KR100244356B1

KR100244356B1 - 광 공간 전송 장치

Info

Publication number: KR100244356B1
Application number: KR1019910018644A
Authority: KR
Inventors: 이또유지로; 스즈끼고지
Original assignee: 이데이 노부유끼; 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 1990-10-30
Filing date: 1991-10-23
Publication date: 2000-02-01
Also published as: US5237166A; JPH04165967A; KR920009107A

Abstract

광 빔에 의하여 정보 데이터를 전송하는 광 공간 전송 장치에서, 광학 렌즈 수단에서 송출되는 광 빔의 송출 방향과 송수신 장치의 송수광부의 방향차이를 나타내는 에러 신호에 의하여, 발광 수단에서 광학 렌즈에 입사하는 광 빔의 광로위치를 제어함으로써, 광학 렌즈에서 송출되는 광 빔의 송출 방향과 송수신 장치의 송수광부의 방향을 일치시키도록 한다.

Description

광 공간 전송 장치

제1도는 종래의 광 공간 전송 장치를 나타내는 약선도.

제2도는 본 발명의 광 공간 전송 장치의 한 실시예를 나타내는 사시도.

제3도는 제1도에 나타내는 광 공간 전송 장치의 전송 광학계를 나타내는 약선도.

제4도는 제1도에 나타내는 광 공간 전송 장치의 콜리메이트 스코프를 나타내는 사시도.

제5도는 콜리메이트 스코프의 배치를 나타내는 약선도.

제6도는 제1도에 나타내는 광 공간 전송 장치의 편파면의 보정 설명에 제공하는 약선도.

제7도는 제1도에 나타내는 광 공간 전송 장치의 서보 회로를 나타내는 블록도.

제8도는 제1도에 나타내는 광 공간 전송 장치의 위치 검출 회로를 나타내는 블록도.

제9도는 제1도에 나타내는 광 공간 전송 장치의 위치 검출 센서를 나타내는 약선도.

제10도는 제1도에 나타내는 광 공간 전송 장치의 필터의 파장-투광량 특성을 나타내는 특성 곡선도.

제11도는 제1도에 나타내는 광 공간 전송 장치에 입사하는 태양광의 입사광량과 신호 레벨의 관계를 나타내는 특성 곡선도.

제12도는 제1도에 나타내는 광 공간 전송 장치의 광로 설정 수단의 구성을 나타내는 사시도.

제13도는 제12도에 나타내는 광로 설정 수단의 단면을 나타내는 단면도.

제14도는 제1도에 나타내는 광 공간 전송 장치의 광로 설정 수단의 다른 실시예를 나타내는 단면도.

제15a도는 제15b도는 각각 제14도에 광로 설정 수단의 주파수-응답 특성 및 주파수-위상 특성을 나타내는 특성 곡선도.

제16도는 제1도에 나타내는 광 공간 전송 장치의 광로 설정 수단의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도.

제17a도, 제17b도는 각각 제16도에 나타내는 광로 설정 수단의 주파수 응답 특성 및 주파수-위상 특성을 나타내는 특성 곡선도.

제18a도, 제18b도는 각각 제12도에 나타내는 광로 설정 수단의 주파수-응답 특성 및 주파수-위상 특성을 나타내는 특성 곡선도.

제19도는 제12도에 나타내는 광로 설정 수단의 동작을 설명하기 위한 약선도.

제20도는 제1도에 나타내는 광 공간 전송 장치의 광로 설정 수단의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도.

제21도는 제1도에 나타내는 광 공간 전송 장치의 광로 설정 수단의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도.

제22도는 제1도에 나타내는 광 공간 전송 장치의 광로 설정 수단의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50 : 구동 회로 58 : 서보 회로

65 : 신호 처리 회로 72 : 촬상 신호 처리 회로

73 : 모니터 장치 74 : 줌 구동 회로

76 : 셔터 구동 회로

[발명의 분야]

본 발명은 광 빔에 의하여 정보 데이터를 전송하는 광 공간 전송 장치에 관한 것으로서, 특히 광 빔의 방출 방향을 자동적으로 보정하도록 된 광 공간 전송 장치에 관한 것이다.

[종래기술]

종래, 광 공간 전송 장치(OPTICAL ATMOSPHERIC LINK APPARATUS)에서는, 전송 대상에 송출하는 광 빔의 일부를 되돌려서 전송 대상으로부터 도래하는 관측 광과 함께 관측함으로써, 간단하게 해당 광 빔의 조사 위치를 확인할 수 있도록 한 것이 특개평 02-276328로서 알려져 있다.

즉, 제 1 도에 나타나듯이, 광 공간 전송 장치 (1)에서는, 레이져 다이오드(2)를 소정의 정보 신호로서 구동하고, 해당 레이져 다이오드(2)에서 소정의 편파면의 광 빔(LA1)을 방출한다.

렌즈(4)는, 해당 광 빔 (LA1)을 평행 광선으로 변환한 후 편광 프리즘(6)을 투과시켜 하프미러(half mirror)(8)에 유도한다.

여기서 하프미러(8)는, 광 빔(LA1)의 일부를 투과시키고, 해당 투과 광을 렌즈(16) 및 (18)을 거쳐 전송 대상으로 송출한다.

이것에 의해 광 공간 전송 장치(1)는, 소정 편광면의 광 빔(LA1)을 전송 대상으로 송출하도록 되어 있다.

게다가, 하프 미러(8)는 광 빔(LA1)의 반사광을 코너 입방체(corner cube)프리즘(10)으로 되돌리고, 되돌려진 광 빔을 렌즈(12)를 거쳐 촬상 소자(14)에 유도한다.

이것에 의해 광 공간 전송장치(1)에서는, 전송 대상으로 송출한 광 빔(LA1)의 일부를 분리하고, 그 광고를 되돌려 촬상 소자(14)에 집광하도록 되어 있다.

렌즈(18)는, 전송 대상으로부터 도래하는 광 빔(LA2)을 수광하고, 렌즈(16), 하프미러(8)를 거쳐 편광 프리즘(6)에 유도한다.

여기서, 전송 대상에서는, 광 빔(LA1)에 대하여 편파면이 직교하는 광 빔(LA2)을 방출하도록 되어 있다.

이것에 의해 광 공간 전송 장치(1)는, 편광 프리즘(6)에서 광 빔(LA2)을 반사한 후, 해당 광 빔(LA2)을 렌즈(22)를 통해서 수광 소자(22)에 집광한다.

이것에 의해 광 공간 전송 장치(1)에서는, 전송 대상으로부터 도래하는 광 빔(LA2)을 수광하여 정보를 수신할 수 있도록 되어 있다.

게다가, 렌즈(18)는, 광 빔(LA2)과 함께, 전송 대상의 주위의 풍경에서 해당광 공간 전송 장치(1)로 향하는 광(이하 관측광이라고 부른다)(L1)을 수광하고, 해당 관측광(L1)을 렌즈(16), 하프미러(8), 렌즈(12)를 거쳐서 촬상 소자(14)에 유도한다.

이것에 의해, 관측광(L1)에서는, 광 빔(LA1)과 광축의 평행인 성분이 코너 입방체 프리즘(10)의 반사광과 평행으로 렌즈(12)에 입사한다.

따라서, 코너 입방체 프리즘(10)의 반사광에서는 마치 광빔(LA1)의 조사 위치에서 촬상 소자(14)로 향하여 방출되는 것처럼 광로에서 렌즈(12)에 입사한다.

이것에 의해 광 공간 전송 장치(1)에서는 촬상 소자(14)를 거쳐, 광 빔(LA1)의 조사위치에 밝은 휘점을 형성한 촬상 화상을 얻을 수 있고, 간단하게 광 빔(LA1)의 조사위치를 확인할 수 있도록 되어 있다.

이 광 공간 전송 장치를 2대 준비하고, 원하는 2 지점에 서로 마주 대하도록 각각 설치함으로써, 예를 들면 텔레비젼 중계 등에 있어서 통신 수단으로서 이용할 수 있다.

