JP3214935B2 - 光ビーム自動追尾装置の制御方法 - Google Patents
光ビーム自動追尾装置の制御方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ビームによる通信及
び計測を行うための光信号受信装置における光ビーム自
動追尾装置の制御方法に関するものである。
び計測を行うための光信号受信装置における光ビーム自
動追尾装置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の光ビーム自動追尾装置の構
成図であり、受信光Ｌは光ビーム調節機構１内のトラッ
キングミラー２に入射し、光学系３を介して４分割光電
検出器４によって受信光Ｌの光軸のずれを検出する。こ
のずれ信号は制御部５により処理され、その指令信号が
光ビーム駆動調節機構１に入力される。光ビーム駆動調
節機構１はこの指令信号に従ってトラッキングミラー２
を駆動し光軸を一致させる。なお、追尾誤差角度の測定
範囲をカバーするために、４分割光電検出器４上に入射
する受信光のスポットサイズは十分な大きさを有してい
る。また、光軸のずれを容易にカバーするため、通信相
手又は計測点からの受信光Ｌは拡がり角を有している。
成図であり、受信光Ｌは光ビーム調節機構１内のトラッ
キングミラー２に入射し、光学系３を介して４分割光電
検出器４によって受信光Ｌの光軸のずれを検出する。こ
のずれ信号は制御部５により処理され、その指令信号が
光ビーム駆動調節機構１に入力される。光ビーム駆動調
節機構１はこの指令信号に従ってトラッキングミラー２
を駆動し光軸を一致させる。なお、追尾誤差角度の測定
範囲をカバーするために、４分割光電検出器４上に入射
する受信光のスポットサイズは十分な大きさを有してい
る。また、光軸のずれを容易にカバーするため、通信相
手又は計測点からの受信光Ｌは拡がり角を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、４分割
光電検出器４上のスポット位置移動量つまり追尾誤差角
度と、制御部５内の追尾誤差角検出部の正規化された出
力信号との関係は、図４に示すように４分割光電検出器
４上に入射する受信光のスポットサイズにより変化す
る。このため、伝送距離の変化により４分割光電検出器
４上のスポットサイズが変化すると、上述の従来例では
フィードバック制御系のオープンループゲインが変化
し、自動追尾制御特性が劣化する。
光電検出器４上のスポット位置移動量つまり追尾誤差角
度と、制御部５内の追尾誤差角検出部の正規化された出
力信号との関係は、図４に示すように４分割光電検出器
４上に入射する受信光のスポットサイズにより変化す
る。このため、伝送距離の変化により４分割光電検出器
４上のスポットサイズが変化すると、上述の従来例では
フィードバック制御系のオープンループゲインが変化
し、自動追尾制御特性が劣化する。
【０００４】即ち、伝送距離が短くなるに従ってスポッ
トサイズが大きくなり、フィードバック制御系のオープ
ンループゲインが小さくなるため、制御系の速応性や定
常偏差特性が劣化する。逆に、伝送距離が長くなるに従
ってスポットサイズが小さくなり、フィードバック制御
系のオープンループゲインが大きくなるため、制御系の
安定性が劣化するという問題点がある。
トサイズが大きくなり、フィードバック制御系のオープ
ンループゲインが小さくなるため、制御系の速応性や定
常偏差特性が劣化する。逆に、伝送距離が長くなるに従
ってスポットサイズが小さくなり、フィードバック制御
系のオープンループゲインが大きくなるため、制御系の
安定性が劣化するという問題点がある。
【０００５】また、図４に示すようにスポットサイズの
変化に伴って、４分割光電検出器４上のスポット中心の
移動量に対して出力信号が飽和しない範囲も変化する。
即ち、スポットサイズが小さくなるのに伴って、出力信
