JP2005277596A - Optical transmitter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光無線伝送装置を構成する光送信機と光受信機との間の光軸を合わせる光送信機に関する。 The present invention relates to an optical transmitter for aligning an optical axis between an optical transmitter and an optical receiver constituting an optical wireless transmission apparatus.
従来から、光を用いて情報の空間伝送を行う光無線伝送技術がある。光無線伝送は一般的に赤外光が用いられ、その発光素子として発光ダイオードやレーザダイオードなどの半導体発光素子が用いられている。このような光無線伝送において、送受信間距離を十分にとりたい場合は、受信機側に十分な光レベルを入射させるように送信機から発する光ビームの指向角を鋭く絞る必要がある。この場合、送信機及び受信機の光軸を合わせておかなければならないが、指向角の狭い光ビームを用いることや光ビームに目に見えない赤外光を用いることなどから、光無線伝送装置の光軸合わせは大変煩わしい作業である。そこで、光軸合わせを容易に行えるような光無線伝送装置が下記の特許文献1に開示されている。この特許文献1に開示されている光無線伝送装置は、送信装置から可視光をピンポイントに絞って信号伝送用の赤外光と同一光軸、あるいは平行光軸にして一緒に送り、受信装置側に設けた可視光反射手段に当てるものであり、可視光反射手段により反射させられた可視光を操作者が見ながら送信装置の光軸調整を行う。また、この他の技術としては送信装置に照準機を設置して、その照準機を見ながら光軸を合わせる光無線伝送装置や、受信装置側に受光レベル検出用測定機を接続して操作者が2人一組で光軸合わせを行う光無線伝送装置もある。また、受光装置側に光軸調整用の光源を用いて、送信装置からの送信光の受信レベル情報を折り返し、それに応じて光軸を合わせる技術が下記の特許文献2に開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示された光無線伝送装置は、送信装置に光無線伝送の目的以外に使用する可視光を発生させる構成を必要としている。送受信装置間の距離を十分にとりたい場合などは、この可視光の発光出力を十分大きいものにしなくてはならず、またその構成を追加する必要があるため、送信装置のコストアップの原因となってしまう上、装置が大型になってしまう。これは、送信装置に照準機を設置する場合も同様である。また、可視光の光軸や、照準機の照準と信号伝送用の赤外光の光軸とを厳密に合わせておく必要があることもコストアップの要因となる。また、受光レベル検出用測定機を受信装置に接続して2人一組で操作を行う場合においても、受光レベル検出用測定機を用意する必要があり、人手を要するなどの欠点があった。このように、従来の光無線伝送装置は、光軸合わせを簡単化しようとすると、送受信装置のコストアップや大型化を招き、送受信装置のコストダウンや小型化を行おうとすると、光軸合わせの作業に手間がかかるなどの欠点を有していた。 However, the optical wireless transmission device disclosed in Patent Document 1 requires a configuration that causes the transmission device to generate visible light used for purposes other than optical wireless transmission. When it is necessary to keep a sufficient distance between the transmitting and receiving devices, the visible light emission output must be sufficiently large, and it is necessary to add the configuration, which causes an increase in the cost of the transmitting device. In addition, the device becomes large. The same applies to the case where a sighting device is installed in the transmission device. In addition, it is necessary to precisely match the optical axis of visible light, the aiming of the sighting device, and the optical axis of infrared light for signal transmission. In addition, even when a measuring device for detecting the received light level is connected to the receiving device and the operation is performed by a set of two people, it is necessary to prepare the measuring device for detecting the received light level, which requires a manpower. As described above, the conventional optical wireless transmission device increases the cost and size of the transmission / reception device when trying to simplify the optical axis alignment, and reduces the optical axis alignment when trying to reduce the cost and size of the transmission / reception device. It had drawbacks such as time-consuming work.
