JP2008141520A - 光無線映像音声信号送信装置、光無線映像音声信号受信装置、及び光無線映像音声信号伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、簡易な装置構成で、狭指向性の映像信号光による高速光無線通信機能と、この映像信号光の光軸調整機能と、音声信号の光無線通信機能とを実現する。
【解決手段】映像信号光ＬＢを射出する映像信号光射出手段１１，１２，１３と、送信側パイロット光ＰＢ１に音声信号光を重畳し、送信側音声パイロット光ＭＰＢ１として発光する音声パイロット光発光手段１４，１５と、受信側パイロット光ＰＢ２又は受信側パイロット光に音声信号光が重畳された受信側音声パイロット光ＭＰＢ２のいずれかを受光し、光無線映像信号受信装置２側の光軸の位置情報を検出する光軸位置検出手段１３，１６，１７，１８と、検出した光軸の位置情報に基づいて、映像信号光ＬＢの射出光軸が光無線映像信号受信装置２における映像信号光ＬＢの入射光軸に一致するように射出光軸を調整する光軸調整手段１９，２０，２１とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光無線を用いて映像信号及び音声信号を送受信するための、光無線映像音声信号送信装置、光無線映像音声信号受信装置、及び光無線映像音声信号伝送システムに関する。

近年、情報（データ）の伝送手段として、光を用いた光無線伝送技術が注目されている。このような光無線伝送技術としては、例えば、複数のコンピュータ間で通信を行ういわゆる「光無線ＬＡＮ」や、映像情報や音声情報をＡＶ（Audio-Visual）機器に伝送する技術などがある。

このような光無線伝送は、映像信号や音声信号を変換した信号光を発光装置によって発光し、受光装置により受光した信号光を電気信号へ変換することによって映像信号や音声信号の送受信を可能にしている。

これにより、テレビチューナ、ビデオレコーダ、又はプレーヤ等から出力される映像信号及び音声信号を、光無線を利用してテレビやプロジェクタ等の映像再生装置や、スピーカやヘッドフォン等の音声再生装置へ伝送することができる。

ところで、このような光無線伝送を用いて音声再生装置へ音声信号を送信する場合には、広範囲の受信エリアをカバーする必要性がある。そのため、音声信号の送信光は指向性を広くする必要がある。

一方、光無線伝送を用いてハイビジョン放送等の映像信号を非圧縮で映像再生装置へ送信する場合、毎秒ギガビット級の通信速度が必要となる。また、ギガビット級の光信号を受信するためには、受信側の受光面積を狭める必要があり、光の利用効率を高めて伝送ＳＮ比を確保するために、送信光の指向性を狭くする必要がある。

そのため、この狭指向性の送信光を用いた光無線伝送により映像信号を送受信するには、受発光装置間において光軸を一致させる光軸調整機能が必須となる。

このような光軸調整機能を実現する光軸調整機構としては、例えば、特許文献１に記載されているように、受発光素子ユニットを２軸駆動機構によって支持し、この受発光素子ユニットの受発光方向を２軸方向に偏向させることができるようにした機構がある。

また、この光軸調整を迅速に行うためは、送信発光源の方向を素早く感知する必要がある。そのため、特許文献１には、実際に光通信を行う指向性の狭い光ビームの他に、指向性の広いパイロット光源を送信発光源の開口部近傍に配置することにより、素早く安定な光軸調整を行う方法が提案されている。

