JPH05183514A - 光空間伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光部において複数の光を投光し、受光部に
おいてこの複数の光を重ねて受光することにより、受光
部における入射光強度を大きくする。 【構成】 投光部１より伝送信号に基づき変調された複
数の光６、１７を投光すると共に受光部１１では前記投
光部１からの複数の光６、１７を重ねて受光し得られた
信号を復調して伝送信号を再現することで、受光光の強
度を大きくし、通信距離を大きくしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は光空間伝送装置に係
り、特に赤外線を用いて音声信号を空間伝送するワイヤ
レススピーカ等に適用して投光部と受光部の間の距離を
大きくとるに好適な光空間伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の光空間伝送装置の概略構成
図である。図において、３１は外部からの音声信号を受
け付ける音声入力回路、３２は音声入力回路３１から入
力されたアナログ音声信号をディジタル音声信号に変換
するＡ／Ｄ変換回路、３３はＡ／Ｄ変換回路３２からの
ディジタル音声信号を増幅して変調回路３４に与える入
出力部である。１は変調回路３４で光伝送に適した形に
変調され信号成分を含む赤外線を投光する発光部、１１
は発光部１からの投光赤外線６を受光する受光部であ
る。発光部１において、３は発光赤外線４を発生する発
光素子、５は発光素子３からの発光赤外線４を集光し投
光赤外線６として空間に投光するための投光用集光レン
ズである。また、受光部１１において、７は空間から投
光赤外線６を集光して受光赤外線８として受け取るため
の受光用集光レンズ、９は受光用集光レンズ７を通じて
受光赤外線８を受光して信号成分を得る受光素子であ
る。また、２は受光部１１において受光素子９が受光し
て得た信号成分を増幅する前置増幅器、１３は発光部１
側の変調回路３４で変調をかけられた信号を復調してデ
ィジタル音声信号を得るための復調回路、１４はこのデ
ィジタル音声信号を取り出すための入出力部、１５は入
出力部１４から取り出されたディジタル音声信号をアナ
ログ音声信号に変換するＤ／Ａ変換回路、１６はアナロ
グ音声信号を増幅して音声信号として外部に出力するた
めの音声出力回路である。

【０００３】以上述べたような構成において、次にその
動作を説明する。

【０００４】発光部１側において入力された音声信号は
音声入力回路３１で適宜レベルに増幅されＡ／Ｄ変換回
路３２に与えられる。Ａ／Ｄ変換回路３２においてアナ
ログ音声信号はディジタル音声信号に変換され入出力部
３３を通じて変調回路３４に出力される。変調回路３４
においてディジタル音声信号は伝送に適した形に変調さ
れプリント基板上に取り付けられた発光素子３に与えら
れる。その結果、発光素子３は変調を受けた形で発光赤
外線４を発生し投光用集光レンズ５を通じて投光赤外線
６をあらかじめ定められた角度領域の空間に送出する。

【０００５】受光部１１側においては発光部１が空間に
射出した投光赤外線６を受光用集光レンズ７を用いて集
光し得られた受光赤外線８を受光素子９で受光する。そ
の結果、受光素子９からは変調された受光信号が得られ
るが、この信号は前置増幅器２で増幅され、復調回路１
３で復調されディジタル音声信号が得られる。このディ
ジタル音声信号は入出力部１４を通じてＤ／Ａ変換回路
１５に出力されここでアナログ音声信号に変換される。
このアナログ音声信号は音声出力回路１６により増幅さ
れ音声信号として、例えばスピーカ等に出力される。

【０００６】なお、受光部１１における受信状態は受光
部１１において受光素子９に入力される光の強度に大き
く依存しており、受信状態が悪いと良好な音声信号を再
現することができない。このため、発光部１においては
発光素子３の出力を大きくとり、受光部１１においては
受光素子９の感度を高めることで、信号の伝送特性を良
好に保つような調整が行なわれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の光空間伝送装置
は以上のように、発光素子３から投光用集光レンズ５を
通じて限られた空間に投光された伝送信号を含む投光赤
外線６を受光用集光レンズ７を通じて受光素子９で電気
信号に変換するように構成されているが、発光素子３は
信号伝送のために広帯域でありこのために発光出力が小
さく、また受光素子９も広帯域であるが故に受信感度が
小さいという問題があり、発光部１と受光部１１の間の
距離を大きく取ると、受光素子９に入射する光の強度が
小さくなり過ぎてしまい、正確な信号の送受信ができな
いという問題がある。

