专利名称：用于光通信的光轴定向指示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于调整光无线通信系统的光轴的光轴定向指示设备。
背景技术：
在光无线通信系统中，光电发射器发射以数据信号进行了调制的红外光束，然后，由光感受器接收并解调已调制的红外光束，从而实现数据传输。
更高的传送速率需要在光感受器接收到更大量的光，还需要来自光电发射器的聚焦束具有更高的光强。通过光电发射器与光感受器之间的光轴调整，满足了这些要求。
如图1所示的公知光无线通信系统采用了利用导向束的光轴调整。
在图1中，光无线通信系统由基本单元1和本地单元2组成。
基本单元1具有光电发射器3，用于发射数据束(携带有数据)以进行数据传输；导向束发射器4，用于发射其频率不同于数据束频率的发散束(导向束)；以及数据接收器5，用于接收从本地单元2发射过来的数据束。
本地单元2具有光电发射器6和光感受器7，二者都可以沿水平和垂直方向旋转。本地单元2在光电发射器6和光感受器7沿水平和垂直方向旋转的同时，接收由基本单元1的导向束发射器4发射的导向束。针对基本单元1与本地单元2之间的光轴调整，光电发射器6和光感受器7在接收光的最大水平处停止。光感受器7同时接收数据束和导向束，但是，可以将光感受器7分为两个接收部分，以分别接收数据束和导向束。
如图2A到5B所示，本地单元2的光感受器7具有四分PD(光电二极管)8，所述四分PD 8具有沿水平和垂直方向的2×2PD单元。在封装中，将四个PD单元PD_A、PD_B、PD_C和PD_D排列为2×2矩阵。每个PD单元执行光电转换，以检测由数据或导向束携带的电信号。
图6示出了安装在公知光无线通信系统(图1)的本地单元2中的电路方框图，以便在光轴调整中，沿水平和垂直方向旋转单元2。
参照图7所示的流程图，对电路图的操作进行解释。
步骤S1，在光感受器7处在本地单元2的光感受器7接收从基本单元1发射过来的导向束。由四分PD 8的PD单元PD_A、PD_B、PD_C和PD_D从导向束中检测电信号(Dir_A、Dir_B、Dir_C和Dir_D)。将电信号转换为电压并由放大器9进行放大。
步骤S2到S6，在控制器10处在微型计算机14的控制下，开关11选择已放大信号(Dir_A、Dir_B、Dir_C和Dir_D)。由放大器12对每个选中的信号进行放大，并由检测器13检测其已放大的直流(DC)电平。将检测到的DC电平顺序提供给微型计算机14，以彼此进行比较。
步骤S7到S12，在电动机单元15处由微型计算机14驱动倾斜(垂直)电动机Mt和盘(水平)电动机Mp，以旋转四分PD 8，从而使PD单元PD_A、PD_B、PD_C和PD_D能够接收等量的光。
对步骤S5到S12进行详细的解释。
沿垂直方向TILT的光学调整(1)在PD单元PD_A和PD_D处接收到的光水平的和与在PD单元PD_B和PD_C处接收到的光水平的和之间进行比较(步骤S5)。
(2)如果在步骤S5中，两者的和彼此相等，则必然沿垂直方向TILT在四分PD 8的中心处接收到导向束斑(步骤S5□步骤S9)。
(3)如果在步骤S5中，前者的和大于后者的和，则必然在四分PD 8的上部接收到导向束斑，如图2A和2B所示。驱动倾斜电动机Mt，以向上倾斜四分PD 8，如图2B中的箭头所示(步骤S6□步骤S7)。
(4)如果在步骤S5中，前者的和小于后者的和，则必然在四分PD 8的下部接收到导向束斑，如图3A和3B所示。驱动倾斜电动机Mt，以向下倾斜四分PD 8，如图3B中的箭头所示(步骤S6□步骤S8)。
(5)重复过程(3)和(4)，从而使其能够沿垂直方向TILT在四分PD 8的中心处接收到导向束斑。
沿水平方向PAN的光学调整(6)在PD单元PD_A和PD_B处接收到的光水平的和与在PD单元PD_C和PD_D处接收到的光水平的和之间进行比较(步骤S9)。
(7)如果在步骤S9中，两者的和彼此相等，则必然沿水平方向PAN在四分PD 8的中心处接收到导向束斑(步骤S9□结束)。
(8)如果在步骤S9中，前者的和大于后者的和，则必然在四分PD 8的右部接收到导向束斑，如图4A和4B所示。驱动盘电动机Mp，将四分PD 8向右转，如图4B中的箭头所示(步骤S10□步骤S11)。
(9)如果在步骤S9中，前者的和小于后者的和，则必然在四分PD 8的左部接收到导向束斑，如图5A和5B所示。驱动盘电动机Mp，将四分PD 8向左转，如图5B中的箭头所示(步骤S10□步骤S12)。
