(57)【要約】【課題】  簡単な構成で、妨害赤外線により生じる妨害電圧信号を排除し、希望赤外線により生じる希望電圧信号を抽出することが可能である赤外線光受信装置を提供する。【解決手段】  異なる光波長通過減衰特性を有する光学フィルタ１１，２１を透過した赤外線信号を入力とし、光学フィルタ１１，２１にそれぞれ対応するＰＩＮフォトダイオードにより光電変換された電流信号を電流電圧変換することで得られた妨害電圧信号と希望電圧信号と、妨害電圧信号を逆相に反転させるインバータ２４を通した反転妨害電圧信号とを加算して希望電圧信号を抽出する加算器１４を備える。【選択図】    図２
2006066990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長以上の長波長の赤外線光だけを透過させる第１の光学フィルタと、
前記第１の光学フィルタを透過した光を受光して電気信号に変換する第１の光電変換手段と、
前記第１の波長よりも長波長の第２の波長以上の赤外線光だけを透過させる第２の光学フィルタと、
前記第２の光学フィルタを透過した光を受光して電気信号に変換する第２の光電変換手段と、
前記第１の光電変換手段の出力信号から前記第２の光電変換手段の出力信号を減算する減算手段とを備えることを特徴とする
赤外線光受信装置。
【請求項２】
請求項１記載の赤外線光受信装置において、
前記減算手段は、前記第２の光電変換手段の出力信号波形を反転するとともに、前記第１の信号とほぼ等しい強さに調整した信号を、前記第１の光電変換手段の出力信号から減算する
赤外線光受信装置。
【請求項３】
請求項１記載の赤外線光受信装置において、
前記第２の光学フィルタ及び第２の光電変換手段は、受光角度範囲がそれぞれ異なる複数組用意し、各組の第２の光電変換手段の出力を加算して前記減算手段に供給する
赤外線光受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばオーディオ信号や映像信号を赤外線伝送する場合の受信装置に適用して好適な、赤外線光受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オーディオ機器や映像機器において、オーディオ信号や映像信号を赤外線伝送で無線伝送することが行われている。例えば、赤外線伝送によるコードレスヘッドホンやコードレススピーカが各種実用化されている。
【０００３】
例えば、コードレススピーカを使用することで、いわゆるマルチチャンネルのオーディオ再生を行う視聴システムが、オーディオ信号の処理装置（アンプ装置など）と各スピーカとをケーブルで接続する必要がなく、ケーブル配線をすることなく、リヤスピーカなどを簡単に設置できるものである。
【０００４】
図５は、従来のこの種の赤外線伝送に使用される赤外線光受信装置の構成例を示した図である。図５に従って従来の赤外線光受信装置の構成を説明すると、赤外線光を透過させる光学フィルタ１を、光電変換手段である２個のＰＩＮフォトダイオード２ａ，２ｂの前面に配置してある。
【０００５】
光学フィルタ１は、少なくともこのシステムで伝送される帯域の赤外線光を透過させるフィルタである。即ち、例えば図６に示すように、このシステムで伝送される赤外線光の帯域を、帯域ＩＲａとすると、可視領域である波長が７５０ｎｍ未満の光線を遮断し、波長が７５０ｎｍ以上の赤外線を透過させる特性ＩＲｂのフィルタを使用してある。
【０００６】
このような光学フィルタ１を透過した赤外線光を、ＰＩＮフォトダイオード２ａ，２ｂの受光面に入射させて、ＰＩＮフォトダイオード２ａ，２ｂで赤外線光の入力レベルに応じた電流信号の出力を得る。ＰＩＮフォトダイオード２ａ，２ｂが出力する電流信号は、電流を電圧に変換する電流電圧変換部３に供給される。電流電圧変換部３が出力する電圧信号は、自動利得制御部を構成する初段増幅部５に供給される。初段増幅部５に入力された電圧信号は、増幅後、バンドパスフィルタ６に供給して、伝送信号が得られる特定帯域の特定信号のみ通過させ、次段増幅部７に入力される。次段増幅部７に入力された電圧信号のレベルを、初段増幅部５にフィードバックさせ、出力信号電圧を一定に保つ自動利得制御増幅部を構成している。そして、次段増幅部７の出力信号を、この赤外線光受信装置の出力部８に供給する。この出力部８に得られる信号を、スピーカのオーディオ信号入力部などに供給する。
