JP2006050029A - 光無線伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光伝送路の瞬断などの異常状態に対して不必要な再光軸調整を防止する。
【解決手段】 ４分割ＰＤの各々により受光されたレベルの差が概略無くなるように初期光軸位置合わせをし、初期光軸位置合わせが終了した後、４分割ＰＤの受光レベルの合計の変化が所定時間以上継続したか否かを判断して、継続しない場合には再光軸位置合わせを行わず、継続した場合には４分割ＰＤの各々により受光されたレベルに基づいて再光軸位置合わせが必要か否かを判断して、必要と判断した場合に再光軸位置合わせを行う。
【選択図】 図１３

Description

本発明は、光無線による送信側と受信側の光軸を簡単に合わせることが可能な光無線伝送装置に関する。

従来より、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。この光無線伝送技術には、一般に赤外光が用いられ、その発光素子としては、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、受信装置側に十分な光レベルを入射させるように、送信装置より発する光ビームの出射角を鋭く、すなわち狭く絞る（指向性を高くする）必要がある。そこで、送信装置及び受信装置の光軸を合わせておかなくてはいけないのであるが、指向性の高い（出射角の狭い）光ビームを用いることや、光ビームが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、大変煩わしい作業となる。そこで、従来より、この光軸合わせを容易に行えるような光無線伝送装置の提案がされている。

その１つの例として、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、その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光無線伝送装置が下記の特許文献１により開示されている。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、下記の特許文献２で開示されるような、受信機側に光軸調製用の光源を用いて、送信機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ものもある。

さらに、下記の特許文献３には、送信機が受信機から送られてくるパイロット光を４分割ＰＤで受光してレベル差に基づいて粗光軸合わせを行い、次いで受信機から送られてくる受光レベル情報に基づいて密光軸合わせを行う方法も提案されている。
特開昭６２−１１０３３９号公報（第１図、第２図） 特開平７−１３１４２２号公報（要約書） 特開２００４−１３５３２６号公報（要約書）

しかしながら、上述の特許文献１で開示されたような光無線伝送装置は、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となってしまう上に、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じである。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二人一組で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ったり、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、大型化を招いたり、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掛かるなどの欠点を有していた。

また、特許文献２では上述した問題点の解決を図っているが、受信機に取付けられた光軸調整用の光送信素子からの送信光を受信する、送信機に搭載した単一の受光素子での受光レベルと、送信機からの送信信号光の受信機での受信レベルのみを基に光軸を調整しているので、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できるが、自動で光軸を調整する上で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。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き、前位置での受光レベルと比較して自身の動いた方向が正しいかを判定しなくてはならず、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問題がある。

また、以上のようなことを考慮した特許文献３のような、粗光軸合わせの段階では４分割ＰＤなどの素子を用いて大まかな方向へ調整した後、受信機が受信レベル情報を基に光軸を合わせるようなものもある。しかし、このような光軸を自動で正確に合わせ設置できるようにしたシステムにおいても、例えば図１に示す光伝送システムのような一般的な生活空間での利用を主としているシステムにおいては、送信機１が振動・衝撃などによって移動してしまったり、あるいは、掃除などのために移動させなければならないケースが多々発生し、いったん合わせた光軸がしばしばずれることが容易に想像され、その都度、ユーザが光軸調整機能を働かせなければならないのでは、使い勝手の悪い非常に不便なものとなってしまう。

また、上記した特許文献３のように受信機が受光レベル情報を送信機に返信することで光軸調整を行うような機能を備えた装置においても、一般的な生活空間内での利用を主としているシステムでは、その光伝送路が遮光され瞬断されることが予想されるが、そのような光伝送路の瞬断によって受信機側での受光状態が変動することにより受光レベル情報に変化が発生し、そのため正しい制御が困難になることが予想される。このように生活空間での利用が想定されるシステムでは、軸ズレが発生した際にいかに速やかにその軸を自動で修正し、さらに、遮光などによる光回線の瞬断などの異常事態に対して不用意に光軸調整動作に入らないようにするかが必要となる。

そこで、本発明は上記の点に着目してなされたものであり、光伝送路の瞬断などの異常状態に対して不必要な再光軸調整を防止して使い勝手の良い自動光軸調整機能を要する光無線伝送装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、放射角度が比較的狭い第１の光信号を送信する第１の光学送信手段を有する送信機と、前記第１の光信号を受信して電気信号に変換する第１の光学受信手段を有する受信機とを備えた光無線伝送装置であって、
前記受信機は、
放射角度が比較的広い第２の光信号を送信する第２の光学送信手段を有し、
前記送信機は、
前記第２の光信号を各々が前記受信機の方向に応じたレベルで受光可能な第２の複数の光学受信手段と、
前記第１の光学送信手段及び前記第２の複数の光学受信手段を一体で前記受信機の方向に移動させて位置合わせを行うための駆動手段と、
前記第２の複数の光学受信手段の各々により受光されたレベルの差が概略無くなるように前記駆動手段を制御して初期光軸位置合わせをし、前記初期光軸位置合わせが終了した後、前記第２の複数の光学受信手段の各々により受光されたレベルの合計の変化が所定時間以上継続したか否かを判断して、継続しない場合には、再光軸位置合わせを行わず、継続した場合には、前記第２の複数の光学受信手段の各々により受光されたレベルに基づいて再光軸位置合わせが必要か否かを判断して、必要と判断した場合に、再光軸位置合わせを行う光軸位置合わせ手段とを有する。

また、前記第２の複数の光学受信手段は、水平・垂直方向に共に２個、合計４個の光電変換素子により構成され、
前記光軸位置合わせ手段は、左側に配置された２個の前記光電変換素子の各レベルの合計と右側に配置された２個の前記光電変換素子の各レベルの合計の差が概略無くなるようにして水平方向の光軸位置合わせを行うとともに、上側に配置された２個の前記光電変換素子の各レベルの合計と下側に配置された２個の前記光電変換素子の各レベルの合計の差が概略無くなるようにして垂直方向の光軸位置合わせを行うことを特徴とする。

また、前記光軸位置合わせ手段は、前記差の変化が所定時間以上継続したか否かを判断して、継続しない場合には、再光軸位置合わせが不要と判断して再光軸位置合わせを行わず、継続した場合には、再光軸位置合わせが必要と判断して再光軸位置合わせを行うことを特徴とする。

