JPH10229368A

JPH10229368A - 光空間伝送装置

Info

Publication number: JPH10229368A
Application number: JP9044718A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takenaka; 宏竹中
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 1998-08-25

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の発光素子を用いて多方向に光を放出する
親局と、それと相対してデータ伝送を行う子局とで構成
される光空間伝送装置において、子局と相対しない発光
素子を駆動しないことで、親局の消費電力を低減する光
空間伝送装置の提供。【解決手段】子局は親局からのデータを受信すると、あ
る定まったビットパターンのフラグを返送し、親局がフ
ラグを受信した場合、フラグを受信した受光素子と対に
なる発光素子を駆動し続けるように発光素子の駆動回路
を制御する。一方、フラグを受信していない受光素子と
対になる発光素子は発光を停止させる。これにより、子
局と相対している発光素子のみが駆動される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光空間伝送装置に
関し、特に、空間を伝播するディジタル光信号を用いる
ことにより情報端末間のデータ伝送を実現する装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】空間を伝播するディジタル光信号を用い
ることにより情報端末間のデータ伝送を実現する光空間
伝送方式は、光ファイバのような伝送路を用意すること
なく、端末間での情報のやりとりを可能としたものであ
り、従来、例えば室内においてパーナルコンピュータと
周辺機器との間のデータ伝送などに用いられている。

【０００３】通常、光空間伝送装置は、親局のまわりに
複数の子局が置かれている。発光素子及び受光素子はと
もに指向性を有するため、親局は各方向に向けて複数の
発光素子および受光素子を配置し、親局の周囲に散在す
る子局との光信号の送受信を可能としている。

【０００４】ところで、親局側が、子局が存在しない方
向を指向している発光素子をも含めて全ての発光素子を
発光させることは、不要な発光素子に電力を消費させる
ことになり、好ましくない。そこで、従来の光空間伝送
システムは、何らかの方法により、不要な発光素子を駆
動しないような構成を有している。

【０００５】この種の従来技術として、例えば特開平５
−１５３０５５号公報には、サテライトユニットの発光
角が広い場合に消費電力が増大することを防止するため
の光空間伝送システムの構成が提案されている。図６
に、上記公報に提案される従来の光空間伝送装置の構成
例を示す。図６を参照して、この従来の光空間伝送装置
では、アドレス抽出回路１１７を用いて、アドレスによ
り、伝送に必要な子局を弁別している。このため、不要
な発光素子を駆動することなく目的とする子局との間で
のみ光伝送を行うことができる。

【０００６】図７は、特開平２−２８０５４５号公報に
提案される従来の光空間伝送装置の構成を示す図であ
る。図７を参照して、この従来の光空間伝送装置は、親
局が子局からの信号を検出し、ある程度以上の強度の受
信光があった場合にのみその子局の方向に向いた発光素
子を発光させることにより、子局の存在しない方向への
発光を停止するようにしたものである。図７において、
２１１は室内に設置された音響機器または映像機器など
の装置、２１２〜２１４は空間中に光を出射する発光素
子、２１５〜２１７は各発光素子２１２〜２１４を電気
信号で変調して駆動する駆動部、２１８〜２２０は発光
素子２１２〜２１４からの各反射光を検出する受光素
子、２２１〜２１３は各受光素子２１８〜２２０の電気
信号を増幅する増幅部、２２４は各増幅部２２１〜２２
３の電気信号を入力し基準電圧発生器２２５の基準値と
比較する比較部、２２６は比較部２２４からの信号を受
け、各発光素子２１２〜２１４を駆動する電気信号を切
り替える制御部、２２７は電気信号の入力端子、２２８
は例えば室内の壁面、２２９は空間を伝搬した光信号を
受信する光受信器、２３０〜２３５は空間を伝搬する光
信号を示している。すなわち、この従来技術では、複数
の発光素子から各種方向の空間に出射された光信号の反
射光を各発光素子の近傍に設けた受光素子で検出し、そ
の検出量に応じて発光素子を駆動または停止、あるいは
その発光量を制御することにより消費電力の削減を図る
ようにしたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来の光空間伝送装置は下記記載の問題点を有してい
る。

【０００８】（１）上記特開平５−１５３０５５号公報
に記載された従来の光伝送空間装置の問題点は、子局の
回路規模が増大し、子局の設置の際に手間がかかる、と
いうことである。

