JPH0410771B2 - - Google Patents
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- JPH0410771B2 JPH0410771B2 JP57109397A JP10939782A JPH0410771B2 JP H0410771 B2 JPH0410771 B2 JP H0410771B2 JP 57109397 A JP57109397 A JP 57109397A JP 10939782 A JP10939782 A JP 10939782A JP H0410771 B2 JPH0410771 B2 JP H0410771B2
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- JP
- Japan
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- light
- photodiode
- light receiving
- receiving
- infrared
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Links
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- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Headphones And Earphones (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は受光装置、特に光を媒体として信号
を伝送する光伝送システム等に用いて好適な受光
装置に関する。
を伝送する光伝送システム等に用いて好適な受光
装置に関する。
背景技術とその問題点
斯の種受光装置として、例えば音声を電気信号
に変換し、この電気信号で赤外線発光素子を駆動
して発生した赤外線信号を赤外線受光素子を有す
る受信部で電気信号に変換し、スピーカを駆動し
て元の音声を再生するものがある。第1図はこの
ような受光装置の一例として従来使用されている
所謂ワイヤレスヘツドホーンを示すもので、同図
において、ヘツドカバー1で包囲した弾性部材2
の両端において夫々摺動子3により支持部材4を
支承し、この支持部材4の先端に耳当て5を配し
たケース6を取り付け、頭部に対して両側に夫々
配されたこれ等ケース6のうち、一方のケースの
前側面に例えば赤外線透過フイルタを兼ねるプラ
スチツクケースに収められた赤外線受光素子7を
配設すると共にその内部にスピーカを持つ音声再
生装置を組み込み、他方のケースの内部に電池及
びスピーカを組み込むようにしている。
に変換し、この電気信号で赤外線発光素子を駆動
して発生した赤外線信号を赤外線受光素子を有す
る受信部で電気信号に変換し、スピーカを駆動し
て元の音声を再生するものがある。第1図はこの
ような受光装置の一例として従来使用されている
所謂ワイヤレスヘツドホーンを示すもので、同図
において、ヘツドカバー1で包囲した弾性部材2
の両端において夫々摺動子3により支持部材4を
支承し、この支持部材4の先端に耳当て5を配し
たケース6を取り付け、頭部に対して両側に夫々
配されたこれ等ケース6のうち、一方のケースの
前側面に例えば赤外線透過フイルタを兼ねるプラ
スチツクケースに収められた赤外線受光素子7を
配設すると共にその内部にスピーカを持つ音声再
生装置を組み込み、他方のケースの内部に電池及
びスピーカを組み込むようにしている。
そして、使用に際しては、例えばテレビジヨン
受像機の音声を同室の他の人に聞えないように一
人だけで聞きたい時にテレビジヨン受像機の音声
を赤外線信号として放射させ、この放射されて来
た赤外線信号を上述したようなワイヤレスヘツド
ホーンで受信し、電気信号に変換して元の音声を
再生させて聞くわけである。
受像機の音声を同室の他の人に聞えないように一
人だけで聞きたい時にテレビジヨン受像機の音声
を赤外線信号として放射させ、この放射されて来
た赤外線信号を上述したようなワイヤレスヘツド
ホーンで受信し、電気信号に変換して元の音声を
再生させて聞くわけである。
ところでこのように赤外線を媒体として伝送さ
れて来た信号をワイヤレスヘツドホーンで受信す
る場合、受光素子を上述の如くヘツドホーンの片
側すなわち両側にあるケース6の一方のみに配置
するような構成とされているため前方から放射さ
れている光を受光している状態では良好な受信が
できるが、例えばワイヤレスヘツドホーンをかけ
た状態で頭を動かすと、受光部が頭の陰になつて
受信状態が悪くなつたり、或いは受信不能になる
等の不都合があつた。
れて来た信号をワイヤレスヘツドホーンで受信す
る場合、受光素子を上述の如くヘツドホーンの片
側すなわち両側にあるケース6の一方のみに配置
