JPH01236834A - Automatic searching device in optical space transmitter - Google Patents

Automatic searching device in optical space transmitter

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JPH01236834A
JPH01236834A JP63064578A JP6457888A JPH01236834A JP H01236834 A JPH01236834 A JP H01236834A JP 63064578 A JP63064578 A JP 63064578A JP 6457888 A JP6457888 A JP 6457888A JP H01236834 A JPH01236834 A JP H01236834A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light receiving
light beam
light
irradiation pattern
beam irradiation
Prior art date
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Pending
Application number
JP63064578A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Otobe
孝 乙部
Yujiro Ito
雄二郎 伊藤
Hidekazu Watanabe
秀和 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP63064578A priority Critical patent/JPH01236834A/en
Publication of JPH01236834A publication Critical patent/JPH01236834A/en
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Abstract

PURPOSE:To surely attain optical axis alignment and a focus adjusting by enlarging a beam irradiation pattern at the light receiving side of an optical beam initially, facilitating the grasping of a mutual position, stopping the optical beam gradually, minimizing a beam irradiation pattern and executing a light axis position adjustment. CONSTITUTION:Since a beam irradiation pattern is expanded at respective light receiving surfaces in an initial condition, light receiving parts 16A and 16B of transmitting receiving devices A and B at an opponent side are respectively brought into the expanded beam irradiation pattern. Thus, when opponent side light receiving parts 16A and 16B are respectively put into the beam irradiation diameter, the beam irradiation pattern is gradually minimized by a control means and a projecting beam azimuth is gradually controlled. Thus, the optical axis alignment between the transmitting and receiving devices A and B of two points is accomplished, and simultaneously, focus adjustment is executed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は光空間伝送装置において、相JLに通信可能
な状態になるようにする自動サーチ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an automatic search device that enables communication with phase JL in an optical space transmission device.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明は受光側でのビーJ、照射i、■を初期状態で
は拡大しでおき、これを徐々に細くするとともに、受光
側からフィードバックされイ)光ビームと受光部との位
置関係のずれの情報により、出射ビームの方位角を徐々
に通正に制御することによって、相互に通信可能なビー
ム径であって、がっ、光ビームと受光部との位置関係を
合わずことが自動的にできるようにしたものである。
This invention expands the beam J, irradiation i, and By gradually and normally controlling the azimuth angle of the emitted beam based on the information, the beam diameter can be adjusted so that mutual communication is possible, and the positional relationship between the light beam and the light receiving part can be automatically adjusted. It has been made possible.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

2地点間において、双方向光空間伝送を行なうとき、互
いに光ビームを受光面に照射させるようにする光軸合わ
せ及び焦点調整をする必要がある。
When performing bidirectional optical space transmission between two points, it is necessary to align the optical axes and adjust the focus so that the light beams are irradiated onto the light receiving surface.

従来は、これを望遠鏡などを用いて手動で行なっている
Conventionally, this has been done manually using a telescope or the like.

ところで光空間伝送装置で使われる光ビームは、主信号
情報の送受信をS/N良く行なうためには、受光面にお
いて大変鋭くしぼり込む。このため、2地点相互にビー
ム出射方位角調整を手動で行なうことは非常に田作であ
った。
By the way, the light beam used in the optical space transmission device is narrowed very sharply at the light receiving surface in order to transmit and receive main signal information with a good S/N ratio. For this reason, it was very difficult to manually adjust the beam exit azimuth between the two points.

そこで、この光軸位置を自動的にサーチする手法として
第8図にボずような技術が提案された。
Therefore, a technique as shown in FIG. 8 was proposed as a method for automatically searching for this optical axis position.

すなわち、こり自動サーチ機構は、第8図に示すように
互いに相手装置の方向を正確には知らない2地点の送受
器(1) (21を考え、その一方、例えば送受器(1
1を光ビームの出射側、他方、例えば送受器(2)を受
光側と考えるとき、受光側に相手装置つまり送受器(2
)の受光面を含む2次元平面(X−Y平面)を考える。
In other words, as shown in FIG. 8, the automatic search mechanism considers transmitters (1) and (21) located at two locations, each of which does not know the exact direction of the other device.
1 is the emission side of the light beam, and the other side, for example, the transmitter/receiver (2) is considered as the light receiving side.
) Consider a two-dimensional plane (X-Y plane) including the light-receiving surface.

そして、出射側の送受器(1)から光ビームをこの2次
元平面上を、第8図において#1.#2.#3・・・・
というように走査させる。
Then, a light beam is transmitted from the transmitter/receiver (1) on the emission side onto this two-dimensional plane, #1 in FIG. #2. #3...
Scan like this.

これを送受器(2)を出射側、送受器+1)を受光側と
しても行なう。
This is also performed with the transmitter/receiver (2) on the emitting side and the transmitter/receiver +1) on the light receiving side.

