公益社団法人 応用物理学会 九州支部
リフレッシュ理科教室

改良版 ver.2
おく

光で音を送ってみよう
堀江 雄二（鹿児島大）
ひとびと

ほうほう

つかとお

じょうほう

つた

く ふ う

げんだい

むかしから人々はいろんな方法を使って遠くの人に情報を伝える工夫をしてきました。現代でけいたいでんわ

でんぱ

つかたいりょう

じょうほう

はテレビやラジオ、携帯電話では電波を使っています。また、インターネットでは大量の情報をおく

つかじょうほうおでんきしんごう

送るために光ファイバーを使っています。そこでは情報を光に置きかえたり、その光を電気信号
おはんどうたいそしつかこんかいはっこうに置きかえたりするのに半導体素子が使われています。今回は発光ダイオード（LED）とじ ゅ こ う そ し

おくじっけん

受光素子をつかって、光で音を送る実験をしましょう。
ぜんたい

こうせい

１．全体の構成

じゅんび

２．準備するもの
ひかりそうしんき○光送信機（その１）
こ が た

こ・小型ブレッドボード 1個
はっこう

そし

こ

・発光ダイオード（LED）素子 1個
こ・メロディ IC 1個ていこう

ちゃくろちゃきん

こ・抵抗 (100 Ω茶黒茶金, 1/4 W) 1個
たんよんようでんちこたんよん か ん で ん ち

こ・単四２本用電池ボックス 1個 (単四乾電池2個)
ひかりじゅしんき

○光受信機
こ が た

こ

・小型ブレッドボード 1個
こ・フォトダイオード 1個ていこう

ちゃくろきんこ・抵抗(10 kΩ茶黒オレンジ金, 1/4 W) 1個
あつでん

こ・クリスタルイヤホンのイヤホン側（もしくは圧電スピーカー） 1個
かくがたでんちようでんち

こかくがた か ん で ん ち

こ・ 9V角型電池用電池ボックス 1個 (9V角型乾電池 1個)
ひかりそうしんき○光送信機（その２）
こ が た

こ

・小型ブレッドボード 1個
はっこう

そし

こ・発光ダイオード（LED）素子 1個
た ん しこ・イヤホン端子 1個

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リフレッシュ理科教室ていこう

ちゃくろちゃきん

こ・抵抗 (100 Ω茶黒茶金, 1/4 W) 1個ていこう

こ・抵抗 (10 Ω茶黒黒金, 1/2 W) 1個
たんよん

ようでんち

こ

たんよん か ん で ん ちこ

・単四２本用電池ボックス 1個 (単四乾電池2個)
ほか○その他・セロハンテープ
りょうめん・両面テープ

３．作り方（その１）
ひかりそうしんき○光送信機（その１）
ず

こ が た

あな

おく(1) ①の図のように小型ブレッドボードの穴の奥そしせん

さこまで LED素子の線を差し込み、②のようにおません

さこせん

折り曲げます。線を差し込むときは長い線とせん

さこ

ま ち が短い線の差し込む場所を間違えないように気をつけます。
さこ(2) ①のようにメロディ IC を差し込みます。このむときもメロディ IC の向きに気をつけます。ていこう

たんよん で ん ち

せん

さこ(3) 抵抗と単四電池ボックスの線を差し込みまで ん ち

せんぬす。電池ボックスの線は抜けやすいので、②
まこ て いのようにセロハンテープを巻いて固定します。
たんよん で ん ち

うらこ が たこ て いりょうめん(4) 単四電池ボックスの裏に、両面テープで小型ブレッドボードを固定します。
たんよん で ん ち

たんよん で ん ち(5) 単四電池ボックスに単四電池を入れ、③のてんとう

かくにんように LED が点灯することを確認します。このときメロディ IC から音楽データが出ている
てんめつので、LED が点滅していることがわかるはずです。
はんどうたいそしはんどうたい※ メロディ IC も半導体素子です。中の半導体
じょうほう

