(57)【要約】【課題】受光素子の小型化が可能であるとともに、受光素子を多数配置しなくても良好な受信性能を確保できるようにする。【解決手段】赤外光を出射する発光素子１２を備えた送信装置１と発光素子１２からの赤外光αを受光する受光素子３１を備えた受信装置３２とを用いて、送信装置１と受信装置３との間で赤外光αによって光情報通信を行う赤外光通信システムであって、少なくとも、赤外光αを受光する受光素子３１には、受光素子３１の指向方向を可変するための可動機構３４を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外光を出射する発光素子を備えた赤外光送信装置と前記発光素子からの赤外光を受光する受光素子を備えた赤外光受信装置とを用いて、前記赤外光送信装置と前記赤外光受信装置との間で前記赤外光によって光情報通信を行う赤外光通信システムであって、
少なくとも、前記赤外光を受光する前記受光素子には、前記受光素子の指向方向を可変するための可動機構を有することを特徴とした赤外光通信システム。
【請求項２】
前記発光素子から出射した赤外光が反射して前記受光素子へ入射するための反射手段を、所定の反射位置に備えたことを特徴とする請求項１に記載の赤外光通信システム。
【請求項３】
前記可動機構は、前記受光素子からの出力信号を帰還することにより、前記受光素子を受信感度が最良の方向又は位置に自動的に移動させるように構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の赤外光通信システム。
【請求項４】
赤外光受信装置に備えた受光素子へ向けて赤外光を出射して、前記赤外光受信装置側との間で光情報通信を行う発光素子を備えた赤外光送信装置であって、
前記赤外光を出射する前記発光素子には、前記発光素子の指向方向又は位置を可変するための可動機構を有することを特徴とした赤外光送信装置。
【請求項５】
前記発光素子は単一のもので構成するとともに、
前記可動機構は前記発光素子を最良の送信方向または送信位置へ移動可能に構成したことを特徴とする請求項４に記載の赤外光送信装置。
【請求項６】
赤外光送信装置に備えた発光素子から出射する赤外光を受光して、前記赤外光送信装置との間で光情報通信を行う受光素子を備えた赤外光受信装置であって、
前記赤外光を受光する前記受光素子には、前記受光素子の指向方向を可変するための可動機構を有することを特徴とした赤外光受信装置。
【請求項７】
前記受光素子は単一のもので構成するとともに、
前記可動機構は、前記受光素子を最良の受信感度方向または受信感度位置へ移動可能に構成したことを特徴とする請求項６に記載の赤外光受信装置。
【請求項８】
前記可動機構は、前記受光素子からの出力信号を帰還し、受信感度が最良の方向又は位置に自動的に移動するように構成したことを特徴とする請求項６又は７記載の赤外光受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子を備えた送信装置と受光素子を備えた受信装置とを用いて、送信装置と受信装置との間で赤外光によって光情報通信を行う赤外光通信システム及びこれに用いる赤外光送信装置並びに赤外光受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの近距離無線通信のように、室内などの比較的近距離に設置した電子機器との間で、特定波長の無線電波などを用いて情報の送受信を行うものや、各種波長の光を用いて通信を行う光通信装置（システム）などが多数提案され開発されている。
【０００３】
この光通信装置としては、例えば赤外線を用いて、互いに近距離に設置した電子機器どうしの情報伝達を行う赤外線通信（ＩｒＤＡ；ＩｎｆｒａＲｅｄ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）などがよく知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このような赤外線通信装置にあっては、赤外線を受光する受光素子の配置構造として、例えば図４に示すように、送信装置１０１側には、変調器１０２と、これに接続された発光素子１０３とを備える一方、受信装置１０４側には、発光素子１０３と対向するように受光素子１０５を配置するとともに、この受光素子１０５に接続された増幅器１０６及び復調器１０７とを備え、この復調器１０７には適宜の電子機器１０８を接続させた構成のものが知られている。
【０００５】
