JPH06164506A - 携帯用光空間通信装置用光反射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光信号を中継して良好な通信状態を維持する
光空間通信装置用光反射装置を提供する 【構成】 光空間送信用の光信号を受光し、電気信号に
変換し増幅する受光素子２１と、増幅した電気信号を再
び光信号に変換して発光する発光素子３１とからなる多
数の発受光器４，４…を用いた携帯用光空間通信装置１
０の光中継器である。受光素子２１が特定の受光角度を
持ち、特定の方向からきた光信号を受光すると共に、発
光素子３１が受光素子２１の受光視野と同一の発光角度
を持って発光し、受光信号と同じ性質の光信号を特定の
方向以外の方向に再び発光するように発光制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信技術に係り、特
に見通しの利かない異地点間を無線光通信によって接続
する携帯用光空間通信装置用光反射装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より使用されている一般的な光空間
通信装置としては、屋内用では通信距離数メートルのテ
レビやビデオ等の光リモート操作器があり、また屋外用
では通信距離数百メートルのテレビ信号やデータ信号の
中継用機器が知られている。そして後者の場合は、異地
点間の固定設置体又は直線移動体と固定地点間の通信に
使用されており、発光素子としては、発光ダイオードや
半導体レーザが使用され、発光出力は十数ｍＷ程度であ
る。また受光素子には、シリコンＰＩＮホトダイオード
やアバランシェホトダイオードが使用されており、受光
感度は数百ｍＡ／Ｗ程度、最低受光感度は数十ｎＷ程度
である。

【０００３】しかし、上記光空間通信は、光ファイバを
利用した通信と比べて外乱光の影響が大きく最低受光感
度が悪くなるため、結果的に光電変換能率があまり良く
ないだけでなく、テレビやビデオ装置の光リモコン操作
器は、通信距離が数メートルであるため、発光素子や受
光素子自体の発光角又は受光角（３゜〜１０゜位あり、
特別な光学系を必要とすることは殆どない。）を利用
し、発光又は受光素子だけで充分な発光出力及び受光感
度を持っている。

【０００４】これに対して数十メートルから数百メート
ル、又はそれ以上の光空間通信装置は、光リモコン操作
器に比べて、空間の透過率の変化，気象の変化，外乱光
の種類の数及び照度の大きさ等の環境条件が悪いため、
電気的或は光学的な改良がなされて実用化されている。
即ち、従来から使用しているこの種の光空間通信装置
は、光学レンズ等を使用して発光光束を細く絞り、単位
面積当りのエネルギーを高くすると共に、受光側の光学
レンズ等を大口径にして発光光束の捕捉率を高くして受
光感度を上げる構造になっている。

【０００５】このため、上記従来の光空間通信装置では
発光角と受光角が近距離（１００ｍ前後）用で１゜位、
中距離（５００〜１０００ｍ）用で０．１゜位であり、
長距離用では更に狭くなっている。比較的近距離通信に
供するところが多い携帯用光空間通信装置では、発光角
と受光角を数度に設定して光軸調整を行い易くし、見通
しの得られる異地点間または直線移動体と固定地点間又
は直線移動体と固定地点間の通信に使用されている。

【０００６】しかし、特に上記携帯用光空間通信装置の
場合、什器の配置や構造物の状態等の移動先の環境によ
って発光器と受光器を対向させるための理想的な通信状
態が得られないことがあり、また通信距離が携帯用の光
空間通信装置の通信距離を越えるような広い範囲での使
用もあって、通信できない場合がある。

【０００７】このため従来より、図６に示すような光通
信用の光反射装置５０が知られている。即ち、この種の
光反射装置５０は、例えば什器等の遮蔽物ａによって見
通しの利かない位置にある、発光器５１と受光器５２を
備えた両光通信装置５３，５３間に、両光通信装置５
３，５３と見通しが利くように配置され信号変換制御回
路によって受光器５４から受光した光信号と同一の光信
号を発光器５５から発光する構造になっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図７の光空間
通信装置の発光パターンに示すように、携帯用光空間通
信装置は一般に半導体の光電変換装置を使用しており、
発光出力や受光感度が小さいため、限られた発光角及び
受光角となっている。

