JP3499728B2 - 光通信装置 - Google Patents
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Description
特に可搬型の端末に接続されてその端末を光信号により
相手端末との通信を可能とする光通信装置に関する。
較的狭い地域内に分散設置された、パーソナルコンピュ
ータ、サーバー、ワークステーションなどの端末間で通
信を行うLAN(ローカル・エリア・ネットワーク)が
急速に普及している。かかるLANでは構成要素である
端末が独立して動作できるように、互いに疎に結合され
ており、各端末は携帯用として移動可能であるがすべて
有線であると使い勝手が悪いため、伝送路の一部として
光伝送路を使用するLANが知られている。
ば図9に示すように、端末11や端末12が例えば建物
の天井に固定されている光送受信装置13a、13b、
13cと光送受信可能とされている。また、光送受信装
置13a、13b、13cは、それぞれ天井に対応して
固定されたトランシーバ14a、14b、14cと接続
されている。トランシーバ14a、14b及び14c
は、イーサネット線15を介して図示しないサーバー等
に接続されている。
ンタなどの情報処理機器11aとこれにケーブルで接続
された光通信装置11bとから構成されている。同様
に、端末12は情報処理機器12aとこれにケーブルで
接続された光通信装置12bとから構成されている。ま
た、光送受信装置13a〜13cは、それぞれガイド光
を常時放射しており、光通信装置11b、12bからの
送信光を受光すると、その光通信装置との間で光通信が
可能とされている。
器11a及び12aにより制御される構成とされてお
り、これにより、情報処理機器11a、12aは、接続
されている光通信装置11b、12bと、光送受信装置
13a、13b及び13cのうちの最寄りのいずれか一
の光送受信装置と、その光送受信装置に接続されている
トランシーバと、イーサネット線15をそれぞれ介して
図示しない相手端末との間で通信が可能とされる。
て、従来の光通信装置11b及び12bは、それぞれガ
イド光を常時放射している光送受信装置13a〜13c
のうちの最寄りの光送受信装置を探索するために、その
光送受信部をある範囲で走査し、その範囲内での光受信
レベル最大位置を検出し、その位置に光送受信部を移動
させるという方法で、光送受信部と光送受信装置との間
の光軸合わせをしている。
置は、通信相手の光送受信装置が近距離に存在する場
合、その光送受信装置からのガイド光の反射光に対して
誤って光軸合わせを行うことがあり、その光軸合わせ終
了後、受光レベルの不足で他の通信相手を探すために、
再び走査を開始する。
囲が光通信装置の前方に存在する場合、光通信装置はそ
の光送受信部(発光部及び受光部からなる光送受信ユニ
ット)を同図(A)にaで示す軌跡を描いて反射光範囲
70の中心位置を探しても、受光レベルの不足で他の通
信相手を探すために、b,c及びdで示す軌跡を描いて
反射光範囲70の中心位置を探す。しかし、この場合も
やはり受光レベルの不足で他の通信相手を探すために走
査を再開し、今度は図8(A)にe,f及びgで示す軌
跡を描いて反射光範囲70の中心位置を探した後、上記
と同じ理由で再びh,i,j,kという走査軌跡を描い
てしまい、反射光範囲70が広いので、同じ反射光に対
して何度も光軸合わせをしてしまい、本来の通信相手と
の光軸合わせがなかなかできないという問題がある。
短時間に光軸合わせが可能な光通信装置を提供すること
を目的とする。
成するため、光送受信装置から放射されているガイド光
を検出するために、受光部及び発光部を移動する光走査
を受光部による受光信号を監視しつつ行い、ガイド光検
出後に受光部及び発光部と光送受信装置との光軸合わせ
を行ってから光送受信装置との間で受光部及び発光部を
介して光通信を行う光通信装置において、受光部の出力
受光信号レベルを検出する受光レベル検出回路と、受光
部及び発光部の位置を、外部駆動信号に基づいて一体的
に回動制御する回動手段と、受光レベル検出回路から出
力された受光レベル検出信号に基づき、受光部上の光ス
ポットの位置の中心位置からの偏差を示すレベル偏差を
計算する計算手段と、計算手段により計算されたレベル
偏差に基づき、そのレベル偏差の絶対値が予め設定した
閾値よりも小なるように、回動手段に駆動信号を供給す
る駆動手段と、駆動手段による駆動終了後に受光レベル
検出回路の受光レベルと予め設定した閾値とを比較する
比較手段と、比較手段により受光レベルが閾値以下の比
較結果が得られたときに、そのときの入射光範囲を検出