さらに、例えば、特許文献２には、通信システムの小型化及び光軸調整の高速化のために、二軸方向への偏向制御を可能としたミラーを用いて、このミラーを介して受信側の受光素子に光ビームを入射させるようにした角度制御機構を備えた光検出装置が提案されている。この光検出装置においては、ミラーを二軸方向に偏向させることにより送信側の発光素子の方向をサーチし、さらに、ミラーの角度を制御することによって、発光素子及び受光素子間の光軸調整を行う。
特許第３０５９８７０号公報 特開２００５−６４８９８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の光無線装置及び特許文献２に記載の光検出装置では、映像信号の光通信を行う指向性の狭い光ビームの送信発光源及び音声信号の光通信を行う指向性の広い光ビームの送信発光源の他に、さらに指向性の広いパイロット光源を送信発光源の開口部近傍に配置する必要がある。そのため、装置構成が複雑となり、製造コストも高くなるという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な装置構成で狭指向性の映像信号による高速無線通信機能と、この高速無線通信における光軸調整機能と、音声信号の無線通信機能とを実現できる光無線映像音声信号送信装置、光無線映像音声信号受信装置、及び光無線映像音声信号伝送システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る光無線映像音声信号送信装置の特徴は、光無線映像信号受信装置に映像信号光を送信すると共に、光無線音声信号受信装置に音声信号光を送信する光無線映像音声信号送信装置であって、映像信号を変調して映像信号光に変換し射出する映像信号光射出手段と、音声信号を変調して音声信号光に変換すると共に、射出した映像信号光の光無線映像信号受信装置へのガイド光であり、光無線音声信号受信装置の受光の指向角をカバーする指向角の送信側パイロット光に音声信号光を重畳し、送信側音声パイロット光として発光する音声パイロット光発光手段と、光無線映像信号受信装置からの当該光無線映像音声信号送信装置へのガイド光である、受信側パイロット光又は受信側パイロット光に音声信号光が重畳された受信側音声パイロット光のいずれかを受光し、光無線映像信号受信装置側の光軸の位置情報を検出する光軸位置検出手段と、光軸位置検出手段で検出した光軸の位置情報に基づいて、映像信号光射出手段から射出した映像信号光の射出光軸が光無線映像信号受信装置における映像信号光の入射光軸に一致するように前記射出光軸を調整する光軸調整手段とを備えたことにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る光無線映像音声信号受信装置の特徴は、光無線映像音声信号送信装置から送信された映像音声信号光を受信し、光無線音声信号受信装置に音声信号光を送信する光無線映像音声信号受信装置であって、光無線映像音声信号送信装置から射出された映像音声信号光を受光して映像音声信号に復調し、この復調した映像音声信号から映像信号及び音声信号を分離する映像音声信号分離手段と、分離された音声信号を変調して音声信号光に変換すると共に、当該光無線映像音声信号受信装置から光無線映像音声信号送信装置へのガイド光であり、光無線音声信号受信装置の受光の指向角をカバーする指向角の受信側パイロット光に音声信号光を重畳し、受信側音声パイロット光として発光する音声パイロット光発光手段と、光無線映像音声信号送信装置から当該光無線映像音声信号受信装置へのガイド光である送信側パイロット光を受光して、光無線映像音声信号送信装置側の光軸の位置情報を検出する光軸位置検出手段と、光軸位置検出手段で検出した光軸の位置情報に基づいて、光無線映像音声信号送信装置から射出された映像音声信号光の射出光軸が映像音声信号分離手段における映像音声信号の入射光軸に一致するように入射光軸を調整する光軸調整手段とを備えたことにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る光無線映像音声信号伝送システムの第１の特徴は、光無線映像音声信号送信装置から光無線映像信号受信装置に映像信号光を送信すると共に、光無線映像音声信号送信装置から光無線音声信号受信装置に音声信号光を送信する光無線映像音声信号伝送システムであって、光無線映像音声信号送信装置は、映像信号を変調して前記映像信号光に変換し射出する映像信号光射出手段と、音声信号を変調して音声信号光に変換すると共に、射出した映像信号光の光無線映像信号受信装置へのガイド光であり、光無線音声信号受信装置の受光の指向角をカバーする指向角の送信側パイロット光に音声信号光を重畳し、送信側音声パイロット光として発光する音声パイロット光発光手段と、光無線映像信号受信装置からの当該光無線映像音声信号送信装置へのガイド光である受信側パイロット光を受光し、光無線映像信号受信装置側の光軸の位置情報を検出する送信側光軸位置検出手段と、送信側光軸位置検出手段で検出した光軸の位置情報に基づいて、映像信号光射出手段から射出した映像信号光の射出光軸が光無線映像信号受信装置における映像信号光の入射光軸に一致するように射出光軸を調整する送信側光軸調整手段とを備え、光無線映像信号受信装置は、光無線映像音声信号送信装置の映像信号光射出手段から射出された映像信号光を受光して映像信号に復調する映像信号復調手段と、光無線映像音声信号送信装置の音声パイロット光発光手段から発光された送信側音声パイロット光を受光して、光無線映像音声信号送信装置側の光軸の位置情報を検出する受信側光軸位置検出手段と、受信側光軸位置検出手段で検出した光軸の位置情報に基づいて、光無線映像音声信号送信装置から射出した映像信号光の射出光軸が映像信号復調手段における映像信号の入射光軸に一致するように入射光軸を調整する受信側光軸調整手段とを備え、光無線音声信号受信装置は、光無線映像音声信号送信装置の音声パイロット光発光手段から発光された送信側音声パイロット光を受光して音声信号に復調する音声信号復調手段とを備えたことにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る光無線映像音声信号伝送システムの第２の特徴は、光無線映像音声信号送信装置から光無線映像信号受信装置に映像音声信号光を送信し、光無線映像信号受信装置から光無線音声信号受信装置に音声信号光を送信する光無線映像音声信号伝送システムであって、光無線映像音声信号送信装置は、映像信号及び音声信号をそれぞれ変調して重畳することにより映像音声信号を生成し、この生成した映像音声信号を映像音声信号光に変換して射出する映像音声信号光射出手段と、射出した映像音声信号光の光無線映像信号受信装置へのガイド光である送信側パイロット光を発光する送信側パイロット光発光手段と、光無線映像信号受信装置からの当該光無線映像音声信号送信装置へのガイド光である、受信側パイロット光に音声信号光が重畳された受信側音声パイロット光を受光し、光無線映像信号受信装置側の光軸の位置情報を検出する送信側光軸位置検出手段と、送信側光軸位置検出手段で検出した光軸の位置情報に基づいて、映像音声信号光射出手段から射出した映像音声信号光の射出光軸が光無線映像信号受信装置における前記映像音声信号光の入射光軸に一致するように前記射出光軸を調整する送信側光軸調整手段とを備え、光無線映像信号受信装置は、光無線映像音声信号送信装置の映像音声信号光射出手段から射出された映像音声信号光を受光して映像音声信号に復調し、この復調した映像音声信号から映像信号及び音声信号を分離する映像音声信号分離手段と、分離された音声信号を変調して音声信号光に変換すると共に、当該光無線映像音声信号受信装置から光無線映像音声信号送信装置へのガイド光であり、光無線音声信号受信装置の受光の指向角をカバーする指向角の受信側パイロット光に音声信号光を重畳し、受信側音声パイロット光として発光する受信側音声パイロット光発光手段と、光無線映像音声信号送信装置の送信側パイロット光発光手段から発光した送信側パイロット光を受光して、光無線映像音声信号送信装置側の光軸の位置情報を検出する受信側光軸位置検出手段と、受信側光軸位置検出手段で検出した光軸の位置情報に基づいて、光無線映像音声信号送信装置の映像音声信号光射出手段から射出された映像音声信号光の射出光軸が映像音声信号分離手段における前記映像音声信号の入射光軸に一致するように入射光軸を調整する受信側光軸調整手段とを備え、光無線音声信号受信装置は、光無線映像音声信号送信装置の音声パイロット光発光手段から発光された送信側音声パイロット光を受光して音声信号に復調する音声信号復調手段とを備えたことにある。

