データ通信装置および電子機器
【課題】 装置を小型化すること。
【解決手段】 データ通信装置の発光ダイオード１１は、通電により光を出力する。送信回路１３は、送信データに基づいて発光ダイオード１１に順バイアスを印加する。分離回路１４は、送信回路１３により発光ダイオード１１に順バイアスが印加されていないときの発光ダイオード１１に発生する電圧に応じて変化する電圧を出力する。
【解決手段】 データ通信装置の発光ダイオード１１は、通電により光を出力する。送信回路１３は、送信データに基づいて発光ダイオード１１に順バイアスを印加する。分離回路１４は、送信回路１３により発光ダイオード１１に順バイアスが印加されていないときの発光ダイオード１１に発生する電圧に応じて変化する電圧を出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ通信装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光ダイオードを用いるデータ通信装置の通信方式には、パソコン、携帯電話などの電子機器に採用されているＩｒＤＡ（ＩｎｆｒａＲｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）により規格化された赤外線通信方式などがある。このＩｒＤＡにより規格化された赤外線通信方式では、データ送信のために発光させる発光ダイオードと、他の電子機器の発光ダイオードからの光を受光するフォトセンサとを使用する。
【０００３】
なお、フォトセンサも発光ダイオードも、基本的にＰＮ接合をもつ半導体素子である。このため、特許文献１に開示されているように、発光ダイオードを用いて光を受光させることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１９０６３号公報（要約、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、図面など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の赤外線通信方式の装置に使用される発光ダイオードやフォトセンサは、通信機能を有する他の電子機器と通信をするために、電子機器の表面に配設しなければならない。そのため、電子機器にＩｒＤＡにより規格化された赤外線通信機能を設けることは、電子機器の小型化を阻害したり、スペースの利用効率を制限したりしてしまうことになる。また、コストアップの要因になってしまう。
【０００６】
なお、電子機器には、一般的に、電源ランプなどの発光部分を有しており、この発光部分としては、通常、可視光を出力する発光ダイオードが採用される。したがって、データの送信機能を具備しない電子機器であっても、データの受信機能を設ける場合には、表示部には可視光を発光する発光ダイオードを具備させ、データ受信部にはフォトセンサを具備させる必要があり、上述した例と同様の問題が生じる。
【０００７】
一方、特許文献１に記載されている技術は、単に１つのＬＥＤを発光素子および受光センサとして利用するものであり、通信することはまったく考慮しておらず、また通信の際の種々の問題点を解決してはいない。
【０００８】
本発明は、小型化が可能になるデータ通信装置および電子機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るデータ通信装置は、通電により光を出力する発光ダイオードと、送信データに基づいて発光ダイオードに順バイアスを印加する送信回路と、発光ダイオードに順バイアスが印加されていないときの発光ダイオードに発生する電圧に応じて変化する電圧を出力する分離回路と、を有し、送信回路によって発光ダイオードから送信用の光データを発信し、分離回路によって発光ダイオードが受信した光をデータとして取り出すものである。
【００１０】
この構成を採用すれば、送信データに基づいて発光ダイオードを発光させ、その発光が制御される発光ダイオードに入力される光信号に対応する電圧信号を生成することができる。１つの発光ダイオードで通信が可能となる。したがって、データ通信装置を小型化することが可能になる。
【００１１】
本発明に係るデータ通信装置は、上述した発明の構成に加えて、送信回路が、送信データに基づいて発光ダイオードに印加する順バイアスを間欠的に印加するものである。
【００１２】
この構成を採用すれば、送信データに基づいて発光ダイオードを発光させる期間においても、順バイアスが印加されていないタイミングにおいて、その発光ダイオードを用いてデータを受信することができる。よって、発光ダイオードをデータ毎にパルス列駆動し、全二重通信が可能となる。
【００１３】
本発明に係るデータ通信装置は、上述した発明の各構成に加えて、発光ダイオードのアノードとカソードとの間に接続される並列コンデンサを有するものである。
【００１４】
この構成を採用すれば、発光ダイオードのＰＮ接合部に蓄積されたキャリアを、並列コンデンサにより速やかにキャンセルすることができる。その結果、発光ダイオードに順バイアスを印加し終えた直後に、その蓄積キャリアに起因する大きなノイズ電圧が分離回路から出力されないようにすることができる。特に、全二重通信においては、発光ダイオードをデータ毎にパルス列駆動している期間においても、フィルタ回路から受信した光信号に応じた好適な電圧を出力することができる。
【００１５】
本発明に係るデータ通信装置は、上述した発明の各構成に加えて、送信回路が、発光ダイオードのカソードにベースが接続され且つ発光ダイオードのアノードにコレクタが接続されるＰＮＰトランジスタを有し、発光ダイオードに順バイアスを印加するときには、発光ダイオードのカソードおよびＰＮＰトランジスタのベースの電位をＰＮＰトランジスタのエミッタの電圧より低く制御してＰＮＰトランジスタをオン状態にするものであり、分離回路が、発光ダイオードのアノードに接続されるものである。
【００１６】
この構成を採用すれば、発光ダイオードに順バイアスを印加していないときには、発光ダイオードのアノードの電位を不定にすることができる。発光ダイオードは、順バイアスを印加していないときには、それに入射される光に応じた電圧を分離回路へ出力することができる。
【００１７】
本発明に係るデータ通信装置は、上述した発明の各構成に加えて、分離回路が、分離トランジスタと、分離トランジスタのベースと発光ダイオードのアノードとの間に接続される直流除去コンデンサと、分離トランジスタのベースに接続される一対の抵抗素子を有し、発光ダイオードに所定の光量の光が入射されているか否かに応じて分離トランジスタが電流増幅動作をするように、分離トランジスタの動作電位を設定する動作点設定回路と、分離トランジスタのコレクタに接続される分離抵抗素子と、を有するものである。
【００１８】
この構成を採用すれば、発光ダイオードを発光させるときのアノードの電圧変化により、分離回路から出力される電圧信号が変化し難くなるようにすることができる。分離抵抗素子の電圧変化に基づいて分離回路から出力される電圧信号を、発光ダイオードに入射される光に応じて変化する信号とすることができる。
【００１９】
本発明に係るデータ通信装置は、上述した発明の各構成に加えて、分離回路が、分離トランジスタのベースにコレクタが接続され且つベースが直流除去コンデンサに接続される増幅トランジスタと、分離抵抗素子の電圧から高周波成分を除去するローパスフィルタ回路と、を有するものである。
【００２０】
この構成を採用すれば、送信回路が発光ダイオードに順バイアスに印加する期間と、発光ダイオードがデータに基づく光信号を受光する期間とが重なったりあるいは連続したりして、分離回路に入力される光信号に基づくパルス幅が狭くなったりしたとしても、分離回路は、そのような影響が無い場合と同等の電圧信号を出力することが可能となる。
【００２１】
本発明に係るデータ通信装置は、上述した発明の各構成に加えて、ローパスフィルタ回路が、送信回路が発光ダイオードに順バイアスを印加する周期とは異なる周期の周波数成分を通過させるものである。
【００２２】
この構成を採用すれば、発光ダイオードを用いてデータを送受信する２つのデータ通信装置において、互いに異なる周波数の光信号によりデータを送受することができる。また、２つのデータ通信装置が互いに異なる周波数の光信号によりデータを送受することで、光信号の位相が完全に一致し続けてしまうことがなくなる。
【００２３】
本発明に係るデータ通信装置は、上述した発明の各構成に加えて、分離回路の出力電圧の波形と、発光ダイオードに順バイアスを印加するための発光制御信号の波形とを比較し、これらが不一致である場合には、エラー信号を出力する差動オペアンプを有するものである。
【００２４】
この構成を採用すれば、たとえば、送信回路の制御に基づいて発光ダイオードから出力される光信号を受信した他のデータ通信装置がその受信データに基づく光信号を返送することで、データを送信するデータ通信装置は、データが正しく当該他のデータ通信装置へ送信されているか否かを、データの送信をしながら判断することが可能となる。
【００２５】
本発明に係るデータ通信装置は、上述した発明の各構成に加えて、発光ダイオードが、可視光を発光するものである。
【００２６】
この構成を採用すれば、可視光を発光する発光ダイオードを用いて、データの送受信が可能となる。
【００２７】
本発明に係る他のデータ通信装置は、通電により可視光を出力する発光ダイオードと、発光ダイオードを発光させるために発光ダイオードに順バイアスを印加する表示回路と、発光ダイオードに順バイアスが印加されていないときの発光ダイオードに発生する電圧に応じて変化する電圧を出力する分離回路と、を有し、表示回路によって発光ダイオードを発光し、分離回路によって発光ダイオードが受信した光をデータとして取り出すものである。
【００２８】
この構成を採用すれば、発光ダイオードを発光させ、その発光が制御される発光ダイオードに入力される光信号に対応する電圧信号を生成することができる。したがって、可視光の発光が制御される発光ダイオードを用いて、データを受信することができるので、データ通信装置を小型化できる。
【００２９】
本発明に係る電子機器は、上述した発明の各構成に係るデータ通信装置と、このデータ通信装置によるデータ通信を制御する制御手段と、を有するものである。
【００３０】
この構成を採用すれば、電子機器は、発光が制御される発光ダイオードを用いて、データを受信することができる。このため、電子機器を小型化できる。
【００３１】
本発明に係る電子機器は、上述した発明の構成に加えて、電子機器が、人が手に持って振ることで残像を形成する残像形成具、表示パネル装置、電子ロック装置、キーユニット、放送受信機、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、照明機器、冷暖房機器、給湯機器、電子レンジ、カメラ、家電機器、自動車、オートバイ、携帯電話端末、携帯情報機器、携帯ゲーム機器および評価ボードの中から選択された１つの装置であるものである。
【００３２】
この構成を採用すれば、各種の電子機器において、発光ダイオードを用いてデータ受信が可能となり、装置の小型化が可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明では、発光が制御される発光ダイオードを用いて、データを受信することができるので、装置を小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態に係るデータ通信装置および電子機器を、図面に基づいて説明する。データ通信装置は、電子機器の一部として説明する。
【００３５】
なお、実施の形態１および２は、データ通信機能を有する汎用的な電子機器の例で説明する。実施の形態３は、バーサライタを電子機器の１つの具体例として説明する。実施の形態４は、表示パネル装置を電子機器の１つの具体例として説明する。
【００３６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るデータ通信機能を有する電子機器を示す構成図である。電子機器は、マイクロコンピュータ１を有する。マイクロコンピュータ１は、入力端子２と、出力端子３とを有する。入力端子２および出力端子３は、マイクロコンピュータ１の入出力ポート４に接続される。
【００３７】
入出力ポート４は、設定されたデジタル値に応じた電圧レベルを出力する。具体的にはたとえば、入出力ポート４は、デジタル値「０」が設定されると、出力端子３をグランド電位に制御し、デジタル値「１」が設定されると、出力端子３を電源電位に制御する。また、入出力ポート４は、入力端子２の電圧レベルに応じたデジタル値を出力する。具体的にはたとえば、入出力ポート４は、入力端子２がグランド電位である場合、デジタル値「０」を出力し、入力端子２が電源電位である場合、デジタル値「１」を出力する。
【００３８】
また、マイクロコンピュータ１には、制御手段の一部としての送信制御部５と、制御手段の一部としての受信制御部６と、が実現される。送信制御部５は、データを送信するために所定の通信手順にて入出力ポート４へデジタル値を設定する。受信制御部６は、入出力ポート４が出力するデジタル値を読み込み、所定の通信手順に基づいてこれを解読し、受信データを生成する。
【００３９】
なお、この送信制御部５と受信制御部６とは、マイクロコンピュータ１内の図示外のメモリに記憶される通信制御プログラムを、図示外の中央処理装置が実行することにより実現される。通信制御プログラムは、電子機器の出荷前に予めマイクロコンピュータ１の当該メモリに書き込まれていても、電子機器の出荷後にユーザなどによりマイクロコンピュータ１の当該メモリに書き込まれていてもよい。また、出荷後にマイクロコンピュータ１のメモリに通信制御プログラムを書き込む場合、その通信制御プログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶されているものを当該マイクロコンピュータ１で読み込んだり、あるいは、電気通信回線などの伝送媒体を介して当該マイクロコンピュータ１によりサーバなどからダウンロードしたりしたものであってもよい。
【００４０】
また、電子機器は、マイクロコンピュータ１の他に、１つの発光ダイオード１１と、並列コンデンサ１２と、送信回路１３と、分離回路１４と、を有する。
【００４１】
発光ダイオード１１は、Ｐ型半導体とＮ型半導体が接合された構造を有するものであり、Ｐ型半導体側のアノードの電位がＮ型半導体側のカソードの電位より高くなる順バイアスが印加されると、発光する。発光ダイオード１１は、逆バイアスあるいはバイアスが印加されていない状態では、消灯する。なお、この実施の形態では、発光ダイオード１１は、赤外線を出力する。
【００４２】
また、発光ダイオード１１は、そのＰＮ接合部に光が入射すると、光励起現象により、ＰＮ接合部付近において正孔と電子とが分離生成される。光励起現象により生成された正孔は、アノード側へ拡散し、Ｐ型半導体に蓄積される。光励起現象により生成された電子は、カソード側へ拡散し、Ｎ型半導体に蓄積される。この正孔と電子の生成分離により、発光ダイオード１１には、電流が流れる。
【００４３】
並列コンデンサ１２は、発光ダイオード１１に並列に接続される。並列コンデンサ１２の一端は、発光ダイオード１１のアノードに接続され、且つ、他端はカソードに接続される。
【００４４】
発光ダイオード１１のカソードおよび並列コンデンサ１２の一端は、マイクロコンピュータ１の出力端子３に接続される。
【００４５】
送信回路１３は、ＰＮＰトランジスタ２１と、第一抵抗素子２２と、第二抵抗素子２３と、保護抵抗素子２４と、を有する。
【００４６】
ＰＮＰトランジスタ２１は、エミッタの電位よりベースの電位が所定の電圧以上低くなると、オン状態になり、エミッタからコレクタへ電流が流れる。ＰＮＰトランジスタ２１のエミッタは、電源に接続される。ＰＮＰトランジスタ２１のコレクタは、保護抵抗素子２４の一端に接続される。保護抵抗素子２４の他端は、発光ダイオード１１のアノードおよび並列コンデンサ１２の他端に接続される。
【００４７】
ＰＮＰトランジスタ２１のベースは、第一抵抗素子２２の一端と、第二抵抗素子２３の一端とに接続される。第一抵抗素子２２の他端は、電源に接続される。第二抵抗素子２３の他端は、発光ダイオード１１のカソードおよび並列コンデンサ１２の一端とともに、マイクロコンピュータ１の出力端子３に接続される。
【００４８】
このように送信回路１３が接続されると、マイクロコンピュータ１の出力端子３がたとえば電源電位であるときには、ＰＮＰトランジスタ２１のベースの電位は、エミッタの電位と略等しくなり、ＰＮＰトランジスタ２１は、オフ状態となる。このとき、ＰＮＰトランジスタ２１のエミッタからコレクタへ電流は流れない。よって、発光ダイオード１１は、消灯する。
【００４９】
逆に、マイクロコンピュータ１の出力端子３がたとえばグランド電位であると、第一抵抗素子２２および第二抵抗素子２３に電流が流れる。ＰＮＰトランジスタ２１のベースの電位は、電源電圧をこの第一抵抗素子２２および第二抵抗素子２３の抵抗値比にて分圧した電位となる。これによって、ＰＮＰトランジスタ２１は、オン状態となり、ＰＮＰトランジスタ２１のエミッタからコレクタへ電流が流れる。この電流は、発光ダイオード１１および並列コンデンサ１２を介して、マイクロコンピュータ１の出力端子３へ流れる。発光ダイオード１１は、点灯する。
【００５０】
発光ダイオード１１は、マイクロコンピュータ１の出力端子３がグランド電位であるときには、点灯し、出力端子３が電源電位であるときには、消灯する。すなわち、発光ダイオード１１は、マイクロコンピュータ１により発光が制御可能となる。
【００５１】
分離回路１４は、直流除去コンデンサ３１と、増幅回路３２と、一対の抵抗素子の中の一方および動作点設定回路としての第三抵抗素子３３と、一対の抵抗素子の中の他方および動作点設定回路としての第四抵抗素子３４と、分離トランジスタ３５と、分離抵抗素子３６と、ローパスフィルタ回路３７と、出力回路３８と、を有する。
【００５２】
直流除去コンデンサ３１の一端は、発光ダイオード１１のアノードに接続される。
【００５３】
分離トランジスタ３５は、ＮＰＮトランジスタである。ＮＰＮトランジスタは、ベースの電位がエミッタの電位より所定の電圧以上高くなると、オン状態になり、コレクタからエミッタへ電流が流れる。分離トランジスタ３５のエミッタは、グランドに接続される。分離トランジスタ３５のコレクタは、分離抵抗素子３６の一端に接続される。分離抵抗素子３６の他端は、電源に接続される。
【００５４】
分離トランジスタ３５のベースは、第三抵抗素子３３の一端と、第四抵抗素子３４の一端とに接続される。第三抵抗素子３３の他端は、電源に接続される。第四抵抗素子３４の他端は、グランドに接続される。したがって、分離トランジスタ３５のベースの電位は、電源電圧を、第三抵抗素子３３の抵抗値と第四抵抗素子３４の抵抗値との比で分割した電位となる。分離トランジスタ３５がオン状態となると、分離トランジスタ３５のベース−エミッタ間電圧は固定されているので、分離トランジスタ３５には、ベース電流に応じたコレクタ電流が流れる。このとき、分離トランジスタ３５は、電流増幅モードで動作する。
【００５５】
増幅回路３２は、増幅トランジスタ４１と、第五抵抗素子４２と、第六抵抗素子４３と、第七抵抗素子４４と、第一コンデンサ４５と、第八抵抗素子４６と、を有する。
【００５６】
増幅トランジスタ４１は、ＮＰＮトランジスタである。増幅トランジスタ４１のコレクタには、第五抵抗素子４２の一端と、第六抵抗素子４３の一端と、第八抵抗素子４６の一端とが接続される。第八抵抗素子４６の他端は、分離トランジスタ３５のベースに接続される。
【００５７】
また、第五抵抗素子４２の他端は、電源に接続される。第六抵抗素子４３の他端は、直流除去コンデンサ３１の他端に接続される。また、第六抵抗素子４３の他端は、増幅トランジスタ４１のベースに接続される。増幅トランジスタ４１のエミッタには、第七抵抗素子４４の一端と、第一コンデンサ４５の一端とが接続される。第七抵抗素子４４の他端と、第一コンデンサ４５の他端とは、グランドに接続される。