【０００７】
特許文献１には、この種の赤外線光受信装置についての記載がある。
【特許文献１】特開平０５―３４４０７１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、この種の赤外線信号の受信装置では、受信する赤外線信号に含まれるノイズが問題となる場合が多々ある。上述した特許文献１には、リモートコントロール装置用の赤外線信号の受信装置で、インバータ蛍光灯のノイズによる誤動作を防止するための構成について記載がある。
【０００９】
従来知られていた赤外線信号のノイズ源としては、インバータ蛍光灯が知られていたが、近年より大きな赤外線信号のノイズ源として、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）等の映像表示装置が問題になっている。即ち、ＰＤＰ等の映像表示装置の場合、映像表示画面から像光とともに多くの赤外線信号が出力されることが多く、その出力レベルも大きい問題があった。従って、ＰＤＰ等の映像表示装置とコードレススピーカ（又はコードレスヘッドホン）を組合せて使用した場合、スピーカから出力されるオーディオにノイズが多く混入して、良好なオーディオ再生が困難である問題があった。
【００１０】
図５に示した構成の場合には、光電変換手段である２個のＰＩＮフォトダイオード２ａ，２ｂには、伝送される赤外線光の帯域ＩＲａよりも波長の長い赤外線信号も光学フィルタ１で透過させているので、帯域ＩＲａよりも波長の長い赤外線信号成分がノイズとして含まれてしまう。ここで、図５の構成の場合、バンドパスフィルタ６により電気的にノイズを除去する構成としてあるが、電気的な処理だけではノイズ除去が十分ではなかった。その結果、赤外線光受信装置で得られる希望電圧信号の品質、純度が悪化し、出力信号の復調時の性能も妨害信号の影響を受けて低下してしまう問題があった。
【００１１】
なお、光学フィルタ１として、図６に示したような特定の波長以上を通過させる特性ＩＲｂのフィルタの代わりに、伝送される赤外線光の帯域ＩＲａだけを通過させるいわゆるバンドバスフィルタとして構成された光学フィルタを使用すれば、帯域ＩＲａよりも波長の長い赤外線ノイズを除去できる。しかしながら、光学フィルタをバンドバスフィルタとして構成させるためには、非常に複雑で高価なフィルタが必要であり、光学的にノイズを除去する構成を、この種の赤外線信号の受信装置に適用することは困難であった。
【００１２】
本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、妨害赤外線により生じる妨害電圧信号を効果的に排除することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、第１の波長以上の長波長の赤外線光だけを透過させる第１の光学フィルタと、第１の光学フィルタを透過した光を受光して電気信号に変換する第１の光電変換手段と、第１の波長よりも長波長の第２の波長以上の赤外線光だけを透過させる第２の光学フィルタと、第２の光学フィルタを透過した光を受光して電気信号に変換する第２の光電変換手段と、第１の光電変換手段の出力信号から第２の光電変換手段の出力信号を減算する減算手段とを備える構成とした。
【００１４】
このようにしたことで、第１の光電変換手段で、ノイズが含まれた赤外線信号が光電変換されるが、第２の光電変換手段で、ノイズの帯域だけの赤外線信号が光電変換され、第１の光電変換手段の出力から第２の光電変換手段の出力を減算することで、ノイズの帯域の信号を除去できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、赤外線光の受信時において、混在する妨害赤外線信号による妨害信号を、赤外線光受信装置の内部で排除し、必要な希望赤外線信号による希望信号だけを取り出すことができるという効果がある。