【０００８】この発明は上記ような問題点を解消するた
めになされたもので、発光部において複数の光を投光
し、受光部においてこの複数の光を重ねて受光すること
により、受光部における入射光強度を大きくし、これに
より発光部と受光部の間の距離が増大しても良好な信号
の送受信を可能とした光空間伝送装置を得ることを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、伝送信号に基づき変調された複数の
光を投光する複数の投光素子を有する投光手段と、前記
投光手段からの複数の光を受光し得られた信号を復調し
て伝送信号を再現する受光手段と、を備える光空間伝送
装置を提供するものである。

【００１０】また、この発明は、伝送信号に基づき変調
された複数の光を複数の平行な光軸に沿って投光する投
光手段と、前記投光手段からの複数の光を１系統の光学
系を通じて１個の受光素子上に受光し得られた信号を復
調して伝送信号を再現する受光手段と、を備える光空間
伝送装置を提供するものである。

【００１１】

【作用】上記手段において、この発明の光空間伝送装置
は、投光手段より伝送信号に基づき変調された複数の光
を投光すると共に受光手段では前記投光手段からの複数
の光を重ねて受光し得られた信号を復調して伝送信号を
再現することで、受光光の強度を大きくし、通信距離を
大きくしている。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照しながらこの発明の実施例
を説明する。

【００１３】図１はこの発明の一実施例に係る光空間伝
送装置の概略構成図である。図において、１０は変調回
路３４より発光素子３に与えられるのと全く同じ変調信
号を与えられ駆動される発光赤外線１２を発生する発光
素子、１８は発光素子１０で発生した発光赤外線１２を
投光赤外線１７として送出する投光用集光レンズであ
る。

【００１４】図２は発光部１の光学配置図であるが、図
示のように発光素子１０は発光素子３と配置間隔Ｌを開
けて配置される。同様に、投光用集光レンズ１８も投光
用集光レンズ５から配置間隔Ｌを開けて配置される。そ
の結果、投光用集光レンズ５の光軸１９と投光用集光レ
ンズ１８の光軸２０は配置間隔Ｌを開けて平行に配置さ
れることになる。

【００１５】以上述べたような構成において、次にその
動作を説明する。

【００１６】発光部１側において入力された音声信号は
音声入力回路３１で適宜レベルに増幅されＡ／Ｄ変換回
路３２に与えられる。Ａ／Ｄ変換回路３２においてアナ
ログ音声信号はディジタル音声信号に変換され入出力部
３３を通じて変調回路３４に出力される。変調回路３４
においてディジタル音声信号は伝送に適した形に変調さ
れ発光素子３および発光素子１０に与えられる。その結
果、発光素子３と発光素子１０は変調を受けた形で発光
赤外線４、１２を発生し投光用集光レンズ５と投光用集
光レンズ１８を通じて投光赤外線６と投光赤外線１７を
配置間隔Ｌだけ離れた状態でそれぞれあらかじめ定めら
れた角度領域の空間に送出する。

【００１７】受光部１１側においては発光部１が空間に
射出した投光赤外線６と投光赤外線１７を受光用集光レ
ンズ７を用いて集光し得られた受光赤外線８を受光素子
９で受光する。その結果、受光素子９からは変調された
受光信号が得られるが、この信号は前置増幅器２で増幅
され、復調回路１３で復調されディジタル音声信号が得
られる。このディジタル音声信号は入出力部１４を通じ
てＤ／Ａ変換回路１５に出力されここでアナログ音声信
号に変換される。このアナログ音声信号は音声出力回路
１６により増幅され音声信号として、例えばスピーカ等
に出力される。なお、受光部１１における受信状態は受
光部１１において受光素子９に入力される光の強度に依
存するが、投光赤外線６と投光赤外線１７は受光用集光
レンズ７を通して受光赤外線８となった段階で一部が重
ねあわされ受光素子９に与えられるため、発光素子３が
一つの場合と比べて強度が大きくなる。

