JPH06230269A - Optical spacial communication device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To correct the alignment deviation of an optical axis for communication with excellent frequency responsiveness. CONSTITUTION:A fixing member 21 is provided on the optical path extended from a device of the called party, a gimbal 22 is engaged with the fixing member 21 rotatably and a mirror holding member 24 on which the mirror 23 is fixed is also engaged with the gimbal 22 rotatably. Actuators 25, 26 connected to the output of a driving circuit 15 are also provided on the fixing member 21. The actuator 25 is provided with a joint 27 driving the mirror holding member 24 in the X direction and the actuator 26 is provided with a joint 28 driving the gimbal 22 in the Y direction. The joints 27, 28 are two universal joints formed series. Consequently, by driving the straight advance of the mirror 23 by means of the actuators 25, 26 through joints 27, 28, the alignment deviation of the optical axis for communication is compensated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ビームを自由空間中
を伝搬させることにより通信を行う光空間通信装置に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical space communication device for communicating by propagating a light beam in free space.

【０００２】[0002]

【従来の技術】図８は通信光軸のアライメントずれを補
正する従来の光空間通信装置の構成図であり、相手装置
からの光路上にはレンズ１、２、可動ミラー３が順次に
配設され、可動ミラー３の反射方向には偏光ビームスプ
リッタ４、部分反射ミラー５、レンズ６、受光素子７が
順次に配列されている。2. Description of the Related Art FIG. 8 is a block diagram of a conventional optical space communication apparatus for correcting misalignment of a communication optical axis. Lenses 1 and 2 and a movable mirror 3 are sequentially arranged on an optical path from a partner apparatus. The polarization beam splitter 4, the partial reflection mirror 5, the lens 6, and the light receiving element 7 are sequentially arranged in the reflecting direction of the movable mirror 3.

【０００３】図９は可動ミラー３の部分構成図であり、
可動ミラー３はジンバル８に回転可能に係合され、更に
ジンバル８は鏡筒本体等の固定部材９に回転可能に係合
されることにより、直交する２軸について回転可能とな
っている。FIG. 9 is a partial configuration diagram of the movable mirror 3.
The movable mirror 3 is rotatably engaged with the gimbal 8, and the gimbal 8 is rotatably engaged with a fixed member 9 such as a lens barrel body, so that the movable mirror 3 is rotatable about two orthogonal axes.

【０００４】また、偏光ビームスプリッタ４の反射方向
には、レンズ１０を介して発光素子１１が設けられ、部
分反射ミラー５の反射方向にはレンズ１２を介して、Ｃ
ＣＤや分割素子等の位置検出素子１３が設けられてい
る。更に、位置検出素子１３の出力は信号処理回路１４
を介して駆動回路１５に接続され、駆動回路１５の出力
はミラー３を駆動するアクチュエータ１６、及びジンバ
ル８を駆動するアクチュエータ１７に接続されている。Further, a light emitting element 11 is provided in the reflection direction of the polarization beam splitter 4 via a lens 10, and a reflection element C is provided in the reflection direction of the partial reflection mirror 5 via a lens 12.
A position detecting element 13 such as a CD or a dividing element is provided. Further, the output of the position detecting element 13 is the signal processing circuit 14
Is connected to the drive circuit 15 via an output, and the output of the drive circuit 15 is connected to an actuator 16 for driving the mirror 3 and an actuator 17 for driving the gimbal 8.

【０００５】ここで、送信に際しては発光素子１１から
出射される光ビームを可動ミラー３により反射させるこ
とにより行い、受信に際しては相手装置からの光ビーム
を可動ミラー３を介して、受光素子７に入射させてい
る。Here, at the time of transmission, the light beam emitted from the light emitting element 11 is reflected by the movable mirror 3, and at the time of reception, the light beam from the partner device is transmitted to the light receiving element 7 via the movable mirror 3. It is incident.

