JP2005045763A - 光無線伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 安価、簡単、小型の構成で送信側の送信光の光軸を手動で合わせる。
【解決手段】 受信機２２は第１の光受信手段１５で受信した信号の受信レベルを受信レベル検出回路１８でレベル検出し、その結果に応じた、例えば電圧による信号を発光素子ドライバ２０に送ることで、第２の光送信手段２５により第２の光信号を用いて、受信機での送信機１から送られてくる第１の光送信信号の受信状態を送信機に対して表示する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、送信機が送信する指向性を有する光信号の光軸を受信機に向けて光無線伝送を行う光無線伝送装置に関する。

従来より、光を用いて情報の空間伝送を行う光無線伝送技術がある。この光無線伝送には、一般に赤外光が用いられ、その発光素子としては、発光ダイオードやレーザダイオードなどの半導体発光素子が用いられている。このような光無線伝送において、送受信間距離を十分にとりたい場合は、受信装置側に十分な光レベルの信号を入射させるために、送信装置より発する光ビームの出射角を鋭く、すなわち狭く絞る必要があるので、送信装置及び受信装置の光軸を合わせなくてはならない。そこで、出射角の狭い光ビームを用いることや、光ビームが目に見えない赤外光を用いることなどから、光無線伝送装置の光軸合わせは大変煩わしい作業となる。そこで、従来より、この光軸合わせを容易に行えるような光無線伝送装置の提案がなされている。

その１つの例として下記の特許文献１には、受信装置側で送信装置から送信された光信号のレベルを検出してその受信レベル情報をパイロット信号に乗せて送信装置に送信し、送信装置側でその受信レベル情報をモニタに表示して受信レベルが最大になるように手動で送信光の光軸を合わせる方法が提案されている。
特開平７−１３１４２２号公報

しかしながら、上記従来例では、受信側に受信レベルを変調して送信側に送信する手段を設けるとともに、送信側に受信レベル情報を復調してモニタリングする手段を設けるので、高価となるという問題点がある。

本発明は上記従来例の問題点に鑑み、安価、簡単、小型の構成で送信側の送信光の光軸を手動で合わせることができる光無線伝送装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、受信側に受信レベルに応じた強度レベルで発光する発光手段のみを備え、送信側ではこの強度レベルに応じて光軸を手動で合わせるようにしたものである。

すなわち本発明によれば、指向性を有する光信号を送信する第１の光学送信手段を有する送信機と、前記光信号を受信して電気信号に変換する第１の光学受信手段を有する受信機とを備えた光無線伝送装置であって、
前記送信機は、
前記第１の光学送信手段の光軸を手動で合わせるための光軸調整機構を有し、
前記受信機は、
前記第１の光学受信手段により受信した信号のレベルに応じた強度レベルで発光する第２の光学送信手段を備え、
前記強度レベルに応じて前記第１の光学送信手段の光軸を手動で合わせるようにした光無線伝送装置が提供される。

また本発明によれば、指向性を有する光信号を送信する第１の光学送信手段を有する送信機と、前記光信号を受信して電気信号に変換する第１の光学受信手段を有する受信機とを備えた光無線伝送装置であって、
前記送信機は、
前記第１の光学送信手段の光軸を手動で合わせるための光軸調整機構を有し、
前記受信機は、
前記第１の光学受信手段の位置を中心としてその回りに配置されて前記光信号を受信する第２の複数の光学受信手段と、
前記第２の複数の光学受信手段のそれぞれの近傍に配置され、前記第２の複数の光学受信手段のそれぞれにより受信したレベルに応じた強度レベルで発光する第２の複数の光学送信手段を備え、
前記第２の複数の光学送信手段の各強度レベルが同じになるように前記第１の光学送信手段の光軸を手動で合わせるようにした光無線伝送装置が提供される。

本発明によれば、受信側に受信レベルに応じた強度レベルで発光する発光手段のみを備え、送信側ではこの強度レベルに応じて光軸を手動で合わせるようにしたので、安価、簡単、小型の構成で送信側の送信光の光軸を手動で合わせることができる。

＜実施の形態１＞
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態１について説明する。図１は本発明に係る光無線伝送装置の実施の形態１を示すブロック図である。

まず、実施の形態１に係る光無線伝送装置における送信機１について説明する。送信機１は送信信号処理回路２によって、ここには記載されていない外部のデータ発生機器から送られる信号（例えば映像信号）を受信し、送信機１で送信する信号形式に変換して発光素子ドライバ３へ送り、第１の光送信手段（例えば、ＬＥＤやＬＤ及び集光レンズなどで構成される）４により、指向性を有し、出射角が１〜５度程度と比較的狭い送信光として受信機２２へ向けて空間伝送する。

また、この送信機１は受信機２２の光軸調整用に搭載した第２の光送信手段２５によって送信される第２の光信号を基に、第１の光送信手段４の光軸を容易に手合わせできるパン回転機構２６及びチルト回転機構２７を備えている。ここで、第１の光送信手段４の光軸を手動で動かす際に図示しないスイッチの情報により、映像信号ではなく安定して発光するためのデータを制御部１１が出力してもよい。