また、このような赤外線通信装置では、受光能力を補い良好な通信状態を確保するために、一般的に、受光素子上部にレンズを設け、見かけ上の受光面積を拡大するなどの工夫がなされていることが多い。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−７４８４５号公報（第３頁、右欄上段［００１４］、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の赤外線通信装置では、できるだけ良好な通信状態を確保するために、一般に、大型の集光レンズがついた受光素子を用いており、赤外線を受光する受光素子の配置構造を小型化するのに限界があるという問題があった。
【０００８】
この赤外線通信装置では、受光素子の受光面が、通常、発光素子の発光面と光学的に対向する状況でのみ通信が可能である。送信機と受信機とを固定した状態などで使用する赤外線通信装置（システム）などでは、送信機側と受信機側との間に障害物があるような場所では通信ができない。
【０００９】
従って、このような光学的に遮蔽された状況でも通信を確保できるようにするためには、例えば受光素子を多数配置するなどの措置が必要であるといった問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、従来の問題を解決するためになされたものであり、受光素子の小型化が可能であるとともに、受光素子を多数配置しなくても良好な受信性能を確保できる赤外光通信システム及びこれに用いる赤外光送信装置並びに赤外光受信装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の赤外光通信システムは、赤外光を出射する発光素子を備えた赤外光送信装置と前記発光素子からの赤外光を受光する受光素子を備えた赤外光受信装置とを用いて、前記赤外光送信装置と前記赤外光受信装置との間で前記赤外光によって光情報通信を行う赤外光通信システムであって、
少なくとも、前記赤外光を受光する前記受光素子には、前記受光素子の指向方向を可変するための可動機構を有することを特徴としている。
【００１２】
この赤外光通信システムによれば、発光素子から照射された赤外光の進行する光路が一部遮蔽されていたとしても、その光路とは異なる別の（例えば、迂回する）光路などを形成して、赤外光を受光させることが可能となる。
【００１３】
また、本発明の赤外光通信システムは、前記発光素子から出射した赤外光が反射して前記受光素子へ入射するための反射手段を、所定の反射位置に備えたことを特徴としている。
【００１４】
この構成により、例えば反射手段を天井面に設置すれば、発光素子と受光素子との間が一部遮蔽されてあっても、発光素子から出射された赤外光を天井面の反射手段で反射させることにより、その赤外光を単一の受光素子で受光することが可能となる。
【００１５】
さらに、本発明の赤外光通信システムでは、前記可動機構は、前記受光素子からの出力信号を帰還することにより、前記受光素子を受信感度が最良の方向又は位置に自動的に移動させるように構成したことを特徴としている。
【００１６】
この構成により、発光素子から照射された赤外光が一部遮蔽される状態に受光素子が設置されていても、受光素子での受信レベルに基づいて可動機構が作動し、良好な受信レベルとなる方向や位置へ受光素子を自動的に移動させることが可能となる。
【００１７】
また、本発明の赤外光送信装置は、赤外光受信装置に備えた受光素子へ向けて赤外光を出射して、前記赤外光受信装置との間で光情報通信を行う発光素子を備えた赤外光送信装置であって、
前記赤外光を出射する前記発光素子には、前記発光素子の指向方向を可変するための可動機構を有することを特徴としている。
【００１８】
この赤外光送信装置によれば、発光素子から出射された赤外光が進行する光路の一部が遮蔽されていたとしても、その光路とは異なる別の（例えば、迂回する）光路を形成することにより、赤外光にその別の光路を進行させ、受光素子へ受光させることが可能となる。
【００１９】
また、本発明の赤外光送信装置では、前記発光素子を単一のもので構成するとともに、
前記可動機構は前記発光素子を最良の送信方向または送信位置に移動可能に構成したことを特徴としている。
【００２０】
この構成により、赤外光送信装置の発光素子は、可動機構を作動させることで、受光素子が良好な受信レベルとなるような方向や位置へ発光素子を移動させることができる。
換言すれば、赤外光送信装置は、発光素子から出射された赤外光の光路が一部遮蔽される状態に設置されていたとしても、赤外光に元の光路とは別の光路を進行させることで、受光素子に良好な受信状態を実現することが可能となる。
【００２１】
また、本発明の赤外光受信装置は、赤外光送信装置に備えた発光素子から出射する赤外光を受光して、前記送信装置側との間で光情報通信を行う受光素子を備えた赤外光受信装置であって、
前記赤外光を受光する前記受光素子には、前記受光素子の指向方向を可変するための可動機構を有することを特徴としている。
【００２２】
