JP2001168804A - Laser communication system capable of automatically aligning optical axis - Google Patents

Laser communication system capable of automatically aligning optical axis

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JP2001168804A
JP2001168804A JP2000331358A JP2000331358A JP2001168804A JP 2001168804 A JP2001168804 A JP 2001168804A JP 2000331358 A JP2000331358 A JP 2000331358A JP 2000331358 A JP2000331358 A JP 2000331358A JP 2001168804 A JP2001168804 A JP 2001168804A
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laser
communication system
unit
motor
optical axis
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JP2000331358A
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Toko Ri
東浩 李
Eisho Chin
永燮 沈
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Eiyu Tsushin Kk
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Eiyu Tsushin Kk
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/101Lasers provided with means to change the location from which, or the direction in which, laser radiation is emitted
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/40Transceivers

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser communication system, adaptable to requirements of the system that is adjusted by automatically varying the optical axis through only moving the laser transmission section or laser reception section, without having to move the entire laser communication system because an external force causes the optical axis to be twisted in laser communication resulting in causing a communication fault. SOLUTION: This laser communication system is provided with the laser reception section that receives a laser beam and converts it into an electrical signal, the laser transmission section that converts the electrical signal into a laser beam to emit it, a motor section that adjusts a position of the laser transmission section, a speed reducer section that reduces the speed of a motor to minutely adjust the motion of the laser transmission section, and a control section that monitors the transmission reception state to control the motion of the laser transmission section and the motor section. On the occurrence of a communication defect between the laser communication systems due to twisted optical axis, the laser reception section is fixed and the position of the laser transmission section is moved to correct the optical axis thereby automatically aligning the optical axis.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー通信シス
テムに関し、より具体的には、レーザー通信装備間の通
信の際に、外部の要因により光軸がねじれる(ずれる)
ことを防ぐオートアラインが可能なレーザー通信システ
ムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser communication system, and more specifically, an optical axis is distorted (displaced) by an external factor during communication between laser communication equipment.
The present invention relates to a laser communication system capable of performing auto-alignment to prevent such a problem.

【0002】[0002]

【従来の技術】図1は、従来のレーザー通信システムの
構成を概略的に示したブロック図である。図1を参照す
ると、従来のレーザー通信システム(10A,10B)は、レー
ザー信号を受信して電気信号に変換するレーザー受信部
(30A,30B)、電気信号をレーザー信号に変換して送信す
るレーザー送信部(20A,20B)、上記レーザー受信部(30A,
30B)及びレーザー送信部(20A,20B)を制御及び管理する
制御部(50A,50B)、並びにレーザーを送受信することが
できるように、レーザー受信部(30A,30B)、レーザー送
信部(20A,20B)及び制御部(50A,50B)を内蔵して固定する
ハウジング部(40A,40B)を備え、それにより、レーザー
通信システムに入力される電気信号(例えば、移動電話
及びデータ通信において用いられる音声及びデータ等を
含む全ての電気信号)をレーザー信号に変換して、それ
を送信し、それに対応する相手側レーザー通信装置は、
このレーザー信号を受信して、対応する電気信号に変換
して、レーザーを用いた通信を行うことになる。
2. Description of the Related Art FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a conventional laser communication system. Referring to FIG. 1, a conventional laser communication system (10A, 10B) includes a laser receiving unit that receives a laser signal and converts the laser signal into an electric signal.
(30A, 30B), a laser transmitting unit (20A, 20B) that converts an electric signal into a laser signal and transmits the same, and the laser receiving unit (30A,
30B) and a control unit (50A, 50B) for controlling and managing the laser transmission unit (20A, 20B), and a laser reception unit (30A, 30B), a laser transmission unit (20A, 20B) and a housing part (40A, 40B) for fixing the control part (50A, 50B) therein, whereby an electric signal (for example, voice used in mobile telephone and data communication) inputted to the laser communication system is provided. And all electrical signals including data, etc.) are converted to laser signals and transmitted, and the corresponding partner laser communication device is
This laser signal is received, converted into a corresponding electric signal, and communication using a laser is performed.

【0003】送信部のレーザーダイオードから発射され
たビームが、相手側の受信部のホトダイオードに正確に
受信されるように、送信部のレーザーダイオードの方向
を調整する過程をアラインという。
The process of adjusting the direction of the laser diode of the transmitting unit so that the beam emitted from the laser diode of the transmitting unit is accurately received by the photodiode of the receiving unit on the other side is called alignment.

【0004】最初に、レーザー通信システムを設置する
ときは、手動で両方向共にアラインを行って、正常な送
受信が行われる。しかし、外部環境の原因により、装備
そのものに微細な動きが生じ、アラインがねじれて、正
常な送受信が行われないこともあり、また装備を設置し
た位置が、車両の通行が多い道路の周辺や温度の変化が
激しい所に位置し、又は装備を固定する器具物が不安定
な場合は、アラインがねじれることが度々生じ、その都
度、多数の人員が長時間のアライン作業を行って、莫大
なメンテナンスがかかる。このようにミスアラインが度
々生じる理由は、それを許容することができるマージン
が小さいからである。
[0004] First, when a laser communication system is installed, alignment is manually performed in both directions, and normal transmission and reception are performed. However, due to the external environment, fine movement of the equipment itself may occur, the alignment may be twisted, and normal transmission and reception may not be performed, and the position where the equipment is installed may be near the road where there are many vehicles If the equipment is located in a place where the temperature changes rapidly or the equipment for fixing the equipment is unstable, the alignment will often be twisted, and in each case, a large number of personnel will perform the alignment work for a long time, resulting in a huge amount of work. Maintenance is required. The reason why misalignment frequently occurs is that the margin for allowing the misalignment is small.

【0005】これを詳しく検討すると、送信する側のレ
ーザー通信システムのレーザー送信部の光軸と、受信す
る側のレーザー通信システムのレーザー受信部の光軸と
を正確に一致させることが好ましいが、送受信に関与す
るレーザー通信装置等は、相当に離隔しているので(約
1km以上)、光軸を正確に一致させることは実質的に殆
ど不可能である。
Considering this in detail, it is preferable that the optical axis of the laser transmitting unit of the transmitting laser communication system and the optical axis of the laser receiving unit of the receiving laser communication system be exactly matched. Since the laser communication devices and the like involved in transmission and reception are so far apart (about 1 km or more), it is practically almost impossible to exactly match the optical axes.

【0006】一般的に送信するレーザービームを受信部
において受信可能なマージンは、レーザービームの太さ
により偏差はあるが、例えば、離隔距離が1km、受信レ
ンズの直径が125mm、及び送信ビームの直径が50mmであ
る場合、距離が増加するにつれてレーザービームの直径
が増加するにしても、信号の強度が低下することを考慮
すると、上下では約5m、左右では約10mである。従っ
て、光軸を上記マージン内に維持するように調節する必
要がある。
[0006] Generally, the margin in which the laser beam to be transmitted can be received by the receiving unit varies depending on the thickness of the laser beam. For example, the separation distance is 1 km, the diameter of the receiving lens is 125 mm, and the diameter of the transmitting beam. Is about 5 m in the upper and lower directions and about 10 m in the left and right sides in consideration of the fact that the signal intensity decreases even if the diameter of the laser beam increases as the distance increases. Therefore, it is necessary to adjust the optical axis so as to be maintained within the margin.

【0007】これを図2を参照して具体的に検討する。
図2は、レーザー通信システムにおける光軸の角度誤差
と距離誤差の間に関連した計算を示した図である。
This will be concretely examined with reference to FIG.
FIG. 2 is a diagram illustrating a calculation related to an angle error and a distance error of an optical axis in a laser communication system.