(10)重复过程(8)和(9)，从而使其能够沿水平方向PAN在四分PD 8的中心处接收到导向束斑。
该公知光无线通信系统采用了上面所解释的自动光轴调整技术，从而用户可以容易地设置本地单元2。因此，该系统需要微型计算机和外围电路，以便自动驱动电动机Mt和Mp的齿轮等，这使本地单元2体积较大而且昂贵。
在日本未审专利公开No.7(1995)-131422中公开了另一采用手动光轴调整技术的公知光无线通信系统。在该光轴调整技术中，检测所发射光的水平并将其显示在电平监视器上。
将通过显示或者声音来监视发射光水平的方法应用于对电视机天线方向朝着电视台天线进行调整。
但是，如上述日本未审专利公开中所公开的通过显示或者声音来监视发射光水平迫使用户通过试凑法来上下左右地调整光轴，因为他或她并不知道应当将光轴调整到哪个方向，这较为麻烦，并花费了大量的时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种用户友好的光轴定向指示设备，用于对光无线通信系统的光轴的调整。
本发明提供了一种用于光通信的光轴定向指示设备，包括光感受器，具有光接收表面以及沿第一方向和与第一方向正交的第二方向设置在该表面上的多个光接收元件，以接收已发射光束；检测器，检测在所述光接收元件处接收到的光束的水平；多个显示元件，沿所述第一和第二方向设置，从而对应于所述光感受器的所述光接收元件；以及开关电路，依照由所述检测器检测到的光束的水平，有选择地导通或断开所述显示元件，以指示所述光束的光轴是否沿所述光感受器的光接收表面上的第一和/或第二方向发生偏离。
此外，本发明提供了一种光无线通信系统，包括第一光无线通信设备，用于发射光束；以及第二光无线通信设备，用于接收所述光束，所述第二光无线通信设备包括光感受器，具有光接收表面和沿第一方向以及与第一方向正交的第二方向设置在该表面上的多个光接收元件，以接收所述光束；检测器，检测在所述光接收元件处接收到的光束的水平；多个显示元件，沿所述第一和第二方向设置，从而对应于所述光感受器的所述光接收元件；以及开关电路，依照由所述检测器检测到的光束的水平，有选择地导通或断开所述显示元件，以指示所述光束的光轴是否沿所述光感受器的光接收表面上的第一和/或第二方向发生偏离。
而且，本发明提供了一种光无线通信系统，包括第一光无线通信设备，用于发射光束；以及第二光无线通信设备，与监视器屏幕相连，用于接收所述光束，所述第二光无线通信设备包括光感受器，具有光接收表面以及沿第一方向和与第一方向正交的第二方向设置在该表面上的多个光接收元件，以接收所述光束；检测器，检测在所述光接收元件处接收到的光束的水平；以及屏幕信号发生器，依照由所述检测器检测到的光束的水平，产生屏幕信号，并将所述屏幕信号发送给所述监视器屏幕，以显示沿所述第一和第二方向设置的多个指示，从而对应于所述光感受器的光接收元件，依照由所述检测器检测到的光束的水平，有选择地导通或断开所述指示，以指示所述光束的光轴是否沿所述光感受器的光接收表面上的第一和/或第二方向发生偏离。
另外，本发明提供了一种光无线通信系统，以用于具有彼此分离放置的视频提供设备和视频显示设备的视频系统，所述光无线通信系统包括第一光无线通信设备，设置用于所述视频提供设备，用于向所述视频显示设备发射携带有视频信号的光束；以及第二光无线通信设备，设置用于所述视频显示设备，用于接收所述光束，所述第二光无线通信设备包括光感受器，具有光接收表面以及沿第一方向和与第一方向正交的第二方向设置在该表面上的多个光接收元件，以接收所述光束；检测器，检测在所述光接收元件处接收到的光束的水平；以及屏幕信号发生器，依照由所述检测器检测到的光束的水平，产生屏幕信号，并将所述屏幕信号发送给所述视频显示设备，以显示沿所述第一和第二方向设置的多个指示，从而对应于所述光感受器的光接收元件，依照由所述检测器检测到的光束的水平，有选择地导通或断开所述指示，以指示所述光束的光轴是否沿所述光感受器的光接收表面上的第一和/或第二方向发生偏离。
