JPH10233738A - 光通信システム - Google Patents
光通信システムInfo
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- JPH10233738A JPH10233738A JP9345098A JP34509897A JPH10233738A JP H10233738 A JPH10233738 A JP H10233738A JP 9345098 A JP9345098 A JP 9345098A JP 34509897 A JP34509897 A JP 34509897A JP H10233738 A JPH10233738 A JP H10233738A
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- light
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- communication
- optical system
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
- H04B10/118—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum specially adapted for satellite communication
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】この発明は、小形・軽量化を図ったうえで、高
精度な光通信を実現し得るようにすることにある。 【解決手段】光受信部２８及び光送信部３８に接続され
る光ファイバケーブル２６，３６を、受信光学系及び送
信光学系の結像レンズ２５，３５に対してそれぞれ３軸
方向に移動調整自在に対向配置し、受信光の光強度に基
づいて駆動制御して光ファイバケーブル２６を３次元的
に移動調整して結像レンズ２５に光学的に結合させ、且
つ、受信光の光角度及び光行差に基づいて光ファイバケ
ーブル３６を３次元的に移動調整して結像レンズ３５に
光学的に結合させるように構成したものである。
精度な光通信を実現し得るようにすることにある。 【解決手段】光受信部２８及び光送信部３８に接続され
る光ファイバケーブル２６，３６を、受信光学系及び送
信光学系の結像レンズ２５，３５に対してそれぞれ３軸
方向に移動調整自在に対向配置し、受信光の光強度に基
づいて駆動制御して光ファイバケーブル２６を３次元的
に移動調整して結像レンズ２５に光学的に結合させ、且
つ、受信光の光角度及び光行差に基づいて光ファイバケ
ーブル３６を３次元的に移動調整して結像レンズ３５に
光学的に結合させるように構成したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば人工衛
星、宇宙ステーション、宇宙往還機等の宇宙航行体間に
おいて、空間伝搬を利用して光通信を行うのに用いる光
通信システムに関する。
星、宇宙ステーション、宇宙往還機等の宇宙航行体間に
おいて、空間伝搬を利用して光通信を行うのに用いる光
通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光通信システムにおいては、通
信局間を光ファイバケーブルでケーブル接続して、この
光ファイバケーブルを伝送路として、相互間で光通信を
行う光ファイバ方式が採用されている。このような光通
信システムにあっては、在来からのＲＦ通信に比して通
信容量を飛躍的に増大することが可能となる。
信局間を光ファイバケーブルでケーブル接続して、この
光ファイバケーブルを伝送路として、相互間で光通信を
行う光ファイバ方式が採用されている。このような光通
信システムにあっては、在来からのＲＦ通信に比して通
信容量を飛躍的に増大することが可能となる。
【０００３】ところで、最近の宇宙開発の分野において
は、衛星間通信等の通信の多様化が図られており、通信
容量の増大が要請されている。そこで、宇宙開発の分野
にあっては、宇宙航行体間に光通信システムを構築し
て、通信容量の大容量化を図る構想がある。
は、衛星間通信等の通信の多様化が図られており、通信
容量の増大が要請されている。そこで、宇宙開発の分野
にあっては、宇宙航行体間に光通信システムを構築し
て、通信容量の大容量化を図る構想がある。
【０００４】このような光通信システムとしては、光フ
ァイバケーブルを敷設することなく，空間伝搬を利用し
て、通信光を相手局に送信して光通信を行う方式が考え
られ、研究されている。このような光通信システムとし
ては、空間を伝搬した光を、光アンテナを用いて送受し
て、光信号処理系に導かれる。この際、光アンテナは、
通信方向に高精度に指向制御される。
ァイバケーブルを敷設することなく，空間伝搬を利用し
て、通信光を相手局に送信して光通信を行う方式が考え
られ、研究されている。このような光通信システムとし
ては、空間を伝搬した光を、光アンテナを用いて送受し
て、光信号処理系に導かれる。この際、光アンテナは、
通信方向に高精度に指向制御される。
【０００５】例えば、図５に示すように筐体１を図示し
ない宇宙航行体に粗追尾用ジンバル２を介して追尾自在
に配設し、この筐体１には、光アンテナ３が搭載され
る。そして、筐体１内には、追尾鏡４が、その一方の光
入出力路を光アンテナ３のに対応して配設され、この追
尾鏡４の他方の光入出力路上には、光受信光学系を構成
する第１のビームスプリッタ５が、その入力路を対向さ
せて配設される。
ない宇宙航行体に粗追尾用ジンバル２を介して追尾自在
に配設し、この筐体１には、光アンテナ３が搭載され
る。そして、筐体１内には、追尾鏡４が、その一方の光
入出力路を光アンテナ３のに対応して配設され、この追
尾鏡４の他方の光入出力路上には、光受信光学系を構成
する第１のビームスプリッタ５が、その入力路を対向さ
