JPH05346467A - 移動体追尾型通信装置 - Google Patents
移動体追尾型通信装置Info
- Publication number
- JPH05346467A JPH05346467A JP4153948A JP15394892A JPH05346467A JP H05346467 A JPH05346467 A JP H05346467A JP 4153948 A JP4153948 A JP 4153948A JP 15394892 A JP15394892 A JP 15394892A JP H05346467 A JPH05346467 A JP H05346467A
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- JP
- Japan
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- laser beam
- optical axis
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 移動範囲が広く、長距離通信が可能な通信装
置を提供する。 【構成】 固定体１と移動体２に送信器３，13と受信器
４，14を設け、移動体２にレーザ光線を反射するコーナ
キューブ15を設け、固定体１に、レーザ発振器５と、こ
のレーザ光線の光軸を修正する２次元スキャナ９と、コ
ーナキューブ15から反射されたレーザ光線のスポット位
置を検出する４分割フォトダイオード10と、この４分割
フォトダイオード10で検出されたスポット位置から光軸
のずれを判断し、制御信号を２次元スキャナ９に出力す
る制御回路12を設けて構成する。 【効果】 固定体１に設けた４分割フォトダイオード10
により、移動体２から反射されたレーザ光線の光軸のず
れを検出し、２次元スキャナ９により出力するレーザ光
線の光軸のずれを常に修正することによって、常に追尾
することができ、連続して正常な通信を維持でき、長距
離通信を行うことができる。
置を提供する。 【構成】 固定体１と移動体２に送信器３，13と受信器
４，14を設け、移動体２にレーザ光線を反射するコーナ
キューブ15を設け、固定体１に、レーザ発振器５と、こ
のレーザ光線の光軸を修正する２次元スキャナ９と、コ
ーナキューブ15から反射されたレーザ光線のスポット位
置を検出する４分割フォトダイオード10と、この４分割
フォトダイオード10で検出されたスポット位置から光軸
のずれを判断し、制御信号を２次元スキャナ９に出力す
る制御回路12を設けて構成する。 【効果】 固定体１に設けた４分割フォトダイオード10
により、移動体２から反射されたレーザ光線の光軸のず
れを検出し、２次元スキャナ９により出力するレーザ光
線の光軸のずれを常に修正することによって、常に追尾
することができ、連続して正常な通信を維持でき、長距
離通信を行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固定体と移動体間、あ
るいは移動体と移動体間の通信装置に関するものであ
る。
るいは移動体と移動体間の通信装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、光、またはレーザ光線を使用した
上記通信装置は、産業用、民生用として多数実用化され
ている。これら通信装置は、２つのタイプに類別するこ
とができる。
上記通信装置は、産業用、民生用として多数実用化され
ている。これら通信装置は、２つのタイプに類別するこ
とができる。
【０００３】１．拡散光タイプ；広がり角のある光によ
り通信を行う通信装置であり、精密な光軸合わせを必要
としない。ある範囲内で位置・姿勢が変化しても通信可
能である。
り通信を行う通信装置であり、精密な光軸合わせを必要
としない。ある範囲内で位置・姿勢が変化しても通信可
能である。
【０００４】２．平行光タイプ；平行光線により通信を
行う通信装置であり、精密な光軸合わせを行うことによ
り長距離通信が可能である。
行う通信装置であり、精密な光軸合わせを行うことによ
り長距離通信が可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記拡散光タ
