JPH0666148U - 光無線通信用送信器、光無線通信用受信器、及び光無線通信装置並びにそれに使用する中継器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 送信の際に無駄な電力を消費しない構造の光
無線通信用装置を提供する。 【構成】 光ワイヤレスマイクロホン１は、空間内の全
方向の光信号通信路を補えるように各方向に向けられて
設けた発光素子ＬＥＤ１（１−１〜１−６）から音声情
報を有した光信号を出力させる光信号送出部と、発光素
子ＬＥＤ１のそれぞれの指向性に対応させた受光素子Ｐ
Ｄ１−１〜１−６で受信したパイロット光の受信強度を
受信強度検出器３を用いて検出し、その検出結果に応じ
てマイコン５が発光素子ＬＥＤ１を切り換える発光素子
選択部とから成る。また、受信装置１１は、受信装置１
１の位置を知らせるためのパイロット光を出力する発光
素子ＬＥＤ１１と、この発光素子ＬＥＤ１１の出力信号
を生成するローカル信号発生器１６とを有する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、光無線通信用送信器、光無線通信用受信器、及び光無線通信装置並 びにそれに使用する中継器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より光を用いて情報の空間伝送を行う光通信技術がある。この光通信は、 外来ノイズを受けにくいなどの特徴を有していることから、最近使用されるよう になってきた。 光無線を用いて情報伝送を行う場合、発光部、受光部の指向特性が重要視され る。固定２点間の通信を行う場合、発光部は指向特性を考えて、最も放射強度が 強くなるように受光部に向けることで最小限の発光パワーで通信路の確保を行う ことができるが、光通信装置の一方、或いは、両方が移動局の場合、どのように して通信路を確保するかが問題となる。そこで、従来では送信側の発光部は、考 えられる全方向の空間を補えるように、複数個の発光素子を発光させることで通 信路の確保を行っている。 このような光無線伝送を利用した技術の一つに、光ワイヤレスマイクがある。 以下、上述の光無線伝送方式を従来の光ワイヤレスマイクを例にとって説明す る。

【０００３】 図４は、従来の光ワイヤレスマイク及び受信装置の構成の一例を示す図である 。 同図（Ａ）において、光ワイヤレスマイク（光無線通信用送信装置）３１は、 空間内の全方向を補えるように複数個（同図では６つ）設けたレンズ付きの発光 ダイオードである発光素子ＬＥＤ３１（３１−１〜３１−６）、送話器９、この 送話器９からの音声信号のレベル変換処理を施す圧縮器８、圧縮器８の出力信号 を変調する変調器７、この変調器７の出力信号を増幅して発光素子ＬＥＤ３１へ の出力信号とする増幅器２等を有している。 また、同図（Ｂ）において、受信装置４１は、上記発光素子ＬＥＤ３１の光信 号を受信するための受光素子ＰＤ４１、この受光素子ＰＤ４１の出力信号を増幅 する上記増幅器２、受光素子ＰＤ４１で受光した光信号を復調する復調器１２、 上記圧縮器８とは逆のレベル変換処理を施す伸長器１３、及び上記増幅器２を介 して伸長器１３の出力信号を外部装置へ出力するためのオーディオ出力端子１５ 等を有する。以上のように、従来の光ワイヤレスマイク３１と、受信装置４１は 構成される。次にその動作に付いて説明する。

【０００４】 音声情報が光ワイヤレスマイク３１の送話器９より入ると、音声情報は音声信 号として圧縮器８へ出力され、レベル変換処理が施される。この圧縮器８でレベ ル変換処理された音声信号は、変調器７によって光信号送出用に変調され、増幅 器２を介して、発光素子ＬＥＤ３１へ入力される。そして、増幅器２に接続され る全ての発光素子ＬＥＤ３１から光信号を出力することで、空間内の全方向に光 信号が出力される。このように出力された光信号は、空間内の所定位置に設置し た上記受信装置４１の受光素子ＰＤ４１により受光され、電気信号に変換されて オーディオ出力端子１５から音声信号として外部の音声表示装置に出力される。