これにより相互の位置を知り、その後、光軸調整及びフ
ォーカス制御を行なうものである。
Through this, the mutual positions are known, and then optical axis adjustment and focus control are performed.

〔発明が解決しようとする課題」 ところが、第8図の技術では、送受器T1)、 (21
が互いに同時に、互いの位置を見つけ出したときには、
相互に相手を捕捉したことの情報の授受を行なうことが
できるが、その他のときには、出射側のビームを受光側
でとらえたことを受光側から光空間伝送で出射側に知ら
せることができないという不都合がある。
[Problem to be solved by the invention] However, in the technique shown in FIG.
When they simultaneously discover each other's positions,
Although it is possible to mutually exchange information that the other party has been captured, in other cases, it is inconvenient that the receiving side cannot notify the emitting side by optical space transmission that the receiving side has captured the beam on the emitting side. There is.

そして、互いに同時に相手側を捕捉するようにすること
は非常に困難であるから、第8図例の自動サーチ機構は
実際的ではない。
Since it is very difficult to simultaneously capture the other side, the automatic search mechanism shown in FIG. 8 is not practical.

この発明はこのような欠点のない自動サーチ装置を提供
することを目的とする。
The object of the present invention is to provide an automatic search device that does not have these drawbacks.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明による送受器を互いに備える2地点間の双方向
光空間伝送装置の自動サーチ装置においては、光ビーム
の出射側において、受光面でのビーム照射パターンの大
きさを制御する放射角制御手段と、受光側において、受
光した光ビームと受光部六の位置関係のずれを検出し、
このずれに基づくサーボ情報を出射側に送る手段と、出
射側において、受け取ったサーボ情報に基づいて出射光
ビームの出射方位を制御する方位制御手段と、出射側に
おいて、放射角制御手段により上記受光面でのビーム照
射パターンの大きさを徐々に小さく1−制御しつつ、小
さくした光ビームに基づいて受光側で形成されたずれの
情報を受け取り、このプ゛れの情報に基づいて方位制御
手段により光ビームの出射方位を徐々に適正に変更する
制御手段とを備えてなる。
In the automatic search device for a bidirectional optical space transmission device between two points, which is provided with transmitters and receivers according to the present invention, radiation angle control means for controlling the size of the beam irradiation pattern on the light receiving surface is provided on the light beam emission side. , on the light receiving side, detecting a deviation in the positional relationship between the received light beam and the light receiving section 6;
means for transmitting servo information based on this deviation to the output side; azimuth control means for controlling the output direction of the output light beam on the output side based on the received servo information; and radiation angle control means on the output side for receiving the light. While controlling the size of the beam irradiation pattern on the surface to be gradually reduced, information on the deviation formed on the light receiving side is received based on the reduced light beam, and based on this information on the deviation, the direction control means and control means for gradually and appropriately changing the emission direction of the light beam.

〔作用〕[Effect]

初期状態においては、それぞれの受光面でのビーム照射
パターンは拡大されているから、この拡大されたビーム
照射パターン内に、それぞれ相手側の送受器の受光部を
持ち来たすことが容易である。
In the initial state, the beam irradiation pattern on each light-receiving surface is expanded, so it is easy to bring the light-receiving parts of the respective transmitters and receivers into the expanded beam irradiation pattern.

そして、このように、ビーム照射径内にそれぞれ相手側
受光部がはいったならば、制御手段ににリビーム照射パ
ターンを徐々に小さ(しながら、出射ビーム方位角を徐
々に制御する。その結果、2点の送受器間の光軸位置が
合わせ込まれると同時に焦点調整がなされるものである
In this way, when the respective partner light receiving parts enter the beam irradiation diameter, the control means gradually decreases the rebeam irradiation pattern (while gradually controlling the output beam azimuth. As a result, Focus adjustment is performed at the same time as the optical axis positions between the two transmitters and receivers are aligned.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明による自動サーチ装置を備えた光空間
伝送装置の一例のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an example of an optical space transmission device equipped with an automatic search device according to the present invention.

同図で、A、Bはそれぞれ送受器で、これら送受器A、
 Bは見通し可能な2地点に配され、後述のようにして
設定される光空間伝送線路(3)を介してこれら送受器
A、B間で双方向通信がなされる。
In the figure, A and B are handsets, respectively, and these handsets A,
The handsets A and B are placed at two visible points, and two-way communication is performed between these handsets A and B via an optical space transmission line (3) set as described below.

ここで、送受5A、Bは全く同じ構造を有するものであ
るから、それぞれ同一部分には同一番号に添¥A、Bを
付与ターることとして、送受器Aの構造のみについて説
明する。
Here, since the transmitters/receivers 5A and 5B have exactly the same structure, only the structure of the transmitter/receiver A will be described, assuming that the same parts are given the same numbers with the suffixes ¥A and B.

