JPH0821901B2

JPH0821901B2 - オーディオビジュアル機器における光通信装置

Info

Publication number: JPH0821901B2
Application number: JP2191269A
Authority: JP
Inventors: 廣明田中
Original assignee: 田中電子株式会社
Priority date: 1990-07-19
Filing date: 1990-07-19
Publication date: 1996-03-04
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPH0479528A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、オーディオビジュアル機器における光通信
装置に係わり、とくに、光信号を無線で伝送するものに
関する。

（従来の技術）従来のオーディオビジュアル（AV）機器においては、
ビデオプレーヤーとテレビジョン（TV）受信器との接続
に、同軸ケーブルによる有線方式が採用されている。こ
の有線方式では、ビデオプレーヤーにおいてビデオテー
プあるいはビデオディスクなどに記録された信号が電磁
的あるいは光学的に読み取られて電気的な映像および音
声信号に変換され、この電気的な映像および音声信号が
そのまま同軸ケーブルによりTV受信器に伝送され、映像
および音声が再生される。

しかし、前記従来の有線方式では、AV機器の据え付け
場所を変えたりした場合、ケーブルの配線をあらためて
行なう必要があるため、費用がかかり、また、ケーブル
がたいへん見苦しい問題があった。

そこで、ビデオプレーヤーからTV受信器への信号伝送
にコードレスすなわち無線方式を採用することが考えら
れる。無線方式にすれば、AV機器を自由に設置でき、便
利になるとともに、見た目もよくなる。

ところが、無線方式において、信号の伝送に電波を利
用したとすると、電波障害をきしたり、電波法の規制に
抵触したりするおそれが生じる。

そこで、信号の伝送に光の一種である赤外線を利用す
る装置が提案されているが、従来、この種のオーディオ
ビジュアル機器における光通信装置は、ビデオプレーヤ
ー側の光信号送信器の発光部が、１つの発光素子たとえ
ば発光ダイオードと、この発光素子から放射された光を
集光する集光レンズとを有し、また、TV受信器側の光信
号受信器の受光部が、受光素子たとえばフォトダイオー
ドと、前記光信号送信器から送信された光を受光素子へ
集光させる凸レンズとを有する構造になっていた。この
凸レンズは、入射光束を平行光束にして放射させるいわ
ゆる平行レンズであり、入射角の範囲が狭かった。

しかし、この従来の構造では、まず、送受信器の設置
時における光軸合わせの容易さと、光信号の伝送におけ
る効率の向上とを両立させることが難しかった。すなわ
ち、光信号の伝送における効率を向上させようとすれ
ば、光信号送信器からの光の放射角度を小さくした方が
よいが、この光の放射角度を小さくするほど、光軸合わ
せが難しくなる。また、光信号受信器において、受光素
子への集光のために入射角の範囲の狭い凸レンズを用い
ていたため、その集光位置がずれやすく、送受信器の設
置に対する制約が大きくなるとともに、光軸合わせがよ
りいっそう難しくなっていた。

（発明が解決しようとする課題）前述のように、従来は、ビデオプレーヤーからTV受信
器への信号伝送に有線方式を採用していたため、据え付
け場所の変更が難しいなどの問題があった。また、無線
方式であっても、信号の伝送に電波を利用したとする
と、電波障害をきたしたりするおそれがある。さらに、
信号の伝送に光を利用するものでも、従来は、光信号送
信器の発光部が、集光レンズと組み合わされた発光素子
を１つのみ有するものであったため、設置時における光
軸合わせの容易さと、光信号の伝送における効率の向上
とを両立させることが難しい問題があり、また、光信号
受信器で入射角の範囲の狭い凸レンズを用いていたた
め、光軸合わせがよりいっそう難しくなるなどの問題が
あった。

