JP3104046B2 - Optical space transmission apparatus and optical space transmission method - Google Patents

Optical space transmission apparatus and optical space transmission method

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JP3104046B2
JP3104046B2 JP04187652A JP18765292A JP3104046B2 JP 3104046 B2 JP3104046 B2 JP 3104046B2 JP 04187652 A JP04187652 A JP 04187652A JP 18765292 A JP18765292 A JP 18765292A JP 3104046 B2 JP3104046 B2 JP 3104046B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、映像、音声等の情報を
光空間伝送する装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for transmitting information such as video and audio in an optical space.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、ビデオ再生装置とテレビとの間
で映像及び音声信号を伝送する際に、これらビデオ再生
装置やテレビのレイアウトの自由度を向上させるため
に、光を用いて情報の空間伝送を行う光空間伝送装置が
用いられることがある。ところで、情報伝送用の光とし
てレーザ光を用いた光空間伝送装置においては、レーザ
光を常に受信側装置へ指向させる必要があり、従来は、
特開昭62−274837号公報に、ハーフミラーと撮
像装置とを用いて情報伝送用のレーザ光の送出方向を補
正制御する方式が開示されている。
2. Description of the Related Art For example, when video and audio signals are transmitted between a video reproducing apparatus and a television, information space is transmitted using light in order to improve the degree of freedom in the layout of the video reproducing apparatus and the television. An optical space transmission device that performs transmission may be used. By the way, in an optical space transmission device using laser light as light for information transmission, it is necessary to always direct the laser light to the receiving side device.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-274837 discloses a method of correcting and controlling the transmission direction of a laser beam for information transmission using a half mirror and an imaging device.

【0003】また、特開平3−235438号公報に
は、送信側または受信側レンズの焦平面上に配したミラ
ーにより装置の向きを検出する方式が開示されており、
特開平3−236640号公報には、傾斜計や加速度計
によりレーザ光の上下、左右方向の変動を検出して、そ
の結果に基づいてレーザ光の照射位置を補正する方式が
開示されている。
Further, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 3-235438 discloses a method of detecting the orientation of a device by a mirror arranged on a focal plane of a transmitting or receiving lens.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-236640 discloses a method of detecting fluctuations in the vertical and horizontal directions of a laser beam using an inclinometer or an accelerometer, and correcting the irradiation position of the laser beam based on the results.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
62−274837号公報に開示された方式では、情報
伝送用のレーザ光の一部が該レーザ光の送出方向の検出
に用いられるため、受信側に送出される信号の出力が低
下すると共に、画像処理等に時間がかかるので送出方向
の補正の応答が遅れるという問題があった。さらに、初
期設定時にハーフミラーにレーザ光が照射されていない
と該レーザ光の送出方向の検出が行えず、ハーフミラー
上で受信側装置とレーザ光との位置合わせをするため間
接的な補正となるという問題があった。
However, in the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-274837, a part of the laser beam for information transmission is used for detecting the sending direction of the laser beam. The output of the signal transmitted to the side decreases, and it takes time for image processing and the like, so that the response of the correction of the transmission direction is delayed. Further, if the half mirror is not irradiated with the laser light at the time of the initial setting, it is not possible to detect the sending direction of the laser light, and to perform the indirect correction for aligning the receiving device with the laser light on the half mirror. There was a problem of becoming.

【0005】一方、特開平3−235438号公報に開
示された方式は完全な手動補正であり、通信中の送信側
及び受信側間の相対位置の変動に追従しての光軸補正が
不可能であるという問題があった。さらに、特開平3−
236640号公報に開示された方式は、送信側の位置
変動には追従できるが、受信側の位置変動には追従でき
ないという問題があった。
On the other hand, the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-235438 is a complete manual correction, and it is impossible to correct the optical axis by following a change in the relative position between the transmitting side and the receiving side during communication. There was a problem that is. Further, Japanese Unexamined Patent Publication No.
The method disclosed in Japanese Patent Publication No. 236640 has a problem that it can follow the position fluctuation on the transmitting side but cannot follow the position fluctuation on the receiving side.

