方式であることと、両
ＲＦ回路１８５，１８６による復調信号の受信強度差を
差動増幅器１８７で得て、この差信号をサーボ回路１５
に入力していることにおいて、先の実施例の送信ユニッ
ト１の構成と異なっている。
【００２９】このため、基本的な原理は同じであるが、
アクチュエータ１４に直接搭載するアンテナがなくな
り、よって、アクチュエータ１４の駆動部重量の軽減を
図ることができる。尚、本実施例では、受信用アンテナ
１８３，１８４、ＲＦ回路１８５，１８６、及び差動増
幅器１８７が受信強度検出手段に相当している。そして
受信用アンテナ１８３，１８４はカバーＣの両側に張出
した構造体２０１，２０２上に立設され、その構造体２
０１，２０２内に各々ＲＦ回路１８５，１８６が内蔵さ
れている。
アクチュエータ１４に直接搭載するアンテナがなくな
り、よって、アクチュエータ１４の駆動部重量の軽減を
図ることができる。尚、本実施例では、受信用アンテナ
１８３，１８４、ＲＦ回路１８５，１８６、及び差動増
幅器１８７が受信強度検出手段に相当している。そして
受信用アンテナ１８３，１８４はカバーＣの両側に張出
した構造体２０１，２０２上に立設され、その構造体２
０１，２０２内に各々ＲＦ回路１８５，１８６が内蔵さ
れている。
【００３０】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、受信ユ
ニット側から出力される電波の受信強度に基づいて情報
伝送用の光ビームの光軸方向が広い範囲において粗補正
され、さらに、受信ユニット側から出力される赤外光の
照射位置に基づいて前記光ビームの光軸方向のズレが精
密補正されるので、広い範囲において光ビームの光軸方
向のズレを補正することができる。
ニット側から出力される電波の受信強度に基づいて情報
伝送用の光ビームの光軸方向が広い範囲において粗補正
され、さらに、受信ユニット側から出力される赤外光の
照射位置に基づいて前記光ビームの光軸方向のズレが精
密補正されるので、広い範囲において光ビームの光軸方
向のズレを補正することができる。
【００３１】また、電波と併用することにより赤外線の
広がり角を上記実施例よりも十分小さくして絞り込んで
も実用上差支えなくなるため、上記実施例では７ｍ程度
であるのに対し、５０ｍ程度の長距離まで赤外線を届く
ようにすることが可能となる。
広がり角を上記実施例よりも十分小さくして絞り込んで
も実用上差支えなくなるため、上記実施例では７ｍ程度
であるのに対し、５０ｍ程度の長距離まで赤外線を届く
ようにすることが可能となる。
【００３２】また、レーザダイオードが発光した時点で
光ビームの情報送信を停止するため、受信側の光電変換
部及び周波数復調部、復号化部で発生する内部干渉（ノ
イズ、ビート）を防止でき、高Ｓ／Ｎの信号伝送系を構
築できる。
光ビームの情報送信を停止するため、受信側の光電変換
部及び周波数復調部、復号化部で発生する内部干渉（ノ
イズ、ビート）を防止でき、高Ｓ／Ｎの信号伝送系を構
築できる。
【００３３】また、前記従来のような信号の出力の低
下、補正応答の遅れを防止できると共に、直接的な補正
により確実な光軸補正ができ、さらに、通信中の相対位
置の変動や、受信ユニットのみの位置の変動に追従して
の、光軸の補正が可能である。
下、補正応答の遅れを防止できると共に、直接的な補正
により確実な光軸補正ができ、さらに、通信中の相対位
置の変動や、受信ユニットのみの位置の変動に追従して
の、光軸の補正が可能である。
【図１】本発明の一実施例による光空間伝送装置の送信
ユニットを一部ブロックにて示す構成図である。
ユニットを一部ブロックにて示す構成図である。
【図２】本発明の一実施例による光空間伝送装置の受信
ユニットを一部ブロックにて示す構成図である。
ユニットを一部ブロックにて示す構成図である。
【図３】図１及び図２に示す送信ユニット及び受信ユニ
ットの要部を示す図であり、図３（ａ）は送信ユニット
の要部斜視図、図３（ｂ）は受信ユニットの要部斜視図
である。
ットの要部を示す図であり、図３（ａ）は送信ユニット
の要部斜視図、図３（ｂ）は受信ユニットの要部斜視図
である。
【図４】図２に示す受信ユニットの発光ダイオードから
送出される赤外光と送信用アンテナから送出されるＦＭ
波との指向性の関係を示す相関図である。
送出される赤外光と送信用アンテナから送出されるＦＭ
波との指向性の関係を示す相関図である。
【図５】図１の送信ユニットによるレ−ザ光の光軸方向
の調整動作を説明する説明図である。
の調整動作を説明する説明図である。
【図６】図１及び図２の送信及び受信ユニットにおける
各種状態の経時変化を示すタイムチャートである。
各種状態の経時変化を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の他の実施例による光空間伝送装置の送
信ユニットを一部ブロックにて示す構成図である。
信ユニットを一部ブロックにて示す構成図である。
【図８】図７に示す送信ユニットの要部を示す斜視図で
ある。
ある。
１ 送信ユニット ３ 受信ユニット １１ 周波数予変調部 １２ 符号化部 １３ 電気−光変換部 １４ アクチュエータ（補正手段） １５ サーボ回路（補正手段） １６ 光検出モジュール（照射位置検出手段） １９ 保安回路 ３１ 発光ダイオード（光源） ３２ フィルタ ３３ 光電変換部 ３４ 周波数復調部 ３５ 復号化部 １３１ レーザドライバ １３２ レーザダイオード １３３ コリメートレンズ １３４ 光検出素子 １３５ オートパワーコントローラ １４１ 回転テーブル １４２ 支持枠 １４３ 筒体 １６１〜１６４ 光検出素子 １７１，１７２ 差動増幅器（照射位置検出手段） １８１，１８３，１８４ 受信用アンテナ（受信強度検