本発明によれば、システムの設置後、最初の光軸調整を行なった後に、振動や衝撃などによって送信機の位置（向き）がずれ、送信機と受信機の間での光伝送路が正常な状態でなくなってしまい、正確なデータ伝送に支障が生じた場合、送信機が受信機からの第２の光信号の受信状態を監視することで、送信機の位置ズレなどによる光伝送路の光軸ズレが起こっているのか、障害物が横切るなどして光伝送路が遮断（遮光）されたのかを見極め、送信機の位置ズレなどの光軸ズレの発生時のみ再度光軸ズレを自動的に修正することが可能となる。このことによって、単に人が横切っただけの光伝送路の瞬断時には、送信機はそのまま遮光物が排除されることを待機することになり、遮光物が無くなった時点で、速やかに光伝送路の復帰を可能とし、さらに、送信機の位置ズレなどの光軸ズレを高速に判定・検知することで速やかに光軸を自動修正することが可能となり、ユーザの手を煩わせることをなくし、使い勝手の良い光無線伝送装置を提供できる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。まず、本発明が使われると想定される光伝送システムのイメージの一例を図１に示す。この図１の例は、映像表示装置６１（例えばプラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）テレビのような高品位表示装置）側に設置された受信機２０に対して、映像表示装置６１が表示するデジタル映像信号データを光無線により伝送する光無線映像伝送装置である。この装置は映像表示装置６１に接続（設置）された受信機２０に対して、チューナなどの映像制御装置６０に設置された送信機１よりデジタル映像信号を光無線により伝送する。

この光伝送システムは送信機１から放たれる送信光（第１の光信号）１９によって受信機２０へデータを伝送するものであり、限られた光パワーで高効率にデータを伝送するために、この送信光１９は狭い放射角度を有すものであり、この送信光１９が受信機２０へ正確に当たることが重要な伝送条件となっている。これによって、このような送信光１９を受信機２０へ合わせることが要求される光伝送システムでは光軸調整と言う概念（機能）が求められる。

さらに、このような実施の形態を想定すると、送信機１はチューナなどの映像制御装置６０側に設置されるため、実用上、日常の掃除などによっても位置がずれたり、日常生活上での衝撃などによって光軸がずれてしまう可能性が高く、その度にユーザが精密な光軸調整を行うことはシステムの使用快適度を著しく妨げるものである。そこで、送信機１には自動的に光軸を調整する機能が付くことが望ましく、使用中に光軸ズレが生じても速やかに自動で再調整できることが望まれる。また、このような送信機１に自動光軸調整機能を持たせるためには、受信機２０側には送信機１が光軸を調整するためのパイロット光（第２の光信号）３３が装備されると考えられる。

＜第１の実施の形態＞
次に、図１のような本発明が用いられると想定される光伝送システムの光無線伝送装置の第１の実施の形態として、図２に送信機１及び受信機２０の各構成ブロック図を併記して示す。図２に示すように、本発明に係る光無線伝送装置における受信機２０は、送信機１の第１の光送信手段８によって空間伝送される第１の光信号１９を受光するための比較的広い受光角の第１の光受信手段（例えばＰＤやＡＰＤ及び集光レンズなどで構成される）２２によって受信し、電気信号処理回路２１内の受光回路２３で電気的に増幅するなどの処理を加え、ここでは記載されていない外部機器（例えば受像装置など）への送信のための信号処理を行う受信信号処理回路２４を備えている。

加えて、受信機２０は広い放射角度を持つ第２の光送信手段（例えばＬＥＤ又はこれにレンズを加えたもの）３２、及びその送信信号を発生する発信回路３０、発光素子ドライバ３１を持ち、送信機１へ受信機２０自身の位置を示すため第２の光信号３３（一般にこのような光をパイロット光などとも称している）を送信する。また、このような第１の光受信手段２２及び第２の光送信手段３２などを備えた受信機２０は、設置の際にその向きを手動で送信機１の方向に調整して設置しやすくするために水平可動部３７及び垂直可動部３８などを備えている。

次に、図２に示した送信機１について説明する。送信機１は、ここには記載されていない外部のデータ発生機器から送られる信号（例えば映像信号）を受信し、光無線伝送を行うための処理を行う送信信号処理回路３によって処理された信号を発光素子ドライバ７を通して第１の光送信手段８を駆動して第１の光信号１９によって光伝送する。

また、この送信機１は受信機２０からの第２の光信号３３を受信するための第２の光受信手段（複数の受光素子（例えばＰＤ）で構成される）９を持ち、この第２の光受信手段９によって受信した各受光素子の受信信号を送信機電気信号処理部２内の受光回路１０で電気的に増幅するなどの処理を加える。この受光回路１０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１１を用いて制御部１５からの制御によって特定の受信信号のみを選択し、受信レベル検出回路１３でその受信レベルを検出し、制御部１５へその結果を渡す。

ここで、制御部（例えば、ＭＰＵやＤＳＰなど）１５は、送信機１の光軸を受信機２０へ合わせるために適時、信号セレクト回路１１を用いて第２の光受信手段９による必要な受信信号を選択し、受信レベル検出回路１３よって得られる各信号のレベルを比較して駆動制御部１６を制御し、水平（パン）方向の駆動手段１７及び垂直（チルト）方向の駆動手段１８（例えば、ステッピングモータなど）を制御し、第１の光送信手段８及び第２の光受信手段９の向きを自動的に調整する。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態として、図３に記載の光無線伝送装置における受信機２０について説明する。受信機２０は送信機１の第１の光送信手段８によって空間伝送される第１の光信号１９を受光するための比較的広い指向角の第１の光受信手段（例えばＰＤやＡＰＤ及び集光レンズなどで構成される）２２によって受信し、受光回路２３で電気的に増幅するなどの処理を加え、二値化回路２５によってデジタル信号化し、シンボル復号回路（例えば１０Ｂ８Ｂ変換回路３５）によって復号化を行い、ここでは記載されていない外部機器（例えば受像装置など）へ送信する。

この受信機２０は送信機１が光軸を調整するために広い放射角度を持つ第２の光送信手段（例えばＬＥＤ又はこれにレンズを加えたもの）３２によって、送信機１に対して第２の光信号３３を送信する。さらに、この第２の光送信手段３２は、第１の光受信手段２２で受信した信号の受信エラーレート情報を送信する目的も兼ね備えており、受信機２０では、第１の光受信手段２２で受信され、二値化回路２５でデジタル化された第１の光信号１９で伝送されたデータのエラー検出を行っている。

この図３の例では受信エラーの検出にシンボルエラー検出回路２６を用いてデータ受信エラーを検出し、さらにエラー検出精度を高めるために、受信した第１の光信号１９のデータに付加されたＣＲＣＣをＣＲＣＣチェック回路３６においてチェックする。このシンボルエラー検出回路２６で検出された結果とＣＲＣＣチェック回路３６で検出された各エラー結果をエラーレート算出回路２７において一定時間監視（カウント）し、その結果を第２の光送信手段３２で伝送するためにエラーレートパケット生成回路２８でパケット化を行い、このパケットに応じて変調回路２９によって第２の光送信手段３２への発光信号に変調を加え、発光素子ドライバ３１に送ることで、第２の光信号３３を用いて、送信機１から送られてくる第１の光信号１９の受信機２０での受信状態を送信機１に対して送っている。

