JPH04116740U - 空間光伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空間光伝送装置の受光部の受光角度調整を自
動的に行い、ユーザーの使用性を向上させる。 【構成】 信号を検出復調するホトダイオード１０７の
周囲に集光位置検出用ホトダイオード１２２を配列す
る。受光レンズ１０６を保持する鏡筒１１１は、ｘ軸方
向移動メカニズム１２６及びｙ軸方向移動メカニズム１
２７によって、受光角が調整される。ホトダイオード１
２２の出力によって集光のずれが検出できるので、この
結果によってｘ軸、ｙ軸の移動制御を行い自動的に受光
角合わせを行う。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は空間光伝送装置に関し、特に受光部の受光角調整の容易化をはかった 装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の空間光伝送装置の一般的構成を示すものとして、「新版レーザハンドブ ック」（朝倉書店発行）p.p.５４８に示された装置があり、図６は本装置の構成 を概略的に示したものである。図において１０１は音声、映像等の情報信号入力 端子、１０２は入力信号を変調する変調回路、１０３は変調信号によって発行ダ イオード（ＬＥＤ）を駆動するＬＥＤ駆動回路、１０４はＬＥＤ、１０５はＬＥ Ｄ１０４の光の拡がりを調節するための送光レンズ、１０６は受けた光を集光し 、ホトダイオード１０７に焦点を合わせるための受光レンズ、１０７は光を電気 信号に変換するホトダイオード、１０８はホトダイオード１０７の出力を増幅す る増幅器、１０９は増幅器１０８より受けた信号を復調し、もとの情報信号を復 元する復調回路、１１０は復調された信号を出力する出力端子である。

【０００３】 以上の構成において、受光レンズ１０６は送光レンズ１０５で適当に拡散され た光を効率的に集め、そのエネルギーをホトダイオード１０７に集中して入力す る目的で用いる。従って、理想的には受光レンズ１０６とホトダイオード１０７ の配置と集光された光束は、図７の摸式図となるようにする。すなわち受光レン ズ１０６に入る光を集光し、その集光した光がホトダイオード１０７の面に当た るようにすることにより最も効率的に光のエネルギーを集める。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

以上のように受光部を構成した場合、入射光に対して受光レンズ１０６の角度 を精度良く合わせないと、ホトダイオード１０７の位置に集光しないが、この角 度調整は困難な作業で手間のかかるものであった。

【０００５】 この考案は上記の問題点を解消するためになされたもので、受光部の角度調整 を自動的に行い、この手間を省くことのできる空間光伝送装置を得ることを目的 とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る空間光伝送装置は、信号を検出し復調を行うためのホトダイオ ードの周辺、ないしは近傍に取付けた集光位置検出用のホトダイオードの出力を 利用して受光角のずれの方向とその程度を知り、自動的に受光角を調整するメカ ニズムを設けたものである。

【０００７】 また、第２の考案に係る空間光伝送装置は、集光のスポット径を可変しうるメ カニズムを搭載し、スポット径を徐々に絞りながら自動的に受光角を調整するメ カニズムを設けたものである。

【０００８】

【作用】

この第１の考案における集光位置検出用ホトダイオードによって検出された光 は、電気信号に変換されレベル判定されて、受光角調整のための情報として受光 角調整メカニズムの移動を制御する。

【０００９】 また、第２の考案においてはスポット径を徐々に絞りながら、ホトダイオード に光が当たるように受光角調整メカニズムの移動を制御する。

【００１０】

【実施例】

実施例１． 図１は本考案の一実施例による空間光伝送装置の受光部の構成図である。本例 では、光によって伝送される情報信号はデジタル音声信号とし、そのフォーマッ トは日本電子機械工業会（ＥＩＡＪ）によるＣＰ−３４０規格「デジタルオーデ ィオインターフェース」に準じたバイフェーズ信号であるとする。

