JPH06350533A

JPH06350533A - 赤外線マルチパルス変調発信装置及びこれを用いた赤外線データ伝送システム

Info

Publication number: JPH06350533A
Application number: JP5160331A
Authority: JP
Inventors: Masaichi Hashimoto; 政一橋本
Original assignee: Kyowa Denshi Kogyo Co
Current assignee: Kyowa Denshi Kogyo Co
Priority date: 1993-06-04
Filing date: 1993-06-04
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2017-07-24
Also published as: JP3306172B2

Abstract

(57)【要約】【目的】配線が不要で、周囲に悪影響を与えず、周囲
から悪影響を受けず、伝送距離が長い通信装置を提供す
ること。【構成】支持板３に複数の発光素子２をパラボラアン
テナ状に配設し、かつ受信装置１１の受光素子１２が焦
点位置となるように配設する。また、マルチパルス変調
回路８の出力のコードデータのビット数と発光素子２の
数とを対応させる。マルチパルス変調回路８の出力のマ
ルチパルス変調信号により、コードデータのビットデー
タに対応させて順次発光素子２を時分割で発光させる。【効果】電磁波と異なり赤外線なので、周囲に悪影響
を与えず、また周囲から悪影響を受けない。更に、発光
素子２を時分割でマルチパルス発光させるので、大きい
駆動電流で駆動でき、発光強度を増大でき、伝送距離を
長くできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、赤外線を通信媒体とし
て利用する赤外線マルチパルス変調発信装置（以下、赤
外線発信装置という）、赤外線マルチパルス変復調中継
機（以下、赤外線中継機という）及び赤外線データ伝送
システムに関する。なお本明細書においてマルチパルス
変調とは、デジタル信号の１個のパルスを、高さ（電流
ないし光の強さ）がたがいに同一で、幅が小さい複数の
パルス群に分割することをいう。またマルチパルス復調
とは、前記マルチパルス変調された信号を元のパルス幅
のデジタル信号に戻すことをいう。

【０００２】

【従来の技術】従来の屋内または近距離の通信は、同軸
ケーブルなどの電気ケーブルを通じて電気信号のまま送
られている。また、コードデータ等の通信信号をレーザ
ーのパルス信号に変換して光ファイバーケーブルにより
伝送されることもある。例えば、セキュリティ関係で
は、ビルやマンションの会議室、応接室、物置などの各
室の窓やドアに侵入者を検知するセンサーやドアスイッ
チを設け、それらのセンサーやスイッチと管理人室内に
設置したモニターとを個々の電気通信線等の有線で接続
している。そしてセンサーなどから送られてくる条件信
号、状態信号などを管理人室のモニターやコンピュータ
などで監視ないし管理している。

【０００３】また、各部屋の解錠、施錠をカードやＩＤ
コードで行う入出管理システムのデジタル信号、あるい
は防犯カメラの画像（デジタル）信号もそれぞれ個別の
通信回線を利用して管理人室に送受信している。一方、
公道を挟んで隣接している建物同士で各種の信号を伝送
する場合は、公道の地下のケーソンないしダクトに電線
や光ファイバーケーブルを通したり、あるいは架線を掛
け渡して通信路を確保しているのが現状である。

【０００４】また、主として工場関係では、物流におけ
る遠隔集中制御、または各種の自動工作機械や搬送ロボ
ットに対するマシニング遠隔集中制御を行う場合、デジ
タル信号の伝送は各機器や設備に対してそれぞれ個別に
通信線（有線）を配線している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記セキュリティ関係
の管理システムは各種のセンサーやスイッチなどと管理
人室のモニターなどとの間に個々に配線しているので、
配線が錯綜する。そのため、配線工事やメンテナンスが
煩雑で費用もかかるという問題がある。また、公道を挟
んで隣接する建物間のケーブルによる通信は、公道への
ケーブルの設置のために道路管理者や電気通信事業の所
轄官庁の許認可を必要とし、しかも多大な工事費が必要
となる。さらに、前記工場内の遠隔集中制御システムに
おいても、各機器と集中制御盤ないしコンピュータとを
膨大な配線で接続する必要があり、工事やメンテナンス
が大掛かりとなる。また、錯綜した配線がノイズの発生
源となったり、クロストークにより自動機械の誤動作を
もたらす虞がある。

【０００６】他方、これらの錯綜した配線群の弊害を解
消するため、例えば、電磁波による無線通信を採用する
ことも考えられるが、同一の建物内の多数の機器を無線
で接続する場合は、それらの通信同士で混信が生じた
り、あるいは他の機器（例えば、コードレス電話、テレ
ビジョン、ラジオ受信機など）から電波障害を受けた
り、逆に他の機器の電波障害の原因になる虞が大きいと
いう問題がある。さらに家電製品のリモートコントロー
ル装置などに使用されている赤外線発信・受信装置を利
用した通信システムも考えられるが、それらは伝送距離
が短いため、実用的でない。