また、この受信機２０が受信した第１の光信号１９のデータエラーを検出する際に、後で説明する送信機１がこの受信機２０との間で光軸を調整する過程などにおいて第１の光信号１９を一定レベル以上で受信していないときにはエラーレートの検出を見合わせ、送信機１の光軸調整制御処理への負荷を小さくして、より速やかな光軸調整を可能とするために、第１の光受信手段２２及び受光回路２３で受けた信号の受信レベルを信号レベル検出回路３４によって監視し、エラーレートパケットの生成（送信）を停止させるようになっている。

次に、図３に示した送信機１について説明する。送信機１は、ここには記載されていない外部のデータ発生機器から送られる信号（例えば映像信号）を受信し、伝送後の受信機２０側でデータの正誤を確認するためにＣＲＣＣ付加回路４によって送信するデータを一定のサイズごとに分割し、それら分割された各々のデータにＣＲＣ符号を付加する。さらに光無線伝送を行うために、この信号を符号化回路（例えば８Ｂ１０Ｂ変換回路５）によって符号化して、二値化回路６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７へ送る。発光素子ドライバ７は二値化された信号を光伝送するために第１の光送信手段（例えばＬＥＤやＬＤ及び集光レンズなどで構成される）８をドライブして、放射角度の狭い送信光１９として受信機２０へ向けてデータを空間伝送する。

また、この送信機１は受信機２０の光軸調整用に搭載された第２の光送信手段３２によって送信される第２の光信号３３を受信するための第２の光受信手段（複数の受光素子（例えばＰＤ）で構成される）９を持ち、この第２の光受信手段９によって受信された各受光素子（第２の光受信手段９）の受信信号を受光回路１０で電気的に増幅するなどの処理をする。この受光回路１０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１１を用いて制御部１５によって特定の受信信号のみが選択され、受信レベル検出回路１３でその受信レベルを検出し、制御部１５へその結果を渡す。さらに、制御部１５によって信号セレクト回路１１で選択された受信信号は復調回路１２によって復調され、受信機２０側での第１の光信号１９の受信エラーレート情報を得るためにパケット検出及び解析手段１４において受信機２０からの受信エラーレート情報を検出し、その結果を制御部１５へ送る。

ここで、制御部（例えばＭＰＵやＤＳＰなど）１５は、送信機１の光軸を受信機２０へ合わせるために適時、信号セレクト回路１１を用いて第２の光受信手段９による必要な受信信号を選択し、受信レベル検出回路１３や受信機２０から送られてくる受信エラーレート情報をパケット検出及び解析手段１４によって得て、これらの情報を基に制御部１５が駆動制御部１６を制御し、水平方向の駆動手段１７及び垂直方向の駆動手段１８（例えばステッピングモータなど）を制御し、第１の光送信手段８及び第２の光受信手段９の向きを受信機２０の方向へ向け、送信機１の第１の光送信手段８の送信光軸を受信機２０の受信光軸と一致するよう調整する。また、制御部１５は、受信レベル検出回路１３からの情報を基に、光軸合わせ中に第１の光信号１９を周辺に不用意に放出させることを防止するように発光素子ドライバ７を制御するなどの仕組みも備えている。

次に、上述した図２及び図３のような、第２の光送信手段３２によって発光される第２の光信号３３をパイロット光として、送信機１が第２の光受信手段９を用いて受信機２０の方向を検出する基本的原理の一例を図４及び図５を用い説明する。まず、ここでは送信機１が備える第２の光受信手段９を図４に示すような４個のＰＤ素子を１つのレンズで封入した受光素子（４分割ＰＤ）を用いた場合について説明する。図４によりこの４分割ＰＤの原理を簡単に説明する。この図４に示すように、４分割ＰＤとは４つのＰＤ（受光素子：ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４）が１つの光学レンズの中に収められているものである。この受光素子は光の入射方向によって各受光素子（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４）の受光レベルが変化するものであり、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）はその原理を３つのパターンを例に示している。

図４（ａ）の場合は４分割ＰＤに対して光源（図２、図３では第２の光送信手段）３２が左側（ＰＤ１、ＰＤ３側）に位置している場合であり、この場合には各ＰＤが封入されるレンズによって入射光は右側のＰＤ２、ＰＤ４側へ集光することになり、その結果として各受光レベルはＰＤ１＜ＰＤ２、ＰＤ３＜ＰＤ４の関係が得られる。図４（ｂ）の場合には光源３２が４分割ＰＤの正面に位置する場合であり、この場合は各ＰＤの位置する真中に集光されるため、その受信レベルの関係はＰＤ１＝ＰＤ２、ＰＤ３＝ＰＤ４となる。図４（ｃ）の場合は４分割ＰＤに対して光源３２が右側（ＰＤ２、ＰＤ４側）に位置している場合であり、この場合には各ＰＤが封入されるレンズによって入射光は左側のＰＤ１、ＰＤ３側へ集光することになり、その結果として各受光レベルはＰＤ１＞ＰＤ２、ＰＤ３＞ＰＤ４の関係が得られる。

つまり、この４分割ＰＤのような受光素子の特性を利用して光源３２の位置する方向を受光素子の各受信レベルを比較することで知ることができる。このことを利用しての方向合わせについての動作例を図５及び図６を用いて説明する。この図５では送信機１が搭載する第２の光受信手段９を４つの受光素子（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４）が図示のように配置されたものとし、この第２の光受信手段９から見て受信機２０がどの方向にあるかを示したものである（図５中では、受信機２０の位置を第２の光送信手段３２の位置として「光源」として表記している）。

ここで、送信機１から見てこの図５に示す光源３２の位置Ａの方向に受信機２０が位置している場合、送信機１の第２の光受信手段９のＰＤ１の受信レベルをＳＬ１、ＰＤ２の受信レベルをＳＬ２、ＰＤ３の受信レベルをＳＬ３、ＰＤ４の受信レベルをＳＬ４とすると、図６に示すようにおおよそＳＬ１＝ＳＬ２＜ＳＬ３＝ＳＬ４の関係となる。このことから制御部１５では、これら第２の光受信手段９から得られる受信レベルＳＬ１〜ＳＬ４を比較し、ＳＬ1＝ＳＬ２＜ＳＬ３＝ＳＬ４の関係が得られている場合は、受信機２０が上方向にあると判断し、垂直方向の駆動手段１８に第１の光送信手段８及び第２の光受信手段９が上を向くように制御信号を出す。同様に各位置Ｂ〜Ｈに受信機２０がある場合には図６に示すような関係がＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４の間におおよそ発生し、制御部１５はこの関係を調べながら、図６に示した各方向に第１の光送信手段８及び第２の光受信手段９が向くように制御し、このような制御を何回か繰り返していくことで、送信機１での第２の光信号３３の各受信レベルＳＬ１〜ＳＬ４がすべて同じ値にとなる位置まで動かすことになり、そのような状態になったところで送信機１は受信機２０の位置をおおよそとらえたことになる。