する光範囲検出手段と、光範囲検出手段により検出され
た入射光範囲を禁止範囲として新たに入射光を検出した
ときに、計算手段によるレベル偏差の計算を行わせる光
再検出手段とを有する構成としたものである。
受光レベル検出回路の受光レベルと予め設定した閾値と
を比較し、受光レベルが閾値以下の比較結果が得られた
ときに、そのときの入射光範囲を検出して禁止範囲と
し、その後新たに入射光を検出したときに計算手段によ
るレベル偏差の計算を行わせるようにしたため、一旦受
光レベルが閾値以下の比較結果が得られた入射光範囲に
ついては、2度と光軸合わせのためのレベル偏差の計算
を行わないようにできる。
て図面と共に説明する。
形態のブロック図を示す。この実施の形態は、図9に示
したシステム構成のLANの光通信装置11bや12b
として用いられる装置である。図1において、中央処理
装置(CPU)20は、A/D変換部21及び記憶部2
2を有し、装置の各部を制御して装置全体の動作を統括
する。通信に先立って行う光軸合わせの際は、サーチス
イッチ(SW)32の押下によりCPU20が後述の処
理動作を開始する。
し、光変復調用の大規模半導体集積回路(LSI)25
からの符号化されている送信信号を電気−光変換して光
強度が送信信号で変調された光信号を出射する。受光部
24は受光した光を電気信号である受信信号に変換し、
その受信信号を光変復調LSI25に供給して復調させ
る一方、受光レベル検出回路26に供給して受光レベル
を検出させる。
U20からモータドライバ27を介して入力される駆動
信号により、互いに独立して駆動されるパン方向用モー
タ28とチルト方向用モータ29によりそれぞれの光軸
位置がパン方向とチルト方向に移動制御される。パン方
向用リミットSW30は、発光部23及び受光部24の
光軸のパン方向の走査範囲の限界点でオンとなるスイッ
チである。同様に、チルト方向用リミットSW31は、
発光部23及び受光部24の光軸のチルト方向の走査範
囲の限界点でオンとなるスイッチである。
国の電気電子技術者協会(IEEE)の802.3で規
格化されたLANの伝送路仕様の一例である10BAS
E−Tに準拠したドライバ33及びジャック34を介し
てパーソナルコンピュータ等の図示しない情報処理機器
(図9の例では11a又は12a)に、より対線のケー
ブルで接続されている。
の通信時は、情報処理機器からの送信データは、ジャッ
ク34及びドライバ33を介して光変復調LSI25に
供給されて変調された後、発光部23により光信号に変
換されて送信される。一方、相手端末からの送信データ
は、前記光送受信装置(図9の例では13a〜13c)
により光信号に変換されて受光部24で受光された後、
光変復調LSI25で復調され、更にドライバ33及び
ジャック34を通して情報処理機器へ伝送される。
信装置の機構自体は、本出願人が先に特願平9−784
67号(発明の名称「光送受信装置」)にて提案した、
図2の平面図に示す光通信装置をそのまま用い得る。図
2において、送信側レンズ41はその中心点が受信側レ
ンズ42の中心点に対して、チルト方向用モータ29の
シャフトの軸方向に平行にモータ29からδだけ遠ざか
る位置に設けられている。送信側レンズ41と受信側レ
ンズ42はそれぞれ非球面レンズであり、球面レンズに
比較して焦点距離を大幅に短縮することができる。送信
側レンズ41は、紙面に対して垂直方向の下部に設けら
れている図示しない発光素子と共に前記発光部23を構
成している。また、受信側レンズ42は、紙面に対して
垂直方向の下部に設けられている図示しない受光素子と
共に前記受光部24を構成している。
れる光送受信ユニットを支持する第1の軸44は、腕4
6、47により回動自在に支持されている。腕46、4
7はそれらの一端を支える背板51と、背板51の後面
から腕46、47とは逆に延ばした基部の軸としての第
2の軸48と共に二股フォーク形状の支持部材を構成し
ており、腕46、47に第1のベアリング45を取り付
けることで軸44を支える構造とされている。
ャフトに中心部が固定された図示しない小径ギヤと、そ
の小径ギヤに噛合する大径ギヤ52と、大径ギヤ52と
一体構成されたウォーム53と、第1の軸44に一体的
に取り付けられている欠歯ホイール54と共に第1の回
動機構を構成している。
用モータ28は、そのモータシャフトに中心部が固定さ
れた小径ギヤ55と、小径ギヤ55に噛合する大径ギヤ
56と、大径ギヤ56に一体構成されているウォーム5
7と、第2の軸48に一体的に取り付けられている欠歯
ホイール58と共に第2の回動機構を構成している。第
2の軸48は第2のベアリング49を介して第2の支持
