JPH06138356A - 光空間伝送装置 - Google Patents
光空間伝送装置Info
- Publication number
- JPH06138356A JPH06138356A JP4307844A JP30784492A JPH06138356A JP H06138356 A JPH06138356 A JP H06138356A JP 4307844 A JP4307844 A JP 4307844A JP 30784492 A JP30784492 A JP 30784492A JP H06138356 A JPH06138356 A JP H06138356A
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- Japan
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- barrel
- thermal expansion
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鏡筒が熱膨張しても、レンズ間距離を一定に
保つことができるようにすること。 【構成】 鏡筒1を構成する外筒2と内筒3との逆位相
の熱膨張によって、第1レンズ4と第2レンズ5との間
のレンズ間距離L1 を一定に保つようにしたことを特徴
とする。
保つことができるようにすること。 【構成】 鏡筒1を構成する外筒2と内筒3との逆位相
の熱膨張によって、第1レンズ4と第2レンズ5との間
のレンズ間距離L1 を一定に保つようにしたことを特徴
とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、空間を通じてレーザー
ビームによる光情報の送受信を行うための光空間伝送装
置に関し、特に、鏡筒内のレンズ間距離の補正に関する
ものである。
ビームによる光情報の送受信を行うための光空間伝送装
置に関し、特に、鏡筒内のレンズ間距離の補正に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、ビルの屋上間等の空間を通じ
てレーザービームによる光情報の送受信を行うための光
空間伝送装置は、レーザービーム入出射用の鏡筒内の両
端に第1レンズ及び第2レンズを設け、光学ブロックか
ら出射されて第1レンズによって拡散されたレーザービ
ームを、第2レンズによって平行光に変換して相手側の
光空間伝送装置に向けて出射している。
てレーザービームによる光情報の送受信を行うための光
空間伝送装置は、レーザービーム入出射用の鏡筒内の両
端に第1レンズ及び第2レンズを設け、光学ブロックか
ら出射されて第1レンズによって拡散されたレーザービ
ームを、第2レンズによって平行光に変換して相手側の
光空間伝送装置に向けて出射している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この光空間伝
送装置はビルの屋上等の屋外に設置されるために、鏡筒
が外気温や太陽の輻射熱等による熱的ストレスを受けて
伸縮し易い。
送装置はビルの屋上等の屋外に設置されるために、鏡筒
が外気温や太陽の輻射熱等による熱的ストレスを受けて
伸縮し易い。
【0004】そして、従来は、鏡筒が熱膨張した場合、
第1レンズと第2レンズとの間のレンズ間距離が拡大さ
れて、第2レンズから出射されるレーザービームが一定
角度以上に広がってしまう。
第1レンズと第2レンズとの間のレンズ間距離が拡大さ
れて、第2レンズから出射されるレーザービームが一定
角度以上に広がってしまう。
【0005】この結果、相手側の光空間伝送装置の受光
パワーが下がり、場合によっては受光不可能になると言
う重大な問題が発生し易かった。
パワーが下がり、場合によっては受光不可能になると言
う重大な問題が発生し易かった。
【0006】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたものであって、鏡筒が熱膨張しても、レンズ間距
離を一定に保つことができるようにした光空間伝送装置
を提供することを目的としている。
されたものであって、鏡筒が熱膨張しても、レンズ間距
離を一定に保つことができるようにした光空間伝送装置
を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の光空間伝送装置は、鏡筒内の基端側と先端
側とに第1レンズ及び第2レンズを設け、光学ブロック
から出射されたレーザービームを上記第1レンズ及び第
2レンズを通して出射する光空間伝送装置において、上
記鏡筒の熱膨張に伴う上記第1レンズと第2レンズとの
間のレンズ間距離の変化を自動補正する手段を設けたも
のである。この際、上記鏡筒を外筒と、その外筒内に挿
入されて光軸方向に相対移動可能に構成された内筒とに
よって構成し、上記外筒内の基端側に上記第1レンズを