この赤外光受信装置では、可動機構を動作させることで、受光素子の指向方向を変更させ、元の光路とは異なる別の（例えば、迂回する）光路を経由したルートで赤外光を受光することが可能となる。
換言すれば、発光素子から照射された赤外光の進行する元の光路が一部遮蔽されていても、その赤外光に別光路を迂回させて進行させることで、受光素子でその赤外光を受光することができる。
【００２３】
また、本発明の赤外光受信装置では、前記受光素子を単一のもので構成するとともに、
前記可動機構は、前記受光素子を最良の受信感度方向または受信感度位置へ移動可能に構成したことを特徴としている。
【００２４】
この構成により、赤外光受信装置の受光素子は、可動機構を作動させることで、良好な受信レベルとなるような方向や位置へ受光素子を移動させることができる。
換言すれば、発光素子から照射された赤外光の光路が一部遮蔽される状態に設置されていたとしても、赤外光に元の光路とは別の光路を進行させることで、受光素子に良好な受信状態を実現することが可能となる。
【００２５】
また、本発明の赤外光受信装置では、前記可動機構を、前記受光素子からの出力信号を帰還し、受信感度が最良の方向又は位置に自動的に移動するように構成したことを特徴としている。
【００２６】
この構成により、発光素子から照射された赤外光が一部遮蔽される状態に受光素子が設置されていても、受光素子での受信レベルに基づいて可動機構が作動し、良好な受信レベルとなる方向や位置へ受光素子を自動的に移動させることが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る赤外光通信システムを室内に設置した状態を示すものであり、この室内に設置の赤外光通信システムには、赤外光送信装置（以下、送信装置と略す）１と、反射部２と、赤外光受信装置（以下、受信装置と略す）３とを備えている。
また、赤外光通信システムでは、送信装置１と受信装置３との間に、遮蔽物Ａ（例えば間仕切り）が設置されており、送信装置１と受信装置３とは空間的に遮断されているが、反射部２を介して赤外線通信（光ＬＡＮ）が実現可能となっている。
【００２８】
送信装置１には、変調器（ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）１１及び発光素子１２を備えており、このうち変調器１１には適宜の電子機器と接続されている。例えば、本実施形態の送信装置１では、変調器１１には、図示外のテレビジョン受信用のチューナなど（或いは、ＶＴＲ機器、ラジオ、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣとよぶ）、その他の適宜のものが可能である。）が接続されており、このテレビジョン受信機変調器からの映像信号が、変調器１１へ出力され、この変調器１１で変調されて発光素子１２へ出力するようになっている。
【００２９】
発光素子１２は、所定波長（λ）の赤外光αを出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成されており、この発光素子１２からは映像信号に応じて変調された赤外光αが受信装置３側へ向けて出射されるようになっている。
この発光素子１２は、本実施形態では、ＬＥＤを使用しており、水平方向に指向した状態で固設されている。このため、その発光強度については、指向（水平）方向が最大となる比較的出射角度の広いガウス（正規）分布状態を呈するようになっており、このように水平方向に指向した設置状態であっても、天井面Ｂ方向にはその出射光の何割かが進行している。
【００３０】
なお、本発明では、発光素子として、本実施の形態のようなＬＥＤに限定されるものではなく、例えばレーザ（例えば、半導体レーザ（ＬＤ））などの指向性の高い光源も使用してもよいが、その場合には、例えば反射手段２へ向けてレーザ光を偏向させるための反射手段を別に設置するなどの措置を講じるのが好ましい。
【００３１】
反射部２は、発光素子１２から出射される所定波長の赤外光αを（正）反射させて受信装置３の後述する受光素子に向けて進行させるものであり、本実施形態の場合、天井面Ｂに設置されており、通常の反射鏡、例えば反射面２１にアルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）或は金（Ａｕ）などの金属膜を塗布または蒸着させたもので形成されている。また、この反射部２としては、特に本実施の形態のものに限定されるものではなく、例えば、発光素子１２から出射する赤外光αの波長のみを選択的に反射する、換言すれば、波長選択性を有する誘電多層膜で構成すれば、ノイズが少なく効果的である。
【００３２】