また、特許文献2に開示された技術では、上述した問題点の解決を図っているが、受信機に取り付けられた光軸調整用の光送信素子からパイロット(光調整)信号としての送信光を、送信機に搭載した単一の受光素子で受光し、その受光レベルと送信機からの信号伝送用の送信光の受信機での受信レベルのみを基準に光軸を調整している。このため、人がこの情報を基にレベル表示装置などを用いて光軸を調整する場合には十分その手間を簡単化することができるが、自動で光軸を調整する場合は不要な動作が多くなってしまう。その理由は、単純に単一の受光素子で得られる光軸調整用の送信光のレベルだけでは上下左右どちらに受信機が有るかを判別することはできないからである。そのため自動で光軸を調整するためには必ず一度やみくもに動かし、受光レベルと比較して自身の動いた方向が正しいかどうかを判定しなければならず、動いてみてから判断しなければならない。これでは、無駄な動きが多くなってしまい、メカ駆動に要する時間を考えると、高速な自動光軸合わせの足かせとなってしまうという問題がある。 Further, in the technique disclosed in Patent Document 2, the above-described problems are solved, but transmission light as a pilot (light adjustment) signal is transmitted from an optical transmission element for optical axis adjustment attached to a receiver. The light beam is received by a single light receiving element mounted on the transmitter, and the optical axis is adjusted based only on the received light level and the reception level of the transmission light for signal transmission from the transmitter. For this reason, when a person adjusts the optical axis using a level display device or the like based on this information, the effort can be simplified sufficiently. However, when the optical axis is automatically adjusted, unnecessary operations are performed. It will increase. The reason is that it is impossible to determine whether the receiver is located on the top, bottom, left, or right only by the level of the transmission light for adjusting the optical axis obtained by a single light receiving element. For this reason, in order to automatically adjust the optical axis, it is necessary to move it once and to determine whether or not the direction in which it has moved is correct as compared with the light reception level, and to determine after moving. In this case, there is a problem in that unnecessary movement increases, and considering the time required for mechanical driving, it becomes a drag on high-speed automatic optical axis alignment.
以上のようなことを考慮して、受信機からのパイロット光を受信するため送信機に複数の受光素子を持たせることにより光軸調整の無駄を省くようにしている。しかし、このときに合わせられた光軸は、受信機のパイロット光と送信機の受光素子との間のものであって、送信機の発光素子と受信機の受光素子との光軸が合っているかは分からない。送信機の発光素子と受信機の受光素子の光軸は平行となっているのが理想であるが、実際の製造過程では部品のばらつきや組立・取付け時の誤差などにより発光軸と受光軸とが必ずしも平行にならないケースが発生することがある。また、外装(カバー)の形状により、発光軸及び受光軸が外装を通過するときの入射角の違いにより、光軸のずれを起こすこともある。 Considering the above, the transmitter is provided with a plurality of light receiving elements for receiving pilot light from the receiver, thereby eliminating the waste of optical axis adjustment. However, the optical axis aligned at this time is between the pilot light of the receiver and the light receiving element of the transmitter, and the optical axes of the light emitting element of the transmitter and the light receiving element of the receiver are aligned. I don't know if it is. Ideally, the optical axis of the transmitter's light-emitting element and the receiver's light-receiving element are parallel, but in the actual manufacturing process, the light-emitting axis and the light-receiving axis There may be cases where these are not necessarily parallel. Further, depending on the shape of the exterior (cover), the optical axis may be shifted due to a difference in incident angle when the light emitting axis and the light receiving axis pass through the exterior.
本発明は、上記問題を解決するためのものであり、光軸のずれの有無を判断し自動的に光軸を合わせることができる送信機を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a transmitter capable of automatically adjusting the optical axis by determining the presence / absence of deviation of the optical axis.