【０００９】従って、上記光反射装置５０の場合、限ら
れた場所であれば同じ構造の光反射装置を設置すること
が可能であるが、色々な形状の場所や距離の違いなどが
あるとそれに応じた光反射装置が必要になり、経済的な
負担が大きくなるという問題を有していた。

【００１０】また、通信距離を延ばすためにむやみに光
出力を大きくすると、光反射装置５０の受光器５４で検
出する信号は、光反射装置５０自体の発光器５５から出
力する反射光の区別が難しく、発振状態（ハウリング）
を引き起こし易くなり、通信不能状態になる欠点を有し
ていた。

【００１１】本発明は、上記問題に鑑みて創案されたも
のであり、対向する光空間通信装置が見通しの利かない
位置にあるとき、又は光空間通信の光信号が届かないよ
うな場所において、光信号を中継して良好な通信状態を
維持することができる携帯用光空間通信装置用光反射装
置を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る携帯用光空
間通信装置用光反射装置は、光空間送信用の光信号を受
光し、電気信号に変換し増幅する受光器と、前記増幅し
た電気信号を再び光信号に変換して発光する発光器とか
らなる発受光器を用いた携帯用光空間通信装置の光中継
器において、前記受光器が特定の受光角度を持ち、特定
の方向からきた光信号を受光すると共に、前記発光器が
前記受光器の受光視野と同一の発光角度を持って発光
し、受光信号と同じ性質の光信号を特定の方向以外の方
向に再び発光するようにしたことを要旨とするものであ
る。

【００１３】また、前記発受光器がそれぞれ複数の発光
器と受光器群によって構成し、必要に応じて所定の通信
範囲が得られるように、該発光器と受光器を増減するこ
とができ、全発光器と受光器の全数使用時の発光角度ま
たは受光視野を、それぞれ３６０度に構成することが好
ましい。

【００１４】

【作用】上記構成によれば、発受光器を複数の発受光器
によって構成すると共に、特定の方向からきた光信号は
その特定以外の方向に再び発光するように光信号の反射
を制御する光反射装置である。

【００１５】例えば、水平方向の発光角と受光角がそれ
ぞれ略３６度の発光器と受光器をそれぞれ１０台放射状
に組み付けた発受光器を構成すると共に、特定の方向か
ら得られた光空間通信用の光信号を受光器で光電変換
し、特定の方向以外の発光器から再び光電変換して光信
号を発光するように構成した光反射装置を得ることによ
って３６０度に対応した見通し外の光通信を行うことが
できる。

【００１６】また上記構成によれば、電気的に光信号を
増幅することにより、光反射装置を介して光空間通信装
置間を結び通信距離の延長を図ることができる。

【００１７】更に、上記光反射装置は発受光器がそれぞ
れ独立した複数の発光器群と受光器群によって構成して
あるため、使用する場所の構造に応じて発受光器の数を
増減することができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明に係る携帯用光空間通信装置用
光反射装置の一実施例を図面に従って説明する。図１
は、本発明の携帯用光空間通信装置用光反射装置の一実
施例を示すものである。

【００１９】図面において、１，１は、見通しを利かな
くしている、例えば什器ａを介して設けられた光反射装
置であり、本発明の光反射装置１は、天井面ｂ等に両携
帯用光空間通信装置１０，１０の発光器１１及び受光器
１２と対向する面に、発光器１１からの光信号を受光す
る受光器群２と、受光器１２に向かって受光信号と同一
の光信号を発射する発光器群３を設けてある。これらの
受光器群２と発光器群３はそれぞれホトダイオード等の
１０個の受光素子２１，２１…と半導体レーザ等の１０
個の発光素子３１，３１…によって１０組の発受光器
４，４…を構成してなるもので、該１０個の発受光器
４，４…は図２に示すように放射状外向きに配置してあ
る。

【００２０】そして、光反射装置１は一つの発光パター
ンが３６度である１０個の発受光器４，４…を内蔵し、
３６０度の受光視野（角度）と発光角度範囲をカバーす
ることができるようになっており、光反射装置の発光角
度と受光視野のパターンは、通信方向に死角の無いよう
に連続する構造になっている。