【0008】図2の(a)に示すように、実際に一方の送
信部のレンズ軸の角度が1°だけねじれても、1km先の
距離において受信する相手側では、距離上17.5mのねじ
れが生じる。図2の(b)に示すように、若し、1kmの距
離において、レーザービームの直径が60cmであり、受信
部のレンズの直径が10cmであるなら、光軸が60cmねじれ
ると、受信部において受信することができなくなる。そ
れは、角度では0.0344°である(実際の中心から左右に
移動する場合、送信角はその半分の0.0172°であ
る。)。従って、外部又は内部の要因により、ミスアラ
インが生じる確率は極めて高いと認められる。
As shown in FIG. 2A, even if the angle of the lens axis of one of the transmission units is actually twisted by 1 °, the other party receiving at a distance of 1 km ahead has a twist of 17.5 m in the distance. Occurs. As shown in FIG. 2B, if the diameter of the laser beam is 60 cm at a distance of 1 km and the diameter of the lens of the receiving unit is 10 cm, if the optical axis is twisted by 60 cm, the receiving unit You will not be able to receive. It is 0.0344 ° in angle (when moving from the actual center to the left or right, the transmission angle is half of that, 0.0172 °). Therefore, it is recognized that the probability of misalignment occurring due to external or internal factors is extremely high.

【0009】従って、従来技術のレーザー通信システム
の問題点である外力等の要因によりレーザー通信システ
ムの光軸がねじれる問題により、通信の障害が生じる問
題がある。
Therefore, there is a problem in that the optical axis of the laser communication system is distorted due to factors such as external force, which is a problem of the conventional laser communication system, and communication failure occurs.

【0010】これを解決するための従来の方法として
は、ハウジング部(40A,40B)を固定用の支え台を用いて
堅固に固定されるように製作する方法があるが、それに
よって外力に耐える力は増加するものの、光軸が外れた
場合、それを補償するためには、レーザー通信システム
の全体を固定用の支え台と共に動かさなければならない
という問題点がある。
As a conventional method for solving this problem, there is a method of manufacturing the housing portions (40A, 40B) so as to be firmly fixed by using a fixing support. Although the force increases, if the optical axis is deviated, there is a problem that the entire laser communication system must be moved together with the fixing support to compensate for the deviation.

【0011】他の従来の方法として、光軸を固定した後
にそれを堅固に固定させ、位置が外れた場合、光軸を修
正するために、上記固定を解除して、人力により位置を
移動させる機具部を備えて、外力による光軸を元に直す
方法があるが、それは基本的に、ビームがねじれる現状
を除去するには不十分であって、多くの人力及び費用と
時間を要するという問題がある。
As another conventional method, after the optical axis is fixed, it is firmly fixed, and when the position is deviated, in order to correct the optical axis, the fixing is released and the position is manually moved. Although there is a method of providing an equipment part and correcting the optical axis due to external force, it is basically insufficient to eliminate the current situation where the beam is twisted, and it requires a lot of manpower, cost and time. There is.

【0012】また他の従来の方法として、光軸がねじれ
る問題を解決するために、送信されるビームサイズを大
きくして使う方法があるが(1km基準3〜5m)、この
とき、ビームサイズが大きくなると、光量の密度が低く
なって伝送距離が短くなるという問題点がある。
As another conventional method, there is a method of increasing the size of a transmitted beam (3 to 5 m based on 1 km) in order to solve the problem of the optical axis being twisted. When it becomes large, there is a problem that the density of the light quantity becomes low and the transmission distance becomes short.

【0013】更に、他の従来の方法として、ビームサイ
ズを最大のサイズから徐々に小さいサイズにしながら通
信を開始して、本来のレーザーサイズにより光軸を見出
していく方法があるが、この従来の方法においては、レ
ーザーのサイズを可変することが実際上は困難であり、
実用化し難いという問題がある。
Further, as another conventional method, there is a method of starting communication while gradually reducing the beam size from the maximum size to finding the optical axis by the original laser size. In the method, it is practically difficult to vary the size of the laser,
There is a problem that practical use is difficult.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解決して、自動的に光軸を可変することがで
き、レーザー通信システムの全体を動かさずにレーザー
送信部又はレーザー受信部だけを動かし、好ましくはレ
ーザー受信部は固定してレーザー送信部だけを自動的に
位置移動可能にすることにより、レーザー通信システム
の全体の構成を単純化し、かつ、安定したサービスを確
保することができるようにし、また、光軸を自動的に調
整することによってビームサイズを最適化及び最小化し
て通信することができるようにすることにより、信号の
安定性の向上及び伝送距離の拡大が可能なレーザー通信
システムを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, to automatically change the optical axis, and to operate a laser transmitter or a laser receiver without moving the entire laser communication system. Simplify the overall configuration of the laser communication system and ensure stable service by moving only the unit, preferably by fixing the laser receiving unit and automatically allowing the laser transmitting unit to move automatically. Optimized and minimized beam size by automatically adjusting the optical axis to enable communication and improve signal stability and extend transmission distance It is to provide a simple laser communication system.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、入力された電気的な信号をレーザービー
ムに変換して発射するレーザーダイオード部、相手側か
ら発射されたレーザービームを受信して電気的な信号に
変換するホトダイオード部、レーザーダイオード部の方
向を調節するモータ部、モータの速度を減少させてレー
ザーダイオード部の動きを微細にする減速部、及び通信
状態をモニタリングしてモータ部を制御する制御部を備
えている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a laser diode unit which converts an input electric signal into a laser beam and emits the laser beam, and a laser beam emitted from a partner. A photodiode unit that receives and converts it into an electrical signal, a motor unit that adjusts the direction of the laser diode unit, a deceleration unit that reduces the speed of the motor to reduce the movement of the laser diode unit, and monitors the communication state A control unit for controlling the motor unit is provided.

【0016】本発明によるレーザー通信システムにおい
ては、ホトダイオード(受信部)は固定され、レーザー
ダイオード部(送信部)だけが、モータ部により調節可
能にして、光軸を移動させることができる。
In the laser communication system according to the present invention, the photodiode (receiver) is fixed, and only the laser diode (transmitter) can be adjusted by the motor to move the optical axis.

【0017】また、本発明によるレーザー通信システム
において、レーザーダイオード部(送信部)は、モータ
部により上下左右に自由に動くことができる。
Further, in the laser communication system according to the present invention, the laser diode section (transmitting section) can freely move up, down, left and right by the motor section.

【0018】本発明は、レーザーを用いた通信システム
において、送信部のレーザーダイオードの方向をモータ
を用いて自動的に調整して、相手側の受信部において正
確に受信するようにすることができる。
According to the present invention, in a communication system using a laser, the direction of a laser diode in a transmitting unit is automatically adjusted using a motor so that a receiving unit on the other side can receive the signal accurately. .

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。図3は、本
発明によるレーザー通信システムの構成を概略的に示し
たブロック図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a laser communication system according to the present invention.

