JP2006108890A - 赤外線通信用発光器の赤外線ｌｅｄ配列方法 - Google Patents

Abstract

【課題】赤外線ＬＥＤを複数使用したときに赤外線通信範囲を限定するようにして、環境光により赤外線通信範囲が影響されにくい赤外線通信用発光器の赤外線ＬＥＤ配列方法を提供すること。
【解決手段】赤外線ＬＥＤ３の配置を赤外線照射範囲の外側に合わせて、水平に配置することによって、赤外線ＬＥＤ３の赤外線通信範囲を、限定した赤外線照射境界Ｐを明確化させるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、赤外線通信用発光器の赤外線ＬＥＤ配列方法に関し、特に、環境光により赤外線通信範囲が影響されにくい配光を特定し、赤外線通信範囲を限定するように赤外線ＬＥＤを配置した赤外線通信用発光器の赤外線ＬＥＤ配列方法に関するものである。

従来、赤外線通信用発光器に使用される複数個の赤外線ＬＥＤの配列配置は、赤外線通信用発光器に環境光を計測する回路を設けて、環境光の変化に応じ赤外線通信の光量を変化させるようにした方法、また環境光の変化による赤外線通信範囲の変化を抑えるために、赤外線受信側に環境光量を計測する回路を設け、環境光の増減により受信した赤外線通信信号の増幅率を変化させて通信を行う方法等が提案されている。

ところで、赤外線通信の受光素子として、フォトダイオードやフォトトランジスタなどがあるが、これらの受光特性は受光量に対して直線的でない。また、赤外線ＬＥＤ単体の発光特性は、図４に示すように、山形特性のため環境光が少ない場合は、図５に示すように、環境光が多いときに比べ通信範囲が広がってしまうという特性がある。

しかしながら、環境光の変化に応じ赤外線通信の光量を変化させる方法は、コスト面で不利になるという問題があった。
また、環境光の増減により受信した赤外線通信信号の増幅率を変化させて通信を行う方法は、受信側に環境光を計測する回路を設ける必要があるため、受信器の消費電力が増えるという問題を有していた。

本発明は、上記従来の赤外線通信用発光器の赤外線ＬＥＤ配置の有する問題点に鑑み、赤外線ＬＥＤを複数使用したときに赤外線通信範囲を限定するようにして、環境光により赤外線通信範囲が影響されにくい赤外線通信用発光器の赤外線ＬＥＤ配列方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の赤外線通信用発光器の赤外線ＬＥＤ配列方法は、複数個の赤外線ＬＥＤの配列を赤外線照射範囲の外側に合わせて、水平に配置することによって赤外線通信範囲が限定されるようにしたことを特徴とする。

この場合において、水平に配置した複数個の赤外線ＬＥＤを、赤外線通信範囲を限定するように傾けて配列することができる。

また、複数個配列する各赤外線ＬＥＤを、アノード側が赤外線通信用発光器の内側になるよう配置することができる。

本発明の赤外線通信用発光器の赤外線ＬＥＤ配列方法によれば、赤外線ＬＥＤの配置を照射範囲の外側に合わせて、水平に配置することによって赤外線通信範囲が限定されるようにしているから、赤外線通信光量を大として環境光により赤外線通信範囲が影響を受けにくくなり、かつ赤外線通信用発光器を小形化することができる。

また、水平に配置した複数個の赤外線ＬＥＤを、赤外線通信範囲を限定するように傾けて配列することにより、赤外線通信用発光器の取付天井面の高さに応じてこの取付傾斜角を変更することで容易にしよう箇所に適応させ、最適条件での使用が可能となる。

また、複数配置する各赤外線ＬＥＤを、アノード側が赤外線通信用発光器の内側になるよう配置しているから、アノードによる陰の影響を解消或いは少なくして赤外線照射範囲全体に亘って赤外線照射を均一とすることができる。

以下、本発明の赤外線通信用発光器の赤外線ＬＥＤ配列方法の実施の形態を、図１〜図８の図面に基づいて説明する。

赤外線ＬＥＤの複数個を配列してなる赤外線通信用発光器は、特に限定されるものではないが、例えば、天井面などの固定側に赤外線通信を行うための赤外線通信用発光器を備えたコントローラを配設し、また作業者等の人或いは特定位置を通過する車両にコントローラ側と通信するタグを配設するように構成している。
ところで、赤外線通信用発光器を配設する天井高さは、図７に示すように、工場や事務所によって異なり、通常２５００ｍｍ〜４０００ｍｍ程度であり、タグの受光高さは、人に着用する高さとなり、これは人の身長等により若干異なるが、大体１２００ｍｍ前後であり、この高さ位置のタグが受光するには、天井面に取り付ける赤外線通信用発光器の赤外線照射範囲は、２４〜５２度の範囲で可変するようにすることが必要である。

