(57)【要約】【課題】インバータ蛍光灯等の下での誤動作と到達距離の低下を改善する。【解決手段】フォトダイオード１の受光電流をヘッド増幅器２で電圧変換増幅し、利得制御回路４で増幅し、リミット増幅器５でリミット増幅し、バンドパスフィルタ６でキャリア周波数成分を抽出する。そして、検出器７で外乱ノイズ成分を検出してその検出結果に基づきバンドパスフィルタ６のＱ値と利得を制御すると共に利得制御増幅器４の利得を制御する。バンドパスフィルタ６で得られたキャリア周波数成分は積分器１０でＰＷＭ信号に変換し比較器１１で波形整形して出力回路１２からトランジスタ１３のコレクタの出力端子１４に出力する。【選択図】　図１
2004056541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトダイオードの受光電流を電圧変換し増幅するヘッド増幅器と、該ヘッド増幅器の出力信号をリミット増幅するリミット増幅器と、該リミット増幅器の出力信号からキャリア成分を取り出すバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタの出力信号から前記キャリア成分の周波数に近いノイズ成分を検出する検出器と、該検出器が所定値以上のノイズ成分を検出した際に前記バンドパスフィルタのＱ値又は利得の少なくとも一方を増大させるバンドパスフィルタ制御回路と、前記バンドパスフィルタの出力信号を積分する積分器と、該積分器の出力信号を波形整形する比較器とを備えたことを特徴とするリモコン受光装置。
【請求項２】
請求項１に記載のリモコン受光装置において、
前記バンドパスフィルタは、出力側が出力端子に接続された非反転型の第１のトランスコンダクタンス増幅器と、該第１のトランスコンダクタンス増幅器に入出力側が逆並列接続された反転型の第２のトランスコンダクタンス増幅器と、入力側が入力端子に接続された負帰還型の第３のトランスコンダクタンス増幅器と、該第３のトランスコンダクタンス増幅器の出力側と前記第１のトランスコンダクタンス増幅器の入力側との間に接続された第１のキャパシタと、前記出力端子と接地間に接続された第２のキャパシタとからなり、
前記第３のトランスコンダクタンス増幅器のトランスコンダクタンスを前記バンドパスフィルタ制御回路の出力により制御するようにしたことを特徴とするリモコン受光装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のリモコン受光装置において、
前記ヘッド増幅器と前記リミット増幅器との間に利得制御増幅器を接続し、前記検出器が所定値以上のノイズ成分を検出した際に前記利得制御増幅器の利得を減衰させる利得制御回路を設けたことを特徴としたリモコン受光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リモコンコマンダから到来する赤外線信号光を受信し光電変換して処理するリモコン受光装置に係り、特にインバータ蛍光灯等の外乱光に対する耐性の向上を図った赤外線方式のリモコン受光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４に従来のリモコン受光装置の構成を示す。図４において、１はリモコンコマンダから到来する赤外線信号光を光電変換するフォトダイオードであり、３６ＫＨｚ〜４０ＫＨｚのキャリア周波数によるバースト信号光を数ｎＡ〜数μＡの電流信号に変換する。変換された電流信号は高トランスインピーダンスをもつヘッド増幅器２で電圧信号に変換され、太陽光や白熱灯に代表される直流成分の外乱ノイズが含まれる場合は直流光キャンセル回路３でフォトダイオード１に帰還される。
【０００３】
ヘッド増幅器２の出力は２段目増幅器４Ａで増幅され、リミット増幅器５で後段への過入力防止のためリミット増幅され、バンドパスフィルタ６Ａにてキャリア周波数成分が抽出され、積分器１０にてバースト波がＰＷＭ信号に復調され、比較器１１で波形整形され、出力回路１２を経て復調信号が出力され、トランジスタ１３のコレクタから出力端子１４に出力される。
【０００４】
この図４に示すリモコン受光装置では、外乱光として４０ＫＨｚ〜５５ＫＨｚの点灯周波数を持つインバータ蛍光灯等の光が入射した場合、これがバンドパスフィルタ６Ａで抽出されるキャリア周波数である３６ＫＨｚ〜４０ＫＨｚに近いことにから、Ｓ／Ｎが悪化し、リモコンコマンダからの信号光の到達距離が極端に低下する問題があった。また、Ｓ／Ｎの悪化はリモコンコマンダからの信号光が入射されていない無信号状態においても、リモコン受光装置を誤動作させてしまう問題が発生していた。
