JP2005064654A

JP2005064654A - 赤外線発光ユニット

Info

Publication number: JP2005064654A
Application number: JP2003289760A
Authority: JP
Inventors: Takako Ishihara; 隆子石原; Yasuyuki Matsutani; 康之松谷; Ryusuke Kawano; 龍介川野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2005-03-10

Abstract

【課題】赤外線通信規格ＩrＤＡ１.１に準拠した赤外線発光器を複数個用いて、一番安全である８時間連続被爆でクラス１を満足し、かつ、遠方での光量を増加させることを可能にする赤外線発光ユニットを提供する。
【解決手段】赤外線通信規格のＩrＤＡ１.１規格に規定された強度の赤外線を発光する複数の赤外線発光器１、２を備え、赤外線発光器１、２の発光部分の発光方向を同じにし、かつ、赤外線発光器１、２の発光部分１Ａ、２Ａをお互いに８ｃｍ以上離して配列した。
【選択図】図１

Description

本発明は、赤外線通信における赤外線放射の際に、人間の目が被爆したときの安全基準を満たし、かつ、通信距離を延ばすことのできる赤外線発光ユニットに関する。

赤外線通信を用いた技術として、ＣoＢＩＴ（Compact Battery-less Information Terminal：無電源小型情報端末）がある。ＣoＢＩＴは、太陽電池により電源を得て、近距離に設置された光源装置と通信を行う。つまり、ＣoＢＩＴは、無電源で動作する近距離通信用の端末である。このようなＣoＢＩＴは、例えば展示場で各ブースの展示品の説明等に用いられる。

ＣoＢＩＴに信号を送る送信機である光源装置には、例えば産業技術総合研究所で試作したものがある（非特許文献１）。図７に示すように、この光源装置１００は、音声再生装置や制御装置などを裏面側に備え、赤外線発光ユニット１１０を表面側に備えている。赤外線発光ユニット１１０は赤外線ＬＥＤ１１１を３行８列のアレー状に配列したものである。このような配列により、遠方での赤外線の光量を増やす作用がある。
ホームページ：http://uid.co.jp/k business/product/cobit.html

ところで、赤外線を放出する場合には、人間が赤外線を目に被爆したときの安全基準が規定されている。前述したＣoＢＩＴなどは、その安全基準を満たさなければならない。赤外線の安全基準は、光源から１０ｃｍ離れた所に瞳孔径７ｍｍの目を置いたときの網膜の被爆量がＪＩＳで定められている。赤外線ＬＥＤ（ＩrＤＡ）は通常１個で使用するものである。１個で使用したときに、ＩrＤＡ１.１規格のモジュールは、一番安全である８時間連続被爆でクラス１を満足する。なお、ＩrＤＡ（Infrared Data Association）は、赤外線通信の標準化団体であり、ＩrＤＡ１.１規格は、赤外線通信規格の中の１つである。

しかし、ＩrＤＡ１.１のモジュールを用いて、赤外線の放射強度を上げ、より長距離の通信、あるいは、より広範囲な通信を可能にするためには、光源を複数個使用する必要がある。ところが、ＩrＤＡ１.１のモジュールを２個以上近接して置く場合は、ＪＩＳで定めた安全基準を満たさなくなる場合がある。

本発明は、前記の課題を解決し、赤外線通信規格ＩrＤＡ１.１に準拠した赤外線発光器を複数個用いて、一番安全である８時間連続被爆でクラス１を満足し、かつ、遠方での光量を増加させることを可能にする赤外線発光ユニットを提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１の発明は、赤外線通信規格のＩrＤＡ１.１規格に規定された強度の赤外線を発光する複数の赤外線発光手段を備え、前記赤外線発光手段の発光部分の発光方向を同じにし、かつ、これらの発光部分をお互いに８ｃｍ以上離して配列したことを特徴とする赤外線発光ユニットである。
請求項２の発明は、請求項１に記載の赤外線発光ユニットにおいて、前記赤外線発光手段は、前記ＩrＤＡ１.１規格の赤外線送信器または同等輝度の赤外線発光ダイオードであることを特徴とする。

本発明によれば、赤外線通信規格のＩrＤＡ１.１に準拠した赤外線発光手段を複数個用いても、目に対する赤外線の被爆量を、赤外線発光手段から例えば１０ｃｍの位置では、１個のときの光量の１.２倍程度に抑えながら、遠方では、用いた個数の量だけ光量を大きくすることができる。これにより、目の安全基準を満たしながら、赤外線による通信距離を延ばすことができるようになる。

つぎに、本発明の実施形態について説明する。本実施形態による赤外線発光ユニットを図１に示す。図１の赤外線発光ユニットは、赤外線発光手段として赤外線発光器１、２によって構成されている。赤外線発光器１、２は、赤外線通信規格のＩrＤＡ１.１規格にそれぞれ準拠し、赤外線ＩＲ１、ＩＲ２を発光する円形の発光部分１Ａ、２Ａを備えている。赤外線発光器１と赤外線発光器２とは、発光部分１Ａの中心と発光部分２Ａの中心とが距離ｄだけ離れて配置されている。発光部分１Ａ、２Ａは、駆動部１０からの駆動信号によって発光し、発光部分１Ａ、２Ａの発光方向は同一である。

赤外線発光器１と赤外線発光器２との距離ｄは８ｃｍ以上の値である。つまり、赤外線発光器１と赤外線発光器２とを８ｃｍ以上離す。距離ｄを８ｃｍ以上としたときの、目に対する赤外線の照射と通信距離とについて以下で説明する。