本発明に係る光無線映像音声信号送信装置、光無線映像音声信号受信装置、及び光無線映像音声信号伝送システムによれば、音声信号の発光源とパイロット光源を別個に配置することなく簡易な装置構成で、狭指向性の映像信号による高速無線通信機能と、この高速高速無線通信における光軸調整機能と、音声信号の無線通信機能を実現することがででき、これにより装置の製造コスト及び配置スペースを削減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、映像信号及び音声信号を無線で光伝送する光無線データ送信装置及び光無線データ受信装置を例に挙げて説明する。

図１は、本発明に係る光無線データ送信装置（光無線映像音声信号送信装置）及び光無線データ受信装置（光無線映像音声信号受信装置）からなる光無線データ伝送システム（光無線映像音声信号伝送システム）の一実施形態である光無線映像音声伝送システムの構成を示したブロック図である。

本実施形態における光無線映像音声伝送システム１００は、映像信号及び音声信号を送信するＡＶセンターＡＶＣと、ＡＶセンターＡＶＣから受信した映像信号及び音声信号を光送信する光無線データ送信装置１と、光無線データ送信装置１から光無線により送信された映像信号を受信する光無線データ受信装置２と、光無線データ受信装置２が受信した映像信号に基づいて画像を投影するプロジェクタ３と、ＡＶセンターＡＶＣからの音声信号を再生するフロントスピーカ４と、音声信号を受信する光無線音声データ受信装置５と、光無線音声データ受信装置５が受信した音声信号を再生するリアスピーカ６及び光ワイヤレスヘッドフォン７とを備える。

光無線データ送信装置１は、ＡＶセンターＡＶＣと接続され、ＡＶセンターＡＶＣから映像信号及び音声信号を受信する。そして、光無線データ送信装置１は、受信した映像信号及び音声信号を、それぞれ光伝送可能な信号形態に変調した後、第１の音声パイロット光ＭＰＢ１として空間に射出することで、光無線データ受信装置２との間で光軸調整を行う。さらに、光軸調整後、光無線データ受信装置２へ向かって映像信号光ＬＢを出射する。

光無線データ受信装置２は、光無線データ送信装置１により出射された映像信号光ＬＢ、及び映像信号光ＬＢの出射光軸調整のガイド光となる第１のパイロット光ＰＢ１に音声信号を光電変換することで得た音声信号光を重畳させた第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を受光する。そして、受光した第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を用いて光無線データ送信装置１との間で光軸調整を行うと共に、受光した映像信号光ＬＢを復調して、復調した映像信号をプロジェクタ３へ送信する。

プロジェクタ３は、光無線データ受信装置２にて復調した映像信号をスクリーン８へ投影する。

光無線音声データ受信装置５は、光無線データ送信装置１により発光された第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を受光し、受光した第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を復調して音声信号をリアスピーカ６へ送信する。

リアスピーカ６は、受信した音声信号に基づいて音声を出力する。

ワイヤレスヘッドフォン７は、光無線データ送信装置１により発光された第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を受光し、受光した第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を音声信号に復調し、音声を出力する。

次に、本実施形態における光無線データ送信装置１、光無線データ受信装置２、及び光無線音声データ受信装置５の構成について詳細に説明する。

≪光無線データ送信装置１の構成≫
図２は、本実施形態における光無線データ送信装置１の構成を示したブロック図である。

図２に示すように、本実施形態における光無線データ送信装置１は、映像信号を光伝送可能な信号形態に変調する映像光変調回路部１１と、映像光変調回路部１１により変調された映像信号を光変換し映像信号光ＬＢとして発光する発光素子１２と、この映像信号光ＬＢを屈折させ狭指向光として出射させる集光レンズ１３と、音声信号を光伝送可能な信号形態に変調する音声光変調回路部１４と、映像信号光の出射光軸調整のガイド光となる第１のパイロット光ＰＢ１に、音声光変調回路部１４により変調された音声信号を光変換することで得た音声信号光を重畳して第１の音声パイロット光ＭＰＢ１として発光するパイロット発光部１５と、光無線データ受信装置２から出射された第２のパイロット光ＰＢ２、又は第２のパイロット光ＰＢ２に音声信号光が重畳された第２の音声パイロット光ＭＰＢ２を反射させるビームスプリッタ１６と、ビームスプリッタ１６で反射された第２のパイロット光ＰＢ２又は第２の音声パイロット光ＭＰＢ２を受光する光位置検出素子１７と、受光した第２のパイロット光ＰＢ２又は第２の音声パイロット光ＭＰＢ２により発光元である光無線データ受信装置２の位置情報を検出する位置検出回路部１８と、位置検出回路部１８にて検出された位置情報に基づいて光軸調整制御を行う光軸補正制御部１９と、光軸補正制御部１９からの制御信号に従って駆動させられるパン駆動部２０及びチルト駆動部２１とを備える。

≪光無線データ受信装置２の構成≫
図３は、本実施形態における光無線データ受信装置２の構成を示したブロック図である。

図３に示すように、本実施形態における光無線データ受信装置２は、第２のパイロット光ＰＢ２を発光するパイロット発光部３１と、光無線データ送信装置１から入射された第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を反射させるビームスプリッタ３２と、ビームスプリッタ３２で反射された第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を受光する光位置検出素子３３と、受光した第１の音声パイロット光ＭＰＢ１により光無線データ送信装置１の位置情報を検出する位置検出回路部３４と、位置検出回路部３４にて検出された位置情報に基づいて光軸調整制御を行う光軸補正制御部３５と、光軸補正制御部３５からの制御信号に従って駆動させられるパン駆動部３９及びチルト駆動部４０と、光無線データ送信装置１から入射された映像信号光である映像信号光ＬＢを集光させる集光レンズ３６と、集光レンズ３６により集光された映像信号光ＬＢを電気信号に変換する受光素子３７と、変換された電気信号を復調する映像復調回路部３８とを備える。