<IOA>は光学系をボし、光ビーム送信部(IIA)
と、レンズ糸(12Δ)と、ビームスプリッタ(13A
)と、レンズ系(14A)及び(15A)と、受光部(
16A)とを備える。
<IOA> removes the optical system and connects the optical beam transmitter (IIA)
, lens thread (12Δ), and beam splitter (13A)
), lens systems (14A) and (15A), and light receiving section (
16A).

レンズ系(12八)(14A)及び(15A)は小体あ
るいは複合レンズからなる。
Lens systems (128), (14A) and (15A) consist of small bodies or compound lenses.

光ビーム送信部(11Δ)はレーザビームを発生ずるが
、その出力レーザビームはレーザドライブ回路(25A
 )からの伝送すべき信号によって変調される。この場
合、伝送すべき信号は送信したい主信号情報と、光軸ず
れや焦点ずれの情報からなるサーボ用信号とからなる。
The light beam transmitter (11Δ) generates a laser beam, and the output laser beam is transmitted to the laser drive circuit (25A).
) is modulated by the signal to be transmitted. In this case, the signal to be transmitted consists of main signal information to be transmitted and a servo signal consisting of information on optical axis deviation and focus deviation.

そして、後述するように主信号情報は、例えば100M
Hz±10M1lzの帯域を占めるドライブ信号とされ
、また、サーボ用1d′4は例えば450〜470kl
Lz程度の、ずれの種類により異なるキャリア周波数の
FM変変信信号される。ただし、サーボ用信号は、それ
ぞれ周波数偏移が±1 kllz程度の変調度の浅いF
M変変信信号される。
As described later, the main signal information is, for example, 100M
The drive signal occupies a band of Hz±10M1lz, and the servo 1d'4 is, for example, 450 to 470kl.
Depending on the type of deviation, an FM transduction signal with a different carrier frequency is generated. However, the servo signals are F with a shallow modulation depth of about ±1 kllz, respectively.
M transformation signal is sent.

第2図にこの伝送すべき14号の周波数スペクトルを示
す。
FIG. 2 shows the frequency spectrum of No. 14 to be transmitted.

そして、光ビーム送信部(IIA)からの光ビームはレ
ンズ系(12/l)−ビームスプリッタ(13A)−レ
ンズ系(14A)を介してこの光学系(10^)より出
射され、また、この光学系(10A)に入射した光ビー
ムはレンズ糸(14A)を介してビームスプリッタ(1
3A)に入射して反射され、レンズ糸(15A )を介
して受光部(16A)に入射する。
The light beam from the light beam transmitter (IIA) is emitted from this optical system (10^) via the lens system (12/l) - beam splitter (13A) - lens system (14A). The light beam incident on the optical system (10A) passes through the lens thread (14A) to the beam splitter (10A).
3A), is reflected, and enters the light receiving section (16A) via the lens thread (15A).

この場合、光ビーム送信部(IIA ’)は図中矢印Z
で示すように光軸方向(Z軸方向)に移動r+J能とさ
れ、Z軸方向ドライブ回路(21)からのドライブ信号
に応じて光ビーム送信部(IIA)のZ軸方向の位置が
変えられる。光ビーム送信部(IIA )のZ軸方向の
位置が変わると、この光ビーム送信部(IIA )とレ
ンズ系(12A )間の距離が変わりこれにより光学系
(IOA)からの出射光ビームの径、つ゛まり放射角が
変わり、受光側の受光面のビーム照射パターンの大きさ
が変わる。
In this case, the optical beam transmitter (IIA') is
As shown in , it is possible to move r+J in the optical axis direction (Z-axis direction), and the position of the optical beam transmitter (IIA) in the Z-axis direction can be changed according to the drive signal from the Z-axis direction drive circuit (21). . When the position of the light beam transmitter (IIA) in the Z-axis direction changes, the distance between the light beam transmitter (IIA) and the lens system (12A) changes, thereby changing the diameter of the light beam emitted from the optical system (IOA). , that is, the radiation angle changes, and the size of the beam irradiation pattern on the light receiving surface on the light receiving side changes.

また、この場合、光学系Cl0A)全体が一点を固定中
心として上下、左右に位置調整可能とされて光軸方向が
調整可能とされており、方位角ドライブ回路(22)か
らのドライブ信号に応じて光学系<l0A)の光軸位置
、つまり、出射ビームの方位角が変えられる。
In addition, in this case, the entire optical system (Cl0A) can be positioned vertically, horizontally and horizontally with one fixed point as the center, and the optical axis direction can be adjusted according to the drive signal from the azimuth drive circuit (22). The optical axis position of the optical system (<l0A), that is, the azimuth angle of the output beam is changed.