图1示出了公知光无线通信系统；图2A到图5B示出了在公知光无线通信系统中，定位在四分PD的几个部分上的导向束；图6示出了公知光轴调整设备的电路方框图；图7示出了公知光轴调整设备的操作的流程图；图8示出了采用按照本发明的光轴定向指示设备的第一实施例的本地单元；图9示出了安装在图8所示的本地单元中的光收发器的顶视图和侧视图；图10示出了按照本发明的光轴定向指示设备的第一实施例的电路方框图；图11示出了按照本发明的光轴定向指示设备的第一实施例的操作的流程图；图12示出了采用按照本发明的光轴定向指示设备的第一实施例的手动光轴调整；图13示出了采用按照本发明的光轴定向指示设备的第一实施例的手动光轴调整；图14示出了对按照本发明的光轴定向指示设备的第一实施例的修改；图15示出了按照本发明的光轴定向指示设备的第二实施例的电路方框图；图16示出了采用按照本发明的光轴定向指示设备的第三实施例的手动光轴调整；图17示出了按照本发明的光轴定向指示设备的第三实施例的电路方框图；图18示出了施加于安装在按照本发明的光轴定向指示设备的第三实施例中的差分放大器上的电压特性曲线；图19示出了按照本发明的光轴定向指示设备的第四实施例；图20示出了按照本发明的光轴定向指示设备的第五实施例；以及图21示出了按照本发明的光轴定向指示设备的第六实施例。
具体实施例方式
接下来将参照附图公开按照本发明的光轴定向指示设备的几个实施例。每个实施例中与另一实施例相同或者相似的元件由相同的参考符号表示。
图8所示是采用了按照本发明的光轴定向指示设备的第一实施例的本地单元15。
本地单元15由光收发器16和底座16a组成。其配备有手动旋转机构，利用该机构，用户可以自由地沿水平和垂直方向对其进行旋转。具体地，光收发器16可以沿在底座16a上沿垂直方向手动旋转，而底座16a可以沿水平方向手动旋转。底座16a配备有定向指示LED(发光二极管)18，向用户指示四个旋转方向(上、下、右和左)。如图8所示的指示四个旋转方向的箭头那样，来形成LED 18。
图9所示是光收发器16的顶视图和侧视图。
在底层16b上设置具有光接收透镜17a的四分PD 17和具有光发射透镜16d的光电发射器16c。四分PD 17同时接收导向束和数据束(携带有数据)，但是，可以将其分为两个接收部分，以分别接收导向束和数据束。光电发射器16c发射数据束。
四分PD 17具有2×2 PD单元，如顶视图所示，相对于沿水平和垂直方向设置的公知四分PD 8(图6)的对应部分移动了45度。具体地，沿使光收发器16选择的方向设置四个PD单元PD单元PD_A(上)、PD_B(右)、PD_C(下)和PD_D(左)。
图10示出了按照本发明的光轴定向指示设备的第一实施例的电路方框图。
参照图11所示的流程图，对光轴定向指示设备的第一实施例的操作进行解释。
步骤S11，在光接收器16中的光感受器19处在光感受器部分19接收外部发射的导向束。由四分PD 17的PD单元PD_A、PD_B、PD_C和PD_D从导向束中检测电信号(Dir_A、Dir_B、Dir_C和Dir_D)。通过电阻器R，将电信号转换为电压，并由放大器20进行放大。
步骤S12到S27，在控制器21处由放大器22对已放大信号(Dir_A、Dir_B、Dir_C和Dir_D)进行进一步放大，并由电平检测器23检测其已放大DC电平。由比较器24和25将检测到的DC电平彼此进行比较。将每个比较器的输出提供给定向指示LED 18(图8)的四个LED段28、29、30和31中的相应LED段，以指示用户应当对光收发器16进行旋转的方向。如同指示上、下、右和左的箭头那样，分别形成LED段28、29、30和31。
详细解释用户手动调整以实现在四分PD 17的PD单元PD_A、PD_B、PD_C和PD_D处接收到等量光的步骤S14和S27。
(1)在PD单元PD_A接收到的光水平与在PD单元PD_C接收到的光水平之间进行比较(步骤S14)。同样，在PD单元PD_B接收到的光水平与在PD单元PD_D接收到的光水平之间进行比较(步骤S15)。
(2)在步骤S14中，如果前者的水平大于后者的水平，则比较器24的输出变为“高”，以导通用于指示向上的LED段28(步骤S16中的“否”□步骤S17中的“是”□步骤S20、21)。
(3)在步骤S14中，如果前者的水平小于后者的水平，则比较器24的输出变为“低”，以接通用于指示向下的LED段29(步骤S16中的“否”□步骤S17中的“否”□步骤S18、19)。
(4)在步骤S14中，如果前者的水平等于后者的水平，则断开LED段28和29(步骤S16中的“是”)。
(5)在步骤S15中，如果前者的水平大于后者的水平，则比较器25的输出变为“高”，以导通用于指示向右的LED段30(步骤S22中的“否”□步骤S23中的“是”□步骤S26、27)。
(6)在步骤S15中，如果前者的水平小于后者的水平，则比较器25的输出变为“低”，以导通用于指示向左的LED段31(步骤S22中的“否”□步骤S23中的“否”□步骤S24、25)。