せて配設される。
【０００６】なお、上記ジンバル２は、図示しないセン
サからの粗追尾指令に基づいて筐体１を移動制御して、
光アンテナ３の指向方向を目標方向に粗追尾する。上記
第１のビームスプリッタ５の一方の出力路には、結像レ
ンズ６が配設され、この結像レンズ６の後段には、ＡＰ
Ｄ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）等
の光受信部７が配設される。この光受信部７は、その出
力端に受信信号処理部８が接続され、入力した受信光を
光電変換して受信信号処理部８に出力する。
サからの粗追尾指令に基づいて筐体１を移動制御して、
光アンテナ３の指向方向を目標方向に粗追尾する。上記
第１のビームスプリッタ５の一方の出力路には、結像レ
ンズ６が配設され、この結像レンズ６の後段には、ＡＰ
Ｄ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）等
の光受信部７が配設される。この光受信部７は、その出
力端に受信信号処理部８が接続され、入力した受信光を
光電変換して受信信号処理部８に出力する。
【０００７】また、第１のビームスプリッタ５の他方の
出力路には、光角度検出部９が第２のビームスプリッタ
１０を介して配設され、この光角度検出部９の出力端に
は、駆動制御部１１が接続される。光角度検出部９は、
第１のビームスプリッタ５からの受信光が第２のビーム
スプリッタ１０を通って導かれ、該受信光の光角度を検
出して、その光角度情報を駆動制御部１１に出力する。
駆動制御部１１は、入力した光角度情報に基づいて追尾
鏡駆動信号を生成して上記追尾鏡４の追尾角度を制御
し、目標を精追尾する。
出力路には、光角度検出部９が第２のビームスプリッタ
１０を介して配設され、この光角度検出部９の出力端に
は、駆動制御部１１が接続される。光角度検出部９は、
第１のビームスプリッタ５からの受信光が第２のビーム
スプリッタ１０を通って導かれ、該受信光の光角度を検
出して、その光角度情報を駆動制御部１１に出力する。
駆動制御部１１は、入力した光角度情報に基づいて追尾
鏡駆動信号を生成して上記追尾鏡４の追尾角度を制御
し、目標を精追尾する。
【０００８】上記第２のビームスプリッタ１０の入力路
には、光行差補正鏡１２を介して結像レンズ１３が配設
され、結像レンズ１２の後段には、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ
Ｄｉｏｄｅ）等の光送信部１４が配設される。光送信部
１４は、送信信号処理部１５を介して入力される電気信
号を光に変換して結像レンズ１３に供給する。この送信
光は、光行差補正鏡１２、第２のビームスプリッタ１
０、第１のビームスプリッタ５、追尾鏡４を通って光ア
ンテナ３に導かれ、目標方向に送信される。この際、上
記光行差補正鏡１２は、目標との光行差補正情報に基づ
いて角度制御されて送信光の光行差を補正する。この光
行差補正情報は、上記光角度検出部９で検出した光角度
情報と、第２のビームスプリッタ１０の他方の出力端に
配設されるコーナーキューブリフレクタ（ＣＣＲ）１６
で検出した送信光の送信情報とに基づいて演算部１７で
算出される。
には、光行差補正鏡１２を介して結像レンズ１３が配設
され、結像レンズ１２の後段には、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ
Ｄｉｏｄｅ）等の光送信部１４が配設される。光送信部
１４は、送信信号処理部１５を介して入力される電気信
号を光に変換して結像レンズ１３に供給する。この送信
光は、光行差補正鏡１２、第２のビームスプリッタ１
０、第１のビームスプリッタ５、追尾鏡４を通って光ア
ンテナ３に導かれ、目標方向に送信される。この際、上
記光行差補正鏡１２は、目標との光行差補正情報に基づ
いて角度制御されて送信光の光行差を補正する。この光
行差補正情報は、上記光角度検出部９で検出した光角度
情報と、第２のビームスプリッタ１０の他方の出力端に
配設されるコーナーキューブリフレクタ（ＣＣＲ）１６
で検出した送信光の送信情報とに基づいて演算部１７で
算出される。
【０００９】また、筐体１には、ビーコン光学系１８が
上記光アンテナ３に対応して配設される。ビーコン光学
系１８は、ビーコン発光部１９に接続され、このビーコ
ン発光部１９からビーコン光を目標に向けて送信する。
上記光アンテナ３に対応して配設される。ビーコン光学
系１８は、ビーコン発光部１９に接続され、このビーコ
ン発光部１９からビーコン光を目標に向けて送信する。
【００１０】ところが、上記光通信システムにあって
は、通信データのレートが高く、発熱源となる光受信部
７及び光送信部１４の使用電流が大電流となるために、
その発熱により光学系に熱影響を及ぼさないように、発
熱に対する対策を施す必要があるうえ、信号処理部８，
１５の変調周波数が高くなるために、電磁干渉に対する
対策を施す必要がある。そのため、装置が大形で、重量
が重くなるという問題を有する。
は、通信データのレートが高く、発熱源となる光受信部
７及び光送信部１４の使用電流が大電流となるために、
その発熱により光学系に熱影響を及ぼさないように、発
熱に対する対策を施す必要があるうえ、信号処理部８，
１５の変調周波数が高くなるために、電磁干渉に対する
対策を施す必要がある。そのため、装置が大形で、重量
が重くなるという問題を有する。
【００１１】また、これによれば、光学系に対して光受
信部７及び光送信部１４を高精度に取付配置するのが困
難であり、周波数特性の低下を招くという問題を有す
る。係る事情は、通信の多様化の要請と共に、小形・軽
量化の要請の強い宇宙開発の分野において、今後の重大
な課題の一つとなっている。
信部７及び光送信部１４を高精度に取付配置するのが困
難であり、周波数特性の低下を招くという問題を有す
る。係る事情は、通信の多様化の要請と共に、小形・軽
量化の要請の強い宇宙開発の分野において、今後の重大