【０００５】
そこで、インバータ蛍光灯等による外乱光に対する耐性を改善する対策を施した図５に示すリモコン受光装置が一般的に用いられている。図５のリモコン受光装置が図４のリモコン受光装置と異なる点は、２段目増幅器４Ａを利得制御増幅器４に置換し、インバータ蛍光灯等による外乱光のノイズ量を検出器７Ａにて検知し、その検知信号に基づき利得制御回路８により利得制御増幅器４の利得を減衰させるようにした点にあり、その他の回路構成は図４と同様である。
【０００６】
図５に示すリモコン受光装置では、利得制御増幅器４の利得を外乱光のノイズ量に応じて適切に減衰制御することにより、インバータ蛍光灯等による外乱光に対する耐性の向上を図ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の図５のリモコン受光装置では、誤動作が発生しない様に利得制御増幅器４の利得を低減させた場合、利得の減衰量に応じて到達距離が低下する、つまり、外乱光の入射量と減衰した利得量に応じて到達距離が低下する問題があった。
【０００８】
赤外線リモコン信号光の到達距離は、リモコンコマンダの発光強度にもよるが一般的には１５ｍ〜２０ｍ前後に調整されている。その到達距離の要求を実現するため、リモコン受光装置の総合利得は１７０ｄＢ前後に設定されており、各増幅器の利得は最良のＳ／Ｎ比が得られるように設計されている。
【０００９】
多段増幅器での総合的なＳ／Ｎは、図６に示すように入力信号Ｓと入力換算ノイズＮ１が入力する利得Ａ１の初段増幅器３１、初段増幅器３１の出力信号と入力換算ノイズＮ２が入力する利得Ａ２の２段目増幅器３２、２段目増幅器３２の出力信号と入力換算ノイズＮ３が入力する利得Ａ３の３段目増幅器３３からなる３段増幅器のモデル図では、
【数１】
2004056541.tif 000003
となる。
【００１０】
この式（１）から明らかなように、初段の増幅器３１になるべく高利得の増幅器を使用する必要があり、２段目増幅器、つまり図５の利得制御増幅器４の利得を低下させるのは総合的な利得を低下するだけでなく、Ｓ／Ｎをも悪化させてしまう問題があった。
【００１１】
本発明は上記の問題を解消し、使用キャリア周波数帯によって宿命的にかかえていたインバータ蛍光灯等からの外来光による誤動作と到達距離の低下を改善したリモコン受光装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる発明は、フォトダイオードの受光電流を電圧変換増幅するヘッド増幅器と、該ヘッド増幅器の出力信号をリミット増幅するリミット増幅器と、該リミット増幅器の出力信号からキャリア成分を取り出すバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタの出力信号から前記キャリア成分の周波数に近いノイズ成分を検出する検出器と、該検出器が所定値以上のノイズ成分を検出した際に前記バンドパスフィルタのＱ値又は利得の少なくとも一方を増大させるバンドパスフィルタ制御回路と、前記バンドパスフィルタの出力信号を積分する積分器と、該積分器の出力信号を波形整形する比較器とを備えたことを特徴とするリモコン受光装置とした。
【００１３】
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のリモコン受光装置において、前記バンドパスフィルタは、出力側が出力端子に接続された非反転型の第１のトランスコンダクタンス増幅器と、該第１のトランスコンダクタンス増幅器に入出力側が逆並列接続された反転型の第２のトランスコンダクタンス増幅器と、入力側が入力端子に接続された負帰還型の第３のトランスコンダクタンス増幅器と、該第３のトランスコンダクタンス増幅器の出力側と前記第１のトランスコンダクタンス増幅器の入力側との間に接続された第１のキャパシタと、前記出力端子と接地間に接続された第２のキャパシタとからなり、前記第３のトランスコンダクタンス増幅器のトランスコンダクタンスを前記バンドパスフィルタ制御回路の出力により制御するようにしたことを特徴とするリモコン受光装置とした。
【００１４】
