-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kommunikationsvorrichtungen
und genauer gesagt auf optische Übertragungsvorrichtungen
zum Vorsehen einer Zwei-Wege-Kommunikation.
-
Das
ungeprüfte
japanische offengelegte Patent Nr. 5-133 716 offenbart eine herkömmliche
optische Übertragungsvorrichtung,
die so aufgebaut ist, dass sie eine Zwei-Wege-Kommunikation unter
Verwendung von zwei Kommunikationsvorrichtungen ausführt, die
räumlich
voneinander getrennt sind. 3 zeigt
eine derartige optische Kommunikationsvorrichtung A, die Lichtbündel LA
austauscht und auch Lichtbündel
LB von einer anderen (nicht gezeigten) Kommunikationsvorrichtung
B empfängt.
-
Im
Betrieb wird ein Laserstrahlbündel
von einer Laserdiode 101 ausgegeben und breitet sich als linear
polarisiertes Licht durch eine Linsengruppe 102 aus. Danach
wird es von einem Polarisationsstrahlbündelteiler 103 reflektiert
und dann durch einen Spiegel 104a mit einem variablen Winkel
zu der Vorrichtung B reflektiert.
-
In ähnlicher
Weise wird das empfangene Lichtstrahlbündel LB von der Vorrichtung
B durch den Spiegel 104a mit dem variablen Winkel durch
den Strahlbündelteiler 103 zu
einem Abzweigungselement 105 reflektiert. Ein wesentlicher
Anteil des Lichtstrahlbündels
LB wird durch das Abzweigungselement 105 zu einem Fotodetektor 106 durch
eine Linsengruppe 107 übertragen.
Der andere Anteil des Lichtstrahlbündels LB wird von dem Abzweigungselement 105 zu
einem Fotodetektor 108, der ein Positionserfasser ist, über eine
Linsengruppe 109 reflektiert.
-
Um
die effizienteste Übertragung
und den effizientesten Empfang von Licht zu erzielen, kann eine optische
Achse 112 an der Seite des Strahlbündelteilers, die der gemeinsamen
optischen Achse für
die Übertragung
und dem Empfang entspricht, nach hinten so geneigt sein, dass die
Richtungen des Übertragungslichtstrahlbündels LA
und des empfangenen Lichtstrahlbündels
LB rechte Winkel in Bezug zueinander ausbilden.
-
Für eine Hochleistungskommunikation
muss ein kleines Element mit einem effektiven Lichtempfangsbereich
von weniger als 1 mm wie beispielsweise ein Avalanche-Fotodetektor
als Fotodetektor 106 (Lichterfassungseinrichtung) verwendet
werden. Die Positionen des Fotodetektors 106 und der Positionserfassungsfotodetektor 108 sind
so ausgerichtet, dass das Lichtstrahlbündel LB an dem effektiven Empfangsbereich
des Fotodetektors 106 einfällt. Der Spiegel 104a mit
dem variablen Winkel ist so eingestellt, dass die optische Achse
des Lichtstrahlbündels LB
bei der Mitte des Fotodetektors 108 ist.
-
Für eine effiziente
Kommunikation ist die optische Achse des Lichtstrahlbündels LA
mit der Mitte des Fotodetektors 108 ausgerichtet. Ein Punkt
oder Fleck SP, der an der Oberfläche
des Fotodetektors 108 durch ein Lichtstrahlbündel LB
erzeugt wird, sieht ein Fehlausrichtungsinformationssignal vor,
das zu einer Spiegelantriebssteuereinheit 111 übertragen wird,
um ein Korrektursignal zu erzeugen. Auf der Grundlage von diesem
Signal wird der Winkel des Spiegels 104a mit dem variablen
Winkel so eingestellt, dass die optischen Achsen der Lichtstrahlbündel LA
und LB kontinuierlich ausgerichtet werden.
-
Der
Fotodetektor 108 wendet im Allgemeinen einen Quadrantendetektor
an, der in vier Elemente 121 geteilt ist, wie dies in 4 gezeigt ist. Das Verfahren
zum Erfassen einer Position unter Verwendung eines Fotodetektors
ist beispielsweise in dem offengelegten japanischen Patent 2001-94 513
beschrieben.
