JP2004274738A - Collimation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光無線伝送システムの光軸調整装置に関する。 The present invention relates to an optical axis adjustment device for an optical wireless transmission system.
光無線システムでは、データ信号に応じて変調した赤外光を発光器から送出し、受光器でその光を受光、復調をすることによって、データ伝送を行っている。伝送速度を高速化するためには、受光器で十分な光量を得る必要があり、そのためには発光器からの送信光の指向角を狭くし、光強度を上げなくてはならない。この場合、受光器と発光器の光軸を調整する必要がある。 In an optical wireless system, data is transmitted by transmitting infrared light modulated according to a data signal from a light emitting device, and receiving and demodulating the light with a light receiving device. In order to increase the transmission speed, it is necessary to obtain a sufficient amount of light with a photodetector. To this end, it is necessary to narrow the directional angle of the transmission light from the light emitter and increase the light intensity. In this case, it is necessary to adjust the optical axes of the light receiver and the light emitter.
従来の光無線システムでは、光軸調整のためにパイロット光を用いた調整方法が採用されてきた。図9に上記光軸調整方法を用いたシステムの構成例を示す。端末1(親機)は、データ伝送のための光(データ光)を発光するデータ発光部3と、データ発光部3から送出されるデータ光とは異なる周波数の広指向角の光信号(パイロット光)を送出するパイロット発光部4と、端末2(子機)からのデータ光を受光するデータ受光部5が設けられている。
In a conventional optical wireless system, an adjustment method using pilot light has been adopted for optical axis adjustment. FIG. 9 shows a configuration example of a system using the optical axis adjustment method. The terminal 1 (master unit) includes a data
端末2(子機)には、水平・垂直方向に自動的に回動可能な構造の発光部6と受光部7が設けられている。端末2は発光部6と受光部7を一体で水平・垂直方向に回動しながら、受光部7で端末1のパイロット発光部4から送出されるパイロット光を受光し、その受光レベルが最大になる位置で停止することによって光軸を調整する。なお、この構成例では、端末2では受光部7によりパイロット光、データ光の両方を受光しているが、パイロット光、データ光をそれぞれ別の受光部で受光する構成も考えられる。
The terminal 2 (slave) is provided with a light emitting unit 6 and a light receiving unit 7 having a structure that can be automatically rotated in the horizontal and vertical directions. The
端末2の受光部7では、受光素子として図10に示すようにパイロット光に対して水平・垂直方向に2×2に4分割された4分割PD8を用いる。この素子は4つのPD(PD_A〜PD_D)が1つのパッケージに2×2の配列で並べられており、それぞれのPDから光−電気変換された電流を検出することができる。この従来例を実現する回路のブロック図の一例を図11に、また、フローチャートの一例を図12に示す。端末2の受光部7では端末1からのパイロット光を4分割PD8で受光し、それぞれのPD_A〜PD_Dから電流を検出し、それぞれの信号を電圧に変換して増幅する(Dir_A〜Dir_D)。
In the light receiving unit 7 of the
端末2のコントロール部9では、図12に示すステップS1〜S3においてマイコン11によりスイッチ12を制御し、信号Dir_A〜Dを順に選択・出力し、増幅後の信号振幅のレベルを直流値として検出してマイコン11に入力する。ステップS4以下では、マイコン11は順に入力されるPD_A〜PD_Dの各受光信号レベルを比較し、それぞれのPD_A〜PD_Dに同等レベルの受光量が得られるようにモータ部10のtilt(垂直)モータ13とpan(水平)モータ14を動かす。
The
ステップS4以下における受光信号レベルの比較手順の一例を挙げると、
(1)PD_AとPD_Dの受光レベルの和とPD_BとPD_Cの受光レベルの和を比較する(ステップS5)。
(2)PD_AとPD_Dの和とPD_BとPD_Cの和が等しければ、tilt方向は4分割PD8の中心にパイロット光が照射されていると考えられる(ステップS5→S9)。
(3)PD_AとPD_Dの和がPD_BとPD_Cの和よりも大きければ、4分割PD8の上側にパイロット光が照射されていると考え、tiltモータ13を動かし4分割PD8を上方向に向ける(ステップS6→S7)。
(4)PD_AとPD_Dの和がPD_BとPD_Cの和よりも小さければ、4分割PD8の下側にパイロット光が照射されていると考え、tiltモータ13を動かし4分割PD8を下方向に向ける(ステップS6→S8)。
(5) パイロット光が4分割PD8の垂直方向の中心に照射されるように上記
手順(2)〜(4)を繰り返す。
(6)同様にpan(水平)方向の調整を行う。PD_AとPD_Bの受光レベル
の和とPD_CとPD_Dの受光レベルの和が等しくなければ、これらを比較する(ステップS9→S10)。PD_AとPD_Bの和とPD_CとPD_Dの和が等しければ、pan(水平)方向は4分割PD8の中心にパイロット光が照射されていると考えられる(ステップS9→処理終了)。
(7)PD_AとPD_Bの和がPD_CとPD_Dの和よりも大きければ、4分割PD8の右側にパイロット光が照射されていると考え、panモータ14を動かし4分割PD8を右方向に向ける(ステップS10→S11)。
(8)PD_AとPD_Bの和がPD_CとPD_Dの和よりも小さければ、4分割PD8の左側にパイロット光が照射されていると考え、panモータ14を動かし4分割PD8を左方向に向ける(ステップS10→S12)。
(9)パイロット光が4分割PD8の水平方向の中心に照射されるように上記手順(6)〜(8)を繰り返す。
An example of a procedure for comparing the light reception signal levels in step S4 and subsequent steps is as follows.
(1) The sum of the light receiving levels of PD_A and PD_D is compared with the sum of the light receiving levels of PD_B and PD_C (step S5).
(2) If the sum of PD_A and PD_D is equal to the sum of PD_B and PD_C, it is considered that the center of the quadrant PD8 is irradiated with pilot light in the tilt direction (steps S5 → S9).
