JPH0936809A

JPH0936809A - 光空間通信装置

Info

Publication number: JPH0936809A
Application number: JP7208445A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Sakanaka; 徹雄坂中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-07-24
Filing date: 1995-07-24
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】変復調器からの送受信機の遠隔制御を可能に
し、汎用のケーブルを使用して配線や設置を簡便に行う
ことができる。【構成】ビームスプリッタ３６で分岐された一部の受
信光はレンズ３７を通って４分割光センサ３８に集光さ
れ、４個の各光電素子からの出力により入射光に対する
光学系のなす角度即ち送信光ビームの送出方向と受信光
ビームの到来方向を表す信号がＣＰＵ５９に入力され
る。ＣＰＵ５９はこの角度差に基づいて角度を補正する
ためにドライバ３３に駆動信号を送り、ドライバ３３に
駆動されて可動ミラー３２は４分割センサ３８の中央に
光スポットが至るように角度が補正される。ここで、送
信光学系、受信光学系、方向制御光学系の光軸が十分な
精度で一致していれば、振動や外力で装置本体の方向が
変動しても自動追尾が行われるので、送信ビームが正確
に相手側装置の方向に送出し、受信ビームが光検出器４
５に正確に入射するように遠隔操作を行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自由空間中に光信
号を伝搬させることにより離れた地点間で通信を行う光
空間通信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光空間通信装置は光信号を光ビームの形
にして自由空間中を伝搬させて、数１０ｍ〜数ｋｍの離
れた地点間で通信を行うものである。

【０００３】図９は第１の従来例の光空間通信装置の構
成図を示し、２つの光空間通信装置が所定距離を隔てて
配置されており、自装置の送信機１と相手側装置の受信
機２とが光軸を一致させるようにして対向されている。
送信機１には、電気信号を光信号に変換する半導体レー
ザーや発光ダイオード等の発光源３が設けられ、発光源
３の前方には光信号を光ビームにして出射する光学系４
が配置されている。また、送信機１の上部には相手側装
置を観察するための視準用の望遠鏡５が取り付けられて
おり、発光源３には入力端子６から入力される情報信号
を通信に適した形態に変調する変調器７の出力が接続さ
れている。

【０００４】受信機２には、光信号を電気信号に変換す
るアバランシェフォトダイオードやピンフォトダイオー
ド等の光検出器８が設けられており、光検出器８の前方
には入射する光信号を光検出器８上に集光する光学系９
が設けられている。また、受信機２の上部にも視準用の
望遠鏡１０が取り付けられており、光検出器８の出力は
電気信号を元の情報信号に復調する復調器１１に接続さ
れ、この情報信号は出力端子１２から出力されるように
なっている。

【０００５】送信機１から出射される光ビームはほぼ平
行光となり、その拡がり角は通常非常に狭いので、出射
方向を相手側の受信機２へ正確に合わせる必要がある。
また、受信機２も通常では受信可能な指向角が極めて狭
いので、入射方向を送信機１に正確に合わせる必要があ
る。従って、先ず視準用の望遠鏡５、１０により相手側
装置を観察しながら、角度調節機構を操作して方向調節
を行う。

【０００６】入力端子６から送信する情報信号が入力さ
れて、変調器７で通信に適する形態に変調され、この電
気信号は送信機１において発光源３に入力されて光信号
に変換され、光学系４から光ビームの形で出射される。
受信機２の光学系９に入射した光ビームは、光検出器８
に集光されて電気信号に変換され、復調器１１において
元の情報信号に復調されて出力端子１２から出力され
る。

【０００７】図１０は第２の従来例の光空間通信装置の
構成図を示し、送信機１と受信機２が一体化されて送受
信機１３が形成され、２台の同様の送受信機１３が対向
して配置されている。送受信機１３において、送受信光
を送受信する光学系１４の背後には、送信光と受信光を
分離する光分割部材１５が配置され、光分割部材１５の
透過方向と反射方向にはそれぞれ発光源１６と光検出器
１７が配置されている。また、送受信機１３の上部には
視準用の望遠鏡１８が取り付けられており、入力端子１
９からの送信信号を変調する変調器２０の出力は発光源
１６に接続され、光検出器１７の出力は受信信号を復調
する復調器２１に接続され、更に出力端子２２に接続さ
れている。

【０００８】光学系１４は図９の送信用の光学系４と受
信用の光学系８とを兼用しており、送信光と受信光は光
学系１４の内部の光分割部材１５で分岐される。また、
変調器２０と復調器２１は別の筐体になっているが、こ
れらを変復調器として一体化してもよい。更に、この変
復調器には送信用と受信用の２本の同軸ケーブルが使用
されているが、送信用の信号と受信用の信号を周波数分
割し、１本の同軸ケーブルを使用して変復調器と送受信
機間の信号の伝送を行うようにしてもよい。また、送受
信機１３は方向の調節後に振動や風圧、設置場所の傾き
等により角度がずれる可能性があるので、その角度ずれ
を検出して常に光軸が相手側装置の方を向くように補正
する自動追尾機構を有するものもある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例の光空間通信装置では、変復調器は屋内の制御室
等に配置されるのに対し、送受信機１３は見通しの良い
ビルの屋上や塔の上等の主に屋外の高所に設置されるの
で、このような場合には一旦設置された後には送受信機
１３を操作することが厄介な場合が多く、送受信機１３
を変復調器側から遠隔制御ができるような機能が要求さ
れている。