【0006】本発明は、上述の問題を解決すると共に、
広い範囲において光軸ズレの補正を可能にした光空間伝
送装置を提供することを課題とする。
[0006] The present invention solves the above problems,
An object of the present invention is to provide an optical space transmission device capable of correcting an optical axis shift in a wide range.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光空間伝送装置は、所定の情報信号に基づ
いて変調された光ビームを出力する送信ユニットと、前
記光ビームを受光して復調する受信ユニットとを備える
光空間伝送装置において、前記受信ユニットに、前記送
信ユニットへ向けて赤外光を出力する光源と、前記送信
ユニットへ向けて電波を出力する送信器とを設け、前記
送信ユニットに、4つの光検出素子を有する光検出モジ
ュールと、左右及び上下の光検出素子の出力を差分する
差動増幅器とを有し、前記赤外光の照射位置を検出する
照射位置検出手段と、前記電波を受信して該電波の受信
強度を検出する受信強度検出手段と、前記照射位置検出
手段及び前記受信強度検出手段の検出結果に基づいて前
記光ビームの照射方向を補正する補正手段と、前記差動
増幅器の少くとも一方の出力が第1の所定値より大きく
なったときと、前記受信強度検出手段の出力が所定値よ
り小さくなったときに光ビームの出力を停止させ、前記
差動増幅器の出力が前記第1の所定値より小さい第2の
所定値より小さくなったときに光ビームを出力させる保
安手段とを設けた構成としたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a space optical transmission apparatus according to the present invention comprises a transmitting unit for outputting a light beam modulated based on a predetermined information signal, and a light receiving unit for receiving the light beam. And a demodulating and receiving unit, wherein the receiving unit is provided with a light source that outputs infrared light toward the transmitting unit and a transmitter that outputs radio waves toward the transmitting unit. , The transmitting unit includes a light detecting module having four light detecting elements, and a differential amplifier for comparing outputs of left, right, upper and lower light detecting elements, and an irradiation position for detecting an irradiation position of the infrared light. Detection means, reception intensity detection means for receiving the radio wave and detecting the reception intensity of the radio wave, and irradiating the light beam based on the detection results of the irradiation position detection means and the reception intensity detection means Correcting means for correcting the direction of the light beam, when at least one output of the differential amplifier becomes larger than a first predetermined value, and when the output of the reception intensity detecting means becomes smaller than a predetermined value. Security means for stopping the output and outputting a light beam when the output of the differential amplifier becomes smaller than a second predetermined value smaller than the first predetermined value.

【0008】[0008]

【作用】本発明の光空間伝送装置によれば、受信ユニッ
ト側から出力される電波の受信強度に基づいて情報伝送
用の光ビームの光軸方向のズレが広い範囲において粗補
正され、さらに、受信ユニット側から出力される赤外光
の照射位置に基づいて前記光ビームの光軸方向のズレが
精密補正されるので、広い範囲において光ビームの光軸
方向のズレを補正することができる。
According to the optical space transmission apparatus of the present invention, the deviation of the light beam for information transmission in the optical axis direction is roughly corrected over a wide range based on the reception intensity of the radio wave output from the receiving unit. Since the deviation of the light beam in the optical axis direction is precisely corrected based on the irradiation position of the infrared light output from the receiving unit side, the deviation of the light beam in the optical axis direction can be corrected over a wide range.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基づい
て説明する。図1は本発明の一実施例による光空間伝送
装置の送信ユニットを一部ブロックにて示す構成図、図
2は同じく受信ユニットを一部ブロックにて示す構成
図、図3(a),(b)は、図1及び図2に示す送信ユ
ニット及び受信ユニットの要部を示す斜視図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a transmission unit of a free-space optical transmission apparatus according to one embodiment of the present invention in a partial block, FIG. FIG. 3B is a perspective view illustrating a main part of the transmission unit and the reception unit illustrated in FIGS. 1 and 2.

【0010】図1に示す送信ユニット1では、例えば映
像信号等のアナログ信号は周波数予変調部(PFM−M
D)11を経由し、音声信号等のデジタル信号は符号化
部(CMI−CODEC)12を経由して、電気−光変
換部(E/O)13のレーザドライバ(LD driv
er)131に送られる。レーザドライバ131は、周
波数予変調部11或は符号化部12から送られる信号に
基づいて、レーザダイオード132から出力されるレ−
ザ光(光ビーム)LBを変調し、この変調されたレ−ザ
光LBは、コリメートレンズ133により平行な光束に
整形されて空間に送出される。
In the transmission unit 1 shown in FIG. 1, for example, an analog signal such as a video signal is converted into a frequency pre-modulation unit (PFM-M
D) 11, and a digital signal such as an audio signal passes through an encoding unit (CMI-CODEC) 12 and a laser driver (LD drive) of an electric-optical conversion unit (E / O) 13
er) 131. The laser driver 131 outputs a laser output from the laser diode 132 based on a signal sent from the frequency pre-modulation unit 11 or the encoding unit 12.
The laser beam (light beam) LB is modulated, and the modulated laser beam LB is shaped into a parallel light beam by the collimator lens 133 and transmitted to space.

【0011】また、レーザダイオード132から出力さ
れるレ−ザ光LBは光検出素子134にて受光され、そ
の受光量、つまりレーザパワーに応じた信号が光検出素
子134からオートパワーコントローラ(APC)13
5に入力される。そして、オートパワーコントローラ1
35は、光検出素子134からの検出信号に基づいて、
レーザダイオード132から出力されるレ−ザ光LBの
レーザパワーを安定させるようレーザドライバ131を
介してフィードバック制御を行う。
The laser beam LB output from the laser diode 132 is received by a photodetector 134, and a signal corresponding to the amount of the received light, that is, a signal corresponding to the laser power, is sent from the photodetector 134 to an auto power controller (APC). 13
5 is input. And the auto power controller 1
35 is based on a detection signal from the light detection element 134,
Feedback control is performed via the laser driver 131 so as to stabilize the laser power of the laser light LB output from the laser diode 132.