号は飽和しない範囲が狭くなり、追尾外れが発生し易く
なるという問題がある。
変化に伴って、４分割光電検出器４上のスポット中心の
移動量に対して出力信号が飽和しない範囲も変化する。
即ち、スポットサイズが小さくなるのに伴って、出力信
号は飽和しない範囲が狭くなり、追尾外れが発生し易く
なるという問題がある。
【０００６】本発明の目的は、伝送距離の変化により生
じる制御系の速応性や定常偏差特性の劣化を抑え、制御
系の安定性を高めた光ビーム自動追尾装置の制御方法を
提供することにある。
じる制御系の速応性や定常偏差特性の劣化を抑え、制御
系の安定性を高めた光ビーム自動追尾装置の制御方法を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの第１発明に係る光ビーム自動追尾装置の制御方法
は、受信光を反射するトラッキングミラーと、該トラッ
キングミラーで反射された光を受光する４分割光電検出
器と、該４分割光電検出器上に前記受信光を集光する光
学系と、前記４分割光電検出器の出力に基づいて追尾誤
差信号を検出する追尾誤差検出部と、該追尾誤差検出部
で検出した追尾誤差信号をフィードバックして前記トラ
ッキングミラーの角度を制御するミラー駆動手段と、前
記追尾誤差信号のフィードバックループのゲインを調整
する補償要素と、該補償要素のゲインを変更する演算部
と、前記トラッキングミラーの角度を検出する角度検出
器と、メモリ部とを備えた光ビーム自動追尾装置の制御
方法において、使用に先立ち直流信号を前記追尾誤差信
号に加算した状態で受信光を追尾し、このときに前記角
度検出器で検出したトラッキングミラーの角度Ａと追尾
誤差信号ａとを前記メモリ部に記憶する工程と、前記直
流信号の極性を反転した信号を前記追尾誤差信号に加算
した状態で受信光を追尾し、このときに前記角度検出器
で検出したトラッキングミラーの角度Ｂと追尾誤差信号
ｂとを前記メモリ部に記憶する工程と、前記演算部にお
いて、前記メモリ部に記憶した値に基づいて、Ｋを係数
としたときに｜ａ−ｂ｜／（Ｋ・｜Ａ−Ｂ｜）の演算値
を演算し、該演算値と最適なオープンループゲインから
予め計算しておいた基準ゲインの和とを比較し、その差
を打ち消すように前記補償要素のゲインを変更する工程
と、前記補償要素のゲインを変更した後に直流信号を加
算しない状態で装置を使用する工程とから成ることを特
徴とする。
めの第１発明に係る光ビーム自動追尾装置の制御方法
は、受信光を反射するトラッキングミラーと、該トラッ
キングミラーで反射された光を受光する４分割光電検出
器と、該４分割光電検出器上に前記受信光を集光する光
学系と、前記４分割光電検出器の出力に基づいて追尾誤
差信号を検出する追尾誤差検出部と、該追尾誤差検出部
で検出した追尾誤差信号をフィードバックして前記トラ
ッキングミラーの角度を制御するミラー駆動手段と、前
記追尾誤差信号のフィードバックループのゲインを調整
する補償要素と、該補償要素のゲインを変更する演算部
と、前記トラッキングミラーの角度を検出する角度検出
器と、メモリ部とを備えた光ビーム自動追尾装置の制御
方法において、使用に先立ち直流信号を前記追尾誤差信
号に加算した状態で受信光を追尾し、このときに前記角
度検出器で検出したトラッキングミラーの角度Ａと追尾
誤差信号ａとを前記メモリ部に記憶する工程と、前記直
流信号の極性を反転した信号を前記追尾誤差信号に加算
した状態で受信光を追尾し、このときに前記角度検出器
で検出したトラッキングミラーの角度Ｂと追尾誤差信号
ｂとを前記メモリ部に記憶する工程と、前記演算部にお
いて、前記メモリ部に記憶した値に基づいて、Ｋを係数
としたときに｜ａ−ｂ｜／（Ｋ・｜Ａ−Ｂ｜）の演算値
を演算し、該演算値と最適なオープンループゲインから
予め計算しておいた基準ゲインの和とを比較し、その差
を打ち消すように前記補償要素のゲインを変更する工程