【０００９】その理由は、子局数に応じてそれぞれ異な
るアドレスを設定および解読するための回路を搭載する
必要があり、また設置に際しては、それぞれの子局に重
複しないように、アドレスを設定する作業が必要とされ
る、ためである。

【００１０】（２）上記特開平２−２８０５４５号公報
に記載された従来の光空間伝送装置の問題点は、雑音光
により動作が不安定になる場合がある、ということであ
る。

【００１１】その理由は、子局からの受信光の有無を親
局の受光素子への入射光の強度により判断しているた
め、近くに照明などの光源がある場合には、その光を子
局からの光と誤認して、親局の発光素子を駆動してしま
う可能性がある、ためである。

【００１２】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、簡易な回路構成
で、消費電力を低減した光空間伝送装置を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の光空間伝送装置は、光信号を各種方向の空間に出射
する１又は複数の発光素子と、前記各発光素子に対応し
てその近傍に設けられ、前記各発光素子の光の出射方向
に対して略逆方向から入射した光信号を検出する１又は
複数の受光素子と、前記発光素子に与えられる入力信号
に、予め定められたビットパターンからなるフラグを付
与するフラグ挿入回路と、前記各受光素子からの電気信
号の出力信号に前記フラグが含まれているか否かを検出
するパターン検出回路と、前記パターン検出回路の検出
結果により前記発光素子を制御する駆動回路と、を備え
てなる、ことを特徴する。

【００１４】［発明の概要］本発明の概要について以下
に説明する。本発明の光空間伝送装置は、送信する信号
にある定められたパターンの信号（フラグ）を重畳する
回路（図２の５０、図３の７２）を有し、同時に、受信
した光信号に前述のパターンが含まれているか否かを判
定する回路（図２の６０、図３の７４）を備えている。

【００１５】データの送信局（親局または子局）がデー
タを発光素子を通じて空間に放射する際に、発光素子の
駆動回路において、予め定められたパターンのフラグ信
号をデータに付加する。フラグを付加したデータフォー
マットの一例を、図５（ａ）に示す。この例では、フラ
グをデータの先頭に付加している。データの受信局（子
局または親局）では、受信光を受光回路で電気信号に変
換後、受信信号にこのフラグが含まれているかを判断す
る。

【００１６】受信信号にフラグが含まれている場合に
は、受信局はフラグを乗せたデータを受信局の発光素子
から送信局に対して返送する。送信局は、返送されて来
たデータからフラグを検出すると、送信局・受信局間で
データリンクが確立したものと判断し、引き続き発光を
続けデータ伝送を行う。

【００１７】しかしながら、ある発光素子の指向する方
向に受信局が存在しない場合や、両者の間に障害物があ
る場合には受信局に相手からの信号が到達しない。この
時は、子局から親局フラグが伝送されず、受光回路でフ
ラグが検出されないので、データリンクを確立する必要
がないと判断され、親局の発光素子の発光が停止され
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１９】図１は、本発明の実施の形態の構成を示す
ブロック図である。図１を参照すると、本発明の実施の
形態に係る光空間伝送装置は、親局１１と、１又は複数
の子局４２〜４ｎと、で構成される。親局はそれぞれ異
なる方向を指向する複数の発光素子２１〜２ｎを有し、
それぞれの発光素子の近傍には、発光素子が指向する方
向とほぼ同方向からの入射光を検出するための受光素子
３１〜３ｎが配置されている。

【００２０】各子局４２〜４ｎは、ほぼ親局の方向を指
向する１組の、発光素子５２〜５ｎと受光素子６２〜６
ｎとをそれぞれ有している。しかし、子局の位置は親局
に対して固定されてはいない。また、親局のある発光素
子の指向する先には子局が存在しない場合もある。

【００２１】データは親局の端末１と子局の端末２〜ｎ
との間を伝送される。この時、データの送信元は親局の
場合もあり、子局の場合もある。

【００２２】図２は、親局と子局とが相対した様子を示
す図である。親局の発光素子及び受光素子、周辺回路は
一組分、子局の発光素子及び受光素子、周辺回路は１台
分を含んでいる。図２において、親局１０の発光素子５
Ａは、駆動回路５０により駆動される。駆動回路５０
は、入力されたデータ信号を発光素子５Ａに適した電気
信号に変換すると同時に、データ信号にフラグと呼ばれ
る信号を付加する機能を有している。

【００２３】一方、受光素子６Ａは、受光回路６０に接
続されており、受光回路６０は受信した光信号を増幅す
ると同時に、受信信号中にフラグが含まれているか否か
を検出する。