≪光無線音声データ受信装置５の構成≫
図４は、本実施形態における光無線音声データ受信装置５の構成を示したブロック図である。

図４に示すように、光無線データ送信装置１から入射された第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を集光させる集光レンズ５１と、集光レンズ５１により集光された第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を電気信号に変換する受光素子５２と、変換された電気信号を復調する音声復調回路部５３とを備える。

音声復調回路部５３は、変換された電気信号から各チャンネルの音声信号を復調し、必要なチャンネルの情報を音声信号として出力する。

図１に示すように、光無線音声データ受信装置５は、左右のリアスピーカ６の上部にそれぞれ搭載され、音声パイロット光ＭＰＢ１を受信して、そのスピーカが対応するチャンネルの音声情報を再生する。図５は、本実施形態における光無線音声データ受信装置５を搭載した光ワイヤレスヘッドフォン７の外観図である。

図５に示すように、光ワイヤレスヘッドフォン７は、光無線音声データ受信装置５を内蔵しており、図５に示すハウジング部７ａは、図示しないが、光無線音声データ受信装置５が受信したサラウンド音声信号を擬似的にサラウンド再生するための変換回路、増幅器、及びバッテリー等を有している。

また、光ワイヤレスヘッドフォン７は、ハウジング部７ａの増幅器で増幅された音声信号を再生するドライバーユニット部７ｂを有する。

≪光無線データ送信装置１及び光無線データ受信装置２の作用≫
次に、光無線データ送信装置１及び光無線データ受信装置２の作用について図２及び図３を用いて説明する。

まず、光無線データ送信装置１の映像光変調回路部１１は、ＡＶセンターＡＶＣから受信した映像信号を光伝送可能な信号形態となるようデジタル変調し、変調した映像信号は、レーザダイオードより成る発光素子１２から、映像信号光ＬＢとして発光される。

そして、発光素子１２から発光された映像信号光ＬＢは、ビームスプリッタ１６を透過してレンズ１３により屈折され、ほぼ平行光に近い狭指向性の送信光として光無線データ送信装置１から出射される。

ここで、光無線データ送信装置１において、ハイビジョン映像信号等のデジタル伝送に必要な毎秒ギガビットの伝送レートを実現するためには、光無線データ送信装置１から出射する映像信号光ＬＢのビーム広がり角を１ミリラジアン程度のほぼ平行光に近い狭指向性の送信光とする必要がある。

そのため、光無線データ送信装置１と光無線データ受信装置２との間で映像信号光ＬＢの光軸調整が必要になる。しかしながら、初期状態において、互いの光軸が大きくずれている場合、狭指向性の送信光では互いの位置を検出できず、光軸調整を行うことができない。

そこで、光無線データ送信装置１及び光無線データ受信装置２は、比較的広い指向性を有するパイロット光を受発光することにより相手の位置を検出し光軸調整を行う。このとき、従来技術においては、映像の光通信を行う指向性の狭い光ビームの光源の他に、指向性の広いパイロット光源を配置し素早く安定な光軸合わせを行っていた。

これに対し、本実施形態における光無線データ送信装置１及び光無線データ受信装置２では、パイロット光に音声信号光を重畳させた音声パイロット光を用いて光軸調整を行う。これにより、音声信号の発光源とパイロット光源を別個に配置する必要性をなくし、製造コスト及び配置スペースを削減することができる。

本実施形態における光無線データ送信装置１及び光無線データ受信装置２における光軸調整の方法について以下に説明する。

まず、光無線データ送信装置１のパイロット発光部１５は、ＬＥＤ又はレーザダイオードなどの発光素子と出射光の指向角を広げる拡散レンズとで構成され、音声光変調回路部１４により音声信号の全てのチャンネルの情報がデジタル変調された音声信号を光信号に変換し、変換した音声信号光をパイロット光に重畳させて第１の音声パイロット光ＭＰＢ１として発光する。

このように、音声信号をパイロット光に重畳させることにより、音声信号の発光源とパイロット光源を別個に配置する必要性をなくし、上述したコスト削減及びスペース削減の効果を得ることができる。

なお、音声光変調回路部１４において、音声信号は、Ｒ及びＬチャンネルのステレオ音声や、５．１チャンネルのサラウンド音声等を受信側がチャンネル分離できるような形式で変調される。また、音声信号の変調方式は、デジタル変調の他、周波数変調を行うことも可能である。

また、第１の音声パイロット光ＭＰＢ１の光の波長は、映像信号光ＬＢとの混信を避けるために発光素子１２と異なる波長とするのが望ましい。

次に、光無線データ送信装置１の光位置検出素子１７は、光無線データ受信装置２から出射され、レンズ１３を透過し、ビームスプリッタ１６にて反射された第２のパイロット光ＰＢ２を受光する。

図６は、第２のパイロット光ＰＢ２が入射している光位置検出素子１７を説明する説明図である。

図６に示すように、光位置検出素子１７は、例えばフォトダイオード等の光学的な位置計測において一般的に使用されている素子で構成されており、受光面１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに四分割されている。

レンズ１３を透過してビームスプリッタ１６にて反射された第２のパイロット光ＰＢ２は、例えば図６に示すビームスポット１７ｅの位置に入射される。

そして、位置検出回路部１８は、この４つの受光面１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの出力レベルを比較することにより、入射された光位置検出素子１７上のビームスポット１７ｅの位置を検出することができる。