部材50に取り付けられている。
に、送信側レンズ41及び受信側レンズ42を含む前記
発光部23及び受光部24で構成される光送受信ユニッ
ト60は、チルト方向用モータにより軸44を中心とし
て垂直面内である+θあるいは−θのチルト方向に回動
され、パン方向用モータにより軸48を中心にして水平
面内である+αあるいは−αのパン方向に回動される。
作について、図4乃至図6のフローチャートと、図7の
光走査順を示す図と共に更に詳細に説明する。図1のサ
ーチSW32が押下されると、CPU20は記憶部22
に予め記憶されているプログラムに従い、図4〜図6に
従った動作により光軸合わせ動作を開始する。すなわ
ち、まず、CPU20はモータドライバ27を通してパ
ン方向用モータ28及びチルト方向用モータ29にそれ
ぞれ駆動信号を供給し、これらのモータ28及び29の
回転角をそれぞれ互いに独立に制御し、図3に示した光
送受信ユニット60をパン方向±α及びチルト方向±θ
に回動することで、大まかな走査で前記光送受信装置か
らのガイド光を探す(図4のステップ101、10
2)。
に、スタート位置Sから数字の昇順で示す予め定めた順
番で予め定めた範囲内を走査する。図7中、縦軸は垂直
面回動方向の角度(チルト方向の角度)、横軸は水平面
回動方向の(パン方向の角度)を示し、また、「0」〜
「12」は第1の走査範囲の走査を、「13」〜「2
6」は第2の走査範囲の走査を、「27」〜「39」は
第3の走査範囲の走査をそれぞれ示す。
光部24により受光された光の受光レベルを検出する受
光レベル検出回路26からA/D変換部21に入力され
る受光レベル検出信号に基づいて、光が検出されたかど
うか監視しており、光を検出した場合、CPU20はx
方向の移動ステップSTEPX(=Nx)と、y方向の
移動ステップSTEPY(=Ny)とをそれぞれ設定し
た後(ステップ103)、受光部24から受光レベル検
出回路26を通して入力される受光レベル検出信号に基
づいて、x方向のレベル偏差dVxとy方向のレベル偏
差dVyを計算により求める(ステップ104)。
4つの分割受光領域PD〜PDからなる4分割光検
出器で構成した場合、レベル偏差dVxは(PDの受
光レベル+PDの受光レベル)−(PDの受光レベ
ル+PDの受光レベル)で求め、レベル偏差dVyは
(PDの受光レベル+PDの受光レベル)−(PD
の受光レベル+PDの受光レベル)で計算される。
値|dVx|が予め設定した閾値Voxよりも小さく、
かつ、上記のx方向のレベル偏差の絶対値|dVx|が
予め設定した閾値Voxよりも小さいかどうか判定し
(ステップ105)、この条件を満足しないときには光
スポットがいずれかにずれているので、まず、|dVx
|≧Voxであるかどうか判定する(ステップ10
6)。
ずれが大きいので、以前とずれている方向が同じかどう
か判定する(ステップ107)。|dVx|<Voxの
ときには、x方向のずれが閾値Voxより小さいので、
図5の後述するステップ112に進んでy方向について
ずれを検出する。
る方向が異なっていると判定されたときには、前回のx
方向の移動ステップSTEPXが大き過ぎたので、その
STEPXを半分の値に変更した後(ステップ10
8)、一方、前回とずれている方向が同じときには上記
のx方向の移動ステップSTEPXの変更はしないで、
図5のステップ109に進みx方向のレベル偏差dVx
が負であるかどうか判定する。
ベル+PDの受光レベル)<(PDの受光レベル+
PDの受光レベル)であるので、(PDの受光レベ
ル+PDの受光レベル)が(PDの受光レベル+P
Dの受光レベル)に等しくなるように、左方向に4分
割光検出器がステップSTEPXだけ移動するようにパ
ン方向用モータ28を制御し(ステップ110)、dV
x≧0のときには上記とは逆に右方向に4分割光検出器
がステップSTEPXだけ移動するようにパン方向用モ
ータ28を制御する(ステップ111)。
ても行う。すなわち、|dVy|≧Voyであるかどう
か判定し(ステップ112)、|dVy|≧Voyのと
きには、y方向のずれが大きいので、以前とずれている
方向が同じかどうか判定する(ステップ113)。|d
Vy|<Voyのときには、y方向のずれが閾値Voy
より小さいので、図5のステップ104に進んでx、y
方向のレベル偏差dVx、dVyを再度計算する。
る方向が異なっていると判定されたときには、前回のy
方向の移動ステップSTEPYが大き過ぎたので、その
STEPYを半分の値に変更した後(ステップ11
4)、一方、前回とずれている方向が同じときには上記
のy方向の移動ステップSTEPYの変更はしないで、
y方向のレベル偏差dVyが負であるかどうか判定する