受光部(16A)は、この例では第3図に示すように4
個のホトダイオードP1〜P4からなる主受光部と、こ
の4+IldのホトダイオードP1〜P4の周囲のこの
例では上下左右の位置に設けられた4個のサブのホトダ
イオードP5〜1)8とを備える。
In this example, the light receiving section (16A) is 4 as shown in FIG.
A main light receiving section consisting of 4+Ild photodiodes P1 to P4, and four sub photodiodes P5 to 1)8 provided around the 4+Ild photodiodes P1 to P4 in the upper, lower, left and right positions in this example.

この受光部(IOA)のこれら4個のホトダイ第1” 
P 1〜P4の出力及びその周辺のサブのホトダイオー
ドの出力はサーボ情報生成回路(23A )に供給され
、これにおいて、光軸ずれの情報は主として周辺のサブ
のホトダイオードの出力に基づいて生成される。主受光
部のホトダイオードPL・〜P4の受光出力を用いてこ
の光軸ずれの情報を生成することもできる。また、焦点
ずれの情報は主受光部のホトダイオードP1〜P4の出
力に基づい′ζ、生成される。この例の場合、光軸ずれ
の情報は上下方向のずれの情報と左右方向のずれの情報
に分けられ、それぞれFM変調される。例えば上下方向
のずれの情報は、キャリア周波数を450kHzとし、
ずれの大きさが最大の場合でキャリア)副液数よりl 
kHz異なる周波数となるようにして、450kHz±
1 kllzの41域を占めるようにされる。
These four photodiodes of this light receiving unit (IOA)
The outputs of P1 to P4 and the outputs of the surrounding sub-photodiodes are supplied to a servo information generation circuit (23A), in which information on optical axis deviation is generated mainly based on the outputs of the surrounding sub-photodiodes. . Information on this optical axis shift can also be generated using the light receiving outputs of the photodiodes PL.about.P4 of the main light receiving section. Further, information on defocus is generated based on the outputs of the photodiodes P1 to P4 of the main light receiving section. In this example, the optical axis misalignment information is divided into vertical misalignment information and horizontal misalignment information, and each is FM modulated. For example, for information on vertical deviation, the carrier frequency is 450kHz,
When the size of the deviation is maximum, carrier) is larger than the number of subliquids.
450kHz±
It is made to occupy 41 areas of 1 kllz.

同様にして左右方向のずれの1N報はキャリア周波数を
460kHzとして460kllz±1 kllzの帯
域の信号とされる。さらに、焦点ずれの情報は470k
Hz±l kllzの帯域の信号とされる。
Similarly, the 1N signal of the shift in the left and right direction is a signal in the band of 460 kllz±1 kllz with the carrier frequency being 460 kHz. Furthermore, the information on defocus is 470k.
The signal has a band of Hz±l kllz.

そして、このサーボ情報生成回路(23^〉からの1・
’ M変調されたずれの情報からなるサーボ情報は加算
回路(24A)に供給される。
And this servo information generation circuit (1・from 23^>
' Servo information consisting of M-modulated shift information is supplied to the adder circuit (24A).

そして、加算回路(24A )には伝送用の主信号の変
m信号が供給される。この場合、主信号はFM変調ある
いは4相PSK等の*調が施される。
The adder circuit (24A) is supplied with a variable m signal of the main signal for transmission. In this case, the main signal is subjected to FM modulation or *keying such as 4-phase PSK.

この場合、主信号の変調キャリア周波数は例えば100
M)1zで、その帯域幅は例えば100M41z±2゜
MIIZ程度とされている。
In this case, the modulation carrier frequency of the main signal is, for example, 100
M)1z, and its bandwidth is, for example, about 100M41z±2°MIIZ.

そして、この加算回路(24A )の出力信号がレーザ
ドライブ回路(25^)を介して光ビーム送信部(II
A )のレーザ発生部に供給されて、加算回路(24A
)の出力信号に応じて変調されたレーザビームが発生ず
る。
Then, the output signal of this adder circuit (24A) is sent to the light beam transmitter (II) via the laser drive circuit (25^).
A ) is supplied to the laser generating section of the adder circuit (24A
) generates a modulated laser beam according to the output signal of the

このように、主信号とサーボ情報とは伝送帯域が異なら
されているので、受光出力から両者を分離することが容
易にできる。
In this way, since the main signal and servo information have different transmission bands, it is easy to separate them from the received light output.

すなわち、受光部(16A)からの受光出力(主受光部
のみでなくサブのホトダイオードからの出力も含む)は
アンプ(26^)を介してバンドパスフィルタ(27A
、)に供給されて主信号の変調信号がこれより得られ、
これが主信号の復調部へ供給される。
That is, the light receiving output from the light receiving section (16A) (including the output from not only the main light receiving section but also the sub photodiode) is passed through the amplifier (26^) to the band pass filter (27A).
, ) from which a modulated signal of the main signal is obtained,
This is supplied to the main signal demodulator.