するような構成とされているため前方から放射さ
れている光を受光している状態では良好な受信が
できるが、例えばワイヤレスヘツドホーンをかけ
た状態で頭を動かすと、受光部が頭の陰になつて
受信状態が悪くなつたり、或いは受信不能になる
等の不都合があつた。
発明の目的
この発明は斯る点に鑑み、光信号が如何なる方
向から到来しても、これを確実にとらえ、常に良
好な受信状態を維持できる受光装置を提供するも
のである。
向から到来しても、これを確実にとらえ、常に良
好な受信状態を維持できる受光装置を提供するも
のである。
発明の概要
この発明は、それぞれの指向特性の半値角の和
が180゜となるような複数個の受光素子を、これら
複数個の受光素子により得られる合成指向特性が
ほぼ円形状になるように配置したことによつて、
如何なる方向からの光信号に対しても常時良好な
受信状態を維持でき得るようしたものである。
が180゜となるような複数個の受光素子を、これら
複数個の受光素子により得られる合成指向特性が
ほぼ円形状になるように配置したことによつて、
如何なる方向からの光信号に対しても常時良好な
受信状態を維持でき得るようしたものである。
実施例
以下この発明を、上述の如きワイヤレスヘツド
ホーンに適用した場合を例にとり、第2図〜第1
0図に基づいて詳しく説明する。
ホーンに適用した場合を例にとり、第2図〜第1
0図に基づいて詳しく説明する。
まず本論に入る前に第2図〜第4図を用いて赤
外線発光素子と受光素子を用いた赤外線空間伝送
について説明する。第2図に示すように赤外線発
光素子21と赤外線受光素子例えばシリコンPIN
フオトダイオード22が所定距離lだけ間隔をお
いて配置され、発光素子21からの光が、角度θ
をもつて法線方向nの方に反射してゆくものとす
ると、この時発光素子21の放射強度Ie(w/
sterad)は、次式で与えられる。
外線発光素子と受光素子を用いた赤外線空間伝送
について説明する。第2図に示すように赤外線発
光素子21と赤外線受光素子例えばシリコンPIN
フオトダイオード22が所定距離lだけ間隔をお
いて配置され、発光素子21からの光が、角度θ
をもつて法線方向nの方に反射してゆくものとす
ると、この時発光素子21の放射強度Ie(w/
sterad)は、次式で与えられる。
Ie=dP/dω ……(1)
上記(1)式において、P(w)は発光素子21の
放射電力、dωは後述される立体角である。この
時フオトダイオード22に流れる信号電流Iは、
次式で与えられる。
放射電力、dωは後述される立体角である。この
時フオトダイオード22に流れる信号電流Iは、
次式で与えられる。
I=KAEe ……(2)
上記(2)式において、Kは分光感度、Aはフオト
ダイオード22の受光面22aの面積、Eeは放
射照度である。そしてこの放射照度Eeは次式で
与えられる。
ダイオード22の受光面22aの面積、Eeは放
射照度である。そしてこの放射照度Eeは次式で
与えられる。
Ee=dP/dS=Iedω/dS ……(3)
ここで立体角dωは単位面積当りの面積を第3
図に示すようにdSで表わすと次式で与えられる。
図に示すようにdSで表わすと次式で与えられる。
dω=dScosθ/l2 ……(4)
この(4)式を上記(3)式に代入すると放射照度Ee
は次式の如くなる。
は次式の如くなる。
Ee=IedScosθ/l2/dS=Iecosθ/l2 ……(5)
この(5)式を更に上記(2)式に代入するとフオトダ
イオード22に流れる信号電流Iは次式の如くな
る。
イオード22に流れる信号電流Iは次式の如くな
る。
I=KAIecosθ/l2 ……(6)
この(6)式より受光面の面積Aを有するフオトダ
イオード22を流れる電流は、法線方向nとの角
度をθとすると、cosθに比例することが解る。そ
してこの信号電流Iが半分になる角度を所謂半値
角とするとcosθでは0.5=cosθ即ちθ=60゜の時が
半値角となる。
イオード22を流れる電流は、法線方向nとの角
度をθとすると、cosθに比例することが解る。そ
してこの信号電流Iが半分になる角度を所謂半値
角とするとcosθでは0.5=cosθ即ちθ=60゜の時が
半値角となる。
第4図はこの時のフオトダイオード22の受光
感度の指向特性を示すもので、この第4図からも
半値角60゜のところが受光感度0.5となつているこ
とが解る。つまりPINフオトダイオードの如き受
光素子の受光感度の指向特性は、受光点Pに対し
て球形を描くことが解る。
感度の指向特性を示すもので、この第4図からも
半値角60゜のところが受光感度0.5となつているこ
とが解る。つまりPINフオトダイオードの如き受
光素子の受光感度の指向特性は、受光点Pに対し
て球形を描くことが解る。
そこでこの発明では、斯る点に着目して第5図
に示すように複数個の受光素子例えば上述したフ
オトダイオード22と同様のシリコンPINフオト
