JP2005192037A - 送受信装置の光軸合せ装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な操作で送受信機の位置決めを行うことができる送受信装置の光軸合せ装置と方法を提供する。
【解決手段】向かい合せに配置された第１および第２の送受信機と、第１の送受信機４０に配設され、第２の送受信機１７に向って起動用光ビーム３３および停止用光ビーム３４を発射する光ビーム発射装置４１と、第２の送受信機に配設され、起動用光ビーム３３を感知したとき駆動信号を出力するスタートセンサ２６と、第２の送受信機に配設され、停止用光ビームを感知したとき停止信号を出力するストップセンサ２９と、第２の送受信機を回動する回動機構１２と、駆動信号により回動機構を駆動させる装置および停止信号により回動機構の駆動を停止させる装置を有する制御機構とを備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、２箇所以上に設置された送受信機の光軸合せを容易に行う送受信装置の光軸合せ装置および方法に関する。

数百ｍ〜数千ｍほど離れた２箇所に、赤外線通信システムの２つの送受信機を向かい合わせに配置し、両送受信機間で通信を行うといったことが実現している。この場合に、対向する両送受信機どうしがそれぞれ相手方の送受信機に向けて、赤外線を正確に発射できるように位置決めすることが必要になる。
従来、この位置決めをする際には、一方から相手方に信号を送信し、相手方から応答信号が返ってくるのを検出して送受信レベルの最適化を計ったり、また、双眼鏡等で予め大まかに送受信機の向きを確認し、その後、望遠レンズ等を備えた照準機を利用して送受信機の正確な向きを調整するようにしていた（特許文献１）。
特開平９−２６８４０号公報

ところで、上記した従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。すなわち、一方から相手方に信号を送信し、相手方から応答信号が返ってくるのを検出して送受信レベルの最適化を計る方法は、時間がかかり効率的でない。また、双眼鏡や望遠レンズ等を持つ照準機を利用する方法は、その操作に非常に高度な技術を必要とし、また、両送受信機の各設置箇所でそれぞれ無線で連絡をとりながら位置修正作業を行わなければならず、調整技能を有する２名以上の人手を要していた。

本発明は、上記の点に着目してなされたもので、１人でも簡単な操作で、向かい合う２台の送受信機の位置決めを行うことができる送受信装置の光軸合せ装置と方法を提供することを目的とする。

本発明は次の構成により上記課題を解決する。

〈構成１〉
向かい合せに配置された第１および第２の送受信機と、上記第１の送受信機に配設され、上記第２の送受信機に向って起動用光ビームおよび停止用光ビームを発射する光ビーム発射装置と、上記第２の送受信機に配設され、上記起動用光ビームを感知したとき起動信号を出力するスタートセンサと、上記第２の送受信機に配設され、上記停止用光ビームを感知したとき停止信号を出力するストップセンサと、上記第２の送受信機を回動する回動機構と、上記起動信号により上記回動機構を起動させる装置および上記停止信号により上記回動機構の駆動を停止させる装置を有する制御機構とを備えたことを特徴とする送受信装置の光軸合せ装置。

光ビーム発射装置から発射される起動用光ビームは、起動信号を含む赤外光ビームである。スタートセンサは起動用光ビームを受光すると、制御機構に起動信号を出力する。停止用光ビームは、送受信機を回動させて光軸合せができると、ストップセンサにより検出される。ストップセンサは、停止用光ビームを検出すると停止信号を出力する。回動機構は起動信号により起動させられて停止信号により停止する。したがって、作業者は一方の送受信機側から他方の送受信機に向けて起動用光ビームを発射するだけでよい。すなわち、向かい合せに配置された２つの送受信機の一方側において、１人の作業者でも光軸合せを行うことができる。

