(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号の波長を透過する光信号透過窓及び光信号透過窓を介し光軸を中心にして所定の光通信角度範囲で光信号を送信または受信することが可能な光信号素子を二次元的に複数配置した基板を有する光通信部と、前記光通信部を設置する筐体と、前記光通信部の各光信号素子を制御する光通信制御部と、光通信を実行するための各種指示や通信データを入出力する入出力部と、前記入出力部によって入力された各通信データを所定の手順に基づいて光信号から通信データまたは通信データから光信号に変換処理するデータ処理部とを備え、前記複数の光信号素子は基板上に各光軸が前方一か所でほぼ交わるように凹状に配置され、前記光信号透過窓は各光軸がほぼ交わる近辺でかつ前記基板の前方に前記基板から所定の距離をあけて配置され光信号を透過させるのに必要となる実質的に最小限の寸法を有することを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
周囲の外乱光を遮光する遮光部をさらに備え、前記遮光部は、前記光信号透過窓の外側かつ前記光信号素子が光信号を送信または受信する光通信角度範囲に沿って前記筐体に設置されたことを特徴とする請求項１記載の光通信装置。
【請求項３】
前記遮光部は、前記光信号素子が光信号を送信または受信する光通信角度範囲に沿った表面が外乱光の反射防止状態に形成されたことを特徴とする請求項２記載の光通信装置。
【請求項４】
前記光通信部は、複数の光信号素子を配列した基板を、その各光軸が前方一か所でほぼ交わるように凹状に複数配置したことを特徴とする請求項１記載の光通信装置。
【請求項５】
前記光信号素子が、発光素子と受光素子とが一体成型されたモジュールであることを特徴とする請求項１記載の光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外線リモコン機器やＩｒＤＡ赤外通信機器などに適用され、赤外線信号等の光信号を送信または受信する光信号素子を用いた光通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信（例えばＩｒＤＡ）は光信号と外乱光（雑音）のＳ／Ｎ比によって通信距離が決まる。よって、外乱光が大きい屋外等の場所で光通信を行う場合は、通信角度（光信号の入射角／放射角）を極力絞って指向性のある光通信を行う必要がある。
通信角度を絞る方法としては、例えば、光信号を透過する光信号透過窓（光通信窓）に外乱光を遮光する遮光板を備え付ける方法や、光信号素子を光信号透過窓から所定距離はなして筺体内部に配置する方法がある。
【０００３】
また、発光素子に用いる赤外線ＬＥＤや受光素子に用いるフォトダイオードの有効通信角度は、一般的に±１５°程度であり、通信角度を広くする方法として、複数の光信号素子をそれぞれの通信角度を考慮して配置する方法がある。
【０００４】
例えば、特開平１０−９３１４５号公報には、複数のＩｒＤＡ赤外線発光素子ダイオードを放射状に配置し、各ＩｒＤＡ赤外線発光素子ダイオードの間に干渉防止シールド部材を設けたＩｒＤＡ赤外線発光ダイオードのモジュール構造とその制御方法が提案されている。
【０００５】
図４は従来技術による光通信部の部品配置を示す図である。図４において、４１は光信号素子、４２は光信号素子４１を実装する基板、４３は光信号の波長を透過する光信号透過窓、４４は筺体、４５は外乱光を遮光する遮光部を示す。
図４に示す従来技術の光通信部では、光信号素子４１の有効通信角度はそれぞれ±１５であり、各光信号素子４１を、光軸が３０°になるように基板４２に放射状に配置することで、全体の有効通信角度を９０°としている。
また、通信角度以外から入射される外乱光の影響を受けにくくするために、光信号透過窓４３の大きさを最小限の大きさにし、さらに遮光板４８を光信号透過窓４５の外部に設けている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示す従来技術の光通信部のように、基板上に複数個の光信号素子を放射状に配置する場合、光信号透過窓の開口面積が大きくなる。また、外乱光の影響を受けにくくするために、光信号素子を光通信透過窓から内部方向に少し離して配置する場合、離せば離すほど、光信号透過窓の開口面積は大きくなる。
これは通信角度を大きくすればするほど顕著になり、光通信装置全体が大きくなってしまう問題がある。つまり、外乱光の影響が受けにくい構造と、通信角度を大きくすることは相反する関係である。
【０００７】
特開平１０−９３１４５号公報に記載のモジュール構造についても、広い通信角度を有するが、外乱光の影響が受け易いという問題がある。
【０００８】