【００５８】
分離トランジスタ３５のベース電位は、所定の電位となっている。直流除去コンデンサ３１に電流が流れない定常状態では、直流除去コンデンサ３１の他端の電位は、分離トランジスタ３５のベース電位と略等しい電位となる。
【００５９】
直流除去コンデンサ３１から増幅トランジスタ４１のベースへ向かう電流が流れると、増幅トランジスタ４１のベース電流が増加し、コレクタ電流が増加し、第五抵抗素子４２の増幅トランジスタ４１側の端子電位が下がる。その結果、第八抵抗素子４６には、分離トランジスタ３５側から増幅トランジスタ４１側へ向かう電流が流れる。第八抵抗素子４６に流れる電流は、直流除去コンデンサ３１から増幅トランジスタ４１のベースへ向かう電流に比べて大きい。
【００６０】
第八抵抗素子４６に分離トランジスタ３５側から増幅トランジスタ４１側へ向かう電流が流れると、その分、分離トランジスタ３５のベース電流が減少する。分離トランジスタ３５のコレクタ電流も減少する。その結果、分離抵抗素子３６に発生する電圧は減少する。
【００６１】
つまり、直流除去コンデンサ３１から分離トランジスタ３５のベースへ向かう電流が流れると、増幅トランジスタ４１により増幅した電流が分離トランジスタ３５側から増幅トランジスタ４１側に向かって第八抵抗素子４６に流れ、分離トランジスタ３５のコレクタ電流が減少し、分離抵抗素子３６に発生する電圧が減少し、分離トランジスタ３５のコレクタ電圧が上昇する。
【００６２】
逆に、増幅トランジスタ４１のベースから直流除去コンデンサ３１へ向かう電流が流れると、増幅トランジスタ４１のベース電流が減少し、コレクタ電流も減少する。この結果、第五抵抗素子４２の電圧は小さくなり、増幅トランジスタ４１のコレクタ電位は、上昇する。よって、第五抵抗素子４２の増幅トランジスタ４１側の端子電位は上がる。その結果、第八抵抗素子４６には、増幅トランジスタ４１側から分離トランジスタ３５側へ向かう電流が流れる。
【００６３】
第八抵抗素子４６に増幅トランジスタ４１側から分離トランジスタ３５側へ向かう電流が流れると、その分、分離トランジスタ３５のベース電流は、増加する。しかしながら、分離トランジスタ３５は、定常状態において既にオン状態にあり、コレクタ電圧は０Ｖになっている。したがって、分離トランジスタ３５のコレクタ電流が増加しても、コレクタ電圧は０Ｖのまま変化しない。
【００６４】
このように、分離トランジスタ３５のコレクタに発生する電圧は、直流除去コンデンサ３１から増幅トランジスタ４１のベースへ向かう電流が流れるときには、定常状態における電圧０Ｖから上昇し、有限電圧が発生する。逆に、増幅トランジスタ４１のベースから直流除去コンデンサ３１へ向かう電流が流れるときには、定常電圧０Ｖを維持する。
【００６５】
分離抵抗素子３６が接続されるローパスフィルタ回路３７は、フィルタダイオード５１と、フィルタコンデンサ５２と、フィルタ抵抗素子５３とを有する。フィルタダイオード５１のアノードは、分離トランジスタ３５のコレクタおよび分離抵抗素子３６の一端に接続される。フィルタダイオード５１のカソードは、フィルタコンデンサ５２の一端と、フィルタ抵抗素子５３の一端とに接続される。フィルタコンデンサ５２の他端と、フィルタ抵抗素子５３の他端とは、グランドに接続される。
【００６６】
出力回路３８は、出力トランジスタ６１と、出力抵抗素子６２と、第九抵抗素子６３と、第十抵抗素子６４と、を有する。出力トランジスタ６１は、ＮＰＮトランジスタである。出力トランジスタ６１のコレクタは、出力抵抗素子６２の一端と、マイクロコンピュータ１の入力端子２とに接続される。出力抵抗素子６２の他端は、電源に接続される。出力トランジスタ６１のエミッタは、グランドに接続される。
【００６７】
出力トランジスタ６１のベースには、第九抵抗素子６３の一端と、第十抵抗素子６４の一端と、が接続される。第九抵抗素子６３の他端は、フィルタダイオード５１のカソードに接続される。第十抵抗素子６４の他端は、グランドに接続される。
【００６８】
分離抵抗素子３６に発生する電圧が減少して分離トランジスタ３５のコレクタ電位が上昇すると、フィルタダイオード５１のカソードの電位も追従して上昇する。また、分離抵抗素子３６に発生する電圧が増加して分離トランジスタ３５のコレクタ電位が降下すると、フィルタダイオード５１のカソードの電位も追従して降下する。
【００６９】
フィルタダイオード５１のカソードと、グランドとの間には、フィルタコンデンサ５２と、フィルタ抵抗素子５３とが並列に接続される。フィルタコンデンサ５２およびフィルタ抵抗素子５３は、ローパスフィルタとして機能する。したがって、出力トランジスタ６１のベース電位は、フィルタダイオード５１のアノードの電位変化から、高周波成分を除いた電位変化となる。
【００７０】
出力トランジスタ６１は、ベース−エミッタ間電圧が所定の電位差以上になると、オン状態となる。出力トランジスタ６１がオン状態になると、出力抵抗素子６２に電圧が発生し、マイクロコンピュータ１の入力端子２の電位は、下がる。
【００７１】
次に、以上の構成を有する実施の形態１に係る電子機器の発光動作および受光動作を、全二重データ通信を例として説明する。
【００７２】
図２は、図１の電子機器を全二重データ通信動作をさせた場合の信号波形を示すタイミングチャートである。波形ａは、マイクロコンピュータ１の出力端子３の電位の波形であり、波形ｂは、通信相手側となる他の電子機器から放射され、発光ダイオード１１に入射する発光信号波形である。波形ｃは、増幅トランジスタ４１のコレクタ電位の波形である。波形ｄは、分離トランジスタ３５のコレクタ電位の波形である。波形ｅは、第九抵抗素子６３の一端の電位の波形である。波形ｆは、マイクロコンピュータ１の入力端子２の波形である。
【００７３】
送信データに基づいて発光ダイオード１１を発光させる場合、マイクロコンピュータ１に実現される送信制御部５は、１つの送信データ毎に、出力端子３から、たとえば３８ｋＨｚで変調される複数のパルスからなるパルス列を出力する。これにより、マイクロコンピュータ１の出力端子３の電位は、図２の波形ａに示すように変化する。なお、パルス列の全体の長さは、たとえば６００マイクロ秒程度であればよい。このような仕様とすることで、電子機器とそのリモコンユニットとの間の赤外線通信と同様の通信が可能となる。
【００７４】
各パルスにより、マイクロコンピュータ１の出力端子３がハイレベル（たとえば電源電位）からローレベル（たとえばグランド電位）へ変化すると、ＰＮＰトランジスタ２１の動作状態がオフ状態からオン状態へ変化し、このＰＮＰトランジスタ２１のコレクタ電流により発光ダイオード１１は、点灯する。発光ダイオード１１には、送信データに基づく順バイアスが間欠的に印加される。
【００７５】
また、マイクロコンピュータ１の出力端子３がローレベル（たとえばグランド電位）からハイレベル（たとえば電源電位）へ変化すると、ＰＮＰトランジスタ２１の動作状態がオン状態からオフ状態へ変化し、発光ダイオード１１は、消灯する。
【００７６】
このように、電子機器は、送信データに基づいて、発光ダイオード１１をパルス駆動により点滅させることができる。よって、電子機器は、発光ダイオード１１をパルス駆動により点滅させることで、他の電子機器へ、送信データに基づく送信信号を無線送信することができる。
【００７７】
図２の波形ｂに示すように、他の電子機器からのパルス駆動による光信号が発光ダイオード１１へ入射されると、発光ダイオード１１には、そのＰＮ接合部付近における正孔と電子との分離生成により、アノード側にブラス電位（正孔）、カソード側にマイナス電位（電子）が蓄積される。発光ダイオード１１に回路を接続すると、アノード側より電流が流れる。なお、この図２の波形ｂにおいて、光信号の周波数はたとえば１９ｋＨｚである。
【００７８】
発光ダイオード１１で発生した電流は、直流除去コンデンサ３１を介して増幅トランジスタ４１のベース側へ流れる。また、その電流は増幅トランジスタ４１により増幅されその増幅された電流は分離トランジスタ３５側から増幅トランジスタ４１側に向かって第八抵抗素子４６に流れる。すると、分離トランジスタ３５のコレクタ電流が減少し、分離抵抗素子３６に発生する電圧が大きく減少する。分離トランジスタ３５のコレクタ電圧は上昇する。
【００７９】
したがって、出力トランジスタ６１のベース電位は、この分離トランジスタ３５のコレクタ電位の上昇に追従して上昇し、出力トランジスタ６１は、オフ状態からオン状態となる。よって、出力抵抗素子６２に電圧が発生し、マイクロコンピュータ１の入力端子２の電位は、下がる。
【００８０】
また、図２の波形ｂに示すように、発光ダイオード１１に光信号が入射されなくなると、発光ダイオード１１と増幅トランジスタ４１のベースとの間に電流は流れなくなる。増幅トランジスタ４１および分離トランジスタ３５は、定常状態に戻る。分離抵抗素子３６に発生する電圧は、オン状態にある分離トランジスタ３５のコレクタ電流による電圧を発生する。分離トランジスタ３５のコレクタ電位は、定常状態に戻る。
【００８１】
したがって、出力トランジスタ６１のベース電位は、この定常状態における分離トランジスタ３５のコレクタ電位まで降下する。出力トランジスタ６１は、オン状態からオフ状態となり、出力抵抗素子６２に電圧が発生しなくなる。また、マイクロコンピュータ１の入力端子２の電位は、上がる。
【００８２】
マイクロコンピュータ１の受信制御部６は、入出力ポート４から入力端子２の電位レベルに応じたデジタル値を取得する。これにより、受信制御部６は、他の電子機器からの光信号に基づくデータを無線受信することができる。
【００８３】
なお、送信制御部５が出力端子３をパルス駆動している最中に、発光ダイオード１１にパルス列による光信号が入射された場合、図２に示すように、送信制御部５が出力端子３をローレベルに制御する期間と次のローレベル制御期間との間の、送信制御部５が出力端子３をローレベルに制御しない期間が、受光信号と重なる状態が発生する。
【００８４】
この無制御期間において発光ダイオード１１に光信号が入射され、重なり状態が発生すると、発光ダイオード１１にはその光信号に応じた電流が流れる。また、分離抵抗素子３６の電圧は、光信号の入射により減少する。出力トランジスタ６１は、オン状態となり、出力抵抗素子６２に電圧が発生する。
【００８５】
また、発光ダイオード１１に流れる電流は増幅トランジスタ４１により増幅され、分離抵抗素子３６の電圧は、その増幅された電流にしたがって変化する。分離抵抗素子３６と出力トランジスタ６１との間には、ローパスフィルタ回路３７が配設される。したがって、送信制御部５が出力端子３をパルス駆動している最中の無制御期間において発光ダイオード１１に光信号が入射された場合であっても、出力抵抗素子６２の電圧は、送信制御部５が出力端子３をパルス駆動していない期間と同様にデジタル的に変化する。
【００８６】
その結果、受信制御部６は、送信制御部５が通信データに基づいて発光ダイオード１１を点滅制御している期間において、他の電子機器からの光信号に基づくデータを無線受信することができる。電子機器は、他の電子機器との間で、全二重データ通信が可能となる。なお、半二重データ通信も可能である。
【００８７】
また、この実施の形態１では、図２に示すように、送信制御部５が発光ダイオード１１の点滅制御する周波数は３８ｋＨｚであり、他の電子機器から受光する光信号の周波数は１９ｋＨｚである。このように、互いに通信する２つの電子機器において、光信号の周波数を互いに異なるものとすることには、以下の意味がある。
【００８８】
すなわち、送信制御部５が出力端子３をパルス駆動によりハイレベルとローレベルとの間で切り換えるとき、発光ダイオード１１のアノードの電位は、その制御により変動する。その結果、図２の波形ｃに示すように、増幅トランジスタ４１のコレクタ電位は、定常状態のレベルと、それよりも高い電圧レベルとの間で変動する。図２の波形ｄに示すように、この増幅トランジスタ４１のコレクタ電位の変動により、分離抵抗素子３６に発生する電圧は殆ど変動しないものの、発光ダイオード１１を発光させている期間においては、分離抵抗素子３６に発生する電圧は、発光ダイオード１１か受光する光信号に応じたレベルとはならない。
【００８９】
そして、互いに通信する２つの電子機器においてパルスの周期が一致している場合、それらの位相が完全に一致してしまうと、発光ダイオード１１は他の電子機器からの光信号を受光しているにもかかわらず、分離抵抗素子３６の電圧が、その受光した光信号に応じて変化しなくなってしまう。つまり、受光する光信号に基づく分離抵抗素子３６の電圧変化をまったく得られなくなってしまう。
【００９０】
これに対して、この実施の形態１のように、互いに通信する２つの電子機器において、光信号の周波数を互いに異なるものとすることで、図２に示すように、他の電子機器からの光信号に基づく分離抵抗素子３６の電圧変化を必ず得ることができるようになる。
【００９１】
また、上述したように、発光ダイオード１１に流れる電流は増幅トランジスタ４１により増幅され、分離抵抗素子３６の電圧は、その増幅された電流にしたがって変化する。分離抵抗素子３６と出力トランジスタ６１との間には、ローパスフィルタ回路３７が配設される。したがって、発光ダイオード１１を発光させている期間と、発光ダイオード１１に光信号が入射される期間とが一致し、その結果として図２の波形ｄに示すように、受光信号に基づく分離抵抗素子３６の電圧変化が部分的に得られないような場合であっても、出力抵抗素子６２の出力電圧として、そのような欠損がない場合と同様の電圧波形を出力することができる。
【００９２】
なお、互いに通信する２つの電子機器において一方のパルスの周波数を１とした場合、他方のパルスの周波数を０．５〜１．５倍とするのが好ましく、さらに０．７５〜１．２５倍とするのが更に好ましい。
【００９３】
また、この実施の形態１では、発光ダイオード１１には、並列コンデンサ１２が並列に接続されている。発光ダイオード１１は、それに印加される電圧が順方向から逆方向へ切り換えられた後、短時間、少数キャリア蓄積効果による電流が流れる。この電流は、発光ダイオード１１のカソードからアノードに向かう向きである。
【００９４】
並列コンデンサ１２が無い場合、この発光ダイオード１１に流れる少数キャリア蓄積効果による電流は、直流除去コンデンサ３１を介して増幅トランジスタ４１のベース側へ流れる。その結果、発光ダイオード１１に光信号に基づく電流が流れる場合と同様に、分離抵抗素子３６に発生する電圧が減少してしまう。分離抵抗素子３６に発生する電圧は、発光ダイオード１１が光信号を受信していないときであっても、発光ダイオード１１が光信号を受信したときと同様に変化してしまう。
【００９５】
しかし、発光ダイオード１１に並列に並列コンデンサ１２を接続すると、発光ダイオード１１に流れる少数キャリア蓄積効果による短時間の電流は、発光ダイオード１１と並列コンデンサ１２とで構成されるループ内を流れる。その結果、発光ダイオード１１が光信号を受信していないときに、分離抵抗素子３６に発生する電圧が、発光ダイオード１１が光信号を受信したときと同様に変化してしまわないようにすることができる。
【００９６】
以上のように、この実施の形態１によれば、１つの発光ダイオード１１を送信データに基づいて発光させ、且つ、その発光ダイオード１１に入射する光信号に基づくデータを受信することができる。よって、装置を小型化できる。また、全二重データ通信および半二重データ通信が可能である。
【００９７】
なお、半二重データ通信の場合、送信データに基づいて発光ダイオード１１を発光させる期間と、発光ダイオード１１に受信データに基づく光信号が入射される期間とが重なることはない。そのため、たとえば分離回路１４を直流除去コンデンサ３１、第三抵抗素子３３、第四抵抗素子３４および分離トランジスタ３５のみの構成としたり、ローパスフィルタ回路３７をなくしたりした簡便な構成とすることも可能である。
【００９８】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係るデータ通信機能を有する電子機器を示す構成図である。実施の形態２に係る電子機器は、送信データが正しく送信されているか否かを判断する機能を有する。
【００９９】
マイクロコンピュータ１は、入力端子２および出力端子３に加えて、他の入力端子７を有する。マイクロコンピュータ１には、送信制御部５および受信制御部６に加えて、エラー判断部８が実現される。
【０１００】
また、電子機器は、擬似受信信号生成回路１５と、比較回路１６と、を有する。
【０１０１】
擬似受信信号生成回路１５は、擬似入力段回路７１と、擬似ローパスフィルタ回路７２と、擬似出力回路７３と、を有する。
【０１０２】
擬似入力段回路７１は、入力段トランジスタ８１と、第十一抵抗素子８２と、第十二抵抗素子８３と、入力段抵抗素子８４と、を有する。入力段トランジスタ８１は、ＮＰＮトランジスタである。入力段トランジスタ８１のベースには、第十一抵抗素子８２の一端と、第十二抵抗素子８３の一端とが接続される。第十一抵抗素子８２の他端は、マイクロコンピュータ１の出力端子３に接続される。第十二抵抗素子８３の他端は、入力段トランジスタ８１のエミッタとともにグランドに接続される。入力段トランジスタ８１のコレクタには、入力段抵抗素子８４の一端が接続される。入力段抵抗素子８４の他端は、電源に接続される。
【０１０３】
擬似ローパスフィルタ回路７２は、擬似フィルタダイオード９１と、擬似フィルタコンデンサ９２と、擬似フィルタ抵抗素子９３と、を有する。擬似フィルタダイオード９１のアノードは、入力段トランジスタ８１のコレクタに接続される。擬似フィルタダイオード９１のカソードには、擬似フィルタコンデンサ９２の一端と、擬似フィルタ抵抗素子９３の一端とが接続される。擬似フィルタコンデンサ９２の他端と、擬似フィルタ抵抗素子９３の他端は、グランドに接続される。
【０１０４】
擬似出力回路７３は、擬似出力トランジスタ１０１と、擬似出力抵抗素子１０２と、第十三抵抗素子１０３と、第十四抵抗素子１０４とを有する。擬似出力トランジスタ１０１は、ＮＰＮトランジスタである。擬似出力トランジスタ１０１のコレクタは、擬似出力抵抗素子１０２の一端に接続される。擬似出力抵抗素子１０２の他端は、電源に接続される。擬似出力トランジスタ１０１のエミッタは、グランドに接続される。
【０１０５】
擬似出力トランジスタ１０１のベースには、第十三抵抗素子１０３の一端と、第十四抵抗素子１０４の一端と、が接続される。第十三抵抗素子１０３の他端は、擬似フィルタダイオード９１のカソードに接続される。第十四抵抗素子１０４の他端は、グランドに接続される。
【０１０６】
比較回路１６は、差動オペアンプ１１１と、第十五抵抗素子１１２と、第十六抵抗素子１１３と、第十七抵抗素子１１４と、第十八抵抗素子１１５と、を有する。
【０１０７】
差動オペアンプ１１１の非反転入力端子には、第十五抵抗素子１１２の一端と、第十六抵抗素子１１３の一端とが接続される。第十五抵抗素子１１２の他端は、擬似出力トランジスタ１０１のエミッタに接続される。第十六抵抗素子１１３の他端は、グランドに接続される。
【０１０８】
差動オペアンプ１１１の反転入力端子には、第十七抵抗素子１１４の一端と、第十八抵抗素子１１５の一端とが接続される。第十七抵抗素子１１４の他端は、出力トランジスタ６１のエミッタに接続される。第十八抵抗素子１１５の他端は、差動オペアンプ１１１の出力に接続される。差動オペアンプ１１１の出力は、マイクロコンピュータ１の他の入力端子７に接続される。
【０１０９】
エラー判断部８は、他の入力端子７の入力電圧レベルに応じて入出力ポート４が出力するデジタル値を取得する。エラー判断部８は、このデジタル値に基づいて、エラーを判断する。
【０１１０】
上述した以外の構成要素は、実施の形態１の同名の構成要素と同じ機能を有するものであり、実施の形態１と同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１１】
次に、以上の構成を有する実施の形態２に係る電子機器の動作を説明する。
