JPH08204644A - 光空間伝送装置およびその光軸調整方法 - Google Patents
光空間伝送装置およびその光軸調整方法Info
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- JPH08204644A JPH08204644A JP7009820A JP982095A JPH08204644A JP H08204644 A JPH08204644 A JP H08204644A JP 7009820 A JP7009820 A JP 7009820A JP 982095 A JP982095 A JP 982095A JP H08204644 A JPH08204644 A JP H08204644A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光空間伝送装置の光源である半導体レーザの
経年変化による光軸のずれの調整作業、および半導体レ
ーザの交換とその時の光軸調整作業を改善する。 【構成】 半導体レーザ３Ａを載置する、光軸に対して
垂直な面内の直行する２軸方向に移動可能なレーザ位置
調整装置９と、出射用レンズ１Ｄの前面に密接して配置
する光シャッター２９を有する反射装置と、反射した出
射光Ｌ1 を集光するレンズ１Ｅと、集光位置を検出する
位置検出素子５を設ける。位置検出素子５の出力電流か
ら集光位置を２軸の座標として算出する集光位置検出回
路２０と、これを記憶する集光位置記憶回路２１とを有
し、適正な光軸である時の半導体レーザ３Ａの設定位置
を位置検出素子上５の点としてその座標を記憶すると共
に、光軸がずれたときの集光位置とを比較して、正しい
位置になるようにレーザ位置調整装置９を制御する。
経年変化による光軸のずれの調整作業、および半導体レ
ーザの交換とその時の光軸調整作業を改善する。 【構成】 半導体レーザ３Ａを載置する、光軸に対して
垂直な面内の直行する２軸方向に移動可能なレーザ位置
調整装置９と、出射用レンズ１Ｄの前面に密接して配置
する光シャッター２９を有する反射装置と、反射した出
射光Ｌ1 を集光するレンズ１Ｅと、集光位置を検出する
位置検出素子５を設ける。位置検出素子５の出力電流か
ら集光位置を２軸の座標として算出する集光位置検出回
路２０と、これを記憶する集光位置記憶回路２１とを有
し、適正な光軸である時の半導体レーザ３Ａの設定位置
を位置検出素子上５の点としてその座標を記憶すると共
に、光軸がずれたときの集光位置とを比較して、正しい
位置になるようにレーザ位置調整装置９を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザ光を信号用
光源とする光空間伝送装置に関し、更に詳しくは半導体
レーザの経時変化による光軸ずれの調整、または半導体
レーザの交換と光軸調整に関するものである。
光源とする光空間伝送装置に関し、更に詳しくは半導体
レーザの経時変化による光軸ずれの調整、または半導体
レーザの交換と光軸調整に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光空間伝送装置とは送る情報を光の強度
変調に変換し、前記強度変調した光を受信する側に向か
って大気中に出射し、受信側においては入射した変調光
を復調することにより、所望の情報信号の伝達を大気空
間を介して行うものである。
変調に変換し、前記強度変調した光を受信する側に向か
って大気中に出射し、受信側においては入射した変調光
を復調することにより、所望の情報信号の伝達を大気空
間を介して行うものである。
【０００３】即ち、図５に示すように一方の光空間伝送
装置５０Ａと他方の光空間伝送装置５０Ｂとの間で行わ
れる双方向の光空間伝送は、一方の光空間伝送装置５０
Ａ（又は５０Ｂ）から送信信号で変調されたレーザ光を
レンズ１Ｄを介して出射（出射光Ｌ1 ）し、他方の光空
間伝送装置５０Ｂ（又は５０Ａ）からの同様に変調され
たレーザ光（入射光Ｌ2 ）をレンズ１Ｄを介して受光す
ることで実現される。
装置５０Ａと他方の光空間伝送装置５０Ｂとの間で行わ
れる双方向の光空間伝送は、一方の光空間伝送装置５０
Ａ（又は５０Ｂ）から送信信号で変調されたレーザ光を
レンズ１Ｄを介して出射（出射光Ｌ1 ）し、他方の光空
間伝送装置５０Ｂ（又は５０Ａ）からの同様に変調され
たレーザ光（入射光Ｌ2 ）をレンズ１Ｄを介して受光す
ることで実現される。
【０００４】ここで、本発明に係わる、本件の出願人等
によって発明され特願平５−３５３４１０号として既に
出願されている光空間伝送装置の一例について、その概
略を図６を参照して説明する。同図に示す光空間伝送装
置は送信と受信の機能を一体にした構成をしていて、全
く同じ装置を対向して設置することにより、双方向の情
報伝達を行うことができるものである。
によって発明され特願平５−３５３４１０号として既に
出願されている光空間伝送装置の一例について、その概
