(57)【要約】【課題】回路規模の大幅な増大を招くことなく、通信効率の改善を図ることができる光信号通信装置を提供する。【解決手段】赤外線通信装置１は、送信データを光信号へ変換して他の赤外線通信装置へ送信する送信回路４と、他の赤外線通信装置から受信した光信号を受信データに変換して出力する受信回路５と、受信回路５の動作を抑止するために、送信回路４が送信する送信データのタイミングに基づいてＩＶアンプ５ｂからの出力レベルを無受信状態とするレベル調整を行うことで受信した光信号を無効化する遮断回路６とを備えている。受信回路５は他の赤外線通信装置からの光信号を受信して電気信号へ変換する受光素子５ａと、受光素子５ａが受光することで流れる電流を電圧に変換するＩＶアンプ５ｂと、ＩＶアンプ５ｂからの直流成分を除去する結合コンデンサ５ｃと、結合コンデンサ５ｃからの出力に基づいて受信データを生成する比較部５ｅとから形成されている。【選択図】図１
2010041549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データを光信号へ変換して他の光信号通信装置へ送信する送信手段と、前記他の光信号通信装置から受信した光信号を受信データに変換して出力する受信手段とを備えた光信号通信装置において、
前記送信手段が送信する送信データのタイミングに基づいて前記受信手段の動作を抑止する受信動作抑止手段を設けたことを特徴とする光信号通信装置。
【請求項２】
前記受信動作抑止手段は、受信した光信号を無効化することで前記受信手段の動作を抑止するものである請求項１記載の光信号通信装置。
【請求項３】
前記受信手段は、
前記他の光信号通信装置からの光信号を受信して電気信号へ変換する受光素子と、
前記受光素子が受光することで流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換器と、
前記電流電圧変換器からの直流成分を除去する結合コンデンサと、
前記結合コンデンサからの出力に基づいて受信データを生成する信号生成部とを備え、
前記受信動作抑止手段は、前記電流電圧変換器からの出力レベルを無受信状態とするレベル調整を行うことで受信した光信号を無効化する請求項２記載の光信号通信装置。
【請求項４】
前記受信動作抑止手段は、前記受信手段への電源供給の一部または全部を遮断することで、前記受信手段の動作を抑止するものである請求項１記載の光信号通信装置。
【請求項５】
前記受信手段は、
前記他の光信号通信装置からの光信号を受信して電気信号へ変換する受光素子と、
前記受光素子が受光することで流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換器と、
前記電流電圧変換器からの直流成分を除去する結合コンデンサと、
前記結合コンデンサからの出力に基づいて受信データを生成する信号生成部とを備え、
前記受信動作抑止手段は、前記電流電圧変換器の供給を遮断する請求項４記載の光信号通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信データを光信号へ変換して他の光信号通信装置へ送信する送信手段と、他の光信号通信装置から受信した光信号を受信データに変換して出力する受信手段とを備えた光信号通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光信号として赤外線を利用した光信号通信装置の一例である赤外線通信装置が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載の赤外線通信装置は、赤外線送信部からの赤外線を受信して数値化する受信波形サンプリング回路と、受信波形サンプリング回路の出力を記憶する受信波形記憶メモリとを備えたもので、受信波形記憶メモリに記憶された波形と相手赤外線通信装置からの受信波形とを比較してターンアラウンドタイムを求めることで、その時の通信条件に合わせたターンアラウンドタイムで通信を行うことで、通信効率を改善するものである。
【特許文献１】特開２００１−６０９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、この特許文献１に記載の赤外線通信装置は、予め赤外線受信部で受信した赤外線を受信波形サンプリング回路で数値化して、受信波形記憶メモリに記憶しておく必要がある。また、数値化された値を記憶するための受信波形記憶メモリが必要である。従って、事前作業が繁雑であり、回路規模も増大することになり、これらに伴ってコストも増大してしまうことが想定される。