(7)在步骤S15中，如果前者的水平等于后者的水平，则断开LED段30和31(步骤S22中的“是”)。
在图12和图13中示出了步骤S14到S27。
图12中的上图示出了将导向束PB定位(spot)在四分PD 17的右上部，从而，在PD单元PD_A处接收到的光水平大于在PD_C处接收到的光水平，而且在PD单元PD_B处接收到的光水平大于在PD_D处接收到的光水平(PD_A＞PD_C、PD_B＞PD_D)，并导通定向指示LED 18的LED段28和30，以指示右上方。于是，用户向上倾斜光收发器16。
图12中的中图示出了将导向束PB定位在四分PD 17的右下部，从而，在PD单元PD_A处接收到的光水平小于在PD_C处接收到的光水平，而在PD单元PD_B处接收到的光水平仍然大于在PD_D处接收到的光水平(PD_A＜PD_C、PD_B＞PD_D＝，并导通定向指示LED 18的LED段29和30，以指示右下方。于是，用户向下倾斜光收发器16。
图12中的下图示出了将导向束PB定位在四分PD 17的右部，从而，在PD单元PD_A处接收到的光水平和在PD_C处接收到的光水平彼此相等，而在PD单元PD_B处接收到的光水平仍然大于在PD_D处接收到的光水平(PD_A＝PD_C、PD_B＞PD_D)，并只导通LED段30，以指示右方。
图13的上图等价于图12的下图。于是，用户向右旋转光收发器16。
图13中的中图示出了将导向束PB定位在四分PD 17的左部，从而，在PD单元PD_A处接收到的光水平和在PD_C处接收到的光水平彼此相等，而在PD单元PD_B处接收到的光水平小于在PD_D处接收到的光水平(PD_A＝PD_C、PD_B＜PD_D＝，并只导通定向指示LED 18的LED段31，以指示左方。于是，用户向左旋转光收发器16。
图13中的下图示出了将导向束PB定位在四分PD 17的中心，从而，在PD单元PD_A处接收到的光水平和在PD_C处接收到的光水平彼此相等，而且在PD单元PD_B处接收到的光水平和在PD_D处接收到的光水平彼此相等(PD_A＝PD_C、PD_B＝PD_D)，并断开定向指示LED 18的所有LED段，以指示完成了光轴调整。
正如所公开的那样，用户依照定向指示LED 18的指示，沿垂直和/或水平方向手动旋转光收发器16。然后，他或她可以将光收发器16固定在使定向指示LED 18的所有LED段28到31断开的位置上。
在第一实施例中，当将导向束PB定位在四分PD 18的中心，或者完成光轴调整时，断开定向指示LED 18的所有LED段28、29、30和31。但是，也可以在完成光轴调整时，导通所有LED段。
图14所示是对按照本发明的光轴定向指示设备的第一实施例的修改。
该修改采用了可以设置在定向指示LED 18a的中心的通信可用显示LED 32。或者，可以将其设置在本地单元15(图8)的任何部分，使用户易于注意到它。四个LED段28到31的输入通过图10所示的公知逻辑门与LED 32相连。
导通通信可用显示LED 32，以指示用户针对本地单元15已完成了光轴调整。然而，断开其以指示用户本地单元15需要光轴调整。
在图14中，依照接收光水平的不同或者本地单元15与诸如基本单元之间沿垂直和/或水平方向的光轴的不匹配，有选择地导通四分PD 17的四个PD单元，如同第一实施例。
只有在PD单元PD_A和PD_C在接收光量上彼此相等而且PD单元PD_B和PD_D在接收光量上也彼此相等时，才导通通信可用显示LED 32，以表示光通信可用。
具体地，图14中的上图示出了将导向束PB定位在四分PD 17的左上部，从而，在PD单元PD_A处接收到的光水平大于在PD_C处接收到的光水平，而在PD单元PD_B处接收到的光水平小于在PD_D处接收到的光水平(PD_A＞PD_C、PD_B＜PD_D)，并导通定向指示LED 18a的LED段28和31，以指示左上方，而通信可用显示LED 32断开。于是，用户向上倾斜并向左旋转光收发器16。
图14中的下图示出了将导向束PB定位在四分PD 17的中心，从而，在PD单元PD_A处接收到的光水平和在PD_C处接收到的光水平彼此相等，而且在PD单元PD_B处接收到的光水平和在PD_D处接收到的光水平彼此相等(PD_A＝PD_C、PD_B＝PD_D)，并断开定向指示LED 18的所有LED段，而导通通信可用显示LED 32，以指示完成光轴调整。
