JP3132690B2 - 光空間伝送装置 - Google Patents
光空間伝送装置Info
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
- H04B10/112—Line-of-sight transmission over an extended range
- H04B10/1123—Bidirectional transmission
- H04B10/1125—Bidirectional transmission using a single common optical path
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Description
【０００１】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１及び図２） 作用（図１及び図２） 実施例 （１）光空間伝送装置の全体構成（図１） （２）実施例による入射位置補正サーボ系（図１〜図
３） （３）他の実施例 発明の効果
３） （３）他の実施例 発明の効果
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は光空間伝送装置に関し、
特に空間を伝送する光ビームを媒介して所望の情報を伝
送する光空間伝送装置に適用して好適なものである。
特に空間を伝送する光ビームを媒介して所望の情報を伝
送する光空間伝送装置に適用して好適なものである。
【０００３】
【従来の技術】従来、この種の光空間伝送装置として、
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
されたものが提案されており、例えば数〔Km〕離れた２
つのビルの屋上にそれぞれ光空間伝送装置を設置するこ
とにより、２つのビル間で所望の情報を伝送するように
なされている。
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
されたものが提案されており、例えば数〔Km〕離れた２
つのビルの屋上にそれぞれ光空間伝送装置を設置するこ
とにより、２つのビル間で所望の情報を伝送するように
なされている。
【０００４】このように光空間伝送装置間で正しく情報
を伝送するためには、一方の光空間伝送装置の送信系か
ら出射した光ビームが他方の光空間伝送装置の受信系に
正しく入射する必要がある。実際上光空間伝送装置にお
いては送信系及び受信系で光学系を共通に使用するよう
になされ、内部にミラーや凸レンズでなる補正光学系を
配置しこれを所望の方向に移動制御することにより光ビ
ームの出射方向や入射位置を調整し得るようになされて
いる。
を伝送するためには、一方の光空間伝送装置の送信系か
ら出射した光ビームが他方の光空間伝送装置の受信系に
正しく入射する必要がある。実際上光空間伝送装置にお
いては送信系及び受信系で光学系を共通に使用するよう
になされ、内部にミラーや凸レンズでなる補正光学系を
配置しこれを所望の方向に移動制御することにより光ビ
ームの出射方向や入射位置を調整し得るようになされて
いる。
【０００５】従つてこの光空間伝送装置を設置する際に
は、例えばテレスコープ等を用いて光空間伝送装置相互
間で大まかな位置決めを行つた後、一方の光空間伝送装
置から出射された光ビームについて、他方の光空間伝送
装置のミラーや凸レンズを駆動して、受信系で正しく入
射するように調整し、これを相互の光空間伝送装置間で
繰り返すことにより、光ビームの照射方向や入射位置を
正しく調整するようになされている。
は、例えばテレスコープ等を用いて光空間伝送装置相互
間で大まかな位置決めを行つた後、一方の光空間伝送装
置から出射された光ビームについて、他方の光空間伝送
装置のミラーや凸レンズを駆動して、受信系で正しく入
射するように調整し、これを相互の光空間伝送装置間で
繰り返すことにより、光ビームの照射方向や入射位置を
正しく調整するようになされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところでかかる構成の
光空間伝送装置においては、上述のように設置する際に
光ビームの照射方向や入射位置を正しく調整したとして
も、風や振動等の外乱によつて光軸がずれてしまう。こ
のため従来受信系で、他方の光空間伝送装置の送信系か
ら出射された光ビームの入射位置を常時監視し、この入
射位置のずれを補正するようにミラーや凸レンズを駆動
制御する入射位置補正サーボ系が用いられている。
光空間伝送装置においては、上述のように設置する際に
光ビームの照射方向や入射位置を正しく調整したとして
も、風や振動等の外乱によつて光軸がずれてしまう。こ
のため従来受信系で、他方の光空間伝送装置の送信系か
ら出射された光ビームの入射位置を常時監視し、この入
射位置のずれを補正するようにミラーや凸レンズを駆動
制御する入射位置補正サーボ系が用いられている。
【０００７】この補正光学系として、ミラーは折り曲ら
れた光軸を所定の方向に振るようになされ、例えば圧電
アクチユエータで駆動される。また凸レンズは、光軸に
略垂直に移動して光軸を所定の方向を振るようになさ
れ、例えば複数のモータで駆動される。