(3) If the sum of PD_A and PD_D is larger than the sum of PD_B and PD_C, it is considered that the pilot light is irradiated above the quadrant PD8, and the
(4) If the sum of PD_A and PD_D is smaller than the sum of PD_B and PD_C, it is considered that the pilot light is irradiated to the lower side of the quadrant PD8, and the
(5) The above procedures (2) to (4) are repeated so that the pilot light is applied to the center in the vertical direction of the
(6) Similarly, adjustment in the pan (horizontal) direction is performed. If the sum of the light receiving levels of PD_A and PD_B is not equal to the sum of the light receiving levels of PD_C and PD_D, they are compared (step S9 → S10). If the sum of PD_A and PD_B is equal to the sum of PD_C and PD_D, it is considered that the center of the quadrant PD8 is irradiated with pilot light in the pan (horizontal) direction (step S9 → end of processing).
(7) If the sum of PD_A and PD_B is larger than the sum of PD_C and PD_D, it is considered that pilot light is irradiated on the right side of the quadrant PD8, and the
(8) If the sum of PD_A and PD_B is smaller than the sum of PD_C and PD_D, it is considered that the pilot light is irradiated on the left side of the quadrant PD8, and the
(9) The above procedures (6) to (8) are repeated so that the pilot light is applied to the center in the horizontal direction of the
上記従来例では、ユーザが容易に設置できるよう、上記光軸調整方法を用い、
自動で光軸調整を行っていたので、モータ・ギアなど機構部品を自動的に動かすための周辺回路、マイコンなどが必要となり、端末が大規模、かつ高価格になっている。
In the above conventional example, the above-mentioned optical axis adjustment method is used so that the user can easily install the optical axis.
Since the optical axis adjustment was performed automatically, peripheral circuits and microcomputers for automatically moving mechanical parts such as motors and gears were required, resulting in large-scale and expensive terminals.
そこで、光軸調整を自動的に行うのではなく手動で行う従来例としては、例えば下記の特許文献1のように、通信相手から送信された光のレベルを検出して表示する方法がある。また、受信レベルを表示や音量で報知する他の従来の方法としては、テレビ受信機の受信アンテナの方向を放送局の送信アンテナに対して調整する場合に用いられているものがある。
しかしながら、特許文献1などのように、受信レベルを単に表示や音量で報知するのみであるので、ユーザは表示レベルを見ても光軸合わせの調整方向がわからず、暗中模索で上下左右方向に光軸を回動する必要があり、なかなか調整が完了しないので、調整作業が煩わしいという問題点がある。
However, as disclosed in
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、光軸調整を行う際に、光軸の上下左右方向の位置ずれがあるか否かを容易に認識することができ、光軸の調整作業を簡単にすることができる光無線伝送システムの光軸調整装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and when performing optical axis adjustment, it is possible to easily recognize whether or not the optical axis is displaced in the vertical and horizontal directions, thereby simplifying the optical axis adjustment work. It is an object of the present invention to provide an optical axis adjustment device of an optical wireless transmission system that can be used.
本発明は上記目的を達成するために、以下の装置を提供するものである。
[1] 光無線伝送システムに用いる光軸調整装置において、
上下左右方向に回動可能な受光面を有し、前記受光面上に上下左右方向にそれぞれ配列された複数の受光素子を備え、光無線による通信相手から送信される光信号を受光する受光器と、
前記複数の受光素子によりそれぞれ受光された光信号の各レベルを検出する検出手段と、
前記複数の受光素子の各々に対応して上下左右方向にそれぞれ配列された位置ずれ表示用の複数の表示素子と、
前記検出手段により検出された各レベルのレベル差の絶対値が所定値より大きいか小さいかに応じて、前記位置ずれ表示用の複数の表示素子の点灯と非点灯とを選択的に切り換えることにより、前記光信号の光軸の上下左右方向の位置ずれが所定の許容範囲内であるか否かを表示するよう制御する制御部とを備えて構成したことを特徴とする光軸調整装置。
[2] 前記位置ずれ表示用の複数の表示素子とは独立した通信可能表示用の表示素子を備え、
前記制御部は、前記検出手段により検出された各レベルのレベル差の絶対値が所定値より小さいとき前記通信可能表示用の表示素子を点灯させるよう制御することを特徴とする上記[1]記載の光軸調整装置。
[3] 前記位置ずれ表示用の複数の表示素子のそれぞれは複数のセグメントに分割され、
前記制御部は、前記検出手段により検出された各レベルのレベル差の絶対値に応じて、前記複数のセグメントの点灯と非点灯とを段階的に切り換えることを特徴とする上記[1]記載の光軸調整装置。
[4] 光無線伝送システムに用いる光軸調整装置において、
上下左右方向に回動可能な受光面を有し、前記受光面上に上下左右方向にそれぞれ配列された複数の受光素子を備え、光無線による通信相手から送信される光信号を受光する受光器と、
前記複数の受光素子によりそれぞれ受光された光信号の各レベルを検出する検出手段と、
前記複数の受光素子の各々に対応して上下左右方向にそれぞれ配列された位置ずれ表示用の複数の表示素子と、
前記検出手段により検出された各レベルのレベル差に応じて、前記位置ずれ表示用の複数の表示素子の点灯と非点灯とを選択的に切り換えることにより、前記光信号の光軸の上下左右方向の位置ずれがあるか否かを表示するよう制御する制御部とを備えて構成したことを特徴とする光軸調整装置。
[5] 前記位置ずれ表示用の複数の表示素子とは独立した通信可能表示用の表示素子を備え、
前記制御部は、前記検出手段により検出された各レベルのレベル差がない場合に前記通信可能表示用の表示素子を点灯させるよう制御することを特徴とする上記[4]記載の光軸調整装置。
The present invention provides the following apparatus to achieve the above object.
