JP2005229253A - Spatial light transmission apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は空間光伝送装置に関する。特に広範囲な光追尾領域を有し、長距離の空間光伝送に好適な空間光伝送装置に関する。 The present invention relates to a spatial light transmission apparatus. In particular, the present invention relates to a spatial light transmission apparatus having a wide light tracking region and suitable for long-distance spatial light transmission.
従来、空間光伝送通信では、送光される通信光が受光部から外れて通信がとぎれないようにするため、送光側の通信光を光捕捉追尾している。このような光捕捉追尾では風や振動による装置の方向ずれ、位置ずれはもちろんのこと、装置が移動体に設置されている場合にも対応できる広範囲な追尾領域を備えることが求められている。また、光伝送距離が長くなると、わずかの入射角度ずれでも受光範囲から外れ通信がとぎれることになるが、そのような長距離でも確実に追尾し、通信を再開できるようにすることが強く求められている。
そのため、例えば特許文献1には、追尾領域を広範囲に設定するために、通信光源を拡散光に設定して送信し、相手側が拡散された通信光源を捕捉して初期光軸調整を行った後、送信側でも初期光軸調整を行い、その後、双方の拡散通信光を集束光に変換して通信を行う追尾式光無線通信装置が記載されている。
また、特許文献2には、相手側の距離を距離測定手段で測定し、距離に合わせ送信側通信光の拡散光をビーム拡がり角自動偏向手段で制御し、追尾時の受信側の光量不足や、通信時に振動による通信のとぎれが発生しないような拡がり角に自動設定している光空間伝送装置が記載されている。
Therefore, for example, in
In
しかしながら、上記のような従来の空間光伝送装置には、以下のような問題があった。
光捕捉追尾を行う場合においては、入射通信光の光束の入射角度検出を行うために、光束が受光部の光学系の光軸に対して検出可能な所定の入射角度内に入射する必要がある。特に互いに通信を行っていない光捕捉の初期においては、おおよその方向に送受信装置の光軸を向け合うため、受光部に対する入射角度が広い範囲でばらつくことを考慮して、射出する光束の射出範囲、射出角度を大きくしなければならない。
一方、光束の射出範囲、射出角度を大きくすると、単位面積当たりの光強度は距離の2乗に反比例するから、距離が離れるにしたがって受光部の受光光量が急激に減少するものである。
特許文献1に記載の技術では、1つの光源による通信光を捕捉追尾用光と兼用している。そのため、いったん通信光の放射範囲、放射角度を広げて初期追尾した後、光通信を行う。このとき、通信に必要な光量を確保するために、光束の拡がり角を狭め通信用に最適の光束径とするものである。
その結果、通信中に互いの位置が比較的大きく移動したり、外乱により光軸ずれが発生したりするときには、光捕捉追尾できなくなり通信が不能となる可能性があるという問題がある。
また特許文献2に記載の技術では、相手側までの距離を測定し、送信光の広がり角を設定することにより振動などにより通信のとぎれが発生しないようにしているから、相手側の受信部よりかなり大きな光束径とされる。
その結果、長距離になるにしたがって受光部における光量が急激に低下し、空間光通信が不安定になる可能性があるという問題がある。
一方、光源の光量を増大させて受信部での光量を確保することも考えられるが、例えばレーザ安全規格などの光量規制を満足できなくなる可能性があるという問題がある。
However, the conventional spatial light transmission apparatus as described above has the following problems.
When performing light capturing and tracking, in order to detect the incident angle of the light flux of incident communication light, the light flux must be incident within a predetermined incident angle that can be detected with respect to the optical axis of the optical system of the light receiving unit. . Especially in the initial stage of light capture when they are not communicating with each other, the optical axis of the transmitter / receiver is directed in the approximate direction, so that the incident angle with respect to the light receiving unit varies in a wide range, and the emission range of the emitted light beam The injection angle must be increased.
On the other hand, when the emission range and the emission angle of the light beam are increased, the light intensity per unit area is inversely proportional to the square of the distance, so that the amount of light received by the light receiving unit decreases rapidly as the distance increases.
In the technique described in
As a result, there is a problem that when the positions of each other move relatively large during communication or the optical axis shift occurs due to disturbance, light capture and tracking cannot be performed and communication may become impossible.
In the technique described in
As a result, there is a problem that the amount of light in the light-receiving unit decreases rapidly as the distance increases, and spatial light communication may become unstable.
On the other hand, it is conceivable to increase the amount of light from the light source to secure the amount of light at the receiver, but there is a problem that it may not be possible to satisfy the light amount regulation such as laser safety standards.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、比較的長距離かつ広範囲の領域で光捕捉追尾することができ、例えば通信開始前などに広範囲の初期光捕捉を容易に行うことができる空間光伝送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, and can capture and track light over a relatively long distance and in a wide area. For example, it can easily capture a wide range of initial light before starting communication. It is an object of the present invention to provide a spatial light transmission device that can be used.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、通信光を外部に送光する送光部と外部からの入射光束を受光する受光部とを有し、略対向する位置に少なくとも一対をなして配置されたときに所定角度内で入射する通信光を互いに受光可能とした空間光伝送装置であって、前記受光部に設けられ、前記所定角度より大きい角度範囲で前記入射光束の入射角度検出が可能とされた入射角度検出手段と、前記送光部の送光方向に向けて、前記所定角度より大きい角度範囲内に光を射出する複数光源を含んだ追尾用光源部と、前記入射角度検出手段により検出された前記外部からの入射光束の入射角度に応じて、前記受光部および送光部の光軸の方向を制御する光軸制御手段とを備える構成とする。
この発明によれば、追尾用光源部から射出される光が、通信光の受光可能な所定角度範囲より大きな角度範囲に射出される。つまり追尾用光源部から送光部の送光方向に向けて射出される光が全体として送光部から射出される通信光の射出角範囲より大きい範囲を覆うことができる。一方、受光時には、外部からそのような所定角度範囲より大きな角度範囲に入射された光の入射角度ずれを入射角度検出手段により検出することが可能である。
したがって、本装置を略対向する位置に配置すれば、通信光が光捕捉されない角度ずれがある場合でも、追尾用光源部から射出された光を光捕捉し、角度ずれを検出することができる。
そして、対向側の追尾用光源部から射出された光の入射角度に応じて光軸制御手段により入射角度ずれが低減するように受光部および送光部の光軸の方向を互いに制御することにより、初期光捕捉追尾を行うことができる。それから光軸制御手段により、追尾用光源部から射出された光の射出角範囲内にある通信光を探査し、通信光を光捕捉追尾することができる。それにより、通信光による高精度な精追尾に移行し、対向方向における送光部、受光部の対向姿勢を維持し、安定して通信光を送受光(送受信)できる。
In order to solve the above-described problem, in the invention described in
According to this invention, the light emitted from the tracking light source unit is emitted in an angle range larger than the predetermined angle range in which the communication light can be received. That is, it is possible to cover a range in which the light emitted from the tracking light source unit in the light transmission direction of the light transmission unit is larger than the emission angle range of the communication light emitted from the light transmission unit as a whole. On the other hand, at the time of receiving light, it is possible to detect the incident angle deviation of the light incident from the outside in an angle range larger than the predetermined angle range by the incident angle detecting means.
