JPH0536941U - 光無線用送光器、受光器および送受光器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放射効率、放熱効果および受信効率を向上さ
せること。 【構成】 複数個の発光素子３の光軸を中心方向として
環状に配設すると共に、この発光素子３の内周側下面に
反射鏡４を設け、また、複数の受光素子１０の光軸を放
射方向として環状に配設すると共に、この受光素子１０
を焦点とする反射鏡１１を受光素子１０の外周側下面に
設けたことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は光無線用送光器、受光器および送受光器、特に、パソコン等に接続し 、天井または壁面上部に設置した集信装置と光無線でファイル等の転送を行うた めに用いられる光無線用送光器、受光器および送受光器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、送光器１００としては図８（ａ），（ｂ）に示すような複数の発光素子 １０１を円盤状の基板１０２にその光軸を放射方向やや上向きにして環状に配設 したり、図９（ａ），（ｂ）に示すような図８（ａ），（ｂ）に示す送光器１０ ０の複数の発光素子１０１の下面側に反射鏡１０３を対向して配設して構成し、 基板１０２の下面に設けた放射側板１０４により発光素子１０１の駆動でリード 線１０５に発生する熱を逃がすようにしたものが知られている。 また、受光器１０６としては図１０（ａ），（ｂ）に示すような複数の受光素 子１０７を円盤状の基板１０８の外周部にその光軸を水平方向として環状に配設 して構成したものが知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記の構成の光無線用送光器、受光器には次に述べるような問題があ る。 （１）送光器における問題点 図８（ａ），（ｂ）および図９（ａ），（ｂ）からわかるように、発光素子（ 通常、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用する）のリード線が内周側となるため、 発光素子の駆動により発生するリード線に生じる熱が狭い面積の内周部に集中的 に伝導されると共に、リード線から放熱側板までの経路が長くなるため放熱効率 が悪い。 図９（ａ），（ｂ）のように反射鏡を設けると、放射強度は高めることはでき ても、反射鏡を取付けた分だけ外形が大きくなってしまう。

【０００４】 （２）受光器における問題点 光軸と入射光のなす角をθとしたとき、受光素子（通常ＰＩＮダイオードを使 用する）の指向性Ｔは式１で与えられる。 Ｔ＝ｃｏｓθ ・・・（１） 受光素子の光軸を水平方向に向けて配設したとき、水平方向であるθ＝０°の ときにはＴ＝１となりほぼ満足な受信効率（感度）が得られるが、鉛直方向であ るθ＝９０°のときにはＴ＝０となり受信効率（感度）が得られない（図１１に 点線で示す特性曲線Ａ参照）こととなる。

【０００５】 なお、受信効率とは光軸方向（θ＝０°）の受信感度を１としたときの相対受 信感度を意味し、図１１からもわかるように受光素子の取付角度にかかわらず１ を超えることはない。

【０００６】 そこで、この問題を解決して鉛直方向の感度を高めるために、受光素子を水平 方向に対しやや上方に向けると図１１に一点鎖線で示す特性曲線Ｂの特性が得ら れるが、この方法は受光素子を傾斜させて配置しなければならないことから構造 が複雑となる欠点がある。

【０００７】 また、送光と受光の両方を行うためには送光器と受光器とをそれぞれ別個に必 要とするためその分だけ余計なスペースを取ってしまう。 本考案の目的は上記の課題を解決した光無線用送光器、受光器および送受光器 を得ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するため本考案の請求項１に係る光無線用送光器は、発光素子 の光軸を中心方向として配設すると共に、この発光素子の発光を反射させる円錐 状の反射鏡を環状に配設した発光素子の内周側下面に設けた。

【０００９】 前記課題を解決するため本考案請求項２に係る光無線用受光器は、受光素子の 光軸を放射方向として配設すると共に、この受光素子を焦点とする反射鏡を環状 に配設した受光素子の外周側下面に設けた。