[1] In an optical axis adjusting device used for an optical wireless transmission system,
A light receiver having a light receiving surface rotatable in up, down, left, and right directions, comprising a plurality of light receiving elements arranged on the light receiving surface in up, down, left, and right directions, and receiving an optical signal transmitted from a communication partner by optical wireless communication When,
Detecting means for detecting each level of the optical signal received by the plurality of light receiving elements,
A plurality of display elements for position shift display arranged in up, down, left and right directions respectively corresponding to each of the plurality of light receiving elements,
Depending on whether the absolute value of the level difference of each level detected by the detection means is larger or smaller than a predetermined value, the switching between the lighting and non-lighting of the plurality of display elements for displaying the position shift is selectively performed. A control unit for controlling whether or not the positional deviation of the optical axis of the optical signal in the vertical and horizontal directions is within a predetermined allowable range.
[2] a display element for communicable display that is independent of the plurality of display elements for displaying the displacement;
The control device according to [1], wherein the control unit controls to turn on the display element for communicable display when the absolute value of the level difference between the levels detected by the detection unit is smaller than a predetermined value. Optical axis adjustment device.
[3] Each of the plurality of display elements for the displacement display is divided into a plurality of segments,
The control unit according to [1], wherein the control unit switches between lighting and non-lighting of the plurality of segments in a stepwise manner in accordance with an absolute value of a level difference between the levels detected by the detection unit. Optical axis adjustment device.
[4] In an optical axis adjusting device used for an optical wireless transmission system,
A light receiver having a light receiving surface rotatable in up, down, left, and right directions, comprising a plurality of light receiving elements arranged on the light receiving surface in up, down, left, and right directions, and receiving an optical signal transmitted from a communication partner by optical wireless communication When,
Detecting means for detecting each level of the optical signal received by the plurality of light receiving elements,
A plurality of display elements for position shift display arranged in up, down, left and right directions respectively corresponding to each of the plurality of light receiving elements,
By selectively switching between lighting and non-lighting of the plurality of display elements for displaying the positional deviation according to the level difference between the levels detected by the detecting means, the vertical and horizontal directions of the optical axis of the optical signal An optical axis adjusting device, comprising: a control unit configured to display whether or not there is a positional deviation.
[5] a display element for communicable display which is independent of the plurality of display elements for displaying the displacement,
The optical axis adjusting device according to [4], wherein the control unit controls to turn on the display element for the communicable display when there is no level difference between the levels detected by the detection unit. .
以上説明したように本発明によれば、上下左右方向の位置ずれを検出、表示させるようにしたので、光軸の上下左右方向の位置ずれがあるか否かを容易に認識することができ、光軸の調整作業を簡単にすることができる。 As described above, according to the present invention, positional deviation in the vertical and horizontal directions is detected and displayed, so that it is possible to easily recognize whether there is a positional deviation in the vertical and horizontal directions of the optical axis, The adjustment work of the optical axis can be simplified.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1の実施の形態>
図1は本発明に係る光軸調整装置の第1の実施の形態の要部構成を示す斜視図、図2は図1の受発光部を詳しく示す上面図と側面図からなる構成図、図3は本発明に係る光軸調整装置の第1の実施の形態の全体構成を示すブロック図、図4は図3の光軸調整装置の光軸調整を説明するためのフローチャート、図5は図3の光軸調整装置の光軸調整を示す説明図である。
<First embodiment>
FIG. 1 is a perspective view showing a main part configuration of a first embodiment of an optical axis adjusting device according to the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram comprising a top view and a side view showing a light receiving / emitting unit in FIG. 1 in detail. 3 is a block diagram showing the overall configuration of the first embodiment of the optical axis adjusting device according to the present invention, FIG. 4 is a flowchart for explaining the optical axis adjustment of the optical axis adjusting device in FIG. 3, and FIG. It is explanatory drawing which shows the optical axis adjustment of the optical axis adjustment apparatus of No. 3.
図1において、端末15は受発光部16を手動で水平・垂直方向に自由に回動できる機構を備える。この機構では、受発光部16はベース16aに対して手動で垂直方向に回動可能であり、ベース16aは端末15に対して手動で水平方向に回動可能である。また、ベース16aのユーザから見える位置には、ユーザに対して水平・垂直方向の4方向の回動方向を指示するための方向表示LED(以下単にLEDと言うこともある)18が設けられている。 In FIG. 1, the terminal 15 is provided with a mechanism that can freely rotate the light emitting / receiving unit 16 in the horizontal and vertical directions manually. In this mechanism, the light emitting / receiving unit 16 is manually rotatable in the vertical direction with respect to the base 16a, and the base 16a is manually rotatable in the horizontal direction with respect to the terminal 15. At a position visible to the user on the base 16a, a direction indication LED (hereinafter, also simply referred to as an LED) 18 for instructing the user in four horizontal and vertical rotation directions is provided. I have.