れた光軸を所定の方向に振るようになされ、例えば圧電
アクチユエータで駆動される。また凸レンズは、光軸に
略垂直に移動して光軸を所定の方向を振るようになさ
れ、例えば複数のモータで駆動される。
【０００８】ところがこのような入射位置補正サーボ系
において、ミラーは圧電アクチユエータによつて高速な
応答性で駆動制御されるが小振幅のため変位幅が狭く、
変位中心からずれて一方に偏つて変位してしまうと、制
御可能な変位方向が限られてしまい、その後の外乱によ
る入射位置の変位を補正出来なくなるという問題があつ
た。
において、ミラーは圧電アクチユエータによつて高速な
応答性で駆動制御されるが小振幅のため変位幅が狭く、
変位中心からずれて一方に偏つて変位してしまうと、制
御可能な変位方向が限られてしまい、その後の外乱によ
る入射位置の変位を補正出来なくなるという問題があつ
た。
【０００９】またこれに加えて、凸レンズはモータによ
つて大振幅で駆動制御され、種々の大きさの外乱に対応
できるが、モータ自体の応答性が低速なため、外乱に素
早く追従できないという問題があり、これらを組み合わ
せても各別に制御するのみでは、入射位置補正サーボ系
として実用上未だ不十分であつた。
つて大振幅で駆動制御され、種々の大きさの外乱に対応
できるが、モータ自体の応答性が低速なため、外乱に素
早く追従できないという問題があり、これらを組み合わ
せても各別に制御するのみでは、入射位置補正サーボ系
として実用上未だ不十分であつた。
【００１０】本発明は以下の点を考慮してなされたもの
で、高い応答性及び追従精度で光ビームの入射位置を補
正し得る光空間伝送装置を提案しようとするものであ
る。
で、高い応答性及び追従精度で光ビームの入射位置を補
正し得る光空間伝送装置を提案しようとするものであ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、所定の情報信号で変調された第１
の送信光ビームＬＡ１を、高速応答性を有し小振幅で照
射位置を補正する第１の補正光学系７、８及び低速応答
性を有し大振幅で照射位置を補正する第２の補正光学系
９を通じて、所定距離だけ離間して配置した送受信装置
に送出すると共に、その送受信装置から送出された第２
の送信光ビームＬＡ２を、第２及び第１の補正光学系９
及び８、７を介して受光することにより、第２の送信光
ビームＬＡ２によつて送受信装置から送出された所定の
情報信号を受信する光空間伝送装置１において、第２の
送信光ビームＬＡ２の入射位置を検出し、その検出結果
として入射位置検出信号ＰＤＸ、ＰＤＹを送出する光ビ
ーム入射位置検出手段１６と、入射位置検出信号ＰＤ
Ｘ、ＰＤＹ及び基準入射位置信号ＲＥＦＸに基づいて、
第１及び第２の補正光学系７、８及び９を駆動制御する
入射位置補正信号ＥＲＸを発生する補正信号発生手段２
１と、入射位置補正信号ＥＲＸに基づいて第１の補正光
学系７、８を駆動して入射位置を補正する第１の補正光
学系駆動手段７Ａ、８Ａと、第１の補正光学系７、８の
変位を検出し、その検出結果に応じて変位検出信号ＨＡ
Ｘを送出する変位検出手段７Ｂと、入射位置補正信号Ｅ
ＲＸ及び変位検出信号ＨＡＸに基づいて第２の補正光学
系９を駆動して入射位置を補正する第２の補正光学系駆
動手段９Ａ、９Ｂとを設けるようにした。
め本発明においては、所定の情報信号で変調された第１
の送信光ビームＬＡ１を、高速応答性を有し小振幅で照
射位置を補正する第１の補正光学系７、８及び低速応答
性を有し大振幅で照射位置を補正する第２の補正光学系
９を通じて、所定距離だけ離間して配置した送受信装置
に送出すると共に、その送受信装置から送出された第２
の送信光ビームＬＡ２を、第２及び第１の補正光学系９
及び８、７を介して受光することにより、第２の送信光
ビームＬＡ２によつて送受信装置から送出された所定の
情報信号を受信する光空間伝送装置１において、第２の
送信光ビームＬＡ２の入射位置を検出し、その検出結果
として入射位置検出信号ＰＤＸ、ＰＤＹを送出する光ビ
ーム入射位置検出手段１６と、入射位置検出信号ＰＤ
Ｘ、ＰＤＹ及び基準入射位置信号ＲＥＦＸに基づいて、
第１及び第２の補正光学系７、８及び９を駆動制御する
入射位置補正信号ＥＲＸを発生する補正信号発生手段２
１と、入射位置補正信号ＥＲＸに基づいて第１の補正光
学系７、８を駆動して入射位置を補正する第１の補正光
学系駆動手段７Ａ、８Ａと、第１の補正光学系７、８の
変位を検出し、その検出結果に応じて変位検出信号ＨＡ
Ｘを送出する変位検出手段７Ｂと、入射位置補正信号Ｅ
ＲＸ及び変位検出信号ＨＡＸに基づいて第２の補正光学
系９を駆動して入射位置を補正する第２の補正光学系駆
動手段９Ａ、９Ｂとを設けるようにした。
【００１２】
【作用】光ビーム入射位置検出手段１６より送出された
第２の送信光ビームＬＡ２の入射位置に応じた入射位置
検出信号ＰＤＸ、ＰＤＹ及び基準入射位置信号ＲＥＦＸ
に基づいて入射位置補正信号ＥＲＸを発生し、この入射
位置補正信号ＥＲＸによつて、高速応答性を有し小振幅
で照射位置を補正する第１の補正光学系７、８を駆動し
て入射位置を補正すると共に、第１の補正光学系７、８
の変位に応じた変位検出信号ＨＡＸ及び入射位置補正信
号ＥＲＸに基づいて、低速応答性を有し大振幅で照射位