(ステップ115)。
ベル+PDの受光レベル)<(PDの受光レベル+
PDの受光レベル)であるので、(PDの受光レベ
ル+PDの受光レベル)が(PDの受光レベル+P
Dの受光レベル)に等しくなるように、上方向に4分
割光検出器がステップSTEPYだけ移動するようにチ
ルト方向用モータ29を制御し(ステップ116)、d
Vy≧0のときには上記とは逆に下方向に4分割光検出
器がステップSTEPYだけ移動するようにチルト方向
用モータ29を制御する(ステップ117)。
終了すると、続いてCPU20は、図4のステップ10
4に進み、前回の移動制御の結果を確認するために、再
びx、y方向のレベル偏差を計算し、以下上記と同様の
動作を繰り返す。
dVx|が閾値Voxよりも小で、かつ、y方向のレベ
ル偏差の絶対値|dVy|が閾値Voyよりも小となる
ような移動制御により、光スポットが4分割光検出器の
ほぼ中央に位置することとなり、入射光と受光部24と
の各光軸を一致させる光軸合わせができることとなる。
ド光などの反射光である場合もあるので、この実施の形
態では、ステップ105でx方向のレベル偏差の絶対値
|dVx|が閾値Voxよりも小で、かつ、y方向のレ
ベル偏差の絶対値|dVy|が閾値Voyよりも小であ
ると判定されたときには、図6のステップ118に進
み、受光レベルを測定する。
VTRHより大であるかどうかを判定し(ステップ11
9)、測定受光レベルが所定の閾値VTRHより大である
ときには、反射光でないと判断して処理を終了するが、
閾値VTRH以下であるときには、反射光であると判断し
て光が見えなくなるまで(受光検出レベルがほぼゼロに
なるまで)受光部24の光軸を右へ走査し、そのときの
移動量をΔXとして記憶する(ステップ120)。この
右方向への走査は、前記光送受信ユニット60をパン方
向用モータ28により例えば図3の+α方向へ回動する
ことで行われる。
される移動前の元の位置にまで光送受信ユニットの光軸
を戻した後(ステップ121)、今度は下方向に光が見
えなくなるまで光軸を走査し、そのときの移動量をΔY
として記憶する(ステップ122)。この下方向への走
査は、前記光送受信ユニット60をチルト方向用モータ
29により例えば図3の−θ方向へ回動することで行わ
れる。続いて、光送受信ユニットの光軸を座標(ライン
1,Y0−ΔY)の位置に移動する(ステップ12
3)。
(B)に70で示す場合、光軸合わせにより受光部24
の光軸はその光範囲70の中央位置Eにある。CPU2
0は、この位置Eの座標(X0,Y0)と、ステップ1
20の走査により得られた移動量ΔXと、ステップ12
2の走査により得られた移動量ΔYとに基づいて、座標
(X0−ΔX,Y0+ΔY)のA点と、座標(X0+Δ
X,Y0+ΔY)のB点と、座標(X0−ΔX,Y0−
ΔY)のC点と、座標(X0+ΔX,Y0−ΔY)のD
点とで囲まれた範囲71を禁止範囲として算出する。
で図8(B)中、縦方向に走査するときの走査位置を示
す。また、図8(B)中、軌跡81は図6のステップ1
20での走査軌跡、軌跡82はステップ121での走査
軌跡、軌跡83はステップ122での走査軌跡、軌跡8
4はステップ123での走査軌跡を示す。更に、F点
は、ステップ123による移動後の座標(ライン1,Y
0−ΔY)の光軸位置を示す。
に続いて、受光部24(具体的には受光部24と発光部
23を含む光送受信ユニット)をパン方向用モータ28
及びチルト方向用モータ29を駆動制御することで、光
監視しながら駆動制御し(ステップ124)、光を検出
したかどうかを受光レベル検出回路26から出力される
受光信号検出レベルに基づいて判断し(ステップ12
5)、光を検出したときはその検出座標位置が上記の図
8(B)に示した禁止範囲81内に含まれているかどう
かを判定する(ステップ126)。
その検出光は受光レベルが閾値VTRH以下の反射光範囲
内の光であるとみなし、無視して光監視の走査をそのま
ま継続する(ステップ124)。すなわち、図8(B)
の例では、軌跡85、86の後軌跡87を描いているラ
イン2の走査途中で光を検出するが、それを無視して軌
跡88を描いた後軌跡89を描いているライン3の走査
途中で光を再び検出するが、この場合も無視する。以
下、上記と同様にして受光部24の光軸は、軌跡90、
91、92、93を順に描いていく。
の検出座標位置が上記の図8(B)に示した禁止範囲8
1内に含まれていないと判定したときには、新しい光範
囲の光であると判断して図4のステップ104に戻り、
x,y方向のレベル偏差dVx及びdVyを計算する。
以下、前記と同様の動作が行われる。
と、図8(A)の従来の光軸走査軌跡とを比較すると分