-
Ein
derartiger Fotodetektor 108 ist so eingerichtet, dass die
Lichtempfangsfläche
(Platte) des Quadrantendetektors im Allgemeinen an einer Position
angeordnet ist, die zu einem konvergierenden Punkt der Linsengruppe 109 defokussiert
ist.
-
Jedoch
wird die optische Übertragungsvorrichtung,
die Lichtstrahlbündel
durch die Umgebungsluft bei dem vorstehend beschriebenen Stand der
Technik überträgt und empfängt, durch
ein Phänomen
beeinflusst, bei dem das übertragene
Lichtstrahlbündel
aufgrund von mikroskopischen Schwankungen in der Luft schwankt.
-
5 zeigt eine erläuternde
Darstellung von modellierten mikroskopischen Schwankungen, bei denen
die Verteilung der Stärke
des übertragenen Lichts
in der Umgebung bzw. Atmosphäre
schwankt. Mit dem Symbol W ist die Breite des Lichtstrahlbündels A
von der Vorrichtung B bezeichnet. Da die Umgebungsluft inhomogen
ist, ändert
sich der Brechungsindex räumlich
und temporär.
Wenn eine Luftlage, die teilweise einen hohen Brechungsindex hat, in
einer optischen Bahn von dem Übertragungslicht LA
vorhanden ist, arbeitet der Abschnitt mit dem hohen Brechungsindex
als eine konvexe Linse, und erzeugt dadurch einen Lichtkonzentrationseffekt,
und ein Punkt W1, der eine hohe Intensität hat, und ein Punkt W2, der
eine geringe Intensität
hat, werden in der Breite W des Übertragungslichtstrahlbündels LA an
der Position der Empfangsvorrichtung A erzeugt.
-
Außerdem scheint,
da die Verteilung der Intensität
vorübergehend
variiert, der Punkt W2 innerhalb der Breite W zu schwanken, was
ein als mikroskopisches Schwanken bekanntes Phänomen ist. Ein Nachteil des
Stands der Technik ist, dass, da die Lichtaufnahmefläche des
Fotodetektors 108 bei einer Position sitzt, die von dem
Konvergierungspunkt während
der mikroskopischen Schwankungen der Umgebungsluft defokussiert
ist, die Verteilung der Lichtintensität bei dem Punkt oder Fleck
SP ungleichmäßig wird.
-
In 5 wird die Verteilung der
Lichtintensität
bei dem Strahlbündeleinfall
der Vorrichtung (die Einfallpupille) projiziert, wie dies dargestellt
ist. Folglich ist der Punkt SP mit einem angemessenen Bereich an
der Lichtaufnahmefläche
derart, wie dies in 6 gezeigt
ist.
-
Wie
dies in 7 gezeigt ist,
werden der Punkt SP mit einem Durchmesser T, schraffierte Abschnitte
P1 mit hoher Intensität
und Abschnitte P2 mit geringer Intensität erzeugt, und die Mitte der
Lichtintensität
PC, die sich von der Mitte des Lichtflusses BC unterscheidet, wird
als die optische Achse bestimmt. Daher ergibt sich eine Fehlausrichtung
der Richtung der optischen Achse des Übertragungslichtstrahlbündels LA
um einen Winkel, der einem Betrag der Fehlausrichtung S entspricht,
und folglich weicht der Übertragungslichtstrahlbündel LA
von der Vorrichtung B ab, was Unterbrechungen bei dem Kommunikationssystem
verursachen kann.
-
Um
die vorstehend erwähnten
Probleme zu lösen,
ist der Fotodetektor 108 vorzugsweise an einer Position
benachbart zu dem Konvergierungspunkt der Linsengruppe 109 angeordnet,
und die Größe des Punkts
SP ist so eingerichtet, dass sie geringer als die minimale Auflösung der
Vorrichtung ist. Jedoch kann das Lichtstrahlbündel den Trennbereich 122 zwischen
jedem der geteilten Elemente schneiden, und wenn der Punkt SP über das
Lichtstrahlbündel überkreuzt,
wobei der Trennbereich 122 überschritten wird, wird das
Ausgabesignal von dem Fotodetektor 108 plötzlich gering
und wird im schlimmsten Fall angehalten.