と、前記補償要素のゲインを変更した後に直流信号を加
算しない状態で装置を使用する工程とから成ることを特
徴とする。
【０００８】また、第２発明に係る光ビーム自動追尾装
置の制御方法は、受信光を反射するトラッキングミラー
と、該トラツキングミラーで反射された光を受光する４
分割光電検出器と、該４分割光電検出器上に前記受信光
を集光する光学系と、該光学系を駆動することによって
４分割光電検出器上の受信光のスポットサイズを調整す
るアクチュエータと、前記４分割光電検出器の出力に基
づいて追尾誤差信号を検出する追尾誤差検出部と、該追
尾誤差検出部で検出した追尾誤差信号をフィードバック
して前記トラッキングミラーの角度を制御するミラー駆
動手段と、前記トラッキングミラーの角度を検出する角
度検出器と、前記アクチュエータを制御する演算部と、
メモリ部とを備えた光ビーム自動追尾装置の制御方法に
おいて、使用に先立ち直流信号を前記追尾誤差信号に加
算した状態で受信光を追尾し、このときに前記角度検出
器で検出するトラッキングミラーの角度Ａと追尾誤差信
号ａとを前記メモリ部に記憶する工程と、前記直流信号
の極性を反転した信号を前記追尾誤差信号に加算した状
態で受信光を追尾し、このときに前記角度検出器で検出
したトラッキングミラーの角度Ｂと追尾誤差信号ｂとを
前記メモリ部に記憶する工程と、前記演算部において、
前記メモリ部に記憶した値に基づいて、Ｋを係数とした
ときに｜ａ−ｂ｜／（Ｋ・｜Ａ−Ｂ｜）の演算値を演算
し、該演算値と最適なオープンループゲインから予め計
算しておいた基準ゲインの和とを比較し、これらの値が
等しくなるように前記アクチュエータを用いて光学系を
駆動し、前記４分割光電検出器上の受信光のスポットサ
イズを調整する工程と、前記スポットサイズの調整の後
に直流信号を加算しない状態で装置を使用する工程とか
ら成ることを特徴とする。
置の制御方法は、受信光を反射するトラッキングミラー
と、該トラツキングミラーで反射された光を受光する４
分割光電検出器と、該４分割光電検出器上に前記受信光
を集光する光学系と、該光学系を駆動することによって
４分割光電検出器上の受信光のスポットサイズを調整す
るアクチュエータと、前記４分割光電検出器の出力に基
づいて追尾誤差信号を検出する追尾誤差検出部と、該追
尾誤差検出部で検出した追尾誤差信号をフィードバック
して前記トラッキングミラーの角度を制御するミラー駆
動手段と、前記トラッキングミラーの角度を検出する角
度検出器と、前記アクチュエータを制御する演算部と、
メモリ部とを備えた光ビーム自動追尾装置の制御方法に
おいて、使用に先立ち直流信号を前記追尾誤差信号に加
算した状態で受信光を追尾し、このときに前記角度検出
器で検出するトラッキングミラーの角度Ａと追尾誤差信
号ａとを前記メモリ部に記憶する工程と、前記直流信号
の極性を反転した信号を前記追尾誤差信号に加算した状
態で受信光を追尾し、このときに前記角度検出器で検出
したトラッキングミラーの角度Ｂと追尾誤差信号ｂとを
前記メモリ部に記憶する工程と、前記演算部において、
前記メモリ部に記憶した値に基づいて、Ｋを係数とした
ときに｜ａ−ｂ｜／（Ｋ・｜Ａ−Ｂ｜）の演算値を演算
し、該演算値と最適なオープンループゲインから予め計
算しておいた基準ゲインの和とを比較し、これらの値が
等しくなるように前記アクチュエータを用いて光学系を
駆動し、前記４分割光電検出器上の受信光のスポットサ
イズを調整する工程と、前記スポットサイズの調整の後
に直流信号を加算しない状態で装置を使用する工程とか
ら成ることを特徴とする。
【０００９】
【作用】上述の構成を有する第１の光ビーム自動追尾装
置の制御方法は、追尾状態においてトラッキングミラー
を微小角度だけ変化させ、その変化量に対する４分割光
電検出器のゲインの変化量を検出し、その変化量を打ち
消すようなゲインを制御部において計算し、補償要素の