また、赤外線通信用発光器に複数個の赤外線ＬＥＤを使用する場合、従来は図８に示すように、複数個の赤外線ＬＥＤを取付板に定間隔で配列配置し、その赤外線照射範囲を拡大するために、各赤外線ＬＥＤの取付角度を変える、例えば、中央部より外端側に向かってその取付角が大となるようにしているので、取付位置から照射される赤外線の光軸は拡散され弱くなる。このように、各赤外線ＬＥＤの取付角度を変える場合は、赤外線受信範囲が環境光により大きく影響され、またその取り付けが複雑で手数を要するものとなり、３ｍ以上の長距離通信が行えないという問題がある。
さらには、図４（Ａ）に示すように、複数個の赤外線ＬＥＤを定間隔で取り付けると、赤外線ＬＥＤの均等配置によりダークエリアが大となるが、図４（Ｂ）に示すように、配光境界を考慮した配置とすることでダークエリアを小とすることができる。
また、赤外線ＬＥＤを、図６（Ｂ）に示すように、取付板に対し定間隔で配列配置するとその赤外線照射光軸は平行となり、特に、取り付ける天井面の高さが高い場合には赤外線ＬＥＤの受光位置における発光赤外線が弱くなるので、使用天井面高さが限定され、通信可能範囲が狭くなる。

さらに、複数個の赤外線ＬＥＤを定間隔に配列して使用する場合、各赤外線ＬＥＤからの赤外線照射光軸は、図６（Ｂ）に示すように、平行となり、床面に達する範囲は大きくなるが弱くなるという問題がある。しかし、図６（Ａ）に示すように、赤外線ＬＥＤの配置を目標距離Ｈに対し同心円上になるようにすることで、赤外線照射境界Ｐを明確化し、ダークエリアを減らすことができる。また、目標距離が１３００ｍｍ以上とし、赤外線ＬＥＤの配置面積を大きくすることで、赤外線ＬＥＤの取付角度をほぼ垂直或いは１度程度としても、タグとの通信が十分に行えるものである。
以上の点を考察して本発明をなし、その詳細を以下説明する。

図１〜図２に、本発明の赤外線通信用発光器の赤外線ＬＥＤ配列方法の第１実施例を示す。
第１実施例における赤外線通信用発光器は、その形状を円盤形とした。この赤外線通信用発光器の外箱１は、表面、即ち赤外線ＬＥＤ取付側に赤外線を透過可能とするようにしたカバー（図示省略）を、着脱自在に取り付け可能とし、さらにこの外箱１内には、円板を２つ割とした形状、例えば、半円形（半割形）の、２枚の取付板２、２を、図２（Ａ）に示すように、その直線の割線部を互いに突き合わせるようにしてビス止めにて取り付けられるようにする。

この半割形の取付板２には、図２に示すように、複数個の赤外線ＬＥＤ３、３を取り付ける。この場合、各赤外線ＬＥＤ３は取付板２の表面に対してほぼ垂直となり、各赤外線ＬＥＤ３は平行するようにして取り付けるとともに、各赤外線ＬＥＤ３のアノード側Ａを赤外線通信用発光器の内側になるように配置する。これは赤外線ＬＥＤ３の構造によりアノード側Ａには赤外線照射時にアノードの陰が生じるので、この陰の影響を少なくするためである。
このようにして赤外線ＬＥＤ３の配置を赤外線照射範囲の外側に合わせて、水平に配置することによって全赤外線ＬＥＤ３の赤外線通信範囲を、図６（Ａ）に示すように、限定した赤外線照射境界Ｐを明確化させるようにすることで、ダークエリアを減らすことができる。