略を図６を参照して説明する。同図に示す光空間伝送装
置は送信と受信の機能を一体にした構成をしていて、全
く同じ装置を対向して設置することにより、双方向の情
報伝達を行うことができるものである。
【０００５】まず、光学系の基本構成は光源となる半導
体レーザ３、レーザビームを平行ビームに変換するレン
ズ１Ａ、光を分離する偏光ビームスプリッタ２、再度レ
ーザビームを絞るレンズ１Ｂ、レーザビームを出射する
レンズ１Ｄ、および入射光を光検出素子４に集光するレ
ンズ１Ｃとから成っている。
体レーザ３、レーザビームを平行ビームに変換するレン
ズ１Ａ、光を分離する偏光ビームスプリッタ２、再度レ
ーザビームを絞るレンズ１Ｂ、レーザビームを出射する
レンズ１Ｄ、および入射光を光検出素子４に集光するレ
ンズ１Ｃとから成っている。
【０００６】つぎに送信機としての動作は、伝達すべき
情報は送信信号処理回路１０によって送信信号に変換さ
れ、半導体レーザ３を駆動するドライバ１１に入力され
る。前記ドライバ１１により送信信号に応じて駆動され
た半導体レーザ３のレーザ光はレンズ１Ａで一定の径の
ビームに拡大された後、偏光ビームスプリッタを通って
再度レンズ１Ｂにより絞られ、最後に出射用の大口径レ
ンズ１Ｄにより略平行な出射光Ｌ1 に変換されて相手側
装置に送り出される。
情報は送信信号処理回路１０によって送信信号に変換さ
れ、半導体レーザ３を駆動するドライバ１１に入力され
る。前記ドライバ１１により送信信号に応じて駆動され
た半導体レーザ３のレーザ光はレンズ１Ａで一定の径の
ビームに拡大された後、偏光ビームスプリッタを通って
再度レンズ１Ｂにより絞られ、最後に出射用の大口径レ
ンズ１Ｄにより略平行な出射光Ｌ1 に変換されて相手側
装置に送り出される。
【０００７】また、受信機としての動作は、相手側装置
から送られてきたレーザ光、即ち入射光Ｌ2 は大口径レ
ンズ１Ｄとレンズ１Ｂによって一定の径に変換され、偏
光ビームスプリッタ２で曲げられた後レンズ１Ｃによっ
て光検出素子４に集光される。前記光検出素子４で光信
号が電気信号に変換され、プリアンプ１３、ＡＧＣ１４
等で信号が整形され、受信信号処理回路１５で元の情報
に復元される。
から送られてきたレーザ光、即ち入射光Ｌ2 は大口径レ
ンズ１Ｄとレンズ１Ｂによって一定の径に変換され、偏
光ビームスプリッタ２で曲げられた後レンズ１Ｃによっ
て光検出素子４に集光される。前記光検出素子４で光信
号が電気信号に変換され、プリアンプ１３、ＡＧＣ１４
等で信号が整形され、受信信号処理回路１５で元の情報
に復元される。
【０００８】以上、一つの装置で送信と受信ができる送
受一体構成の光空間伝送装置について述べてきたが、送
信機能と受信機能とがそれぞれに分離した形態の装置も
従来から数多く提案され実現されてきた。
受一体構成の光空間伝送装置について述べてきたが、送
信機能と受信機能とがそれぞれに分離した形態の装置も
従来から数多く提案され実現されてきた。
【０００９】しかしながら、上述した光空間伝送装置に
おいては、自装置と相手装置間の光軸の合わせ込みを行
った後、長時間の使用による半導体レーザの経時変化に
よって送信光学系と受信光学系のそれぞれに光軸のずれ
を生じる場合があり、定期的に検査し調整する必要があ
った。
おいては、自装置と相手装置間の光軸の合わせ込みを行
った後、長時間の使用による半導体レーザの経時変化に
よって送信光学系と受信光学系のそれぞれに光軸のずれ
を生じる場合があり、定期的に検査し調整する必要があ
った。
【００１０】また、送信用光源である半導体レーザは、
一般的には光空間伝送装置を構成する他のデバイスに較
べ寿命が短く、その対策として半導体レーザの使用時間
を積算し、一定の時間を経過したものは事前に交換をす
る必要があった。また、当然ながら交換と同時に再度厳
密な半導体レーザの位置調整など光学部材の光軸調整を
する必要があった。
一般的には光空間伝送装置を構成する他のデバイスに較
べ寿命が短く、その対策として半導体レーザの使用時間
を積算し、一定の時間を経過したものは事前に交換をす
る必要があった。また、当然ながら交換と同時に再度厳
密な半導体レーザの位置調整など光学部材の光軸調整を
する必要があった。
【００１１】つまり、半導体レーザのケースを基準にし
て光学系に装着しても、ケースとレーザチップの固定位
置、レーザ光の出射方向は、光空間伝送装置が要求する
高い精度では一致しておらず、即ちケースを基準として
光軸調整をすることは不可能であって、半導体レーザの
交換時においてはその都度、半導体レーザを点燈して他
の光学系との光軸調整をしなければならなかった。
て光学系に装着しても、ケースとレーザチップの固定位
置、レーザ光の出射方向は、光空間伝送装置が要求する
高い精度では一致しておらず、即ちケースを基準として
光軸調整をすることは不可能であって、半導体レーザの
交換時においてはその都度、半導体レーザを点燈して他
の光学系との光軸調整をしなければならなかった。