그런데, 종래의 광 공간 전송장치에서는, 상술한 바와 같이 통신 수단으로서 사용하고 있을 때에, 예를 들면 가까운 도로를 트랙이 주행하거나, 바람이 불거나 하면 광 공간 전송 장치가 진동하고, 광 빔의 방출방향이 다른 광 공간 전송 장치의 수신 방향에서 벗어나는 것이 있으며, 통신이 끊어질 우려가 있다는 문제가 있다.

[발명의 목적]

본 발명의 주된 목적은, 광 빔에 의하여 정보 데이터를 전송할 때에, 광 빔의 방출방향을 자동적으로 보정할 수 있도록 되어 있는 광 공간 전송 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 광 빔에 의하여 정보 데이터를 전송할 때에, 광 빔의 방출 방향을 자동적으로, 게다가 단시간에 보정할 수 있도록 되어 있는 광 공간 전송 장치를 제공하는 것이다.

[발명의 요약]

본 발명의 주된 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 광 빔에 의하여 정보 데이터를 전송하는 광 공간 전송 장치에 있어서, 광 빔을 방출하는 발광 수단과, 광 빔을 집광하고, 송수신 장치에 송출하는 광학 렌즈 수단과, 송수신 장치에서 방출된 광 빔을 광학 렌즈 수단을 거쳐 수광하는 2차원 센서 수단과, 2차원 센서 수단의 출력 신호에 의하여, 광학 렌즈 수단에서 송출되는 광 빔의 송출 방향과 송수신 장치의 송수광부의 방향 차이를 나타내는 에러 신호를 형성하는 형성 수단과, 광학 렌즈 수단과 발광 수단 사이에 위치하고, 광학 렌즈 수단에 입사하는 광 빔의 광로를 설정하는 광로 설정 수단과, 형성 수단에 의하여 형성된 에러 신호에 의하여 광학 렌즈 수단에서 송출되는 광 빔의 송출 방향과 송수신 장치의 송수광부의 방향이 일치하도록 광로 설정 수단을 제어하는 제어 수단을 구비한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 광 빔에 의하여 정보 데이터를 전송하는 광 공간 전송 장치에 있어서, 광 빔을 방출하는 발광 수단과, 광 빔을 집광하고, 송수신 장치에 송출하는 광학 렌즈 수단과, 송수신 장치로부터 방출된 광 빔을 광학 렌즈 수단을 거쳐 수광하는 2차원 센서 수단과, 2차원 센서 수단의 출력 신호에 의하여, 광학 렌즈 수단에서 송출되는 광 빔의 송출 방향과 송수신 장치의 송수광부의 방향 차이를 나타내는 에러 신호를 형성하는 형성 수단과, 광학 렌즈 수단과 발광 수단 사이에 위치하고, 광학 렌즈 수단에 입사하는 광 빔의 광로를 설정하는 광로 설정 수단과, 형성 수단에 의하여 형성된 에러 신호에 의하여, 광학 렌즈 수단에서 송출되는 광 빔의 송출 방향과 송수신 창치의 송수광부의 방향이 일치하도록 광로 설정 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하며, 또한 광로 설정 수단을, 인가전압에 따라 변위하는 압전 소자와, 압전 소자의 후면에 장착된 진동제어부재와, 압전소자 및 진동제어부재 중 한 단이 끼워지도록 유지하고, 압전 소자 및 진동제어부재를 소정의 지지 위치로서 지지하는 지지부재와 압전 소자의 다른 단에 장착된 미러로서 구성한다.

[발명의 양호한 실시예의 상세한 기술]

이하 도면에 대하여 본 발명의 한 실시예를 상술한다. 제 2 도에서는, (30)은 전체적인 광 공간 전송 장치를 나타내고, 전원 장치(31)로부터 공급되는 전원으로 구동할 수 있도록 되어 있다.

즉, 전원 장치(31)는, 내부에 배터리를 수납하고, 전면에 설치된 전원 스위치(31A)가 온 조작되면 케이블(31B)을 통해서 해당 배터리의 전원을 광 공간 전송 장치 본체(34)에 공급한다.

이것에 의해 광 공간 전송 장치 본체(34)는, 전원 장치(31)측에 설치된 전원 스위치(31A)의 조작에 응답하여 동작 상태가 되고, 이렇게 하여 광 공간 전송 장치(30)에서는 전원 장치(31)측에서 간단하게 배터리를 교환할 수 있도록 되어 있다.

광 공간 전송 장치 본체(34)는, 다리(35)상에 탑재되어 소정 위치에 설치할 수 있도록 되어 있으며, 조작 패널상의 표시화면(36)을 통해서, 필요에 따라 해당 광 공간 전송 장치 본체(34)에서 방출되는 광 빔(LA1)의 조사 위치를 확인할 수 있도록 되어 있다.

게다가, 광 공간 전송 장치 본체(34)는, 조작 패널의 상부에 초기화 스위치(37)를 가지고, 해당 초기화 스위치(37)가 온 조작되면, 광 빔(LA1)의 조사 위치 조정 기구를 동작 중심으로 다시 설정하도록 되어 있다.

게다가, 광 공간 전송 장치 본체(34)는, 초기화 스위치(37)아래에 조사위치 조정용의 조작자(38A∼38D)를 가지고, 해당 조작자(38A∼38D)가 온 조작되면, 각각 조작자(38A∼38D)에 대응하여 광 빔(LA1)의 조사 위치를 상하 좌우의 4 방향으로 조정할 수 있도록 되어 있다.

게다가, 광 공간 전송 장치 본체(34)는, 광 빔(LA1)의 조사 위치를 조정한 후 서보 스위치(39)가 온 조작되면, 전송 대상으로부터 도래하는 광 빔(LA2)을 기준으로 하여 광 빔(LA1)의 조사 위치를 보정하고, 해당 보정 상태를 발광 소자(40A, 40B)의 점등에 의하여 눈으로 확인할 수 있도록 되어 있다.

게다가, 서보 스위치(39)에서는, 모니터 스위치(41) 및 줌 조작자(42)가 배치되고, 해당 모니터 스위치(41) 및 줌 조작자(42)가 온 조작되면, 각각 표시 화면을 온 상태로 전환하고, 해당 표시 화면의 확대율을 가변한다.

표시 화면(36)에서는 모니터용의 표시기(43)가 배치되고, 해당 표시기(43)의 지침에 의하여, 전송 대상으로부터 도래하는 광 빔(LA2)의 광 강도를 모니터 할 수 있도록 되어 있다.

게다가, 조작 패널의 하부에는, 커넥터(44) 및 (45)가 배치되고, 수신한 영상 신호 및 연락용의 신호를 각각 외부에 출력하도록 되어 있다.

제 3 도에 나타나듯이, 광 공간 전송 장치 본체(34)는, 구형 형상의 케이스 내부에 전송 광학계(48)를 수납하고, 해당 전송 광학계(48)를 통해서 전송 대상 사이에서 광 빔(LA1) 및(LA2)을 송수신한다.

즉, 구동 회로(50)는 전송에 제공하는 소망의 정보 신호(S1)로 레이져 다이오드(51)를 구동한다.

레이져 다이오드(51)는 해당 광 공간 전송 장치 본체(34)의 케이스에 대하여, 소정의 기울기로서 지지되고, 이것에 의해 해당 광 공간 장치 본체(34)의 수평축에 대하여 약 45 도만큼 편파면(W1)이 기울어진 광 빔(LA1)을 방출한다.

렌즈(52)는, 레이져 다이오드(51)에서 방출되는 광 빔(LA1)을 평행 광선으로 변환한 후, 편광 프리즘(53)을 투과시키고, 렌즈(54) 및 렌즈(55)를 거쳐 미러(56)에 유도한다.

여기서 미러(56)는, 광 빔(LA1)의 광축에 대하여 45 도 기울어 배치되고, 이것에 의해 광 빔(LA1)의 광축을 수평 방향으로 약 90 도 구부린다.

구부려진 광 빔(LA1)의 광축상에는, 마찬가지로, 해당 광 빔(LA1)의 광축에 대하여 45 도 기울은 미러(57)가 배치되고, 이것에 의해 미러(51)에서 굴절된 광 빔(LA1)의 광축을 거의 원래의 광축과 평행으로 되돌아온다.