〈構成２〉
構成１に記載の送受信装置の光軸合せ装置において、上記第２の送受信機に、上記停止用光ビームを透過させ、かつ開口向きが回動面に対してほぼ直交する方向に向いたスリットおよび上記スタートセンサを配設したスリット板と、上記ストップセンサを配設し、かつ上記スリットを透過した上記停止用光ビームを受光するセンサ板とを適当間隔を置いて配置したセンサ箱を付設したことを特徴とする送受信装置の光軸合せ装置。

第１の送受信機に対面する側にスリット板を配置し、その後方にセンサ板を配置する。センサ箱のスリット板とセンサ板との間は遮蔽されて暗所とされていることが好ましいが、必ずしも完全な暗所でなくともよい。すなわち、スリットから透過した光ビームがセンサ板に投射されたとき、ストップセンサがそれを実質的に感知できればよい。第２の送受信器とスリットとストップセンサとが直線上に並んだときにスリットを透過した前記停止用光ビームがストップセンサに検出されるから、正確に光軸合せができる。また、開口向きが回動面に対してほぼ直交する方向に向いたスリットを使用するとよい。こうすれば、スリットが光ビームを横切ったとき、必ず光ビームがストップセンサに入射する。

〈構成３〉
構成１又は２に記載の送受信装置の光軸合せ装置において、上記第２の送受信機を支承する架台と上記架台を水平面で回動する回転軸とを設け、上記回転軸を上記回動機構に連結したことを特徴とする送受信装置の光軸合せ装置。

送受信機を、架台を介して水平面で回動する機構である。

〈構成４〉
構成１に記載の送受信装置の光軸合せ装置において、上記第２の送受信機に、上記停止用光ビームを透過させるスリットおよび上記スタートセンサを配設したスリット板と、上記ストップセンサを配設し、かつ上記スリットを透過した上記停止用光ビームを受光するセンサ板とを適当間隔を置いて配置したセンサ箱の２つを、各スリット板のスリットの開口向きが異なるように付設し、一方のセンサ箱のスタートセンサおよびストップセンサからの信号出力により上記第２の送受信機を水平面で回動駆動する第１の回動機構と、他方のセンサ箱のスタートセンサおよびストップセンサからの信号出力により上記第２の送受信機を垂直面で回動駆動する第２の回動機構とを設けたことを特徴とする送受信装置の光軸合せ装置。

１つの送受信機に、２つのセンサ箱を、各スリット板のスリットの開口向きが異なるように設けて、送受信機を水平面と垂直面の両面で回動できるようにしたものである。

〈構成５〉
構成１ないし４のいずれかに記載の送受信装置の光軸合せ装置において、上記第２の送受信機に、上記停止用光ビームを、上記他方の送受信機の所定位置に配置したストップセンサで受信したとき、上記第１の送受信機に対して軸合せ完了通知を送信する発光体を付設したことを特徴とする送受信装置の光軸合せ装置。

発光体としては、例えば、インタフェースを介して駆動される発光素子を使用する。その光信号は、適当なパターンで点滅する信号であって、向かい合せに配置された送受信機側のオペレータが肉眼で認識できるようなものであることが好ましい。第１の送受信機側に待機しているオペレータは軸合せ制御の終了を認識すると光ビームの送信を停止させる。

〈構成６〉
一方の送受信機側から、対向する他方の送受信機に向って起動用光ビームを発射し、上記起動用光ビームを、上記他方の送受信機の所定位置に配置したスタートセンサで受信したとき、上記他方の送受信機が回動を開始し、次いで、上記一方の送受信機側から上記他方の送受信機に向って停止用光ビームを発射し、上記停止用光ビームを、上記他方の送受信機の所定位置に配置したストップセンサで受信したとき、上記他方の送受信機が回動を停止するようにすることを特徴とする送受信装置の光軸合せ方法。