【0020】図3に図示されたように、本発明によるレ
ーザー通信システムは、送信しようとする入力された電
気信号をレーザービームに変換して発射するレーザーダ
イオード部(100A,100B)、相手側から発射されたレーザ
ービームを受信して電気信号に変換するホトダイオード
部(200A,200B)、レーザーダイオード部(100A,100B)の方
向を調整するモータ部(300A,300B)、モータの速度を減
少させてレーザーダイオード部(100A,100B)の動きをよ
り微細に調整する減速機部(400A,400B)、及び送受信さ
れる状態をモニタリングしてモータ部(300A,300B)を制
御する制御部(500A,500B)より構成される。
As shown in FIG. 3, in the laser communication system according to the present invention, a laser diode unit (100A, 100B) for converting an input electric signal to be transmitted into a laser beam and emitting the laser beam, Photodiode section (200A, 200B) that receives the emitted laser beam and converts it into an electric signal, motor section (300A, 300B) that adjusts the direction of the laser diode section (100A, 100B), reduces the speed of the motor Reducer unit (400A, 400B) that finely adjusts the movement of the laser diode unit (100A, 100B), and control unit (500A, 500B) that monitors the transmission and reception state and controls the motor unit (300A, 300B) ).

【0021】レーザーダイオード部(100A,100B)は、送
信のための電気信号を入力されて制御部(500A,500B)に
より制御され、入力された信号をレーザービームに変換
して、変換されたレーザービームを発射する。ホトダイ
オード部(200A,200B)は、このように発射されたレーザ
ービームを受信し、制御部(500A,500B)により制御さ
れ、受信されたレーザービームを電気信号に変換する。
モータ部(300A,300B)は、通常はステッピングモータで
あり、レーザーダイオード部(100A,100B)を移動させる
ことができるように減速機部(400A,400B)を介してレー
ザーダイオード部(100A,100B)に取付けられており、モ
ータ部(300A,300B)と減速機部(400A,400B)は、それぞれ
の軸が直接連結されており、モータ部(300A,300B)の移
動角が大きくても減速機部(400A,400B)がそれを更に微
細な移動角に分割し、レーザーダイオード部(100A,100
B)を微細に移動させることができるばかりでなく、トル
クも増大させる役割をする。モータ部(300A,300B)は、
それぞれ2つを備えることが好ましく、1つのモータ部
は、レーザーダイオード部(100A,100B)を左右方向に動
くようにし、もう1つのモータ部は、レーザーダイオー
ド部(100A,100B)を上下方向に動くようにすることがで
きる。即ち、制御部(500A,500B)が、レーザーダイオー
ド部(100A,100B)の光軸を補正するための信号(角度補
償信号)をモータ部(300A,300B)に伝送して、モータが
回転すると、レーザーダイオード部(100A,100B)は、上
下左右に自由に動くことができ、レーザーダイオード部
(100A,100B)が移動する上記所定の方向は、上記上下左
右の組み合わせによる任意の方向に移動が可能である。
The laser diode section (100A, 100B) receives an electric signal for transmission, is controlled by a control section (500A, 500B), converts the input signal into a laser beam, and converts the converted laser beam. Fire a beam. The photodiode units (200A, 200B) receive the laser beams emitted in this manner, are controlled by the control units (500A, 500B), and convert the received laser beams into electric signals.
The motor unit (300A, 300B) is usually a stepping motor, and the laser diode unit (100A, 100B) is connected to the laser diode unit (100A, 100B) via the reduction gear unit (400A, 400B) so that the laser diode unit (100A, 100B) can be moved. ), And the motor part (300A, 300B) and the reduction gear part (400A, 400B) are directly connected to each other, and even if the moving angle of the motor part (300A, 300B) is large, the speed is reduced. The mechanical section (400A, 400B) divides it into smaller movement angles, and the laser diode section (100A, 100B)
Not only can B) be finely moved, but it also serves to increase the torque. Motor part (300A, 300B)
It is preferable that two motor parts are provided, and one motor part moves the laser diode part (100A, 100B) in the horizontal direction, and the other motor part moves the laser diode part (100A, 100B) in the vertical direction. You can make it move. That is, the control unit (500A, 500B) transmits a signal (angle compensation signal) for correcting the optical axis of the laser diode unit (100A, 100B) to the motor unit (300A, 300B), and when the motor rotates. The laser diode section (100A, 100B) can move freely up, down, left and right,
The predetermined direction in which (100A, 100B) moves can be moved in any direction based on the combination of up, down, left, and right.

【0022】従って、このモータ部(300A,300B)は、制
御部(500A,500B)の制御信号により、レーザーダイオー
ド部(100A,100B)を上下左右移動させることができる。
本発明による制御部(500A,500B)は、従来例とは異な
り、送受信状態をモニタリングして、信号電力が減衰す
る場合、それを補償するために、モータ部(100A,100B)
を制御して、通信を最適の状態に維持するように、レー
ザーダイオードを上下左右に軸に沿って移動させる構造
体で連結されている。
Therefore, the motor units (300A, 300B) can move the laser diode units (100A, 100B) up, down, left, and right by the control signals of the control units (500A, 500B).
The control unit (500A, 500B) according to the present invention, unlike the conventional example, monitors the transmission / reception state, and when the signal power is attenuated, in order to compensate for it, the motor unit (100A, 100B)
And the laser diode is connected by a structure that moves the laser diode up, down, left, and right along the axis so as to maintain communication in an optimal state.

【0023】図3を参照して、各構成要素間の連結関係
を説明すると、制御部(500A,500B)は、モータ部(300A,3
00B)に駆動パルス制御信号を伝送し、フィードバック信
号(このフィードバック信号は、減速機を介したインコ
ーダから生成することもある。)を受信することができ
るように電気的に接続されており、またホトダイオード
部(200A,200B)及びレーザーダイオード部(100A,100B)に
制御信号の送受信のために電気的に接続されている。モ
ータ部(300A,300B)と減速機部(400A,400B)は、減速機部
(400A,400B)を介してモータ部の制御角(軸回転角)を
微細調整することができるように、機械的に軸を中心に
して連結されている。減速機部(400A,400B)は、減速機
部(400A,400B)の回転角により垂直及び水平にそれぞれ
動く機構体を介してレーザーダイオード部(100A,100B)
に連結されており、制御部(500A,500B)においてパルス
制御信号をモータ部(300A,300B)に送信するとモータ部
が駆動され(軸が回転し)、これにより、水平及び垂直
にそれぞれ動く機構体により、レーザーダイオード部(1
00A,100B)のレーザー発射方向が可変となる。ホトダイ
オード部(200A,200B)は、前方に向けて位置を固定され
ており、制御部(500A,500B)の制御によりレーザー信号
を電気信号に変換する。
Referring to FIG. 3, the connection between the components will be described. The control unit (500A, 500B) includes a motor unit (300A, 3A).
00B), and is electrically connected so as to be able to receive a feedback signal (this feedback signal may be generated from an encoder via a speed reducer). The photodiode units (200A, 200B) and the laser diode units (100A, 100B) are electrically connected for transmitting and receiving control signals. The motor section (300A, 300B) and the reduction gear section (400A, 400B)
(400A, 400B), mechanically connected around the shaft so that the control angle (shaft rotation angle) of the motor unit can be finely adjusted. The reduction gear unit (400A, 400B) is a laser diode unit (100A, 100B) via a mechanism that moves vertically and horizontally according to the rotation angle of the reduction gear unit (400A, 400B).
When the control unit (500A, 500B) sends a pulse control signal to the motor unit (300A, 300B), the motor unit is driven (the shaft rotates), and thereby the mechanism moves horizontally and vertically, respectively. Depending on the body, the laser diode (1
00A, 100B) can be changed. The photodiode units (200A, 200B) have their positions fixed forward, and convert laser signals into electric signals under the control of the control units (500A, 500B).