【０００７】本発明は前記同一建物内または隣接する建
物間の小規模な通信ラインなどにおける多数の配線が錯
綜する場合の問題を解消し、工事及びメンテナンスが容
易な通信伝送システム並びにそれに用いる赤外線マルチ
パルス変調発信装置及び赤外線マルチパルス変復調中継
機を提供することを技術課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の赤外線マルチパ
ルス変調発信装置は、同一方向に向けて配設された一群
の赤外線発光素子と、所定のデジタルデータをマルチパ
ルス変調信号に変換する変調回路と、得られたマルチパ
ルス変調信号にしたがい、前記一群の赤外線発光素子を
発光させるように駆動する制御手段とを備えていること
を特徴としている。

【０００９】請求項２の赤外線発信装置においては、前
記一群の赤外線発光素子が、それぞれの光軸が一点で交
差するように、凹面部に支持されていることを特徴とし
ている。

【００１０】更に、請求項３の装置においては、一群の
赤外線発光素子を順次時分割にマルチパルス変調発光さ
せる制御手段を設けたことを特徴としている。

【００１１】また、請求項４の装置においては、一群の
赤外線発光素子を同時に発光させる制御手段を設けたこ
とを特徴としている。

【００１２】請求項５の赤外線中継機においては、赤外
線受光素子により赤外線のマルチパルス変調信号を受光
して増幅し、コードデータにマルチパルス復調する赤外
線受信部と、この赤外線受信部からのコードデータを再
度赤外線のマルチパルス変調信号として送信する前記い
ずれかの赤外線マルチパルス発信装置とを備えているこ
とを特徴としている。

【００１３】また、請求項６の中継機においては、前記
赤外線受信部からのコードデータを一時的にラッチする
ラッチ手段と、データが入力される入力端子と、この入
力端子に入力されたデータを一時的にストアするストア
手段と、前記ラッチしたデータとストアしたデータとを
時分割で出力させる混合部と備え、該混合部から出力さ
れたデータを赤外線発信装置からマルチパルス変調信号
として送信するようにしたことを特徴としている。

【００１４】更に、請求項７の中継機においては、前記
赤外線受信部が変換したデータから自己のアドレスデー
タを識別してアドレスデータに続く通信データを取り込
む分配回路を備え、前記変換後のデータを赤外線発信装
置からマルチパルス変調信号として送信することを特徴
としている。

【００１５】また、請求項８の赤外線伝送システムにお
いては、上記赤外線発信装置と赤外線受信部との間に前
述のいずれかの赤外線中継機を介在させたことを特徴と
している。

【００１６】

【作用】本発明によれば、通信媒体を赤外線としている
ことで、周辺の機器に影響を及ぼさず、誤動作を防ぐこ
とができる。それにより、信頼性の高い赤外線空間デー
タ伝送ラインを構築することができる。また、送信しよ
うとするデータを一群の赤外線発光素子に、いわば振り
分けて時分割にて発光させ、全体としてひとつの通信デ
ータを送信するようにしている。したがってデューティ
ー比が小さくなるので個々の発光素子が担う負担が少な
くなり、個々の発光素子については駆動電流を大きくす
ることができる。そのため発光強度を増大させることが
でき、伝送距離を長くすることができる。これは時分割
で発光させるので、全体としては駆動電流が大きくなら
ない。

【００１７】また、請求項２の装置によれば、赤外線受
光素子の光軸の交点、いわば焦点位置に個々の発光素子
からの赤外線ビームが集中する。そのため、その焦点に
赤外線受光素子を配置すれば、各発光素子からの赤外線
を赤外線受光素子へ確実に送信することができ、信頼性
を向上させることができる。しかも受光素子が受けるマ
ルチパルス変調信号の全体で信号を再構成することによ
り、いわば発光強度が大きくなったのと同じ効果が得ら
れる。そのため伝送距離を長くすることができる。

【００１８】また、請求項３の装置によれば、一群の発
光素子を順次時分割に発光させるので、１個の発光素子
を連続駆動する場合と比べて、各発光素子のデューティ
比は配設した素子の個数分の１以下となる。そのため発
光素子に加わる負担が少なくなり、大きな電流で駆動す
ることができる。そのため１個の赤外線発光素子を連続
駆動する場合より、伝送距離をより長くすることができ
る。また時分割で順次発光させるので、全体の最大電流
は個々の発光素子の電流と同じ程度にすることができ
る。

【００１９】ただし請求項４の装置のように、一群の発
光素子を同時に発光させるようにしてもよく、その場合
は発光時の全体の電流が大きくなるが、光量を極めて大
きくすることができるので、赤外線発光素子の個数に比
例して伝送距離を長くすることができる。また、赤外線
発光素子を平行に配設した場合は、光軸の直径が大きく
なり、赤外線受光素子の設置位置をラフにできる。その
ため、設置・調節を短時間に行うことができ、作業性を
向上させることができる。

【００２０】また、請求項５の赤外線中継機は、赤外線
発信装置または１段前の赤外線中継機が発した赤外線の
マルチパルス変調信号を増幅し、その信号を再び赤外線
のマルチパルス変調信号として異なる方向に送出するの
で、一旦減衰した赤外線のパルス信号を再び明瞭なマル
チパルス変調信号に戻すことができる。そのため、順次
赤外線中継機を伝送ライン上に配置していくことによ
り、必要な伝送距離まで、ほぼ無限に赤外線空間伝送ラ
インを構成しうる。