本発明は以上の事情を考慮してなされたものであり、例えば、光信号を透過する光信号透過窓の領域を小さくし、光通信部が光通信角度範囲以外から入射される外乱光の影響を少なくすることができる光通信装置を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光信号の波長を透過する光信号透過窓及び光信号透過窓を介し光軸を中心にして所定の光通信角度範囲で光信号を送信または受信することが可能な光信号素子を二次元的に複数配置した基板を有する光通信部と、前記光通信部を設置する筐体と、前記光通信部の各光信号素子を制御する光通信制御部と、光通信を実行するための各種指示や通信データを入出力する入出力部と、前記入出力部によって入力された各通信データを所定の手順に基づいて光信号から通信データまたは通信データから光信号に変換処理するデータ処理部とを備え、前記複数の光信号素子は基板上に各光軸が前方一か所でほぼ交わるように凹状に配置され、前記光信号透過窓は各光軸がほぼ交わる近辺でかつ前記基板の前方に前記基板から所定の距離をあけて配置され光信号を透過させるのに必要となる実質的に最小限の寸法を有することを特徴とする光通信装置である。
【００１０】
本発明によれば、光信号を透過する光信号透過窓の領域（通信開口面積）を小さくし、光通信部に対して光通信角度範囲以外から入射される外乱光の影響を少なくすることができる。このため、広い光通信角度範囲をもちながら、光通信部の小型化や信頼性の高い光通信が可能になる。
【００１１】
周囲の外乱光を遮光する遮光部をさらに備え、前記遮光部は、前記光信号透過窓の外側かつ前記光信号素子が光信号を送信または受信する光通信角度範囲に沿って前記筺体に設置された構成にしてもよい。
この構成によれば、光通信角度範囲以外から入射される外乱光を直接遮光するので、広い光通信角度範囲をもちながら、光通信部に対してより効果的に外乱光の影響を少なくすることができる。
【００１２】
前記遮光部は、前記光信号素子が光信号を送信または受信する光通信角度範囲に沿った表面が外乱光の反射防止状態に形成された構成にしてもよい。
この構成によれば、外乱光の反射を防止することができるので、広い光通信角度範囲をもちながら、光通信部に対してより効果的に外乱光の影響を少なくすることができる。
【００１３】
前記光通信部は、複数の光信号素子を配列した基板を、その各光軸が前方一か所でほぼ交わるように凹状に複数配置した構成にしてもよい。
この構成によれば、光信号透過窓の領域を大きくすることなく、光信号の強度を大きくして送信することができ、かつ光信号の受信感度を上げることができる。
【００１４】
前記光信号素子が、発光素子と受光素子とが一体成型されたモジュールに構成してもよい。
この構成によれば、光通信部を小型にすることができる。
【００１５】
この発明による光通信装置は、前記光通信部の各光信号素子を制御する光通信制御部と、光通信を実行するための各種指示や通信データを入出力する入出力部と、前記入出力部によって入力された通信データを所定の手順に基づいて光信号から通信データまたは通信データから光信号に変換処理するデータ処理部とを備える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施例に基づいて本発明を詳述する。なお、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００１７】
図１は本発明の一実施例である光通信装置の構成を示すブロック図である。  １は光通信装置を示し、光通信装置１は赤外線リモコン機器やＩｒＤＡ赤外通信機器などに適用される。
２は光通信を送信または受信する光信号素子を実装した基板からなる光通信部を示す。光通信部２の詳細構成については図２及び図３で説明する。
【００１８】
３は光通信部２の各光信号素子を制御する光通信制御部を示し、光通信制御部３は、光信号素子を発光素子として発光駆動する発光駆動回路、光信号素子が受光素子として受光した光信号をノイズ除去して増幅駆動する増幅回路などから構成される。
４は通信データを処理するデータ処理部を示し、ＣＰＵ、各種記憶媒体などから構成され、通信データを光信号または光信号を通信データに変換する。
５は光通信を実行するための各種指示や通信データを入出力する入出力部を示し、入力部として小型キースイッチ、タッチパネル、出力部としてＬＣＤ（液晶表示ディスプレイ）、ＥＬディスプレイなどで構成される。
【００１９】
図２は本発明の一実施例である光通信部の部品配置を示す図である。図２において、２１は光軸を中心にして所定の光通信角度範囲で光信号を送信または受信することが可能な光信号素子を示し、発光素子と受光素子とが一体成型されたモジュールに構成されている。
発光素子としてはＩｒＤＡ赤外ＬＥＤ、受光素子としてはＰＩＮフォトダイオードが用いられる。
【００２０】
２２は光通信素子２１を実装する基板であり、ガラスエポキシ基板などで構成される。