上記目的を達成するために、本発明によれば、光受信機に送信する光送信信号の光軸を調整する機能を有する光送信機において、複数の受光素子によって構成され、前記光軸を調整するための光調整信号を前記光受信機から受信する受信手段と、前記受信手段の前記各受光素子によって受信された前記光調整信号の受信レベルが所定の条件を満たしているか否かを判断する判断手段と、前記判断手段によって前記所定の条件を満たさないと判断された場合に、前記所定の条件を満たすように自身の向きを調整するとともに、前記所定の条件を満たすと判断された場合であって、前記受信手段によって受信された前記光調整信号に前記自身が送信した前記光送信信号に対する受信エラーを示す受信エラーレート情報が含まれている場合に、前記受信エラーが無くなるように自身の向きを調整する調整手段とを備えたことを特徴とする光送信機が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, an optical transmitter having a function of adjusting an optical axis of an optical transmission signal transmitted to an optical receiver is configured by a plurality of light receiving elements and adjusts the optical axis. And receiving means for receiving an optical adjustment signal for receiving from the optical receiver, and determining whether or not a reception level of the optical adjustment signal received by each light receiving element of the receiving means satisfies a predetermined condition A determination unit, and when the determination unit determines that the predetermined condition is not satisfied, adjusts its direction so as to satisfy the predetermined condition, and determines that the predetermined condition is satisfied. If the optical adjustment signal received by the receiving means includes reception error rate information indicating a reception error with respect to the optical transmission signal transmitted by the receiver, Optical transmitter is characterized in that an adjusting means for adjusting its orientation so there is no signal errors is provided.
本発明の光送信機は、上記構成を有し、光軸のずれの有無を判断し自動的に光軸を合わせることができる。 The optical transmitter of the present invention has the above-described configuration, and can determine the presence or absence of optical axis deviation and automatically align the optical axis.
以下、本発明の実施の形態について図1及び図2を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る光送信機を含む光無線伝送装置を示す図である。図2は本発明の実施の形態に係る光送信機の光軸の調整の動作フローについて説明するためのフローチャートである。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram illustrating an optical wireless transmission apparatus including an optical transmitter according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart for explaining an operation flow for adjusting the optical axis of the optical transmitter according to the embodiment of the present invention.
まず、本発明の実施の形態に係る光送信機を含む光無線伝送装置の光受信機について図1を用いて説明する。図1に示すように、光無線伝送装置100は、光受信機101と光送信機121とから構成されている。光受信機101では、光送信機121の光送信手段129によって空間伝送される光送信信号を比較的指向角の狭い光受信手段102が受信し、光受信手段102によって受信された光送信信号を受光回路103が電気的に増幅させる処理をし、二値化回路104が増幅された光送信信号をデジタル信号化し、シンボル復号回路105が復号化を行い、不図示の受像装置などの外部機器へ送信する。
First, an optical receiver of an optical wireless transmission apparatus including an optical transmitter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the optical
また、光受信機101では、光送信機121が光軸を調整するために、広い指向角を有するパイロット光発光手段106が光送信機121に対してパイロット光を送信する。さらに、パイロット光発光手段106は、光受信手段102によって受信された光送信信号の受信エラーを示す受信エラーレート情報を送信する機能も兼ね備えている。また、光受信機101では、光受信手段102によって受信され、二値化回路104によってデジタル化された光送信信号(以下、デジタル化されたデータとも言う)のエラー検出を行っている。