【０００５】 このように空間内の全方向に光信号を出力することで、ユーザが光ワイヤレス マイク３１を持ちながら移動しても、光信号を受光素子ＰＤ４１に到達させるこ とができる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述のような光無線伝送方式によれば、光伝送路の確保のために光 信号の出力時に発光素子ＬＥＤ３１−１〜３１−６を同時に発光させる必要があ る。即ち、通信には必要のない方向の発光素子まで発光させているため、送信装 置の無駄な電力を消費し、バッテリーの消耗を速くしてしまうという欠点を有し ていた。

【０００７】 そこで、本考案は上記の点に着目してなされたものであり、送信の際に無駄な 電力を消費しない構造の光無線通信装置を提供することを目的とするものである 。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記目的を達成するための手段として、空間内の全方向の光通信路 を補えるように設置した複数の光信号出力手段を有する送信器と、前記光信号出 力手段から出力される光信号を受信する光信号受信手段を有する受信器とを用い て情報伝送を行う光無線通信装置において、前記送信器は、前記光信号出力手段 の指向特性に対応して設けられ、前記受信器から出力されるパイロット光を受信 するパイロット光受信手段と、前記パイロット光受信手段で受信したパイロット 光の受信強度を検出する受信強度検出手段と、前記受信強度検出手段の検出結果 に応じて、光信号を出力する光信号出力手段を選択する選択手段と、を有し、前 記受信器は、この受信器の位置を知らせるための前記パイロット光を出力するパ イロット光出力手段を有することを特徴とする光無線通信装置を提供しようとす るものである。

【０００９】

【実施例】

以下、添付図面を参照して本考案の一実施例を説明する。なお、上述した実施 例において説明した部分と同様な部分はその説明を省略する。 図１は、本考案の光無線通信装置の一実施例である光ワイヤレスマイクロホン と、その受信装置の概略構成図である。 同図（Ａ）において、光ワイヤレスマイクロホン１は、空間内の全方向の通信 路を補えるように各方向に向けられて設けた複数個（６つ）の発光素子ＬＥＤ１ （１−１〜１−６）から音声情報を有した光信号を出力させる光信号送出部と、 光信号の最適な通信路を検出して上記発光素子ＬＥＤ１を切り換える発光素子選 択部とから成る。 上記光信号送信部は、発光素子ＬＥＤ１−１〜１−６と、増幅器２と、変調器 ７、圧縮器８、送話器９とから成る。 また、上記発光素子選択部は、上記発光素子ＬＥＤ１のそれぞれの指向性に対 応させた受光素子ＰＤ１（１−１〜１−６）と、この受光素子ＰＤ１の出力信号 を増幅する上記増幅器２と、この増幅器２の出力信号を入力して受光素子ＰＤ１ で受信した光の受信強度を検出し、その検出結果に応じた出力信号を出力する受 信強度検出器３と、アナログ信号である受信強度検出器４の出力信号をデジタル 信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器４と、受信強度検出器３の検出結果に応じて 発光素子ＬＥＤ１を切り換えるマイコン５とから成る。

【００１０】 また、同図（Ｂ）において、受信装置１１は、上述の従来例で説明した受信装 置４１と同様の構成の光信号受信部と、この受信装置１１の位置を上記光ワイヤ レスマイクロホン１に知らせるためのパイロット光を出力する発光素子ＬＥＤ１ １と、この発光素子ＬＥＤ１１の出力信号を生成するローカル信号発生器１６と を有するパイロット光発生部とで構成される。 以上のように、光ワイヤレスマイクロホン１及びその受信装置１１は構成され る。以下、光ワイヤレスマイクロホン１及び受信装置１１の動作について説明す る。