な課題の一つとなっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、空
間の伝搬を利用した光通信システムにあっては、大形・
重量化を招くと共に、電磁干渉により周波数特性の劣化
を招き易いという問題を有する。
間の伝搬を利用した光通信システムにあっては、大形・
重量化を招くと共に、電磁干渉により周波数特性の劣化
を招き易いという問題を有する。
【００１３】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、構成簡易にして、小形・軽量化を図り得、且つ、
信頼性の高い高精度な光通信を実現し得るようにした光
通信システムを提供することを目的とする。
ので、構成簡易にして、小形・軽量化を図り得、且つ、
信頼性の高い高精度な光通信を実現し得るようにした光
通信システムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明は、宇宙航行体
に搭載され、通信相手局と光通信用の光の送受を行う光
アンテナと、追尾指令に基づいて前記通信相手局を追尾
して前記光アンテナの光入出力を制御する粗追尾手段
と、前記光アンテナの後段に配設され、前記粗追尾手段
で前記通信相手局を追尾して前記光アンテナに導かれた
前記通信相手局からの光の光角度に基づいて前記光アン
テナの入出力光路を制御して前記通信相手局を追尾する
精追尾光学系と、この精追尾光学系で入出力路が制御さ
れた前記光アンテナで受光した前記通信相手局からの光
が入射される受信光学系と、この受信光学系に入射され
た前記通信相手局からの光が入力される光受信部と、一
端が前記受信光学系の出力端に移動調整自在に対向配置
され、前記受信光学系に入射された光を前記光受信部に
導く第１の光ファイバケーブルと、この第１の光ファイ
バケーブルの一端から入力される光の光強度に基づいて
該第１の光ファイバケーブルの一端と前記受信光学系の
出力端との相対位置を調整する第１の位置調整手段と、
送信光を出力する光送信部と、この光送信部から出力さ
れた送信光を前記精追尾光学系を介して前記光アンテナ
に導いて前記通信相手局に送信する送信光学系と、一端
が前記送信光学系の入力端に移動調整自在に対向配置さ
れ、前記光送信部から送信される送信光を前記送信光学
系に案内する第２の光ファイバケーブルと、前記第１の
光ファイバケーブルの一端から入力される光の光角度、
及び前記通信相手局との光行差に基づいて該第２の光フ
ァイバケーブルの一端と前記送信光学系の入力端との相
対位置を調整する第２の位置調整手段と、前記光アンテ
ナにビーコン光を出力して前記通信相手局に向けてビー
コン光を送信するビーコン光送信手段とを備えて光通信
システムを構成したものである。
に搭載され、通信相手局と光通信用の光の送受を行う光
アンテナと、追尾指令に基づいて前記通信相手局を追尾
して前記光アンテナの光入出力を制御する粗追尾手段
と、前記光アンテナの後段に配設され、前記粗追尾手段
で前記通信相手局を追尾して前記光アンテナに導かれた
前記通信相手局からの光の光角度に基づいて前記光アン
テナの入出力光路を制御して前記通信相手局を追尾する
精追尾光学系と、この精追尾光学系で入出力路が制御さ
れた前記光アンテナで受光した前記通信相手局からの光
が入射される受信光学系と、この受信光学系に入射され
た前記通信相手局からの光が入力される光受信部と、一
端が前記受信光学系の出力端に移動調整自在に対向配置
され、前記受信光学系に入射された光を前記光受信部に
導く第１の光ファイバケーブルと、この第１の光ファイ
バケーブルの一端から入力される光の光強度に基づいて
該第１の光ファイバケーブルの一端と前記受信光学系の
出力端との相対位置を調整する第１の位置調整手段と、
送信光を出力する光送信部と、この光送信部から出力さ
れた送信光を前記精追尾光学系を介して前記光アンテナ
に導いて前記通信相手局に送信する送信光学系と、一端
が前記送信光学系の入力端に移動調整自在に対向配置さ
れ、前記光送信部から送信される送信光を前記送信光学
系に案内する第２の光ファイバケーブルと、前記第１の
光ファイバケーブルの一端から入力される光の光角度、
及び前記通信相手局との光行差に基づいて該第２の光フ
ァイバケーブルの一端と前記送信光学系の入力端との相
対位置を調整する第２の位置調整手段と、前記光アンテ
ナにビーコン光を出力して前記通信相手局に向けてビー
コン光を送信するビーコン光送信手段とを備えて光通信
システムを構成したものである。
【００１５】上記構成によれば、第１及び第２の光ファ
イバケーブルは、受信及び送信光の光強度に応じて第１
及び第２の位置調整手段により位置調整されて、受信及
び送信光学系と、受信光及び送信光との間の光伝送を行
う。これにより、受信及び送信光学系と光受信及び光送
信部とを分離配置が可能となり、熱対策や電磁干渉対策
を施すことがなくなり、小形・軽量化の促進が図れる。
イバケーブルは、受信及び送信光の光強度に応じて第１
及び第２の位置調整手段により位置調整されて、受信及
び送信光学系と、受信光及び送信光との間の光伝送を行
う。これにより、受信及び送信光学系と光受信及び光送
信部とを分離配置が可能となり、熱対策や電磁干渉対策
を施すことがなくなり、小形・軽量化の促進が図れる。
【００１６】また、この発明は、ビーコン光送信手段を
光ファイバを介して接続されるビーコン発光部とビーコ
ン光学系を備えて構成し、ビーコン発光部からのビーコ
ン光を光ファイバを介してビーコン光学系に供給するよ
うに構成した。
光ファイバを介して接続されるビーコン発光部とビーコ
ン光学系を備えて構成し、ビーコン発光部からのビーコ
ン光を光ファイバを介してビーコン光学系に供給するよ
うに構成した。
【００１７】これによれば、ビーコン光学系とビーコン
発光部とが分離配置されることにより、ビーコン光に対
する熱対策や電磁干渉対策を施すことがなくなり、さら