In the
本発明の実施の形態におけるエラー検出は、シンボルエラー検出回路107によって行われている。さらに、エラー検出の精度を高めるために、受信した光送信信号に、後述する光送信機121のCRCC付加回路136によって付加されたCRCC(Cyclic Redundancy Check Code)をチェックするCRCCチェック回路108が存在する。ここで、CRCCとは、誤り検出符号を言う。このシンボルエラー検出回路107で検出された結果とCRCCチェック回路108で検出した各エラー結果をエラーレート算出回路109において一定時間カウントし、その結果をパイロット光発光手段106で伝送するためにエラーレートパケット生成回路110においてパケット化を行い、このパケットに応じてパイロット光発光手段106への発光信号に変調回路111によって変調を加え、発光素子ドライバ回路112に送ることによって、パイロット光を用いて光送信機121から送信されてくる光送信信号の受信状態を光送信機121へ送っている。
Error detection in the embodiment of the present invention is performed by the symbol
また、光受信機101によって受信された光送信信号のエラーを検出する際に、光送信信号を一定レベル以上で受信していないときにはシンボルエラー検出回路107はエラーレートの検出を見合わせるために、光受信手段102及び受光回路103で受信された光送信信号の受信レベルを信号レベル検出回路113によって監視し、一定レベル以上で受信していないときはエラーレートパケットの発生を停止させるようにしている。
Further, when detecting an error in the optical transmission signal received by the
次に、本発明の実施の形態に係る光送信機について図1を用いて説明する。光送信機121は、不図示の外部のデータ発生機器から送られる映像信号などの信号を受信し、CRCC付加回路136は、伝送後の光受信機101側で光送信信号の正誤を確認するために、送信する光送信信号を一定のサイズごとに分割し、それぞれの光送信信号にCRCC符号を付加する。さらに、光無線伝送を行うために、光送信信号を符号化回路122によって符号化し、二値化回路123によって光送信可能な二値化デジタル信号に変換し、発光素子ドライバ回路124へ送る。発光素子ドライバ回路124は、二値化された光送信信号を光伝送するために光送信手段129をドライブして、指向角の狭い送信光として光受信機101へ向けて光送信信号が空間伝送される。
Next, an optical transmitter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The
また、光送信機121は、光受信機101の光軸調整用に搭載されたパイロット光発光手段106によって送信されるパイロット光を受信するためのパイロット光受光手段130を有している。なお、パイロット光受光手段130は、複数の受光素子で構成されている。受光回路131は、受信した各受光素子の受信信号を電気的に増幅するなどの処理を行う。受光回路131で処理された各受光素子からの受信信号は、信号セレクト回路132において制御部125によって特定の受信信号のみが選択され、選択された受信信号に対して受信レベル検出回路135において受信レベルが検出され、その結果が制御部125へ引き渡される。さらに、制御部125によって信号セレクト回路132で選択された受信信号は、復調回路133によって復調され、パケット検出解析手段134は、復調された受信信号から光受信機101側での光送信信号の受信エラーレート情報を検出し、その結果を制御部125へ送る。
The
制御部125は、光送信機121の光軸を光受信機101へ合わせるために、適時信号セレクト回路132を用いてパイロット光受光手段130による必要な受信信号を選択し、受信レベル検出回路135における受信信号の受信レベルやパケット検出解析手段134により得られる受信エラーレート情報に基づいて、駆動制御部126を制御し、そして駆動手段127、128を制御し、光送信手段129及びパイロット光受光手段130の向きを調整する。また、制御部125は、常に受信エラーレート情報を監視することによって、何らかの原因で光送信機121の向きが変わってしまっても、再び駆動制御部126を制御し、駆動手段127、128を制御し、光送信手段129の向きを調整する。
The
次に、本発明の実施の形態に係る光送信機の光軸の調整の動作フローについて図2を用いて説明する。なお、光受信機101の光軸は合っているものとする。例えば4つの受光素子から構成されるパイロット光受光手段130が、光受信機101からのパイロット光を受信する(ステップS201)。制御部125は、信号セレクト回路132を制御することによって、受信されたパイロット光に含まれる受信信号を順次セレクトし、受信レベル検出回路135でレベル検出された受信信号の受信レベルをチェックする(ステップS202)。制御部125は、4つの受光素子によって受光された受光信号の受光レベルがすべて一致しているか否かを判定する(ステップS203)。受信信号の受光レベルがすべて一致していると判定された場合、制御部125は、パケット検出解析手段134による受信エラーレート情報の検出に基づいて、受信信号に受信エラーレート情報があるか否かを判定する(ステップS204)。受信エラーレート情報が無いと判定された場合、制御部125は、駆動制御部126を制御して駆動手段127、128を停止させ、光送信機121の方向を固定させる(ステップS205)。このとき、光送信機121の光軸が合った状態であると言える。
Next, an operation flow for adjusting the optical axis of the optical transmitter according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. It is assumed that the optical axis of the
ステップS203において、受光信号の受光レベルがすべて一致していないと判定された場合には、制御部125は、駆動制御部126を制御して駆動手段127、128を駆動させ、受信レベルが一致するように光送信機121の向きを調整し(ステップS206)、その後ステップS202に戻る。また、ステップS204において、受信エラーレート情報がある、すなわちエラーがあると判定された場合には、制御部125は、駆動制御部126を制御し、駆動手段127、128を微小に駆動させ、エラーが無くなるように光送信機121の向きを調整し(ステップS207)、ステップS204へ戻る。