【００２１】図３は、上記光反射装置１の発光素子３１
と受光素子２１を含む発受光器４の制御回路の一実施例
を示すものである。図中発受光器４は、受光素子２１と
発光素子３１からなり、受光素子２１で受光した光信号
は一旦電気信号に変換され、他の発受光器４へ出力す
る。このとき光信号を受光している発受光器４は発光制
御回路５によって発光を停止し、受光している発受光器
４以外の発光素子３１に電流増幅回路６を介して出力
し、該発光素子３１によって電流／光変換して再び光信
号として発光するように構成する。

【００２２】尚、上記光反射装置１は全方向の光信号を
受光し、全方向へ光信号を発光するのが理想的である
が、通信距離を延ばすためには発光光線の単位当りのエ
ネルギーを高くする必要があり、このことは壁や什器ａ
等からの反射光も強いため、光反射装置自体が受光して
発振状態になりやすい。そのため、受光した光信号と同
じ性質の光信号は、発光制御回路５によって受光した方
向以外へ発光し、且つ発光した方向の受光器４では発光
した信号と同じ性質の光信号を取り扱わないように制御
し、同方向の発光を制御することによって発振状態を起
こり難くしている。

【００２３】また上記発受光器４は、受光器群２と発光
器群３の内、駆動する方向の発光素子３１と受光素子２
１を選択するようにすることができるもので、図４及び
図５は、光反射装置１の設置環境によって光反射装置の
発受光器４を増減し、設置環境に合った発光パターン
（及び受光視野）が得られる組合せを示している。 （１） 図４は、（ａ）に示すように、携帯用光空間通
信装置１０，１０がＬ型に屈曲した通信エリアに使用さ
れる例を示すものであり、斜線部が実装されている発受
光器４，４…である。（ｂ）に示すように、光反射装置
の発光角度と受光視野のパターンは、Ｌ型の通信方向に
死角の無いように連続する構造になっている。 （２） 図５は、携帯用光空間通信装置１０，１０が通
信能より長距離の間での通信を達成する場合の使用例を
示すもので、（ａ）は配置図、（ｂ）は通信距離を延長
する場合の配光パターンを示す。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係る携帯用光空間通信装置用光
反射装置は、上記のように構成したから、発受光器を必
要な台数だけ実装することによって必要な配光が簡単に
得られ、受光した光信号を必要な方向にのみ再び発光す
るようにしたため、光信号が発振状態を起こすことがな
く、大きな発振出力が得られるようになり、通信距離も
延長されるなどの特徴を有するものであり、本発明の実
施によって得られる効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る携帯用光空間通信装置用光反射装
置の一実施例を示す通信状態の略図である。

【図２】同光反射装置の受光視野及び発光角度を示す平
面略図である。

【図３】同発受光器の制御系を示すブロック線図であ
る。

【図４】Ｌ型設置環境における設置例を示す平面図
（ａ）と、光反射装置の発受光パターンを示す説明図
（ｂ）である。

【図５】通信距離延長設置環境における設置例を示す平
面図（ａ）と、光反射装置の発受光パターンを示す説明
図（ｂ）である。

【図６】従来の携帯用光空間通信装置用光反射装置の一
実施例を示す通信状態の略図である。

【図７】光空間通信装置の発光パターンを示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 光反射装置 ２ 受光器群 ２１ 受光素子 ３ 発光器群 ３１ 発光素子 ４ 発受光器 ５ 発光制御回路 ６ 電流増幅回路 １０ 携帯用光空間通信装置 １１ 発光器 １２ 受光器 ａ 什器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光空間送信用の光信号を受光し、電気信
   号に変換し増幅する受光器と、前記増幅した電気信号を
   再び光信号に変換して発光する発光器とからなる発受光
   器を用いた携帯用光空間通信装置の光中継器において、 前記受光器が特定の受光角度を持ち、特定の方向からき
   た光信号を受光すると共に、前記発光器が前記受光器の
   受光視野と同一の発光角度を持って発光し、受光信号と
   同じ性質の光信号を特定の方向以外の方向に再び発光す
   るようにしたことを特徴とする携帯用光空間通信装置用
   光反射装置。
2. 【請求項２】 前記発受光器がそれぞれ複数の発光器と
   受光器からなり、必要に応じて所定の通信範囲が得られ
   るように、該発光器と受光器を増減することができ、全
   発光器と受光器の全数使用時の発光角度または受光視野
   が、それぞれ３６０度であることを特徴とする携帯用光
   空間通信装置用光反射装置。