【0012】尚、図1中の符号14は、レーザダイオー
ド132から出力されるレ−ザ光LBの指向方向を変化
させるアクチュエータ(ACT)であり、図3(a)に
示すように、基板Aに対して水平方向に回動可能な回転
テーブル141と、この回転テーブル141上に設けら
れた支持枠142と、支持枠142に鉛直方向へ回動可
能に支持され、図1に示すレーザダイオード132及び
コリメートレンズ133が収容された筒体143とを備
え、ボトムケースB上に載置されてカバーCが被せられ
ている。そして、このアクチュエータ14は、基板Aに
実装されたサーボ回路15(図1参照)からの駆動制御
信号により駆動される。
Reference numeral 14 in FIG. 1 denotes an actuator (ACT) for changing the directivity of the laser beam LB output from the laser diode 132. As shown in FIG. 1, a rotary table 141 rotatable in the horizontal direction, a support frame 142 provided on the rotary table 141, and a laser diode 132 shown in FIG. And a cylindrical body 143 in which the collimating lens 133 is accommodated, and is placed on the bottom case B and covered with a cover C. The actuator 14 is driven by a drive control signal from a servo circuit 15 (see FIG. 1) mounted on the board A.

【0013】また、図1中の符号16は、後述する受信
ユニット3の発光ダイオード(LED)31から送出さ
れる赤外光RBが照射される、上下左右の4つの光検出
素子161ないし164からなる光検出モジュール(Q
UARD−PD)であり、図3(a)に示すように、レ
ーザダイオード132からのレ−ザ光の指向方向に向け
て筒体143の上部に取着されている。さらに、図1中
の符号171,172は、左右及び上下の光検出素子1
61,162,163,164の出力を差分する差動増
幅器である。そして、差動増幅器171,172の出力
は図1に示すように、レーザダイオード132から出力
されるレ−ザ光LBの左右方向のずれ(PITCH)、
及び上下方向のずれ(YAW)を示す信号としてサーボ
回路15に入力される。
Reference numeral 16 in FIG. 1 designates four light detection elements 161 to 164, which are irradiated with infrared light RB emitted from a light emitting diode (LED) 31 of the receiving unit 3 described later. Light detection module (Q
UARD-PD), and is attached to the upper part of the cylindrical body 143 in the direction in which the laser light from the laser diode 132 is directed, as shown in FIG. Further, reference numerals 171 and 172 in FIG.
61, 162, 163 and 164. The outputs of the differential amplifiers 171 and 172 are, as shown in FIG. 1, the shift (PITCH) of the laser light LB output from the laser diode 132 in the left-right direction.
And a signal indicating a vertical shift (YAW).

【0014】一方、図1中の符号181は、後述する受
信ユニット3の送信用アンテナ362から空中に送出さ
れた電波を受信する受信用アンテナであり、図3(a)
に示すように、レーザダイオード132からのレ−ザ光
LBの指向方向に向けて光検出モジュール16の上部に
取着されている。また、図1中の符号182は、受信用
アンテナ181で受信された電波を復調するRF回路で
あり、RF回路182からは、電波を復調して得た信号
が該電波の受信強度に応じたレベルでサーボ回路15に
出力される。そして、サーボ回路15は、これら差動増
幅器171,172及びRF回路182の出力に基づい
て、アクチュエータ14の駆動制御を行う。
On the other hand, reference numeral 181 in FIG. 1 denotes a receiving antenna for receiving a radio wave transmitted into the air from a transmitting antenna 362 of the receiving unit 3 to be described later.
As shown in (1), the laser light LB from the laser diode 132 is attached to the upper part of the photodetection module 16 in the direction of direction. Reference numeral 182 in FIG. 1 denotes an RF circuit that demodulates a radio wave received by the reception antenna 181. A signal obtained by demodulating the radio wave from the RF circuit 182 corresponds to the reception intensity of the radio wave. The level is output to the servo circuit 15. Then, the servo circuit 15 controls the drive of the actuator 14 based on the outputs of the differential amplifiers 171 and 172 and the RF circuit 182.

【0015】さらに、図1において符号19は、差動増
幅器171,172の少なくとも一方の出力が所定値を
上回った時と、RF回路182の出力が所定値を下回っ
た時にオートパワーコントローラ135に作用して、レ
ーザドライバ131を介してレーザダイオード132か
らのレ−ザ光LBの出力を停止させる保安回路である。
尚、本実施例では、アクチュエータ14及びサーボ回路
15が補正手段に相当し、光検出モジュール16及び差
動増幅器171,172が照射位置検出手段に相当し、
受信用アンテナ181及びRF回路182が受信強度検
出手段に相当している。
Further, in FIG. 1, reference numeral 19 denotes an action to the auto power controller 135 when at least one of the outputs of the differential amplifiers 171 and 172 exceeds a predetermined value and when the output of the RF circuit 182 falls below a predetermined value. The security circuit stops the output of the laser beam LB from the laser diode 132 via the laser driver 131.
In this embodiment, the actuator 14 and the servo circuit 15 correspond to a correction unit, the light detection module 16 and the differential amplifiers 171 and 172 correspond to an irradiation position detection unit,
The receiving antenna 181 and the RF circuit 182 correspond to a receiving intensity detecting unit.