【0024】本発明によるそれぞれの構成要素の動作を
具体的に説明すると、例えば、レーザー通信システム(6
00A)からレーザー通信システム(600B)にレーザー信号を
送信する場合において、レーザー通信システム(600A)に
入力される電気信号は、レーザーダイオード部(100A)に
入力され、このレーザーダイオード部(100A)は、制御部
(500A)により制御されて入力される信号を一定のレベル
のレーザー信号に変換し、送信レンズ(図示していな
い。)を介してレーザーを発射する。このレーザー信号
には、上記変換された入力信号は勿論、レーザーダイオ
ード部(100A)の位置状態の情報が含まれている。
The operation of each component according to the present invention will be specifically described.
When a laser signal is transmitted from (00A) to the laser communication system (600B), an electric signal input to the laser communication system (600A) is input to the laser diode unit (100A), and the laser diode unit (100A) , Control unit
(500A) converts the input signal into a laser signal of a certain level, and emits a laser through a transmission lens (not shown). The laser signal includes information on the position of the laser diode unit (100A) as well as the converted input signal.

【0025】発射されたレーザー信号は、レーザー通信
システム(600B)のホトダイオード部(200B)に入力されて
本来の電気信号に再変換され、この信号に含まれている
上記変換された入力信号とレーザーダイオード部(100A)
の位置状態情報を、制御部(500B)により再生する。この
とき、ホトダイオード部(200B)は固定されており、レー
ザーダイオード部(100A)は、モータ部(300A)及び減速機
部(400A)によってレーザーの発射方向を制御される。モ
ータ部(300A,300B)は、ステッピングモータを用いて、
制御部(500A)から受信されたパルス信号により駆動され
る。このとき、使われるモータは、上下制御用1つ、左
右制御用1つとして、2つのモータより構成される。
The emitted laser signal is input to a photodiode unit (200B) of a laser communication system (600B) and reconverted into an original electric signal. The converted input signal included in the signal is combined with the laser signal. Diode part (100A)
Is reproduced by the control unit (500B). At this time, the photodiode unit (200B) is fixed, and the laser emitting direction of the laser diode unit (100A) is controlled by the motor unit (300A) and the reduction gear unit (400A). The motor section (300A, 300B) uses a stepping motor,
It is driven by a pulse signal received from the control unit (500A). At this time, two motors are used, one for up and down control and one for left and right control.

【0026】減速機部(400A)は、一方がモータ部(300A)
の回転軸を中心にして機械的に連結されており、他方は
上下及び左右にそれぞれ移動されて、レーザーダイオー
ド部(100A)のレーザー発射角度を調節することができ
る。実際に、減速機部(400A)がないときは、レーザーダ
イオード部(100A)の微細な角度調節をモータ部(300A)そ
のものにおいて行なわなければならず、このようになる
と、モータ部が高価な装備となるという難点がある。
One of the reduction gear unit (400A) is a motor unit (300A)
And the other is moved up and down and left and right, respectively, to adjust the laser emission angle of the laser diode unit (100A). Actually, when there is no speed reducer (400A), the fine adjustment of the angle of the laser diode (100A) must be performed in the motor (300A) itself. There is a disadvantage that it becomes.

【0027】ホトダイオード部(200B)は、相手側のレー
ザーダイオード部(100A)により生成されて発射されたレ
ーザービームを受信して電気信号に変換する。このと
き、受信された信号の強さによるレベルの変化が生じる
が、AGC回路(ホトダイオード部に含まれているが、制
御部に含まれていることもある。)により、常に一定の
レベルが維持される。また、受信されるレーザー信号の
信号レベルに変化がある場合、AGC回路により、そのレ
ベルの差が検出され、検出信号が制御部(500B)に伝送さ
れる。
The photodiode section (200B) receives the laser beam generated and emitted by the laser diode section (100A) on the other side and converts it into an electric signal. At this time, although the level changes due to the strength of the received signal, a constant level is always maintained by the AGC circuit (which is included in the photodiode unit but may be included in the control unit). Is done. When there is a change in the signal level of the received laser signal, the difference in the level is detected by the AGC circuit, and the detection signal is transmitted to the control unit (500B).

【0028】制御部(500B)では、この信号により、ホト
ダイオード部(200B)に受信された光の強さを常にモニタ
リングすることになる。この制御部(500B)は、自分の状
態を相手側の制御部(500A)に報知するのに用いられるレ
ーザーダイオード部インターフェース(502B)と、モータ
を動作させるモータ部インタフェース(504B)と、ホトダ
イオード部の光検出値を監視し、警報状況を監視するホ
トダイオード部インターフェース(506B)とを備え、以上
の状況を総合分析してモータを動作させ、レーザービー
ムが相手側の受信部(200A)で正確に受信することができ
るようにする構成になっている。
The control unit (500B) constantly monitors the intensity of the light received by the photodiode unit (200B) based on this signal. The control unit (500B) includes a laser diode interface (502B) used to notify the control unit (500A) of its own state to the other control unit, a motor interface (504B) for operating the motor, and a photodiode unit. Equipped with a photodiode interface (506B) that monitors the light detection value and monitors the alarm status, comprehensively analyzes the above conditions and operates the motor, and the laser beam is accurately transmitted to the receiver (200A) on the other side. It is configured to be able to receive.

【0029】またレーザーダイオード部(100B)の光出力
は、ホトダイオード部(200A)を介して監視され、受信さ
れたレベルをモニタリングして、警報状況の発生時に相
手側の装備にデータを伝送し、設定されたレベル以下の
光量が検出され又は相手側との通信障害が生じたとき、
オートアラインを試みることになる。
The light output of the laser diode unit (100B) is monitored via the photodiode unit (200A), the received level is monitored, and data is transmitted to the equipment of the other party when an alarm condition occurs. When the light intensity below the set level is detected or communication failure with the other party occurs,
You will try to auto-align.

【0030】以下、上記のようなオートアライン方法
を、図4乃至図7を参照して詳しく説明する。図4は、
本発明による光軸のオートアラインの遂行方法を示した
流れ図であり、図5は、レーザービームの全域調整スキ
ャニングを示した図、図6は、レーザービームの局所調
整スキャニングを示した図、図7は、レーザービームの
微細調整スキャニングを示した図である。図4のオート
アラインの遂行方法を説明するに先立って、本発明によ
るオートアライン方法において特に用いられる用語につ
いて説明する。
Hereinafter, the above-described auto-alignment method will be described in detail with reference to FIGS. FIG.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of performing auto-alignment of an optical axis according to the present invention. FIG. 5 is a diagram illustrating scanning of a laser beam in the entire region, FIG. 6 is a diagram illustrating scanning locally adjusting a laser beam, and FIG. FIG. 3 is a view showing fine adjustment scanning of a laser beam. Before describing the method of performing the auto-alignment of FIG. 4, terms used particularly in the auto-alignment method according to the present invention will be described.

【0031】先ず、座標初期化段階(S622)は、システム
の設計及び生産の際に決定されたレーザーダイオードの
モータ部により動くことができる範囲が、制御部により
又は手動により設定される段階を意味する。即ち、装置
に電源を入れると、本段階において、レーザーダイオー
ド部の現在の位置と移動可能な範囲が、直交座標値とし
て算出される。
First, the coordinate initialization step (S622) refers to a step in which the range that can be moved by the motor unit of the laser diode determined during the design and production of the system is set by the control unit or manually. I do. That is, when the apparatus is turned on, at this stage, the current position of the laser diode unit and the movable range are calculated as rectangular coordinate values.

【0032】全域調整段階(S650)は、相手側と通信が行
われない場合、レーザーダイオードが動くことができる
全ての範囲内を走査して検索する段階である。
The global adjustment step (S650) is a step of scanning and searching the entire range in which the laser diode can move when communication with the other party is not performed.