固定し、上記内筒の外端側を上記外筒の先端側に固定し
て、この内筒の内端側に上記第2レンズを固定するこ
と、上記第1レンズ又は第2レンズの少なくとも一方を
上記鏡筒に対して光軸方向に移動調整する駆動手段を設
け、上記鏡筒の熱膨張量を検出して上記駆動手段を駆動
する検出手段を設けることが好ましい。
めの本発明の光空間伝送装置は、鏡筒内の基端側と先端
側とに第1レンズ及び第2レンズを設け、光学ブロック
から出射されたレーザービームを上記第1レンズ及び第
2レンズを通して出射する光空間伝送装置において、上
記鏡筒の熱膨張に伴う上記第1レンズと第2レンズとの
間のレンズ間距離の変化を自動補正する手段を設けたも
のである。この際、上記鏡筒を外筒と、その外筒内に挿
入されて光軸方向に相対移動可能に構成された内筒とに
よって構成し、上記外筒内の基端側に上記第1レンズを
固定し、上記内筒の外端側を上記外筒の先端側に固定し
て、この内筒の内端側に上記第2レンズを固定するこ
と、上記第1レンズ又は第2レンズの少なくとも一方を
上記鏡筒に対して光軸方向に移動調整する駆動手段を設
け、上記鏡筒の熱膨張量を検出して上記駆動手段を駆動
する検出手段を設けることが好ましい。
【0008】
【作用】上記のように構成された本発明の光空間伝送装
置は、鏡筒が熱膨張しても、第1レンズと第2レンズと
の間のレンズ間距離を補正手段によって一定状態に自動
補正することができる。
置は、鏡筒が熱膨張しても、第1レンズと第2レンズと
の間のレンズ間距離を補正手段によって一定状態に自動
補正することができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明を適用した光空間伝送装置の実
施例を図を参照して説明する。
施例を図を参照して説明する。
【0010】まず、図1及び図2は光空間伝送装置の第
1実施例を示したものであって、レーザービームに出射
用の鏡筒1は支持装置(図示せず)によって支持されて
いる。そして、この鏡筒1は外筒2と長さの短い内筒3
とによって構成されていて、外筒2の基端2a側の内部
に取付部材6によって第1レンズ4が固定されている。
1実施例を示したものであって、レーザービームに出射
用の鏡筒1は支持装置(図示せず)によって支持されて
いる。そして、この鏡筒1は外筒2と長さの短い内筒3
とによって構成されていて、外筒2の基端2a側の内部
に取付部材6によって第1レンズ4が固定されている。
【0011】また、内筒3は外筒2の先端2b側の内部
に挿入されて外筒2に対して光軸F方向に相対移動可能
に構成されている。そして、内筒3の外端3aが外筒2
の先端2bの内周に固定されていて、その内筒3の内端
3bの内部に第2レンズ5が取付部材7によって固定さ
れて、第1、第2レンズ4、5が同一光軸F上に間隔を
隔てて配置されている。なお、内筒3の外端3aは外筒
2の先端2bの内周に形成された環状段部8内に固定部
材9によって固定されている。
に挿入されて外筒2に対して光軸F方向に相対移動可能
に構成されている。そして、内筒3の外端3aが外筒2
の先端2bの内周に固定されていて、その内筒3の内端
3bの内部に第2レンズ5が取付部材7によって固定さ
れて、第1、第2レンズ4、5が同一光軸F上に間隔を
隔てて配置されている。なお、内筒3の外端3aは外筒
2の先端2bの内周に形成された環状段部8内に固定部
材9によって固定されている。
【0012】そして、外筒2の基端2aに光学ブロック
11が取り付けられていて、この光学ブロック11に
は、LD等の発光素子12、PD等の受光素子13、P
SD等の位置検出器14、3つのレンズ15、16、1
7及び対向分岐光学素子18等が設けられている。
11が取り付けられていて、この光学ブロック11に
は、LD等の発光素子12、PD等の受光素子13、P
SD等の位置検出器14、3つのレンズ15、16、1
7及び対向分岐光学素子18等が設けられている。
【0013】そして、この光空間伝送装置は、発光素子
12で発光したレーザービームをレンズ5及び対向分岐
光学素子18を通して第1レンズ4に出射する。そし
て、第1レンズ4でレーザービームLB1 を拡散し、第
2レンズ5でレーザービームLB2 を平行光に変更して
鏡筒1から光軸Fに沿って相手側の光空間伝送装置に向
けて矢印a方向に出射する。
12で発光したレーザービームをレンズ5及び対向分岐
光学素子18を通して第1レンズ4に出射する。そし
て、第1レンズ4でレーザービームLB1 を拡散し、第
2レンズ5でレーザービームLB2 を平行光に変更して
鏡筒1から光軸Fに沿って相手側の光空間伝送装置に向
けて矢印a方向に出射する。
【0014】一方、相手側の光空間伝送装置から出射さ
れたレーザービームは第2レンズ5と第1レンズ4との
間で集束され、対向分岐光学素子18及びレンズ16を
通して受光素子13で受光されると共に、対向分岐光学
素子18及びレンズ17を通して位置検出器14で受光
されて、この位置検出器14によって相互の光空間伝送
装置の光軸Fの位置ずれが検出される。
れたレーザービームは第2レンズ5と第1レンズ4との
間で集束され、対向分岐光学素子18及びレンズ16を
通して受光素子13で受光されると共に、対向分岐光学
素子18及びレンズ17を通して位置検出器14で受光
されて、この位置検出器14によって相互の光空間伝送
装置の光軸Fの位置ずれが検出される。
【0015】この際、従来は、内筒3を用いずに、第2
レンズ5を単に外筒1の先端2bの内部に固定していた
だけであったために、外筒2の熱膨張によって外筒2の
全長L3 が矢印a方向に伸びると、レンズ間距離L1 が
拡大し、第2レンズ5から矢印a方向に出射されるレー
ザービームLB2 が一定角度以上に広がってしまい、相
手側の光空間伝送装置のレーザービームの受光パワーが
減少してしまう。
レンズ5を単に外筒1の先端2bの内部に固定していた
だけであったために、外筒2の熱膨張によって外筒2の
全長L3 が矢印a方向に伸びると、レンズ間距離L1 が
拡大し、第2レンズ5から矢印a方向に出射されるレー
ザービームLB2 が一定角度以上に広がってしまい、相
手側の光空間伝送装置のレーザービームの受光パワーが
減少してしまう。
【0016】しかし、本発明では、内筒3を用いてお
り、外筒2が熱膨張する際には内筒3も熱膨張する。そ
して、熱膨張によって外筒2の全長L3 が矢印a方向に
伸びる際、内筒3の全長L2 は逆位相である矢印b方向
に伸びて、レンズ間距離L1 を自動的に補正する。
り、外筒2が熱膨張する際には内筒3も熱膨張する。そ
して、熱膨張によって外筒2の全長L3 が矢印a方向に
伸びる際、内筒3の全長L2 は逆位相である矢印b方向
に伸びて、レンズ間距離L1 を自動的に補正する。
【0017】即ち、熱膨張によって外筒2の全長L3 が
矢印a方向に伸びると、レンズ間距離L1 が矢印a方向
に拡大されようとする。
矢印a方向に伸びると、レンズ間距離L1 が矢印a方向
に拡大されようとする。
【0018】しかし、内筒3は外端3aが外筒2に対す
る固定点であるから、内筒3の内端3bが外筒2に対し
て逆位相である矢印b方向に相対移動するようにして、
内筒3の全長L2 が矢印b方向に逆位相で伸びる。
る固定点であるから、内筒3の内端3bが外筒2に対し
て逆位相である矢印b方向に相対移動するようにして、
内筒3の全長L2 が矢印b方向に逆位相で伸びる。
【0019】従って、L3 の拡大分がL2 の拡大分でキ
ャンセルされるように自動補正されて、外筒2の熱膨張
にも拘らず、レンズ間距離L1 が常にほぼ一定状態に保
持される。
ャンセルされるように自動補正されて、外筒2の熱膨張
にも拘らず、レンズ間距離L1 が常にほぼ一定状態に保
持される。
【0020】つまり、外筒2の伸び量をδ1 、内筒3の
伸び量をδ2 、外筒2の熱膨張係数をα1 、内筒3の熱
膨張係数をα2 、外気温等の温度勾配をtとした時、外
筒2の伸び量δ1 =α1 ・t・L3 であり、内筒3の伸
び量δ2 =α2 ・t・L2 である。従って、L1 を一定
に保つためには、δ1 =δ2 とすれば良く、α1 ・t・
L3 =α2 ・t・L2 、熱膨張係数の比がα1 /α2 =
L2 /L3 となるようなα1 、α2 及びL3 、L2 を決
定すれば良い。
伸び量をδ2 、外筒2の熱膨張係数をα1 、内筒3の熱
膨張係数をα2 、外気温等の温度勾配をtとした時、外
筒2の伸び量δ1 =α1 ・t・L3 であり、内筒3の伸
び量δ2 =α2 ・t・L2 である。従って、L1 を一定
に保つためには、δ1 =δ2 とすれば良く、α1 ・t・
L3 =α2 ・t・L2 、熱膨張係数の比がα1 /α2 =
L2 /L3 となるようなα1 、α2 及びL3 、L2 を決
定すれば良い。
【0021】そして、外筒2の熱膨張にも拘らず、レン
ズ間距離L1 を常にほぼ一定に保つことができるので、
鏡筒1から出射される平行光であるレーザービームLB
2 の広がり角を一定に保持することができる。従って、
相手側の光空間伝送装置の受光パワーの変動が少なくな
り、光情報の空間伝送を安定良く、確実に行える。
ズ間距離L1 を常にほぼ一定に保つことができるので、
鏡筒1から出射される平行光であるレーザービームLB
2 の広がり角を一定に保持することができる。従って、
相手側の光空間伝送装置の受光パワーの変動が少なくな
り、光情報の空間伝送を安定良く、確実に行える。
【0022】次に、図3〜図5は光空間伝送装置の第2
実施例を示したものであって、第1レンズ4を鏡筒1の
基端1a側の内部に取り付ける際、モータや積層圧電素
子等の駆動手段21によって第1レンズ4を鏡筒1に対
して光軸Fに沿って矢印a、b方向に移動調整自在に構
成し、第2レンズ5を鏡筒1の先端1bの内部に取付部
材7によって固定している。なおこの際、第1レンズ4
を鏡筒1に固定し、第2レンズ5を駆動手段21によっ
て鏡筒1に対して矢印a、b方向に移動調整自在に取り
付けても良いし、更に、第1レンズ4及び第2レンズ5
の両方を駆動手段(アクチュエータ)51によって矢印
a、b方向に移動調整自在に構成しても良い。
実施例を示したものであって、第1レンズ4を鏡筒1の
基端1a側の内部に取り付ける際、モータや積層圧電素
子等の駆動手段21によって第1レンズ4を鏡筒1に対
して光軸Fに沿って矢印a、b方向に移動調整自在に構
成し、第2レンズ5を鏡筒1の先端1bの内部に取付部
材7によって固定している。なおこの際、第1レンズ4
を鏡筒1に固定し、第2レンズ5を駆動手段21によっ
て鏡筒1に対して矢印a、b方向に移動調整自在に取り
付けても良いし、更に、第1レンズ4及び第2レンズ5
の両方を駆動手段(アクチュエータ)51によって矢印
a、b方向に移動調整自在に構成しても良い。
【0023】そして、鏡筒1の外周上の4分割位置に4
つの歪みゲージε1 、ε2 、ε3 、ε4 を接着して鏡筒
1の熱膨張量を検出する検出手段22を構成している。
つの歪みゲージε1 、ε2 、ε3 、ε4 を接着して鏡筒
1の熱膨張量を検出する検出手段22を構成している。
【0024】即ち、図5は検出手段22のグリッジ回路
を示したものであり、鏡筒1が熱膨張すると、4つの歪
みゲージε1 、ε2 、ε3 、ε4 の電圧が変化し、その
平均値が出力される。そして、このグリッジ回路からの
出力電圧の変化によって鏡筒1の熱膨張量が検出され
る。
を示したものであり、鏡筒1が熱膨張すると、4つの歪
みゲージε1 、ε2 、ε3 、ε4 の電圧が変化し、その
平均値が出力される。そして、このグリッジ回路からの
出力電圧の変化によって鏡筒1の熱膨張量が検出され
る。
【0025】そこで、その出力電圧をアンプ23を介し
て駆動回路24に入力し、この駆動回路24によって駆
動手段21を駆動して、レンズ間距離L1 を一定に保持
するように、第1レンズ4を鏡筒1の伸縮方向の逆位相
で矢印a又はb方向に移動調整する。
て駆動回路24に入力し、この駆動回路24によって駆
動手段21を駆動して、レンズ間距離L1 を一定に保持
するように、第1レンズ4を鏡筒1の伸縮方向の逆位相
で矢印a又はb方向に移動調整する。
【0026】つまり、4つの歪みゲージε1 、ε2 、ε
3 、ε4 からなる検出手段22によって鏡筒1の熱膨張
量δ=ΔL1 /L1 を求め、駆動手段21によって第1
レンズ4を鏡筒1の伸び方向の逆位相で矢印a又はb方
向に移動調整して、レンズ間距離L1 を高精度で一定に
保つようにしたものである。
3 、ε4 からなる検出手段22によって鏡筒1の熱膨張
量δ=ΔL1 /L1 を求め、駆動手段21によって第1
レンズ4を鏡筒1の伸び方向の逆位相で矢印a又はb方
向に移動調整して、レンズ間距離L1 を高精度で一定に
保つようにしたものである。
【0027】以上、本発明の実施例に付き述べたが、本
発明は上記の実施例に限定されることなく、本発明の技
術的思想に基づいて各種の変更が可能である。
発明は上記の実施例に限定されることなく、本発明の技
術的思想に基づいて各種の変更が可能である。
【0028】
【発明の効果】以上のように構成された本発明の光空間
伝送装置は次のような効果を奏する。
伝送装置は次のような効果を奏する。
【0029】請求項1は、鏡筒が熱膨張しても、第1レ
ンズと第2レンズとの間のレンズ間距離を補正手段によ
って一定状態に自動補正することができるようにしたの
で、出射されるレーザービームの広がり角を一定にする
ことができて、受光パワーの変動が少なく光情報の空間
伝送を安定良く、確実に行える。
ンズと第2レンズとの間のレンズ間距離を補正手段によ
って一定状態に自動補正することができるようにしたの
で、出射されるレーザービームの広がり角を一定にする
ことができて、受光パワーの変動が少なく光情報の空間
伝送を安定良く、確実に行える。
【0030】請求項2は、上記鏡筒を外筒と、その外筒
内に挿入されて光軸方向に相対移動可能に構成された内
筒とによって構成し、上記外筒内の基端側に上記第1レ
ンズを固定し、上記内筒の外端側を上記外筒の先端側に
固定して、この内筒の内端側に上記第2レンズを固定し
たので、内筒の熱膨張によるレンズの間距離の補正を行
うのに、特別な制御回路を設ける必要が全くなく、構成
が簡単で、安価である。
内に挿入されて光軸方向に相対移動可能に構成された内
筒とによって構成し、上記外筒内の基端側に上記第1レ
ンズを固定し、上記内筒の外端側を上記外筒の先端側に
固定して、この内筒の内端側に上記第2レンズを固定し
たので、内筒の熱膨張によるレンズの間距離の補正を行
うのに、特別な制御回路を設ける必要が全くなく、構成
が簡単で、安価である。
【0031】請求項3は、上記第1レンズ又は第2レン
ズの少なくとも一方を上記鏡筒に対して光軸方向に移動