ゲインをその値に変更することにより、４分割光電検出
器のゲインの変化量を補正する。
置の制御方法は、追尾状態においてトラッキングミラー
を微小角度だけ変化させ、その変化量に対する４分割光
電検出器のゲインの変化量を検出し、その変化量を打ち
消すようなゲインを制御部において計算し、補償要素の
ゲインをその値に変更することにより、４分割光電検出
器のゲインの変化量を補正する。
【００１０】また、第２の光ビーム自動追尾装置の制御
方法は、追尾状態においてトラッキングミラーを微小角
度だけ変化させ、４分割光電検出器のゲインの変化量を
検出し、その結果からスポットサイズの大きさを推定
し、アクチュエータを用いて集光レンズと４分割光電検
出器との距離を変化させ、４分割光電検出器上に形成さ
れる受信光のスポットサイズを常に最適な値に維持す
る。
方法は、追尾状態においてトラッキングミラーを微小角
度だけ変化させ、４分割光電検出器のゲインの変化量を
検出し、その結果からスポットサイズの大きさを推定
し、アクチュエータを用いて集光レンズと４分割光電検
出器との距離を変化させ、４分割光電検出器上に形成さ
れる受信光のスポットサイズを常に最適な値に維持す
る。
【００１１】
【実施例】本発明を図１、図２に図示の実施例に基づい
て詳細に説明する。図１は第１の実施例の構成図であ
り、受信光Ｌの入射方向にはトラッキングミラー１１が
設けられ、トラッキングミラー１１の反射方向には光学
系１２を介して４分割光電検出器１３が設けられてい
る。４分割光電検出器１３の出力は追尾誤差検出部１４
に接続され、追尾誤差検出部１４の出力は加算器１５及
びキャリブレーション演算部１６に接続されている。
て詳細に説明する。図１は第１の実施例の構成図であ
り、受信光Ｌの入射方向にはトラッキングミラー１１が
設けられ、トラッキングミラー１１の反射方向には光学
系１２を介して４分割光電検出器１３が設けられてい
る。４分割光電検出器１３の出力は追尾誤差検出部１４
に接続され、追尾誤差検出部１４の出力は加算器１５及
びキャリブレーション演算部１６に接続されている。
【００１２】また、加算器１５の出力は補償要素１７に
接続され、キャリブレーション演算部１６の出力は補償
要素１７及び指令信号発生器１８に接続され、指令信号
発生器１８の出力は加算器１５及びスイッチ１９の端子
１９ａに接続されている。更に、補償要素１７の出力は
スイッチ１９の端子１９ｂに接続され、スイッチ１９は
ミラー駆動用制御回路２０に接続されている。ミラー駆
動用制御回路２０の出力はアクチュエータ２１を介して
トラッキングミラー１１に接続されている。また、トラ
ッキングミラー１１はミラー角度検出器２２により角度
が検出され、ミラー角度検出器２２の出力はミラー駆動
用制御回路２０に接続されている。
接続され、キャリブレーション演算部１６の出力は補償
要素１７及び指令信号発生器１８に接続され、指令信号
発生器１８の出力は加算器１５及びスイッチ１９の端子
１９ａに接続されている。更に、補償要素１７の出力は
スイッチ１９の端子１９ｂに接続され、スイッチ１９は
ミラー駆動用制御回路２０に接続されている。ミラー駆
動用制御回路２０の出力はアクチュエータ２１を介して
トラッキングミラー１１に接続されている。また、トラ
ッキングミラー１１はミラー角度検出器２２により角度
が検出され、ミラー角度検出器２２の出力はミラー駆動
用制御回路２０に接続されている。
【００１３】そして、追尾誤差検出部１４、加算器１
５、キャリブレーション演算部１６、補償要素１７、指
令信号発生器１８、スイッチ１９は制御部２３を構成
し、ミラー駆動用制御回路２０、アクチュエータ２１、
ミラー角度検出器２２は光ビーム調節機構２４を構成し
ている。
５、キャリブレーション演算部１６、補償要素１７、指
令信号発生器１８、スイッチ１９は制御部２３を構成
し、ミラー駆動用制御回路２０、アクチュエータ２１、
