JPH0637720A - 光空間伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光空間伝送装置の送信装置の発光部として理
想的な天井の位置にその発光部を設けることを可能とす
る光空間伝送装置を提供する。 【構成】 所定の情報信号に基づいて変調された赤外線
信号を発光する赤外線発光素子を有する送信装置１３
と、赤外線信号を空間を通して受信する受信装置１６と
を備えた光空間伝送装置において、送信装置１３の赤外
線発光素子を、天井１１に配置された照明手段１３が有
する蛍光管１７の内部に組み込んで構成した。 【効果】 送信装置の発光素子を部屋の配光特性を考慮
して一番理想的な天井の位置に設置される、照明手段が
有する蛍光管の内部に組込んで構成したため、光空間伝
送装置の送信装置の発光部として理想的な天井の位置に
その発光部を設けることを可能とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光空間伝送装置に関
し、例えば、インテリジェントビル等の高度にＯＡ（オ
フィスオートメーション）化されたビル内の個人情報管
理システムや、会議室、講堂等の音響通話装置などに使
用される光空間伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような光空間伝送装置としては従
来、たとえば特開平１−２１５１３９号公報に開示され
たものがある。この従来例に係わるシステムは、発光源
からの赤外線を照射する領域の範囲及び形状を予め設定
し、その照射領域の範囲及び形状が予め設定された範囲
及び形状に合致するように設計された光学系を用いるも
のである。そしてその光学系としては光制御レンズを用
い、この光制御レンズを透過した光線が照射される領域
の範囲及び形状が予め設定された範囲及び形状と合致す
るように、光制御レンズがコンピュータによって制御さ
れるようになっている。

【０００３】また他の従来例としては、特開平３−１９
６７２４号公報に開示されたものがあり、この装置は、
天井に取付けられた赤外線発光ダイオードの取付け面に
シルク印刷を施すことにより、不必要な方向に発してい
た赤外線をそのシルク印刷した面で反射して必要な方向
に向かわせ、必要な方向に発する赤外線の発光量や強度
を大きくして通信効率を高めようとするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来例の前者（特開平１−２１５１３９号公報）に
おいては、発光源からの赤外線を照射する領域の範囲及
び形状を予め設定した範囲及び形状と合致させるために
用いる光学系として、実施例ではコンピュータにより制
御される光制御レンズが挙げられているが、このような
光学系は本当に所期の効果が得られるか否か確かではな
く、いずれにしても高価な専用の特殊なものを用意しな
ければならず、装置全体のコストアップを招くという問
題がある。

【０００５】また前記従来例の後者（特開平３−１９６
７２４号公報）においては、シルク印刷を施した取付け
面により反射して必要な方向に発する赤外線の発光量や
強度を大きくするとはいえ、その効果にも限界があり大
きな効果を期待することはできない。

【０００６】また、一般に天井には蛍光灯等の照明器
具、エアコンのダクト、火災煙探知器、スプリンクラー
等の器具が種々取付けられているため、光空間伝送装置
の送信装置側の発光部を天井に取付けようとすると、そ
れらの既存の器具が取付られていない所に取付けざるを
得ず、かなりその取付け場所が制限されてしまい、光空
間伝送装置の送信装置の発光部として理想的な場所に取
付けることが不可能な場合が多いという問題がある。

【０００７】そこで本発明は、前記従来例の問題を解決
すると共に、光空間伝送装置の送信装置の発光部として
理想的な天井の位置に、その発光部を取付けることが可
能な光空間伝送装置を提供することを課題とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、所定の情報信号に基づいて変調された赤外
線信号を発光する赤外線発光素子を有する送信装置と、
前記赤外線信号を空間を通して受信する受信装置とを備
えた光空間伝送装置において、前記赤外線発光素子を、
天井に配置された照明手段が有する蛍光管の内部に組み
込んで構成したものである。

【０００９】

【作用】このような構成の光空間伝送装置によれば、送
信装置の発光素子を、部屋の配光特性を考慮して一番理
想的な天井の位置に設置される、照明手段が有する蛍光
管の内部に組込んで構成したため、光空間伝送装置の送
信装置の発光部として理想的な天井の位置にその発光部
を設けることを可能とすることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基づい
て説明する。図１ないし図７は、本発明による光空間伝
送装置の一実施例を示す図である。図１において、符号
１１は部屋の天井であり、１２は床である。天井１１に
は蛍光灯装置１３（照明手段）が設けられており、床１
２側には図示してないデスクの上に載置されたパソコン
等の情報機器１４が配置されている。情報機器１４には
光空間伝送装置の受信装置を構成する受信機１６が接続
されている。