-
In
einem derartigen Fall erfasst, obwohl die optische Achse tatsächlich an
dem Fotodetektor 108 vorhanden ist und die Kommunikation
normal und richtig ausgeführt
wird, das System fälschlich,
dass die optische Achse fehlausgerichtet ist, und bewegt den Spiegel 104a so,
dass die optische Achse ausgerichtet wird. Dadurch wird die an dem
Fotodetektor 108 vorhandene optische Achse aus dem korrekten Bereich
heraus verschoben, und die Kommunikation wird beendet.
-
Die
vorliegende Erfindung löst
zumindest eines der vorstehend erwähnten Probleme und schafft eine
kostengünstige
optische Übertragungsvorrichtung,
die eine stabile Kommunikation zwischen zwei optischen Kommunikationsvorrichtungen
ermöglicht. Eine
derartige stabile Kommunikation wird trotz des Vorhandenseins von
mikroskopischen Schwankungen in der Umgebungsluft erzielt, die eine
Fehlausrichtung der optischen Achse verursachen, die sich aus einer
ungleichmäßigen Verteilung
der Lichtintensität
bei dem empfangenen Lichtstrahlbündel
ergibt. Indem die vorliegende Erfindung angewendet wird, werden
derartige Fehlausrichtungsfehler in Bezug auf die optische Achse
vermindert oder beseitigt.
-
Demgemäß hat eine
optische Übertragungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Übertragungseinheit
für ein
Umwandeln eines elektrischen Signals in ein optisches Signal und
eine Lichtempfangseinheit für
ein Umwandeln des empfangenen optischen Signals in ein elektrisches
Signal. Ein die Position erfassender Fotodetektor mit einer Vielzahl
an Lichtaufnahmeeinheiten, die durch Teilungslinien geteilt sind,
für ein
Erfassen der Richtung des Einfallens eines Lichtflusses, der von
einer Übertragungseinheit
einer gegenüberstehenden
Partnervorrichtung ausgegeben wird, ist vorgesehen, und die Form
eines Punkts von einem die Position erfassenden Lichtstrahlbündel, der
durch den die Position erfassenden Fotodetektor empfangen wird,
wird linear an dem die Position erfassenden Fotodetektor länglich und
hat ein Muster, das die folgenden Beziehungen erfüllt: L1/L2 > 3
und L1 > 21/2Dwobei L1 die Länge der Hauptachse wiedergibt,
L2 die Länge
der Nebenachse wiedergibt und D die Breite der Teilungslinien wiedergibt.
Des Weiteren schneiden die Trennlinien die Punktform bei einem Winkel.
-
Gemäß der vorstehend
dargelegten Beschreibung stehen die optischen Übertragungsvorrichtungen einander
bei einem vorbestimmten Abstand gegenüber und sind in einer derartigen
Weise aufgebaut, dass die Vorrichtung an der Übertragungsseite ein elektrisches
Signal in ein optisches Signal umwandelt und dieses zu der Empfangsvorrichtung überträgt, und
die Vorrichtung an der Empfangsseite wandelt das empfangene optische
Signal in ein elektrisches Signal so um, dass eine Zwei-Wege-Informationsübertragung
bewirkt wird, wobei die optische Übertragungsvorrichtung eine
Einfallrichtungserfassungseinrichtung zum Erfassen der Richtung des
Einfalls eines Lichtflusses hat, der von der gegenüberstehenden
Partnerübertragungseinheit
ausgegeben worden ist, und sie einen Lichtfluss, der durch sie selbst
ausgegeben wird, in der Richtung des Einfalls des Lichtflusses richtet,
wobei eine kostengünstige
optische Übertragungsvorrichtung
erzielt wird, die zu einem Ausführen
einer stabilen Kommunikation in der Lage ist, indem ein Kreuzmusterfilter (cross
pattern filter) mit zwei oder mehr Kreuzmustern an der Seite der
Partnerübertragungseinheit
in Bezug auf die Einfallrichtungserfassungseinrichtung angewendet
wird und der Kreuzmusterfilter an der Position angeordnet wird,
an der ein Kreuzmuster, das an dem Positionserfassungsfotodetektor
durch den Kreuzmusterfilter erzeugt wird, und Teilungslinien für ein Teilen
des die Position erfassenden Fotodetektors die Erfassung der optischen
Achse durch den Trennbereich zwischen jedem der geteilten Fotodetektoren
nicht verliert, obwohl der Fotodetektor für ein Erfassen der optischen
Achse an einer Position benachbart zu dem Konvergierungspunkt der
Linse für
ein Konvergieren des von dem Bestimmungsort empfangenen Lichts angeordnet
ist.