【００１６】
この場合、減算手段は、第２の光電変換手段の出力信号波形を反転するとともに、第１の信号とほぼ等しい強さに調整した信号を、第１の光電変換手段の出力信号から減算することで、第１の光電変換手段を第２の光電変換手段が、異なる出力レベルであっても、良好に処理できるようになる。
【００１７】
また、第２の光学フィルタ及び第２の光電変換手段は、受光角度範囲がそれぞれ異なる複数組用意し、各組の第２の光電変換手段の出力を加算して減算手段に供給するようにしたことで、様々な方向から入射するノイズを効果的に除去できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態を、図１〜図４を参照して説明する。本実施の形態では、コードレススピーカ用のオーディオ信号受信手段としての赤外線光受信装置に適用した例につき説明する。
【００１９】
図１は、本例の赤外線光受信装置１００の外部構成例を示した斜視図である。
【００２０】
赤外線光受信装置１００は、図示していない赤外線信号（オーディオ信号）を送信する赤外線光送信装置に対して、光学フィルタ１１の配置面である前面部が相対するように設置してある。一方、光学フィルタ１１とは異なる特性の光学フィルタ２１が、複数方向かかの赤外線光を受光できるように（本例では前面及び上面に）設置してある。
【００２１】
光学フィルタ１１の背面側の内部には、例えば４個のＰＩＮフォトダイオード１２ａ〜１２ｄが配置してある。また、光学フィルタ１１に近接した位置に配置された光学フィルタ２１の背面側の内部には、２個のＰＩＮフォトダイオード２２ａ，２２ｂが配置してある。なお、光学フィルタ１１，２１の特性の詳細については後述する。ＰＩＮフォトダイオード１２ａ〜１２ｄ，２２ａ，２２ｂは、入射光線を電流信号に変換する機能を有している。
【００２２】
なお、本例ではこのようにＰＩＮフォトダイオードの個数を設定してあるが、必要に応じて個数は増減させればよい。但し、希望波を含む信号を受信するＰＩＮフォトダイオード１２ａ〜１２ｄは、比較的多い数であることで、効率良く受信が行え、妨害波を受信するＰＩＮフォトダイオード１２ａ，１２ｂについては、限られた数でよい。また、ＰＩＮフォトダイオード１２ａ，１２ｂの表面に配置された光学フィルタ１１の位置も、赤外線光送信装置の方向と上部方向だけに限定されるものではない。
【００２３】
次に、赤外線光受信装置１００の内部構成例を、図２を参照して説明する。
【００２４】
赤外線光受信装置１００には、可視光を遮断し、赤外線を透過させる光学フィルタ１１，２１が外部に向けて設置してある。光学フィルタ１１を透過した光線は、４個のＰＩＮフォトダイオード１２ａ〜１２ｄに入力される。光学フィルタ１１は、例えば図３の(ａ)に示す光学フィルタ１１の光波長通過減衰特性ＩＲ２を有しており、波長が７５０ｎｍ未満の光線がカットされる。
【００２５】
４個のＰＩＮフォトダイオード１２ａ〜１２ｄでは、波長が７５０ｎｍ以上の入力光線を電流信号に変換する。４個のＰＩＮフォトダイオード１２ａ〜１２ｄの出力は加算されて電流電圧変換部１３に供給される。電流電圧変換部１３では、供給される電流信号を電圧信号に変換し、加算器１４に供給する。
【００２６】
一方、光学フィルタ２１を透過した光線は、２個のＰＩＮフォトダイオード２２ａ，２２ｂに入力される。光学フィルタ２１は、例えば図３の（ｂ）に示す光学フィルタ２１の光波長通過減衰特性ＩＲ３を有しており、波長が９５０ｎｍ未満の光線がカットされる。
【００２７】
２個のＰＩＮフォトダイオード２２ａ，２２ｂでは、波長が９５０ｎｍ以上の入力光線を電流信号に変換する。２個のＰＩＮフォトダイオード２２ａ，２２ｂの出力は加算されて電流電圧変換部２３に供給される。電流電圧変換部２３では、受け取った電流信号を電圧信号に変換した後、電圧信号を逆位相に変換する反転処理を行うインバータ２４に供給する。
【００２８】