【0016】一方、図2に示す受信ユニット3において
は、送信ユニット1のレーザダイオード132から出力
されるレ−ザ光LBが、外乱光をカットするフィルタと
集光レンズとを兼ねたフィルタ32を介して、光電変換
部(O/E)33の受光素子331に入射される。レ−
ザ光LBの入射に伴い受光素子331から出力される信
号はアンプ(IV)332で増幅されてオートゲインコ
ントローラ(AGC)333に入力され、ここで信号レ
ベルが一定に調整される。
On the other hand, in the receiving unit 3 shown in FIG. 2, the laser beam LB output from the laser diode 132 of the transmitting unit 1 is transmitted to the filter 32 which functions as both a filter for cutting disturbance light and a condenser lens. Through this, the light enters the light receiving element 331 of the photoelectric conversion unit (O / E) 33. Ray
A signal output from the light receiving element 331 in response to the incidence of the light LB is amplified by an amplifier (IV) 332 and input to an auto gain controller (AGC) 333, where the signal level is adjusted to be constant.

【0017】さらに、その後、バンドパスフィルタ(B
PF)334で所定の周波数帯域以外の周波数成分がカ
ットされ、映像信号等のアナログ信号成分が周波数復調
部(PFM−DEM)34を経由し、音声信号等のデジ
タル信号成分は復号化部(CMI−CODEC)35を
経由して、それぞれ出力される。
Further, thereafter, a band-pass filter (B
PF) 334 cuts out frequency components other than the predetermined frequency band, analog signal components such as video signals pass through a frequency demodulation unit (PFM-DEM) 34, and digital signal components such as audio signals are decoded by a decoding unit (CMI). −CODEC) 35 to be output.

【0018】また、図2に示す受信ユニット3ではこれ
とは別に、送信ユニット1のレーザダイオード132か
ら出力されるレ−ザ光LBと前記受光素子331との光
軸を合わせるために、先に述べたように赤外光RBを送
出する発光ダイオード31と、FM波による微弱電波を
送出する送信器361及び送信用アンテナ362が設け
られている。
In the receiving unit 3 shown in FIG. 2, separately, the laser light LB output from the laser diode 132 of the transmitting unit 1 and the light receiving element 331 are aligned first. As described above, the light emitting diode 31 for transmitting the infrared light RB, the transmitter 361 for transmitting the weak radio wave by the FM wave, and the transmitting antenna 362 are provided.

【0019】この発光ダイオード31及び送信用アンテ
ナ362は、図3(b)に示すように、受光素子331
の上部に設けられており、共に、レーザダイオード13
2から出力されて受光素子331に入射されるレ−ザ光
LBの入射方向に向けられている。
The light emitting diode 31 and the transmitting antenna 362 are, as shown in FIG.
Of the laser diode 13
The laser beam LB output from the light receiving element 2 is directed to the incident direction of the laser light LB incident on the light receiving element 331.

【0020】次に、発光ダイオード31から送出される
赤外光RBと、送信用アンテナ362から送出されるF
M波との指向性の関係について、その相関を示す図4を
参照して説明する。本実施例においては図4に示すよう
に、FM波の放射角θ2が赤外光RBの放射角θ1に対
し、θ2>>θ1(例えばθ1=15deg,θ2=1
30deg)の関係にある。
Next, the infrared light RB transmitted from the light emitting diode 31 and the F transmitted from the transmitting antenna 362 are transmitted.
The directivity relationship with the M wave will be described with reference to FIG. 4 showing the correlation. In this embodiment, as shown in FIG. 4, the emission angle θ2 of the FM wave is larger than the emission angle θ1 of the infrared light RB by θ2 >> θ1 (for example, θ1 = 15 deg, θ2 = 1).
30 deg).

【0021】これは、放射角が大きな赤外光でレ−ザ光
LBの光軸調整をする場合、送受信間の距離が7mを越
えると外乱ノイズに対する信号の信頼性が確保できなく
なり(低S/N)、必然的に赤外光の放射角を狭くする
必要が生じるからで、本実施例でも図2に示すように、
発光ダイオード31から送出される赤外光RBを集束レ
ンズDにより集束させて、上述の関係となるようにして
いる。そして、赤外光RBの放射角を狭めることによ
り、角度検出分解能を高く確保することができる(0.
5deg以下)。
This is because when adjusting the optical axis of the laser beam LB with infrared light having a large radiation angle, if the distance between transmission and reception exceeds 7 m, the reliability of the signal with respect to disturbance noise cannot be ensured (low S). / N), it is necessary to narrow the emission angle of the infrared light, and as shown in FIG.
The infrared light RB sent from the light emitting diode 31 is focused by the focusing lens D so that the above relationship is obtained. By narrowing the radiation angle of the infrared light RB, a high angle detection resolution can be ensured (0.
5 deg or less).

【0022】これに対し、例えば本実施例で用いるFM
波等の電波では、障害物がない場合には、見通し距離1
00m程度まで位置の判別を行うことが可能である。し
かし、その分角度検出分解能が極端に悪く(せいぜい1
0deg)、電波だけでは到底レ−ザ光の光軸調整を行
うことは不可能である。そこで、本実施例の光空間伝送
装置では、赤外光と電波のそれぞれの長所を組み合わせ
ることにより、広い範囲で高い角度検出分解能を確保す
るようにした。
On the other hand, for example, the FM used in this embodiment
For radio waves such as waves, if there are no obstacles,
It is possible to determine the position up to about 00 m. However, the angle detection resolution is extremely poor (at most 1
0 deg), it is impossible to adjust the optical axis of the laser light using radio waves alone. Therefore, in the optical space transmission apparatus of the present embodiment, by combining the respective advantages of the infrared light and the radio wave, a high angle detection resolution is secured in a wide range.