アンプ(26A)からの受光出力は、また、バンドパス
フィルタ回路(28A )に供給される。この回路(2
8A)は前述した3つのずれの情報の帯域にそれぞれ対
応した通過帯域の3(161のバンドパスフィルタを備
え、各ずれの情報(FM変調されている)がそれぞれ取
り出されて制御イ3号形成回路(20A )に供給され
る。そして、この制御信号形成回路(20A)において
、各ずれの情報がFM変調され、その復調出力に応じて
Z軸方向ドライブ信号及び方位角ドライブ信号が形成さ
れ、それぞれZ軸方向ドライブ回路(21A)及び方位
角ドライブ回路(22A)に供給され、光軸調整及び焦
点調整がなされる。
The light receiving output from the amplifier (26A) is also supplied to a bandpass filter circuit (28A). This circuit (2
8A) is equipped with 3 (161) band-pass filters of the pass band corresponding to the above-mentioned three shift information bands, and each shift information (FM modulated) is taken out to form the control A3. In this control signal forming circuit (20A), the information on each shift is FM modulated, and a Z-axis direction drive signal and an azimuth drive signal are formed according to the demodulated output. The signals are respectively supplied to a Z-axis direction drive circuit (21A) and an azimuth angle drive circuit (22A), and optical axis adjustment and focus adjustment are performed.

この場合、制御18号形成手段(20^)にはマイクロ
コンピュータが設けられ、2池点に送受器A。
In this case, the control No. 18 forming means (20^) is provided with a microcomputer, and the transmitter/receiver A is installed at the second point.

Bを設置する初期状態や、何等かの理由により送受器A
、Hの光軸が大きくずれてサブのホトダイオードでも受
光できなくなってしまった場合には、次のようにして光
軸合わせ及び焦点合わせが行なわれるようにされている
Due to the initial condition of installing B or for some other reason, transmitter A
, H is so shifted that even the sub-photodiode cannot receive light, the optical axes and focus are adjusted as follows.

第4図はこの先軸合わせ及び焦点合わせのフローチャー
トである。以下、送受器A側について説明しよう。
FIG. 4 is a flowchart of the axis alignment and focus alignment. Below, we will explain about the handset A side.

すなわち、先ず初期設定する。各送受器A、 Bは光学
的な観測手段を備え、この初期設定時に、操作者が相手
側からの出射光ビームが受信部に入射するように位置調
整する。このとき、この人が位置調整するのに先立ち、
送受器A、B間の距離がこの人により入力される。する
と、制御信、号形成回路(20A)ではその距離に応じ
て、Z軸方向に光ビーム送信部(IIA)が位置制御さ
れ、出射ビーム径が受光側で上記観測手段によって人間
が合わせ得る視界を覆うようなビーム照射パターンの大
きさとなるように設定される。このビーム照射パターン
の大きさは、安定な光空間通信時の絞り込まれた光ビー
ムによる照射パターンに比べ、かなり広がった大きなも
のであるので、相手側からの光ビームを人が観測手段で
捕捉するのは比較的容易である。
That is, first, initial settings are made. Each of the transceivers A and B is equipped with an optical observation means, and at the time of initial setting, the operator adjusts the position so that the emitted light beam from the other party enters the receiving section. At this time, before this person adjusts their position,
The distance between handsets A and B is entered by this person. Then, the control signal and signal forming circuit (20A) controls the position of the light beam transmitter (IIA) in the Z-axis direction according to the distance, and the diameter of the emitted beam is adjusted to the field of view that can be adjusted by a human using the observation means on the light receiving side. The size of the beam irradiation pattern is set to cover the area. The size of this beam irradiation pattern is considerably wider and larger than the irradiation pattern of a focused light beam during stable optical space communication, so a person can capture the light beam from the other party with observation means. is relatively easy.

こうして、第51i2Iにおいて実線で示すように光ビ
ームを広げた状態で互いに相手側からの光ビームを捕捉
したらサーチスタートとする。すると、このとき広げた
状態の光ビームを受光部(16A)は受光する。この受
光ビーム中には、相手側の受光部にも光ビームが照射さ
れていることから、サーボ用情報の伝送1バ号も必ず含
まれている。しかし、このとき受光ビームは広がってい
るので光のパワー密度は低くなっている。ところが、サ
ーボ情報の伝送信号(450〜470kllz±1 k
llz )は主16号の伝送信号(100MIlz±2
0MI+2 )よりもバンド幅が十分に狭い。復tll
iI器に入る雑音電力はバンド幅に比例する。したがっ
て、サーボ情報は生信号に比べ、1 kHz /20M
Hz = 5 X 1O−5= −43dll低い信号
レベルまで応答が可能になる。これは光のパワー密度に
換算すると−21,5dBに相当し、光ビーム照射パタ
ーンの直径を、通電使用時の約10倍に広げてもサーボ
情報を復調することができることになる。サーボ情報の
伝送帯域を史に狭くすることができれば光ビームは更に
拡げることが可能になるのは言うまでもない。
In this way, in the 51i2I, when the light beams from the other side are captured with the light beams spread out as shown by the solid line, the search is started. Then, the light receiving section (16A) receives the light beam that is expanded at this time. This received light beam necessarily includes the servo information transmission number 1 because the light beam is also irradiated onto the light receiving section of the other party. However, at this time, the received light beam is spread out, so the power density of the light is low. However, the servo information transmission signal (450~470kllz±1k
llz) is the main No. 16 transmission signal (100MIlz±2
The bandwidth is sufficiently narrower than that of 0MI+2). Revenge tll
The noise power entering the iI unit is proportional to the bandwidth. Therefore, the servo information has a frequency of 1 kHz/20M compared to the raw signal.
It is possible to respond to signal levels as low as Hz = 5 x 1O-5 = -43dll. This corresponds to -21.5 dB in terms of optical power density, and it is possible to demodulate servo information even if the diameter of the light beam irradiation pattern is increased by about 10 times when using current. It goes without saying that if the transmission band of servo information can be made narrower than ever before, the light beam can be further expanded.