ミラー角度検出器２２は光ビーム調節機構２４を構成し
ている。
【００１４】スポットサイズの変化による制御系オープ
ンループゲインの変化の補正を行うには、先ずスイッチ
１９を端子１９ｂに接続し、フィードバック制御系が発
振しないように補償要素１７のゲインを低い値に設定し
た後に、受信光Ｌを追尾させる。この際に、受信光Ｌは
トラッキングミラー１１により偏向され、光学系１２を
介して４分割光電検出器１３で検出され、電気信号に変
換される。更に、この電気信号は追尾誤差検出部１４に
入力され追尾誤差角度が推定される。この追尾誤差角度
は加算器１５、補償要素１７、スイッチ１９を介してミ
ラー駆動用制御回路２０に入力され、ミラー駆動用制御
回路２０は追尾誤差角度とミラー角度検出器２２の出力
であるトラッキングミラー１１の角度とを比較し、フィ
ードバック制御により追尾誤差角度がなくなるようにア
クチュエータ２１からトラッキングミラー１１を駆動す
る。
ンループゲインの変化の補正を行うには、先ずスイッチ
１９を端子１９ｂに接続し、フィードバック制御系が発
振しないように補償要素１７のゲインを低い値に設定し
た後に、受信光Ｌを追尾させる。この際に、受信光Ｌは
トラッキングミラー１１により偏向され、光学系１２を
介して４分割光電検出器１３で検出され、電気信号に変
換される。更に、この電気信号は追尾誤差検出部１４に
入力され追尾誤差角度が推定される。この追尾誤差角度
は加算器１５、補償要素１７、スイッチ１９を介してミ
ラー駆動用制御回路２０に入力され、ミラー駆動用制御
回路２０は追尾誤差角度とミラー角度検出器２２の出力
であるトラッキングミラー１１の角度とを比較し、フィ
ードバック制御により追尾誤差角度がなくなるようにア
クチュエータ２１からトラッキングミラー１１を駆動す
る。
【００１５】次に、指令信号発生器１８は直流信号を出
力し、この直流信号を加算器１５において追尾誤差検出
部１４からのフィードバック信号を加算し、スポットの
中心が４分割光電検出器１３の中心から微小量だけ変化
した位置を入射するように、フィードバック制御により
受信光Ｌを追尾させる。この時のトラッキングミラー１
１の角度Ａ及び追尾誤差検出部１４の出力信号ａを図示
しないメモリ部に入力する。
力し、この直流信号を加算器１５において追尾誤差検出
部１４からのフィードバック信号を加算し、スポットの
中心が４分割光電検出器１３の中心から微小量だけ変化
した位置を入射するように、フィードバック制御により
受信光Ｌを追尾させる。この時のトラッキングミラー１
１の角度Ａ及び追尾誤差検出部１４の出力信号ａを図示
しないメモリ部に入力する。
【００１６】更に、指令信号発生器１８は出力する直流
信号の極性を反転し、スポットの中心が４分割光電検出
器１３の中心から、前述の場合と反対方向に微小量だけ
変化した位置に入射するようにした後に追尾させる。同
様に、このときのトラッキングミラー１１の角度Ｂ及び
追尾誤差検出部１４の出力信号ｂをメモリ部に入力す
る。
信号の極性を反転し、スポットの中心が４分割光電検出
器１３の中心から、前述の場合と反対方向に微小量だけ
変化した位置に入射するようにした後に追尾させる。同
様に、このときのトラッキングミラー１１の角度Ｂ及び
追尾誤差検出部１４の出力信号ｂをメモリ部に入力す
る。
【００１７】ここで、Ｋをトラッキングミラーの角度変
化量を受信ビームの角度量に変換する係数とすると、｜
ａ−ｂ｜／（Ｋ・｜Ａ−Ｂ｜）は使用装置間の伝送距離
における光学系１２及び４分割光電検出器１３及び追尾
誤差検出部１４のそれぞれのゲインの和を表している。
この値と、最適なオープンループゲインから予め計算し
ておいた基準ゲインの和とを比較し、その差を打ち消し
オープンループゲインが最適な値となるような補償要素
１７のゲインをキャリブレーション演算部１６で計算す
る。
化量を受信ビームの角度量に変換する係数とすると、｜
