JPH0682542A - データ捕捉装置及びそれを具有する通信システム - Google Patents
データ捕捉装置及びそれを具有する通信システムInfo
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- JPH0682542A JPH0682542A JP5101103A JP10110393A JPH0682542A JP H0682542 A JPH0682542 A JP H0682542A JP 5101103 A JP5101103 A JP 5101103A JP 10110393 A JP10110393 A JP 10110393A JP H0682542 A JPH0682542 A JP H0682542A
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- H04B10/118—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum specially adapted for satellite communication
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 収束光学系、第１のセンサである追跡センサ
及び第２のセンサである検出器センサを具備し、光ビー
ムからデータを得るデータ捕捉装置において、追跡セン
サ、検出器センサが温度変化とは無関係に短期間につい
ても長期間に亘っても安定して作動する、主に人工衛生
間または人工衛生との光通信、ライダー型距離，方位測
定機、自動追跡システムに適用できる装置を提供する。 【構成】 本発明は上記形式の装置において、少なくと
も二つのセンサ１８，１７を光ビーム７の軸８上に一直
線に続いて配置し、第１のセンサ１８は穴による透光ゾ
ーン３１を光ビームの軸上に有し、透光ゾーンを光ビー
ムの少なくとも一部が透過して、それにより第２のセン
サが照射されることを特徴としている。
及び第２のセンサである検出器センサを具備し、光ビー
ムからデータを得るデータ捕捉装置において、追跡セン
サ、検出器センサが温度変化とは無関係に短期間につい
ても長期間に亘っても安定して作動する、主に人工衛生
間または人工衛生との光通信、ライダー型距離，方位測
定機、自動追跡システムに適用できる装置を提供する。 【構成】 本発明は上記形式の装置において、少なくと
も二つのセンサ１８，１７を光ビーム７の軸８上に一直
線に続いて配置し、第１のセンサ１８は穴による透光ゾ
ーン３１を光ビームの軸上に有し、透光ゾーンを光ビー
ムの少なくとも一部が透過して、それにより第２のセン
サが照射されることを特徴としている。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主としてデータ捕捉装
置及びそのような装置を具備する通信システムに関す
る。
置及びそのような装置を具備する通信システムに関す
る。
【０００２】追跡システムは、遠隔目標或いは移動体の
影像を検出器センサ上で安定させ、また安定した交信を
長期間に亘って達成するために必要である。そのような
光電システムは、特に人工衛星間のレーザ通信システ
ム、宇宙でのドッキング操作に用いるドッキングセン
サ、天文学で用いる望遠鏡或いは干渉計要素のためのポ
インティングシステムに適合し、またミサイル追跡シス
テムにも適している。
影像を検出器センサ上で安定させ、また安定した交信を
長期間に亘って達成するために必要である。そのような
光電システムは、特に人工衛星間のレーザ通信システ
ム、宇宙でのドッキング操作に用いるドッキングセン
サ、天文学で用いる望遠鏡或いは干渉計要素のためのポ
インティングシステムに適合し、またミサイル追跡シス
テムにも適している。
【０００３】
【従来の技術】かかる追跡システムは、個々の充電セン
サのマトリックスで構成された追跡センサを備え、追跡
しているビームの軸の周りに一定の間隔で配列された複
数の点で受けた光信号の強さを比較する。
サのマトリックスで構成された追跡センサを備え、追跡
しているビームの軸の周りに一定の間隔で配列された複
数の点で受けた光信号の強さを比較する。
【０００４】透過した光を検出器の光電センサに収束
し、追跡センサに収束されるビームの配光分の強さをと
らえるために半透明鏡を用いることも知られている。図
１を参照して下記に説明するように、このタイプの装置
は特に熱膨脹のために誤動することが極めて多い。
し、追跡センサに収束されるビームの配光分の強さをと
らえるために半透明鏡を用いることも知られている。図
１を参照して下記に説明するように、このタイプの装置
は特に熱膨脹のために誤動することが極めて多い。
【０００５】光電センサ、或いは４つの素子的な光電気
センサで構成された環状の追跡センサで囲まれた検出器
を具備する半導体チップも知られている。図２を参照し
て下記に説明するように、この装置は検出器センサと追
跡センサの異なる倍率を選択するのに不適当である。加
えて、検出器センサと追跡センサの視界の間にデッドフ
ィールドがある。
センサで構成された環状の追跡センサで囲まれた検出器
を具備する半導体チップも知られている。図２を参照し