If it is determined in step S203 that the received light levels of the received light signals do not all match, the
なお、ステップS205において、光送信機121の光軸が合った後に、何らかの外的要因によって光送信機121の光軸がずれてしまった場合などに対処するため、制御部125は常に受信エラーレート情報の有無を監視し、受信エラーレート情報がある場合には、上述した制御を行い、光送信機121の光軸を合わせる。以上により、光送信機121は、常に自動的に光軸を合わせることができる。
In step S205, the
本発明に係る光送信機は、光軸のずれの有無を判断し自動的に光軸を合わせることができるため、光無線伝送装置を構成する光送信機と光受信機との間の光軸を合わせる光送信機などに有用である。 The optical transmitter according to the present invention can automatically determine the optical axis by determining whether or not there is a deviation of the optical axis. Therefore, the optical axis between the optical transmitter and the optical receiver constituting the optical wireless transmission device. This is useful for optical transmitters that match.
100 光無線伝送装置
101 光受信機
102 光受信手段
103、131 受光回路
104、123 二値化回路
105 シンボル復号回路
106 パイロット光発光手段
107 シンボルエラー検出回路
108 CRCCチェック回路
109 エラーレート算出回路
110 エラーレートパケット生成回路
111 変調回路
112、124 発光素子ドライバ回路
113 信号レベル検出回路
121 光送信機
122 符号化回路
125 制御部(判断手段)
126 駆動制御部(調整手段)
127、128 駆動手段
129 光送信手段
130 パイロット光受光手段(受信手段)
132 信号セレクト回路
133 復調回路
134 パケット検出解析手段
135 受信レベル検出回路
136 CRCC付加回路
DESCRIPTION OF
126 Drive control unit (adjustment means)
127, 128 Driving means 129 Optical transmitting means 130 Pilot light receiving means (receiving means)
132
Claims (1)
複数の受光素子によって構成され、前記光軸を調整するための光調整信号を前記光受信機から受信する受信手段と、
前記受信手段の前記各受光素子によって受信された前記光調整信号の受信レベルが所定の条件を満たしているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって前記所定の条件を満たさないと判断された場合に、前記所定の条件を満たすように自身の向きを調整するとともに、前記所定の条件を満たすと判断された場合であって、前記受信手段によって受信された前記光調整信号に前記自身が送信した前記光送信信号に対する受信エラーを示す受信エラーレート情報が含まれている場合に、前記受信エラーが無くなるように自身の向きを調整する調整手段とを、
備えたことを特徴とする光送信機。
In an optical transmitter having a function of adjusting the optical axis of an optical transmission signal transmitted to an optical receiver,
A receiving unit configured by a plurality of light receiving elements and receiving an optical adjustment signal for adjusting the optical axis from the optical receiver;
Determining means for determining whether or not a reception level of the light adjustment signal received by each light receiving element of the receiving means satisfies a predetermined condition;
When it is determined by the determining means that the predetermined condition is not satisfied, the orientation is adjusted so as to satisfy the predetermined condition, and when the predetermined condition is determined to be satisfied, When the optical adjustment signal received by the receiving means includes reception error rate information indicating a reception error with respect to the optical transmission signal transmitted by itself, the direction of the optical adjustment signal is adjusted so that the reception error is eliminated. Adjusting means,
An optical transmitter characterized by comprising.
Priority Applications (1)
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2004
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