Therefore, if this apparatus is disposed at a substantially opposite position, even when there is an angle shift where the communication light is not captured, the light emitted from the tracking light source unit can be captured and the angle shift detected.
Then, by controlling the directions of the optical axes of the light receiving unit and the light transmitting unit so that the incident angle deviation is reduced by the optical axis control means according to the incident angle of the light emitted from the tracking light source unit on the opposite side Initial light capture and tracking can be performed. Then, the communication light within the emission angle range of the light emitted from the tracking light source unit can be searched by the optical axis control means, and the communication light can be captured and tracked. Thereby, it shifts to high-precision fine tracking by communication light, maintains the opposing posture of the light transmitting unit and the light receiving unit in the opposing direction, and can transmit and receive (transmit / receive) communication light stably.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の空間光伝送装置において、前記追尾用光源部が、該追尾用光源部から射出する光の広がり角を制御する広がり角制御手段を備える構成とする。
この発明によれば、広がり角制御手段により、追尾用光源部から射出する光の広がり角を制御することができるので、その広がり角を可変して、射出角の範囲内で適宜距離にある追尾対象を追尾用光源部から射出する光により覆うことができるから、射出角の範囲内で追尾対象を確実に照射することができる。その結果、追尾対象側ではその光を確実に光捕捉することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the spatial light transmission device according to the first aspect, the tracking light source unit includes a divergence angle control unit that controls a divergence angle of light emitted from the tracking light source unit. And
According to the present invention, the divergence angle control means can control the divergence angle of the light emitted from the tracking light source unit, so that the divergence angle can be varied and tracking at an appropriate distance within the range of the emission angle. Since the target can be covered with the light emitted from the tracking light source unit, the tracking target can be reliably irradiated within the range of the emission angle. As a result, the light can be reliably captured on the tracking target side.
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の空間光伝送装置において、前記広がり角制御手段が、前記複数光源の光軸方向に移動可能に設けられたパワーを有する光学素子からなる構成とする。
この発明によれば、光学素子を複数光源の光軸方向に移動することにより、追尾用光源部から射出される光の広がり角が可変される。そのため複数光源の広がり角を一括して可変することができ、迅速かつ効率的に追尾用光源部から射出される光の広がり角を可変することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the spatial light transmission device according to the second aspect, the divergence angle control means comprises an optical element having power provided to be movable in the optical axis direction of the plurality of light sources. And
According to this invention, the spread angle of the light emitted from the tracking light source unit is varied by moving the optical element in the optical axis direction of the plurality of light sources. Therefore, the spread angles of a plurality of light sources can be varied at once, and the spread angles of light emitted from the tracking light source unit can be varied quickly and efficiently.
請求項4に記載の発明では、請求項1〜3のいずれかに記載の空間光伝送装置において、前記追尾用光源部の複数光源の一部を順次点滅させることにより、前記追尾用光源部から射出する光が順次点滅されるようにした構成とする。
この発明によれば、複数光源の一部を順次点滅させることにより、それに応じて追尾用光源部から射出される光が順次点滅され、一定周期のうちに射出される光が全部点滅される。したがって、一定周期で射出角の範囲が追尾用光源部から射出される光により走査される。そのため、その光を入射光束として光捕捉追尾を行う場合、一定周期ごとに光捕捉追尾動作を行うことにより、全部点灯したときと同等の光捕捉追尾を行うことができるものである。また、全部同時に点灯すると光量が安全規格を満たさなくなるといった場合にも、このように分割して点灯することにより安全規格を満たすようにすることができる。
その結果、同時に点灯される光源の光強度を低減した状態で比較的広範囲に追尾用光源部からの光を射出することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the spatial light transmission device according to any one of the first to third aspects, by sequentially flashing a part of the plurality of light sources of the tracking light source unit, the tracking light source unit The emitted light is configured to blink sequentially.
According to the present invention, by sequentially flashing a part of the plurality of light sources, the light emitted from the tracking light source unit is flashed sequentially, and all the light emitted within a certain period is flashed. Therefore, the range of the emission angle is scanned with light emitted from the tracking light source unit at a constant period. Therefore, when performing light capture and tracking using the light as an incident light beam, light capture and tracking can be performed in the same manner as when all light is turned on by performing a light capture and tracking operation at regular intervals. In addition, when all the lights are turned on at the same time, the light quantity does not satisfy the safety standard, the light can be divided and lit in this way so that the safety standard can be satisfied.
As a result, it is possible to emit light from the tracking light source unit over a relatively wide range in a state where the light intensity of the light sources that are turned on simultaneously is reduced.
本発明の空間光伝送装置によれば、光捕捉追尾を行うための光を複数光源により、広い範囲に射出でき、広範囲に射出することで射出面積あたりの光強度が低下することがないので、比較的長距離かつ広範囲の領域で光捕捉追尾することが可能となり、その結果、広範囲で初期光捕捉を容易に行うことができるという効果を奏する。 According to the spatial light transmission device of the present invention, light for performing light capturing and tracking can be emitted in a wide range by a plurality of light sources, and the light intensity per emission area does not decrease by emitting in a wide range. Light capture and tracking can be performed over a relatively long distance and in a wide area. As a result, there is an effect that initial light capture can be easily performed over a wide area.