しかしながら、実際のシステムにおいては上述したような第２の光受信手段９による第２の光信号３３（パイロット光）の受光レベルを比較判定するだけでは、正確な光軸合わせを実現するためには、各受発光素子の発光軸及び受光軸が正確に平行となるよう取り付けられなくてはならず、その許容誤差は第１の光信号１９の放射角が小さくなるほど高い精度が求められる。このため、データ伝送速度を高め、高速とし、かつ伝送距離を長く取りたい場合などでは、第１の光信号１９の放射角を狭い角度にする必要があり、一層正確な光軸合わせが求められることとなり、それに見合った組み立て精度を簡単に出すことは難しく、量産時の組立調整などにおいて大きな負担を生じてしまう。

そのような場合では、図３の第２の実施の形態で示したように、受信機２０側が送信機１からの第１の光信号１９の受信状態を送達情報として折り返し返信することで送信機１が最終的にこの受信機２０との光軸を一致させるような仕組みを持つことになる。つまり、送信機１は受信機２０へ通信光軸を合わせるために、まず、パイロット光３３の受信レベル情報によって素早く受信機２０の方向へ向け、その後、受信機２０から第１の光信号１９の受信状況を知ることができる送達情報を頼りに、受信機２０の第１の光受信手段２２が第１の光信号１９を正しく受信できるようになるまで受信機２０との間の通信光軸を調整する。

以上のように、本発明の実施の形態として示した図２、図３の第１、第２の実施の形態においては、受信機２０の放つ第２の光信号３３をパイロット光として送信機１が第２の光受信手段９を用いてその光軸調整方向を判断しながら速やかに光軸調整を行うことになり、最終段階においてより正確な調整を要するシステム構成を持つ場合において、受信機２０からの送達情報を頼りにより正確な光軸調整を行うこととなる。これは、受信機２０からの送達情報のみで最初から光軸を調整することは、その調整方向などを知るすべが無いため、方向がかけ離れた位置からの調整では調整に多くの時間を費やすことになり、高速光軸調整が難しいことから、図５で説明したような送信機１が第２の光受信手段９によって得られる第２の光信号３３（パイロット光）の受信レベルからその位置を見つけ出す手法が用いられる。

しかしながら、この手法においても、送信機１に搭載する第２の光受信手段９の取り付け精度により、その得られるレベルからの方向判定の精度あるいは判定処理工数に影響が出る。そこで、本発明では、図７に示すように比較的ラフに取り付けられた第２の光受信手段９においてもその取り付けバラツキなどの影響を少なくし、左右・上下の判定を第２の光受信手段９の受光素子の受光レベルから判定する。つまり、図７に示すように、送信機１の方向合わせのための水平方向回転軸４９及び垂直方向回転軸４８（以下単に軸とも言う）の各駆動軸に対して傾いて取り付けられてしまった第２の光受信手段９としたとき、各々の軸４９、４８を挟んだ左右あるいは上下において各複数の受光素子レベルの和を左右ズレあるいは上下ズレ判定に用いることで、第２の光受信手段９の組立時などに生じる駆動軸に対しての取り付けズレの影響を緩和する。

つまり、左右の判定には水平方向回転軸４９を挟んで、ＰＤ１、ＰＤ３の各受信レベルＳＬ１、ＳＬ３を加算処理４２で足し合わせたＳＨＬ＝ＳＬ１＋ＳＬ３と、ＰＤ２、ＰＤ４の各受信レベルＳＬ２、ＳＬ４を信号加算器４３による加算処理で足し合わせたＳＨＲ＝ＳＬ２＋ＳＬ４を比較判定に用い、上下の判定には垂直方向回転軸４８を挟んで、ＰＤ１、ＰＤ２の各受信レベルＳＬ１、ＳＬ２を信号加算器４０による加算処理で足し合わせたＳＶＵ＝ＳＬ１＋ＳＬ２と、ＰＤ３、ＰＤ４の各受信レベルＳＬ３、ＳＬ４を信号加算器４１による加算処理で足し合わせたＳＶＤ＝ＳＬ３、ＳＬ４を比較判定に用いることで第２の光受信手段９の傾きの影響や各駆動方向への影響を抑えている。ここで、図７では図の表現上、水平方向回転軸４９及び垂直方向回転軸４８を第２の光受信手段９の中心として描いているが、厳密には、これらはそれぞれ水平方向回転軸４９、垂直方向回転軸４８と平行な第２の光受信手段９の中心を通る軸であればよい。

以上の説明からわかるように、送信機１から受信機２０へ光無線伝送によって所望するデータを伝送するためには、図８（ａ）に示すように受信機２０の第２の光送信手段３２の発光軸を送信機１の第２の光受信手段９の第２の光信号受光軸（以下単に受光軸とも言う）５２と合わせ、第１の光送信手段８の第１の光信号発光軸５１が受信機２０の第１の光受信手段２２をとらえることで、送信機１から受信機２０への光無線伝送路を確立するものである。ところが、冒頭でも説明したように本発明が利用されることが想定される光無線伝送装置は一般の生活空間などでの利用が期待されるものであり、そのため、当然のことながら、図８（ｂ）に示すように確立された伝送路間を人などが横切ったりするなど、遮光物５５が瞬時入り込むことがある。

当然、このような遮光物５５が入り込めば、本システムのような光無線伝送装置ではその伝送路を切断されることになり、その瞬間は正しくデータが伝送できなくなってしまう。このことは、システムの伝送路の特徴上の問題であり、この問題を直接解決するためには、多くのデータ記憶手段などを搭載するなどの解決手段が有ると考えられ、コスト面とシステムのコンセプトなどとの兼ね合いによって解決できる問題である。しかしながら、このような遮光物５５による光伝送路の瞬断は、自動光軸調整機能を持ち、さらに、設定後の軸ズレ自動修正機能などを搭載したシステムにおいては新たな問題を引き起こすことになり、本発明ではそれらの問題発生を阻止することを可能とするためのものである。

次に、上記で触れた、遮光時における本発明が着眼した問題点について説明する。本発明が適応されるような光軸を自動で調整する機能を持ち、主に生活空間での利用が想定されるシステムでは、使用中に振動や掃除などといったことによってその設置位置方向が微妙にずれてしまい、光軸ズレを生じ光伝送路の品質が低下してしまったり最悪の場合には光伝送路が切断されてしまうようなことが予想できる。そこで、このような場合でも簡単に光軸調整ができるのが自動光軸調整機能であるが、設置後に先に述べたような理由によって光軸がずれる度に一々ユーザが光軸調整を装置に指示しなくてはならないのでは、システムの使い勝手の面から考えてユーザに大きなストレスを与えることになってしまう。