置を補正する第２の補正光学系９を駆動して入射位置を
補正するようにした。これにより第１の補正光学系７、
８の高速応答性に第２の補正光学系の大振幅を加えた、
高い応答性及び追従精度で第２の送信光ビームＬＡ２の
入射位置を補正し得る。
第２の送信光ビームＬＡ２の入射位置に応じた入射位置
検出信号ＰＤＸ、ＰＤＹ及び基準入射位置信号ＲＥＦＸ
に基づいて入射位置補正信号ＥＲＸを発生し、この入射
位置補正信号ＥＲＸによつて、高速応答性を有し小振幅
で照射位置を補正する第１の補正光学系７、８を駆動し
て入射位置を補正すると共に、第１の補正光学系７、８
の変位に応じた変位検出信号ＨＡＸ及び入射位置補正信
号ＥＲＸに基づいて、低速応答性を有し大振幅で照射位
置を補正する第２の補正光学系９を駆動して入射位置を
補正するようにした。これにより第１の補正光学系７、
８の高速応答性に第２の補正光学系の大振幅を加えた、
高い応答性及び追従精度で第２の送信光ビームＬＡ２の
入射位置を補正し得る。
【００１３】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
する。
【００１４】（１）光空間伝送装置の全体構成 図１において、１は全体として光空間伝送装置を示し、
レーザダイオード２を所定の情報信号で駆動し、この結
果レーザダイオード２から所定偏波面の送信光ビームＬ
Ａ１を射出させる。レンズ３はこの送信光ビームＬＡ１
を平行光線に変換した後、偏光ビームスプリツタ４を透
過させてレンズ５に導く。レンズ５は送信光ビームＬＡ
１を収束光線に変換した後レンズ６に導き、これにより
送信光ビームＬＡ１を所定の大きさの並行光線に変換し
てミラー７に導く。
レーザダイオード２を所定の情報信号で駆動し、この結
果レーザダイオード２から所定偏波面の送信光ビームＬ
Ａ１を射出させる。レンズ３はこの送信光ビームＬＡ１
を平行光線に変換した後、偏光ビームスプリツタ４を透
過させてレンズ５に導く。レンズ５は送信光ビームＬＡ
１を収束光線に変換した後レンズ６に導き、これにより
送信光ビームＬＡ１を所定の大きさの並行光線に変換し
てミラー７に導く。
【００１５】ミラー７はミラー８と平行に配置されると
共に、送信光ビームＬＡ１の光路に約45°傾いて配置さ
れ、例えば圧電アクチユエータ７Ａ、８Ａでなる所定の
駆動系を介して、この傾きが調整し得るようになされて
いる。この光空間伝送装置１においてはミラー７及び８
で送信光ビームＬＡ１を反射して光軸を約90°折り曲げ
ることにより、ミラー７及び８の傾きを調整して送信光
ビームＬＡ１の射出方向を可変し得るようになされてい
る。
共に、送信光ビームＬＡ１の光路に約45°傾いて配置さ
れ、例えば圧電アクチユエータ７Ａ、８Ａでなる所定の
駆動系を介して、この傾きが調整し得るようになされて
いる。この光空間伝送装置１においてはミラー７及び８
で送信光ビームＬＡ１を反射して光軸を約90°折り曲げ
ることにより、ミラー７及び８の傾きを調整して送信光
ビームＬＡ１の射出方向を可変し得るようになされてい
る。
【００１６】このミラー７及び８で折り曲げられた送信
光ビームＬＡ１は、凸レンズ９に入射する。この凸レン
ズ９は、所定のモータ９Ａ及び９Ｂを駆動することによ
り、光軸と垂直に変位し得るようになされ、これにより
この光空間伝送装置１においては、レンズ９の位置を可
変して送信光ビームＬＡ１の照射位置を大きく可変し、
レンズ１０に導くようになされている。
光ビームＬＡ１は、凸レンズ９に入射する。この凸レン
ズ９は、所定のモータ９Ａ及び９Ｂを駆動することによ
り、光軸と垂直に変位し得るようになされ、これにより
この光空間伝送装置１においては、レンズ９の位置を可
変して送信光ビームＬＡ１の照射位置を大きく可変し、
レンズ１０に導くようになされている。
【００１７】レンズ１０は大口径の凸レンズで、凸レン
ズ９に対して所定距離だけ離間して配置され、これによ
り凸レンズ９で集光した送信光ビームＬＡ１を所定大き
さの略平行光線に変換して射出する。これにより光空間
伝送装置１においては、レンズ１０から射出された送信
光ビームＬＡ１を伝送対象に照射し、この送信光ビーム
を介して所望の情報信号を伝送し得るようになされてい
る。
ズ９に対して所定距離だけ離間して配置され、これによ
り凸レンズ９で集光した送信光ビームＬＡ１を所定大き
さの略平行光線に変換して射出する。これにより光空間
伝送装置１においては、レンズ１０から射出された送信
光ビームＬＡ１を伝送対象に照射し、この送信光ビーム
を介して所望の情報信号を伝送し得るようになされてい
る。
【００１８】ここでこの光空間伝送装置１の場合、伝送
対象から到来する受信光ビームＬＡ２は、送信光ビーム
ＬＡ１とは逆にレンズ１０で集光された後レンズ９で平
行光線に変換されて、ミラー８、７で折り曲げられ、レ
ンズ６、５を順次介して偏光ビームスプリツタ４に入射
する。こ受信光ビームＬＡ２は、送信光ビームＬＡ１に
対して偏波面が直交するように伝送対象から送出され、
これにより偏光ビームスプリツタ４で反射されてビーム
スプリツタ１１に入射する。
対象から到来する受信光ビームＬＡ２は、送信光ビーム
ＬＡ１とは逆にレンズ１０で集光された後レンズ９で平
行光線に変換されて、ミラー８、７で折り曲げられ、レ
ンズ６、５を順次介して偏光ビームスプリツタ４に入射