上記送受信装置の光軸合せ装置等を使用して光軸合せを実施する方法である。

以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。

図１は実施例１の光軸合せを行う送受信装置を示す図である。
図１において、１００ｍ〜２０００ｍほど離れた２箇所に、赤外線通信システムの２つの送受信機１７、４０が向かい合わせに配置されている。送受信機１７、４０は、それぞれ送信機３１、４２と受信機３２、４３を内蔵している。一方の送受信機４０の上に、他方の送受信機１７に向って起動用光ビーム３３および停止用光ビーム３４（図５）を発射する光ビーム発射装置４１が付設されている。他方の送受信機１７の上には、起動用光ビーム３３および停止用光ビーム３４を感知する機能を備えたセンサ箱１８が付設されている。

図２、図３は他方の送受信機１７およびその上に設置されたセンサ箱１８等を、それぞれ正面および側面から示している。
これらの図において、送受信機１７は架台１４により支承されている。架台１４は、送受信機１７の両側面を支える腕部１５と回転軸１３を有するスタンド１１を備えており、回転軸１３を中心として水平面で回転するように構成されている。スタンド１１には設置するときに使用する取付ボルト挿入孔が設けられている。

回転軸１３の下部は回動機構１２を介してスタンド１１に結合されている。この回動機構１２は、周知の歯車伝動装置やこれを駆動する電動モータ等を備え、あるいは周知の歯車伝動装置を手動の回動駆動力により回転軸１３、すなわち架台１４を水平面で回動するように構成されている。架台１４の回動により、それに装着された送受信機１７も同時に水平面で回動するようにされている。

図４はセンサ箱１８の説明図である。図４に示すように、センサ箱１８は、前述した光ビーム発射装置４１から発射された停止用光ビームを透過させるスリット２５およびスタートセンサ２６を配設したスリット板２７と、ストップセンサ２９を配設し、かつスリット２５を透過した停止用光ビーム３４を受光するセンサ板２８とを適当間隔を置いて配置してなるものである。スリット２５の開口の向きは垂直方向にされている。

スリット２５とストップセンサ２９とは、対向する位置、すなわち、スリット板２７の正面よりスリット２５を見たとき、スリット板２７を通してストップセンサ２９が見える位置にそれぞれ対向配置されている。スリット板２７とセンサ板２８との間は板体により包囲されて暗所とされている。

スタートセンサ２６は光ビーム発射装置４１から発射される起動用光ビーム３３を感知したとき駆動信号を出力し、ストップセンサ２９は光ビーム発射装置４１から発射される停止用光ビーム３４を感知したとき停止信号を出力するものである。

図２に示す回動機構１２は、センサ箱１８のスタートセンサ２６から出力される駆動信号を受信したときスイッチオンされて架台１４を回動し、ストップセンサ２９から出力される停止信号を受信したときスイッチオフされて架台１４の回動を停止するようにされている。センサ箱１８と回動機構１２は、リード線２２により通信可能に接続されている。
センサ箱１８と回動機構１２の間には、スタートセンサ２６から出力される駆動信号により回動機構１２を駆動させる装置と、ストップセンサ２９から出力される停止信号により回動機構１２の駆動を停止させる装置とを有する制御機構が設けられている。

次に、上記した装置の使用状況を、図１、図５、図６で説明する。
先ず、図１に示すように、向かい合せに配置された２台の送受信機１７、４０のうち、第１の送受信機４０に付設された光ビーム発射装置４１から、対向する第２の送受信機１７に向って起動用光ビーム３３を発射する。この起動用光ビーム３３をセンサ箱１８のスリット板２７のスタートセンサ２６が受信したとき、回動機構１２が駆動されて送受信機１７が回動を開始する。送受信機１７の回動開始の際は、送受信機１７が一旦、始動位置まで回動し、そこから回動を開始するようになる。このときは、起動用光ビーム３３の発射は停止している。

次いで、光ビーム発射装置４１から対向する送受信機１７に向って停止用光ビーム３４が発射される。このとき、送受信機１７が所定の状態から変位していて他の送受信機４０と光軸が合わない状態となっている場合にはセンサ箱１８が図５に示される状態となる。すなわち、図５に示すように、スリット板２７のスリット２５を通過した停止用光ビーム３４は、センサ板２８に到達してもその照射面３５がストップセンサ２９に合致していない。

