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公開番号2025091129
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-18
出願番号2023206195
出願日2023-12-06
発明の名称光軸調整方法および装置
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H04B 10/112 20130101AFI20250611BHJP(電気通信技術)
要約【課題】高精度かつ迅速な光軸調整を容易に達成できる光軸調整方法および装置を提供する。
【解決手段】光ビームを偏向する偏向器102と、所定の受光位置を示す所定図形Wを含む被撮像面Pを偏向器102を通して撮像するイメージセンサ101と、撮像された取得画像に基づいて偏向器102の偏向方向を制御するプロセッサ103と、を含み、取得画像に含まれる所定図形Wから取得画像上の所定の受光位置を検出し、取得画像上で所定の受光位置が光ビームの偏向前の主光軸AX_Pを示す参照位置rと一致するように偏向器102の偏向方向を調整する。
【選択図】図5

特許請求の範囲【請求項１】
光ビームを所定の受光位置に照射するための光軸調整装置であって、
前記光ビームを偏向する偏向器と、
前記所定の受光位置を示す所定図形を含む被撮像面を前記偏向器を通して撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された取得画像に基づいて前記偏向器の偏向方向を制御する処理部と、
を含み、
前記処理部が、
前記取得画像に含まれる前記所定図形から前記取得画像上の前記所定の受光位置を検出し、
前記取得画像上で、前記所定の受光位置が前記光ビームの偏向前の主光軸を示す参照位置と一致するように前記偏向器の偏向方向を調整する、
光軸調整装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記処理部が前記参照位置を前記撮像部により撮像された取得画像上の所定位置に予め設定した請求項１に記載の光軸調整装置。
【請求項３】
前記被撮像面を前記光ビームと異なる波長の光で照明する照明用光源をさらに有する請求項１または２の光軸調整装置。
【請求項４】
前記被撮像面の前記所定図形が発光する発光素子を有し、前記発光素子の発光波長が前記光ビームと異なる波長である請求項１または２の光軸調整装置。
【請求項５】
前記参照位置を示す参照図形を含む参照面をさらに有し、
前記撮像部が前記参照面を撮像し、
前記処理部が、前記撮像部により撮像された前記参照面の取得画像に含まれる前記参照図形から前記参照位置を検出する、
請求項１に記載の光軸調整装置。
【請求項６】
前記被撮像面および前記参照面を前記光ビームと異なる波長の光で照明する照明用光源をさらに有する請求項５の光軸調整装置。
【請求項７】
前記被撮像面の前記所定図形および前記参照面の前記参照図形のうち少なくとも前記所定図形を発光させる発光素子を有し、前記発光素子の発光波長が前記光ビームと異なる波長である請求項５の光軸調整装置。
【請求項８】
請求項１、２および５のいずれか１項に記載の光軸調整装置が設けられた第１通信装置と前記被撮像面が設けられた第２通信装置とが空間を光伝送路として光学的に接続された光通信システム。
【請求項９】
光ビームを所定の受光位置に照射するための光軸調整装置における光軸調整方法であって、
前記光軸調整装置が、前記光ビームを偏向する偏向器と、前記所定の受光位置を示す所定図形を含む被撮像面を前記偏向器を通して撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された取得画像に基づいて前記偏向器の偏向方向を制御する処理部と、を含み、
前記処理部が、
前記取得画像に含まれる前記所定図形から前記取得画像上の前記所定の受光位置を検出し、
前記取得画像上で、前記所定の受光位置が前記光ビームの偏向前の主光軸を示す参照位置と一致するように前記偏向器の偏向方向を調整する、
光軸調整方法。
【請求項１０】
光ビームを所定の受光位置に照射するための光軸調整装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記光軸調整装置が、前記光ビームを偏向する偏向器と、前記所定の受光位置を示す所定図形を含む被撮像面と、前記被撮像面を前記偏向器を通して撮像する撮像部と、を含み、
前記コンピュータにより、
前記取得画像に含まれる前記所定図形から前記取得画像上の前記所定の受光位置を検出する機能と、
前記取得画像上で、前記所定の受光位置が前記光ビームの偏向前の主光軸を示す参照位置と一致するように前記偏向器の偏向方向を調整する機能と、
を実現するプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は光ビームの光軸を受光位置に合わせるための光軸調整方法および装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
光を用いて情報を空間伝送する場合、送信側からの出射光が受信側の受光部に正確に照射される必要がある。このために送信機と受信機との間で光軸を一致させる技術がこれまで多く提案されてきた。
【０００３】