調整する駆動手段を設け、上記鏡筒の熱膨張量を検出し
て上記駆動手段を駆動する検出手段を設けたので、鏡筒
の熱膨張に伴うレンズ間距離の補正を高精度に行える。
ズの少なくとも一方を上記鏡筒に対して光軸方向に移動
調整する駆動手段を設け、上記鏡筒の熱膨張量を検出し
て上記駆動手段を駆動する検出手段を設けたので、鏡筒
の熱膨張に伴うレンズ間距離の補正を高精度に行える。
【図1】本発明の光空間伝送装置の第1実施例を示す概
略断面側面図である。
略断面側面図である。
【図2】図1の要部の断面側面図である。
【図3】本発明の光空間伝送装置の第2実施例を示す概
略断面側面図である。
略断面側面図である。
【図4】同上の鏡筒の横断面図である。
【図5】同上の検出手段のグリッジ回路を示す図面であ
る。
る。
1 鏡筒 1a 鏡筒の基端 1b 鏡筒の先端 2 外筒 2a 外筒の基端 2b 外筒の先端 3 内筒 3a 内筒の外端 3b 内筒の内端 4 第1レンズ 5 第2レンズ 11 光学ブロック 21 駆動手段 22 検出手段
Claims (3)
- 【請求項1】鏡筒内の基端側と先端側とに第1レンズ及
び第2レンズを設け、光学ブロックから出射されたレー
ザービームを上記第1レンズ及び第2レンズを通して出
射する光空間伝送装置において、 上記鏡筒の熱膨張に伴う上記第1レンズと第2レンズと
の間のレンズ間距離の変化を自動補正する手段を設けた
ことを特徴とする光空間伝送装置。 - 【請求項2】上記鏡筒を外筒と、その外筒内に挿入され
て光軸方向に相対移動可能に構成された内筒とによって
構成し、 上記外筒内の基端側に上記第1レンズを固定し、 上記内筒の外端側を上記外筒の先端側に固定して、この
内筒の内端側に上記第2レンズを固定したことを特徴と
する請求項1記載の光空間伝送装置。 - 【請求項3】上記第1レンズ又は第2レンズの少なくと
も一方を上記鏡筒に対して光軸方向に移動調整する駆動
手段を設け、 上記鏡筒の熱膨張量を検出して上記駆動手段を駆動する
検出手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の光空
間伝送装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4307844A JPH06138356A (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 光空間伝送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4307844A JPH06138356A (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 光空間伝送装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06138356A true JPH06138356A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17973872
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4307844A Pending JPH06138356A (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 光空間伝送装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06138356A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7108381B2 (en) | 2003-02-27 | 2006-09-19 | Nec Viewtechnology, Ltd. | Projector apparatus |
JP2015090932A (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-11 | 三菱電機株式会社 | 光モジュール |
-
1992
- 1992-10-23 JP JP4307844A patent/JPH06138356A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7108381B2 (en) | 2003-02-27 | 2006-09-19 | Nec Viewtechnology, Ltd. | Projector apparatus |
JP2015090932A (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-11 | 三菱電機株式会社 | 光モジュール |
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