電流電圧変換部１３から供給される電圧信号と、インバータ２４から供給される逆位相に反転された電圧信号はそれぞれ、電圧信号を加算する加算器１４に入力する。このように構成してあることで、加算器１４では、４個のＰＩＮフォトダイオード１２ａ〜１２ｄから、２個のＰＩＮフォトダイオード２２ａ，２２ｂの出力を減算する減算手段として機能する。なお、電流電圧変換部１３の出力ゲインと、インバータ２４の出力ゲインとは、ほぼ等しくなるように、インバータ２４などでゲイン調整するようにしてある。
【００２９】
加算器１４からの出力電圧信号は、電圧信号を増幅させる初段増幅部１５に供給される。初段増幅部１５で増幅された電圧信号は、特定の帯域の電圧信号のみ通過させるバンドパスフィルタ１６に供給され、特定の帯域以外の電圧信号は減衰されて、電圧信号を増幅させる次段増幅部１７に供給される。ここで、次段増幅部１７から初段増幅部１５には出力信号電圧のフィードバックがかかっており、自動利得制御増幅部が構成され、次段増幅部１７から出力部１８への出力信号電圧を一定に保つ制御が行われる。
【００３０】
ここで、図３の光学フィルタの光波長通過減衰特性の例を説明する。なお、信号を送信するために用いる波長の赤外線を希望赤外線と呼び、ノイズの原因となる赤外線を妨害赤外線と呼ぶ。図３（ａ）は、光学フィルタ１１の光波長通過減衰特性の例を示す図である。ここでは、例えば、中心波長が８７７ｎｍの赤外線を希望赤外線の帯域ＩＲ１とし、波長が７５０ｎｍ以上の赤外線を透過させる光学フィルタ１１の特性ＩＲ２を示している。
【００３１】
図３（ｂ）は、光学フィルタ２１の光波長通過減衰特性の例を示す図である。ここでは、光学フィルタ２１の特性ＩＲ３として、前述の希望赤外線の帯域ＩＲ１よりも波長が長い帯域である、例えば、波長が９５０ｎｍ以上の赤外線を通過させる特性としてある。
【００３２】
次に、このように、加算器１４での処理例を、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、電流電圧変換部１３から得られる信号のうち、希望電圧信号波形の例を示す。図４（ｂ）は、同じく電流電圧変換部１３から得られる信号のうち、妨害電圧信号波形の例を示す。図４（ｃ）は、インバータ２４によって妨害電圧信号を反転させた反転妨害電圧信号波形の例を示す。図４（ｄ）は、希望電圧信号と妨害電圧信号と反転妨害電圧信号を加算器１４で加算した結果の出力電圧信号波形の例を示す。
【００３３】
インバータ２４に供給された妨害電圧信号は、ある波形の位相を逆位相に変換する極性反転処理を施され、図４（ｃ）で示される反転妨害電圧信号として出力される。電流電圧変換部１３から加算器１４に入力された希望電圧信号と妨害電圧信号は、図４（ａ）、図４（ｂ）で示すように全く異なる波形、振幅をしている。一方、図４（ｃ）の反転妨害電圧信号は、図４（ｂ）の妨害電圧信号に対して、逆相に反転され、振幅は等しくなっている。そのため、これらの反転妨害電圧信号と妨害電圧信号が加算されると、互いに打ち消されることとなる。その結果、図４（ｄ）の加算器１４の出力電圧信号波形の例に示すように加算器１４からの出力電圧信号は図４（ａ）の希望電圧信号のみとなる。
【００３４】
そして、赤外線光受信装置１００に取り付けられたＰＩＮフォトダイオード１２ａ〜１２ｄ，２２ａ，２２ｂは近接しているため、図示していない赤外線光送信装置から得られる赤外線はほぼ同じ強さが得られる。ここで、単独のＰＩＮフォトダイオードで得られる電流の強さをＴとすると、ＰＩＮフォトダイオード１２ａ〜１２ｄから得られる信号電流の強さは４Ｔである。一方、ＰＩＮフォトダイオード２２ａ，２２ｂから得られる信号電流の強さは２Ｔである。それぞれの電流を電流電圧変換部１３，２３に通すことで電圧信号が得られるが、電圧の強さが異なるため、妨害電圧信号を打ち消すためには強さの調整を行う必要がある。本例では、電圧信号の強さの調整をインバータ２４で行うこととする。例えば、ＰＩＮフォトダイオード２２ａ，２２ｂ側の信号電圧を２Ｔ×２＝“４Ｔ”とすることで、妨害電圧信号と電圧の強さが同じである反転妨害電圧信号が得られ、加算器１４で妨害電圧信号を打ち消すことが可能となる。