ダイオード23,24及び25を用い、これらを
ほぼ上面から見て三角状になるように配置して組
み合せる。するとこれらの各フオトダイオードの
受光感度の指向特性は、それぞれ第6図に実線で
示すような形となる。即ち第6図において、aは
フオトダイオード23の受光感度の指向特性、b
はフオトダイオード24の受光感度の指向特性、
cはフオトダイオード25の受光感度の指向特性
であり、これらの各指向特性を受光点Pに対して
合成すると、鎖線dで示すようにほぼ円形状の合
成指向特性となる。つまり少くとも各フオトダイ
オードの受光面に到来して来る入射光に対して、
360゜の指向特性が得られる。これによつて、例え
ばワイヤレスヘツドホーンをつけたまま、360゜頭
を動かしても常時良好な受信状態を維持すること
ができることが理解できる。なお、受光素子自体
の形状を三角状となし、これ等によつてほぼ円錐
状の受光部を形成し、同様に全方向性の指向特性
を得るようにしてもよい。
に示すように複数個の受光素子例えば上述したフ
オトダイオード22と同様のシリコンPINフオト
ダイオード23,24及び25を用い、これらを
ほぼ上面から見て三角状になるように配置して組
み合せる。するとこれらの各フオトダイオードの
受光感度の指向特性は、それぞれ第6図に実線で
示すような形となる。即ち第6図において、aは
フオトダイオード23の受光感度の指向特性、b
はフオトダイオード24の受光感度の指向特性、
cはフオトダイオード25の受光感度の指向特性
であり、これらの各指向特性を受光点Pに対して
合成すると、鎖線dで示すようにほぼ円形状の合
成指向特性となる。つまり少くとも各フオトダイ
オードの受光面に到来して来る入射光に対して、
360゜の指向特性が得られる。これによつて、例え
ばワイヤレスヘツドホーンをつけたまま、360゜頭
を動かしても常時良好な受信状態を維持すること
ができることが理解できる。なお、受光素子自体
の形状を三角状となし、これ等によつてほぼ円錐
状の受光部を形成し、同様に全方向性の指向特性
を得るようにしてもよい。
第7図は上述の如きフオトダイオードの前に、
それぞれ各種のレンズを置いた場合の受光感度の
指向特性を示すもので、レンズの種類によつて第
7図A〜Cに示すようにそれぞれ指向特性が変化
し、その半値角も変つてくることが解る。これを
数式化すると上述のcosθとの関係から極座標r=
cosNθで表わすと便利である。ここでN=1のと
きr=cosθで半値角60゜となり、又N=4/3のとき r=cos4/3θで半値角45゜となり、N=2/3のと
き r=cos2/3θで半値角90゜となる。そこで半値角 が60゜のときは上述の如くフオトダイオードを3
個用い、45゜のときは4個のフオトダイオードを
用いそして、90゜のときは2個のフオトダイオー
ドを用いれば、いずれも入射光に対してほぼ360゜
の指向特性が得られることが解る。なお、受光素
子に対するレンズの配置は、受光素子の前に専用
のレンズを配置してもよいし、或いはもともと受
光素子の受光面にレンズの配されたものを用いる
ようにしてもよい。
それぞれ各種のレンズを置いた場合の受光感度の
指向特性を示すもので、レンズの種類によつて第
7図A〜Cに示すようにそれぞれ指向特性が変化
し、その半値角も変つてくることが解る。これを
数式化すると上述のcosθとの関係から極座標r=
cosNθで表わすと便利である。ここでN=1のと
きr=cosθで半値角60゜となり、又N=4/3のとき r=cos4/3θで半値角45゜となり、N=2/3のと
き r=cos2/3θで半値角90゜となる。そこで半値角 が60゜のときは上述の如くフオトダイオードを3
個用い、45゜のときは4個のフオトダイオードを
用いそして、90゜のときは2個のフオトダイオー
ドを用いれば、いずれも入射光に対してほぼ360゜
の指向特性が得られることが解る。なお、受光素
子に対するレンズの配置は、受光素子の前に専用
のレンズを配置してもよいし、或いはもともと受
光素子の受光面にレンズの配されたものを用いる
ようにしてもよい。
第8図はこのようにフオトダイオードの前にレ
ンズが存在する場合の各素子の配列状態とその指
向特性を示すもので、ここでは半値角が45゜の場
合である。即ち、第8図Aに示すように、フオト
ダイオード26,27,28及び29をほぼ正方
形状に配置し、そしてこれらのフオトダイオード
26〜29の各受光面に隣接して、それぞれ同種
類のレンズ30,31,32及び33を配設する
と、この時の各フオトダイオードの受光感度の指
向特性は、第8図Bにそれぞれ示すようになる。
つまり、aはフオトダイオード26の受光感度の
指向特性、bはフオトダイオード27の受光感度
の指向特性、cはフオトダイオード28の受光感
度の指向特性、dはフオトダイオード29の受光
感度の指向特性であつて、これらの各指向特性を