【００１０】しかし、送受信機１８を遠隔制御するため
には、信号用のケーブルの外に、変復調器から送受信機
１３へ送る操作用の指令信号や、送受信機１３から変復
調器への動作状態を示すモニタ信号等の制御信号を伝送
する線路が必要となる。また、そのような操作を行うた
めに、送受信機１３には視準望遠鏡１８に代るものとし
てファインダ用のテレビカメラを設置する必要があり、
そのカメラの映像を変復調器まで伝送するための線路も
必要となる。更に、送受信機１３に電源を供給するため
の電力線も必要となり、このように遠隔制御機能を持た
せるためには、多数のケーブルを送受信機１３まで付設
しなければならず、特に送受信機１３が屋外の高所にあ
る場合にはその労力は膨大なものとなり、簡便に通信路
を開設することが難しくなるという問題が生ずる。

【００１１】これに対して送信用と受信用の主信号を伝
送する同軸ケーブルの他に、ファインダ映像用のケーブ
ル、制御用信号線、電力線等を１本に束ねて複合化した
ケーブルを使用した例も知られているが、このようなケ
ーブルは特別仕様となり、使用される長さも数１００ｍ
程度であり、量産が難しいために極めて高価なものとな
り、更にその特殊性から障害が発生したときに他のケー
ブルと代替ができないという問題もある。

【００１２】このように、従来の光空間装置は送受信機
１３へのケーブルの布設は容易であるが、遠隔制御がで
きないために操作の必要が生じたときには、送受信機１
３の設置場所まで行かなければならないような機種か、
遠隔制御はできるがケーブルの数が多くて設置の労力が
大きくなり、高価で汎用性のない特種なケーブルを使用
しなければならないような機種かの何れかとなる。

【００１３】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
変復調器からの送受信機の遠隔制御を可能にし、汎用の
同軸ケーブルを使用して配線や設置を簡便に行うことが
できる光空間通信装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１発明に係る光空間通信装置は、１個又は複数個の
情報信号を電気信号である主信号に変調する変調器と、
該変調器からの主信号を光信号に変換して光ビームとし
て送信する送信機と、該送信機からの光ビームを受信し
て電気信号である主信号に変換する受信機と、該受信機
からの主信号を１個又は複数個の情報信号に復調する復
調器とから構成し、前記変調器−前記送信機間と前記受
信機−前記復調器間とをそれぞれ各１本の同軸ケーブル
で接続し、前記変調器−前記送信機間又は前記受信機−
前記復調器間の制御信号と、前記送信機又は前記受信機
からのモニタ映像信号との内、少なくとも１個の信号を
前記主信号に多重して前記同軸ケーブルで伝送すること
を特徴とする。

【００１５】第２発明に係る光空間通信装置は、１個又
は複数個の情報信号を電気信号である主信号に変調する
変調器と、該変調器からの主信号を光信号に変換して光
ビームとして送信する送信機と、該送信機からの光ビー
ムを受信して電気信号である主信号に変換する受信機
と、該受信機からの主信号を１個又は複数個の情報信号
に復調する復調器とから構成し、前記送信機と前記受信
機の機能を一体化して送受信機を形成し、前記変調器−
前記送受信器間と前記送受信機−前記復調器間とをそれ
ぞれ各１本の同軸ケーブルで接続し、前記変調器−前記
送受信機間又は前記送受信機−前記復調器の制御信号
と、前記送受信機からのモニタ映像信号との内、少なく
とも１個の信号を前記主信号に多重して前記同軸ケーブ
ルで伝送することを特徴とする。

【００１６】第３発明に係る光空間通信装置は、１個又
は複数個の情報信号を電気信号である主信号に変調する
変調器と、該変調器からの主信号を光信号に変換して光
ビームとして送信する送信機と、該送信機からの光ビー
ムを受信して電気信号である主信号に変換する受信機
と、該受信機からの主信号を１個又は複数個の情報信号
に復調する復調器とから構成し、前記送信機と前記受信
機の機能を一体化して送受信機を形成すると共に前記変
調器と前記復調器の機能を一体化して変復調器を形成
し、前記変復調器−前記送受信機間を送信主信号を伝送
する１本の同軸ケーブルと受信主信号を伝送する１本の
同軸ケーブルにより接続し、前記変復調器−前記送受信
機間の制御信号と、前記送受信機からのモニタ映像信号
との内、少なくとも１個の信号を前記送信用主信号又は
受信用信号に多重して前記同軸ケーブルで伝送すること
を特徴とする。