【0023】続いて、送信ユニット1のレーザダイオー
ド132から出力されるレ−ザ光LBの光軸調整動作に
ついて、図5を参照して説明する。まず、送信ユニット
1からのレ−ザ光LBの光軸が図5中のX点を通るもの
とし、受信ユニット3側からFM波を出力し、その受信
強度に応じた信号をRF回路182からサーボ回路15
に出力させて、これに基づきアクチュエータ14を駆動
させる。アクチュエータ14の駆動に伴って、発光ダイ
オード31から送出される赤外光RBが光検出モジュー
ル16に照射され始めると、差動増幅器171,172
の出力信号の信号値が下がる。
Next, the operation of adjusting the optical axis of the laser beam LB output from the laser diode 132 of the transmission unit 1 will be described with reference to FIG. First, it is assumed that the optical axis of the laser beam LB from the transmitting unit 1 passes through the point X in FIG. 5, and the receiving unit 3 outputs an FM wave, and outputs a signal corresponding to the receiving intensity from the RF circuit 182. Servo circuit 15
And the actuator 14 is driven based on this. When the infrared light RB sent from the light emitting diode 31 starts to be irradiated on the light detection module 16 with the driving of the actuator 14, the differential amplifiers 171 and 172
Signal value of the output signal decreases.

【0024】そこで、図6の上から第3段目の欄に示す
差動増幅器171,172の出力する差信号の信号値が
あらかじめ定めた規定値(スレッシュ1、第1の所定
値)を下回る、図5中Y点で示す箇所までレーザ光LB
の光軸通過位置が調整されると、サーボ回路15への入
力をRF回路182から光検出モジュール16に切り替
える。尚、本実施例の送信ユニット1ではこの時点でサ
ーボゲインの調整を行っており、サーボ回路15への入
力が光検出モジュール16に切り替わると、アクチュエ
ータ14の駆動が減速される。
Therefore, the signal values of the difference signals output from the differential amplifiers 171 and 172 shown in the third column from the top in FIG. 6 are set to predetermined values (threshold 1 and first predetermined value).
Below the value), the laser beam LB to a location shown in FIG. 5 Y point
Is adjusted, the input to the servo circuit 15 is switched from the RF circuit 182 to the light detection module 16. Note that the servo gain is adjusted at this time in the transmission unit 1 of the present embodiment, and when the input to the servo circuit 15 is switched to the light detection module 16, the drive of the actuator 14 is decelerated.

【0025】その後、レーザ光LBの光軸が受光素子3
31に合う位置に近づいてくると、差動増幅器171,
172の出力する差信号の信号値がさらに減少し、受光
素子331にレーザ光LBの光軸が一致する付近にあら
かじめ設定した別の規定値(スレッシュ2、第1の所定
値より小さい第2の所定値)を下回った時点で、サーボ
回路15から保安回路19に発光許可の信号が伝達さ
れ、レーザダイオード132からレーザ光LBが出力さ
れる。一方、受信ユニット3の受光素子331でレーザ
光LBが受光されると、これに伴い、オートゲインコン
トローラ333のゲインが下がるので、光電変換部33
から発光ダイオード31及び送信機361に出力停止の
信号が伝送され、赤外光RBとFM波との出力が停止す
る。そして、以後、サーボ回路15がレーザ光LBの光
軸と受光素子331とのアラインメント状態を常に制御
し、レーザ光LBが良好な状態で伝送される。
Thereafter, the optical axis of the laser beam LB is
31 when approaching a position suitable for the differential amplifier 171,
172, the signal value of the difference signal further decreases, and another prescribed value (threshold 2 , first predetermined value) set in advance in the vicinity of the optical axis of the laser beam LB coincides with the light receiving element 331.
At a point in time when the value falls below a (second predetermined value smaller than the value) , a signal of light emission permission is transmitted from the servo circuit 15 to the security circuit 19, and the laser light LB is output from the laser diode 132. On the other hand, when the laser beam LB is received by the light receiving element 331 of the receiving unit 3, the gain of the auto gain controller 333 decreases accordingly.
Transmits a signal to stop the output to the light emitting diode 31 and the transmitter 361, and stops the output of the infrared light RB and the FM wave. Thereafter, the servo circuit 15 always controls the alignment state between the optical axis of the laser beam LB and the light receiving element 331, and the laser beam LB is transmitted in a good state.

【0026】このように、本実施例の光空間伝送装置に
よれば、受信ユニット3の送信器361から送出される
FM波によりレ−ザ光LBのラフな光軸方向の調整が行
われ、その後は、受信ユニット3の発光ダイオード31
から送出される赤外光RBによりレ−ザ光LBの正確な
光軸方向の調整が行われるので、広い範囲において光ビ
ームの光軸方向のズレを高い精度で補正することができ
る。
As described above, according to the free-space optical transmission apparatus of the present embodiment, the rough adjustment of the laser light LB in the optical axis direction is performed by the FM wave transmitted from the transmitter 361 of the receiving unit 3. After that, the light emitting diode 31 of the receiving unit 3
The laser beam LB is accurately adjusted in the direction of the optical axis by the infrared light RB sent from the device, so that the displacement of the light beam in the direction of the optical axis can be corrected with high accuracy over a wide range.

