JP4279047B2

JP4279047B2 - 空間光伝送装置

Info

Publication number: JP4279047B2
Application number: JP2003142860A
Authority: JP
Inventors: 勝史島本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2023-05-21
Also published as: JP2004349905A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空間に放出された光によって信号を伝送する空間光伝送装置に関し、特に投光素子と受光素子の両方を備えて送受相互の信号を伝送する空間光伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空間光伝送装置は、投光素子からの近赤外線の戻り光を受光するための自発光キャンセル用の受光素子と加算器とを設けて、受信信号から自発光による外乱成分を除去しながら、投光素子と受光素子の前方の近赤外線透過フィルタ内側の隔壁に対応した箇所に、断面半円状の溝を隔壁に沿って形成し、組み付けた状態で隔壁の先端部が半円断面状の溝に嵌入されて密着することで、良好なデータ伝送が得られるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来の他の空間光伝送装置は、投光素子と受光素子を接近配備して送受ユニットを一体化し、これを回転させる機構を備えることで、外部機器との光通信が可能な領域を確保している（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１６８４３５号公報（第３−６頁、図３）
【特許文献２】
特開２０００−２０１１０８号広報（第２−３頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載のような従来の空間光伝送装置では、近赤外線透過フィルタの厚みに応じて半円断面状の溝の深さが決まるため、フィルタの厚みが小さい場合は溝の深さも小さくなり、光の伝搬の抑制効果が低くなるという課題があった。特に、フィルタの溝と隔壁の先端部との密着面が投光素子および受光素子の指向性の強い前方側に位置しているため、小さな戻り光でも外乱成分となり、受光素子に到達しやすいという課題があった。
【０００６】
また、受光素子以外に自発光キャンセル用の受光素子を新たに設け、第２の基板上に自発光キャンセル回路新たに設けなければならず、部品点数の増加による製造コストの増大や省スペース化が図れないという課題があった。
【０００７】
また、上記特許文献２に記載のような従来の空間光伝送装置では、端末機器との位置関係に応じて送受ユニット全体を自由に回転できるようにすると、思わぬ誤操作によって配向状態が容易に変化してしまうという課題があった。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、自己の投光素子からの戻り光が外乱成分となって受光素子に侵入することを防止でき、かつ設置場所や端末機器との位置関係に応じて投光素子と受光素子の配向角を変更しても安定した送受信ができる空間光伝送装置を得ることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の空間光伝送装置は、
投光素子および受光素子を配設した送受基板と、
少なくとも前記投光素子の発光する光および前記受光素子で受光される光の領域を透過する透光板と、
前記透光板の裏面に形成された突起部と、
前記透光板の裏面に密着して前記突起部に固定され、前記投光素子の発光領域の光を減衰させる遮光板と、
前記透光板が保持されるカバーと、
前記送受基板が保持されるシャーシと
を備え、
前記カバーを前記シャーシに取り付けることにより、前記遮光板が、前記投光素子と前記受光素子の間に配置され、前記遮光板の先端部が前記送受基板の表面に密着する
ことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の空間光伝送装置の分解斜視図であり、図２および図３はその断面図である。この実施の形態１の空間光伝送装置は、シャーシ１と、送受基板２と、投光素子３と、受光素子４と、メイン基板７と、基板接続ケーブル８と、カバー９と、透光板１０と、遮光板１２とを備えている。
【００１１】
図１において、シャーシ１は、壁面などに本装置全体を据え付けて固定するためのもので、送受基板２が特定の傾斜角で固定されている。この送受基板２には、赤外発光ダイオード等の近赤外線を発光する投光素子３と、フォトダイオード等の光を電圧に変換する受光素子４とが実装されている。また、シャーシ１には、メイン基板７も固定されている。このメイン基板７は、投光素子３に送信信号を出力する送信回路部（図示しないが、以下の説明において符号「５」を付す）と、受光素子４からの受信信号が入力される受信回路部（図示しないが、以下の説明において符号「６」を付す）とが実装されている。
【００１２】
送受基板２とメイン基板７とは、基板接続ケーブル８で接続されている。また、メイン基板７には、外部のレコーダー１０１（図４参照）から映像信号を入力する映像入力信号ケーブル１０３、電源を供給するための電源供給ケーブル１０４、そしてレコーダー１０１を制御するための制御信号ケーブル１０５が接続されている。
【００１３】
一方、この実施の形態１の空間光伝送装置の前面に取り付けられるカバー９には、正面下部から底面にかけての一角に開口部が形成されており、そこに近赤外線などの特定の波長の光のみを透過するアクリル樹脂などの素材で成型された透光板１０が取り付けられている。
【００１４】
そして、図２および図３に示すように、透光板１０の裏側には、カバー９とシャーシ１を嵌合させた状態において投光素子３と受光素子４の間に位置する部分に突起部１１が成型されている。この突起部１１が投光素子３に向かい合う面には、特定の波長の光を遮光する遮光板１２が両面粘着材１３によって固定されている。
【００１５】
また、カバー９にはカバー固定ネジ穴１４が設けられており、カバー９をシャーシ１に嵌合させた状態でカバー固定ネジ１５をカバー固定ネジ穴１４に通し、シャーシ１側の４箇所に設けられたネジ取り付け部１６に結合させて、カバー９がシャーシ１に取り付けられる。
【００１６】
図４は本発明の実施の形態１の空間光伝送装置を用いて構成された伝送システムの斜視図である。この図４に示すシステムは、カメラユニット１０６で撮像された映像を記録するレコーダー１０１とこのレコーダー１０１を制御してその映像を監視する端末機器１０２との間の撮像映像信号や各種制御信号の遠隔的な送受信を、実施の形態１の空間光伝送装置１００によって中継するする監視システムの例であり、空間光伝送装置１００と端末機器１０２との間で、空間に放出された光によって信号の伝送がなされる。
【００１７】
次に、この実施の形態１の空間光伝送装置１００によって構成されるシステム全体の動作について、図４も用いて説明する。空間光伝送装置１００が設置される部屋の天井１１１に設置された通電状態のレコーダー１０１には、同室内に別に設置されているカメラユニット１０６で撮像されたコンポジット映像信号がカメラ映像ケーブル１０７による接続で入力されており、撮影された画像の映像信号の記録および再生が可能な状態となっている。また、このレコーダー１０１から電源供給ケーブル１０４にてメイン基板７に電源が供給されており、送信回路部５、受信回路部６などの各部に配電されている。
【００１８】
レコーダー１０１で記録後、再生された映像信号は、映像入力信号ケーブル１０３によってメイン基板７に入力され、送信回路部５に送られる。送信回路部５では、この入力映像信号をＦＭ変調し、その変調信号を基板接続ケーブル８によって送受基板２の投光素子３へ供給し、近赤外線に変換されて空間に放射される。
【００１９】
一方、投光素子３から放射された近赤外線は、システム操作者または端末機器保持台１０９への据え付けによって空間光伝送装置１００の投光素子３と受光素子４に対向するように向けられた端末機器１０２の受光素子で受信され、電気信号に変換された後に映像信号に復調されてモニタ画面１１２上に映し出される。従って、その映像を端末機器１０２において操作者が確認することで、レコーダー１０１で再生または記録された映像の状態を把握できる。
【００２０】