て下記に説明するように、この装置は検出器センサと追
跡センサの異なる倍率を選択するのに不適当である。加
えて、検出器センサと追跡センサの視界の間にデッドフ
ィールドがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、追跡
センサ及び検知器センサが温度変化とは無関係に短期
間、長期間の双方で安定して作動する、光ビームからデ
ータを捕捉する装置を提供しようというものである。
センサ及び検知器センサが温度変化とは無関係に短期
間、長期間の双方で安定して作動する、光ビームからデ
ータを捕捉する装置を提供しようというものである。
【０００７】本発明の他の目的は、追跡センサ及び検出
センサを固定した単一体部材を具有するデータ捕捉装置
を提供するにある。
センサを固定した単一体部材を具有するデータ捕捉装置
を提供するにある。
【０００８】また本発明は、小容積軽量の小型データ捕
捉装置を提供することを目的としている。
捉装置を提供することを目的としている。
【０００９】本発明の別の目的は、大きな視界に粗ポン
インティングをなし得るデータ捕捉装置を提供するにあ
る。
インティングをなし得るデータ捕捉装置を提供するにあ
る。
【００１０】本発明の他の目的は、極めて蜜なポインテ
ィングを行うことができるデータ捕捉装置を提供するこ
とにある。
ィングを行うことができるデータ捕捉装置を提供するこ
とにある。
【００１１】本発明の別の目的は、検出器センサ及び追
跡センサに光ビームのエネルギーを配分して、追跡を可
能にすると同時に検出器の信号／ノイズ（Ｓ／Ｎ）比を
最適にし得るデータ捕捉装置を提供するにある。
跡センサに光ビームのエネルギーを配分して、追跡を可
能にすると同時に検出器の信号／ノイズ（Ｓ／Ｎ）比を
最適にし得るデータ捕捉装置を提供するにある。
【００１２】更に本発明の他の目的は、検出器センサと
組み合わされた収束光学系を替えることにより種々タイ
プの検出器に容易に適応させるのに適したデータ捕捉装
置を提供することにある。
組み合わされた収束光学系を替えることにより種々タイ
プの検出器に容易に適応させるのに適したデータ捕捉装
置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、収束光学系、
第１のセンサ及び第２のセンサを具備し、光ビームから
データを得る装置において、少なくとも二つのセンサが
光ビームの軸上に一直線に続いて配置され、第一のセン
サは穴による透光ゾーンを光ビームの軸上に有してお
り、透光ゾーンをビームの少なくとも一部が透過して、
それにより第２のセンサが照射されることを特徴として
いる。
第１のセンサ及び第２のセンサを具備し、光ビームから
データを得る装置において、少なくとも二つのセンサが
光ビームの軸上に一直線に続いて配置され、第一のセン
サは穴による透光ゾーンを光ビームの軸上に有してお
り、透光ゾーンをビームの少なくとも一部が透過して、
それにより第２のセンサが照射されることを特徴として
いる。
【００１４】また本発明は、第１の光電センサがビーム
の捕捉センサ及び／または追跡センサであり、前記光電
センサが前記捕捉及び／または追跡センサに対するビー
ムの指向に従う振幅の信号で照射されるのに適した複数
の素子的な光電センサを具有し、第２のセンサがビーム
に含まれるデータを変調した形で受ける検出器センサで
あることを特徴とする装置の創案に係る。
の捕捉センサ及び／または追跡センサであり、前記光電
センサが前記捕捉及び／または追跡センサに対するビー
ムの指向に従う振幅の信号で照射されるのに適した複数
の素子的な光電センサを具有し、第２のセンサがビーム
に含まれるデータを変調した形で受ける検出器センサで
あることを特徴とする装置の創案に係る。
【００１５】また本発明は、収束光学系がビームの分画
エネルギーを第１のセンサ及び第２のセンサに同時に配
光することを特徴とする装置の創案に係る。
エネルギーを第１のセンサ及び第２のセンサに同時に配
光することを特徴とする装置の創案に係る。
【００１６】本発明はまた、収束光学系が反射或いは屈
折作用をする光学要素及び回折作用をする光学要素を具
有するハイブリッド光学系であることを特徴とする装置
の創案に係る。
折作用をする光学要素及び回折作用をする光学要素を具
有するハイブリッド光学系であることを特徴とする装置
の創案に係る。
【００１７】また本発明は、収束光学系がビームの大部
分を第一のセンサの透光ゾーン上に収束するレンズ、及
びビームの軸に中心が一致する光の円形リングを第１の
センサに投射する円形の回折格子を具有することを特徴
とする装置の創案に係る。
分を第一のセンサの透光ゾーン上に収束するレンズ、及
びビームの軸に中心が一致する光の円形リングを第１の
センサに投射する円形の回折格子を具有することを特徴
とする装置の創案に係る。
【００１８】本発明はまた、第１のセンサと第２のセン
サ間の光軸に配置されて、透光ゾーンを通過して第２の
センサに至る光を収束する光学系を更に具有することを
特徴とする装置の創案に係る。
サ間の光軸に配置されて、透光ゾーンを通過して第２の
センサに至る光を収束する光学系を更に具有することを
特徴とする装置の創案に係る。
【００１９】また本発明は、第２のセンサが光学系で投