受光点Pに対して合成すると、破線eで示すよう
にほぼ円形状の合成指向特性となる。つまり少く
とも各フオトダイオードの受光面に到来して来る
入射光に対してほぼ360゜の指向特性が得られる。
ンズが存在する場合の各素子の配列状態とその指
向特性を示すもので、ここでは半値角が45゜の場
合である。即ち、第8図Aに示すように、フオト
ダイオード26,27,28及び29をほぼ正方
形状に配置し、そしてこれらのフオトダイオード
26〜29の各受光面に隣接して、それぞれ同種
類のレンズ30,31,32及び33を配設する
と、この時の各フオトダイオードの受光感度の指
向特性は、第8図Bにそれぞれ示すようになる。
つまり、aはフオトダイオード26の受光感度の
指向特性、bはフオトダイオード27の受光感度
の指向特性、cはフオトダイオード28の受光感
度の指向特性、dはフオトダイオード29の受光
感度の指向特性であつて、これらの各指向特性を
受光点Pに対して合成すると、破線eで示すよう
にほぼ円形状の合成指向特性となる。つまり少く
とも各フオトダイオードの受光面に到来して来る
入射光に対してほぼ360゜の指向特性が得られる。
又第9図は同様にして半値角が90゜の場合であ
る。即ち第9図Aに示すようにフオトダイオード
34及び35を所定間隔で相互に平行になるよう
に配置すると共にこれらのフオトダイオード34
及び35の受光面にそれぞれ隣接して同種類のレ
ンズ36及び37をそれぞれ配置する。するとこ
の時の各フオトダイオードの受光感度の指向特性
は、第9図Bにそれぞれ示すようになる。即ちa
がフオトダイオード34の受光感度の指向特性、
bがフオトダイオード35の受光感度の指向特性
であり、そしてこれらの各指向特性を受光点Pに
対して合成すると、破線cで示すように、ほぼ円
形状の合成指向特性となる。従つて、この場合
も、少くとも各フオトダイオードの受光面に到来
して来る入射光に対してほぼ360゜の指向特性が得
られる。
る。即ち第9図Aに示すようにフオトダイオード
34及び35を所定間隔で相互に平行になるよう
に配置すると共にこれらのフオトダイオード34
及び35の受光面にそれぞれ隣接して同種類のレ
ンズ36及び37をそれぞれ配置する。するとこ
の時の各フオトダイオードの受光感度の指向特性
は、第9図Bにそれぞれ示すようになる。即ちa
がフオトダイオード34の受光感度の指向特性、
bがフオトダイオード35の受光感度の指向特性
であり、そしてこれらの各指向特性を受光点Pに
対して合成すると、破線cで示すように、ほぼ円
形状の合成指向特性となる。従つて、この場合
も、少くとも各フオトダイオードの受光面に到来
して来る入射光に対してほぼ360゜の指向特性が得
られる。
そして、このようにして配列された複数個の受
光素子またはこれ等の受光素子とレンズから成る
受光部38を、第10図に示すように、透明な保
持部材39等を介してヘツドカバー1の上側に載
置する。これによつて、入射光に対して位置的に
も更に有利となり、一層良好な受光状態を得るこ
とができる。なお、この受光部38の取り付け位
置は、ヘツドホーン側面よりアンテナ状に突出さ
せたものを設け、この部分に受光部を配するよう
にしてもよい。
光素子またはこれ等の受光素子とレンズから成る
受光部38を、第10図に示すように、透明な保
持部材39等を介してヘツドカバー1の上側に載
置する。これによつて、入射光に対して位置的に
も更に有利となり、一層良好な受光状態を得るこ
とができる。なお、この受光部38の取り付け位
置は、ヘツドホーン側面よりアンテナ状に突出さ
せたものを設け、この部分に受光部を配するよう
にしてもよい。
また、各受光素子の配置状態は、上述の如く複
数個の受光素子を図面上垂直方向に立てて組み合
わせるだけでなく、これ等の組み合わせの上面に
も更に受光素子を配し、図面上垂直方向から来る
入射光に対して所望の受光感度を得るようにして
もよい。
数個の受光素子を図面上垂直方向に立てて組み合
わせるだけでなく、これ等の組み合わせの上面に
も更に受光素子を配し、図面上垂直方向から来る
入射光に対して所望の受光感度を得るようにして
もよい。
応用例
なお、上述の実施例では、この発明をワイヤレ
スヘツドホーンに適用した場合に付いて説明した
が、これに限定されることなく、斯る機能を必要
とするその他のものにも適用可能である。また、
上述の実施例では、赤外線発光素子からの光を受
光する場合を例にとり説明したが、その他の発光
素子、例えば可視光発光素子からの光を受光する
場合も同様に適用できることは言うまでもない。
スヘツドホーンに適用した場合に付いて説明した
が、これに限定されることなく、斯る機能を必要
とするその他のものにも適用可能である。また、
上述の実施例では、赤外線発光素子からの光を受
光する場合を例にとり説明したが、その他の発光
素子、例えば可視光発光素子からの光を受光する
場合も同様に適用できることは言うまでもない。