【００１７】第４発明に係る光空間通信装置は、１個又
は複数個の情報信号を電気信号である主信号に変調する
変調器と、該変調器からの主信号を光信号に変換して光
ビームとして送信する送信機と、該送信機からの光ビー
ムを受信して電気信号である主信号に変換する受信機
と、該受信機からの主信号を１個又は複数個の情報信号
に復調する復調器とから構成し、前記送信機と前記受信
機の機能を一体化して送受信機を形成し前記変調器と前
記復調器の機能を一体化して変復調器を形成し、前記変
復調器と前記送受信機を１本の同軸ケーブルで接続し、
前記制御信号と前記モニタ映像信号との内、少なくとも
１個の信号を前記送信用主信号又は前記受信用主信号と
に多重して前記同軸ケーブルにより伝送することを特徴
とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明を図１〜図８に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図１は第１の実施例の送
受信機の構成図を示し、相手側装置と対向する正面位置
に、受信光を集光するレンズ３０と受信光をほぼ平行の
細径の光束とするレンズ３１が配列され、その背後には
可動ミラー３２が配置されており、可動ミラー３２には
可動ミラー３２を回動するドライバ３３が連結されてい
る。可動ミラー３２の反射方向には、送信光と受信光を
分離する偏光ビームスプリッタ３４、可視光と近赤外光
を分離するダイクロイックミラー３５、部分反射ミラー
であるビームスプリッタ３６、レンズ３７、光電素子を
４個に分割した４分割センサ３８が順次に配列されてい
る。

【００１９】偏光ビームスプリッタ３４の入射方向に
は、モータ３９により駆動するレンズ４０、波長８００
ｎｍの近赤外レーザー光を発する発光素子から成る半導
体レーザー光源４１が配列されており、ダイクロイック
ミラー３５の反射方向には、ＣＣＤ撮像素子４２を有す
るファインダ用のテレビカメラ４３が配置され、ビーム
スプリッタ３６の反射方向には、レンズ４４、アバラン
シェフォトダイオード等の受光素子を有する光検出器４
５が配列されている。

【００２０】４分割センサ３８の出力はそのパイロット
信号を増幅処理する信号処理回路４６に接続され、光検
出器４５の出力は自動ゲイン調整を行う増幅器４７を介
してアップコンバータ４８に接続されている。また、テ
レビカメラ４３のＣＣＤ撮像素子４２の出力はテレビカ
メラ４３のフォーカス、アイリス、ズーム等を制御して
モニタ用映像信号を出力するテレビカメラ制御回路４
９、文字や図形等の合成回路５０、映像信号の変調器５
１、合波器５２に順次に接続されている。

【００２１】図の点線で囲まれた入出力部のローカル発
振器５３の出力は、アップコンバータ４８、合波器５２
を介してダイプレクサ５４に接続され、ダイプレクサ５
４は合波・分波器５５、電源分離回路５６を経て入出力
端子５７に接続されている。そして、合波・分波器５５
の入出力はモデム５８を介してＣＰＵ５９に接続されて
いる。

【００２２】また、ダイプレクサ５４の出力は増幅器６
０、合波器６１を介して半導体レーザー光源４１に接続
されており、自動追尾時の角度検出用のパイロット信号
を発する発振器６２の出力が合波器６１に接続され、半
導体レーザー光源４１には半導体レーザー光源用制御回
路６３が接続されている。信号処理回路４６、増幅器４
７、６０、制御回路６３の出力はＣＰＵ５９に接続さ
れ、ＣＰＵ５９の出力はドライバ３３、モータ３９、制
御回路４９、合成回路５０、制御回路６３に接続されて
いる。

【００２３】図２は変復調器の構成図を示し、映像、音
声、データ等の通信情報信号を入力する複数の入力端子
６４の出力は、それぞれ各チャンネルのＦＭ、ＡＭ、Ｐ
ＳＫ等の変調を行う変調回路６５を介して合波器６６に
接続され、合波器６６の出力は、ローパスフィルタとハ
イパスフィルタを組み合わせたダイプレクサ６７、合波
・分波器６８、電源重畳回路６９、入出力端子７０に順
次に接続されている。

【００２４】そして、電源重畳回路６９には電源７１の
出力が接続され、分波・合波器６８はモデム７２を介し
てＣＰＵ７３に接続され、ＣＰＵ７３の入出力ポートは
操作パネル７４のスイッチ類や表示器に接続されてい
る。ＣＰＵ７３は操作パネル７４により送受信機の操作
や設定、送受信機での主信号レベルや送受信強度等のレ
ベル表示、動作状態のモニタ表示等を行うようになって
おり、モデム７２はＣＰＵ７３からの制御用データを変
調して送受信機へ送り、送受信機からの制御信号を復調
してＣＰＵ７３へ制御用データを渡すようになってい
る。

