身近な技術、赤外線通信：その仕組みと用途

身近な技術、赤外線通信：その仕組みと用途

赤外線通信とは

– 赤外線通信とは赤外線通信とは、目に見えない電磁波である赤外線を使って、機器同士でデータのやり取りを行う無線通信技術のことです。
テレビのリモコンや、部屋の温度を測るセンサーなど、私たちの身の回りで幅広く使われています。赤外線は、人間の目に見える光（可視光線）よりも波長が長く、電波よりも短い電磁波です。太陽の光や火などからも放射されていて、熱を伝える性質を持つことでも知られています。
この熱の作用を利用して、物の温度を測る赤外線センサーなども開発されています。赤外線通信は、比較的近距離でのデータ通信に適しており、電波と比べて障害物に弱く、遠くまで届きにくいという特徴があります。
しかし、電波を使う無線通信と比べて、消費電力が少ない、低コストで実現できる、といった利点もあります。
そのため、家電製品のリモコンや、携帯電話のデータ交換など、近距離でのデータ通信が必要とされる場面で広く利用されています。

赤外線通信の仕組み

– 赤外線通信の仕組み

赤外線通信は、目に見えない赤外線を使って機器間でデータのやり取りを行う無線通信技術です。

送信側である機器は、赤外線LEDを用いてデータ信号に対応した赤外線を、光の点滅という形で発信します。この時、データは「０」と「１」の組み合わせで表され、それぞれ異なる長さの赤外線の点滅パターンに対応しています。

受信側である機器は、赤外線受光素子を使ってこの点滅パターンを検知し、電気信号に変換します。変換された電気信号は、再び「０」と「１」のデジタルデータに戻され、写真や音声など本来のデータとして認識されます。

赤外線は指向性が高い、つまり直進性が強く、狙った方向へ進みやすい性質を持っています。そのため、電波のように広範囲に広がることがなく、他の機器との電波干渉が起きにくいという利点があります。反面、障害物があると赤外線が遮られてしまい、通信が途絶えやすいという弱点も持ち合わせています。

このように、赤外線通信は一長一短の特徴を持つものの、その手軽さから、テレビのリモコンや携帯電話のデータ通信など、身近な場面で広く活用されています。

赤外線通信の用途：リモコン

私たちの身の回りには、目に見えない技術が使われていることがよくあります。その一つに、赤外線通信があります。赤外線通信とは、電磁波の一種である赤外線を使って、機器間で情報をやり取りする技術です。

赤外線通信の最も身近な例として、テレビやエアコンのリモコンが挙げられます。リモコンのボタンを押すと、リモコン内部から赤外線が発せられます。この赤外線は、人間の目には見えませんが、テレビやエアコンに搭載された受信部に届くと、電気信号に変換されます。電気信号は、それぞれのボタンに割り当てられた特定の命令に対応しており、テレビならチャンネルを変えたり、エアコンなら温度調節をするなどの動作につながります。

赤外線通信は、指向性が高いという特徴があります。つまり、リモコンをテレビに向けて操作する必要があるように、送信側と受信側が正しく向いていなければ、情報がうまく伝わりません。しかし、リモコンのように近距離で使う場合は、この指向性の高さが正確な操作を可能にする利点となります。また、赤外線は電波と比べて人体への影響が少なく、安心して使うことができます。そのため、赤外線通信は、家電製品のリモコンだけでなく、医療機器や工場のセンサーなど、幅広い分野で利用されています。

赤外線通信の用途：データ通信

– 赤外線通信の用途データ通信赤外線通信は、テレビのリモコンなどでおなじみですが、実はパソコンや携帯電話、PDAといった機器同士のデータ通信にも活用されてきました。 このようなデータ通信を可能にするのがIrDA(Infrared Data Association)という規格です。IrDAに対応した赤外線ポートを搭載した機器同士であれば、写真や音楽データなどを近距離で簡単にやり取りできます。ケーブルで接続する必要がないため、手軽にデータ共有がしたい場合などに重宝されていました。近年では、BluetoothやWi-Fiといった無線通信技術が進化し、より高速で大容量のデータ通信が可能になったことから、赤外線通信が使われる機会は減ってきています。しかし、赤外線通信は特別なソフトウェアや設定をしなくても利用できる手軽さや、消費電力が低いという利点があります。そのため、現在でも特定の用途で利用され続けています。例えば、一部の家電製品のリモコンや、医療現場で使用される機器などで、そのシンプルな仕組みと安定した通信が評価されています。このように、赤外線通信は、時代とともに役割を変えながらも、私たちの生活の様々な場面で活躍し続けています。

赤外線通信の未来

近年、無線通信技術の進歩は目覚ましく、BluetoothやWi-Fiなどが広く普及しています。これらの技術と比較すると、赤外線通信は通信速度や到達距離の面で見劣りするため、主流の座からは一歩退いた存在になりつつあります。しかし、赤外線通信には、他の技術にはない魅力的な利点も数多く存在します。
まず、赤外線通信は、BluetoothやWi-Fiに比べて、安価にシステムを構築できるというメリットがあります。そのため、コストを抑えたい用途に適しています。さらに、赤外線通信は消費電力が非常に少ないという点も大きな特徴です。これは、電池で駆動する機器や、省電力化が求められる用途において大きな強みとなります。
そして、赤外線通信は、電波ではなく光を利用するため、電磁波による影響を受けないという利点も備えています。このため、病院の手術室や航空機内など、電波の使用が制限される環境でも安心して利用することができます。
これらの特徴を活かして、赤外線通信は、今後も様々な分野で活躍が期待されています。例えば、あらゆるものがインターネットに繋がるIoTの分野では、センサーデバイスからデータを取得する手段として、低消費電力である赤外線通信が注目を集めています。また、セキュリティカメラのモーションセンサーや、工場の自動化ラインにおける近距離通信など、特定の範囲内でのデータ送信にも適しています。このように、赤外線通信は、ニッチな分野において確固たる地位を築きながら、進化を続けています。