【００２４】駆動回路５０は、受信信号中にフラグが含
まれているか否かの判定結果により発光素子５Ａを駆動
する。

【００２５】図２の右側は、子局の発光素子及び受光素
子、周辺回路の構成を示す図である。子局４１は、ほぼ
同一の方向を指向する１組の発光素子５Ｂと受光素子６
Ｂとを有している。また、子局は親局とほぼ同様の構成
の駆動回路５０′及び受光回路６０′を有している。た
だし、子局内ではフラグに検出による駆動回路の制御は
行わない。

【００２６】図２を参照して、親局から子局にデータを
伝送する場合を例に、本発明の実施の形態の動作につい
て説明する。

【００２７】端末からのデータ列を受信した親局１０の
駆動回路５０は、データ列のいずれかの場所に予め定め
た固定符号パターンであるフラグを挿入する。フラグの
長さ、パターンは任意であるが、データと誤認しないよ
うにデータとしては現れないパターンであることが望ま
しい。

【００２８】その後、フラグを含んだデータ列にて発光
素子５Ａを駆動し、親局から外部に向けて光信号が放射
される。データ伝送の開始時には、親局に備えられた全
ての発光素子が発光する。

【００２９】親局から放射された光の一部は、子局の受
光素子６Ｂに入射し、子局の受光回路６０で電気信号に
変換される。ここで、受光回路６０′は、受信したデー
タにフラグが含まれているか否かを検査し、フラグを検
出した場合には、子局の駆動回路５０′は親局への応答
信号を生成して発光素子６Ｂから即時親局に送信する。
子局の駆動回路５０′において、応答信号にはフラグが
挿入される。

【００３０】親局の受光回路６０では、同様に、子局か
らの応答信号を検査し、フラグの有無を判定する。フラ
グを検出した場合には、これを受信した受光素子６Ａの
近傍にある対となる発光素子５ａに、子局が相対してい
ると判断し、当該発光素子５Ａは引き続きデータを子局
に送り続ける。

【００３１】親局の、ある発光素子の先に子局がなかっ
たり、子局との間に障害物がある場合には、親局の当該
発光素子と対になる受光素子には子局からの応答が返ら
ない。こういった場合、親局の受光素子は、発光素子が
データ送信を開始した後、しばらくの間、子局からの応
答を待ち、その間に受信信号からフラグを検出しなかっ
た場合には、子局とは相対していないものと判断し、受
光素子の近傍にある対になる発光素子の発光を停止させ
る。

【００３２】これにより、実際に子局と対向している親
局の発光素子のみが発光する。

【００３３】これまでは、親局から子局に対してデータ
伝送を行う場合について説明したが、子局から親局への
データ伝送の場合もほぼ同様な動作を行う。

【００３４】すなわち、親局の受光回路６０は、常時、
子局からの受信データにフラグが含まれているかを検査
している。子局がデータ伝送を開始するまでは、親局に
はフラグが受信されないので、親局の発光素子５Ａは発
光を停止している。

【００３５】子局の発光素子５Ｂが発光を始めると、子
局と対向可能な親局の受光回路６０においてのみフラグ
が検出されるので、親局の側でも子局と対向可能な発光
素子５Ａのみが発光し、その他の発光素子は停止し続け
る。

【００３６】

【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の一実施例について図面を参照
して詳細に説明する。図３は、本発明の一実施例におけ
る親局１０と子局４１の構成の詳細を示すブロック図で
ある。

【００３７】図３を参照すると、本実施例では、発光素
子５Ａ、５Ｂとして短波長発光ダイオード（ＬＥＤ）、
受光素子６Ａ、６Ｂとしてシリコンフォトダイオード
（ＰＤ）、フラグとして６ビットの「１０１０１０」パ
ターンを採用している。この場合のデータフォーマット
をの一例を、図５（ｂ）に示す。

【００３８】また、親局の受光回路６０は、親局１０が
発光を開始してから子局４１からのフラグの到着を所定
時間例えば１秒間待つ。

【００３９】駆動回路５０は、外部から発光あるいは停
止を制御可能なＬＥＤ駆動回路７１と、フラグ挿入回路
７２と、を備えて構成され、受光回路６０は、プリアン
プ７３と、フラグ検出回路７４と、を備えて構成されて
いる。

