JPH05344070A

JPH05344070A - 光空間信号伝送装置

Info

Publication number: JPH05344070A
Application number: JP4149173A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Ieda; 知明家田; Nobuo Sugino; 信夫杉野; Yoshihisa Mochida; 嘉久糯田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-06-09
Filing date: 1992-06-09
Publication date: 1993-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】音声、映像信号やデータの空間伝送等に用い
られる光空間信号伝送装置に関するものであり、光送信
ユニットと光受信ユニットとの間を人や物が遮ると、受
光素子に到達する光が極端に減少して、信号伝送ができ
なくなるという課題を解決し、人や物が遮っても信号伝
送が可能な光空間信号伝送装置を提供することを目的と
するものである。【構成】光送信ユニット１１から空間内のある平面に
沿って分散して光を放出させるとともに、上記平面方向
の曲率半径が上記平面と直角な方向の曲率半径より大き
い凸面レンズ２７を用いた光受信ユニット１３により受
光する構成によって、伝送距離を伸ばしながら光送信ユ
ニット１１と光受信ユニット１３の位置合わせが容易で
あるとともに、光送信ユニット１１と光受信ユニット１
３との間を人や物が遮っても信号伝送が可能となるもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音声、映像信号やデー
タの空間伝送等に用いられる光空間信号伝送装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、オーディオ機器、映像機器および
データ処理機器間の接続において、レイアウトの自由度
が高まるという理由から光空間伝送方式が実用化されて
いる。

【０００３】従来の光空間信号伝送装置について図１
１，図１２により説明する。同図において、１は光送信
ユニットであり、内部に発光素子２が配置されている。
３は光受信ユニットであり、内部に受光素子４が配置さ
れている。以上のように構成された光空間信号伝送装置
について、以下その動作について説明すると、光送信ユ
ニット１には、音声信号などの電気信号５が入力され、
入力された電気信号は光送信ユニットによって発光素子
２から空間内に放出する光の信号６に変換される。放出
された光信号６は、光受信ユニット３の受光素子４に到
達し、光受信ユニット３により電気信号７に変換されて
取り出される。このようにして、空間内を電気コードな
どを接続せずに光による信号伝送を行うことができる。

【０００４】なお、伝送距離をのばす場合には、受光素
子４の前にレンズ８を設ける場合もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、伝送距離をのばすためにレンズ８を設け
た場合、受光ユニットの指向角が狭くなってしまい、送
信ユニット１と受信ユニット３の方向を厳密に合わせな
ければならないという問題点を有していた。また、光送
信ユニット１と光受信ユニット３との間を人や物８が遮
ると、受光素子４に到達する光が極端に減少するので、
信号伝送ができなくなるという課題を有していた。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、伝送距離をのばしながら送信ユニット１と受信ユニ
ット３との位置合わせが容易であるとともに、光送信ユ
ニット１と光受信ユニット３との間を人や物が遮っても
信号伝送が可能な光空間信号伝送装置を提供することを
目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の光空間信号伝送装置は、光送信ユニットから
空間内のある平面に沿って分散して光を放出させるとと
もに、上記平面方向の曲率半径が上記平面と直角な方向
の曲率半径より大きい凸面レンズを用いた光受信ユニッ
トにより受光する構成を有している。

【０００８】

【作用】この構成によって、伝送距離を伸ばしながら送
信ユニットと受信ユニットの位置合わせが容易であると
ともに、壁からの反射光を効率よく受光することがで
き、光送信ユニットと光受信ユニットとの間を人や物が
遮っても信号伝送が可能な光空間信号伝送装置を提供で
きるものである。