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なおすべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
本発明の実施形態に係る空間光伝送装置について説明する。
図1(a)は、本発明の実施形態に係る空間光伝送装置の概略構成について説明するための模式説明図である。図1(b)は、図1におけるA視の部分側面図である。図2は、本発明の実施形態に係る追尾用光源部の概略構成を説明するための光軸方向断面における模式説明図である。図3は、本発明の実施形態に係る追尾用光源部の光束が投影される様子を説明する光軸に直交する断面における模式説明図である。
なお、これらの図において、見易くするために光束の傾き角、広がり角を誇張して描いている(以下同様)。また、以下では、図2、3において方向を簡潔に表すため共通のXYZ右手直角座標系を参照する場合がある。Z軸正方向は光軸10上を光束が進む方向に一致され、Y軸正方向は送受光装置1の鉛直上向き方向に一致されるものとする。
本実施形態に係る送受光装置1(空間光伝送装置)の概略構成は、筐体18、ジンバルステージ44(光軸制御手段)、ビーコン光形成ユニット2(追尾用光源部)、送受光光学系11、可動ミラー34(光軸制御手段)、ビームスプリッタ12a、12b、12c、レーザ光源13、受光器17、粗追尾用位置検出部14、精追尾用位置検出部15、入射角度検出手段41からなる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, even if the embodiments are different, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
A spatial light transmission apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1A is a schematic explanatory diagram for explaining a schematic configuration of a spatial light transmission apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is a partial side view as viewed from A in FIG. FIG. 2 is a schematic explanatory diagram in a cross section in the optical axis direction for explaining a schematic configuration of the tracking light source unit according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic explanatory view in a cross section orthogonal to the optical axis for explaining a state in which the light beam of the tracking light source unit according to the embodiment of the present invention is projected.
In these drawings, the tilt angle and the spread angle of the light beam are exaggerated for easy viewing (the same applies hereinafter). In the following, a common XYZ right-handed rectangular coordinate system may be referred to in order to express directions in FIGS. It is assumed that the positive Z-axis direction coincides with the direction in which the light beam travels on the
The schematic configuration of the light transmission / reception device 1 (spatial light transmission device) according to the present embodiment includes a
筐体18は、後述する各部材を一体に保持する保持部材と外装部材とを兼ねた部材であり、例えば、箱形などの適宜形状とされている。そして、図1(a)の図示左側に適宜の形状・大きさで光束を透過する開口部19を備え、対向する側に位置する他の送受光装置から射出される光束を筐体18内に導くことができるようになっている。
The
ジンバルステージ44は、筐体18を2軸方向に姿勢制御可能に保持する移動機構であり、垂直回転駆動部44aおよび水平回転駆動部44bが支持台44c上に保持され、垂直回転駆動部44aと水平回転駆動部44bとの移動量を制御するための駆動制御手段44dを備えてなる。
水平回転駆動部44bと垂直回転駆動部44aは、それぞれ鉛直軸回りの回転と水平軸回りの所定角の回転とが可能とされ、それぞれの回転角制御可能な機構(不図示)、例えば制御モータ、アクチュエータ、静電モータなどにより駆動可能とされる。
駆動制御手段44dは、入射角度検出手段41が生成する駆動制御信号100に基づき、垂直回転駆動部44a、水平回転駆動部44bの回転駆動量を算出して、所定の回転駆動を行うための手段である。
The
The horizontal
The
ビーコン光形成ユニット2は、複数の光源Ln(n=0、1、…、k−1、ただしk≧2)により所定の射出角範囲に複数のビームBn(n=0、1、…、k−1、ただしk≧2)を射出するための光源ユニットである。以下では、ビームBnをまとめてビーコン光B(追尾用光源部から射出する光)と称する(図1参照)。本実施形態では、後述する送受光光学系11の外周側を略等分する位置に3ユニットが設けられている。
ビーコン光形成ユニット2の概略構成は、図1、2に示したように、ビーコン光光源部5(複数光源)、投影光学系4(パワーを有する光学素子)および光源駆動制御手段3からなる。
ビーコン光光源部5は、平面上に所定間隔でk個の光源Lnを配列してなる。
光源Lnは、例えば半導体レーザ、気体レーザなどの放射光を適宜の光ファイバ、アパーチャ、光学系などにより適宜の光束径に整形して拡散光等として放射できるように構成したものや、LED光源などを採用することができる。光源Lnの波長は、波長λLとされる。
The beacon
As shown in FIGS. 1 and 2, the schematic configuration of the beacon
Beacon
The light source L n is configured such that, for example, a radiated light such as a semiconductor laser or a gas laser can be radiated as a diffused light after being shaped into a suitable light beam diameter by a suitable optical fiber, aperture, optical system, or the like. Etc. can be adopted. Wavelength of the light source L n is the wavelength lambda L.
投影光学系4は、ビーコン光光源部5から射出された光に所定の広がり角を持たせ、所定位置で所定大きさの光束径を有するビームBnとし、光源Lnの位置、姿勢に応じた複数方向に射出するためのものである。符号10は、投影光学系4の光軸を示す。図2において、光軸10と、ビーコン光光源部5の中心に位置する光源L0の光軸とは一致されている。
投影光学系4の構成は、パワーを有する光学素子または光学素子群からなる。光学素子としては、例えば、レンズ、レンズアレイ、フレネルレンズ、曲面ミラー、パワーを有するプリズム、DOE(Diffractive Optical Element、回折光学素子)、ホログラムなどが採用できる。
本実施形態では、光軸10上での配置位置を可変できるようにした焦点距離fの正パワーを有する可動レンズを採用している。
The projection
The configuration of the projection