発明の効果
上述の如くこの発明によれば、それぞれの指向
特性の半値角の和が180゜となるような複数個の受
光素子を、これら複数個の受光素子により得られ
る合成指向特性がほぼ円形状になるように配置し
たので、あらゆる入射光に対しても良好な受光感
度を得ることができる。従つて如何なる方向から
の光信号に対しても常時良好な受信状態を維持で
きるので、例えば本装置をワイヤレスヘツドホー
ンに適用した場合、ワイヤレスヘツドホーンを付
けたまま360゜頭を動かしても常時良好な受信が可
能となる。
特性の半値角の和が180゜となるような複数個の受
光素子を、これら複数個の受光素子により得られ
る合成指向特性がほぼ円形状になるように配置し
たので、あらゆる入射光に対しても良好な受光感
度を得ることができる。従つて如何なる方向から
の光信号に対しても常時良好な受信状態を維持で
きるので、例えば本装置をワイヤレスヘツドホー
ンに適用した場合、ワイヤレスヘツドホーンを付
けたまま360゜頭を動かしても常時良好な受信が可
能となる。
第1図は従来装置の一例を示す斜視図、第2図
〜第4図はこの発明の説明に供するための線図、
第5図はこの発明の一実施例を示す構成図、第6
図は第5図の動作説明に供するための線図、第7
図はこの発明の説明に供するための線図、第8図
はこの発明の他の実施例を示す構成図及び線図、
第9図はこの発明の更に他の実施例を示す構成図
及び線図、第10図はこの発明に係る受光部の配
置を示す斜視図である。 23,24,25,26,27,28,29,
34,35はシリコンPINフオトダイオード、3
0,31,32,33,36,37はレンズ、3
8は受光部である。
〜第4図はこの発明の説明に供するための線図、
第5図はこの発明の一実施例を示す構成図、第6
図は第5図の動作説明に供するための線図、第7
図はこの発明の説明に供するための線図、第8図
はこの発明の他の実施例を示す構成図及び線図、
第9図はこの発明の更に他の実施例を示す構成図
及び線図、第10図はこの発明に係る受光部の配
置を示す斜視図である。 23,24,25,26,27,28,29,
34,35はシリコンPINフオトダイオード、3
0,31,32,33,36,37はレンズ、3
8は受光部である。
Claims (1)
- 1 それぞれの指向特性の半値角の和が180゜とな
るような複数個の受光素子を、該複数個の受光素
子により得られる合成指向特性がほぼ円形状にな
るように配置したことを特徴とする受光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57109397A JPS59238A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 受光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57109397A JPS59238A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 受光装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59238A JPS59238A (ja) | 1984-01-05 |
JPH0410771B2 true JPH0410771B2 (ja) | 1992-02-26 |
Family
ID=14509202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57109397A Granted JPS59238A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 受光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59238A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04119196U (ja) * | 1991-04-01 | 1992-10-26 | 株式会社オーデイオテクニカ | コードレスヘツドホン |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6042539Y2 (ja) * | 1979-12-26 | 1985-12-27 | 株式会社小松製作所 | レ−ザ光受光回路 |
-
1982
- 1982-06-25 JP JP57109397A patent/JPS59238A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS59238A (ja) | 1984-01-05 |
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