射されたビームにおける光エネルギーの実質的に８０〜
９５％を受けることを特徴とする装置の創案に係る。
射されたビームにおける光エネルギーの実質的に８０〜
９５％を受けることを特徴とする装置の創案に係る。
【００２０】また本発明は、第２のセンサが第１のセン
サより視界が大きいことを特徴とする装置の創案に係
る。
サより視界が大きいことを特徴とする装置の創案に係
る。
【００２１】また本発明は、第１，２のセンサが低熱膨
脹性材料でできた単一体部材により相互に固定されてい
ることを特徴とする装置の創案に係る。
脹性材料でできた単一体部材により相互に固定されてい
ることを特徴とする装置の創案に係る。
【００２２】また本発明は、送られるデータで変調した
光ビームを投射する装置、及び上記した本発明に係る装
置の少なくとも一つを具有することを特徴とする人工衛
星のための通信システムの創案に係る。
光ビームを投射する装置、及び上記した本発明に係る装
置の少なくとも一つを具有することを特徴とする人工衛
星のための通信システムの創案に係る。
【００２３】本発明は、限定的でない態様例としての下
記の説明及び添付図面からより理解されるであろう。
記の説明及び添付図面からより理解されるであろう。
【００２４】図１は従来装置の第１の例の図解、図２は
従来装置の第２の例の図解、図３は本発明装置の好まし
い一例の図解、図４は本発明装置における光線の光路を
示す図解、図５から図７は本発明装置の働きを示す図解
である。
従来装置の第２の例の図解、図３は本発明装置の好まし
い一例の図解、図４は本発明装置における光線の光路を
示す図解、図５から図７は本発明装置の働きを示す図解
である。
【００２５】全図を通じ、同じ参照符号は同部分を示し
ている。
ている。
【００２６】図１は公知タイプの追跡装置を示してい
る。該追跡装置は二つのミラーで表されたポインティン
グ デバイス１、ハーフミラー２、収束光学系４と組み
合さったセンサ３、及び収束光学系６と組み合さったセ
ンサ５を具備している。ポインティング デバイス１
は、センサ３及び５を照射する投射ビーム７が追跡され
て、それよりデータが引き出されるという仕様でアクチ
ュエータ（図示せず）によりポインティングを行う。図
示の例において、ハーフミラー２はビーム７の軸８に対
し４５゜の角度であり、ビーム７の反射がセンサ５に投
射し、センサ３はハーフミラー２を透過したビームで照
射される。結果として、ミラーが回動したり、光軸と不
整合であったりすると誤追跡を生じる。このような情況
から、センサ５が照射されていて、ビーム７の軸８がセ
ンサ３の中心と合わなくなることがあり、最悪の場合、
センサ３がビーム７で全く照射されていないことも起
る。これは長期間のうちに発生する偏向，乱れ，或いは
熱膨脹が原因で短期間に起る偏向に起因している。
る。該追跡装置は二つのミラーで表されたポインティン
グ デバイス１、ハーフミラー２、収束光学系４と組み
合さったセンサ３、及び収束光学系６と組み合さったセ
ンサ５を具備している。ポインティング デバイス１
は、センサ３及び５を照射する投射ビーム７が追跡され
て、それよりデータが引き出されるという仕様でアクチ
ュエータ（図示せず）によりポインティングを行う。図
示の例において、ハーフミラー２はビーム７の軸８に対
し４５゜の角度であり、ビーム７の反射がセンサ５に投
射し、センサ３はハーフミラー２を透過したビームで照
射される。結果として、ミラーが回動したり、光軸と不
整合であったりすると誤追跡を生じる。このような情況
から、センサ５が照射されていて、ビーム７の軸８がセ
ンサ３の中心と合わなくなることがあり、最悪の場合、
センサ３がビーム７で全く照射されていないことも起
る。これは長期間のうちに発生する偏向，乱れ，或いは
熱膨脹が原因で短期間に起る偏向に起因している。
【００２７】図２は４つの素子をなす４円分状に形成さ
れた環状のセンサ１１，１２，１３，１４で囲まれたセ
ンサ１０を中心に支持する半導体チップ９を示してい
る。センサ１１，１２，１３，１４は、中央のセンサ１
０と電気絶縁領域１５で隔絶され、また連続する４円分
の対は各電気絶縁領域１６で隔絶されている。
れた環状のセンサ１１，１２，１３，１４で囲まれたセ
ンサ１０を中心に支持する半導体チップ９を示してい
る。センサ１１，１２，１３，１４は、中央のセンサ１
０と電気絶縁領域１５で隔絶され、また連続する４円分
の対は各電気絶縁領域１６で隔絶されている。
【００２８】絶縁領域１５が存在するのは極めて不都合
であり、ソリッドアングルを生じ、信号は中央のセンサ
１０で受けられなくなり、装置が指向される方向を修正
するために、センサ１１，１２，１３，１４の１つに信
号を発信させることができない。更に、単一の光学系を
チップ９に投射ビームを収束するのに充てている。その
結果、投射ビームは４円分センサ１１，１２，１３，１
４上の拡大率が中央のセンサ１０と同じになり、センサ
１０の視界とは無関係に追跡の視界を最適化することは
不可能である。
であり、ソリッドアングルを生じ、信号は中央のセンサ
１０で受けられなくなり、装置が指向される方向を修正
するために、センサ１１，１２，１３，１４の１つに信
号を発信させることができない。更に、単一の光学系を
チップ９に投射ビームを収束するのに充てている。その