する。こ受信光ビームＬＡ２は、送信光ビームＬＡ１に
対して偏波面が直交するように伝送対象から送出され、
これにより偏光ビームスプリツタ４で反射されてビーム
スプリツタ１１に入射する。
【００１９】受信光ビームＬＡ２は、一部が反射されて
レンズ１２を介してフオトダイオード１３に集光され、
これによりこのフオトダイオード１３の出力信号を所定
の信号処理回路（図示せず）で処理し、伝送対象から送
出された所定の情報信号を受信し得るようになされてい
る。これに対してビームスプリツタ１１を透過した受信
光ビームＬＡ２は、フイルタ１４を透過した後、レンズ
１５を介して位置検出センサ（ＰＤＳ）１６に集光され
る。
レンズ１２を介してフオトダイオード１３に集光され、
これによりこのフオトダイオード１３の出力信号を所定
の信号処理回路（図示せず）で処理し、伝送対象から送
出された所定の情報信号を受信し得るようになされてい
る。これに対してビームスプリツタ１１を透過した受信
光ビームＬＡ２は、フイルタ１４を透過した後、レンズ
１５を介して位置検出センサ（ＰＤＳ）１６に集光され
る。
【００２０】これにより光空間伝送装置１においては、
位置検出センサ１６の出力信号に基づいて、ミラー７、
８の傾き、レンズ９の位置を制御し、全体として送信光
ビームＬＡ２の入射位置を補正する入射位置補正サーボ
系を形成するようになされ、これにより光空間伝送装置
１が風等で振動した場合でも、確実に送信光ビームＬＡ
１を伝送対象に送出し得るようになされている。
位置検出センサ１６の出力信号に基づいて、ミラー７、
８の傾き、レンズ９の位置を制御し、全体として送信光
ビームＬＡ２の入射位置を補正する入射位置補正サーボ
系を形成するようになされ、これにより光空間伝送装置
１が風等で振動した場合でも、確実に送信光ビームＬＡ
１を伝送対象に送出し得るようになされている。
【００２１】（２）実施例による入射位置補正サーボ系 ここでこの実施例の場合、位置検出センサ１６は光軸に
直交する平面上で光軸のずれを２次元で検出し、これを
Ｘ及びＹ方向の位置検出信号ＰＤＸ及びＰＤＹとしてマ
イクロコンピユータ構成の制御回路１７に送出する。
直交する平面上で光軸のずれを２次元で検出し、これを
Ｘ及びＹ方向の位置検出信号ＰＤＸ及びＰＤＹとしてマ
イクロコンピユータ構成の制御回路１７に送出する。
【００２２】制御回路１７は位置検出信号ＰＤＸ及びＰ
ＤＹと基準位置信号ＲＥＦＸ及びＲＥＦＹを比較し、誤
差を除去する入射位置補正信号ＥＲＸ及びＥＲＹを発生
し、これを圧電アクチユエータ駆動信号Ｃ１Ｘ及びＣ１
Ｙとして、ミラー７及び８を駆動する圧電アクチユエー
タ７Ａ及び８Ａに送出し、これを駆動制御する。
ＤＹと基準位置信号ＲＥＦＸ及びＲＥＦＹを比較し、誤
差を除去する入射位置補正信号ＥＲＸ及びＥＲＹを発生
し、これを圧電アクチユエータ駆動信号Ｃ１Ｘ及びＣ１
Ｙとして、ミラー７及び８を駆動する圧電アクチユエー
タ７Ａ及び８Ａに送出し、これを駆動制御する。
【００２３】このミラー７及び８の駆動結果による変位
は、位置検出センサ７Ｂ及び８Ｂで検出され、この検出
結果でなる変位信号ＨＡＸ及びＨＡＹとして制御回路１
７に入力される。また制御回路１７は入射位置補正信号
ＥＲＸ及びＥＲＹと、この変位信号ＨＡＸ及びＨＡＹと
に基づいて、モータ駆動信号Ｃ２Ｘ及びＣ２Ｙを発生
し、凸レンズ９を駆動するモータ９Ａ及び９Ｂに供給さ
れる。
は、位置検出センサ７Ｂ及び８Ｂで検出され、この検出
結果でなる変位信号ＨＡＸ及びＨＡＹとして制御回路１
７に入力される。また制御回路１７は入射位置補正信号
ＥＲＸ及びＥＲＹと、この変位信号ＨＡＸ及びＨＡＹと
に基づいて、モータ駆動信号Ｃ２Ｘ及びＣ２Ｙを発生
し、凸レンズ９を駆動するモータ９Ａ及び９Ｂに供給さ
れる。
【００２４】実際上このようにして形成される入射位置
補正サーボ回路２０は、例えばＸ方向について図２に示
すような等価回路で表される。すなわち基準位置信号Ｒ
ＥＦＸと位置検出センサ１６で検出した位置検出信号Ｐ
ＤＸとが減算回路２１で減算されこの差分でなる入射位
置補正信号ＥＲＸが第１及び第２の補償回路２２及び２
３で、サーボループ分の位相補償される。
補正サーボ回路２０は、例えばＸ方向について図２に示
すような等価回路で表される。すなわち基準位置信号Ｒ
ＥＦＸと位置検出センサ１６で検出した位置検出信号Ｐ
ＤＸとが減算回路２１で減算されこの差分でなる入射位
置補正信号ＥＲＸが第１及び第２の補償回路２２及び２
３で、サーボループ分の位相補償される。
【００２５】このうち第１の補償回路２２からは圧電ア
クチユエータ駆動信号Ｃ１Ｘが送出され圧電アクチユエ
ータ７Ａに供給される。この結果圧電アクチユエータ７
Ａに応じたミラー７の変位が、位置検出センサ７Ｂで検
出され、この検出結果でなる変位信号ＨＡＸが第１の加
算回路２４に供給され、第２の補償回路２３から送出さ
れた入射位置補正信号ＥＲＸと加算され、これがモータ
駆動信号Ｃ２Ｘとしてモータ９Ａに送出される。
クチユエータ駆動信号Ｃ１Ｘが送出され圧電アクチユエ
ータ７Ａに供給される。この結果圧電アクチユエータ７
Ａに応じたミラー７の変位が、位置検出センサ７Ｂで検
出され、この検出結果でなる変位信号ＨＡＸが第１の加
算回路２４に供給され、第２の補償回路２３から送出さ