【００１１】 図において、１２０はＤ／Ａ変換器、１２１は音声信号出力端子、１２２はホ トダイオード１０７の周囲に取付けられた集光位置検出用の複数のホトダイオー ド、１２３はホトダイオード１２２に対応して設けられた増幅器、１２４は増幅 器１０８及び１２３の出力を受けて、レベル判定を行うレベル判定回路、１２５ はレベル判定結果により、受光レンズ角を調整するために受光レンズを保持する 筒１１１の回転移動を制御する移動制御回路、１２６は筒１１１のＸ軸方向への 回転移動を行うメカニズム、１２７は筒１１１のＹ軸方向への回転移動を行うメ カニズムである。ここで増幅器１２３は１つしか図示していないが、複数のホト ダイオード１２２に対応して複数個設けられているものとする。

【００１２】 以下、動作について説明する。受光レンズ１０６にて集光された光は通常動作 状態においては、ホトダイオード１０７に当たるように制御されている。ホトダ イオード１０７では光−電気信号交換によって情報信号を取り出し、この信号を 増幅器１０８にて増幅する。さらに復調器１０９ではバイフェーズ復調や同期検 出が行われデジタル音声信号が取り出される。この信号はＤ／Ａ変換器１２０に てアナログ信号に変換され出力端子１２１から出力される。

【００１３】 入射光に対して受光レンズ１０６の角度がずれている場合には、集光した光は ホトダイオード１０７に当たらず、その近傍に設けたホトダイオード１２２のい ずれかに当たる。ホトダイオード１２２に当たった光は電気信号に変換され増幅 器１２３で増幅された後、レベル判定回路１２４に入力される。レベル判定回路 １２４ではその複数の入力信号のレベル検出を行い、複数ホトダイオードのいず れに光が当たっているのかを検知し、それによって光の集光位置がずれている場 所を知ることができる。このレベル判定結果は、移動制御回路１２５に入力され る。移動制御回路１２５はレベル判定結果に応じて受光レンズ角をＸ軸、Ｙ軸そ れぞれの方向に移動する量を割り出し、Ｘ軸及びＹ軸方向移動メカニズム１２６ 及び１２７を駆動制御する。

【００１４】 図２は受光レンズ１０６を保持する筒１１１を上方から見たものでＸ軸方向の 角度調整の様子を示している。Ｘ軸方向移動メカニズム１２６は筒１１１を図２ の破線で示したように移動（回転）させることにより入射光を集光したものがホ トダイオード１０７に当たるように制御する。また、Ｙ軸方向移動メカニズム１ ２７についても同様である。

【００１５】 次に同様の目的を達成するための他の考案の実施例について説明する。前述の 第１の考案ではホトダイオードが取付けられている面では集光したスポット径が 小さく、そのため受光角度がずれている場合にはホトダイオード１０７に当たら ない。そこでそのときの集光位置を知るために他のホトダイオードを用いていた 。この第２の考案では、第１の考案で行われていた、筒のＸ軸、Ｙ軸の制御に加 え、その２軸に直交するＺ軸方向、すなわち筒の奥行方向の移動制御を行うこと により、集光位置検出用ホトダイオードを用いずとも容易に角度調整が行えるよ うにしている。

【００１６】 図３及び図４に第２の考案の動作の原理図を示す。図３は入射光に対して受光 レンズの角度が合っている場合、図４は角度がずれている場合の例である。図３ において、ホトダイオード１０７の取付け面は、ＡからＢの位置までＺ軸方向に 移動可能である。角度調整前の状態では取付け面は、Ａの位置にありこのときに もホトダイオード１０７には集光した光が当たっているが、光の焦点位置ではな いためホトダイオード１０７が受ける光のエネルギーは少なく、デジタル信号の 復調を行うためにはそのパワーが十分ではない。そこでホトダイオード１０７の 出力を監視しながら取付け面をＢ方向に移動する。図３の場合、Ｂの位置におい て光の焦点にホトダイオード１０７がきて、そのときホトダイオード１０７の出 力は最大になる。