In the present embodiment, a movable lens having a positive power with a focal length f that can change the arrangement position on the
光源駆動制御手段3は、ビーコン光光源部5に対して、各光源Lnに選択的に電圧を供給して点滅制御を行う。また、投影光学系4の光軸10に対する傾き角を可変するとともに、光軸10に沿う方向に投影光学系4を移動させることができるようになっている。例えば、図示しないが、回転ステージやアクチュエータなどの直動移動機構を組み合わせ、それらをモータ駆動するなどの手段が採用できる。
The light source
送受光光学系11は、対向する他の送受光装置との間で、波長λC(ただし、波長λLとは異なる)を有する通信光50を送受光するための適宜の角倍率を有する光学系である。送受光光学系11は、本装置の送光部と受光部とを兼ねている。本実施形態における概略構成は、通信光50を集光するための凹面反射鏡11aと、凹面反射鏡11aで集光された光束を結像するパワーを有する反射素子11bと、反射素子11bで結像されてから拡散する光束を略平行光束に集光するレンズ11dからなる。
そして、外部から送受光光学系11の光軸51に対して入射角度θを持って入射する略平行光束の通信光50を(θ×角倍率)とし、角倍率に応じた光束径に縮径された略平行光束として出射する実質的なアフォーカル光学系が構成される。送受光光学系11では、レンズ11dの像側には射出瞳が形成される。なお光軸51と各光軸10とは略平行に配置される。凹面反射鏡11aには、反射素子11bで反射される光束を透過させるために開口11cが設けられている。
なお、送受光光学系11は、空間光伝送に使用可能な光学系であれば、これ以外の構成によってもよいことは言うまでもない。
The light transmitting / receiving
Then,
Needless to say, the light transmission / reception
可動ミラー34は、レンズ11dの像側に形成される射出瞳の近傍に配置され、送受光光学系11から像側に進む略平行光束を偏向し、光軸の方向を制御するためのものである。そして、可動ミラー制御手段34aにより、偏向角が制御される。可動ミラー34としては、例えば、ガルバノミラー、光MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)などが採用できる。
The
ビームスプリッタ12a、12b、12cは、可動ミラー34の中立位置における軸上主光線が波長に応じて分岐するように、物体側から像側に向けてこの順位配置された光路分岐手段である。例えば、ハーフミラー面、偏光反射面、波長選択フィルタ面などの光分岐面を有するビームスプリッタプリズム、平行平面板などが採用できる。
ビームスプリッタ12aは、例えば波長選択フィルタ面とし、通信光50を略100%透過し、外部から入射したビーコン光を略100%反射するように構成されている。そして、ビームスプリッタ12aにおける軸上主光線の分岐方向には、集光レンズ14a、受光器14bなどからなり、入射光束の粗追尾を行うための粗追尾用位置検出部14が設けられる。
このようにビームスプリッタ12aを波長選択フィルタ面とした場合、粗追尾に外部から入射したビーコン光が用いられ、通信光50は粗追尾には使用されないので、通信光50の光量損失を低減することができるという利点がある。
The
The
When the
ビームスプリッタ12bは、例えば、通信光50のうちの一部を反射させその他の部分を透過させるように構成されている。そして、ビームスプリッタ12bにおける軸上主光線の分岐方向には、集光レンズ15a、受光器15bなどからなり、少なくともμradオーダの精追尾を行うための精追尾用位置検出部15が設けられる。
ビームスプリッタ12cは、通信光50を透過させ、分岐方向から入射するレーザ光源13から射出される光束を反射させるよう構成されている。そして、ビームスプリッタ12cにおける軸上主光線の分岐方向には、レーザ変調駆動手段13aにより変調された平行なレーザ光を射出するレーザ光源13が配置される。
The
The
受光器14b、15bは、例えば4分割PD、位置検出受光器(PSD)、撮像素子(CCD)など、受光面の光束の中心位置を検出できる受光器からなり、通信光50の入射角度または可動ミラー34の偏向角により中立軸からずれた光束の受光面上の位置を検出し、それぞれ検出信号102、103を入射角度検出手段41に出力できるようになっている。本実施形態では、受光器14bに粗追尾用としてCCD、受光器15bに精追尾用として4分割PDを用いている。
The
入射角度検出手段41は、粗追尾用位置検出部14、精追尾用位置検出部15から出力される検出信号102、103を演算して、受光面での位置ずれ量ならびに光束の入射角度ずれに換算するための手段である。
そして、粗追尾用位置検出部14により検出される比較的大きな角度ずれに応じて、角度ずれを低減する方向にジンバルステージ44を駆動するための駆動制御信号100を駆動制御手段44dに出力できるようになっている。
また精追尾用位置検出部15により検出される比較的小さな角度ずれに応じて、角度ずれを低減する方向に可動ミラー34の偏向角を可変する偏向角制御信号101を可動ミラー制御手段34aに出力できるようになっている。
The incident angle detection means 41 calculates the detection signals 102 and 103 output from the rough tracking
A
Further, a deflection
集光レンズ16は、ビームスプリッタ12a、12b、12cを透過した略平行光束を集光する光学素子である。
受光器17は、集光レンズ16で集光された光束を受光し、その光束が通信光50であるとき、適宜の情報信号として取り出すために光電変換を行うためのものである。光電変換された情報信号の伝送経路および処理回路などを備えることは言うまでもないが、周知のことなので説明を省略する。
また受光器17は、通信光を伝送する光ファイバの端面であってもよい。この場合光電変換をする必要がないので、部品点数を減らすことができ、コストを低減することができる。
The condensing
The
The
以上に説明した構成において、送受光光学系11、集光レンズ16、受光器17は、送受光装置1の受光部をなすものである。また、送受光光学系11、ビームスプリッタ12c、レーザ光源13、レーザ変調駆動手段13aは、送受光装置1の送光部をなすものである。
In the configuration described above, the light transmission / reception
次にビーコン光形成ユニット2の動作について図2を参照して説明する。ここで、図2(図1(b)、図4(a)、(b)、(c)も同様)は、角度(長さの比)を誇張して描いている。実際には、hn、hmの長さに対して、t1、t2の長さは十分長いものとする。
図2に示したように、ビーコン光光源部5上の各光源Lnは、光源駆動制御手段3により点灯されると投影光学系4に向けて光軸10に平行な方向に拡散光を放射する。
例えば、投影光学系4の物体側主平面が光源部2から距離fにある時、各光束は、像側焦点を通過する平行光束として射出される。例えば光軸10からY軸方向の最外部の高さ(−hm)に位置する光源Lmから放射された光束は、投影光学系4からビームBmとして射出され、焦点を通り、光軸10に対して角度αだけ傾斜する方向に進む。ここでαは次式の関係を満足する。
hm=f・tanα ・・・(1)
そして、光源部2から距離t1(t2)に位置する平面S1(S2)上のY軸方向の像高H1m(H2m)の位置に、スポットs1m(s2m)が照射される。ここで、
H1m=(t1−f)・tanα ・・・(2)
H2m=(t2−f)・tanα ・・・(3)
である。
Next, the operation of the beacon
As shown in FIG. 2, each light source L n on the beacon
For example, when the object-side principal plane of the projection
h m = f · tan α (1)
Then, the spot s 1m (s 2m ) irradiates the position of the image height H 1m (H 2m ) in the Y-axis direction on the plane S 1 (S 2 ) located at the distance t 1 (t 2 ) from the
H 1m = (t 1 −f) · tan α (2)
H 2m = (t 2 −f) · tan α (3)
It is.