れた入射位置補正信号ＥＲＸと加算され、これがモータ
駆動信号Ｃ２Ｘとしてモータ９Ａに送出される。
【００２６】このミラー７及びモータ９の制御結果によ
る変位は、第２の加算回路２５で加算されると共に第３
の加算回路２６で外乱ＧＸと加算されて、位置検出セン
サ１６にフイードバツクされ、このようにして入射位置
補正サーボ回路２０が形成される。
る変位は、第２の加算回路２５で加算されると共に第３
の加算回路２６で外乱ＧＸと加算されて、位置検出セン
サ１６にフイードバツクされ、このようにして入射位置
補正サーボ回路２０が形成される。
【００２７】以上の構成において、光空間伝送装置１に
外乱ＧＸが加わつたときの、圧電アクチユエータ７Ａ及
びモータ９Ａの動作を図３に示す。圧電アクチユエータ
７Ａは高速に動作を開始し、同時にモータ９Ａはゆつく
りと動作を開始する。
外乱ＧＸが加わつたときの、圧電アクチユエータ７Ａ及
びモータ９Ａの動作を図３に示す。圧電アクチユエータ
７Ａは高速に動作を開始し、同時にモータ９Ａはゆつく
りと動作を開始する。
【００２８】ここでこの実施例の場合には、モータ９Ａ
に与えるモータ駆動信号Ｃ２Ｘとして圧電アクチユエー
タ７Ａの位置電圧を加えることで、圧電アクチユエータ
７Ａの動きに応じてモータ９Ａの速度が変えられ、圧電
アクチユエータ７Ａが最大振幅まで振れ切るおそれを未
然に回避するようになされている。
に与えるモータ駆動信号Ｃ２Ｘとして圧電アクチユエー
タ７Ａの位置電圧を加えることで、圧電アクチユエータ
７Ａの動きに応じてモータ９Ａの速度が変えられ、圧電
アクチユエータ７Ａが最大振幅まで振れ切るおそれを未
然に回避するようになされている。
【００２９】また圧電アクチユエータ７Ａは電圧の大き
さに応じて歪を生じるもので、モータが駆動することで
エラー電圧が小さくなるので目標値がモータに近づくに
従つて元の変位中心に戻ることになる。
さに応じて歪を生じるもので、モータが駆動することで
エラー電圧が小さくなるので目標値がモータに近づくに
従つて元の変位中心に戻ることになる。
【００３０】実際上図３では破線で示すように、圧電ア
クチユエータ７Ａ及びモータ９Ａの変位ＨＡ及びＨＭの
和が、入射位置補正サーボ回路２０全体の応答特性を表
し、各々１つのアクチユエータの場合に比較して、目標
には到達する時間が短くなり、追従速度を向上し得るこ
とが分かる。
クチユエータ７Ａ及びモータ９Ａの変位ＨＡ及びＨＭの
和が、入射位置補正サーボ回路２０全体の応答特性を表
し、各々１つのアクチユエータの場合に比較して、目標
には到達する時間が短くなり、追従速度を向上し得るこ
とが分かる。
【００３１】またこのように圧電アクチユエータ７Ａ及
びモータ９Ａにエラー電圧を与えることにより、いずれ
か一方のアクチユエータが動作しなくても、もう一方の
アクチユエータが動作して追従することになり、信頼性
を向上し得る。
びモータ９Ａにエラー電圧を与えることにより、いずれ
か一方のアクチユエータが動作しなくても、もう一方の
アクチユエータが動作して追従することになり、信頼性
を向上し得る。
【００３２】以上の構成によれば、位置検出センサ１６
より送出された第２の送信光ビームＬＡ２の入射位置に
応じた入射位置検出信号ＰＤＸ、ＰＤＹ及び基準入射位
置信号ＲＥＦＸに基づいて入射位置補正信号ＥＲＸを発
生し、この入射位置補正信号ＥＲＸによつて、ミラー
７、８を駆動して入射位置を補正すると共に、このミラ
ー７、８の変位に応じた変位検出信号ＨＡＸ及び入射位
置補正信号ＥＲＸに基づいて、凸レンズ９を駆動して入
射位置を補正するようにしたことにより、高い応答性及
び追従精度で第２の送信光ビームＬＡ２の入射位置を補
正し得る光空間伝送装置１を実現できる。
より送出された第２の送信光ビームＬＡ２の入射位置に
応じた入射位置検出信号ＰＤＸ、ＰＤＹ及び基準入射位
置信号ＲＥＦＸに基づいて入射位置補正信号ＥＲＸを発
生し、この入射位置補正信号ＥＲＸによつて、ミラー
７、８を駆動して入射位置を補正すると共に、このミラ
ー７、８の変位に応じた変位検出信号ＨＡＸ及び入射位
置補正信号ＥＲＸに基づいて、凸レンズ９を駆動して入
射位置を補正するようにしたことにより、高い応答性及
び追従精度で第２の送信光ビームＬＡ２の入射位置を補
正し得る光空間伝送装置１を実現できる。
【００３３】（３）他の実施例 なお上途の実施例においては、位置検出センサとして光
ビームを受光面に集光させる２次元のものを用いた場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば１次
元の位置検出センサを組み合わせて用いるようにしても
良い。
ビームを受光面に集光させる２次元のものを用いた場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば１次
元の位置検出センサを組み合わせて用いるようにしても
良い。
【００３４】さらに上途の実施例においては、圧電アク
チユエータとモータにより、それぞれミラー及び凸レン
ズを移動させて光ビームＬＡ２の入射位置を補正する場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は高速
応答性で小振幅の補正光学系と低速応答性で大振幅の補