イプの通信装置では、狭い範囲を移動するものには使用
可能であるが、移動範囲が広いもの、長距離に位置する
移動体には、光が拡散減衰するために適用できないとい
う問題があった。
イプの通信装置では、狭い範囲を移動するものには使用
可能であるが、移動範囲が広いもの、長距離に位置する
移動体には、光が拡散減衰するために適用できないとい
う問題があった。
【０００６】また、上記平行光タイプの通信装置では、
長距離通信は可能であるが、精密な光軸合わせが必要で
あり、特に送信器の精密な姿勢の調整が必要であるとい
う問題があり、さらに移動体には姿勢変化が伴うため適
用できないという問題があった。
長距離通信は可能であるが、精密な光軸合わせが必要で
あり、特に送信器の精密な姿勢の調整が必要であるとい
う問題があり、さらに移動体には姿勢変化が伴うため適
用できないという問題があった。
【０００７】本発明は上記問題を解決するものであり、
移動範囲が広く、長距離にある移動体にも通信可能な通
信装置を提供することを目的とするものである。
移動範囲が広く、長距離にある移動体にも通信可能な通
信装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の移動体追尾型通信装置は、一方の移動可能
な本体と、他方の移動可能な本体にそれぞれレーザ光線
を使用した送信器と受信器を設け、前記一方の移動可能
な本体に、レーザ光線を反射する反射器を設け、前記他
方の移動可能な本体に、レーザ発振器と、このレーザ光
線の光軸を修正する光軸修正装置と、前記反射器から反
射されたレーザ光線のスポット位置を検出する検出器
と、前記検出器で検出されたスポット位置により光軸の
ずれを判断し、その修正制御信号を前記光軸修正装置に
出力する制御装置を設けたことを特徴とするものであ
る。
め、本発明の移動体追尾型通信装置は、一方の移動可能
な本体と、他方の移動可能な本体にそれぞれレーザ光線
を使用した送信器と受信器を設け、前記一方の移動可能
な本体に、レーザ光線を反射する反射器を設け、前記他
方の移動可能な本体に、レーザ発振器と、このレーザ光
線の光軸を修正する光軸修正装置と、前記反射器から反
射されたレーザ光線のスポット位置を検出する検出器
と、前記検出器で検出されたスポット位置により光軸の
ずれを判断し、その修正制御信号を前記光軸修正装置に
出力する制御装置を設けたことを特徴とするものであ
る。
【０００９】
【作用】上記構成によると、他方の移動可能な本体に設
けた検出器と制御回路により、一方の移動可能な本体か
ら反射器により反射されたレーザ光線の光軸のずれを検
出し、光軸修正装置により出力するレーザ光線の光軸の
ずれを常に修正することによって、常に正常な通信が維
持される。
けた検出器と制御回路により、一方の移動可能な本体か
ら反射器により反射されたレーザ光線の光軸のずれを検
出し、光軸修正装置により出力するレーザ光線の光軸の
ずれを常に修正することによって、常に正常な通信が維
持される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例における移動体追尾型
通信装置の概略構成を示す図である。
明する。図１は本発明の一実施例における移動体追尾型
通信装置の概略構成を示す図である。
【００１１】この移動体追尾型通信装置は、固定体と移
動体間、あるいは移動体とこの移動体を追尾する移動体
間の通信を行う装置であり、本実施例においては、一方
を固定体１、他方を移動体２とする。固定体１と移動体
２の装置は互いにどちら側にあってもよい。
動体間、あるいは移動体とこの移動体を追尾する移動体
間の通信を行う装置であり、本実施例においては、一方
を固定体１、他方を移動体２とする。固定体１と移動体
２の装置は互いにどちら側にあってもよい。
【００１２】固定体１には、送信器３と、受信器４と、
半導体レーザ発振器５と、送信器３の情報により半導体
レーザ発振器５から出射されるレーザ光線を変調するド
ライバ６が設けられ、半導体レーザ発振器５の前面に順
に、コリメータレンズ７、ハーフミラー８、およびレー
ザ光線の光軸を修正する２次元スキャナ（ガルバノスキ
ャナ）９が設けられ、半導体レーザ発振器３から出射さ
れたレーザ光線は、コリメータレンズ７により平行光線
にされ、ハーフミラー８を通過した光線は、２次元スキ
