(57)【要約】【課題】太陽光などの外乱雑音光が入射しても、長い通信距離を確保することができ、電源電圧を低電圧化することが可能な光受信回路を提供する。【解決手段】受光素子２と、受光素子２に流れる電流を電圧に変換する抵抗３と、抵抗３に流れる電流の直流成分を抽出するローパスフィルタ４と、直流成分が抽出された電流を増幅し、増幅した電流を受光素子２へ帰還させる増幅器５を備え、抵抗３の電圧を信号電圧として出力端ＩＶから出力することを特徴とする。増幅器５で増幅された直流成分で、受光素子２に流れる外乱雑音光による直流成分を増幅度に応じて小さくすることができるので、太陽光などの外乱雑音光が入射しても、受信感度の低下を防止することできる。【選択図】図１
2006246303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光素子と、前記受光素子に流れる電流を電圧に変換する抵抗と、前記抵抗に流れる電流の直流成分を抽出するローパスフィルタと、前記直流成分が抽出された電流を増幅し、前記増幅した電流を前記受光素子へ帰還させる増幅器を備え、前記抵抗の電圧を信号電圧として出力することを特徴とする光受信回路。
【請求項２】
前記増幅器をカレントミラー回路で構成したことを特徴とする請求項１記載の光受信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器を遠隔操作するリモコンの受光回路や、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）の規格に準拠した光通信の受光回路に用いられる光受信回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
光受信回路は、赤外線や可視光線を受光してアナログ信号へ変換する機能を有しており、リモコン装置などから出射される赤外線や可視光線を受信する受信機側に組み込まれている。
【０００３】
従来の光受信回路の回路例を図４に基づいて説明する。
【０００４】
図４に示すように、受光素子２０に流れる電流は、トランジスタ２１から変換抵抗である抵抗２２を介して供給される。太陽光などの外乱雑音光がない場合は、出力端ＩＶから出力される信号電圧ＩＶoutは、トランジスタ２３のベース−エミッタ間電圧であるＶBEにほぼ等しい。つまり、受光素子２０に流れる電流の信号成分Ｉac、外乱光成分をＩdcとすると、この信号電圧ＩＶoutが０Ｖ≦Ｉdc×Ｒf1＜０．７Ｖの範囲であれば、ダイオード２４およびダイオード２５はオフ状態である。従って、出力端ＩＶの信号電圧ＩＶoutは、抵抗値Ｒf1の抵抗２２に流れる電流のみとなるため以下の式となる。
【０００５】
ＩＶout＝Ｒf1×（Ｉac＋Ｉdc）
太陽光などの外乱雑音光がある場合は、出力端ＩＶの信号電圧ＩＶoutが上昇するので、まずダイオード２４がオンとなる。従って、変換抵抗は抵抗２２と抵抗２６との並列抵抗となるので、このときの出力端ＩＶの信号電圧ＩＶoutは以下の式となる。
【０００６】
ＩＶout＝［（Ｒf1×Ｒf2）／（Ｒf1＋Ｒf2）］×（Ｉac＋Ｉdc）
更に、強い外乱雑音光がある場合には、次にダイオード２５がオンとなるので、変換抵抗は抵抗２２と抵抗２６と抵抗２７との並列抵抗となるので、このときの出力端ＩＶの信号電圧ＩＶoutは以下の式となる。
【０００７】
ＩＶout＝｛（Ｒf1×Ｒf2×Ｒf3）／［（Ｒf1×Ｒf2）＋（Ｒf2×Ｒf3）＋（Ｒf1×Ｒf3）］｝×（Ｉac＋Ｉdc）
このように、従来の光受信回路は、太陽光などの外乱雑音光が増加すると、順次ダイオード２４，２５をオンとし、変換抵抗の抵抗値を低下させることで、出力端ＩＶの信号電圧の上昇を抑止して飽和防止を行っている。
【０００８】
このような、回路構成を備えたものに、特許文献１に記載のリモートコントロール受光回路がある。
【特許文献１】特開平３−１１３９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来の光受信回路は、外乱雑音光の強度に応じて変換抵抗の抵抗値を低下させているので、直流成分である外乱光成分Ｉdcが増加すると信号成分Ｉacによる電圧の振幅幅は、その抵抗値に応じて小さくなってしまう。従って、外乱雑音光が強くなればなるほど、信号光に応じた電圧は小さくなってしまい、信号光に対しての感度が悪くなるという問題が発生する。