【０００６】図１０に示すように外界からの振動、衝撃
等の影響により姿勢変化を起こすことがある。例えば、
図１０の装置Ａで姿勢変化が発生すると、装置Ａからの
送信ビームが逸れ、装置Ｂは受信不可能となる。図１１
はこの装置Ａの説明図であり、受光ビームLrは送信ビー
ムLeからずれており、受光ビームLrが受光素子７の受光
面範囲を超えると、装置Ａも受信不能となる。As shown in FIG. 10, the posture may change due to the influence of external vibration or shock. For example,
When the attitude change occurs in the device A of FIG. 10, the transmission beam from the device A is diverted, and the device B cannot receive. Figure 11
FIG. 4 is an explanatory diagram of the device A, in which the received light beam Lr is deviated from the transmitted beam Le, and when the received light beam Lr exceeds the light receiving surface range of the light receiving element 7, the device A cannot receive the signal.

【０００７】このため、図１２に示すように位置検出素
子１３によりスポット光の移動距離を検出し、信号処理
回路１４で姿勢変化を算出する。次に、この情報に基づ
いて駆動回路１５はアクチュエータ１６、１７を駆動し
て可動ミラー３を回転させる。これにより、受光素子７
上のスポット位置を初期位置に保つことができ、外界の
影響を受けて姿勢変化した場合でも、図１３に示すよう
に装置Ｂとの送受信が可能となる。Therefore, as shown in FIG. 12, the position detecting element 13 detects the moving distance of the spot light, and the signal processing circuit 14 calculates the posture change. Next, based on this information, the drive circuit 15 drives the actuators 16 and 17 to rotate the movable mirror 3. Thereby, the light receiving element 7
The upper spot position can be maintained at the initial position, and even when the posture changes due to the influence of the outside world, transmission / reception with the device B becomes possible as shown in FIG.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例では、図９に示すＹ軸方向の駆動に際して、可動ミ
ラー３及びジンバル８のＹ軸方向の慣性モーメントに加
えて、アクチュエータ１６のＹ軸方向の慣性モーメント
が加わるために、Ｙ軸方向の周波数応答性が劣化する。
また、Ｙ軸方向駆動用であるアクチュエータ１７が大型
化し、供給電源が増大するために可搬性が劣化し、消費
電力が増大するという問題点がある。However, in the above-mentioned conventional example, when driving in the Y-axis direction shown in FIG. 9, in addition to the moment of inertia of the movable mirror 3 and the gimbal 8 in the Y-axis direction, the actuator 16 moves in the Y-axis direction. , The frequency response in the Y-axis direction deteriorates.
Further, there is a problem that the actuator 17 for driving in the Y-axis direction becomes large in size, the supply power increases, the portability deteriorates, and the power consumption increases.

【０００９】本発明の目的は、通信光軸のアライメント
ずれを周波数応答性良く補正することができる光空間通
信装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide an optical space communication device capable of correcting misalignment of communication optical axes with good frequency response.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明に係る光空間通信装置は、相手通信装置との
通信光軸アライメントを補正する光空間通信装置におい
て、少なくとも２軸方向に揺動する光学素子の保持部材
と、該保持部材を少なくとも２個の直進駆動のアクチュ
エータにより駆動し、前記保持部材と前記アクチュエー
タとの接続間に、少なくとも２個のユニバーサルジョイ
ントを直列に配列したジョイントをそれぞれ介在したこ
とを特徴とする。An optical space communication apparatus according to the present invention for achieving the above object is an optical space communication apparatus which corrects communication optical axis alignment with a partner communication apparatus, in at least two axial directions. A holding member for the swinging optical element and a joint in which at least two universal joints are arranged in series between the holding member and the actuator by driving the holding member by at least two actuators for linear movement. It is characterized by interposing each.

【００１１】[0011]

【作用】上述の構成を有する光空間通信装置は、少なく
とも２個のユニバーサルジョイントを介して、光学素子
又はその保持部材をアクチュエータから直進駆動するこ
とにより、通信光軸のアライメントずれを補正する。In the optical space communication device having the above-described structure, the optical element or the holding member thereof is driven straight from the actuator via at least two universal joints to correct the misalignment of the communication optical axis.