【００１２】これらの作業はその設定環境、装置の特殊
性、高い精度等から装置を設定場所から取外し、種々の
保守作業設備のある作業所に移動して行わなければなら
ず、特に装置が作業所から遠くはなれて設置されている
場合、その移送のために時間がかかり、また、移送中に
おいて２次的に損傷を生じる危険性が多かった。
性、高い精度等から装置を設定場所から取外し、種々の
保守作業設備のある作業所に移動して行わなければなら
ず、特に装置が作業所から遠くはなれて設置されている
場合、その移送のために時間がかかり、また、移送中に
おいて２次的に損傷を生じる危険性が多かった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は光空間伝送装置の送信用半導体レーザの経時変化に起
因する光軸のずれの調整作業、或いは一定の点灯時間経
過後、または故障した場合の半導体レーザの交換作業を
装置を設定している場所で、しかも自装置側だけで行え
るようにすると共に、光軸の合わせ込みを短時間で正確
に、或いは自動的に行えるようにしようとするものであ
る。
は光空間伝送装置の送信用半導体レーザの経時変化に起
因する光軸のずれの調整作業、或いは一定の点灯時間経
過後、または故障した場合の半導体レーザの交換作業を
装置を設定している場所で、しかも自装置側だけで行え
るようにすると共に、光軸の合わせ込みを短時間で正確
に、或いは自動的に行えるようにしようとするものであ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の点に鑑み
なされたものであって、光空間伝送装置の半導体レーザ
を、レーザ光軸に垂直な平面上を直行する２軸方向にそ
れぞれ独立して移動するレーザ位置調整装置に搭載し、
出射用レンズの前面に出射するレーザ光を出射してきた
方向に戻す光反射装置を設定し、光反射装置で反射した
レーザ光を集光し、その集光位置を検出する位置検出素
子を設け、この検出素子で検出したレーザ光の集光位置
を算出する回路を設ける。更に、光軸が正しく設定され
ている場合の反射光の集光位置を基準位置として記憶す
る回路を設け、この基準位置と実働上の集光位置を比較
し、その結果に基づいてレーザ位置調整装置の位置を制
御して半導体レーザの位置を決定する
なされたものであって、光空間伝送装置の半導体レーザ
を、レーザ光軸に垂直な平面上を直行する２軸方向にそ
れぞれ独立して移動するレーザ位置調整装置に搭載し、
出射用レンズの前面に出射するレーザ光を出射してきた
方向に戻す光反射装置を設定し、光反射装置で反射した
レーザ光を集光し、その集光位置を検出する位置検出素
子を設け、この検出素子で検出したレーザ光の集光位置
を算出する回路を設ける。更に、光軸が正しく設定され
ている場合の反射光の集光位置を基準位置として記憶す
る回路を設け、この基準位置と実働上の集光位置を比較
し、その結果に基づいてレーザ位置調整装置の位置を制
御して半導体レーザの位置を決定する
【００１５】前記光反射装置をコーナーキューブプリズ
ムと、その前面に光を遮断するシャッターを設けた構
造、または凸レンズと凸レンズの焦点に反射鏡を設定
し、前記凸レンズの前面に光を遮断するシャッターを設
けた構造とし、更にこのシャッターは光軸調整時に開
き、信号伝送中には閉じているものとする。
ムと、その前面に光を遮断するシャッターを設けた構
造、または凸レンズと凸レンズの焦点に反射鏡を設定
し、前記凸レンズの前面に光を遮断するシャッターを設
けた構造とし、更にこのシャッターは光軸調整時に開
き、信号伝送中には閉じているものとする。
【００１６】位置検出素子は直行する２軸方向に分離し
て光照射位置を検出する２次元位置検出素子で構成す
る。
て光照射位置を検出する２次元位置検出素子で構成す
る。
【００１７】光空間伝送装置の光学系に、信号用光源と
する複数の半導体レーザを配設し、そのなかの選択され
た半導体レーザのレーザ光が光学的手段により送信光学
系にその光軸と一致して導入される構成にし、更にその
半導体レーザを搭載したレーザ位置調整装置の位置を前
述した回路手段によって制御し、半導体レーザの位置を
決定する、即ち光軸を調整する構成にして半導体レーザ
の交換における上記課題を解決するものである。
する複数の半導体レーザを配設し、そのなかの選択され
た半導体レーザのレーザ光が光学的手段により送信光学
系にその光軸と一致して導入される構成にし、更にその
半導体レーザを搭載したレーザ位置調整装置の位置を前
述した回路手段によって制御し、半導体レーザの位置を
決定する、即ち光軸を調整する構成にして半導体レーザ
の交換における上記課題を解決するものである。
【００１８】
【作用】出射レンズから出射したレーザ光を送信光学系
側に反射して戻し、その光の集光位置を測定することに
よって、簡単にレーザ光の出射方向を認識することがで
きる。従って、この集光位置と正常な出射方向による基
準の集光位置、即ち光軸が一致している場合の反射光の
