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技術 携帯用光空間通信装置用光反射装置

出願人 東北電力株式会社コイト電工株式会社
発明者 渡辺美喜男若林義道
出願日 1992年11月26日 (28年1ヶ月経過) 出願番号 1992-339744
公開日 1994年6月10日 (26年6ヶ月経過) 公開番号 1994-164506
状態 未査定
技術分野 光伝送方式 光通信システム
主要キーワード 放射状外向き 直線移動体 固定地点 受光器群 光反射装置 ブロック線 光リモコン 受光視野
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1994年6月10日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

目的

光信号中継して良好な通信状態を維持する光空間通信装置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10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。

概要

背景

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テレビ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データ信号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。

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。

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。

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。

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。

このため従来より、図6に示すような光通信用光反射装置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53,53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。

概要

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

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10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。

目的

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。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

光空間送信用光信号受光し、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

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。

技術分野

0001

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光反射装置に関するものである。

背景技術

0002

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テレビ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データ信号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53,53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。

発明が解決しようとする課題

0008

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。

課題を解決するための手段

0012

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

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

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21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。

発明の効果

0024

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

0025

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4L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。

--

0026

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

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