JP2023098318A - 空間光伝送装置の光軸調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光軸調整を簡単に且つ正確に効率良く行うことができる空間光伝送装置の光軸調整装置を提供する。
【解決手段】光軸調整装置は、通信装置の筐体４の底部に取り付けられる雲台３と、光軸調整時に雲台３に装着される光軸調整ユニット２とを有する。光軸調整ユニット２は、ベース板３０上に締付固定ネジで固定される台板２０と、台板２０上に１本の垂直支軸を軸に左右方向に傾動可能に取り付けられた左右調整板２１と、左右調整板２１上に１本の水平支軸を軸に上下に傾動可能に取り付けられ、雲台の取付ブラケットに固定される上下調整部材２２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、空間光によりデータ信号を伝送する空間光伝送装置の光軸調整装置に関し、特に、簡単な構造で、容易に光軸調整を行うことができる光軸調整装置に関する。

例えば、１対の通信装置間で、空間光によりデータ信号を伝送する空間光伝送装置では、特に通信装置間の距離が大きく離れている場合、指向性の高い狭角ビームの光信号を投光するため、通信装置の投光側と受光側間の光軸を正確に調整し合わせる必要がある。

例えば、下記特許文献１には、空間光伝送装置の光送信装置と光受信装置間の光軸合わせ作業を、自動的に行う装置が記載される。この空間光伝送装置は、光送信装置から光軸調整光を出力し、その投光側の投光光学系と、受光側の受光光学系を制御して、光軸調整を自動化して行う。

特開２０１８－１７０６４７号公報

しかし、この空間光伝送装置を使用する場合、ユーザは、先ず、光送信装置の投光光学系から広角ビームを光受信装置の受光光学系に向けて投光し、光受信装置がその投光を受光可能な位置と角度に、光送信装置または光受信装置を動かして、粗く光軸調整を行う。次に、データ信号の光伝送に入るとき、投光光学系のビーム角を狭くした光信号により伝送を行ない、データ通信を行う。

このため、空間光伝送装置の光送信装置と光受信装置が数メートルの近距離無線通信、或いはIrDAなどの近距離赤外線通信であれば、ユーザが初期段階で容易に光軸をラフの合せることができるため、光軸合わせを自動化して行うことができる。

しかし、例えば大型の移動設備で、或いは離れた建物間で空間光伝送を行う場合、光送信装置と光受信装置間の距離は、数十メートル或いは百メートルを越える場合がある。通信装置間の距離が長くなれば、必然的に投光側の集光レンズにより光軸が細く絞られ、受光側に投光が入射される範囲が非常に狭くなる。このため、通信装置の筐体の角度調整が、光軸の軸合わせに、大きく影響する。つまり、１対の通信装置間で光軸がずれた場合、空間光の光信号の信号レベルが大きく低下する。このため、通信装置の光軸合わせには、多くの作業時間が必要となり、煩雑な作業が強いられる。

例えば、通信装置の筐体は、通常、取付ブラケットを介して、固定部に固定されるが、光軸合わせは、取付ブラケットの固定ネジを緩めて、筐体の角度や位置を、上下左右に微妙に動かして行う必要があるため、光軸調整作業は、煩雑で時間のかかる煩雑な作業となる。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、光軸調整を簡単に且つ正確に効率良く行うことができる空間光伝送装置の光軸調整装置を提供することを目的とする。

本発明に係る空間光伝送装置の光軸調整装置は、１対の通信装置間で、空間光によりデータ信号を伝送する空間光伝送装置の光軸調整装置において、
該光軸調整装置は、該通信装置の筐体の底部に取り付けられる雲台と、光軸調整時に該雲台に装着される光軸調整ユニットとを有し、
該雲台は、通信装置が固定される固定部上に、左右方向に傾動可能に締付固定ネジで締付固定されるベース板と、該ベース板上に上下方向に傾動可能に固定ネジで取り付けられ、該通信装置の筐体の底部に固定される取付ブラケットとを有し、
該光軸調整ユニットは、該ベース板上に締付固定ネジで固定される台板と、該台板上に１本の垂直支軸を軸に左右方向に傾動可能に取り付けられた左右調整板と、該左右調整板上に１本の水平支軸を軸に上下に傾動可能に取り付けられる上下調整部材とを有し、
該上下調整部材は、該雲台の該取付ブラケットに対し取付ネジで固定され、
該上下調整部材には、該雲台の該取付ブラケットを上下に傾動調整するための上下調整ネジが設けられ、該左右調整板には、該台板に対し該左右調整板を左右に傾動調整するための左右調整ネジが設けられ、
該光軸調整ユニットは、光軸調整時、該締付固定ネジを用いて該台板が該ベース板上に取り付けられ、調整完了時、該締付固定ネジを緩めて該台板が該ベース板から離脱可能に構成されたことを特徴とする。

上記光軸調整装置は、光軸調整時、締付固定ネジを用いて光軸調整ユニットの台板を、雲台のベース板上に取り付け、左右調整ネジと上下調整ネジを回して光軸調整を行った後、締付固定ネジを緩めて台板をベース板から離脱させ、その状態で、締付固定ネジを締め付けて、光軸調整を終了した雲台を固定部に固定し、雲台の取付ブラケットをベース板に固定し、光軸調整を完了する。

この発明の光軸調整装置によれば、光軸調整ユニットの左右調整ネジと上下調整ネジを回して光軸調整を簡単に且つ正確に行うことができる。また、光軸調整後には、光軸調整ユニットを雲台から外し、固定部に対し雲台を強固に固定して通信装置を固定部に強固に固定することができる。また、取り外された光軸調整ユニットは、別の空間光伝送装置に同様に装着して、別の空間光伝送装置の光軸調整に併用することができ、全体として製造コストを低減することができる。

ここで、上記光軸調整装置において、光軸調整ユニットの台板に、長溝が形成され、締付固定ネジが長溝に挿入されて締め付けられることにより、光軸調整ユニットが雲台内に取り付けられる構成とすることができる。

また、左右調整ネジは、左右調整板の垂直折曲部に設けた長孔に挿入されるとともに、左右調整ネジの先端にはコイルバネが挿入され、先端が台板の垂直折曲部に設けたネジ孔にねじ込まれる構成とすることができる。

また、上下調整ネジは、上下調整部材の折曲水平部に設けた長孔に挿入されるとともに、上下調整ネジの先端にはコイルバネが挿入され、先端が左右調整板の折曲水平部に設けたネジ孔にねじ込まれる構成とすることができる。

この発明の空間光伝送装置の光軸調整装置によれば、光軸調整を簡単に且つ正確に効率良く行うことができる。

本発明の一実施形態を示す空間光伝送装置の光軸調整装置の斜視図である。 光軸調整ユニットを外した状態の斜視図である。 （ａ）は光軸調整ユニットの平面図、（ｂ）は同背面図、（ｃ）は同右側面図である。 光軸調整ユニットの斜視図である。 雲台の斜視図である。 光軸調整ユニットの分解斜視図である。 雲台から筐体を外した状態の斜視図である。 雲台の分解斜視図である。 （ａ）は上下調整部材の斜視図、（ｂ）は同上下調整部材の、下側から見た斜視図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。この光軸調整装置は、１対の通信装置間で、空間光によりデータ信号を伝送する空間光伝送装置の光軸調整装置であり、図１、図２に示すように、通信装置１の筐体４の底部に取り付けられる雲台３と、光軸調整時に雲台３に装着される光軸調整ユニット２とを有して構成される。

図１のように、光軸調整ユニット２は、光軸調整時、通信装置１の背面側に、取り付けられる。通信装置１の正面側には、図１の如く、投光用の開口と受光用の開口が設けられ、通信装置１の筐体４内には、光学系とともに、受光器１ａと投光器１ｂ、図示しない通信回路が設けられる。

雲台３は、図５、図８に示すように、通信装置１が固定される固定部１０（図１）上に、締付固定ネジ１１で締付固定されるベース板３０と、ベース板３０上に、上下に傾動可能に締付固定ネジ１２で取り付けられる取付ブラケット３１とを有して構成され、取付ブラケット３１は、図７のように、取付板５を介して、通信装置１の筐体４の底部に固定される。図８に示す如く、ベース板３０に設けた固定孔として、長孔３０ｂが斜めに形成され、ベース板３０は締付固定ネジ１１（図１）を緩めた状態で、固定部１０上で、水平面上の垂直軸を軸に左右に傾動調整することができる。

取付ブラケット３１は、図８のように、ベース板３０に設けた垂直折曲部３２ａに取り付けられる。垂直折曲部３２ａには、上下方向に長い長孔３２ｂが設けられ、その長孔３２ｂに挿入した締付固定ネジ１２を緩めることにより、取付ブラケット３１をベース板３０に対し上下に傾動させることができる。取付ブラケット３１の両側部にネジ孔を持った取付部３１ｂが下側に折り曲げて形成され、取付ブラケット３１は、この取付部３１ｂにより、ベース板３０上に、傾動可能に、取り付けられる。また、取付ブラケット３１上には垂直折曲部３１ａが設けられ、この垂直折曲部３１ａには、後述の光軸調整ユニット２における上下調整部材２２が、２本の取付ネジ３４により固定される。

光軸調整ユニット２は、図６に示すように、雲台３のベース板３０上に締付固定ネジ１１で固定される台板２０と、台板２０上に１本の垂直支軸１６を軸に左右方向に傾動可能に取り付けられた左右調整板２１と、左右調整板２１上に１本の水平支軸１７を軸に上下に傾動可能に取り付けられる上下調整部材２２とを有して構成される。台板２０にはネジ孔２３ａを設けた垂直折曲部２３が設けられ、左右調整板２１を、左右調整ネジ１３の先端がネジ孔２３ａにねじ込まれる。

上下調整部材２２は、雲台３の取付ブラケット３１に対し取付ネジ３４により取り付けられ、上下調整ネジ１４のねじ込み具合により、取付ブラケット３１上の筐体４を上下に傾動させる。つまり、上下調整部材２２には、雲台３の取付ブラケット３１を上下に傾動調整するための上下調整ネジ１４が設けられ、左右調整板２１には、台板２０に対し左右調整板２１を左右に傾動調整するための左右調整ネジ１３が設けられる。

図６に示すように、台板２０上に、円筒軸状の垂直支軸１６が突設され、左右調整板２１に設けた軸孔２１ａに垂直支軸１６が下側から貫通し、支軸ネジ１６ａにより左右調整板２１が垂直支軸１６を軸に、左右に傾動可能（回動可能）に取り付けられる。さらに、左右調整板２１には、長孔２６ａを設けた垂直折曲部２６が設けられ、左右調整ネジ１３がその長孔２６ａに挿通され、左右調整ネジ１３の先端が、台板２０に設けた垂直折曲部２３のネジ孔２３ａにねじ込まれる。

また、左右調整ネジ１３には、垂直折曲部２６と垂直折曲部２３間にコイルバネ２５ａが挿通され、左右調整板２１の回動に応じて、コイルバネ２５ａは伸縮し、付勢力をその間に生じさせる。さらに、左右調整板２１の垂直折曲部２６には、軸孔２６ｂが設けられ、その軸孔２６ｂに上下調整部材２２の折曲垂直部２８ｂに設けた水平支軸１７が嵌入される。水平支軸１７を嵌入した状態で、支軸ネジ１７ａが、ワッシャ１７ｂと軸孔２６ｂを通して、水平支軸１７の端部にねじ込まれ、上下調整部材２２は水平支軸１７を軸に上下に傾動可能に取り付けられる。

図９に示すように、上下調整部材２２には、中間部の取付板部２８ａの下部に、折曲垂直部２８ｂが設けられ、取付板部２８ａの上部に折曲水平部２８ｃが設けられる。折曲垂直部２８ｂには、円筒軸状の水平支軸１７が設けられ、水平支軸１７は、左右調整板２１の軸孔２６ｂに挿通され、支軸ネジ１７ａがワッシャ１７ｂを挿通させ、その先端を水平支軸１７にねじ込み、上下調整部材２２は水平支軸１７を軸に上下に傾動可能に取り付けられる。

さらに、上下調整部材２２は、光軸の調整作業時に、光軸調整ユニット２が雲台３に取り付けられる際、図２に示す如く、その取付板部２８ａがスペーサ２９を介して、２本の取付ネジ（ローレットネジ）３４により、雲台３の垂直折曲部３１ａに固定される。

また、上下調整部材２２の折曲水平部２８ｃに設けた長孔２８ｄには、上方から上下調整ネジ１４が挿通され、ネジの先端側からコイルバネ２５ｂが挿通され、上下調整ネジ１４の先端は左右調整板２１の折曲水平部２７に設けたネジ孔２７ａにねじ込まれる。これにより、上下調整ネジ１４を回して、上下調整部材２２つまり雲台３の取付ブラケット３１を、水平支軸１７を軸に上下に傾動（回動）させることができる。

次に、上記構成の光軸調整装置の使用形態を説明する。空間光伝送装置の１対の通信装置１間で、空間光を介して光通信を行う場合、先ず、図７に示すように、通信装置１の底部に、雲台３の取付ブラケット３１を、固定ネジ１８を用いて、固定する。次に、距離をおいて所定位置に設置された１対の通信装置１が、相互に対向姿勢をとるように、ラフに通信装置１の位置と角度を合せ、雲台３のベース板３０を、固定部１０上で締付固定ネジ１１を用いて仮固定する。

次に、図２に示すように、光軸調整ユニット２を雲台３のベース板３０と取付ブラケット３１間の隙間に挿入し、ベース板３０上の１本の締付固定ネジ１１を緩め、そこに光軸調整ユニット２の台板２０の長溝２０ａを差し込み、締付固定ネジ１１を締め付けて、仮固定する。この状態で、図１のように、光軸調整ユニット２の上下調整部材２２のスペーサ２９が取付ブラケット３１の垂直折曲部３１ａに当接し、２本の取付ネジ３４を回し、上下調整部材２２を、スペーサ２９を介して、取付ブラケット３１の垂直折曲部３１ａに固定する。

この状態で、先ず、４本の締付固定ネジ１２を緩め、上下調整ネジ１４を回して、上下の角度を調整する。上下調整ネジ１４を例えば緩む方向に回すと、上下調整部材２２が水平支軸１７を軸に、上下に傾動し、同時に取付ブラケット３１が背面側の一対の締付固定ネジ１２を軸に上下に傾動する。上下調整ネジ１４を締める方向に回すと、上下調整部材２２が水平支軸１７を軸に逆方向に傾動する。これにより、取付ブラケット３１上の筐体４の上下角度が調整され、１対の通信装置１の受信信号レベルが最大となるように、上下角度が調整される。

次に、左右調整ネジ１３を回して、左右の角度を調整する。左右調整ネジ１３を回すと、台板２０上で、光軸調整ユニット２の左右調整板２１が、垂直支軸１６を軸に左右に傾動（回動）し、同時に取付ブラケット３１が左右に傾動する。このとき、４本の締付固定ネジ１１が長孔３０ｂ内で緩めた状態にあり、取付ブラケット３１からベース板３０に左右方向の回動力が作用し、ベース板３０が固定部１０上で同方向に傾動する。これにより、取付ブラケット３１上の筐体４の左右角度が調整され、１対の通信装置１の受信信号レベルが最大となるように、左右角度が調整される。なお、上記の上下の角度調整と左右の角度調整は、略同時進行で行うこともできる。

そして、通信装置１の上下左右角度の調整が完了した状態で、４本の締付固定ネジ１２を締付固体して、取付ブラケット３１をベース板３０に固定し、４本の締付固定ネジ１１を締付固定して、ベース板３０を固定部１０上に固定する。そして、長溝２０ａに挿入される１本の締付固定ネジ１１を緩め、さらに取付ネジ３４を緩めて、取付ブラケット３１の垂直折曲部３１ａから上下調整部材２２を外した状態とし、光軸調整ユニット２を、雲台３のベース板３０と取付ブラケット３１の隙間から取り外す。最後に、１本の締付固定ネジ１１を締め付けて、光軸調整が完了する。

このように、上記構成の光軸調整装置によれば、光軸調整ユニット２の左右調整ネジ１３と上下調整ネジ１４を回して光軸調整を簡単に且つ正確に行うことができる。また、光軸調整後には、光軸調整ユニット２を雲台３から外し、固定部１０に対し雲台３を強固に固定して通信装置１を固定部１０に強固に固定することができる。また、取り外された光軸調整ユニット２は、別の空間光伝送装置に同様に装着して、別の空間光伝送装置の光軸調整に併用することができ、全体として製造コストを低減することができる。

１ 通信装置
１ａ 受光器
１ｂ 投光器
２ 光軸調整ユニット
３ 雲台
４ 筐体
５ 取付板
１０ 固定部
１１ 締付固定ネジ
１２ 締付固定ネジ
１３ 左右調整ネジ
１４ 上下調整ネジ
１６ 垂直支軸
１６ａ 支軸ネジ
１７ 水平支軸
１７ａ 支軸ネジ
１７ｂ ワッシャ
１８ 固定ネジ
２０ 台板
２０ａ 長溝
２１ 左右調整板
２１ａ 軸孔
２２ 上下調整部材
２３ 垂直折曲部
２３ａ ネジ孔
２５ａ コイルバネ
２５ｂ コイルバネ
２６ 垂直折曲部
２６ａ 長孔
２６ｂ 軸孔
２７ 折曲水平部
２７ａ ネジ孔
２８ａ 取付板部
２８ｂ 折曲垂直部
２８ｃ 折曲水平部
２８ｄ 長孔
２９ スペーサ
３０ ベース板
３０ｂ 長孔
３１ 取付ブラケット
３１ａ 垂直折曲部
３１ｂ 取付部
３２ａ 垂直折曲部
３２ｂ 長孔
３４ 取付ネジ

Claims (4)

1. １対の通信装置間で、空間光によりデータ信号を伝送する空間光伝送装置の光軸調整装置において、
   該光軸調整装置は、該通信装置の筐体の底部に取り付けられる雲台と、光軸調整時に該雲台に装着される光軸調整ユニットとを有し、
   該雲台は、該通信装置が固定される固定部上に、左右方向に固定ネジで締付固定されるベース板と、該ベース板上に上下方向に傾動可能に締付ネジで取り付けられ、該通信装置の筐体の底部に固定される取付ブラケットとを有し、
   該光軸調整ユニットは、該ベース板上に締付固定ネジで固定される台板と、該台板上に１本の垂直支軸を軸に左右方向に傾動可能に取り付けられた左右調整板と、該左右調整板上に１本の水平支軸を軸に上下に傾動可能に取り付けられる上下調整部材とを有し、
   該上下調整部材は、該雲台の該取付ブラケットに対し取付ネジで固定され、
   該上下調整部材には、該雲台の該取付ブラケットを上下に傾動調整するための上下調整ネジが設けられ、該左右調整板には、該台板に対し該左右調整板を左右に傾動調整するための左右調整ネジが設けられ、
   該光軸調整ユニットは、光軸調整時、該締付固定ネジを用いて該台板が該ベース板上に取り付けられ、調整完了時、該締付固定ネジを緩めて該台板が該ベース板から離脱可能に構成されたことを特徴とする空間光伝送装置の光軸調整装置。
2. 前記光軸調整ユニットの前記台板に、長溝が形成され、前記締付固定ネジが該長溝に挿入されて締め付けられることにより、該光軸調整ユニットが前記雲台内に取り付けられることを特徴とする請求項１記載の空間光伝送装置の光軸調整装置。
3. 前記左右調整ネジは、前記左右調整板の垂直折曲部に設けた長孔に挿入されるとともに、該左右調整ネジの先端にはコイルバネが挿入され、該先端が前記台板の垂直折曲部に設けたネジ孔にねじ込まれたことを特徴とする請求項１記載の空間光伝送装置の光軸調整装置。
4. 前記上下調整ネジは、前記上下調整部材の折曲水平部に設けた長孔に挿入されるとともに、該上下調整ネジの先端にはコイルバネが挿入され、該先端が前記左右調整板の折曲水平部に設けたネジ孔にねじ込まれたことを特徴とする請求項１記載の空間光伝送装置の光軸調整装置。
   
   
   

Images