【０００４】
また、送信した光信号が、そのまま受信部に受信されてしまうと、信号強度の大きい信号となって受信部で処理されてしまうため、送信後に十分な時間を確保する必要があり、通信効率の改善を阻害する要因となってしまう。
【０００５】
そこで本発明は、回路規模の大幅な増大を招くことなく、通信効率の改善を図ることができる光信号通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光信号通信装置は、送信手段が送信する送信データのタイミングに基づいて受信手段の動作を抑止する受信動作抑止手段が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、受信動作抑止手段が設けられていることで、送信完了してから受信可能となる時間を短縮することができる。また、受信した光信号をサンプリングしたデータを記憶するためのメモリを備える必要がないので大幅な規模の増大が必要ない。よって、回路規模の大幅な増大を招くことなく、通信効率の改善を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本願の第１の発明は、送信データを光信号へ変換して他の光信号通信装置へ送信する送信手段と、他の光信号通信装置から受信した光信号を受信データに変換して出力する受信手段とを備えた光信号通信装置において、送信手段が送信する送信データのタイミングに基づいて受信手段の動作を抑止する受信動作抑止手段を設けたことを特徴としたものである。
【０００９】
本発明の光信号通信装置は、受信動作抑止手段を設けているので、送信手段から送信された光信号が受信手段へ回り込んでも送信データのタイミングに基づいて受信手段の動作を抑止されるので、送信完了してから受信可能となる時間を短縮することができる。従って、通信効率の改善を図ることができる。また、受信した光信号をサンプリングしたデータを記憶するためのメモリを備える必要がないので大幅な規模の増大が必要ない。
【００１０】
本願の第２の発明は、第１の発明において、受信動作抑止手段は、受信した光信号を無効化することで受信手段の動作を抑止するものであることを特徴としたものである。
【００１１】
第２の発明においては、受信動作抑止手段が受信した光信号を無効化することで、送信手段から送信された光信号が受信手段へ回り込みを防止することができる。従って、送信完了してから受信可能となる時間を短縮することができる。
【００１２】
本願の第３の発明は、第２の発明において、受信手段は、他の光信号通信装置からの光信号を受信して電気信号へ変換する受光素子と、受光素子が受光することで流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換器と、電流電圧変換器からの直流成分を除去する結合コンデンサと、結合コンデンサからの出力に基づいて受信データを生成する信号生成部とを備え、受信動作抑止手段は、電流電圧変換器からの出力レベルを無受信状態とするレベル調整を行うことで受信した光信号を無効化することを特徴としたものである。
【００１３】
第３の発明においては、受信動作抑止手段は、増幅器から出力レベルを無受信状態とするレベル調整を行うことで受信した光信号を無効化するので、結合コンデンサからの出力は、回り込んだ光信号によって大きく変動してしまうことが防止できる。従って、送信完了してから受信可能となる時間を短縮することができる。
【００１４】
本願の第４の発明は、第１の発明において、受信動作抑止手段は、受信手段への電源供給の一部または全部を遮断することで、受信手段の動作を抑止するものであることを特徴としたものである。
【００１５】
第４の発明においては、受信動作抑止手段が、受信手段への電源供給の一部または全部を遮断するようにしてもよい。そうすることで、送信手段から送信された光信号が受信手段へ回り込みを防止することができる。従って、送信完了してから受信可能となる時間を短縮することができる。
【００１６】