２３は光信号である赤外光の波長を透過する樹脂またはガラスフィルタで形成された光信号透過窓（光通信窓）を示し、光信号透過窓２３は、通信角度を狭くしない程度に小さく設計することで、外乱光の影響を抑制する役割ももつ。
【００２１】
本実施例では、光信号素子２１の数は３個であり、それぞれの通信角度はＩｒＤＡ規格に準じた±１５°の場合である。各光信号素子２１は３０°の角度を付けて光信号透過窓２３に対して凹状に配置する。
つまり、基板２２に３個の光信号素子２１を通信角度分だけ光軸を順次シフトし、その各光軸が前方一か所でほぼ交わるように凹状に配置する。
この実施例は、光通信素子の通信角度が±１５°の場合であるが、そのほかの通信角度であってもよい。
【００２２】
光信号透過窓２３は、各光軸がほぼ交わる近辺でかつ光通信部２の前部に配置される。この結果、通信角度範囲以外の視野角が極力持たないため、外乱光の影響が受けにくくなる。
【００２３】
２４は基板２２及び光信号透過部２３を配置する筺体を示し、アルミダイキャスト、樹脂などで構成される。
２５は周囲の外乱光を遮光する遮光部を示し、遮光部２５は、光信号透過窓２３の外側かつ光信号素子２１が光信号を送信または受信する光通信角度範囲に沿って筺体２４に設置される。
【００２４】
本実施例では、遮光部２５は、赤外光を透過しない金属や樹脂などの板状のもので構成されている。好ましくは外乱光の赤外光を反射しにくいように、反射防止多層膜や艶消し塗装などによる反射防止処理を施すのが好ましい。
また、遮光部２５は板状のものでなく、筒状のものや、筺体２４を変形した構造でもよい。
【００２５】
図２に示すように、基板２２を光信号透過窓２３から距離αだけ内部に配置することで、光信号素子２１が外乱光の影響を受けにくい構造にする。
図４に示すように、凸型に光信号素子２１が配置されている場合、距離αが大きくなればなるほど、光信号透過窓２３の大きさ、または遮光部２５の通信開口面積は大きくなるが、凹型に配置することで、小さくすることができる。
【００２６】
また、基板２２を距離αだけ内部に配置しつつ、遮光部２５を有することで、より光信号素子が外乱光の影響を受けにくくすることができる。これは、基板２２に配置された光信号素子２１の中で、中央に近い光信号素子に対して特に有効である。
【００２７】
図３は本発明の他の実施例である光通信部の部品配置を示す図である。図３に示すように、光通信部２は、複数の光信号素子２１が配列された基板２２をその各光軸が前方一か所でほぼ交わるように凹状に複数配置されている。また、図３において、
（１）複数の光信号素子を、その各光軸が平行になるように基板に配置すれば、光通信部２の発光強度や受信感度が向上する。
（２）複数の光信号素子を配列した複数の基板を、各基板上の光信号素子の光軸が前方で交わるように凹型に配置すれば、基板前方に配置する光信号透過窓２３の大きさを小さくすることができる。
結果、光通信部２は三次元的に小さくすることができる。
また、光信号素子の配列、及びその基板の配置を共に凹型にすることにより、光信号透過窓の大きさを最小にすることができる。
【００２８】
つまり、光信号素子２１が二次元的に配置された基板２２を、光信号信透過窓２３に対して外向きに凹型に３枚配置している。光信号素子の通信角度は±ｌ５°の場合、基板２２は通信角度に応じて、光軸を３０°ずらして配置される。このような配置にすることで、三次元的に光信号素子を凹型に配置することができ、光信号透過窓２３の大きさや、遮光部２５の通信開口面積を小さくすることができる。
この構成により、光信号素子が外乱光の影響を避けつつ、光信号の強度を大きくして送信することができ、かつ光信号の受信感度を上げることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、光信号を透過する光信号透過窓の領域（通信開口面積）を小さくし、光通信部に対して光通信角度範囲以外から入射される外乱光の影響を少なくすることができる。このため、光通信部の小型化や信頼性の高い光通信が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である光通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例である光通信部の部品配置を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例である光通信部の部品配置を示す図である。
【図４】従来技術による光通信部の部品配置を示す図である。
【符号の説明】
１  光通信装置
２  光通信部
２１  光信号素子
２２  基板
２３  光信号透過窓
２４  筺体
２５  遮光部
３  光通信制御部
４  データ処理部
５  入出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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