請求項３にかかる発明は、請求項１又は２に記載のリモコン受光装置において、前記ヘッド増幅器と前記リミット増幅器との間に利得制御増幅器を接続し、前記検出器が所定値以上のノイズ成分を検出した際に前記利得制御増幅器の利得を減衰させる利得制御回路を設けたことを特徴としたリモコン受光装置とした。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、インバータ蛍光灯等による外乱ノイズをバンドパスフィルタの出力信号から検出して、リミット増幅器のリミッタが動作しないレベルまで利得制御増幅器の利得を低減させる。また、上記外乱ノイズを検出してバンドパスフィルタのＱ値を増加させることにより、インバータ蛍光灯等によるノイズ成分の通過量を低下させてＳ／Ｎを改善する。さらに、上記外乱ノイズを検出してバンドパスフィルタの利得を増加させることにより、利得制御増幅器で減衰させた利得を再び増加させてインバータ蛍光灯照射時にリモコンコマンダからの赤外線の到達距離が低下するのを防ぐ。
【００１６】
この動作をバンドパスフィルタの出力波形図で説明すると、図２（ａ）〜（ｄ）のようになる。図２（ａ）にインバータ蛍光灯ＯＦＦ時のバンドパスフィルタの出力の波形図を示す。リモコンコマンダからの入力信号はリミット増幅器５により信号振幅の一部がカットされるが、このときのノイズ量は外乱光によるノイズが無いためＩＣ内部で発生するノイズのみであり、十分なＳ／Ｎを確保している。
【００１７】
図２（ｂ）に図４に示した従来のリモコン受光装置でのインバータ蛍光灯ＯＮ時のバンドパスフィルタの出力の波形図を示す。リモコンコマンダからの入力信号はリミット増幅器５により信号振幅の一部がカットされるが、インバータ蛍光灯によるノイズ量が増大していて、有効な信号振幅との差が圧縮され、Ｓ／Ｎが極端に低下している。
【００１８】
図２（ｃ）に図５に示した従来のリモコン受光装置でのインバータ蛍光灯ＯＮ時のバンドパスフィルタの出力の波形図を示す。リモコンコマンダからの入力信号は、リミット増幅器５において信号振幅の一部をカットされないレベルまで利得制御増幅器４で利得が減衰されるため、一定のＳ／Ｎを確保してはいるが、利得自体は減少しているため最終的な到達距離は低下する。
【００１９】
図２（ｄ）に本発明のリモコン受光装置でのインバータ蛍光灯ＯＮ時のバンドパスフィルタの出力の波形図を示す。本発明では、検出されたノイズ量に応じてバンドパスフィルタのＱ値と利得を増幅する。リモコンコマンダからの入力信号は、図５に示したリモコン受光装置と同様に、リミット増幅器により信号振幅の一部がカットされないレベルまで利得制御増幅器４で利得が減衰されるが、ノイズ量に応じてバンドパスフィルタのＱ値を増加することによりノイズを低減しさらに利得を増加して、Ｓ／Ｎを改善しながら信号振幅を増加している。本発明では、このように動作することにより、インバータ蛍光灯等からの外乱光に対する耐性が向上し到達距離の低下を防止することが可能になる。
【００２０】
図１は本発明のリモコン受光装置の１つの実施形態を示すブロック図である。図１において、１は赤外線信号光を電流信号に変換するフォトダイオードであり、コマンダからの信号光とノイズ源である４０ＫＨｚ〜５５ＫＨｚで点灯するインバータ蛍光灯に含まれる赤外波長成分の光が光電変換される。変換されたノイズを含んだ電流信号はヘッド増幅器２で電圧信号に変換され、信号に直流信号成分がある場合は直流光キャンセル回路３でヘッド増幅器２の入力に帰還される。電流／電圧変換された電圧信号は利得制御増幅器４で増幅され、リミット増幅器５でさらにリミット増幅される。増幅された信号はリモコンコマンダのキャリア周波数に中心周波数を調整したバンドパスフィルタ６にてキャリア周波数成分以外のノイズが除去される。次にバンドパスフィルタ６の出力は検出器７に入力し、そこでインバータ蛍光灯等からの外乱光ノイズが検出される。この外乱光ノイズとリモコンコマンド信号の分別方法は、リモコンコマンド信号が通常数百μＳのバースト波形であることから、信号に対し十分に長い時定数、例えば数十ｍＳ〜数百ｍｓの時間をかけてバンドパスフィルタ６の出力振幅レベルをホールドすることにより行う。検出器７にてホールドした振幅レベルが予め設定した値を超えた場合、外乱光ノイズが検出されたとして、利得制御回路８により利得制御増幅器４の利得を減衰し、また、バンドパスフィルタ制御回路９によりバンドパスフィルタ６のＱ値と利得を増大させる。利得制御増幅器４の利得とバンドパスフィルタ６のＱ値および利得の制御は電流により行い、その電流値は検出器７にて検出したノイズレベルに応じて設定する。
【００２１】
電流によるバンドパスフィルタの制御の一例を図３（ａ）に示す。この図３（ａ）は３個のトランスコンダクタンス増幅器２１，２２，２３とキャパシタ２４，２５によりＬＣＲバンドパスフィルタを形成した例である。２６は入力端子、２７は出力端子である。トランスコンダクタンス増幅器２１，２２とキャパシタ２５はジャイレータからなるアクティブインダクタを構成する。
【００２２】