【０００９】

【実施例】以下本発明の第１の実施例について、図面を
参照しながら説明する。本発明の光空間信号伝送装置の
一実施例を図１〜図３により説明する。

【００１０】同図によると、１１は発光素子１２を内蔵
した光送信ユニット、１３は受光素子１４を内蔵した光
受信ユニットであり、光受信ユニット１３は図２に示す
ように、シールドケース３１内の電気回路部３２に受光
素子１４が接続され、光が入射するように設けられたシ
ールドケースの窓位置に合わせて受光素子１４が設けら
れている。光送信ユニット１１に入力された電気信号１
５が光信号１６に変換され発光素子１２より放出され、
受光素子１４に到達して受信ユニット１３により電気信
号１７に変換されることにより光空間信号伝送が行われ
ることは従来技術と同様である。本実施例が従来技術と
異なる点は、受信ユニット１３は図２に示しているよう
に、略水平方向の曲率半径Ｒ１が略垂直方向の曲率半径
Ｒ２より大きな凸面レンズ２７の後方に受光素子１４を
配置した構成となっていることであり、この構成によっ
て、光受信ユニット１３は、水平方向の指向角を広く保
ちながら凸面レンズ２７のない場合に比べて高い集光能
力をもつことになる。

【００１１】たとえば、レンズの高さＨに対して、Ｒ１
がＨに近く、Ｒ２がＨの半分に近い値とした場合の、光
入射方向と受信ユニット正面方向との角度θに対する受
光光量の変化を図３に示す。また、図３には、凸面レン
ズ２７を設けない場合の受光光量の変化も示している。
凸面レンズ２７を設けない場合とほぼ同じ水平方向指向
角を保ちながら集光能力が高くなっている。ただし、凸
面レンズ２７を設けた場合、垂直方向の指向角は小さく
なるが、光送信ユニット１１及び光受信ユニット１３は
室内の床や机など水平な平面に沿って移動する場合が多
く、垂直方向の指向角は余り必要としない。また、天井
に設置された照明の光を受光すると受信ユニットの受信
能力が低下するので、垂直方向の指向角は狭い方が望ま
しい場合もある。このような場合に対しては、特に理想
的な指向特性が得られる事になる。

【００１２】また、図２及び図３では、レンズ２７の後
方に１個の受光素子１４を設けた受信ユニット１３を示
したが、図４のようにレンズの曲率半径が大きな方向と
平行に受光素子１４ａをはさむように受光素子２８を設
けることにより、図５の受光素子１４ａ，２８により合
成された指向特性が示すように、さらに優れた集光能力
と指向特性が得られることになる。

【００１３】また、凸面レンズ２７と受光素子１４の間
に凸面レンズ２７とほぼ等しい屈折率の樹脂を充填すれ
ば、レンズ２７と受光素子１４の間で生じる反射を防止
することができ、受信ユニット１３の能力が向上する。
特に、凸面レンズ２７の素子側の面を通過する光の臨界
角が大きくなるので、受信ユニット１３の指向特性を向
上する上で大きく貢献することになる。

【００１４】さらに、図６に示すように、凸面レンズ２
７と受光素子１４の間に導電性透明板２９を設けるかま
たは図７のように凸面レンズ２７の片面に導電性透明膜
３０を形成し、導電性透明板２９または導電性透明膜３
０を接地すれば、受光素子１４への電磁ノイズが低減さ
れることになる。なお、図７に示したように、凸面レン
ズ１４の表面に導電性透明膜３０を形成した場合には、
素子の位置決めのためのくぼみを凸面レンズ２７に設け
ることができるので、安定した特性を得ることが容易に
なる。

【００１５】図８，図９は本発明の光空間信号伝送装置
の他の実施例を示すものであり、上記実施例と同様に、
１１ａは光送信ユニット、１３ａは光受信ユニットであ
る。上記実施例と異なるのは、光送信ユニット１１ａ
が、光送信ユニット１１ａと光受信ユニット１３ａを結
ぶ直線を含む平面１８にほぼ沿った方向への放射強度が
強い放射分布を持たせたことである。上記のような光送
信ユニット１１の放射分布と光受信ユニットの集光特性
とすることにより、図８のように送信ユニット１１ａと
受信ユニット１２ａの間を人や物などの障害物１９が遮
った場合も、平面１８に沿って斜め方向に放出された光
が壁面２０に反射し、平面１８に沿った方向からの集光
効率の高い光受信ユニット１２ａにより効率よく受光す
ることができる。このため、障害物１９に遮られた場合
にも光空間信号伝送が可能となる。