【００２１】赤外線中継機の第２の態様（請求項６）に
おいては、１段前の赤外線中継機が送ってきた赤外線マ
ルチパルス変調信号に加えて、自己を発信源とする通信
信号を時分割方式により同一の伝送ラインに載せて伝送
しうる。それゆえ伝送ラインを錯綜させることなく、複
数の発信源から１個の着信先に向かって通信信号を伝送
しうる。

【００２２】赤外線中継機の第３の態様（請求項７）に
おいては、１個の発信源から多数の着信先に向かって赤
外線のマルチパルス変調信号によりアドレスデータに続
く通信データを時分割方式で伝送すれば、つぎつぎに伝
わっていく赤外線中継機ごとに自己の受け取るべき信号
を選択しながら受信していく。それにより１本の伝送ラ
インだけで多数の受信先に伝送するラインを構築しう
る。なお赤外線中継機の第２の態様と第３の態様とを組
み合わせることにより、いわば多数の発信源から多数の
着信先に伝送する網目状の伝送ライン網を構築しうる。

【００２３】請求項８の赤外線伝送システムは、赤外線
発信装置、中継機および受信装置により、周囲に悪影響
を与えることがなく、また周囲に悪影響を与えない、簡
便で設置工事やメンテナンスが容易な伝送ラインを構成
しうる。

【００２４】

【実施例】つぎに図面を参照しながら本発明の赤外線発
信装置、赤外線中継機及び赤外線データ伝送システムを
詳細に説明する。図１ａにおいて、１は赤外線を発光さ
せる赤外線発信装置（以下、単に発信装置という）であ
り、その発信装置１は、例えば数十メートル離れた位置
に設置した赤外線受信装置（以下、単に受信装置とい
う）１１に対向して配設される。発信装置１は、赤外線
発光ダイオードなどの赤外線発光素子（以下、単に発光
素子という）２を複数個配設した支持板３からなる発光
部９と、その発光部９の発光素子２にマルチパルス変調
信号を送る変調回路８と、発光素子２の駆動順序などを
制御する制御部６とを備えている。受信装置１１はフォ
トダイオードやフォトトランジスタ等からなる赤外線受
光素子（以下、単に受光素子という）１２を備えてい
る。支持板３の受信装置１１側の面は球面ないし放物面
（パラボラ）状の凹面部とされており、その凹面部に前
記複数の赤外線発光素子（以下、単に発光素子という）
２がそれぞれ取りつけ面に対して直角になるように取り
つけられている。

【００２５】また、複数の発光素子２は図１ｂに示すよ
うに、支持板３の中心に１個、周囲に発光素子２を円状
に６個実装しており、図１に示す例では合計７個の発光
素子２（２₁〜２₇）を設けている。そして、支持板３
はパラボラアンテナ状に形成されているので、７個の発
光素子２の光軸Ｂは距離Ｌだけ離れた位置（焦点）Ｆで
互いに交差する。そのため、その焦点Ｆに前記受信装置
１１の１個の受光素子１２を対向するように配置すれば
発信装置１からの信号を受信装置１１で受信することが
できる。なお上記のことからわかるように、伝送距離Ｌ
に応じて光軸Ｂが交差する位置を変えればよく、そのた
めには支持板３の凹面部の曲率を伝送距離Ｌに応じて適
切に設定すればよい。すなわち凹面部が球面のときは曲
率半径が伝送距離Ｌとなり、放物面のときはその焦点ま
での距離が伝送距離Ｌとなる。また、各発光素子２₁〜
２₇と受光素子１２との距離はそれぞれほぼ等しくな
る。

【００２６】なお図１に示す実施例では、発光素子２を
７個としているが、その数に限定されるものではなく、
８個以上列設してもよく、６個以下でもよい。特に後述
するコードデータのビット数に対応させる場合は、８
個、１６個、３２個などが採用される。発光素子２の数
が多い場合は、外側の発光素子は二重の円環状に配列し
たり、放射状に配列させたりすればよい。また互いに影
響しない範囲で密に配置してもよい。また支持板３を角
度調節可能な枠状に形成し、伝送距離Ｌを調節できるよ
うにしてもよい。さらに一群の発光素子２を中心部に寄
せて配列するなどの場合は、それぞれの光軸がほぼ平行
になるように配列してもよい。

【００２７】図２は発信装置１の電気回路のブロック図
であり、その電気回路は、例えば、４０〜５００ｋＨｚ
の周波数のキャリアとしての信号を出力する発振回路
４、各発行素子に振分けるべく時分割並列出力するデマ
ルチプレクサ７によるマルチパル信号に対し制御部６に
より制御されて所定のアドレスデータや制御用データな
どからなるコードデータを出力する信号出力部５、上記
デマルチプレクサ７の出力と信号出力部５の出力との論
理積をとってマルチパルス変調を行うアンドゲートアレ
イＧ₁、このアンドゲートアレイＧ₁に対しマルチパル
ス変調信号を制御部６からの指令に基づいて、各発光素
子２を駆動するトーテムポールバッファアレイＱなどか
ら構成されている。なお、制御部６の一部、発振回路４
およびアンドゲートアレイＧ₁の一部などはマルチパル
ス変調回路を構成しており、制御部６の一部およびアン
ドゲートアレイＧ₁ の一部などは制御手段を構成してい
る。