【０１１２】
図４は、図３の電子機器を全二重データ通信動作をさせた場合の一部の信号波形を示すタイミングチャートである。波形ａは、マイクロコンピュータ１の出力端子３の電位の波形である。波形ｂは、この電子機器から送信されたデータを他の電子機器が受信し、その受信したデータを送り返すことで発光ダイオード１１に入射する光信号の発光信号波形である。波形ｃは、エラーを含む増幅トランジスタ４１のコレクタ電位の波形である。波形ｆは、マイクロコンピュータ１の入力端子２の波形である。波形ｇは、擬似受信信号生成回路１５の出力電圧波形である。ｈは、差動オペアンプ１１１の出力電圧波形である。
【０１１３】
マイクロコンピュータ１に実現される送信制御部５が、出力端子３から、たとえば３８ｋＨｚで変調される複数のパルスからなるパルス列を出力すると、発光ダイオード１１は、それに追従して点滅する。
【０１１４】
また、擬似受信信号生成回路１５の入力段トランジスタ８１は、マイクロコンピュータ１の出力端子３がハイレベルになるとオン状態になり、出力端子３がローレベルになるとオフ状態になる。入力段トランジスタ８１のオン状態とオフ状態との間での切替に基づいて、入力段抵抗素子８４により擬似フィルタダイオード９１のアノードの電位は、ハイレベルとローレベルとの間で切り替わる。
【０１１５】
擬似フィルタダイオード９１のカソードと擬似出力回路７３との間には、擬似フィルタコンデンサ９２と、擬似フィルタ抵抗素子９３とによるローパスフィルタが接続される。したがって、擬似出力トランジスタ１０１のベース電位は、擬似フィルタダイオード９１のアノードの電位変化から、高周波成分を除いた電位変化となる。
【０１１６】
擬似フィルタダイオード９１が、そのベース電位の変化によりオン状態とオフ状態との間で切り替わると、擬似受信信号生成回路１５から出力される電圧は、図４の波形ｇに示すように変化する。
【０１１７】
差動オペアンプ１１１には、この擬似受信信号生成回路１５の出力電圧と、出力回路３８の出力電圧とが入力される。差動オペアンプ１１１は、擬似受信信号生成回路１５の出力電圧を基準として、出力回路３８の出力電圧の基準電圧に対する差分電圧が大きくなると、その出力の電圧をハイレベルに制御する。マイクロコンピュータ１の他の入力端子７には、この差動オペアンプ１１１の出力が入力される。
【０１１８】
したがって、図４の４番目のデータ波形（波形ｆ）に示すように、他の電子機器が受信したデータを送り返す光信号に基づいて、出力回路３８から出力される電圧波形ｆが本来の波形（波形ｇと同じ波形）とは異なるエラーを含んだ波形ｆｍとなった場合、差動オペアンプ１１１の出力は、ローレベルからハイレベルに変化する。図４の６番目のデータ波形ｈに示すように、差動オペアンプ１１１の出力はハイレベルとなる。
【０１１９】
差動オペアンプ１１１の出力は、マイクロコンピュータ１の他の入力端子７に入力される。入出力ポート４は、他の入力端子７に入力される入力電圧に応じたデジタル値を出力する。エラー判断部８は、他の入力端子７の電圧に基づくデジタル値を取得し、エラーを判断する。
【０１２０】
以上のように、この実施の形態２によれば、送信回路１３の制御に基づいて発光ダイオード１１から出力される光信号を受信した他の電子機器がその受信データに基づく光信号を返送することで、データを送信する電子機器は、データが正しく当該他の電子機器へ送信されているか否かを、差動オペアンプ１１１の出力に基づいて、データの送信をしながら判断することができる。電子機器は、すべての送信データが相手側の他の電子機器に正しく受信されたか否かを、送信データ毎に判断することができる。これにより、通信状態の正確な検証が可能となり、送信したデータの信頼性を確保できる。
【０１２１】
なお、上記実施の形態２では、図４の波形ｆおよび波形ｇとは、位相が一致している。しかしながら、実際にはデータが電子機器間で行き来するのには時間がかかる。図３の構成のままでは、波形ｆは、帰ってきた受光信号に基づくものであり、発光信号に基づいて形成されるので、波形ｇより位相が遅れる。その場合、たとえばマイクロコンピュータ１の出力端子３から差動オペアンプ１１１の非反転入力端子までの間に、その波形ｆの遅延時間に相当する時間の遅延を生じさせる遅延素子を配設すればよい。この他にもたとえば、遅延素子の配設に加え、マイクロコンピュータ１において動作するエラー判断部８は、差動オペアンプ１１１の出力レベルが連続して所定の複数回にわたってハイレベルであることを確認したら、エラーと判断するようにしたり、あるいは、差動オペアンプ１１１の出力のサンプリングデータのハイレベルの連続回数がそれまでの連続回数とは異なる回数となったら、エラーと判断するようにしたりすればよい。
【０１２２】
また、上記実施の形態１および２では、発光ダイオード１１として赤外線を発光するものを使用している。この他にもたとえば、発光ダイオード１１には、赤色などの可視光を発光するものであってもよい。可視光発光ダイオードを使用した場合、さらに、その発光ダイオード１１は、データの送受信の他に、装置の電源状態などを表示するものとして兼用したり、カメラのＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）補助光を照射するものとして兼用したりすることができる。また、懐中電灯などで使用される発光ダイオードは、光を拡散して発光する特性を有するものがあり、そのような発光ダイオードを用いることで、互いに通信する２つの電子機器の通信時の相互位置に柔軟性を持たせたり、１つの電子機器が２つ以上の他の電子機器に対して同時にデータを送信したりすることが可能となる。
【０１２３】
特に、電子機器において、可視光発光ダイオードは殆ど必ず１個は使用されているので、その可視光発光ダイオードを通信用にも利用することで、電子機器の表面の占有面積を増やすことなく、安いコストで、光通信システムを構築することが可能になる。
【０１２４】
実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３に係る電子機器の一種であるバーサライタの正面図である。図６は、図５のバーサライタの背面図である。図７は、バーサライタに内蔵される電子回路のブロック図である。バーサライタは、残像形成具の一種である。
【０１２５】
バーサライタの筐体１２１は、略棒形状を有する。筐体１２１の長手方向一端に、発光ダイオード１１が配設される。また、筐体１２１の長手方向に沿って複数の表示ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）１２２が配列される。表示ＬＥＤ１２２は、たとえば赤色に発光する。バーサライタの筐体１２１には、さらに電源スイッチ１２３と、スキャンボタン１２４と、が配設される。
【０１２６】
電源スイッチ１２３は、電源ＯＦＦ、表示モードの電源ＯＮ、スキャンモードの電源ＯＮに切り替わる３接点スライドスイッチである。
【０１２７】
スキャンボタン１２４は、押下されることで接点が閉じるボタンスイッチである。
【０１２８】
バーサライタの筐体１２１内部には、図７に示す電子回路が内蔵される。電子回路は、マイクロコンピュータ１を有する。マイクロコンピュータ１には、送信制御部５および受信制御部６の他に、モード判断部１３１、メモリ１３２、通信制御部１３３、読込制御部１３４、発光制御部１３５などが実現される。また、マイクロコンピュータ１には、電源スイッチ１２３、スキャンボタン１２４、送信回路１３、発光ダイオード１１、並列コンデンサ１２、分離回路１４、受光回路１３７、発光回路１３８、マルチプレクサ１３９などが接続される。
【０１２９】
なお、送信回路１３、発光ダイオード１１、並列コンデンサ１２、分離回路１４、送信制御部５および受信制御部６は、実施の形態１の同名の構成要素と同じ機能を有するものであり、実施の形態１と同一の符号を付して説明を省略する。
【０１３０】
メモリ１３２は、複数の表示ＬＥＤ１２２の発光制御に使用する画像データを記憶する。
【０１３１】
通信制御部１３３は、送信制御部５および受信制御部６の動作を管理し、メモリ１３２に記憶されている画像データを送信制御部５に送信させたり、受信制御部６が受信したデータを画像データとしてメモリ１３２に記憶させたりする。
【０１３２】
マルチプレクサ１３９は、複数の表示ＬＥＤ１２２に接続される。マルチプレクサ１３９は、マイクロコンピュータ１からの選択信号に基づいて、各表示ＬＥＤ１２２を個別に選択する。マルチプレクサ１３９は、発光する表示ＬＥＤ１２２、あるいは受光する表示ＬＥＤ１２２を、マイクロコンピュータ１からの選択信号に基づいて選択する。
【０１３３】
発光回路１３８は、マルチプレクサ１３９により発光のために選択された表示ＬＥＤ１２２に対して順バイアスを印加する。これにより、マルチプレクサ１３９により発光のために選択された表示ＬＥＤ１２２は、発光する。
【０１３４】
受光回路１３７は、マルチプレクサ１３９により受光のために選択された１つの表示ＬＥＤ１２２の、受光光量に応じたデジタル値を出力する。
【０１３５】
読込制御部１３４は、入出力ポート４を介して、発光回路１３８、受光回路１３７、マルチプレクサ１３９を制御する。読込制御部１３４は、複数の表示ＬＥＤ１２２により画像を読込み、この画像に応じた画像データをメモリ１３２に保存する。
【０１３６】
発光制御部１３５は、入出力ポート４を介して、発光回路１３８、受光回路１３７、マルチプレクサ１３９を制御する。発光制御部１３５は、メモリ１３２に記憶される画像データに基づいて、バーサライタの振りに同期させて複数の表示ＬＥＤ１２２の発光を個別に制御する。
【０１３７】
モード判断部１３１は、電源スイッチ１２３およびスキャンボタン１２４の操作に基づいて、バーサライタの動作モードを判断する。バーサライタの動作モードには、発光モード、読込モード、送信モード、受信モードがある。
【０１３８】
読込モードは、複数の表示ＬＥＤ１２２により画像データを読み込むモードである。
【０１３９】
発光モードは、バーサライタの振りに合わせて、メモリ１３２に記憶される画像データに基づいて複数の表示ＬＥＤ１２２を発光させるモードである。
【０１４０】
送信モードは、メモリ１３２に記憶されている画像データを、発光ダイオード１１から送信するモードである。
【０１４１】
受信モードは、発光ダイオード１１が受信した光信号に基づく画像データを、メモリ１３２に保存するモードである。
【０１４２】
次に以上の構成を有する、実施の形態３に係るバーサライタの動作を説明する。以下、読込モード、発光モード、送信モード、受信モードの順番に説明する。
【０１４３】
モード判断部１３１は、電源スイッチ１２３がスキャンモードの電源ＯＮである場合であって、且つ、スキャンボタン１２４がたとえば３秒以上連続して押下されたら、読込モードと判断し、読込制御部１３４に読込処理を指示する。読込制御部１３４は、画像の読込み処理を開始する。
【０１４４】
画像を読み込む場合、ユーザは、たとえば白地の紙に黒ペンで書いた文字（絵）の上に、バーサライタを置く。このとき、複数の表示ＬＥＤ１２２が紙面側（文字や絵などに向く方向）となるように置く。
【０１４５】
読込制御部１３４は、まず、たとえば発光ダイオード１１に最も近い表示ＬＥＤ１２２を点灯させる選択信号をマルチプレクサ１３９へ出力する。これにより、選択された表示ＬＥＤ１２２は、点灯する。
【０１４６】
読込制御部１３４は、点灯させた表示ＬＥＤ１２２の隣の表示ＬＥＤ１２２を、受光回路１３７へ接続させる選択信号をマルチプレクサ１３９へ出力する。隣の表示ＬＥＤ１２２は、点灯する表示ＬＥＤ１２２の光が紙面にて反射された光を受光する。受光回路１３７は、隣の表示ＬＥＤ１２２の受光レベルに応じた値を有するデジタル値を出力する。
【０１４７】
読込制御部１３４は、受光回路１３７から出力されるデジタル値を読み込み、これをメモリ１３２に保存する。この保存終了後、読込制御部１３４は、点灯させた表示ＬＥＤ１２２を消灯する。これにより、メモリ１３２には画像データの１ピクセル分のデータが記憶される。
【０１４８】
最初の読み込みが完了すると、読込制御部１３４は、次に、先ほど読込みに使用した表示ＬＥＤ１２２を、発光回路１３８へ接続させ、さらにその隣の表示ＬＥＤ１２２を受光回路１３７へ接続させる選択信号をマルチプレクサ１３９へ出力する。その後、読込制御部１３４は、受光回路１３７から出力されるデジタル値を読込み、これをメモリ１３２に保存する。この保存終了後、読込制御部１３４は、点灯させた表示ＬＥＤ１２２を消灯する。これにより、メモリ１３２には画像データの２ピクセル分のデータが記憶される。
【０１４９】
読込制御部１３４は、すべての表示ＬＥＤ１２２について上述した制御を表示ＬＥＤ１２２毎に順番に実行する。これにより、メモリ１３２には、複数の表示ＬＥＤ１２２の１列分の画像データが記憶される。また、読込制御部１３４は、この１列分の画像データの読込み処理を、繰り返し実行する。したがって、ユーザがバーサライタにより紙面をなぞるように移動させることで、メモリ１３２には、白地の紙に黒ペンで書いた文字（絵）に対応する画像データが保存される。
【０１５０】
モード判断部１３１は、たとえば、電源スイッチ１２３が表示モードの電源ＯＮであるとき、発光モードと判断し、発光制御部１３５に発光処理を指示する。
【０１５１】
発光制御部１３５は、バーサライタが左あるいは右に振られ始めると、メモリ１３２から１列目の画像データを読込む。発光制御部１３５は、その１列目の画像データに基づいて、発光回路１３８に接続する表示ＬＥＤ１２２の選択信号をマルチプレクサ１３９へ出力する。これにより、選択された表示ＬＥＤ１２２が点灯する。
【０１５２】
また、発光制御部１３５は、バーサライタの振りに合わせて、２列目の画像データをメモリ１３２から読み込む。メモリ１３２から２列目の画像データを読み込んだら、発光制御部１３５は、その２列目の画像データに基づいて、発光回路１３８に接続する表示ＬＥＤ１２２の選択信号をマルチプレクサ１３９へ出力する。これにより、選択された表示ＬＥＤ１２２が点灯する。
【０１５３】
発光制御部１３５は、バーサライタの振りに合わせて、メモリ１３２からの１列分の画像データの読込み処理と、マルチプレクサ１３９への選択信号の出力処理とを、１列毎に順番に実行する。
【０１５４】
また、発光制御部１３５は、バーサライタの振り方向が変化したら、メモリ１３２から、前回とは逆の順番で１列毎の画像データの読込み処理と、マルチプレクサ１３９への選択信号の出力処理とを、１列毎に順番に実行する。
【０１５５】
これにより、複数の表示ＬＥＤ１２２は、バーサライタの振りに合わせて、点灯あるいは消灯する。複数の表示ＬＥＤ１２２は、画像データにしたがって点灯あるいは消灯する。その結果、バーサライタが触られている空間には、複数の表示ＬＥＤ１２２の点滅により、画像データに基づく残像が形成される。
【０１５６】
モード判断部１３１は、電源スイッチ１２３がスキャンモードの電源ＯＮである場合であって、且つ、スキャンボタン１２４が３秒より短く操作されたら、送信モードと判断し、メモリ１３２に記憶されている画像データの送信処理を通信制御部１３３に指示する。
【０１５７】
送信モードであるとき、通信制御部１３３は、送信制御部５へ送信要求信号の送信を指示する。送信制御部５は、発光ダイオード１１をパルス駆動により間欠的に発光させる。
【０１５８】
送信先の他のバーサライタは、その送信要求信号に基づく発光ダイオード１１の光を受光すると、当該他のバーサライタの発光ダイオード１１をパルス駆動により間欠的に発光させる。受信制御部６は、当該他のバーサライタの発光ダイオード１１の発光に基づいて、送信が許可されたと判断し、それを通信制御部１３３へ通知する。なお、通信制御部１３３は、所定の期間、受信制御部６から送信許可通知が無い場合、送信処理を中断するようにしてもよい。
【０１５９】
送信が許可されると、通信制御部１３３は、まず、送信要求のためにパルス駆動により間欠的に点灯させていた発光ダイオード１１を消灯させる。その後、通信制御部１３３は、メモリ１３２に記憶されている画像データの最初の１バイト分のピクセルデータを読み込む。通信制御部１３３は、読み込んだ１バイト分のピクセルデータを送信制御部５へ供給する。
【０１６０】
送信制御部５は、供給された１バイト分のピクセルデータの値に応じた所定のパターンにより発光ダイオード１１を発光させ、供給された１バイト分のピクセルデータを送信する。
【０１６１】
図８は、図５のバーサライタと他のバーサライタとの間で画像データを送受する際に実行される通信シーケンスを示すタイミングチャートである。この図８の例では、送信制御部５は、（Ａ）に示すように、調歩同期通信（非同期通信）によりデータを送信する。送信制御部５は、まずスタートビット“０”を送信し、続いて１バイト（８ビット）のピクセルデータを送信し、続いてストップビット“１”を送信する。
【０１６２】
他のバーサライタは、１バイトのピクセルデータを受信したら、（Ｃ）に示すように、送信禁止信号を送信する。具体的には、発光ダイオード１１を消灯する。また、他のバーサライタは、受信した１バイトのピクセルデータをメモリ１３２に保存したら、発光ダイオード１１をパルス駆動により間欠的に点灯させ、次の１バイトのピクセルデータの送信を許可する。
【０１６３】
通信制御部１３３は、この発光ダイオード１１のパルス駆動による間欠的な点灯に基づいて受信制御部６から送信許可が通知されると、メモリ１３２に記憶されている画像データの次の１バイトのピクセルデータを読み込み、それを送信制御部５に送信させる。
【０１６４】
通信制御部１３３は、１バイトのピクセルデータ毎に、上述した画像データの送信処理を繰り返す。そして、メモリ１３２に記憶される１つの画像データのすべてのピクセルデータの送信が完了すると、通信制御部１３３は、送信制御部５へデータ転送終了信号の送信を指示する。送信制御部５は、発光ダイオード１１を、データ転送終了を通知するための所定のパターンでパルス駆動により間欠的に発光させる。
【０１６５】
これにより、バーサライタは、発光ダイオード１１を用いて、メモリ１３２に記憶される画像データを他のバーサライタへ送信することができる。
【０１６６】
モード判断部１３１は、電源スイッチ１２３がスキャンモードの電源ＯＮである場合であって、且つ、スキャンボタン１２４が操作されないままに、他のバーサライタからの送信要求を意味する所定のパターンを受光すると、受信モードと判断し、通信制御部１３３に発光ダイオード１１が受信した信号に基づく画像データをメモリ１３２に保存する処理を指示する。
【０１６７】
受信モードであるとき、通信制御部１３３は、図８（Ｃ）に示すように、まず、送信制御部５へ送信許可信号の送信を指示する。送信制御部５は、発光ダイオード１１をパルス駆動により間欠的に発光させる。
【０１６８】
その後、受信制御部６は、所定の発光パターンの光を発光ダイオード１１が受信したら、その受光パターンに応じた値を通信制御部１３３へ供給する。通信制御部１３３は、受信制御部６から図８（Ｄ）に示すように受光パターンに応じた値が供給されると、送信制御部５へ送信禁止信号の送信を指示し、送信する。送信制御部５は、発光ダイオード１１を消灯させる。
【０１６９】
送信禁止信号の送信を指示した後、通信制御部１３３は、受信制御部６から供給された値をメモリ１３２に保存する。受信データのメモリ１３２への保存が終了すると、通信制御部１３３は、送信制御部５へ送信許可信号の送信を指示する。送信制御部５は、発光ダイオード１１をパルス駆動により間欠的に発光させる。
【０１７０】
これにより、通信制御部１３３は、１バイト分のピクセルデータ毎に順番に、画像データを受信し、メモリ１３２に保存することができる。
【０１７１】
また、受信制御部６は、データ転送終了を意味する所定の発光パターンの光を発光ダイオード１１が受信したら、データ転送終了を送信制御部５へ通知する。送信制御部５は、送信制御部５へ送信禁止信号の送信を指示する。送信制御部５は、発光ダイオード１１を消灯させる。
【０１７２】
