(57)【要約】【課題】  送信機と受信機の光軸ずれを簡単に補正する。【解決手段】  送信機１の４分割受光素子１０の各受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４が受信機２の光軸調整用の光源２０から発光された光を受光すると、受信機の向きに応じたレベルを持つ信号をそれぞれゲイン調整回路１１、１２、１３、１４に送り、各ゲイン調整回路はそれぞれ、データ送信用発光素子１７の発光軸１０１と４分割受光素子の受光軸１００の軸ずれに応じて外部から設定されるゲインＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４により受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４から送られてきた受光レベルを変化させる。パン／チルト制御部３０は各信号が同じになるように、データ送信用発光素子と４分割受光素子を一体でパン方向とチルト方向に移動させて光軸合わせを行う。【選択図】  図１
2005057614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を光信号で伝送する光学送信手段とパイロット光を受光するためのパイロット光受光手段とを有する映像送信機と、前記光学送信手段から送信された前記光信号を受信して前記映像信号に変換する光学受信手段と前記パイロット光を送信するためのパイロット光送信手段とを有する映像受信機とを用いて、前記映像信号を伝送する光無線伝送装置であって、
前記映像送信機は、前記パイロット光を受光可能な複数のパイロット光受光手段と、
前記複数のパイロット光受光手段により検出された各検出レベルの差がなくなるように前記光学送信手段及び前記複数のパイロット光受光手段を一体的に移動させて、前記光学送信手段と前記複数のパイロット光受光手段との光軸合わせを行う光軸合わせ手段と、
前記複数のパイロット光受光手段により検出された前記各検出レベルを、前記光学送信手段と前記複数のパイロット光受光手段との光軸のずれに応じてそれぞれ調整して前記光軸合わせ手段に供給するレベル調整手段とを備え、
前記光軸合わせ手段が前記レベル調整手段により調整された各調整検出レベルを用いて前記光軸合わせを行うようにしたことを特徴とする光無線伝送装置。
【請求項２】
前記レベル調整手段は、前記検出レベルを段階的に調整するための複数の係数パターンを記憶するメモリを有し、オペレータが前記複数の係数パターンの１つを選択することを特徴とする請求項１に記載の光無線伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信機と受信機の光軸を合わせる光無線伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光無線伝送装置において、十分な通信を行うためには光無線送信機側のデータ送信用発光素子と、光無線受信機側のデータ受信用受光素子間の光軸を合わせる必要がある。そのとき、光無線受信機側から発光される光軸調整用の光を光無線送信機側の４（＝２×２）分割された受光素子で受光し、それぞれの受光素子の受光レベルを比較することによってデータ送信用発光素子とデータ受信用受光素子間の光軸を合わせる方法が用いられる。このような技術は、下記の特許文献１で開示されている。ただし、データ送信用発光素子の発光軸と、データ受信用受光素子の受光軸を平行にしておく必要がある。
【０００３】
しかし、それらは物理的に位置がずれていたり、部品的に軸がずれていたりと様々な要因により軸がずれている可能性がある。そのため、このような軸がずれている場合でもデータ送信用発光素子からの送信光が、データ受信用受光素子に当たるようにするために送信光はある程度高い指向角（狭い出射角）を持った光としていた。
【特許文献１】特開平７−１３１４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の方法では、データ送信用発光素子の送信光の指向角が高い（出射角が狭い）ため、伝送距離を長くするためには出力を大きくする必要があるが、素子性能などから十分な伝送距離を得ることが困難である。そこで、このような点から、出力を抑えて伝送距離を得るために送信光の指向性を高くすることが考えられる。送信光の指向性が高い場合、先に述べた軸ずれが問題となる。製造の段階で軸ずれを補正し、軸を平行にすることは非常に困難であり、製造時間や製造ミスなどの問題が発生し、量産化において不利になる。
【０００５】
そこで、本発明は送信機と受信機の光軸ずれを簡単に補正す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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、送信機側の光学送信手段と光軸調整用の光を受光する複数の受光手段の光軸ずれに応じて複数の受光手段の各検出レベルを調整し、この調整した各検出レベルを用いて送信機側の光学送信手段の光軸を受信機側の光学受信手段の光軸に合わせるようにしたものである。