このようにして、ビームスポット１７ｅの位置を検出した位置検出回路部１８は、検出信号を光軸補正制御部１９へ送信し、検出信号を受信した光軸補正制御部１９は、ビームスポット１７ｅの位置が受光面１７の中心になるように、パン制御信号及びチルト制御信号を生成する。

そして、光軸補正制御部１９は、生成したパン制御信号をパン駆動部２０へ送信し、生成したチルト制御信号をチルト駆動部２１へ送信する。

これにより、ビームスポット１７ｅの位置が受光面１７の中心になるように、光無線データ送信装置１の映像信号光ＬＢの出射光軸を、光無線データ受信装置２の方向に向かせることができる。

同様に、図３に示すように、光無線データ受信装置２についても、光位置検出素子３３は、光無線データ送信装置１から出射され、集光レンズ３６を透過してビームスプリッタ３２にて反射された第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を受光する。そして、位置検出回路部３４が受光した第１の音声パイロット光ＭＰＢ１の入射位置を検出し、検出した位置情報に基づいて光軸補正制御部３５がパン駆動部３９及びチルト駆動部４０を制御する。

ここで、ビームスプリッタ３２は、映像信号光ＬＢと音声パイロット光ＭＰＢ１との各波長を異なる値とした場合は、反射面をハーフミラーとしても良いが、波長選択性の反射面とすることにより、透過、反射の効率を向上させることができる。図７は、光無線データ送信装置１、及び光無線データ受信装置２の外観図であり、図７（ａ）は側面図、図７（ｂ）は正面図である。

図７に示すように、光無線データ送信装置１、及び光無線データ受信装置２では、パン駆動部２０，３９が回転することにより光軸をパン方向に移動させることができ、チルト駆動部２１，４０が回転することにより光軸をチルト方向に移動させることができる。

また、光無線データ送信装置１のパイロット発光部１５は，光無線データ受信装置２から見たときに、音声パイロット光ＭＰＢ１の光強度中心と映像信号光ＬＢの光軸とが一致するように、レンズ１３の中心に対して対称な位置に４つ配置されている。同様に、光無線データ受信装置２のパイロット発光部３１は，光無線データ送信装置１から見たときに、パイロット光ＭＰＢ２の光強度中心と受光素子３７の中心とが一致するように、集光レンズ３６の中心に対して対称な位置に４つ配置されている。

これにより、光無線データ送信装置１においては、光無線データ送信装置１から出射された映像信号光ＬＢの光軸を、光無線データ受信装置２方向に向かせることができ、同様に、光無線データ受信装置２においても、光無線データ受信装置２へ入射する映像信号光ＬＢの光軸を、光無線データ送信装置１方向に向かせることができる。このように、互いの装置の映像信号光ＬＢの光軸調整を行うことによって、狭指向性の映像信号光による毎秒ギガビットの光無線伝送が可能となる。

そして、光軸を調整後、図３に示すように、光無線データ受信装置２の受光素子３７は、光無線データ送信装置１から出射され集光レンズ３６により集光された映像信号光ＬＢを受光し、受光した映像信号光ＬＢを電気信号に変換する。

次に、変換された電気信号を映像復調回路部３８へ送信し、映像復調回路部３８は受信した信号を復調して映像信号として出力する。

これにより、簡易な装置構成で、狭指向光性の映像信号光ＬＢによる高速無線通信機能と、この高速無線通信における光軸調整機能と、広指向光性の音声信号による無線通信機能とを実現することができる。

≪光無線データ送信装置１及び光無線音声データ受信装置５の作用≫
次に、光無線データ送信装置１及び光無線音声データ受信装置５の作用について説明する。

光無線データ送信装置１は、音声信号を重畳させた第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を発光し、光無線音声データ受信装置５は、第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を受光し、受光した第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を復調して音声信号をリアスピーカ６へ送信する。

このような光無線伝送を用いてリアスピーカ６等の音声再生装置へ音声信号を送信するには、広指向性の信号光が用いられるので、精度良く光軸調整を行う必要がない。

そのため、光無線データ送信装置１から発光される広指向性の第１の音声パイロット光ＭＰＢ１が到達する範囲に光無線音声データ受信装置５やワイヤレスヘッドフォン７があれば、光軸調整をすることなく、光無線データ送信装置１と光無線音声データ受信装置５との間で音声信号の送受信を行うことができる。

この音声信号の送受信について、図２及び図４を用いて以下に説明する。

まず、光無線データ送信装置１の音声光変調回路部１４は、音声信号の全てのチャンネルの情報がデジタル変調された音声信号を光信号に変換し、パイロット発光部１５は、変換された音声信号光をパイロット光に重畳して第１の音声パイロット光ＭＰＢ１として発光する。

そして、図４に示すように、発光された第１の音声パイロット光ＭＰＢ１は、光無線音声データ受信装置５の集光レンズ５１を透過し、受光素子５２に集光される。

そして、光無線音声データ受信装置５の受光素子５２は、受光した第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を電気信号に変換し、音声復調回路部５３へ送信する。

音声復調回路部５３は、変換された電気信号から各チャンネルの音声信号を復調し、必要なチャンネルの情報を音声信号として出力する。

これにより、音声信号の発光源とパイロット光源を別個に配置する必要性をなくすことができ、簡易な装置構成で広指向性の第１の音声パイロット光ＭＰＢ１により音声信号のデータ伝送を実現することができる。