本発明は、前述のような問題点を解決しようとするも
ので、オーディオビジュアル機器において、ビデオプレ
ーヤー側からTV受信器側への信号伝送に光を利用するこ
とにより、ビデオプレーヤーとTV受信器とを自由に設置
でき、見た目もよくできるようにするとともに、電波障
害などをきたさないようにし、また、光信号の伝送にお
ける効率を向上させることができるとともに、送受信器
の設置時における光軸合わせなどを容易に行なえるよう
にすることを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明のオーディオビジュアル機器における光通信装
置は、前記目的を達成するために、ビデオプレーヤーか
ら出力される電気的な映像および音声信号を光、たとえ
ば、赤外線に変換して無線で送信する光信号送信器と、
この光信号送信器から送信された光を受光して再び電気
的な映像および音声信号に戻しテレビジョン受信器に出
力する光信号受信器とを備え、さらに、前記光信号送信
器は、発光部として、主発光素子と、この主発光素子か
ら放射された光を集光する集光レンズと、これら主発光
素子および集光レンズの光軸を囲んで配設されこの集光
レンズからの光とほぼ同方向でかつより広い範囲に光を
放射する複数の副発光素子とを有し、また、前記光信号
受信器は、受光部として、受光素子と、前記光信号送信
器から送信された光を前記受光素子へ向けて屈折、集光
させる入射角の範囲が広いドームレンズとを有するもの
である。

（作用）本発明のオーディオビジュアル機器における光通信装
置では、光信号送信器が、ビデオプレーヤーから出力さ
れる電気的な映像および音声信号を、光に変換して無線
で送信する。これとともに、光信号受信器が、光信号送
信器から送信された光を受光して、再び電気的な映像お
よび音声信号に戻し、テレビジョン受信器に出力する。
そして、このテレビジョン受信器が、映像および音声の
再生を行なう。このとき、光信号送信器の発光部の主発
光素子から放射された光が集光レンズにより集光され、
この集光レンズからの光が光信号受信器の受光部のドー
ムレンズにより受光素子へ向けて屈折され、この受光素
子により受光られるが、集光レンズによる集光によっ
て、光信号送信器からの送信の指向性を高められ、光信
号の伝送における効率を向上させられる。これととも
に、光信号受信器の受光部のレンズが入射角の範囲の広
いドームレンズであることにより、光信号受信器の受光
部の光軸に対する入射角が大きくても、光信号送信器か
らの光が確実に受光素子へ集光される。また、送受信器
の設置時に、光信号送信器の発光部と光信号受信器の受
光部との光軸合わせを行なうにあたっては、たとえばテ
レビジョン受信器を見ながら、送受信器の角度関係を変
えて探索を行なう。このとき、光信号送信器の発光部で
主発光素子および集光レンズの光軸を囲んで配設された
複数の副発光素子が、集光レンズからの光とほぼ同方向
でかつより広い範囲に光を放射することにより、まず大
まかな光軸合わせを容易に行なえる。そして、それをた
よりに、集光レンズからの光が光信号受信器の受光素子
に受光されるように調整すればよい。

（実施例）以下、本発明のオーディオビジュアル機器における光
通信装置の一実施例の構成を図面に基づいて説明する。

第１図において、１はビデオプレーヤーで、このビデ
オプレーヤー１は、ビデオテープあるいはビデオディス
クなどの記録担体を駆動し、この記録担体に記録された
信号を電磁的あるいは光学的に読み取り、電気的な映像
および音声信号に変換して出力するものである。

また、２はスピーカーを含むテレビジョン（TV）受信
器で、このTV受信器２は、前記ビデオプレーヤー１から
出力された電気的な映像および音声信号に対して、映像
および音声の再生を行なうものである。

さらに、３は光信号送信器で、この光信号送信器３
は、前記ビデオプレーヤー１から出力される電気的な映
像および音声信号を光の一種である赤外線に変換して無
線で送信するものである。なお、前記光信号送信器３
は、ビデオプレーヤー１からの映像および音声信号を入
力するために、このビデオプレーヤー１とケーブル４に
より着脱自在に接続されているとともに、100Vの交流電
源に接続される電源コード５を有している。