図2は受発光部16の構成を詳しく示す上面図と側面図からなる構成図である。基板16b上には相手先端末からのパイロット光を受光するために2×2の2次元に配列された4分割PD17(及び受光レンズ17a)と、相手先端末に送信データ光を出射するための発光素子16c(及び発光レンズ16d)が設けられている。この構成例では、端末15は4分割PD17によりパイロット光、データ光の両方を受光しているが、パイロット光、データ光をそれぞれ別の受光部で受光する構成も考えられる。4分割PD17は、従来の水平・垂直方向に2×2の2次元に配列した配置に対して45度[deg]回転 させて配置する。すなわち、4分割PD17の配列方向は受発光部16の回動方向と一致し、PD_A=上側、PD_B=右側、PD_C=下側、PD_D=左側に配列されている。また、上下左右それぞれの回動方向を示す方向表示LED18は、この例では図1に示すように矢印型で構成されている。
FIG. 2 is a configuration diagram including a top view and a side view showing the configuration of the light receiving / emitting unit 16 in detail. A four-divided PD 17 (and light receiving lens 17a) arranged two-dimensionally in 2 × 2 to receive pilot light from the destination terminal on the substrate 16b, and for emitting transmission data light to the destination terminal The light emitting element 16c (and the light emitting lens 16d) is provided. In this configuration example, the terminal 15 receives both the pilot light and the data light by the 4-
図3において、受光部19の4分割PD17で他端末からのパイロット光を受光し、それぞれのPD_A〜PD_Dから電流を検出し、それぞれの信号を電圧に変換して増幅する部分までは図11の自動調整回路とほぼ同じ構成になっている。端末15のコントロール部20では、上記の増幅された信号をスイッチで切り替えるのではなく、図4に示すステップS11〜S13において、それぞれをさらに増幅、レベル検出し、ステップS14以下ではそのレベルをコンパレータ26、27により比較した結果から、受発光部16を動かす方向を、表示部21の方向表示LED18(22〜25)によってユーザに指示する。
In FIG. 3, the four-divided
ステップS14以下において、それぞれのPD_A〜PD_Dに同等の受光量が得られるように、手動で調整するための手順を以下に示す。
(1)PD_AとPD_Cの受光レベルを比較する(ステップS14)。
(2)PD_Aの受光量がPD_Cの受光量より大きい場合、コンパレータ26の“PD_A>PD_C”を示す出力は“High”となり、上向きを示すLED22が点灯(ON)する(ステップS15でNo→ステップS16でYes→S19、S20)。“PD_A<PD_C”を示す出力は“Low”となり、下向きを示すLED24は点灯しない。
(3)PD_Cの受光量がPD_Aの受光量より大きい場合、コンパレータ26の“PD_A<PD_C”を示す出力は“High”となり、下向きを示すLED24が点灯する(ステップS16でNo→S17、S18)。“PD_A>PD_C”を示す出力は“Low”となり、上向きを示すLED22は点灯しない。
(4)PD_AとPD_Cの受光量が等しい場合、コンパレータの“PD_A>PD_C”及び“PD_A<PD_C”を示す出力は“Low”となり、上下両方のLED22、24は点灯しない(ステップS15でYes)。
(5)PD_BとPD_Dの受光レベルを比較する(ステップS21)。
(6)PD_Bの受光量がPD_Dの受光量より大きい場合、コンパレータ27の“PD_B>PD_D”を示す出力は“High”となり、右向きを示すLED23が点灯する(ステップS22でNo→ステップS23でYes→S24、S25)。“PD_B<PD_D”を示す出力は“Low”となり、左向きを示すLED25は点灯しない。
(7)PD_Dの受光量がPD_Bの受光量より大きい場合、コンパレータ27のPD_B<PD_D”を示す出力は“High”となり、左向きを示すLED25が点灯する(ステップS23でNo→S26、S27)。“PD_B>PD_D”を示す出力は“Low”となり、右向きを示すLED23は点灯しない。
(8)PD_BとPD_Dの受光量が等しい場合、コンパレータの“PD_B>PD_D”及び“PD_B<PD_D”を示す出力は“Low”となり、左右両方のLED23、25は点灯しない(ステップS22でYes→終了)。
(9)したがって、図5に示すようにLED22〜25の表示に従って、ユーザが手動で受発光部16を水平・垂直方向に転向させると、方向を示すLED22〜25がいずれも点灯しない位置で受発光部16を固定することができる。
The procedure for manual adjustment so that the same amount of received light is obtained for each of PD_A to PD_D in step S14 and subsequent steps will be described below.
(1) The light receiving levels of PD_A and PD_C are compared (step S14).
(2) If the amount of light received by PD_A is larger than the amount of light received by PD_C, the output indicating “PD_A> PD_C” of the
(3) When the amount of received light of PD_C is larger than the amount of received light of PD_A, the output indicating “PD_A <PD_C” of the
(4) When the received light amounts of PD_A and PD_C are equal, the outputs indicating “PD_A> PD_C” and “PD_A <PD_C” of the comparator are “Low”, and both the upper and
(5) The light receiving levels of PD_B and PD_D are compared (step S21).
(6) When the amount of light received by PD_B is larger than the amount of light received by PD_D, the output indicating “PD_B> PD_D” of the comparator 27 becomes “High”, and the LED 23 indicating the right direction is turned on (No in step S22 → Yes in step S23). → S24, S25). The output indicating “PD_B <PD_D” becomes “Low”, and the
(7) When the received light amount of PD_D is larger than the received light amount of PD_B, the output indicating PD_B <PD_D of the comparator 27 becomes “High”, and the
(8) When the light receiving amounts of PD_B and PD_D are equal, the outputs indicating “PD_B> PD_D” and “PD_B <PD_D” of the comparator are “Low”, and both the left and
(9) Therefore, as shown in FIG. 5, when the user manually turns the light emitting / receiving unit 16 in the horizontal and vertical directions according to the display of the
以上の手順により、光軸の上下左右方向の位置ずれがあるか否かを容易に認識することができ、光軸調整が容易に可能となる。 With the above procedure, it is possible to easily recognize whether or not the optical axis is displaced in the vertical and horizontal directions, and the optical axis can be easily adjusted.
なお、本実施例では、光軸の上下左右方向の位置ずれがないときLED22〜25を消灯させる構成としているが、逆に、光軸の上下左右方向の位置ずれがないときLED22〜25を点灯させるよう構成してもよい。
In the present embodiment, the
<第2の実施の形態>
第2の実施の形態では、上記第1の実施の形態において通信可能な受光レベルが得られている状態、すなわち光軸が合っている状態で、図6に示すように点灯可視LED28(通信可能表示LED)をユーザから見える位置に設置することにより、光軸調整が終了したことをユーザがより認識し易くなり、調整後に光軸がずれた場合も、ユーザが認識し易くなる。
<Second embodiment>
In the second embodiment, in the state where the communicable light receiving level is obtained in the first embodiment, that is, when the optical axis is aligned, as shown in FIG. By disposing the display LED) at a position visible to the user, it becomes easier for the user to recognize that the optical axis adjustment has been completed, and it is easier for the user to recognize that the optical axis has shifted after the adjustment.