【００４０】フラグ検出回路７４は、受信信号からフラ
グを検索した結果によりＬＥＤ駆動回路７１を制御す
る。以上は親局側に関する説明であるが、子局側も同様
である。それぞれの動作については以下に順に説明す
る。

【００４１】本発明の実施例の動作について、図３を参
照して詳細に説明する。

【００４２】伝送すべきデータは、まずフラグ挿入回路
７２でそのデータの先頭に「１０１０１０」パターンを
付加した後、ＬＥＤ駆動回路７１でＬＥＤ（５Ａ）を駆
動するのに適した電流（ピーク値で約１００ｍＡ）に増
幅した後、ＬＥＤ（５Ａ）から光信号として放射され
る。

【００４３】放射された信号光は空間を伝搬し、一部の
光は、子局のＰＤ（６Ｂ）に入射する。ここで電流に変
換されたデータ信号は、プリアンプ７３で通常のロジッ
クデータに振幅を変換された後、フラグ検出回路７４に
入力される。

【００４４】フラグ検出回路７４では、受信データの先
頭の６ビットを「１０１０１０」と比較し、一致した場
合はフラグを検出したものと判断する。

【００４５】フラグを検出した場合には、子局４１のフ
ラグ挿入回路７２が、「１０１０１０」のフラグのみか
らなるデータを作成し、ＬＥＤ駆動回路７１を通じて受
信後、所定時間例えば０．５秒以内に親局１０に応答を
返す。

【００４６】親局１０のフラグ検出回路７４では、この
データを検出し、ＬＥＤ駆動回路７１に対してデータを
伝送し続けるように制御する。

【００４７】一方、最初に子局４１に向けてデータを送
信した後、１秒以内に受信信号から「１０１０１０」パ
ターンを検出しなかった場合には、親局１０のフラグ検
出回路７４は、対になるＬＥＤ駆動回路７１に対して発
光を停止するように制御する。これらの一連の動作によ
り、一般的に、子局と相対した親局のＬＥＤだけが発光
することになる。

【００４８】これまでは、親局１０から子局４１に対し
てデータ伝送を行う場合について説明したが、上記発明
の実施の形態でも説明したように、子局から親局へのデ
ータ伝送の場合もほぼ同様な動作を行う。すなわち、親
局１０の受光回路６０は、常時子局４１からの受信デー
タの先頭にフラグ「１０１０１０」が含まれているかを
検査している。子局４１が発光を開始するまでは、親局
１０のフラグ検出回路７４は、フラグ「１０１０１０」
を検出しないので、フラグ検出回路７４は親局１０のＬ
ＥＤ駆動回路７１を発光を停止するように制御する。

【００４９】子局４１が発光を始めると、子局４１と対
向可能な親局１０のＰＤ（６Ａ）に接続されたフラグ検
出回路７４において、フラグ「１０１０１０」が検出さ
れるので、親局１０のフラグ検出回路７４は、ＬＥＤ駆
動回路７１に対して発光するように制御する。

【００５０】この手順により、一般的に、子局からデー
タが送られてくる場合でも、親局の発光素子のうち、子
局と対向可能なもののみが発光し、その他の子局と相対
しない発光素子は停止し続ける。

【００５１】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図４は、本発明の第２の実施例の構成を示す図で
ある。

【００５２】図４を参照して、本実施例では、発光素子
にＬＤ（レーザダイオード）、受光素子にＡＰＤ（アバ
ランシェフォトダイオード）を用いている。ＬＤ８１は
指向性がＬＥＤよりも高く、ＡＰＤ８２はＰＤよりも受
光感度が高いため、伝送可能な親局−子局間の距離をよ
り大きくすることが可能となる。

【００５３】また、フラグパターンに８ビットの「０１
１１１１１０」を用いている。図５（ｃ）に、この場合
のデータフォーマットでの一例を示す。

【００５４】このパターンは、ＨＤＬＣ（high level
data link control procedures）通信で使用され
るフラグパターンであり、この採用によりフラグ挿入回
路及びパターン検出回路にＨＤＬ伝送装置用の回路やＩ
Ｃを使用することができるようになる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
下記記載の効果を奏する。

【００５６】（１）本発明の第１の効果は、光空間伝送
装置の低消費電力化が図ることができる、というであ
る。

【００５７】その理由は、本発明においては、フラグを
用いて、互いに相対する子局と親局の発光素子のみが駆
動されるので、それ以外の発光素子が電力を消費するこ
とがない、ためである。