【0027】尚、本実施例では、電波としてFM波を用
いたがその他の帯域波を用いてもよい。また、本実施例
では、送信ユニット1側にて、受信用アンテナ181で
受信したFM波をRF回路182で復調して得た信号
を、該FM波の受信強度に応じたレベルでサーボ回路1
5に出力し、サーボ回路15がFM波の受信強度に基づ
いてアクチュエータ14の駆動を制御するものとした
が、図7及び図8に示すような構成としてもよい。
In this embodiment, FM waves are used as radio waves, but other band waves may be used. Further, in the present embodiment, on the transmission unit 1 side, a signal obtained by demodulating the FM wave received by the receiving antenna 181 by the RF circuit 182 is converted into a signal at a level corresponding to the reception intensity of the FM wave.
5 and the servo circuit 15 controls the driving of the actuator 14 based on the reception intensity of the FM wave. However, a configuration as shown in FIGS. 7 and 8 may be used.

【0028】図7は本発明の他の実施例による光空間伝
送装置の送信ユニットを一部ブロックにて示す構成図、
図8は図7に示す送信ユニットの要部を示す斜視図であ
る。この図7及び図8に示す送信ユニット5は、図1及
び図3(a)に示す実施例の送信ユニット1と略々同一
の構成を有しており、受信用アンテナ183,184及
びRF回路185,186が各々2つずつ設けられたス
ペースダイバーシティ方式の受信方式であることと、両
RF回路185,186による復調信号の受信強度差を
差動増幅器187で得て、この差信号をサーボ回路15
に入力していることにおいて、先の実施例の送信ユニッ
ト1の構成と異なっている。
FIG. 7 is a block diagram showing a transmission unit of an optical free space transmission apparatus according to another embodiment of the present invention in a partial block.
FIG. 8 is a perspective view showing a main part of the transmission unit shown in FIG. The transmitting unit 5 shown in FIGS. 7 and 8 has substantially the same configuration as the transmitting unit 1 of the embodiment shown in FIGS. 1 and 3 (a), and includes the receiving antennas 183, 184 and the RF circuit. 185, 186 are a receiving system of the space diversity system in which two are provided respectively, and a differential amplifier 187 obtains a difference between demodulated signals received by the two RF circuits 185, 186 by a differential amplifier 187. Fifteen
Is different from the configuration of the transmission unit 1 of the previous embodiment.

【0029】このため、基本的な原理は同じであるが、
アクチュエータ14に直接搭載するアンテナがなくな
り、よって、アクチュエータ14の駆動部重量の軽減を
図ることができる。尚、本実施例では、受信用アンテナ
183,184、RF回路185,186、及び差動増
幅器187が受信強度検出手段に相当している。そして
受信用アンテナ183,184はカバーCの両側に張出
した構造体201,202上に立設され、その構造体2
01,202内に各々RF回路185,186が内蔵さ
れている。
Therefore, although the basic principle is the same,
There is no need to mount an antenna directly on the actuator 14, and thus the weight of the drive unit of the actuator 14 can be reduced. In the present embodiment, the receiving antennas 183 and 184, the RF circuits 185 and 186, and the differential amplifier 187 correspond to a reception intensity detecting unit. The receiving antennas 183 and 184 are erected on the structures 201 and 202 which protrude on both sides of the cover C.
RF circuits 185 and 186 are built in 01 and 202, respectively.

【0030】[0030]

【発明の効果】上述したように本発明によれば、受信ユ
ニット側から出力される電波の受信強度に基づいて情報
伝送用の光ビームの光軸方向が広い範囲において粗補正
され、さらに、受信ユニット側から出力される赤外光の
照射位置に基づいて前記光ビームの光軸方向のズレが精
密補正されるので、広い範囲において光ビームの光軸方
向のズレを補正することができる。
As described above, according to the present invention, the optical axis direction of the light beam for information transmission is roughly corrected over a wide range based on the reception intensity of the radio wave output from the receiving unit. Since the displacement of the light beam in the optical axis direction is precisely corrected based on the irradiation position of the infrared light output from the unit side, the displacement of the light beam in the optical axis direction can be corrected over a wide range.

【0031】また、電波と併用することにより赤外線の
広がり角を上記実施例よりも十分小さくして絞り込んで
も実用上差支えなくなるため、上記実施例では7m程度
であるのに対し、50m程度の長距離まで赤外線を届く
ようにすることが可能となる。
Further, since the spread angle of the infrared rays is made sufficiently smaller than that of the above-mentioned embodiment by using together with the radio wave, and the aperture is narrowed down, it is practically acceptable. It is possible to reach infrared rays up to.