結果、投射ビームは４円分センサ１１，１２，１３，１
４上の拡大率が中央のセンサ１０と同じになり、センサ
１０の視界とは無関係に追跡の視界を最適化することは
不可能である。
【００２９】
【実施例】図３は特に高性能のアポクロマートの小型化
された本発明はのデータ捕捉装置の実施例を示す。検出
器のセンサ１７は追跡センサ１８の背後に投射ビーム７
の軸８上に一直線に並んで配置されている。有利なこと
にセンサ１８は中心に透光ゾーン３１を、有利なことに
穴の形で有し、その穴を通じて検出器センサ１７は照射
される。本発明装置の特に有利な実施態様では、単一体
部材１９の前面が追跡センサ１８を支持し、他方センサ
１７が部材１９の背面に配置される。部材１９は極めて
低い熱膨脹性の材質、例えば光学ガラス、成形シリカ或
いはゼロデュアの名称で市販されている材質によるもの
が有利てある。収束光学系２０はビーム７によってセン
サ１７及び１８を照射する。光学系は反射或いは屈折作
用をする通常の要素と回折作用をする要素の組合わせに
よるハイブリッド光学系を適用するのが有利である。例
えば、収斂レンズ、或いは表面に回折要素を形成してあ
るレンズ系、例えばホログラフィーの光学系、フレネル
レンズ、または有利なものとして回折格子がある。ハイ
ブリッド光学系２０は、投射ビームの大部分例えば８０
〜９５％をセンサ１８の中心の穴に収束するので、セン
サ１７で良好な信号／ノイズ比が得られるようになる。
ビーム７のエネルギーの小部分例えば２０〜５％は、軸
８がセンサ１８の中心と一致するとき、例えばビームが
センサ１８の４つの円分に均等に配分されているとき、
センサ１８の素センサつまり素子をなすセンサの全てに
均一に分布される。光学系２１はセンサ１７にビーム７
を収束するために、単一体部材１９の内側に備えるのが
有利である。例えば、屈折作動する或いはハイブリッド
光学系で作動する一つまたはそれ以上のレンズでできた
ものを使用してもよい。収束を変更する或いは光学系２
１を変更することによって、収束光のスポット領域を寸
法の異なる光電センサに適合されることが可能である。
センサ１８はセンサ１７の視界より大きい視界を有する
のが有利である。
された本発明はのデータ捕捉装置の実施例を示す。検出
器のセンサ１７は追跡センサ１８の背後に投射ビーム７
の軸８上に一直線に並んで配置されている。有利なこと
にセンサ１８は中心に透光ゾーン３１を、有利なことに
穴の形で有し、その穴を通じて検出器センサ１７は照射
される。本発明装置の特に有利な実施態様では、単一体
部材１９の前面が追跡センサ１８を支持し、他方センサ
１７が部材１９の背面に配置される。部材１９は極めて
低い熱膨脹性の材質、例えば光学ガラス、成形シリカ或
いはゼロデュアの名称で市販されている材質によるもの
が有利てある。収束光学系２０はビーム７によってセン
サ１７及び１８を照射する。光学系は反射或いは屈折作
用をする通常の要素と回折作用をする要素の組合わせに
よるハイブリッド光学系を適用するのが有利である。例
えば、収斂レンズ、或いは表面に回折要素を形成してあ
るレンズ系、例えばホログラフィーの光学系、フレネル
レンズ、または有利なものとして回折格子がある。ハイ
ブリッド光学系２０は、投射ビームの大部分例えば８０
〜９５％をセンサ１８の中心の穴に収束するので、セン
サ１７で良好な信号／ノイズ比が得られるようになる。
ビーム７のエネルギーの小部分例えば２０〜５％は、軸
８がセンサ１８の中心と一致するとき、例えばビームが
センサ１８の４つの円分に均等に配分されているとき、
センサ１８の素センサつまり素子をなすセンサの全てに
均一に分布される。光学系２１はセンサ１７にビーム７
を収束するために、単一体部材１９の内側に備えるのが
有利である。例えば、屈折作動する或いはハイブリッド
光学系で作動する一つまたはそれ以上のレンズでできた
ものを使用してもよい。収束を変更する或いは光学系２
１を変更することによって、収束光のスポット領域を寸
法の異なる光電センサに適合されることが可能である。
センサ１８はセンサ１７の視界より大きい視界を有する
のが有利である。
【００３０】センサ１８の他に、検出系はセントラルユ
ニット２２、及び高さと方位においてポインティング
デバイス１をポインティングする二つのアクチュエータ
２３，２４を具有する。下記に説明するように、セント
ラルユニット２２は素センサで受けた信号の振幅を利用
して、ビーム７のポテンティングに適用される修正値を
決定し、次いでアクチュエータ２３，２４に指令を与え
て所望の方位が得られる。
ニット２２、及び高さと方位においてポインティング
デバイス１をポインティングする二つのアクチュエータ
２３，２４を具有する。下記に説明するように、セント
ラルユニット２２は素センサで受けた信号の振幅を利用
して、ビーム７のポテンティングに適用される修正値を
決定し、次いでアクチュエータ２３，２４に指令を与え
て所望の方位が得られる。
【００３１】図４は、第１の屈折率ｎ1 を有する第１の
媒体２６、例えば光学ガラスと、第１の屈折率より小さ
い第２の屈折率ｎ2 を有する第２の媒体２７、例えば空
気或いは真空との間のインターフェイス２５の一部を通
る光ビームの挙動を示す。回折格子もインターフェイス
２５のランパート レーキ（ｒａｍｐａｒｔ−ｌａｋ