集光位置を比較して、半導体レーザの設定位置を決定す
ることができる。
側に反射して戻し、その光の集光位置を測定することに
よって、簡単にレーザ光の出射方向を認識することがで
きる。従って、この集光位置と正常な出射方向による基
準の集光位置、即ち光軸が一致している場合の反射光の
集光位置を比較して、半導体レーザの設定位置を決定す
ることができる。
【００１９】
【実施例】本発明による光空間伝送装置の半導体レーザ
の光軸調整に関し、その構成と動作について図１ないし
図４を参照して説明する。
の光軸調整に関し、その構成と動作について図１ないし
図４を参照して説明する。
【００２０】まずはじめに、本実施例に用いる出射レン
ズから出射したレーザ光を送信光学系側に反射する光反
射装置について図３を参照して、また、反射した光の集
光位置を測定する位置検出素子について図４を参照して
説明する。
ズから出射したレーザ光を送信光学系側に反射する光反
射装置について図３を参照して、また、反射した光の集
光位置を測定する位置検出素子について図４を参照して
説明する。
【００２１】図３（ａ）の符号１００は光反射装置を示
し、コーナーキューブプリズム３０と、その前面に密着
して設定したシャッター２９とから構成されている。コ
ーナーキューブプリズム３０はその構造的特性から入射
してきた光を入射方向に正確に戻すものである。尚、コ
ーナーキューブプリズム３０に替わってミラーを組み合
わせて構成したコーナーキューブプリズムと同等の働き
をする光学系を用いても良い。
し、コーナーキューブプリズム３０と、その前面に密着
して設定したシャッター２９とから構成されている。コ
ーナーキューブプリズム３０はその構造的特性から入射
してきた光を入射方向に正確に戻すものである。尚、コ
ーナーキューブプリズム３０に替わってミラーを組み合
わせて構成したコーナーキューブプリズムと同等の働き
をする光学系を用いても良い。
【００２２】従って、装置から出射した出射光Ｌ1 はシ
ャッター２９を通ってコーナーキューブプリズム３０に
入り、そこで反射して再度シャッター２９を通り、出射
光Ｌ1 と完全な平行光となって送信光学系に戻る。
ャッター２９を通ってコーナーキューブプリズム３０に
入り、そこで反射して再度シャッター２９を通り、出射
光Ｌ1 と完全な平行光となって送信光学系に戻る。
【００２３】また、図３（ｂ）の符号１１０は他の光反
射装置を示し、凸レンズ１Ｇと、凸レンズ１Ｇの焦点位
置に設けられたミラー３１と、凸レンズ１Ｇの前面に密
着して設定したシャッター２９とから構成されている。
凸レンズ１Ｇと、凸レンズ１Ｇの焦点位置に設けられた
ミラー３１による光学系はその構造的特性から入射して
きた光を入射方向に正確に戻すものである。
射装置を示し、凸レンズ１Ｇと、凸レンズ１Ｇの焦点位
置に設けられたミラー３１と、凸レンズ１Ｇの前面に密
着して設定したシャッター２９とから構成されている。
凸レンズ１Ｇと、凸レンズ１Ｇの焦点位置に設けられた
ミラー３１による光学系はその構造的特性から入射して
きた光を入射方向に正確に戻すものである。
【００２４】従って、装置から出射した出射光Ｌ1 はシ
ャッター２９を通り、その光は凸レンズ１Ｇで凸レンズ
１Ｇの焦点に集光され、ミラー３１で反射された後、再
度凸レンズ１Ｇを通って入射光と完全な平行光に変換さ
れてシャッター２９を通り、送信光学系に戻るものであ
る。
ャッター２９を通り、その光は凸レンズ１Ｇで凸レンズ
１Ｇの焦点に集光され、ミラー３１で反射された後、再
度凸レンズ１Ｇを通って入射光と完全な平行光に変換さ
れてシャッター２９を通り、送信光学系に戻るものであ
る。
【００２５】尚、シャッター２９は例えば液晶で構成さ
れていて、電気的制御によって光を透過し、または遮断
するものであっても良く、また、強誘電体のシャッタ
ー、或いは機械的シャッターでも良いことは論を待たな
い。
れていて、電気的制御によって光を透過し、または遮断
するものであっても良く、また、強誘電体のシャッタ
ー、或いは機械的シャッターでも良いことは論を待たな
い。
【００２６】つぎに、図４を参照して位置検出素子５に
ついて説明する。この位置検出素子５の受光面４１は正
方形である２次元の広がりを有していて、各辺の長さを
各々２Ｄ0 とする。各対向する一組の辺を一つの軸（例
えばＸ軸）の電極とし、これと直交する他の一組の辺を
一方の軸（例えばＹ軸）の電極とする。ここで受光面４
１の中心を原点Ｐ0 （０、０）、光４０の集光点をＰ1
（Ｘ、Ｙ）とし、Ｘ軸方向に対応する辺の出力電流を各
々ＩＸ1 、ＩＸ2 、またＹ軸方向に対応する辺の出力電
流を各々ＩＹ1 、ＩＹ2 とすると、集光点をＰ1 （Ｘ、
Ｙ）は、良く知られているように、 Ｘ＝Ｄ0 （ＩＸ2 −ＩＸ1 ）／（ＩＸ2 ＋ＩＸ1 ） Ｙ＝Ｄ0 （ＩＹ2 −ＩＹ1 ）／（ＩＹ2 ＋ＩＹ1 ） として決定することができる。
ついて説明する。この位置検出素子５の受光面４１は正
方形である２次元の広がりを有していて、各辺の長さを