-
Weitere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen
aus der nachstehend dargelegten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
(unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen) hervor.
-
1 zeigt eine Blockdarstellung
einer optischen Übertragungsvorrichtung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel.
-
2 zeigt eine Darstellung
eines Lichtempfangszustands an einem die Position erfassenden Fotodetektor
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel.
-
3 zeigt eine Blockdarstellung
einer optischen Übertragungsvorrichtung
bei dem Stand der Technik.
-
4 zeigt eine Vorderansicht
eines die Position erfassenden Fotodetektors.
-
5 zeigt eine erläuternde
Darstellung von modellierten mikroskopischen Schwankungen bei der
Umgebungsluft.
-
6 zeigt eine Darstellung
eines Empfangs von Licht bei dem die Position erfassenden Fotodetektor
bei einer optischen Übertragungsvorrichtung des
Stands der Technik.
-
7 zeigt eine Darstellung
eines Strahlbündelflecks
an dem die Position erfassenden Fotodetektor bei der optischen Übertragungsvorrichtung des
Stands der Technik.
-
8 zeigt eine Musterdarstellung
eines Brechungsmusters, das aufgrund eines Nadellochs auftritt.
-
9 zeigt eine Musterdarstellung
eines Brechungsmusters gemäß des Babinet-Prinzips.
-
10 zeigt eine Darstellung
von Streifenmustern, die unter Ausnutzung des Babinet-Prinzips ausgebildet
sind.
-
11 zeigt eine Lichtkonvergenz.
-
Nachstehend
ist das erste Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
1 zeigt eine schematische
Darstellung einer optischen Übertragungsvorrichtung
(Vorrichtung M) für
ein Vorsehen einer stabilen Kommunikation mit einer (nicht gezeigten)
Vorrichtung N gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Ein Laserstrahlbündel, das von einer Laserdiode 1 ausgegeben
wird, breitet sich als linear polarisiertes Licht aus und wird durch
eine Linsengruppe 2 (mit positiver Leistung) übertragen.
Das Strahlbündel
wird von einer Grenzfläche
eines Polarisierstrahlbündelteilers 3 reflektiert
und wird durch einen Spiegel 4a mit einem variablen Winkel
von einer die optische Achse einstellenden Einheit 4 reflektiert.
Dann wird es als Übertragungslicht
LA von der Vorrichtung M zu der Vorrichtung N projiziert.
-
Ein
empfangenes Lichtstrahlbündel
LB wird von der Vorrichtung N übertragen
und wird durch den Spiegel 4a mit dem variablen Winkel
reflektiert und durch den Strahlteiler 3 zu einem Empfangslichtverzweigungselement 5 übertragen.
Ein wesentlicher Abschnitt des empfangenen Lichtstrahlbündels LB wird
durch das Strahlbündelverzweigungselement 5 übertragen
und wird zu einem Fotodetektor 6 durch eine Linsengruppe 7 konvergiert.
Der Fotodetektor 6 wirkt als ein Realsignalfotodetektor.
Der andere Anteil des Lichtstrahlbündels LBb, der von dem Lichtstrahlbündelabzweigungselement 5 reflektiert
wird, wird durch eine Linsengruppe 9 als ein Lichtfluss durch
ein Kreuzmusterfilter 13 konvergiert, um durch einen Fotodetektor 6 aufgenommen
zu werden.