【０００７】
すなわち本発明によれば、映像信号を光信号で伝送する光学送信手段とパイロット光を受光するためのパイロット光受光手段とを有する映像送信機と、前記光学送信手段から送信された前記光信号を受信して前記映像信号に変換する光学受信手段と前記パイロット光を送信するためのパイロット光送信手段とを有する映像受信機と、を用いて前記映像信号を伝送する光無線伝送装置であって、
前記映像送信機は、前記パイロット光を受光可能な複数のパイロット光受光手段と、
前記複数のパイロット光受光手段により検出された各検出レベルの差がなくなるように前記光学送信手段及び前記複数のパイロット光受光手段を一体的に移動させて、前記光学送信手段と前記複数のパイロット光受光手段との光軸合わせを行う光軸合わせ手段と、
前記複数のパイロット光受光手段により検出された前記各検出レベルを、前記光学送信手段と前記複数のパイロット光受光手段との光軸のずれに応じてそれぞれ調整して前記光軸合わせ手段に供給するレベル調整手段とを備え、
前記光軸合わせ手段が前記レベル調整手段により調整された各調整検出レベルを用いて前記光軸合わせを行うようにしたことを特徴とする光無線伝送装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、送信機側の光学送信手段と光軸調整用の光を受光する複数の受光手段の光軸ずれに応じて複数の受光手段の各検出レベルを調整し、この調整した各検出レベルを用いて送信機側の光学送信手段の光軸を受信機側の光学受信手段の光軸に合わせるようにしたので、送信機と受信機の光軸ずれを簡単に補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
＜第１の実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、４分割受光素子１０の各受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４の受光レベルを調整することにより、図３に示すように共通の基板１８上に配置されたデータ送信用発光素子１７の発光軸１０１と、４分割受光素子１０の受光軸１００の軸補正を行う第１の実施の形態を示すブロック図である。送信機１の４分割受光素子１０の各受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４は、受信機２の光軸調整用の光源２０から発光された光を受光すると、受信機２の方向に応じたレベルを持つ信号をそれぞれゲイン調整回路１１、１２、１３、１４に送る。各ゲイン調整回路１１、１２、１３、１４はそれぞれ、データ送信用発光素子１７の発光軸１０１と４分割受光素子１０の受光軸１００の軸ずれに応じて外部から設定されるゲインＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４により受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４から送られてきた受光レベルを自在に変化させることができる回路である。
【００１０】
各ゲイン調整回路１１、１２、１３、１４に送られた信号は信号セレクト回路１５へ送られ、信号セレクト回路１５は、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４から送られてきた信号を順次選択（例えばＰＤ１→ＰＤ２→ＰＤ３→ＰＤ４→ＰＤ１・・・のように選択して、レベル検出回路１６を経由してパン／チルト制御部３０へ送る。パン／チルト制御部３０はレベル検出回路１６からの各信号が同じになるように、データ送信用発光素子１７と４分割受光素子１０を一体でパン方向とチルト方向に移動させて光軸合わせを行う。
【００１１】
図２は、本発明の第１の実施の形態における軸補正方法を示すフローチャートである。これに沿って本発明の軸補正方法の手順を説明する。ここで、ステップＳ１〜Ｓ３は図１に示す装置の処理であり、ステップＳ４、Ｓ５はオペレータの操作を示す。また、初期段階では、ゲイン調整回路１１、１２、１３、１４のゲインＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４をすべて１に設定しておく。
【００１２】