この場合、ビームBmは平行光束となり、スポットs1m、s2mのスポット半径r1m、r2mは等しくなる。そして、図3(a)、(b)に示したように、各光源Lnの配列ピッチに応じて、スポットが平面S1、S2に分布する。
例えば、平面S1上では、各スポットs1nが互いに隣接して平面S1をほとんど覆うように分布する。このように、本実施形態では、(2・H1m×2・H1m)の面積を有する略矩形領域に角度±αの範囲の光束が分布する。角度θx=2・αは、X軸回りの射出角範囲を表す。同様に図示しないが、Y軸回りの射出角範囲は、角度θy=2・αである。
In this case, the beam B m becomes a parallel light beam,
For example, on the plane S 1 , the spots s 1n are distributed adjacent to each other so as to almost cover the plane S 1 . As described above, in the present embodiment, the luminous flux in the range of the angle ± α is distributed in a substantially rectangular region having an area of (2 · H 1m × 2 · H 1m ). The angle θ x = 2 · α represents an emission angle range around the X axis. Similarly, although not shown, the exit angle range around the Y axis is an angle θ y = 2 · α.
一方、平面S2上では、各スポットs2nが互いに離れて分布するので、平面S1におけるより広い(2・H2m×2・H2m)の面積を有する略矩形領域に角度±αの範囲の光束が分布する。そこで、ビーコン光光源部5の光源Lnの密度を上げることにより、スポットsp(図3(b)のドット模様ハッチング参照)でそれらの間を覆うようにすることもできる。またビーコン光形成ユニット2は、複数配置されているので重ね合わせによりそれらの間を覆うようにすることもできる。
この場合、このスポットspを点灯する光源Lp(不図示)を光源駆動制御手段3で点滅制御することにより、スポットを投影する対象物の距離に応じて点灯する光源の量を可変できるようにしてもよい。
On the other hand, since the spots s 2n are distributed apart from each other on the plane S 2 , the range of the angle ± α in a substantially rectangular area having a larger area (2 · H 2m × 2 · H 2m ) on the plane S 1 . The luminous flux is distributed. Therefore, by increasing the density of the light source L n of the beacon
In this case, by lighting control of the light source L p (not shown) to light this spot s p by the light source drive control means 3, it can be varied amount of light to be turned on in accordance with the distance to the object to project the spot It may be.
また、光源駆動制御手段3は、投影光学系4の光軸方向の位置と光軸に対する傾き角を制御できるので、光束の広がり角を可変でき、光軸に直交する平面上のスポット径を適宜可変できる。
図4(a)、(b)、(c)は、投影光学系4、ビーコン光光源部5の位置、姿勢を可変した場合の、光軸方向の一断面での光束の様子を示す模式光路図である。図4(A)、(B)、(C)は、それぞれ図4(a)、(b)、(c)に対応して光軸に直交する平面上(図4(a)、(b)、(c)の右側面方向)に形成されるスポット径分布を一方向について示した模式説明図である。
Further, since the light source drive control means 3 can control the position of the projection
FIGS. 4A, 4B, and 4C are schematic optical paths showing the state of light flux in one section in the optical axis direction when the position and orientation of the projection
図4(a)、(A)に示した例は、投影光学系4とビーコン光光源部5との距離を距離d1(ただし、d1<f)として、すべての光束径を距離に応じて均一に拡径するようにした場合である。この場合、射出角(2・α)の範囲にj本の光束が配列されるとすれば、例えば、1本の広がり角を、(2・α/j)とすることにより、任意の距離で図3(a)のように所定領域内をスポットで覆うことができる。これにより、図2を用いて説明した隙間を覆うようにすることができる。
実際には、大気ゆらぎなどにより平行光を射出しても、出射径よりも大きくなる。そのため複数の光束が重なって受光素子に入射することになる。その場合は、受光素子における入射光位置の重心を求める機能を入射角度検出手段41に持たせ、入射方向を算出してもよい。また、投影光学系4を移動させて、光束が重ならないようにすることもできる。
In the example shown in FIGS. 4A and 4A, the distance between the projection
Actually, even if parallel light is emitted due to atmospheric fluctuations, it becomes larger than the emission diameter. Therefore, a plurality of light beams overlap and enter the light receiving element. In that case, the incident
図4(b)、(B)に示した例は、投影光学系4とビーコン光光源部5との距離を距離d2(ただし、d2>f)として、すべての光束径を距離に応じて均一に縮径するようにした場合である。この場合、結像面よりも物体側の平面上では、遠距離であっても面積当たりの光強度が低下しない光束を投影することができる。
図4(c)、(C)に示した例は、ビーコン光光源部5を光軸10に対して角度Ψだけ傾斜させ、光軸に直交する平面内でスポット径を可変するようにした例である。例えば、光源が投影光学系4に対してfよりも近づいたビームBjでは比較的大きなスポットsBjが形成され、その反対のビームBiでは比較的小さなスポットsBiが形成される。
なお、以上では簡単のために、光軸を含む一断面の光路図とそれに対応する一方向のスポット径の変化を例にとって説明したが、実際には、ビーコン光光源部5は2次元的に配列され、スポット径も2次元的に変化する。上記の説明をこのような2次元に拡張して理解することは容易である。
In the example shown in FIGS. 4B and 4B, the distance between the projection
In the example shown in FIGS. 4C and 4C, the beacon
For the sake of simplicity, the optical path diagram of one cross section including the optical axis and the change of the spot diameter in one direction corresponding thereto have been described as an example. However, in reality, the beacon
本実施形態によれば、このような操作を適宜組み合わせることにより、ビーコン光Bを形成するビームBnを発散光、平行光、集束光に適宜変換することができる。そして、適宜位置の平面上での光束径や光束間の隙間を制御することができる。その結果、所定の射出角の範囲でそれぞれ適宜の光強度分布を有するビーコン光Bを形成することができる。
そのため、追尾対象までの距離に応じて光束径を可変したり、例えば大気揺らぎなど環境によるノイズがある場合にS/N比が向上するように光束径を可変したりすることができる。したがって、1つの装置で長距離用、短距離用、悪環境用などの複数の状況に応じた汎用性の高い装置を構成することができるという利点がある。
According to the present embodiment, by appropriately combining these operations, the beam Bn forming the beacon light B can be appropriately converted into divergent light, parallel light, and focused light. Then, it is possible to control the light beam diameter and the gap between the light beams on a plane at an appropriate position. As a result, it is possible to form beacon light B having an appropriate light intensity distribution within a predetermined emission angle range.
Therefore, the beam diameter can be varied according to the distance to the tracking target, or the beam diameter can be varied so that the S / N ratio is improved when there is environmental noise such as atmospheric fluctuation. Therefore, there is an advantage that a highly versatile apparatus can be configured according to a plurality of situations such as for long distance, for short distance, and for adverse environments with one apparatus.