ａ−ｂ｜／（Ｋ・｜Ａ−Ｂ｜）は使用装置間の伝送距離
における光学系１２及び４分割光電検出器１３及び追尾
誤差検出部１４のそれぞれのゲインの和を表している。
この値と、最適なオープンループゲインから予め計算し
ておいた基準ゲインの和とを比較し、その差を打ち消し
オープンループゲインが最適な値となるような補償要素
１７のゲインをキャリブレーション演算部１６で計算す
る。
【００１８】使用に際しては、指令信号発生器１８から
の直流信号を０に変更し、補正要素１７のゲインを前述
のキャリブレーション演算部１６で計算した値に変更し
て自動追尾を行う。このようにして、伝送距離が変化し
て４分割光電検出器１３及び追尾誤差検出部１４のゲイ
ンの和が変化しても、制御系のオープンループゲインを
最適な値に維持することができる。
の直流信号を０に変更し、補正要素１７のゲインを前述
のキャリブレーション演算部１６で計算した値に変更し
て自動追尾を行う。このようにして、伝送距離が変化し
て４分割光電検出器１３及び追尾誤差検出部１４のゲイ
ンの和が変化しても、制御系のオープンループゲインを
最適な値に維持することができる。
【００１９】なお、図１では受信光の追尾系は１軸につ
いてのみ示したが、実際には二次元の制御が行えるよう
に２軸の角度を制御することができる。
いてのみ示したが、実際には二次元の制御が行えるよう
に２軸の角度を制御することができる。
【００２０】図２は第２の実施例の構成図であり、図１
と同一の符号は同一の部材を示している。キャリブレー
ション演算部１６の出力は光学系１２を駆動するアクチ
ュエータ３１に接続されている。
と同一の符号は同一の部材を示している。キャリブレー
ション演算部１６の出力は光学系１２を駆動するアクチ
ュエータ３１に接続されている。
【００２１】先ず、第１の実施例と同様に、｜ａ−ｂ｜
／（Ｋ・｜Ａ−Ｂ｜）の値を求める。この値はスポット
サイズにおける光学系１２及び４分割光電検出器１３及
び追尾誤差検出部１４のそれぞれのゲインの和を示して
おり、この値と、最適なスポットサイズから予め計算し
ておいた基準ゲインとを比較し、フィードバック制御に
より両者が等しくなるように、アクチュエータ３１を用
いて光学系１２を駆動する。
／（Ｋ・｜Ａ−Ｂ｜）の値を求める。この値はスポット
サイズにおける光学系１２及び４分割光電検出器１３及
び追尾誤差検出部１４のそれぞれのゲインの和を示して
おり、この値と、最適なスポットサイズから予め計算し
ておいた基準ゲインとを比較し、フィードバック制御に
より両者が等しくなるように、アクチュエータ３１を用
いて光学系１２を駆動する。
【００２２】使用に際しては、指令信号発生器１８の直
流信号を０に設定し、スポットの中心が４分割光電検出
器１３の中心に入射するように追尾させる。このように
して、伝送距離が変化し４分割光電検出器１３上のスポ
ットサイズが変化しても、自動的にスポットサイズを最
適値に調整することができる。
流信号を０に設定し、スポットの中心が４分割光電検出
器１３の中心に入射するように追尾させる。このように
して、伝送距離が変化し４分割光電検出器１３上のスポ
ットサイズが変化しても、自動的にスポットサイズを最
適値に調整することができる。
【００２３】なお、第２の実施例ではデフォーカス量を
変化させるために光学系１２を移動させたが、光学系１
２の代りに４分割光電検出器１３を移動させても同様の
効果が得られる。
変化させるために光学系１２を移動させたが、光学系１
２の代りに４分割光電検出器１３を移動させても同様の
効果が得られる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように第１発明に係る光ビ
ーム自動追尾装置の制御方法は、補償要素ゲインを制御
部で計算することにより、通信相手又は測定点から光ビ
ーム自動追尾装置の制御方法までの距離が変化した場合