これにより、メモリ１３２には、発光ダイオード１１により受信した１つの画像データが保存される。
【０１７３】
なお、送信制御部５は、受信したすべてのバイトデータを加算し、その演算結果を受信データのチェックサムデータとして、送信元のバーサライタへ送信するようにしてもよい。これにより、送信元のバーサライタは、画像データが正しく送信されたか否かを判断することができる。
【０１７４】
以上のように、この実施の形態３に係るバーサライタは、１つの発光ダイオード１１を用いて、他のバーサライタとの間でメモリ１３２に保存される画像データを送受することができる。
【０１７５】
また、この実施の形態３に係るバーサライタは、図７に示すように、分離回路１４と受光回路１３７とは同じ入力端子に接続されている。つまり、画像読込み時のマイクロコンピュータ１への画像データの入力と、画像データ受信時のマイクロコンピュータ１への画像データの入力とを共にシリアル入力とすることで、入力端子を共通化している。このため、マイクロコンピュータ１の必要ピン数を減らすことができる。
【０１７６】
なお、この実施の形態３では、バーサライタは、手でもって振ることで、画像データに基づく残像を形成するものである。この他にもたとえば、機械により自動的に振られたり、回転したりする残像形成具であってもよい。
【０１７７】
実施の形態４．
図９は、本発明の実施の形態４に係る電子機器の一種である表示パネル装置１４１と、それに付属する入力ペン１４２とを示す正面図である。図１０は、表示パネル装置１４１の電子回路のブロック図である。
【０１７８】
表示パネル装置１４１は、複数の発光ダイオード１１を有する。複数の発光ダイオード１１は、たとえば８行×８列に縦横のマトリックス形状に配列されている。発光ダイオード１１は、たとえば赤色の可視光を発光する。
【０１７９】
表示パネル装置１４１は、また、マイクロコンピュータ１を有する。マイクロコンピュータ１は、メモリ１４６を有する。メモリ１４６には、発光ダイオード１１毎のビットデータからなる表示データを記憶する。マイクロコンピュータ１には、受信制御部６とともに、表示制御部１４７と、データ更新部１４８とが実現される。また、マイクロコンピュータ１には、表示回路１４９、発光ダイオード１１、並列コンデンサ１２、分離回路１４などが、発光ダイオード１１の数と同数接続される。表示回路１４９、並列コンデンサ１２および分離回路１４は、発光ダイオード１１毎に設けられる。
【０１８０】
表示回路１４９は、ＰＮＰトランジスタ２１と、第一抵抗素子２２と、第二抵抗素子２３と、保護抵抗素子２４と、を有する。
【０１８１】
ＰＮＰトランジスタ２１は、エミッタの電位よりベースの電位が低くなると、オン状態になり、エミッタからコレクタへ電流が流れる。ＰＮＰトランジスタ２１のエミッタは、電源に接続される。ＰＮＰトランジスタ２１のコレクタは、保護抵抗素子２４の一端に接続される。保護抵抗素子２４の他端は、発光ダイオード１１のアノードおよび並列コンデンサ１２の他端に接続される。
【０１８２】
ＰＮＰトランジスタ２１のベースは、第一抵抗素子２２の一端と、第二抵抗素子２３の一端とに接続される。第一抵抗素子２２の他端は、電源に接続される。第二抵抗素子２３の他端は、発光ダイオード１１のカソードおよび並列コンデンサ１２の一端とともに、マイクロコンピュータ１の出力端子３に接続される。
【０１８３】
表示制御部１４７は、メモリ１４６に記憶される表示データに基づいて、複数の発光ダイオード１１の点灯を制御する。
【０１８４】
データ更新部１４８は、受信制御部６が各発光ダイオード１１の受光に基づいて出力する受信データに基づいて、その発光ダイオード１１に対応するビットデータを更新する。
【０１８５】
なお、上述した以外の構成要素は、実施の形態１の同名の構成要素と同じ機能を有するものであり、実施の形態１と同一の符号を付して説明を省略する。
【０１８６】
次に以上の構成を有する、実施の形態４に係る表示パネル装置の動作を説明する。
【０１８７】
表示制御部１４７は、メモリ１４６に記憶されている表示データを読み込む。表示制御部１４７は、表示データの中、発光ダイオード１１の点灯に対応するビットデータとなっている出力端子３を間欠的にローレベルに制御する。
【０１８８】
出力端子３がローレベルに制御されると、表示回路１４９のＰＮＰトランジスタ２１は、オン状態となる。その結果、このＰＮＰトランジスタ２１のコレクタ電流により、発光ダイオード１１は、発光する。出力端子３が間欠的にローレベルに制御されることで、発光ダイオード１１は、間欠的に発光する。
【０１８９】
なお、出力端子３を、たとえば周波数３８ｋＨｚ、５０％のデューティ比で間欠的にローレベルに制御すると、発光ダイオード１１は間欠的に点灯しているにも拘らず、人の目には連続的に点灯しているように見える。
【０１９０】
図１１は、表示パネル装置１４１の１つの発光ダイオード１１と、入力ペン１４２との間で実行される通信手順を示すシーケンスである。
【０１９１】
入力ペン１４２は、発光ダイオード１１と同一波長の可視光を出力する書込ＬＥＤ１５１と、ペン切替スイッチ１５２と、発光ボタン１５３とを有する。
【０１９２】
入力ペン１４２は、ペン切替スイッチ１５２により「ペン（書込み）」が選択されている状態で、発光ボタン１５３が操作されると、所定の書込みデータを送信する。入力ペン１４２は、たとえば「１００」の書込みデータを２回連続して送信する。
【０１９３】
このような書込みデータに基づく光信号が入力されると、受信制御部６は、分離回路１４の出力に基づいて書込みデータを生成する。受信制御部６により２つの書込みデータが連続して生成されると、データ更新部１４８は、メモリ１４６に記憶されている、その書込みのあった発光ダイオード１１に対応するビットデータを、点灯を意味する値へ変更する。
【０１９４】
これにより、入力ペン１４２により書込みデータが書き込まれた発光ダイオード１１は、点灯する。但し、実際には、発光ダイオード１１は、間欠的に点灯するが、人の目には残像効果により常時点灯しているように見える。
【０１９５】
入力ペン１４２は、ペン切替スイッチ１５２により「消しゴム（消去）」が選択されている状態で、発光ボタン１５３が操作されると、所定の消去データを送信する。入力ペン１４２は、たとえば「０１１」の消去データを２回連続して送信する。
【０１９６】
このような消去データに基づく光信号が入力されると、受信制御部６は、分離回路１４の出力に基づいて消去データを生成する。受信制御部６により２つの消去データが連続して生成されると、データ更新部１４８は、メモリ１４６に記憶されている、その書込みのあった発光ダイオード１１に対応するビットデータを、消灯を意味する値へ変更する。
【０１９７】
これにより、入力ペン１４２により消去データが書き込まれた発光ダイオード１１は、消灯する。
【０１９８】
以上のように、この実施の形態４に係る表示パネル装置１４１は、マトリックス状に配列された複数の発光ダイオード１１のそれぞれに対して、入力ペン１４２を用いて書込みデータを書き込むことで、その書き込んだ発光ダイオード１１を点灯させる。また、発光ダイオード１１は点灯時には間欠的に点灯するので、その点灯期間に入力ペン１４２を用いて消去データを書き込むことで、その書き込んだ発光ダイオード１１を消灯させることができる。
【０１９９】
表示パネル装置１４１の複数の発光ダイオード１１は、１つずつ入力ペン１４２により自由に点灯させたり消灯させたりすることができる。つまり、表示パネル装置１４１上に入力ペン１４２を用いて自由に好きな文字や絵を描き、その描いた通りに複数の発光ダイオード１１を点灯させることが可能となる。
【０２００】
以上の各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
【０２０１】
上記実施の形態１および２では、電子機器の通信を例として説明している。上記実施の形態３では、残像形成具の一種であるバーサライタの通信を例として説明している。上記実施の形態４では、表示パネル装置と入力キーとの通信を例として説明している。
【０２０２】
この他にもたとえば、本発明は、ドアの開錠および施錠を制御する電子ロック装置や、それと組合せて使用されるキーユニットなどに適用し、それらの認証のための通信に適用することができる。図１２は、本発明の実施の形態の変形例である電子ロック装置１５１と、キーユニット１５２とを示す説明図である。電子ロック装置１５１は、発光ダイオード１１を有する。また、キーユニット１５２も、発光ダイオード１１を有する。
【０２０３】
このような電子ロック装置１５１と、キーユニット１５２とは、たとえば図１３に示すようにキー認証コードと、暗証番号コードとを送受すればよい。図１３は、図１２の電子ロック装置１５１とキーユニット１５２との間で実行される通信手順を示すシーケンスである。
【０２０４】
具体的にはたとえば、キーユニット１５２は、キー照合ボタン１５３の操作に基づいて、まず、送信要求の発光信号を出力する。キーユニット１５２の発光ダイオード１１は、パルス駆動により間欠的に発光する。
【０２０５】
この送信要求の発光信号を受光すると、電子ロック装置１５１は、送信許可の発光信号を出力する。電子ロック装置１５１の発光ダイオード１１は、パルス駆動により間欠的に発光する。
【０２０６】
送信許可の発光信号を受光すると、キーユニット１５２は、発光期間と、無発光期間との繰り返しにより発光ダイオード１１を周期的に発光させる。これは、同期クロック信号となる。なお、発光ダイオード１１は、発光期間においても、パルス駆動により間欠的に発光する。
【０２０７】
電子ロック装置１５１は、このキーユニット１５２の同期クロック信号を受信すると、その同期クロック信号の周期に同期させて、予めメーカなどにより登録されている電子ロック装置１５１に固有のキー認証コードを送信する。図１３の例では「１０００１１００（＝８Ｃｈ）」である。
【０２０８】
キー認証コードを受信すると、キーユニット１５２は、その受信したキー認証コードが自分か対応する電子ロック装置１５１のものであるか否かを判断する。
【０２０９】
また、電子ロック装置１５１は、キー認証コードを送信した後、同期クロック信号を送信する。
【０２１０】
キーユニット１５２は、先のキー認証コードの一致判定において一致すると判断している場合、この電子ロック装置１５１の同期クロック信号を受信すると、その同期クロック信号の周期に同期させて、予めユーザにより登録されているキーユニット１５２に固有の暗証番号コードを送信する。図１３の例では「１１０１０１０１（＝Ｄ５ｈ）」である。
【０２１１】
なお、先のキー認証コードの一致判定において一致すると判断しなかった場合、キーユニット１５２は、電子ロック装置１５１の同期クロック信号を受信したとしても、暗証番号コードを送信しない。
【０２１２】
暗証番号コードを受信すると、電子ロック装置１５１は、その受信した暗証番号コードがユーザにより予め登録されたものであるか否かを判断する。そして、受信した暗証番号コードが予め登録されているものと一致する場合、電子ロック装置１５１は、ドアを開錠する。一致しない場合、電子ロック装置１５１は、ドアを施錠したままとする。
【０２１３】
以上の認証処理により、電子ロック装置１５１は、予め登録されたキーユニット１５２のみを認証し、ドアを開錠することができる。
【０２１４】
なお、キー認証コードを電子ロック装置１５１からキーユニット１５２へ送信することには以下の意味がある。たとえば、キー認証コードをキーユニット１５２から送信する仕様とした場合、キーユニット１５２を盗めば、その出力信号に基づいてキー認証コードを容易に入出することが可能となってしまう。キー認証コードを電子ロック装置１５１からキーユニット１５２へ送信することで、キーユニット１５２から、キー認証コードに基づく光信号が出力されなくなる。また、キーユニット１５２は、キー認証コードの一致を判断しなければ、暗証番号コードに基づく信号を送信しない。これにより、キーユニット１５２の紛失などによるセキュリティの低下を抑制することができる。
【０２１５】
さらに他にもたとえば、本発明は、テレビなどの各種の放送受信機、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、照明機器、冷暖房機器、給湯機器、電子レンジ、カメラ、家電機器、自動車、オートバイ、携帯電話端末、携帯情報機器、携帯ゲーム機器、評価ボードなどに利用することができる。たとえば、カメラでは、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）補助光用ＬＥＤを利用して、カメラの制御基板に実装された内蔵ＥＥＰＲＯＭのデータを、それをカメラ本体から取り出したり、プローブなどを接続したりすることなく、読み出したり、書き込んだりすることが可能となる。
【０２１６】
上記各実施の形態では、発光ダイオード１１を点灯させる駆動トランジスタとして、ＰＮＰトランジスタを使用している。この他にもたとえば、通信速度などが遅くても構わない場合などにあっては、ＰＮＰトランジスタの替わりに、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などを使用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２１７】
本発明は、発光ダイオードを有する電子機器などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２１８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る電子機器を示す構成図である。
【図２】図２は、図１の電子機器を全二重データ通信動作をさせた場合の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２に係る電子機器を示す構成図である。
【図４】図４は、図３の電子機器を全二重データ通信動作をさせた場合の一部の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態３に係る電子機器の一種であるバーサライタの正面図である。
【図６】図６は、図５のバーサライタの背面図である。
【図７】図７は、バーサライタに内蔵される電子回路のブロック図である。
【図８】図８は、図５のバーサライタと他のバーサライタとの間で画像データを送受する際に実行される通信シーケンスを示すタイミングチャートである。
【図９】図９は、本発明の実施の形態４に係る電子機器の一種である表示パネル装置と、それに付属する入力ペンとを示す正面図である。
【図１０】図１０は、表示パネル装置の電子回路のブロック図である。
【図１１】図１１は、表示パネル装置の１つの発光ダイオードと、入力ペンとの間で実行される通信手順を示すシーケンスである。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態の変形例である電子ロック装置と、キーユニットとを示す説明図である。
【図１３】図１３は、図１２の電子ロック装置とキーユニットとの間で実行される通信手順を示すシーケンスである。
【符号の説明】
【０２１９】
５ 送信制御部（制御手段の一部）
６ 受信制御部（制御手段の一部）
１１ 発光ダイオード
１２ 並列コンデンサ
１３ 送信回路
１４ 分離回路
２１ ＰＮＰトランジスタ
３１ 直流除去コンデンサ
３３ 第三抵抗素子（一対の抵抗素子の中の一方、動作点設定回路）
３４ 第四抵抗素子（一対の抵抗素子の中の他方、動作点設定回路）
３５ 分離トランジスタ
３６ 分離抵抗素子
３７ ローパスフィルタ回路
４１ 増幅トランジスタ
１１１ 差動オペアンプ
１４９ 表示回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ通信装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光ダイオードを用いるデータ通信装置の通信方式には、パソコン、携帯電話などの電子機器に採用されているＩｒＤＡ（ＩｎｆｒａＲｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）により規格化された赤外線通信方式などがある。このＩｒＤＡにより規格化された赤外線通信方式では、データ送信のために発光させる発光ダイオードと、他の電子機器の発光ダイオードからの光を受光するフォトセンサとを使用する。
【０００３】
なお、フォトセンサも発光ダイオードも、基本的にＰＮ接合をもつ半導体素子である。このため、特許文献１に開示されているように、発光ダイオードを用いて光を受光させることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１９０６３号公報（要約、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、図面など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の赤外線通信方式の装置に使用される発光ダイオードやフォトセンサは、通信機能を有する他の電子機器と通信をするために、電子機器の表面に配設しなければならない。そのため、電子機器にＩｒＤＡにより規格化された赤外線通信機能を設けることは、電子機器の小型化を阻害したり、スペースの利用効率を制限したりしてしまうことになる。また、コストアップの要因になってしまう。
【０００６】
なお、電子機器には、一般的に、電源ランプなどの発光部分を有しており、この発光部分としては、通常、可視光を出力する発光ダイオードが採用される。したがって、データの送信機能を具備しない電子機器であっても、データの受信機能を設ける場合には、表示部には可視光を発光する発光ダイオードを具備させ、データ受信部にはフォトセンサを具備させる必要があり、上述した例と同様の問題が生じる。
【０００７】
一方、特許文献１に記載されている技術は、単に１つのＬＥＤを発光素子および受光センサとして利用するものであり、通信することはまったく考慮しておらず、また通信の際の種々の問題点を解決してはいない。
【０００８】
本発明は、小型化が可能になるデータ通信装置および電子機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るデータ通信装置は、通電により光を出力する発光ダイオードと、送信データに基づいて発光ダイオードに順バイアスを印加する送信回路と、発光ダイオードに順バイアスが印加されていないときの発光ダイオードに発生する電圧に応じて変化する電圧を出力する分離回路と、を有し、送信回路によって発光ダイオードから送信用の光データを発信し、分離回路によって発光ダイオードが受信した光をデータとして取り出すものである。
【００１０】
この構成を採用すれば、送信データに基づいて発光ダイオードを発光させ、その発光が制御される発光ダイオードに入力される光信号に対応する電圧信号を生成することができる。１つの発光ダイオードで通信が可能となる。したがって、データ通信装置を小型化することが可能になる。
【００１１】
本発明に係るデータ通信装置は、上述した発明の構成に加えて、送信回路が、送信データに基づいて発光ダイオードに印加する順バイアスを間欠的に印加するものである。
【００１２】
この構成を採用すれば、送信データに基づいて発光ダイオードを発光させる期間においても、順バイアスが印加されていないタイミングにおいて、その発光ダイオードを用いてデータを受信することができる。よって、発光ダイオードをデータ毎にパルス列駆動し、全二重通信が可能となる。
【００１３】
本発明に係るデータ通信装置は、上述した発明の各構成に加えて、発光ダイオードのアノードとカソードとの間に接続される並列コンデンサを有するものである。
【００１４】
この構成を採用すれば、発光ダイオードのＰＮ接合部に蓄積されたキャリアを、並列コンデンサにより速やかにキャンセルすることができる。その結果、発光ダイオードに順バイアスを印加し終えた直後に、その蓄積キャリアに起因する大きなノイズ電圧が分離回路から出力されないようにすることができる。特に、全二重通信においては、発光ダイオードをデータ毎にパルス列駆動している期間においても、フィルタ回路から受信した光信号に応じた好適な電圧を出力することができる。
【００１５】
本発明に係るデータ通信装置は、上述した発明の各構成に加えて、送信回路が、発光ダイオードのカソードにベースが接続され且つ発光ダイオードのアノードにコレクタが接続されるＰＮＰトランジスタを有し、発光ダイオードに順バイアスを印加するときには、発光ダイオードのカソードおよびＰＮＰトランジスタのベースの電位をＰＮＰトランジスタのエミッタの電圧より低く制御してＰＮＰトランジスタをオン状態にするものであり、分離回路が、発光ダイオードのアノードに接続されるものである。
【００１６】
この構成を採用すれば、発光ダイオードに順バイアスを印加していないときには、発光ダイオードのアノードの電位を不定にすることができる。発光ダイオードは、順バイアスを印加していないときには、それに入射される光に応じた電圧を分離回路へ出力することができる。
【００１７】
本発明に係るデータ通信装置は、上述した発明の各構成に加えて、分離回路が、分離トランジスタと、分離トランジスタのベースと発光ダイオードのアノードとの間に接続される直流除去コンデンサと、分離トランジスタのベースに接続される一対の抵抗素子を有し、発光ダイオードに所定の光量の光が入射されているか否かに応じて分離トランジスタが電流増幅動作をするように、分離トランジスタの動作電位を設定する動作点設定回路と、分離トランジスタのコレクタに接続される分離抵抗素子と、を有するものである。
【００１８】
この構成を採用すれば、発光ダイオードを発光させるときのアノードの電圧変化により、分離回路から出力される電圧信号が変化し難くなるようにすることができる。分離抵抗素子の電圧変化に基づいて分離回路から出力される電圧信号を、発光ダイオードに入射される光に応じて変化する信号とすることができる。
【００１９】
本発明に係るデータ通信装置は、上述した発明の各構成に加えて、分離回路が、分離トランジスタのベースにコレクタが接続され且つベースが直流除去コンデンサに接続される増幅トランジスタと、分離抵抗素子の電圧から高周波成分を除去するローパスフィルタ回路と、を有するものである。
【００２０】
この構成を採用すれば、送信回路が発光ダイオードに順バイアスに印加する期間と、発光ダイオードがデータに基づく光信号を受光する期間とが重なったりあるいは連続したりして、分離回路に入力される光信号に基づくパルス幅が狭くなったりしたとしても、分離回路は、そのような影響が無い場合と同等の電圧信号を出力することが可能となる。
【００２１】
本発明に係るデータ通信装置は、上述した発明の各構成に加えて、ローパスフィルタ回路が、送信回路が発光ダイオードに順バイアスを印加する周期とは異なる周期の周波数成分を通過させるものである。
【００２２】
この構成を採用すれば、発光ダイオードを用いてデータを送受信する２つのデータ通信装置において、互いに異なる周波数の光信号によりデータを送受することができる。また、２つのデータ通信装置が互いに異なる周波数の光信号によりデータを送受することで、光信号の位相が完全に一致し続けてしまうことがなくなる。
【００２３】
本発明に係るデータ通信装置は、上述した発明の各構成に加えて、分離回路の出力電圧の波形と、発光ダイオードに順バイアスを印加するための発光制御信号の波形とを比較し、これらが不一致である場合には、エラー信号を出力する差動オペアンプを有するものである。
【００２４】
この構成を採用すれば、たとえば、送信回路の制御に基づいて発光ダイオードから出力される光信号を受信した他のデータ通信装置がその受信データに基づく光信号を返送することで、データを送信するデータ通信装置は、データが正しく当該他のデータ通信装置へ送信されているか否かを、データの送信をしながら判断することが可能となる。
【００２５】
本発明に係るデータ通信装置は、上述した発明の各構成に加えて、発光ダイオードが、可視光を発光するものである。
【００２６】
この構成を採用すれば、可視光を発光する発光ダイオードを用いて、データの送受信が可能となる。
【００２７】
本発明に係る他のデータ通信装置は、通電により可視光を出力する発光ダイオードと、発光ダイオードを発光させるために発光ダイオードに順バイアスを印加する表示回路と、発光ダイオードに順バイアスが印加されていないときの発光ダイオードに発生する電圧に応じて変化する電圧を出力する分離回路と、を有し、表示回路によって発光ダイオードを発光し、分離回路によって発光ダイオードが受信した光をデータとして取り出すものである。
【００２８】
この構成を採用すれば、発光ダイオードを発光させ、その発光が制御される発光ダイオードに入力される光信号に対応する電圧信号を生成することができる。したがって、可視光の発光が制御される発光ダイオードを用いて、データを受信することができるので、データ通信装置を小型化できる。
【００２９】
本発明に係る電子機器は、上述した発明の各構成に係るデータ通信装置と、このデータ通信装置によるデータ通信を制御する制御手段と、を有するものである。
【００３０】
この構成を採用すれば、電子機器は、発光が制御される発光ダイオードを用いて、データを受信することができる。このため、電子機器を小型化できる。
【００３１】
本発明に係る電子機器は、上述した発明の構成に加えて、電子機器が、人が手に持って振ることで残像を形成する残像形成具、表示パネル装置、電子ロック装置、キーユニット、放送受信機、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、照明機器、冷暖房機器、給湯機器、電子レンジ、カメラ、家電機器、自動車、オートバイ、携帯電話端末、携帯情報機器、携帯ゲーム機器および評価ボードの中から選択された１つの装置であるものである。
【００３２】
この構成を採用すれば、各種の電子機器において、発光ダイオードを用いてデータ受信が可能となり、装置の小型化が可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明では、発光が制御される発光ダイオードを用いて、データを受信することができるので、装置を小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態に係るデータ通信装置および電子機器を、図面に基づいて説明する。データ通信装置は、電子機器の一部として説明する。
【００３５】
なお、実施の形態１および２は、データ通信機能を有する汎用的な電子機器の例で説明する。実施の形態３は、バーサライタを電子機器の１つの具体例として説明する。実施の形態４は、表示パネル装置を電子機器の１つの具体例として説明する。
【００３６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るデータ通信機能を有する電子機器を示す構成図である。電子機器は、マイクロコンピュータ１を有する。マイクロコンピュータ１は、入力端子２と、出力端子３とを有する。入力端子２および出力端子３は、マイクロコンピュータ１の入出力ポート４に接続される。
【００３７】
入出力ポート４は、設定されたデジタル値に応じた電圧レベルを出力する。具体的にはたとえば、入出力ポート４は、デジタル値「０」が設定されると、出力端子３をグランド電位に制御し、デジタル値「１」が設定されると、出力端子３を電源電位に制御する。また、入出力ポート４は、入力端子２の電圧レベルに応じたデジタル値を出力する。具体的にはたとえば、入出力ポート４は、入力端子２がグランド電位である場合、デジタル値「０」を出力し、入力端子２が電源電位である場合、デジタル値「１」を出力する。
【００３８】
また、マイクロコンピュータ１には、制御手段の一部としての送信制御部５と、制御手段の一部としての受信制御部６と、が実現される。送信制御部５は、データを送信するために所定の通信手順にて入出力ポート４へデジタル値を設定する。受信制御部６は、入出力ポート４が出力するデジタル値を読み込み、所定の通信手順に基づいてこれを解読し、受信データを生成する。
【００３９】
なお、この送信制御部５と受信制御部６とは、マイクロコンピュータ１内の図示外のメモリに記憶される通信制御プログラムを、図示外の中央処理装置が実行することにより実現される。通信制御プログラムは、電子機器の出荷前に予めマイクロコンピュータ１の当該メモリに書き込まれていても、電子機器の出荷後にユーザなどによりマイクロコンピュータ１の当該メモリに書き込まれていてもよい。また、出荷後にマイクロコンピュータ１のメモリに通信制御プログラムを書き込む場合、その通信制御プログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶されているものを当該マイクロコンピュータ１で読み込んだり、あるいは、電気通信回線などの伝送媒体を介して当該マイクロコンピュータ１によりサーバなどからダウンロードしたりしたものであってもよい。
【００４０】
また、電子機器は、マイクロコンピュータ１の他に、１つの発光ダイオード１１と、並列コンデンサ１２と、送信回路１３と、分離回路１４と、を有する。
【００４１】
発光ダイオード１１は、Ｐ型半導体とＮ型半導体が接合された構造を有するものであり、Ｐ型半導体側のアノードの電位がＮ型半導体側のカソードの電位より高くなる順バイアスが印加されると、発光する。発光ダイオード１１は、逆バイアスあるいはバイアスが印加されていない状態では、消灯する。なお、この実施の形態では、発光ダイオード１１は、赤外線を出力する。
【００４２】
また、発光ダイオード１１は、そのＰＮ接合部に光が入射すると、光励起現象により、ＰＮ接合部付近において正孔と電子とが分離生成される。光励起現象により生成された正孔は、アノード側へ拡散し、Ｐ型半導体に蓄積される。光励起現象により生成された電子は、カソード側へ拡散し、Ｎ型半導体に蓄積される。この正孔と電子の生成分離により、発光ダイオード１１には、電流が流れる。
【００４３】
並列コンデンサ１２は、発光ダイオード１１に並列に接続される。並列コンデンサ１２の一端は、発光ダイオード１１のアノードに接続され、且つ、他端はカソードに接続される。
【００４４】
発光ダイオード１１のカソードおよび並列コンデンサ１２の一端は、マイクロコンピュータ１の出力端子３に接続される。
【００４５】
送信回路１３は、ＰＮＰトランジスタ２１と、第一抵抗素子２２と、第二抵抗素子２３と、保護抵抗素子２４と、を有する。
【００４６】
ＰＮＰトランジスタ２１は、エミッタの電位よりベースの電位が所定の電圧以上低くなると、オン状態になり、エミッタからコレクタへ電流が流れる。ＰＮＰトランジスタ２１のエミッタは、電源に接続される。ＰＮＰトランジスタ２１のコレクタは、保護抵抗素子２４の一端に接続される。保護抵抗素子２４の他端は、発光ダイオード１１のアノードおよび並列コンデンサ１２の他端に接続される。
【００４７】
ＰＮＰトランジスタ２１のベースは、第一抵抗素子２２の一端と、第二抵抗素子２３の一端とに接続される。第一抵抗素子２２の他端は、電源に接続される。第二抵抗素子２３の他端は、発光ダイオード１１のカソードおよび並列コンデンサ１２の一端とともに、マイクロコンピュータ１の出力端子３に接続される。
【００４８】
このように送信回路１３が接続されると、マイクロコンピュータ１の出力端子３がたとえば電源電位であるときには、ＰＮＰトランジスタ２１のベースの電位は、エミッタの電位と略等しくなり、ＰＮＰトランジスタ２１は、オフ状態となる。このとき、ＰＮＰトランジスタ２１のエミッタからコレクタへ電流は流れない。よって、発光ダイオード１１は、消灯する。
【００４９】
逆に、マイクロコンピュータ１の出力端子３がたとえばグランド電位であると、第一抵抗素子２２および第二抵抗素子２３に電流が流れる。ＰＮＰトランジスタ２１のベースの電位は、電源電圧をこの第一抵抗素子２２および第二抵抗素子２３の抵抗値比にて分圧した電位となる。これによって、ＰＮＰトランジスタ２１は、オン状態となり、ＰＮＰトランジスタ２１のエミッタからコレクタへ電流が流れる。この電流は、発光ダイオード１１および並列コンデンサ１２を介して、マイクロコンピュータ１の出力端子３へ流れる。発光ダイオード１１は、点灯する。
【００５０】
発光ダイオード１１は、マイクロコンピュータ１の出力端子３がグランド電位であるときには、点灯し、出力端子３が電源電位であるときには、消灯する。すなわち、発光ダイオード１１は、マイクロコンピュータ１により発光が制御可能となる。
【００５１】
分離回路１４は、直流除去コンデンサ３１と、増幅回路３２と、一対の抵抗素子の中の一方および動作点設定回路としての第三抵抗素子３３と、一対の抵抗素子の中の他方および動作点設定回路としての第四抵抗素子３４と、分離トランジスタ３５と、分離抵抗素子３６と、ローパスフィルタ回路３７と、出力回路３８と、を有する。
【００５２】
直流除去コンデンサ３１の一端は、発光ダイオード１１のアノードに接続される。
【００５３】
分離トランジスタ３５は、ＮＰＮトランジスタである。ＮＰＮトランジスタは、ベースの電位がエミッタの電位より所定の電圧以上高くなると、オン状態になり、コレクタからエミッタへ電流が流れる。分離トランジスタ３５のエミッタは、グランドに接続される。分離トランジスタ３５のコレクタは、分離抵抗素子３６の一端に接続される。分離抵抗素子３６の他端は、電源に接続される。
【００５４】
分離トランジスタ３５のベースは、第三抵抗素子３３の一端と、第四抵抗素子３４の一端とに接続される。第三抵抗素子３３の他端は、電源に接続される。第四抵抗素子３４の他端は、グランドに接続される。したがって、分離トランジスタ３５のベースの電位は、電源電圧を、第三抵抗素子３３の抵抗値と第四抵抗素子３４の抵抗値との比で分割した電位となる。分離トランジスタ３５がオン状態となると、分離トランジスタ３５のベース−エミッタ間電圧は固定されているので、分離トランジスタ３５には、ベース電流に応じたコレクタ電流が流れる。このとき、分離トランジスタ３５は、電流増幅モードで動作する。
【００５５】
増幅回路３２は、増幅トランジスタ４１と、第五抵抗素子４２と、第六抵抗素子４３と、第七抵抗素子４４と、第一コンデンサ４５と、第八抵抗素子４６と、を有する。
【００５６】
増幅トランジスタ４１は、ＮＰＮトランジスタである。増幅トランジスタ４１のコレクタには、第五抵抗素子４２の一端と、第六抵抗素子４３の一端と、第八抵抗素子４６の一端とが接続される。第八抵抗素子４６の他端は、分離トランジスタ３５のベースに接続される。
【００５７】
また、第五抵抗素子４２の他端は、電源に接続される。第六抵抗素子４３の他端は、直流除去コンデンサ３１の他端に接続される。また、第六抵抗素子４３の他端は、増幅トランジスタ４１のベースに接続される。増幅トランジスタ４１のエミッタには、第七抵抗素子４４の一端と、第一コンデンサ４５の一端とが接続される。第七抵抗素子４４の他端と、第一コンデンサ４５の他端とは、グランドに接続される。
【００５８】
分離トランジスタ３５のベース電位は、所定の電位となっている。直流除去コンデンサ３１に電流が流れない定常状態では、直流除去コンデンサ３１の他端の電位は、分離トランジスタ３５のベース電位と略等しい電位となる。
【００５９】
直流除去コンデンサ３１から増幅トランジスタ４１のベースへ向かう電流が流れると、増幅トランジスタ４１のベース電流が増加し、コレクタ電流が増加し、第五抵抗素子４２の増幅トランジスタ４１側の端子電位が下がる。その結果、第八抵抗素子４６には、分離トランジスタ３５側から増幅トランジスタ４１側へ向かう電流が流れる。第八抵抗素子４６に流れる電流は、直流除去コンデンサ３１から増幅トランジスタ４１のベースへ向かう電流に比べて大きい。
【００６０】
第八抵抗素子４６に分離トランジスタ３５側から増幅トランジスタ４１側へ向かう電流が流れると、その分、分離トランジスタ３５のベース電流が減少する。分離トランジスタ３５のコレクタ電流も減少する。その結果、分離抵抗素子３６に発生する電圧は減少する。
【００６１】
つまり、直流除去コンデンサ３１から分離トランジスタ３５のベースへ向かう電流が流れると、増幅トランジスタ４１により増幅した電流が分離トランジスタ３５側から増幅トランジスタ４１側に向かって第八抵抗素子４６に流れ、分離トランジスタ３５のコレクタ電流が減少し、分離抵抗素子３６に発生する電圧が減少し、分離トランジスタ３５のコレクタ電圧が上昇する。
【００６２】
逆に、増幅トランジスタ４１のベースから直流除去コンデンサ３１へ向かう電流が流れると、増幅トランジスタ４１のベース電流が減少し、コレクタ電流も減少する。この結果、第五抵抗素子４２の電圧は小さくなり、増幅トランジスタ４１のコレクタ電位は、上昇する。よって、第五抵抗素子４２の増幅トランジスタ４１側の端子電位は上がる。その結果、第八抵抗素子４６には、増幅トランジスタ４１側から分離トランジスタ３５側へ向かう電流が流れる。
【００６３】
第八抵抗素子４６に増幅トランジスタ４１側から分離トランジスタ３５側へ向かう電流が流れると、その分、分離トランジスタ３５のベース電流は、増加する。しかしながら、分離トランジスタ３５は、定常状態において既にオン状態にあり、コレクタ電圧は０Ｖになっている。したがって、分離トランジスタ３５のコレクタ電流が増加しても、コレクタ電圧は０Ｖのまま変化しない。
【００６４】
このように、分離トランジスタ３５のコレクタに発生する電圧は、直流除去コンデンサ３１から増幅トランジスタ４１のベースへ向かう電流が流れるときには、定常状態における電圧０Ｖから上昇し、有限電圧が発生する。逆に、増幅トランジスタ４１のベースから直流除去コンデンサ３１へ向かう電流が流れるときには、定常電圧０Ｖを維持する。
【００６５】
分離抵抗素子３６が接続されるローパスフィルタ回路３７は、フィルタダイオード５１と、フィルタコンデンサ５２と、フィルタ抵抗素子５３とを有する。フィルタダイオード５１のアノードは、分離トランジスタ３５のコレクタおよび分離抵抗素子３６の一端に接続される。フィルタダイオード５１のカソードは、フィルタコンデンサ５２の一端と、フィルタ抵抗素子５３の一端とに接続される。フィルタコンデンサ５２の他端と、フィルタ抵抗素子５３の他端とは、グランドに接続される。
【００６６】
出力回路３８は、出力トランジスタ６１と、出力抵抗素子６２と、第九抵抗素子６３と、第十抵抗素子６４と、を有する。出力トランジスタ６１は、ＮＰＮトランジスタである。出力トランジスタ６１のコレクタは、出力抵抗素子６２の一端と、マイクロコンピュータ１の入力端子２とに接続される。出力抵抗素子６２の他端は、電源に接続される。出力トランジスタ６１のエミッタは、グランドに接続される。
【００６７】
出力トランジスタ６１のベースには、第九抵抗素子６３の一端と、第十抵抗素子６４の一端と、が接続される。第九抵抗素子６３の他端は、フィルタダイオード５１のカソードに接続される。第十抵抗素子６４の他端は、グランドに接続される。
【００６８】
分離抵抗素子３６に発生する電圧が減少して分離トランジスタ３５のコレクタ電位が上昇すると、フィルタダイオード５１のカソードの電位も追従して上昇する。また、分離抵抗素子３６に発生する電圧が増加して分離トランジスタ３５のコレクタ電位が降下すると、フィルタダイオード５１のカソードの電位も追従して降下する。
【００６９】
フィルタダイオード５１のカソードと、グランドとの間には、フィルタコンデンサ５２と、フィルタ抵抗素子５３とが並列に接続される。フィルタコンデンサ５２およびフィルタ抵抗素子５３は、ローパスフィルタとして機能する。したがって、出力トランジスタ６１のベース電位は、フィルタダイオード５１のアノードの電位変化から、高周波成分を除いた電位変化となる。
【００７０】
出力トランジスタ６１は、ベース−エミッタ間電圧が所定の電位差以上になると、オン状態となる。出力トランジスタ６１がオン状態になると、出力抵抗素子６２に電圧が発生し、マイクロコンピュータ１の入力端子２の電位は、下がる。
【００７１】