正光学系を組み合わせて光ビームの入射位置を補正する
ようになされたものに広く適用して好適なものである。
チユエータとモータにより、それぞれミラー及び凸レン
ズを移動させて光ビームＬＡ２の入射位置を補正する場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は高速
応答性で小振幅の補正光学系と低速応答性で大振幅の補
正光学系を組み合わせて光ビームの入射位置を補正する
ようになされたものに広く適用して好適なものである。
【００３５】
【発明の効果】上途のように本発明によれば、光ビーム
入射位置検出手段より送出された第２の送信光ビームの
入射位置に応じた入射位置検出信号及び基準入射位置信
号に基づいて入射位置補正信号を発生し、この入射位置
補正信号によつて、高速応答性を有し小振幅で照射位置
を補正する第１の補正光学系を駆動して入射位置を補正
すると共に、第１の補正光学系の変位に応じた変位検出
信号及び入射位置補正信号に基づいて、低速応答性を有
し大振幅で照射位置を補正する第２の補正光学系を駆動
して入射位置を補正するようにしたことにより、第１の
補正光学系の高速応答性に第２の補正光学系の大振幅を
加えた、高い応答性及び追従精度で第２の送信光ビーム
の入射位置を補正し得る光空間伝送装置を実現できる。
入射位置検出手段より送出された第２の送信光ビームの
入射位置に応じた入射位置検出信号及び基準入射位置信
号に基づいて入射位置補正信号を発生し、この入射位置
補正信号によつて、高速応答性を有し小振幅で照射位置
を補正する第１の補正光学系を駆動して入射位置を補正
すると共に、第１の補正光学系の変位に応じた変位検出
信号及び入射位置補正信号に基づいて、低速応答性を有
し大振幅で照射位置を補正する第２の補正光学系を駆動
して入射位置を補正するようにしたことにより、第１の
補正光学系の高速応答性に第２の補正光学系の大振幅を
加えた、高い応答性及び追従精度で第２の送信光ビーム
の入射位置を補正し得る光空間伝送装置を実現できる。
【図１】本発明の一実施例による光空間伝送装置の構成
を示す略線図である。
を示す略線図である。
【図２】図１におけるサーボ制御の説明に供する等価回
路を示す接続図である。
路を示す接続図である。
【図３】図１のサーボ制御時における凸レンズ及びミラ
ーの変位の説明に供する特性曲線図である。
ーの変位の説明に供する特性曲線図である。
１……光空間伝送装置、２……レーザダイオード、３、
５、６、９、１０、１２、１５……レンズ、４……偏光
ビームスプリツタ、７、８……ミラー、１１……ビーム
スプリツタ、１３……フオトダイオード、１４……フイ
ルタ、１６……位置検出センサ、１７……制御回路、７
Ａ、８Ａ……圧電アクチユエータ、７Ｂ、８Ｂ……位置
検出センサ、９Ａ、９Ｂ……モータ、２０……入射位置
補正サーボ回路、２１……減算回路、２２、２３……補
償回路、２４、２５、２６……加算回路。
５、６、９、１０、１２、１５……レンズ、４……偏光
ビームスプリツタ、７、８……ミラー、１１……ビーム
スプリツタ、１３……フオトダイオード、１４……フイ
ルタ、１６……位置検出センサ、１７……制御回路、７
Ａ、８Ａ……圧電アクチユエータ、７Ｂ、８Ｂ……位置
検出センサ、９Ａ、９Ｂ……モータ、２０……入射位置
補正サーボ回路、２１……減算回路、２２、２３……補
償回路、２４、２５、２６……加算回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−163609（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−39139（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−167098（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−186311（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−281493（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−27002（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−69886（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 G02B 26/00 - 26/08 G01S 7/48 G01S 17/00 - 17/88
Claims (1)
- 【請求項１】所定の情報信号で変調された第１の送信光
ビームを、高速応答性を有し小振幅で照射位置を補正す
る第１の補正光学系及び低速応答性を有し大振幅で上記
照射位置を補正する第２の補正光学系を通じて、所定距
離だけ離間して配置した送受信装置に送出すると共に、
当該送受信装置から送出された第２の送信光ビームを、
上記第２及び第１の補正光学系を介して受光することに
より、上記第２の送信光ビームによつて上記送受信装置
から送出された所定の情報信号を受信する光空間伝送装
置において、 上記第２の送信光ビームの入射位置を検出し、当該検出