ところが、停止用光ビーム３４がスリット板２７に照射した状態で送受信機１７と共にセンサ箱１８が回動しているため、停止用光ビーム３４の照射面３５が、図６に示すように、ストップセンサ２９に合致するようになる。このとき、ストップセンサ２９が停止用光ビームを感知して停止信号を出力し、回動機構１２を動作して送受信機１７の回動を瞬時に停止させる。起動用光ビーム３３はスタートセンサ２６に読み取らせる起動信号を含む赤外光ビームであるが、停止用光ビーム３４は何の信号も含まれていない赤外光ビームでよい。

図７は、実施例２の送受信機を正面からみた図、図８は同送受信機に付設されたセンサ箱を示す図である。
この実施例は、図７に示すように、１つの送受信機１７に、２つのセンサ箱１８Ａ、１８Ｂを設けて、送受信機１７を水平面および垂直面の両面で回動できるようにしたものである。図７には図４に示した構造と同一部分には同一符号を付している。

図７において、送受信機１７は、その両側面に配された回転軸３０と腕部１５を介して架台１４に支承され、回転軸３０を中心として垂直面で回転できるようにされている。回転軸３０には回動機構１６が結合されている。回動機構１６は、周知の歯車伝動装置やこれを駆動する電動モータ等を備え、あるいは周知の歯車伝動装置を手動の回動駆動力により回転軸３０を回動するものである。センサ箱１８Ｂと回動機構１６は、リード線２１により通信可能に接続されている。
架台１４は、前述したように、送受信機１７の両側面を支える腕部１５と回転軸１３を有するスタンド１１を備えており、回転軸１３を中心として回転するように構成されている。回転軸１３は回動機構１２に結合されている。

図８において、２つのセンサ箱１８Ａ、１８Ｂは、それぞれスリット２５Ａ、２５Ｂおよびスタートセンサ２６Ａ、２６Ｂを配設したスリット板２７Ａ、２７Ｂと、ストップセンサ２９Ａ、２９Ｂを配設したセンサ板２８Ａ、２８Ｂとを適当間隔を置いて配置してなるものであり、図４に示したセンサ箱１８と同一機能を有している。また、スリット２５Ａとストップセンサ２９Ａ、スリット２５Ｂとストップセンサ２９Ｂも、図４に示したセンサ箱１８と同様にそれぞれ同一位置に対向配置されている。

この実施例においては、２つのセンサ箱１８Ａ、１８Ｂは、各スリット板２７Ａ、２７Ｂのスリット２５Ａ、２５Ｂの開口向きが異なるようにして配置されている。すなわち、スリット２５Ａの開口向きは垂直方向とされ、スリット２５Ｂの開口向きは水平方向とされている。

上記した装置では、センサ箱１８Ａに起動用光ビーム３３を発射して実施例１と同様の動作が行われて回転軸１３が回動し水平面での光軸合せを行う。この水平面での光軸合せを行った後に、上下方向の光軸外れが生じている場合には、センサ箱１８Ｂに向けて起動用光ビーム３３を発射して垂直面での光軸合せを行う。

この垂直面での光軸合せには、前述した水平面での光軸合せとほぼ同様の動作が行われる。すなわち、センサ箱１８Ｂに光ビーム発射装置４１から起動用光ビーム３３を発射する。この起動用光ビーム３３をスタートセンサ２６Ｂで受信したとき、回動機構１６が駆動して回転軸３０を回転させ、送受信機１７を垂直面で回動させる。次いで、光ビーム発射装置４１から停止用光ビーム３４を発射する。この停止用光ビーム３４を、ストップセンサ２９Ｂで受信したとき、直ぐに回動機構１６の駆動を止め回転軸３０を介して送受信機１７の回動を停止するようにする。