次に、以上の構成を有する実施の形態１に係る電子機器の発光動作および受光動作を、全二重データ通信を例として説明する。
【００７２】
図２は、図１の電子機器を全二重データ通信動作をさせた場合の信号波形を示すタイミングチャートである。波形ａは、マイクロコンピュータ１の出力端子３の電位の波形であり、波形ｂは、通信相手側となる他の電子機器から放射され、発光ダイオード１１に入射する発光信号波形である。波形ｃは、増幅トランジスタ４１のコレクタ電位の波形である。波形ｄは、分離トランジスタ３５のコレクタ電位の波形である。波形ｅは、第九抵抗素子６３の一端の電位の波形である。波形ｆは、マイクロコンピュータ１の入力端子２の波形である。
【００７３】
送信データに基づいて発光ダイオード１１を発光させる場合、マイクロコンピュータ１に実現される送信制御部５は、１つの送信データ毎に、出力端子３から、たとえば３８ｋＨｚで変調される複数のパルスからなるパルス列を出力する。これにより、マイクロコンピュータ１の出力端子３の電位は、図２の波形ａに示すように変化する。なお、パルス列の全体の長さは、たとえば６００マイクロ秒程度であればよい。このような仕様とすることで、電子機器とそのリモコンユニットとの間の赤外線通信と同様の通信が可能となる。
【００７４】
各パルスにより、マイクロコンピュータ１の出力端子３がハイレベル（たとえば電源電位）からローレベル（たとえばグランド電位）へ変化すると、ＰＮＰトランジスタ２１の動作状態がオフ状態からオン状態へ変化し、このＰＮＰトランジスタ２１のコレクタ電流により発光ダイオード１１は、点灯する。発光ダイオード１１には、送信データに基づく順バイアスが間欠的に印加される。
【００７５】
また、マイクロコンピュータ１の出力端子３がローレベル（たとえばグランド電位）からハイレベル（たとえば電源電位）へ変化すると、ＰＮＰトランジスタ２１の動作状態がオン状態からオフ状態へ変化し、発光ダイオード１１は、消灯する。
【００７６】
このように、電子機器は、送信データに基づいて、発光ダイオード１１をパルス駆動により点滅させることができる。よって、電子機器は、発光ダイオード１１をパルス駆動により点滅させることで、他の電子機器へ、送信データに基づく送信信号を無線送信することができる。
【００７７】
図２の波形ｂに示すように、他の電子機器からのパルス駆動による光信号が発光ダイオード１１へ入射されると、発光ダイオード１１には、そのＰＮ接合部付近における正孔と電子との分離生成により、アノード側にブラス電位（正孔）、カソード側にマイナス電位（電子）が蓄積される。発光ダイオード１１に回路を接続すると、アノード側より電流が流れる。なお、この図２の波形ｂにおいて、光信号の周波数はたとえば１９ｋＨｚである。
【００７８】
発光ダイオード１１で発生した電流は、直流除去コンデンサ３１を介して増幅トランジスタ４１のベース側へ流れる。また、その電流は増幅トランジスタ４１により増幅されその増幅された電流は分離トランジスタ３５側から増幅トランジスタ４１側に向かって第八抵抗素子４６に流れる。すると、分離トランジスタ３５のコレクタ電流が減少し、分離抵抗素子３６に発生する電圧が大きく減少する。分離トランジスタ３５のコレクタ電圧は上昇する。
【００７９】
したがって、出力トランジスタ６１のベース電位は、この分離トランジスタ３５のコレクタ電位の上昇に追従して上昇し、出力トランジスタ６１は、オフ状態からオン状態となる。よって、出力抵抗素子６２に電圧が発生し、マイクロコンピュータ１の入力端子２の電位は、下がる。
【００８０】
また、図２の波形ｂに示すように、発光ダイオード１１に光信号が入射されなくなると、発光ダイオード１１と増幅トランジスタ４１のベースとの間に電流は流れなくなる。増幅トランジスタ４１および分離トランジスタ３５は、定常状態に戻る。分離抵抗素子３６に発生する電圧は、オン状態にある分離トランジスタ３５のコレクタ電流による電圧を発生する。分離トランジスタ３５のコレクタ電位は、定常状態に戻る。
【００８１】
したがって、出力トランジスタ６１のベース電位は、この定常状態における分離トランジスタ３５のコレクタ電位まで降下する。出力トランジスタ６１は、オン状態からオフ状態となり、出力抵抗素子６２に電圧が発生しなくなる。また、マイクロコンピュータ１の入力端子２の電位は、上がる。
【００８２】
マイクロコンピュータ１の受信制御部６は、入出力ポート４から入力端子２の電位レベルに応じたデジタル値を取得する。これにより、受信制御部６は、他の電子機器からの光信号に基づくデータを無線受信することができる。
【００８３】
なお、送信制御部５が出力端子３をパルス駆動している最中に、発光ダイオード１１にパルス列による光信号が入射された場合、図２に示すように、送信制御部５が出力端子３をローレベルに制御する期間と次のローレベル制御期間との間の、送信制御部５が出力端子３をローレベルに制御しない期間が、受光信号と重なる状態が発生する。
【００８４】
この無制御期間において発光ダイオード１１に光信号が入射され、重なり状態が発生すると、発光ダイオード１１にはその光信号に応じた電流が流れる。また、分離抵抗素子３６の電圧は、光信号の入射により減少する。出力トランジスタ６１は、オン状態となり、出力抵抗素子６２に電圧が発生する。
【００８５】
また、発光ダイオード１１に流れる電流は増幅トランジスタ４１により増幅され、分離抵抗素子３６の電圧は、その増幅された電流にしたがって変化する。分離抵抗素子３６と出力トランジスタ６１との間には、ローパスフィルタ回路３７が配設される。したがって、送信制御部５が出力端子３をパルス駆動している最中の無制御期間において発光ダイオード１１に光信号が入射された場合であっても、出力抵抗素子６２の電圧は、送信制御部５が出力端子３をパルス駆動していない期間と同様にデジタル的に変化する。
【００８６】
その結果、受信制御部６は、送信制御部５が通信データに基づいて発光ダイオード１１を点滅制御している期間において、他の電子機器からの光信号に基づくデータを無線受信することができる。電子機器は、他の電子機器との間で、全二重データ通信が可能となる。なお、半二重データ通信も可能である。
【００８７】
また、この実施の形態１では、図２に示すように、送信制御部５が発光ダイオード１１の点滅制御する周波数は３８ｋＨｚであり、他の電子機器から受光する光信号の周波数は１９ｋＨｚである。このように、互いに通信する２つの電子機器において、光信号の周波数を互いに異なるものとすることには、以下の意味がある。
【００８８】
すなわち、送信制御部５が出力端子３をパルス駆動によりハイレベルとローレベルとの間で切り換えるとき、発光ダイオード１１のアノードの電位は、その制御により変動する。その結果、図２の波形ｃに示すように、増幅トランジスタ４１のコレクタ電位は、定常状態のレベルと、それよりも高い電圧レベルとの間で変動する。図２の波形ｄに示すように、この増幅トランジスタ４１のコレクタ電位の変動により、分離抵抗素子３６に発生する電圧は殆ど変動しないものの、発光ダイオード１１を発光させている期間においては、分離抵抗素子３６に発生する電圧は、発光ダイオード１１か受光する光信号に応じたレベルとはならない。
【００８９】
そして、互いに通信する２つの電子機器においてパルスの周期が一致している場合、それらの位相が完全に一致してしまうと、発光ダイオード１１は他の電子機器からの光信号を受光しているにもかかわらず、分離抵抗素子３６の電圧が、その受光した光信号に応じて変化しなくなってしまう。つまり、受光する光信号に基づく分離抵抗素子３６の電圧変化をまったく得られなくなってしまう。
【００９０】
これに対して、この実施の形態１のように、互いに通信する２つの電子機器において、光信号の周波数を互いに異なるものとすることで、図２に示すように、他の電子機器からの光信号に基づく分離抵抗素子３６の電圧変化を必ず得ることができるようになる。
【００９１】
また、上述したように、発光ダイオード１１に流れる電流は増幅トランジスタ４１により増幅され、分離抵抗素子３６の電圧は、その増幅された電流にしたがって変化する。分離抵抗素子３６と出力トランジスタ６１との間には、ローパスフィルタ回路３７が配設される。したがって、発光ダイオード１１を発光させている期間と、発光ダイオード１１に光信号が入射される期間とが一致し、その結果として図２の波形ｄに示すように、受光信号に基づく分離抵抗素子３６の電圧変化が部分的に得られないような場合であっても、出力抵抗素子６２の出力電圧として、そのような欠損がない場合と同様の電圧波形を出力することができる。
【００９２】
なお、互いに通信する２つの電子機器において一方のパルスの周波数を１とした場合、他方のパルスの周波数を０．５〜１．５倍とするのが好ましく、さらに０．７５〜１．２５倍とするのが更に好ましい。
【００９３】
また、この実施の形態１では、発光ダイオード１１には、並列コンデンサ１２が並列に接続されている。発光ダイオード１１は、それに印加される電圧が順方向から逆方向へ切り換えられた後、短時間、少数キャリア蓄積効果による電流が流れる。この電流は、発光ダイオード１１のカソードからアノードに向かう向きである。
【００９４】
並列コンデンサ１２が無い場合、この発光ダイオード１１に流れる少数キャリア蓄積効果による電流は、直流除去コンデンサ３１を介して増幅トランジスタ４１のベース側へ流れる。その結果、発光ダイオード１１に光信号に基づく電流が流れる場合と同様に、分離抵抗素子３６に発生する電圧が減少してしまう。分離抵抗素子３６に発生する電圧は、発光ダイオード１１が光信号を受信していないときであっても、発光ダイオード１１が光信号を受信したときと同様に変化してしまう。
【００９５】
しかし、発光ダイオード１１に並列に並列コンデンサ１２を接続すると、発光ダイオード１１に流れる少数キャリア蓄積効果による短時間の電流は、発光ダイオード１１と並列コンデンサ１２とで構成されるループ内を流れる。その結果、発光ダイオード１１が光信号を受信していないときに、分離抵抗素子３６に発生する電圧が、発光ダイオード１１が光信号を受信したときと同様に変化してしまわないようにすることができる。
【００９６】
以上のように、この実施の形態１によれば、１つの発光ダイオード１１を送信データに基づいて発光させ、且つ、その発光ダイオード１１に入射する光信号に基づくデータを受信することができる。よって、装置を小型化できる。また、全二重データ通信および半二重データ通信が可能である。
【００９７】
なお、半二重データ通信の場合、送信データに基づいて発光ダイオード１１を発光させる期間と、発光ダイオード１１に受信データに基づく光信号が入射される期間とが重なることはない。そのため、たとえば分離回路１４を直流除去コンデンサ３１、第三抵抗素子３３、第四抵抗素子３４および分離トランジスタ３５のみの構成としたり、ローパスフィルタ回路３７をなくしたりした簡便な構成とすることも可能である。
【００９８】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係るデータ通信機能を有する電子機器を示す構成図である。実施の形態２に係る電子機器は、送信データが正しく送信されているか否かを判断する機能を有する。
【００９９】
マイクロコンピュータ１は、入力端子２および出力端子３に加えて、他の入力端子７を有する。マイクロコンピュータ１には、送信制御部５および受信制御部６に加えて、エラー判断部８が実現される。
【０１００】
また、電子機器は、擬似受信信号生成回路１５と、比較回路１６と、を有する。
【０１０１】
擬似受信信号生成回路１５は、擬似入力段回路７１と、擬似ローパスフィルタ回路７２と、擬似出力回路７３と、を有する。
【０１０２】
擬似入力段回路７１は、入力段トランジスタ８１と、第十一抵抗素子８２と、第十二抵抗素子８３と、入力段抵抗素子８４と、を有する。入力段トランジスタ８１は、ＮＰＮトランジスタである。入力段トランジスタ８１のベースには、第十一抵抗素子８２の一端と、第十二抵抗素子８３の一端とが接続される。第十一抵抗素子８２の他端は、マイクロコンピュータ１の出力端子３に接続される。第十二抵抗素子８３の他端は、入力段トランジスタ８１のエミッタとともにグランドに接続される。入力段トランジスタ８１のコレクタには、入力段抵抗素子８４の一端が接続される。入力段抵抗素子８４の他端は、電源に接続される。
【０１０３】
擬似ローパスフィルタ回路７２は、擬似フィルタダイオード９１と、擬似フィルタコンデンサ９２と、擬似フィルタ抵抗素子９３と、を有する。擬似フィルタダイオード９１のアノードは、入力段トランジスタ８１のコレクタに接続される。擬似フィルタダイオード９１のカソードには、擬似フィルタコンデンサ９２の一端と、擬似フィルタ抵抗素子９３の一端とが接続される。擬似フィルタコンデンサ９２の他端と、擬似フィルタ抵抗素子９３の他端は、グランドに接続される。
【０１０４】
擬似出力回路７３は、擬似出力トランジスタ１０１と、擬似出力抵抗素子１０２と、第十三抵抗素子１０３と、第十四抵抗素子１０４とを有する。擬似出力トランジスタ１０１は、ＮＰＮトランジスタである。擬似出力トランジスタ１０１のコレクタは、擬似出力抵抗素子１０２の一端に接続される。擬似出力抵抗素子１０２の他端は、電源に接続される。擬似出力トランジスタ１０１のエミッタは、グランドに接続される。
【０１０５】
擬似出力トランジスタ１０１のベースには、第十三抵抗素子１０３の一端と、第十四抵抗素子１０４の一端と、が接続される。第十三抵抗素子１０３の他端は、擬似フィルタダイオード９１のカソードに接続される。第十四抵抗素子１０４の他端は、グランドに接続される。
【０１０６】
比較回路１６は、差動オペアンプ１１１と、第十五抵抗素子１１２と、第十六抵抗素子１１３と、第十七抵抗素子１１４と、第十八抵抗素子１１５と、を有する。
【０１０７】
差動オペアンプ１１１の非反転入力端子には、第十五抵抗素子１１２の一端と、第十六抵抗素子１１３の一端とが接続される。第十五抵抗素子１１２の他端は、擬似出力トランジスタ１０１のエミッタに接続される。第十六抵抗素子１１３の他端は、グランドに接続される。
【０１０８】
差動オペアンプ１１１の反転入力端子には、第十七抵抗素子１１４の一端と、第十八抵抗素子１１５の一端とが接続される。第十七抵抗素子１１４の他端は、出力トランジスタ６１のエミッタに接続される。第十八抵抗素子１１５の他端は、差動オペアンプ１１１の出力に接続される。差動オペアンプ１１１の出力は、マイクロコンピュータ１の他の入力端子７に接続される。
【０１０９】
エラー判断部８は、他の入力端子７の入力電圧レベルに応じて入出力ポート４が出力するデジタル値を取得する。エラー判断部８は、このデジタル値に基づいて、エラーを判断する。
【０１１０】
上述した以外の構成要素は、実施の形態１の同名の構成要素と同じ機能を有するものであり、実施の形態１と同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１１】
次に、以上の構成を有する実施の形態２に係る電子機器の動作を説明する。
【０１１２】
図４は、図３の電子機器を全二重データ通信動作をさせた場合の一部の信号波形を示すタイミングチャートである。波形ａは、マイクロコンピュータ１の出力端子３の電位の波形である。波形ｂは、この電子機器から送信されたデータを他の電子機器が受信し、その受信したデータを送り返すことで発光ダイオード１１に入射する光信号の発光信号波形である。波形ｃは、エラーを含む増幅トランジスタ４１のコレクタ電位の波形である。波形ｆは、マイクロコンピュータ１の入力端子２の波形である。波形ｇは、擬似受信信号生成回路１５の出力電圧波形である。ｈは、差動オペアンプ１１１の出力電圧波形である。
【０１１３】
マイクロコンピュータ１に実現される送信制御部５が、出力端子３から、たとえば３８ｋＨｚで変調される複数のパルスからなるパルス列を出力すると、発光ダイオード１１は、それに追従して点滅する。
【０１１４】
また、擬似受信信号生成回路１５の入力段トランジスタ８１は、マイクロコンピュータ１の出力端子３がハイレベルになるとオン状態になり、出力端子３がローレベルになるとオフ状態になる。入力段トランジスタ８１のオン状態とオフ状態との間での切替に基づいて、入力段抵抗素子８４により擬似フィルタダイオード９１のアノードの電位は、ハイレベルとローレベルとの間で切り替わる。
【０１１５】
擬似フィルタダイオード９１のカソードと擬似出力回路７３との間には、擬似フィルタコンデンサ９２と、擬似フィルタ抵抗素子９３とによるローパスフィルタが接続される。したがって、擬似出力トランジスタ１０１のベース電位は、擬似フィルタダイオード９１のアノードの電位変化から、高周波成分を除いた電位変化となる。
【０１１６】
擬似フィルタダイオード９１が、そのベース電位の変化によりオン状態とオフ状態との間で切り替わると、擬似受信信号生成回路１５から出力される電圧は、図４の波形ｇに示すように変化する。
【０１１７】
差動オペアンプ１１１には、この擬似受信信号生成回路１５の出力電圧と、出力回路３８の出力電圧とが入力される。差動オペアンプ１１１は、擬似受信信号生成回路１５の出力電圧を基準として、出力回路３８の出力電圧の基準電圧に対する差分電圧が大きくなると、その出力の電圧をハイレベルに制御する。マイクロコンピュータ１の他の入力端子７には、この差動オペアンプ１１１の出力が入力される。
【０１１８】
したがって、図４の４番目のデータ波形（波形ｆ）に示すように、他の電子機器が受信したデータを送り返す光信号に基づいて、出力回路３８から出力される電圧波形ｆが本来の波形（波形ｇと同じ波形）とは異なるエラーを含んだ波形ｆｍとなった場合、差動オペアンプ１１１の出力は、ローレベルからハイレベルに変化する。図４の６番目のデータ波形ｈに示すように、差動オペアンプ１１１の出力はハイレベルとなる。
【０１１９】
差動オペアンプ１１１の出力は、マイクロコンピュータ１の他の入力端子７に入力される。入出力ポート４は、他の入力端子７に入力される入力電圧に応じたデジタル値を出力する。エラー判断部８は、他の入力端子７の電圧に基づくデジタル値を取得し、エラーを判断する。
【０１２０】
以上のように、この実施の形態２によれば、送信回路１３の制御に基づいて発光ダイオード１１から出力される光信号を受信した他の電子機器がその受信データに基づく光信号を返送することで、データを送信する電子機器は、データが正しく当該他の電子機器へ送信されているか否かを、差動オペアンプ１１１の出力に基づいて、データの送信をしながら判断することができる。電子機器は、すべての送信データが相手側の他の電子機器に正しく受信されたか否かを、送信データ毎に判断することができる。これにより、通信状態の正確な検証が可能となり、送信したデータの信頼性を確保できる。
【０１２１】
なお、上記実施の形態２では、図４の波形ｆおよび波形ｇとは、位相が一致している。しかしながら、実際にはデータが電子機器間で行き来するのには時間がかかる。図３の構成のままでは、波形ｆは、帰ってきた受光信号に基づくものであり、発光信号に基づいて形成されるので、波形ｇより位相が遅れる。その場合、たとえばマイクロコンピュータ１の出力端子３から差動オペアンプ１１１の非反転入力端子までの間に、その波形ｆの遅延時間に相当する時間の遅延を生じさせる遅延素子を配設すればよい。この他にもたとえば、遅延素子の配設に加え、マイクロコンピュータ１において動作するエラー判断部８は、差動オペアンプ１１１の出力レベルが連続して所定の複数回にわたってハイレベルであることを確認したら、エラーと判断するようにしたり、あるいは、差動オペアンプ１１１の出力のサンプリングデータのハイレベルの連続回数がそれまでの連続回数とは異なる回数となったら、エラーと判断するようにしたりすればよい。
【０１２２】