以上のように、拡がった光ビームからもサーボ情報を得
ることができる。しかし、光ビームが拡がっているので
、相手側の送受器Bで、光軸ずれについてずれがないと
40出され、それがサーボ情報として送られてくる。た
だし、フォーカスにっいては焦点は全く合っていないた
め、そのフォーカスエラー情報がサーボ情報としζ送ら
れてくる。
As described above, servo information can also be obtained from a spread light beam. However, since the light beam has spread, the transmitter/receiver B on the other end outputs 40 indicating that there is no deviation in the optical axis, and this is sent as servo information. However, since the focus is not adjusted at all, the focus error information is sent as servo information.

制御信号形成回路(2(IA)では、これらサーボ情+
Uを受け、Z軸方向を制御する信号を出力し、光ヒーム
送信11fB (IIA )からの出射光ビームを第5
図で破線のように絞る。この光ビームはサーボ情報生成
回路(23^)でこのとき生成されたサーボ情くμによ
っ”ζ変−I(ilされている。
In the control signal forming circuit (2 (IA)), these servo information +
It receives the signal U, outputs a signal to control the Z-axis direction, and directs the output light beam from the optical beam transmitter 11fB (IIA) to the fifth
Narrow down as shown by the dashed line in the diagram. This light beam is changed by the servo information μ generated at this time by the servo information generation circuit (23^).

このように光ヒームカl交られると、相手の送受器Bで
は相対的に光ビームと自装置との位置関係が変化したも
のと認x!1される。第5図の破線のようになった場合
には送受器Bの受光部(16B)のサブのホトダイオー
ドPs+  Pbによっ°C光軸が上側にずれているこ
とが検出でき、送受器Bがら、そのずれの情報がサーボ
情報とし゛ζ送受器人定送られる。送受召人では、この
サーボ情※Uを受け、制御信号形成回路(20A)では
出射方位角を変更する信号を方位角ドライブ回路(22
A )に出力し、これによって光ビームの出射方位角を
送受器Bに合うよ・)に変更する。
When the beams of light intersect in this way, the other party's transmitter/receiver B recognizes that the relative positional relationship between the light beam and its own device has changed. 1 will be given. If it becomes like the broken line in Fig. 5, it can be detected by the sub-photodiode Ps+Pb of the light receiving part (16B) of the transceiver B that the °C optical axis is shifted upward, and from the transceiver B, Information on the deviation is sent as servo information to the transceiver. In the transmitter/receiver, upon receiving this servo information *U, the control signal forming circuit (20A) sends a signal for changing the emission azimuth to the azimuth angle drive circuit (22).
A ), thereby changing the output azimuth of the light beam to ) to match the transmitter B.

lJj !44方位角が変更されると再び光軸ずれの情
報としてはずれていないという情報が送られてくるので
、再び制御信号形成回路(20A)はZ軸方向を変更す
る信号をZ軸方向ドライブ回路(2LA)に出力し、こ
れによって光ビームを史に絞る。すると、再び送受器B
では光軸ずれが生じたとして検出され、この送受器Bよ
りずれの情報が送られてくるので、送受器Aではこれを
受けて出射方位角を合わせる。
lJj! 44 When the azimuth angle is changed, information indicating that the optical axis has not deviated is sent again as information on the optical axis deviation, so the control signal forming circuit (20A) again sends a signal to change the Z-axis direction to the Z-axis direction drive circuit ( 2LA), thereby focusing the light beam. Then, handset B again
Then, it is detected that an optical axis deviation has occurred, and information on the deviation is sent from the transceiver B, so the transceiver A receives this and adjusts the emission azimuth.