まず、最初のステップＳ１において信号セレクト回路１５を制御して受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４から送られてきた受光信号を順次選択し、レベル検出回路１６を用いて受光レベルをチェックする。次にステップＳ２において、ステップＳ１でチェックした受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４の受光レベルがすべて一致しているかを判定する。一致していない場合は、ステップＳ３において各受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４の受光レベルの大きさに応じて４分割受光素子１０及びデータ送信用発光素子１７の向きを一体で上下左右に変更して、各受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４の受信信号レベルが一致するように４分割受光素子１０及びデータ送信用発光素子１７の向きを変更・調整する。
【００１３】
この各受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４の受信信号レベルが一致した点を通る線を４分割受光素子１０の受光軸１００（図３）とする。ステップＳ２で各受光素子の受光レベルがすべて一致し、４分割受光素子１０の受光軸１００が確定した場合、ステップＳ４において４分割受光素子１０の補正後受光軸１０２とデータ送信用発光素子１７の発光軸１０１が平行になっているかどうかを判定する。このとき、データ送信用発光素子１７から送られた信号をデータ受信用受光素子２１が正しく受信しているか否かを受信機２側で観測し、正しく受信していればそれぞれの軸が平行になっているとみなす。
【００１４】
軸が平行になっていない場合はステップＳ５において、軸のずれ方に応じてゲインＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４をゲイン調整回路１１、１２、１３、１４に設定することにより、各受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４の受光レベルを調整する。受光レベルを調整したら再度ステップＳ１〜Ｓ４を行い、発光軸１００と補正後受光軸１０２が平行になるまでこの処理及び作業を繰り返す。ステップＳ４で軸が平行になっていることが確認できたら軸補正終了となる。
【００１５】
図３は、本発明の第１の実施の形態における軸補正方法の一例を示した図である。図３（ａ）は軸補正前の状態を示している。４分割受光素子１０の受光軸１００とデータ送信用発光素子１７の発光軸１０１が平行になっていない場合、４分割受光素子１０の受信信号レベルを一致させてデータ送信用発光素子１７とデータ受信用受光素子２１間の光軸を合わせたつもりでも、実際は図３（ａ）のようにデータ送信用発光素子１７から発光された光信号はデータ受信用受光素子２１に当たらず、受信機２が信号を受信できない状態になってしまう。
【００１６】
そこで、図３（ｂ）に示すように、例えばゲイン調整回路１１、１２のゲインＧ１、Ｇ２を調整して受光素子ＰＤ１、ＰＤ２の受光レベルを上げることにより各受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４の受光レベルが一致する点がずれるので、４分割受光素子１０の受光軸１００がずれて、補正後受光軸１０２とデータ送信用発光素子１７の発光軸１０１を平行にすることができる。
【００１７】
＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、オペレータがレベル調整を無段階で行うので操作が面倒になる。図４は、４分割受光素子１０の各受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４の受光レベルに段階的な係数を乗算して軸補正を行うことにより操作を簡略化した第２の実施の形態を示すブロック図である。送信機１の４分割受光素子１０の各受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４は、受信機２の光軸調整用の光源（単に光源とも言う）２０から発光された光を受光すると、受信機２の向きに応じたレベルを持つ信号を信号セレクト回路１５へ送る。信号セレクト回路１５は、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４から送られてきた信号を順次選択（例えばＰＤ１→ＰＤ２→ＰＤ３→ＰＤ４→ＰＤ１・・・のように選択し、レベル検出回路１６へ信号を送る。レベル検出回路１６は演算処理部３１へ各受光レベルの信号を送る。
【００１８】
演算処理部３１は、レベル検出回路１６から送られてきた各受光レベルの信号と係数記憶メモリ３２から送られてきた各受光レベルに対する係数を乗算し、各受光レベルを調整してパン／チルト制御部３０へ送る。パン／チルト制御部３０は演算処理部３１からの各信号が同じになるように、データ送信用発光素子１７と４分割受光素子１０を一体でパン方向とチルト方向に移動させて光軸合わせを行う。
【００１９】
図５は、本発明の第２の実施の形態の軸補正方法のフローチャートである。ここで、ステップＳ１〜Ｓ３、Ｓ６は図４に示す装置の処理であり、また、ステップＳ４、Ｓ５aはオペレータの操作を示す。また、初期段階では、係数をすべて１に設定しておく。