また、上記実施の形態１および２では、発光ダイオード１１として赤外線を発光するものを使用している。この他にもたとえば、発光ダイオード１１には、赤色などの可視光を発光するものであってもよい。可視光発光ダイオードを使用した場合、さらに、その発光ダイオード１１は、データの送受信の他に、装置の電源状態などを表示するものとして兼用したり、カメラのＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）補助光を照射するものとして兼用したりすることができる。また、懐中電灯などで使用される発光ダイオードは、光を拡散して発光する特性を有するものがあり、そのような発光ダイオードを用いることで、互いに通信する２つの電子機器の通信時の相互位置に柔軟性を持たせたり、１つの電子機器が２つ以上の他の電子機器に対して同時にデータを送信したりすることが可能となる。
【０１２３】
特に、電子機器において、可視光発光ダイオードは殆ど必ず１個は使用されているので、その可視光発光ダイオードを通信用にも利用することで、電子機器の表面の占有面積を増やすことなく、安いコストで、光通信システムを構築することが可能になる。
【０１２４】
実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３に係る電子機器の一種であるバーサライタの正面図である。図６は、図５のバーサライタの背面図である。図７は、バーサライタに内蔵される電子回路のブロック図である。バーサライタは、残像形成具の一種である。
【０１２５】
バーサライタの筐体１２１は、略棒形状を有する。筐体１２１の長手方向一端に、発光ダイオード１１が配設される。また、筐体１２１の長手方向に沿って複数の表示ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）１２２が配列される。表示ＬＥＤ１２２は、たとえば赤色に発光する。バーサライタの筐体１２１には、さらに電源スイッチ１２３と、スキャンボタン１２４と、が配設される。
【０１２６】
電源スイッチ１２３は、電源ＯＦＦ、表示モードの電源ＯＮ、スキャンモードの電源ＯＮに切り替わる３接点スライドスイッチである。
【０１２７】
スキャンボタン１２４は、押下されることで接点が閉じるボタンスイッチである。
【０１２８】
バーサライタの筐体１２１内部には、図７に示す電子回路が内蔵される。電子回路は、マイクロコンピュータ１を有する。マイクロコンピュータ１には、送信制御部５および受信制御部６の他に、モード判断部１３１、メモリ１３２、通信制御部１３３、読込制御部１３４、発光制御部１３５などが実現される。また、マイクロコンピュータ１には、電源スイッチ１２３、スキャンボタン１２４、送信回路１３、発光ダイオード１１、並列コンデンサ１２、分離回路１４、受光回路１３７、発光回路１３８、マルチプレクサ１３９などが接続される。
【０１２９】
なお、送信回路１３、発光ダイオード１１、並列コンデンサ１２、分離回路１４、送信制御部５および受信制御部６は、実施の形態１の同名の構成要素と同じ機能を有するものであり、実施の形態１と同一の符号を付して説明を省略する。
【０１３０】
メモリ１３２は、複数の表示ＬＥＤ１２２の発光制御に使用する画像データを記憶する。
【０１３１】
通信制御部１３３は、送信制御部５および受信制御部６の動作を管理し、メモリ１３２に記憶されている画像データを送信制御部５に送信させたり、受信制御部６が受信したデータを画像データとしてメモリ１３２に記憶させたりする。
【０１３２】
マルチプレクサ１３９は、複数の表示ＬＥＤ１２２に接続される。マルチプレクサ１３９は、マイクロコンピュータ１からの選択信号に基づいて、各表示ＬＥＤ１２２を個別に選択する。マルチプレクサ１３９は、発光する表示ＬＥＤ１２２、あるいは受光する表示ＬＥＤ１２２を、マイクロコンピュータ１からの選択信号に基づいて選択する。
【０１３３】
発光回路１３８は、マルチプレクサ１３９により発光のために選択された表示ＬＥＤ１２２に対して順バイアスを印加する。これにより、マルチプレクサ１３９により発光のために選択された表示ＬＥＤ１２２は、発光する。
【０１３４】
受光回路１３７は、マルチプレクサ１３９により受光のために選択された１つの表示ＬＥＤ１２２の、受光光量に応じたデジタル値を出力する。
【０１３５】
読込制御部１３４は、入出力ポート４を介して、発光回路１３８、受光回路１３７、マルチプレクサ１３９を制御する。読込制御部１３４は、複数の表示ＬＥＤ１２２により画像を読込み、この画像に応じた画像データをメモリ１３２に保存する。
【０１３６】
発光制御部１３５は、入出力ポート４を介して、発光回路１３８、受光回路１３７、マルチプレクサ１３９を制御する。発光制御部１３５は、メモリ１３２に記憶される画像データに基づいて、バーサライタの振りに同期させて複数の表示ＬＥＤ１２２の発光を個別に制御する。
【０１３７】
モード判断部１３１は、電源スイッチ１２３およびスキャンボタン１２４の操作に基づいて、バーサライタの動作モードを判断する。バーサライタの動作モードには、発光モード、読込モード、送信モード、受信モードがある。
【０１３８】
読込モードは、複数の表示ＬＥＤ１２２により画像データを読み込むモードである。
【０１３９】
発光モードは、バーサライタの振りに合わせて、メモリ１３２に記憶される画像データに基づいて複数の表示ＬＥＤ１２２を発光させるモードである。
【０１４０】
送信モードは、メモリ１３２に記憶されている画像データを、発光ダイオード１１から送信するモードである。
【０１４１】
受信モードは、発光ダイオード１１が受信した光信号に基づく画像データを、メモリ１３２に保存するモードである。
【０１４２】
次に以上の構成を有する、実施の形態３に係るバーサライタの動作を説明する。以下、読込モード、発光モード、送信モード、受信モードの順番に説明する。
【０１４３】
モード判断部１３１は、電源スイッチ１２３がスキャンモードの電源ＯＮである場合であって、且つ、スキャンボタン１２４がたとえば３秒以上連続して押下されたら、読込モードと判断し、読込制御部１３４に読込処理を指示する。読込制御部１３４は、画像の読込み処理を開始する。
【０１４４】
画像を読み込む場合、ユーザは、たとえば白地の紙に黒ペンで書いた文字（絵）の上に、バーサライタを置く。このとき、複数の表示ＬＥＤ１２２が紙面側（文字や絵などに向く方向）となるように置く。
【０１４５】
読込制御部１３４は、まず、たとえば発光ダイオード１１に最も近い表示ＬＥＤ１２２を点灯させる選択信号をマルチプレクサ１３９へ出力する。これにより、選択された表示ＬＥＤ１２２は、点灯する。
【０１４６】
読込制御部１３４は、点灯させた表示ＬＥＤ１２２の隣の表示ＬＥＤ１２２を、受光回路１３７へ接続させる選択信号をマルチプレクサ１３９へ出力する。隣の表示ＬＥＤ１２２は、点灯する表示ＬＥＤ１２２の光が紙面にて反射された光を受光する。受光回路１３７は、隣の表示ＬＥＤ１２２の受光レベルに応じた値を有するデジタル値を出力する。
【０１４７】
読込制御部１３４は、受光回路１３７から出力されるデジタル値を読み込み、これをメモリ１３２に保存する。この保存終了後、読込制御部１３４は、点灯させた表示ＬＥＤ１２２を消灯する。これにより、メモリ１３２には画像データの１ピクセル分のデータが記憶される。
【０１４８】
最初の読み込みが完了すると、読込制御部１３４は、次に、先ほど読込みに使用した表示ＬＥＤ１２２を、発光回路１３８へ接続させ、さらにその隣の表示ＬＥＤ１２２を受光回路１３７へ接続させる選択信号をマルチプレクサ１３９へ出力する。その後、読込制御部１３４は、受光回路１３７から出力されるデジタル値を読込み、これをメモリ１３２に保存する。この保存終了後、読込制御部１３４は、点灯させた表示ＬＥＤ１２２を消灯する。これにより、メモリ１３２には画像データの２ピクセル分のデータが記憶される。
【０１４９】
読込制御部１３４は、すべての表示ＬＥＤ１２２について上述した制御を表示ＬＥＤ１２２毎に順番に実行する。これにより、メモリ１３２には、複数の表示ＬＥＤ１２２の１列分の画像データが記憶される。また、読込制御部１３４は、この１列分の画像データの読込み処理を、繰り返し実行する。したがって、ユーザがバーサライタにより紙面をなぞるように移動させることで、メモリ１３２には、白地の紙に黒ペンで書いた文字（絵）に対応する画像データが保存される。
【０１５０】
モード判断部１３１は、たとえば、電源スイッチ１２３が表示モードの電源ＯＮであるとき、発光モードと判断し、発光制御部１３５に発光処理を指示する。
【０１５１】
発光制御部１３５は、バーサライタが左あるいは右に振られ始めると、メモリ１３２から１列目の画像データを読込む。発光制御部１３５は、その１列目の画像データに基づいて、発光回路１３８に接続する表示ＬＥＤ１２２の選択信号をマルチプレクサ１３９へ出力する。これにより、選択された表示ＬＥＤ１２２が点灯する。
【０１５２】
また、発光制御部１３５は、バーサライタの振りに合わせて、２列目の画像データをメモリ１３２から読み込む。メモリ１３２から２列目の画像データを読み込んだら、発光制御部１３５は、その２列目の画像データに基づいて、発光回路１３８に接続する表示ＬＥＤ１２２の選択信号をマルチプレクサ１３９へ出力する。これにより、選択された表示ＬＥＤ１２２が点灯する。
【０１５３】
発光制御部１３５は、バーサライタの振りに合わせて、メモリ１３２からの１列分の画像データの読込み処理と、マルチプレクサ１３９への選択信号の出力処理とを、１列毎に順番に実行する。
【０１５４】
また、発光制御部１３５は、バーサライタの振り方向が変化したら、メモリ１３２から、前回とは逆の順番で１列毎の画像データの読込み処理と、マルチプレクサ１３９への選択信号の出力処理とを、１列毎に順番に実行する。
【０１５５】
これにより、複数の表示ＬＥＤ１２２は、バーサライタの振りに合わせて、点灯あるいは消灯する。複数の表示ＬＥＤ１２２は、画像データにしたがって点灯あるいは消灯する。その結果、バーサライタが触られている空間には、複数の表示ＬＥＤ１２２の点滅により、画像データに基づく残像が形成される。
【０１５６】
モード判断部１３１は、電源スイッチ１２３がスキャンモードの電源ＯＮである場合であって、且つ、スキャンボタン１２４が３秒より短く操作されたら、送信モードと判断し、メモリ１３２に記憶されている画像データの送信処理を通信制御部１３３に指示する。
【０１５７】
送信モードであるとき、通信制御部１３３は、送信制御部５へ送信要求信号の送信を指示する。送信制御部５は、発光ダイオード１１をパルス駆動により間欠的に発光させる。
【０１５８】
送信先の他のバーサライタは、その送信要求信号に基づく発光ダイオード１１の光を受光すると、当該他のバーサライタの発光ダイオード１１をパルス駆動により間欠的に発光させる。受信制御部６は、当該他のバーサライタの発光ダイオード１１の発光に基づいて、送信が許可されたと判断し、それを通信制御部１３３へ通知する。なお、通信制御部１３３は、所定の期間、受信制御部６から送信許可通知が無い場合、送信処理を中断するようにしてもよい。
【０１５９】
送信が許可されると、通信制御部１３３は、まず、送信要求のためにパルス駆動により間欠的に点灯させていた発光ダイオード１１を消灯させる。その後、通信制御部１３３は、メモリ１３２に記憶されている画像データの最初の１バイト分のピクセルデータを読み込む。通信制御部１３３は、読み込んだ１バイト分のピクセルデータを送信制御部５へ供給する。
【０１６０】
送信制御部５は、供給された１バイト分のピクセルデータの値に応じた所定のパターンにより発光ダイオード１１を発光させ、供給された１バイト分のピクセルデータを送信する。
【０１６１】
図８は、図５のバーサライタと他のバーサライタとの間で画像データを送受する際に実行される通信シーケンスを示すタイミングチャートである。この図８の例では、送信制御部５は、（Ａ）に示すように、調歩同期通信（非同期通信）によりデータを送信する。送信制御部５は、まずスタートビット“０”を送信し、続いて１バイト（８ビット）のピクセルデータを送信し、続いてストップビット“１”を送信する。
【０１６２】
他のバーサライタは、１バイトのピクセルデータを受信したら、（Ｃ）に示すように、送信禁止信号を送信する。具体的には、発光ダイオード１１を消灯する。また、他のバーサライタは、受信した１バイトのピクセルデータをメモリ１３２に保存したら、発光ダイオード１１をパルス駆動により間欠的に点灯させ、次の１バイトのピクセルデータの送信を許可する。
【０１６３】
通信制御部１３３は、この発光ダイオード１１のパルス駆動による間欠的な点灯に基づいて受信制御部６から送信許可が通知されると、メモリ１３２に記憶されている画像データの次の１バイトのピクセルデータを読み込み、それを送信制御部５に送信させる。
【０１６４】
通信制御部１３３は、１バイトのピクセルデータ毎に、上述した画像データの送信処理を繰り返す。そして、メモリ１３２に記憶される１つの画像データのすべてのピクセルデータの送信が完了すると、通信制御部１３３は、送信制御部５へデータ転送終了信号の送信を指示する。送信制御部５は、発光ダイオード１１を、データ転送終了を通知するための所定のパターンでパルス駆動により間欠的に発光させる。
【０１６５】
これにより、バーサライタは、発光ダイオード１１を用いて、メモリ１３２に記憶される画像データを他のバーサライタへ送信することができる。
【０１６６】
モード判断部１３１は、電源スイッチ１２３がスキャンモードの電源ＯＮである場合であって、且つ、スキャンボタン１２４が操作されないままに、他のバーサライタからの送信要求を意味する所定のパターンを受光すると、受信モードと判断し、通信制御部１３３に発光ダイオード１１が受信した信号に基づく画像データをメモリ１３２に保存する処理を指示する。
【０１６７】
受信モードであるとき、通信制御部１３３は、図８（Ｃ）に示すように、まず、送信制御部５へ送信許可信号の送信を指示する。送信制御部５は、発光ダイオード１１をパルス駆動により間欠的に発光させる。
【０１６８】
その後、受信制御部６は、所定の発光パターンの光を発光ダイオード１１が受信したら、その受光パターンに応じた値を通信制御部１３３へ供給する。通信制御部１３３は、受信制御部６から図８（Ｄ）に示すように受光パターンに応じた値が供給されると、送信制御部５へ送信禁止信号の送信を指示し、送信する。送信制御部５は、発光ダイオード１１を消灯させる。
【０１６９】
送信禁止信号の送信を指示した後、通信制御部１３３は、受信制御部６から供給された値をメモリ１３２に保存する。受信データのメモリ１３２への保存が終了すると、通信制御部１３３は、送信制御部５へ送信許可信号の送信を指示する。送信制御部５は、発光ダイオード１１をパルス駆動により間欠的に発光させる。
【０１７０】
これにより、通信制御部１３３は、１バイト分のピクセルデータ毎に順番に、画像データを受信し、メモリ１３２に保存することができる。
【０１７１】
また、受信制御部６は、データ転送終了を意味する所定の発光パターンの光を発光ダイオード１１が受信したら、データ転送終了を送信制御部５へ通知する。送信制御部５は、送信制御部５へ送信禁止信号の送信を指示する。送信制御部５は、発光ダイオード１１を消灯させる。
【０１７２】
これにより、メモリ１３２には、発光ダイオード１１により受信した１つの画像データが保存される。
【０１７３】
なお、送信制御部５は、受信したすべてのバイトデータを加算し、その演算結果を受信データのチェックサムデータとして、送信元のバーサライタへ送信するようにしてもよい。これにより、送信元のバーサライタは、画像データが正しく送信されたか否かを判断することができる。
【０１７４】
以上のように、この実施の形態３に係るバーサライタは、１つの発光ダイオード１１を用いて、他のバーサライタとの間でメモリ１３２に保存される画像データを送受することができる。
【０１７５】
また、この実施の形態３に係るバーサライタは、図７に示すように、分離回路１４と受光回路１３７とは同じ入力端子に接続されている。つまり、画像読込み時のマイクロコンピュータ１への画像データの入力と、画像データ受信時のマイクロコンピュータ１への画像データの入力とを共にシリアル入力とすることで、入力端子を共通化している。このため、マイクロコンピュータ１の必要ピン数を減らすことができる。
【０１７６】
なお、この実施の形態３では、バーサライタは、手でもって振ることで、画像データに基づく残像を形成するものである。この他にもたとえば、機械により自動的に振られたり、回転したりする残像形成具であってもよい。
【０１７７】
実施の形態４．
図９は、本発明の実施の形態４に係る電子機器の一種である表示パネル装置１４１と、それに付属する入力ペン１４２とを示す正面図である。図１０は、表示パネル装置１４１の電子回路のブロック図である。
【０１７８】
表示パネル装置１４１は、複数の発光ダイオード１１を有する。複数の発光ダイオード１１は、たとえば８行×８列に縦横のマトリックス形状に配列されている。発光ダイオード１１は、たとえば赤色の可視光を発光する。
【０１７９】
表示パネル装置１４１は、また、マイクロコンピュータ１を有する。マイクロコンピュータ１は、メモリ１４６を有する。メモリ１４６には、発光ダイオード１１毎のビットデータからなる表示データを記憶する。マイクロコンピュータ１には、受信制御部６とともに、表示制御部１４７と、データ更新部１４８とが実現される。また、マイクロコンピュータ１には、表示回路１４９、発光ダイオード１１、並列コンデンサ１２、分離回路１４などが、発光ダイオード１１の数と同数接続される。表示回路１４９、並列コンデンサ１２および分離回路１４は、発光ダイオード１１毎に設けられる。
【０１８０】
表示回路１４９は、ＰＮＰトランジスタ２１と、第一抵抗素子２２と、第二抵抗素子２３と、保護抵抗素子２４と、を有する。
【０１８１】
ＰＮＰトランジスタ２１は、エミッタの電位よりベースの電位が低くなると、オン状態になり、エミッタからコレクタへ電流が流れる。ＰＮＰトランジスタ２１のエミッタは、電源に接続される。ＰＮＰトランジスタ２１のコレクタは、保護抵抗素子２４の一端に接続される。保護抵抗素子２４の他端は、発光ダイオード１１のアノードおよび並列コンデンサ１２の他端に接続される。
【０１８２】
ＰＮＰトランジスタ２１のベースは、第一抵抗素子２２の一端と、第二抵抗素子２３の一端とに接続される。第一抵抗素子２２の他端は、電源に接続される。第二抵抗素子２３の他端は、発光ダイオード１１のカソードおよび並列コンデンサ１２の一端とともに、マイクロコンピュータ１の出力端子３に接続される。
【０１８３】
表示制御部１４７は、メモリ１４６に記憶される表示データに基づいて、複数の発光ダイオード１１の点灯を制御する。
【０１８４】
データ更新部１４８は、受信制御部６が各発光ダイオード１１の受光に基づいて出力する受信データに基づいて、その発光ダイオード１１に対応するビットデータを更新する。
【０１８５】
なお、上述した以外の構成要素は、実施の形態１の同名の構成要素と同じ機能を有するものであり、実施の形態１と同一の符号を付して説明を省略する。
【０１８６】
次に以上の構成を有する、実施の形態４に係る表示パネル装置の動作を説明する。
【０１８７】
表示制御部１４７は、メモリ１４６に記憶されている表示データを読み込む。表示制御部１４７は、表示データの中、発光ダイオード１１の点灯に対応するビットデータとなっている出力端子３を間欠的にローレベルに制御する。
【０１８８】
出力端子３がローレベルに制御されると、表示回路１４９のＰＮＰトランジスタ２１は、オン状態となる。その結果、このＰＮＰトランジスタ２１のコレクタ電流により、発光ダイオード１１は、発光する。出力端子３が間欠的にローレベルに制御されることで、発光ダイオード１１は、間欠的に発光する。
【０１８９】
なお、出力端子３を、たとえば周波数３８ｋＨｚ、５０％のデューティ比で間欠的にローレベルに制御すると、発光ダイオード１１は間欠的に点灯しているにも拘らず、人の目には連続的に点灯しているように見える。
【０１９０】
図１１は、表示パネル装置１４１の１つの発光ダイオード１１と、入力ペン１４２との間で実行される通信手順を示すシーケンスである。
【０１９１】
入力ペン１４２は、発光ダイオード１１と同一波長の可視光を出力する書込ＬＥＤ１５１と、ペン切替スイッチ１５２と、発光ボタン１５３とを有する。
【０１９２】