においても、制御系のオープンループゲインを最適な値
に維持することができるため、自動追尾制御特性の劣化
を防止し、常に最適に光ビームの自動追尾を行うことが
できる。
ーム自動追尾装置の制御方法は、補償要素ゲインを制御
部で計算することにより、通信相手又は測定点から光ビ
ーム自動追尾装置の制御方法までの距離が変化した場合
においても、制御系のオープンループゲインを最適な値
に維持することができるため、自動追尾制御特性の劣化
を防止し、常に最適に光ビームの自動追尾を行うことが
できる。
【００２５】また第２発明に係る光ビーム自動追尾装置
の制御方法は、４分割光電検出器と光学系との距離を調
節することにより、通信相手又は測定点から光ビーム自
動追尾装置の制御方法までの距離が変化した場合におい
ても、４分割光電検出器上に入射する受信光のスポット
サイズを最適な値に維持することができるため、自動追
尾制御特性の劣化を防止し、常に最適に光ビームの自動
追尾を行うことができる。
の制御方法は、４分割光電検出器と光学系との距離を調
節することにより、通信相手又は測定点から光ビーム自
動追尾装置の制御方法までの距離が変化した場合におい
ても、４分割光電検出器上に入射する受信光のスポット
サイズを最適な値に維持することができるため、自動追
尾制御特性の劣化を防止し、常に最適に光ビームの自動
追尾を行うことができる。
【図１】第１の実施例の構成図である。
【図２】第２の実施例の構成図である。
【図３】従来例のブロック図である。
【図４】追尾誤差角度と追尾誤差角検出器の出力信号と
の関係のグラフ図である。
の関係のグラフ図である。
１１ トラッキングミラー １２ 光学系 １３ ４分割光電検出器 １４ 追尾誤差検出部 １５ 加算器 １６ キャリブレーション演算部 １７ 補償要素 １８ 指令信号発生器 １９ スイッチ ２０ ミラー駆動用制御回路 ２１ アクチュエータ ２２ ミラー角度検出器 ２３ 制御部 ２４ 光ビーム調節機構 ３１ アクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 G02B 7/28 G05D 3/00
Claims (2)
- 【請求項１】 受信光を反射するトラッキングミラー
と、該トラッキングミラーで反射された光を受光する４
分割光電検出器と、該４分割光電検出器上に前記受信光
を集光する光学系と、前記４分割光電検出器の出力に基
づいて追尾誤差信号を検出する追尾誤差検出部と、該追
尾誤差検出部で検出した追尾誤差信号をフィードバック
して前記トラッキングミラーの角度を制御するミラー駆
動手段と、前記追尾誤差信号のフィードバックループの
ゲインを調整する補償要素と、該補償要素のゲインを変
更する演算部と、前記トラッキングミラーの角度を検出
する角度検出器と、メモリ部とを備えた光ビーム自動追
尾装置の制御方法において、使用に先立ち直流信号を前
記追尾誤差信号に加算した状態で受信光を追尾し、この
ときに前記角度検出器で検出したトラッキングミラーの
角度Ａと追尾誤差信号ａとを前記メモリ部に記憶する工
程と、前記直流信号の極性を反転した信号を前記追尾誤
差信号に加算した状態で受信光を追尾し、このときに前
記角度検出器で検出したトラッキングミラーの角度Ｂと
追尾誤差信号ｂとを前記メモリ部に記憶する工程と、前
記演算部において、前記メモリ部に記憶した値に基づい
て、Ｋを係数としたときに｜ａ−ｂ｜／（Ｋ・｜Ａ−Ｂ
｜）の演算値を演算し、該演算値と最適なオープンルー
プゲインから予め計算しておいた基準ゲインの和とを比
較し、その差を打ち消すように前記補償要素のゲインを
変更する工程と、前記補償要素のゲインを変更した後に
直流信号を加算しない状態で装置を使用する工程とから
成ることを特徴とする光ビーム自動追尾装置の制御方
法。 - 【請求項２】 受信光を反射するトラッキングミラー
