JP2007049240A - 光軸調整装置及び光軸調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、主目的光信号を相互に光通信する光無線伝送装置の光軸調整装置において、人手に頼らずに、自動的に高精度に光軸調整を行なうことのできる装置を提案する。
【解決手段】 主目的光信号を光送信及び光受信する第１の発光素子４及び第１の受光素子５並びにパイロット光を光送信する第２の発光素子１０及びパイロット光を光受信する、４分割受光部を備える第２の受光素子１１が取り付けられた、各光軸の角度を共通に可変する駆動手段を、第２の受光素子の４分割受光部の受光量が等しくなるように制御し、且つ、第１の受光素子が光受信した主目的光信号のキャリアの有無に応じて、相手側の駆動手段を制御して、相手側の第１の発光素子の発光軸及び自己の第１の受光素子の受光軸を一致させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主目的光信号を光送信する自己の発光素子と主目的光信号を光送信する相手側の発光素子とからそれぞれ光送信された主目的光信号を光受信する自己の受光素子と相手側の受光素子とを有する自己及び相手側の光無線伝送装置相互間で光軸調整を行なう光軸調整装置及び光軸調整方法に関する。

先ず、図５を参照して、光無線通信装置１００、及びこの光無線通信装置１００を構成する光無線伝送装置１Ａ、１Ｂについて説明する。光無線伝送装置１Ａ、１Ｂは相互に光無線通信を行なうものである。これら光無線伝送装置１の個数は、２以上の任意の数が可能であるが、ここでは説明の便宜のため、その個数を２とする。

図５の例の光無線通信装置１００では、光無線伝送装置１Ａが、例えば、台Ｄの上に固定され、光無線伝送装置１Ｂが、例えば、天井ＣＬの下面に取り付け固定されている。

ここで各光無線伝送装置１Ａ、１Ｂの各通信光発光素子から出力される光を発光軸１０１Ａ、１０１Ｂと称し、各光無線伝送装置１Ａ、１Ｂの各通信受光素子で受光する光軸を受光軸１０２Ａ、１０２Ｂと称す。

この場合、光無線伝送装置１Ａ、１Ｂの各発光軸１０１Ａ、１０１Ｂと、光無線伝送装置１Ｂ、１Ａの各受光軸１０２Ｂ、１０２Ａが相互に一致していると光通信が可能であるが、一致していないと光通信は不可能となる。

図６は、光無線伝送装置１Ａ、１Ｂがそれぞれ別の台ＤＡ、ＤＢ上に固定されている点で図５の例の光無線通信装置１００と異なるが、その他の構成及び動作は図５の例の光無線通信装置１００と同様である。

ところで、光無線伝送装置１Ａ、１Ｂの各発光軸１０１Ａ、１０１Ｂと、光無線伝送装置１Ｂ、１Ａの各受光軸１０２Ｂ、１０２Ａが相互に一致させる手段又は方法は、従来種々提案されている。

例えば特許文献１には、ピンポイントに絞った可視光を、信号伝送用の赤外光と同一光軸又は平行光軸で、相手側の光無線伝送装置の可視光反射素子に反射させ、その反射した可視光を操作者が見ながら光軸調整を行なうようにした光無線伝送装置の光軸調整方法が開示されている。

一方、特許文献２に開示されている光送信装置及び光受信装置間の光軸調整方法は、先ず光送信装置及び光受信装置間の概略の方向を目視で決め、そして光送信装置の光源及び指向性調整用レンズ間の距離を調整して、光送信装置よりの発光光の指向性を広くした状態で、光受信装置の受光レベルが最大レベルになるように、光送信装置及び光受信装置の位置及び方向を調整して、大まかな光軸調整（第１の光軸調整）を行なう。次に、光送信装置の光源及び指向性調整用レンズ間の距離を調整して、光送信装置よりの発光光の指向性を狭くした状態で、光受信装置の受光レベルが最大レベルになるように、光送信装置及び光受信装置の位置及び方向を調整して、細かな光軸調整（第２の光軸調整）を行なう。
特開昭６２−１１０３３９号公報 特開２００３−２０９５２０号公報

ところで特許文献１に開示された光無線伝送装置の光軸調整方法は、信号伝送用の赤外光の他に可視光を用いるため、そのための構成及び方法が複雑になり、且つ、人手を要するという問題がある。また、自己及び相手側の光無線伝送装置間の距離が長くなる場合は、可視光の出力を上げねばならず、光無線伝送装置の大型化と費用拡大につながるという問題がある。

また従来、自己及び相手側の光無線伝送装置のいずれか一方に照準機を設け、その照準機を見ながら光軸調整を行なう光軸調整方法が提案されているが、この光軸調整方法は、光無線伝送装置が大型になる他に、人手を要するという問題がある。

更に、自己及び相手側の光無線伝送装置の各受光素子にそれぞれ受光レベル検出用測定機を設け、二人一組で光軸調整を行なうようにした光軸調整方法も提案されているが、この方法も、光無線伝送装置が大型になる他に、人手を要するという問題がある。

一方、特許文献２に開示されている光送信装置及び光受信装置間の光軸調整方法は、２段階に光軸調整を行なうものであるが、光送信装置及び光受信装置を共に備えた光無線伝送装置相互間の光軸調整ではない。しかも、その光軸調整は、人手によるものであり、自動化が難しいという問題がある。

光無線伝送装置で主目的光信号を高速光伝送する場合には、通常、指向角の狭いレーザ光を用いるが、特許文献２のように、そのレーザ光をパイロット光として用いる場合は、レーザ光の指向角を数十度程度に広げなければならない。

ところが、指向角の狭いレーザ光を用いた場合、操作者の目に対して障害を与える危険性があるため、レーザ光の発光素子にアイセーフレンズを取り付けなければならない。レーザ光にアイセーフレンズを取り付けると、レーザ光の指向角を二度程度以上に広げることができないことからレーザ光をパイロット光として用いることができないという問題がある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、その目的は、主目的光信号を光送信する自己の発光素子と主目的光信号を光送信する相手側の発光素子とからそれぞれ光送信された主目的光信号を光受信する自己の受光素子と相手側の受光素子とを有する自己及び相手側の光無線伝送装置相互間で光軸調整を行なう光軸調整装置及び光軸調整方法において、人手に頼らずに、自動的に高精度に光軸調整を行なうことのできる光軸調整装置及び光軸調整方法を提案することにある。

上記課題を解決するために請求項１の本発明は、一方の光無線伝送装置（１Ａ）が有する第１の発光部（４）から送信される主目的光信号を、他方の光無線伝送装置（１Ｂ）が有する第１の受光部（５）で受信させるよう発光軸と受光軸とを調整するための各光無線伝送装置に備えられた光軸調整装置において、他方側から主目的光信号よりも指向角の広いコマンド光信号を送信する第２の発光部（１０）と、他方側から送信されたコマンド光信号を一方側で受信する第２の受光部（１１）と、第２の発光部の発光軸に第２の受光部の受光軸を合わせるよう第２の受光部の方向を駆動する駆動手段（１６，１７）と、第１の受光部で受信された主目的光信号からこの光信号に含まれるキャリアのレベルを検出して発光軸と受光軸とのずれを検出する検出手段（７）と、第１の受光部の受光軸に対する第１の発光部の発光軸のなす角度についての所定角度毎の偏移と検出手段で検出されたキャリアの検出レベルとに基づいて制御コマンドを生成し、コマンド光信号に変換して第２の発光部から送信するよう制御する第１の制御手段（１８）と、第２の受光部で受信されるコマンド光信号から制御コマンドを抽出して駆動手段を駆動制御する第２の制御手段（１８）とを具備し、検出手段における発光軸と受光軸とのずれが最小になるまで第１及び第２の制御手段による制御を実行することを特徴とする。

また請求項２の本発明は、一方の光無線伝送装置（１Ａ）が有する第１の発光部（４）から送信される主目的光信号を、他方の光無線伝送装置（１Ｂ）が有する第１の受光部（５）で受信させるよう発光軸と受光軸とを調整するための各光無線伝送装置の光軸調整方法において、主目的光信号よりも指向角の広いコマンド光信号を他方側に備えられる第２の発光部（１０）から送信する送信工程と、第２の発光部から送信したコマンド光信号を一方側に備えられる第２の受光部で受信する受信工程と、第２の発光部の発光軸に第２の受光部の受光軸を合わせるよう第２の受光部の方向を駆動する駆動工程と、第１の受光部で受信された主目的光信号からこの光信号に含まれるキャリアのレベルを検出して発光軸と受光軸とのずれを検出する検出工程と、第１の受光部の受光軸に対する第１の発光部の発光軸のなす角度についての所定角度毎の偏移と検出工程で検出されたキャリアの検出レベルとに基づいて制御コマンドを生成し、コマンド光信号に変換して第２の発光部から送信するよう制御する第１の制御工程と、第２の受光部で受信されるコマンド光信号から制御コマンドを抽出して駆動手段を駆動制御する第２の制御工程とを有し、検出工程における発光軸と受光軸とのずれが最小になるまで第１及び第２の制御工程による制御を実行することを特徴とする。

本発明によれば、人手に頼らずに、自動的に高精度に光軸調整を行なうことのできる光軸調整装置及び光軸調整方法を提案することができる。

以下、図１〜図４を参照して、本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１は、本発明となる光無線伝送装置の光軸調整装置の一実施形態の構成例を示すブロック図である。図２は、この光無線伝送装置の一部の素子の構成例を示す正面図である。図３は、この光無線伝送装置の光軸調整装置の動作説明のためのフローチャートである。図４は、この光無線伝送装置の光軸調整装置の一部の通信光受光素子５によるキャリア検出の動作の説明に供する図（同図Ａ）及びコマンド形態を示す図（同図Ｂ）である。

先ず、図１を参照して、光無線伝送装置１の光軸調整装置の構成例を説明する。光無線伝送装置１は、図５又は図６において説明した光無線通信装置を構成する、例えば一対の光無線伝送装置１Ａ、１Ｂに図１の構成の光無線伝送装置を適用することができる。

自己の光無線伝送装置から、相手側の光無線伝送装置に送信しようとする主目的信号（音声信号、映像信号等の情報信号、データ信号等）のデジタルパラレルデータが変換二値化回路２に供給されて、光送信可能なデジタルシリアルデータに変換される。そのデジタルシリアルデータが発光素子ドライバ３に供給され、その発光素子ドライバ３によって、通信光発光素子４が駆動され、これによって主目的信号のデジタルシリアルデータが比較的狭指向性のレーザ光等の光送信信号に変換されて、相手側の光無線伝送装置に向けて光伝送される。

他方、相手側の光無線伝送装置の通信光発光素子４から光伝送されて来た比較的狭指向性の光送信信号は、自己の光無線伝送装置のアヴァランシェフォトダイオード等の通信光受光素子５によって受光される。この受光によって通信光受光素子５から出力された主目的信号（音声信号、映像信号等の情報信号、データ信号等）のデジタルシリアルデータが、変換二値化回路６に供給されて、主目的信号のデジタルパラレルデータに変換される。

次に、自己及び相手側の光無線伝送装置の各通信光発光素子４の発光軸と、相手側及び自己の光無線伝送装置の各通信光受光素子５の受光軸を相互に一致させるための光軸調整について説明する。ここでは、この光軸調整を第１及び第２の光軸調整の２段階で行なう。そして、この第１及び第２の光軸調整からなる光軸調整を自己及び相手側の光無線伝送装置で各別に行なう。

図２において、ＰＮは矩形の回動板（第１の回動板）を示す。この回動板ＰＮの平面状の表面上には、上述の通信光発光素子４及び通信光受光素子５が後述する可動板Ｂ１及びＢ２を介して取り付け固定されている。

この回動板ＰＮの表面上には、ＬＥＤ等のパイロット光発光素子１０及びパイロット光受光素子１１も取り付け固定されている。パイロット光受光素子１１は、４分割受光素子で、回動板ＰＮの表面上に互いに直交するｘ軸及びｙ軸で区分された第１乃至第４象限に点対称に配された受光面積の等しい第１乃至第４の受光部a、b、c、dから構成される。

尚、回動板ＰＮ上に配置された発光素子４、１０及び受光素子５、１１相互の間隔は、互いに光通信を行なう光無線伝送装置間の距離に比べて、無視し得る程度に小さな値である。

回動板ＰＮは、その表面と直交し、Ｘ軸を含む平面上においてＸ軸と平行な回動軸ＡＸの回りに回動する（その回動方向をφとする）ように、互いに平行な一対のポールＰ１、Ｐ２間に取り付けられている。この回動板ＰＮは、図１のモータ１７によって回動せしめられる。

また一対のポールＰ１、Ｐ２は、円板形の固定台ＦＤに対し、Ｙ軸の回りに回動自在の円板形の回動板（第２の回動板）ＲＤ上に植立されている。Ｙ軸は、原点OにおいてＸ軸と直交する。第２の回動板ＲＤの回動方向θは、第１の回動板ＰＮの回動方向φと直交する。この回動板ＲＤは、モータ１６によって回動せしめられる。

回動板ＰＮ上には、その下側及び上側に、微調整用の可動板Ｂ１、Ｂ２が取り付けられている。この可動板Ｂ１、Ｂ２は、回動板ＰＮの表面上において、Ｘ軸の回り及び原点ОにおいてＸ軸と直交するＹ´軸の回りに、それぞれ相対的に微動回動自在に、回動板ＰＮ上に取り付けられている。

そして、通信光発光素子４及び通信光受光素子５が、可動板Ｂ１、Ｂ２上に振り分けて、各別に取り付けられている。通信光発光素子４及び通信光受光素子５は、略Ｙ´軸上に位置している。

パイロット光発光素子１０及びパイロット光受光素子１１は、例えば、通信光受光素子５の両側に位置する如く、可動板Ｂ２上に取り付けられている。以下に、可動板B１、B２に微調整回動手段を設ける目的及び構成を簡単に説明する。

微調整回動手段を設ける目的は、自己の光無線伝送装置で光軸調整が終了した後に相手側の光無線伝送装置で光軸調整を行なうと、この調整により先に調整した光軸がずれて再度の光軸調整が必要になることから、このような不要な光軸調整回数を抑制するため、自己のレーザ４の光を相手側のＡＰＤ５に当てた後に自動的に自己のＡＰＤ５の受光軸も相手側のレーザ４の方向に向くように制御することでレーザ４の発光軸とＡＰＤ５の受光軸を一致させる点にある。

この微調整回動手段は、可動板B１、B２の裏面にＸ軸及びＹ軸を中心に回動自在に駆動させるためのスプリング及びネジを備え、このネジは図示していないモータで回動せしめられ、これによりネジを回転されてスプリングを伸縮させ、可動板Ｂ１、Ｂ２をそれぞれ所望の方向に傾斜させる構成を有している。ネジを回転させるモータは、制御部１８からの指令によりモータドライバを介して制御せしめられる。上記構成では可動版Ｂ１、Ｂ２の両方に微調整回動手段を設けるようにしたが、実際にはどちらか一方のみを設ければレーザ４の発光軸とＡＰＤ５の受光軸を一致させることができる。

次に、第１の光軸調整の動作について説明する。制御部１８からのパイロット光発光用信号がパイロット光発光素子ドライバ９に供給され、その発光素子ドライバ９からの駆動信号が発光ダイオード（ＬＥＤ）等のパイロット光発光素子１０に供給されて、比較的広指向性のパイロット光が発光され、そのパイロット光が相手側の光無線伝送装置に向けて光伝送される。ここでは変調回路８の存在を無視して考える。尚、ここで制御部１８とは具体的にはＣＰＵ等の制御プロセッサを指している。

相手側の光無線伝送装置のパイロット光発光素子１０からのパイロット光は、パイロット光受光素子１１によって受光される。パイロット光受光素子１１を構成する第１乃至第４の受光部a〜dは、制御部１８によって制御される受光素子選択回路（受光部選択回路）１２によって選択された受光部から受光出力が出力されるようになされている。そして、第１乃至第４の受光部a〜dのうちの選択された受光部からの受光出力の和の出力が、受光レベル検出回路１３に供給されて、その受光レベルが検出され、その検出出力が制御部１８に供給される。

先ず、制御部１８の制御に基づいて、受光素子選択回路１２によって、パイロット光受光素子１１の受光部a、bから受光出力が得られるようにして、その受光出力の和のレベルが受光レベル検出回路１３によって検出され、その和の検出レベル（第１の和の検出レベル）が制御部１８に供給される。

次に、制御部１８の制御に基づいて、受光素子選択回路１２によって、パイロット光受光素子１１の受光部c、dから受光出力が得られるようにして、その受光出力の和のレベルを受光レベル検出回路１３によって検出され、その和の検出レベル（第２の和の検出レベル）が制御部１８に供給される。

制御部１８では、第１及び第２の和の検出レベルの差を算出し、そのレベルの差が０になるように、制御部１８がモータドライバ１５を通じてモータ１７の回転を制御して、回動板ＰＮを回動させる。第１及び第２の和の検出レベルの差が０になれば、相手側の光無線伝送装置のパイロット光発光素子１０よりのパイロット光の発光軸がx軸と交叉していることが分かる。

そして、先ず、制御部１８の制御に基づいて、受光素子選択回路１２によって、パイロット光受光素子１１の受光部a、dから受光出力が得られるようにして、その受光出力の和のレベルが受光レベル検出回路１３によって検出され、その和の検出レベル（第３の和の検出レベル）が制御部１８に供給される。

次に、制御部１８の制御に基づいて、受光素子選択回路１２によって、パイロット光受光素子１１の受光部b、cから受光出力が得られるようにして、その受光出力の和のレベルが受光レベル検出回路１３によって検出され、その和の検出レベル（第４の和の検出レベル）が制御部１８に供給される。

制御部１８では、第３及び第４の和の検出レベルの差を算出し、そのレベルの差が０になるように、制御部１８がモータドライバ１５を通じてモータ１６の回転を制御して、回動板ＲＤを回動させる。第３及び第４の和の検出レベルの差が０になれば、相手側の光無線伝送装置のパイロット光発光素子１０よりのパイロット光の発光軸がy軸と交叉していることが分かる。

そして、相手側の光無線伝送装置のパイロット光発光素子１０からのパイロット光の発光軸がx軸及びy軸と交叉していることが分かれば、その発光軸はx軸及びy軸の交点を通り、即ち、パイロット光発光素子１０よりのパイロット光の発光軸は、一応、パイロット光受光素子１１の受光軸と一致しているものと判断される。そして、このとき、相手側の光無線伝送装置の通信光発光素子４の発光軸が、一応、自己の光無線伝送装置の通信光受光素子５の受光軸と一致したものとされる。

ところで、このような第１の光軸調整において、相手側の光無線伝送装置のパイロット光発光素子１０からのパイロット光の直接光の他に、そのパイロット光の壁等よりの反射光、その他の外乱光が自己の光無線伝送装置のパイロット光受光素子１１に入射した場合、相手側の光無線伝送装置のパイロット光発光素子４からのパイロット光のレベルにばらつきがある場合、自己及び相手側の光無線伝送装置間の距離が遠過ぎる場合等には、相手側の光無線伝送装置の通信光発光素子４の発光軸が、自己の光無線伝送装置の通信光受光素子５の受光軸と正確には一致していなかったことになる。これは、通信光の指向角に比べて、パイロット光の指向角が広いことに起因する。

そこで、相手側の光無線伝送装置の通信光発光素子４の発光軸と、自己の光無線伝送装置の通信光受光素子５の受光軸とを正確に一致させるために、以下に述べる第２の光軸調整を行う。

第２の光軸調整を行なうときは、自己の光無線伝送装置からの指示に基づいて、相手側の光無線伝送装置において、制御部１８から発光素子ドライバ３に制御信号を供給して、通信光発光素子４を所定の一定光量で発光させて、自己の光無線伝送装置に向けて光伝送させるようにする。そして、相手側の光無線伝送装置の通信光発光素子４からの発光光を、自己の光無線伝送装置の通信光受光素子５で受光し、自己の光無線伝送装置において、その受光出力であるデジタルシリアル制御データを変換二値化回路６に供給して、デジタルパラレル制御データに変換した後、キャリアセンス検出回路７に供給して、そのデジタルパラレル制御データ、即ち、キャリアの受信レベルが、所定の一定レベル以上か否かを検出させる。その検出出力は制御部１８に供給される。制御部１８は、キャリアセンス検出回路７の検出出力に基づいて、受信レベルが所定の一定レベル以上のときの検出回数及びその所定の一定レベル未満のときの検出回数を計数する（詳しくは後述する。）。

自己の光無線伝送装置の制御部１８は、キャリアセンス検出回路７の検出出力並びに受信レベルが所定の一定レベル以上のときの回数及びその所定の一定レベル未満のときの回数に応じて、動作指示コマンドを発行し、その動作指示コマンドを変調回路８に供給する。この変調回路８は、例えば、周波数変調回路（振幅変調回路等の他の方式の変調回路も可能である）である。この変調回路８の出力が発光素子ドライバ９に供給されることによって、パイロット光発光素子１０は動作指示コマンド被変調パイロット光を発光し、そのパイロット光が相手側の光無線伝送装置に向けて光伝送される。

相手側の光無線伝送装置のパイロット光受光素子１１は、この光伝送された動作指示被コマンド変調パイロット光を受光し、その受光出力は復調回路１４に供給されて周波数復調され、その復調された動作指示コマンドが制御部１８に供給される。その制御部１８は、その動作指示コマンドに応じて、モータドライバ１５に制御信号を供給して、モータ１６又は１７の回転角度及び回転方向を制御して、回動板ＲＤ又はＰＮの回動角度及び回動方向を制御する。

相手側の光無線伝送装置の制御部１８のモータ１６又は１７の回転角度及び回転方向の制御毎に、制御部１８が回数検出指示コマンドを発行し、その回数検出指示コマンドを変調回路８に供給する。この変調回路８の出力が発光素子ドライバ９に供給されることによって、パイロット光発光素子１０は回数検出指示コマンド被変調パイロット光を発光し、そのパイロット光が自己の光無線伝送装置に向けて光伝送される。

自己の光無線伝送装置のパイロット光受光素子１１は、この光伝送された回数検出指示コマンド被変調パイロット光を受光し、その受光出力は復調回路１４に供給されて周波数復調され、その復調された回数検出指示コマンドが制御部１８に供給される。その制御部１８は、その回数検出指示コマンド毎に、キャリアセンス検出回路７の検出出力に基づいて、受信レベルが所定の一定レベル以上のときの回数及びその所定の一定レベル未満のときの回数を計数する。尚、制御部１８が一定時間毎にキャリアの有無の判別を行うようにしてもよい。

したがって本発明によれば、相手側の光無線伝送装置の第２の発光素子からのパイロット光の直接光の他に、そのパイロット光の壁等からの反射光、その他の外乱光が、自己の光無線伝送装置の第２の受光素子に入射した場合、相手側の光無線伝送装置の第２の発光素子がパイロット光のレベルにばらつきがある場合、自己及び相手側の光無線伝送装置間の距離が遠過ぎる場合等であっても、第１及び第２の制御手段による自己及び相手側の駆動手段の制御によって、相手側の第１の発光素子の発光軸及び自己の第１の受光素子の受光軸を確実に一致させることのできる光無線伝送装置の光軸調整装置を得ることができる。

次に、図３を参照して、自己及び相手側の光無線伝送装置１Ａ、１Ｂ相互間の第１及び第２の光軸調整からなる光軸調整の動作を説明する。ここでは、第１の光軸調整の詳細な説明は上述の説明を援用し、第２の光軸調整について詳細に説明する。

ステップＳ１では、自己の光無線伝送装置、即ち、光無線伝送装置１Ａにおける制御部１８からのパイロット光発光用信号をパイロット光発光素子ドライバ９に供給し、その発光素子ドライバ９からの駆動信号をパイロット光発光素子１０に供給してパイロット光を発光させ、そのパイロット光を相手側の光無線伝送装置、即ち、光無線伝送装置１Ｂに向けて光伝送すると共に、光無線伝送装置１Ｂからの第１の光軸調整終了コマンドを待機する。

このとき、ステップＳ３′では、光無線伝送装置１Ｂにおいて、そのパイロット光受光素子１１で、光無線伝送装置１Ａのパイロット光発光素子１０からのパイロット光を受光して、光無線伝送装置１Ｂ側における上述した第１の光軸調整を行なう。この第１の光軸調整が終了したら、ステップＳ４´では、制御部１８が光無線伝送装置１Ｂ側における第１の光軸調整終了コマンドを発行し、その光無線伝送装置１Ｂ側における第１の光軸調整終了コマンドの通信光を通信光発光素子４から、光無線伝送装置１Ａに向けて光伝送する。

ステップＳ２では、光無線伝送装置１Ａの通信光受光素子５が光無線伝送装置１Ｂ側における第１の光軸調整終了コマンドの通信光を受光すると、制御部１８の制御により、パイロット光発光素子１０を消灯する。

ステップＳ１´では、光無線伝送装置１Ｂにおける制御部１８からのパイロット光発光用信号をパイロット光発光素子ドライバ９に供給し、その発光素子ドライバ９からの駆動信号をパイロット光発光素子１０に供給してパイロット光を発光させ、そのパイロット光を光無線伝送装置１Ａに向けて光伝送すると共に、光無線伝送装置１Ａからの第１の光軸調整終了コマンドを待機する。

このとき、ステップＳ３では、光無線伝送装置１Ａにおいて、そのパイロット光受光素子１１で、光無線伝送装置１Ｂのパイロット光発光素子１０からのパイロット光を受光して、光無線伝送装置１Ａ側における上述した第１の光軸調整を行なう。この第１の光軸調整が終了したら、ステップＳ４では、制御部１８が光無線伝送装置１Ａ側における第１の光軸調整終了コマンドを発行し、その光無線伝送装置１Ａ側における第１の光軸調整終了コマンドの通信光を通信光発光素子４から、光無線伝送装置１Ｂに向けて光伝送する。

ステップＳ２´では、光無線伝送装置１Ｂの通信光受光素子５が光無線伝送装置１Ａ側における第１の光軸調整終了コマンドの通信光を受光すると、制御部１８の制御により、パイロット光発光素子１０を消灯する。

光無線伝送装置１Ａにおける第１の光軸調整が終了すると、ステップＳ５では、光無線伝送装置１Ａは、光無線伝送装置１Ｂからの第２の光軸調整動作指示コマンドを待機する。

ステップＳ９´では、光無線伝送装置１Ｂのキャリアセンス回路７は通信光受光素子５の受光出力のレベルが所定の一定レベル以上か否か、即ち、キャリアの有無を判別する。

ステップＳ１０´では、光無線伝送装置１Ｂの制御部１８が第２の光軸調整動作指示コマンドを発行し、その動作指示コマンドを変調回路８に供給することによって、その動作指示コマンドで変調されたパイロット光をパイロット光発光素子１０から、光無線伝送装置１Ａに向けて光伝送する。

ステップＳ６では、光無線伝送装置１Ａのパイロット光受光素子１１が光無線伝送装置１Ｂからの第２の光軸調整動作指示コマンドで変調されたパイロット光を受光し、その受光出力を復調回路１４に供給して復調した後、その復調出力である第２の光軸調整動作指示コマンドを制御部１８に供給する。

ステップＳ７では、光無線伝送装置１Ａの制御部１８においてコマンドの判別を行ない、そのコマンドが第２の光軸調整動作指示コマンドであるときは、ステップＳ８に移行し、その動作指示コマンドの動作指示に応じて、モータドライバ１５に駆動信号を供給して、モータ１６又は１７を駆動し、そのモータ１６又は１７の、即ち、通信光発光素子４の回動角及び回動方向を制御し、ステップＳ５〜Ｓ８の動作を繰り返すことによって、光無線伝送装置１Ａ側の第２の光軸調整を行なう。

光無線伝送装置１Ｂにおいて、ステップＳ１１´では、光無線伝送装置１Ａの通信光発光素子４からの通信光の発光軸が、光無線伝送装置１Ｂの通信光受光素子５のキャリアを検出できる範囲の中心の受光軸と一致したと判別されるまで、ステップＳ９´のキャリアセンス判別及びステップＳ１０´の第２の光軸調整動作指示コマンドの送信を繰り返し行ない、光無線伝送装置１Ｂにおける通信光の発光軸がキャリアを検出できる範囲の中心軸と一致したと判断されたとき、ステップＳ１２´では、光無線伝送装置１Ｂから光無線伝送装置１Ａへ第２の光軸調整終了コマンドを送信する。

光無線伝送装置１Ｂにおける第２の光軸調整が終了すると、ステップＳ５´では、光無線伝送装置１Ｂは、光無線伝送装置１Ａからの第２の光軸調整動作指示コマンドを待機する。

ステップＳ９で、光無線伝送装置１Ａのキャリアセンス回路７は通信光受光素子５の受光出力のレベルが所定の一定レベル以上か否か、即ち、キャリアの有無を判別する。

ステップＳ１０では、光無線伝送装置１Ａの制御部１８が第２の光軸調整動作指示コマンドを発行し、その動作指示コマンドを変調回路８に供給することによって、その動作指示コマンドで変調されたパイロット光をパイロット光発光素子１０から、光無線伝送装置１Ｂに向けて光伝送する。

ステップＳ６´では、光無線伝送装置１Ｂのパイロット光受光素子１１が光無線伝送装置１Ａからの動作指示コマンドで変調されたパイロット光を受光し、その受光出力を復調回路１４に供給して復調した後、その復調出力である第２の光軸調整動作指示コマンドを制御部１８に供給する。

ステップＳ７´では、光無線伝送装置１Ｂの制御部１８において、コマンドの判別を行ない、そのコマンドが第２の光軸調整動作指示コマンドであるときは、ステップＳ８´に移行し、その第２の光軸調整動作指示コマンドの動作指示に応じて、モータドライバ１５に駆動信号を供給してモータ１６又は１７を駆動し、そのモータ１６又は１７の、即ち、通信光発光素子４の回動角及び回動方向を制御して、ステップＳ５´〜Ｓ８´の動作を繰り返すことによって、光無線伝送装置１Ｂ側の第２の光軸調整を行なう。

光無線伝送装置１Ａにおいて、ステップＳ１１では、光無線伝送装置１Ｂの通信光発光素子４からのレベルが一定の通信光の光軸が、光無線伝送装置１Ａの通信光受光素子５のキャリアを検出できる範囲の中心の受光軸と一致したと判別されるまで、ステップＳ９のキャリアセンス判別及びステップＳ１０の第２の光軸調整動作指示コマンドの送信を繰り返し行ない、通信光の光軸がキャリアを検出できる範囲の中心軸と一致したと判断されたとき、ステップＳ１２では、光無線伝送装置１Ａから光無線伝送装置１Ｂへ第２の光軸調整終了コマンドを送信すると共に、光無線伝送装置１Ａにおける第２の光軸調整を終了する。ステップＳ７´で、光無線伝送装置１Ｂの制御部１８において、コマンドの判別を行ない、第２の光軸調整動作終了コマンドであるときは、第２の光軸調整動作を終了する。

次に、図４を参照して、第２の光軸調整を更に詳細に説明する。図４Ｂに第２の光軸調整の動作指示コマンドのコマンド形態を示す。動作指示コマンドは、それぞれ１バイトのヘッダー、バイト長、制御コマンド及び終了コマンド並びに複数の１バイトデータからなるパラメータで構成される。第２の光軸調整動作指示コマンドの場合は、パラメータの部分を相手側の光無線伝送装置に、そのモータ１６又は１７を駆動させる駆動方向指示データ及び駆動ステップ数指示データとして送信する。駆動方向指示データについては、データがＨ´０１、Ｈ´０２、Ｈ´０３、Ｈ´０４に対して、それぞれ駆動方向は、上、下、右、左とする。駆動ステップ数指示データについては、駆動方向指示データの後に要求するステップ数をそのままのデータとする。ここで、例えば、駆動方向指示データがＨ´０１、駆動ステップ数指示データがＨ´０５の場合、モータ１７がこれらのデータを受けたとき、モータ１７は上方向に５ステップ駆動せしめられる。

次に、図４Ａを参照して、相手側の光無線伝送装置の通信光発光素子４の発光軸の実際の、例えば、縦方向（Ｙ軸と平行な方向）の動作例について説明する。まず、第１の光軸調整が終了した時点で、相手側の通信光発光素子４の発光軸１０１が（１）の方向を向いていたとする。このとき発光軸１０１を有する光は通信光受光素子５へ当っていないので、キャリアセンス検出回路７によって、キャリアは検出されない。そこで、駆動方向指示データＨ´０１(上方向指示)、駆動ステップ数指示データＨ’０１として動作指示コマンドを送信する。かくすると相手側の発光軸１０１は（２）の方向を向く。この動作指示を繰返し行う。相手側の発光軸１０１が（３）〜（７）の方向を向いているときに、キャリアセンス検出回路７によって、キャリアが検出され、相手側の発光軸１０１が（８）の方向を向いた時点で再びキャリアは検出されなくなる。ここで、キャリアが検出できる範囲の発光軸１０１の方向は（３）〜（７）であると認識される。

そこで、相手側の発光軸１０１の向きをキャリアが検出できる範囲の中心とするために、今度は駆動方向指示データＨ´０２(下方向指示)、駆動ステップ数指示データＨ´０３とした動作指示コマンドを送る。かくすると相手側の発光軸１０１は（５）の方向を向き、キャリアを検出した範囲の中心を向く。このようにして、自己の光無線伝送装置の通信光受光素子５の受光軸を固定し、相手側の光無線伝送装置の通信光発光素子４の発光軸１０１をキャリアが検出できる範囲の中心へ向かせることにより、高精度の光軸調整が実現される。この相手側の光無線伝送装置の通信光発光素子４からの光の発光軸の角度偏移は、一定角度（例えば、１度）である。

キャリアが検出できる範囲の発光軸１０１の方向の数が偶数、例えば、（３）〜（６）の場合は、駆動方向指示データＨ´0２(下方向指示)、駆動ステップ数指示データＨ´０２（又はＨ´０３）とした動作指示コマンドを送る。

上述の通信光発光素子４又は通信光受光素子５の偏移は、上述の縦方向と直交する横方向（Ｘ軸と平行な方向）においても、縦方向と同様に偏倚させて、キャリアの検出の有無を検出して、キャリアの検出できる範囲の中心の発光軸又は受光軸の中心を決めるものとする。

したがって本発明によれば、相手側の光無線伝送装置の第２の発光素子よりのパイロット光の直接光の他に、そのパイロット光の壁等よりの反射光、その他の外乱光が、自己の光無線伝送装置の第２の受光素子に入射した場合、相手側の光無線伝送装置の第２の発光素子よりのパイロット光のレベルにばらつきがある場合、自己及び相手側の光無線伝送装置間の距離が遠過ぎる場合等であっても、第１及び第２の制御工程による自己及び相手側の駆動手段の制御によって、相手側の第１の発光素子の発光軸及び自己の第１の受光素子の受光軸を確実に一致させることのできる光無線伝送装置の光軸調整方法を得ることができる。

本発明に係る光無線伝送装置の光軸調整装置の実施形態の構成例を示すブロック図である。 本実施形態に係る光無線伝送装置の光軸調整装置の一部の素子の構成例を示す正面図である。 本実施形態に係る光無線伝送装置の光軸調整装置の動作説明のためのフローチャートである。 本実施形態に係る光無線伝送装置の光軸調整装置の一部の通信光受光素子によるキャリア検出の動作の説明に供する図（同図Ａ）及びコマンド形態を示す図（同図Ｂ）である。 光無線通信装置の一例を示す配置図である。 光無線通信装置の他の例を示す配置図である。

符号の説明

１…光無線伝送装置
２…変換二値化回路
３…発光素子ドライバ
４…通信光発光素子
５…通信光受光素子
６…変換二値化回路
７…キャリアセンス検出回路
８…変調回路
９…発光素子ドライバ
１０…パイロット光発光素子
１１…パイロット光受光素子
１２…受光素子選択回路
１３…受光レベル検出回路
１４…復調回路
１５…モータドライバ
１６…モータ
１７…モータ
１８…制御部

Claims (2)

1. 一方の光無線伝送装置が有する第１の発光部から送信される主目的光信号を、他方の光無線伝送装置が有する第１の受光部で受信させるよう発光軸と受光軸とを調整するための前記各光無線伝送装置に備えられた光軸調整装置において、
   前記他方側から前記主目的光信号よりも指向角の広いコマンド光信号を送信する第２の発光部と、
   前記他方側から送信されたコマンド光信号を前記一方側で受信する第２の受光部と、
   前記第２の発光部の発光軸に前記第２の受光部の受光軸を合わせるよう前記第２の受光部の方向を駆動する駆動手段と、
   前記第１の受光部で受信された主目的光信号から該光信号に含まれるキャリアのレベルを検出して前記発光軸と前記受光軸とのずれを検出する検出手段と、
   前記第１の受光部の受光軸に対する前記第１の発光部の発光軸のなす角度についての所定角度毎の偏移と前記検出手段で検出された前記キャリアの検出レベルとに基づいて制御コマンドを生成し、前記コマンド光信号に変換して前記第２の発光部から送信するよう制御する第１の制御手段と、
   前記第２の受光部で受信される前記コマンド光信号から前記制御コマンドを抽出して前記駆動手段を駆動制御する第２の制御手段とを具備し、
   前記検出手段における前記発光軸と前記受光軸とのずれが最小になるまで前記第１及び第２の制御手段による制御を実行することを特徴とする光軸調整装置。
2. 一方の光無線伝送装置が有する第１の発光部から送信される主目的光信号を、他方の光無線伝送装置が有する第１の受光部で受信させるよう発光軸と受光軸とを調整するための前記各光無線伝送装置の光軸調整方法において、
   前記主目的光信号よりも指向角の広いコマンド光信号を前記他方側に備えられる第２の発光部から送信する送信工程と、
   前記第２の発光部から送信したコマンド光信号を前記一方側に備えられる第２の受光部で受信する受信工程と、
   前記第２の発光部の発光軸に前記第２の受光部の受光軸を合わせるよう前記第２の受光部の方向を駆動する駆動工程と、
   前記第１の受光部で受信された主目的光信号から該光信号に含まれるキャリアのレベルを検出して前記発光軸と前記受光軸とのずれを検出する検出工程と、
   前記第１の受光部の受光軸に対する前記第１の発光部の発光軸のなす角度についての所定角度毎の偏移と前記検出工程で検出された前記キャリアの検出レベルとに基づいて制御コマンドを生成し、前記コマンド光信号に変換して前記第２の発光部から送信するよう制御する第１の制御工程と、
   前記第２の受光部で受信される前記コマンド光信号から前記制御コマンドを抽出して前記駆動手段を駆動制御する第２の制御工程とを有し、
   前記検出工程における前記発光軸と前記受光軸とのずれが最小になるまで前記第１及び第２の制御工程による制御を実行することを特徴とする光軸調整方法。

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