出手段） １８２，１８５，１８６ ＲＦ回路（受信強度検出手
段） １８７ 差動増幅器（受信強度検出手段） ２０１，２０２ 構造体 ３３１ 受光素子 ３３２ アンプ ３３３ オートゲインコントローラ ３３４ バンドパスフィルタ ３６１ 送信器 ３６２ 送信用アンテナ ＬＢ レーザ光 ＲＢ 赤外光 Ａ 基板 Ｂ ボトムケース Ｃ カバー Ｄ 集束レンズ
出手段） １８２，１８５，１８６ ＲＦ回路（受信強度検出手
段） １８７ 差動増幅器（受信強度検出手段） ２０１，２０２ 構造体 ３３１ 受光素子 ３３２ アンプ ３３３ オートゲインコントローラ ３３４ バンドパスフィルタ ３６１ 送信器 ３６２ 送信用アンテナ ＬＢ レーザ光 ＲＢ 赤外光 Ａ 基板 Ｂ ボトムケース Ｃ カバー Ｄ 集束レンズ
Claims (2)
- 【請求項１】 所定の情報信号に基づいて変調された光
ビームを出力する送信ユニットと、前記光ビームを受光
して復調する受信ユニットとを備える光空間伝送装置に
おいて、 前記受信ユニットに、前記送信ユニットへ向けて赤外光
を出力する光源と、前記送信ユニットへ向けて電波を出
力する送信器とを設け、 前記送信ユニットに、 ４つの光検出素子を有する光検出モジュールと、左右及
び上下の光検出素子の出力を差分する差動増幅器とを有
し、前記赤外光の照射位置を検出する照射位置検出手段
と、 前記電波を受信して該電波の受信強度を検出する受信強
度検出手段と、 前記照射位置検出手段及び前記受信強度検出手段の検出
結果に基づいて前記光ビームの照射方向を補正する補正
手段と、 前記差動増幅器の少くとも一方の出力が第１の所定値よ
り大きくなったときと、前記受信強度検出手段の出力が
所定値より小さくなったときに光ビームの出力を停止さ
せ、前記差動増幅器の出力が前記第１の所定値より小さ
い第２の所定値より小さくなったときに光ビームを出力
させる保安手段とを設けたことを特徴とする光空間伝送
装置。 - 【請求項２】 所定の情報信号に基づいて変調された光
ビームを出力する送信ユニットと、前記光ビームを受光
して復調する受信ユニットとを備える光空間伝送装置に
おいて、 前記受信ユニットに、前記送信ユニットへ向けて赤外光
を出力する光源と、前記送信ユニットへ向けて電波を出
力する送信器とを設け、 前記送信ユニットに、 ４つの光検出素子を有する光検出モジュールと、左右及
び上下の光検出素子の出力を差分する差動増幅器とを有
し、前記赤外光の照射位置を検出する照射位置検出手段
と、 前記電波を受信して該電波の受信強度を検出する受信強
度検出手段と、 前記照射位置検出手段及び前記受信強度検出手段の検出
結果に基づいて前記光ビームの照射方向を補正する補正
手段と、 前記差動増幅器の少くとも一方の出力が第１の所定値よ
り大きくなったときと、前記受信強度検出手段の出力が
所定値より小さくなったときに光ビームの出力を停止さ
せ、前記差動増幅器の出力が前記第１の所定値より小さ
い第２の所定値より小さくなったときに光ビームを出力
させる保安手段とを設けた光空間伝送装置を用いて、 前記受信ユニットの送信器から電波を出力し、前記送信
ユニットの受信強度検出手段で該電波の受信強度を検出
し、この検出結果に応じて前記補正手段で前記光ビーム
の照射方向を補正し、 前記差動増幅器の出力する差分信号の信号値が第１の所
定値を下回ると、前記補正手段が前記照射位置検出手段
の検出結果に応じて前記光ビームの照射方向を補正し、 前記差動増幅器の信号値がさらに前記第１の所定値より
小さい第２の所定値を下回った時点で、前記保安手段が
光ビームの出力を許容し、前記受信ユニットの光源と前
記送信器からの出力が停止するようにしたことを特徴と
する光空間伝送方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04187652A JP3104046B2 (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 光空間伝送装置及び光空間伝送方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04187652A JP3104046B2 (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 光空間伝送装置及び光空間伝送方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH063603A JPH063603A (ja) | 1994-01-14 |
| JP3104046B2 true JP3104046B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=16209847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04187652A Expired - Fee Related JP3104046B2 (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 光空間伝送装置及び光空間伝送方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3104046B2 (ja) |
-
1992
- 1992-06-22 JP JP04187652A patent/JP3104046B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH063603A (ja) | 1994-01-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |