JP2785192B2 - 送信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ産業上の利用分野 本発明は送信装置に関し、特に空間伝送する光ビーム
を介して情報を伝送するようになされた光空間伝送装置
に適用して好適なものである。

Ｂ発明の概要 本発明は、送信装置において、伝送光学系及び観測光
学系でレンズを共用化したことにより、全体として小型
形状で、簡易に光ビームの照射位置を検出することがで
きる。

Ｃ従来の技術 従来、この種の光空間伝送装置においては、光ビーム
の照射位置を送信側で簡易に検出し得るようになされた
ものが提案されている（特願昭63−123543号）。

すなわち第４図において、１は全体として光空間伝送
装置を示し、筐体２内に所定の情報信号で変調された光
ビームLA1を射出するレーザ光源３が配置されている。

当該レーザ光源３の前面には、大口径のレンズ４が配
置され、これにより光ビームLA1を平行光線に変換して
伝送対象に送出するようになされている。

かくしてレンズ４は、レーザ光源３から射出された光
ビームLA1を伝送対象に送出する伝送光学系を構成す
る。

筐体２の上部には、光ビームLA1の射出方向に向けて
望遠鏡５が取り付けられ、当該望遠鏡５及びレンズ４の
前面にはコリメートスコープ６が設けられるようになさ
れている。

コリメートスコープ６は、光学ブロック７のハーフミ
ラー面7Aで光ビームLA1の一部をほぼ90度の角度で反射
した後、その反射光ビームLA2をコーナキユーブプリズ
ム９に導くようになされいる。

従つてコーナキユーブプリズム９を介して、反射光ビ
ームLA2に対して光軸を平行に折り返した反射光ビームL
A3が得られ、当該反射光ビームLA3が光学ブロツク７の
ハーフミラー面7Bで反射されて光ビームLA1の光軸と平
行に望遠鏡５に導かれるようになされている。

かくして望遠鏡５においては、当該反射光ビームLA4
に基づいて、レーザ光源３の像を観測し得るようになさ
れている。

さらにコリメートスコープ６においては、望遠鏡５の
前面に窓10を備え、これにより伝送対象側から到来する
光（以下観測光と呼ぶ）を望遠鏡５に導き、レーザ光源
３に加えて受信装置側を観測し得るようになされてい
る。

従つて、望遠鏡５に光ビームLA1の光軸と平行に反射
光ビームLA4を導くことにより、光ビームLA1の照射位置
から射出されたような反射光ビームLA4を得ることがで
き、これにより光ビームLA1の照射位置にレーザ光源３
を配置した場合と同様の像を観測し得るようになされて
いる。

かくしてコリメートスコープ６は、光ビームLA1を当
該光ビームLA1の光軸と平行に折り返す折り返し光学系
を構成するのに対し、望遠鏡５は、当該折り返し光学系
で折り返された光ビームLA4を伝送対象から到来する観
測光と共に受光する観測光学系を構成する。

従つて、光ビームの照射位置を当該光空間伝送装置側
で簡易に検出し得ることから、これにより当該光空間伝
送装置の設置作業を簡略化し得るようになされている。

Ｄ発明が解決しようとする問題点 ところで、この種の光空間伝送装置においては、レー
ザ光源３に近接して受光素子を配置し、これにより情報
を送信するだけでなく、伝送対象の光空間伝送装置から
情報を受信するようになされたものがある（以下双方向
の光空間伝送装置と呼ぶ）。

このような双方向の光空間伝送装置において、伝送対
象までの通信距離を大きくするためには、通信距離に応
じてレンズ４の口径を大きくする必要がある。

この場合望遠鏡５においては、通信距離が大きくなる
と、その分倍率を大きくすると共に、解像度を高くしな
ければ、光ビームLA1の照射位置を実用上充分な精度で
検出することが困難になる。

すなわち、レンズ４の口径だけでなく、直接情報の伝
送には寄与しない望遠鏡５の口径までも大きくする必要
があり、その分光空間伝送装置が大型化する問題があつ
た。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、全体と
して小型形状で、簡易に光ビームの照射位置を検出する
ことできる光空間伝送装置を提案しようとするものであ
る。

Ｅ問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、情報
信号に基づいて変調された光ビームLA1を所定の光源３
から射出し、当該光ビームLA1を空間伝送させて伝送対
象に送出することにより、光ビームLA1を介して情報信
号を伝送対象に光空間伝送する送信装置１において、光
源３から射出された光ビームLA1を伝送対称に向けて透
過させて送出すると共に、当該伝送対象から到来する観
測光LA6を透過させて受光するレンズ４と、レンズ４を
透過して送出された光ビームLA1の一部を折り返すこと
により観測光LA6との合成光束としてレンズ４に透過さ
せて受光させる折り返し光学系９（及び31）と、レンズ
４を透過した合成光束を受光することにより光ビームLA
1の一部LA5に基づいて得られる当該光ビームLA1の照射
位置を示す像と、観測光LA6に基づいて得られる伝送対
象の像とを重ねて観測するようにした接眼光学系21、22
とを設けるようにした。

Ｆ作用 光源３から射出された光ビームLA1を伝送対称に向け
て透過させて送出すると共に、当該伝送対象から到来す
る観測光LA6を透過させて受光するレンズ４と、レンズ
４を透過して送出された光ビームLA1の一部を折り返す
ことにより観測光LA6との合成光束としてレンズ４に透
過させて受光させる折り返し光学系９（及び31）と、レ
ンズ４を透過した合成光束を受光することにより光ビー
ムLA1の一部LA5に基づいて得られる当該光ビームLA1の
照射位置を示す像と、観測光LA6に基づいて得られる伝
送対象の像とを重ねて観測するようにした接眼光学系2
1、22とを設けるようにしたことにより、伝送対象に光
ビームLA1に送信する伝送光学系と、当該伝送対象から
到来する観測光LA6を観測するための観測光学系上とに
よつてレンズ４を共有化して各種光学系からなる全体の
構成を小型化することができると共に、伝送対象におけ
る光ビームLA1の照射位置を検出することができる。

Ｇ実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。

（G1）第１の実施例 第４図との対応部分に同一符号を付して示す第１図に
おいて、20は全体として双方向の光空間伝送装置を示
し、レンズ４の前面にコーナキユーブプリズム９を配置
すると共に、レンズ４及びレーザ光源３間にハーフミラ
ー21を配置する。

これにより、レーザ光源３から射出された光ビームLA
1は、ハーフミラー21を透過した後レンズ４を介して伝
送対象に送出されると共に、一部がコーナキユーブプリ
ズム９で反射されるようになされ、当該コーナキユーブ
プリズム９を介して光ビームLA1を、当該光ビームLA1の
光軸に対して平行に折り返すようになされている。

かくしてこの実施例においてコーナキユーブプリズム
９は、光ビームLA1を、当該光ビームLA1の光軸に対して
平行に折り返す折り返し光学系を構成する。

さらに光空間伝送装置20においては、コーナキユーブ
プリズム９で折り返された折り返し光ビームLA5を、伝
送対象側から到来する観測光LA6との合成光束としてハ
ーフミラー21で反射し、接眼レンズ22に導くようになさ
れている。

このとき、接眼レンズ22においては、レンズ４と共に
伝送対象側を観測するケプラー型の望遠鏡を構成するよ
うになされ、これにより当該接眼レンズ22を介して伝送
対象側を観測し得るようになされている。

かくして、折り返し光ビームLA5を光ビームLA1の光軸
に対して平行に折り返したことにより、当該折り返し光
ビームLA5においては、当該光ビームLA1の照射位置から
射出されたような光路を描いて接眼レンズ22に入射する
ようになされ、これにより接眼レンズ22を介して照射位
置を確認し得るようになされている。

かくしてこの実施例において、レンズ４は、レーザ光
源３から射出された光ビームLA1を伝送対象に送出する
伝送光学系を構成すると共に、ハーフミラー21及び接眼
レンズ22と共に伝送対象側及び光ビームLA1の照射位置
を重ねて観測する観測光学系を構成する。

これに対して、観測光学系において、レンズ４が伝送
対象側からの光を集光する対物光学系を構成するのに対
し、ハーフミラー21及び接眼レンズ22は当該対物光学系
で集光された光を観測者の眼に導く接眼光学系を構成す
る。

従つて、レンズ４を伝送光学系及び観測光学系で共用
化し得、その分全体の構成を簡略化することがでる。

その結果全体として小型形状で、簡易に光ビームLA1
の照射位置を確認することができる。

さらにレンズ４を共用化した分、伝送光学系及び観測
光学系間の視差を無くすことでき、その分光ビームLA1
の照射位置を高い精度で検出することができる。

さらに、レンズ４を共用化したことにより、伝送光学
系の伝送能力に適応した観測光学系を得ることができ、
当該光空間伝送装置20の性能を一段と向上することがで
きる。

以上の構成によれば、光ビームLA1を当該光ビームLA1
の光軸に対して平行に折り返して観測光LA6と共に観測
するにつき、伝送光学系及び観測光学系でレンズ４を共
用化した分、全体の構成を簡略化することができる。

従つて、その分全体として小型形状で、簡易に光ビー
ムLA1の照射位置を確認することができる光空間伝送装
置20を得ることができる。

（G2）第２の実施例 第２図において、30は全体として双方向の光空間伝送
装置を示し、コーナキユーブプリズム９を光ビームLA1
の光路外に配置することにより、当該コーナキユーブプ
リズム９によるケラレを防止するようにしたものであ
る。

すなわち、レンズ４の前面にはハーフミラー31が配置
されるようになされ、当該ハーフミラー31で反射された
光ビームLA1をコーナキユーブプリズム９に導くように
なされている。

従つて、当該コーナキユーブプリズム９が折り返され
た折り返し光ビームLA7は、再びハーフミラー31で反射
されて、観測光LA6との合成光束としてレンズ４に入射
されるようになされている。

さらにこの実施例においては、レーザ光源３及び接眼
レンズ22の配置位置を入れ換えるようになされ、レーザ
光源３に代えて接眼レンズ22がレンズ４の直線上に配置
されるようになされている。

実際上、レンズ４を大口径にすると、レンズ４の後方
から接眼レンズ22を覗くようにした方が、レンズ４の側
面から覗く場合に比して、照射位置を調整し易い利点が
ある。

かくしてこの実施例において、コーナキユーブプリズ
ム９及びハーフミラー31は、光ビームLA1を当該光ビー
ムLA1の光軸と平行に折り返す折り返し光学系を構成す
るのに対し、接眼レンズ22は、接眼光学系を構成する。

第２図の構成によれば、伝送光学系及び観測光学系レ
ンズ４を共用化して、光ビームLA1を当該光ビームLA1の
光軸に対して平行に折り返して観測光LA6と共に観測す
るにつき、当該光ビームLA1を折り返すコーナキユーブ
プリズム９を光ビームLA1の光路外に配置したことによ
り、コーナキユーブプリズム９によるケラレを未然に防
止して、第１の実施例と同様の効果を得ることができ
る。

さらに、レーザ光源３に代えて接眼レンズ22をレンズ
４の直線上に配置することにより、照射位置の調整をよ
り簡易化することができる。

（G3）第３の実施例 第１図との対応部分に同一符号を付して示す第３図に
おいて、40は全体として双方向の光空間伝送装置を示
し、接眼レンズ22に代えてCCD（charge coupuled devis
e）固体撮像素子41を用いて、観測光学系を構成したも
のである。

さらにこの実施例においては、CCD固体撮像素子41か
ら得られる撮像信号に基づいて光ビームLA1の照射位置
を検出し、当該検出結果に基づいて光ビームLA1が伝送
対象を正しく照射するように、自動的に調整し得るよう
になされている。

すなわち、CCD固体撮像素子41から得られる撮像画像
がガーソルと共にモニタ上に表示されるようになされ、
当該カーソルを伝送対象の位置に移動させることによ
り、伝送対象の位置を指定入力し得るようになされてい
る。

さらに撮像画像上の輝度レベルを検出し、これにより
光ビームLA1の照射位置を検出し得るようになされ、当
該検出結果に基づいて光ビームLA1の照射位置と伝送対
象の位置とが一致するように、当該光空間伝送装置40を
駆動するようになされている。

かくしてこの実施例において、CCD固体撮像素子41
は、観測光LA6を折り返し光ビームLA5と共に受光する接
眼光学系を構成する。

第３図の構成によれば、伝送光学系及び観測光学系で
レンズ４を共用化して、光ビームLA1を当該光ビームLA1
の光軸に対して平行に折り返して観測光LA6と共に観測
するにつき、接眼レンズ22に代えて固定撮像素子41を用
いて観測光学系を構成するようにしても、第１の実施例
と同様の効果を得ることができ、かくして当該固体撮像
素子41から得られる撮像信号に基づいて光ビームLA1の
照射位置を調整することができる。

（G4）他の実施例 なお第１及び第３の実施例においては、コーナキユー
ブプリズム９を、第２の実施例においては、コーナキユ
ーブプリズム９及びハーフミラー31をレンズ４の前面に
配置した場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、必要に応じてコーナキユーブプリズム９及びハーフ
ミラー31を取り外し可能な状態でレンズ４の前面に保持
するようにしてもよい。

さらに上述の実施例においては、第１及び第３の実施
例においては、コーナキユーブプリズム９を、第２の実
施例においては、ハーフミラー31をレンズ４の前面光軸
上に配置した場合について述べたが、本発明は光軸上に
限らず、要は光ビームLA1の光路上に配置すればよい。

さらに第１及び第２の実施例においては、観測者が接
眼レンズ22を覗く場合、第３の実施例においては、CCD
固体撮像素子で撮像する場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、必要に応じて接眼光学系としてテレビ
ジヨンカメラ等を用いるようにしてもよい。

さらに上述の実施例においては、ハーフミラー21及び
31を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、ハーフミラー21及び31に代えて波長選択性を有する
例えばダイクロイツクミラー、コールドミラー等を用い
たり、さらには直角プリズム等を用いるようにしてもよ
い。

さらに上述の実施例においては、レーザ光源を用いて
光ビームLA1を送出する場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、例えば発光ダイオード等の光源を用い
る場合にも広く適用することができる。

さらに上述の実施例においては、本発明を双方向の光
空間伝送装置に適用した場合について述べたが、本発明
は双方向の光空間伝送装置に限らず、種々の光空間伝送
装置に広く適用することができる。

Ｈ発明の効果 上述のように本発明によれば、光源から射出された光
ビームを伝送対象に向けて透過させて送出すると共に、
当該伝送対象から到来する観測光を透過させて受光する
レンズと、レンズを透過して送出された光ビームの一部
を折り返すことにより観測光との合成光束としてレンズ
に透過させて受光させる折り返し光学系と、レンズを透
過した合成光束を受光することにより光ビームの一部に
基づいて得られる当該光ビームの照射位置を示す像と、
観測光に基づいて得られる伝送対象の像とを重ねて観測
するようにした接眼光学系とを設けるようにしたことに
より、伝送対象に光ビームを送信する伝送光学系と、当
該伝送対象から到来する観測光を観測するための観測光
学系とによつてレンズを共有化して各種光学系からなる
全体の構成を小型化することができると共に、伝送対象
における光ビームの照射位置を検出することができ、か
くして全体として小型形状で、簡易に光ビームの照射位
置を検出することができる送信装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による光空間伝送装置を示す
略線図、第２図はその第２の実施例を示す略線図、第３
図はその第３の実施例を示す略線図、第４図は従来の光
空間伝送装置を示す略線図である。 １、20、30、40……光空間伝送装置、３……レーザ光
源、４……レンズ、９……コーナキユーブプリズム、2
1、31……ハーフミラー、22……接眼レンズ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 10/10 H04B 10/22 - 10/24

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報信号に基づいて変調された光ビームを
   所定の光源から射出し、当該光ビームを空間伝送させて
   伝送対象に送出することにより、上記光ビームを介して
   上記情報信号を上記伝送対象に光空間伝送する送信装置
   において、 上記光源から射出された上記光ビームを上記伝送対象に
   向けて透過させて送出すると共に、当該伝送対象から到
   来する観測光を透過させて受光するレンズと、 上記レンズを透過して送出された上記光ビームの一部を
   折り返すことにより観測光との合成光束として上記レン
   ズに透過させて受光させる折り返し光学系と、 上記レンズを透過した上記合成光束を受光することによ
   り上記光ビームの上記一部に基づいて得られる当該光ビ
   ームの照射位置を示す像と、上記観測光に基づいて得ら
   れる上記伝送対象の像とを重ねて観測するようにした接
   眼光学系と を具えることを特徴とする送信装置。