すなわち、第2の実施の形態では、LED22〜25は第1の実施の形態と同様に上下左右方向の各レベルのレベル差の絶対値が所定値より大きい場合はレベル差に応じて選択的に点灯することにより、通信相手から送信される光の光軸に対する上下左右方向の位置ずれを表示し、通信可能表示LED28は、PD_AとPD_Cの受光量が等しいく、かつ、PD_BとPD_Dの受光量が等しい場合には(即ち、上下方向のレベル差の絶対値と左右方向のレベル差の絶対値とが共に所定値以下の場合には)点灯することにより、上下左右方向の位置ずれが所定の許容範囲内であることを表示する。
That is, in the second embodiment, the
<第3の実施の形態>
また、通信に必要な受光レベルに対して、受光レベルに余裕がある場合は、パイロット光を4分割PD17の真中心で受光していなくても、中心に近い位置で受光していれば通信が可能となる。そのため、上記の光軸が合っていることを示すLEDはPD_AとPD_Cの受光レベル差(上下方向のレベル差)、及びPD_BとPD_Dの受光レベル差(左右方向のレベル差)が共に一定範囲内であれば、通信可能表示LED28が点灯するように回路を設定すればよい。第3の実施の形態の回路ブロック図の一例を図7に示す。
<Third embodiment>
In addition, if there is a margin in the received light level with respect to the received light level required for communication, even if the pilot light is not received at the true center of the four-divided
第1の実施の形態の回路と同様、受光部19の4分割PD17で他端末からのパイロット光を受光し、それぞれのPD_A〜PD_Dから電流を検出し、それぞれの信号を電圧に変換して増幅し、コントロール部20では、上記の増幅された信号を、それぞれさらに増幅してレベル検出する。検出された受光レベルの、垂直・水平方向それぞれの差を差動アンプによって検出する。垂直方向(上下方向)の受光レベル差(Dir_A−Dir_C)及び水平方向(左右方向)の受光レベル差(Dir_B−Dir_D)が0の場合の差動アンプの出力をVsh[V]とし、受光レベル差が±r[V]の範囲ならば通信可能な受光レベルが得られている場合の調整の手順を示す。
(1)(Dir_A−Dir_C)>(Vsh+r)[V]、すなわち、PD_Aの受光レベルがPD_Cの受光レベルに対してr[V]以上大きい場合、コンパレータ29は“High”を出力し、上方向を示すLED22が点灯する。
(2)(Dir_A−Dir_C)<(Vsh−r)[V]、すなわち、PD_Aの受光レベルがPD_Cの受光レベルに対してr[V]以上小さい場合、コンパレータ30は“High”を出力し、下方向を示すLED24が点灯する。
(3)(Vsh−r)[V]≦(Dir_A−Dir_C)≦(Vsh+r)[V]、すなわち、PD_A、PD_Cの受光レベルの差がr[V]以下であれば、コンパレータ29、30は“Low”を出力し、LED22、24は点灯しない。
(4)(Dir_B−Dir_D)>(Vsh+r)[V]、すなわち、PD_Bの受光レベルがPD_Dの受光レベルに対してr[V]以上大きい場合、コンパレータ31は“High”を出力し、右方向を示すLED23が点灯する。
(5)(Dir_B−Dir_D)<(Vsh−r)[V]、すなわち、PD_Bの受光レベルがPD_Dの受光レベルに対してr[V]以上小さい場合、コンパレータ32は“High”を出力し、左方向を示すLED25が点灯する。
(6)(Vsh−r)[V]≦(Dir_B−Dir_D)≦(Vsh+r)[V]、すなわち、PD_B、PD_Dの受光レベルの差がr[V]以下であれば、コンパレータ31、32は“Low”を出力し、LED23、25は点灯しない。
(7)(Vsh−r)[V]≦(Dir_A−Dir_C)≦(Vsh+r)[V]、かつ、(Vsh−r)[V]≦(Dir_B−Dir_D)≦(Vsh+r)[V]の場合、すなわち、PD_AとPD_Cの受光レベル差、及びPD_BとPD_Dの受光レベル差が共にr[V]以下ならば、4分割PD17は、ほぼ中心でパイロット光を受光しており、通信可能な受光レベルを得ているため、通信可能を示す通信可能表示LED28が点灯する。
Similarly to the circuit of the first embodiment, the four-divided
(1) When (Dir_A−Dir_C)> (Vsh + r) [V], that is, when the light receiving level of PD_A is larger than the light receiving level of PD_C by r [V] or more, the comparator 29 outputs “High” and the upward direction. Is turned on.
(2) When (Dir_A−Dir_C) <(Vsh−r) [V], that is, when the light receiving level of PD_A is smaller than the light receiving level of PD_C by r [V] or more, the comparator 30 outputs “High”; The
(3) If (Vsh-r) [V] ≦ (Dir_A−Dir_C) ≦ (Vsh + r) [V], that is, if the difference between the light receiving levels of PD_A and PD_C is not more than r [V], the comparators 29 and 30 “Low” is output, and the
(4) When (Dir_B−Dir_D)> (Vsh + r) [V], that is, when the light receiving level of PD_B is higher than the light receiving level of PD_D by r [V] or more, the comparator 31 outputs “High” and moves rightward. Is turned on.
(5) When (Dir_B−Dir_D) <(Vsh−r) [V], that is, when the light receiving level of PD_B is smaller than the light receiving level of PD_D by r [V] or more, the comparator 32 outputs “High”; The
(6) If (Vsh-r) [V] ≦ (Dir_B−Dir_D) ≦ (Vsh + r) [V], that is, if the difference between the light receiving levels of PD_B and PD_D is not more than r [V], the comparators 31 and 32 "Low" is output, and the
(7) When (Vsh-r) [V] ≦ (Dir_A−Dir_C) ≦ (Vsh + r) [V] and (Vsh−r) [V] ≦ (Dir_B−Dir_D) ≦ (Vsh + r) [V] That is, if the difference between the received light levels of PD_A and PD_C and the difference between the received light levels of PD_B and PD_D are both equal to or less than r [V], the four-divided
<第4の実施の形態>
第4の実施の形態では図8に示すように、PD_AとPD_Cの受光レベル差、及びPD_BとPD_Dの受光レベル差を、その差の大きさに応じてより詳細に複数のセグメントに分割された方向表示LED(インジケータ)によって表示することにより、さらにユーザが光軸調整を容易に行うことが可能となる。このインジケータの表示は、多値のデジタル表示でもアナログ表示でもよい。第4の実施の形態の回路ブロック図の一例を図16に示す。
<Fourth embodiment>
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 8, the light reception level difference between PD_A and PD_C and the light reception level difference between PD_B and PD_D are divided into a plurality of segments in more detail according to the magnitude of the difference. Displaying with the direction display LED (indicator) enables the user to further easily adjust the optical axis. The display of this indicator may be a multi-value digital display or an analog display. FIG. 16 shows an example of a circuit block diagram of the fourth embodiment.