-
Der
Kreuzmusterfilter 13 ist eine gattungsgemäße Gestaltung
für ein
optisches Element, das radiale Streifen von dem Lichtpunkt des Bilds
erzeugt, und wird außerdem
als Kreuzfilter oder Starfilter bezeichnet. Im Betrieb ist gemäß der Darstellung
von 8 ein Nadelloch
(Lochblende) P an einer Abschirmung 5 zwischen der Linse
und einem Fokussierpunkt vorhanden. Ein optisches Bild, das sich
von der Mitte des durch das Nadelloch P, das der Spitzenpunkt ist,
tretenden Lichtflusses verteilt, wird an dem Fokussierpunkt betrachtet.
Das optische Bild breitet sich aus, da der Lichtfluss nicht an einem
Punkt konvergiert, sondern sich aufgrund der Beugung verteilt, wenn
der Lichtfluss durch das Nadelloch P tritt.
-
Jedoch
wird gemäß dem Prinzip
von Babinet, wie dies in 9 gezeigt
ist, wenn die Abschirmung S die gleiche Größe wie das Nadelloch P hat und
die Abschirmung an einem transparenten Substrat B ausgebildet ist
und ein umgekehrtes Muster, das durch ein Umkehren der positiven
und negativen (durchlässigen
und undurchlässigen)
Abschnitte ausgebildet ist, angeordnet ist, ein optisches Bild,
das gegenüber
jenem durch das Nadelloch ausgebildete Bild identisch ist aber von
dem Nadelloch P im Hinblick auf positiv und negativ entgegengesetzt
ist, aufgrund eines Schattens erzeugt. Der Unterschied ist, dass
ein helles Punktbild durch das Licht erzeugt wird, das durch den
anderen Abschnitt als durch die Abschirmung S tritt. D. h., wenn
die Abschirmung S in dem Lichtfluss, der zu einem Punkt konvergiert, angeordnet
ist, ergibt sich ein Verschwimmen des Lichts. Da dies ein Beugungsphänomen ist,
wird bei umso kleinerer Abschirmung S das Verschwimmungsausbreiten
umso größer, jedoch
wird die Intensität
des verschwommenen Lichts verringert. Im Gegensatz dazu wird, je
größer die
Abschirmung S ist, die Breite der Verschwimmung umso kleiner, jedoch nimmt
die Intensität
des verschwommenen Lichts zu. Wenn jedoch die Abschirmung S außerordentlich groß ist, wird
sie als ein Schatten betrachtet.
-
10 zeigt die Ausdehnung
der Abschirmung S in der senkrecht zu der Ebene der Zeichnung stehenden
Richtung. In diesem Fall wird das verschwommene Licht linear. Der
Kreuzmusterfilter ist so aufgebaut, dass ein lineares Verschwimmen
des Lichts (das als Streifung bezeichnet ist) erzeugt wird, indem
ein lineares Abschirmen angewendet wird. Wenn beispielsweise eine
Abschirmung mit Linien, die sich in zwei Richtungen erstrecken,
die um 90 Grad versetzt sind, vorgesehen wird, werden Streifen erzeugt,
die sich bei einem Winkel von 90 Grad schneiden.
-
Verschiedene
Verfahren zum Anordnen der Abschirmung sind offensichtlich. Beispielsweise
ist ein Beispiel ein Verfahren zum Anordnen einer als schmale Linien
geformten Abschirmung bei einem gitterartigen Muster an einer kreisartigen Öffnung. Ein
anderes Beispiel ist ein Verfahren zum Ausbilden eines gitterartigen
Musters an einem transparenten Substrat durch Ätzen. Ein wiederum anderes
Beispiel ist ein Verfahren zum Ausbilden eines gitterartigen Musters
durch Chrom. In dem Fall, bei dem ein gitterartiges Muster an dem
transparenten Substrat ausgebildet wird, kann die Oberfläche, an
der das Muster ausgebildet wird, entweder eine ebene Oberfläche oder
eine gekrümmte
Oberfläche
sein. Die gleichen Effekte wie in dem Fall, bei dem die Abschirmung
vorgesehen wird, können
erzielt werden, indem eine Nut an dem transparenten Substrat durch
ein Nachbilden unter Verwendung einer Kopie (Replikation) ausgebildet
wird, oder indem daran eine Diffusionsoberfläche teilweise vorgesehen wird.