【0033】局所調整段階(S640)は、上記全域調整段階
(S650)よりは更に微細に、後述の微細調整段階(S630)よ
りは更に広い範囲において、調整を行う段階である。
In the local adjustment step (S640), the whole area adjustment step is performed.
This is a stage in which adjustment is performed more finely than (S650) and in a wider range than the fine adjustment stage (S630) described later.

【0034】最後に、微細調整段階(S630)は、最適のア
ライン状態を検索するために、極めて微細に動きながら
調整を行う段階を意味するものである。
Finally, the fine adjustment step (S630) refers to a step of performing adjustment while moving very finely in order to search for an optimal alignment state.

【0035】以下、図4を参照して、本発明によるオー
トアラインの遂行方法を説明する(以下にいう成功と失
敗は、それぞれ良好な状態で通信が行われることと、通
信が行われないことを意味する。)。
Hereinafter, a method of performing auto-alignment according to the present invention will be described with reference to FIG. 4 (a success and a failure referred to below mean that communication is performed in a good state and that communication is not performed, respectively). Means.).

【0036】レーザー通信システムのパワーがオンする
と(S610)、レーザーダイオード部(100A,100B)の移動可
能な範囲と現在の位置の座標値が直交座標値として算出
されているか(即ち、座標設定がされているか)を判断
する(S620)。
When the power of the laser communication system is turned on (S610), it is determined whether the coordinate values of the movable range of the laser diode units (100A, 100B) and the current position are calculated as rectangular coordinate values (that is, coordinate setting is not performed). Is determined) (S620).

【0037】若し、座標設定がされているなら、過程
は、受信部の信号出力が所定の値を満たしているかを判
断する段階(S624)に進行し、そうでなければ、座標初期
化段階(S622)に進行する。座標初期化段階(S622)では、
レーザーダイオード部(100A,100B)がモータ部(300A,300
B)により動くことができる範囲と現在の位置とが直交座
標値として算出される。この算出は、制御部(500A,500
B)のレーザーダイオード部インターフェース(502A,502
B)を介して行なわれる。
If the coordinates have been set, the process proceeds to a step (S624) of judging whether the signal output of the receiving section satisfies a predetermined value, otherwise, the coordinates initialization step Proceed to (S622). In the coordinate initialization stage (S622),
Laser diode section (100A, 100B) is motor section (300A, 300B
The range that can be moved according to B) and the current position are calculated as rectangular coordinate values. This calculation is performed by the control unit (500A, 500A
B) Laser diode interface (502A, 502
B).

【0038】若し、このような座標設定が行なわれない
なら、それは、モータ部(300A,300B)に問題が生じたも
のと認められる。しかし、座標設定が行われるなら、過
程は、受信部の信号出力が所定の値を満たしているかを
判断する段階(S624)に進行する。段階(S624)では、受信
部における電気信号が所定の電力値を満たしているかを
判断することになり、若し、所定の電力値以上であるな
ら、それは、光軸の調整は必要でない状態であるので、
オートアライン動作の遂行が必要でないことになる。し
かし、若し、所定の電力値に達していないなら、オート
アライン動作の遂行のために、過程は、微細調整段階(S
630)に進行する。
If such coordinate setting is not performed, it is recognized that a problem has occurred in the motor units (300A, 300B). However, if the coordinate setting is performed, the process proceeds to a step of determining whether the signal output of the receiving unit satisfies a predetermined value (S624). In the step (S624), it is determined whether or not the electric signal in the receiving unit satisfies a predetermined power value.If the electric signal is equal to or more than the predetermined power value, it is determined that the optical axis adjustment is not necessary. Because there is
It is not necessary to perform an auto-align operation. However, if the predetermined power value has not been reached, in order to perform the auto-alignment operation, the process is performed in a fine adjustment step (S
Proceed to 630).

【0039】微細調整段階(S630)においては、図7に図
示したように、レーザーダイオード部(100A,100B)を上
下及び左右に微細に動かしながらスキャニングして、信
号レベルが最大である位置を制御部(500A,500B)により
検索及び位置設定することになる。
In the fine adjustment step (S630), as shown in FIG. 7, scanning is performed while finely moving the laser diode units (100A, 100B) vertically and horizontally to control the position where the signal level is maximum. (500A, 500B) and search and position setting.

【0040】若し、微細調整が成功するように行なわれ
るなら、それは、双方通信が良好であることを意味する
ので、オートアライン動作は完了し(S660)、制御部(500
A,500B)はそれを認知して、通信状態に対するモニタリ
ングのみを行うことになる。
If the fine adjustment is performed so as to be successful, which means that the two-way communication is good, the auto-align operation is completed (S660), and the control unit (500)
A, 500B) recognizes this and performs only monitoring of the communication state.

【0041】若し、微細調整が成功するように行なわれ
ないなら、過程は、局所調整段階(S640)に進行して、よ
り広い範囲のスキャニングがなされる。即ち、図6に示
したように、微細調整とは異なる経路を介して、より広
い範囲をスキャニングすることになる。
If the fine adjustment is not performed to be successful, the process proceeds to the local adjustment step (S640), where a wider range of scanning is performed. That is, as shown in FIG. 6, a wider range is scanned through a path different from the fine adjustment.

【0042】若し、局所調整が成功するようになされる
なら、更に微細調整段階(S630)に戻って微細調整をする
ことになるが、局所調整に失敗するなら、過程は、全域
調整段階(S650)に進行する。図5に示したように、全域
調整は、微細調整又は局所調整とは異なる経路を介し
て、より広い範囲をスキャニングする。この全域調整段
階(S650)では、必ず通信が行なわれなければ(即ち、成
功しなければ)ならないので、スキャニングの範囲が相
当広くなる。全域調整に失敗しても、それ以上の進行段
階はなく、通信がなされるときまで(成功するまで)全
域をスキャニングすることになり、成功すると、局所調
整段階(S640)に進行し、結果的には、上記段階を繰り返
してオートアライン動作は完了する(S660)。
If the local adjustment is successful, the process returns to the fine adjustment step (S630) to perform the fine adjustment. If the local adjustment fails, the process proceeds to the global adjustment step (S630). Proceed to S650). As shown in FIG. 5, global adjustment scans a wider area through a different path than fine or local adjustment. In this global adjustment stage (S650), communication must be performed (ie, must be successful), so that the scanning range is considerably widened. Even if the global adjustment fails, there is no further progression stage, and the entire area is scanned until communication is performed (until successful). If successful, the process proceeds to the local adjustment stage (S640), and as a result, Then, the above steps are repeated to complete the auto-align operation (S660).

【0043】しかし、このようなオートアラインの完了
後も、相手側において受信されるレーザー信号の電力レ
ベルが基準値以下に減少する場合は、微細調整段階(S63
0)に進行して微細調整を行ない、相手側においてレーザ
ー信号を受信しない場合、局所調整段階(S640)に進行し
て、改めて上記のとおりの段階の流れを繰り返すことに
より、本発明のレーザー通信システム(600A,600B)は、
オートアラインを介して、常に良好な通信状態を維持す
ることができる。
However, if the power level of the laser signal received by the other party decreases below the reference value even after the completion of the auto-alignment, the fine adjustment step (S63) is performed.
0) to perform fine adjustment, if the other party does not receive a laser signal, proceed to the local adjustment step (S640), by repeating the flow of the above steps again, the laser communication of the present invention The system (600A, 600B)
A good communication state can always be maintained via the auto-align.