第1、第2、第3の実施の形態の回路と同様、受光部19の4分割PD17で他端末からのパイロット光を受光し、それぞれのPD_A〜PD_Dから電流を検出し、それぞれの信号を電圧に変換して増幅し、コントロール部20では、上記の増幅された信号を、それぞれさらに増幅してレベル検出する。検出された受光レベルの、垂直・水平方向それぞれの差を差動アンプによって検出する。4分割PD上のスポットの動きに対し、差動アンプの出力が、図17のグラフに示すように遷移するものとし、垂直方向の受光レベル差(Dir_A−Dir_C)及び水平方向の受光レベル差(Dir_B−Dir_D)が0の場合の差動アンプの出力をVsh[V]とし、PD_AまたはPD_Cのみにビームが入射した場合の差動アンプ出力をVmaxとし、Vmax>Va>Vb>Vcとした場合、受光レベル差が±Vc[V]の範囲ならば通信可能な受光レベルが得られている場合の調整の手順を示す。
(1)(Dir_A−Dir_C)>(Vsh+Va)[V]、すなわち、PD_Aの受光レベルがPD_Cの受光レベルに対してVa[V]以上大きい場合、コンパレータ33、34、35は“High”を出力し、上方向を示すLED22a、b、c、全てが点灯する。ユーザはこの表示を見て、受発光部を上に向けるよう動かす。
(2)(Vsh+Va)[V]≧(Dir_A−Dir_C)>(Vsh+Vb)[V]、すなわち、PD_Aの受光レベルがPD_Cの受光レベルに対してVb[V]以上、Va[V]以下、大きい場合、コンパレータ34、35が“High”を出力し、上方向を示すLED22b、cが点灯し、LED22aは点灯しない。ユーザはこの表示を見て、受発光部を上に向けるよう動かす。
(3)(Vsh+Vb)[V]≧(Dir_A−Dir_C)>(Vsh+Vc)[V]、すなわち、PD_Aの受光レベルがPD_Cの受光レベルに対してVc[V]以上、Vb[V]以下、大きい場合、コンパレータ35が“High”を出力し、上方向を示すLED22cのみが点灯し、LED22a、bは点灯しない。ユーザはこの表示を見て、受発光部を上に向けるよう動かす。
(3)(Vsh+Vc)[V]≧(Dir_A−Dir_C)≧(Vsh−Vc)[V]すなわち、PD_A、PD_Cの受光レベルの差がVc[V]以下であれば、コンパレータ33、34、35、36、37、38は全て“Low”を出力し、LED22a、b、c、及びLED24a、b、cは点灯しない。ユーザはこの表示を見て、光軸の上下方向のずれが所定の許容範囲内に調整されたことを知る。
(4)逆に、(Vsh−Vc)[V]<(Dir_A−Dir_C)≦(Vsh−Vb)[V]、すなわち、PD_Cの受光レベルがPD_Aの受光レベルに対してVc[V]以上、Vb[V]以下、大きい場合、下方向を示すLED24cのみが点灯、(Vsh−Vb)<(Dir_A−Dir_C)≦(Vsh−Va)[V]、すなわち、PD_Cの受光レベルがPD_Aの受光レベルに対してVb[V]以上、Va[V]以下、大きい場合、LED24b、cが点灯、(Vsh−Va)<(Dir_A−Dir_C)、すなわち、PD_Cの受光レベルがPD_Aの受光レベルに対してVa[V]以上大きい場合、下方向を示すLED24a、b、c全てが点灯する。
(5)水平方向に関しても同様の手順で調整を行う。
Similarly to the circuits of the first, second, and third embodiments, the four-divided
(1) When (Dir_A-Dir_C)> (Vsh + Va) [V], that is, when the light receiving level of PD_A is higher than the light receiving level of PD_C by Va [V] or more,
(2) (Vsh + Va) [V] ≧ (Dir_A−Dir_C)> (Vsh + Vb) [V], that is, the light receiving level of PD_A is larger than the light receiving level of PD_C by Vb [V] or more and Va [V] or less. In this case, the
(3) (Vsh + Vb) [V] ≧ (Dir_A−Dir_C)> (Vsh + Vc) [V], that is, the light receiving level of PD_A is larger than the light receiving level of PD_C by not less than Vc [V] and not more than Vb [V]. In this case, the
(3) (Vsh + Vc) [V] ≧ (Dir_A−Dir_C) ≧ (Vsh−Vc) [V] That is, if the difference between the light receiving levels of PD_A and PD_C is Vc [V] or less,
(4) Conversely, (Vsh−Vc) [V] <(Dir_A−Dir_C) ≦ (Vsh−Vb) [V], that is, the light receiving level of PD_C is equal to or more than Vc [V] with respect to the light receiving level of PD_A, If Vb [V] or less, only the LED 24c indicating the downward direction is turned on when it is large, and (Vsh−Vb) <(Dir_A−Dir_C) ≦ (Vsh−Va) [V], that is, the light receiving level of PD_C is the light receiving level of PD_A. If Vb [V] or more and Va [V] or less, the
(5) The adjustment is performed in the same manner in the horizontal direction.
図16のブロック図は電気回路による構成を示したが、同様の処理をマイコンなどのプロセッサで行ってもよい。 Although the block diagram in FIG. 16 illustrates the configuration using the electric circuit, the same processing may be performed by a processor such as a microcomputer.