図９は上記の装置の動作制御用回路例を示すブロック図である。
この回路は、装置内部の任意の箇所に組み込まれる。上記の実施例で説明したような装置は見通しのよいところに設置されるから、様々な光信号が外部から入射する。そこで、装置の誤動作を防ぐために、スタート信号が入射したときのみ装置が起動するように設計してある。スタートセンサ２６はこの起動制御のためのセンサである。その出力信号は、インタフェース４１を介して起動信号検出手段４３に入力するように構成されている。

なお、起動用光ビーム３３と停止用光ビーム３４というように区別をしたのは装置の誤動作を防止するためである。例えば、向かい合せに配置された送受信機から、軸合せを要求するための信号として、他の信号と区別できるような光ビームが受信できればよい。その光ビームを受信して動作を開始し、自動的に動作を終了すればよい。この実施例では、向かい合せに配置された送受信機から、軸合せ制御のために起動用光ビーム３３と停止用光ビーム３４を兼ねた所定の光ビームが送信される例を説明する。

ストップセンサ２９は軸合せ制御のためのセンサである。その出力信号は、インタフェース４２を介して停止用光ビーム検出手段４４に入力するように構成されている。回動制御手段４５は、回動制御のための演算処理を実行するコンピュータプログラムである。図９に示す各手段は、いずれもコンピュータに所定の動作を実行させるコンピュータプログラムである。回動制御手段４５には、水平回転ドライバ４６と、垂直回転ドライバ４７を介して、モータ４８、４９が接続されている。モータ４８は水平回転機構を駆動するための、例えばステッピングモータである。モータ４９は垂直回転機構を駆動するための、同様のステッピングモータである。

以上の構成の回路において、スタートセンサ２６からインタフェース４１を介して一定のパターンの起動信号が受け入れられたとき、起動信号検出手段４３は、起動指示を回動制御手段４５に出力する。回動制御手段４５は、水平回転ドライバ４６と、垂直回転ドライバ４７とに回転範囲を指定するためのデータを送信する。いずれも、上死点と下死点を指定する数値データでよい。次に、先ず、水平回転機構を駆動するモータ４８が、水平回転機構を上死点と下死点間で首振り式に回動させる。ストップセンサ２９により停止用光ビーム３４が検出されると、その出力信号は、インタフェース４２を介して停止用光ビーム検出手段４４に入力する。

その後、停止用光ビーム検出手段４４が回動制御手段４５に停止信号を送出する。この時点で、水平方向の光軸合せが完了するから、回動制御手段４５は、モータ４８の動作を停止させる。続いて、垂直回転機構を駆動するモータ４９を起動する。モータ４９は、垂直回転機構を上死点と下死点間で首振り式に回動させる。ストップセンサ２９により停止用光ビーム３４が検出されると、その出力信号は、インタフェース４２を介して停止用光ビーム検出手段４４に入力する。その後、停止用光ビーム検出手段４４が回動制御手段４５に停止信号を送出する。これで、水平方向と垂直方向の光軸合せが完了したから、回動制御手段４５は、モータ４８の動作を停止させる。

最後に、回動制御手段４５は、インタフェース５１を介して発光素子５２を駆動して、向かい合せに配置された送受信機に対して軸合せ完了通知を送信する。その光信号は、適当なパターンで点滅する信号であって、向かい合せに配置された送受信機側のオペレータが肉眼で認識できるようなものであることが好ましい。オペレータは軸合せ制御の終了を認識すると光ビームの送信を停止させる。起動信号検出手段４３の出力が停止すると、回動制御手段は全ての制御動作を終了させる。その後再度起動信号が入力するまで、この回路は動作をしない。

以上のような制御により、装置は、起動用光ビーム３３により動作を起動すると、自動的に光軸合せを実行して、処理完了と同時に自動的に動作を停止する。したがって、光軸合せのための作業が１人でもできるようになる。また、簡単に迅速に動作するので、調整作業全般の効率化を図ることができる。