【００１０】
そのため、信号光に対しての感度を低下させないようにするためには、ダイオード２４，２５が順次オンとなる度に、高い電源電圧を切り替えて印加すればよいが、消費電力や発熱などが増加してしまう。従って、消費電力や発熱の抑制や、高速性を向上させるために電源電圧を３．３Ｖとした低電圧駆動とした場合には、この対策を適用することができない。
【００１１】
そこで本発明は、太陽光などの外乱雑音光が入射しても、長い通信距離を確保することができ、電源電圧を低電圧化することが可能な光受信回路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】
【００１２】
本発明は、受光素子と、前記受光素子に流れる電流を電圧に変換する抵抗と、前記抵抗に流れる電流の直流成分を抽出するローパスフィルタと、前記直流成分が抽出された電流を増幅し、前記増幅した電流を前記受光素子へ帰還させる増幅器を備え、前記抵抗の電圧を信号電圧として出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の受光回路は、受光素子と、受光素子に流れる電流を電圧に変換する抵抗と、抵抗に流れる電流の直流成分を抽出するローパスフィルタと、直流成分が抽出された電流を増幅し、増幅した電流を受光素子へ帰還させる増幅器を備え、抵抗の電圧を光信号電圧として出力することにより、増幅器で増幅された直流成分で、受光素子に流れる外乱雑音光による直流成分を増幅度に応じて小さくすることができるので、太陽光などの外乱雑音光が入射しても、受信感度の低下を防止することできる。よって、太陽光などの外乱雑音光がある環境下でも長い通信距離を確保することができる。
【００１４】
また、外乱雑音光による直流成分の抑制の度合いは、増幅器の増幅度で決定することができるので、電源電圧を低電圧化することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本願の第１の発明は、受光素子と、受光素子に流れる電流を電圧に変換する抵抗と、抵抗に流れる電流の直流成分を抽出するローパスフィルタと、直流成分が抽出された電流を増幅し、増幅した電流を前記受光素子へ帰還させる増幅器を備え、抵抗の電圧を信号電圧として出力することを特徴としたものであり、増幅器で増幅された直流成分で、受光素子に流れる外乱雑音光による直流成分を増幅度に応じて小さくすることができるので出力電圧の飽和を抑止することができる。また、受光素子に流れる電流を電圧に変換する抵抗の抵抗値を大きいものとすることができるので、受信感度の低下を防止することできる。よって、太陽光などの外乱雑音光がある環境下でも長い通信距離を確保することができる。
【００１６】
また、外乱雑音光による直流成分の抑制の度合いは、増幅器の増幅度で決定することができるので、電源電圧を低電圧化することが可能である。
【００１７】
本願の第２の発明は、増幅器をカレントミラー回路で構成したことを特徴としたものであり、増幅器をカレントミラー回路とすることで容易に増幅器を構成することができる。
【００１８】
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る光受信回路を図１から図３に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る光受信回路の構成を説明する図である。図２は本発明の実施の形態に係る光受信回路の動作を説明する波形図である。図３は、本発明の実施の形態に係る光受信装置の回路例を示す図である。
【００１９】
図１に示すように、光受信回路１は、受光素子２と、受光素子２に流れる電流を電圧に変換する抵抗３と、抵抗３に流れる電流の直流成分を抽出するローパスフィルタ４と、直流成分が抽出された電流を増幅し、増幅した電流を受光素子２へ帰還させる増幅器５を備えている。そして、抵抗３の電圧を光信号電圧として出力する出力端ＩＶを備えている。
【００２０】
この光受信回路１の動作を説明する。
【００２１】
受光素子２に流れる電流をＩpd、信号成分をＩac、太陽光などの外乱雑音光である直流成分をＩdcとすると、Ｉpdは以下の式１となる。
【００２２】
Ｉpd＝Ｉac＋Ｉdc                  ・・・（１）