【００１１】 受信装置１１は、パイロット光発生部のローカル信号発生器１６で常に所定の 信号を増幅器２に出力することにより、発光素子ＬＥＤ１１から、一定の方向に 常にパイロット光を出力している。 一方、光ワイヤレスマイクロホン１のマイコン５では、受光素子ＰＤ１−１〜 １−６で受光されるパイロット光の受信強度を受信強度検出器３を用いて順次検 出させる。 マイコン５では、受信強度検出器３によって検出した受光素子ＰＤ１−１〜１ −６までの受信強度を受光素子ＰＤ１の識別番号ｎと共にマイコン５内の図示し ない記憶装置に一時記憶する。全ての受光素子ＰＤ１の受光強度検出が終わった 時点で、メモリ内の受信強度の最大値を求め、その最大値に対応する受光素子Ｐ Ｄ１の識別番号ｎを検出する。この受信強度が最大である受光素子ＰＤ１−ｎに 対応する発光素子ＬＥＤ１−ｎから光信号を出力することにより、光信号が最適 な通信路を通ることになる。そこで、その受光素子ＰＤ１−ｎに対応した発光素 子ＬＥＤ１−ｎから光信号を出力させるように、増幅器２Ｂの出力を発光素子Ｌ ＥＤ１−ｎに切り換える。 ここで、送話器９より入力された音声は、圧縮器８、変調器７によって光信号 用の電気信号に変換され、空間内の最適な通信路に光信号を発生するように切り 換えられた発光素子ＬＥＤ１−ｎから、音声情報を有した光信号として送信され る。 以上のような動作が繰り返し行われることで、光ワイヤレスマイクロホン１で は常に情報伝送に必要な発光素子ＬＥＤ１のみを発光させることが可能となり、 無駄な電力の消費を低減させることができる。

【００１２】 なお、上述の方法により受信強度の最大値が求められなかった場合や、最大値 がある一定レベル以下になった場合は、マイコン５では最適な通信路が存在しな いとして、受信強度の最大値が求められるまでの間、或いは最大値がある一定レ ベル以上になるまでの間、全ての発光素子ＬＥＤ１−１〜１−６から光信号を送 信させるようにする。また、マイコン５で検出される受信強度の最大値が複数検 出された場合には、その最大値に対応する指向性を有する全ての発光素子ＬＥＤ １から光信号を出力させても良い。また、マイコン５で検出される最大値のレベ ルが大きい場合には、発光素子ＬＥＤ１から出力する光信号の出力レベルを抑え 、小さい場合には、光信号の出力レベルを大きくするようにしても良い。発光素 子ＬＥＤ１から出力する光信号の出力レベルを可変とするためには、例えば、各 方向の発光素子ＬＥＤ１を２個づつ設置し、出力レベルを大きくする場合には、 ２個同時に発光させ、出力レベルを小さくする場合には１個だけを発光させる。 また、発光素子ＬＥＤ１に出力する電流を制御して出力レベルを可変としても良 い。

【００１３】 ところで、上述の光ワイヤレスマイク１の通信エリアを拡大させるため、光ワ イヤレスマイク１と、受信装置１１との間に中継器（リピータ）を設置しても良 い。 その中継器の一例を、図２に示す。以下、この中継器を用いた場合の本考案の 光無線通信装置について説明する。

【００１４】 図２は、送信装置と受信装置との間に使用する中継器の構成を示す図である。 同図において、中継器２１は、上記発光素子ＬＥＤ１から出力される光信号を 受信して電気信号に変換する受光素子ＰＤ２１と、この受光素子ＰＤ２１から出 力される電気信号を逓倍する逓倍器２２と、この逓倍器２２で逓倍された電気信 号を光信号にして出力する発光素子ＬＥＤ２１−１とから成る光信号中継部と、 上記受信装置１１のパイロット光発生部と同様な構成のパイロット光発生部とで 構成される。 この中継器２１を上述の光無線通信装置に用いる場合には、図３に示すように 、受信装置１１に中継器２１からの光信号を受信するための受光素子ＰＤ１１− ２、増幅器２、上記中継器２１から出力される光信号を復調する復調器１２Ｂ、 伸張器１３、及び受光素子ＰＤ１１−１で受信された音声信号と、受光素子ＰＤ １１−２で受信された音声信号とを加算する加算器１４を追加する。

【００１５】 この中継器２１を使用するには、発光素子ＬＥＤ２１−１から逓倍されて出力 された光信号が、上記受光素子ＰＤ１１−２に受光されるように設置する。この 時、中継器２１は、中継器２１の発光素子ＬＥＤ２１−１と、受信装置１１の受 光素子ＰＤ１１−２との間の光信号の通信路が常に確保されるように設置される 。 中継器２１からのパイロット光は、上記受信装置１１のパイロット光と共に発 せられ、光ワイヤレスマイク１のマイコン５では、検出される最適な通信路に対 応する指向性を有するＬＥＤ１−ｎを選択して、そのＬＥＤ１−ｎから光信号を 出力させる。

【００１６】 この中継器２１は、光ワイヤレスマイク１と、受信装置１１との距離が離れて いる場合だけでなく、最適な光信号通信路を確保しにくい室内に設置しても効果 がある。即ち、光ワイヤレスマイク１は、電磁波よりも指向性が狭い光信号を用 いるため、光ワイヤレスマイク１と、受信装置１１の受光素子ＰＤとの位置関係 によって、最適な光信号通信路が検出ない場合が頻繁に生じる場合がる。上述の ように最適な光信号通信路が検出できない場合には、全ての発光素子ＬＥＤ１か ら光信号を出力するが、全ての発光素子ＬＥＤ１で頻繁に光信号を出力していた のでは、光ワイヤレスマイク１のバッテリを無駄に消費してしまう。そこで、中 継器２１を設置することで、光ワイヤレスマイク１と、受信装置１１との通信路 以外の通信路（中継器２１を介した通信路）を設けることができるため、このよ うな問題点を改善することができる。 また、光信号通信路が特に確保しにくいところでは、中継器２１を複数設置し ても良い。

【００１７】 ところで、以上説明した光ワイヤレスマイクロホン１は、種々の変更が可能で ある。 例えば、パイロット光の受光強度が小さすぎると、正確な受信強度検出を行う ことができなくなる。そこで、各受光素子ＰＤ１で受光した受信強度を示す信号 についてＮ回のサンプルを取り、加算処理を行う。このようにすれば、受信強度 を示す信号はＮ倍になるのに対し、ノイズはＮの１／２乗になる。このような処 理を行うようにすれば、受光素子ＰＤ１を小型化することができるので、光ワイ ヤレスマイクロホン１自体も小型化することができる。 また、光信号送信部の発光素子ＬＥＤ１の切り換えの際に、一時、両方の発光 素子ＬＥＤ１から光信号を出力させるようにすれば、発光素子ＬＥＤ１の切り換 えの際に生じるノイズの影響を低減させることができる。即ち、例えば発光素子 ＬＥＤ１−１から発光素子ＬＥＤ１−２に切り換える際に、数十μｓ〜数ｍｓの 間、発光素子ＬＥＤ１−１と発光素子ＬＥＤ１−２から同時に光信号を出力させ るようにする。 以上のような処理はマイコン５のプログラムにより容易に行わせることが可能 である。 更に、本考案の光無線通信装置は光ワイヤレスマイクロホンだけでなく他の光 無線通信装置においても使用可能である。

【００１８】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の光無線通信用送信器によれば、空間内の全方向の 光通信路を補えるように設置した複数の光信号出力手段を用いて情報伝送を行う 光無線通信用送信器において、前記光信号出力手段の指向特性に対応して設けら れ、受信器から出力されるパイロット光を受信するパイロット光受信手段と、前 記パイロット光受信手段で受信したパイロット光の受信強度を検出する受信強度 検出手段と、前記受信強度検出手段の検出結果に応じて、光信号を出力する光信 号出力手段を選択する選択手段と、を有するので、常に最適な光信号の通信路に 対応した光信号出力手段のみを選択して光信号を出力させることができる。

【００１９】 また、本考案の光無線通信用受信器によれば、上記送信器から出力される光信 号を受信する光無線通信用受信器であって、前記光信号を受信して電気信号に変 換する光信号受信手段と、前記受信器の位置を知らせるためのパイロット光を出 力するパイロット光出力手段と、を有するので、送信器にこの受信器の位置を明 確に知らせることができる。

【００２０】 また、本考案の光無線通信装置によれば、空間内の全方向の光通信路を補える ように設置した複数の光信号出力手段を有する送信器と、前記光信号出力手段か ら出力される光信号を受信する光信号受信手段を有する受信器とを用いて情報伝 送を行う光無線通信装置において、前記送信器は、前記光信号出力手段の指向特 性に対応して設けられ、前記受信器から出力されるパイロット光を受信するパイ ロット光受信手段と、前記パイロット光受信手段で受信したパイロット光の受信 強度を検出する受信強度検出手段と、前記受信強度検出手段の検出結果に応じて 、光信号を出力する光信号出力手段を選択する選択手段と、を有し、前記受信器 は、この受信器の位置を知らせるための前記パイロット光を出力するパイロット 光出力手段を有するので、光無線通信装置で問題であった送信器の無駄な電力の 消費を良好に改善することができる。