結果として入射位置検出信号を送出する光ビーム入射位
置検出手段と、 上記入射位置検出信号及び基準入射位置信号に基づい
て、上記第１及び第２の補正光学系を駆動制御する入射
位置補正信号を発生する補正信号発生手段と、 上記入射位置補正信号に基づいて上記第１の補正光学系
を駆動して上記入射位置を補正する第１の補正光学系駆
動手段と、 上記第１の補正光学系の変位を検出し、当該検出結果に
応じて変位検出信号を送出する変位検出手段と、 上記入射位置補正信号及び上記変位検出信号に基づいて
上記第２の補正光学系を駆動して上記入射位置を補正す
る第２の補正光学系駆動手段とを具えることを特徴とす
る光空間伝送装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04196005A JP3132690B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 光空間伝送装置 |
| US08/084,800 US5448391A (en) | 1992-06-30 | 1993-06-29 | Optical atmospheric link system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04196005A JP3132690B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 光空間伝送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0621895A JPH0621895A (ja) | 1994-01-28 |
| JP3132690B2 true JP3132690B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=16350647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04196005A Expired - Fee Related JP3132690B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 光空間伝送装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5448391A (ja) |
| JP (1) | JP3132690B2 (ja) |
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| JP3311187B2 (ja) * | 1995-01-26 | 2002-08-05 | キヤノン株式会社 | 双方向光空間伝送装置 |
| KR100421790B1 (ko) * | 1996-11-07 | 2004-06-23 | 가부시키가이샤 미츠토요 | 수치제어공작기계에있어서의오차보정장치 |
| US6239888B1 (en) * | 1998-04-24 | 2001-05-29 | Lightpointe Communications, Inc. | Terrestrial optical communication network of integrated fiber and free-space links which requires no electro-optical conversion between links |
| US6868237B2 (en) | 1998-04-24 | 2005-03-15 | Lightpointe Communications, Inc. | Terrestrial optical communication network of integrated fiber and free-space links which requires no electro-optical conversion between links |
| US6285476B1 (en) * | 1998-06-10 | 2001-09-04 | Lsa, Inc. | Laser communication system and methods |
| JP2000059307A (ja) * | 1998-08-10 | 2000-02-25 | Sony Corp | 光無線装置 |
| US6763195B1 (en) | 2000-01-13 | 2004-07-13 | Lightpointe Communications, Inc. | Hybrid wireless optical and radio frequency communication link |
| US6889009B2 (en) * | 2001-04-16 | 2005-05-03 | Lightpointe Communications, Inc. | Integrated environmental control and management system for free-space optical communication systems |