ｅ）に平行な平面（図示せず）を具有している。
媒体２６、例えば光学ガラスと、第１の屈折率より小さ
い第２の屈折率ｎ2 を有する第２の媒体２７、例えば空
気或いは真空との間のインターフェイス２５の一部を通
る光ビームの挙動を示す。回折格子もインターフェイス
２５のランパート レーキ（ｒａｍｐａｒｔ−ｌａｋ
ｅ）に平行な平面（図示せず）を具有している。
【００３２】放射ビーム２８の一部はインターフェイス
２５のランパートで反射され、センサ１８の素センサを
照射する放射ビーム２９となる。
２５のランパートで反射され、センサ１８の素センサを
照射する放射ビーム２９となる。
【００３３】放射ビーム２８の大部分について、回折格
子は平らなインターフェイスのように作用して、屈折し
た放射ビーム３０が光学系２０の１つ或いはその以上の
レンズ（図示せず）でセンサ１８の中央の穴に収束され
る。
子は平らなインターフェイスのように作用して、屈折し
た放射ビーム３０が光学系２０の１つ或いはその以上の
レンズ（図示せず）でセンサ１８の中央の穴に収束され
る。
【００３４】インターフェイス２５は、有利なことに、
中心が軸８上にある同心円のランパートで構成されてい
る。有利なのは、インターフェイス２５が複数のレベル
を占めるランパートを有する回折格子を適用することで
ある。そのような格子は、複数の連続するフォトエッチ
ング処理で有利に得られる。
中心が軸８上にある同心円のランパートで構成されてい
る。有利なのは、インターフェイス２５が複数のレベル
を占めるランパートを有する回折格子を適用することで
ある。そのような格子は、複数の連続するフォトエッチ
ング処理で有利に得られる。
【００３５】本発明は当然のことながら、ビーム７のエ
ネルギーの大部分をセンサ１７に投射することに限定さ
れない。光学系２０がビーム７のエネルギーの大部分を
センサ１８に誘導する、或いはビーム７のエネルギーの
実質的に半分をセンサ１７と１８のそれぞれに投射する
ことは、本発明の要旨を超えるものではない。
ネルギーの大部分をセンサ１７に投射することに限定さ
れない。光学系２０がビーム７のエネルギーの大部分を
センサ１８に誘導する、或いはビーム７のエネルギーの
実質的に半分をセンサ１７と１８のそれぞれに投射する
ことは、本発明の要旨を超えるものではない。
【００３６】図５，図６及び図７は、４つの素センサ３
２，３３，３４，３５で囲まれた中心に円形の穴３１を
有するセンサ１８の有利な具体例を示している。素セン
サ３２，３３，３４，３５のそれぞれは、センサ１７が
センサ１８の背後にセンサ１８と平行な平面に配置さ
れ、中央の穴３１に対し直角な配置の環状の４円分であ
るのが有利である。素センサ３２，３３，３４，３５
は、例えば縦，横のストリップ３６で相互に電気的に絶
縁されている。光学系２１はセンサ１８と１７との平面
の間の軸上に配置され、密追跡モードの間中、ビーム７
を１７に収束する働きを有利に行う。
２，３３，３４，３５で囲まれた中心に円形の穴３１を
有するセンサ１８の有利な具体例を示している。素セン
サ３２，３３，３４，３５のそれぞれは、センサ１７が
センサ１８の背後にセンサ１８と平行な平面に配置さ
れ、中央の穴３１に対し直角な配置の環状の４円分であ
るのが有利である。素センサ３２，３３，３４，３５
は、例えば縦，横のストリップ３６で相互に電気的に絶
縁されている。光学系２１はセンサ１８と１７との平面
の間の軸上に配置され、密追跡モードの間中、ビーム７
を１７に収束する働きを有利に行う。
【００３７】センサ１８に対するビーム７の軸８の位置
を定めるのに有利なのは、“モノパルス”の用語でレー
ダの分野で当業者によく知られている差異測定法（ｄｉ
ｆｆｅｒｅｎｃｅ−ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏ
ｄ）の適用であり、その方法は直角をなす二つの平面に
検出した信号の総和パス及び差異パスを形成することに
なる方法である。またセンサのセンターに対するビーム
の位置定めは、素センサ３２，３３，３４，３５を照射
する信号間の振幅の差をセンサ３３，３５を照射する信
号間の振幅の差と比較するか、或いはセンサ３２，３３
を照射する信号の振幅をセンサ３４，３５を照射する信
号の振幅と比較して行うこともできる。総和及び差異パ
スはまた、演算増幅器が受けた信号をディジタル化した
のを計算することによって、形成することができる。
を定めるのに有利なのは、“モノパルス”の用語でレー
ダの分野で当業者によく知られている差異測定法（ｄｉ
ｆｆｅｒｅｎｃｅ−ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏ
ｄ）の適用であり、その方法は直角をなす二つの平面に
検出した信号の総和パス及び差異パスを形成することに
なる方法である。またセンサのセンターに対するビーム
の位置定めは、素センサ３２，３３，３４，３５を照射
する信号間の振幅の差をセンサ３３，３５を照射する信
号間の振幅の差と比較するか、或いはセンサ３２，３３
を照射する信号の振幅をセンサ３４，３５を照射する信
号の振幅と比較して行うこともできる。総和及び差異パ
スはまた、演算増幅器が受けた信号をディジタル化した
のを計算することによって、形成することができる。