【００１１】蛍光灯装置１３は符号１１の裏側に張られ
た配線Ｌを通じて電源が供給されている。蛍光灯装置１
３は図２（ａ）に示すような蛍光灯１５を用いており、
この蛍光灯１５の外観は一般の蛍光灯とほとんど同じで
ある。すなわち図２（ａ）において、ガラス製の蛍光管
１７の両端部には口金セメント１８が設けられ、この口
金セメント１８には一般の蛍光灯と同じ口金ピン１８ａ
が２本ずつ径の両端部に設けられている他、この２本の
口金ピン１８ａの間の径中心部に発光素子用端子２０ａ
が設けられている。

【００１２】このような蛍光灯１５は、その両端部に対
向して配置された図２（ｂ）に示すようなソケット１９
に接続され、蛍光灯１５の口金ピン１８ａは口金ソケッ
ト１９ａに嵌入され、発光素子用端子２０ａは端子ソケ
ット１９ｂに嵌入される。ソケット１９は前記配線Ｌと
接続されていて、その口金ソケット１９ａ，端子ソケッ
ト１９ｂに嵌入された口金ピン１８ａ，発光素子用端子
２０ａを配線Ｌと導通させる。

【００１３】図３は図２（ａ）に示す蛍光灯１５から蛍
光管１７のみを取去った状態を示す図である。両端部の
口金セメント１８の間には発光モジュール２０が設けら
れ、この発光モジュール２０の両端部と口金セメント１
８との間には熱陰極及び補助陽極で構成されるフィラメ
ント２２が設けられている。このフィラメント２２は口
金セメント１８を貫通する口金ピン１８ａと導通してい
る。

【００１４】図４は蛍光灯１５の断面図であり、蛍光管
１７と発光モジュール２０との間の空間には水銀、アル
ゴン等のガスが充填されている。発光モジュール２０は
外部が気密管２４で構成され、この気密管２４の内部に
は多数の赤外線発光ダイオード２６が直列に接続された
ＬＥＤアレイ３０が封入されている。赤外線発光ダイオ
ード２６は中心波長８３０ｎｍの赤外線を発光する。

【００１５】気密管２４は赤外線のみを透過するフィル
タ特性を持ったガラス管により形成され、気密管２４内
に封入されたＬＥＤアレイ３０の赤外線発光ダイオード
２６を蛍光管１７内の前記ガスから完全に遮断して、前
記ガスにより赤外線発光ダイオード２６の接続端子が侵
蝕されることから保護する。ＬＥＤアレイ３０の両端部
は前記ガスから完全に遮断されて口金セメント１８を貫
通して発光素子用端子２０ａと導通している。

【００１６】図５は蛍光灯１５の回路構成図であり、一
般の蛍光灯と同じ点灯管２８と、安定機２９とを有して
いる。そしてさらに、ＬＥＤアレイ３０は光空間伝送装
置の送信装置の発光部を構成しており、光空間伝送装置
が伝送する情報（データ）の信号をＬＥＤアレイ３０の
駆動電流にする駆動回路３２が、蛍光灯１５とは別体で
蛍光灯装置１３に設けられている。

【００１７】蛍光灯装置１３には、図６に示すような反
射板３４が蛍光灯１５の上方の天井１１側に設けられて
おり、蛍光灯１５から天井１１側に向かう光を反射板３
４の反射面３４ａで反射することにより、その反射光を
床１２側に向かわせて効率よく床１２側を照明できるよ
うになっている。

【００１８】次にこの実施例に係る光空間伝送装置の動
作について説明する。配線Ｌから電源が供給されると、
蛍光灯装置１３はソケット１９及び口金ピン１８ａを介
してフィラメント２２に電流が流れ、両端部のフィラメ
ント２２の間の前記ガスが封入された空間に放電が起こ
り、蛍光灯１５から光が発射されて部屋が明るく照明さ
れる。

【００１９】このとき蛍光灯１５から発射された光は図
６に示すように、直接下方の床１２に向かうよう進行し
て照明する光と共に、天井１１側に向かう光も反射板３
４の反射面３４ａにより反射されて床１２に向かうよう
指向性を持たされているため、床１２に向かう光の量や
強度を大きくして効率よく照明を行うことができる。こ
のため、図１に示すように蛍光灯装置１３からの光Ｋに
より部屋全体が均一に照明される。