次に、2つの送受光装置1を互いに対向させて空間光伝送システムを形成した場合の光捕捉追尾制御動作について説明する。
図5は、本発明の実施形態に係る送受光装置を組み合わせた空間光伝送システムの動作を説明するための模式説明図である。なお、以下では特に断らない限り、図中の部材などに付加された添字A(B)は、その部材などが送受光装置1A(B)に属することを必要に応じて明示するために用いる。それらの個々の構成は、上記に添字なしで説明している場合はそれと同じなので説明は省略する。
Next, the light capture and tracking control operation when the spatial light transmission system is formed with the two light transmitting /
FIG. 5 is a schematic explanatory diagram for explaining the operation of the spatial light transmission system in which the light transmitting / receiving device according to the embodiment of the present invention is combined. In the following, unless otherwise specified, the subscript A (B) added to the member in the figure is used to clearly indicate that the member belongs to the light transmitting /
空間光伝送システム30は、上記に説明した送受光装置1と同様の構成を有する送受光装置1A、1Bを、それぞれの開口部19を対向させて距離Lだけ離間して配置してなる。それぞれからは、レーザ光源13により略平行光束である通信光50A、50Bが射出される。距離Lは非常に大きいため、各通信光50は拡径して、対向する側の開口部19の開口径よりも大きく広がる。
各送受光光学系11において、粗追尾用位置検出部14で検出可能な入射半画角(所定角度)はβA、βBである。一方、各送受光装置1に3台設けられたビーコン光形成ユニット2の光軸10から計った射出角は、角度±αA、±αB(ただし、αA>βA、αB>βB)とされる。
例えば、可動ミラー34が中立位置で通信を行っていた状態から送受光装置1Aが外乱などを受けて光軸51Aがずれたり、送受光光学系11Aからの出射角度がずれたりする場合を考える。このとき送受光光学系11Bに入射する通信光50Aが、光軸51Bに対して角度δAだけ角度ずれを起こすとする。
The spatial
In each transmission / reception
For example, consider a case where the
δA<βBの場合、角度δAは、送受光光学系11に入射可能で、粗追尾用位置検出部14の検出可能な入射角度範囲にある。ビーコン光BAは、送受光光学系11に入射して中立位置にある可動ミラー34で偏向され、ビームスプリッタ12a、12bを透過した光束が粗追尾用位置検出部14、精追尾用位置検出部15に入射する。通信光50Aは、ビームスプリッタ12aを透過し、ビームスプリッタ12bで分岐され、精追尾用位置検出部15に入射しているので、入射角度検出手段41により入射角度が検出される。
ここで精追尾用位置検出部15で検出可能な入射角度範囲の場合や、あらかじめ設定されている入射角度範囲である場合は、可動ミラー34を制御して通信光50Aが受光器17に入射するようにする。上記以外の時は、粗追尾用位置検出部14からの検出信号により入射角度検出手段41にて、入射角度を検出し、駆動制御手段44dに伝えることにより、ジンバルステージ44を制御し、光軸51Bを入射方向に向ける。
なお、ジンバルステージ44のみで通信光50Aを受光器17に入射させることもできるが、ジンバルステージ44の精度が粗く、入射させることができないなどの場合、精追尾用位置検出部15の検出信号103により可動ミラー34が駆動され、光束が受光器17の中心に入射するように制御される(図1参照)。したがって、通信光50Aは、受光器17に入射され、通信が再開される。
以上の説明では、送受光装置1Aが送信側、送受光装置1Bが受信側としたが、互いに同様の送受信機能を備えるので、互いに同じ工程を行って、通信を再開することができる。
In the case of δ A <β B , the angle δ A can be incident on the light transmission / reception
Here, in the case of the incident angle range detectable by the fine
Note that the
In the above description, the light transmission /
一方、δA≧βBの場合、ビーコン光BAは角度δAの大きさによっては、粗追尾用位置検出部14に入射しない。
そこで、このような場合や、通信開始時における初期光捕捉方法について説明する。
ビーコン光形成ユニット2Aから射出されたビーコン光BAは、角度(2・αA)の範囲内に広がり、通信光50Aよりも十分大きく広がっている。なお、図1、2において、ビーコン光B、BA、BBの光束の広がり角度は誇張して大きく描かれているが、適宜必要な角度に設定できる。また光束間の隙間も適宜設定できるものである。ビーコン光BAのうちいずれかの光束が開口部19に確実に入射するためには、光束間の隙間は少なくとも開口部19の大きさより狭く設定することが好ましい。
On the other hand, when δ A ≧ β B , the beacon light B A does not enter the rough
In this case, an initial light capturing method at the start of communication will be described.