【００１０】 前記課題を解決するため本考案請求項３に係る光無線用送受光器は、前記光無 線用送光器を前記光無線用受光器の上部に設けて一体に構成した。 なお、光無線用送光器に用いる反射鏡を複数枚の反射面を有する角錐に形成し 、それぞれの反射面に対向する位置に発光素子を配設するようにしてもよい。

【００１１】

【作用】

本考案の請求項１に係る光無線用送光器は、発光素子駆動による発熱を逃がし ながらその発光素子の発光を反射鏡で反射させる。 本考案の請求項２に係る光無線用受光器は、反射鏡により鉛直方向からの光も 受光する。 本考案の請求項３に係る送受光器は、１台で上記の送光・受光機能を有する。

【００１２】

【実施例】

以下本考案の実施例を添付図面に基いて説明する。 図１（ａ），（ｂ）は本考案の請求項１に係る光無線用送光器の平面図および その説明用縦断正面図、図２はその上方への投光状態説明用縦断正面図、図３は その側方への投光状態説明用平面図である。

【００１３】 光無線用送光器１は、基板２と、発光素子３と、反射鏡４と、放熱側板５を有 する。 基板２上には光軸を中心方向やや上向きとなるよう複数（この実施例では２４ 個）の発光素子３を環状に配設する。この発光素子３としては、従来と同様に発 光ダイオード（ＬＥＤ）を用いる。この環状に配設した発光素子３の内周側下面 に円錐状の反射鏡４を発光素子３に接近して設ける。さらに、発光素子３の駆動 によりリード線６に発生する熱を逃がすための放熱側板５を基板２の外周下部に 設ける。

【００１４】 上記のような構成であるから、送光器１は発光素子３のリード線６から放熱側 板５までの距離が短くなり広い面積を有する放熱側板にすばやく熱が伝導する。 また、反射鏡４は、図２に示すように発光素子３の発光を円錐形の稜線で反射 させてこの発光素子３の固有の放射角で上方へ反射させる。さらに、図３に示す ようにこの反射鏡４は、発光素子３の発光を円錐形の円周方向の曲面で反射させ てこの発光素子３の固有の放射角より広い放射角で側方へ反射させる。 なお、図２および図３において、反射光は点線で示してある。

【００１５】 このとき、反射鏡４の頂角を変化させることで上方および側方への光の反射方 向を自由に調整することができる。 なお、この際反射鏡４を図４（ａ），（ｂ）に示すような複数枚（この実施例 では２４枚）の鏡面７を有する角錐形に形成し、それぞれを各発光素子３に対向 する位置に配設するようにすれば、円錐形の場合より反射効率を高めることがで きる。

【００１６】 図５（ａ），（ｂ）は本考案の請求項２に係る光無線用受光器の平面図および その説明用縦断正面図、図６はその受光状態説明用要部縦断正面図である。

【００１７】 光無線用受光器８は、基板９と、受光素子１０と、反射鏡１１を有する。 基板９上には光軸を放射方向に水平となるよう環状に配設した複数（この実施 例では４個）の受光素子１０を配設する。この受光素子１０としては、従来と同 様にＰＩＮダイオードを用いる。この受光素子１０の外周下面には、その環状に 配設した受光素子１０を焦点とする反射鏡１１をこの受光素子１０に接近して設 ける。

【００１８】 上記のような構成であるから、受光素子１０には、図６に示すように実線で示 す直射光に加えて点線で示すような反射鏡１１による反射光も入射する。 ここで、反射鏡１１の上向き角をφ（この上向き角は使用が予想される最も遠 方の通信相手を見込む角度以下に設定する）、入射光の入射角をδ（水平方向を ０°）とすると、受信効率γは式２で表すことができる。

【００１９】 γ＝ｃｏｓ（δ−２φ）＋ｃｏｓδ ・・・（２）

【００２０】 なお、この式２で第１項は反射光、第２項は直射光に対応するものである。 第１１図にφ＝１５°とした場合の特性曲線Ｃを実線で示す。この図１１から 入射角δが１５°〜７３°で受信効率が１以上となることがわかる。