【0044】以下、レーザー通信システムが、外力等に
よりレーザー通信装置の方向にねじれ(ずれ)を生じた
場合に、それを補正するための装置の動作を、具体的に
例を挙げて説明する。ここで、レーザー通信システムに
おいてオートアラインを行わなければならない2つの状
況を想定し、例を挙げて説明する。
In the following, the operation of the device for correcting a twist (displacement) in the direction of the laser communication device due to an external force or the like in the laser communication system will be described with specific examples. Here, two situations in which auto-alignment must be performed in a laser communication system are assumed and described with examples.

【0045】第一に、送信はできるが受信ができない場
合、又は受信はできるが送信ができない場合(即ち、一
方向にのみ通信が行なわれる場合)と、第二に、送信及
び受信が共に行なわれない場合を挙げ、説明の簡略化の
ために、以下、前者を第1の場合、後者を第2の場合と
いう。
First, when transmission is possible but reception is not possible, or when reception is possible but transmission is not possible (that is, when communication is performed only in one direction), and second, transmission and reception are both performed. For the sake of simplicity, the former is referred to as a first case, and the latter is referred to as a second case.

【0046】第1の場合における本発明によるレーザー
通信システムのオートアライン動作を説明する。また、
以下の説明において、第1のレーザー通信システム(600
A)と第2のレーザー通信システム(600B)は、同一の構成
よりなっており、説明の簡略化のために、第1のレーザ
ー通信システム(600A)の構成要素には“第1の”の接頭
語を(例えば、第1の制御部(500A)、第1のレーザーダ
イオード部(100A))、第2のレーザー通信システム(600
B)の構成要素には“第2の”の接頭語を付ける(例え
ば、第2の制御部(500B)、第2のレーザーダイオード部
(100B))。
The auto-align operation of the laser communication system according to the present invention in the first case will be described. Also,
In the following description, the first laser communication system (600
A) and the second laser communication system (600B) have the same configuration, and the components of the first laser communication system (600A) are "first" for simplicity of explanation. The prefix (for example, the first control unit (500A), the first laser diode unit (100A)), the second laser communication system (600
Components of B) are prefixed with “second” (for example, a second control unit (500B), a second laser diode unit).
(100B)).

【0047】第1のレーザー通信システム(600A)と第2
のレーザー通信システム(600B)が互いに通信する場合を
考えて例を挙げると、第1のレーザー通信システム(600
A)において、外力及びその他の要因により、光軸がある
程度ねじれたものと仮定する(即ち、第1のレーザー通
信システム(600A)では、受信は良好であるが送信は不良
であり、第2のレーザー通信システム(600B)では、送信
は良好であるが受信は不良である場合を仮定する)。
The first laser communication system (600A) and the second
Considering the case where the first laser communication system (600B) communicates with each other, the first laser communication system (600B)
In A), it is assumed that the optical axis is twisted to some extent due to external force and other factors (that is, in the first laser communication system (600A), reception is good but transmission is bad, and the second laser communication system is poor). In a laser communication system (600B), it is assumed that transmission is good but reception is bad).

【0048】このような第1の場合においては、通信中
であった第2のレーザー通信システム(600B)のホトダイ
オード部(200B)のホトダイオードに入力される光量が顕
著に減少し又は検出されなくなるので、内蔵されている
AGC回路は、受信される信号を一定のレベルに維持する
ために補償すべき量だけの電気信号を出力し、この出力
信号は、ホトダイオード部インターフェース(506B)を介
して、制御部(500B)に入力される。
In the first case, the amount of light input to the photodiode of the photodiode unit (200B) of the second laser communication system (600B) during communication is significantly reduced or no longer detected. , Built-in
The AGC circuit outputs an electric signal of an amount to be compensated for maintaining the received signal at a constant level, and this output signal is sent to the control unit (500B) via the photodiode interface (506B). Is entered.

【0049】常に、ホトダイオード部(200B)の光検出値
を監視し、警報状況を監視していた制御部(500B)のホト
ダイオード部インターフェース(506B)は、受信されない
ことを感知して、第1のレーザー通信システム(600A)に
対し、第1のレーザー通信システムがオートアラインを
行なうべきであるということを、情報信号としてレーザ
ー信号に含ませて伝送する。
The photodiode interface (506B) of the control unit (500B), which constantly monitors the light detection value of the photodiode unit (200B) and monitors the alarm condition, senses that the signal is not received, and For the laser communication system (600A), the fact that the first laser communication system should perform auto-alignment is transmitted as an information signal included in the laser signal.

【0050】その後、第1のレーザー通信システム(600
A)のホトダイオード部(200A)は、このレーザー信号を受
信し、第1のレーザー通信システム(600A)の制御部(500
A)のホトダイオード部インターフェース(506A)は、レー
ザーダイオード部(100A)の光軸がねじれたことを第2の
レーザー通信システム(600B)から伝送された信号によっ
て認知し、それにより、両方向通信中の一方向の通信は
行なわれているので、全域を調整(即ち、スキャニン
グ)する必要はなく、局所調整によっても充分であるこ
とを判定する。従って、第1のレーザー通信システム(6
00A)は、局所調整を始めることになる。
Thereafter, the first laser communication system (600
The photodiode section (200A) of (A) receives this laser signal and controls the control section (500) of the first laser communication system (600A).
The photodiode section interface (506A) of (A) recognizes that the optical axis of the laser diode section (100A) is twisted by a signal transmitted from the second laser communication system (600B), and thereby, during bidirectional communication, Since one-way communication is being performed, it is determined that there is no need to adjust (ie, scan) the entire area, and local adjustment is sufficient. Therefore, the first laser communication system (6
00A) starts local adjustment.

【0051】第1のレーザー通信システム(600A)におけ
る局所調整では、制御部(500A)のモータ部インターフェ
ース(504A)を介してモータ制御信号(ステッピングモー
タの回転角だけのパルス信号)をモータ部(300A)に伝送
すると、モータ部(300A)が制御信号(パルス信号)によ
り動作し、レーザーダイオード部(100A)の走査方向を図
6に図示されたような方式によって狭い幅の範囲内にお
いて左右に往復移動させながらスキャニングを行なう。
In the local adjustment in the first laser communication system (600A), a motor control signal (pulse signal corresponding to only the rotation angle of the stepping motor) is transmitted to the motor unit (500A) via the motor unit interface (504A) of the control unit (500A). (A), the motor unit (300A) is operated by a control signal (pulse signal), and the scanning direction of the laser diode unit (100A) is shifted left and right within a narrow width by the method shown in FIG. Scanning is performed while reciprocating.

【0052】その後、局所調整を通じて第1及び第2の
レーザー通信システムである程度相互の光軸が一致し始
めると(即ち、相手側のホトダイオード部(200B)との通
信が行なわれ始めると)、第1のレーザー通信システム
(600A)の制御部(500A)は局所調整から微細調整に段階進
行し、レーザーダイオード部インターフェース(502A,50
2B)を介して、それぞれ自分自身の状態を、互いにレー
ザー通信を介して授受することができるようになる。
Thereafter, when the optical axes of the first and second laser communication systems start to coincide with each other to some extent through local adjustment (that is, communication with the photodiode unit (200B) on the other side starts), the second laser communication system starts. 1 laser communication system
The controller (500A) of the (600A) progresses from local adjustment to fine adjustment, and the laser diode interface (502A, 50A)
Through 2B), it becomes possible to exchange their own state with each other via laser communication.