【００１２】[0012]

【実施例】本発明を図１〜図７に図示の実施例に基づい
て詳細に説明する。図１は第１の実施例の構成図、図２
は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図８と同一の
符号は同一の部材を示している。相手装置からの光路上
には固定部材２１が設けられ、固定部材２１にはジンバ
ル２２が回転可能に係合され、更にジンバル２２にはミ
ラー２３が固定されたミラー保持部材２４が回転可能に
係合されている。また、固定部材２１には駆動回路１５
の出力が接続されたアクチュエータ２５、２６が設けら
れている。アクチュエータ２５にはミラー保持部材２４
をＸ軸方向に駆動するジョイント２７が設けられ、アク
チュエータ２６にはジンバル２２をＹ軸方向に駆動する
ジョイント２８が設けられている。なお、ジョイント２
７、２８は２個のユニバーサルジョイントが直列に形成
されたものとされている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail based on the embodiments shown in FIGS. 1 is a block diagram of the first embodiment, FIG.
Is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and the same reference numerals as those in FIG. 8 denote the same members. A fixing member 21 is provided on the optical path from the counterpart device, a gimbal 22 is rotatably engaged with the fixing member 21, and a mirror holding member 24 having a mirror 23 fixed to the gimbal 22 is rotatably engaged. Have been combined. In addition, the fixing member 21 has a drive circuit 15
The actuators 25 and 26 to which the outputs of the above are connected are provided. The actuator 25 has a mirror holding member 24.
Is provided in the X-axis direction, and the actuator 26 is provided with a joint 28 that drives the gimbal 22 in the Y-axis direction. Joint 2
Nos. 7 and 28 have two universal joints formed in series.

【００１３】従来例と同様に、位置検出素子１３が姿勢
変化を検出すると信号処理回路１４は姿勢変化量を計算
し、駆動回路１５はその情報に基づいてアクチュエータ
２５、２６を駆動する。図３はＹ軸方向に姿勢が変化し
た場合の説明図であり、駆動回路１５からの指令を受け
てアクチュエータ２６は、ジョイント２８を介してジン
バル２２を駆動することにより、ミラー２３をＹ軸方向
に回転させる。このとき、ジョイント２７が屈曲するた
めに、Ｘ軸方向のミラー２３の角度がずれる。このずれ
を補正するために、信号処理回路１４はミラー保持部材
２４の回転補正量を計算し、駆動回路１５を介してアク
チュエータ２５に指令信号として出力する。アクチュエ
ータ２５はこの指令信号に従い、ジョイント２７を介し
てミラー保持部材２４を駆動することにより、ミラー２
３をＸ軸方向に補正する。Similar to the conventional example, when the position detecting element 13 detects a posture change, the signal processing circuit 14 calculates the posture change amount, and the drive circuit 15 drives the actuators 25 and 26 based on the information. FIG. 3 is an explanatory diagram when the posture changes in the Y-axis direction. In response to a command from the drive circuit 15, the actuator 26 drives the gimbal 22 via the joint 28 to move the mirror 23 in the Y-axis direction. Rotate to. At this time, since the joint 27 bends, the angle of the mirror 23 in the X-axis direction shifts. In order to correct this deviation, the signal processing circuit 14 calculates the rotation correction amount of the mirror holding member 24 and outputs it as a command signal to the actuator 25 via the drive circuit 15. The actuator 25 drives the mirror holding member 24 via the joint 27 in accordance with this command signal, so that the mirror 2
3 is corrected in the X-axis direction.

【００１４】また、姿勢がＸ軸方向に変化した場合に
は、駆動回路１５からアクチュエータ２５、ジョイント
２７を介してミラー保持部材２４を駆動することによ
り、ミラー２３をＸ軸方向に回転させる。信号処理回路
１４はこのときに発生するＹ軸方向の角度のずれに対す
る補正量を計算し、駆動回路１５はこの補正量に従いア
クチュエータ２６、ジョイント２８を介してジンバル２
２を駆動することにより、ミラー２３をＹ軸方向に補正
する。このようにして、通信光軸のアライメントずれを
低消費電力で周波数応答性良く補正することができる。When the posture changes in the X-axis direction, the drive circuit 15 drives the mirror holding member 24 via the actuator 25 and the joint 27 to rotate the mirror 23 in the X-axis direction. The signal processing circuit 14 calculates a correction amount for the deviation of the angle in the Y-axis direction that occurs at this time, and the drive circuit 15 follows the correction amount and the gimbal 2 via the actuator 26 and the joint 28.
By driving 2, the mirror 23 is corrected in the Y-axis direction. In this way, the misalignment of the communication optical axis can be corrected with low power consumption and good frequency response.