また、６は光信号受信器で、この光信号受信器６は、
前記光信号送信器３から送信された光を受光して再び電
気的な映像および音声信号に戻し前記TV受信器２に出力
するものであり、このTV受信器２とケーブル7,8により
着脱自在に接続されている。

つぎに、前記光信号送信器３の発光部10の構成を第２
図に基づいて説明する。

11は合成樹脂からなる円筒状のホルダーで、このホル
ダー11内の後端部には、主発光素子として、プリント基
板12に搭載された１個の高輝度赤外線発光ダイオード
（LED）13が配設されている。また、前記ホルダー11内
の前端部には、前記赤外線LED13から前方へ放射された
赤外線を集光する両凸レンズからなる集光レンズ14が取
付けられている。この集光レンズ14の径は、たとえば30
mmである。そして、この集光レンズ14からは５〜10゜程
度の角度の範囲で赤外線が前方へ放射されるようになっ
ている。さらに、前記ホルダー11と外周側前端部には、
プリント基板15がねじ16により取付けられており、この
プリント基板15に副発光素子としての６つの赤外線LED1
7が等間隔で搭載されている。これら赤外線LED17は、前
記赤外線LED13およびレンズ14の光軸を中心とする円周
上に並んでおり、それぞれ赤外線を15〜20゜程度の角度
の範囲で前方へ放射するものである。なお、前記レンズ
14および赤外線LED17は、合成樹脂からなるフィルター1
8により前方から覆われている。

つぎに、前記光信号受信器６の受光部20の構成を第３
図に基づいて説明する。

21はケースで、このケース21の外殻部には合成樹脂か
らなるレンズホルダー22がねじ23により取り付けられて
おり、このレンズホルダー22に集光用のドームレンズ24
が保持されている。また、前記ケース21内にはプリント
基板25が配設されており、このプリント基板25に受光素
子としてのピンフォトダイオード26が搭載されている。
このピンフォトダイオード26は、前記ドームレンズ24の
後方でその光軸上に位置している。そして、ほぼ半球面
状のレンズであるこのドームレンズ24は、前記光信号送
信器３から送信された赤外線をピンフォトダイオード26
へ向けて屈折させるものであるが、入射角の範囲が非常
に広くなっている。なお、前記ドームレンズ24は、合成
樹脂からなるフィルター27により前方から覆われてい
る。

つぎに、前記光信号送信器３の電気的構成について第
４図のブロック図を参照しながら説明する。

同図において、31はNTSC映像信号入力端子で、この入
力端子31は、ビデオプレーヤー１からのビデオ信号すな
わち同期信号を含む映像信号を入力するものである。ま
た、32はローパスフィルター、33はクランプ回路、34は
プリエンファシス回路、35はディビエーション・アジャ
スト回路、36はホワイト・クリップ回路、37は変調回
路、38は同期信号分離回路、39はキャリア・アジャスト
回路、40はLED駆動回路である。

ここでは、前記ローパルフィルター32は、ビデオ信号
として必要な周波数帯域（０〜5MHz）をつぎのブロック
へ透過させ、5MHz以上の周波数をカットすることによ
り、ノイズなどを低減させるものである。クランプ回路
33は、映像信号の直流成分を一定電圧に保つものであ
る。プリエンファシス回路34は、映像信号の高周波成分
を強調するものであり、後に受信側でディエンファシス
が行なわれることにより、S/N比を改善させるためのも
のである。ディビエーション・アジャスト回路35は、周
波数変調をするための周波数偏移の調整を行なうもので
ある。ホワイト・クリップ回路36は、映像ホワイトレベ
ルの調整を行なうものである。変調回路37は、映像信号
を周波数変調（FM）するものである。同期信号分離回路
38は、映像信号から水平同期信号を分離させるものであ
る。キャリア・アジャスト回路39は、周波数変調をする
ための基本周波数を調整するものである。LED駆動回路4
0は、変調された信号を増幅し、前記赤外線LED13,17を
駆動するものである。