-
Der
Unterschied bei der Intensität
des Lichtstrahlbündels,
der durch den Kreuzmusterfilter tritt und durch die Sensoren erfasst
wird, die an dem die Position erfassenden Fotodetektor 8 vorhanden
sind, wird zu der Spiegelantriebssteuereinheit 11 über die Signalverarbeitungseinheit 10 als
eine Fehlausrichtungsinformation übertragen. Die Spiegelantriebssteuereinheit 11 überträgt ein Optikachseneinstellsignal
zu der Optikachseneinstelleinheit 4 auf der Grundlage der
empfangenen Fehlausrichtungsinformationen. Die Optikachseneinstelleinheit 4 ändert den
Winkel des Spiegels 4a mit dem variablen Winkel auf der
Grundlage des Optikachseneinstellsignals, um die optische Achse
einzustellen. Ein Kreuzmuster 21, das durch den Kreuzmusterfilter 13 ausgebildet wird,
wird an dem die Position erfassenden Fotodetektor 8 so
angeordnet, dass die Teillinien 122 nicht überdeckt
sind, die den in 2 gezeigten
Sensor teilen.
-
Da
das die Position erfassende Lichtstrahlbündel, das durch den die Position
erfassenden Fotodetektor 8 empfangen wird, zu einem Kreuzmuster mit
zumindest zwei Streifen umgewandelt wird und so angeordnet ist,
dass es mit den den Sensor teilenden Teillinien 122 nicht überdeckt
ist, sondern sich mit ihnen schneidet, tritt der Lichtfluss nicht
vollständig
an den Teillinien (blinde Zone) 122 ein und folglich kann
das die Position erfassende Lichtstrahlbündel nicht aus der Sicht ohne
Defokussieren an dem Konvergierungspunkt gelangen, selbst wenn der
die Position erfassende Fotodetektor 8 an einer Position
benachbart zu dem Konvergierungspunkt der Linsengruppe 9 angeordnet
ist. Da außerdem
der größte Teil
des Lichtflusses, der in den Strahlbündeleingang M der Vorrichtung
eintritt, der der Eingangspupille entspricht, zu dem Kreuzmuster 21 mit
den hohen Lichtsammeleigenschaften und einer Intensitätsverteilung
von mehr als 1/e3 bei einer Spitze der Lichtmenge
wird, die an dem die Position erfassenden Fotodetektor 8 durch
den Kreuzmusterfilter 14 erzeugt wird, und folglich wird
sie kaum durch die mikroskopischen Schwankungen der Umgebungsluft
wenn überhaupt
beeinflusst.
-
Eine
beispielartige Fleckform oder Punktform ist jene, die die folgenden
Bezugsausdrücke
erfüllt: L1/L2 > 3 (1) L1 > 21/2D (2)wobei L1
die Länge
der Hauptachse des Punkts (Flecks) wiedergibt, L2 die Länge der
Nebenachse des Punkts wiedergibt und D die Breite der Teilungslinie
des die Position erfassenden Fotodetektors wiedergibt.
-
Die
Bedingung (1) zeigt, dass die Punktform linear ist, wie dies durch
das Bezugszeichen 21 in 2 dargestellt
ist. Wenn der Wert kleiner als der untere Grenzwert der Bedingung
(1) ist, ist das Kreuzmuster mikroskopischen Schwankungen unterworfen.
Daher werden, indem der Wert größer als
der untere Grenzwert eingestellt wird und die Punktform so nahe
wie möglich
zu einer Linie gestaltet wird, die Effekte der mikroskopischen Schwankungen
verringert.
-
Die
Bedingung (2) definiert die Längsrichtung
der Hauptachse der linearen Punktform, die die minimale Länge der
Punktform ist, die erforderlich ist, damit der die Position erfassende
Fotodetektor Licht empfängt.
Vorzugsweise ist der Wert von L1 zumindest zwei Mal so groß wie der
Wert von D unter Berücksichtigung
der Genauigkeit der Teile, die die optische Übertragungsvorrichtung bilden,
und der Empfindlichkeit des die Position erfassenden Fotodetektors.