【0053】微細調整は、相互間の状態(光量及びレー
ザーダイオードの位置)を授受しながら行なわれる。微
細調整段階においては、図7に図示されたとおりの方法
により、第1のレーザー通信システム(600A)がスキャニ
ングしながらレーザーを発射し、第2のレーザー通信シ
ステム(600B)のホトダイオード部(200B)から検出された
光量を測定して光量が最大である位置を算定し、算定さ
れた位置を第1のレーザー通信システム(600A)に伝送す
ることにより、第1のレーザー通信システム(600A)のレ
ーザーダイオード部(100A)は、その算定位置に位置す
る。
The fine adjustment is performed while exchanging the state (light quantity and the position of the laser diode) between each other. In the fine adjustment step, the first laser communication system (600A) emits a laser while scanning, and the photodiode unit (200B) of the second laser communication system (600B), in the manner shown in FIG. The position of the maximum light amount is calculated by measuring the light amount detected from the first laser communication system, and the calculated position is transmitted to the first laser communication system (600A). The diode section (100A) is located at the calculated position.

【0054】この微細調整段階は、通信が行なわれてい
る状態において自動的に最適の通信状態を維持する段階
であり、上記位置算定と算定された位置を伝送する動作
を検討すると、第1のレーザー通信システム(600A)のレ
ーザーダイオード部(100A)の位置を第2のレーザー通信
システム(600B)の制御部にレーザー通信を介して伝送し
ながら微細調整を行ない、第2のレーザー通信システム
(600B)のホトダイオード部(200B)が光量を測定して、そ
れを第2の制御部(500B)に第2のホトダイオード部イン
ターフェース(506B)を介して伝送する。第2の制御部(5
00B)は、入力された2つの情報を対応させながら互いに
比較して、光量が最も大きいものを検出し、それに対応
して伝送されてきた位置情報を求める。
This fine adjustment step is a step of automatically maintaining an optimum communication state in a state where communication is being performed. Considering the position calculation and the operation of transmitting the calculated position, the first step is as follows. The position of the laser diode unit (100A) of the laser communication system (600A) is transmitted to the control unit of the second laser communication system (600B) via the laser communication, and fine adjustment is performed.
The photodiode unit (200B) of (600B) measures the amount of light and transmits it to the second control unit (500B) via the second photodiode unit interface (506B). The second control unit (5
00B) compares the two pieces of input information with each other while associating the two pieces of information with each other, detects the one with the largest light quantity, and obtains the positional information transmitted corresponding thereto.

【0055】その後、求められた位置情報を、データ通
信を介して、位置補正を要する第1のレーザー通信シス
テム(600A)に伝送する。第1の制御部(500A)は、位置情
報を第1のホトダイオード部(200A)を介して入力され、
第1のモータ部インターフェース(504A)を介して第1の
モータ部(300A)を駆動させて、第1のレーザーダイオー
ド部(100A)を最適の位置に移動し固定させる。ここで説
明した位置情報を算出する方法を検討すると、第1のレ
ーザーダイオード部(100A)は、モータ部(300A)により制
御されて位置が移動するが、このとき、第1のレーザー
ダイオード部(100A)は、上下左右に動かすことができる
空間が直方形の空間に限定されるが、直方形の空間の大
きさは、設計者により変更可能である。従って、レーザ
ーダイオード部が動ける直方形の空間の重心を原点とし
て、左右はx軸とし、上下はy軸とする直交座標系によ
り位置が算定される。
Thereafter, the obtained position information is transmitted via data communication to the first laser communication system (600A) requiring position correction. The first control unit (500A) receives the position information via the first photodiode unit (200A),
The first motor unit (300A) is driven via the first motor unit interface (504A) to move and fix the first laser diode unit (100A) to an optimal position. Considering the method of calculating the position information described here, the first laser diode section (100A) moves under the control of the motor section (300A). At this time, the first laser diode section (100A) moves. In 100A), the space that can be moved up, down, left, and right is limited to a rectangular space, but the size of the rectangular space can be changed by a designer. Therefore, the position is calculated using a rectangular coordinate system in which the center of gravity of the rectangular space in which the laser diode part can move is the origin, the left and right are x-axes, and the vertical is the y-axis.

【0056】次いで、第2の場合におけるオートアライ
ンを行なう段階を説明する。第2の場合は、第1の場合
と比べて、全域調整段階を更に含むことになる。全域調
整は、通信を要する2つのレーザー通信システム間では
全く通信が行なわれていないので、他に比べて相当広い
範囲においてスキャニングをするものである。
Next, the step of performing auto-alignment in the second case will be described. The second case will further include a global adjustment step compared to the first case. In the global adjustment, since no communication is performed between two laser communication systems that require communication, scanning is performed in a much wider range than the other laser communication systems.

【0057】レーザー通信システム(600A,600B)間にミ
スアラインが生じると、第1及び第2のレーザー通信シ
ステム(600A,600B)のホトダイオード部(200A,200B)のホ
トダイオードに入力される光量が検出されなくなり、常
にホトダイオード部(200A,200B)の光検出値を監視し、
警報状況を監視していた制御部(500A,500B)のホトダイ
オード部インターフェース(506A,506B)は、それを感知
して、全域調整を行なうことを決定する。
When misalignment occurs between the laser communication systems (600A, 600B), the amount of light input to the photodiodes (200A, 200B) of the first and second laser communication systems (600A, 600B) is detected. And constantly monitor the light detection value of the photodiode section (200A, 200B)
The photodiode interface (506A, 506B) of the control unit (500A, 500B) monitoring the alarm situation senses this, and decides to perform global adjustment.

【0058】その後、第1のレーザー通信システム及び
第2のレーザー通信システム(600A,600B)共に、それぞ
れの制御部(500A,500B)により全域調整(即ち、全域ス
キャニング)を開始する。全域調整は、制御部(500A,50
0B)において全域調整を命令するパルス信号を生成し
て、モータ部インターフェース(504A,504B)を介してモ
ータ部(300A,300B)に伝送し、レーザーダイオード部(10
0A,100B)の位置を制御することにより行なわれる。
Thereafter, in both the first laser communication system and the second laser communication system (600A, 600B), the whole area adjustment (ie, the whole area scanning) is started by the respective control units (500A, 500B). The whole area adjustment is performed by the control unit (500A, 50A
0B), a pulse signal for instructing the whole area adjustment is generated, transmitted to the motor unit (300A, 300B) via the motor unit interface (504A, 504B), and the laser diode unit (10
0A, 100B) by controlling the position.

【0059】第1のレーザー通信システム(600A)と第2
のレーザー通信システム(600B)の両方向通信中、少なく
とも1つの方向の通信が行なわれると、即ち、第1のホ
トダイオード部(200A)又は第2のホトダイオード部(200
B)において光量が検出されると、上記第1の場合に戻る
ので、第1の場合と同一の局所調整段階に進行して、第
1の場合と同一の動作を行なうようになる。
The first laser communication system (600A) and the second
When communication in at least one direction is performed during the bidirectional communication of the laser communication system (600B), that is, the first photodiode unit (200A) or the second photodiode unit (200B).
When the light amount is detected in B), the process returns to the first case, so that the process proceeds to the same local adjustment stage as in the first case, and the same operation as in the first case is performed.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上の説明によると、本発明は、レーザ
ーを用いた通信システムにおいて、送信部のレーザーダ
イオードにおいて発射したレーザービームが、相手側に
受信部の受信レンズにおいて正確に受信されるように、
送信部のレーザーダイオードの方向を、モータを用いて
自動的に調整することができる。従って、本発明によれ
ば、送信部のレーザーダイオードを固定して使うときに
生じる機械的な揺れ、温度変化による膨張及び収縮、風
による影響、外部の衝撃による変化等、種々の要因によ
り光軸が変化することを防ぐことができ、通信に影響を
受けず、自動的に光軸が調節されるので、設計者は、レ
ーザー通信の安定性及び初期設置の容易性を確保するこ
とができ、またこれによって人力を投入して調整するた
めのメンテナンスを削減するという効果が得られる。
As described above, according to the present invention, in a communication system using a laser, a laser beam emitted from a laser diode of a transmitting unit is accurately received by a receiving lens of a receiving unit on the other side. To
The direction of the laser diode in the transmitting section can be automatically adjusted using a motor. Therefore, according to the present invention, the optical axis is caused by various factors such as mechanical sway, expansion and contraction due to temperature change, influence by wind, change due to external impact, etc., which occur when the laser diode of the transmission unit is fixed and used. Can be prevented from changing, and the optical axis is automatically adjusted without being affected by the communication, so that the designer can ensure the stability of laser communication and the ease of initial installation, This also has the effect of reducing maintenance for inputting and adjusting human power.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 従来のレーザー通信システムの構成を概略的
に示したブロック図。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a conventional laser communication system.