また、端末機器１０２に設けられた操作ボタン１１３からレコーダー１０１の操作コマンドを入力すると、コマンドデータが生成された後に振幅変調され、端末機器１０２の投光素子で近赤外線に変換されて空間に放射され、これを空間光伝送装置１００の受光素子４が受光して電気信号に変換する。そして、この受信信号を基板接続ケーブル８によってメイン基板７に送り、受信回路部６にてコマンドデータが復元され、制御信号ケーブル１０５でレコーダー１０１に送られ、レコーダー１０１がコマンドを受け付けると動作が実行される。
【００２１】
図５（ａ）は投光素子３および端末機器１０２の投光素子の光学特性図であり、図５（ｂ）は受光素子４の光学特性図である。図５（ａ）中の２０１は投光素子３の放射強度特性を、２０４および２０５は端末機器１０２の投光素子の放射強度特性を、それぞれ示している。また、図６（ａ）は投光素子３の放射指向性を示す図であり、図６（ｂ）は受光素子４の受光指向性を示す図である。また、図７は透光板１０および遮光板１２の光学特性図である。図７中の２０３は透光板１０の光の透過率を示した透過率曲線を、図７中の２０６は遮光板１２の透過率曲線を、それぞれ示している。
【００２２】
次に、カバー９をシャーシ１上に取り付け状態での伝送動作について、図５〜図７を用いて光学的に説明する。投光素子３が発光する近赤外線は、図５（ａ）に示す波長ｆ０をピークとする放射強度特性２０１を持っており、さらに図６（ａ）に示す投光指向曲線３０１に示すように放射中心軸方向で最大放射強度となる指向特性で放射される。そして、この投光素子３は、放射中心軸が送受基板２に対して垂直方向となるように実装されており、より強力な放射強度が得られるように複数個実装されている。
【００２３】
また、投光素子３から放射される近赤外線を受光する端末機器１０２の受光素子には、フォトダイオード等の光−電圧変換素子を用い、波長ｆ０で最大受光感度が得られる素子を選択して配設されている。
【００２４】
一方、受光素子４は、図５（ｂ）に示す受光感度曲線２０２のような波長ｆ０を含む広範囲の波長で感度の高い受光特性を持った汎用的な受光素子である。このように、受光素子４で波長の異なる複数の近赤外線に対して感度良く受光できるようにすることで、投光側の素子の発光する近赤外線の波長に選択性を持たせている。
【００２５】
例えば、端末機器１０２（図４参照）側の投光素子の発光波長が受光感度曲線２０２上の特定の受光感度以上となる範囲に含まれていれば、図５（ａ）に示す放射強度特性２０４のように波長ｆ１に選択する場合と、図５（ａ）に示す放射強度特性２０５のように他の波長ｆ２に選択する場合のいずれの場合にも、受光特性には大差が生じないため、放射強度と受光後の信号処理が同じであれば、異なる波長の近赤外線を発する複数の端末機器１０２からの操作を受け付けられることになる。
【００２６】
なお、受光素子４の指向性は、図６（ｂ）に示す受光指向曲線３０２のように受光中心軸方向で最大感度を持つが、端末機器１０２の操作位置に自由度が高くなるように相対感度の半値角が４５°以上の広指向特性となっており、受光素子４は、この受光中心軸が送受基板２に対して垂直方向となるように実装されている。
【００２７】
これに対して、透光板１０は、図７に示す透過率曲線２０３のような特性を持っており、投光素子３から放射される波長ｆ０にピーク波長を持った近赤外線や端末機器１０２の投光素子から放射される波長ｆ１にピーク波長を持った近赤外線を透過し、これより波長の短い光、例えば可視光などは吸収して透過しない性質を持つ。このように、透光板１０は、投光素子３から放射された近赤外線と、受光素子４の受光波長ｆ１に合わせて設定された端末機器１０２の投光素子から放射される近赤外線との両方を、他の可視光などの外乱光線から分光して効率良く透過する性質を持つ。
【００２８】
また、遮光板１２は、図７に示す透過率曲線２０６のような特性を持っており、特定の波長領域の光について大きな減衰の得られる特性を持ったアクリル樹脂等の素材で成型されている。このように、遮光板１２は、透光板１０とは異なり、投光素子３が発する波長ｆ０をピークとする近赤外線領域の光を減衰させて透過しない特性を持っている。
【００２９】
この遮光板１２は、図２および図３に示すように、透光板１０側に面した部分が透光板１０の裏面に密着するように、透光板１０の裏面の形状に応じて成型されており、さらにその先端部が、カバー９をシャーシ１に取り付けた際に送受基板２に密着するように、送受基板２のシャーシ１への取り付け角度に応じた形状に成型されている。そして、この遮光板１２を透光板１０の裏面に密着させ、送受基板２側の先端が突起部１１からせり出した状態となるように、突起部１１の投光素子３に面する側（以下、投光室側とする）に両面粘着材１３にて固定されている。
【００３０】
そして、このように遮光板１２が取り付けられた透光板１０をカバー９の開口部に取り付け、さらにこのカバー９をシャーシ１上に取り付けることにより、メイン基板７と送受基板２が覆われるとともに、送受基板２上の投光素子３と受光素子４の間に突起部１１に固定した遮光板１２が挿入され、カバー９とシャーシ１をカバー固定ネジ１５で固定させることにより、カバー９がシャーシ１に圧着されて、遮光板１２の先端部が送受基板２に密着する。これにより、カバー９、透光板１０、シャーシ１、および送受基板２によって構成された空間が、遮光板１２によって、投光素子３の配設空間である投光室と、受光素子４の配設空間である受光室とに分離される。
【００３１】
この状態で、投光素子３から放射された近赤外線は、透光板１０の裏側から入射して反対側の表面より放射されるが、投光室内で反射した近赤外線は、遮光板１２によって減衰し、突起部１１の受光素子４に対面する側（以下、受光室側とする）への侵入が抑制される。
【００３２】
以上のように実施の形態１によれば、透光板１０の裏面の形状に合わせて成型された遮光板１２を、透光板１０と一体成型した突起部１１の投光室側に、透光板１０の裏面に密着するように固定しておくことで、受光室側への投光素子３から放射された近赤外線の侵入光を阻止することができる。
【００３３】
なお、上記実施の形態１では、送信回路部５は周波数変調方式の信号を送信し、受信回路部６は振幅変調方式の信号を受信しているが、他の変調方式および復調方式であっても良い。この場合、双方を異なる変復調方式として透光板１０よりも外部の空間伝送経路における送受信信号の干渉を軽減しておくことが望ましい。
【００３４】
また、図８（ａ）に示すように、遮光板１２の表面や送受基板２上の投光室内に面する部分には、近赤外線領域の光を吸収する近赤外線吸収部材１７を塗布または貼り付けても良い。この場合、投光室内での不要な乱反射光や遮光板１２に照射される近赤外線の強度を抑え、受光室側への近赤外線の侵入を抑制することができる。
【００３５】
さらに、図８（ｂ）に示すように、送受基板２において投光素子３と受光素子４の間に空孔１８を設け、この空孔内に遮光板１２の先端部を貫通させても良い。この場合、カバー９とシャーシ１の嵌合力のばらつきによる投光室から受光室への近赤外線の侵入を防止することができる。
【００３６】
また、上記実施の形態１では、透光板１０および遮光板１２はともにアクリル樹脂素材にて成型しているが、所定の分光特性および遮光特性が満足できればガラス部材や金属部材などの異なる素材であっても良い。この場合、設置環境に応じて素材を選択することで耐候性の向上を図ることができる。
【００３７】
また、上記実施の形態１では、突起部１１への遮光板１２の固定に両面粘着材１３を用いているが、耐候性を持つ硬化型の接着剤を用いて固定されていても良い。この場合、時間経過に伴う固定力の低下を最小限に止めることができる。
【００３８】
実施の形態２．
図９は本発明の実施の形態２の空間光伝送装置の断面図である。なお、図９に示す実施の形態２の空間光伝送装置が図１〜図３に示す上記実施の形態１の空間光伝送装置に対して主に異なる点は、遮光板１２の形状、突起部１１にガイドレール２１を設けている点、および透光板１０の裏面の形状であり、投光素子３、受光素子４、および透光板１０の光学特性と端末機器１０２等の他の構成は上記実施の形態１と同じであるため、共通する部分には同じ符号を付してその説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
【００３９】
図９において、透光板１０の裏側に面した遮光板１２の先端部には、投光室側にＬ字状に傾斜する傾斜部１９が設けられ、透光板１０の投光室側の裏面には、段差部２０が形成されている。また、突起部１１の投光室側には、ガイドレール２１が形成されており、遮光板１２は、傾斜部１９の先端側からガイドレール２１に沿って挿入され、突起部１１と透光板１０に沿って保持されている。
【００４０】
遮光板１２をガイドレール２１に挿入する際に、傾斜部１９が押し広げられた状態でガイドレール２１内を進行し、傾斜部１９がガイドレール２１から突出した時点で、遮光板１２自体の復元力によって元のＬ字状の傾斜状態に戻る。さらに挿入してゆくと、傾斜部１９の先端が透光板１０の裏面の段差部２０に突き当たった状態で停止する。このとき、突起部１１の先端から遮光板１２の一部が突出した状態となっている。
【００４１】
次に、カバー９をシャーシ１上に取り付けることにより、送受基板２の投光素子３と受光素子４との間に突起部１１のガイドレール２１に係止された遮光板１２が挿入され、突起部１１から突出した部分が送受基板２の表面に圧着されることにより、ガイドレール２１に沿って遮光板１２が透光板１０の方向に移動し、傾斜部１９の段差部２０への密着度、つまり遮光板１２の透光板１０への密着度が増加する。
【００４２】
遮光板１２が透光板１０と送受基板２の両方に圧着された状態になると、傾斜部１９の屈折部分の角度が遮光板１２自体の弾力性によって変形し、カバー９の押圧力のばらつきが吸収されて密着性が保たれる。そして、シャーシ１の４箇所のネジ取り付け部１６にカバー固定ネジ穴１４よりカバー固定ネジ１５で固定することで、密着性がより強固なものとなる。
【００４３】
以上のように実施の形態２によれば、遮光板１２に傾斜部１９を設け、カバー９とシャーシ１の嵌合時に遮光板１２がガイドレール２１に沿って透光板１０側に押し出されるようにすることで、透光板１０への遮光板１２の密着度が向上し、投光室側から受光室側への近赤外線の侵入を効果的に防止し、安定した送受信を行うことができる。
【００４４】
なお、上記実施の形態２において、遮光板１２を一定の圧力で透光板１０に押し当てた状態で、接着材などによって固定しても良い。この場合、傾斜部１９が透光板１０に密着するために充分な押圧を印加しておくことで、送受基板２と遮光板１２の接触力が弱い場合でも透光板１０裏面における遮光状態を保持させることができる。
【００４５】
さらに、遮光板１２の傾斜部１９を透光板１０側と送受基板２側の両方に設けても良い。この場合、透光板１０と送受基板２の両方への押圧のばらつきが吸収され、さらに安定した遮光性が得られる。
【００４６】
また、図１０に示すように、遮光板１２は突起部１１の両面を囲むような形状であっても良い。この場合、突起部１１全体が遮光板１２で覆われることにより、突起部１１内部に侵入し、受光室側に放射される近赤外線も同時に遮光でき、より一層近赤外線の遮光性を向上することができる。
【００４７】
実施の形態３．
図１１は本発明の実施の形態３の空間光伝送装置の断面図である。なお、図１１に示す実施の形態３の空間光伝送装置が図１〜図３に示す上記実施の形態１の空間光伝送装置に対して主に異なる点は、透光板１０および突起部１１の光学的特性であり、投光素子３、受光素子４、および端末機器１０２等の他の構成は上記実施の形態１と同じであるため、共通する部分には同じ符号を付してその説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
【００４８】
図１１に示すように、カバー９をシャーシ１に嵌合させた状態において、突起部１１の先端部は、送受基板２の表面に達するまでの突出量を持たせて形成されており、透光板１０と突起部１１の接合部から突起部全体にかけては、連続的に近赤外線の透過率を変化させた投光室側領域の透光板１０ａ、受光室領域の透光板１０ｂ、および突起部領域の透光板１０ｃの各部分が一体成型されている。
【００４９】
図１２は透光板１０およびその突起部１１の光学特性図である。図１２（ａ）中の２０７は投光室側領域の透光板１０ａの光の透過率を示した透過率曲線を、２０８は受光室側領域の透光板１０ｂの透過率曲線を、２０９は突起部１１および突起部１１との接合部領域の透光板１０ｃの透過率曲線を、それぞれ示している。また、図１２（ｂ）は透光板１０の正面方向から見た各領域の位置と特定波長の光に対する透過率の関係を示したものであり、図１２（ｂ）中の２１０は投光素子３が放射する波長ｆ０の近赤外線に対する透過率曲線を、２１１は端末機器１０２側の投光素子から放射される波長ｆ１の近赤外線に対する透過率曲線を、それぞれ示している。
【００５０】
次に、カバー９をシャーシ１上に取り付けた状態における伝送動作について説明する。図１２（ａ）に示す透過率曲線２０７の特性を有する投光室側領域の透光板１０ａでは、投光素子３から放射される波長ｆ０の近赤外線が透過されるため、端末機器１０２（図４参照）側の受光素子として波長ｆ０に高い受光感度を持つ素子を備えることにより効率良く受光される。
【００５１】
投光素子３から放射される波長ｆ０の近赤外線の内で、特に放射中心軸より外れた方向に放射されたものについては、投光室内の隔壁に反射し、様々な入射角を持って透光板１０ａに侵入し、透光板１０ａの表側の空間に透過されるが、その一部は透光板１０ａの内部を反射しながら伝搬する。
【００５２】
この場合、受光室側領域の透光板１０ｂの方向に進む赤外線は、図１２（ｂ）に示す透過率曲線２１０の特性のような透過率の変化によって、途中の突起部領域である透光板１０ｃに近づくにつれて減衰し、最終的には遮蔽される。
【００５３】
また、投光素子３から直接突起部１１に入射した場合にも、反対側の受光室側の空間に透過されない状態となる。
【００５４】
また、受光室側領域の透光板１０ｂにおいては、波長ｆ０の近赤外線に対して透過率が低くなっており、透光板１０ａ側から放射された投光素子３からの波長ｆ０の近赤外線が外界の物体に当たって反射し、透光板１０ｂの正面から入射する場合であっても、受光室内の空間への透過が阻止される。
【００５５】
一方、図１２（ａ）に示す透過率曲線２０８の特性を有する受光室側領域の透光板１０ｂでは、波長ｆ１の近赤外線に対しては高い透過率となっており、端末装置１０２の投光素子から放射された近赤外線は、受光室内の受光素子４に到達することができる。
【００５６】
受光素子４が波長ｆ０およびｆ１の両方に対して受光可能な広い受光特性を持った場合でも、端末機器１０２側の投光素子が放射する赤外線の波長ｆ１に合わせて受光室側領域の透光板１０ｂの分光特性を選択し、カバー９への装着の組み合わせを変えるだけで、投光室側および外界からの波長ｆ０の近赤外線は、図１２（ｂ）に示す透過率曲線２１０の特性のような透過率の変化によって受光素子４に到達しなくなる。
【００５７】
逆に、端末機器１０２からの波長ｆ１の近赤外線は、図１２（ｂ）に示す透過率曲線２１１の特性のような透過率の変化によって受光素子４に到達することができるため、その結果受光素子４の受光面における波長ｆ０と波長ｆ１の放射強度の相対比は大きくなり、波長ｆ０の近赤外線による受光素子４の誤動作が抑制される。
【００５８】
以上のように実施の形態３によれば、受光素子４自身が特定の受光特性を備えている場合であっても、透光板１０の投光室側および受光室側さらにその間にある突起部領域に投光素子３と端末機器１０２の投光素子の発光波長に応じて異なった透過率を持たせて構成することにより、受光素子４自体の受光特性を補うことができ、端末機器１０２側投光素子と、投光素子３の２つの波長の組み合わせによる外乱光を減衰させて良好な受光が可能になる。
【００５９】
さらに、透光板１０が投光室領域１０ａ、受光室領域１０ｂ、突起部領域１０ｃの透過特性の異なる素材で一体成型されていることにより、透光板１０の表面に段差や隙間が生じないので埃の侵入や蓄積による透光板１０の光学的特性の劣化を防止できるとともに、カバー９への組み込み時の作業性を向上させることができる。
【００６０】
実施の形態４．
図１３は本発明の実施の形態４の空間光伝送装置の断面図である。なお、図１３に示す実施の形態４の空間光伝送装置が図１〜図３に示す上記実施の形態１の空間光伝送装置に対して主に異なる点は、受光素子４の上に補助透光板２２が設けられている点、透光板１０の光学的特性であり、投光素子３、受光素子４、および端末機器１０２等の他の構成は上記実施の形態１と同じであるため、共通する部分には同じ符号を付してその説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
【００６１】
図１３において、アクリル樹脂などの素材を用いて成型された補助透光板２２は、その先端部分に設けられた固定部２３を送受基板２上の切り欠き部２４にはめ込むことにより、固定部２３の先端の返り部２５が送受基板２に嵌合して係止され、受光素子４全体を送受基板２の表面まで覆うように配置されている。
【００６２】
図１４は透光板１０および補助透光板２２の光学特性図である。図１４中の２１２は波長ｆ０における透光板１０の透過率曲線を、２１３は同じく波長ｆ０における補助透光板２２の透過率曲線を、それぞれ示している。
【００６３】
まず、補助透光板２２の送受基板２への取り付け状態について説明する。補助透光板２２の送受基板２側の先端部分に設けられた固定部２３は、補助透光板２２の側面部分から内側方向に押力を加えることによって若干内側に変形し、押力を解除すると素材の弾性によって元の位置に復元する。この補助透光板２２の固定部２３に押力を加えた状態で、送受基板２の切り欠き部２４に挿入し、その後押力を解除することによって送受基板２に係止され、かつ自由に着脱することが可能になっている。
【００６４】
次に、カバー９をシャーシ１上に取り付けた状態における伝送動作について説明する。図１４に示す透過率曲線２１２の特性を有する透光板１０は、投光素子３から放射される波長ｆ０の近赤外線および端末機器１０２の投光素子から放射される波長ｆ１の近赤外線の両方の波長の光に対して透過率が高い。そのため、波長ｆ０の近赤外線は、透光板１０の投光室側裏面から表側に透過され、波長ｆ０に対して高い受光感度を持つ端末機器１０２（図２参照）の受信部にて受信される。
【００６５】
また、端末機器１０２の投光素子から放射される波長ｆ１の近赤外線は、透光板１０の表側より受光室内に透過されて補助透光板２２の透光板１０に面している表面に到達し、さらに補助透光板２２内部に入射する。このとき、図１４に示す透過率曲線２１３の特性を有する補助透光板２２の分光特性により、波長ｆ０付近の成分は、減衰して受光素子４に面している内側の表面に透過されないが、波長ｆ１付近の成分は、透過して受光素子４に面している内側へと透過して、受光素子４の受光面に到達する。
【００６６】
従って、受光素子４における波長ｆ０の付近の近赤外線が端末機器１０２の投光素子から放出される波長ｆ１の近赤外線の放射強度に比べて極めて小さくなり、その結果、受光素子４の受光面における波長ｆ０と波長ｆ１の放射強度の相対比が大きくなり、波長ｆ０の近赤外線による受光素子４の誤動作が抑制される。
【００６７】
また、透光板１０から投光室内に入射して投光室内の内壁や送受基板２の表面に乱反射した近赤外線は、補助透光板２２の側面側にも到達するが、補助透光板２２が受光素子４全体を覆うように送受基板４に取り付けられているために、これらの方向から到達した近赤外線に対しても、波長ｆ０付近の近赤外線は減衰し、波長ｆ１付近の近赤外線は透過される。
【００６８】
従って、受光素子４の受光中心軸から大きく外れた方向から受光面に到達する近赤外線の場合にも、波長ｆ１付近の放射強度に比べて波長ｆ０付近の放射強度が極めて小さくなる。
【００６９】
なお、受光素子４自体の持つ波長ｆ０に対する受光感度が波長ｆ１に対して極めて小さい場合は、補助透光板２２の上記取り付け構造により、補助透光板２２を容易に取り外して対応することができる。
【００７０】
以上のように実施の形態４によれば、投光室側と受光室側の両方に共通の分光特性を持つ素材で成型された透光板１０を配置し、投光素子３および端末機器１０２側の投光素子の各素子が放射する近赤外線に高い受光感度を示す受光素子４を用いる場合であっても、端末機器１０２側の投光素子の波長に合致した分光特性を補助透光板２２に持たせ、かつ送受基板２に着脱可能とすることで、透光板１０および受光素子４の汎用性が向上することによる部品および製造時のコストの低減が図れる。
【００７１】
また、固定部２３と返り部２５を送受基板２の切り欠き部２４から取り外すことで、補助透光板２２を脱着可能な構造としたため、端末機器１０２の投光素子の光学特性に合わせた補助透光板２２の分光特性の選択が可能となり、より良好な受光特性を得るための微調整が容易に行える。
【００７２】
なお、上記実施の形態４では、補助透光板２２の固定部２３を送受基板２上に係止させているが、固定部２３を受光素子４の本体に係止させる構造であっても良い。この場合、補助透光板２２の大きさを必要最小限にすることで材料の低コスト化を図れるだけでなく、送受基板２上の切り欠き部２４が不要となるので、部品配置可能な面積を増やすことができ、基板上のスペースを有効に利用することができる。
【００７３】
さらに、図１５に示すように、補助透光板２２と受光素子４の受光面の間において特定の電位となり、かつ受光面前方のみに開口部を設けた電磁遮蔽板２６を配置しても良い。この場合、送受基板２の面積が小さく、投光素子３と受光素子４の配置が近くても、投光素子３から発生する高周波電磁ノイズによる受光素子４への影響を軽減できる。特に、受光素子４に電気的な信号増幅回路を内蔵した素子を使用する場合にも、高周波電磁ノイズの流入を防ぐことができるだけでなく、受光室内に侵入した波長ｆ０の近赤外線が補助透光板２２の透過率曲線２１３によって電磁遮蔽板２６の表面に到達しないので、電磁遮蔽板２６の表面で近赤外線が反射されることによる受光室内での乱反射光の発生を軽減でき、受光素子４の受光面で安定した受光が行える。
【００７４】
また、上記実施の形態４の空間光伝送装置は、上記実施の形態１の空間光伝送装置に補助透光板２２を設けたものであるが、上記実施の形態２の空間光伝送装置に補助透光板２２を設けることも可能である。
【００７５】
実施の形態５．
図１６は本発明の実施の形態５の空間光伝送装置の断面図である。なお、図１６に示す実施の形態５の空間光伝送装置が図１〜図３に示す上記実施の形態１の空間光伝送装置に対して主に異なる点は、透光板１０裏面の突起部１１および遮光板１２の代わりに、近赤外線吸収部材１７を配設した点、スペーサー２７と成型遮光板２８が送受基板２に備えられている点であり、投光素子３、受光素子４、および端末機器１０２等の他の構成は上記実施の形態１と同じであるため、共通する部分には同じ符号を付してその説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
【００７６】
図１６において、投光素子３および受光素子４は、近赤外線領域の波長の光に対して低い透過率の素材で成型されたスペーサー２７を介して送受基板２に固定されている。スペーサー２７の投光素子３と受光素子４との間には、成型遮光板２８が一体成型されている。また、透光板１０裏面の成型遮光板２８に対向する部分には、近赤外線吸収部材１７が成型遮光板２８の先端面よりも広い面となるように貼り付けられている。
【００７７】
次に、カバー９をシャーシ１上に取り付けた状態における伝送動作について説明する。図１６に示すように、カバー９をシャーシ１に取り付けると、スペーサー２７から突出した成型遮光板２８の先端部と透光板１０裏面に貼り付けられた近赤外線吸収部材１７との間に間隙が生じる。この間隙の幅は、カバー９とシャーシ１との嵌合力のばらつきによって変化し得る状態となっている。
【００７８】
投光素子３の放射中心軸から外れた方向に放射される波長ｆ０の近赤外線は、受光室の内壁を反射しながら透光板１０に入射し、透光板１０の表側に透過され、外部の空間に放出されることで端末機器１０２（図４参照）で受信される。また、その一部は、透光板１０裏面で反射して投光室内に戻る。その場合、投光室と受光室を分離している成型遮光板２８に対向する部分では、透光板１０の裏側に取り付けられた近赤外線吸収部材１７に到達する反射光が吸収され、この間隙を通って受光室側に侵入する二次反射光が発生しなくなり、間隙付近での近赤外線が反射抑制される。
【００７９】
以上のように実施の形態５によれば、投光室と受光室の間に配置した成型遮光板２８と対向する透光板１０の裏側に近赤外線吸収部材１７を固定することで、カバー９とシャーシ１の嵌合状態やそのばらつきによって間隙の大きさが変化した場合でも、受光素子４の前方から到達する投光室側からの波長ｆ０の近赤外線の侵入を抑制でき、端末機器１０２からの波長ｆ１の近赤外線の受光性を向上させることができる。
【００８０】
なお、近赤外線吸収部材１７の投光室側および受光室側の両端の外周部は、図１７（ａ）に示すように、投光素子３の放射指向性および受光素子４の受光指向性に応じて、抉り取られた形状とすることで、近赤外線吸収部材１７による送信および受信の死角を最小限にすることができ、投光素子３から放射される近赤外線を効果的に吸収しつつ良好な送受信指向特性を得ることができる。なお、近赤外線吸収部材１７の投光室側または受光室側のいずれかの外周部のみを抉り取られた形状とすることも可能である。
【００８１】
また、近赤外線吸収部材１７は、透光板１０の裏側のみでなく、図１７（ｂ）に示すように、対向する成型遮光板２８の先端面にも固定すると、成型遮光板２８の先端面による二次反射がなくなり、各近赤外線吸収部材１７で近赤外線の吸収が行われることによって、受光室側への波長ｆ０の近赤外線の侵入を一層抑制することができる。
【００８２】
さらに、成型遮光板２８先端部に取り付ける近赤外線吸収部材１７は、図１７（ｃ）に示すように、Ｕ字状にして、成型遮光板２８の先端部分から側壁部分にかけて覆うように固定すると、成型遮光板２８の投光室側の面での近赤外線の不要な乱反射成分を相対的に抑制できるとともに、成型遮光板２８の厚さが薄い場合であっても近赤外線吸収部材１７の保持の安定化と組立時の作業性の向上を図ることができる。
【００８３】
実施の形態６．
図１８は本発明の実施の形態６の空間光伝送装置の断面図である。なお、図１８に示す実施の形態６の空間光伝送装置が図１〜図３に示す上記実施の形態１の空間光伝送装置に対して主に異なる点は、透光板１０の構造、光誘導部材３０を備えた点であり、投光素子３、受光素子４、および端末機器１０２等の他の構成は上記実施の形態１と同じであるため、共通する部分には同じ符号を付してその説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
【００８４】
図１８において、透光板１０の受光室側には、受光素子４と対向する部分に受光窓２９が設けられている。そして、この受光窓２９内を貫通するように光誘導部材３０が挿入され、光誘導部材３０の側面部に設けられた位置決め部３１が透光板１０の裏面の光誘導部材固定部３２に嵌合して固定されている。また、受光窓２９を形成する透光板１０の内壁に対向する部分を含む光誘導部材３０の外周全体には、遮光部材３３が塗布されている。
【００８５】
光誘導部材３０は、近赤外線領域の光に対して投光素子３が放射する波長ｆ０付近の近赤外線領域のみを特に減衰させるアクリル樹脂等の素材で成型されている。そして、この光誘導部材３０は、端末機器１０２（図４参照）の投光素子から放射された波長ｆ１を中心とする近赤外線を含んで受光素子４が受信可能範囲の波長の近赤外線を透過する特性を持っている。この特性の例としては、上記実施の形態４の図１４に示した補助透光板２２の透過率曲線２１３と同様の光学特性を持ったものである。
【００８６】
次に、光誘導部材３０の形状と透光板１０への取り付け状態について説明する。透光板１０の裏側から受光窓２９に光誘導部材３０の一端を挿入し、外周部分に形成された位置決め部３１が透光板１０の裏面に当てられると同時に、光誘導部材固定部３２が位置決め部３１の裏側に入り込んで嵌合することで固定されている。また、光誘導部材３０を透光板１０の側より引き抜いて嵌合が解除されることにより、自由に取り外しが可能な状態となっている。
【００８７】
光誘導部材３０の受光窓２９に挿入される側の端面は、透光板１０の表面の形状と同じ平坦な形状となっている。また、反対側の面は、受光素子４の受光面よりも広い口径となっており、さらに凹面状に成型されている。
【００８８】
次に、カバー９をシャーシ１上に取り付け状態での伝送動作について説明する。カバー９をシャーシ１に取り付けた後にカバー固定ネジ１５で締め付けることにより、カバー９とシャーシ１の嵌合力が増し、光誘導部材３０の凹面部の外周の先端部が送受基板２に密着して固定される。このとき、光誘導部材３０の凹面部は受光素子４の受光面の真上（受光面に対向する位置）に配置され、受光素子４全体が光誘導部材３０によって覆われた状態となっている。
【００８９】
端末機器１０２側の投光素子から放射される波長ｆ１の近赤外線を受光素子４の最大受光感度が得られる波長の範囲内に選択しておくと、この近赤外線が透光板１０の受光窓２９内の光誘導部材３０の先端面に到達した際に、先端面付近での光誘導部材３０の分光特性によって波長ｆ１付近の近赤外線のみが透過され、その内部を反射しながら侵入して受光室内側先端部の凹面形状部まで到達し、受光素子４の受光面の真上から放射されて受光素子４に到達する。
【００９０】
例えば、投光室内の投光素子３から放射されて外界の物体等に反射して戻って来た波長ｆ０の近赤外線などの外乱光は、光誘導部材３０内を伝搬する間に、その分光特性によって減衰し、受光素子４の受光面に到達した時点の光強度は端末機器１０２側から到達した波長ｆ１の近赤外線に比べて極めて小さくなっている。
【００９１】
また、透光板１０が投光素子３および受光素子４に接近している場合には、投光素子３から放射された近赤外線の一部が透光板１０の内部を伝搬し、受光室側の受光窓２９の内面より放出される。そして、光誘導部材３０と受光窓２９の内面との間隙より受光室内側に侵入した近赤外線は、光誘導部材３０表面の遮光部材３３によって光誘導部材３０内部への侵入が阻止され、また光誘導部材３０が受光素子４全体を覆っているために受光室内での受光素子４への到達も阻止される。
【００９２】
以上のように実施の形態６によれば、透光板１０に設けた受光窓２９の内側に特定の分光特性を持ち遮光部材３３で包囲した光誘導部材３０を固定するにより、受光素子４への投光素子３からの近赤外線の到達を防止して端末機器１０２からの近赤外線の受光精度を向上させるとともに、遮光板１２による受光素子４の受光指向性への影響を軽減できるので、良好な受光特性が得られる。
【００９３】
なお、図１９（ａ）に示すように、光誘導部材３０の受光窓２９側の端面を透光板１０表面よりも突出させて、透光板１０表面から放射された投光素子３からの近赤外線が、光誘導部材３０の透光板１０側の先端部から侵入するのを抑制することも可能である。この場合には、遮光部材３３を透光板１０から突出した光誘導部材３０の先端までも包囲して、投光素子３からの近赤外線の光誘導部材３０側面への入射を防止することが望ましい。
【００９４】
また、図１９（ｂ）に示すように、光誘導部材３０の透光板１０側の先端部に凹面形状部３０ａを形成して、端末機器１０２から到達する近赤外線の受光指向性を補っても良い。さらに、図１９（ｃ）に示すように、複数の凹面形状部３０ｂを形成しても良く、端末機器１０２から到達する近赤外線の受光指向性を補うことができる。
【００９５】
また、上記実施の形態６の空間光伝送装置は、上記実施の形態１の空間光伝送装置に光誘導部材３０を設けたものであるが、上記実施の形態２の空間光伝送装置に光誘導部材３０を設けることも可能である。
【００９６】
実施の形態７．
上記実施の形態１では、シャーシ１の筐体自体に送受基板２を固定するため、投光素子および受光素子の配向角度が一定の角度に固定されているが、以下に説明する実施の形態７では、カバー９の選択に応じた投光素子と受光素子の配向角度に送受基板２の取り付け角度が調節されるものである。
【００９７】
図２０は本発明の実施の形態７の空間光伝送装置の分解斜視図であり、図２１、図２２はその断面図である。また、図２３は本発明の実施の形態７の空間光伝送装置の設置例を示す図である。この実施の形態７の空間光伝送装置は、シャーシ１と、投光基板３５と、受光基板３６と、投光素子３と、受光素子４と、メイン基板７と、投光基板接続ケーブル３７と、受光基板接続ケーブル３８と、カバー９と、透光板１０と、遮光板１２と、回転軸３９と、基板支持部４０とを備えている。
【００９８】
なお、図２０〜図２２に示す実施の形態７の空間光伝送装置が図１〜図３に示す上記実施の形態１の空間光伝送装置に対して主に異なる点は、送受基板２の代わりにこれを分割して投光基板３５と受光基板３６を設けた点、回転軸３９による回転構造およびシャーシ１の構造、突起部１１と遮光板１２の形状であり、投光素子３、受光素子４、および透光板１０の光学特性と端末機器１０２等の他の構成は上記実施の形態１と同じであるため、共通する部分には同じ符号を付してその説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
【００９９】
図２０または図２１において、投光素子３を実装した投光基板３５と受光素子４を実装した受光基板３６は、ともに基板支持部４０によって回転軸３９に固定され、さらに回転軸３９を中心に一定範囲内で回転するようにシャーシ１に設けられた軸受け部４１に取り付けられている。
【０１００】
また、シャーシ１上のメイン基板７と投光基板３５および受光基板３６とは、投光基板接続ケーブル３７および受光基板接続ケーブル３８によってそれぞれ接続され、投光基板３５と受光基板３６の両基板の間隔は、カバー９をシャーシ１に装着した際に遮光板１２に対向する位置にあって、遮光板１２の厚み以上の間隔で取り付けられている。
【０１０１】
また、突起部１１の先端には、投光室側にせり出したストッパー部３４が設けられ、突起部１１の受光室側の側面には、遮光板１２が両面粘着材１３にて固定されている。
【０１０２】
図２２に示すように、遮光板１２には突起部１１の先端部から回転軸３９の直径よりも広い幅の軸溝４２が設けられ、カバー９をシャーシ１に取り付ける際に回転軸３９がこの軸溝４２内を貫通しながら移動するような形状で開けられており、その先端部には面取り部４３が形成されている。
【０１０３】
また、突起部１１の先端の形状は、カバー９に応じて決められた角度で成型されている。例えば、この実施の形態７の空間光伝送装置の設置場所として、図２３（ａ）に示すように壁面１１０に取り付けられる場合と、図２３（ｂ）に示すように室内の天井１１１に水平に下向きに取り付けられる場合のように、設置条件に応じて異なる形状のカバー９ａおよび９ｂがあらかじめ用意される場合において、それぞれ異なった角度の先端部形状の突起部１１が成型された透光板１０ａおよび１０ｂが取り付けられている。
【０１０４】
次に、カバー９をシャーシ１に取り付ける際の動作について説明する。遮光板１２の面取り部４３を投光基板３５と受光基板３６の間に位置するようにカバー９をシャーシ１に取り付けると、遮光板１２の軸溝４２に沿って回転軸３９が差し込まれる。このとき、突起部１１先端にあるストッパー部３４が受光基板３６に接触しながら押し当てられるために、投光基板３５と受光基板３６が互いの位置関係を保持したまま回転軸３９によって回転し、突起部１１の先端形状に応じたストッパー部３４の傾斜角で保持される。
【０１０５】
続いて、シャーシ１側面に設けられた４箇所のネジ取り付け部１６にカバー固定ネジ１５で固定することにより、カバー９のシャーシ１への圧着力が増し、ストッパー部３４と投光基板３５上への密着状態が保持され、遮光板１２が投光基板３５と受光基板３６の間隙に完全に挿入された状態となる。
【０１０６】
例えば、図２３（ａ）に示すようにシャーシ１が壁面１１０に取り付けられる場合には、壁面１１０への取り付けに適合するカバー９ａを使用することにより、端末機器１０２のある正面下方向に投光素子３および受光素子４が配向されるように投光基板３５と受光基板３６が回転し、投光素子３および受光素子４の送受信中心軸４０１ａが端末機器１０２の送受信部に配向され、送受信角４０２の範囲内での送受信が可能となる。
【０１０７】
また、図２３（ｂ）に示すように天井１１１に取り付けられる場合には、天井１１１への取り付けに適合するカバー９ｂを使用することにより、端末機器１０２のある真正面方向に投光素子３と受光素子４が配向され、送受信中心軸４０１ｂが端末機器１０２に配向され、カバー９ａを使用した場合と同じ送受信角４０２の範囲内での送受信が行えるようになる。
【０１０８】
そして、図２３（ａ）と図２３（ｂ）のいずれの場合にも、遮光板１２が投光基板３５と受光基板３６の間に挿入されているために、各基板の配向角が変化しても、投光室側から受光室側への波長ｆ０の近赤外線の侵入が阻止される。
【０１０９】
以上のように実施の形態７によれば、突起部１１の先端を傾斜角を持たせた形状とし、遮光板１２を投光基板３５と受光基板３６の間隙に挿入したまま傾斜角に応じて投光基板３５と受光基板３６を回転させることにより、受光素子４への投光素子３からの外乱光の侵入を防止しながら、カバー９の種類や端末機器１０２との位置関係に応じた投光素子３と受光素子４の配向角度が容易に調整することができるとともに、天井１１１や壁面１１０へのシャーシ１の設置時に行われる投光基板３５と受光基板３６の配向角度調整の作業性の向上が図れ、角度調整ミスを防止することができる。
【０１１０】
なお、上記実施の形態７において、突起部１１のストッパー部３４は、回転軸３９からできるだけ離れた受光基板３６の外周付近まで接触させることが望ましい。この場合、回転軸３９を中心に投光基板３５と受光基板３６が回転する際に必要となる押圧が小さくなり、カバー９をシャーシ１に取り付ける時に加える圧力が軽減でき、作業性がさらに向上できる。
【０１１１】
また、ストッパー部３４と受光基板３６とを点接触に近い数箇所の小さな接触部分で接触させても良い。この場合、突起部１１の先端と受光基板３６表面との間に間隙を確保できるので、受光基板３６上の部品実装や銅箔パターン引き回しの制約を緩和させることができ、部品実装度を向上させることができる。
【０１１２】
実施の形態８．
上記実施の形態７では、カバー９のシャーシ１への取り付け時に投光基板３５と受光基板３６が回転しながら配向角度が調節されるものであるが、以下に説明する実施の形態８は、カバー９をシャーシ１に取り付ける前にあらかじめ投光基板３５および受光基板３６の配向角度を微調整しておく必要がある場合に関するものである。
【０１１３】
図２４は本発明の実施の形態８の空間光伝送装置の分解斜視図であり、図２５および図２６はその断面図である。この実施の形態８の空間光伝送装置は、シャーシ１と、投光基板３５と、受光基板３６と、投光素子３と、受光素子４と、メイン基板７と、投光基板接続ケーブル３７と、受光基板接続ケーブル３８と、カバー９と、可動透光板４４と、遮光板１２と、回転軸３９と、基板支持部４０と、配向角固定ナット４７と、ドームカバー４８と、カメラユニット１０６とを備えている。
【０１１４】
なお、図２４〜図２６に示す空間光伝送装置が図２０〜図２２に示す上記実施の形態７の空間光伝送装置に対して主に異なる点は、透光板１０の代わりに可動透光板４４を設けている点、遮光板１２の形状カバー９とシャーシ１の構造および配向角固定ナット４７を設けている点、およびカメラユニット１０６がシャーシ１上に取り付けられている点であり、投光素子３、受光素子４、および透光板１０の光学特性と端末機器１０２等の他の構成は上記実施の形態７と同じであるため、共通する部分には同じ符号を付してその説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
【０１１５】
図２４において、カバー９の正面上部と正面下部の一角の２箇所に開口部が設けられている。正面下部の開口部には、赤外線のみを透過する素材で形成された可動透光板４４が、その左右両側に設けられたボス４５をカバー９の開口部両側に設けた透光板軸受け部４６に嵌合させることによって取り付けられている。また、可動透光板４４は、ボス４５を軸に一定範囲内での回転が可能となっている。
【０１１６】
また、可動透光板４４の裏側には突起部１１が設けられており、その先端には投光室側にせり出したストッパー部３４が設けられ、受光室側の側面には遮光板１２が両面粘着材１３で固定されている。
【０１１７】
また、投光素子３を実装した投光基板３５と受光素子４を実装した受光基板３６は、ともに基板支持部４０によって回転軸３９に固定され、さらに回転軸３９を中心に可動するようにシャーシ１に設けられた軸受け部４１に取り付けられ、配向角固定ナット４７を締め付けることにより任意の角度で固定される。
【０１１８】
また、カメラユニット１０６がシャーシ１上に取り付けられている。このカメラユニット１０６は、シャーシ１上で上下左右方向に一定範囲内で自由に向きが調整できるようになっており、カメラユニット１０６からの撮像映像信号は、カメラ映像ケーブル１０７にてレコーダー１０１（図４参照）に入力されている。
【０１１９】
また、カバー９の正面上部には、アクリル樹脂等で成型されたドームカバー４８が、カバー９をシャーシ１に取り付けた状態にてカメラユニット１０６の正面に配置されるような位置に設けられており、ドームカバー４８を通してカメラユニット１０６で撮影される。
【０１２０】
次に、カバー９をシャーシ１に取り付ける際の動作について説明する。シャーシ１が壁面等に取り付けられた後、カバー９をシャーシ１に装着しない状態で投光基板３５および受光基板３６を回転軸３９によって回転させ、投光素子３と受光素子４を端末機器１０２（図２３参照）の配置に応じた最適な角度に調節し、配向角固定ナット４７を締め付けて固定させる。
【０１２１】
これとともに、カメラユニット１０６の向きも最適な方向に向けられるように調整する。その場合、端末機器１０２の位置に応じて投光素子３と受光素子４の向きがすでに調整されており、レコーダー１０１から出力される映像信号をメイン基板７の送信回路部５（図示せず）に送ることにより、カメラユニット１０６での撮像状態が端末機器１０２のモニタ画面上に映し出されるので、調整者は、この画像を確認しながらカメラユニット１０６の向きを調整する。
【０１２２】
投光基板３５および受光基板３６とカメラユニット１０６の向きが調整された後、カバー９をシャーシ１に取り付けることにより、遮光板１２が投光基板３５と受光基板３６の間に挿入されるとともに、軸溝４２に回転軸３９が差し込まれる。このとき、突起部１１のストッパー部３４が投光基板３５の表面に押し当てられ、投光基板３５の傾斜角度に応じて可動透光板４４が回転し、突起部１１の先端形状に応じたストッパー部３４の傾斜角度に応じて保持される。
【０１２３】
続いて、シャーシ１側面に設けられた４箇所のネジ取り付け部１６にカバー固定ネジ１５で固定することにより、カバー９のシャーシ１への圧着力が増し、ストッパー部３４と投光基板３５上への密着状態が保持される。
【０１２４】
以上のように実施の形態８によれば、突起部１１の先端に傾斜を持たせ、遮光板１２を投光基板３５と受光基板３６の間隙に挿入したまま傾斜角に応じて可動透光板４４および遮光板１２を自動的に配向させることにより、投光素子３から受光素子４への外乱光の遮蔽を保持しつつ、投光基板３５と受光基板３６の傾きに応じた最適な方向に可動透光板４４を配向させることができる。
【０１２５】
また、シャーシ１の壁面への取り付け位置および端末機器１０２の位置関係に応じて配向角度が様々に調整された投光基板３５と受光基板３６に対しても、可動透光板４４と突起部１１のストッパー部３４および遮光板４の形状や構造を共通化することができ、製造コストの低減が図れる。
【０１２６】
さらに、カメラユニット１０６の向きの調整時などのカバー９をシャーシ１から取り外した状態でのみ配向角度が調整できるので、カバー９を装着した通常設置状態での可動透光板４４の誤操作を防止することもできる。
【０１２７】
なお、上記それぞれの実施の形態では、投光素子３が６個用いたものを図示して説明を行ったが、投光素子３の数はこれに限るものではなく、１個以上あれば何個あっても構わないのはいうまでもない。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、透光板の裏面の形状に合わせて成型された遮光板を、透光板と一体成型された突起部の受光素子に面する側に配置し、かつ透光板裏面に密着するように固定しておくことにより、シャーシへのカバー固定時に透光板裏面に密着するさせることができるので、投光素子から放射されて透光板裏面で反射した近赤外線が外乱成分となって受光素子に侵入することを効率良く防止することができ、かつ投光素子と受光素子の配向角を変更しても安定した送受信ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の空間光伝送装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１の空間光伝送装置の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１の空間光伝送装置の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１の空間光伝送装置を用いて構成された伝送システムの斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１の空間光伝送装置においての投光素子および受光素子の光学特性図である。
【図６】本発明の実施の形態１の空間光伝送装置においての投光素子の放射指向性および受光素子の受光指向性を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１の空間光伝送装置においての透光板および遮光板の光学特性図である。
【図８】本発明の実施の形態１の他の空間光伝送装置の断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２の空間光伝送装置の断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２の他の空間光伝送装置の断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３の空間光伝送装置の断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３の空間光伝送装置においての透光板およびその突起部の光学特性図である。
【図１３】本発明の実施の形態４の空間光伝送装置の断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態４の空間光伝送装置においての透光板および補助透光板の光学特性図である。
【図１５】本発明の実施の形態４の他の空間光伝送装置の断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態５の空間光伝送装置の断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態５の他の空間光伝送装置を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態６の空間光伝送装置の断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態６の他の空間光伝送装置においての光誘導部材近傍の断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態７の空間光伝送装置の分解斜視図である。
【図２１】本発明の実施の形態７の空間光伝送装置の断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態７の空間光伝送装置の断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態７の空間光伝送装置の設置例を示す図である。
【図２４】本発明の実施の形態８の空間光伝送装置の分解斜視図である。
【図２５】本発明の実施の形態８の空間光伝送装置の断面図である。
【図２６】本発明の実施の形態８の空間光伝送装置の断面図である。
【符号の説明】
１シャーシ、２送受基板、３投光素子、４受光素子、５送信回路部、６受信回路部、７メイン基板、８基板接続ケーブル、９カバー、１０透光板、１１突起部、１２遮光板、１３両面粘着材、１４カバー固定ネジ穴、１５カバー固定ネジ、１６ネジ取り付け部、１７近赤外線吸収部材、１８空孔、１９傾斜部、２０段差部、２１ガイドレール、２２補助透光板、２３固定部、２４切り欠き部、２５返り部、２６電磁遮蔽板、２７スペーサー、２８成型遮光板、２９受光窓、３０光誘導部材、３１位置決め部、３２光誘導部材固定部、３３遮光部材、３４ストッパー部、３５投光基板、３６受光基板、３７投光基板接続ケーブル、３８受光基板接続ケーブル、３９回転軸、４０基板支持部、４１軸受け部、４２軸溝、４３面取り部、４４可動透光板、４５ボス、４６透光板軸受け部、４７配向角固定ナット、４８ドームカバー、１００空間光伝送装置、１０１レコーダー、１０２端末機器、１０３映像入力信号ケーブル、１０４電源供給ケーブル、１０５制御信号ケーブル、１０６カメラユニット、１０７カメラ映像ケーブル、１０８カメラユニット固定具、１０９端末機器保持台、１１０壁面、１１１天井、１１２モニタ画面、１１３操作ボタン、２０１投光素子３の放射強度特性、２０２受光素子４の受光感度曲線、２０３透光板１０の透過率曲線、２０４端末機器１０２側投光素子の放射強度特性、２０５端末機器１０２側投光素子の他の放射強度特性例、２０６遮光板１２の透過率曲線、２０７透光板１０ａの透過率曲線、２０８透光板１０ｂの透過率曲線、２０９透光板１０ｃの透過率曲線、２１０波長ｆ０に対する透過率曲線、２１１波長ｆ１に対する透過率曲線、２１２透光板１０の透過率曲線、２１３補助透光板２２の透過率曲線、３０１投光素子３の投光指向曲線、３０２受光素子４の受光指向曲線、４０１送受信中心軸、４０２送受信角。

Claims

投光素子および受光素子が配設された送受基板と、
少なくとも前記投光素子の発光する光および前記受光素子で受光される光の領域を透過する透光板と、
前記透光板の裏面に形成された突起部と、
前記透光板の裏面に密着して前記突起部に固定され、前記投光素子の発光領域の光を減衰させる遮光板と、
前記透光板が保持されるカバーと、
前記送受基板が保持されるシャーシと
を備え、
前記カバーを前記シャーシに取り付けることにより、前記遮光板が前記投光素子と前記受光素子の間に配置され、前記遮光板の先端部が前記送受基板の表面に密着する
ことを特徴とする空間光伝送装置。
前記遮光板が、前記透光板の裏面の形状および前記送受基板の配向角度に応じた形状に成型されていることを特徴とする請求項１記載の空間光伝送装置。
前記遮光板が、前記突起部の前記投光素子に面した側のみに固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の空間光伝送装置。
前記投光素子に対向する前記送受基板および前記遮光板の表面に、前記投光素子の発光する光を吸収する光吸収部材を設けたことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の空間光伝送装置。
前記送受基板に形成された空孔をさらに備え、
前記カバーを前記シャーシに取り付けることにより、前記遮光板の先端部が前記空孔を貫通する
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の空間光伝送装置。
投光素子および受光素子が配設された送受基板と、
少なくとも前記投光素子の発光する光および前記受光素子で受光される光の領域を透過する透光板と、
前記透光板の裏面に形成された段差部と、
前記透光板の裏面に形成された突起部と、
前記突起部に形成されたガイドレールと、
前記ガイドレールに保持され、前記投光素子の発光領域の光を減衰させる遮光板と、
前記遮光板に形成され、前記段差部に密着する傾斜部と、
前記透光板が保持されるカバーと、
前記送受基板が保持されるシャーシと
を備え、
前記カバーを前記シャーシに取り付けることにより、前記遮光板が前記投光素子と前記受光素子の間に配置され、前記遮光板の先端部が前記送受基板の表面に密着する
ことを特徴とする空間光伝送装置。
前記ガイドレールが突起部の両面に設けられ、前記透光板が前記突起部の両面に保持されていることを特徴とする請求項６記載の空間光伝送装置。
投光素子および受光素子が配設された送受基板と、
少なくとも前記投光素子の発光する光を透過する第１の領域、少なくとも前記受光素子で受光される光を透過する第２の領域、および前記投光素子の発光領域の光を減衰させる第３の領域を含む透光板と、
前記透光板の前記第３の領域の裏面に形成され、前記投光素子の発光領域の光を減衰させる突起部と、
前記透光板が保持されるカバーと、
前記送受基板が保持されるシャーシと
を備え、
前記カバーを前記シャーシに取り付けることにより、前記突起部が前記投光素子と前記受光素子の間に配置され、前記突起部の先端部が前記送受基板の表面に密着する
ことを特徴とする空間光伝送装置。
前記透光板とは異なる光透過率特性の補助透光板と、
前記補助透光板に設けられた固定部と、
前記送受基板上の前記受光素子の周囲に設けられた切り欠き部と
をさらに備え、
前記固定部を前記切り欠き部に嵌合することにより、前記補助透光板が前記送受基板上に着脱可能に保持されている
ことを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の空間光伝送装置。
前記受光素子と前記補助透光板の間の空間に、電磁遮蔽板が挿入されていることを特徴とする請求項９記載の空間光伝送装置。
投光素子および受光素子がスペーサーを介して配設された送受基板と、
前記スペーサー上の前記投光素子と前記受光素子の間に形成され、前記投光素子が発光する光を減衰させる成形遮光板と、
少なくとも前記投光素子の発光する光および前記受光素子で受光される光の領域を透過する透光板と、
前記透光板の裏面に配置され、前記投光素子の発光する光を吸収する光吸収部材と、
前記透光板が保持されるカバーと、
前記送受基板が保持されるシャーシと
を備え、
前記カバーを前記シャーシに取り付けることにより、前記光吸収部材が前記成形遮光板の先端面に対向する位置に配置される
ことを特徴とする空間光伝送装置。
前記光吸収部材の前記投光素子側および前記受光素子側の少なくとも一方の外周部が、凹状に形成されていることを特徴とする請求項１１記載の空間光伝送装置。
前記成型遮光板の先端面にも、前記投光素子の発光する光を吸収する光吸収部材が設けられていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の空間光伝送装置。
前記成型遮光板の先端面に設けられた前記光吸収部材は、前記成型遮光板の前記受光素子側および前記投光素子側の両面で固定されていることを特徴とする請求項１３記載の空間光伝送装置。
前記透光板に形成された受光窓と、
前記透光板に形成された光誘導部材固定部と、
前記受光窓に一端が挿入され、前記光誘導部材固定部に嵌合して、前記透光板に着脱可能に保持される光誘導部材と
をさらに備え、
前記カバーを前記シャーシに取り付けることにより、前記光誘導部材が前記受光素子全体を覆うように配置される
ことを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の空間光伝送装置。
前記光誘導部材の前記受光窓側の端面を前記透光板の表面よりも突出させたことを特徴とする請求項１５項記載の空間光伝送装置。
前記光誘導部材の前記受光窓側の端面に、１つまたは複数の凹面形状部を設けたことを特徴とする請求項１５または１６に記載の空間光伝送装置。
投光素子が配設された投光基板と、
受光素子が配設された受光基板と、
少なくとも前記投光素子の発光する光および前記受光素子で受光される光の領域を透過する透光板と、
前記透光板の裏面に形成された突起部と、
前記突起部の先端に形成されたストッパー部と、
前記透光板の裏面に密着して前記突起部に固定され、前記投光素子の発光領域の光を減衰させる遮光板と、
前記遮光板に形成された軸溝と、
前記透光板が保持されるカバーと、
前記投光基板および前記受光基板が固定された回転軸と、
前記回転軸が回転可能に保持されるシャーシと
を備え、
前記カバーを前記シャーシに取り付けることにより、前記遮光板が前記投光基板と前記受光基板の間に配置され、前記軸溝内に前記回転軸が配置され、前記ストッパー部が前記投光基板または前記受光基板に密着することによって前記投光基板および前記受光基板の配向角度が保持される
ことを特徴とする空間光伝送装置。
投光素子が配設された投光基板と、
受光素子が配設された受光基板と、
少なくとも前記投光素子の発光する光および前記受光素子で受光される光の領域を透過する可動透光板と、
前記可動透光板の裏面に形成された突起部と、
前記突起部の先端に形成されたストッパー部と、
前記可動透光板の裏面に密着して前記突起部に固定され、前記投光素子の発光領域の光を減衰させる遮光板と、
前記遮光板に形成された軸溝と、
前記可動透光板が半可動状態で保持されるカバーと、
前記投光基板および前記受光基板が固定された回転軸と、
前記回転軸が回転可能に保持されるシャーシと、
前記シャーシに設けられ、前記回転軸の回転を固定する固定機構と
を備え、
前記回転軸の固定後に前記カバーを前記シャーシに取り付けることにより、前記遮光板が前記投光基板と前記受光基板の間に配置され、前記遮光板の軸溝内に前記回転軸が配置され、前記ストッパー部が前記投光基板または前記受光基板に密着することによって前記可動透光板の配向角度が保持される
ことを特徴とする空間光伝送装置。
前記遮光板は、その前記先端部が、前記突起部よりも前記送受基板側にせり出すように、前記突起部に取り付けられていることを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の空間光伝送装置。
前記突起部が、前記透光板と一体成型されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか、または請求項２０に記載の空間光伝送装置。