＜変形例１＞
図８は、本実施形態の変形例１である光無線データ受信装置２ａの構成を示したブロック図である。

本実施形態における光無線データ受信装置２は、図３に示したように、光軸調整を行うパン駆動部３９とチルト駆動部４０とを備える構成とした。

本実施形態の変形例１である光無線データ受信装置２ａでは、光軸調整を行う２軸偏向ミラーを備える構成とする。

図８に示すように、変形例１である光無線データ受信装置２ａは、パイロット光を発光するパイロット発光部３１と、光無線データ送信装置１から受光開口部４１を介して入射された映像信号光ＬＢ及び第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を反射させる２軸偏向ミラー４２と、２軸偏向ミラー４２により反射させられた映像信号光ＬＢ及び第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を集光させる集光レンズ３６と、集光レンズ３６を透過した第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を反射させ、映像信号光ＬＢを透過させるビームスプリッタ３２と、ビームスプリッタ３２で反射された第１の音声パイロット光ＭＰＢ１を受光する光位置検出素子３３と、受光した第１の音声パイロット光ＭＰＢ１により発光元である光無線データ送信装置１の位置情報を検出する位置検出回路部３４と、位置検出回路部３４にて検出された位置情報に基づいて２軸偏向ミラー４２の光軸調整制御を行う光軸補正制御部４３と、集光レンズ３６により集光された映像信号光ＬＢを電気信号に変換する受光素子３７と、変換された電気信号を復調する映像復調回路部３８とを備える。

次に、変形例１である光無線データ受信装置２ａの作用について説明する。

まず、光無線データ受信装置２ａのパイロット発光部３１は、光軸調整のため第２のパイロット光ＰＢ２を発光する。

そして、変形例１である光無線データ受信装置２ａの光位置検出素子３３は、光無線データ送信装置１から出射され、２軸偏向ミラー４２により反射させられ、集光レンズ３６を透過し、ビームスプリッタ３２にて反射された音声パイロット光ＭＰＢ１を受光する。

次に、位置検出回路部３４は、入射された音声パイロット光ＭＰＢ１の光位置検出素子３３上の入射位置を検出する。

入射位置の検出は、本実施形態における光無線データ受信装置２と同様に、例えば、位置検出回路部３４が４つに分割された受光面１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを有する光位置検出素子３３の出力を比較することによって行われる。

入射位置を検出した位置検出回路部３４は、検出信号を光軸補正制御部４３へ送信し、検出信号を受信した光軸補正制御部４３は、音声パイロット光ＭＰＢ１の入射位置が光位置検出素子３３の受光面の中心になるように２軸偏向ミラー４２の角度を変えるための制御信号を生成する。

そして、光軸補正制御部４３は、２軸偏向ミラー４２の駆動部へ生成した制御信号を送信する。

これにより、音声パイロット光ＭＰＢ１の入射位置が光位置検出素子３３の受光面の中心になるように制御することによって、光無線データ送信装置１の映像信号光ＬＢの入射光軸を、光無線データ送信装置１方向に向かせることができる。

このように、２軸偏向ミラー４２の角度を変えることにより映像信号光ＬＢの光軸調整を行うことによって、受光素子３７が映像信号光ＬＢを受信でき、狭指向性の映像信号光ＬＢによる毎秒ギガビットの光無線伝送が可能となる。

さらに、変形例１である光無線データ受信装置２ａは、２軸偏向ミラー４２の角度を変えることにより光軸を調整するので、本実施形態における光無線データ受信装置２と比較して、さらに小型化することが可能となる。

＜変形例２＞
図９は、本実施形態の変形例２である光無線データ受信装置２ｂの構成を示したブロック図である。

本実施形態における光無線データ受信装置２は、光無線データ送信装置１から映像信号光ＬＢを受信する。

変形例２においては、光無線データ送信装置１は、映像信号光ＬＢに音声信号データを重畳して送信し、パイロット光からは混信を避けるため音声データを送信しないようにする。

変形例２である光無線データ受信装置２ｂでは、さらに、光無線データ受信装置２ｂから送信するパイロット光に、変調した音声信号光を重畳させて音声パイロット光として発光させることで、スピーカやヘッドフォンに付けられた光無線音声データ受信装置５に対しての音声信号の送信を行う。

図９に示すように、変形例２である光無線データ受信装置２ｂは、本実施形態における光無線データ受信装置２の構成に加え、更に、受光素子３７により光電変換された電気信号から音声信号と映像信号とを分離する映像音声分離部４４と、映像音声分離部４４により分離された音声信号を光伝送可能な信号形態に変調する音声光変調回路部４５と、音声光変調回路部４５により変調された音声信号を第２の音声パイロット光ＭＰＢ２として発光するパイロット発光部４６とを備える。

次に、変形例２である光無線データ受信装置２ｂの作用について説明する。

変形例２である光無線データ受信装置２ｂの光軸調整方法は本実施形態における光無線データ受信装置２と同様であるので、説明は省略する。

図９に示すように、光軸が調整された光無線データ受信装置２ｂの受光素子３７は、光無線データ送信装置１から出射され集光レンズ３６により集光された映像信号光（音声信号を含む）ＬＢを電気信号に変換する。

そして、映像音声分離部４４は、変換された電気信号から映像信号と音声信号とを分離し、映像信号を映像復調回路部３８へ送信し、音声信号を音声光変調回路部４５へ送信する。

音声光変調回路部４５は、音声信号を受信した音声信号を光伝送可能な信号形態に変調し、パイロット発光部４６は、音声光変調回路部４５によりデジタル変調された音声信号を光信号に変換し、変換した音声信号光をパイロット光に重畳させ第２の音声パイロット光ＭＰＢ２として発光する。