に小形・軽量化の促進が図れる。
発光部とが分離配置されることにより、ビーコン光に対
する熱対策や電磁干渉対策を施すことがなくなり、さら
に小形・軽量化の促進が図れる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。図１は、この発
明の一実施の形態に係る光通信システムを示すもので、
光通信用光アンテナ２０は、光学系で構成され、筐体２
１に収容配置される。この筐体２１は、粗追尾尾用のジ
ンバル２２を介して宇宙航行体５０に搭載され、光アン
テナ２０の光路上には、追尾鏡２３が、その一方の光入
出力路を光アンテナ２０に対応して配設される。そし
て、この追尾鏡２３の他方の光入出力路上には、光受信
光学系を構成する第１のビームスプリッタ２４が、その
入力路を対向させて配設される。
いて、図面を参照して詳細に説明する。図１は、この発
明の一実施の形態に係る光通信システムを示すもので、
光通信用光アンテナ２０は、光学系で構成され、筐体２
１に収容配置される。この筐体２１は、粗追尾尾用のジ
ンバル２２を介して宇宙航行体５０に搭載され、光アン
テナ２０の光路上には、追尾鏡２３が、その一方の光入
出力路を光アンテナ２０に対応して配設される。そし
て、この追尾鏡２３の他方の光入出力路上には、光受信
光学系を構成する第１のビームスプリッタ２４が、その
入力路を対向させて配設される。
【００１９】上記ジンバル２２は、図示しないセンサか
らの粗追尾指令に基づいて筐体２１を移動制御して、光
アンテナ２０の指向方向を、例えば他の宇宙航行体５１
に構築される通信相手局５２方向に粗追尾する。
らの粗追尾指令に基づいて筐体２１を移動制御して、光
アンテナ２０の指向方向を、例えば他の宇宙航行体５１
に構築される通信相手局５２方向に粗追尾する。
【００２０】また、上記第１のビームスプリッタ２４の
一方の出力路には、結像レンズ２５が配設され、この結
像レンズ２５には、光ファイバケーブル２６の一端が対
向配置される。この光ファイバケーブル２６は、その一
端部が図２に示すように例えば、圧電素子で構成される
位置調整部２７を介して結像レンズ２５に対して略直交
する３軸方向に３次元的に移動調整自在に配設され、そ
の他端部が上記筐体２１から延出されてＡＰＤ（Ａｖａ
ｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）等の光受信部
２８に接続される（図１参照）。そして、光受信部２８
には、受信信号処理部２９が接続される。
一方の出力路には、結像レンズ２５が配設され、この結
像レンズ２５には、光ファイバケーブル２６の一端が対
向配置される。この光ファイバケーブル２６は、その一
端部が図２に示すように例えば、圧電素子で構成される
位置調整部２７を介して結像レンズ２５に対して略直交
する３軸方向に３次元的に移動調整自在に配設され、そ
の他端部が上記筐体２１から延出されてＡＰＤ（Ａｖａ
ｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）等の光受信部
２８に接続される（図１参照）。そして、光受信部２８
には、受信信号処理部２９が接続される。
【００２１】光受信部２８は、光ファイバケーブル２６
を介して入力した受信光を光電変換して受信信号処理部
２９に出力する。これら光受信部２８及び受信信号処理
部２８は、上記筐体２１とは分離されて配置され、光フ
ァイバケーブル２６を介して光学系の結像レンズ２５に
光学的に結合される。
を介して入力した受信光を光電変換して受信信号処理部
２９に出力する。これら光受信部２８及び受信信号処理
部２８は、上記筐体２１とは分離されて配置され、光フ
ァイバケーブル２６を介して光学系の結像レンズ２５に
光学的に結合される。
【００２２】上記位置調整部２７には、位置演算部３０
が接続され、この位置演算部３０には、その一方の入力
端に光強度検出部３１の出力端が接続される。光強度検
出部３１は、光ファイバケーブル２６を介して受信され
る受信光の光強度を検出して位置演算部３０に出力す
る。
が接続され、この位置演算部３０には、その一方の入力
端に光強度検出部３１の出力端が接続される。光強度検
出部３１は、光ファイバケーブル２６を介して受信され
る受信光の光強度を検出して位置演算部３０に出力す
る。
【００２３】また、第１のビームスプリッタ２４の他方
の出力路には、光角度検出部３２が第２のビームスプリ
ッタ３３を介して配設され、この光角度検出部３２の出
力端には、駆動制御部３４が接続される。光角度検出部
３２は、第１のビームスプリッタ２４からの受信光が第
２のビームスプリッタ３３を通って導かれ、該受信光の
光角度を検出して、その光角度情報を駆動制御部３４に
出力する。駆動制御部３４は、入力した光角度情報に基
づいて追尾鏡駆動信号を生成して上記追尾鏡２３の追尾
角度を制御し、通信相手となる宇宙航行体５１の通信相
手局５２を精追尾する。
の出力路には、光角度検出部３２が第２のビームスプリ
ッタ３３を介して配設され、この光角度検出部３２の出
力端には、駆動制御部３４が接続される。光角度検出部
３２は、第１のビームスプリッタ２４からの受信光が第
２のビームスプリッタ３３を通って導かれ、該受信光の
光角度を検出して、その光角度情報を駆動制御部３４に
出力する。駆動制御部３４は、入力した光角度情報に基
づいて追尾鏡駆動信号を生成して上記追尾鏡２３の追尾
角度を制御し、通信相手となる宇宙航行体５１の通信相
手局５２を精追尾する。
【００２４】上記第２のビームスプリッタ３３の入力路
には、結像レンズ３５が配設され、結像レンズ３５に
は、光ファイバケーブル３６の一端が対向配置される。
この光ファイバケーブル３６は、その一端部が図３に示
すように例えば、圧電素子で構成される位置調整部３７
を介して結像レンズ３５に対して略直交する３軸方向に
３次元的に移動調整自在に配設され、その他端部がＬＤ