【００２８】前記デマルチプレクサ７の出力を７出力と
して、それぞれの出力端に７回路のトーテムポールバッ
ファアレイＱを接続し、その出力側に抵抗Ｒを介して発
光素子２（２₁〜２₇ ）を接続し、デマルチプレクサ７
の出力によりトーテムポールバッファアレイＱをオンし
て発光素子２₁〜２₇ を順次時分割で発光させるように
している。つまり、１キャラクタ（赤外線発光１周期）
を例えば７ビットとして、この７ビットのコードデータ
を制御部６により制御された信号出力部５から送出し、
各ビットの「１」、「０」に対応したシリアルな信号を
アンドゲートアレイＧ₁ に入力し、制御部６にて同期を
とって該アンドゲートアレイＧ₁ の出力端より時分割で
それぞれ出力し、そのときの「１」に対応したビットデ
ータであればＨレベルが出力され、トーテムポールバッ
ファアレイＱをオンして、発光素子２₁〜２₇ を時分割
で発光させるものである。

【００２９】例えば、図３に示すように７ビットのコー
ドデータがすべて「１」の場合、アンドゲートアレイＧ
₁ からは図３（ａ）・・・（ｄ）に示すようにＨレベル
の信号が順次出力され、トーテムポールバッファアレイ
Ｑを順次オンして、発光素子２₁〜２₇ を順次発光させ
るものである。この場合、本来のパルス幅が図３のそれ
ぞれに示す小パルスＰの集まりに置き換えられ、パルス
幅Ｓの１周期に対する比率、すなわちデューティ比が発
光素子２の個数分の１以下に減少される。

【００３０】ところで、発光素子２を連続駆動で発光さ
せた場合とマルチパルス駆動で発光させた場合とを比較
してみると、後者の場合、デューティ比が小さいため、
連続駆動の場合と比べて何倍かの電流で発光素子２をマ
ルチパルス駆動することができる。本実施例では、発光
素子２をすべて同時に発光させるのではなく、１つの発
光素子２の発光時間、つまりデューティ比を発光素子２
の個数分の１、またはそれ以下としている。これによ
り、いわば時分割で発光素子２を発光させる複数の発光
素子２で１つの発光源を構成し、１つの発光素子２をマ
ルチパルス駆動、つまり時分割で駆動することで、発光
素子２に大きい電流を流して発光強度を増大させるとい
うマルチパルス変調を用いることにより、発信装置１と
受信部１１との距離を長くとることができる。すなわ
ち、長距離伝送が可能となる。

【００３１】なお図３の場合は隣接する小パルス同士が
連続して周波数が変わってしまわないように、各小パル
スＰ同士の間に間隔Ｋが介在されている。その間隔Ｋ
は、例えば小パルスの幅と同じにできる。その場合、分
割すべきパルスの個数の２倍の小パルスに分割し、実際
には１個おきにビットデータを「０」とし、残りのパル
スのみを有効なものとすればよい。ただし図４のように
隣接する小パルスＰの間に間隔を空けないようにしても
よく、その場合も同じような効果がえられる。なおこの
場合は、隣接するパルス同士が連続するので、周波数の
変換にも利用できる。

【００３２】図３、図４の場合は１個のパルスを単に分
割するマルチパルス変調の実施例を示しているが、図５
ｂ、図５ｃのように、たとえば複数ビットのコードデー
タの各ビットをそれぞれ発光素子２に割り当てるような
マルチパルス変調にしてもよい。たとえば送信しようと
するデータが「１１０１０００１」（図５ｂ参照）の８
ビットのコードデータとすると、単純なマルチパルス変
調では図５ａのような同一高さの小パルス群になるので
あるが、図５ｃに示すように、ビットデータが「１」に
対応する発光素子２₁ 、２₂ 、２₄ 、２₈ が発光し、ビ
ットデータが「０」に対応する発光素子２₃ 、２₅ 、２
₆ 、２₇ は発光しないようにする。なおそのパルスの振
幅が変調発光強度（変調パルス電流）を示している。そ
れ以後は、コードデータに対応して発光素子２が時分割
で発光制御される。従って、ビットデータが連続して
「１」の場合でも、各発光素子についてみれば、１周期
（１キャラクタ）のデューティ比は、コードデータのビ
ット数分の１（発光素子数分の１）となり、連続発光の
場合と比べて発光強度を増大させることができ、長距離
伝送を可能とすることができる。

【００３３】ところで、前記の実施例の場合は、各発光
素子２を時分割で発光させるようにしたが、すべての発
光素子２を実質的に同時に発光させるようにしてもよ
い。この場合には、複数の発光素子が１つの発光源とな
り、受信装置１１との距離をより長くすることができ、
同じく長距離伝送が可能となる。また前述のように、発
光素子２を受光素子１２が焦点位置となるように配設す
るのが好ましいが、場合により、発光素子２からの投光
方向が略平行になるように配設することもできる。