【００２１】 図６において、ａは式２が成り立つ限界の入射光を示し、この入射光の入射角 δを大きくするためには、反射鏡１１を大きくすると共に、受光素子１０を反射 鏡１１に出来るだけ近づけてを取付けるのが好ましいことから、図５に示す実施 例においては、受光素子１０を反射鏡１１の内周部に接して設け最も受信効率が 高くなるようにした。

【００２２】 図７（ａ），（ｂ）は本考案の請求項３に係る光無線用送受光器の平面図およ びその説明用縦断正面図である。 この実施例は、光無線用送光器１を光無線用受光器７の上部に設けて一体とす ることで光無線用送受光器１２を構成したもので、この光無線用送受光器１台で 送光と受光の両方の機能を持たせるようにしたたものであり、それぞれの構成お よび動作は同じであるのでその説明を省略する。

【００２３】 なお、これら光無線用送光器、受光器、および送受光器は、天井または壁面上 部に取付けて集信装置として用いることもできる。

【００２４】

【考案の効果】

本考案は以上のような構成であるから次のような効果を奏する。 請求項１に係る光無線用送光器は、発光素子の光軸を中心方向として配設する と共に、この発光素子の発光を反射させる円錐状の反射鏡を発光素子の内周側下 面に設けたので、リード線から放熱側板までの経路が短くなり放熱効率が高まる と共に、外形を変えずに放射強度を高めることができる。

【００２５】 請求項２に係る光無線用受光器は、受光素子の光軸を放射方向として配設する と共に、この受光素子を焦点とする反射鏡を受光素子の外周側下面に設けたので 、鉛直方向の受信感度も得られ受信効率を高めることができる。

【００２６】 請求項３に係る光無線用送受光器は、前記光無線用送光器を前記光無線用受光 器の上部に設けて一体に構成したので、上記およびの効果を有する、その設 置にスペースを取らないコンパクトな構成とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に係る光無線用送光器の平面図および
その説明用縦断正面図

【図２】請求項１に係る光無線用送光器の上方への投光
状態説明用縦断正面図

【図３】請求項１に係る光無線用送光器の側方への投光
状態説明用平面図

【図４】反射鏡の平面図および縦断正面図

【図５】請求項２に係る光無線用受光器の平面図および
説明用縦断正面図

【図６】請求項２に係る光無線用受光器の受光状態説明
用要部縦断正面図

【図７】請求項３に係る光無線用送受光器の平面図およ
び説明用縦断正面図

【図８】従来の光無線用送光器の平面図および説明用縦
断正面図

【図９】従来の光無線用送光器の平面図および説明用縦
断正面図

【図１０】従来の光無線用受光器の平面図および説明用
縦断正面図

【図１１】光無線用受光器の入射角と受信効率の関係を
示すグラフ

【符号の説明】

１…光無線用送光器、２，９…基板、３…発光素子、
４，１１…反射鏡、５…放熱側板、６…リード線、７…
鏡面、８…光無線用受光器、１０…受光素子、１２…光
無線用送受光器。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 天井または壁面上部に設置した集信装置
   と光無線でファイル転送等の信号伝送を行う送光器であ
   って、発光素子を複数個環状に配設して多方向に送信光
   を送るようにした光無線用送光器において、この光無線
   用送光器は前記発光素子の光軸を中心方向として配設す
   ると共に、この発光素子の発光を反射させる円錐状の反
   射鏡を環状に配設した発光素子の内周側下面に設けたこ
   とを特徴とする光無線用送光器。
2. 【請求項２】 天井または壁面上部に設置した集信装置
   と光無線でファイル転送等の信号伝送を行う受光器であ
   って、受光素子を環状に配設して多方向からの送信光を
   受光するようにした光無線用受光器において、この光無
   線用受光器は前記受光素子の光軸を放射方向として配設
   すると共に、この受光素子を焦点とする反射鏡を環状に
   配設した受光素子の外周側下面に設けたことを特徴とす
   る光無線用受光器。
3. 【請求項３】 前記光無線用送光器を前記光無線用受光
   器の上部に設けて一体に構成したことを特徴とする光無
   線用送受光器。