【００２５】ダイプレクサ６７の出力は分波器７７に接
続され、分波器７５の一方の出力はダウンコンバータ７
６、分波器７５を経て、複数の復調器７８を介してそれ
ぞれの出力端子７９に接続されており、ダウンコンバー
タ７６にはローカル発振器８０の出力が接続されてい
る。また、分波器７５の他の出力は復調器８１を経てモ
ニタ出力端子８２を介してテレビモニタ８３に接続され
ている。

【００２６】最初に、変復調器の操作パネル７４を操作
して送受信機と変復調器の設置時の方向調節を行う。先
ず、テレビモニタ８３の映像画面を見ながら、必要に応
じてテレビカメラ４３のズーム、フォーカス、アイリス
等を操作して見易い画面とし、また使用距離を設定して
距離に応じた適当なビーム拡がり角にする。

【００２７】次に、可動ミラー３２の上下方向、左右方
向の角度を手動で操作して、図３に示すように、相手側
装置の位置がテレビモニタ８３の映像上の十字線Ｍの中
心付近に至るように画面を動かす。送受信機のビームの
出射方向が相手側装置の方向に近付いて、相手側装置か
らの受信光が４分割センサ３８に入射するようになる
と、自動追尾が作動して正確な位置に自動的に引込む。

【００２８】この自動追尾は４分割センサ３８に受信光
が入射して初めて行われるが、装置設置時の最初の方向
調節の段階では、手動操作により可動ミラー３２を動か
し、受信光が４分割センサ３８に入射するまでの大まか
な方向調節を行い、その後は操作パネル７４にあるレベ
ル表示器で受信信号レベル等を必要に応じてモニタする
程度の作業でよい。また、これらの手動操作による方向
調節や自動／手動の切換等の操作は、変復調器からの制
御信号をモデム５８を介してＣＰＵ５９に与えることに
よって遠隔で行うことができる。

【００２９】図２において、各入力端子６４から入力さ
れた情報信号は各チャンネルの変調回路６５で変調され
た後に、合波器６６で合波されてダイプレクサ６７に入
力する。ダイプレクサ６７は、変復調器から送受信機に
送る低周波域の送信信号と、送受信機からきた高周波域
の受信信号とを周波数で分離し、その結果、合波器６６
からの送信信号は合波・分波器６８に出力され、合波・
分波器６８からの受信信号は分波器７５に出力される。
ダイプレクサ６７を出た送信主信号は更に合波・分波器
６８でモデム７２からの制御信号と合波され、電源重畳
回路６９において、電源７１からの送受信機への供給電
力が重畳されて、主信号用の入出力端子７０から送受信
機に出力される。

【００３０】変復調器からの送信信号は図１に示す入出
力端子５７に入力され、電源分離回路５６を通って信号
成分だけが合波・分波器５５に入る。そして、合波・分
波器５５で主信号と制御信号が分離されて主信号はダイ
プレクサ５４に入り、電源分離回路５６で信号と分離さ
れた電源７１からの信号は、送受信機を駆動するための
電力となる。そして、合波・分波器５５からの制御信号
はモデム５８でデータ信号に復調されてＣＰＵ５９に入
力され、ＣＰＵ５９からのデータ信号もモデム５８で変
調されて合波・分波器５５に入力する。

【００３１】ダイプレクサ５４では低周波域の送信主信
号は増幅器６０に出力され、増幅器６０で適当なレベル
に増幅された後に、合波器６１で発振器６２からのパイ
ロット信号と合波され、この信号により半導体レーザー
光源４１が駆動されて電気信号が光信号に変換される。
なお、半導体レーザー光源４１の出力パワーの安定化等
の制御はＣＰＵ５９の指令により制御回路６３により行
う。

【００３２】半導体レーザー光源４１からの光信号を含
む出力光はレンズ４０でほぼ平行光となり、更にこの光
束は紙面に垂直な方向に偏光しているので、偏光ビーム
スプリッタ３４の接合面で反射され、光ビームの送信方
向を可変するための可動ミラー３２により方向が偏向さ
れ、レンズ３１、３０によりビーム径が拡大されて相手
側装置の方向に光ビームとして出射される。

【００３３】出射光ビームの拡がり角は受信強度を安定
させるために、通信距離が大きいときは狭く、通信距離
が小さいときは広くなるように調節する。そして、その
調節はＣＰＵ５９の指令によりモータ３９がレンズ４０
を動かして行い、このＣＰＵ５９からの指令はモデム５
８を介して変復調器からの遠隔操作用の制御信号に従っ
て出力される。また、増幅器６０からの送信主信号のレ
ベルがＣＰＵ５９に入力され、更に制御回路６３からの
送信光パワーが電圧又は電流信号としてＣＰＵ５９に入
力され、ＣＰＵ５９はそれらをデータ信号に変換してモ
ニタ用の制御信号としてモデム５８を通じて変復調器へ
送る。