【図2】 レーザー通信システムにおける光軸の角度誤
差と距離誤差の間に関連した計算を示した図。
FIG. 2 is a diagram showing a calculation related between an angle error of an optical axis and a distance error in a laser communication system.

【図3】 本発明によるレーザー通信システムの構成を
概略的に示したブロック図。
FIG. 3 is a block diagram schematically showing a configuration of a laser communication system according to the present invention.

【図4】 本発明による光軸のオートアラインの遂行方
法を示した流れ図。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of performing auto-alignment of an optical axis according to the present invention.

【図5】 レーザービームの全域調整スキャニングを示
した図。
FIG. 5 is a diagram showing scanning for adjusting the entire area of a laser beam.

【図6】 レーザービームの局所調整スキャニングを示
した図。
FIG. 6 is a diagram showing local adjustment scanning of a laser beam.

【図7】 レーザービームの微細調整スキャニングを示
した図。
FIG. 7 is a diagram showing fine adjustment scanning of a laser beam.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100A,100B レーザーダイオード部 200A,200B ホトダイオード部 300A,300B モータ部 400A,400B 減速機部 500A,500B 制御部 600A,600B レーザー通信システム 100A, 100B Laser diode section 200A, 200B Photodiode section 300A, 300B Motor section 400A, 400B Reduction gear section 500A, 500B Control section 600A, 600B Laser communication system

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1のレーザービームを受信して、第1
の信号に変換する第1のレーザー受信部(200A)と、第2
の信号を第2のレーザービームに変換して、レーザービ
ームを発射する第1のレーザー送信部(100A)を有する第
1のレーザー通信システム(600A)及び上記第2のレーザ
ービームを受信して第3の信号に変換する第2のレーザ
ー受信部(200B)と、第4の信号を、上記第1のレーザー
ビームに変換して、レーザービームを発射する第2の送
信部(100B)を有する第2のレーザー通信システム(600B)
を、備えるレーザー通信システムにおいて、 上記第1のレーザー通信システム(600A)は、 上記第1のレーザー送信部(100A)の位置を、モータによ
り調整するモータ調整部(300A,400A)と、 上記第1のレーザー受信部(200A)の出力信号により、上
記第2のレーザー通信システム(600B)との通信の状態を
モニタリングし、上記モータ調整部(300A,400A)を制御
する制御部(500A)とを備え、 上記第1のレーザー送信部(100A)の光軸と、上記第2の
レーザー受信部(200B)の光軸とがずれて、上記第1のレ
ーザー通信システム(600A)と上記第2のレーザー通信シ
ステム(600B)の間の通信不良が生じた場合、上記制御部
(500A)は、上記第1のレーザー受信部(200A)の上記出力
信号に基づいて、上記モータ調整部(300A,400A)を駆動
することにより、上記第1のレーザー送信部(100A)を、
所定の方向に沿って位置させながら、上記第2のレーザ
ービームを発射して、固定されている上記第2のレーザ
ー受信部(200B)の光軸に対する上記第1のレーザー送信
部(100A)の光軸のずれを自動調整することを特徴とする
レーザー通信システム。
A first laser beam receiving means for receiving a first laser beam;
A first laser receiving unit (200A) for converting the
A first laser communication system (600A) having a first laser transmitter (100A) for emitting a laser beam, and a second laser beam receiving the second laser beam. A second laser receiving unit (200B) that converts the signal into a third signal; and a second transmitting unit (100B) that converts the fourth signal into the first laser beam and emits a laser beam. 2 laser communication system (600B)
The first laser communication system (600A) includes: a motor adjustment unit (300A, 400A) that adjusts a position of the first laser transmission unit (100A) by a motor; A control unit (500A) that monitors the state of communication with the second laser communication system (600B) by the output signal of the first laser receiving unit (200A) and controls the motor adjustment unit (300A, 400A). The optical axis of the first laser transmitting unit (100A) is shifted from the optical axis of the second laser receiving unit (200B), and the first laser communication system (600A) and the second If communication failure occurs between the laser communication system (600B)
(500A) is based on the output signal of the first laser receiving unit (200A), by driving the motor adjustment unit (300A, 400A), the first laser transmission unit (100A),
While being positioned along a predetermined direction, the second laser beam is emitted, and the first laser transmitting unit (100A) with respect to the optical axis of the fixed second laser receiving unit (200B) is emitted. A laser communication system which automatically adjusts a shift of an optical axis.
【請求項2】 請求項1記載のレーザー通信システムに
おいて、上記モータ調整部(300A,400A)は、上記モータ
と連動して、上記モータの速度を減少させ、上記レーザ
ー送信部の動きを微細に調節する減速機部(400A)を更に
含むことを特徴とするレーザー通信システム。
2. The laser communication system according to claim 1, wherein the motor adjustment unit (300A, 400A) reduces the speed of the motor in conjunction with the motor, and finely adjusts the movement of the laser transmission unit. A laser communication system, further comprising a speed reducer unit (400A) for adjusting.
【請求項3】 請求項1記載のレーザー通信システムに
おいて、上記第1のレーザー送信部(100A)は、上記モー
タ調整部(300A,400A)により、上下左右に自由に動くこ
とができて、上記第1のレーザー送信部(100A)が移動さ
れる上記所定の方向は、上記上下左右の組み合わせによ
る任意の方向であることを特徴とするレーザー通信シス
テム。
3. The laser communication system according to claim 1, wherein the first laser transmission unit (100A) can freely move up, down, left, and right by the motor adjustment unit (300A, 400A). The laser communication system according to claim 1, wherein the predetermined direction in which the first laser transmission unit (100A) is moved is an arbitrary direction based on the combination of up, down, left, and right.
【請求項4】 請求項1記載のレーザー通信システムに
おいて、上記レーザービームには、上記レーザー送信部
(100A,100B)の位置情報と、上記レーザー受信部(200A,2
00B)の光量に対する情報が含まれていることを特徴とす
るレーザー通信システム。
4. The laser communication system according to claim 1, wherein said laser beam is supplied to said laser transmitting unit.
(100A, 100B) position information and the laser receiver (200A, 2
A laser communication system comprising information on the amount of light of 00B).
【請求項5】 請求項4記載のレーザー通信システムに
おいて、上記位置情報は、上記レーザー送信部(100A,10
0B)がモータ部(300A,300B)により位置移動される直方形
の領域で形成される直交座標により求められることを特
徴とするレーザー通信システム。
5. The laser communication system according to claim 4, wherein said position information is transmitted to said laser transmitting unit (100A, 10A).
0B) is obtained by rectangular coordinates formed in a rectangular area moved and moved by the motor units (300A, 300B).
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