图15所示是按照本发明的光轴定向指示设备的第二实施例，可应用于更广范围的光水平的通信，其中不仅在将导向束定位在四分PD17的中心处而且在将其定位在靠近中心的部分时，通信是可用的。
如以下所公开的那样，当在PD单元PD_A和PD_C处接收到的光水平的差以及在PD单元PD_B和PD_D处接收到的光水平的差位于特定的范围内时，导通第二实施例中的通信可用显示LED 32。
在光感受器19处在四分PD 17处接收外部发射的导向束。由四分PD 17的PD单元PD_A、PD_B、PD_C和PD_D从导向束中检测电信号(Dir_A、Dir_B、Dir_C和Dir_D)。通过电阻R将电信号转换为电压，并由放大器20对其进行放大。
在控制器21a处由放大器22对已放大信号(Dir_A、Dir_B、Dir_C和Dir_D)进行进一步放大，并由电平检测器23对已放大DC电平进行检测。由差分放大器24a和25a检测沿垂直和水平方向上的DC电平的差。
将DC电平的差(Dir_A-Dir_C)提供给比较器32，并与参考电平(Vsh+r)进行比较，并且也提供给比较器33，并与参考电平(Vsh-r)进行比较。将DC电平的差(Dir_B-Dir_D)提供给比较器34，并与参考电平(Vsh+r)进行比较，并且也提供给比较器35，并与参考电平(Vsh-r)进行比较。符号“Vsh”表示当垂直方向上的DC电平的差(Dir_A-Dir_C)和水平方向上的DC电平的差(Dir_B-Dir_D)为零时，从每个差分放大器24a或25a输出的电压。符号“r”表示根据依赖于所需通信光水平的通信容许范围而给出的参考电压电平。
如下所公开，处于参考电压电平“±r”内的接收光的DC电平差允许进行通信。
(1)当在PD单元PD_A处接收到的光水平高于在PD_C处接收到的光水平“r”或更多，或(Dir_A-Dir_C)＞(Vsh+r)时，比较器32的输出变为“高”，以导通用于指示向上的LED段28。
(2)当在PD单元PD_C处接收到的光水平高于在PD_A处接收到的光水平“r”或更多，或(Dir_A-Dir_C)＜(Vsh-r)时，比较器33的输出变为“高”，以导通用于指示向下的LED段29。
(3)当PD单元PD_A和PD_C之间的光水平的差为“r”或更小，或(Vsh-r)≤(Dir_A-Dir_C)≤(Vsh+r)时，比较器32和33的输出变为“低”，以断开LED段28和29。
(4)当在PD单元PD_B处接收到的光水平高于在PD_D处接收到的光水平“r”或更多，或(Dir_B-Dir_D)＞(Vsh+r)时，比较器34的输出变为“高”，以导通用于指示向右的LED段30。
(5)当在PD单元PD_D处接收到的光水平高于在PD_B处接收到的光水平“r”或更多，或(Dir_B-Dir_D)＜(Vsh-r)时，比较器35的输出变为“高”，以导通用于指示向左的LED段31。
(6)当PD单元PD_B和PD_D之间的光水平的差为“r”或更小，或(Vsh-r)≤(Dir_B-Dir_D)≤(Vsh+r)时，比较器34和35的输出变为“低”，以断开LED段30和31。
(7)当PD单元PD_A和PD_C之间的光水平的差为“r”或更小，或(Vsh-r)≤(Dir_A-Dir_C)≤(Vsh+r)时，而且当PD单元PD_B和PD_D之间的光水平的差为“r”或更小，或(Vsh-r)≤(Dir_B-Dir_D)≤(Vsh+r)时，将比较器32到34的输出提供给“或非”门36，以导通通信可用显示LED，指示因为四分PD 17几乎在其中心处接收导向束而使通信可用。
图16所示是用在按照本发明的光轴定向指示设备的第三实施例中的定向指示LED 18b。
可以将定向指示LED设置在本地单元15(图8)的底座16a上。LED 18b配备有几个LED段28a到28c、29a到29c、30a到30c以及31a到31c，以依照光水平的级(stage)，精确地指示在PD单元PD_A和PD_C以及在PD_B和PD_D处接收到的光水平的差。定向指示LED18b可以是基于模拟或基于数字的指示器。
图17示出了按照本发明的光轴定向指示设备的第三实施例的电路方框图。
在光感受器19处在四分PD 17处接收外部发射的导向束。由四分PD 17的PD单元PD_A、PD_B、PD_C和PD_D从导向束中检测电信号(Dir_A、Dir_B、Dir_C和Dir_D)。通过电阻R将电信号转换为电压，并由放大器20对其进行放大。