受光素子２に流れる電流Ｉpdの電流波形を図２（ａ）に示す。
【００２３】
変換抵抗である抵抗３に流れる電流をＩ1とし、増幅器５から帰還された電流をＩ3とすると、Ｉ1は以下の式２となる。
【００２４】
Ｉ1＝Ｉpd−Ｉ3                    ・・・（２）
式２に式１を代入すると以下の式３となる。
【００２５】
Ｉac＋Ｉdc＝Ｉ1＋Ｉ3              ・・・（３）
ローパスフィルタ４から出力される電流Ｉ2は、抵抗３に流れる電流Ｉ1から信号成分Ｉacの差となることから以下の式４となる。
【００２６】
Ｉ2＝Ｉ1−Ｉac                    ・・・（４）
増幅器５から出力される電流Ｉ3は、増幅度をＮ倍とすると以下の式となる。
【００２７】
Ｉ3＝Ｎ×Ｉ2                      ・・・（５）
式３から式５によりＩ1を求めると以下の式６となる。
【００２８】
Ｉ1＝Ｉac＋Ｉdc／（１＋Ｎ）      ・・・（６）
この抵抗３に流れる電流Ｉ1の電流波形を図２（ｂ）に示す。
【００２９】
すなわち、出力端ＩＶにおける信号電圧ＩＶoutは、以下の式７となる。なお抵抗３の抵抗値をＲfとする。
【００３０】
ＩＶout＝Ｒf×［Ｉac＋Ｉdc／（１＋Ｎ）］      ・・・（７）
この式７は、信号電圧ＩＶoutは、信号成分Ｉacと直流成分Ｉdcの１／（１＋Ｎ）の和に比例することを意味している。つまり、太陽光などの外乱雑音光などの直流成分は増幅器５の増幅度に応じて小さく圧縮される。
【００３１】
次に、本発明の実施の形態に係る光受信装置の回路例について詳細に説明する。なお、図３においては、図１と同じ機能を有するものには同符号を付している。
【００３２】
図３に示すように、光受信回路１０は、受光素子２と、受光素子２に流れる電流を電圧に変換する抵抗３と、トランジスタ１１，１２と、カレントミラー回路１３と、抵抗３に流れる電流の直流成分を抽出するローパスフィルタを構成するコンデンサ４ａおよび抵抗４ｂと、直流成分が抽出された電流を増幅するカレントミラー回路１６と、増幅した電流を受光素子２へ帰還させるカレントミラー回路１７とを備えている。そして、抵抗３の電圧を光信号電圧として出力する出力端ＩＶを備えている。
【００３３】
この光受信回路１０は、図１に示される光受信回路１のローパスフィルタ４を、コンデンサ４ａおよび抵抗４ｂとし、増幅器５をカレントミラー回路１６として構成している。
【００３４】
抵抗３と、ローパスフィルタであるコンデンサ４ａおよび抵抗４ｂとは、カレントミラー回路１３にて接続されている。これは、抵抗３へ流れる電流と等しい電流量をコンデンサ４ａおよび抵抗４ｂへ流すためである。
【００３５】
図３に示すように、増幅器をカレントミラー回路で構成したことにより、少ない部品数で光受信回路１０を構成することができる。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、ローパスフィルタは直流成分が抽出できれば抵抗、コンデンサ以外の回路構成としてもよい。また、増幅器は、入力された電流を増幅できればよいのでカレントミラー回路以外の回路構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、太陽光などの外乱雑音光がある環境下でも長い通信距離を確保することができる、電子機器を遠隔操作するリモコンの受光回路や、ＩｒＤＡの規格に準拠した光通信の受光回路に用いられる光受信回路に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係る光受信回路の構成を説明する図
【図２】本発明の実施の形態に係る光受信回路の動作を説明する波形図
【図３】本発明の実施の形態に係る光受信装置の回路例を示す図
【図４】従来の光受信回路の回路例を示す図
【符号の説明】
【００３９】
１，１０  光受信回路
２  受光素子
３  抵抗
４  ローパスフィルタ
４ａ  コンデンサ
４ｂ  抵抗
５  増幅器
１１，１２  トランジスタ
１３，１６，１７  カレントミラー回路
【図１】
2006246303.tif 000003
【図２】
2006246303.tif 000004
【図３】
2006246303.tif 000005
【図４】
2006246303.tif 000006