-
Vorzugsweise
wird außerdem
ermöglicht, dass
der die Position erfassende Fotodetektor Licht so empfängt, dass
der Winkel θ,
der zwischen der Teilungslinie und der Punktlänge (Flecklänge) L1 gebildet wird, den
folgenden Ausdruck erfüllt,
wobei α einen
Winkel wiedergibt, der zwischen den Teilungslinien gebildet ist: sin–1(D/L1 < |θ| < α – sin–1(D/L1) (3)
-
Wenn
der Wert von dem oberen und unteren Grenzwert bei der Bedingung
(3) abweicht, obwohl der Wert die Bedingungen (1) und (2) erfüllt, gelangt das
gesamte Lichtstrahlbündel
in die Teilungslinie (Blindzone) und folglich geht der Positionserfassungslichtstrahlbündel von
der Sicht verloren. Vorzugsweise ist der Winkel θ, der zwischen der Teilungslinie
und der Punktlänge
L1 ausgebildet wird, in der Größenordnung
der Hälfte
des Winkels α,
der zwischen den Teilungslinien ausgebildet ist, wenn die Genauigkeit
der Teile, die die optische Übertragungsvorrichtung
bilden, und die Empfindlichkeit des die Position erfassenden Fotodetektors
berücksichtigt wird.
-
Da
die beispielartige Größe des Lichtaufnahmebereichs
von dem die Position erfassenden Fotodetektor ungefähr 1 mm
im Durchmesser beträgt
und die Breite D der Teilungslinie 122 ungefähr 0,02
mm beträgt,
wobei angenommen wird, dass die Länge L1 des linearen Punkts
0,07 mm beträgt,
die Breite L2 des linearen Punkts 0,02 mm beträgt und der zwischen der Teilungslinie
und der Länge
L1 des linearen Punkts ausgebildete Winkel θ 45 Grad beträgt, wobei
der zwischen den Teilungslinien ausgebildete Winkel α 90 Grad
beträgt,
L1/L2
= 3,5
L1 = 0,07 = 3,5D
-
Der
untere Grenzwert = 1,64 Grad und der obere Grenzwert = 88,36 Grad
gemäß der Bedingung
(3) und folglich sind die Bedingungen (1) bis (3) erfüllt.
-
Daher
kann eine stabile Kommunikation erzielt werden, die durch die atmosphärischen
mikroskopischen Schwankungen nicht beeinflusst wird. Der gesamte
Lichtfluss wird davor bewahrt, dass er in die Teilungslinien 122 (blinde
Zone) hineingelangt. Das an dem die Position erfassenden Fotodetektor 8 konvergierende
Licht kann derart sein, wie dies beispielsweise in 11 gezeigt ist, und muss nicht ein exakt
lineares Kreuzmuster sein, solange der gesamte Lichtfluss nicht
in die Teilungslinien 122 hineingelangt.
-
Während die
vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die gegenwärtig als
bevorzugt erachteten Ausführungsbeispiele
beschrieben ist, sollte verständlich
sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist. Im Gegensatz dazu soll die vorliegende Erfindung verschiedene
Abwandlungen und gleichwertige Einrichtungen abdecken, die im Umfang
der beigefügten
Ansprüche
umfasst sind.
-
Der
Umfang der beigefügten
Ansprüche
soll mit der breitesten Interpretation in Einklang stehen, so dass
sämtliche
Abwandlungen und äquivalente Aufbauarten
und Funktionen umfasst sind.
-
Die
optische Übertragungsvorrichtung
für ein Vorsehen
einer stabilen Kommunikation mit einer Partnervorrichtung durch
ein Verringern von Fehlern bei der Fehlausrichtung der optischen
Achse ist offenbart. Derartige Fehler werden durch eine ungleichmäßige Verteilung
der Lichtintensität
bei einem empfangenen Lichtstrahlbündel verursacht, die von atmosphärischen
mikroskopischen Schwankungen herrührt. Ein Kreuzmusterfilter
mit zumindest zwei Kreuzmustern wird an der Seite einer Partnerübertragungsvorrichtung
in Bezug auf eine Einfallrichtungserfassungseinrichtung verwendet
und so angeordnet, dass ein Kreuzmuster, das an dem die Position erfassenden
Fotodetektor durch den Kreuzmusterfilter erzeugt wird, und Teilungslinien
für ein
Teilen des die Position erfassenden Fotodetektors nicht einander überdecken,
sondern einander schneiden.