【００１５】図４は第２の実施例の構成図、図５は図４
のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、固定部材３１にはジ
ンバル３２が回転可能に係合され、ジンバル３２にはミ
ラー３３が固定されたミラー保持部３４が回転可能に係
合されている。また、固定部材３１にはアクチュエータ
３５、３６が設けられ、アクチュエータ３５、３６には
他端がミラー保持部３４の突起部に取り付けられたジョ
イント３７、３８がそれぞれ設けられている。この場合
も、ジョイント３７、３８は２個のユニバーサルジョイ
ントが直列に形成されている。FIG. 4 is a block diagram of the second embodiment, and FIG. 5 is FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 1, in which a gimbal 32 is rotatably engaged with the fixing member 31, and a mirror holding portion 34 having a mirror 33 fixed thereto is rotatably engaged with the gimbal 32. There is. Further, the fixing member 31 is provided with actuators 35 and 36, and the actuators 35 and 36 are provided with joints 37 and 38 having the other ends attached to the protrusions of the mirror holding portion 34, respectively. Also in this case, two universal joints are formed in series as the joints 37 and 38.

【００１６】また、図６は姿勢がＹ軸方向に変化した場
合の説明図、図７は図６のＣ−Ｃ線に沿った断面図を示
している。このように構成によっても、第１の実施例と
同様の効果が得られる。FIG. 6 is an explanatory view when the posture is changed in the Y-axis direction, and FIG. 7 is a sectional view taken along the line CC of FIG. With such a configuration, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【００１７】[0017]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る光空間
通信装置は、２軸方向に揺動するミラー保持部材と２個
の直進可動なアクチュエータとの接続間に、２個のユニ
バーサルジョイントを直列に配することにより、通信光
軸ずれ補正の周波数応答性が向上し、更に装置の低消費
電力化及び装置全体の小型化するために可搬性が向上す
る。As described above, in the optical space communication device according to the present invention, two universal joints are provided between the mirror holding member swinging in two axial directions and the two linearly movable actuators. By arranging them in series, the frequency response of the communication optical axis deviation correction is improved, and the portability is improved because the power consumption of the device is reduced and the size of the entire device is reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】第１の実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment.

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.

【図３】Ｙ軸方向に姿勢が変化した際の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram when the posture changes in the Y-axis direction.

【図４】第２の実施例の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a second embodiment.

【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。5 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.

【図６】Ｙ軸方向に姿勢が変化した際の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram when the posture changes in the Y-axis direction.

【図７】図６のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。7 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.

【図８】従来の光空間通信装置の構成図である。FIG. 8 is a block diagram of a conventional optical space communication device.

【図９】従来のミラー駆動部の斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of a conventional mirror driving unit.

【図１０】姿勢が変化した状態の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a state in which the posture has changed.

【図１１】姿勢が変化した状態の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a state in which the posture has changed.

【図１２】通信光軸アライメントのずれを補正した状態
の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a state in which the misalignment of the communication optical axis alignment is corrected.

【図１３】通信光軸アライメントのずれを補正した状態
の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a state in which the misalignment of the communication optical axis alignment is corrected.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２１、３１ 固定部材 ２２、３２ ジンバル ２３、３３ ミラー ２４、３４ ミラー保持部材 ２５、２６、３５、３６ アクチュエータ ２７、２８、３７、３８ ジョイント 21, 31 Fixing member 22, 32 Gimbal 23, 33 Mirror 24, 34 Mirror holding member 25, 26, 35, 36 Actuator 27, 28, 37, 38 Joint

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 相手通信装置との通信光軸アライメント
を補正する光空間通信装置において、少なくとも２軸方
向に揺動する光学素子の保持部材と、該保持部材を少な
くとも２個の直進駆動のアクチュエータにより駆動し、
前記保持部材と前記アクチュエータとの接続間に、少な
くとも２個のユニバーサルジョイントを直列に配列した
ジョイントをそれぞれ介在したことを特徴とする光空間
通信装置。1. In an optical space communication device for correcting communication optical axis alignment with a partner communication device, a holding member for an optical element that swings in at least two axial directions, and at least two actuators that drive the holding member in a straight line. Driven by
An optical space communication device, wherein joints in which at least two universal joints are arranged in series are respectively interposed between the holding member and the actuator. 【請求項２】 前記少なくとも２個のアクチュエータは
動作方向が異なるものとした請求項１に記載の光空間通
信装置。2. The optical space communication device according to claim 1, wherein the at least two actuators have different operation directions.