本願の第５の発明は、第４の発明において、受信手段は、他の光信号通信装置からの光信号を受信して電気信号へ変換する受光素子と、受光素子が受光することで流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換器と、電流電圧変換器からの直流成分を除去する結合コンデンサと、結合コンデンサからの出力に基づいて受信データを生成する信号生成部とを備え、受信動作抑止手段は、電流電圧変換器の供給を遮断することを特徴としたものである。
【００１７】
第５の発明においては、受信動作抑止手段が増幅器の供給を遮断することで、結合コンデンサからの出力は、送信された光信号によって大きく変動してしまうことが防止できる。従って、送信完了してから受信可能となる時間を短縮することができる。
【００１８】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る光信号通信装置の一例である赤外線通信装置を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る光電変換装置の一例である赤外線通信装置の構成を示す図である。
【００１９】
図１に示すように、赤外線通信装置１は、光信号に赤外線を用いて他の赤外線通信装置と送受信するＩＣ（Integrated Circuit）である。赤外線通信装置１は、周辺回路と接続される外部端子２と、レベル変換回路３と、送信回路４と、受信回路５と、遮断回路６とを備えており、樹脂パッケージ７により封止されている。
【００２０】
外部端子２としては、Ｖｃｃ端子２ａ，ＧＮＤ端子２ｂと、ＶＩＯ端子２ｃと、ＬＥＤＡ端子２ｄと、ＴＸＤ端子２ｅと、ＲＸＤ端子２ｆとが設けられている。
【００２１】
Ｖｃｃ端子２ａ，ＧＮＤ端子２ｂは、送信回路４と受信回路５とに電源を供給する電源端子である。ＶＩＯ端子２ｃは、レベル変換回路３へ電源を供給する端子である。ＬＥＤＡ端子２ｄは、受信回路５のＬＥＤを駆動する電流が流れる端子である。ＴＸＤ端子２ｅは、所定の通信規格に準拠した送信データが入力される端子である。ＲＸＤ端子２ｆは、受信した光信号を電気信号に変換した受信データが出力される端子である。
【００２２】
レベル変換回路３は、ＶＩＯ端子２ｃに供給された電源に応じて、外部からの送信データの電圧を送信回路４の電圧に準じて変換したり、受信回路５からの受信データの電圧を周辺回路の電圧に準じて変換したりするものである。レベル変換回路３は、ＴＸＤ入力部３ａおよびＲＸＤ出力部３ｂなどを備えている。ＴＸＤ入力部３ａは、入力がＴＸＤ端子２ｅに接続され、出力が送信回路４に接続されると共に遮断回路６に接続されている。ＲＸＤ出力部３ｂは、入力が受信回路５に接続され、出力がＲＸＤ端子２ｆに接続されている。
【００２３】
送信回路４は、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）／ＲＣ駆動部４ａと発光素子４ｂとを備え、送信データを光信号へ変換して他の赤外線通信装置へ送信する送信手段としての機能を有している。
【００２４】
ＩｒＤＡ／ＲＣ駆動部４ａは、図示しない端子からの選択指示信号により、ＩｒＤＡの規格に準拠した電流か、または家電用リモコン用として規定された電流を、送信データに基づいて発光素子４ｂに対して駆動する回路である。発光素子４ｂは、ＩｒＤＡ／ＲＣ駆動部４ａからの駆動電流に基づいて発光するＬＥＤであり、カソードがＩｒＤＡ／ＲＣ駆動部４ａに接続され、アノードがＬＥＤＡ端子２ｄに接続されている。
【００２５】
受信回路５は、受光素子５ａと、ＩＶアンプ５ｂと、結合コンデンサ５ｃと、増幅部５ｄと、比較部５ｅとを備え、他の赤外線通信装置から受信した光信号を受信データに変換して出力する受信手段としての機能を有している。
【００２６】
ＩＶアンプ５ｂは、受光することで受光素子５ａに流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換器である。結合コンデンサ５ｃは、ＩＶアンプ５ｂと増幅部５ｄとを直流的に切り離すために設けられている。これは、受光素子５ａが受光する照明や太陽光などの定常的に照射される光により電流値がバイアスされることを防止するためである。増幅部５ｄは、ＩＶアンプ５ｂで出力された電圧を増幅する。比較部５ｅは、増幅部５ｄで増幅された電圧が、比較部５ｅが有する基準電圧より高いか、または低いかでＨレベルまたはＬレベルの受信データを生成する信号生成部である。
【００２７】
遮断回路６は、送信回路４が送信する送信データのタイミングに基づいて受信回路の動作を抑止するために受信動作抑止手段として機能するものである。
【００２８】
ここで、遮断回路６の具体的な回路構成について、図２に基づいて説明する。図２は、図１に示す赤外線通信装置１の遮断回路６の回路構成を示す図である。
【００２９】
図２に示すように、遮断回路６として、ベースがレベル変換回路３のＴＸＤ入力部３ａの出力に接続され、コレクタがＩＶアンプ５ｂの出力に接続されたトランジスタＴｒとすることができる。
【００３０】
以上のように構成された本発明の実施の形態１に係る赤外線通信装置の動作を図面に基づいて説明する。図３は、図１に示す赤外線通信装置の通信状態を説明するための図である。図４は、赤外線通信装置に遮断回路が設けられていない場合の波形を示す図である。図５は、図１に示す赤外線通信装置の動作を説明するための図である。図６は、赤外線通信装置の遮断回路が設けられている場合の波形を示す図である。
【００３１】
図３に示す赤外線通信装置１（自局）は、他の赤外線通信装置１０（２次局）と対向した状態で通信している。
【００３２】
図４に示す送信データ（ＴＸＤ）が赤外線通信装置１から送信パルスが出力されたことに対応して、他の赤外線通信装置１０から返信パルスが４つほど出力されたとする。すると、赤外線通信装置１の発光素子４ｂからの送信パルスが受光素子５ａに回り込むことと、他の赤外線通信装置１０からの返信パルスを受光することにより、受光素子５ａから信号強度の大きい１つの送信パルスと、他の赤外線通信装置１０との距離に応じて減衰した４つの返信パルスとが出力される。受光素子５ａから出力された信号は、遮断回路６が設けられていないと、ＩＶアンプ５ｂが入力した信号に応じて電流−電圧変換されて出力される。
【００３３】
ここで、ＩＶアンプ５ｂの出力信号が結合コンデンサ５ｃにより微分されることで、結合コンデンサ５ｃの出力は送信パルスの回り込みにより大きくレベル低下した後に、徐々に増幅部５ｄの基準電圧まで復帰するような波形となる。
【００３４】
従って、他の赤外線通信装置１０からの４つの返信パルスのうち、基準電圧以下で振幅する最初の２つの受信パルスは増幅されないので、結果として増幅部５ｄ、比較部５ｅを介し、ＲＸＤ出力部３ｂから出力された受信データ（ＲＸＤ）は、２パルス分ほど欠落したデータとなってしまう。従って、送信データの送信完了から受信可能な時間をレイテンシー時間として確保する必要がある。
【００３５】
そこで、本実施の形態１に係る赤外線通信装置１は、遮断回路６として、送信データのタイミングに基づいて受信回路の動作を抑止するためのトランジスタＴｒを備えている。
【００３６】
図６に示すように、送信データ（ＴＸＤ）が赤外線通信装置１から送信パルスが出力されたことに対応して、他の赤外線通信装置１０から返信パルスが４つほど出力される。赤外線通信装置１の発光素子４ｂからの送信パルスが受光素子５ａに回り込み、受光素子５ａからの信号がＩＶアンプ５ｂにより電流−電圧変換されて出力される。しかし、送信データのタイミングで、トランジスタＴｒ（図２参照）がオンするので、ＩＶアンプ５ｂの出力は、トランジスタＴｒを介してグランドへ流れることで出力レベルが引き下げられることで無受信状態とするレベル調整が行われるため、送信パルスが回り込むことによるエコー受信波形は抑止される。従って、結合コンデンサ５ｃの出力は、送信パルスが回り込むことで大きく低下することがない波形となる。つまり、信号波形が、大きく低下してしまうことで、増幅部５ｄの基準電圧までの復帰時間の増大を招かないので、他の赤外線通信装置１０からの返信パルスは、先頭パルスから増幅部５ｄにより増幅することができるので、正常な受信データを赤外線通信装置１から出力することができる。
【００３７】
このように、赤外線通信装置１は、送信データの送信完了から受信可能な時間、すなわちレイテンシー時間をほぼ０とすることができるので、効率の向上を図ることができる。また、追加回路としては遮断回路６であるトランジスタＴｒのみなので、回路規模の大幅な増大は不要である。
【００３８】
なお、本実施の形態１に係る赤外線通信装置１では、遮断回路６としてトランジスタＴｒとしているが、変形例として図７（Ａ）に示すようにバイポーラトランジスタとしたり、図７（Ｂ）に示すようにＮＭＯＳトランジスタとしたりすることができる。遮断回路６をバイポーラトランジスタとすることで、チップに占める面積をＮＭＯＳと比較して小さくできる。また、遮断回路６をＮＭＯＳトランジスタとすることで、流れる電流をバイポーラトランジスタと比較して少なくできるので、消費電力を抑えることができる。