【００３４】相手側装置からの信号はレンズ３０に入射
し、レンズ３１でほぼ平行の細径の光束となり、ミラー
３２で方向を偏向されて偏光ビームスプリッタ３４に入
射する。この受信光は送信光とは直角の方向に偏光して
いるので、偏光ビームスプリッタ３４の接合面では反射
されず、そのまま透過して送信光と分離される。偏光ビ
ームスプリッタ３４を透過した受信光は、ダイクロイッ
クミラー３５で可視光と近赤外光が分離され、更にビー
ムスプリッタ３６で大部分はレンズ４４を通って光検出
器４５に集光され、一部はレンズ３７を通って４分割セ
ンサ３８に集光される。

【００３５】ビームスプリッタ３６で反射され、レンズ
４４を介して光検出器４５に入射し電気信号に変換され
た受信主信号は、増幅器４７で適当なレベルに増幅され
てアップコンバータ４８に入る。受信信号の周波数帯域
は相手側装置から低周波域のまま送信され、アップコン
バータ４８でローカル発振器５３の周波数分だけ高周波
域に周波数変換される。高周波域に変換された受信信号
は合波器５２でモニタ用映像信号と合波され、次にダイ
プレクサ５４で送信信号と多重され、更に合波・分波器
５５でモデム５８からの制御信号と合波され、電源分離
回路５６を経て入出力端子５７から変復調器に送られ、
この受信信号は変復調器の入出力端子７０から入力し、
ダウンコンバータ７６で元の低周波域に変換されて復調
される。また、増幅器４７からは受信信号のレベルを示
す電圧信号がＣＰＵ５９に入力され、これもデータ信号
に変換されてモデム５８を介して変復調器に送られる。

【００３６】図２に示すように、送受信機から来た受信
主信号は入出力端子７０に入力された後に、電源重畳回
路６９を通り、合波・分波器６８でモデム７２に入力す
る制御信号を分波してダイプレクサ６７に入力する。ダ
イプレクサ６７において、受信信号は送信信号と分離さ
れ分波器７５へ出力され、分波器７５において受信信号
は通信情報を含む主信号と、送受信機のファインダ用テ
レビカメラ４３からのモニタ映像信号に分波される。

【００３７】主信号はダウンコンバータ７６においてロ
ーカル発振器８０の周波数だけ低域の周波数に変換さ
れ、その結果、送信主信号と同じ周波数状態となった受
信主信号は分波器７７で各チャンネルに分波され、各復
調器７８で情報信号に復調されてそれぞれの出力端子７
９から出力される。また、分波器７５で分波されたモニ
タ映像信号は、復調器８１で復調されてモニタ映像出力
端子８２から出力される。図４はこれら各信号の周波数
の関係を示している。

【００３８】ビームスプリッタ３６で分岐された一部の
受信光は、レンズ３７を通って４分割光センサ３８に集
光される。集光されたスポットは４分割センサ３８上の
入射位置によって、４個の光電素子の出力がそれぞれ異
なることにより、入射光の方向つまり相手側装置の方向
を知ることができる。４個の各光電素子からの出力は信
号処理回路４６で増幅処理されて、入射光に対する光学
系のなす角度つまり送信光ビームの送出方向と受信光ビ
ームの到来方向を表す信号としてＣＰＵ５９に入力され
る。

【００３９】信号処理回路４６はパイロット信号の周波
数だけを抽出して増幅処理するようになっているので、
周辺からの外乱光に影響されることはない。ＣＰＵ５９
はこの角度差の信号に基づいて可動ミラー３２の角度を
補正するために、ドライバ３３に駆動信号を送る。可動
ミラー３２はドライバ３３により紙面に平行な軸と垂直
な軸の２軸を中心にして回動され、４分割センサ３８の
中央に光スポットが至るように角度補正が行われる。こ
のとき、送信光学系、受信光学系、方向制御光学系の光
軸が十分な精度で一致していれば、振動や外力で装置本
体の方向が変動しても所謂自動追尾が行われ、送信ビー
ムは正確に相手側装置の方向に送出でき、また受信ビー
ムは光検出器４５に正確に入射するようにできる。

【００４０】また、４分割センサ３８の各光電素子に入
射する光強度の合計は、レンズ３０に入射した光強度に
比例するので、４分割センサ３８の入射光強度を表す電
圧信号をＣＰＵ５９に送り、更にモデム５８を介して変
復調器で受信光強度をモニタすることができる。

【００４１】レンズ３０からの入射光の内、可視光成分
はダイクロイックミラー３５で信号光と分離され、テレ
ビカメラ４３のＣＣＤ撮像素子４２に入射する。また、
制御回路４９はモニタ用映像信号も出力し、制御回路４
９に対する指令信号はＣＰＵ５９が出力しモデム５８を
介して変復調器から遠隔操作が可能である。

【００４２】モニタ用映像信号は合成回路５０を通り、
図３に示すようにテレビモニタ８３の画面上に文字メッ
セージや、位置合わせ用十字線Ｍ、スケール等を表示す
るための信号が挿入される。更に、モニタ用映像信号は
変調回路５１で変調されて、合波器５２で主信号と合波
され、変復調器において復調されて遠隔操作時のモニタ
映像として使用される。