【００１８】つまり、図３の受光素子９における光像説
明図に示すように、投光赤外線６に基づく第１の光像Ｂ
と投光赤外線１７に基づく第２の光像Ｃとがそれぞれ光
像直径Ｒをもって受光素子９上に形成されたとすると、
第１の光像Ｂと第２の光像Ｃの配置間隔Ｌが光像直径Ｒ
よりも小さければ光像重なり部Ｄを生じる。この光像重
なり部Ｄでは発光素子３からの光と発光素子１０からの
光が重なっているので、第１の光像Ｂ単独または第２の
光像Ｃ単独の場合に比べて約２倍の強度の光となってい
る。その結果、受光素子９からはレベルの大きな信号出
力を得ることができることになる。

【００１９】つまり、受光素子９で通常の強度の光入力
を得ればよいのであれば、発光部１と受光部１１の間の
距離をルート２倍まで大きくとることが可能となる。ま
たは発光部１と受光部１１の間の距離を延ばす必要がな
ければ、発光素子３および発光素子１０の出力を低減し
て逆に変調帯域を大きくとり伝送情報量を増やすことが
可能である。

【００２０】なお、上記実施例では発光素子３と発光素
子１０を別々に設けた構成を例示したが、複数の発光部
を有しレンズアレイを配置した発光部ユニットを用いて
も同様の効果を得ることができる。また、この場合の発
光素子の数は２以上の任意の個数を適用可能であり、受
光素子９において更に大きな光強度を得ることができ
る。また、上記実施例では１個のレンズを用いて投光赤
外線６、１７の２つの光を受光素子９上に導く構成を例
示したが、投光赤外線６、１７のそれぞれに対応してレ
ンズを設け、これを光ガイド等を通じて受光素子９上に
導くことにより、より確実に受信光の強度を高めること
ができる。

【００２１】以上説明したように、この発明の光空間伝
送装置では極めて簡単な構成で受光部１１で受信する光
の強度を高めることができるので、発光部１と受光部１
１の間の距離を大きくすることが可能であり、経済的な
構成で容易に遠距離光伝送を実現することができる。

【００２２】なお、上記実施例では音声信号を光空間伝
送する場合を例にとって説明したが、他の種類の信号、
例えば映像信号やコンピュータ用の制御信号、データ信
号等を伝送するような装置に適用してもよく同様の効果
を得ることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
発光部に複数の発光ポイントを配置し、これを複数の光
として伝送し、受信側でこれらの複数の光を空間的に重
ねて受光するように構成したので、本来出力をとるのが
困難な広帯域変調用の発光素子を用いた光空間通信にお
いても伝送距離を大きくできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る光空間伝送装置の概
略構成図である。

【図２】図１の発光部の光学配置図である。

【図３】図１の受光部における光像説明図である。

【図４】従来の光空間伝送装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 発光部 ２ 前置増幅器 ３ 発光素子 ４ 発光赤外線 ５ 投光用集光レンズ ６ 投光赤外線 ７ 受光用集光レンズ ８ 受光赤外線 ９ 受光素子 １０ 発光素子 １１ 受光部 １２ 発光赤外線 １３ 復調回路 １４ 入出力部 １５ Ｄ／Ａ変換回路 １６ 音声出力回路 １７ 投光赤外線 １８ 投光用集光レンズ １９ 光軸 ２０ 光軸 ３１ 音声入力回路 ３２ Ａ／Ｄ変換回路 ３３ 入出力部 ３４ 変調回路 Ｂ 第１の光像 Ｃ 第２の光像 Ｄ 光像重なり部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝送信号に基づき変調された複数の光を
   投光する複数の投光素子を有する投光手段と、前記投光
   手段からの複数の光を受光し得られた信号を復調して伝
   送信号を再現する受光手段と、を備えることを特徴とす
   る光空間伝送装置。
2. 【請求項２】 伝送信号に基づき変調された複数の光を
   複数の平行な光軸に沿って投光する投光手段と、前記投
   光手段からの複数の光を１系統の光学系を通じて１個の
   受光素子上に受光し得られた信号を復調して伝送信号を
   再現する受光手段と、を備えることを特徴とする光空間
   伝送装置。