在控制器21b处由放大器22对已放大信号(Dir_A、Dir_B、Dir_C和Dir_D)进行进一步放大，并由电平检测器23对已放大DC电平进行检测。
由差分放大器24a和25a检测沿垂直和水平方向上的DC电平的差，进行调整，以产生如图18所示、依照导向束斑沿垂直和水平方向在四分PD 17上的位置而变化的输出。
将DC电平的差(Dir_A-Dir_C)提供给比较器37到42，并分别与参考电平(Vsh+Va)、(Vsh+Vb)、(Vsh+Vc)、(Vsh-Vc)、(Vsh-Vb)以及(Vsh-Va)进行比较。
将DC电平的差(Dir_B-Dir_D)提供给比较器43到48，并分别与参考电平(Vsh+Va)、(Vsh+Vb)、(Vsh+Vc)、(Vsh-Vc)、(Vsh-Vb)以及(Vsh-Va)进行比较。
符号“Vsh”表示当垂直方向上的DC电平的差(Dir_A-Dir_C)或水平方向上的DC电平的差(Dir_B-Dir_D)为零时，从每个差分放大器24a或25a输出的电压。符号“Va”、“Vb”和“Vc”表示具有以下关系的参考电压电平Vmax＞Va＞Vb＞Vc，其中Vmax是当导向束只入射到PD单元PD_A或PD_C上时，差分放大器的输出。
如下所公开，处于参考电压电平“±Vc”内的接收光的DC电平差允许进行通信。
(1)当在PD单元PD_A处接收到的光水平高于在PD_C处接收到的光水平“Va”或更多，或(Dir_A-Dir_C)＞(Vsh+Va)时，比较器37、38和39的输出变为“高”，以导通每个均指示向上的LED段28a、28b和28c，如图16所示。于是，用户向上倾斜四分PD 17。
(2)当在PD单元PD_A处接收到的光水平高于在PD_C处接收到的光水平“Vb”或更多但小于“Va”，或(Vsh+Va)≥(Dir_A-Dir_C)＞(Vsh+Vb)时，比较器38和39的输出变为“高”，以导通LED段28b和28c，而比较器37的输出变为“低”，以断开LED段28a。用户向上倾斜四分PD 17。
(3)当在PD单元PD_A处接收到的光水平高于在PD_C处接收到的光水平“Vc”或更多但小于“Vb”，或(Vsh+Vb)≥(Dir_A-Dir_C)＞(Vsh+Vc)时，比较器39的输出变为“高”，以导通LED段28c，而比较器37和38的输出变为“低”，以断开LED段28a和28b。用户向上倾斜四分PD 17。
(4)当PD单元PD_A和PD_C处接收到的光水平的差等于或低于“Vc”，或(Vsh+Vc)≥(Dir_A-Dir_C)≥(Vsh+Vc)时，比较器37到42的输出变为“低”，以断开LED段28a到28c以及29a到29c。用户确定四分PD 17沿垂直方向在可允许的范围内接收导向束。
(5)当在PD单元PD_C处接收到的光水平高于在PD_A处接收到的光水平“Vc”或更多但小于“Vb”，或(Vsh-Vc)＜(Dir_A-Dir_C)≤(Vsh-Vb)时，比较器40的输出变为“高”，以导通LED段29c，而比较器41和42的输出变为“低”，以断开LED段29b和29a。用户向下倾斜四分PD 17。
(6)当在PD单元PD_C处接收到的光水平高于在PD_A处接收到的光水平“Vb”或更多但小于“Va”，或(Vsh-Vb)＜(Dir_A-Dir_C)≤(Vsh-Va)时，比较器40和41的输出变为“高”，以导通LED段29b和29c，而比较器42的输出变为“低”，以断开LED段29a。用户向下倾斜四分PD 17。
(7)当在PD单元PD_C处接收到的光水平高于在PD_A处接收到的光水平“Va”或更多，或(Vsh-Va)＜(Dir_A-Dir_C)时，比较器40、41和42的输出变为“高”，以导通LED段29a、29b和29c。用户向下倾斜四分PD 17。
在图16中，上图示出了将导向束PB定位在四分PD 17的稍微左上部一点，从而导通用于指示向上的LED段28b和28c以及用于指示向左的LED段31a、31b和31c。于是，用户稍微向上倾斜光收发器16，并向左旋转光收发器16。
图16的中图示出了将导向束PB定位在四分PD 17的稍微左部一点，从而仍然导通用于指示向左的LED段31b和31c。于是，用户再稍微向左旋转光收发器16。
图16的下图示出了将导向束PB定位在四分PD 17的中心，从而断开所有LED段，以指示完成了光轴修正。
如上所公开，用户可以根据导通了LED段28a到29c中的哪一些，向上或向下倾斜四分PD 17，以进行垂直方向上的精细光轴调整。用户还可以根据导通了LED段30a到31c中的哪一些，向右或向左旋转四分PD 17，以进行水平方向上的精细光轴调整。水平方向上的光轴调整过程基本上与过程(1)到(7)相同，因为本领域的技术人员对其能够进行理解，将不再对其进行公开。
可以由如微型计算机等处理器代替图17所示的电路来进行上述过程(1)到(7)。
尽管未示出，可以沿垂直和水平方向设置四个单一的PD，以代替第一到第三实施例中所公开的四分PD 17。
以下所公开的是按照本发明的光轴定向指示设备的第四和第五实施例，其中可以在监视器上显示垂直和/或水平方向上的光轴不匹配。
在这些实施例中，光收发器16(图8)配备有屏幕信号发生器，向屏幕信号发生器提供控制器21(图10)、21a(图15)或21b(图17)的输出信号。响应来自控制器21、21a或21b的输出信号，屏幕信号发生器产生用于显示箭头的屏幕信号，如由LED段配置的图12、13、14和16中所示的那样，以指示垂直和/或水平方向上的光轴不匹配。也可以在监视器上进行通信可用指示，类似于对第一实施例的修改和第二实施例。
图19所示是应用于其中光收发器16(图8)与个人计算机45相连的LAN(局域网)的第四实施例。
在个人计算机45上示出的是如前述实施例中所公开的指示基本单元100和光收发器16之间的光轴不匹配的箭头。也可以在个人计算机45上进行通信可用指示，类似于对第一实施例的修改和第二实施例。
用户可以在监视计算机屏幕上的光轴不匹配和/或通信可用指示的同时，手动进行基本单元100与光收发器16之间的光轴调整。
图20所示是应用于其中光电发射器48与如调谐器、VCR(视频磁带录像机)或VDR(视频盘录像机)等视频提供设备46相连而光感受器49与如等离子体或液晶显示器等视频显示设备47相连的光无线视频/音频传输的第五实施例。
从光电发射器48通过光感受器49向视频显示设备47传输由视频提供设备46提供的视频和音频信号。除了传输容量之外，光感受器49具有与前述实施例中公开的光收发器16(图8)相同的功能。
在视频显示设备47上示出的是如前述实施例中所公开的指示光电发射器48与光感受器49之间的光轴不匹配那样的箭头。也可以在显示设备47上进行通信可用指示，类似于对第一实施例的修改和第二实施例。
用户可以在监视视频显示设备47上的光轴不匹配和/或通信可用指示的同时，手动进行光电发射器48与光感受器49之间的光轴调整。
在前述实施例中，手动旋转或倾斜光收发器16和光感受器49。但是，可以通过如图6所示的电动机等致动器对其进行旋转或倾斜。
具体地，如图21所示，视频显示设备47配备有用于接收从遥控器51发射过来的遥控信号的控制信号接收器50。可以将遥控信号接收器50安装在光感受器49中。
用户在监视视频显示设备47上的光轴不匹配和/或通信可用指示的同时，将遥控器51指向控制信号接收器50，发送对定向命令信号，针对光电发射器48与光感受器49之间的自动光轴调整，自动旋转或倾斜光感受器49。
遥控器51也可以用于对视频显示设备47的其他调整。
正如详细公开的那样，按照本发明的光轴定向指示设备检测和显示垂直和/或水平方向上的光轴不匹配。因此，用户可以在监视光轴不匹配的同时，容易地进行光轴调整。
权利要求
1.一种用于光通信的光轴定向指示设备，包括光感受器，具有光接收表面以及沿第一方向和与第一方向正交的第二方向设置在该表面上的多个光接收元件，以接收已发射光束；检测器，检测在所述光接收元件处接收到的光束的水平；多个显示元件，沿所述第一和第二方向设置，从而对应于所述光感受器的所述光接收元件；以及开关电路，依照由所述检测器检测到的光束的水平，有选择地导通或断开所述显示元件，以指示所述光束的光轴是否沿所述光感受器的光接收表面上的第一和/或第二方向发生偏离。
2.按照权利要求1所述的光轴定向指示设备，其特征在于所述开关电路包括比较器，用于将根据光束的光轴沿光感受器的光接收表面上的第一和第二方向上的偏离的可允许范围而确定的给定参考值、与在沿第一方向设置的光接收元件处接收到的光束的水平的差的第一绝对值以及在沿第二方向设置的光接收元件处接收到的光束的水平的差的第二绝对值进行比较，所述开关电路依照比较的结果，有选择地导通或断开显示元件，从而指示第一和/或第二方向上光轴的偏离是否处于或超出可允许的范围。
3.按照权利要求2所述的光轴定向指示设备，其特征在于还包括通信可用指示显示元件，当第一和第二绝对值小于参考值时，由开关电路导通所述通信可用指示显示元件，以指示光通信可用。