【００３４】図６は本発明の発信装置１と、この発信装
置１から送信された赤外線マルチパルス変調信号を受光
する受信装置１１とで構成した赤外線データ伝送システ
ムの概略構成図を示している。図中Ｌが上述の伝送距離
である。ここで、Ｓ₁はコードデータを示し、Ｓ₂はマ
ルチパルス変調信号を、Ｓ₃は赤外線マルチパルス変調
信号をそれぞれ示している。なお図６の発信装置１にお
ける９は、複数の発光素子２からなる発光部を示してい
る。

【００３５】前記受信装置１１は、発信装置１から発せ
られた赤外線のビームＢを受け取って電気信号Ｓ₄ に変
換する受光素子１２と、受光素子１２が変換したマルチ
パルス変調信号を増幅したうえで元の通信信号Ｓ₁に復
調するマルチパルス復調回路１３とから構成されてい
る。そしてこの復調回路１３の出力がモニターなどに送
られる。なお独立した増幅回路を復調回路１３の前段に
設けるようにしてもよい。

【００３６】このように発信装置１と受信装置１１とで
赤外線データ伝送システムが構成されるのであるが、前
述のように、赤外線のマルチパルス変調信号に変調した
うえで発光および受光するので、たとえば電灯線や電力
線と近接しても電磁誘導ないし電波などによる影響も受
けない。しかも太陽光や蛍光灯などによる紫外線の影響
も受けない。すなわち見通しのきく範囲であれば、他の
機器から影響を受けず、他の機器に影響を与えない極め
て信頼性の高い伝送ラインを構築しうる。

【００３７】さらに図６の赤外線データ伝送システムは
赤外線の直進性を利用し、空間そのものを通信媒体とし
て利用するものであるので、たとえば図７に示すよう
に、公道１８を挟んで隣接する建物１４、１４同士を電
線などを用いずに直接伝送することができる利点があ
る。なお発信装置１と受信装置１１との間に障害物１５
がある場合は、図７の想像線１６で示すように、ミラー
１７を用いて伝送経路を途中で屈曲することもできる。
なおミラー１７を用いた場合、その屈曲部分を考慮して
受信装置１１の受光素子１２に対して各発光素子２を、
受光素子１２が焦点位置となるように配設する必要があ
る。

【００３８】つぎに図８を参照して本発明の赤外線マル
チパルス変調中継機（以下、中継機という）の好ましい
実施例を説明する。図８に示す中継機１９は図６の受信
装置１１とほぼ同様の受信部２０と、前記発信装置１と
ほぼ同様の送信部２１とを有する。すなわち受信部２０
は赤外線受光素子２２とマルチパルス復調回路２３とか
らなり、送信部２１はマルチパルス変調回路２４と、複
数の赤外線発光素子２５からなる発光部２６とを備えて
いる。そして復調回路２３から送り出される通信信号
（コードデータ）は、後述する混合部２８を通って変調
回路２４に送られるように構成している。

【００３９】このように構成される中継機１９はたとえ
ば図６の受信装置１１に代えて配置し、その中継機１９
の複数の発光素子２５からなる発光部２６を介してビー
ム状の赤外線のマルチパルス変調信号を送信し、その赤
外線の信号を前記受信装置１１または次の中継機の受信
部２０で受けるように配置する。それにより図６の空間
の距離Ｌを伝送されることにより減衰した赤外線は、増
幅作用を備えた復調回路２３で再び元の発信装置１と同
じ程度まで増幅され、さらにゆがんだパルス波形が整形
され、受信装置１１またはつぎの中継機１９まで伝送さ
れる。したがってこの図８の中継機１９を順次伝送ライ
ン上に配置していくことにより、赤外線のマルチパルス
変調信号の伝送距離は必要距離まで、いわば無制限に延
長することができる。

【００４０】前記図８の中継機１９は、受け取った信号
を増幅して送り出す機能を持ちながら、さらに変調回路
２４に別の送信デジタル信号Ｓ₆ をブランチ入力し、赤
外線のデジタル信号の多重伝送を行なうようにしてい
る。この場合、前の段から送られてきたデジタル信号Ｓ
₇ と、この中継機１９でブランチ入力しようとしている
デジタル信号Ｓ₆ とは互いにタイミングをずらす必要が
ある。このように発信源を異にする２種類のデジタル信
号の伝送のタイミングをずらせるには、たとえば従来の
ケーブルを用いた伝送システムのように、通信信号を伝
送するラインとは別個に制御ラインを配線し、発信装置
１および中継機１９にそれぞれ発信機制御部（図６の３
０）および中継機制御部（図８の３１）を設け、前記制
御ラインを通して各制御部３０、３１にタイミングを互
いにずらすためのタイミングデータ信号を与え、スキャ
ニングする方法をとることもできる。

【００４１】しかしこの方法では通信信号の伝送ライン
と制御ラインとの往復２ラインの伝送ラインが必要とな
るので構成が複雑となり、経済性に欠ける。そのため図
７に示す中継機１９においては、自動的に両者のタイミ
ングを取りながらデジタルパルス変調回路２４に送り出
すための混合部２８を接続している。