【００１７】 一方、図４のように受光角がずれている場合には、取付け面がＡの位置にある 状態からＢの方向に取付け面を移動していくと、ホトダイオード１０７の出力は 徐々に減少し、Ｃの位置で出力は得られなくなる。しかしＣの位置では光の当た っている部分は、ホトダイオード１０７のごく近傍であることが予想できるので Ｘ軸ないしＹ軸方向に角度をほんの少しだけ振ることによって、受光部分を見つ けだすことができる。そこで角度調整を行い、ホトダイオード１０７に出力が得 られるようにした状態でさらに取付け面をＢ方向に移動させ、再びホトダイオー ド１０７に出力が得られなくなったらＸ軸、Ｙ軸の角度調整を行う。このように して角度調整を少しづつくり返すことにより、最終的に図３のようにＢの位置で 焦点にホトダイオード１０７が位置するように角度を合わせることが可能となる 。

【００１８】 この第２の考案の構成を示したのが図５である。図１の第１の考案の実施例と の違いはＺ軸方向移動メカニズム１２８が追加された一方、集光位置検出用のホ トダイオード１２２とそれに対応して設けられている増幅器１２３が省かれてい ることである。その動作は前述したとおりである。

【００１９】 実施例２． なお、上記第１の考案ではほぼ中央部に設けた信号復調用のホトダイオードの 周囲に円周状に集光位置検出用のホトダイオードを取付ける例を示したが、この ホトダイオードの取付け方法はこれに限るものではない。

【００２０】 また、初期的な角度ずれの許容値をより大きくするために第１及び第２の考案 を組み合わせて用いることも可能である。

【００２１】 さらに本考案は、ディジタル化したオーディオ信号を伝送するだけでなく、ア ナログ信号を伝送する装置にも適用でき、また、映像信号、データ信号等の伝送 が可能なことも明らかである。

【００２２】

【考案の効果】

以上のように、第１の考案によれば、集光位置検出用ホトダイオードの出力に よって受光レンズの角度を自動的に調整し、また、第２の考案によれば集光スポ ット径を可変しながら受光レンズの角度を自動的に調整するようにしたので、ユ ーザーの手を煩わせることなく受光角調整を自動的に行うことのできる空間光伝 送装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の考案の一実施例による空間光伝送装置を
示す構成図である。

【図２】第１の考案の受光角調整の動作を示す概念図で
ある。

【図３】第２の考案の一実施例による空間光伝送装置の
動作を示す概念図である。

【図４】第２の考案の受光角調整の動作を示す概念図で
ある。

【図５】第２の考案の一実施例による空間光伝送装置を
示す構成図である。

【図６】従来の空間光伝送装置を示す構成図である。

【図７】従来の空間光伝送装置の受光部の動作状態を示
す概念図である。

【符号の説明】

１０６ 受光レンズ １０７ ホトダイオード １２２ 集光位置検出用ホトダイオード １２４ レベル判定回路 １２５ 移動制御回路 １２６ Ｘ軸方向移動メカニズム １２７ Ｙ軸方向移動メカニズム １２８ Ｚ軸方向移動メカニズム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｑ 9/00 ３４１ Ｚ 7060−5Ｋ (72)考案者 石田 禎宣 長岡京市馬場図所１番地 三菱電機株式会 社電子商品開発研究所内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光によって情報信号を伝送する空間光伝
   送装置であって、その受光部は受光レンズによって前記
   光を受光素子に集光して、情報信号を取り出すようにし
   た空間光伝送装置において、前記受光素子の周辺ないし
   近傍に設けられた１個以上の集光位置検出用受光素子
   と、前記受光レンズの受光角度を調整するための調整手
   段と、前記集光位置検出用受光素子の出力を受けて、前
   記受光角度調整手段を制御する制御手段とを備えたこと
   を特徴とする空間光伝送装置。
2. 【請求項２】 光によって情報信号を伝送する空間光伝
   送装置であって、その受光部は受光レンズによって前記
   光を受光素子に集光して、情報信号を取り出すようにし
   た空間光伝送装置において、前記受光レンズと前記受光
   素子との間の距離を調節する手段と、前記受光レンズの
   受光角度を調節するための調整手段と、前記受光素子の
   出力を受けて前記受光角度調整手段を制御する制御手段
   とを備え、前記距離調節手段によって集光した光のスポ
   ット径を可変しながら前記制御手段によって受光角を調
   整することを特徴とする空間光伝送装置。