ジャイレータ理論自体は古くから使用されている周知の事実であり、図３（ｂ）にその簡略図を示す。トランスコンダクタンス増幅器２１，２２とキャパシタ２５を図３（ｂ）のように接続したとき、トランスコンダクタンス増幅器２１の入力インピーダンスを無限大とした場合、入力端子２６’より入力した電流Ｉ１はすべてトランスコンダクタンス増幅器２２に流れ込む。同様にトランスコンダクタンス増幅器２１の出力電流Ｉ２はすべてキャパシタ２５に流れ込む。
【００２３】
よって、入力端子２６’の電圧をＶ１、キャパシタ２５の容量をＣ２、トランスコンダクタンス増幅器２１，２２のトランスコンダクタンスをｇｍ１，ｇｍ２、キャパシタ２５に発生した電圧をＶ２とすると、
【数２】
2004056541.tif 000004
となる。
【００２４】
入力インピーダンスＺｉｎを求めると、
【数３】
2004056541.tif 000005
であり、「（Ｃ２／ｇｍ１ｇｍ２）」が等価的にはインダクタンスとなる。
【００２５】
図３（ａ）はこのジャイレータによるインダクタをバンドパスフィルタに応用した例であり、伝達関数を求めると、
【数４】
2004056541.tif 000006
のような式となる。ここで２次帯域通過関数は、
【数５】
2004056541.tif 000007
のような式であるため、式（２）および式（３）より、式（３）中のω、Ｑ、Ｈを求めると、
【数６】
2004056541.tif 000008
となる。
【００２６】
よって、バンドパスフィルタ６のＱ値と利得Ｈはｇｍ３の関数となり、そのｇｍ３を制御することにより、ＱとＨの両値を同時に制御することが可能である。そこで、本実施形態では検出器７の検出信号によってトランスコンダクタンス増幅器２３のｇｍ３を制御する。なお、当然ながらバンドパスフィルタ６のＱ値と利得Ｈを単独で独立して制御した場合も同等の効果が得られることになる。
【００２７】
なお、以上の実施形態において、ノイズ検出に基づいてバンドパスフィルタ６のＱ値のみを増幅したり、或いはバンドパスフィルタの利得のみを増幅するように構成してもよい。また、利得制御増幅器４の利得制御は行わないようにしても良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インバータ蛍光灯等からの外乱ノイズ光の入射時に、バンドパスフィルタのＱ値や利得が増大されるので、Ｓ／Ｎの改善が行われ、インバータ蛍光灯の照射時に極端に低下していた到達距離を、改善したＳ／Ｎと利得の増加分だけ増大できる利点がある。また、利得制御増幅器の利得の減衰とバンドパスフィルタの利得の増大を組み合わせることにより、前記ノイズ光入射時に、リミット増幅器による信号振幅のクリップを避けた上で前記利得増大による信号増幅によって、より到達距離を増大させることができる。
【００２９】
また、本発明はリモコンのキャリア周波数に近いノイズ源に対してはすべて有効に動作するため、例えばテレビの電磁および電界的なノイズに対しても有効であり、冷房機器、オーディオ機器の蛍光表示管等で問題となっていたキャリア周波数近傍のノイズ源による到達距離の低下に対してもそれを防止できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のリモコン受光装置のブロック図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は各場合のバンドパスフィルタの出力の波形図である。
【図３】（ａ）はＱ値と利得を制御可能なバンドパスフィルタの回路図、（ｂ）はジャイレータの等価回路図である。
【図４】従来のリモコン受光装置のブロック図である。
【図５】従来の別の例のリモコン受光装置のブロック図である。
【図６】多段増幅器でのＳ／Ｎモデルのブロック図である。
【符号の説明】
１：フォトダイオード、２：ヘッド増幅器、３：直流光キャンセル回路、４：利得制御増幅器、４Ａ：２段目増幅器、５：リミット増幅器、６，６Ａ：バンドパスフィルタ、７：検出器、８：利得制御回路、９：バンドパスフィルタ制御回路、１０：積分器、１１：比較器、１２：出力回路、１３：トランジスタ、１４：出力端子
２１、２２，２３：トランスコンダクタンス増幅器、２４，２５：キャパシタ、２６：入力端子、２７：出力端子
３１，３２，３３：増幅器
【図１】
2004056541.tif 000009
【図２】
2004056541.tif 000010
【図３】
2004056541.tif 000011
【図４】
2004056541.tif 000012
【図５】
2004056541.tif 000013
【図６】
2004056541.tif 000014