이때, 미러(56) 및 (57)에서는 서보 회로(58)에서 출력되는 구동 신호(SX1) 및 (SY1)에 의하여, 각각 화살표 (a) 및 (b)로서 나타나듯이 수평 및 수직 방향으로 작은 각도로 회전하게 되어 있다.

이것에 의해 미러(56) 및 (57)는, 광 빔(LA1)의 광축을 상하 좌우 방향으로 미소 각도만큼 변위시키고, 해당 광 공간 전송 장치 본체(34)에서 방출되는 광 빔(LA1)의 방출 방향을 정밀하게 보정한다.

렌즈(59A)는, 미러(57)에서 반사된 광 빔(LA1)을 집광한 후, 렌즈(59B)를 거쳐 전송 대상으로 송출하고, 이것에 의해 전송 대상에 대하여 광 빔(LA1)을 소정의 범위에 송출한다.

이때 렌즈(59A)는, 화살표 c 및 d로서 나타나듯이, 모니터 (60) 및 (61)에서 구동되어 상하 좌우 방향으로 회동하고, 이것에 의해 서보 회로(58)에서 출력되는 구동 신호(SX2) 및 (SY2)에 의하여, 광 빔(LA1)의 방출 방향을 크게 조정하도록 되어 있다.

이것에 의해 광 공간 전송 장치 본체(34)에서는 미러(56, 57) 및 렌즈(59A)를 가동하여, 해당 광 공간 전송 장치 본체(34)가 바람 등으로 진동한 경우에도, 광 빔(LA1)을 확실하게 전송 대상으로 조사하도록 되어 있다.

다른 광 공간 전송 장치(도시하지 않음)로부터 도래하는 광 빔(LA2)은, 렌즈(59B)에서 수광되고, 광 빔(LA1)의 광로를 역진하고, 편광 프리즘(53)에 입사한다.

여기서, 광 빔(LA2)에서는 광 빔(LA1)의 편파면(W1)에 대하여 편파면(W2)이 직교하도록 다른 광 공간 전송 장치에서 방출된다.

이것에 의해 광 빔(LA2)은, 편광 프리즘(53)에서 반사되고, 하프미러(62)에 입사한다.

여기서 하프미러(62)는 해당 광 빔(LA2)을 렌즈(63)을 거쳐 수광 소자(64)에 집광한다.

이것에 의해 광 공간 전송 장치 본체(34)에서는, 해당 수광 소자(64)의 출력 신호를 신호 처리 회로(65)로서 복조함으로써, 전송 대상에서 송신된 정보 신호(52)를 수신하도록 되어 있다.

게다가 하프미러(62)는, 광 빔(LA2)을 반사광으로 하며, 필터(66), 집광 렌즈(67)를 통해 위치 검출 센서(68)의 수광면에 해당 광 빔(LA2)을 집광한다.

여기서 위치 검출 센서(68)는, 수광면에 형성되는 광 스포트의 위치에 따른 출력 신호(IX1∼IY2)를 출력하는 2 차원의 위치 검출 센서로서 형성되고, 해당 위치 검출 센서의 출력 신호(IX1∼IY2)에 의하여, 해당 광 공간 전송 장치 본체(34)에 대한 광 빔(LA2)의 방출 위치를 높은 정밀도로 검출할 수 있도록 되어 있다.

즉, 서보 회로(58)는, 해당 출력 신호(IX1∼IY2)에 대하여, 가감산 처리를 실행하여 에러 신호를 생성하고, 해당 에러 신호에 의하여 구동 신호(SX1∼SY2)를 출력한다.

이것에 의해 서보 회로(58)는 광 빔(LA2)을 기준으로 하여 광 빔(LA1)의 조사 위치를 보정하고, 해당 광 공간 전송 장치 본체(34)가 바람 등으로 진동한 경우에서도, 해당 광 빔(LA1)을 전송 대상을 확실하게 조사하도록 되어 있다.

미러(57) 및 렌즈(59A) 사이의 광로상에는, 콜리메이트 스코프(A)가 배치되고, 이것에 의해 광 빔(LA1)의 조사 위치를 표시화면(36)에서 눈으로 확인 할 수 있도록 되어 있다.

즉, 콜리메이트 스코프(A)는, 광 빔(LA1)의 광로상에 하프미러(69)를 배치하고, 광 빔(LA1)의 일부를 반사한다.

동시에 하프미러(69)는, 전송 대상 주위의 풍경에서 해당 광 공간 전송 장치(1)로 향하는 관측광(L1)을 렌즈(59B, 59A)를 거쳐 수광하고, 해당 관측광(L1)을 광 빔(LA1)과 역방향으로 반사한 후, 촬상 광학계(70)에 입사한다.

코너 입방체 프리즘(71)은, 광 빔(LA1)의 반사광(LR1)을 받고, 해당 반사광(LR1)의 광로를 평행으로 되돌린 후에, 하프미러(69)를 거쳐 촬상 광학계(70)에 유도한다.

촬상 광학계(70)는, 해당 반사광(LR1) 및 관측광(L1)을 내장된 촬상 소자에 집광하고, 해당 촬상 소자의 출력 신호를 촬상 신호 처리 회로(72)에 출력한다.

촬상 신호 처리 회로(72)는, 해당 촬상 소자의 출력 신호를 영상 신호로 변환한 후, 모니터 장치(73)에 출력하고, 이것에 의해 조작 패널상의 표시화면(36)을 거쳐 전송 대상의 풍경상에 광 빔(LA1)의 조사위치를 밝은 휘점으로서 관찰할 수 있도록 되어 있다.

이때, 촬상 광학계(70)에서는 줌 구동 회로(74)에서 구동되며 비율을 가변하도록 되어 있다.

이것에 의해 해당 광 공간 전송 장치 본체(34)에서는, 낮은 배율로서 크게 광 빔(LA1)의 조사위치를 조정한 후, 순차 배율을 크게하여 다시 조정하고, 소정 범위에서 서보 회로(58)를 동작시킴으로써, 간단하게 광 빔(LA1)의 조사 위치를 조정할 수 있도록 되어 있다.

여기서 코너 입방체 프리즘(71) 및 하프미러(69)사이에는 셔터(75)가 삽입되고, 필요에 따라 해당 셔터를 개폐함으로써, 통신시, 광 빔(LA1)이 수광 소자(64)로 돌아가지 않도록 되어 있다.

즉 셔터(75)에서는 셔터 구동 회로(76)에서 구동되고, 촬상 신호 처리 회로(72)와 연동하여 차광 상태에서 열린 상태로 절환한다.

이것에 의해 광 공간 전송 장치 본체(34)는, 모니터 스위치(41)가 온 조작되면, 시스템 제어 회로(77)에서 출력되는 제어 신호(SC1)에 의하여 표시화면(36) 상에 표시 화상을 형성하고, 해당 표시 화면을 거쳐 광 빔(LA1)의 조사위치를 확인할 수 있도록 되어 있다.

따라서, 광 빔(LA1)의 조사위치를 조정한 후, 해당 모니터 스위치(41)를 오프상태로 절환함으로써, 하프미러(69)에서 반사되는 광 빔(LA1)의 광로를 차단할 수 있다.

즉, 셔터(71)를 닫으면, 하프미러(69)에서 반사된 광 빔(LA1)이 코너 입방체 프리즘(71)에서 되돌려진 후, 하프미러(69), 미러(57, 56), 렌즈(55, 54), 편광 프리즘(53), 하프미러(62), 렌즈(63)를 통해서 수광소자(64)에 이르기까지의 광로를 차단할 수 있다.

따라서, 그만큼 크로스토크(crosstalk)의 발생을 감소시켜, 확실하게 정보를 수신할 수 있다.

또한, 이 경우, 동시에 광 빔(LA1)이 레이져 다이오드(51)로 돌아가지 않도록 할 수 있고, 그만큼 안정하게 광 빔(LA1)을 방출할 수 있다.

제 4 도에 나타나듯이, 콜리메이트 스코프(A)는 소정의 케이스(78)에 수납되어, 렌즈(59B)의 광축을 중심으로 하여 화살표(e)로서 나타내듯이 회전할 수 있도록 되어 있다.

즉, 케이스(78)는 하프미러(69)의 전후에 창(69A) 및 (69B)이 설치되고, 지지부재(79A) 및 (79B)의 원통 형상의 돌기부가 해당창(69A) 및 (69B)에 끼워 맞춰져, 전후에서 지지된다.

이것에 의해 창(69A) 및 (69B)의 내측에 형성된 원통 형상의 도입부(79C) 및 (79D)를 거쳐,광 빔(LA1, LA2) 및 관측 광(L1)을 하프미러(69)에 입사한다.

지지부재(79A) 및 (79B)는 제 5 도에 나타나듯이, 근본 부분이 광 공간 전송 장치 본체(34)의 케이스(80)에 고정되고, 이것에 의해 원통 형상의 돌기부에 대하여 창(69A, 69B)을 미끄러지도록 접속시키고, 콜리메이트 스코프(A) 전체가 렌즈(59B)의 광축을 중심으로 하여 회전할 수 있도록 되어 있다.

게다가, 본 실시예에서, 케이스(80)는 구형 형상으로 형성되고, 이것에 대하여 콜리메이트 스코프(A)는 해당 케이스(80)의 대각선 방향으로 전체가 경사지도록 지지된다.

즉, 이와 같이 콜리메이트 스코프(A)를 사용하여 광 공간 전송 장치를 구성하는 경우, 해당 전송 광학계(48)의 경통에 대하여 코너 입방체 프리즘(71) 및 촬상 광학계(70)가 돌출하는 것을 피할 수 없고, 그 만큼 전체 형상이 대형화한다.

게다가 형상이 대형화되는 만큼, 중량도 증가하고, 운반성도 손상된다.

따라서, 광 공간 전송 장치 본체(34)에서는 콜리메이트 스코프(A)를 대각선 방향으로 기울어 지지함으로써, 케이스(80)의 내부 공간을 유효하게 이용하여 콜리메이트 스코프(A)를 수납할 수 있고, 전체 형상을 소형화 할 수 있다.

따라서, 그만큼 전체의 중량을 경량화 할 수 있고, 운반성을 형상시킬 수 있다.

또한 렌즈(59A)가 광축에 대하여 회전할 수 있도록 지지되므로, 조립된 케이스(80)의 형상 및 케이스(80)내의 부품 배치에 따라, 콜리메이트 스코프(A)를 여러 가지의 기울기로 배치할 수 있고, 이것에 의해 해당 전송 광학계를 여러 가지의 광 공간 전송 장치에 공통으로 사용할 수 있다.

게다가, 이때, 케이스(78)의 코너 입방체 프리즘(71) 수납부분(즉 케이스(78)의 상부)은, 코너 입방체 프리즘(71)의 형상에 따라, 전후로 연장된 각 부분의 모서리가 도려내짐으로써 형성된다.

이것에 의해 케이스(78)에서는 콜리메이트 스코프(A)를 수납하여 전체 형상을 소형화하고, 병행하여 대각선 방향으로 전체를 기울여 콜리메이트 스코프(A)를 지지했을 때, 케이스(80)내에 필요 없는 공간이 발생하지 않도록 되어 있다.

그런데, 이와 같이 콜리메이트 스코프(A)를 기울여 지지한 경우, 그만큼 표시화면(36)으로 기울은 표시 화상이 표시된다.

이 때문에 콜리메이트 스코프(A)의 촬상 광학계(70)에서는, 케이스(78)에 대하여, 화살표(f)로서 나타나듯이, 해당 촬상 광학계(70)의 광축을 중심으로 하여 회전이 자유롭게 되도록 유지되어 있다.

이것에 의해 광 공간 전송 장치 본체(34)에서는, 콜리메이트 스코프(A)의 기울기에 따라 촬상 광학계(70)를 회전시키고, 표시화면(36)상에서 수평 수직 방향이 바르게 표시되도록 되어 있다.

또한, 촬상 광학계(70)에서도, 코너 입방체 프리즘(71)의 수납부와 마찬가지로, 선단이 작게 되도록 형성되고, 이것에 의해 케이스(80)내에 필요 없는 공간이 발생하지 않도록 되어 있다.

이렇게 하여 전체 형상을 소형화 할 수 있고, 그 만큼 해당 광 공간 전송 장치(30)의 사용을 향상시킬 수가 있다.

서보 회로(58)는 서보 스위치(39) 및 초기화 스위치(37)의 조작 응답하여 시스템 제어 회로(77)에서 제어 신호(SC2)가 출력되면, 동작 상태로 된다.

이것에 의해 서보 회로(58)는 위치 검출 센서(68) 출력신호(IX1∼IY2)에 근거하여, 광 빔(LA1)의 조사 위치 및 해당 광 빔(LA1)의 편파면(W1)을 보정하고, 확실하게 정보를 송수신할 수 있도록 되어 있다.

제 6 도에 나타나듯이, 전송 광학계(48)에서는 레이져 다이오드(51)에서 편광 프리즘(53)까지의 광학계, 해당 편광 프리즘(53)에서 위치 검출 센서(68) 및 수광 소자(64)까지의 광학계가 일체 형태로 경통(81)으로 유지되도록 되어 있다.

이 때, 레이져 다이오드(51)의 편파면(W1)에 대해서는, 투과 방향의 편파면이 일치하도록 편광 프리즘(53)이 지지되도록 되어 있다.

이것에 의해 광 공간 전송 장치 본체(34)에서는, 광 빔(LA2)에 대하여 광 빔(LA1)의 편파면(W1)이 정확하게 90도의 기울기로 유지되어 있는 경우, 편광 프리즘(53)에 입사한 광 빔(LA2)이 해당 편광 프리즘(53)에서 모두 반사되고, 위치 검출 센서(68)에 광 빔(LA2)이 가장 효율좋게 입사하도록 되어 있다.

경통(81)은, 주위를 둘러싸도록 배치된 베어링(81A) 및 (81B)을 통해, 해당 전송 광학계(48) 본체(즉 미러(56)에서 렌즈(59B)까지의 광학계)에 대해서, 화살표(g)로서 나타나듯이 회전할 수 있도록 유지된다.

이것에 의해 광 공간 전송 장치 본체(34)는 경통(81)을 회전시켜 소정위치에 유지시킴으로써, 광 빔(LA2)의 편파면(W2)에 대하여 광 빔(LA1)의 편파면(W1)을 조정할 수 있도록 되어 있다.

즉, 서보 회로(58)에서, 편파면 서보 회로 (82)는, 위치 검출 센서(68)의 출력 신호(IX1∼IY2)를 검출회로(83)에 제공한다.

검출 회로(83)는, 출력 신호(IX1∼IY2)를 가산함으로써, 위치 검출 센서(68)에 입사하는 광 빔(LA2)의 광 강도를 검출한다.

비교 회로(84)는, 검출 회로(83)의 검출 결과를 소정 주기로서 취입하여, 순차 비교 결과를 얻고, 이것에 의해 위치 검출 센서(68)에 입사하는 광 빔(LA2)의 광량 변화를 검출한다.

구동 회로(85)는 제어 신호(SC2)가 상승하면, 해당 검출 결과에 의하여 모터(86)을 구동하고, 이것에 의해 위치 검출 센서(68)의 입사 광량이 증가하는 방향으로 경통(81)을 회전시키고, 해당 입사 광량이 감소하면 회전 방향을 교체할 수 있다.

이것에 의해 광 공간 전송 장치 본체(34)는, 위치 검출 센서(68)의 입사광량에 의하여 광 빔(LA2)의 편파면(W2)과 광 빔(LA1)의 편파면(W1)이 직교하도록, 해당 광 빔(LA1)의 편파면(W1) 및 편광 프리즘(53)의 편파면을 보정한다.

따라서, 광 공간 전송 장치 본체(34)가 기울어져 설치된 경우에도, 편파면을 자동 조정하여, 광 빔(LA2)을 수광 소자(64)에 효율적으로 입사시킬 수 있고, 그만큼 설치시의 조정 작업을 간략화 할 수 있다.

게다가 광 공간 전송 장치 본체(34) 전체가 좌우로 흔들리도록 진동한 경우에도, 편파면을 자동 조정하여 광 빔(LA2)을 수광 소자(64)에 입사시킬 수 있다.

따라서, 선박, 차량, 항공기, 위성 등에 탑재하여 원하는 정보를 전송하는 경우에도, 해당 정보를 확실하게 수신할 수 있다.

게다가, 전송 대상에 대하여, 광 빔(LA2)의 편파면(W2)에 대하여 정확하게 90 도 편파면(W1)이 기울어진 광 빔(LA1)을 송출 할 수 있고, 그 만큼 전송 대상에서 확실하게 광 빔(LA1)을 수광할 수 있고, 이렇게 하여 정보 신호(S1) 및 (S2)를 확실하게 송수신할 수 있다.

제 7 도에 나타나듯이, 서보 회로(58)에서는 위치 검출 센서(68)의 출력 신호(IX1∼IX2)를 X방향 위치 검출 회로(86A) 및 Y 방향 위치 검출 회로(86B)에 제공하고, 에러 신호(VERX, VERY)를 검출한다.

즉 제 8 도에 나타나듯이, X 방향 위치 검출 회로(86A)는, 위치 검출 센서(68)의 출력 신호(IX1) 및 (IX2)를 전류 전압 변환 회로(87A) 및 (87B)에 제공한다.

감산 회로(88A) 및 가산 회로(88B)는, 각각 전류 전압 변환 회로(87A) 및 (87B)에서 출력되는 출력 신호(VX1, VX2)의 감산 신호 및 가산 신호를 출력한다.

할산 회로(89)는 감산 회로(88A)에서 출력되는 감산 신호를, 가산 회로(88B)에서 출력되는 가산 신호로서 할산하고, 해당 할산 결과를 에러 신호(VERX)로서 출력한다.

여기서 제9도에 나타나듯이 위치 검출 센서(68)에서는 광전변환 막으로 작용하는 수광면에 광 빔(LA2)이 집광되면, 해당 광 빔(LA2)의 집광 위치에 따라 저항층에 전류가 흐르고, 출력 전류(I1) 및 (I2)의 비가 변화한다.

이것에 의해 할산 회로(89)를 거쳐, 다음식

와 같은 관계식으로 나타나는 X 방향의 에러 신호(VERX)를 얻을 수 있고, 광 빔(LA2)의 집광 위치를 검출할 수 있다.

여기서 K1은 정수를 나타낸다.

Y 방향 위치 검출 회로는 위치 검출 센서(68)의 출력 신호(IY1) 및 (IY2)에 대하여, 마찬가지로 가감산 처리를 실행하고, Y 방향의 에러 신호(VERY)를 생성한다.

이것에 의해 해당 에러 신호(VERX) 및 (VERY)에 의하여, 광 빔(LA2)의 위치 벗어남을 검출 할 수 있고, 해당 검출 결과에 의하여 미러(56,58) 및 렌즈(58A)를 구동시켜, 광 빔(LA1)의 조사 위치를 보정할 수 있다.

그런데, 위치 검출 센서(68)에서는 광 빔(LA2)이외에도, 렌즈(59A,59B) 등에서 반사한 광 빔(LA1)이 입사하기 때문에, 에러 신호(VERX) 및 (VERY)에 측정 오차의 발생을 피할 수 없다.

이 때문에 본 실시예에서는, 설치시, 광 빔(LA2)의 송출을 중단하여 측정 오차분을 검출한 후, 해당 검출 결과에 의하여 에러 신호(VERX) 및 (VERY)를 보정함으로써, 측정 정확도의 저하를 방지한다.

즉 X 방향에 대하여, 반사광에 의한 수광 소자(68)의 출력 신호 성분을 (I1E) 및 (I2E)로 두고, 광 빔(LA2)에 의한 성분을 (I1) 및 (I2)로 두면, 출력 신호(IX1) 및 (IX2)는 다음식

IX1=I1+I1E…(2)

IX2=I2+I2E…(3)

과 같이 될 수 있다.

이것을 (1)식에 대입하면, 다음식

로 나타낼 수 있고, 결국 광 빔(LA2)이 입사되지 않은 상태에서 위치 검출 센서(68)의 출력 신호(I1E) 및 (I2E)를 검출하고, 광 빔(LA2) 입사시의 출력 신호(IX1) 및 (IX2)로부터 감산하는 것이 좋다는 것을 알 수 있다.

이 때문에 서보 회로(58)에서는, 설치시, 광 빔(LA2)의 송출을 중단함으로써, 전류 전환 회로(87A) 및 (87B)의 출력 전압(VE1) 및 (VE2)를 검출한다.

전류 전압 변환 회로(87A) 및 (87B)와 감산 회로(88A) 및 가산 회로(88B)사이에, 각각 감산 회로(90A) 및 (90B)를 삽입하고, 광 빔(LA2) 조사시의 전류 전압 변환 회로(87A) 및 (87B)의 출력 신호에서, 검출한 출력 전압(VE1) 및 (VE2)을 감산하고, 이것에 의해 에러 신호(VERX)를 보정한다.

실제상, 레이져 다이오드(51)는 APC(automatic power control)회로를 사용하여 구동함으로써, 광 강도가 일정하게 되도록 광 빔(LA1)을 방출한다.

따라서, 해당 전송 광학계(48)에서 반사하여 위치 검출 센서(68)에 입사하는 광 빔(LA1)의 강도는 광 빔(LA2)의 수광의 유무에 상관없이, 거의 일정치로 판단할 수 있다.

따라서 본 실시예와 같이, 광 빔(LA2)을 수광하지 않은 상태에서 위치 검출 센서(68)의 출력 신호를 검출하고, 해당 검출 결과에 의하여 에러 신호(VERX, VERY)를 보정하면, 측정 정도를 향상할 수 있다.

이렇게 하여 전송 거리가 크게 되어 광 빔(LA2)의 강도가 저하한 경우에도, 정확도가 높은 에러 신호(VERX) 및 (VERY)를 얻을 수 있고, 그만큼 전송 대상에 확실하게 광 빔(LA1)을 조사할 수 있다.

즉 서보 신호 출력 회로(91)는, 제어 신호(SC2)가 상승하면, 에러 신호(VERX) 및 (VERY)를 증폭한 후, 증폭한 해당 에러 신호(VERX) 및 (VERY)를 저대역 필터 회로를 거쳐 구동 신호(SX2) 및 (SY2)로서 출력한다.

이것에 의해 서보 회로(58)는 구동 모터(60) 및 (61)를 구동하여 광 빔 조사 위치의 완만한 변동을 보정한다.

게다가, 서보 신호 출력 신호(91)는, 증폭한 에러 신호(VERX, VERY)의 고역 성분을 추출하여 구동 신호(SX1) 및 (SY1)를 생성하고, 해당 구동 신호(SX1) 및 (SY1)에 의하여 미러(56) 및 (57)를 구동하고, 이것에 의해 미러 (56) 및 (57)를 빠른 속도로 구동하여 광 빔(LA1)의 조사 위치를 보정한다.

게다가 이 때, 서보 신호 출력 신호(91)는, 미러(56, 57)의 변위 중심이 해당 미러(56, 57) 변위(0)의 위치로 되도록 구동 신호(SX1)∼(SY2)를 출력하고, 이것에 의해 미러(56, 57)의 변위 중심이 지지 중심에서 변위하지 않도록 되어 있다.

또한, 서보 신호 출력 신호(91)는, 제어 신호(SC2)가 하강한 후에는, 조작자(38A∼38D)의 조작에 응답하여, 시스템 제어 회로(77)에서 제어 신호(SX, SY)가 출력되면, 해당 제어 신호(SX, SY)에 따라 구동 신호(SX2) 및 (SY2)를 출력하고, 이것에 의해 조작자(38A∼38D)를 조작하여 광 빔(LA1)의 조사위치를 조정할 수 있도록 되어 있다.

신호 처리 회로(65)는, 수광 소자(64)의 출력 신호를 복조하여 출력할 때, 해당 출력 신호의 신호 레벨을 검출하여 출력한다.

이것에 의해 신호 처리 회로(65)는, 수광 소자(64)의 입사광량을 검출하도록 되어 있다.

비교 회로(94)는, 소정 주기로서 신호 처리 회로(65)의 검출 결과와 소정의 비교 기준의 비교 결과를 얻고, 해당 비교 결과를 서보 신호 출력 회로(91)에 출력한다.