また、41は第１チャネル（CH.1）のオーディオ入力端
子で、このオーディオ入力端子41は、ビデオプレーヤー
１からのCH.1の音声信号を入力するものである。さら
に、42はローパスフィルター、43はオート・ゲイン・コ
ントロール回路、44はノイズ・リダクション・コンプレ
ッサー、45はプリエンファシス回路、46はリミッター、
47は変調回路、48はバンドパスフィルター、49はディビ
エーション・アジャスト回路、50はキャリア・アジャス
ト回路である。また、51はLED駆動回路であり、このLED
駆動回路51は、前記赤外線LED13,17を駆動するものであ
る。

ここで、オート・ゲイン・コントロール回路43は、利
得を自動的に調整するものである。また、ノイズ・リダ
クション・コンプレッサー44は、雑音を減らすためのも
のである。

さらに、52は第２チャンネル（CH.2）のオーディオ入
力端子で、このオーディオ入力端子52は、ビデオプレー
ヤー１からのCH.2の音声信号を入力するものである。な
お、このCH.2のオーディオ入力端子52と赤外線LED13,17
との間に設けられた回路は、前記CH.1のオーディオ入力
端子41と赤外線LED13,17との間に設けられた回路とほと
んど同じである。したさって、詳細は図示省略してあ
る。

なお、前記赤外線LED13,17は、直流電源（V_cc）を電
源として、波長890nmの赤外線を放射するものである。

つぎに、前記光信号受信器６の電気的構成について第
５図のブロック図を参照しながら説明する。

直流電源の両極間に抵抗60と前記ピンフォトダイオー
ド26とが直列に接続されており、これら抵抗60と前記ピ
ンフォトダイオード26との中間点にプリアンプ61が接続
されている。また、62はリミッター、63は復調回路、64
はローパスフィルター、65はディエンファシス回路、66
はハイパスフィルター、67はビデオ・アンプである。さ
らに、68はNTSC映像信号出力端子で、この出力端子68
は、TV受信器２に映像信号を出力するものである。

ここで、プリアンプ61は、ピンフォトダイオード26で
の受光により生じた電気的な変調信号を増幅するもので
ある。リミッター62は、増幅信号のレベルを適正値に合
わせるものである。復調回路63は、周波数変調された信
号を復調し、もとの信号に戻すものである。ローパスフ
ィルター64は、復調信号の高周波成分をカットするもの
である。ディエンファシス回路65は、送信側のプリエン
ファシス回路34により映像信号のエンファシスが行なわ
れているため、それをもとに戻すものである。ハイパス
フィルター66は、映像信号の余分な低周波成分をカット
するものである。ビデオ・アンプ67は、映像信号を増幅
し、TV受信器２に接続できるレベルに合わせるものであ
る。

また、71はバンドパスフィルター、72はリミッター、
73は復調回路、74はローパスフィルター、75はディエン
ファシス回路、76はノイズ・リダクション・エクスパン
ダー、77はミュート回路、78はオーディオ・アンプであ
る。さらに、79はCH.1のオーディオ出力端子で、このオ
ーディオ出力端子79は、TV受信器２にCH.1の音声信号を
出力するものである。

ここで、ノイズ・リダクション・エクスパンダー76
は、ノイズを低減させるためのものである。オーディオ
・アンプ78は、音声信号を増幅し、TV受信器２に接続で
きるレベルに合わせるものである。

さらに、80はCH.2のオーディオ出力端子で、このオー
ディオ出力端子80は、TV受信器２にCH.2の音声信号を出
力するものである。なお、前記プリアンプ61とCH.2のオ
ーディオ出力端子80との間に設けられた回路は、プリア
ンプ61と前記CH.1のオーディオ出力端子79との間に設け
られた回路と同じである。したがって、詳細は図示省略
してある。