たとえば特許文献１によれば、広い指向性の赤外線光により大まかに光軸を合わせ、続いて狭い指向性の赤外線光により厳密に光軸を調整する。これらの光軸調整は受光レベルが所定強度以上になるように実行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００３－２０９５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、受光レベルの変化に基づいて光軸を高精度に調整することは容易ではない。特許文献１では送信光の指向性を変化させる二段階の光軸調整が必要となり、高精度かつ迅速な光軸調整を容易に実現できない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、高精度かつ迅速な光軸調整を容易に達成できる光軸調整方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様による光軸調整装置は、光ビームを所定の受光位置に照射するための光軸調整装置であって、前記光ビームを偏向する偏向器と、前記所定の受光位置を示す所定図形を含む被撮像面を前記偏向器を通して撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された取得画像に基づいて前記偏向器の偏向方向を制御する処理部と、を含み、前記処理部が、前記取得画像に含まれる前記所定図形から前記取得画像上の前記所定の受光位置を検出し、前記取得画像上で、前記所定の受光位置が前記光ビームの偏向前の主光軸を示す参照位置と一致するように前記偏向器の偏向方向を調整する。
本発明の一態様による光軸調整方法は、光ビームを所定の受光位置に照射するための光軸調整装置における光軸調整方法であって、前記光軸調整装置が、前記光ビームを偏向する偏向器と、前記所定の受光位置を示す所定図形を含む被撮像面を前記偏向器を通して撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された取得画像に基づいて前記偏向器の偏向方向を制御する処理部と、を含み、前記処理部が、前記取得画像に含まれる前記所定図形から前記取得画像上の前記所定の受光位置を検出し、前記取得画像上で、前記所定の受光位置が前記光ビームの偏向前の主光軸を示す参照位置と一致するように前記偏向器の偏向方向を調整する。
本発明の一態様によるプログラムは、光ビームを所定の受光位置に照射するための光軸調整装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、前記光軸調整装置が、前記光ビームを偏向する偏向器と、前記所定の受光位置を示す所定図形を含む被撮像面と、前記被撮像面を前記偏向器を通して撮像する撮像部と、を含み、前記コンピュータにより、前記取得画像に含まれる前記所定図形から前記取得画像上の前記所定の受光位置を検出する機能と、前記取得画像上で、前記所定の受光位置が前記光ビームの偏向前の主光軸を示す参照位置と一致するように前記偏向器の偏向方向を調整する機能と、を実現する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高精度かつ迅速な光軸調整を容易に達成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は本発明の第１実施形態による光軸調整装置の概略を例示する構成図である。
図２は第１実施形態における処理部の機能構成を例示する模式的ブロック図である。
図３は第１実施形態における処理部の光軸調整方法を例示するフローチャートである。
図４は第１実施形態における処理部の光軸調整動作の一例を示す模式図である。
図５は第１実施形態における光軸調整装置において光軸調整済みの状態を例示する模式図である。
図６は本発明の第２実施形態による光軸調整装置の概略を例示する構成図である。
図７は第２実施形態による光軸調整装置における２つの被撮像図形とそれぞれの結像イメージと結像光学系との関係を例示する模式図である。
図８は第２実施形態における処理部の機能構成を例示する模式的ブロック図である。
図９は第２実施形態における処理部の光軸調整方法を例示するフローチャートである。
図１０は本発明の第１実施例による光軸調整装置の概略を例示する構成図である。
図１１は第１実施例における２つの被撮像図形とそれぞれの結像イメージと結像光学系との関係を例示する模式図である。
図１２は本発明の第２実施例による光軸調整装置を適用した通信システムの一例を示す概略的ブロック図である。
図１３は本発明の第３実施例による光軸調整装置の概略を例示する構成図である。
図１４は本発明の第４実施例による光軸調整装置の概略を例示する構成図である。
図１５は本発明の実施形態および実施例で用いられる偏向器の一例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施形態の概要＞
本発明の実施形態によれば、光ビームを照射すべき受光位置を所定図形で示し、所定図形を撮像する。撮像画像から受光位置を検出し、その受光位置が光ビームの光軸を示す参照位置と一致するように光ビームの偏向方向を調整する。これにより受信側で受光光量をモニタする必要がなく、送信側で撮像図形に基づいて光軸調整が可能となり、高精度かつ迅速な光軸調整を達成できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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