| US20030090765A1 (en) * | 2001-11-09 | 2003-05-15 | Neff Brian W. | Free-space optical communication system |
| US8501352B2 (en) * | 2006-02-03 | 2013-08-06 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Lithium-metal-oxide composite electrodes |
| US8200094B1 (en) * | 2009-04-11 | 2012-06-12 | Applied Micro Circuits Corporation | System and method for free space optical connector alignment |
| US11307367B2 (en) * | 2020-08-17 | 2022-04-19 | X Development Llc | Method of precision beam collimation using fiber-optic circulator and wavelength tunable source |
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|---|---|---|---|---|
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| US3511998A (en) * | 1966-03-18 | 1970-05-12 | Us Navy | Acquisition system |
| US3504182A (en) * | 1966-10-14 | 1970-03-31 | North American Rockwell | Optical communication system |
| US3573463A (en) * | 1967-11-01 | 1971-04-06 | Hughes Aircraft Co | Laser heterodyne transceiver communication system with afc |
| US3566126A (en) * | 1967-11-29 | 1971-02-23 | Sylvania Electric Prod | Acquisition and tracking laser communication system |
| US3990796A (en) * | 1974-07-31 | 1976-11-09 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Optical measurement of the difference in alignment between reference frames |
| US3981566A (en) * | 1974-09-23 | 1976-09-21 | Eastman Kodak Company | Lever-action mountings for beam steerer mirrors |
| NL7600479A (nl) * | 1976-01-19 | 1977-07-21 | Philips Nv | Automatisch optisch focusseersysteem. |
| DE3855021T2 (de) * | 1987-04-13 | 1996-07-18 | Nippon Electric Co | Optisches Ausrichtungssystem |
| JP2705104B2 (ja) * | 1988-05-20 | 1998-01-26 | ソニー株式会社 | 送信装置 |
| US5142400A (en) * | 1989-12-26 | 1992-08-25 | Cubic Corporation | Method and apparatus for automatic acquisition and alignment of an optical beam communication link |
| JPH04165967A (ja) * | 1990-10-30 | 1992-06-11 | Sony Corp | 光空間伝送装置 |
| US5221985A (en) * | 1990-10-30 | 1993-06-22 | Sony Corporation | Optical communication system |
-
1992
- 1992-06-30 JP JP04196005A patent/JP3132690B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-06-29 US US08/084,800 patent/US5448391A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5448391A (en) | 1995-09-05 |
| JPH0621895A (ja) | 1994-01-28 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |