JPH0340613A - 光空間伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電気信号で変調された光信号を、自由空間中
に出射し、信号の伝送を行う光空間伝送装置に関するも
のである。

従来の技術 近年、光空間伝送装置は、光リモコンとして映像機器、
音響機器、空調機器などの遠隔制御、あるいは音響機器
からの音声信号の空間伝送に多用されている。

第３図は、従来の音声信号を伝送する光空間伝送装置の
構成を示すものである。第３図にかいて、１は室内で使
用する音響機器などの装置、２は装置１に組込筐れた光
送信部、３は光送信部２の発光素子、６は光受信部、４
は光受信部５の受光素子、６は音声信号を音声に変換す
るヘッドホン、８は光信号を示す矢印である。

同図において、光送信部２の発光素子３から、例えば音
声信号で変調された光信号８が自由空間中に出射される
。この光信号６は空間中を伝搬したのち、その一部は受
光素子４に入射する。入射した光信号は光受信部６で再
び電気信号に変換され、ヘッドホン６で音声に再生され
て信号の伝送が完了する。以上のように、従来は光空間
伝送装置を構成していた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような従来の構成では、第３図に示
すように、自由空間中を伝送する光信号８の光路中を、
例えば人などの障害物７が通過すると、光路が障害物７
で遮断され音声信号の伝送が途切れると言う問題点があ
った。

本発明は、このような課題を解決するもので、−時的に
障害物が発生しても、信号の伝送を確保する、室内での
使用を対象とした光空間伝送装置の提供を目的としたも
のである。

課題を解決するための手段 そしてこの目的を達成するために本発明は、光送信部か
ら出射された光信号の一部を、障害物の影響を受けない
場所に設けた光中継部で受信し、電気信号に変換して増
幅した後、受信した光信号と光の波長が異なる光信号と
して、再び特定の範囲の方向に出射させ、光受信部では
、光送信部と光中継部とから出射された２つの光信号の
、強度の大きい方を電気信号として出力するように光空
間伝送装置を構成したものである。

作用 本発明は上記した構成により、光送信部から出射した光
信号の一部は、障害物の影響を受けない例えば室内の天
井に設けられた光中継部に入射ｌ〜、光の波長の異なる
新たな光信号として、障害物の後側の光受信部の方向に
出射するので、その結果、−時的に光送信部と光受信部
との間に障害物が発生しても、光信号の伝送を確保する
優れた光空間伝送装置として機能する。

実施例 以下、本発明の実施例を示す第１図１第２図の図面を用
いて説明する。

第１図は本発明の実施例にネ・ける光空間伝送装置の構
成を示すものである。同図にお・いて、１１は室内に設
置された音響機器あるいは映像機器などの装置、１２は
音声の１気信号を光信号に変換する光送信部、１３は自
由空間中に光信号を出射する発光素子、１４は入射した
光信号を電気信号に変換し出力する光受信部、１６．１
６は互いに異なる波長の光を検出する特性を持ち、自由
空間を伝搬した光信号を受信する受光素子、１７．１８
は受光素子１５．１６からの電気信号を各々増幅する増
幅器、１９は増幅器１７．１８の電気信号を入力し、大
きいほうの電気信号を選択して出力する比較・選択器、
２ｏは電気信号を音声に変換するヘノドホン、２１は室
内の天井２６に取付けられた光中継部、２３は発光素子
１３から出射した光信号の一部を受信する受光素子、２
２は受光素子２３から出力された電気信号を増幅する光
中継部２１の光受信部、２４は電気信号を再び光信号に
変換して出力する光中継部２１の光送信部、２６は発光
素子１３と異なる波長の光を自由空間中に出射する発光
素子、２７は人などの障害物、２８〜３１は自由空間を
伝搬する光信号を示す矢印である。

なお・、同図に釦いて、発光素子１３と２６は、互いに
異なる波長の光を出射する特性を有し、受光素子１６．
２３は発光素子１３の波長の光に、受光素子１５は発光
素子２６の波長の光に各々応答する特性を持っている。

以上のように構成された光空間伝送装置について、以下
その動作を説明する。

まず、装置１１の音声の電気信号は光送信部１２で光信
号に変換され、発光素子１３から自由空間中に出射され
る。通常の状態では、自由空間中を直進する光信号２８
の一部が、発光素子１３の波長の光にのみ応答する受光
素子１６に直接入射して、光受信部１４で再び電気信号
に変換されたのち、ヘッドホン２ｏから音声として出力
される。

しかし、光信号２８の空間伝送路中に、例えば人などの
障害物２７が光路を横切ると、受光素子１６に入射して
いる光信号２８のほどんどは遮断される〇 一方、同じ発光素子１３から室内の天井２６方向に出射
された光信号２９の一部は、光中継部２１の受光素子２
３に入射する。光の中継部２１は光受信部２２と光送信
部２４から成り、光受信部２２では、受光素子２３に入
射した光信号を増幅された電気信号に変換したのち、光
送信部２４にかいて再び光信号に変換して、発光素子２
６から出射する。発光素子２６から出射する光の波長は
、発光素子１３とは異なシ、また、発光素子２５は障害
物２７の後側にある光受信部１４の方向に光信号３０を
出射するように設けられている。

次に、発光素子２６から出射した光信号３Ｑの一部は、
光受信部１４の受光素子１６に入射する。

受光素子１６は発光素子２６０波長の光にのみ応答し、
発光素子１３から出射する波長の光には応答しない。そ
れゆえ、受光素子１６は光送信部１２から出射した光信
号２８の漏れ光３１を、受光素子１６は光中継部２１か
らの光信号３０を、各々受信し電気信号に変換する。

光受信部１４の増幅器１７釦よび１８は、各々受光素子
１６および１６からの電気信号を増幅し、比較・選択器
１９に入力させる。比較・選択器１９は、各受光素子に
入射した光信号の大きさに比例した増幅器１７．１８か
らの電気信号の大きさを比較し、大きいほうを選択して
ヘッドホン２０へ出力する。

２つの互いに異なる光の波長と、各々の波長に応答する
受光素子１５．１６を使用する理由は、光中継部２１に
おいて光信号を再生するのに時間を必要とし、光受信部
１４に入射する光送信部１２からの光信号２８または３
１と、光中継部２１からの光信号３０との間に、到達時
間差が生じ、これを区別して検出する必要があるためで
ある。

以上の動作から、光送信部１２と光受信部１４の間に障
害物２７が生じた場合は、光受信部１４は光中継部２１
からの光信号３０を受信し、障害物２７が無い場合には
、光受信部１４は、光送信部１２と光中継部２１から出
射した光信号の両方を受信して、いずれか光強度が大き
いほうを電気信号として出力する。その結果、光送信部
１２と光受信部１４との間に障害物２７が生じても、常
に光信号の空間伝送系が確保される。

以上のように本実施例の特徴は、光送信部１２から出射
された光信号の一部２９を、障害物２７の影響を受けな
い場所に設けた光中継部２１で受信し、電気信号に変換
して増幅した後、受信した光信号と光の波長が異なる光
信号３０として、再び特定の範囲の方向に出射させ、光
受信部１４では、光送信部１２と光中継部２１とから出
射された光信号の、強度の大きい方を電気信号として出
力するように光空間伝送装置を構成したことである０ この構成により、光送信部１２から出射した光信号の一
部２９は、障害物２７の影響を受けない位置に設けられ
た光中継部２１に入射し、光の波長の異なる新たな光信
号３０として障害物２７の後側の光受信部１４の方向に
出射するので、その結果、−時的に光送信部１２と光受
信部１４との間に障害物２７が発生しても、光信号の伝
送を常に確保する効果が得られ、ヘッドホン２０の音声
が途切れることがない優れた光空間伝送装置として機能
する。

なお、本実施例において、光中継部２１は室内の天井２
６に１個設けたとして説明したが、設ける位置は、障害
物２７の影響を受けず、光送信部１２からの光信号２９
を受信し、光受信部１４の方向に出射できる位置であれ
ばどの位置でもよく、筐た光中継部２１の個数は必要な
数を設けてもよいことは、言う１でもない。

以下、本発明の第２の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。

第２図は、本発明の第２の実施例を示す光空間伝送装置
の構成図である。同図において、３３は光中継部２１を
構成する光送信部、３４は光送信部３３の発光素子、３
２は電気信号の搬送周波数を選別するフィルタである。

第２図において、第１図に示す部分と同一部分について
は、同一番号を付して説明を省略する。

本実施例が第１図に示す実施例と異なる点は、光中継部
２１の光送信部３３が、光受信部２２から入力した電気
信号を、異なる搬送周波数の光信号に変えて出射させ、
光受信部１４では異なる２つの搬送周波数の光信号を選
別するフィルタ３２を設けたことである。なか、発光素
子３４から出射される光信号の波長は、発光素子１３と
同一である。

上記のように構成された光空間伝送装置について、以下
その動作を説明する。

まず、装置１１の音声の電気信号は、光送信部１２にお
いて一定の搬送周波数でＦＳＫ変調（Ｆｒｅｑｕｅｎｃ
ｙ　　５ｈｉｆ’ｔ　　ｋｅｙｉｎｇ　）された後、光
信号に変換され、発光素子１３から自由空間中に出射さ
れる。通常の状態では、自由空間中を直進する光信号２
８の一部が、受光素子１ｅに直接入射して、光受信部１
４で再び電気信号に変換されたのち、ヘッドホン２０か
ら音声として出力される。しかし、光信号２８の空間伝
送路中に、例えば人などの障害物２７が光路を横切ると
、受光素子１６に入射している光信号２８のほとんどは
遮断される。

一方、同じ発光素子１３から室内の天井２ｅ方向に出射
された光信号２９の一部は、光中継部２１の受光素子２
３に入射する。光受信部２２では、受光素子２３に入射
した光信号を増幅された電気信号に変換したのち、光送
信部３３において、光送信部１２と異なる搬送周波数の
光信号に変換１〜で、発光素子３４から出射する。発光
素子３４は障害物２７の後側にある光受信部１４の方向
に光信号３ｏを出射するように設けられている。

次に、発光素子３４から出射した光信号３０の一部は、
光受信部１４の受光素子１６に入射する。

受光素子１６は光送信部１２から出射した光信号２８の
漏れ光３１と、光中継部２１からの光信号３ｏとを同時
に受信する。光受信部１４の増幅器１８は、受光素子１
６からの電気信号を増幅し、フィルタ３２で２つの互い
に異なる搬送周波数の電気信号に選別した後、比較・選
択器１９に入力させる。比較・選択器１９は、入力され
た各搬送周波数の電気信号の大きさを比較し、大きいほ
うを選択してヘッドホン２０へ出力する。

互いに異なる搬送周波数を使用する理由は、第１図の実
施例と同じく、光中継部２１において光信号を再生する
のに時間を必要とし、光受信部１４に入射する光送信部
１２からの光信号２８または３１と、光中継部２１から
の光信号３ｏとの間に到達時間差が生じ、これを区別し
て検出する必要があるためである。

以上の動作から、光送信部１２と光受信部１４０間に障
害物２７が生じた場合は、光受信部１４は光中継部２１
からの光信号３０を受信し、障害物２７が無い場合には
、光受信部１４は、光送信部１２と光中継部２１から出
射した光信号の両方を受信して、いずれか光強度が大き
いほうを電気信号として出力する。その結果、光送信部
１２と光受信部１４との間に障害物２７が生じても、常
に光信号の空間伝送系が確保される。