【００２１】 また、上記光無線通信装置に使用する中継器であって、送信器から出力される 光信号を受信して電気信号に変換する光信号受信手段と、前記光信号受信手段か ら出力される電気信号を周波数変換する光信号変換手段と、前記光信号変換手段 で周波数変換された電気信号を光信号にして受信器へ出力する光信号出力手段と 、前記中継器の位置を知らせるためのパイロット光を出力するパイロット光出力 手段と、を有するので、上記送信器の通信エリアを拡大させることができ、最適 な通信路を確保しにくい場所でも送信器は良好に通信路を確保することが可能と なる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の光無線通信装置の一実施例である光ワ
イヤレスマイクロホンと、その受信装置の概略構成図で
ある。

【図２】送信装置と受信装置との間に使用する中継器の
構成を示す図である。

【図３】中継器を使用する場合の受信装置の構成を示す
図である。

【図４】従来の光ワイヤレスマイクロホン及び受信装置
の構成の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 光ワイヤレスマイクロホン（光無線通信用送信器） ３ 受信強度検出器（受光強度検出手段） ５ マイコン（選択手段） １１ 受信装置（光無線通信用受信器） １６ ローカル信号発生器（パイロット光出力手段） ２１ 中継器（中継器） ２２ 逓倍器（光信号変換手段） ＬＥＤ１，２１ 光信号出力用発光素子（光信号出力手
段） ＬＥＤ１１ パイロット光出力用発光素子（パイロット
光出力手段） ＰＤ１ パイロット光受信用受光素子（パイロット光受
信手段） ＰＤ１１，２１ 光信号受信用受光素子（光信号受信手
段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/06 10/16 8523−5Ｋ Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｊ

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】空間内の全方向の光通信路を補えるように
   設置した複数の光信号出力手段を用いて情報伝送を行う
   光無線通信用送信器において、 前記光信号出力手段の指向特性に対応して設けられ、光
   無線通信用受信器から出力されるパイロット光を受信す
   るパイロット光受信手段と、 前記パイロット光受信手段で受信したパイロット光の受
   信強度を検出する受信強度検出手段と、 前記受信強度検出手段の検出結果に応じて、光信号を出
   力する光信号出力手段を選択する選択手段と、 を有することを特徴とする光無線通信用送信器。
2. 【請求項２】請求項１記載の光無線通信用送信器から出
   力される光信号を受信する光無線通信用受信器であっ
   て、 前記光信号を受信して電気信号に変換する光信号受信手
   段と、 前記光無線通信用受信器の位置を知らせるためのパイロ
   ット光を出力するパイロット光出力手段と、を有するこ
   とを特徴とする光無線通信用受信器。
3. 【請求項３】空間内の全方向の光通信路を補えるように
   設置した複数の光信号出力手段を有する送信器と、前記
   光信号出力手段から出力される光信号を受信する光信号
   受信手段を有する受信器とを用いて情報伝送を行う光無
   線通信装置において、 前記送信器は、 前記光信号出力手段の指向特性に対応して設けられ、前
   記受信器から出力されるパイロット光を受信するパイロ
   ット光受信手段と、 前記パイロット光受信手段で受信したパイロット光の受
   信強度を検出する受信強度検出手段と、 前記受信強度検出手段の検出結果に応じて、光信号を出
   力する光信号出力手段を選択する選択手段と、を有し、 前記受信器は、この受信器の位置を知らせるための前記
   パイロット光を出力するパイロット光出力手段を有する
   ことを特徴とする光無線通信装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の光無線通信装置に使用する
   中継器であって、 送信器から出力される光信号を受信して電気信号に変換
   する光信号受信手段と、 前記光信号受信手段から出力される電気信号を周波数変
   換する光信号変換手段と、 前記光信号変換手段で周波数変換された電気信号を光信
   号にして受信器へ出力する光信号出力手段と、 前記中継器の位置を知らせるためのパイロット光を出力
   するパイロット光出力手段と、を有することを特徴とす
   る中継器。