이것에 의해 서보 신호 출력 회로(91)는 광 빔(LA1)의 광량 저하를 검출하고, 비교 기준으로서 결정한 소정치 이하로 광 빔(LA2)의 광량이 저하하면, 구동 신호(SX1∼SY2)의 출력을 정지한다.

이것에 의해 서보 신호 출력 회로(91)는, 광 빔(LA2)의 광량이 저하하여 에러 신호(VERX) 및 (VERY)의 정확도가 저하하면, 서보 동작을 정지 제어하고, 해당 서보 회로 전체의 오동작을 방지할 수 있다.

이것에 의해 광 빔(LA2)의 광량이 저하한 경우에도, 광 빔(LA1)의 조사 위치가 전송 대상과 전혀 무관계한 방향으로 변위하지 않도록 유지할 수 있고, 광 빔(LA2)의 광량이 소정치 이상으로 복귀한 직후에서, 확실하게 서보가 동작할 수 있도록 되어 있다.

따라서, 광 빔(LA1)의 조사 위치에 대하여, 광 빔(LA2)의 광량이 저하한 경우의 재조정 작업을 생략할 수 있고, 그 만큼 해당 광 공간 전송 장치(30)의 사용을 향상시킬 수가 있다.

입사광량 검출 회로(96)는, 위치 검출 센서(68)의 출력 신호(IX1∼IY2)를 가산하고, 이것에 의해 위치 검출 센서(68)에 입사하는 광 빔(LA2)의 입사광량을 검출한다.

여기서, 제 10 도에서 기호(T)로서 나타나듯이, 위치 검출 센서(68)의 전면에는 통과 대역의 중심 파장이 광 빔(LA2)의 파장으로 되도록 설정된 협대역의 필터(67)가 배치되도록 되어 있다.

비교 회로(97)는, 입사광량 검출 회로(96)의 검출 결과의 신호 처리 회로(65)의 입사광량 검출 결과의 비교 결과를 얻고, 다음식

VS≤α·VD …(5)

일 때, 서보 신호 출력 회로(91)에 비교 결과를 출력하고, 이것에 의해 구동 신호(SX1∼SY2)의 출력을 정지 제어한다.

여기서 α는 소정의 정수이다.

즉, 제11도에 나타나듯이, 위치 검출 센서(68)의 전면에 광 빔(LA2)을 투과하는 협대역의 필터(67)를 배치하였으므로, 대역이 넓은 태양광이 해당 광 공간 전송 장치 본체(34)에 입사하면, 위치 검출 센서(64)의 입사광량에 비하여 수광 소자(68)의 입사광량이 현저하게 증가한다.

따라서, 수광 소자(68) 및 위치 검출 센서(64)의 입사광량의 비교 결과를 얻도록 하면, 입사광량의 증가가 태양광에 의한 것인지 아닌지 판단 할 수 있다.

이것에 의해 광 공간 전송 장치(30)는, (5)식을 기준으로 하여 서보 동작을 정지하고, 태양광의 입사에 의하여 에러 신호(VERX) 및 (VERY)의 정도가 저하하면, 서보 동작을 정지 제어한다.

이것에 의해 광 공간 전송 장치(30)는, 태양광이 입사한 경우에서도, 광 빔(LA1)의 조사 위치가 전송 대상과 전혀 무관계한 방향으로 변위하지 않도록 지지하고, 태양광이 입사하지 않게 된 직후에 확실하게 서보 동작할 수 있도록 되어 있다.

따라서, 광 빔(LA1)의 조사 위치에 대하여, 태양광이 입사한 경우의 재조정 작업을 생략 할 수 있고, 그만큼 해당 광 공간 전송 장치의 사용하기 편리함을 향상시킬 수 있다.

제12도에 나타나듯이, 미러(56) 및 (57)는, 소정의 지지부재를 거쳐 전송 광학계(48) 본체의 경통으로 지지되도록 되어 있다.

즉, 축받침대(100A) 및 (100B)는, 회전 부재(101)를 양측에서 축지하고, 이것에 의해 해당 회동 부재(101)를 화살표(h)로서 나타나듯이 회전이 자유롭게 되도록 지지한다.

제13도에 나타나듯이, 회동 부재(101)는 미러 지지부재(102) 및 제진 부재(103)를 끼우도록 지지한다.

여기서, 진동제어부재(103)는, 진동을 흡수하는 고무상의 시트재로 구성되고, 해당 시트재를 소정 형상으로 절단하여 형성시킨다.

미러 지지부재(102)는, 압전 소자인 바이몰프판으로 구성되고, 이것에 의해 화살표(i)로서 나타나듯이 인가 전압에 따라 선단이 변위하도록 되어 있다.

미러 지지부재(102)의 선단은 접착대(104)의 (U)자구에 삽입 접착되고, 해당 접착대(104)를 거쳐, 미러 56(57)를 지지한다.

이것에 의해 광 공간 전송 장치 본체(34)에서는 구동 신호(SX1, SY1)를 미러 지지부재(102)에 인가하여 미러 56(57)를 변위시키고, 해당 미러 56(57)의 변위에 의하여 광 빔(LA1)의 조사 위치를 보정한다.

축 받침대(100A) 및 (100B)는, 축 받침부에 설치된 나사공에 나사(105A) 및 (105B)를 넣음으로써, 회동 부재(101)를 고정할 수 있도록 되고, 이것에 의해 미러(56) 및 (57)의 장치위치를 조정할 수 있도록 되어 있다.

이렇게 하여 바이몰프판을 사용하여 미러(56, 57)를 변위시켜 광 빔(LA1)의 조사 위치를 보정함으로써 간단한 구성으로 광 빔(LA1)의 조사 위치를 보정할 수 있다.

갈바노 미러를 사용하는 경우 등에 비하여 응답 속도를 향상할 수 있고, 그만큼 확실하게 정보를 전송할 수 있다.

부재(103)는 미러 지지부재(102)에 전면이 접착되도록 되어 있다. 즉, 이와 같이 바이몰프판을 사용하는 경우, 해당 바이몰프판의 공진 주파수가 낮은 문제가 있다.

제14도 및 제15a도, 제15b도에 나타나듯이 간단히 바이몰프판(102)만으로 미러를 지지한 경우, 주파수 88.5[Hz]로서 24[dB]의 공진점이 나타나며(제15a도), 또는 최대로서 -190 도나 위상이 변화한다(제15b도).

이 때문에 서보 회로(58)의 이득을 크게할 수 없고, 그에 대응하는 속도를 향상하는 것이 곤란하게 된다.

이것에 대하여 제16도 및 제17a도, 제17b도에 나타나듯이, 고무상의 시트 부재(106)를 바이몰프판(102)의 후면에 길게 부착하면, 공진 주파수는 95[Hz]로 상승하고 (제 17 도(A)), 위상지연은 -172도로 저하한다(제17b도).

제12도, 제13도에 나타나듯이 바이몰프판(102)에 진동제어부재(103)를 길게 부착하고, 또한 회전부재(101)로 끼워지도록 지지하면, 제18a도, 제18b도로서 나타나듯이 공진 주파수는 160[Hz]로 상승하고(제 18 도(A)), 위상지체도 -130 도로 저감할 수 있다(제18b도). 따라서, 바이몰프판(102)의 주파수 특성을 개선할 수 있고, 그 만큼 서보 회로(58)의 구성을 간략화 할 수 있다.

진동등과 같은 높은 속도에 대응하여, 광 빔(LA1)의 조사위치를 보정할 수 있고, 그 만큼 응답 속도로 향상할 수 있다.

본 실시예에서, 접착대(104)는, 바이몰프판(102)에서 소정거리(D)만큼 이격하여 미러 56(57)를 지지한다.

즉, 제19도에 나타나듯이, 바이몰프판(102) 및 미러 56(57)를 근접하여 배치하면, 바이몰프판(102)이 미러 56(57)측에 변위했을 때, 미러 56(57)의 하단부가 바이몰프판(102)에 접촉하고, 미러 56(57)의 변위가 제한되는 경우가 있다.