The beacon light B A emitted from the beacon
まずビーコン光BAが検出されない場合、ジンバルステージ44を走査してビーコン光BAを探査する。送受光装置1Aも送受光装置1Bからのビーコン光BBを粗追尾用位置検出部14で受光できない場合は同様にジンバルステージ44を走査する。
送受光装置1A、1Bが互いにジンバルステージ44により走査を行い、ビーコン光BA、BBのうちいずれかのビームが他方の粗追尾用位置検出部14に入射する。粗追尾用位置検出部14は、そのうちの1つのビームBnを捕捉すると、その光軸と光軸10Bが略一致するようにジンバルステージ44を制御する。互いにこの動作を行うことにより、通信光50Aが精追尾用位置検出部15で検出されるようになり、精追尾用位置検出部15に制御を移行する。以降は、δA<βBの場合と同様である。
このようにして、通信光50Aが捕捉された後、通信光50Aを変調して通信を開始する。
ここで、粗追尾をジンバルステージ44で行い精追尾を可動ミラー34で行うとしたが、条件が揃えば粗追尾を可動ミラー34で、精追尾をジンバルステージとすることもできる。
First, when the beacon light B A is not detected, the
The light transmitting /
Thus, after the
Here, the rough tracking is performed by the
このように本実施形態では、ビーコン光形成ユニット2により比較的広範囲の入射角度ずれがあっても対向する送受光装置により光捕捉追尾できるから、迅速かつ容易に光軸合わせをすることができるとともに安定した通信が実現できる。
その際、ビーコン光形成ユニット2を、複数光源を含み、通信光より広い射出角を有する構成とするので、比較的光強度の小さい光源であっても単位面積当たりの光強度を落とすことなく、比較的広範囲に射出することができるから、広範囲かつ高精度の光捕捉追尾を行うことができる。
また、通信光50を初期光捕捉追尾に用いないので、通信光50の広がり角を可変制御する必要がなく、通信のために最適な広がり角を固定して保持することができる。そのため、通信光の光量変化、ばらつきなどが低減されるとともに、光捕捉追尾から通信開始までの時間を短縮することができるという利点がある。
また、このような光捕捉追尾制御は、通信開始前の初期光捕捉追尾に限ることなく、通信中に大きな外乱により通信光50が捕捉できなくなった場合にも適用できる。したがって、仮に通信中に通信光50同士の間で追尾しきれなくなっても、ただちにビーコン光Bによる粗追尾を行い通信の断絶を回復できるから、安定した通信を維持できるという利点がある。
As described above, in this embodiment, even if there is a relatively wide range of incident angle deviation by the beacon
At that time, since the beacon
In addition, since the
Such light capture and tracking control is not limited to initial light capture and tracking before the start of communication, and can also be applied to cases where
次に、本実施形態における第1変形例について説明する。
本変形例は、上記実施形態と同一の構成により、光源駆動制御手段3の制御を変更した例である。すなわち、上記の実施形態ではビーコン光形成ユニット2の光源Lnが同時点灯することにより、比較的広範囲に射出角を有する追尾光を形成したが、本変形例では、光源駆動制御手段3によりこれらの光源Lnの一部を順次点滅制御する。それにより、全射出角の範囲を所定時間T内で走査するようにしたものである。
点滅する単位は適宜の単位でよく、隣接する光源Ln同士をまとめて点滅してもよいし、ランダムに点滅してもよい。
そして、送光側を送受光装置1A、受光側を送受光装置1Bとすれば、これらの光捕捉追尾制御は、時間T毎に段階的に行われる。送受光装置1Aでは、ビーコン光形成ユニット2を時間T内で、光源Lnの点滅制御を行う。一方、送受光装置1Bでは、初期に光捕捉するまでは、任意の動作により入射光束を探査するが、いったん光束の入射を検出すると、例えば時間(2・T)周期で制御動作を行う。
つまり光束を捕捉してから時間Tの間に、入射角を検出しその量に応じたジンバルステージ44、可動ミラー34などの制御を行い、この間、入射角度検出は停止する。そして、次の時間Tの間に、新たに移動した位置でいずれかのタイミングで光束が入射するのを待つ。これらを繰り返すことにより上記実施形態と実質的に同様の光捕捉追尾を行う。
Next, a first modification of the present embodiment will be described.
This modification is an example in which the control of the light source drive control means 3 is changed by the same configuration as the above embodiment. That is, by the light source L n of the beacon
Well unit flashes in units of appropriate may be flashing together adjacent light sources L n each other may flash randomly.
If the light transmission side is the light transmission /
That is, during the time T after capturing the light beam, the incident angle is detected, and the
本変形例によれば、同時に点灯する光源Lnの数を低減できるので、例えばレーザ安全規格などの要請により、光源Lnの全体総光量が規制されている場合でも、同時に点灯する光源Lnの数を適宜設定することで規制に対応ができる。したがって、射出角の範囲を広くするために全体光量が大きくなっても、レーザ安全規格などに抵触しない追尾用光源部とすることができる。 According to this modification, since it is possible to reduce the number of light sources L n to be turned simultaneously, for example, the request such as a laser safety standards, even if the overall total amount of the light source L n is restricted, the light source L n to be turned simultaneously It is possible to comply with the regulations by appropriately setting the number. Therefore, even if the total light quantity is increased in order to widen the range of the emission angle, it is possible to provide a tracking light source unit that does not conflict with laser safety standards.
次に、本実施形態に係る第2変形例について説明する。
図6は、本発明の実施形態の第2変形例に係る光源について説明するための斜視説明図、W−W断面図およびこの光源により投影される光束径の様子を説明する模式説明図である。
本変形例は、上記の実施形態のビーコン光光源部5に代えてビーコン光光源部20を用いたものである。
ビーコン光光源部20は、ビーコン光光源部5が平面上に光源Lnが配置されるのに対して、少なくとも一方向に湾曲した光源保持部20a上に複数の光源20bを配置したものである。
Next, a second modification according to the present embodiment will be described.
FIG. 6 is a perspective explanatory view for explaining a light source according to a second modification of the embodiment of the present invention, a WW sectional view, and a schematic explanatory view for explaining a state of a light beam diameter projected by this light source. .
In this modification, a beacon
Beacon
図6(b)に図6(a)のW−W断面図を示したように、光源保持部20aの湾曲に沿って配置された光源20bは、光軸10に平行な方向に拡散光を放射するが、光源保持部20aの湾曲量に応じて、投影光学系4との距離が異なり、図示のように光軸10から離れるほど投影光学系4との距離が近づく場合は、図6(B)に示したように光軸10上のビームB0により最小の光束径を有するスポットs0が形成され、光軸10から最も離れたビームBi、Bjによりそれぞれ最大の光束径を有するスポットsi、sjが形成され、それらの間で光束径が徐変する光束径の分布を有する。これらは、スポット間の隙間を適宜埋めるように配置されるので、光軸10に近づくほどスポット間の距離が短縮される配置とされる。
6B, the
このようなビーコン光光源部20によれば、より入射角度ずれが大きい領域で、光捕捉するための光束径が大きくなるので、初期光捕捉追尾を確実に行うことができる。
また、光軸10の中心に近づくほど、スポット間の距離が短縮されるので、光軸方向の角度差が小さくなるから粗追尾であっても比較的高精度の光捕捉追尾を行うことができる。
なお、本変形例では、光源保持部20aを円筒面状に湾曲させたが、球面状に湾曲させてもよいことは言うまでもない。その場合、上記の作用が2軸方向に現れるものである。
According to such a beacon
Further, the closer to the center of the
In this modification, the light
次に、本実施形態に係る第3変形例について説明する。
図7は、本発明の実施形態の第3変形例に係る光源について説明するための斜視説明図である。
本変形例は、上記の実施形態のビーコン光光源部5に代えてビーコン光光源部21を用いる。
ビーコン光光源部21は、例えば面発光レーザなどの面状の発光体が少なくとも1つ配置された面発光光源21aの前面に適宜ピッチに設けられた開口からなる複数の射出口21cを有する光規制部21bを備えたものである。
これにより、部品点数の少ない複数光源を構成することができる。また、射出口21cの加工によりきわめて容易に射出する光束の数を増大させることができ、しかも個々の光源を配置する場合と比べて、光源同士の間隔を自由に設定することができるという利点がある。
Next, a third modification according to this embodiment will be described.