<第5の実施の形態>
第5の実施の形態では、図示しないが第1〜4の実施の形態において、受光素子として単体のPDを4つ上下左右の方向に配置する。
<Fifth embodiment>
In the fifth embodiment, although not shown, in the first to fourth embodiments, four single PDs are arranged as light receiving elements in up, down, left, and right directions.
次に、第6、第7の実施の形態について説明する。第6、第7の実施の形態では、上下左右方向の位置ずれ表示を、接続された機器のモニタに表示するものである。これは、例えば、図3、図7に示すコントロール部20の出力信号が供給されるオンスクリーン信号生成部を光受信装置に設けるようにする。オンスクリーン信号生成部では、コントロール部20の出力信号に応じて、上記した各実施の形態と同様に表示状態が変化する矢印(図5から図8に示すような矢印)をモニタ上に表示させるためのオンスクリーン信号を生成する。生成したオンスクリーン信号をモニタに供給し、上下左右方向の位置ずれ表示をモニタ上に行う。実施の形態2、3、4と同様、通信可能表示を合わせてモニタ上に行えるようにしてもよい。
Next, sixth and seventh embodiments will be described. In the sixth and seventh embodiments, the display of the positional deviation in the vertical and horizontal directions is displayed on the monitor of the connected device. In this case, for example, an on-screen signal generation unit to which the output signal of the
<第6の実施の形態>
光無線伝送システムのアプリケーションとしてLANを考え、本発明実施例の光無線端末(光受信装置)2aが接続される機器をPC45とした場合、図13のようにPC45のモニタ上に、それぞれの方向の受光レベルを示すインジケータ、さらには、図示していないが、上下左右それぞれの回動方向の情報、通信可能な受光量が得られているか否かの情報などの光軸調整のための情報を示すことにより、ユーザはPC45のモニタを見ながら光無線端末2aの光軸調整が可能となり、光軸調整を手動で容易に行うことができる。
<Sixth Embodiment>
When a LAN is considered as an application of the optical wireless transmission system, and a device to which the optical wireless terminal (optical receiving device) 2a of the embodiment of the present invention is connected is a PC45, as shown in FIG. An indicator indicating the light receiving level of the optical axis, and information for adjusting the optical axis, such as information on the rotational directions of the upper, lower, left and right, and whether or not a communicable light receiving amount is obtained, though not shown. By showing, the user can adjust the optical axis of the
<第7の実施の形態>
光無線伝送システムのアプリケーションとして映像伝送を考える。図14に示すように、チューナーやビデオデッキ・VDRなどの記録装置を映像供給側46、プラズマ・液晶などのパネルを映像表示側47とし、映像供給側にはデータ送信を行う光送信装置48、映像表示側にはデータ受信を行う本発明実施例の光受信装置49を設け、映像供給側46から、映像表示側47へ、映像及び音声信号を、光無線にて伝送する。
<Seventh embodiment>
Consider video transmission as an application of the optical wireless transmission system. As shown in FIG. 14, a recording device such as a tuner or a VCR / VDR is a
このシステムにおいて、光受信装置49に対して、手動で光軸調整を行うものとする。光受信装置49は映像表示側47、即ちモニタに接続されているため、それぞれの方向の受光レベルを示すインジケータ、さらには、図示していないが、上下左右それぞれの回動方向の情報、通信可能な受光量が得られているか否かの情報などの光軸調整のための情報を、図14のようにモニタに表示させる。これにより、ユーザは、モニタに表示された光軸調整のための情報を見ながら、光受信装置49の光軸調整が可能となり、光軸調整を手動で容易に行うことができる。
In this system, it is assumed that the optical axis of the
<第8の実施の形態>
上記各実施の形態において、受発光部はユーザが直接手で回動させるものとしているが、モータなどのアクチュエータにより、回動させることも可能である。即ち、モニタに表示された光軸調整のための情報を見ながら、ユーザがリモコン等により回動方向を指示する指示信号をモータ制御部に供給し、この指示信号に従って、図11に示すようなモータを回転させて受発光部を回動させることも可能である。例えば、光無線システムのアプリケーションとして、第7の実施の形態の映像伝送を考え、図15に示すように、映像表示側47にリモコン受信部50を設ける。リモコン受信部50は光受信装置49本体に設けてもよい。ユーザはモニタに表示される方向指示に従って、リモコン51によって回動方向の指示を出す。リモコン受信部50で受信されたリモコン51からの指示信号により光受信装置49の受発光部を回動させ、光軸調整を行う。リモコンは、光送信装置48と光受信装置49とからなる光無線装置のみを操作するだけではなく、映像表示システムの操作をも行えるものであってもよい。
<Eighth Embodiment>
In each of the above embodiments, the light receiving and emitting unit is rotated directly by the user by hand. However, the light receiving and emitting unit may be rotated by an actuator such as a motor. In other words, the user supplies an instruction signal for instructing the rotation direction with a remote controller or the like to the motor control unit while watching the information for optical axis adjustment displayed on the monitor, and according to the instruction signal, as shown in FIG. It is also possible to rotate the light receiving / emitting unit by rotating the motor. For example, considering the video transmission of the seventh embodiment as an application of the optical wireless system, a
1 光無線端末(親機)
2 光無線端末(子機)
3 データ発光部(親機側)
4 パイロット発光部(親機側)
5 データ受光部(親機側)
6 発光部(子機側)
7 受光部(子機側)
8 4分割PD
9 コントロール部
10 モータ部
11 マイコン
12 スイッチ
13 tiltモータ
14 panモータ
15 端末
16 受発光部
16a ベース
16b 基板
16c 発光素子
16d 発光レンズ
17 4分割PD
17a 受光レンズ
18 方向表示LED
19 受光部
20 コントロール部
21 表示部
22、23、24、25 方向表示LED
22a〜c 方向表示インジケータLED
23a〜c 方向表示インジケータLED
24a〜c 方向表示インジケータLED
25a〜c 方向表示インジケータLED
26、27、29、30、31、32 コンパレータ
28 点灯可視LED(通信可能表示LED)
33〜44 コンパレータ
45 PC
46 映像供給部
47 映像表示部
48 光送信装置
49 光受信装置
50 リモコン受信部
51 リモコン
1 Optical wireless terminal (base unit)
2 Optical wireless terminal (child unit)
3 Data emitting part (master unit side)
4 Pilot light emitting unit (master unit side)
5 Data receiver (master unit side)
6 Light emitting unit (child unit side)
7 Light receiving unit (child unit side)
8 quadrant PD
17a
19
22a-c Direction indicator LED
23a-c Direction indicator LED
24a-c Direction indicator LED
25a-c Direction indicator LED
26, 27, 29, 30, 31, 32 Comparator 28 Lighting visible LED (communicable indication LED)
33-44
46
Claims (5)
上下左右方向に回動可能な受光面を有し、前記受光面上に上下左右方向にそれぞれ配列された複数の受光素子を備え、光無線による通信相手から送信される光信号を受光する受光器と、
前記複数の受光素子によりそれぞれ受光された光信号の各レベルを検出する検出手段と、
前記複数の受光素子の各々に対応して上下左右方向にそれぞれ配列された位置ずれ表示用の複数の表示素子と、