따라서, 광 공간 전송 장치(30)에서는 바이몰프판(102)에서 소정거리(D)만큼 이격하여 미러 56(57)를 유지함으로써, 바이몰프판(102)이 크게 변위한 경우에서도 확실하게 광 빔(LA1)의 조사위치를 보정할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상술의 실시예에서는, 접착대(104)에서 바이몰프판을 끼우도록 하여 미러 56(57)를 유지하는 경우에 대하여 서술했지만, 본 발명은 이것에 제한두지 않고, 제 20 도에 나타나듯이 간단히 바이몰프판의 선단에 접착대(104)를 접착하도록 하는 것도 좋다.

제21도에 나타나듯이, 미러 56(57)자체의 휘어짐이 작게 되도록, 들보를 설치하여 미러 56(57)를 전체적으로 유지하도록 하여도 좋다.

제22도에 나타나듯이, 바이몰프판(110)의 한쪽(110A)에 미러면(M)을 형성하고, 미러 56(57)를 생략하도록 하여도 좋다.

즉, 바이몰프판(110)에서는 부재 표면을 연마한 후, NiCr의 도금을 실시하여 양면(110A) 및 (110B)에 전극을 형성한다.

전극의 위에서 한쪽 면을 알루미늄으로 증착하고, 선단 측의 약 1/2 영역에 미러면(M)을 형성한다.

즉, 바이몰프판(110)에서는 본 실시예와 같이 근본을 지지하여 변위시키면, 근본에 가까운 부분쪽이 크게 휘고, 선단측의 1/2 이하의 영역은 거의 휘지 않는 것을 확인 할 수 있다.

따라서, 해당 바이몰프판(110)을 사용하여 광 빔(LA1)의 조사 위치를 보정함으로써 1단과 높은 속도로 용이하게 광 빔(LA1)의 조사 위치를 보정할 수 있는 광 공간 전송 장치를 얻을 수 있다.

상술의 실시예에서는 바이몰프판의 후면에 진동제어부재를 접착하는 경우에 대하여 서술했지만, 본 발명은 이것에 한하지 않고, 실용상 충분한 서보 이득이 얻어지는 경우는 해당 진동제어부재를 생략해도 좋다.

상술하듯이 본 발명에 의하면 압전 소자를 사용하여 광 빔의 조사 위치를 보정하였으므로, 간단한 구성으로 광 빔의 조사위치를 보정할 수 있는 광 공간 전송 장치를 얻을 수 있다.

시스템 제어 회로(77)는, 연산 처리 회로로 구성되고, 해당 광 공간 전송 장치(30) 전체를 제어한다.

즉, 시스템 제어 회로(77)는, 전원 장치(31)에서 전원이 공급되면 서보 회로 (58)에 제어 신호(SC2)를 출력하고, 해당 광 공간 전송 장치 본체(34)를 서보상태로 만든다.

이 상태에서 초기화 스위치(37)가 온조작되면, 시스템 제어 회로(77)는 제어 신호(SC1)를 출력하여 모터(60) 및 (61)를 구동하고, 렌즈(59A)를 회동 중심의 위치에 설정한다.

이것에 의해 시스템 제어 회로(77)는 해당 광 공간 전송 장치(30)를 광 빔(LA1)의 조사위치 조정용의 초기 상태로 설정한다.

즉, 시스템 제어 회로(77)는, 조작자(38A∼38D)가 온조작되면, 해당 조작자(38A∼38D)의 조작에 대응하여 서보 회로(58)에 제어 신호(SX) 및 (SY)를 출력하고, 렌즈(59A)를 회전시킨다.

시스템 제어 회로(77)는, 모니터 스위치(41)가 온조작되면, 제어 신호(SC1)를 출력하여 표시화면(36)을 표시하고, 줌 조작자(42)의 온조작에 응답하여 촬상 광학계(70)의 배율을 절환할 수 있다.

따라서 사용자는, 초기화 스위치(37)를 온조작한 후에, 조작자(38A∼38D)를 조작함으로써, 간단하게 광 빔(LA1)의 조사위치를 조정할 수 있고, 조정 후 서보 스위치(39)를 온조작함으로써, 전송 대상에 대하여 광 빔(LA1)을 확실하게 조사할 수 있다.

이것에 대하여 전원의 공급이 중단하면, 소정의 록(lock) 기구가 동작함으로써, 렌즈(59A)는 전원이 끊어지기 직전의 위치에 유지되도록 되어 있다.

이것에 의해 시스템 제어 회로(77)에서는 예를 들면 통신을 중단하여 배터리를 교환한 경우에도 교환 후, 신속하게 통신을 재개할 수 있도록 되어 있다.

즉, 전원이 상승할 때마다, 렌즈(59A)를 회전하여 초기 상태로 설정하면, 초기화 스위치(37)를 생략하여 그 조작자의 수를 저감할 수 있다.

그런데, 이와 같이 하면 배터리만을 교환한 경우에도, 그 때마다 불필요하게 광 빔(LA1)의 조사위치가 초기화되고, 광 빔(LA1)의 조사위치를 다시 조정할 필요가 있다.

따라서 본 실시예와 같이 초기화 스위치(37)를 별도 설치하고 전원이 상승하면, 서보가 동작하여, 해당 광 공간 전송 장치 본체(34)를 상승시킴으로써, 필요한 경우만 서보 상태를 해제할 수 있고, 필요에 따라 전원 상승시에, 조정 작업을 생략할 수 있다.

따라서, 그 만큼 광 공간 전송 장치(30)의 사용을 향상시킬 수가 있다.

이렇게 하여 광 공간 전송 장치(34)에서는, 통신을 중단한 경우는, 전원의 공급을 개시함으로써, 즉시 통신을 재개할 수 있다.

시스템 제어 회로(77)는, 서보 상태로 되면, 발광 소자(40A)를 점등시킨다.

이 상태에서 시스템 제어 회로(77)는, 서보 회로(58)의 에러 신호(VERX) 및 (VERY)에 의하여 위치 검출 센서(68)의 수광면에서, 광 빔(LA2)이 소정 범위내에 집광되면, 서보록의 상태로 판단하고, 발광 소자(40B)를 점등시킨다.

따라서 발광 소자(40A)가 점등하고, 발광 소자(40B)가 점등하지 않은 경우는, 광 빔(LA1)의 조사 위치를 보정할 수 없는 상태로 판단할 수 있다.

이것에 의해 사용자는, 초기화 스위치(37) 및 조작자(38A∼38D)를 다시 조작하여 광 빔(LA1)의 조사 위치를 다시 조정한 후, 서보 스위치(39)를 온 조작함으로써, 전송 대상에 대하여 확실하게 광 빔(LA1)을 조사할 수 있다. 시스템 제어 회로(77)는, 초기화 스위치(37)가 온조작되지 않는 한 조작자(38A∼38D)가 온조작되어도, 해당 온 조작을 무시하고, 이것에 의해 사용자의 오조작을 효과적으로 방지할 수 있다.

그런데, 렌즈(59A)의 회전량이 매우 크게 되면, 예를 들면 좌측의 큰 변위에는 서보 동작이 그에 대응하여 행해지고, 우측의 큰 변위에는 그에 대응하지 않는 경우가 발생한다.

이 때문에 시스템 제어 회로(77)는, 모터(60) 및 (61)의 회전축에 설치된 리미트(limit) 스위치(108) 및 (109)로 렌즈(59A)의 회전량을 검출하고, 해당 회전량이 소정치 이상으로 되면 부자(buzzer) 회로(116)를 구동한다. 이것에 의해 시스템 제어 회로(77)는, 회전량이 소정치 이상으로 되면, 부자음을 내고, 사용자에 주의를 하도록 되어 있다.

레이져 다이오드(51)에서 방출된 소정 편파면(W1)의 광 빔(LA1)은 (제3도), 렌즈(52)에서 평행 광선으로 변환된 후, 편광 프리즘(53)을 투과하고, 렌즈(54) 및 렌즈(55)를 거쳐 미러(56) 및 (57)에서 반사된다.

여기서 미러(56) 및 (57)에서 반사된 광 빔(LA1)은, 하프미러(69)를 투과한 후, 렌즈(59A) 및 (59B)를 거쳐 전송 대상에 송출시킨다.