各々２Ｄ0 とする。各対向する一組の辺を一つの軸（例
えばＸ軸）の電極とし、これと直交する他の一組の辺を
一方の軸（例えばＹ軸）の電極とする。ここで受光面４
１の中心を原点Ｐ0 （０、０）、光４０の集光点をＰ1
（Ｘ、Ｙ）とし、Ｘ軸方向に対応する辺の出力電流を各
々ＩＸ1 、ＩＸ2 、またＹ軸方向に対応する辺の出力電
流を各々ＩＹ1 、ＩＹ2 とすると、集光点をＰ1 （Ｘ、
Ｙ）は、良く知られているように、 Ｘ＝Ｄ0 （ＩＸ2 −ＩＸ1 ）／（ＩＸ2 ＋ＩＸ1 ） Ｙ＝Ｄ0 （ＩＹ2 −ＩＹ1 ）／（ＩＹ2 ＋ＩＹ1 ） として決定することができる。
【００２７】従って、上述した位置検出素子５からの出
力電流を演算することにより受光面４１の集光位置を計
測し、決定することができるものである。
力電流を演算することにより受光面４１の集光位置を計
測し、決定することができるものである。
【００２８】実施例１ 本発明による光空間伝送装置の第一の実施例について図
１を参照して説明する。この実施例は送受一体型の装置
に本発明の技術を導入したものである。まずその構成
は、半導体レーザ３Ａがレーザ位置調整装置９に装着さ
れていて、レーザ光はレンズ１Ａで平行光に変換され、
偏光ビームスプリッタ２Ａ、レンズ１Ｂを通った後、レ
ンズ１Ｄから略平行光の出射光Ｌ1 として相手装置に向
かって出射される。前記レーザ位置調整装置９は光軸に
垂直な面内の直行する２つの軸方向に移動することがで
きる構成をしている。
１を参照して説明する。この実施例は送受一体型の装置
に本発明の技術を導入したものである。まずその構成
は、半導体レーザ３Ａがレーザ位置調整装置９に装着さ
れていて、レーザ光はレンズ１Ａで平行光に変換され、
偏光ビームスプリッタ２Ａ、レンズ１Ｂを通った後、レ
ンズ１Ｄから略平行光の出射光Ｌ1 として相手装置に向
かって出射される。前記レーザ位置調整装置９は光軸に
垂直な面内の直行する２つの軸方向に移動することがで
きる構成をしている。
【００２９】光検出素子４は相手装置から送信されてき
た光、即ちレンズ１Ｄ、レンズ１Ｂ、偏光ビームスプリ
ッタ２Ａと２Ｂ、およびレンズ１Ｃを通した入射光Ｌ2
を検出し、この働きは従来と同一である。
た光、即ちレンズ１Ｄ、レンズ１Ｂ、偏光ビームスプリ
ッタ２Ａと２Ｂ、およびレンズ１Ｃを通した入射光Ｌ2
を検出し、この働きは従来と同一である。
【００３０】前述した光反射装置１００（または１１
０）が出射用のレンズ１Ｄの前面に密接して装着されて
いて、出射光Ｌ1 は前記光反射装置１００（または１１
０）により反射し、レンズ１Ｄ、レンズ１Ｂ、偏光ビー
ムスプリッタ２Ａと２Ｂを通り、レンズ１Ｅによって前
述した位置検出素子５上に集光される。
０）が出射用のレンズ１Ｄの前面に密接して装着されて
いて、出射光Ｌ1 は前記光反射装置１００（または１１
０）により反射し、レンズ１Ｄ、レンズ１Ｂ、偏光ビー
ムスプリッタ２Ａと２Ｂを通り、レンズ１Ｅによって前
述した位置検出素子５上に集光される。
【００３１】つぎに、光学系の動作を回路ブロックとの
関係を示しながら説明する。まず、光軸が正しく調整さ
れている場合の半導体レーザ３Ａの発光点の位置を位置
検出素子５で測定をしておく。つまり、基準位置として
正しい半導体レーザ３Ａの発光点の位置を位置検出素子
５上に定めるものである。
関係を示しながら説明する。まず、光軸が正しく調整さ
れている場合の半導体レーザ３Ａの発光点の位置を位置
検出素子５で測定をしておく。つまり、基準位置として
正しい半導体レーザ３Ａの発光点の位置を位置検出素子
５上に定めるものである。
【００３２】これは、正しく光軸が調整されているとき
にシャッター駆動回路２４により光反射装置１００（ま
たは１１０）のシャッター２９を開き、出射光Ｌ1 の一
部を反射させ、レンズ１Ｅで位置検出素子５上に集光す
る。この時の位置検出素子５の出力を集光位置検出回路
２０で、図４に示す位置Ｐ（Ｘ、Ｙ）として算出し、集
光位置記憶回路２１にその値を基準位置として記憶して
おく。
にシャッター駆動回路２４により光反射装置１００（ま
たは１１０）のシャッター２９を開き、出射光Ｌ1 の一
部を反射させ、レンズ１Ｅで位置検出素子５上に集光す
る。この時の位置検出素子５の出力を集光位置検出回路
２０で、図４に示す位置Ｐ（Ｘ、Ｙ）として算出し、集
光位置記憶回路２１にその値を基準位置として記憶して
おく。
【００３３】つぎに、正しくない半導体レーザの光軸を
調整する方法について説明する。シャッター駆動回路２
４により光反射装置１００（または１１０）のシャッタ
ー２９を開き、出射光Ｌ1 の一部を反射させ、レンズ１
Ｅで位置検出素子５上に集光し、その集光位置を位置検
出素子５の出力から集光位置検出回路２０で算出する。
その算出した位置と集光位置記憶回路２１に記憶してい
る基準位置との差を集光位置比較回路２２で算出し、差
がある場合にはその差を零とするように駆動回路２３に
よってレーザ位置調整装置９を制御し、正しい位置に半