【００４３】このように、変復調器からの遠隔の操作と
モニタリングを行うことによって、極めて簡単に調節作
業ができ、更に変復調器と送受信機の間の接続は市販の
標準的な１本の同軸ケーブルで行うことができるので、
経済的でありかつ設置作業も短時間で容易に行うことが
できる。

【００４４】図５は第２の実施例の送受信機の入出力部
のブロック回路構成図を示し、第１の実施例では変復調
器と送受信機は１本の同軸ケーブルで接続したが、本実
施例では送信信号用のケーブルと受信信号用のケーブル
の２本の同軸ケーブルに分けて接続している。この方式
では、ケーブルを２本布設しなければならないが、受信
信号と送信信号を別の周波数に振り分ける必要がないの
で、主信号の周波数帯域が倍になって通信容量を２倍に
することができる。

【００４５】図１の点線内の入出力部が図５に示す入出
力部となり、その他は図１と同様で同じ符号は同じ部材
を表している。図１の入出力端子５７の代りに、送信信
号の入力端子８４ａと受信信号の入力端子８４ｂが設け
られている。送信信号だけを接続する場合と、出力信号
だけを接続する場合と、更に両方接続する場合の３通り
の接続が考えられるので、電源分離回路５６ａ、５６ｂ
と制御信号の合波・分波器５５ａ、５５ｂはそれぞれ２
個ずつ設けられ、リレー８５により３種の接続に切換え
るようになっている。図５では、入力端子８４ａ、８４
ｂが両方接続されている場合は入力端子８４ａ側が有効
となっているが、入力端子８４ｂ側が有効となるような
回路にしてもよい。

【００４６】図６は変復調器の入出力部の構成図を示
し、図２の点線内の入出力部が図６の入出力部となり、
その他は図２と同様であり、同じ符号は同じ部材を表し
ている。図２の入出力端子７０の代りに、送信信号の出
力端子８６ａと受信信号の入力端子８６ｂが設けられて
いる。送信信号だけを接続する場合と受信信号だけを接
続する場合があるので、モニタ映像信号の分波器７５
ａ、７５ｂ、制御信号の合波・分波器６８ａ、６８ｂ、
電源重畳回路６９ａ、６９ｂはそれぞれ２個ずつ設けら
れており、接続の状態を自動又は手動で切換えられるよ
うになっている。

【００４７】また、変復調器が一体化されておらず、変
調器と復調器が別の筐体になっているという構成もあ
り、この場合は変調器又は復調器それぞれに電源７１
ａ、７１ｂ、電源重畳回路６９ａ、６９ｂ、操作パネル
７４ａ、７４ｂ、ＣＰＵ７３ａ、７３ｂ、モデム７２
ａ、７２ｂ、制御信号の合波・分波器６８ａ、６８ｂ、
モニタ映像復調器８１ａ、８１ｂ、分波器７５ａ、７５
ｂが２個ずつ設けられる。変調器と復調器が送受信機に
同時に接続された場合は、制御信号は変調器だけに接続
されることになるので、送受信機の遠隔制御と遠隔モニ
タは変調器側で行うことになる。

【００４８】また、自動追尾のための光束の送出角は可
動ミラー３２を使用して変化させているが、例えば図７
で示すような角度を可変する２枚のガラス板９０ａ、９
０ｂの間に透明の液体９１を満たした構造の可変頂角プ
リズムや、図８に示すように角度を可変するステージ９
２の上に光学系９３全体を載せて、ステージ９２をモー
タ９４により傾動するようにしてもよい。なお、図７、
図８においては紙面に平行な１方向だけではなく、それ
と直交する方向にも角度を可変する構造とされている。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように第１発明に係る光空
間通信装置は、変調器−送信機間と受信機−復調器間を
それぞれ各１本の同軸ケーブルで接続し、送信信号、受
信信号、各種制御信号、モニタ信号、供給電源等を全て
同軸ケーブル内で多重して伝送することができるので、
ケーブル布設等の設置作業が簡単になり、かつ遠隔から
の制御やモニタからの操作も簡便に行うことができ、ま
た安価な汎用のケーブルを使用できるので、経済性にも
優れたシステムを実現することができる。

【００５０】第２発明に係る光空間通信装置は、送信機
と受信機を一体化して送受信機を形成し、変調器−送受
信機間と送受信機−復調器間を、それぞれ各１本の同軸
ケーブルで接続し、送信信号、受信信号、各種制御信
号、モニタ信号、供給電源等を全て同軸ケーブル内で多
重して伝送することができるので、ケーブル布設等の設
置作業が簡単になり、かつ遠隔からの制御やモニタから
の操作も簡便に行うことができ、また安価な汎用のケー
ブルを使用できるので、経済性にも優れたシステムを実
現することができる。