ャナ９で反射され、移動体２へ出射される。また、固定
体１には、移動体２から反射されて入射されたレーザ光
線を、２次元スキャナ９、ハーフミラー８を介して入射
する４分割フォトダイオード10と、この４分割フォトダ
イオード10の各出力信号を増幅する４台のアンプ11と、
各アンプ11の出力信号を入力し、これらの信号に応じて
２次元スキャナ９を制御する制御回路12が設けられてい
る。
半導体レーザ発振器５と、送信器３の情報により半導体
レーザ発振器５から出射されるレーザ光線を変調するド
ライバ６が設けられ、半導体レーザ発振器５の前面に順
に、コリメータレンズ７、ハーフミラー８、およびレー
ザ光線の光軸を修正する２次元スキャナ（ガルバノスキ
ャナ）９が設けられ、半導体レーザ発振器３から出射さ
れたレーザ光線は、コリメータレンズ７により平行光線
にされ、ハーフミラー８を通過した光線は、２次元スキ
ャナ９で反射され、移動体２へ出射される。また、固定
体１には、移動体２から反射されて入射されたレーザ光
線を、２次元スキャナ９、ハーフミラー８を介して入射
する４分割フォトダイオード10と、この４分割フォトダ
イオード10の各出力信号を増幅する４台のアンプ11と、
各アンプ11の出力信号を入力し、これらの信号に応じて
２次元スキャナ９を制御する制御回路12が設けられてい
る。
【００１３】光軸修正装置として設けられた２次元スキ
ャナ９は、ハーフミラー８から入射したレーザ光線を反
射する第１の反射鏡21と、この第１の反射鏡21で反射さ
れたレーザ光線を反射して移動体２へ出射する第２の反
射鏡22と、第１の反射鏡21に設けた水平軸を回転してレ
ーザ光線を上下方向にその進行方向を変更する第１のス
キャナ23と、この第１のスキャナ23の第１のドライバ24
と、第２の反射鏡22に設けた垂直軸を回転してレーザ光
線を左右方向にその進行方向を変更する第２のスキャナ
25と、この第２のスキャナ25の第２のドライバ26とから
構成され、制御回路12の制御信号は、第１のドライバ24
と第２のドライバ26へ入力され、これらドライバ24，26
により反射鏡21，22が上下左右に回転され、レーザ光線
の進行方向が修正される。
ャナ９は、ハーフミラー８から入射したレーザ光線を反
射する第１の反射鏡21と、この第１の反射鏡21で反射さ
れたレーザ光線を反射して移動体２へ出射する第２の反
射鏡22と、第１の反射鏡21に設けた水平軸を回転してレ
ーザ光線を上下方向にその進行方向を変更する第１のス
キャナ23と、この第１のスキャナ23の第１のドライバ24
と、第２の反射鏡22に設けた垂直軸を回転してレーザ光
線を左右方向にその進行方向を変更する第２のスキャナ
25と、この第２のスキャナ25の第２のドライバ26とから
構成され、制御回路12の制御信号は、第１のドライバ24
と第２のドライバ26へ入力され、これらドライバ24，26
により反射鏡21，22が上下左右に回転され、レーザ光線
の進行方向が修正される。
【００１４】また、移動体２には、送信器13と、受信器
14と、固定体１から出射されたレーザ光線を反射するコ
ーナキューブ15と、コーナキューブ15に張りつけたフォ
トダイオード16と、このフォトダイオード16の出力信号
を受信器14へ増幅して出力するアンプ17と、コーナキュ
ーブ15の前面に配置され、通過するレーザ光線を変調す
る外部変調器18と、送信器13の情報により外部変調器18
を駆動し、レーザ光線を変調するドライバ19が設けられ
ている。コーナキューブ15による反射光は入射光と平行
であることから、レーザ光線は再び入射方向に直進し、
固定体１へ出射される。
14と、固定体１から出射されたレーザ光線を反射するコ
ーナキューブ15と、コーナキューブ15に張りつけたフォ
トダイオード16と、このフォトダイオード16の出力信号
を受信器14へ増幅して出力するアンプ17と、コーナキュ
ーブ15の前面に配置され、通過するレーザ光線を変調す
る外部変調器18と、送信器13の情報により外部変調器18
を駆動し、レーザ光線を変調するドライバ19が設けられ
ている。コーナキューブ15による反射光は入射光と平行
であることから、レーザ光線は再び入射方向に直進し、
固定体１へ出射される。
【００１５】上記構成により、固定体１からの情報は、
送信器３からドライバ６へ伝送され、ドライバ６により