導体レーザ３Ａを設定する。
調整する方法について説明する。シャッター駆動回路２
４により光反射装置１００（または１１０）のシャッタ
ー２９を開き、出射光Ｌ1 の一部を反射させ、レンズ１
Ｅで位置検出素子５上に集光し、その集光位置を位置検
出素子５の出力から集光位置検出回路２０で算出する。
その算出した位置と集光位置記憶回路２１に記憶してい
る基準位置との差を集光位置比較回路２２で算出し、差
がある場合にはその差を零とするように駆動回路２３に
よってレーザ位置調整装置９を制御し、正しい位置に半
導体レーザ３Ａを設定する。
【００３４】上述したように、本発明の装置を用いるこ
とによって、半導体レーザ３Ａの経時変化、或いは半導
体レーザ３Ａの交換時に生じる光軸の調整を正確で簡単
に行うことができる。また、図示はしていないが、各回
路ブロックの相互関係はＣＰＵにより制御され、また回
路の一部、或いは全部をＣＰＵが実行する構成にしても
よい。尚、レーザ変調回路、受光処理回路等は従来例と
同一であって説明は省略する。
とによって、半導体レーザ３Ａの経時変化、或いは半導
体レーザ３Ａの交換時に生じる光軸の調整を正確で簡単
に行うことができる。また、図示はしていないが、各回
路ブロックの相互関係はＣＰＵにより制御され、また回
路の一部、或いは全部をＣＰＵが実行する構成にしても
よい。尚、レーザ変調回路、受光処理回路等は従来例と
同一であって説明は省略する。
【００３５】実施例２ つぎに、本発明による光空間伝送装置の第二の実施例に
ついて図２を参照して説明する。本実施例は第一の実施
例に光源として複数の半導体レーザを用いたものであっ
て、例えば半導体レーザ３Ｂをレーザ位置調整装置９Ｂ
に装着し、レンズ１Ｆ、ミラー６およびハーフミラー７
を付加し、送信用光学系に合成する。更に、スイッチ２
５を設け、このスイッチ２５で駆動回路２３と選択する
半導体レーザとそれを装着しているレーザ位置調整装置
を接続し、その位置を制御するものである。その他の構
成と動作は第一の実施例と同一であり、説明は省略す
る。
ついて図２を参照して説明する。本実施例は第一の実施
例に光源として複数の半導体レーザを用いたものであっ
て、例えば半導体レーザ３Ｂをレーザ位置調整装置９Ｂ
に装着し、レンズ１Ｆ、ミラー６およびハーフミラー７
を付加し、送信用光学系に合成する。更に、スイッチ２
５を設け、このスイッチ２５で駆動回路２３と選択する
半導体レーザとそれを装着しているレーザ位置調整装置
を接続し、その位置を制御するものである。その他の構
成と動作は第一の実施例と同一であり、説明は省略す
る。
【００３６】前述した第二の実施例によると、半導体レ
ーザの交換とその光軸調整を自動的に行うことができ
る。
ーザの交換とその光軸調整を自動的に行うことができ
る。
【００３７】以上、２つの実施例は送受一体型の光空間
伝送装置に関するものであるが、送信機能だけを有する
装置、即ち図１および図２に示す光検出素子４と偏光ビ
ームスプリッタ２Ｂを有さない装置に用いても良いこと
は論を待たない。
伝送装置に関するものであるが、送信機能だけを有する
装置、即ち図１および図２に示す光検出素子４と偏光ビ
ームスプリッタ２Ｂを有さない装置に用いても良いこと
は論を待たない。
【００３８】また、本実施例では自動による光軸調整に
ついて示しているが、集光位置の情報をもとに手動でレ
ーザ位置調整装置９を移動して調整する構成にしても良
いことは当然である。
ついて示しているが、集光位置の情報をもとに手動でレ
ーザ位置調整装置９を移動して調整する構成にしても良
いことは当然である。
【００３９】
【発明の効果】従って、光空間伝送装置の半導体レーザ
の経時変化に起因する光軸のずれの調整作業、或いは一
定の点灯時間の経過後、または故障した半導体レーザの
交換作業の作業性向上と共に、光軸の合わせ込みを短時
間で正確に、更には自動的に行うことができる。
の経時変化に起因する光軸のずれの調整作業、或いは一
定の点灯時間の経過後、または故障した半導体レーザの
交換作業の作業性向上と共に、光軸の合わせ込みを短時
間で正確に、更には自動的に行うことができる。
【００４０】また、半導体レーザの交換と光軸調整を自
動的に行うことができる。
動的に行うことができる。
【００４１】上記作業を光空間伝送装置の設置場所でお
こなうことができる。
こなうことができる。
【図１】 本発明の第一の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】 本発明の第二の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】 本発明に用いる反射装置の概略断面図であっ
て、（ａ）はコーナーキューブプリズムを用いた構成を
示し、（ｂ）は凸レンズとミラーを用いた構成を示す。
て、（ａ）はコーナーキューブプリズムを用いた構成を
示し、（ｂ）は凸レンズとミラーを用いた構成を示す。