【００２０】このような蛍光灯装置１３による照明を行
う際には配線Ｌからの電源が、光空間伝送装置の送信装
置の発光部であるＬＥＤアレイ３０にも供給され、ソケ
ット１９及び発光素子用端子２０ａを介して赤外線発光
ダイオード２６に電流が流れる。これにより赤外線発光
ダイオード２６は中心波長８３０ｎｍの赤外線を発光
し、気密管２４を通過して蛍光灯１５からの光と同様に
直接及び反射された赤外線を床１２に向かって照射させ
ることができる。そしてこの赤外線は、光空間伝送装置
の受信装置を構成する情報機器１４の受信機１６に受光
され、赤外線を介して情報を情報機器１４に伝送するこ
とができる。

【００２１】上述のように発光モジュール２０から発光
された赤外線は、図６に示すように蛍光灯１５からの光
と同様に、直接床１２に向かうよう進行するものと共
に、天井１１側に向かう赤外線も反射板３４の反射面３
４ａにより反射されて床１２に向かうよう指向性を持た
されているため、赤外線は蛍光灯１５からの光と同様に
床１２に向かうその量や強度が大きくなって効率よく照
射を行うことができる。

【００２２】このように光空間伝送装置の送信装置の発
光部は、既存の蛍光灯１５を流用することで、従来のよ
うに特別の設備を設けることなく、効率のよい照射を行
うことができるため、図１に示すように蛍光灯装置１３
内の発光モジュール２０からの赤外線Ｒにより部屋全体
が、蛍光灯装置１３からの光Ｋと同様に均一に照明され
る。このため、光空間伝送装置の受信機１６が部屋のど
こに配置されていても、蛍光灯装置１３からの光Ｋが当
たる範囲ならばその光Ｋと同様に赤外線Ｒが届き、死角
のない良好な指向性による良好な光空間伝送を実現する
ことができる。

【００２３】ところで、蛍光灯は赤熱タイプの電灯と異
り、一般に前記内部ガスの励起波長２５０ｎｍ程度の放
電発光により蛍光発光しているため、熱の発生が少いの
で発光モジュール２０の赤外線発光ダイオード２６に対
する熱の影響を軽減することができ、このために赤外線
発光ダイオード２６を蛍光灯１５に組込むことが可能と
なる。

【００２４】また、図７に符号ｋで示す特性曲線は蛍光
灯１５からの光を示すものであり、その波長域は３００
〜７００ｎｍ程度である。これに対し同図に符号ｒで示
す特性曲線は赤外線発光ダイオード２６からの赤外線を
示すものであり、その波長域は７００〜９００ｎｍ程度
である。このように蛍光灯１５からの光と信号伝送に用
いる赤外線とは異る波長域を有しているため、赤外線発
光ダイオード２６を蛍光灯１５に組込んでも互の機能に
影響し合うことはない。

【００２５】図８及び図９は本発明による光空間伝送装
置の他の実施例を示す図である。前記実施例においては
蛍光灯１５の蛍光管１７内にＬＥＤアレイ３０を封入す
る発光モジュール２０を設けたのに対し、この実施例は
蛍光灯１５の蛍光管１７内に半導体レーザダイオード４
１を設けた点において異る。

【００２６】この半導体レーザダイオード４１は密封さ
れた窓付きケースに封入することにより、蛍光灯１５の
蛍光管１７内の放電の影響を半導体レーザダイオード４
１が受け難いようにしてある。また、レーザビームＬＢ
が窓付きケースから出射されるその窓付きケースの窓に
は赤外線透過フィルタを用いることにより、レーザビー
ムＬＢは赤外線成分だけが出射されるようになってい
る。さらに、蛍光灯１５はその点灯時に一時的にサージ
電流（ノイズとしての高圧電流）が流れるため、そのサ
ージ電流が半導体レーザダイオード４１に流れてそれを
破損するのを防止するために、サージプロテクタ４３を
介して半導体レーザダイオード４１に通電するようにな
っている。

【００２７】このような実施例によれば、光空間伝送装
置の送信装置の発光部を構成する、半導体レーザダイオ
ード４１からのレーザビームＬＢにより光空間伝送を行
うことにより、次のような利点を有する。すなわち、前
記実施例のようなＬＥＤアレイ３０からの赤外線は拡散
光になるために、天井１１や壁、床１２等で乱反射して
高周波信号の場合にはノイズが入ってしまうが、本実施
例のようなレーザビームＬＢは平行ビームに絞ることに
より拡散しないため、そのような問題を解決することが
できる。