【００５１】第３発明に係る光空間通信装置は、変調器
と復調器を一体化して変復調器を形成し、変復調器−送
受信機間を送信用と受信用の２本の同軸ケーブルで接続
し、送信主信号と受信主信号とに他の各種信号を同軸ケ
ーブル内で多重して伝送することにより、２倍の通信容
量の通信を行うことができ、ケーブル布設等の設置作業
が簡単になり、かつ遠隔からの制御やモニタからの操作
も簡便に行うことができ、また安価な汎用のケーブルを
使用できるので、経済性にも優れたシステムを実現する
ことができる。

【００５２】第４発明に係る光空間通信装置は、変復調
器−送受信機間を１本の同軸ケーブルで接続し、送信信
号、受信信号、各種制御信号、モニタ信号、供給電源等
を全て同軸ケーブル内で多重して伝送することができる
ので、ケーブル布設等の設置作業が簡単になり、かつ遠
隔からの制御やモニタからの操作も簡便に行うことが可
能となり、また安価な汎用のケーブルを使用できるの
で、経済性にも優れたシステムを実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の送受信機の構成図である。

【図２】変復調器のブロック回路構成図である。

【図３】モニタ映像の説明図である。

【図４】多重信号の周波数分布のグラフ図である。

【図５】第２の実施例の送受信機の入出力部のブロック
回路構成図である。

【図６】変復調器の入出力部のブロック回路構成図であ
る。

【図７】可変頂角プリズムの側面図である。

【図８】可動ステージの側面図である。

【図９】第１の従来例の光空間通信装置の構成図であ
る。

【図１０】第２の従来例の構成図である。

【符号の説明】

３２可動ミラー３４、３６ビームスプリッタ３８４分割センサ４１半導体レーザー光源４３テレビカメラ４５光検出器４６信号処理回路４８、７６コンバータ４９、６３制御回路５０合成回路５１、６５変調回路５３、６２、８０発振器５４、６７ダイプレクサ５５、６８合波・分波器５６電源分離回路５９、７３ＣＰＵ６９電源重畳回路７８、８１復調回路８３テレビモニタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｂ 10/14 10/04 10/06 Ｈ０４Ｑ 9/00 ３１１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１個又は複数個の情報信号を電気信号で
ある主信号に変調する変調器と、該変調器からの主信号
を光信号に変換して光ビームとして送信する送信機と、
該送信機からの光ビームを受信して電気信号である主信
号に変換する受信機と、該受信機からの主信号を１個又
は複数個の情報信号に復調する復調器とから構成し、前
記変調器−前記送信機間と前記受信機−前記復調器間と
をそれぞれ各１本の同軸ケーブルで接続し、前記変調器
−前記送信機間又は前記受信機−前記復調器間の制御信
号と、前記送信機又は前記受信機からのモニタ映像信号
との内、少なくとも１個の信号を前記主信号に多重して
前記同軸ケーブルで伝送することを特徴とする光空間通
信装置。
【請求項２】前記同軸ケーブルに信号と電源を重畳
し、前記変調器−前記送信機間又は前記復調器−前記受
信機間に前記同軸ケーブルにより電力を供給する請求項
１に記載の光空間通信装置。
【請求項３】前記送信機又は前記受信機は、テレビカ
メラと、該テレビカメラの制御手段と、該テレビカメラ
からのモニタ映像信号の変調手段とを有し、前記変調器
又は前記復調器は、変調された前記モニタ映像信号の復
調手段と、前記テレビカメラの操作手段とを有する請求
項１に記載の光空間通信装置。
【請求項４】前記モニタ映像信号を画像化するテレビ
画面上に文字又は図形を表示するための信号発生手段
と、該信号を前記テレビカメラのモニタ映像信号へ挿入
する挿入手段とを有する請求項３に記載の光空間通信装
置
【請求項５】前記送信機は送信光ビームの送出方向を
可変する送出方向可変手段を有し、前記受信機は受信光
ビームの光信号検出器への入射方向を可変する入射方向
可変手段を有し、前記変調器又は前記復調器は前記送出
方向又は前記入射方向への操作手段を有すること請求項
１に記載の光空間通信装置。
【請求項６】前記送信光ビームの送出方向可変手段又
は前記光信号検出器への入射方向可変手段は、ほぼ直交
する２方向に回転可能な１枚のミラー又は１方向に回転
可能なミラー２枚から成る請求項５に記載の光空間通信
装置。
【請求項７】前記送信光ビームの送出方向可変手段又
は前記光信号検出器への入射方向可変手段は、ほぼ直交
する２方向に対して頂角を可変する可変頂角プリズムと
した請求項５に記載の光空間通信装置。
【請求項８】前記送信光ビームの送出方向可変手段又
は前記光信号検出器への入射方向可変手段は、モータで
駆動される直交する２方向に回転軸を有する可動ステー