【００１６】なお、このように光送信ユニット１１ａに
平面１８に沿った方向へ強い放射分布を持たせるには、
図９のように複数個の発光素子１２ａを配置し、上部２
１ａの部分の発光素子は光軸を正面方向に向け、下部２
２の部分の発光素子１２ａは左右方向に光軸を傾けて配
置することによって行われる。

【００１７】また、図８は光送信ユニットと光受信ユニ
ットがほぼ同じ高さにある場合を示しているが、図１０
のごとく、光送信ユニット１１ａ及び光受信ユニット１
３ａに光軸調整用の回転機構２５，２６を設けることに
よって光送信ユニット１１ａと光受信ユニット１３ａの
高さに差がある場合も、容易に図８と同様の平面１８を
設けることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上ように本発明は、光送信ユニットか
ら空間内のある平面に沿って分散して光を放出させると
ともに、上記平面方向の曲率半径が上記平面と直角な方
向の曲率半径より大きい凸面レンズを用いた光受信ユニ
ットにより受光する構成とすることにより、壁からの反
射光を効率よく受光することができ、光送信ユニットと
光受信ユニットとの間を人や物が遮っても信号伝送が可
能な優れた光空間信号伝送装置を実現できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光空間信号伝送装置の一実施例の構成
側面図

【図２】（ａ）同要部である光受信ユニットの一実施例
の上面図（ｂ）同側面図

【図３】同要部である光受信ユニットの受光指向特性図

【図４】（ａ）同要部である光受信ユニットの他の実施
例の上面図（ｂ）同側面図

【図５】図４（ａ），（ｂ）の光受信ユニットの他の実
施例の受光指向特性図

【図６】図１の実施例の光空間信号伝送装置の要部であ
る光受信ユニットの他の実施例の側面図

【図７】同要部である光受信ユニットの他の実施例の側
面図

【図８】本発明の光空間信号伝送装置の他の実施例の構
成図

【図９】（ａ）同要部である光送信ユニットの一実施例
の上面図（ｂ）同側面図

【図１０】同使用状態を説明するための説明図

【図１１】従来の光空間信号伝送装置の構成図

【図１２】同使用状態を説明するための説明図

【符号の説明】

１１光送信ユニット１２発光素子１３光受信ユニット１４受光素子１８平面２７凸面レンズ２８受光素子２９導電性透明板３０導電性透明膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ある方向の曲率半径Ｒ１が、上記方向と直
角な方向の曲率半径Ｒ２より大きな凸面レンズの後方に
受光素子を配置し、上記曲率半径の大きな方向が略水平
方向となるように設置した光受信ユニットからなる光空
間信号伝送装置。
【請求項２】曲率半径の大きな方向と平行に複数個の受
光素子を並べた請求項１記載の光空間信号伝送装置。
【請求項３】レンズの厚みＨに対して、Ｒ１がＨに近
く、Ｒ２がＨ／２に近い値である請求項１または請求項
２記載の光空間信号伝送装置。
【請求項４】レンズと受光素子の間に、導電性透明板を
設けた請求項１、請求項２または請求項３記載の光空間
信号伝送装置。
【請求項５】レンズの片面ないし両面に導電性透明膜を
形成した請求項１から請求項３記載の光空間信号伝送装
置。
【請求項６】レンズと受光素子の間、あるいはレンズと
導電性透明板及び導電性透明板と受光素子のあいだにレ
ンズの屈折率に近い屈折率の樹脂を充填した請求項１、
請求項４または請求項５記載の光空間信号伝送装置。
【請求項７】光送信ユニットと光受信ユニットを結ぶ直
線を含むある平面にほぼ沿った方向への光放射強度が強
い放射分布を有する送信ユニットと、曲率半径の大きな
方向が上記平面方向とほぼ一致する請求項１記載の光受
信ユニットからなる光空間信号伝送装置。