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5.4 アイセーフ室内測位通信装置  i-lidar

5.4.1 システムの構成

の輝度変化を比較することで,端末の反射率変調による発信データを取得する.た だし,このカメラで再帰光反射変調を行うHVターゲットの信号に対応するため に,直流点灯する近赤外投光LEDアレイを照明としてカメラの直近に装備した.

また,高精度追尾機能を実現するために5.2に示すMEMS偏向鏡によるビーム 方向制御を行った.基地局からAimulet端末へのデジタルデータ転送は,発振波長

1480nmの半導体レーザ変調光をMEMS鏡で偏向して端末に照射することで実現

する.照射するビームの直径は,距離2mで約2cmであった.

以下,各機能モジュールごとに解説する.

図5.2: アイセーフ測位通信装置i-lidarの構成

インテリジェントビジョンカメラ インテリジェントビジョンカメラとしては,5.3 で述べた浜松ホトニクス社製C8201を用いた.また,撮像レンズの周囲に円環状 に近赤外LED光源を配置し,端末の低消費電力動作のための,光反射率変調方式

Aimuletの信号を受光できるようにした.LEDの発光中心波長は880nmである.

図5.3: 近赤外投光LEDアレイを有するインテリジェントビジョンカメラ

サテライト レーザ光を偏向照射し,Aimuletを追尾して1:1の空間光通信を行 う機能モジュールを本論文ではサテライトと称する.レーザ光を偏向するための MEMSミラーの寸法が1.5mm x 2mmと小さく偏向角も大きいため,使用する光源 はLEDではなく,光密度が高くかつ小さく収束できるレーザ光を用いる必要があ る.ただし,通常の人間が滞在する室内にレーザ光を投射する場合,Class1のアイ セーフである必要がある.このため光源として発振波長1480nmの半導体レーザを 利用し,出力がClass1に収まるよう調整した.サテライトは,光源として,古河 電工社製発信波長1480nmの半導体レーザFOL1402Pを用いた.放射出力は装置の 出射端で10mWである.変調素子としては,住友大阪セメント社製のLiNbO3 導 波路型光変調器(T-MZ 1.5-2.5-S-FK)を用いた.そして,ビーム偏向器には,5.2.2 のMEMS偏向鏡を用いた.再帰反射光はビームスプリッタにより4分割受光器に 導入し,受光素子間の受光量の差に応じて端末を追尾するよう,光軸の微調整を 自動的に行う.図5.4に試作したサテライトの内部を示す.レーザと光変調器は光 ファイバで接続され,レンズによりコリメートされ,ビームスプリッタで反射し てMEMS偏向鏡に入射する.Aimuletからの反射光は,同軸の光路を通り,ビー ムスプリッタを直進して4分割受光器に入射する.

図5.4: 光偏向追尾サテライトの内部