入力ペン１４２は、ペン切替スイッチ１５２により「ペン（書込み）」が選択されている状態で、発光ボタン１５３が操作されると、所定の書込みデータを送信する。入力ペン１４２は、たとえば「１００」の書込みデータを２回連続して送信する。
【０１９３】
このような書込みデータに基づく光信号が入力されると、受信制御部６は、分離回路１４の出力に基づいて書込みデータを生成する。受信制御部６により２つの書込みデータが連続して生成されると、データ更新部１４８は、メモリ１４６に記憶されている、その書込みのあった発光ダイオード１１に対応するビットデータを、点灯を意味する値へ変更する。
【０１９４】
これにより、入力ペン１４２により書込みデータが書き込まれた発光ダイオード１１は、点灯する。但し、実際には、発光ダイオード１１は、間欠的に点灯するが、人の目には残像効果により常時点灯しているように見える。
【０１９５】
入力ペン１４２は、ペン切替スイッチ１５２により「消しゴム（消去）」が選択されている状態で、発光ボタン１５３が操作されると、所定の消去データを送信する。入力ペン１４２は、たとえば「０１１」の消去データを２回連続して送信する。
【０１９６】
このような消去データに基づく光信号が入力されると、受信制御部６は、分離回路１４の出力に基づいて消去データを生成する。受信制御部６により２つの消去データが連続して生成されると、データ更新部１４８は、メモリ１４６に記憶されている、その書込みのあった発光ダイオード１１に対応するビットデータを、消灯を意味する値へ変更する。
【０１９７】
これにより、入力ペン１４２により消去データが書き込まれた発光ダイオード１１は、消灯する。
【０１９８】
以上のように、この実施の形態４に係る表示パネル装置１４１は、マトリックス状に配列された複数の発光ダイオード１１のそれぞれに対して、入力ペン１４２を用いて書込みデータを書き込むことで、その書き込んだ発光ダイオード１１を点灯させる。また、発光ダイオード１１は点灯時には間欠的に点灯するので、その点灯期間に入力ペン１４２を用いて消去データを書き込むことで、その書き込んだ発光ダイオード１１を消灯させることができる。
【０１９９】
表示パネル装置１４１の複数の発光ダイオード１１は、１つずつ入力ペン１４２により自由に点灯させたり消灯させたりすることができる。つまり、表示パネル装置１４１上に入力ペン１４２を用いて自由に好きな文字や絵を描き、その描いた通りに複数の発光ダイオード１１を点灯させることが可能となる。
【０２００】
以上の各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
【０２０１】
上記実施の形態１および２では、電子機器の通信を例として説明している。上記実施の形態３では、残像形成具の一種であるバーサライタの通信を例として説明している。上記実施の形態４では、表示パネル装置と入力キーとの通信を例として説明している。
【０２０２】
この他にもたとえば、本発明は、ドアの開錠および施錠を制御する電子ロック装置や、それと組合せて使用されるキーユニットなどに適用し、それらの認証のための通信に適用することができる。図１２は、本発明の実施の形態の変形例である電子ロック装置１５１と、キーユニット１５２とを示す説明図である。電子ロック装置１５１は、発光ダイオード１１を有する。また、キーユニット１５２も、発光ダイオード１１を有する。
【０２０３】
このような電子ロック装置１５１と、キーユニット１５２とは、たとえば図１３に示すようにキー認証コードと、暗証番号コードとを送受すればよい。図１３は、図１２の電子ロック装置１５１とキーユニット１５２との間で実行される通信手順を示すシーケンスである。
【０２０４】
具体的にはたとえば、キーユニット１５２は、キー照合ボタン１５３の操作に基づいて、まず、送信要求の発光信号を出力する。キーユニット１５２の発光ダイオード１１は、パルス駆動により間欠的に発光する。
【０２０５】
この送信要求の発光信号を受光すると、電子ロック装置１５１は、送信許可の発光信号を出力する。電子ロック装置１５１の発光ダイオード１１は、パルス駆動により間欠的に発光する。
【０２０６】
送信許可の発光信号を受光すると、キーユニット１５２は、発光期間と、無発光期間との繰り返しにより発光ダイオード１１を周期的に発光させる。これは、同期クロック信号となる。なお、発光ダイオード１１は、発光期間においても、パルス駆動により間欠的に発光する。
【０２０７】
電子ロック装置１５１は、このキーユニット１５２の同期クロック信号を受信すると、その同期クロック信号の周期に同期させて、予めメーカなどにより登録されている電子ロック装置１５１に固有のキー認証コードを送信する。図１３の例では「１０００１１００（＝８Ｃｈ）」である。
【０２０８】
キー認証コードを受信すると、キーユニット１５２は、その受信したキー認証コードが自分か対応する電子ロック装置１５１のものであるか否かを判断する。
【０２０９】
また、電子ロック装置１５１は、キー認証コードを送信した後、同期クロック信号を送信する。
【０２１０】
キーユニット１５２は、先のキー認証コードの一致判定において一致すると判断している場合、この電子ロック装置１５１の同期クロック信号を受信すると、その同期クロック信号の周期に同期させて、予めユーザにより登録されているキーユニット１５２に固有の暗証番号コードを送信する。図１３の例では「１１０１０１０１（＝Ｄ５ｈ）」である。
【０２１１】
なお、先のキー認証コードの一致判定において一致すると判断しなかった場合、キーユニット１５２は、電子ロック装置１５１の同期クロック信号を受信したとしても、暗証番号コードを送信しない。
【０２１２】
暗証番号コードを受信すると、電子ロック装置１５１は、その受信した暗証番号コードがユーザにより予め登録されたものであるか否かを判断する。そして、受信した暗証番号コードが予め登録されているものと一致する場合、電子ロック装置１５１は、ドアを開錠する。一致しない場合、電子ロック装置１５１は、ドアを施錠したままとする。
【０２１３】
以上の認証処理により、電子ロック装置１５１は、予め登録されたキーユニット１５２のみを認証し、ドアを開錠することができる。
【０２１４】
なお、キー認証コードを電子ロック装置１５１からキーユニット１５２へ送信することには以下の意味がある。たとえば、キー認証コードをキーユニット１５２から送信する仕様とした場合、キーユニット１５２を盗めば、その出力信号に基づいてキー認証コードを容易に入出することが可能となってしまう。キー認証コードを電子ロック装置１５１からキーユニット１５２へ送信することで、キーユニット１５２から、キー認証コードに基づく光信号が出力されなくなる。また、キーユニット１５２は、キー認証コードの一致を判断しなければ、暗証番号コードに基づく信号を送信しない。これにより、キーユニット１５２の紛失などによるセキュリティの低下を抑制することができる。
【０２１５】
さらに他にもたとえば、本発明は、テレビなどの各種の放送受信機、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、照明機器、冷暖房機器、給湯機器、電子レンジ、カメラ、家電機器、自動車、オートバイ、携帯電話端末、携帯情報機器、携帯ゲーム機器、評価ボードなどに利用することができる。たとえば、カメラでは、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）補助光用ＬＥＤを利用して、カメラの制御基板に実装された内蔵ＥＥＰＲＯＭのデータを、それをカメラ本体から取り出したり、プローブなどを接続したりすることなく、読み出したり、書き込んだりすることが可能となる。
【０２１６】
上記各実施の形態では、発光ダイオード１１を点灯させる駆動トランジスタとして、ＰＮＰトランジスタを使用している。この他にもたとえば、通信速度などが遅くても構わない場合などにあっては、ＰＮＰトランジスタの替わりに、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などを使用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２１７】
本発明は、発光ダイオードを有する電子機器などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２１８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る電子機器を示す構成図である。
【図２】図２は、図１の電子機器を全二重データ通信動作をさせた場合の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２に係る電子機器を示す構成図である。
【図４】図４は、図３の電子機器を全二重データ通信動作をさせた場合の一部の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態３に係る電子機器の一種であるバーサライタの正面図である。
【図６】図６は、図５のバーサライタの背面図である。
【図７】図７は、バーサライタに内蔵される電子回路のブロック図である。
【図８】図８は、図５のバーサライタと他のバーサライタとの間で画像データを送受する際に実行される通信シーケンスを示すタイミングチャートである。
【図９】図９は、本発明の実施の形態４に係る電子機器の一種である表示パネル装置と、それに付属する入力ペンとを示す正面図である。
【図１０】図１０は、表示パネル装置の電子回路のブロック図である。
【図１１】図１１は、表示パネル装置の１つの発光ダイオードと、入力ペンとの間で実行される通信手順を示すシーケンスである。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態の変形例である電子ロック装置と、キーユニットとを示す説明図である。
【図１３】図１３は、図１２の電子ロック装置とキーユニットとの間で実行される通信手順を示すシーケンスである。
【符号の説明】
【０２１９】
５ 送信制御部（制御手段の一部）
６ 受信制御部（制御手段の一部）
１１ 発光ダイオード
１２ 並列コンデンサ
１３ 送信回路
１４ 分離回路
２１ ＰＮＰトランジスタ
３１ 直流除去コンデンサ
３３ 第三抵抗素子（一対の抵抗素子の中の一方、動作点設定回路）
３４ 第四抵抗素子（一対の抵抗素子の中の他方、動作点設定回路）
３５ 分離トランジスタ
３６ 分離抵抗素子
３７ ローパスフィルタ回路
４１ 増幅トランジスタ
１１１ 差動オペアンプ
１４９ 表示回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により光を出力する発光ダイオードと、
送信データに基づいて上記発光ダイオードに順バイアスを印加する送信回路と、
上記発光ダイオードに順バイアスが印加されていないときの上記発光ダイオードに発生する電圧に応じて変化する電圧を出力する分離回路と、
を有し、上記送信回路によって上記発光ダイオードから送信用の光データを発信し、上記分離回路によって上記発光ダイオードが受信した光をデータとして取り出すことを特徴とするデータ通信装置。
【請求項２】
前記送信回路は、送信データに基づいて上記発光ダイオードに印加する順バイアスを間欠的に印加すること、
を特徴とする請求項１記載のデータ通信装置。
【請求項３】
前記発光ダイオードのアノードとカソードとの間に接続される並列コンデンサを有することを特徴とする請求項１または２記載のデータ通信装置。
【請求項４】
前記送信回路は、前記発光ダイオードのカソードにベースが接続され且つ前記発光ダイオードのアノードにコレクタが接続されるＰＮＰトランジスタを有し、前記発光ダイオードに順バイアスを印加するときには、前記発光ダイオードのカソードおよび上記ＰＮＰトランジスタのベースの電位を上記ＰＮＰトランジスタのエミッタの電圧より低く制御して上記ＰＮＰトランジスタをオン状態にするものであり、
前記分離回路は、前記発光ダイオードのアノードに接続されること、
を特徴とする請求項１から３の中のいずれか１項記載のデータ通信装置。
【請求項５】
前記分離回路は、
分離トランジスタと、
上記分離トランジスタのベースと前記発光ダイオードのアノードとの間に接続される直流除去コンデンサと、
上記分離トランジスタのベースに接続される一対の抵抗素子を有し、前記発光ダイオードに所定の光量の光が入射されているか否かに応じて上記分離トランジスタが電流増幅動作をするように、上記分離トランジスタの動作電位を設定する動作点設定回路と、
上記分離トランジスタのコレクタに接続される分離抵抗素子と、
を有することを特徴とする請求項１から４の中のいずれか１項記載のデータ通信装置。
【請求項６】
前記分離回路は、
前記分離トランジスタのベースにコレクタが接続され且つベースが前記直流除去コンデンサに接続される増幅トランジスタと、
前記分離抵抗素子の電圧から高周波成分を除去するローパスフィルタ回路と、
を有することを特徴とする請求項５項記載のデータ通信装置。
【請求項７】
前記ローパスフィルタ回路は、前記送信回路が前記発光ダイオードに順バイアスを印加する周期とは異なる周期の周波数成分を通過させるものであることを特徴とする請求項６記載のデータ通信装置。
【請求項８】
前記分離回路の出力電圧の波形と、前記発光ダイオードに順バイアスを印加するための発光制御信号の波形とを比較し、これらが不一致である場合には、エラー信号を出力する差動オペアンプを有することを特徴とする請求項１から７の中のいずれか１項記載のデータ通信装置。
【請求項９】
前記発光ダイオードは、可視光を発光するものであることを特徴とする請求項１から８の中のいずれか１項記載のデータ通信装置。
【請求項１０】
通電により可視光を出力する発光ダイオードと、
上記発光ダイオードを発光させるために上記発光ダイオードに順バイアスを印加する表示回路と、
上記発光ダイオードに順バイアスが印加されていないときの上記発光ダイオードに発生する電圧に応じて変化する電圧を出力する分離回路と、
を有し、上記表示回路によって上記発光ダイオードを発光し、上記分離回路によって上記発光ダイオードが受信した光をデータとして取り出すことを特徴とするデータ通信装置。
【請求項１１】
請求項１から１０の中のいずれか１項記載のデータ通信装置と、
このデータ通信装置によるデータ通信を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
前記電子機器は、人が手に持って振ることで残像を形成する残像形成具、表示パネル装置、電子ロック装置、キーユニット、放送受信機、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、照明機器、冷暖房機器、給湯機器、電子レンジ、カメラ、家電機器、自動車、オートバイ、携帯電話端末、携帯情報機器、携帯ゲーム機器および評価ボードの中から選択された１つの装置であることを特徴とする請求項１１記載の電子機器。
【請求項１】
通電により光を出力する発光ダイオードと、
送信データに基づいて上記発光ダイオードに順バイアスを印加する送信回路と、
上記発光ダイオードに順バイアスが印加されていないときの上記発光ダイオードに発生する電圧に応じて変化する電圧を出力する分離回路と、
を有し、上記送信回路によって上記発光ダイオードから送信用の光データを発信し、上記分離回路によって上記発光ダイオードが受信した光をデータとして取り出すことを特徴とするデータ通信装置。
【請求項２】
前記送信回路は、送信データに基づいて上記発光ダイオードに印加する順バイアスを間欠的に印加すること、
を特徴とする請求項１記載のデータ通信装置。
【請求項３】
前記発光ダイオードのアノードとカソードとの間に接続される並列コンデンサを有することを特徴とする請求項１または２記載のデータ通信装置。
【請求項４】
前記送信回路は、前記発光ダイオードのカソードにベースが接続され且つ前記発光ダイオードのアノードにコレクタが接続されるＰＮＰトランジスタを有し、前記発光ダイオードに順バイアスを印加するときには、前記発光ダイオードのカソードおよび上記ＰＮＰトランジスタのベースの電位を上記ＰＮＰトランジスタのエミッタの電圧より低く制御して上記ＰＮＰトランジスタをオン状態にするものであり、
前記分離回路は、前記発光ダイオードのアノードに接続されること、
を特徴とする請求項１から３の中のいずれか１項記載のデータ通信装置。
【請求項５】
前記分離回路は、
分離トランジスタと、
上記分離トランジスタのベースと前記発光ダイオードのアノードとの間に接続される直流除去コンデンサと、
上記分離トランジスタのベースに接続される一対の抵抗素子を有し、前記発光ダイオードに所定の光量の光が入射されているか否かに応じて上記分離トランジスタが電流増幅動作をするように、上記分離トランジスタの動作電位を設定する動作点設定回路と、
上記分離トランジスタのコレクタに接続される分離抵抗素子と、
を有することを特徴とする請求項１から４の中のいずれか１項記載のデータ通信装置。
【請求項６】
前記分離回路は、
前記分離トランジスタのベースにコレクタが接続され且つベースが前記直流除去コンデンサに接続される増幅トランジスタと、
前記分離抵抗素子の電圧から高周波成分を除去するローパスフィルタ回路と、
を有することを特徴とする請求項５項記載のデータ通信装置。
【請求項７】
前記ローパスフィルタ回路は、前記送信回路が前記発光ダイオードに順バイアスを印加する周期とは異なる周期の周波数成分を通過させるものであることを特徴とする請求項６記載のデータ通信装置。
【請求項８】
前記分離回路の出力電圧の波形と、前記発光ダイオードに順バイアスを印加するための発光制御信号の波形とを比較し、これらが不一致である場合には、エラー信号を出力する差動オペアンプを有することを特徴とする請求項１から７の中のいずれか１項記載のデータ通信装置。
【請求項９】
前記発光ダイオードは、可視光を発光するものであることを特徴とする請求項１から８の中のいずれか１項記載のデータ通信装置。
【請求項１０】
通電により可視光を出力する発光ダイオードと、
上記発光ダイオードを発光させるために上記発光ダイオードに順バイアスを印加する表示回路と、
上記発光ダイオードに順バイアスが印加されていないときの上記発光ダイオードに発生する電圧に応じて変化する電圧を出力する分離回路と、
を有し、上記表示回路によって上記発光ダイオードを発光し、上記分離回路によって上記発光ダイオードが受信した光をデータとして取り出すことを特徴とするデータ通信装置。
【請求項１１】
請求項１から１０の中のいずれか１項記載のデータ通信装置と、
このデータ通信装置によるデータ通信を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
前記電子機器は、人が手に持って振ることで残像を形成する残像形成具、表示パネル装置、電子ロック装置、キーユニット、放送受信機、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、照明機器、冷暖房機器、給湯機器、電子レンジ、カメラ、家電機器、自動車、オートバイ、携帯電話端末、携帯情報機器、携帯ゲーム機器および評価ボードの中から選択された１つの装置であることを特徴とする請求項１１記載の電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−３３２９０９（Ｐ２００６−３３２９０９Ａ）
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５１５１３（Ｐ２００５−１５１５１３）
【出願日】平成１７年５月２４日（２００５．５．２４）
【出願人】（０００２２７３６４）日東光学株式会社 (151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２４日（２００５．５．２４）
【出願人】（０００２２７３６４）日東光学株式会社 (151)
【Ｆターム（参考）】
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