取付板２に取り付ける赤外線通信用の赤外線ＬＥＤ３の配列は、図６（Ａ）に示すように、ダークエリアを減らして赤外線照射境界を明確化し、かつ配光境界を考慮して、図４（Ｂ）に示すように、各赤外線ＬＥＤ３の配置を考量し、これは特に限定されるものではないが、図１〜図２に、その一例を示す。
ここで、複数個の赤外線ＬＥＤ３を取り付けた取付板２は、外箱１に取り付ける際、図１（Ａ）に示すように、中央部が高く、外端が低くなるように傾斜してビス４、４にて取り付けるものとする。
この取付板２の取付傾斜角度は、全赤外線ＬＥＤ３の赤外線照射境界を明確化させるようにして定める。
これにより、取付板２に取り付けた赤外線ＬＥＤ３は、取付板２に対して水平に配置されているが、取付板２を傾斜させることで、赤外線通信範囲を限定することができる。
ここで、図中、３Ａ、３Ｂは、認証用の赤外線ＬＥＤである。

赤外線通信用発光器が使用される場所は、場合によっては、太陽光、人工光などの強力な環境光が存在することがある。
したがって、この赤外線通信範囲を環境光に影響されないようにするために、赤外線通信範囲内の赤外線通信光量を最大環境光で通信可能な光量とすることができる。
また、赤外線通信範囲外の赤外線通信光量を最小環境光で通信不可の光量とすることで赤外線通信範囲を限定することができる。これを実現するため、赤外線ＬＥＤの配置を赤外線照射範囲の外側に合わせて、水平に配置するようにする。
また、赤外線通信用発光器の小形化のために、前記の水平に配置したものを組み合わせて傾けて配置することによって、赤外線通信範囲を限定した小形の赤外線通信用発光器とすることができる。

図３に、本発明の赤外線通信用発光器の赤外線ＬＥＤ配列方法の第２実施例を示す。
これは、ゲートなどを、人或いは車両が通過する場合、その通過を高さ方向にて検知する入退場管理システムに適した実施例である。

この第２実施例においては、取付板２を長方形とし、この長手方向に沿って赤外線ＬＥＤ３を２列に配列するが、取付板２の中央部を粗となるよう、或いは図示のよう省略し、両端部に配列するようにする。これにより、赤外線ＬＥＤからの赤外線照射を、取付板２の縦方向の上部と下部の両外側を強くなるようにし、赤外線照射範囲全体に亘って均一となるようにする。
なお、この場合、取付板を２つ割とし、互いに突き合わせるとき、中央部を高く、縦方向の上部と下部の両端部を低くなるよう山形に傾斜して配設し、これにより赤外線照射範囲全体に亘って赤外線照射を均一となるようにすることができる。

以上、本発明の赤外線通信用発光器の赤外線ＬＥＤ配列方法について、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の赤外線通信用発光器の赤外線ＬＥＤ配列方法は、環境光により赤外線通信範囲が影響されにくい配光を特定し、赤外線通信範囲を限定するという特性を有していることから、赤外線通信用発光器の用途に好適に用いることができるほか、例えば、入退場の管理、防犯の用途にも用いることができる。

本発明の赤外線通信用発光器の赤外線ＬＥＤ配列方法の第１実施例を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図である。 複数の赤外線ＬＥＤを配置した基板を示し、（Ａ）は２枚の基板を合わせた状態の平面図、（Ｂ）は１枚の基板の正面図、（Ｃ）は１枚の基板の平面図である。 本発明の赤外線通信用発光器の赤外線ＬＥＤ配列方法の第２実施例を示す平面図である。 赤外線ＬＥＤの配置例における相対強度を示す説明図である。 赤外線ＬＥＤによる受信可能照度を示すグラフ図である。 赤外線ＬＥＤの配置説明図である。 赤外線ＬＥＤの赤外線照射角度の説明図である。 従来による赤外線ＬＥＤの配置説明図である。

符号の説明

１ 赤外線通信用発光器の外箱
２ 取付板
３ 赤外線ＬＥＤ
３Ａ 認証用の赤外線ＬＥＤ
３Ｂ 認証用の赤外線ＬＥＤ
４ ビス

Claims (3)

1. 複数個の赤外線ＬＥＤの配列を赤外線照射範囲の外側に合わせて、水平に配置することによって赤外線通信範囲が限定されるようにしたことを特徴とする赤外線通信用発光器の赤外線ＬＥＤ配列方法。
2. 水平に配置した複数個の赤外線ＬＥＤを、赤外線通信範囲を限定するように傾けて配列したことを特徴とする請求項１記載の赤外線通信用発光器の赤外線ＬＥＤ配列方法。
3. 複数個配列する各赤外線ＬＥＤを、アノード側が赤外線通信用発光器の内側になるよう配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の赤外線通信用発光器の赤外線ＬＥＤ配列方法。

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