【００４２】この混合部２８は、前記中継機１９の受信
部２０から受け取った通信信号（コードデータ）Ｓ₇ を
一時的にラッチし、送信部２１へ出力する着信レジスタ
３３と、ブランチ送信信号の入力端子３４からの送信す
べき信号を一時的にストアし、前記送信部２１へ出力す
る送信レジスタ３５とを備えている。さらに着信レジス
タ３３に信号がラッチされているときにフラグを立てる
着信フラグレジスタ３６と、送信レジスタ３５に送信す
べき信号がストアされているときにフラグを立てる送信
フラグレジスタ３７とをそれぞれのレジスタ３３、３５
に接続すると共に、着信および送信レジスタ３３、３５
から相手のフラグレジスタ３７、３６にアクセスできる
ように接続されている。このように構成される混合部２
８は以下のように作用する。

【００４３】まず中継機１９の復調回路２３で増幅さ
れ、復調された着信デジタル信号Ｓ₇はライン２９を通
り、着信レジスタ３３に一時的にラッチされる。そのと
き着信フラグレジスタ３６にフラグを立てると共に、送
信フラグレジスタ３７にアクセスしてフラグが立ってい
るかどうかを調べる。そしてフラグが立っていないとき
は、着信レジスタ３３にラッチしていた着信信号Ｓ₇ は
送信デジタル信号ライン３８を通り、送信部２１を経由
して赤外線マルチパルス変調信号Ｓ₈ として送り出され
る。

【００４４】フラグが立っているときは、送信レジスタ
３５にストアされていたブランチ信号Ｓ₆ が送出中であ
るので、着信レジスタ３３にラッチしたまま送信フラグ
レジスタ３７のフラグが消えるまで待機する。そしてフ
ラグが消えたとき、前記のように着信レジスタ３３から
信号Ｓ₆ を送り出し、送信部２１を経由して送信する。

【００４５】逆に中継機１９からブランチ信号Ｓ₆ をブ
ランチ送出するときは、まずその信号を送信レジスタ３
５に一時的にストアする。そのとき送信フラグレジスタ
３７にフラグを立てると共に、着信フラグレジスタ３６
にアクセスしてフラグが立っているかどうかを調べる。
そしてフラグが立っていないときは、送信レジスタ３５
にストアしていたブランチ信号Ｓ₆ は、送信デジタル信
号ライン３８を通って赤外線マルチパルス変調信号Ｓ₈
として送り出される。

【００４６】フラグが立っているときは、着信レジスタ
３３から着信信号Ｓ₇ を送出中であるので、送信レジス
タ３５にストアしたまま着信フラグレジスタ３６のフラ
グが消えるまで待機する。そしてフラグが消えたとき、
前記のように送信レジスタ３５からブランチ信号Ｓ₆ を
送り出し、送信部２１を経由して送信する。このように
着信信号Ｓ₇ とブランチ信号Ｓ₆ とは、互いに相手が送
り出し中は待機して自動的に時分割し、制御ラインによ
るスキャニングを行なうことなく、いわば時分割多重伝
送の方法で送り出される。

【００４７】つぎに図９を参照して上記の発信装置１、
受信装置１１および中継機１９を用いた本発明の赤外線
データ伝送システムの一実施例を説明する。図９のシス
テムは図６の発信装置１を先頭に配置し、同じく図６の
受信装置１１を末尾に配置し、図８の中継機１９をそれ
らの間に多数配列したものである。さらに発信装置１に
は送信信号を変調回路に送る送信制御部４１が接続さ
れ、それぞれの中継機１９には混合部３２が接続され、
受信装置１１には受信制御部４２が接続されている。こ
のものは発信装置１の発信制御部４１の入力端子４３か
ら入力した発信信号Ｓ₁ を赤外線のマルチパルス変調信
号Ｓ₃ として発信し、前述したようにその信号を受光し
た中継機１９で増幅すると共に、それぞれの混合部３２
の入力端子３４から入力したブランチ信号Ｓ₆ と時分割
多重伝送の方法で多重化する。そして多重化した信号
（Ｓ₃ ＋Ｓ₆ ）を、再び中継機１９の送信部から時分割
で送り出す。

【００４８】さらにその送り出された信号は同様にして
次々と中継機１９で減衰した分を増幅しながらその中継
機で加えられたブランチ信号を時分割多重化し、最終的
に受信装置１１がそれらの多重になった信号を受信制御
部４２の出力端子４４から出力する。かかる赤外線多重
伝送システムは、たとえば多数の部屋に設置されている
侵入センサやドアスイッチ、または防犯カメラ、火災報
知器などの信号を送信制御部４１の入力端子４３および
中継機１９の混合部３２の入力端子３４に入力し、受信
装置１１の出力端子４４を管理室のモニタないし集中制
御コンピュータに送るように接続して、ビルなどのセキ
ュリティシステムに採用することができる。