き ろ く

メモリに音楽データの情報が記録されていしゅつりょく

か い ろて、それを出 力 する回路、メロディ IC を動
でんげんかいろかすための電源回路などがはいっています。

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ひかりじゅしんき

○光受信機
ず

こ が た

あな

(6) ④の図のように小型ブレッドボードの穴のおく

せん

さ

こ

奥までフォトダイオードの線を差し込み、⑤
お

ません

さ

このように折り曲げます。線を差し込むときは
せん

せん

さ

こ

ま ち が長い線と短い線の差し込む場所を間違えないように気をつけます。ていこう

で ん ち

せん

(7) 抵抗と 9V電池ボックスの線、イヤフォンのせん

さ

こせん

線を差し込みます。とくにイヤフォンの線はほそぬ

こ が た

細くて抜けやすいので、⑤のように小型ブレ
まッドボードをセロハンテープでぐるぐるに巻
こ て い

いて固定します。
で ん ち

うら

こ が た

(8) ⑥のように、9V電池ボックスの裏に、小型ブ
りょうめん

こ て い

レッドボードを両面テープで固定します。⑥いたでは音が大きすぎて耳を痛めないようにイヤさきフォンの先をはずしてあります。
で ん ち

かくがた

(9) ⑦のように、9V電池ボックスに 9V角型
かんでんち

ま ち が乾電池を入れます。このとき、＋と−を間違えで ん ちないようにします。 （電池をはずすときは、
で ん ちよこばら

ひぱ

電池の横腹をつまんで、手前に引っ張るとと取りやすくなります）

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じっけん

４．実験してみよう（その１）ず

ひかりそうしんき⑧の図のように、光送信機の LED
ひかりじゅしんきから出た光が光受信機のフォトダイオードに当たるようにします。すると、イヤフォンから、メロディが聞こえてくいたるはずです。音が大きすぎて耳を痛さきめないようにイヤフォンの先をはずしておきましょう。
＜ためしてみよう＞
・どのようにしたら、イヤフォンからの音が大きくなるでしょう？
ひかりそうしんき・光送信機の LED からの光を手でさえぎったら、どうなりますか？
ひかりそうしんき

ひかりじゅしんき

き ょ り

はな

・光送信機と光受信機の間の距離は、どれくらいまで離すことができるでしょう？
ひかりそうしんきつかひかりじゅしんき

おく・光送信機の LED の光を、⑨のように光ファイバーを使って光受信機に伝えてもメロディを送
おくき ょ りることはできますか？そのとき、メロディを送ることのできる距離はどうなりますか？
せっしょく

わる

※接触が悪くて聞こえないとき
ひかりそうしんき

は、光送信機のセロハンテープのゆび

お上から指で押さえてみて下さい。

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５．作り方（その２）
ひかりそうしんき○光送信機（その２）
ず

こ が た

あな

(10) ⑩の図のように小型ブレッドボードの穴のおく

そしせん

さこ

奥まで LED素子の線を差し込み、⑪のようおません

さこせんに折り曲げます。線を差し込むときは長い線せん

さこ

ま ち がと短い線の差し込む場所を間違えないように気をつけます。
た ん し

さこ(11) ⑪のようにイヤフォン端子を差し込みまむ

す。向きはどちらでもいいです。ていこう

たんよん で ん ち

せんさこ(12) 抵抗と単四電池ボックスの線を差し込みまで ん ち

せんぬす。電池ボックスの線は抜けやすいので、⑪
まこ て いのようにセロハンテープを巻いて固定します。
たんよん で ん ち

うらりょうめん(13) ⑫のように単四電池ボックスの裏に、両面こ が た

こ て い

テープで小型ブレッドボードを固定します。
たんよん で ん ち

たんよん で ん ち(14) 単四電池ボックスに単四電池を入れ、LEDてんとう

かくにんが点灯することを確認します。
じっけん

６．実験してみよう（その 2）
た ん し

イヤフォン端子にラジオなどをつないで音をじゅしんき

じゅしん

じっけん

出して、受信機でうまく受信できるか実験してじっけんみましょう。⑬は iPhone をつないで実験していた ん しる様子です。iPhone からヘッドフォン端子に音せっていおんりょうが出るように設定しましょう。音量はできるだけ大きくした方が聞きやすいです。音が小さいときは、⑬のようにイヤフォンのカバーをつけて耳の中に入れると聞きやすいです。
せっしょく

わる

ひかりそうしんき※接触が悪くて聞こえないときは、光送信機のゆび

おセロハンテープの上から指で押さえてみて下さい。

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リフレッシュ理科教室＜家に帰ってからためしてみてほしいこと＞
じつ

せきがい せん

実は、テレビなどのリモコンからは、目に見えない赤外線が出ていて、それをテレビ本体のセ
け ん ち

ひかりじゅしんきむ

しんごう

おくンサーで検知しています。光受信機のフォトダイオードに向かってリモコンの信号を送ったら、なしんごう

おくどのような音が鳴るでしょうか？ いろんなリモコンで信号を送ってためしてみてください。

ちゅうい

注意！！！
じっけんたんよん か ん で ん ち

かくがた か ん で ん ち

・実験が終わったら、単四乾電池と 9V角型乾電池ははずしておきましょう。
かんでんち

あんぜん

ほかん

・はずした乾電池は、ショートしないように安全な場所に保管しておきましょう。

＜謝辞＞
じっけん

本実験は以下のものを参考にして再構成しました。
・岡島茂樹、高井吉明：「音声光通信にちょう戦」 応用物理学会東海支部 リフレッシュ理科教室 テキス
ト (オンライン https://refresh-rika-tokai.jimdofree.com/工作-音声光通信に挑戦/）
・原一広、田尻恭之、香野淳：「光通信〜LED の光でメロディを送る〜」応用物理学会九州支部 リフレッ
シュ理科教室 テキスト (2022)