이 때 서보 회로(58)에서 출력되는 구동 신호(SX1) 및 (SY1)에 의하여 바이몰프판(102)(제 12 도)이 변위하고, 해당 바이몰프판(102)의 선단에 유지된 미러(56) 및 (57)가 각각 화살표(a) 및 (b)로서 나타나듯이 수평 및 수직 방향으로 미소각도 만큼 변위함으로써, 광 빔(LA1)의 조사위치가 보정된다.

이것에 대하여 서보 회로(58)에서 출력되는 구동 신호(SX2) 및 (SY2)에 의하여, 모너(60) 및 (61)가 화살표(c) 및 (d)로서 나타나듯이 렌즈(59A)를 상하 좌우방향으로 회전하고, 이것에 의해 광 빔(LA1)의 조사 위치가 크게 보정된다.

이것에 의해 광 공간 전송 장치 본체(34)에서는 미러(56, 57) 및 렌즈(59A)를 가동하여 해당 광 공간 전송 장치 본체(34)가 바람 등으로 진동한 경우에도 광 빔(LA1)을 확실하게 전송 대상으로 조사하도록 되어 있다.

전송 대상으로부터 도래하는 광 빔(LA2)에서는 렌즈(59B)에서 수광되고, 광 빔(LA1)의 광로를 역진하고, 편광 프리즘(53)에 입사한다.

여기서 광 빔(LA2)은, 광 빔(LA1)의 편파면(W1)에 대하여, 편파면(W2)이 직교하도록 전송 대상에서 방출됨으로써, 편광 프리즘(53)에서 반사된 후, 하프미러(62)에 입사한다.

여기서 광 빔(LA2)은, 일부가 렌즈(63)을 거쳐 수광 소자(64)에 집광되고, 이것에 의해 전송 대상에서 송신된 정보 신호(S2)를 수신할 수 있다.

광 빔(LA2)의 나머지 일부는 필터(66)와 집광 렌즈(67)를 거쳐 위치 검출 센서(68)의 수광면에 집광되고, 이것에 의해 해당 광 공간 전송 장치 본체(34)에 대한 광 빔(LA2)의 방출 장치를 정확한 정확도로 검출할 수 있다.

광 빔(LA1)은, 하프미러(69)를 투과할 때, 일부가 분리되고, 셔터(75)를 거쳐 코너 입방체 프리즘(71)에 이르게 된다.

여기서 광 빔(LA1)은 광로가 평행하게 되돌려져, 셔터(75), 하프미러(69)를 거쳐 촬상 광학계(70)에 이르게 된다.

이 때, 전송 대상의 주위 풍경에서 해당 광 공간 전송 장치(30)로 향하는 관측광(L1)이, 렌즈(59B, 59A)를 거쳐 수광된 후, 하프미러(69)에서 반사되고, 촬상 광학계(70)에 이른다.

이것에 의해 촬상 광학계(70)를 거쳐, 광 빔(LA1)의 조사위치를 확인할 수 있다.

이 때, 촬상 광학계(70)에서는 줌 구동 회로(74)에서 구동되어 배율이 변화하고, 이것에 의해 해당 광 공간 전송 장치 본체(34)에서는 낮은 배율로서 크게 광 빔(LA1)의 조사 위치를 조정한 후, 순차 배율을 크게 하여 조사 위치를 조정하고, 소정 범위에서 서보 회로(58)를 동작시킴으로써 용이하게 광 빔(LA1)의 조사 위치를 조정할 수 있다.

이 때, 바이몰프판(102)을 사용하여 미러(56) 및 (57)를 구동하였으므로, 간단한 구성으로 광 빔(LA1)의 조사위치를 조정할 수 있다.

이 때, 바이몰프판(102)의 후면에 진동제어부재(103)를 길게 부착함으로써, 바이몰프판(102)의 전송 대상에 광 빔(LA1)을 조사할 때에, 응답 특성을 향상할 수 있다.

이상의 구성에 의하면, 바이몰프판(102)을 구동하여 광 빔의 조사위치를 보정할 때에, 바이몰프판(102)의 후면에 진동제어부재(103)를 길게 부착함으로써, 바이몰프판(102)의 주파수 특성을 개선할 수 있고, 응답 속도를 향상시킬 수가 있다.

또한, 상술의 실시예에서는, 광 공간 전송 장치에 본 발명을 적용하여 광 빔의 조사위치를 바이몰프판으로 보정하는 경우에 대하여 서술했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 여러 가지 구동 대상을 압전 소자로서 구동하는 경우에도 넓게 적용할 수 있다.

상술하듯이, 본 발명에 의하면, 압전 소자의 후면에 진동제어부재를 길게 부착하여 원하는구동 대상을 구동함으로써, 해당 압전 소자의 주파수 특성을 향상시킬 수가 있고, 그 만큼 응답 속도가 빠른 작동기를 갖춘 광 공간 전송 장치를 제공할 수 있다.

Claims

(2회 정정) 광 빔에 의하여 정보 데이터를 전송하는 광 공간 전송 장치에 있어서.

a) 상기 광 빔을 방출하는 발광 수단

b) 상기 광 빔을 집광하고, 송수신 장치에 송출하는 광학 렌즈 수단

c) 상기 송수신 장치로부터 방출된 광 빔을 상기 광학 렌즈 수단을 통해 수광하는 2차원 센서 수단

d) 상기 2 차원 센서 수단의 출력 신호에 기초하여, 상기 광학 렌즈 수단에서 송출되는 광 빔의 송출 방향과 상기 송수신 장치의 송수광부의 방향 차이를 나타내는 에러 신호를 형성하는 형성 수단, 및

e) 상기 광학 렌즈 수단과 상기 발광 수단 사이에 위치하고, 상기 광학 렌즈 수단에 입사하는 상기 광 빔의 광로를 설정하는 광로 설정 수단과,

f) 상기 형성 수단에 의하여 형성된 상기 에러 신호에 기초하여, 상기 광학 렌즈 수단에서 송출되는 상기 광 빔의 송출 방향과 상기 송수신 장치의 송수광부의 방향이 일치하도록 상기 광로 설정 수단을 제어하는 제어 수단을 구비한 광공간 전송 장치.
(2회 정정) 제 1 항에 있어서, 상기 광로 설정 수단은 서로 소정 간격만큼 이격되어 배치된 한 쌍의 미러와, 상기 한 쌍의 미러를 각각 구동하는 제 1, 제 2의 압전 소자를 갖는 광공간 전송 장치.
(2회 정정) 제 2 항에 있어서, 상기 한 쌍의 미러는 각각 상기 제 1, 제 2의 압전 소자의 선단부에 장치되어 있는 광공간 전송 장치.
(2회 정정) 제 2 항에 있어서, 상기 한 쌍의 미러는, 각각 상기 제 1, 제 2의 압전 소자의 표면에 알루미늄을 증착함으로써 형성되어 있는 광공간 전송 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2의 압전 소자는 바이몰프인 광공간 전송 장치.
(2회 정정) 제 1 항에 있어서, 상기 광로 설정 수단은, 인가 전압에 따라 변위하는 압전 소자와, 상기 압전 소자의 후면에 장착된 진동제어부재와, 상기 압전 소자 및 상기 진동제어부재의 한 단을 끼우도록 지지하고, 상기 압전 소자 및 상기 진동제어부재를 소정의 지지 위치에 지지하는 지지 부재 및, 상기 압전 소자의 다른 단에 장치된 미러를 구비하는 광공간 전송 장치.
(2회 정정) 제 2 항에 있어서, 상기 발광 수단으로부터 방출된 상기 광 빔은 상기 한 쌍의 미러에서 2 반사되고, 상기 광학 렌즈 수단으로 유도되는 광 공간 전송 장치.
(2회 정정) 제 2 항에 있어서, 상기 송수신 장치로부터 방출되어 상기 광학 렌즈 수단을 통해 입사한 광 빔은 상기 한 쌍의 미러에 반사되고, 상기 2 차원 센서 수단으로 유도하는 광 공간 전송 장치.
(정정) 제 8 항에 있어서,상기 발광 수단과 상기 광로 설정 수단의 사이에 배치되고, 상기 광학 렌즈 수단을 통해 입사한 상기 광 빔을 상기 2차원 센서 수단 및 수광 수단에 유도하는 분리 수단을 구비한 광 공간 전송 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 발광 수단은 레이져 다이오드인 광 공간 전송 장치.