【００４９】前記実施例はいわば多数の検出端末からの
情報を一箇所に収集するシステムであるが、本発明の赤
外線伝送システムはかかる収集する場合のほか、一箇所
から多数の操作端末に制御信号などの指令を送る場合に
も用いることができる。以下、そのような集中制御シス
テムに用いる中継機を説明する。

【００５０】図１０に示す中継機５１は赤外線マルチパ
ルス変調信号を受光し、増幅する受信部２０と、増幅さ
れた受光信号から自己に宛てられた信号（アドレスデー
タ）を識別し、それに続く通信データを取り込む分配回
路５２と、前記増幅された受光信号を赤外線のマルチパ
ルス変調信号として送信する赤外線送信部２１とから構
成される。前記受信部２０は図８の場合と同じく赤外線
受光素子２２およびマルチパルス復調回路２３からな
る。前記分配回路５２は、たとえば受光信号を一時的に
ストアするレジスタ５３と、ストアしたデジタル信号か
ら予め自己に設定されたアドレスデータ等の識別信号を
読み取り、その識別信号に続く通信データ（制御用デー
タなど）を一時的にラッチするレジスタ５４と、それら
を制御するマイクロプロセッサ５５などから構成され
る。前記赤外線送信部２１はマルチパルス信号への変調
回路２４と、複数の発光素子２５を備えた発光部２６と
から構成されている。

【００５１】このものはたとえば図９の発信装置１か
ら、送り先の中継機１９の識別信号を含む制御信号部
と、通信すべき内容のデータ信号とを連結した一連の信
号列（パケット）を時分割方式で送り出し、それぞれ途
中の中継機１９でその中継機に宛てられた信号を分離
し、たとえばその中継機に前記ラッチするレジスタ５４
を介して接続されている工作機械の制御部に指令を送る
ことができる。このような赤外線伝送システムは、工場
内の各種自動機械の中央集中制御システムとして利用す
ることができる。

【００５２】なお図８の中継機１９に図１０の中継機５
１における分配回路５２を組み込み、集中制御と集中管
理とを同時に行えるシステムとすることもできる。さら
にそのようなシステムでは、受信装置と発光装置とを結
合して全体をリング状に連結し、あるいは図１１に示す
ように中継機１９（および混合部３２、分配回路５２）
をリング状に連結して、統合的な赤外線通信回路とする
こともできる。また図１０の分配回路５２の出力端子に
対し、図１２に示すような第２送信部５６を連結し、途
中から分岐する赤外線伝送ラインとすることもできる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、通信媒体を赤外線とし
ていることで、周辺の機器に影響を及ぼさず、誤動作を
防ぐことができる。それにより、信頼性の高い赤外線空
間データ伝送ラインを構築することができる。また、複
数の赤外線発光素子を用いているので、例えば、これら
の複数の赤外線発光素子を時分割でマルチパルス変調に
て発光させれば、駆動電流をパルス状にできて、発光強
度を増大させることができ、伝送距離を長くすることが
できる。また、例えば、複数の赤外線発光素子を同時に
発光させるようにすれば、大きな発光源となって、この
場合にも伝送距離を長くすることができる。

【００５４】また、請求項２によれば、赤外線受光素子
が焦点位置となるように複数の赤外線発光素子を凹面部
に列設していることで、例えば、発光素子を時分割でマ
ルチパルス変調発光させる場合でも、各発光素子からの
赤外線を赤外線受光素子へ確実に送信することができ、
信頼性を向上させることができる。また同時に発光させ
る場合には、複数の赤外線発光素子と１個の赤外線受光
素子とがレンズを構成する形となり、赤外線発光素子を
少ない電流で駆動しても、赤外線受光素子へ確実に送信
することができ、また、伝送距離を長くすることができ
る。

【００５５】また、請求項３によれば、複数の赤外線発
光素子を順次時分割にマルチパルス変調発光させること
で、１個の赤外線発光素子を連続駆動する場合と比べ
て、１個の赤外線発光素子のデューティ比は配設した素
子数分の１以下となり、赤外線発光素子を大きな電流で
駆動することができる。そのため、１個の赤外線発光素
子を連続駆動する場合より、伝送距離をより長くするこ
とができる。

【００５６】更に、請求項４によれば、複数の赤外線発
光素子を同時に発光させることで、赤外線発光素子の個
数に比例して伝送距離を長くすることができる。また、
赤外線発光素子を平行に配設した場合は、光軸の直径が
大きくなり、赤外線受光素子の設置位置をラフにでき
て、設置時間を短時間にでき作業性を向上させることが
できる。

【００５７】また、請求項５によれば、赤外線発信装置
または１段前の赤外線中継機が発した赤外線のマルチパ
ルス変調信号を増幅し、その信号を再び赤外線のマルチ
パルス変調信号として異なる方向に送出するので、一旦
減衰した赤外線のマルチパルス変調信号を再び明瞭なマ
ルチパルス変調信号に戻すことができる。そのため、順
次赤外線中継機を伝送ライン上に配置していくことによ
り、必要な伝送距離まで、ほぼ無限に赤外線空間伝送ラ
インを構成しうる。