4.按照权利要求2所述的光轴定向指示设备，其特征在于每个显示元件均包括按照第一或第二方向设置的多个显示段，由所述开关电路依照比较的结果有选择地导通或断开，从而按级指示第一或第二方向上光轴的偏离是否处于或超出第一或第二方向上可允许的范围。
5.一种光无线通信系统，包括第一光无线通信设备，用于发射光束；以及第二光无线通信设备，用于接收所述光束，所述第二光无线通信设备包括光感受器，具有光接收表面和沿第一方向以及与第一方向正交的第二方向设置在该表面上的多个光接收元件，以接收所述光束；检测器，检测在所述光接收元件处接收到的光束的水平；多个显示元件，沿所述第一和第二方向设置，从而对应于所述光感受器的所述光接收元件；以及开关电路，依照由所述检测器检测到的光束的水平，有选择地导通或断开所述显示元件，以指示所述光束的光轴是否沿所述光感受器的光接收表面上的第一和/或第二方向发生偏离。
6.按照权利要求5所述的光无线通信系统，其特征在于所述开关电路包括比较器，用于将根据光束的光轴沿光感受器的光接收表面上的第一和第二方向上的偏离的可允许范围而确定的给定参考值、与在沿第一方向设置的光接收元件处接收到的光束的水平的差的第一绝对值以及在沿第二方向设置的光接收元件处接收到的光束的水平的差的第二绝对值进行比较，所述开关电路依照比较的结果，有选择地导通或断开显示元件，从而指示第一和/或第二方向上光轴的偏离是否处于或超出可允许的范围。
7.按照权利要求6所述的光无线通信系统，其特征在于所述第二光无线通信设备还包括通信可用指示显示元件，当第一和第二绝对值小于参考值时，由开关电路导通所述通信可用指示显示元件，以指示光通信可用。
8.按照权利要求6所述的光无线通信系统，其特征在于每个显示元件均包括沿第一或第二方向设置的多个显示段，由所述开关电路依照比较的结果有选择地导通或断开，从而按级指示第一或第二方向上光轴的偏离是否处于或超出第一或第二方向上可允许的范围。
9.一种光无线通信系统，包括第一光无线通信设备，用于发射光束；以及第二光无线通信设备，与监视屏幕相连，用于接收所述光束，所述第二光无线通信设备包括光感受器，具有光接收表面以及沿第一方向和与第一方向正交的第二方向设置在该表面上的多个光接收元件，以接收所述光束；检测器，检测在所述光接收元件处接收到的光束的水平；以及屏幕信号发生器，依照由所述检测器检测到的光束的水平，产生屏幕信号，并将所述屏幕信号发送给所述监视屏幕，以显示按照所述第一和第二方向设置的多个指示，从而对应于所述光感受器的光接收元件，其中，依照由所述检测器检测到的光束的水平，有选择地导通或断开所述指示，以指示所述光束的光轴是否沿所述光感受器的光接收表面上的第一和/或第二方向发生偏离。
10.一种光无线通信系统，用于具有彼此分离放置的视频提供设备和视频显示设备的视频系统，所述光无线通信系统包括第一光无线通信设备，设置用于所述视频提供设备，用于向所述视频显示设备发射携带有视频信号的光束；以及第二光无线通信设备，设置用于所述视频显示设备，用于接收所述光束，所述第二光无线通信设备包括光感受器，具有光接收表面以及沿第一方向和与第一方向正交的第二方向设置在该表面上的多个光接收元件，以接收所述光束；检测器，检测在所述光接收元件处接收到的光束的水平；以及屏幕信号发生器，依照由所述检测器检测到的光束的水平，产生屏幕信号，并将所述屏幕信号发送给所述视频显示设备，以显示沿所述第一和第二方向设置的多个指示，从而对应于所述光感受器的光接收元件，其中，依照由所述检测器检测到的光束的水平，有选择地导通或断开所述指示，以指示所述光束的光轴是否沿所述光感受器的光接收表面上的第一和/或第二方向发生偏离。
全文摘要
一种用于光通信的光轴定向指示设备，包括光感受器，具有光接收表面以及沿第一方向和与第一方向正交的第二方向设置在该表面上的多个光接收元件，以接收已发射光束；检测器，检测在所述光接收元件处接收到的光束的水平；多个显示元件，沿所述第一和第二方向设置，从而对应于所述光感受器的所述光接收元件；以及开关电路，依照由所述检测器检测到的光束的水平，有选择地导通或断开所述显示元件，以指示所述光束的光轴是否沿所述光感受器的光接收表面上的第一和/或第二方向发生偏离。
文档编号H04B10/114GK1523789SQ20041000527
公开日2004年8月25日 申请日期2004年2月17日 优先权日2003年2月18日
发明者山田桐子, 笹生刚良, 良, 久保田润一, 润一 申请人:日本胜利株式会社