そこで、このようなユーザへのストレスを軽減させるためには、設置後の装置が自動的に自身の光軸ズレ発生を検知して自動で光軸ズレを修正することが望ましい。そこで、装置（個々の実施の形態では送信機１）が光軸ズレを検知するためには光軸調整のときに行なった受信機２０からの第２の光信号３３の受信レベルを監視することで光軸ズレを検知することができると考えられる（第１、第２の実施の形態）。また、受信機２０から第２の光信号３３で送られる第１の光信号１９の受信状態を示すデータ送達情報（エラー情報）を監視することによっても光軸ズレを検知できると考えられる（第２の実施の形態）。

そのような、光軸ズレ検知機能を考えたとき、問題となるのが、先に述べた光伝送路上を人などが横切ったりするなどして伝送光が遮光されるような場合が生じたときに問題が生じることになる。つまり、この装置では光伝送路が遮断されるということは、送信機１から受信機２０への第１の光信号１９が遮光されると同時に受信機２０からの第２の光信号３３も遮光されることが極めて高い確率で生じることになる。このことは、光軸ズレを第２の光信号３３の受信レベル差で監視していた場合には、遮光が原因で生じる第２の光信号３３の受信レベルの変化によって送信機１の位置が動いたことによる受光レベル変化と誤認してしまう。本来、遮光物が無くなるまでの間そのまま待機することが望ましいところを、特に瞬間的に光伝送路を遮られ瞬断したような場合には、この誤認によって、不必要な光軸調整動作を実施することになり、かえって長い時間、伝送路を途絶えた状態にしてしまいかねない。

また、光軸ズレを第２の光信号３３の受光レベル差のみの監視でなく、受信機２０からの送達状態情報（送達エラー情報など）によって検知する場合においても、単純にエラー発生情報を受信したことがすぐに、「光軸ズレ」となる判定では、遮光時による伝送路切断影響によるエラーを「光軸ズレ」と誤認してしまう。（瞬断時には送達情報を送る第２の光信号３３も途絶えるのでその間は受信機２０からの送達情報は送信機１へは届かないが、光伝送路を瞬断されたことによって受信機２０の受信レベルが大きく振られることで、瞬断後も受信エラーを生じることがあり、このようなエラーの影響を受けてしまうことや、あるいは、光信号の受信からそのエラー検出結果を第２の光信号３３へ送信するまでの処理の遅延などによってエラー有りの送達エラー情報を送信機１が受信してしまうことがある。

このような、送信機１の位置ズレと光伝送路の遮光との判定誤認による不必要な光軸ズレ調整動作を防止するために本発明は成された。ここで、本発明の着眼点を図９及び図１０を用いて説明する。まず、図９（ａ）は、送信機１が受信機２０の位置を判断するために第２の光受信手段９から得られる受信レベル信号（受光レベル）が瞬断時に受ける影響をイメージ化したものである。ここでは、各判定要の受信レベル信号を図７に準じてＳＶＵ、ＳＶＤ、ＳＨＬ、ＳＨＲを取り上げて示している。図９（ａ）に示すように光軸が正しく合っているときには一定のレベルＶ１ですべてのレベルが安定しているが、何かによって瞬断されると各レベルは急激に遮光状態レベルＶ０へ低下する。このとき、遮光されていた瞬間ｔ0から遮光レベルＶ０へすべてのレベルが安定するまでのある程度の時間（ｔ0−ｔ1）が必要であり、この時間（ｔ0−ｔ1）やこの間の各レベルＳＶＵ、ＳＶＤ、ＳＨＬ、ＳＨＲの振る舞いは、第２の光受信手段９及び受光回路１０などの特性に依存することや遮光のされ方などによって異なるため、受信レベル不安定領域となる。そのため、この図９（ａ）はイメージを示すものであり、必ずしもこのような変化を示すとは限らず、あくまで、遮光されるとレベル不安定領域を介して遮光レベルＶ０へ受光レベルＳＶＵ、ＳＶＤ、ＳＨＬ、ＳＨＲが下がるということを示している。

つまり、この遮光された際の受光レベル不安定時間領域（ｔ0−ｔ1）の受光レベルＳＶＵ、ＳＶＤ、ＳＨＬ、ＳＨＲを光軸ズレ判定に用いてしまうと、実際には光軸ズレしていないにもかかわらず光軸ズレ状態として誤認することになる。次に、図９（ｂ）には図９（ａ）と同様に遮光時の第２の受信レベルの総和ＳＬall＝ＳＬ１＋ＳＬ２＋ＳＬ３＋ＳＬ４の変化を示している。この場合も遮光されてからレベル不安定領域を介して遮光レベル安定状態へ変化している。

一方、図１０（ａ）の角度θは第２の光受信手段である４分割ＰＤ９に対する光源３２の位置（方向）を示したものである。図１０（ｂ）には図１０（ａ）に示すような第２の光受信手段９に対して光源（第２の光送信手段）３２のθの位置にある場合の、第２の光受信手段９を構成する受光素子（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４）の受光レベルを基にした図７に準じた水平方向判定レベルＳＨＬ＝ＳＬ１＋ＳＬ３とＳＨＲ＝ＳＬ２＋ＳＬ４の光源３２の方向（θ）に対する変化と、同様に、第２の光受信手段９の各受光素子で得られた受光レベルの総和ＳＬall＝ＳＬ１＋ＳＬ２＋ＳＬ３＋ＳＬ４の変化をイメージ化して示している。この図１０（ｂ）に示すように、第２の光受信手段９は光源３２が正面（θ＝０°）のときにレベルがＶ１（＝ＳＨＬ＝ＳＨＲ）で一致し、受信レベルの総和ＳＬallは、そのレベルＶtotal１が最も大きくなる。ここで、このレベル総和ＳＬallの変化を見てみると、光源３２の位置がθ0〜θ1の間で移動した際にその変化幅はΔＶｍであることがわかり、上述の図９（ｂ）での遮光時のレベル変化ΔＶＳとを比較すると、ΔＶｍ＞ΔＶＳの関係がある。

このことを利用して、光軸ズレと遮光による第２の光信号３３の第２の光受信手段９での受光レベル変化を判別することを実現したのが本発明の主たるところであり、これによって光伝送路が瞬断されただけでは不用意な光軸調整処理を行わず、さらに、送信機１の移動などによる光軸ズレに対しては速やかに光軸を修正することを可能としている。以下に、その具体的な手段を判定ブロックの一例及び光軸調整フロー例を使って説明する。

図１１には以上で説明した光軸ズレ及び遮光判定を行うための本発明におけるブロック構成図を制御部１５に主点を置き示している。ただし、ここでは、制御部１５のその他の機能については省略して示してある。この図１１に示すように制御部１５は第２の光受信手段９（及び第１の光送信手段８）の方向を第２の光信号３３の第２の光受信手段９における各ＰＤ素子での受信レベルを基に方向調整して光軸を合せた後、通信光軸が正確に合っている状態での第２の光受信手段９の受信レベルを監視して光軸ズレを検出し、速やかに光軸を修正するためのものである。