FIG. 7 is a perspective explanatory view for explaining a light source according to a third modification of the embodiment of the present invention.
In this modification, a beacon
The beacon
Thereby, a plurality of light sources with a small number of parts can be configured. Further, the number of light beams emitted can be increased very easily by processing the
本変形例において、上記の第1変形例のような光源の点滅制御を行う場合には、例えば、射出口21cに独立駆動可能なシャッタを形成し、シャッタの開閉制御により行うことができる。また例えば、面発光光源21aを独立駆動可能な複数の面発光光源の組み合わせにより設けることで、部分的な点滅制御を行うことができる。
In the present modification, when the blinking control of the light source as in the first modification is performed, for example, a shutter that can be independently driven is formed at the
なお、上記の説明を通じて、空間光伝送システム30は、互いに対向する送受光装置1A、1Bにより形成される例で説明したが、その位置は固定的なものに限定されるものではない。例えば、一方または両方の送受光装置が、例えば自動車、飛行機などの移動体に搭載されるものでもよい。また、対向する対象も1つとは限らず、例えば1つの送受光装置が水平方向に回転して、異なる方向、距離にある複数の送受光装置と対向できるようになっていてもよい。
それらの場合、相互の距離Lは変動するので、広がり角制御手段により光束径を変更し距離Lに応じて適切な光束径を射出できれば、きわめて好都合であり、より迅速かつ高精度な光捕捉追尾制御を行うことができるという利点がある。
In the above description, the spatial
In these cases, the mutual distance L fluctuates, so it would be very convenient if the light beam diameter could be changed by the divergence angle control means so that an appropriate light beam diameter could be emitted according to the distance L, and more rapid and highly accurate light capture and tracking. There is an advantage that control can be performed.
また、上記の説明を通じて、射出角の範囲は略一定であるとして説明したが、投影光学系4として、例えば可変焦点光学系を採用することにより、射出角の範囲も容易に可変できるようにしてもよい。
その場合、光束の広がり角制御手段による制御に加えて、射出角の範囲を可変できるので、さらに広範囲の距離に対応して用いることができるようになるという利点がある。
In the above description, the range of the exit angle has been described as being substantially constant. However, by adopting, for example, a variable focus optical system as the projection
In this case, since the range of the exit angle can be varied in addition to the control by the light beam spread angle control means, there is an advantage that it can be used corresponding to a wider range of distances.
また、上記の説明では、通信光50の光量損失を低減するために、粗追尾に用いない例で説明したが、比較的近距離の通信など光量に余裕がある場合には、ビームスプリッタ12aで一部を反射させて粗追尾に用いるようにしてもよい。その場合、例えば撮像素子上でビーコン光Bによる光束と通信光50による光束が重なることとなるが、入射角度検出手段41に入射光の重心を演算する機能を持たせればよい。また複数の光源を点滅させる場合は、時分割した上で光量の重心を演算するようにしてもよい。
また、上記の技術は、通信光光源とビーコン光光源を別に持つものだけではなく、例えば、通信光光源を複数にし、ビーコン光の機能を有するようにしたものにも適用が可能なものである。
Further, in the above description, in order to reduce the loss of the light amount of the
In addition, the above-described technique is applicable not only to one having a communication light source and a beacon light source, but also to one having a plurality of communication light sources and having a function of beacon light. .
また、上記の説明では、図2などでビーコン光の射出角を誇張していると説明したが、例えば送受光光学系11にズーム光学系を採用し、広角度に対応できるようにすれば、粗追尾用位置検出部14で受光可能なビーコン光の射出角範囲を広げることができる。
In the above description, the beacon light emission angle is exaggerated in FIG. 2 and the like. For example, if a zoom optical system is adopted as the light transmission / reception
1、1A、1B 送受光装置(空間光伝送装置)
2、2A、2B ビーコン光形成ユニット(追尾用光源部)
3 光源駆動制御手段
4 投影光学系(パワーを有する光学素子)
5、20、21 ビーコン光光源部(複数光源)
10、10A、10B 光軸
11 送受光光学系(送光部、受光部)
13 レーザ光源(送光部)
14 粗追尾用位置検出部
15 精追尾用位置検出部
17 受光器(受光部)
20b 光源
21a 面発光光源
30 空間光伝送システム
34 可動ミラー(光軸制御手段)
34a 可動ミラー制御手段
44 ジンバルステージ(光軸制御手段)
44d 駆動制御手段
50、50A、50B 通信光
51、51A、51B 光軸
100 駆動制御信号
102、103 検出信号
B、BA、BB ビーコン光(追尾用光源部から射出する光)
Bn ビーム
Ln 光源
1, 1A, 1B Transmitter / receiver (spatial light transmission device)
2, 2A, 2B Beacon light forming unit (tracking light source unit)
3 Light source drive control means 4 Projection optical system (optical element having power)
5, 20, 21 Beacon light source (multiple light sources)
10, 10A,
13 Laser light source (light transmitter)
14 Coarse
34a Movable mirror control means 44 Gimbal stage (optical axis control means)
44d drive control means 50, 50A,
B n beam L n light source
Claims (4)
前記受光部に設けられ、前記所定角度より大きい角度範囲で前記入射光束の入射角度検出が可能とされた入射角度検出手段と、
前記送光部の送光方向に向けて前記所定角度より大きい角度範囲内に光を射出する複数光源を含んだ追尾用光源部と、
前記入射角度検出手段により検出された前記外部からの入射光束の入射角度に応じて、前記受光部および送光部の光軸の方向を制御する光軸制御手段とを備えることを特徴とする空間光伝送装置。 Communication light having a light transmitting section for transmitting communication light to the outside and a light receiving section for receiving incident light from the outside, and incident at a predetermined angle when arranged at least a pair at substantially opposing positions Are spatial light transmission devices that can receive light from each other,
Incident angle detection means provided in the light receiving unit, and capable of detecting an incident angle of the incident light beam in an angle range larger than the predetermined angle;
A tracking light source unit including a plurality of light sources that emit light in an angle range larger than the predetermined angle toward the light transmission direction of the light transmission unit;
A space comprising: an optical axis control means for controlling the direction of the optical axis of the light receiving section and the light transmitting section in accordance with the incident angle of the incident light flux from the outside detected by the incident angle detecting means. Optical transmission device.
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