JPS6035282A - 光ビ−ムを利用した移動体の追尾装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）陀業上の利用分野 本発明は移動体の追尾並ひに情報伝達装置に係り、特に
光ビームを利用した移動体の追尾装置に関する。

（「Ｊ）従来技術 近年、光ビームを利用した移動体の誘導や情報伝達に関
する技術が提案実施されているが、各々個別に発生させ
た光ヒ゛−ムを利用するか或いは分割して複数本の光ビ
ームとして利用するものであったが、装置の複雑化と高
価格化をまねき、光ビームの有効利用に欠けるという欠
点かあった。

（ハ）　目　的 本発明は光ビームを有効に利用した移動体の追尾装置を
提供することを目的とする。

に）構成 本発明は光ビーム発生装置と発生した光ビームを変調す
る変調装置と、変調された光ビームを三次元空間の任恩
の位置にある移動体に向って反則すると共に、移動体か
ら反射されて帰って来た帰還ビームを再ひ反射する反射
追尾装置と、前記帰還ビームをその光路上に置かれたス
プリッタで径路変更させ、凸レンズを介して受光し追尾
すべき方向を弁別して方位信号を発生して駆動制御部を
介して反射追尾装置を駆動させる光ビーム検出装置を具
備する固定局と、該固定局から射出される光ビームを反
射して帰還ビームとして固定局へ送り返す反射手段と、
入射してくる前記復調された光ビームを前記反射手段の
前方でスプリッタにより分岐して受光し、これを復調す
る受光装置とを具（ｌｉ“Ｈする移動局とから構成され
ている。

１ト）　実施例 第１図は本発明の詳細な説明する概略斜視図である。

固定局１には光ビーム発生装置１０、変調装置２０゜反
射追尾装置３０、スプリッタ４０、凸レンズ５０、光ビ
ーム検出装置６０を含み、移動局２は反射手段としてコ
ーナキューブ１００、スプリッタ２００、凸レンズ３（
Ｘｌ、受光装置４００より構成されている。

光ビーム発生装置１０で発生された光ビームは変１、！
Ｉ装置２０で移動体の制御信号等の情報に基づいて変調
され、光ビームＬＢとして射出され、スプリッタ４０を
裏面から通過し反射鏡３２で反射し、光ビームＬＢＩと
して三次元空間の任意の位置にある移動体に塔載されて
いる移動局２に向けて射出される。

移動局に於ては前記光ビームＬＢＩがコーナキューブ１
００により反射され、到来光ビームＬＢ＋と平行で逆方
向の経路を辿る帰還ビームＬＢ’として固定局に送り帰
される。

一方到来光ビームＬＢＩはコーナキューブ１００に入射
する直前にスプリッタ２００でその一部が分岐され、光
ビームＬＢ２として凸レンズ３００を通過して受光装置
４００に入射する。

又固定局に送り帰されて来た帰還ビームＬＢ’は反射鏡
３２で再び反射され光ビームＬＢの経路を逆行し、この
経路上に配設されているスプリッタ４０で略直角方向に
反射され帰還ビームＬ　Ｂ２’として凸レンズ５０を通
過し光ビーム検出装置６０に入射ずムこ＼に光ビーム検
出装置６０は受光検知器６１と信号処理部６７とから構
成されており、更に受光検知器６１の受光面は４等分さ
れておりスペース６３、倒、６５　、６６にはそれぞれ
受光素子が充填されており、前記帰還ビームＬＢ２’が
前記スペース６３　、６４　、６５．６６のいずれか或
いは中心部６２に入射したかどうかによって信号処理部
６７で方位信号を発生ずる。

又、反射追尾装置３０は制御機構３１と駆動制御部３５
から構成されており、前記制＠ＩＩ機構３１ば反射鏡３
２とこれを保持して、その反射面を三次元空間の所望の
方向に向ける為の直交２軸をそれぞれ回動するステップ
モータ３３及び３４とから構成されている。

第２図は光ビームの経路を示す説明図であり、光ビーム
発生装置１０で発生し、変調装置２０で変調された光ビ
ームＬＢはスプリッタ４０を通過して反射鏡３２のａの
位置で反射し光ビームＬＢａとして射出され、Ａの位置
にある移動局のコーナキューブ１００の中心に入射し、
反射されて帰還ビームＬＢ’ａとして射出され、入射径
路を逆行して再ひ３位置に於ける反射鏡３２で反射され
、更に入射径路を逆行して径路途中に配設されているス
プリッタ４０で略直角方向に反射され凸レンズ５０を通
過して受光検知器６１の中心部に入射する。

次に移動局が矢印Ｘの方向にＡからＢの位置に移動すれ
ば、これを追尾すべく反射鏡３２はλの位置から矢印Ｙ
の方向に回動しながら追尾することとなる。即ち、反射
鏡３２のｂの位置に於ては光ビームＬＢはＬＢａの如く
反射されコーナキューブ１００に於て反射して帰還ビー
ムＬＢ’ｂとして送り帰され、反射鏡３２で再び反射さ
れるが図示の如く光ビームＬＢとはオフセットした径路
を辿りスプリッタ４０で再度反射され、このま＼進めは
受光検知器６１の検知面から外れた位置に入射すること
＼なるが凸レンズ５０かある為に、こ＼で屈折し前記検
知面内の中心から外れた位置に入射する。この入射位置
を前述の信号処理部によって弁別し方位信号が出され、
駆動制御部及び制御機構によって反射鏡３２は更に回動
を続は最適位置Ｃで落付く。即ちＣの位置では図示の如
く前記Ａの位置の於けると同様、反射された光ビームＬ
Ｂｃはコーナキューブ】００の中心に入射し、帰還ビー
ムＬＢ’ｃは受光検知器６１の中心に入射する。

尚凸レンズ３００の効果も図示の如く前述の凸レンズ５
０の働きと同様である。

第３図は本発明の詳細な説明するブロック図である。即
ち固定局１では光ビーム発生装置１０て発生された光ビ
ームは変調器と変調信号発生回路とから成る変調装置２
０で変調されて光ビームＬＢとして射出されスプリッタ
４０を通過して反射鏡３１で反射し、光ビームＬＢＩと
して三次元空間に射出され、後述の移動局に於て反射さ
れて帰って来た帰還ビームＬＢ’は反射鏡３１で再び反
射され前記光ビームＬＢと同一径路を帰還ビームＬＢ’
ｌとして逆行し、スプリッタ４０で略直角に反射されて
凸レンズ５０を通って帰還ビームＬＢ’２として光ビー
ム検知装置６７の受光検知器６１に入射し、電気信号に
変換され、増幅回路で増幅された後方向弁別回路で方位
信号を発生し、反射追尾装置讃の追尾信号発生回路に入
力されて、追尾信号が出力されリレー回路を径て、パル
ス発生回路からパルス信号が印加されている２個のモー
タ駆動回路のいずれかに入力され、ステップモータ３２
又は３３のいずれかが付勢され、反射鏡３１を保持する
直交軸のいずれかを回動させ反射鏡３１の反射面を、移
動体を追尾すべく所望の方向に向ける。

又、移動局２に於ては前記光ビームＬＢ’はコーナキュ
ーブで１００に入射して反射され、入射径路を逆行或い
は入射径路と平行な径路を逆行する帰還ビームＬＢ’と
して射出される。一方入射してくる光ビームＬＢはコー
ナキューブ１００の前面に配置されているスプリッタ２
００で、その一部が略直角方向に分岐反射され光ビーム
ＬＢ２として受光装置４００の受光素子に入射して電気
信号に変換され、増幅器で増幅された後復調回路で復調
され、更に信号弁別回路で所要の信号として分離され、
出力回路により図示しない所定の機器に印加される。

尚前記凸レンズ５０及び２００は前述の如く受光検知器
６１或いは受光装置４００の中心軸から大きく外れた帰
還ビームＬ　Ｉｒ２或いは光ビームＬＢ２を屈折して検
知器６１或いは受光装置４００に入射させると共に広が
ったビーム幅を絞って集光し入射光の強度を増加させる
と共に受光狗でのビームスポットの直径を弁別機能に適
合した最適の大きさに保持する。

又、本実施例に於ては反射手段としてコーナキューブを
使用したがこれに限ることはなく、受光検知器の検知面
を４分割したがこれに限ることはない。

更に本実施例に於ける情報の伝達は固定局から移動局に
対するものであったが移動局から固定局に対して情報を
送り帰す機能を付加することも勿論可能である。

（へ）効果 本発明は所定の信号で変調された一本の光ビームを追尾
と情報伝達とのこの様に利用している為に有効に光ビー
ムを利用することが出来ると共に凸レンズとマトリック
ス状の受光検知器とによって追尾信号が出されるので移
動体の位置が地上、水」二、空中を問わず連続して光ビ
ームを照射して精密に追尾できるので良質の情報か伝達
できると言う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する概略斜視図、第２図は
光ビームの径路を示す説明図、第３図は本発明の詳細な
説明するブロック図である。 １・・・固定局、２・・・移動局、１０・・・光ビーム
発生装置、２α・・変調装置、３０・・・制御機構、４
０．２００・・・スプリッタ、５０．３０ｆ）・・・凸
レンズ、６０・・・光ビーム検出装置、１００・・・コ
ーナキューブ、４００・・・受光装置。 特許出願人　日立機電工業株式会社 代理人弁理士大西孝治

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１光ビーム発生装置と、該光ビーム発生装置から発
   射される光ビームを三次元空間の任意の位置にある移動
   体に向けて反射させると共に前記移動体で前記光ビーム
   が反射されて帰ってくる帰還ビームを再ひ反射させる反
   射追尾装置と、前記反射された帰還ビームの径路を変更
   させるスプリッタと、前記経路を変更された帰還ビーム
   を受光する光ビーム検出装置とを具備する固定局と、前
   記移動体に塔載され、固定局から射出される光ビームを
   反射させて、これに平行な帰還ビームとして固定局に送
   り返す反射手段を具備する移動局とで構成されると共に
   、前記光ビーム検出装置に対する帰還ビームの照射位置
   を弁別し、これに基づいてｊ）ｉｌ記反射追尾装置を制
   御駆動して、移動体の移動にともない前記帰還ビームの
   方向が変化しても常に光ビーム検出装置の検出面の中心
   が照射される如くすることにより移動体を追尾すること
   を特徴とする光ビームを利用した移動体の追尾装置Ｆ、
   。 （２）反射追尾装置が反射鏡と、該反射鏡を保持して、
   その反射面を三次元空間の自由な方向−に向は得る如く
   それぞれステップモータによって回動する直交２軸から
   成る制御機構と、前記ステップモータを追尾信号に基い
   て駆動する電気回路から成る駆動制御部とから構成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
   ビームを利用した移動体の追尾装置。 （３）光ビーム検出装置がその検出面を複数個のスペー
   スに分割し、その分割されたスペースにそれぞれ受光素
   子を充填した受光検知器と該受光検知器を照射する光ビ
   ームの照射位置に基ついて追尾すべき方向を弁別して方
   位信号を発生する信号処理部から構成されると共に前記
   受光検知器の前方光路上に凸レンズを配設し、前記受光
   検知器から逸脱した帰還ビームを屈折させτ受光検知器
   を照射し得る如＜シ、かつ、前記受光検知器の位置を前
   記凸レンズの焦点位置から僅かにずらせて受光検知器を
   こ於ける光ビームの照射スポットか所望の直径となる如
   くしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
   ビームを利用した移動体の追尾装置。 （４）　光ビーム発生装置の前面に変調装置を配設し、
   発射される光ビームを移動体の制御信号等の情報で変調
   すると共に移動体に設けられている反射手段の前方光路
   上にスプリッタを配設して入射してくる変調された光ビ
   ームの一部を分岐して受光装置に導き、復調して前記情
   報を取り出す如くし、かつ、ｎＪ記受光装置の前面光路
   上に凸レンズを配設したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の光ビームを利用した移動体の追尾装置。