【0032】また、レーザダイオードが発光した時点で
光ビームの情報送信を停止するため、受信側の光電変換
部及び周波数復調部、復号化部で発生する内部干渉(ノ
イズ、ビート)を防止でき、高S/Nの信号伝送系を構
築できる。
Further, since information transmission of the light beam is stopped when the laser diode emits light, internal interference (noise, beat) generated in the photoelectric conversion unit, frequency demodulation unit and decoding unit on the receiving side can be prevented. A high S / N signal transmission system can be constructed.

【0033】また、前記従来のような信号の出力の低
下、補正応答の遅れを防止できると共に、直接的な補正
により確実な光軸補正ができ、さらに、通信中の相対位
置の変動や、受信ユニットのみの位置の変動に追従して
の、光軸の補正が可能である。
Further, it is possible to prevent a decrease in the output of the signal and a delay in the correction response as in the above-described conventional technique, and to perform a reliable correction of the optical axis by a direct correction. The optical axis can be corrected following the change in the position of only the unit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例による光空間伝送装置の送信
ユニットを一部ブロックにて示す構成図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a transmission unit of an optical free space transmission apparatus according to one embodiment of the present invention, which is shown in partial blocks.

【図2】本発明の一実施例による光空間伝送装置の受信
ユニットを一部ブロックにて示す構成図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a receiving unit of the free-space optical transmission apparatus according to one embodiment of the present invention, with partial blocks.

【図3】図1及び図2に示す送信ユニット及び受信ユニ
ットの要部を示す図であり、図3(a)は送信ユニット
の要部斜視図、図3(b)は受信ユニットの要部斜視図
である。
3A and 3B are diagrams showing main parts of a transmission unit and a reception unit shown in FIGS. 1 and 2, wherein FIG. 3A is a perspective view of main parts of the transmission unit, and FIG. 3B is a main part of the reception unit; It is a perspective view.

【図4】図2に示す受信ユニットの発光ダイオードから
送出される赤外光と送信用アンテナから送出されるFM
波との指向性の関係を示す相関図である。
4 is a diagram showing infrared light transmitted from a light emitting diode of the receiving unit shown in FIG. 2 and FM transmitted from a transmitting antenna;
It is a correlation diagram which shows the directivity relationship with a wave.

【図5】図1の送信ユニットによるレ−ザ光の光軸方向
の調整動作を説明する説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an adjustment operation of the laser unit in the optical axis direction by the transmission unit of FIG. 1;

【図6】図1及び図2の送信及び受信ユニットにおける
各種状態の経時変化を示すタイムチャートである。
FIG. 6 is a time chart showing changes over time in various states in the transmission and reception units of FIGS. 1 and 2;

【図7】本発明の他の実施例による光空間伝送装置の送
信ユニットを一部ブロックにて示す構成図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a transmission unit of a free space optical transmission apparatus according to another embodiment of the present invention, in partial blocks.

【図8】図7に示す送信ユニットの要部を示す斜視図で
ある。
FIG. 8 is a perspective view showing a main part of the transmission unit shown in FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 送信ユニット 3 受信ユニット 11 周波数予変調部 12 符号化部 13 電気−光変換部 14 アクチュエータ(補正手段) 15 サーボ回路(補正手段) 16 光検出モジュール(照射位置検出手段) 19 保安回路 31 発光ダイオード(光源) 32 フィルタ 33 光電変換部 34 周波数復調部 35 復号化部 131 レーザドライバ 132 レーザダイオード 133 コリメートレンズ 134 光検出素子 135 オートパワーコントローラ 141 回転テーブル 142 支持枠 143 筒体 161〜164 光検出素子 171,172 差動増幅器(照射位置検出手段) 181,183,184 受信用アンテナ(受信強度検
出手段) 182,185,186 RF回路(受信強度検出手
段) 187 差動増幅器(受信強度検出手段) 201,202 構造体 331 受光素子 332 アンプ 333 オートゲインコントローラ 334 バンドパスフィルタ 361 送信器 362 送信用アンテナ LB レーザ光 RB 赤外光 A 基板 B ボトムケース C カバー D 集束レンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmitting unit 3 Receiving unit 11 Frequency premodulation part 12 Encoding part 13 Electric-optical conversion part 14 Actuator (correction means) 15 Servo circuit (correction means) 16 Light detection module (irradiation position detection means) 19 Security circuit 31 Light emitting diode (Light source) 32 filter 33 photoelectric conversion unit 34 frequency demodulation unit 35 decoding unit 131 laser driver 132 laser diode 133 collimating lens 134 photodetector 135 auto power controller 141 rotation table 142 support frame 143 cylinder 161 to 164 photodetector 171 , 172 Differential amplifier (irradiation position detecting means) 181, 183, 184 Receiving antenna (receiving intensity detecting means) 182, 185, 186 RF circuit (receiving intensity detecting means) 187 Differential amplifier (receiving intensity detecting means) 201 202 structure 331 receiving element 332 amplifier 333 automatic gain controller 334 band-pass filter 361 transmitter 362 transmitting antenna LB laser beam RB infrared light A board B bottom case C Cover D focusing lens