かるように、この実施の形態では、受光レベルが閾値V
TRH以下の光範囲に光軸合わせしたときは、その後その
光範囲は禁止範囲として光軸合わせのためのレベル偏差
計算処理その他を行わないようにしたため、従来に比べ
てはるかに短時間で本来光軸を合わせるべき光に対して
光軸合わせをすることができこととなる。
れるものではなく、ステップ120の処理とステップ1
22の処理を逆にしてもよい。
一旦光軸合わせをした入射光が所定受光レベル以下であ
るときには、その入射光の光範囲を禁止範囲として再度
光軸合わせをしないようにしたため、反射光などの通信
不可の光が存在していても、本来光軸を合わせるべき通
信可の光に対する光軸合わせに要する時間を従来に比べ
て大幅に短縮できる。
ック図である。
人が先に提案した一例の機構の平面図である。
明する概略斜視図であるル
である(その1)。
である(その2)。
である(その3)。
である。
軸の軌跡を従来と本発明の一実施の形態とを対比して示
す図である。
例のシステム構成図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 光送受信装置から放射されているガイド
光を検出するために、受光部及び発光部を移動する光走
査を前記受光部による受光信号を監視しつつ行い、前記
ガイド光検出後に前記受光部及び発光部と前記光送受信
装置との光軸合わせを行ってから前記光送受信装置との
間で前記受光部及び発光部を介して光通信を行う光通信
装置において、 前記受光部の出力受光信号レベルを検出する受光レベル
検出回路と、 前記受光部及び発光部の位置を、外部駆動信号に基づい
て一体的に回動制御する回動手段と、 前記受光レベル検出回路から出力された受光レベル検出
信号に基づき、前記受光部上の光スポットの位置の中心
位置からの偏差を示すレベル偏差を計算する計算手段
と、 前記計算手段により計算されたレベル偏差に基づき、そ
のレベル偏差の絶対値が予め設定した閾値よりも小なる
ように、前記回動手段に前記駆動信号を供給する駆動手
段と、 前記駆動手段による駆動終了後に前記受光レベル検出回
路の受光レベルと予め設定した閾値とを比較する比較手
段と、 前記比較手段により前記受光レベルが前記閾値以下の比
較結果が得られたときに、そのときの入射光範囲を検出
する光範囲検出手段と、 前記光範囲検出手段により検出された入射光範囲を禁止
範囲として新たに入射光を検出したときに、前記計算手
段による前記レベル偏差の計算を行わせる光再検出手段
とを有することを特徴とする光通信装置。 - 【請求項2】 前記光範囲検出手段は、前記駆動手段に
よる駆動終了時の前記受光部の光軸位置を、垂直方向と
水平方向のそれぞれについて前記受光レベル検出回路か
らの受光レベル検出信号がほぼゼロになるまで走査する
ように前記回動手段を駆動する手段と、受光レベル検出
信号がほぼゼロになるまで走査したときの垂直方向と水
平方向のそれぞれの移動量を求め、それらの移動量と前
記駆動終了時の前記受光部の光軸位置の座標とから前記
入射光範囲を算出する算出手段とからなることを特徴と
する請求項1記載の光通信装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26933097A JP3499728B2 (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 光通信装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26933097A JP3499728B2 (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 光通信装置 |
Publications (2)
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JPH1195881A JPH1195881A (ja) | 1999-04-09 |
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ID=17470868
Family Applications (1)
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- 1997-09-16 JP JP26933097A patent/JP3499728B2/ja not_active Expired - Fee Related
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