半導体レーザ発振器３から出射されるレーザ光線が変調
され、コリメータレンズ７、ハーフミラー８、および２
次元スキャナ９を介して、移動体２へ出射され、この移
動体２へ出射されたレーザ光線は、移動体２のコーナキ
ューブ15に張りつけたフォトダイオード16へ入射され、
その出力信号がアンプ17により増幅され、受信器14で復
調されることにより、移動体２へ伝達される。
送信器３からドライバ６へ伝送され、ドライバ６により
半導体レーザ発振器３から出射されるレーザ光線が変調
され、コリメータレンズ７、ハーフミラー８、および２
次元スキャナ９を介して、移動体２へ出射され、この移
動体２へ出射されたレーザ光線は、移動体２のコーナキ
ューブ15に張りつけたフォトダイオード16へ入射され、
その出力信号がアンプ17により増幅され、受信器14で復
調されることにより、移動体２へ伝達される。
【００１６】また、移動体２からの情報は、送信器13か
らドライバ19へ伝送され、ドライバ19により駆動される
外部変調器18によって通過するレーザ光線が変調され、
この変調されたレーザ光線が、コーナキューブ15で反射
され、再び入射方向に直進し、固定体１の２次元スキャ
ナ９、およびハーフミラー８を介して４分割フォトダイ
オード10へ入射され、この４分割フォトダイオード10の
出力信号がアンプ11で増幅され、制御回路12により和信
号とされ、この和信号が受信器４で復調されることによ
り、固定体１へ伝達される。
らドライバ19へ伝送され、ドライバ19により駆動される
外部変調器18によって通過するレーザ光線が変調され、
この変調されたレーザ光線が、コーナキューブ15で反射
され、再び入射方向に直進し、固定体１の２次元スキャ
ナ９、およびハーフミラー８を介して４分割フォトダイ
オード10へ入射され、この４分割フォトダイオード10の
出力信号がアンプ11で増幅され、制御回路12により和信
号とされ、この和信号が受信器４で復調されることによ
り、固定体１へ伝達される。
【００１７】次に、２次元スキャナ９を使用した追尾の
方法について説明する。図２に示すように、コーナキュ
ーブ15の中心と、入射レーザ光線中心がずれると、反射
レーザ光線は逆の方向に平行移動し、４分割フォトダイ
オード10上のレーザスポットがずれる。この４分割フォ
トダイオード10の各出力信号はアンプ11を介して制御回
路12へ入力され、下記のように制御される。
方法について説明する。図２に示すように、コーナキュ
ーブ15の中心と、入射レーザ光線中心がずれると、反射
レーザ光線は逆の方向に平行移動し、４分割フォトダイ
オード10上のレーザスポットがずれる。この４分割フォ
トダイオード10の各出力信号はアンプ11を介して制御回
路12へ入力され、下記のように制御される。
【００１８】すなわち、ハーフミラー８から入射するレ
ーザ光線の上部左に位置するフォトダイオード10Ａの出
力信号Ｖ1 と、上部右のフォトダイオード10Ｂの出力信
号Ｖ 2 と、下部左のフォトダイオード10Ｃの出力信号Ｖ
3 と、下部右のフォトダイオード10Ｄの出力信号Ｖ4 を
式１で加減算すると、その加減算値Ｖｘとコーナキュー
ブ15の上下方向のずれｄｘ間には、図３に示す特性が現
れる。
ーザ光線の上部左に位置するフォトダイオード10Ａの出
力信号Ｖ1 と、上部右のフォトダイオード10Ｂの出力信
号Ｖ 2 と、下部左のフォトダイオード10Ｃの出力信号Ｖ
3 と、下部右のフォトダイオード10Ｄの出力信号Ｖ4 を
式１で加減算すると、その加減算値Ｖｘとコーナキュー
ブ15の上下方向のずれｄｘ間には、図３に示す特性が現
れる。
【００１９】Ｖｘ＝Ｖ1 ＋Ｖ2 −Ｖ3 −Ｖ4 …(1) このＶｘが零となるように、第１のドライバ24へ出力信
号を出力する。また、式２で加減算することで、その加
減算値Ｖｙとコーナキューブ15の左右方向のずれｄｙ間
には、同様に図３に示す特性が現れる。
号を出力する。また、式２で加減算することで、その加
減算値Ｖｙとコーナキューブ15の左右方向のずれｄｙ間
には、同様に図３に示す特性が現れる。
【００２０】Ｖｙ＝Ｖ1 ＋Ｖ3 −Ｖ2 −Ｖ4 …(2) このＶｙが零となるように、第２のドライバ26へ出力信
号を出力する。このように、２次元スキャナ９のドラン
バ24，26を介して２次元スキャナ９へフィードバック