実施例１の軸合せを行う送受信装置を示す説明図。 同装置を示す正面図。 同装置を示す側面図。 同装置のセンサ箱の内容例を示す説明図。 同装置の具体的な動作例の説明図。 同装置の具体的な動作例の説明図。 実施例２の送受信装置を示す正面図。 同装置のセンサ箱の内容例を示す説明図。 同装置の動作制御用回路例を示すブロック図。

符号の説明

１１ スタンド、１２ 回動機構、１３ 回転軸、１４ 架台、１６ 回動機構、１７ 送受信機、１８ センサ箱、２５ スリット、２６ スタートセンサ、２７ スリット板、２８ センサ板、２９ ストップセンサ、３０ 回転軸、３１ 送信機、３２ 受信機、３３ 起動用光ビーム、３４ 停止用光ビーム、４１ 光ビーム発射装置

Claims (6)

1. 向かい合せに配置された第１および第２の送受信機と、
   前記第１の送受信機に配設され、前記第２の送受信機に向って起動用光ビームおよび停止用光ビームを発射する光ビーム発射装置と、
   前記第２の送受信機に配設され、前記起動用光ビームを感知したとき起動信号を出力するスタートセンサと、
   前記第２の送受信機に配設され、前記停止用光ビームを感知したとき停止信号を出力するストップセンサと、
   前記第２の送受信機を回動する回動機構と、
   前記起動信号により前記回動機構を起動させる装置および前記停止信号により前記回動機構の駆動を停止させる装置を有する制御機構とを備えたことを特徴とする送受信装置の光軸合せ装置。
2. 請求項１に記載の送受信装置の光軸合せ装置において、
   前記第２の送受信機に、
   前記停止用光ビームを透過させ、かつ開口向きが回動面に対してほぼ直交する方向に向いたスリットおよび前記スタートセンサを配設したスリット板と、前記ストップセンサを配設し、かつ前記スリットを透過した前記停止用光ビームを受光するセンサ板とを適当間隔を置いて配置したセンサ箱を付設したことを特徴とする送受信装置の光軸合せ装置。
3. 請求項１又は２に記載の送受信装置の光軸合せ装置において、
   前記第２の送受信機を支承する架台と前記架台を水平面で回動する回転軸とを設け、前記回転軸を前記回動機構に連結したことを特徴とする送受信装置の光軸合せ装置。
4. 請求項１に記載の送受信装置の光軸合せ装置において、
   前記第２の送受信機に、
   前記停止用光ビームを透過させるスリットおよび前記スタートセンサを配設したスリット板と、前記ストップセンサを配設し、かつ前記スリットを透過した前記停止用光ビームを受光するセンサ板とを適当間隔を置いて配置したセンサ箱の２つを、各スリット板のスリットの開口向きが異なるように付設し、
   一方のセンサ箱のスタートセンサおよびストップセンサからの信号出力により前記第２の送受信機を水平面で回動駆動する第１の回動機構と、他方のセンサ箱のスタートセンサおよびストップセンサからの信号出力により前記第２の送受信機を垂直面で回動駆動する第２の回動機構とを設けたことを特徴とする送受信装置の光軸合せ装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の送受信装置の光軸合せ装置において、
   前記第２の送受信機に、
   前記停止用光ビームを、前記他方の送受信機の所定位置に配置したストップセンサで受信したとき、前記第１の送受信機に対して軸合せ完了通知を送信する発光体を付設したことを特徴とする送受信装置の光軸合せ装置。
6. 一方の送受信機側から、対向する他方の送受信機に向って起動用光ビームを発射し、
   前記起動用光ビームを、前記他方の送受信機の所定位置に配置したスタートセンサで受信したとき、前記他方の送受信機が回動を開始し、
   次いで、前記一方の送受信機側から前記他方の送受信機に向って停止用光ビームを発射し、
   前記停止用光ビームを、前記他方の送受信機の所定位置に配置したストップセンサで受信したとき、前記他方の送受信機が回動を停止するようにすることを特徴とする送受信装置の光軸合せ方法。

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