以下、光ビーム絞り込み一光軸ずれの情報受信−出射方
位角制御を、焦点ずれ情報として焦点ずれなし、つまり
合焦位置であるという情ヤUが送受器Bから送られてく
るまでくり返す。
Thereafter, the information reception and output azimuth angle control of light beam narrowing and optical axis deviation is repeated until information U is sent from the handset B as defocus information indicating that there is no defocus, that is, the position is in focus.

以上の動作は送受器AとBとで同時に</)返し行なわ
れ、その結果、第6図に示すように光軸値1βが合致す
るとともに焦点調整も正しくなされた状態で、両送受器
A、Bが光ビームによって連結される。したがって、主
信号のS/Nの良い双方向通信ができる。
The above operations are carried out at the same time on handsets A and B, and as a result, as shown in Fig. 6, both handsets , B are connected by a light beam. Therefore, bidirectional communication with a good S/N ratio of the main signal is possible.

第7図は光軸ずれ情報の生成回路の一例のブロック図で
ある。
FIG. 7 is a block diagram of an example of an optical axis deviation information generating circuit.

図は上下方向の光軸ずれ情報の生成回路の例で、サブの
ホトダイオードP5及びP6の受光出力が−rンプ(3
1)及び(32)をそれぞれ介してバンドパスフィルタ
(33)及び(34)に供給される。これらバント゛バ
スフィルタ(33)及び(34)はサーボ情報の帯域の
成分のみを得るためのものである。
The figure shows an example of a circuit that generates information on optical axis deviation in the vertical direction. The light receiving output of sub-photodiodes P5 and P6 is
1) and (32), respectively, to bandpass filters (33) and (34). These band bus filters (33) and (34) are for obtaining only band components of servo information.

このバンドパスフィルタ(33)及び(34)の出力信
号はレベル検出回路(35)及び(36)に供給されて
、受光出力し・ベルが検出され、その検出比ノルジベル
が減算回路(37)に互いに供給されてその彦(正、負
の符号も倉む)が求められる。この差の出力は相手側の
出射ビームの光軸が上下方向にどちらにどれだけずれて
いるかを示す情報である。
The output signals of the bandpass filters (33) and (34) are supplied to level detection circuits (35) and (36), where the received light is output and the bell is detected, and the detection ratio Norgebel is sent to the subtraction circuit (37). They are supplied to each other and their height (also holds positive and negative signs) is determined. The output of this difference is information indicating how much the optical axis of the output beam of the other party is shifted in the vertical direction.

そして、この差の出力がFM変調回路(38)に供給さ
托てFM変調されて450k)lz±l kllzの帯
域の信号とされ、これがレーザドライバ(39)  (
ドライブ回路(25A)又は(25B)に相当)に供給
されてレーザ光源(40)がドライブされる。
Then, the output of this difference is supplied to the FM modulation circuit (38), where it is FM modulated and made into a signal with a band of 450k)lz±lkllz, which is then sent to the laser driver (39) (
(corresponding to the drive circuit (25A) or (25B)) to drive the laser light source (40).

左右方向の光軸ずれは、第7図においてホトダイオード
P5の代わりにホトダイオードPv、ホトダイオードP
εの代わりにホトダイオードP8とすることにより同様
に生成され、伝送される。
The optical axis deviation in the left and right direction is determined by the photodiode Pv and photodiode P instead of the photodiode P5 in FIG.
It is generated and transmitted in the same way by substituting photodiode P8 for ε.

なお、サブのホトダイオードP−5〜P8は、第3図に
示すように光ビームが絞り込まれて合焦状態となったと
きにも光ビームが入射するように、光学的にはレンズ糸
(15A )  (1511)の周辺に設けられており
、主信号伝送中に光軸ずれが生じた場合には、そのずれ
の情報が光ビームの出射側に伝送されて光軸ill整が
なされるものである。そして、サブのホトダイオードP
5〜P、のいずれにも光ビームが入射しなくなるほどに
光軸がずれた場合には、上述したサーチ動作が行なわれ
る。
The sub-photodiodes P-5 to P8 are optically connected to lens threads (15A ) (1511), and if an optical axis misalignment occurs during main signal transmission, information on the misalignment is transmitted to the light beam output side and the optical axis illumination is performed. be. And the sub photodiode P
When the optical axis deviates to the extent that the light beam does not enter any of the points 5 to P, the above-mentioned search operation is performed.

また、焦点ずれの情報は、例えば従来のコンパクトディ
スクプレーヤやレーザディスク装置などで使用されてい
る技術を使用して、4個のホトダイオードP1〜P4の
出力から生成することができる。
Additionally, defocus information can be generated from the outputs of the four photodiodes P1-P4 using techniques used, for example, in conventional compact disc players and laser disc devices.