【００２８】なお、上記実施例においては、蛍光灯装置
１３の蛍光灯１５は直管のものについて説明したが、丸
型（サークライン）、ボール型、或はショーケース等に
おいて使用される細型（スリムライン）等他の形状のも
のを用いてもよい。

【００２９】また、上記実施例においては熱陰極余熱型
の蛍光灯１５を用いたが、冷陰極型のネオン管等を用い
てもよい。さらに、上記実施例においては一般的な点灯
管と安定機の組合せのものを用いたが、周波数を通常の
６０Ｈｚから瞬間的に１０００〜２０００Ｈｚ位にして
チラツキを少くしたいわゆるインバータ式のものに用い
てもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光空間伝送
装置によれば、送信装置の発光素子を、部屋の配光特性
を考慮して一番理想的な天井の位置に設置される、照明
手段が有する蛍光管の内部に組込んで構成したため、光
空間伝送装置の送信装置の発光部として理想的な天井の
位置にその発光部を設けることを可能とすることができ
る。このため、多種多様な照明装置の配光特性を生かし
た、各種の赤外線指向性を簡便に得ることができる。ま
た、外観上天井に特別な光空間伝送装置を露出させる必
要がなく、天井の美観を損うことがない。

【００３１】また、照明装置の蛍光灯に光空間伝送装置
の発光素子を組込んだため、天井に配置される火災報知
器、煙探知器等の消防関連設備、エアコンのダクト等の
空調関連設備等が邪魔になって取付けに支障を来たすこ
とはない。さらに、蛍光灯１５の蛍光管１７内に発光モ
ジュール２０のみを内蔵してその駆動回路３２は蛍光管
１７の外部に配置したため、蛍光管１７の交換の際には
発光モジュール２０だけを一緒に交換すれば済み、駆動
回路３２迄交換しなくとも済むので、蛍光管１７のコス
トアップを最小限に押えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光空間伝送装置の概略を示す部屋
内の配置構成図である。

【図２】蛍光灯装置１３の蛍光灯１５及びソケット１９
の斜視図であり、図２（ａ）は蛍光灯１５の斜視図、図
２（ｂ）はソケット１９の斜視図である。

【図３】図２（ａ）に示した蛍光灯１５の蛍光管１７を
除いた内部斜視図である。

【図４】図２（ａ）に示した蛍光灯１５の断面図であ
る。

【図５】図２（ａ）に示した蛍光灯１５を含む蛍光灯装
置１３の回路図である。

【図６】蛍光灯装置１３の蛍光灯１５と反射板３４との
位置関係を示す図である。

【図７】蛍光灯１５からの光とＬＥＤアレイ３０からの
赤外線の発光波長に対する照射強度を示す各々の特性曲
線を示す図である。

【図８】本発明による光空間伝送装置の他の実施例に係
る蛍光灯１５の断面図である。

【図９】図８に示す蛍光灯１５を含む蛍光灯装置１３の
回路図である。

【符号の説明】

１１ 天井 １２ 床 １３ 蛍光灯装置 １４ 情報機器 １５ 蛍光灯 １６ 受信機 １７ 蛍光管 １８ 口金セメント １８ａ 口金ピン １９ ソケット １９ａ 口金ソケット １９ｂ 端子ソケット ２０ 発光モジュール ２０ａ 発光素子用端子 ２２ フィラメント ２４ 気密管 ２６ 赤外線発光ダイオード ２８ 点灯管 ２９ 安定機 ３０ ＬＥＤアレイ ３２ 駆動回路 ３４ 反射板 ３４ａ 反射面 ４１ 半導体レーザダイオード ４３ サージプロテクタ Ｌ 配線 Ｋ 光 Ｒ 赤外線 ＬＢ レーザビーム ｋ，ｒ 特性曲線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の情報信号に基づいて変調された赤
   外線信号を発光する赤外線発光素子を有する送信装置
   と、前記赤外線信号を空間を通して受信する受信装置と
   を備えた光空間伝送装置において、 前記赤外線発光素子を、天井に配置された照明手段が有
   する蛍光管の内部に組み込んで構成したことを特徴とす
   る光空間伝送装置。