【００５８】赤外線中継機の第２の態様（請求項６）に
おいては、１段前の赤外線中継機が送ってきた赤外線マ
ルチパルス変調信号に加えて、自己を発信源とする通信
信号を時分割方式により同一の伝送ラインに載せて伝送
しうる。それゆえ伝送ラインを錯綜させることなく複数
の発信源から１個の着信先に向かって通信信号を伝送し
うる。

【００５９】赤外線中継機の第３の態様（請求項７）に
おいては、１個の発信源から多数の着信先に向かって赤
外線のマルチパルス変調信号を時分割方式で伝送すれ
ば、つぎつぎに伝わっていく赤外線中継機ごとに自己の
受け取るべき信号を選択しながら受信していく。それに
より１本の伝送ラインだけで多数の受信先に伝送するラ
インを構築しうる。なお赤外線中継機の第２の態様と第
３の態様とを組み合わせることにより、いわば多数の発
信源から多数の着信先に伝送する網目状の伝送ライン網
を構築しうる。

【００６０】請求項８の赤外線多重伝送システムは、赤
外線発信装置、中継機および受信装置により、周囲に悪
影響を与えることがなく、また周囲に悪影響を与えな
い、簡便で設置工事やメンテナンスが容易な伝送ライン
を構成しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ａは本発明の発信装置の一実施例を示す構
成図、図２ｂは本発明の発信装置における発光部の一実
施例を示す正面図である。

【図２】本発明の発信装置における電気回路の一例を示
すブロック回路図である。

【図３】本発明の発信装置における発光素子を時分割で
マルチパルス変調駆動する場合の一例を示す説明図であ
る。

【図４】本発明の発信装置における発光素子を時分割で
駆動する場合の他の例を示す説明図である。

【図５】本発明の発信装置における発光素子を時分割で
マルチパルス変調駆動する場合の他の例を示す説明図で
ある。

【図６】本発明の赤外線マルチパルス変調発信装置を用
いた伝送システムの一実施例を示す平面配置図である。

【図７】本発明の赤外線伝送システムを利用した建物間
通信伝送システムの一例を示す立面配置図である。

【図８】本発明の赤外線マルチパルス変復調中継機の一
実施例を示す内部構成図である。

【図９】本発明の赤外線伝送システムの一実施例を示す
平面配置図である。

【図１０】本発明の赤外線中継機の他の実施例を示す内
部構成図である。

【図１１】本発明の赤外線伝送システムの他の実施例を
示す平面配置図である。

【図１２】本発明の赤外線伝送システムのさらに他の実
施例を示す配置図である。

【符号の説明】

１赤外線マルチパルス変調発信装置２赤外線発光素子３支持板８マルチパルス変調回路９発光部１１赤外線マルチパルス復調受信装置１２赤外線受光素子１３マルチパルス復調回路１９マルチパルス変復調中継機２０受信部２１送信部２８混合部５２分配回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一方向に向けて配設された一群の赤外
線発光素子と、所定のデジタルデータをマルチパルス変
調信号に変換する変調回路と、得られたマルチパルス変
調信号にしたがい、前記一群の赤外線発光素子を発光さ
せるように駆動する制御手段とを備えた赤外線マルチパ
ルス変調発信装置。
【請求項２】前記一群の赤外線発光素子が、それぞれ
の光軸が一点で交差するように凹面部に支持されている
請求項１記載の赤外線マルチパルス変調発信装置。
【請求項３】前記制御手段が一群の赤外線発光素子を
順次時分割にマルチパルス変調発光させるものである請
求項１または２記載の赤外線マルチパルス変調発信装
置。
【請求項４】前記制御手段が一群の赤外線発光素子を
実質的に同時に発光させるものである請求項１または２
記載の赤外線マルチパルス変調発信装置。
【請求項５】赤外線受光素子により赤外線のマルチパ
ルス変調信号を受光して増幅し、コードデータにマルチ
パルス復調する赤外線受信部と、この赤外線受信部から
のコードデータを再度赤外線のマルチパルス変調信号と
して送信する請求項１、２、３または４記載の赤外線マ
ルチパルス変調発信装置とを備えた赤外線マルチパルス
変復調中継機。
【請求項６】前記赤外線受信部からのコードデータを
一時的にラッチするラッチ手段と、データが入力される
入力端子と、この入力端子に入力されたデータを一時的
にストアするストア手段と、前記ラッチしたデータとス
トアしたデータとを時分割で出力させる混合部とを備
え、該混合部から出力されたコードデータを赤外線マル
チパルス変調発信装置からマルチパルス変調信号として
送信する請求項５記載の赤外線マルチパルス変復調中継
機。
【請求項７】前記赤外線受信部が変換したデータから
自己のアドレスデータを識別してアドレスデータに続く
通信データを取り込む分配回路を備え、前記変換後のデ
ータを赤外線マルチパルス変調発信装置からマルチパル
ス変調信号として送信するようにした請求項５記載の赤
外線マルチパルス変復調中継機。
【請求項８】赤外線マルチパルス変調発信装置と、赤
外線マルチパルス復調受信装置と、それらの間に介在さ
れる請求項５、６または７記載の赤外線マルチパルス変
復調中継機とからなる赤外線データ伝送システム。