（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）等の光送信部３８に接続さ
れる（図１参照）。そして、光送信部３８には、送信信
号処理部３９が接続される。
には、結像レンズ３５が配設され、結像レンズ３５に
は、光ファイバケーブル３６の一端が対向配置される。
この光ファイバケーブル３６は、その一端部が図３に示
すように例えば、圧電素子で構成される位置調整部３７
を介して結像レンズ３５に対して略直交する３軸方向に
３次元的に移動調整自在に配設され、その他端部がＬＤ
（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）等の光送信部３８に接続さ
れる（図１参照）。そして、光送信部３８には、送信信
号処理部３９が接続される。
【００２５】光送信部３８は、送信信号処理部３９から
の送信制御信号を光電変換して送信光を生成し、送信光
を光ファイバケーブル３６に出力する。これら光送信部
３８及び送信信号処理部３９は、上記筐体２１とは分離
されて配置され、光ファイバケーブル３６を介して光学
系の結像レンズ３５に光学的に結合される。
の送信制御信号を光電変換して送信光を生成し、送信光
を光ファイバケーブル３６に出力する。これら光送信部
３８及び送信信号処理部３９は、上記筐体２１とは分離
されて配置され、光ファイバケーブル３６を介して光学
系の結像レンズ３５に光学的に結合される。
【００２６】上記位置調整部３７には、位置演算部４０
の出力端が接続され、この位置演算部４０の入力端に
は、後述する演算部４２の出力端が接続される。上記第
２のビームスプリッタ３３の他方の出力端には、コーナ
ーキューブリフレクタ（ＣＣＲ）４３が配設される。Ｃ
ＣＲ４３は、第２のビームスプリッタ３３を介して入力
される送信光の光情報を光角度検出部３２を介して演算
部４２に出力する。
の出力端が接続され、この位置演算部４０の入力端に
は、後述する演算部４２の出力端が接続される。上記第
２のビームスプリッタ３３の他方の出力端には、コーナ
ーキューブリフレクタ（ＣＣＲ）４３が配設される。Ｃ
ＣＲ４３は、第２のビームスプリッタ３３を介して入力
される送信光の光情報を光角度検出部３２を介して演算
部４２に出力する。
【００２７】演算部４２には、上記光角度検出部３２が
接続され、この光角度検出部３２からの光角度情報が入
力される。演算部４２は、入力した光角度情報と光情報
に基づいて、宇宙航行体５０と宇宙航行体５１の光行差
を算出し、この光行差情報を上記位置演算部４０に出力
する。
接続され、この光角度検出部３２からの光角度情報が入
力される。演算部４２は、入力した光角度情報と光情報
に基づいて、宇宙航行体５０と宇宙航行体５１の光行差
を算出し、この光行差情報を上記位置演算部４０に出力
する。
【００２８】位置演算部４０は、演算部４２で算出した
光行差情報と、上記光角度検出部３２で検出される光角
度とに基づいて光ファイバ３６の３軸回りの位置を算出
し、この位置情報に基づいて位置調整部３７を駆動制御
して、光ファイバケーブル３６の一端を結像レンズ３５
に対して３次元的に移動調整して、光学的に結合させ
る。
光行差情報と、上記光角度検出部３２で検出される光角
度とに基づいて光ファイバ３６の３軸回りの位置を算出
し、この位置情報に基づいて位置調整部３７を駆動制御
して、光ファイバケーブル３６の一端を結像レンズ３５
に対して３次元的に移動調整して、光学的に結合させ
る。
【００２９】さらに、上記筐体２１には、ビーコン光送
信手段を構成するビーコン光学系４４が上記光アンテナ
２０に対応して配設される。このビーコン光学系４４に
は、光ファイバケーブル４５の一端が接続され、この光
ファイバケーブル４４の他端には、ビーコン発光部４５
が接続される。このビーコン発光部４６は、光ファイバ
ケーブル４５を介してビーコン光学系４４と分離して配
置され、ビーコン光を光ファイバケーブル４５、ビーコ
ン光学系４４を介して光アンテナ２０に出力する。
信手段を構成するビーコン光学系４４が上記光アンテナ
２０に対応して配設される。このビーコン光学系４４に
は、光ファイバケーブル４５の一端が接続され、この光
ファイバケーブル４４の他端には、ビーコン発光部４５
が接続される。このビーコン発光部４６は、光ファイバ
ケーブル４５を介してビーコン光学系４４と分離して配
置され、ビーコン光を光ファイバケーブル４５、ビーコ
ン光学系４４を介して光アンテナ２０に出力する。
【００３０】上記構成において、送信信号処理部３９か
らの送信信号が光送信部３８に入力されると、光送信部
３８は、送信信号を光電変換して光ファイバケーブル３
６に出力し、該光ファイバケーブル３６を介して結像レ
ンズ３５に出力する。送信光は、結像レンズ３５で結像
された後、第２のビームスプリッタ３３、第１のビーム
スプリッタ２４、追尾鏡２３を通って光アンテナ２０に
案内され、該光アンテナ２０から通信相手局５２方向に
送信される。
らの送信信号が光送信部３８に入力されると、光送信部
３８は、送信信号を光電変換して光ファイバケーブル３
６に出力し、該光ファイバケーブル３６を介して結像レ
ンズ３５に出力する。送信光は、結像レンズ３５で結像
された後、第２のビームスプリッタ３３、第１のビーム
スプリッタ２４、追尾鏡２３を通って光アンテナ２０に
案内され、該光アンテナ２０から通信相手局５２方向に
送信される。
【００３１】この際、ジンバル２２が粗追尾指令に基づ
いて駆動制御されて光アンテナ２０が筐体２１を介して
指向制御され、いわゆる粗追尾されると共に、後述する
ように追尾鏡２３が光角度検出部３２からの光角度情報
に基づいて、いわゆる精追尾されて宇宙航行体５１の通
信相手局５２を追尾する。ここで、光アンテナ２０は、
ビーコン発光部４６からのビーコン光が光ファイバケー
ブル４５、ビーコン光学系４４を介して入力され、宇宙
航行体５１の通信相手局５２に向かってビーコン光を送
信する。
いて駆動制御されて光アンテナ２０が筐体２１を介して