前記検出手段により検出された各レベルのレベル差の絶対値が所定値より大きいか小さいかに応じて、前記位置ずれ表示用の複数の表示素子の点灯と非点灯とを選択的に切り換えることにより、前記光信号の光軸の上下左右方向の位置ずれが所定の許容範囲内であるか否かを表示するよう制御する制御部とを備えて構成したことを特徴とする光軸調整装置。 In an optical axis adjustment device used for an optical wireless transmission system,
A light receiver having a light receiving surface rotatable in up, down, left, and right directions, comprising a plurality of light receiving elements arranged on the light receiving surface in up, down, left, and right directions, and receiving an optical signal transmitted from a communication partner by optical wireless communication When,
Detecting means for detecting each level of the optical signal received by the plurality of light receiving elements,
A plurality of display elements for position shift display arranged in up, down, left and right directions respectively corresponding to each of the plurality of light receiving elements,
Depending on whether the absolute value of the level difference of each level detected by the detection means is larger or smaller than a predetermined value, the switching between the lighting and non-lighting of the plurality of display elements for displaying the position shift is selectively performed. A control unit for controlling whether or not the positional deviation of the optical axis of the optical signal in the vertical and horizontal directions is within a predetermined allowable range.
前記制御部は、前記検出手段により検出された各レベルのレベル差の絶対値が所定値より小さいとき前記通信可能表示用の表示素子を点灯させるよう制御することを特徴とする請求項1記載の光軸調整装置。 A plurality of display elements for the displacement display, and a display element for communication possible display independent of,
2. The control unit according to claim 1, wherein the control unit controls to turn on the display element for the communication enabled display when an absolute value of a level difference between the levels detected by the detection unit is smaller than a predetermined value. Optical axis adjustment device.
前記制御部は、前記検出手段により検出された各レベルのレベル差の絶対値に応じて、前記複数のセグメントの点灯と非点灯とを段階的に切り換えることを特徴とする請求項1記載の光軸調整装置。 Each of the plurality of display elements for the displacement display is divided into a plurality of segments,
The light according to claim 1, wherein the control unit switches between lighting and non-lighting of the plurality of segments in a stepwise manner in accordance with an absolute value of a level difference between the levels detected by the detection unit. Axis adjustment device.
上下左右方向に回動可能な受光面を有し、前記受光面上に上下左右方向にそれぞれ配列された複数の受光素子を備え、光無線による通信相手から送信される光信号を受光する受光器と、
前記複数の受光素子によりそれぞれ受光された光信号の各レベルを検出する検出手段と、
前記複数の受光素子の各々に対応して上下左右方向にそれぞれ配列された位置ずれ表示用の複数の表示素子と、
前記検出手段により検出された各レベルのレベル差に応じて、前記位置ずれ表示用の複数の表示素子の点灯と非点灯とを選択的に切り換えることにより、前記光信号の光軸の上下左右方向の位置ずれがあるか否かを表示するよう制御する制御部とを備えて構成したことを特徴とする光軸調整装置。 In an optical axis adjustment device used for an optical wireless transmission system,
A light receiver having a light receiving surface rotatable in up, down, left, and right directions, comprising a plurality of light receiving elements arranged on the light receiving surface in up, down, left, and right directions, and receiving an optical signal transmitted from a communication partner by optical wireless communication When,
Detecting means for detecting each level of the optical signal received by the plurality of light receiving elements,
A plurality of display elements for position shift display arranged in up, down, left and right directions respectively corresponding to each of the plurality of light receiving elements,
By selectively switching between lighting and non-lighting of the plurality of display elements for displaying the positional deviation according to the level difference between the levels detected by the detecting means, the vertical and horizontal directions of the optical axis of the optical signal An optical axis adjusting device, comprising: a control unit configured to display whether or not there is a positional deviation.
前記制御部は、前記検出手段により検出された各レベルのレベル差がない場合に前記通信可能表示用の表示素子を点灯させるよう制御することを特徴とする請求項4記載の光軸調整装置。 A plurality of display elements for the displacement display, and a display element for communication possible display independent of,
The optical axis adjustment device according to claim 4, wherein the control unit controls to turn on the display element for the communicable display when there is no level difference between the levels detected by the detection unit.
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JP2004039445A JP2004274738A (en) | 2003-02-18 | 2004-02-17 | Collimation device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2020157951A1 (en) * | 2019-02-01 | 2020-08-06 | 株式会社エニイワイヤ | Optical axis adjustment indicator system |
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2004
- 2004-02-17 JP JP2004039445A patent/JP2004274738A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2020157951A1 (en) * | 2019-02-01 | 2020-08-06 | 株式会社エニイワイヤ | Optical axis adjustment indicator system |
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