ジとした請求項５に記載の光空間通信装置。
【請求項９】前記送受信機は送信光ビームのビーム拡
がり角可変手段を有し、前記変調器は前記ビーム拡がり
角可変手段の操作手段を有する請求項１に記載の光空間
通信装置。
【請求項１０】前記送信機又は前記受信機は前記変調
器から入力された送信用主信号の強度、送信光の平均強
度、受信光の平均強度、光信号から電気信号に変換され
た受信用主信号の強度の内、少なくとも１個を検出して
電圧又は電流のモニタ信号に変換する変換手段を有し、
前記変調器又は前記復調器は前記モニタ信号に基づいて
その強度を表示する表示手段を有する請求項１に記載の
光空間通信装置。
【請求項１１】前記送信機又は前記受信機と前記変調
器又は前記復調器とは、それぞれ少なくとも１個のＣＰ
Ｕを有し、それぞれのＣＰＵは操作用信号とモニタ用信
号を含む制御用信号をデジタル信号に変換し、それぞれ
のＣＰＵ間において前記同軸ケーブルを通じてデジタル
信号の交信を行うようにした請求項１に記載の光空間通
信装置。
【請求項１２】前記送信機又は前記受信機と前記変調
器又は前記復調器とは、それぞれ前記デジタル信号の変
調手段と復調手段とを有し、それぞれのＣＰＵ間で１本
の同軸ケーブルを通じて変調したデジタル信号の交信を
行うようにした請求項１１に記載の光空間通信装置。
【請求項１３】１個又は複数個の情報信号を電気信号
である主信号に変調する変調器と、該変調器からの主信
号を光信号に変換して光ビームとして送信する送信機
と、該送信機からの光ビームを受信して電気信号である
主信号に変換する受信機と、該受信機からの主信号を１
個又は複数個の情報信号に復調する復調器とから構成
し、前記送信機と前記受信機の機能を一体化して送受信
機を形成し、前記変調器−前記送受信器間と前記送受信
機−前記復調器間とをそれぞれ各１本の同軸ケーブルで
接続し、前記変調器−前記送受信機間又は前記送受信機
−前記復調器の制御信号と、前記送受信機からのモニタ
映像信号との内、少なくとも１個の信号を前記主信号に
多重して前記同軸ケーブルで伝送することを特徴とする
光空間通信装置。
【請求項１４】前記同軸ケーブルに信号と電源を重畳
し、前記変調器−前記送受信機間又は前記送受信機−前
記復調器間に前記同軸ケーブルにより電力を供給する請
求項１３に記載の光空間通信装置。
【請求項１５】前記送受信機は、送信光ビームの送出
方向可変手段と、送信光ビームの送出方向及び受信光ビ
ームの到来方向間角度差検出手段と、検出された角度差
に基づいて前記送出方向の可変手段を駆動して前記角度
差が零となるように送信ビームの送出方向を可変する自
動追尾制御手段とを有し、前記変調器又は前記復調器
は、前記送信光ビームの送出方向の操作手段と、前記自
動追尾制御手段の操作手段とを有する請求項１３に記載
の光空間通信装置。
【請求項１６】１個又は複数個の情報信号を電気信号
である主信号に変調する変調器と、該変調器からの主信
号を光信号に変換して光ビームとして送信する送信機
と、該送信機からの光ビームを受信して電気信号である
主信号に変換する受信機と、該受信機からの主信号を１
個又は複数個の情報信号に復調する復調器とから構成
し、前記送信機と前記受信機の機能を一体化して送受信
機を形成すると共に前記変調器と前記復調器の機能を一
体化して変復調器を形成し、前記変復調器−前記送受信
機間を送信主信号を伝送する１本の同軸ケーブルと受信
主信号を伝送する１本の同軸ケーブルにより接続し、前
記変復調器−前記送受信機間の制御信号と、前記送受信
機からのモニタ映像信号との内、少なくとも１個の信号
を前記送信用主信号又は受信用信号に多重して前記同軸
ケーブルで伝送することを特徴とする光空間通信装置。
【請求項１７】前記同軸ケーブルの内少なくとも１本
の同軸ケーブルに信号と電源を重畳し、前記変復調器−
前記送受信機間に前記同軸ケーブルにより電力を供給す
る請求項１６に記載の光空間通信装置。
【請求項１８】１個又は複数個の情報信号を電気信号
である主信号に変調する変調器と、該変調器からの主信
号を光信号に変換して光ビームとして送信する送信機
と、該送信機からの光ビームを受信して電気信号である
主信号に変換する受信機と、該受信機からの主信号を１
個又は複数個の情報信号に復調する復調器とから構成
し、前記送信機と前記受信機の機能を一体化して送受信
機を形成し前記変調器と前記復調器の機能を一体化して
変復調器を形成し、前記変復調器と前記送受信機を１本
の同軸ケーブルで接続し、前記制御信号と前記モニタ映
像信号との内、少なくとも１個の信号を前記送信用主信
号又は前記受信用主信号とに多重して前記同軸ケーブル
により伝送することを特徴とする光空間通信装置。
【請求項１９】前記同軸ケーブルに信号と電源を重畳
し、前記変復調器−前記送信機間に前記同軸ケーブルに
より電力を供給する請求項１８に記載の光空間通信装
置。