指向制御され、いわゆる粗追尾されると共に、後述する
ように追尾鏡２３が光角度検出部３２からの光角度情報
に基づいて、いわゆる精追尾されて宇宙航行体５１の通
信相手局５２を追尾する。ここで、光アンテナ２０は、
ビーコン発光部４６からのビーコン光が光ファイバケー
ブル４５、ビーコン光学系４４を介して入力され、宇宙
航行体５１の通信相手局５２に向かってビーコン光を送
信する。
【００３２】一方、通信相手局５２は、ビーコン光に向
かって通信光（受信光）を送信する。すると、光アンテ
ナ２０は、通信相手局５２からの受信光を受信して、追
尾鏡２３、第１のビームスプリッタ２４を介して結像レ
ンズ２５に導かれて結像され、光ファイバケーブル２６
に入力される。光ファイバケーブル２６に入力された受
信光は、光受信部２８に入力されて光電変換された後、
受信信号処理部２９に入力され、ここに、通信相手局５
２からの通信情報が取得される。
かって通信光（受信光）を送信する。すると、光アンテ
ナ２０は、通信相手局５２からの受信光を受信して、追
尾鏡２３、第１のビームスプリッタ２４を介して結像レ
ンズ２５に導かれて結像され、光ファイバケーブル２６
に入力される。光ファイバケーブル２６に入力された受
信光は、光受信部２８に入力されて光電変換された後、
受信信号処理部２９に入力され、ここに、通信相手局５
２からの通信情報が取得される。
【００３３】この際、光ファイバケーブル２６に入力さ
れた受信光は、その一部が光強度検出部３１に入力され
る。すると、光強度検出部３１は、受信光の光強度を検
出して、その光強度情報を位置演算部３０に出力する。
位置演算部３０は、入力した光強度情報に基づいて光フ
ァイバケーブル２６の受信光強度が最大となるように位
置調整部２７を駆動制御して光ファイバケーブル２６を
３次元的に位置制御し、結像レンズ２５との位置を設定
する。
れた受信光は、その一部が光強度検出部３１に入力され
る。すると、光強度検出部３１は、受信光の光強度を検
出して、その光強度情報を位置演算部３０に出力する。
位置演算部３０は、入力した光強度情報に基づいて光フ
ァイバケーブル２６の受信光強度が最大となるように位
置調整部２７を駆動制御して光ファイバケーブル２６を
３次元的に位置制御し、結像レンズ２５との位置を設定
する。
【００３４】同時に、受信光は、第１のビームスプリッ
タ２４及び第２のビームスプリッタ３３を通って光角度
検出部３２に入力される。光角度検出部３２は、入力し
た受信光の光角度を検出して駆動制御部３４及び演算部
４２に出力する。このうち駆動制御部３４は、この光角
度情報に基づいて上記追尾鏡２３を駆動調整して宇宙航
行体５１の通信相手局５２の精追尾を実行する。
タ２４及び第２のビームスプリッタ３３を通って光角度
検出部３２に入力される。光角度検出部３２は、入力し
た受信光の光角度を検出して駆動制御部３４及び演算部
４２に出力する。このうち駆動制御部３４は、この光角
度情報に基づいて上記追尾鏡２３を駆動調整して宇宙航
行体５１の通信相手局５２の精追尾を実行する。
【００３５】そして、上記送信光は、第２のビームスプ
リッタ３３を介してＣＣＲ４３に入力される。ＣＣＲ４
３は、入力した送信光の光情報を光角度検出部３２を介
して上記演算部４２に出力する。演算部４２は、光角度
検出部３２からの光角度情報及びＣＣＲ４３からの光情
報に基づいて宇宙航行体５０と宇宙航行体５１の光行差
を求めて、この光行差情報を位置演算部４０に出力す
る。
リッタ３３を介してＣＣＲ４３に入力される。ＣＣＲ４
３は、入力した送信光の光情報を光角度検出部３２を介
して上記演算部４２に出力する。演算部４２は、光角度
検出部３２からの光角度情報及びＣＣＲ４３からの光情
報に基づいて宇宙航行体５０と宇宙航行体５１の光行差
を求めて、この光行差情報を位置演算部４０に出力す
る。
【００３６】同時に、位置演算部４０には、光角度検出
部３２で検出される光の光角度情報が演算部４２を介し
て入力され、この光角度情報と光行差情報に基づいて位
置調整部３７を駆動制御し、光ファイバケーブル３６を
３次元的に位置制御して結像レンズ３５との位置を設定
する。
部３２で検出される光の光角度情報が演算部４２を介し
て入力され、この光角度情報と光行差情報に基づいて位
置調整部３７を駆動制御し、光ファイバケーブル３６を
３次元的に位置制御して結像レンズ３５との位置を設定
する。
【００３７】このように、上記光通信システムは、光受
信部２８及び光送信部３８に接続される光ファイバケー
ブル２６，３６を、受信光学系及び送信光学系の結像レ
ンズ２５，３５に対してそれぞれ３軸方向に移動調整自
在に対向配置し、受信光の光強度に基づいて駆動制御し
て光ファイバケーブル２６を３次元的に移動調整して結
像レンズ２５に光学的に結合させ、且つ、受信光の光角
度及び光行差に基づいて光ファイバケーブル３６を３次
元的に移動調整して結像レンズ３５に光学的に結合させ
るように構成した。
信部２８及び光送信部３８に接続される光ファイバケー
ブル２６，３６を、受信光学系及び送信光学系の結像レ
ンズ２５，３５に対してそれぞれ３軸方向に移動調整自
在に対向配置し、受信光の光強度に基づいて駆動制御し
て光ファイバケーブル２６を３次元的に移動調整して結
像レンズ２５に光学的に結合させ、且つ、受信光の光角
度及び光行差に基づいて光ファイバケーブル３６を３次
元的に移動調整して結像レンズ３５に光学的に結合させ
るように構成した。
【００３８】これによれば、光学系と、光受信部２８及
び光送信部３８とを分離して配置することが可能となる
ことにより、信頼性の高い高精度な光通信を実現したう
えで、光受信部２８及び光送信部３８の発熱に対する熱
制御対策や電磁干渉対策が不要となり、小形・軽量化の
促進が図れる。
び光送信部３８とを分離して配置することが可能となる
ことにより、信頼性の高い高精度な光通信を実現したう
えで、光受信部２８及び光送信部３８の発熱に対する熱