なお、以上の例では、Z軸方向の位置変更手段は光ビー
ム送信部(IIA )又は(IIB )をZ軸方間に移
動制御するようにしたが、光ビームの受光側のビーム照
射パターンの大きさを変えるためには、レンズ系(12
A )  (12B )と光ビーム送信部(IIA )
  (IIB )との距離を変えればよいので、レンズ
系(12A )  (12B )をZ軸方向に移動制御
するにうにしてもよい。
In the above example, the position changing means in the Z-axis direction controls the movement of the light beam transmitter (IIA) or (IIB) in the Z-axis direction, but the beam irradiation pattern on the receiving side of the light beam is To change the size, use a lens system (12
A) (12B) and optical beam transmitter (IIA)
(IIB), the movement of the lens systems (12A) and (12B) in the Z-axis direction may be controlled.

(発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、2池点に置かれ−た
光ビームの送受器の光学的位置合ねせを行なうとき、初
期的には光ビームの受光側でのビーム照射パターンを大
きくしておき、互いの位置の捕捉を容易にし2ておくと
ともに徐々に光ビームを絞ってビーム照射パターンを小
さくしながら光軸位置開整を行なうことにより確実に光
軸合わせ及び焦点合わせを行なうことができる。この場
合に、従来の2次元平面をサーチして相手装置を探す場
合のように、相互に相手装置を同時に発見しなければ、
光軸合わせや焦点合わせができないという不都合は全く
生じない。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, when optically aligning the transmitters and receivers of the light beam placed at two points, initially the light beam receiving side is By making the beam irradiation pattern large to make it easier to capture each other's positions, and gradually narrowing down the light beam and adjusting the optical axis position while making the beam irradiation pattern smaller, the optical axis can be reliably aligned. In this case, unlike when searching for a partner device by searching a two-dimensional plane in the past, unless the partner device is mutually discovered at the same time,
The inconvenience of not being able to align the optical axis or focus does not occur at all.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明による自動サーチ装置を備えた光空間
伝送装置の一例のブロック図、第2図はその伝送信号の
周波数スペクトル図、第3図はその受光部の一例の構成
を示す図、第4図はそのサーチ動作の説明のためのフロ
ーチャート、第5図及び第6図はサーチ動作を説明する
ための図、第゛1図は光軸ずれ悄+U生成手段の一例の
ブl’:I−/り図、ff18図は従来の自動サーチ装
置を説明するための図である。 (IIA)  (IIB)は光ビーム送信部、(16八
)(16B)は受光部、(20A )  (20B )
は制御信号形成回路、(21八)(21B)はZ軸(光
軸)方向ドライブ回路、(22A )  (22B )
は出射ビームの方位角ドライブ回路、(23A )  
(231! )はサーボ情報生成回路である。
FIG. 1 is a block diagram of an example of an optical space transmission device equipped with an automatic search device according to the present invention, FIG. 2 is a frequency spectrum diagram of the transmission signal, and FIG. 3 is a diagram showing the configuration of an example of the light receiving section. FIG. 4 is a flowchart for explaining the search operation, FIGS. 5 and 6 are diagrams for explaining the search operation, and FIG. 1 is an example of optical axis shift +U generating means. The I-/R diagram and the FF18 diagram are diagrams for explaining a conventional automatic search device. (IIA) (IIB) is a light beam transmitter, (168) (16B) is a light receiver, (20A) (20B)
(218) (21B) is a Z-axis (optical axis) direction drive circuit, (22A) (22B)
is the output beam azimuth drive circuit, (23A)
(231!) is a servo information generation circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 送受器を互いに備える2地点間の双方向光空間伝送装置
において、 光ビームの出射側において、受光面でのビーム照射パタ
ーンの大きさを制御する放射角制御手段と、 受光側において、受光した光ビームと受光部との位置関
係のずれを検出し、このずれに基づくサーボ情報を出射
側に送る手段と、 出射側において、受け取った上記サーボ情報に基づいて
出射光ビームの出射方位を制御する方位制御手段と、 出射側において、上記放射角制御手段により上記受光面
でのビーム照射パターンの大きさを徐々に小さく制御し
つつ、小さくした光ビームに基づいて受光側で形成され
たサーボ情報を受け取り、このサーボ情報に基づいて上
記方位制御手段により光ビームの出射方位を徐々に適正
に変更する手段とを備えてなる光空間伝送装置における
自動サーチ装置。
[Scope of Claims] A bidirectional optical space transmission device between two points, which includes transmitters and receivers, comprising: radiation angle control means for controlling the size of a beam irradiation pattern on a light receiving surface on a light beam output side; On the side, a means for detecting a deviation in the positional relationship between the received light beam and the light receiving part and sending servo information based on this deviation to the emitting side; an azimuth control means for controlling an emission direction; and on the emission side, the radiation angle control means gradually reduces the size of a beam irradiation pattern on the light receiving surface, and forms a light beam on the light receiving side based on the reduced light beam. an automatic search device for an optical space transmission device, comprising means for receiving servo information and gradually and appropriately changing the emission direction of a light beam by the direction control means based on the servo information.
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