と、該トラツキングミラーで反射された光を受光する４
分割光電検出器と、該４分割光電検出器上に前記受信光
を集光する光学系と、該光学系を駆動することによって
４分割光電検出器上の受信光のスポットサイズを調整す
るアクチュエータと、前記４分割光電検出器の出力に基
づいて追尾誤差信号を検出する追尾誤差検出部と、該追
尾誤差検出部で検出した追尾誤差信号をフィードバック
して前記トラッキングミラーの角 度を制御するミラー駆
動手段と、前記トラッキングミラーの角度を検出する角
度検出器と、前記アクチュエータを制御する演算部と、
メモリ部とを備えた光ビーム自動追尾装置の制御方法に
おいて、使用に先立ち直流信号を前記追尾誤差信号に加
算した状態で受信光を追尾し、このときに前記角度検出
器で検出するトラッキングミラーの角度Ａと追尾誤差信
号ａとを前記メモリ部に記憶する工程と、前記直流信号
の極性を反転した信号を前記追尾誤差信号に加算した状
態で受信光を追尾し、このときに前記角度検出器で検出
したトラッキングミラーの角度Ｂと追尾誤差信号ｂとを
前記メモリ部に記憶する工程と、前記演算部において、
前記メモリ部に記憶した値に基づいて、Ｋを係数とした
ときに｜ａ−ｂ｜／（Ｋ・｜Ａ−Ｂ｜）の演算値を演算
し、該演算値と最適なオープンループゲインから予め計
算しておいた基準ゲインの和とを比較し、これらの値が
等しくなるように前記アクチュエータを用いて光学系を
駆動し、前記４分割光電検出器上の受信光のスポットサ
イズを調整する工程と、前記スポットサイズの調整の後
に直流信号を加算しない状態で装置を使用する工程とか
ら成ることを特徴とする光ビーム自動追尾装置の制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32869992A JP3214935B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 光ビーム自動追尾装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32869992A JP3214935B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 光ビーム自動追尾装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06152537A JPH06152537A (ja) | 1994-05-31 |
| JP3214935B2 true JP3214935B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=18213191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32869992A Expired - Fee Related JP3214935B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 光ビーム自動追尾装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3214935B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102591364A (zh) * | 2012-03-30 | 2012-07-18 | 常熟市赵市水磨粉厂 | 太阳能跟踪系统 |
-
1992
- 1992-11-13 JP JP32869992A patent/JP3214935B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06152537A (ja) | 1994-05-31 |
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