そして、発光された第２の音声パイロット光ＭＰＢ２を、例えば上述した光無線音声データ受信装置５等が受信することによって、音声信号のデータ伝送を行う。

このように、変形例２である光無線データ受信装置２ｂによれば、光無線データ送信装置１から受信した音声信号が重畳された映像信号から音声信号を取り出し、広指向性の第２の音声パイロット光ＭＰＢ２として出射することによって光無線伝送を可能にする。

そのため、例えば、光無線データ送信装置１からの音声信号光が到達しない範囲に光無線音声データ受信装置５が設置され、又はワイヤレスヘッドフォン７が存在している場合、即ち光無線データ送信装置１から出射される音声パイロット光ＭＰＢ１の放射角の死角に光無線音声データ受信装置５が設置され、又はワイヤレスヘッドフォン７が存在している場合であっても、光無線音声データ受信装置５は、変形例２である光無線データ受信装置２ｂから第２の音声パイロット光ＭＰＢ２を受信することができる。

これにより、変形例２である光無線データ受信装置２ｂによれば、光無線音声データ受信装置５の設置可能な範囲を拡張することができるという利点を有する。

なお、本実施形態における光無線データ送信装置１の光位置検出素子１７、並びに光無線データ受信装置２、光無線データ受信装置２ａ及び光無線データ受信装置２ｂの光位置検出素子３３では、４分割にされた受光素子を採用したが、４分割にされた受光素子に限らず、光ビームの入射位置を二次元的に検出することができる二次元ＰＳＤ（Position Sensitive Detector）または、Ｃ−ＭＯＳセンサなどのでも同様の機能を実現可能である。

さらに、本実施形態においては、映像再生装置としてプロジェクタ３を用いているが、特にプロジェクタに限定されるものではなく一般的なモニタ表示装置にも適応できる。この場合、光無線データ送信装置を天井や台の上などの高い位置に設置し、モニタ表示装置の近傍に光無線データ受信装置することにより映像と音声の再生を行うことができる。

本発明に係る光無線データ送信装置及び光無線データ受信装置からなる光無線データ伝送システムの一実施形態である光無線映像音声伝送システムの構成を示したブロック図である。 本実施形態における光無線データ送信装置の構成を示したブロック図である。 本実施形態における光無線データ受信装置の構成を示したブロック図である。 本実施形態における光無線音声データ受信装置の構成を示したブロック図である。 本実施形態における光無線音声データ受信装置を搭載した光ワイヤレスヘッドフォンの外観図である。 音声パイロット光が入射している光位置検出素子を説明する説明図である。 光無線データ送信装置、又は光無線データ受信装置の外観図である。 変形例１である光無線データ受信装置の構成を示したブロック図である。 変形例２である光無線データ受信装置の構成を示したブロック図である。

符号の説明

１…光無線データ送信装置
２，２ａ，２ｂ…光無線データ受信装置
３…プロジェクタ
４…フロントスピーカ
５…光無線音声データ受信装置
６…リアスピーカ
７…ワイヤレスヘッドフォン
８…スクリーン
１１…映像光変調回路部
１２…発光素子（映像信号光射出手段）
１３…レンズ
３６，５１…集光レンズ
１４，４５…音声光変調回路部
１５，４６…パイロット発光部（音声パイロット光発光手段）
１６，３２…ビームスプリッタ
１７，３３…光位置検出素子
１８，３４…位置検出回路部（光軸位置検出手段）
１９，３５，４３…光軸補正制御部（光軸調整手段）
２０，３９…パン駆動部（光軸調整手段）
２１，４０…チルト駆動部（光軸調整手段）
３１…パイロット発光部
３７，５２…受光素子
３８…映像復調回路部
４１…受光開口部
４２…軸偏向ミラー
４４…映像音声分離部
５３…音声復調回路部
１００…光無線映像音声伝送システム

Claims (4)