受信装置３には、受光素子３１と、増幅器（ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）３２と、復調器（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ）３３とを備えているとともに、受光素子３１を発光素子１２から出射の赤外光αの進行方向に向けて指向方向を変更するための可動機構３４を備えており、後述する電子機器に接続されている。
【００３３】
本実施の形態では、受光素子３１には、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）を用いている。また、復調器（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ）３３には、適宜の電子機器、例えば表示装置であるＬＣＤ（液晶表示装置）３５（或いは、ＰＣその他の適宜のものが適用可能である。）が接続されており、送信装置１側で受信したテレビ画像をこのＬＣＤ３５で表示できるように構成されている。
【００３４】
可動機構３４は、受光素子３１の指向方向を手動で可変・調整するためのものであり、本実施の形態では、基台３４Ａと、この基台３４Ａに対して手動操作で上下左右の３次元方向（２次元又は１次元方向でもよい）に移動可能なアーム３４Ｂなどを備えている。即ち、この可動機構３４は、発光素子１２から出射・進行する赤外光のうち、反射部２の反射面２１で反射する赤外光αを最良の状態で受信させるため、本実施の形態では、受光素子３１を天井面Ｂの方向に起き上がらせる方向にアーム３４Ｂを起立させた状態に調整している。
【００３５】
以上のように構成された本実施の形態の赤外光通信システムについて、図１を用いてその動作を説明する。
まず、送信装置１側において、変調器１１で変調された映像信号に応じて発光する発光素子２から赤外光αが出射され、その何割かが天井面Ｂに設けた反射部２に到達して正反射する。
従って、この反射部２の反射面２１で正反射する赤外光αは、その後、天井面Ｂに向けて起立している受光素子３１に向けて進行し、その受光素子３１に入射・受光する。
【００３６】
これにより、その赤外光αを受光した受光素子３１では、受信して光電変換された映像情報に対応する変換信号を増幅器３２へ出力する。従って、この変換信号を入力する増幅器３２では、変換信号を増幅した後に復調器３３へ出力するとともに、この復調器３３では、その入力信号が復調される。
このようにして、復調された映像信号は復調器３３から表示装置であるＬＣＤ３５へ出力され、このＬＣＤ３５ではその信号に応じて、映像情報が画面上に表示されるようになる。
【００３７】
従って、第１の実施の形態に係る赤外光通信システムによれば、受光素子３１を可動できる構造を設けたことにより、発光素子１１から照射された赤外光αが進行する光路が遮蔽物Ａにより一部遮蔽されても、この遮蔽物Ａを避けて迂回することができる。即ち、赤外光αは、反射部２の反射面２１で反射させる迂回した光路を進行して受光素子１で受光することが可能となり、受光素子３１には大型の集光レンズなどを必要としないため、装置の小型化及び製造コストの削減が実現できる。
【００３８】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る赤外線通信システムについて、図２を用いて説明する。なお、本実施の形態において、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施の形態の赤外線通信システムでも、第１の実施の形態と同様に、受信装置３側には、受光素子３１と、入力が受光素子３１の出力に接続された増幅器３２と、入力が増幅器３２の出力に接続された復調器３３と、入力が復調器３３の出力に接続された表示装置３５と、可動機構３４などとを備えている。
【００３９】
さらに、本実施の形態の赤外線通信システムでは、可動機構３４に、先に述べた第１の実施の形態と異なり、基台３４Ａと、アーム３４Ｂとの他に、このアーム３４Ｂを自動的に最適な方向に指向・回動させるため、基台３４Ａの内部に設置したモータ（図略）と、このモータの駆動を制御する制御部３４Ｃとを備えている。
【００４０】
そして、特にこの制御部３４Ｃでは、受光素子３１での受光信号レベルに対応する情報を増幅器３３から可動機構５側に帰還させるために、入力が増幅器３２の出力に接続されており、これによって、信号レベルが最大となる最良な受信方向（又は最良な受信位置）に向けてアーム３４Ｂ及びこれに固設する受光素子３１を回動させることができるように構成されている。
【００４１】
従って、第２の実施の形態に係る赤外光通信システムによれば、遮蔽物Ａによって発光素子１２からの赤外光αが遮られた場所に設置する場合でも、別言すれば、設置スペースなどの都合上、どうしても送信装置１と受信装置３とを遮蔽物Ａを挟んで設置せざるを得ない場合でも、良好な赤外光通信が可能となる。