【図４】 本発明に用いる位置検出素子を説明する為の
図である。
図である。
【図５】 光空間伝送装置の伝送状態を説明する為の図
である。
である。
【図６】 従来の光空間伝送装置の基本的構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
１Ａ〜１Ｇ レンズ ２Ａ、２Ｂ 偏光ビームスプリッタ ３Ａ、３Ｂ 半導体レーザ ４ 光検出素子 ５ 位置検出素子 ６、３１ ミラー ７ ハーフミラー ９ レーザ位置調整装置 １０ 送信信号処理回路 １１ ドライバ １３ プリアンプ １４ ＡＧＣ １５ 受信信号処理回路 ２０ 入射位置検出回路 ２１ 入射位置記憶回路 ２２ 入射位置比較回路 ２３ 駆動回路 ２４ シャッター駆動回路 ２５ スイッチ ２９ シャッター ３０ コーナーキューブプリズム ５０Ａ、５０Ｂ 光空間伝送装置
Claims (9)
- 【請求項１】 半導体レーザを信号用光源とし、送信信
号に応じて前記半導体レーザのレーザ光を変調して外部
に出射することにより送信を行う送信手段を含んで成る
自装置と、外部から入射する変調されたレーザ光を受光
すると共に復調して信号を得る受信手段を含んで成る相
手装置との一対で構成する光空間伝送装置において、 前記光空間伝送装置の半導体レーザを、レーザ光軸に垂
直な平面内の直交する２軸方向にそれぞれ独立して移動
可能なレーザ位置調整装置に搭載し、 前記光空間伝送装置の出射用レンズの前面に出射するレ
ーザ光を、出射してきた方向に戻す光反射装置を設定
し、 前記光反射装置で反射したレーザ光を集光する光学系
と、その集光位置を検出する位置検出素子を設け、 更に、前記位置検出素子で検出したレーザ光の集光位置
を算出し記憶する回路を設けると共に、前記集光位置と
基準の集光位置とを比較する比較回路を設け、 前記比較回路の結果に基づいて前記レーザ位置調整装置
を制御して半導体レーザを基準の位置に設定する構成に
したことを特徴とする光空間伝送装置。 - 【請求項２】 前記光反射装置をコーナーキューブプリ
ズムと、その前面に光を遮断するシャッターを設定して
構成したことを特徴とする、請求項１に記載の光空間伝
送装置。 - 【請求項３】 前記光反射装置を凸レンズと凸レンズの
焦点に反射鏡を設定すると共に、前記凸レンズの前面に
光を遮断するシャッターを設定して構成したことを特徴
とする、請求項１に記載の光空間伝送装置。 - 【請求項４】 前記位置検出素子を、光照射点の位置を
直行する２軸方向に分離して測定する２次元位置検出素
子で構成したことを特徴とする、請求項１に記載の光空
間伝送装置。 - 【請求項５】 前記光反射装置のシャッターを光軸調整
時に開き、信号伝送中には閉じていることを特徴とす
る、請求項１に記載の光空間伝送装置。 - 【請求項６】 光空間伝送装置の信号用光源である半導
体レーザを、レーザ光軸に垂直な平面内の直交する２軸
方向にそれぞれ独立して移動可能なレーザ位置調整装置
に搭載し、 前記光空間伝送装置の出射用レンズの前面に出射するレ
ーザ光を、出射してきた方向に戻す光反射装置を設定
し、 前記光反射装置で反射したレーザ光を集光する光学系
と、その集光位置を検出する位置検出素子を設け、 更に、前記位置検出素子で検出したレーザ光の集光位置
を算出し記憶する回路を設けると共に、前記集光位置と
基準の集光位置とを比較する比較回路を設け、 前記比較回路の結果に基づいて前記レーザ位置調整装置
を制御して半導体レーザを基準の位置に設定する構成の
光空間伝送装置において、 前記信号用光源を個別に動作する複数個の半導体レーザ
で構成し、 更に、前記複数個の半導体レーザの各々のレーザ光が光
学的手段により送信用光学系と光軸を一致して合成する
構成にしたことを特徴とする光空間伝送装置。 - 【請求項７】 複数個の半導体レーザの各々を、前記レ
ーザ位置調整装置に個別に搭載し、信号用光源として選
択した半導体レーザを点灯すると共に、その半導体レー
ザを搭載したレーザ位置調整装置を、反射レーザ光の集
光位置と基準の集光位置とを比較することにより制御
し、選択した半導体レーザを基準の位置に設定する構成
にしたことを特徴とする、請求項６に記載の光空間伝送
装置。 - 【請求項８】 請求項１ないし請求項５の何れか１項に
記載の装置を用いて半導体レーザの設定位置を調整する
ことを特徴とする光空間伝送装置の光軸調整方法。 - 【請求項９】 請求項６または請求項７に記載の装置を
用いて半導体レーザの交換をすると共に、半導体レーザ
の設定位置を調整することを特徴とする光空間伝送装置