【００２０】
まず、最初のステップＳ１において信号セレクト回路１５を制御して受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４から送られてきた受光信号を順次選択し、各受光レベルをチェックする。次にステップＳ２において、ステップＳ１でチェックした受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４の受光レベルがすべて一致しているかを判定する。一致していない場合はステップＳ３において、各受光素子の受光レベルの大きさに応じて４分割受光素子１０及びデータ送信用発光素子１７の向きを一体で上下左右に変更して、各受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４の受光レベルが一致するように４分割受光素子１０及びデータ送信用発光素子１７の向きを変更・調整する。この各受光素子の受光レベルが一致した点を通る線を４分割受光素子１０の受光軸１００（図６）とする。
【００２１】
ステップＳ２で各受光素子の受光レベルがすべて一致し、４分割受光素子１０の補正後の受光軸（補正後受光軸１０２）が確定した場合、ステップＳ４において、４分割受光素子１０の補正後受光軸１０２とデータ送信用発光素子１７の発光軸１０１が平行になっているかどうかを判定する。このとき、データ送信用発光素子１７から送られた信号をデータ受信用受光素子２１が正しく受信していればそれぞれの軸が平行になっているとみなす。
【００２２】
軸が平行になっていない場合はステップＳ５ａにおいて、軸ずれの程度に応じて各受光レベルに乗算するための適切な係数を決定する。ここで、係数はあらかじめ係数記憶メモリ３２にいくつかのパターンをテーブルとして記憶させておき、外部のスイッチなどから係数を選ぶ方法や、毎回ずれの程度に応じた係数を係数記憶メモリ３２に記憶させる方法などにより、操作を簡略化することができる。決定された係数と各受光レベルを演算処理部３１で乗算し受光レベルを調整する。受光レベルを調整したら再度ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を行い、発光軸１００と補正後受光軸１０２が平行になるまで処理及び操作を繰り返す。ステップＳ４で軸が平行になっていることが確認できたら軸補正終了となる。
【００２３】
図６は、本発明の第２の実施の形態の軸補正方法の一例を示した図である。図６（ａ）は軸補正前の状態を示している。４分割受光素子１０の受光軸１００とデータ送信用発光素子１７の発光軸１０１が平行になっていない場合、４分割受光素子１０の受信信号レベルを−致させてデータ送信用発光素子１７とデータ受信用受光素子２１間の光軸を合せたつもりでも、実際は図６（ａ）のようにデータ送信用発光素子１７から発光された光信号はデータ受信用受光素子２１に当たらずに、受信機２が信号を受信できない状態になってしまう。
【００２４】
そこで、図６（ｂ）に示すように、例えば演算処理部３１で受光素子ＰＤ１、ＰＤ２に対して係数を乗算して受光素子ＰＤ１、ＰＤ２の受光レベルを上げることにより各受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４の受光レベルが一致する点がずれるので、４分割受光素子１０の受光軸１００がずれて、補正後受光軸１０２とデータ送信用発光素子の発光軸１０１を平行にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態の光無線伝送装置を示すブロック図である。
【図２】図１の光無線伝送装置における軸補正方法を示すフローチャートである。
【図３】図１の光無線伝送装置における軸補正方法を示す説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の光無線伝送装置を示すブロック図である。
【図５】図４の光無線伝送装置における軸補正方法を示すフローチャートである。
【図６】図４の光無線伝送装置における軸補正方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  送信機
２  受信機
１０  ４分割受光素子
１１〜１４  ゲイン調整回路
１５  信号セレクト回路
１６  レベル検出回路
１７  データ送信用発光素子
１８  基板
２０  光軸調整用の光源
２１  データ受信用受光素子
３０  パン／チルト制御部
３１  演算処理部
３２  係数記憶メモリ
１００  受光軸
１０１  発光軸
１０２  補正後受光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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