即ち、本実施の形態によれば、赤外光を受光素子３１で受光したときに増幅器３２から出力する出力信号を入力した制御部３４Ｃでは、その信号レベルに応じてモータを駆動してアーム３４Ｂ及びこのアーム３４Ｂに固設する受光素子３１を回動させ、受光素子３１が受信感度最良点となる位置まで自動的に指向方向を移動して受信感度を調整することができる。
【００４２】
このように、本実施の形態によれば、第１の実施形態と同様に、送信装置１と受信装置３とが遮蔽物Ａで遮断されるような場所に赤外光通信システムを設置する場合であっても、可動機構３４が自動的に作動して、受光素子３１の指向方向が最良な受信状態となるところまで受光素子３１を回動させることができる。その結果、遮蔽物Ａを避けた光路、つまり天井面Ｂに設置した反射部２の反射面２１で反射するような光路を形成することができ、受光素子３１は、赤外光αを最良な状態で受光することができる。
【００４３】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態に係る赤外線通信システムについて、図３を用いて説明する。なお、本実施の形態において、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施の形態の赤外線通信システムでは、第１の実施の形態とは異なり、送信装置１側の発光素子１２にも可動機構１３が取り付けられている。
【００４４】
可動機構１３は、発光素子１２の指向方向を手動で可変・調整するためのものであり、本実施の形態では、第１実施の形態の可動機構３４と同様の構成となっており、基台１３Ａと、この基台１３Ａに対して手動操作で上下左右の３次元方向（２次元又は１次元方向でもよい）に移動可能なアーム１３Ｂとなどとを備えている。即ち、本実施の形態の可動機構１３でも、発光素子１２から出射・進行する赤外光のうち、反射部２の反射面２１で反射する赤外光αを最良の受信状態で受光素子３１へ受光させるため、受光素子３１を天井面Ｂの方向に起き上がらせる方向にアーム３４Ｂを起立させた状態に調整している。
【００４５】
また、本実施の形態では、受信装置３側の可動機構３４が、受信感度を手動調整する構成となっているが、第２の実施の形態のように、受信感度を自動調整する構成であってもよい。
【００４６】
なお、以上の説明では、可動機構３４を増幅器３２と別体のものとして構成したが、可動機構３４の制御部３４Ｃである回路部分は、増幅器３２の回路に組み込んで構成することも実施可能である。
また、本発明の反射部２の設置位置としては、特に本実施の形態のような天井面Ｂに限定されるものではなく、例えば壁面や床面、その他の適宜の部位に設置可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明は、赤外光を出射する発光素子を備えた送信装置と発光素子からの赤外光を受光する受光素子を備えた受信装置とを用いて、送信装置と受信装置との間で赤外光によって光情報通信を行う赤外光通信システムであって、少なくとも、赤外光を受光する受光素子には、受光素子の指向方向を可変するための可動機構を有するものである。
【００４８】
従って、本発明によれば、受光素子が可動構造であるため、集光レンズのない受光素子の採用が可能になり、赤外光通信システムの小型化が実現できるという効果を有する。また、従来のような多数の受光素子を用いることがなくても、良好な受信性能を確保することができる効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る赤外線通信システムを室内に設置したときの状態を示す構成ブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る赤外線通信システムを室内に設置したときの状態を示す構成ブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る赤外線通信システムを室内に設置したときの状態を示す構成ブロック図である。
【図４】従来の赤外線通信を利用した赤外線通信システムを示す構成ブロック図である。
【符号の説明】
１      （赤外光）送信装置
１１    変調器
１２    発光素子
１３    可動機構
１３Ａ  基台
１３Ｂ  アーム
２      反射部
２１    反射面
３      （赤外光）受信装置
３１    受光素子
３２    増幅器
３３    復調器
３４    可動機構
３４Ａ  基台
３４Ｂ  アーム
３４Ｃ  制御部
３５    表示装置（ＬＣＤ）
Ａ      遮蔽物（間仕切り）
Ｂ      天井面
α      赤外光
【図１】
2004336120.tif 000003
【図２】
2004336120.tif 000004
【図３】
2004336120.tif 000005
【図４】
2004336120.tif 000006