以上のように本実施例の特徴は、光送信部１２から出射
された光信号２９の一部を、障害物２７の影響を受けな
い場所に設けた光中継部２１で受信し、電気信号に変換
して増幅した後、受信した光信号と搬送周波数が異なる
光信号３ｏとして、再び特定の範囲の方向に出射させ、
光受信部１４では、光送信部１２と光中継部２１とから
出射された光信号の強度の大きい方を、搬送周波数で選
別して、電気信号として出力するように光空間伝送装置
を構成したことである。

この構成によう、第１図に示す実施例と同様に、−時的
に光送信部１２と光受信部１４との間に障害物２７が発
生しても、光信号の伝送を常に確保する効果が得られ、
さらに、第１図の実施例の構成と異なり、単一の光の波
長を使用するので、光受信部１４の構成が簡素化できる
効果が得られ、優れた光空間伝送装置として機能する。

なお、第２図に示す実施例に釦いて、光送信部１２およ
び光中継部２１ともに、発光素子から出射する光信号の
波長は同一として説明したが、光受信部１４の受光素子
１６が検出できる波長であれば、どのような波長の光を
用いてもよい。

また、本実施例に釦いて、光送信部１２、光中継部２１
から出射される光信号は、ＦＳＸ変調された信号として
説明したが、信号の搬送周波数を可変できる変調方式で
あれば、例えばＰＳＫ変調でも、どのような信号変調方
式を用いてもよい。

さらに、第１図および第２図の実施例において、自由空
間中を伝搬する光信号は、１種類の光信号を装置１１側
から１方向に出射するとして説明したが、２種類以上の
光信号を用いても、また双方向に伝送してもよいことは
言う渣でもない。

発明の効果 以上のように本発明によれば、光送信部と光受信部の間
の位置に、光送信部から出射された光信号を受信して、
波長の異なる光信号に変換して再び出射する光中継部を
設けることにより、光送信部と光受信部の間の光路上に
、障害物が生じても、光送信部から出射した光信号の一
部が、光中継部で再生されて、障害物の後側に到達する
ので、常に光信号の空間伝送路が確保され、光信号が途
切れることがない効果が得られる。

さらに、上記光中継部を、入射した光信号を搬送周波数
の異なる光信号に変換して再び出射する構成とすること
によう、上記効果に加え、光受信部の構成が簡素化でき
る効果を有し、従来に比較して優れた光空間伝送装置を
実現できるものである０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における光空間伝送装置
の構成図、第２図は本発明の第２の実施例に３ける光空
間伝送装置の構成図、第３図は従来の光空間伝送装置の
構成説明図である。 １１・・・・・・装置、１２，２４，３３・・・・・・
光送信部、１３．２５．３４・・・・・・発光素子、１
４．２２・・・・・・光受信部、１５，１８．２３・・
・・・・受光素子、１７゜１８・・・・・・増幅器、１
９・・・・・・比較・選択器、２０・・・・・・ヘッド
ホン、２１・・・・・・光中継部、２６・・・・・・天
井、２７・・・・・・障害物、２８〜３１・・・・・・
光信号を示す矢印、３２・・・・・・フィルタ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気信号を光信号に変換し、この光信号を自由空
   間中に出射する光送信部と、入射した一部の前記光信号
   を電気信号に変換し増幅した後、前記光信号と異なる光
   の波長をもつ光信号に変換して、特定の範囲の自由空間
   に出射させる光中継部と、前記光送信部から出射した光
   信号の一部および前記光中継部から出射した光信号の一
   部を受信し、前記２つの光信号の内、光強度の大きい方
   の光信号を、電気信号として出力する光受信部とから構
   成したことを特徴とする光空間伝送装置。
2. （２）光中継部は、入射した光信号の搬送周波数と異な
   る搬送周波数を有する光信号を、特定の範囲の空間に出
   射することを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の光
   空間伝送装置。