なお、前記送受信器3,6の仕様の一例は、下記の通り
である。すなわち、送受信器3,6間の可能な距離は０〜1
0m、可能な受信角度は、距離により異なるが、５〜10゜
である。なお、送受信器3,6相互の角度は据え付け時な
どに調整できる。また、受信感度は50dB以上である。さ
らに、入出力端子31,41,52,68,79,80は、たとえば、ピ
ンジャックとBCNコネクターとの切替方式とすることが
できる。また、送受信器3,6の概略寸法は、150mm×120m
m×60mm程度である。

つぎに、前記実施例の作用について説明する。

まず、光信号送信器３が、ビデオプレーヤー１から出
力される電気的な映像および音声信号を、赤外線に変換
して無線で送信する。すなわち、第４図に示すような構
成により、前記映像および音声信号の変調などが行なわ
れるとともに、その電気信号が赤外線LED13により赤外
線に変換され、この赤外線LED13からの赤外線が集光レ
ンズ14により集光されつつ放射される。なお、他の赤外
線LED17からも同じ信号が送信される。

また、光信号受信器６が、光信号送信器３から送信さ
れた赤外線を受光して、再び電気的な映像および音声信
号に戻し、TV受信器２に出力する。すなわち、光信号送
信器３の集光レンズ14からの赤外線がドームレンズ24に
よりピンフォトダイオード26へ向けて屈折、集光され、
このピンフォトダイオード26により受光されるとともに
電気信号に変換され、さらに、第５図に示すような構成
により復調などが行なわれて、前記電気的な映像および
音声信号がTV受信器２に出力される。

そして、このTV受信器２が、前記電気的な映像および
音声信号に基づいて、映像および音声の再生を行なう。

前記構成によれば、ビデオプレーヤー１からTV受信器
２への信号伝送のためのケーブルが不要なので、このケ
ーブルにより制約を受けることなく、AV機器を自由に設
置でき、便利である。したがって、AV機器の据え付け場
所を変えることも、費用をあまりやかることなく容易に
行なえる。これとともに、見た目もよくなる。

また、信号の伝送に光の一種である赤外線を利用した
ので、電波法の規制に抵触するようなおそれがもとより
ないとともに、電波障害をきたすこともない。すなわ
ち、電波が関係する各種機器が妨害を受けることがな
い。なお、信号の伝送媒体として、赤外線は、波長が短
くて直進性が強く、強い指向性が得られる点でも優れて
いる。

さらに、信号の伝送においては、集光レンズ14による
集光によって、光信号送信器３からの送信の指向性を高
められ、たとえば50dB以上のS/N比が得られる。こうし
て、光信号の伝送における効率を向上させることができ
る。

なお、光信号送信器３の発光部10の周辺部にある赤外
線LED17によっても、送受信器3,6間での送受信は行なえ
るが、周辺部の赤外線LED17によって得られるS/N比は40
〜50dB以下である。

また、光信号受信器６においては、ピンフォトダイオ
ード26への集光のためのレンズが入射角の範囲の広いド
ームレンズ24なので、光信号受信器６の受光部20の光軸
に対する入射角が大きくても、光信号送信器３からの赤
外線が確実にピンフォトダイオード26へ集光される。す
なわち、光信号受信器６の受光部20の光軸に対して光信
号送信器３の発光部10の光軸が角度的にずれていても、
ドームレンズ24による集光位置がほぼピンフォトダイオ
ード26の位置に一定に保たれ、このピンフォトダイオー
ド26による受光が確実に行なわれる。

これにより、送受信器3,6の据え付け位置の許容範囲
も大きくなり、送受信器3,6の設置も容易になる。

ところで、送受信器3,6の設置などにあたって、光信
号送信器３の発光部10および光信号受信器６の受光部20
の光軸合わせを行なうときには、TV受信器２を見なが
ら、送受信器3,6の角度関係を変えて探索を行なう。す
なわち、TV受信器２の映像がなくべく鮮明になり、その
色も十分に出るように、送受信器3,6の角度関係を調整
する。