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 所定の情報信号に基づいて変調された光
ビームを出力する送信ユニットと、前記光ビームを受光
して復調する受信ユニットとを備える光空間伝送装置に
おいて、 前記受信ユニットに、前記送信ユニットへ向けて赤外光
を出力する光源と、前記送信ユニットへ向けて電波を出
力する送信器とを設け、 前記送信ユニットに、 4つの光検出素子を有する光検出モジュールと、左右及
び上下の光検出素子の出力を差分する差動増幅器とを有
し、前記赤外光の照射位置を検出する照射位置検出手段
と、 前記電波を受信して該電波の受信強度を検出する受信強
度検出手段と、 前記照射位置検出手段及び前記受信強度検出手段の検出
結果に基づいて前記光ビームの照射方向を補正する補正
手段と、 前記差動増幅器の少くとも一方の出力が第1の所定値よ
り大きくなったときと、前記受信強度検出手段の出力が
所定値より小さくなったときに光ビームの出力を停止さ
せ、前記差動増幅器の出力が前記第1の所定値より小さ
い第2の所定値より小さくなったときに光ビームを出力
させる保安手段とを設けたことを特徴とする光空間伝送
装置。
1. An optical space transmission apparatus comprising: a transmission unit that outputs a light beam modulated based on a predetermined information signal; and a reception unit that receives and demodulates the light beam. A light source that outputs infrared light toward the transmission unit; and a transmitter that outputs radio waves to the transmission unit. The transmission unit includes: a light detection module having four light detection elements; An irradiation position detecting means for detecting an irradiation position of the infrared light, and a reception intensity detection device for receiving the radio wave and detecting a reception intensity of the radio wave. Means, correction means for correcting the irradiation direction of the light beam based on detection results of the irradiation position detection means and the reception intensity detection means, and at least one output of the differential amplifier is 1 and when the output of the reception intensity detecting means is smaller than a predetermined value, the output of the light beam is stopped, and the output of the differential amplifier is smaller than the first predetermined value. And a security means for outputting a light beam when the light beam becomes smaller than a second predetermined value.
【請求項2】 所定の情報信号に基づいて変調された光
ビームを出力する送信ユニットと、前記光ビームを受光
して復調する受信ユニットとを備える光空間伝送装置に
おいて、 前記受信ユニットに、前記送信ユニットへ向けて赤外光
を出力する光源と、前記送信ユニットへ向けて電波を出
力する送信器とを設け、 前記送信ユニットに、 4つの光検出素子を有する光検出モジュールと、左右及
び上下の光検出素子の出力を差分する差動増幅器とを有
し、前記赤外光の照射位置を検出する照射位置検出手段
と、 前記電波を受信して該電波の受信強度を検出する受信強
度検出手段と、 前記照射位置検出手段及び前記受信強度検出手段の検出
結果に基づいて前記光ビームの照射方向を補正する補正
手段と、 前記差動増幅器の少くとも一方の出力が第1の所定値よ
り大きくなったときと、前記受信強度検出手段の出力が
所定値より小さくなったときに光ビームの出力を停止さ
せ、前記差動増幅器の出力が前記第1の所定値より小さ
い第2の所定値より小さくなったときに光ビームを出力
させる保安手段とを設けた光空間伝送装置を用いて、 前記受信ユニットの送信器から電波を出力し、前記送信
ユニットの受信強度検出手段で該電波の受信強度を検出
し、この検出結果に応じて前記補正手段で前記光ビーム
の照射方向を補正し、 前記差動増幅器の出力する差分信号の信号値が第1の所
定値を下回ると、前記補正手段が前記照射位置検出手段
の検出結果に応じて前記光ビームの照射方向を補正し、 前記差動増幅器の信号値がさらに前記第1の所定値より
小さい第2の所定値を下回った時点で、前記保安手段が
光ビームの出力を許容し、前記受信ユニットの光源と前
記送信器からの出力が停止するようにしたことを特徴と
する光空間伝送方法。
2. An optical space transmission apparatus comprising: a transmitting unit that outputs a light beam modulated based on a predetermined information signal; and a receiving unit that receives and demodulates the light beam. A light source that outputs infrared light toward the transmission unit; and a transmitter that outputs radio waves to the transmission unit. The transmission unit includes: a light detection module having four light detection elements; An irradiation position detecting means for detecting an irradiation position of the infrared light, and a reception intensity detection device for receiving the radio wave and detecting a reception intensity of the radio wave. Means, correction means for correcting the irradiation direction of the light beam based on detection results of the irradiation position detection means and the reception intensity detection means, and at least one output of the differential amplifier is 1 and when the output of the reception intensity detecting means is smaller than a predetermined value, the output of the light beam is stopped, and the output of the differential amplifier is smaller than the first predetermined value. Using a spatial light transmission device provided with a security means for outputting a light beam when the light intensity becomes smaller than a second predetermined value, a radio wave is output from a transmitter of the reception unit, and a reception intensity detection means of the transmission unit Detecting the reception intensity of the radio wave, correcting the irradiation direction of the light beam by the correction means according to the detection result, and the signal value of the differential signal output from the differential amplifier is lower than a first predetermined value. And the correction means corrects the irradiation direction of the light beam according to the detection result of the irradiation position detection means, and further sets a signal value of the differential amplifier to a second predetermined value smaller than the first predetermined value. When it falls below The security means to allow the output of the light beam, the optical space transmission method characterized in that the output from the transmitter and a light source of the receiving unit has to be stopped.
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