【００５８】（２）本発明の第２の効果は、フラグのや
りとりにより相対する発光素子と受光素子とを決定して
いるため、光空間伝送装置の構成の簡易化と操作性の向
上とを図ることができる、ということである。

【００５９】その理由は、本発明においては、各子局に
アドレスを割り当てる場合と異なって、アドレスのエン
コード・デコードのための複雑な回路が不要とされ、か
つ子局ごとのアドレス設定という作業も不要となるから
である。

【００６０】（３）本発明の第３の効果は、雑音光の入
射等により受光素子が誤って相対する局があると判断す
ることを回避することができる、ということである。

【００６１】その理由は、本発明においては、予め定め
られたフラグを用いて子局からの応答を検出しているの
で、ランダムな雑音光を受信しても、パターン検出回路
が誤動作を起こすことがない、ためである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の光空間伝送装置の構成を
示す図である。

【図２】本発明の実施の形態の動作を説明するための図
であり、親子間が相対した場合を示す図である。

【図３】本発明の一実施例を説明するための図である。

【図４】本発明の他の実施例を説明するための図であ
る。

【図５】データフォーマットを示す図である。

【図６】従来の光空間伝送装置の例を示す図である。

【図７】従来の光空間伝送装置の他の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

０１〜０ｎ端末１１親局２１〜２ｎ、５２〜５ｎ、５Ａ、５Ｂ発光素子３１〜３ｎ、６２〜６ｎ、６Ａ、６Ｂ受光素子４１〜４ｎ子局５０、５０′ 駆動回路６０、６０′ 受光回路７１ＬＥＤ駆動回路７２フラグ挿入回路７３プリアンプ７４フラグ検出回路８１ＬＤ８２ＡＰＤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光信号を各種方向の空間に出射する１又は
複数の発光素子と、前記各発光素子に対応してその近傍に設けられ、前記各
発光素子の光の出射方向に対して略逆方向から入射した
光信号を検出する１又は複数の受光素子と、前記発光素子に与えられる入力信号に、予め定められた
ビットパターンからなるフラグを付与するフラグ挿入回
路と、前記各受光素子からの電気信号の出力信号に前記フラグ
が含まれているか否かを検出するパターン検出回路と、前記パターン検出回路の検出結果により前記発光素子を
制御する駆動回路と、を備えてなる、ことを特徴する光空間伝送装置。
【請求項２】局間でのデータ伝送を光空間伝送で行うシ
ステムにおいて、各局は、発光素子に各々に対応してその近傍に設けら
れ、前記発光素子の光の出射方向に対して略逆方向から
入射した光信号を検出する受光素子を前記発光素子と対
で備え、送信側の局からのデータを受信すると予め定められビッ
トパターンのフラグを返送し、前記送信側の局が前記フラグを受信した場合、前記フラ
グを受信した受光素子と対になる発光素子を駆動し続け
るように前記発光素子の駆動回路を制御し、一方、前記
フラグを受信しない受光素子と対になる発光素子はその
発光を停止させることにより、前記送信側の局は、受信
側の子局と相対している発光素子のみを駆動するように
したことを特徴する光空間伝送システム。
【請求項３】親局が１又は複数の発光素子に各々に対応
してその近傍に設けられ、前記各発光素子の光の出射方
向に対して略逆方向から入射した光信号を検出する受光
素子を前記各発光素子と対で備え、前記発光素子に与えられる入力信号に、予め定められた
ビットパターンからなるフラグを付与するフラグ挿入手
段と、前記各受光素子からの電気信号の出力信号に前記フラグ
が含まれているか否かを検出するパターン検出手段と、前記パターン検出手段の検出結果により前記発光素子の
発光／停止を制御する駆動手段と、を備えてなる、こと
を特徴する請求項２記載の光空間伝送システム。
【請求項４】子局が、発光素子に各々に対応してその近
傍に設けられ、前記発光素子の光の出射方向に対して略
逆方向から入射した光信号を検出する受光素子を前記発
光素子と対で備え、前記発光素子に与えられる入力信号に、予め定められた
ビットパターンからなるフラグを付与するフラグ挿入手
段と、前記各受光素子からの電気信号の出力信号に前記フラグ
が含まれているか否かを検出するパターン検出手段と、前記パターン検出手段の検出結果により前記発光素子の
発光／停止を制御する駆動手段と、を備えてなる、こと
を特徴する請求項２記載の光空間伝送システム。