設定時の光軸調整が終わった後に、制御部１５は随時、受信信号セレクト制御部５９によって信号セレクト回路１１にセレクト制御信号を送り、順次第２の光受信手段９から得られる受信信号のレベルＳＬ１〜ＳＬ４を受信レベル検出回路１３においてレベル値として光軸確立基準レベル記録部５６へ渡し、光軸調整直後の光軸が合っているときのトータル受光レベルＳＬallを計算して遮光判定基準値とし光軸確立基準レベル記録部５６に記録し、さらにそのときの水平変動判定基準値としてＳＨＬ＝ＳＬ１＋ＳＬ３、ＳＨＲ＝ＳＬ２＋ＳＬ４と、垂直変動判定基準値としてＳＶＵ＝ＳＬ１＋ＳＬ２、ＳＶＤ＝ＳＬ３＋ＳＬ４を判定基準値として光軸確立基準レベル記録部５６に記録する。

さらに、随時、判定処理部５８において受信レベル検出回路１３において得られる各信号のレベル値を光軸確立基準レベル記録部５６に記録した各基準レベルと比較し、その差が生じた際にその差が生じている期間がどの程度継続しているかなどを判定するための繰り返し判定回数カウンタ（又はタイマ）５７を設定し、その区間を計測する。この計測結果によって判定処理部５８では光軸ズレが生じたための受信レベルの変動か、又は遮光されたことによる受信レベルの変動かを判定し、その結果によって駆動部を制御することで、光軸ズレを実際に生じている場合のみに適切な光軸ズレ修正処理（駆動）を行うことを可能にする。ここで、繰り返し判定回数カウンタ（又はタイマ）５７は、図１３で後述するように繰り返し遮光判定回数カウンタ（又はタイマ）５７−１と繰り返し軸ズレ判定回数カウンタ（又はタイマ）５７−２の２種類から成る。

次に、第１、第２の実施の形態においての光軸調整動作及び光軸ズレ判定動作、光軸ズレの修正に至る本発明に係る自動光軸調整の流れを図１２から図１５を用いて説明する。まず図１２を用いて図２に示した第１の実施の形態の送信機１の動作を説明する。第１の実施の形態では、図１２に示すように、まず、ステップＳ１として第２の光受信信号を順次セレクトし、ステップＳ２で一定レベル以上の受信信号があるかを判定する。これは、第２の光受信手段９の受光角内に受信機２０があるか否かを判定することで、外乱光などのノイズ受信による誤判定を避けるためのものである。この判定で、一定レベルを超えた受信信号が無い場合には、ステップＳ３で第１の光送信手段８の発光を停止し、不必要な第１の光信号１９の放出を避け、周辺外界への配慮をする。ステップＳ３で第１の光信号１９を停止したら、ステップＳ４で第２の光受信手段９（及び第１の光送信手段８）の方向を移動させ、再度ステップＳ１からの処理を行う。

また、ステップＳ２において一定レベル以上の受信が確認された場合には、さらにステップＳ５においてこれらすべての第２の受信光レベルＳＶＵ、ＳＶＤ、ＳＨＬ、ＳＨＲが一致しているかを判定し、一致していない場合にはステップＳ４でこの各第２の受信光レベルＳＶＵ、ＳＶＤ、ＳＨＬ、ＳＨＲの大きさに応じて第２の光受信手段９（及び第１の光送信手段８）の方向を移動させ、再度ステップＳ１からの処理を行う。

もし、ステップＳ５においてすべてのレベルＳＶＵ、ＳＶＤ、ＳＨＬ、ＳＨＲが一致していた場合にはステップＳ１４で第１の光送信手段８で第１の光信号１９を受信機２０へ送信開始し、設置時における初期光軸調整を完了し、以降の光軸監視状態へ進む。光軸監視状態では以前の光軸調整において光軸が合った時点での第２の光受信レベルＶ１（ＳＶＵ、ＳＶＤ、ＳＨＬ、ＳＨＲ）をステップＳ１１において記録し、ステップＳ１２において光軸一致時点での第２の光トータル受信レベルＶtotal１を求め記録する。

これらステップＳ１１及びステップＳ１２において第２の光受信レベルＶ１、第２の光トータル受信レベルＶtotal１を以後の判定基準値として記録した後、ステップＳ１３で光軸ズレ及び揺動検知処理を行い、光軸ズレを検出した場合には光軸再調整を行う処理へ移る。ここでの例ではステップＳ２の第２の光信号３３の受光レベル判定の処理へ戻ることで光軸の再調整処理をする形式を取っている。なお、ステップＳ１３で光軸ズレが検出されていない場合にはこのステップＳ１３の光軸ズレ監視処理を繰り返す。

ステップＳ１３の光軸監視処理について図１３を用いて詳細に説明をする。図１３は、送信機１が設置時の初期光軸合わせを終え、送信機１及び受信機２０間で第１の光信号１９によって確立された光伝送路の状態（光軸ズレの発生）を監視し、遮光時における光伝送路の異常か光軸ズレによる異常かを判定し、光軸ズレの発生を検知し、光軸ズレ調整を送信機１が自動で行うための判定処理である。

この図１３に示すように光軸ズレ発生判定処理は、遮光時と光軸ズレとを判別するものであり、まず、ステップＳ４１において第２の光受信信号の現在の受信レベルを順次監視するために信号セレクト回路１１を制御し、受信レベル検出回路１３によって得られる第２の光受信手段９の全受光素子で受信されるトータル受光量（レベル）ＳＬallの変化をステップＳ４２において監視する。このトータル受光量ＳＬallが大きく変化している場合にはステップＳ４３においてこの変化が一定時間継続するかを見極めるために繰り返し遮光判定回数カウンタ５７−１をセット（＋１）する。次に、ステップＳ４４でステップＳ４３で設定しているカウンタ５７−１をチェックして判定回数が一定回数Ｎ（タイマの場合には所定の継続時間）以上かを判定する。その結果、判定回数が規定の大きさに達していない場合にはステップＳ４５において、繰り返し軸ズレ判定回数カウンタ５７−２をリセット（クリア）し、ステップＳ４１へ戻り光伝送路の監視を続ける。なお、ステップＳ４５においてクリアされる繰り返し軸ズレ判定回数カウンタ５７−２は後述する光軸ズレ判定の際に設定されるカウンタである。

なお、ステップＳ４４において判定回数が規定の大きさＮに達している場合には、ステップＳ４２における第２の光受信手段９のトータル受光量ＳＬallの急激な変化を遮光によるものと判断し、ステップＳ４７及びステップＳ４８で各々繰り返し軸ズレ判定回数カウンタ５７−２、繰り返し遮光判定回数カウンタ５７−１をクリアし、光軸再調整不要として次処理へ移る。

もし、ステップＳ４２の監視判定で第２の光受信手段９のトータル受光量ＳＬallに大きな変化が無い場合には、ステップＳ４６において、第２の光受信手段９の各受光素子から得られるそれぞれの判定受信レベルＶ１をチェックして、すべての第２の受信光レベルが一致（厳密には、初期設定時に光軸を合わせたときの各レベルと一致）している場合には、光軸ズレが無いとして、ステップＳ４７及びステップＳ４８で各々繰り返し軸ズレ判定回数カウンタ５７−２、繰り返し遮光判定回数カウンタ５７−１をクリアし、光軸再調整不要として次処理へ移る。

一方、ステップＳ４６において各判定受信レベルＶ１のすべてが一致しない状態になっていることを検知した場合には、ステップＳ４９において、繰り返し軸ズレ判定回数カウンタ５７−２をセット（＋１）し、次の、ステップＳ５０においてその判定回数をチェックする。この繰り返し軸ズレ判定回数カウンタ５７−２の判定回数が一定回数Ｍより大きい場合、すなわち、ステップＳ４６のレベル判定での比較的小さな受光レベル変化によるレベル不一致状態が規定時間以上継続している場合には、送信機１の位置ズレ（移動）などによる、光軸ズレが発生していると判断し、ステップＳ５１及びステップＳ５２で各々繰り返し軸ズレ判定回数カウンタ５７−２、繰り返し遮光判定回数カウンタ５７−１をクリアし、光軸再調整処理へ移る。また、ステップＳ５０のカウンタの判定回数チェックにおいて規定の回数Ｍを超えていない場合にはステップＳ４１に戻り監視を継続する。

このような送信機１の光軸調整の流れによって自動光軸調整及び自動光軸ズレ修正動作を実現する。なお、ここで説明している第１の実施の形態の受信機２０側の動作については、電源投入後に第２の光信号３３を送信機１へ向けて発光することが最低限の動作として要求されるが、それ以上の動作は先に述べた送信機１の光軸調整動作に対しては動作を求められないことから説明は省略する。

次に図３に示した第２の実施の形態の送信機１及び受信機２０の動作を、それぞれ図１４及び図１５を用いて説明する。第２の実施の形態の送信機１は、図１４に示すように、まずステップＳ１として制御部１５が信号セレクト回路１１を制御して、第２の光受信信号を順次選択し、ステップＳ２で受信レベル検出回路１３において検出された第２の光受信信号のレベルをチェックし、このレベルが第１の判定レベル（受信機２０からの第２の光信号３３と判定できるレベル：例えば図１０に記載のＶ０）を超えていない場合には受信機２０の方を向いていないとしてステップＳ３において不必要な第１の光信号１９の送信を停止し、周りの機器や人などの周辺環境への悪影響の発生を防ぎ、ステップＳ４において駆動手段１７、１８を制御して第１の光送信手段８及び第２の光受信手段９の方向を変え、ステップＳ１に戻って受信機２０を探す。

ステップＳ２において一定の判定レベルを超えるものがある場合には、ステップＳ５でこれらすべての第２の光信号３３の受信光レベルＳＶＵ、ＳＶＤ、ＳＨＬ、ＳＨＲが一致するか（実際にはノイズなどの影響で差があるため、ある一定の範囲内にあるか）を判定し、もし、一致しない場合にはステップＳ４において、第２の受信光の各レベルＳＶＵ、ＳＶＤ、ＳＨＬ、ＳＨＲに応じて駆動手段１７、１８を制御して第１の光送信手段８及び第２の光受信手段９の方向を変え、次いでステップＳ１に戻って再度、受信機２０を探す。このステップＳ４での第１の光送信手段８及び第２の光受信手段９の向きをどちらの方向に駆動させるかは、既に図４〜図６を用いて説明した第２の光受光レベルを用いた光源３２の方向判定方法の基本的原理に従って行う。

ステップＳ５で第２の光信号３３の各受信光レベルＳＶＵ、ＳＶＤ、ＳＨＬ、ＳＨＲがすべて一致した場合には、ステップＳ６で送信データにＣＲＣデータを付加し、ステップＳ７で８Ｂ１０Ｂ変換され二値化処理された信号を第１の光信号１９として送信を開始し、ステップＳ８において第２の光信号３３で送られる受信機２０側での第１の光信号１９の送達エラー情報（エラーレート）を受信し、ステップＳ９において得られたエラー情報を解析し、もし、エラーが有りの情報を受けたならステップＳ１０で第１の光送信手段８及び第２の光受信手段９の向きを任意の方向へ微動させ、再度受信機２０からのエラーレート情報をステップＳ９で判定する。

もし、このステップＳ９でエラーが無いとの情報を受けたなら（実際には一定時間異常エラーなし状態が続いた場合に光軸が一致したエラーの光伝送路が確立されたとして次ステップへ移り）、設置時における初期光軸調整を完了し、以降の光軸監視状態へ進む。光軸監視状態では以前の光軸調整でにおいて光軸が合った時点での各受光素子によるそれぞれの第２の光受信レベルＶ１をステップＳ１１において記録し、ステップＳ１２において光軸一致時点での第２の光トータル受信レベルＶtotal１を算出し記録する。

これらステップＳ１１及びステップＳ１２において第２の光受信レベルＶ１、第２の光トータル受信レベルＶtotal１を以後の判定基準値として記録した後、ステップＳ１３で光軸ズレを監視し、光軸ズレを検出した場合には光軸再調整を行う処理へ移る。ここでの例ではステップＳ２の第２の光信号３３の受光レベル判定の処理へ戻ることで光軸の再調整処理をする形式を取っている。なお、ステップＳ１３で光軸ズレが検出されていない場合にはこのステップＳ１３の光軸ズレ監視処理を繰り返す。このような送信機１の光軸調整の流れによって自動光軸調整及び自動光軸ズレ修正動作を実現する。なお、図１４の送信機１の動作の中で示した、ステップＳ１３の光軸ズレ監視処理の詳細については図１３を用いて説明したものと同じであるので説明は省略する。

次に、第２の実施の形態で示している受信機２０の動作を図１５を用いて説明する。受信機２０はステップＳ２１で第１の光受信手段２２及び第２の光送信手段３２を可動部３７及び３８を調整して送信機１の方向へ向ける。送信機１の方向へ向けられた受信機２０はステップＳ２２において第２の光送信手段３２から送信機１に対してその位置を知らせるための第２の光信号（パイロット光）３３を送信する。

次にステップＳ２３で第１の光信号１９の受信レベルがデータ伝送を可能なレベル付近になるまで待機する。ここで、第１の光信号１９でデータが伝送できるある程度のレベルに受信レベルがなれば、ステップＳ２４で受信した第１の光信号（第１の受信光）１９によるデータを二値化及び１０Ｂ８Ｂ変換（復号化）し、ステップＳ２５において第１の光信号１９で受信したデータのシンボルエラーを検出し、ステップＳ２６で第１の受信データのＣＲＣＣを用いてエラーをチェックする。このステップＳ２５及びステップＳ２６で検出されるエラー数をステップＳ２７で一定時間経過するまで数え、ステップＳ２８でこの一定時間内に検出したエラー数からエラーレートを算出し、ステップＳ２９でエラーの有無を判定し、エラーが無い場合にはステップＳ３０でエラー無し情報をパケット化してエラー無しパケットを生成し、エラーがある場合にはステップＳ３１でそのエラーレートをパケット化してエラーレートを示すエラーパケットを生成し、ステップＳ３２においてこの生成されたパケットを第２の光信号３３に変調して乗せて送信することで送信機１へ受信機２０での第１の光信号１９の受信状態を示す送達エラー情報を伝送する。

以上、示したような動作によって第１、第２の実施の形態の光無線伝送装置は送信機１と受信機２０との間の光軸を合わせ、光伝送路を確立する。また、以上のような判定動作を行うことで、第２の光信号３３の受光レベルを基にした光軸ズレ判定を速やかに実現し、送信機１が設置後の光軸ズレを自動的に修正することを可能としている。なお、上述の実施の形態において説明した光無線伝送装置の送信機１と受信機２０の構成は、本発明の技術思想を説明するために示した一例であり、その構成及び動作フローは適宜変更可能である。

本発明が使われると想定される光伝送システムを示す構成図である。 本発明の第１の実施の形態の光無線伝送装置の送信機及び受信機を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態の光無線伝送装置の送信機及び受信機を示すブロック図である。 光源位置と４分割ＰＤの受信レベルの関係を示す説明図である。 光源位置と４分割ＰＤの受信レベルの関係をさらに詳しく示す説明図である。 図５の光源位置における４分割ＰＤの受信レベルの関係を示す説明図である。 第２の光受信手段の取り付けズレとレベル判定信号を示す説明図である。 光無線伝送装置の光軸及び光伝送路を示す説明図である。 遮光時の４分割ＰＤの受光レベルの変化を示す説明図である。 ４分割ＰＤの受光レベルの光源方向に対する受信レベル変化例を示す説明図である。 光軸ズレ及び遮光判定をするための制御ブロックの一例を示すブロック図である。 第１の実施の形態の送信機の光軸調整動作の概略を示すフローチャートである。 図１２の光軸ズレ及び遮光判定のための判定動作を詳しく示すフローチャートである。 第２の実施の形態の送信機の光軸調整動作の概略を示すフローチャートである。 第２の実施の形態の受信機の光軸調整動作の概略を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 送信機
２ 送信機電気信号処理部
３ 送信信号処理回路
４ ＣＲＣＣ付加回路
５ ８Ｂ１０Ｂ変換回路
６、２５ 二値化回路
７、３１ 発光素子ドライバ
８ 第１の光送信手段
９ 第２の光受信手段
１０、２３ 受光回路
１１ 信号セレクト回路
１２ 復調回路
１３ 受信レベル検出回路
１４ パケット検出及び解析手段
１５ 制御部
１６ 駆動制御部
１７ 水平方向の駆動手段
１８ 垂直方向の駆動手段
１９ 第１の光信号（送信光）
２０ 受信機
２１ 電気信号処理回路
２２ 第１の光受信手段、受光素子
２４ 受信信号処理回路
２６ シンボルエラー検出回路
２７ エラーレート算出回路
２８ エラーレートパケット生成回路
２９ 変調回路
３０ 発信回路
３２ 第２の光送信手段、光源、発光素子
３３ 第２の光信号（パイロット光）
３４ 信号レベル検出回路
３５ １０Ｂ８Ｂ変換回路
３６ ＣＲＣチェック回路
３７ 水平可動部
３８ 垂直可動部
４０、４１、４２、４３ 信号加算器
４８ 垂直方向回転軸
４９ 水平方向回転軸
５１ 第１の光信号発光軸
５２ 第２の光信号受光軸
５３ 送信機電気回路基板
５４ 受信機電気回路基板
５５ 遮光物
５６ 光軸確立基準レベル記録部
５７ 繰り返し判定回数カウンタ（又はタイマ）
５７−１ 繰り返し遮光判定回数カウンタ（又はタイマ）
５７−２ 繰り返し軸ズレ判定回数カウンタ（又はタイマ）
５８ 判定処理部
５９ 受信信号セレクト制御部
６０ 映像制御装置
６１ 映像表示装置
ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４ 第２の光受信手段を構成する受光素子
ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４ 各第２の光受信手段で受光された信号

Claims (3)

1. 放射角度が比較的狭い第１の光信号を送信する第１の光学送信手段を有する送信機と、前記第１の光信号を受信して電気信号に変換する第１の光学受信手段を有する受信機とを備えた光無線伝送装置であって、
   前記受信機は、
   放射角度が比較的広い第２の光信号を送信する第２の光学送信手段を有し、
   前記送信機は、
   前記第２の光信号を各々が前記受信機の方向に応じたレベルで受光可能な第２の複数の光学受信手段と、
   前記第１の光学送信手段及び前記第２の複数の光学受信手段を一体で前記受信機の方向に移動させて位置合わせを行うための駆動手段と、
   前記第２の複数の光学受信手段の各々により受光されたレベルの差が概略無くなるように前記駆動手段を制御して初期光軸位置合わせをし、前記初期光軸位置合わせが終了した後、前記第２の複数の光学受信手段の各々により受光されたレベルの合計の変化が所定時間以上継続したか否かを判断して、継続しない場合には、再光軸位置合わせを行わず、継続した場合には、前記第２の複数の光学受信手段の各々により受光されたレベルに基づいて再光軸位置合わせが必要か否かを判断して、必要と判断した場合に、再光軸位置合わせを行う光軸位置合わせ手段とを有する光無線伝送装置。
2. 前記第２の複数の光学受信手段は、水平・垂直方向に共に２個、合計４個の光電変換素子により構成され、
   前記光軸位置合わせ手段は、左側に配置された２個の前記光電変換素子の各レベルの合計と右側に配置された２個の前記光電変換素子の各レベルの合計の差が概略無くなるようにして水平方向の光軸位置合わせを行うとともに、上側に配置された２個の前記光電変換素子の各レベルの合計と下側に配置された２個の前記光電変換素子の各レベルの合計の差が概略無くなるようにして垂直方向の光軸位置合わせを行うことを特徴とする請求項１に記載の光無線伝送装置。
3. 前記光軸位置合わせ手段は、前記差の変化が所定時間以上継続したか否かを判断して、継続しない場合には、再光軸位置合わせが不要と判断して再光軸位置合わせを行わず、継続した場合には、再光軸位置合わせが必要と判断して再光軸位置合わせを行うことを特徴とする請求項２に記載の光無線伝送装置。
   

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