図２のシュミレーションの実行条件に示すように、赤外線発光器１、２の発光部分１Ａ、２Ａ間（距離ｄ）の中間地点Ｍからの距離ｅが１０ｃｍの所に、瞳孔径７ｍｍの目を置く。この条件で網膜の被爆量を計算機シュミレーションして、図３に示す距離と光量との関係を得た。図３は、赤外線発光器が１個のときを基準として、比で表したものである。つまり、瞳孔２１の径が被爆量測定開口である。ＩrＤＡ１.１規格モジュールの放射強度は、１７７ｍＷ／ｓｒ（光径２.９ｍｍ）である。一方、単一光源の安全基準クラス１の放射強度の平均値は、光径が２.９ｍｍで２１１ｍＷ／ｓｒとなっている。したがって、安全基準クラス１の放射強度を超えない放射強度を保つためには、赤外線発光器を２個置いた場合も、放射強度の平均値２１１ｍＷ／ｓｒの値、すなわち、赤外線発光器１個のときの放射強度の１.２倍以内にする必要がある。

図３に示す距離と光量との関係から、赤外線発光器１を赤外線発光器２から８ｃｍ離すと、中間地点Ｍから距離ｅが１０ｃｍでの目の被爆量は、１個のときの１.２倍にしかならない（図３の曲線Ｃ３）。これは、赤外線発光器が２個近接していると、これらの２個の赤外線発光器からの光が同時に目に入るのに対し、赤外線発光器１、２が８ｃｍ以上離れていると、片方の赤外線発光器が視野に入らなくなるためである。この様子は、図３の曲線Ｃ１（距離ｄ＝１０ｃｍ）と曲線Ｃ２（距離ｄ＝９ｃｍ）に示されている。この結果、赤外線発光器を２個用いても、目に対する安全基準を満たすことができる。

これに対し、従来技術は赤外線発光器をただアレー状に並べているだけで、８ｃｍ以上離すような配置は採用されていない。このために、光源にＩrＤＡ１.１に準拠した赤外線発光器を用いると、目に対する安全基準を満たさない。

赤外線発光器１を赤外線発光器２から距離ｄ＝８ｃｍ離した場合の、赤外線発光ユニットからの光量は、次のとおりである。図４に示すように、距離ｅとして１ｍ程度離すと、赤外線発光器１、２からの光は広く重なり合う。このため、重なり部分Ｂでの光量は１個の場合の２倍となり、赤外線発光器が１個の場合に比べて、通信距離を延ばすことができる。

図１は、赤外線発光器を２個用いた場合を例としているが、複数の赤外線発光器、例えば４個の赤外線発光器を用いた場合を図５に示す。図５の赤外線発光ユニットでは、図１の赤外線発光器１、２に対して、さらに、８ｃｍ以上の距離ｄで、赤外線発光器３、４を配置している。つまり、赤外線発光器３、４の発光部分３Ａ、４Ａの中心間を距離ｄとする。さらに、赤外線発光器１、３の発光部分１Ａ、３Ａの中心間を距離ｄとし、赤外線発光器２、４の発光部分２Ａ、４Ａの中心間を距離ｄとする。そして、赤外線発光器１〜４の発光部分１Ａ〜４Ａの発光方向は同一である。

図５の例に対して図３と同様のシュミレーションを行うと、図６に示すように、赤外線発光器１〜４から１０ｃｍ離れた目の被爆量は、１個のときの被爆量に比べて１.２倍である。

また、図１の例と同様に、赤外線発光器１〜４から１ｍ程度離れると、赤外線発光器１〜４の発光部分１Ａ〜４Ａからの光は、図６のように広く重なり合うため、重なった部分での光量は、１個の場合に比べて、重なりの状態によって、２〜４倍となる。

このように、本技術は、赤外線通信規格のＩrＤＡ１.１に準拠した赤外線発光器の配置に関して、複数個をアレー状に配置するときに、各々の距離を８ｃｍ以上離すことにより、目に対する安全基準を満たすようにしたものであり、この離す距離は従来技術からは予想しえないものである。

以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれる。たとえば、本実施形態では、赤外線発光手段として、ＩrＤＡ１.１規格の赤外線発光器１〜４を用いたが、同等輝度の赤外線発光ダイオードを用いてもよい。

また、本実施形態では、赤外線発光器を２個、および４個用いた場合を例としたが、図７に示すように、赤外線発光器をアレー状に配列してもよい。この場合には、各赤外線発光器の距離を８ｃｍ以上にする。

本発明の実施形態による赤外線発光ユニットを示す構成図である。２光源間の距離と２光源間の中間地点から１０ｃｍ離れた所の光量との関係をシュミレーションするための実行条件を説明する説明図である。図２の実行条件による２光源間の距離と２光源間の中間地点から１０ｃｍ離れた所の光量との関係を示す図である。遠方での光の照射される面積を説明する説明図である。赤外線発光器を４個配列した例を示す構成図である。図５の光源間の距離と光源から１０ｃｍ離れた所の光量との関係を示す図である。ＣoＢＩＴ用の光源装置を示す正面図である。

符号の説明

１〜４赤外線発光器
１Ａ〜４Ａ発光部分
ＩＲ１、ＩＲ２赤外線
１０駆動部

Claims

赤外線通信規格のＩrＤＡ１.１規格に規定された強度の赤外線を発光する複数の赤外線発光手段を備え、
前記赤外線発光手段の発光部分の発光方向を同じにし、かつ、これらの発光部分をお互いに８ｃｍ以上離して配列したことを特徴とする赤外線発光ユニット。
前記赤外線発光手段は、前記ＩrＤＡ１.１規格の赤外線送信器（１、２）または同等輝度の赤外線発光ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の赤外線発光ユニット。