1. 光無線映像信号受信装置に映像信号光を送信すると共に、光無線音声信号受信装置に音声信号光を送信する光無線映像音声信号送信装置であって、
   映像信号を変調して前記映像信号光に変換し射出する映像信号光射出手段と、
   音声信号を変調して前記音声信号光に変換すると共に、前記射出した映像信号光の前記光無線映像信号受信装置へのガイド光であり、前記光無線音声信号受信装置の受光の指向角をカバーする指向角の送信側パイロット光に前記音声信号光を重畳し、送信側音声パイロット光として発光する音声パイロット光発光手段と、
   前記光無線映像信号受信装置からの当該光無線映像音声信号送信装置へのガイド光である、受信側パイロット光又は前記受信側パイロット光に音声信号光が重畳された受信側音声パイロット光のいずれかを受光し、前記光無線映像信号受信装置側の光軸の位置情報を検出する光軸位置検出手段と、
   前記光軸位置検出手段で検出した光軸の位置情報に基づいて、前記映像信号光射出手段から射出した映像信号光の射出光軸が前記光無線映像信号受信装置における前記映像信号光の入射光軸に一致するように前記射出光軸を調整する光軸調整手段と
   を備えたことを特徴とする光無線映像音声信号送信装置。
2. 光無線映像音声信号送信装置から送信された映像音声信号光を受信し、光無線音声信号受信装置に音声信号光を送信する光無線映像音声信号受信装置であって、
   前記光無線映像音声信号送信装置から射出された映像音声信号光を受光して映像音声信号に復調し、この復調した映像音声信号から映像信号及び音声信号を分離する映像音声信号分離手段と、
   前記分離された音声信号を変調して前記音声信号光に変換すると共に、当該光無線映像音声信号受信装置から前記光無線映像音声信号送信装置へのガイド光であり、前記光無線音声信号受信装置の受光の指向角をカバーする指向角の受信側パイロット光に前記音声信号光を重畳し、受信側音声パイロット光として発光する音声パイロット光発光手段と、
   前記光無線映像音声信号送信装置から当該光無線映像音声信号受信装置へのガイド光である送信側パイロット光を受光して、前記光無線映像音声信号送信装置側の光軸の位置情報を検出する光軸位置検出手段と、
   前記光軸位置検出手段で検出した光軸の位置情報に基づいて、前記光無線映像音声信号送信装置から射出された映像音声信号光の射出光軸が前記映像音声信号分離手段における前記映像音声信号の入射光軸に一致するように前記入射光軸を調整する光軸調整手段と
   を備えたことを特徴とする光無線映像音声信号受信装置。
3. 光無線映像音声信号送信装置から光無線映像信号受信装置に映像信号光を送信すると共に、前記光無線映像音声信号送信装置から光無線音声信号受信装置に音声信号光を送信する光無線映像音声信号伝送システムであって、
   前記光無線映像音声信号送信装置は、
   映像信号を変調して前記映像信号光に変換し射出する映像信号光射出手段と、
   音声信号を変調して前記音声信号光に変換すると共に、前記射出した映像信号光の前記光無線映像信号受信装置へのガイド光であり、前記光無線音声信号受信装置の受光の指向角をカバーする指向角の送信側パイロット光に前記音声信号光を重畳し、送信側音声パイロット光として発光する音声パイロット光発光手段と、
   前記光無線映像信号受信装置からの当該光無線映像音声信号送信装置へのガイド光である受信側パイロット光を受光し、前記光無線映像信号受信装置側の光軸の位置情報を検出する送信側光軸位置検出手段と、
   前記送信側光軸位置検出手段で検出した光軸の位置情報に基づいて、前記映像信号光射出手段から射出した映像信号光の射出光軸が前記光無線映像信号受信装置における前記映像信号光の入射光軸に一致するように前記射出光軸を調整する送信側光軸調整手段とを備え、
   前記光無線映像信号受信装置は、
   前記光無線映像音声信号送信装置の前記映像信号光射出手段から射出された映像信号光を受光して映像信号に復調する映像信号復調手段と、
   前記光無線映像音声信号送信装置の前記音声パイロット光発光手段から発光された送信側音声パイロット光を受光して、前記光無線映像音声信号送信装置側の光軸の位置情報を検出する受信側光軸位置検出手段と、
   前記受信側光軸位置検出手段で検出した光軸の位置情報に基づいて、前記光無線映像音声信号送信装置から射出した映像信号光の射出光軸が前記映像信号復調手段における前記映像信号の入射光軸に一致するように前記入射光軸を調整する受信側光軸調整手段とを備え、
   前記光無線音声信号受信装置は、
   前記光無線映像音声信号送信装置の前記音声パイロット光発光手段から発光された送信側音声パイロット光を受光して音声信号に復調する音声信号復調手段とを備えた
   ことを特徴とする光無線映像音声信号伝送システム。
4. 光無線映像音声信号送信装置から光無線映像信号受信装置に映像音声信号光を送信し、前記光無線映像信号受信装置から光無線音声信号受信装置に音声信号光を送信する光無線映像音声信号伝送システムであって、
   前記光無線映像音声信号送信装置は、
   映像信号及び音声信号をそれぞれ変調して重畳することにより映像音声信号を生成し、この生成した映像音声信号を映像音声信号光に変換して射出する映像音声信号光射出手段と、
   前記射出した映像音声信号光の前記光無線映像信号受信装置へのガイド光である送信側パイロット光を発光する送信側パイロット光発光手段と、
   前記光無線映像信号受信装置からの当該光無線映像音声信号送信装置へのガイド光である、受信側パイロット光に音声信号光が重畳された受信側音声パイロット光を受光し、前記光無線映像信号受信装置側の光軸の位置情報を検出する送信側光軸位置検出手段と、
   前記送信側光軸位置検出手段で検出した光軸の位置情報に基づいて、前記映像音声信号光射出手段から射出した映像音声信号光の射出光軸が前記光無線映像信号受信装置における前記映像音声信号光の入射光軸に一致するように前記射出光軸を調整する送信側光軸調整手段とを備え、
   前記光無線映像信号受信装置は、
   前記光無線映像音声信号送信装置の前記映像音声信号光射出手段から射出された映像音声信号光を受光して映像音声信号に復調し、この復調した映像音声信号から映像信号及び音声信号を分離する映像音声信号分離手段と、
   前記分離された音声信号を変調して前記音声信号光に変換すると共に、当該光無線映像音声信号受信装置から前記光無線映像音声信号送信装置へのガイド光であり、前記光無線音声信号受信装置の受光の指向角をカバーする指向角の受信側パイロット光に前記音声信号光を重畳し、受信側音声パイロット光として発光する受信側音声パイロット光発光手段と、
   前記光無線映像音声信号送信装置の送信側パイロット光発光手段から発光した送信側パイロット光を受光して、前記光無線映像音声信号送信装置側の光軸の位置情報を検出する受信側光軸位置検出手段と、
   前記受信側光軸位置検出手段で検出した光軸の位置情報に基づいて、前記光無線映像音声信号送信装置の映像音声信号光射出手段から射出された映像音声信号光の射出光軸が前記映像音声信号分離手段における前記映像音声信号の入射光軸に一致するように前記入射光軸を調整する受信側光軸調整手段とを備え、
   前記光無線音声信号受信装置は、
   前記光無線映像音声信号送信装置の前記音声パイロット光発光手段から発光された送信側音声パイロット光を受光して音声信号に復調する音声信号復調手段とを備えた
   ことを特徴とする光無線映像音声信号伝送システム。
   
   

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