制御対策や電磁干渉対策が不要となり、小形・軽量化の
促進が図れる。
【００３９】また、これによれば、従来のような光行差
補正鏡１２（図５参照）を備えることなく、光行差補正
が実現されることにより、この点からも小形・軽量化の
促進が図れる。
補正鏡１２（図５参照）を備えることなく、光行差補正
が実現されることにより、この点からも小形・軽量化の
促進が図れる。
【００４０】なお、上記実施の形態では、筐体２１をジ
ンバル２２を用いて移動制御して粗追尾を行うように構
成した場合で説明したが、これに限ることなく、例えば
図４に示すように構成することも可能である。
ンバル２２を用いて移動制御して粗追尾を行うように構
成した場合で説明したが、これに限ることなく、例えば
図４に示すように構成することも可能である。
【００４１】すなわち、図４の実施の形態は、光アンテ
ナ２０の前方の筐体２１の外部に粗追尾鏡４７を配設し
て、この粗追尾鏡４７を粗追尾指令に基づいて駆動制御
して通信相手局５２を粗追尾することにより、通信相手
局５２との光通信を行うように構成したもので、略同様
の効果が期待される。
ナ２０の前方の筐体２１の外部に粗追尾鏡４７を配設し
て、この粗追尾鏡４７を粗追尾指令に基づいて駆動制御
して通信相手局５２を粗追尾することにより、通信相手
局５２との光通信を行うように構成したもので、略同様
の効果が期待される。
【００４２】但し、図４において、粗追尾鏡４７以外の
他の構成に関しては、前記図１と略同様に構成されるこ
とで、同一部分については、同一符号を付して、その説
明を省略する。
他の構成に関しては、前記図１と略同様に構成されるこ
とで、同一部分については、同一符号を付して、その説
明を省略する。
【００４３】また、上記実施の形態では、ビーコン光学
系４４に対して光ファイバケーブル４５を直接的に接続
配線するように構成した場合で説明したが、これに限る
ことなく、前述した受信光学系及び送信光学系の光ファ
イバケーブル２６，３６と略同様に、光ファイバケーブ
ル４５をビーコン光学系４４に対して移動調整自在に対
向配置して、光ファイバケーブル４５を移動制御して、
ビーコン光学系４４に対して光学的に結合させるように
構成することも可能である。
系４４に対して光ファイバケーブル４５を直接的に接続
配線するように構成した場合で説明したが、これに限る
ことなく、前述した受信光学系及び送信光学系の光ファ
イバケーブル２６，３６と略同様に、光ファイバケーブ
ル４５をビーコン光学系４４に対して移動調整自在に対
向配置して、光ファイバケーブル４５を移動制御して、
ビーコン光学系４４に対して光学的に結合させるように
構成することも可能である。
【００４４】さらに、上記実施の形態では、光ファイバ
ケーブル２６，３６の一端を３軸方向に移動調整させて
結像レンズ２５，３５に対して光学的に結合するように
構成した場合で説明したが、これに限ることなく、光フ
ァイバケーブル２６，３６と結像レンズ２５，３５を含
む光学系の双方を、それぞれ独立に移動調整して、相互
間を光学的に結合させるように構成することも可能であ
る。よって、この発明は、上記実施の形態に限ることな
く、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
変形を実施し得ることは勿論のことである。
ケーブル２６，３６の一端を３軸方向に移動調整させて
結像レンズ２５，３５に対して光学的に結合するように
構成した場合で説明したが、これに限ることなく、光フ
ァイバケーブル２６，３６と結像レンズ２５，３５を含
む光学系の双方を、それぞれ独立に移動調整して、相互
間を光学的に結合させるように構成することも可能であ
る。よって、この発明は、上記実施の形態に限ることな
く、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
変形を実施し得ることは勿論のことである。
【００４５】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構成簡易にして、小形・軽量化を図り得、且つ、信
頼性の高い高精度な光通信を実現し得るようにした光通
信システムを提供することができる。
ば、構成簡易にして、小形・軽量化を図り得、且つ、信
頼性の高い高精度な光通信を実現し得るようにした光通
信システムを提供することができる。
【図１】この発明の一実施の形態に係る光通信システム
を示した図。
を示した図。
【図２】図１の受信系の詳細を説明するために示した
図。
図。
【図３】図１の送信系の詳細を説明するために示した
図。
図。
【図４】この発明の他の実施の形態を示した図。
【図５】従来の光通信システムを示し図。
２０…光アンテナ。 ２１…筐体。 ２２…ジンバル。 ２３…追尾鏡。 ２４…第１のビームスプリッタ。 ２５，３５…結像レンズ。 ２６，３６，４５…光ファイバケーブル。 ２７，３７…位置調整部。 ２８…光受信部。 ２９…受信信号処理部。 ３０，４０…位置演算部。 ３１…光強度検出部。 ３２…光角度検出部。 ３３…第２のビームスプリッタ。 ３４…駆動制御部。 ３８…光送信部。 ３９…送信信号処理部。 ４２…演算部。 ４３…コーナーキューブリフレクタ。 ４４…ビーコン光学系。 ４６…ビーコン発光部。 ５０，５１…宇宙航行体。 ５２…通信相手局。
Claims (8)
- 【請求項１】 宇宙航行体に搭載され、通信相手局と光
通信用の光の送受を行う光アンテナと、 追尾指令に基づいて前記通信相手局を追尾して前記光ア
ンテナの光入出力を制御する粗追尾手段と、 前記光アンテナの後段に配設され、前記粗追尾手段で前
記通信相手局を追尾して前記光アンテナに導かれた前記
通信相手局からの光の光角度に基づいて前記光アンテナ
の入出力光路を制御して前記通信相手局を追尾する精追
尾光学系と、 この精追尾光学系で入出力路が制御された前記光アンテ
ナで受光した前記通信相手局からの光が入射される受信
光学系と、 この受信光学系に入射された前記通信相手局からの光が