【００３８】図５，６は限られた視界で正確さの高い密
追跡モードを示し、一方図７は大きな視界で大きな振幅
の修正を迅速に行うのに適した粗追跡モードを示す。第
１の変更態様では、粗追跡モードもビーム７を捕捉する
ことができる。
追跡モードを示し、一方図７は大きな視界で大きな振幅
の修正を迅速に行うのに適した粗追跡モードを示す。第
１の変更態様では、粗追跡モードもビーム７を捕捉する
ことができる。
【００３９】第２の変更態様では、本発明装置はビーム
７を捕捉する分かれた系（図示せず）を具有している。
７を捕捉する分かれた系（図示せず）を具有している。
【００４０】図５，６，７に示された有利な実施例で
は、、光学系２０及び２１によって収束されたビーム７
は、センサ１７の領域より小さい或いは等しい領域のジ
スクを形成する、またジスク３７と同心のリング３８を
形成する、ビームの中心照射ゾーンを具有する。
は、、光学系２０及び２１によって収束されたビーム７
は、センサ１７の領域より小さい或いは等しい領域のジ
スクを形成する、またジスク３７と同心のリング３８を
形成する、ビームの中心照射ゾーンを具有する。
【００４１】図５に示すように、ビーム７の軸８がセン
サ１８上の中心にあると、４つの素センサ３２，３３，
３４，３５はすべて同じ振幅の信号を受ける。
サ１８上の中心にあると、４つの素センサ３２，３３，
３４，３５はすべて同じ振幅の信号を受ける。
【００４２】図６に示すように、ビーム７の軸８がセン
サ１８の中心にないと、各素センサはリング３８の領域
と同じだけ照射されない。この場合、光エネルギーが実
質的に均等にリング３８の領域上に配分される限り、異
なる個々の素センサから受ける信号の振幅は同じでな
い。図６に示す例ではセンサ３４はセンサ３２，３５の
どちらよりも大なるエネルギーを受け、一方センサ３３
は最小のエネルギーを受ける。アクチュエータ２３及び
２４のための発生制御信号は、図５に示す状態に戻すた
めに、４つの素センサ３２，３３，３４，３５の全てが
受けるエネルギーを均等にすることができなければなら
ない。
サ１８の中心にないと、各素センサはリング３８の領域
と同じだけ照射されない。この場合、光エネルギーが実
質的に均等にリング３８の領域上に配分される限り、異
なる個々の素センサから受ける信号の振幅は同じでな
い。図６に示す例ではセンサ３４はセンサ３２，３５の
どちらよりも大なるエネルギーを受け、一方センサ３３
は最小のエネルギーを受ける。アクチュエータ２３及び
２４のための発生制御信号は、図５に示す状態に戻すた
めに、４つの素センサ３２，３３，３４，３５の全てが
受けるエネルギーを均等にすることができなければなら
ない。
【００４３】図５，６に示すように、密モードで追跡
中、ビーム７の中心照射ゾーン３７がセンサ１７を照射
するようにセンサ１８の穴３１を通るようにしなければ
ならない。信号は続いて受けられ、一方追跡は密モード
で行われる。
中、ビーム７の中心照射ゾーン３７がセンサ１７を照射
するようにセンサ１８の穴３１を通るようにしなければ
ならない。信号は続いて受けられ、一方追跡は密モード
で行われる。
【００４４】対照的に図７に示す場合は、ビーム７の中
心照射ゾーン３７はセンサ１８の中心穴３１に当らず、
個々のセンサ３２，３３，３４，３５の一つに当ってい
るだけである。その結果、系が粗追跡モードに転換し、
センサ１７は信号を受けない。図７に示した例では、セ
ンサ３３は信号を受けず、一方センサ３４はビーム７に
おけるエネルギーの大部分を含む中心照射ゾーン３７に
より照射される。そのような状況下では、ビーム７の中
心照射ゾーン３７が光学系２０でセンサ１８の平面に収
束され、光学系２１でセンサ１７の平面に収束されない
ようにしなければならない。センサ３４は非常に大きな
振幅の信号を提供し、その信号はビーム７のポインティ
ングを迅速に修正して、図５の密追跡モードに戻し、次
いで図５に示すようにビーム７の軸８をセンタリングす
ることができる。
心照射ゾーン３７はセンサ１８の中心穴３１に当らず、
個々のセンサ３２，３３，３４，３５の一つに当ってい
るだけである。その結果、系が粗追跡モードに転換し、
センサ１７は信号を受けない。図７に示した例では、セ
ンサ３３は信号を受けず、一方センサ３４はビーム７に
おけるエネルギーの大部分を含む中心照射ゾーン３７に
より照射される。そのような状況下では、ビーム７の中
心照射ゾーン３７が光学系２０でセンサ１８の平面に収
束され、光学系２１でセンサ１７の平面に収束されない
ようにしなければならない。センサ３４は非常に大きな
振幅の信号を提供し、その信号はビーム７のポインティ
ングを迅速に修正して、図５の密追跡モードに戻し、次
いで図５に示すようにビーム７の軸８をセンタリングす
ることができる。
【００４５】センサ１７，１８は、例えば、ＰＩＮダイ
オード及び／またはアバランシェフォトダイオードによ
る構成とされていてもよい。
オード及び／またはアバランシェフォトダイオードによ
る構成とされていてもよい。
【００４６】本発明は可視光での実施に限定されないこ
とは勿論である。赤外線或いは紫外線のビームを適用す
る装置も本発明の要旨を逸脱するものではない。
とは勿論である。赤外線或いは紫外線のビームを適用す
る装置も本発明の要旨を逸脱するものではない。
【００４７】同様に、センサ１８に形成された穴３１の
通過後、ビーム７の軸８が反射鏡に反射されることも、
本発明の要旨外ではない。
通過後、ビーム７の軸８が反射鏡に反射されることも、
本発明の要旨外ではない。
【００４８】本発明は主として、人工衛星間の或いは人
工衛星との光通信、ライダー型距離，方位測定機，及び
自動誘導システムに適用できる。
工衛星との光通信、ライダー型距離，方位測定機，及び
自動誘導システムに適用できる。
【００４９】
【発明の効果】以上に説明したところから明らかなよう
に、本発明は発明が解決しようとする課題の項に記述し
た所期の目的を達成することができる。
に、本発明は発明が解決しようとする課題の項に記述し
た所期の目的を達成することができる。
【図１】従来装置例の図解である。
【図２】別の従来装置例を示す。
【図３】本発明装置の一例の図解である。
【図４】本発明装置の光線の光路を示す図解である。
【図５】本発明装置の働きの図解を示す。
【図６】本発明装置の働きの図解である。
【図７】本発明装置の作動を示す。
１ ポインティング デバイス ７ 光ビーム ８ 軸 １７ 第２のセンサ（検出器センサ） １８ 第１のセンサ（追跡センサ） １９ 単一体部材 ２０ 収束光学系 ２１ 収束光学系 ２５ インターフェイス ２８ 放射ビーム ２９ 放射ビーム ３０ 放射ビーム
Claims (10)
- 【請求項１】 収束光学系、第１のセンサ及び第２のセ
ンサを具備し、光ビームからデータを得る装置におい
て、少なくとも二つのセンサが光ビームの軸上に一直線
に続いて配置され、第１のセンサは穴による透光ゾーン
を光ビームの軸上に有しており、透光ゾーンを光ビーム
の少なくとも一部が透過して、それにより第２のセンサ
が照射されることを特徴とするデータ捕捉装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の装置において、第１の光
電センサがビームの捕捉センサ及び／または追跡センサ
であり、前記光電センサが前記捕捉センサ及び／または
追跡センサに対するビームの指向に従う振幅の信号で照
射されるのに適した複数の素子的な光電センサを具備
し、第２のセンサがビームに含まれるデータを変調した
形で受ける検出器センサであることを特徴とするデータ
捕捉装置。 - 【請求項３】 請求項１或いは２記載の装置において、
光学系がビームの分画エネルギーを第１のセンサ及び第
２のセンサに同時に配光することを特徴とするデータ捕
捉装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の装置において、光学系が
反射或いは屈折作用をする光学要素及び回折作用をする
光学要素を具有するハイブリッド光学系であることを特
徴とするデータ捕捉装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の装置において、光学系が
ビームの大部分を第１のセンサの透光ゾーンに収束する
レンズ、及びビームの軸と中心が一致する光の円形リン
グを第一のセンサに投射する円形の回折格子を具有する
ことを特徴とするデータ捕捉装置。 - 【請求項６】 請求項１から５の何れかに記載の装置に
おいて、第１のセンサと第２のセンサ間の光軸に配置さ
れて、透光ゾーンを通過して第２のセンサに至る光を収
束する光学系を更に具有することを特徴とするデータ捕
捉装置。 - 【請求項７】 請求項１から６の何れかに記載の装置に
おいて、第２のセンサが光学系で投射されたビームにお
ける光エネルギーの実質的に８０〜９５％を受けること
を特徴とするデータ捕捉装置。 - 【請求項８】 請求項６或いは７記載の装置において、
第２のセンサが第１のセンサより視界が大きいことを特
徴とするデータ捕捉装置。 - 【請求項９】 請求項１から８の何れかに記載の装置に
おいて、第１，２のセンサが低熱膨脹性材料でできた単
一体部材により相互に固定されていることを特徴とする
データ捕捉装置。 - 【請求項１０】 送られるデータで変調した光ビームを
投射する装置、及び請求項１から９の何れかに記載のデ
ータ捕捉装置の少なくとも一つ具有することを特徴とす
る人工衛星のための通信システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9205183 | 1992-04-27 | ||
| FR9205183A FR2690584B1 (fr) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | Dispositif d'acquisition de donnees et systeme de communication comportant un tel dispositif. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682542A true JPH0682542A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=9429297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5101103A Pending JPH0682542A (ja) | 1992-04-27 | 1993-04-27 | データ捕捉装置及びそれを具有する通信システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5349176A (ja) |