次に、上記光無線伝送装置における受信機２２について説明する。受信機２２は送信機１の第１の光送信手段４によって空間伝送される第１の光送信信号を、例えば数十度程度の比較的広い入射角で受光するため、第１の光受信手段（たとえばＰＤやＡＰＤ及び集光レンズなどで構成される）１５によって受信し、受光回路１６で電気的に増幅するなどの処理を加え、受信信号処理回路１７によってここでは記載されていない外部機器（例えば受像装置など）に送信するための信号に変換して、外部機器へデータを送信する。

この受信機２２はまた、送信機１の第１の光送信手段４の光軸を調整するために第２の光送信手段（例えばＬＥＤ又はこれにレンズを加えたもの）２５によって、送信機１に対しての第２の光送信信号（一般にこのような光をパイロット光などとも称している）を送信（発光）する。さらに、第１の光受信手段１５で受信した信号の受信レベルを受信レベル検出回路１８でレベル検出し、その結果に応じた、例えば電圧による信号を発光素子ドライバ２０に送ることで、第２の光送信手段２５により第２の光送信信号を用いて、受信機２２での送信機１から送られてくる第１の光送信信号の受信状態を送信機１に対して表示している。

次に上記光無線伝送装置においての光軸合わせ方法の概要について説明する。室内などで光伝送を行う場合は、送信機１、受信機２２の距離はせいぜい数十ｍ程度であるので、まず、受信機２２の第１の光受信手段１５の受光素子は、例えば指向角が数十度程度の比較的低い指向性を有するもので、送信機１の方向に目分量で合わせられる。送信機１からは、映像信号などが光信号に変換されて第１の光信号が出力される。受信機２２では、この第１の光信号が受信されて電気信号に変換され、外部に映像信号などのデータとして出力されるとともに、この第１の光信号の受信レベルが検出される。

この受信レベルを情報として表示したパイロット信号が、送信機１の不図示の操作者に認識される。そして、送信機１のパン回転機構２６及びチルト回転機構２７を動かすことにより、パイロット信号の点灯、消灯、あるいは点灯レベルの強弱が認識され、この情報により第１の光送信手段４の光軸を受信機２２へ手動で合わせる。

＜実施の形態２＞
次に本発明の好ましい実施の形態２について添付図面を参照しながら詳細に説明する。図２は、本発明の手動による光軸合わせ方法を実現するための光無線伝送装置の実施の形態２を示すブロック図であり、本発明の光無線伝送装置を構成する送信機１及び受信機２２の各構成ブロック図が記載されている。

送信機１の構成は実施の形態１と同じであるので説明は省略し、受信機２２について説明する。実施の形態１との違いは第１の光受信手段１５とは別に、第２の光受信手段２３ａ〜２３ｄ、さらに、第２の光受信手段２３ａ〜２３ｄごとに受光／発光回路２４ａ〜２４ｄ及び第２の光送信手段２５ａ〜２５ｄを有することである。第２の光受信手段２３ａ〜２３ｄは任意の位置に設置でき、それぞれに対するレベルに応じて複数個の第２の光送信手段２５ａ〜２５ｄが独立してパイロット光を発光するため、例えば図３に示すように第１の光受信手段１５の周りのおおむね４箇所に設けることによりその中心の第１の光受信手段１５に手合わせが簡単に行える。

ここで、手動で送信機１を動かす際に、図示しないスイッチの情報により、映像信号ではなく安定して発光するためのデータを制御部１１が出力してもよく、第２の光受信手段２３ａ〜２３ｄの特性に合わせて、低レートの情報を伝送してもよい。この場合、特に低コストの受光素子で第２の光受信手段２３ａ〜２３ｄを実現できるため、装置全体の低コスト化に寄与することができる。

＜実施の形態３＞
次に本発明の好ましい実施の形態３について添付図面を参照しながら詳細に説明する。図４は、本発明の手動による光軸合わせ方法を実現するための光無線伝送装置の実施の形態３を示すブロック図であり、本発明の光無線伝送装置を構成する送信機１及び受信機２２の各構成ブロック図が記載されている。

送信機１の構成は実施の形態１と同じであるので説明は省略し、受信機２２について説明する。受信機２２は送信機１の第１の光送信手段４によって空間伝送される第１の光送信信号を実施の形態１と同様に比較的広い入射角で受光するため、第１の光受信手段（たとえばＰＤやＡＰＤ及び集光レンズなどで構成される）１５によって受信し、受光回路１６で電気的に増幅するなどの処理を加え、受信信号処理回路１７によって、ここでは記載されていない外部機器（例えば受像装置など）に送信するための信号に変換して、外部機器へデータを送信する。