の光軸調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7009820A JPH08204644A (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | 光空間伝送装置およびその光軸調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7009820A JPH08204644A (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | 光空間伝送装置およびその光軸調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08204644A true JPH08204644A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11730788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7009820A Pending JPH08204644A (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | 光空間伝送装置およびその光軸調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08204644A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001292105A (ja) * | 2000-04-10 | 2001-10-19 | Canon Inc | 光空間伝送装置 |
| JP2005159000A (ja) * | 2003-11-26 | 2005-06-16 | Sony Corp | 半導体レーザ |
| JP2012021878A (ja) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Mitsubishi Electric Corp | 距離変動計測装置 |
| JP2013106211A (ja) * | 2011-11-14 | 2013-05-30 | Fujitsu Ltd | 光送信装置、および光送信方法 |
| JP2019212654A (ja) * | 2018-05-31 | 2019-12-12 | 日亜化学工業株式会社 | 光源装置 |
| CN113949443A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-01-18 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种激光通信测试系统的高精度快速装调方法 |
| WO2023181375A1 (ja) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | 株式会社ニコン | 光照射装置及び光無線通信システム |
-
1995
- 1995-01-25 JP JP7009820A patent/JPH08204644A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001292105A (ja) * | 2000-04-10 | 2001-10-19 | Canon Inc | 光空間伝送装置 |
| JP4508352B2 (ja) * | 2000-04-10 | 2010-07-21 | キヤノン株式会社 | 光空間伝送システム |
| JP2005159000A (ja) * | 2003-11-26 | 2005-06-16 | Sony Corp | 半導体レーザ |
| JP2012021878A (ja) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Mitsubishi Electric Corp | 距離変動計測装置 |
| JP2013106211A (ja) * | 2011-11-14 | 2013-05-30 | Fujitsu Ltd | 光送信装置、および光送信方法 |
| JP2019212654A (ja) * | 2018-05-31 | 2019-12-12 | 日亜化学工業株式会社 | 光源装置 |
| CN113949443A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-01-18 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种激光通信测试系统的高精度快速装调方法 |
| CN113949443B (zh) * | 2021-09-29 | 2023-01-06 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种激光通信测试系统的高精度快速装调方法 |
| WO2023181375A1 (ja) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | 株式会社ニコン | 光照射装置及び光無線通信システム |
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