| JP (1) | JPH0682542A (ja) |
| FR (1) | FR2690584B1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5731874A (en) * | 1995-01-24 | 1998-03-24 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Discrete wavelength spectrometer |
| FR2730591B1 (fr) * | 1995-02-09 | 1997-04-04 | Dassault Electronique | Dispositif de reception de signaux electromagnetiques |
| US5770850A (en) * | 1997-04-30 | 1998-06-23 | At&T Corp | Sensor array tracking and detection system having an alignment positioner |
| US6493490B1 (en) * | 2000-12-18 | 2002-12-10 | Terabeam Corporation | Method and apparatus for receiving and aligning an optical communications beam with an integrated |
| DE10104015A1 (de) * | 2001-01-31 | 2002-08-01 | Bosch Gmbh Robert | Optischer Detektor und Verfahren zum Herstellen einer Anordnung mehrerer Halbleiterschichten |
| JP3870196B2 (ja) * | 2003-03-27 | 2007-01-17 | キヤノン株式会社 | 光空間伝送装置 |
| DE102004014465B4 (de) * | 2003-03-27 | 2010-05-12 | Canon K.K. | Optische Übertragungsvorrichtung |
| US10476591B2 (en) * | 2016-06-13 | 2019-11-12 | Bae Systems Plc | Free space optical communication system receiver |
| US20230417537A1 (en) * | 2022-06-24 | 2023-12-28 | Macom Technology Solutions Holdings, Inc. | Tracking and detector device for optical systems |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3723013A (en) * | 1970-10-23 | 1973-03-27 | Atomic Energy Commission | Alignment system |
| JPS6080332A (ja) * | 1983-10-07 | 1985-05-08 | Hitachi Ltd | 光軸検出器 |
| US4672191A (en) * | 1984-06-19 | 1987-06-09 | Dennis Cofield | Shadow solar tracking device and system |
| US5095199A (en) * | 1989-09-11 | 1992-03-10 | Ithaco Incorporated | Scanning horizon sensors using an inner and an outer radiation senstive detector |
-
1992
- 1992-04-27 FR FR9205183A patent/FR2690584B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-04-27 US US08/052,753 patent/US5349176A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-27 JP JP5101103A patent/JPH0682542A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5349176A (en) | 1994-09-20 |
| FR2690584A1 (fr) | 1993-10-29 |
| FR2690584B1 (fr) | 1995-06-23 |
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