入力される光受信部と、 一端が前記受信光学系の出力端に移動調整自在に対向配
置され、前記受信光学系に入射された光を前記光受信部
に導く第１の光ファイバケーブルと、 この第１の光ファイバケーブルの一端から入力される光
の光強度に基づいて該第１の光ファイバケーブルの一端
と前記受信光学系の出力端との相対位置を調整する第１
の位置調整手段と、 送信光を出力する光送信部と、 この光送信部から出力された送信光を前記精追尾光学系
を介して前記光アンテナに導いて前記通信相手局に送信
する送信光学系と、 一端が前記送信光学系の入力端に移動調整自在に対向配
置され、前記光送信部から送信される送信光を前記送信
光学系に案内する第２の光ファイバケーブルと、 前記第１の光ファイバケーブルの一端から入力される光
の光角度、及び前記通信相手局との光行差に基づいて該
第２の光ファイバケーブルの一端と前記送信光学系の入
力端との相対位置を調整する第２の位置調整手段と、 前記光アンテナにビーコン光を出力して前記通信相手局
に向けてビーコン光を送信するビーコン光送信手段とを
具備したことを特徴とする光通信システム。 - 【請求項２】 前記第１及び第２の位置調整手段は、第
１及び第２の光ファイバケーブルと、受信光学系及び送
信光学系の一端のいずれか一方を３次元に移動制御して
位置調整することを特徴とする請求項１記載の光通信シ
ステム。 - 【請求項３】 前記第１及び第２の位置調整手段は、第
１及び第２の光ファイバケーブルと受信光学系及び送信
光学系との双方を移動制御して３次元に位置調整するこ
とを特徴とする請求項２記載の光通信システム。 - 【請求項４】 前記粗追尾手段は、光アンテナの光入出
力路に移動調整自在に配設され、追尾指令に基づいて移
動調整される光学系で構成したことを特徴とする請求項
１乃至３のいずれかに記載の光通信システム。 - 【請求項５】 前記粗追尾手段は、光アンテナを追尾指
令に基づいて移動調整して目標を追尾するジンバルで構
成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
載の光通信システム。 - 【請求項６】 前記光受信部及び光送信部は、第１及び
第２の光ファイバケーブルを介して受信光学系及び送信
光学系と分離配置されることを特徴とする請求項１乃至
５のいずれかに記載の光通信システム。 - 【請求項７】 前記ビーコン光送信手段は、光ファイバ
を介して接続されるビーコン光学系とビーコン発光部と
を備え、前記ビーコン発光部からのビーコン光が前記光
ファイバケーブルを介して前記ビーコン光学系に供給さ
れることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載
の光通信システム。 - 【請求項８】 前記通信相手局は、宇宙航行体に構築さ
れることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載
の光通信システム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34509897A JP3859335B2 (ja) | 1996-12-17 | 1997-12-15 | 光通信装置および光通信システム |
| US08/992,366 US6091528A (en) | 1996-12-17 | 1997-12-17 | Optical communication system of space propagation type |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-336940 | 1996-12-17 | ||
| JP33694096 | 1996-12-17 | ||
| JP34509897A JP3859335B2 (ja) | 1996-12-17 | 1997-12-15 | 光通信装置および光通信システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10233738A true JPH10233738A (ja) | 1998-09-02 |
| JP3859335B2 JP3859335B2 (ja) | 2006-12-20 |
Family
ID=26575626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34509897A Expired - Lifetime JP3859335B2 (ja) | 1996-12-17 | 1997-12-15 | 光通信装置および光通信システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6091528A (ja) |
| JP (1) | JP3859335B2 (ja) |
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| WO2004068746A1 (ja) | 2003-01-31 | 2004-08-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 光アンテナ |
| JP2006023626A (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Olympus Corp | コリメーション調整機構、それを用いた光アンテナ装置およびコリメーション調整方法 |
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| JP2022073630A (ja) * | 2020-11-02 | 2022-05-17 | 大井電気株式会社 | 光無線通信用の受信装置 |
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