【００３５】
このように、本例の赤外線光受信装置１００は、希望赤外線と同時に妨害赤外線が入力されても、２種類の異なる光波長通過減衰特性を有する光学フィルタ１１，２１を搭載した赤外線光電変換回路を組み合わせることで、妨害赤外線による妨害電圧信号を除去し、希望赤外線による希望電圧信号のみを出力させることが可能であり、出力信号復調性能を妨害電圧信号の影響を受けず低下させることがない。
【００３６】
以上説明したように、妨害赤外線を光電変換し、電流電圧変換した直後に妨害赤外線から生じた妨害電圧信号を排除することが可能なため、後段の自動利得制御増幅部に入力する前に不要なノイズ信号を排除でき、自動利得制御増幅部に影響を及ぼさない。こうすることで、希望電圧信号の出力部１８における出力電圧信号について一定の出力レベルを保つことができるという効果がある。
【００３７】
また、妨害赤外線を赤外線光受信装置１００内で排除するため、出力部１８以降にある図示していない出力信号復調回路に対して、不要なノイズによる影響を抑えることができ、希望電圧信号の復調性能を低下させないという効果がある。
【００３８】
あるいは、前述した実施の形態以外の波長による赤外線を信号の伝送手段に用いる際には、その形態に適した光波長通過減衰特性を有する光学フィルタを用いるだけでよいため、任意の希望赤外線、妨害赤外線を設定することが簡単にできる。
【００３９】
そして、希望赤外線以外の妨害赤外線を排除する効果があるため、波長の異なる複数の希望赤外線を用いた場合に、それぞれ対応する光波長通過減衰特性を有する光学フィルタを設置することにより、信号が混ざり合うことなく通信できるため、複数の通信システムの共存が可能となるという効果がある。
【００４０】
また、上述した実施の形態では、オーディオ信号を受信する赤外線光受信装置を用いた例を挙げて説明したが、これに限定されるものでなく、その他の赤外線光受信装置にも適用可能である。例えば、映像信号を受信する赤外線光受信装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態における赤外線光受信装置の外部構成例を示した斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態における赤外線光受信装置の内部構成例を示したブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態における光学フィルタの光波長通過減衰特性の例を示した説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態における加算器の入出力電圧信号波形の例を示した説明図である。
【図５】従来の赤外線光受信装置の内部構成例を示したブロック図である。
【図６】従来の光学フィルタの光波長通過減衰特性の例を示した説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…光学フィルタ、２ａ，２ｂ…ＰＩＮフォトダイオード、３…電流電圧変換部、５…初段増幅部、６…バンドパスフィルタ、７…次段増幅部、８…出力部、ＩＲａ…帯域、ＩＲｂ…特性、１１…光学フィルタ、１２ａ〜１２ｄ…ＰＩＮフォトダイオード、１３…電流電圧変換部、１４…加算器、１５…初段増幅部、１６…バンドパスフィルタ、１７…次段増幅部、１８…出力部、２１…光学フィルタ、２２ａ，２２ｂ…ＰＩＮフォトダイオード、２３…電流電圧変換部、２４…インバータ、１００…赤外線光受信装置、ＩＲ１…帯域、ＩＲ２…特性、ＩＲ３…特性
【図１】
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【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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