し、４分割フォトダイオード10上の中心にレーザスポッ
トが位置するように制御すると、レーザ光線はコーナキ
ューブ15の中心を追尾することになる。
号を出力する。このように、２次元スキャナ９のドラン
バ24，26を介して２次元スキャナ９へフィードバック
し、４分割フォトダイオード10上の中心にレーザスポッ
トが位置するように制御すると、レーザ光線はコーナキ
ューブ15の中心を追尾することになる。
【００２１】以上のように、双方向通信を行うことがで
きるとともに、２次元スキャナ９を使用して、追尾する
ことができ、よって下記の優れた効果を期待できる。 １．移動体２へ連続して通信することができる。
きるとともに、２次元スキャナ９を使用して、追尾する
ことができ、よって下記の優れた効果を期待できる。 １．移動体２へ連続して通信することができる。
【００２２】２．レーザ光線を平行光として使用するた
め、長距離通信ができる。 ３．媒体が空間であるため、設置作業が簡単で、ケーブ
ルのコストが必要でなくなる。
め、長距離通信ができる。 ３．媒体が空間であるため、設置作業が簡単で、ケーブ
ルのコストが必要でなくなる。
【００２３】４．高速移動体に通信可能である。 ５．設置場所が振動していても、通信可能である。 ６．レーザ光線に対して透明なガラスなどを通して通信
可能であるため、クリーンルーム、原子炉、真空室など
の密閉空間に改造なしで簡単に通信可能である。
可能であるため、クリーンルーム、原子炉、真空室など
の密閉空間に改造なしで簡単に通信可能である。
【００２４】７．電磁ノイズの影響を受けず、また電子
機器へ影響を与えない。 ８．電波のような法律的な規制がない。 ９．通信の秘密が保持できる。
機器へ影響を与えない。 ８．電波のような法律的な規制がない。 ９．通信の秘密が保持できる。
【００２５】なお、本実施例では、通信用の装置と追尾
用の検出装置を兼用しているが、分離して追尾用の装置
を独立して設けることも可能である。このとき、別装置
として、固定体１に、半導体レーザ発振器５、コリメー
タレンズ７、ハーフミラー８、４分割フォトダイオード
11、アンプ11、制御回路12を設け、移動体２にコーナキ
ューブ15を設け、制御回路12により通信装置の２次元ス
キャナ９を制御することになる。また、ドライバ６によ
り直接レーザ光線を変調しているが、直線偏光レーザ発
振器を用い、偏光子を使用して変調することも可能であ
る。
用の検出装置を兼用しているが、分離して追尾用の装置
を独立して設けることも可能である。このとき、別装置
として、固定体１に、半導体レーザ発振器５、コリメー
タレンズ７、ハーフミラー８、４分割フォトダイオード
11、アンプ11、制御回路12を設け、移動体２にコーナキ
ューブ15を設け、制御回路12により通信装置の２次元ス
キャナ９を制御することになる。また、ドライバ６によ
り直接レーザ光線を変調しているが、直線偏光レーザ発
振器を用い、偏光子を使用して変調することも可能であ
る。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明の構成によれば、他
方の移動可能な本体に設けた検出器と制御装置により、
一方の移動可能な本体から反射されたレーザ光線の光軸
のずれを検出し、光軸修正装置により出力するレーザ光
線の光軸のずれを常に修正することによって、常に追尾
することができ、連続して正常な通信を維持でき、長距
離通信を行うことができる。
方の移動可能な本体に設けた検出器と制御装置により、
一方の移動可能な本体から反射されたレーザ光線の光軸
のずれを検出し、光軸修正装置により出力するレーザ光
線の光軸のずれを常に修正することによって、常に追尾
することができ、連続して正常な通信を維持でき、長距
離通信を行うことができる。
【図１】本発明の一実施例における移動体追尾型通信装
置の概略構成図である。
置の概略構成図である。
【図２】同移動体追尾型通信装置における追尾方法を説
明する模式図である。
明する模式図である。
【図３】同移動体追尾型通信装置における追尾時のずれ
と演算値の特性図である。
と演算値の特性図である。