【００３９】
また、本実施の形態１では、遮断回路６がＩＶアンプ５ｂの出力を引き込むことで信号を無効化しているが、例えば、ＩＶアンプ５ｂの出力をＡＮＤ回路の一方の入力に接続し、送信データが入力されている間、ＡＮＤ回路の出力を禁止するように論理積を取るようしてもよい。
【００４０】
本実施の形態１では、光信号として赤外線を利用した赤外線通信装置を例に説明したが、赤外線以外でも可視光や紫外線などの光信号を利用したものでもよい。
【００４１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る赤外線通信装置１を図８に基づいて説明する。図８は、本発明の実施の形態２に係る赤外線通信装置の遮断回路を説明するための図である。なお、図８においては、受光素子５ａ，ＩＶアンプ５ｂのみを図示しているが、他の構成については、図１と同じである。
【００４２】
本発明の実施の形態２に係る赤外線通信装置１は、遮断回路６ｘとしてＩＶアンプ５ｂの電源供給を遮断するスイッチＳＷを備えていることを特徴としている。
【００４３】
このスイッチＳＷは、通常は電源Ｖｃｃと接続しているが、ＴＸＤ入力部３ａを介して入力した送信データにより接続を開放することで電源供給を遮断する。このように送信データを送信するタイミングの間、ＩＶアンプ５ｂの電源供給を遮断することで、ＩＶアンプ５ｂからの出力は抑止されるので、発光素子４ｂからの回り込みを受光素子５ａが受光しても、他の赤外線通信装置１０からの返信パルスを、先頭パルスから増幅部５ｄにより増幅することができるので、正常な受信データを赤外線通信装置１から出力することができる。従って、レイテンシー時間をほぼ０とすることができる。従って、実施の形態１に係る赤外線通信装置１と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
なお、本実施の形態２に係る赤外線通信装置１では、ＩＶアンプ５ｂのみの電源を遮断しているが、受信回路５全体の電源の供給を遮断するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、回路規模の大幅な増大を招くことなく、通信効率の改善を図ることができるので、送信データを光信号へ変換して他の光信号通信装置へ送信する送信手段と、他の光信号通信装置から受信した光信号を受信データに変換して出力する受信手段とを備えた光信号通信装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光電変換装置の一例である赤外線通信装置の構成を示す図
【図２】図１に示す赤外線通信装置の遮断回路の回路構成を示す図
【図３】図１に示す赤外線通信装置の通信状態を説明するための図
【図４】赤外線通信装置に遮断回路が設けられていない場合の波形を示す図
【図５】図１に示す赤外線通信装置の動作を説明するための図
【図６】赤外線通信装置の遮断回路が設けられている場合の波形を示す図
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は、遮断回路の変形例を示す図
【図８】本発明の実施の形態２に係る赤外線通信装置の遮断回路を説明するための図
【符号の説明】
【００４７】
１  赤外線通信装置
２  外部端子
２ａ  Ｖｃｃ端子
２ｂ  ＧＮＤ端子
２ｃ  ＶＩＯ端子
２ｄ  ＬＥＤＡ端子
２ｅ  ＴＸＤ端子
２ｆ  ＲＸＤ端子
３  レベル変換回路
３ａ  ＴＸＤ入力部
３ｂ  ＲＸＤ出力部
４  送信回路
４ａ  ＩｒＤＡ／ＲＣ駆動部
４ｂ  発光素子
５  受信回路
５ａ  受光素子
５ｂ  ＩＶアンプ
５ｃ  結合コンデンサ
５ｄ  増幅部
５ｅ  比較部
６，６ｘ  遮断回路
７  樹脂パッケージ
１０  他の赤外線通信装置
【図１】
2010041549.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010041549.tif 000009
【図８】
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