この受信機２２はまた、送信機１の第１の光送信手段４の光軸を調整するために光学目視手段２８を有している。光学目視手段２８は、受光量に応じて可視的な情報を表示するものであり、例えば、赤外線センサカードなどを用いることができる。したがって、受信機２２は、光学目視手段２８によって、送信機１に対して可視的な情報を提供することができる。光学目視手段２８は、送信機１から送信される第１の光送信信号の照射方向による照射位置の状態を目視的に表示することにより、送信機１の操作者に対してこの目視情報を提供するものである。

次に、実施の形態３に係る光無線伝送装置における光軸合わせ方法の概要について説明する。室内などで光伝送を行う場合は、送信機１、受信機２２の距離は、せいぜい数十ｍ程度であるので、まず、受信機２２の第１の光受信手段１５の受光素子は、実施の形態１同様に比較的低い指向性を有するもので、送信機１の方向に目分量で合わせられる。送信機１からは、映像信号などが光信号に変換されて第１の光信号が出力される。受信機２２では、この第１の光信号が受信されて電気信号に変換され、外部に映像信号などのデータとして出力されるとともに、この第１の光信号の受信状態が光学目視手段２８により可視的に表示される。

すなわち、光学目視手段２８が赤外線センサカードである場合、図４、図５に示すように、光学目視手段２８が第１の光受信手段１５の周囲を囲み、かつ第１の光受信手段１５から放射外方に２次元的に広がるよう配置され、赤外線センサカードの表面に送信機１からの送信光である赤外線が照射されると、赤外線センサカードは、赤外線に反応してこれを可視光として発光する。したがって、送信機１の不図示の操作者から見ると、送信機１からの赤外線の光が第１の光受信手段１５を正しく照射しなければ、赤外線センサカードは発光しない。ここで正しく照射するとは、送信光の指向角が１．２度のとき、送信機１から１０ｍ離れた場所での光スポットの半径は約１０ｃｍであり、この光スポットが赤外線センサカードに当たることを言うものとする。そこで赤外線センサカードの表面を見ながら送信機１のパン回転機構２６及びチルト回転機構２７を動かすことにより、第１の光送信手段４の光軸を受信機２２へ手動で合わせる。すなわち、正しく照射されると、赤外線センサカードが淡い光を出すので、操作者はこれを目視することで、送信機１が受信機２２に適切に向いていることを確認することができるのである。

実施の形態３では、光学目視手段２８として、赤外線センサカードを利用しているが、これに限られず、受光量に応じて可視的な情報を表示するものであれば、他の素子を用いることができる。

なお、上述の各実施の形態において説明した光無線伝送装置の送信機、受信機の構成は、本発明の技術思想を説明するための一例を示したものであり、その構成は、適宜変更可能である。

本発明に係る光無線伝送装置の実施の形態１を示すブロック図である。 本発明に係る光無線伝送装置の実施の形態２を示すブロック図である。 図２の受信機の正面図の一例である。 本発明に係る光無線伝送装置の実施の形態３を示すブロック図である。 図４の受信機の正面図の一例である。

符号の説明

１ 送信機
２ 送信信号処理回路
３ 発光素子ドライバ
４ 第１の光送信手段
１１ 制御部
１５ 第１の光受信手段
１６ 受光回路
１７ 受信信号処理回路
１８ 受信レベル検出回路
２０ 発光素子ドライバ
２２ 受信機
２３ａ〜２３ｄ 第２の光受信手段
２４ａ〜２４ｄ 受光／発光回路
２５、２５ａ〜２５ｄ 第２の光送信手段
２６ パン回転機構
２７ チルト回転機構
２８ 光学目視手段

Claims (2)

1. 指向性を有する光信号を送信する第１の光学送信手段を有する送信機と、前記光信号を受信して電気信号に変換する第１の光学受信手段を有する受信機とを備えた光無線伝送装置であって、
   前記送信機は、
   前記第１の光学送信手段の光軸を手動で合わせるための光軸調整機構を有し、
   前記受信機は、
   前記第１の光学受信手段により受信した信号のレベルに応じた強度レベルで発光する第２の光学送信手段を備え、
   前記強度レベルに応じて前記第１の光学送信手段の光軸を手動で合わせるようにした光無線伝送装置。
2. 指向性を有する光信号を送信する第１の光学送信手段を有する送信機と、前記光信号を受信して電気信号に変換する第１の光学受信手段を有する受信機とを備えた光無線伝送装置であって、
   前記送信機は、
   前記第１の光学送信手段の光軸を手動で合わせるための光軸調整機構を有し、
   前記受信機は、
   前記第１の光学受信手段の位置を中心としてその回りに配置されて前記光信号を受信する第２の複数の光学受信手段と、
   前記第２の複数の光学受信手段のそれぞれの近傍に配置され、前記第２の複数の光学受信手段のそれぞれにより受信したレベルに応じた強度レベルで発光する第２の複数の光学送信手段を備え、
   前記第２の複数の光学送信手段の各強度レベルが同じになるように前記第１の光学送信手段の光軸を手動で合わせるようにした光無線伝送装置。
   

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