１ 固定体 ２ 移動体 ３，13 送信器 ４，14 受信器 ５ 半導体レーザ発振器 ６ ドライバ ７ コリメータレンズ ８ ハーフミラー ９ ２次元スキャナ（光軸修正装置） 10 ４分割フォトダイオード 11 アンプ 12 制御回路 15 コーナキューブ 16 フォトダイオード 17 アンプ 18 外部変調器 19 ドライバ
Claims (1)
- 【請求項１】 一方の移動可能な本体と、他方の移動可
能な本体にそれぞれレーザ光線を使用した送信器と受信
器を設け、 前記一方の移動可能な本体に、レーザ光線を反射する反
射器を設け、 前記他方の移動可能な本体に、レーザ発振器と、このレ
ーザ光線の光軸を修正する光軸修正装置と、前記反射器
から反射されたレーザ光線のスポット位置を検出する検
出器と、前記検出器で検出されたスポット位置により光
軸のずれを判断し、その修正制御信号を前記光軸修正装
置に出力する制御装置を設けたことを特徴とする移動体
追尾型通信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4153948A JPH05346467A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 移動体追尾型通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4153948A JPH05346467A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 移動体追尾型通信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05346467A true JPH05346467A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=15573579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4153948A Pending JPH05346467A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 移動体追尾型通信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05346467A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003506691A (ja) * | 1999-07-28 | 2003-02-18 | ライカ・ゲオジステームス・アクチェンゲゼルシャフト | 空間的な位置と方向づけを決定する方法と装置 |
| JP2005323311A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光空間通信システムとこのシステムに用いられる光送信装置、光受信装置及び光軸補正方法 |
| JP2006319625A (ja) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光空間通信システムの相対位置姿勢推定装置 |
| WO2022118402A1 (ja) * | 2020-12-02 | 2022-06-09 | 日本電信電話株式会社 | 光通信装置及び光通信方法 |
-
1992
- 1992-06-15 JP JP4153948A patent/JPH05346467A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003506691A (ja) * | 1999-07-28 | 2003-02-18 | ライカ・ゲオジステームス・アクチェンゲゼルシャフト | 空間的な位置と方向づけを決定する方法と装置 |
| JP2005323311A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光空間通信システムとこのシステムに用いられる光送信装置、光受信装置及び光軸補正方法 |
| JP4532163B2 (ja) * | 2004-05-11 | 2010-08-25 | 日本電信電話株式会社 | 光空間通信システムとこのシステムに用いられる光送信装置、光受信装置及び光軸補正方法 |
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