このとき、光信号送信器３の発光部10で赤外線LED13
および集光レンズ14の光軸を囲んで配設された複数の赤
外線LED17が、集光レンズ14からの赤外線とほぼ同方向
でかつより広い範囲に赤外線を放射することにより、ま
ず大まかな光軸合わせを容易に行なえる。そして、それ
をたよりに、集光レンズ14からの赤外線が光信号受信器
６のピンフォトダイオード26に受光されるように調整す
ればよい。すなわち、送受信器3,6の角度関係の調整に
おいて、赤外線LED17からの赤外線がピンフォトダイオ
ード26に受光されることによりTV受信器２に映像が出る
位置の中央部で、集光レンズ14からの赤外線が光信号受
信器６のピンフォトダイオード26に受光されることにな
り、鮮明な映像が得られる。

こうして、前記構成によれば、光信号送信器３の発光
部10において、集光レンズ14と組み合わされた赤外線LE
D13の他に、より放射範囲の大きい複数の赤外線LED17を
設けたことにより、赤外線信号の伝送における効率を向
上させることができるとともに、光信号受信器６でピン
フォトダイオード26へ集光のためのレンズが入射角の範
囲の広いドームレンズ21であることとあいまって、送受
信器3,6の設置時における光軸合わせを容易に行なえる
ようにできる。

しかも、副発光素子である複数の赤外線LED17には集
光レンズを組み合わせていないので、安価にできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ビデオプレーヤーから出力される電
気的な映像および音声信号を光に変換して無線で送信す
る光信号送信器と、この光信号送信器から送信された光
を受光して再び電気的な映像および音声信号に戻しテレ
ビジョン受信器に出力する光信号受信器とを備えている
ので、オーディオビジュアル機器を自由に設置できると
ともに、見た目もよくなる。これとともに、信号の伝送
に光を利用したことにより、電波障害をきたすようなこ
とがない。また、光信号送信器の発光部は、主発光素子
と、この主発光素子からの光を集光する集光レンズと、
これら主発光素子および集光レンズの光軸を囲みのこの
集光レンズからの光とほぼ同方向でかつより広い範囲に
光を放射する複数の副発光素子とを有しているので、光
信号の伝送における効率を向上させることと、送受信器
の設置時における光軸合わせを容易にすることとを両立
させることができる。さらに、光信号受信器の受光部
は、光信号送信器からの光を受光素子へ向けて屈折、集
光させる入射角の範囲が広いドームレンズを有している
ので、送受信器の据え付け位置の許容範囲が大きくな
り、送受信器の設置も容易になるとともに、光軸合わせ
もよりいっそう容易になる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明のオーディオビジュアル機器における光通
信装置の一実施例を示すもので、第１図は全体の斜視
図、第２図（ａ）は光信号送信器の発光部の側面図、第
２図（ｂ）は同じ発光部の正面図、第３図は光信号受信
器の受光部の側面図、第４図は光信号送信器の電気的構
成を示すブロック図、第５図は光信号受信器の電気的構
成を示すブロック図である。１……ビデオプレーヤー、２……テレビジョン受信器、
３……光信号送信器、６……光信号受信器、10……発光
部、13……主発光素子としての赤外線発光ダイオード、
14……集光レンズ、17……副発光素子としての赤外線発
光ダイオード、20……受光部、24……ドームレンズ、26
……受光素子としてのピンフォトダイオード。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビデオプレーヤーから出力される電気的な
映像および音声信号を光に変換して無線で送信する光信
号送信器と、この光信号送信器から送信された光を受光して再び電気
的な映像および音声信号に戻しテレビジョン受信器に出
力する光信号受信器とを備え、前記光信号送信器は、発光部として、主発光素子と、こ
の主発光素子から放射された光を集光する集光レンズ
と、これら主発光素子および集光レンズの光軸を囲んで
配設されこの集光レンズからの光とほぼ同方向でかつよ
り広い範囲に光を放射する複数の副発光素子とを有し、前記光信号受信器は、受光部として、受光素子と、前記
光信号送信器から送信された光を前記受光素子へ向けて
屈折、集光させる入射角の範囲が広いドームレンズとを
有することを特徴とするオーディオビジュアル機器における光
通信装置。