光信号受信回路
【課題】耐ノイズ性を高めつつ、ノイズ光を誤検知しても消費電力を抑えることができる光信号受信回路を提供する。
【解決手段】光信号受信回路１０は、光信号を受信して電流信号を出力するフォトダイオードＰＤと、復調信号を出力する信号処理回路２０と、信号処理回路２０の電流源を制御する電流源制御回路３０とを備えている。電流源制御回路３０は、フォトダイオードＰＤからの電流信号に応じて光信号を検出した場合に、光信号検出信号を出力する第１の制御回路３２と、光信号検出信号に基づいて信号処理回路２０のアクティブ型のバンドパスフィルタである第１のＢＰＦ回路２３へバイアス電流を供給する第１の電流源回路３３と、第１のＢＰＦ回路２３からの信号でキャリア成分を検出した場合に、キャリア検出信号を出力する第２の制御回路３５と、キャリア検出信号に基づいて信号処理回路２０へバイアス電流を供給する第２の電流源回路３６とを備えている。
【解決手段】光信号受信回路１０は、光信号を受信して電流信号を出力するフォトダイオードＰＤと、復調信号を出力する信号処理回路２０と、信号処理回路２０の電流源を制御する電流源制御回路３０とを備えている。電流源制御回路３０は、フォトダイオードＰＤからの電流信号に応じて光信号を検出した場合に、光信号検出信号を出力する第１の制御回路３２と、光信号検出信号に基づいて信号処理回路２０のアクティブ型のバンドパスフィルタである第１のＢＰＦ回路２３へバイアス電流を供給する第１の電流源回路３３と、第１のＢＰＦ回路２３からの信号でキャリア成分を検出した場合に、キャリア検出信号を出力する第２の制御回路３５と、キャリア検出信号に基づいて信号処理回路２０へバイアス電流を供給する第２の電流源回路３６とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を受信して復調する光信号受信回路に関し、特に、待機電力を抑え、ノイズ光による誤動作での消費電力を抑えることができる光信号受信回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テレビ、ビデオ、エアコンなどの家電製品は、リモコンから遠隔操作できるので、わざわざ操作者が家電製品のある位置まで近寄らなくてよいため、利便性が高い。このような家電製品には、リモコンからの光信号を受信して信号処理するための光信号受信回路が設けられている。光信号は、操作者がリモコンを操作することで送信されるため、光信号受信回路にしてみれば、いつ光信号が送信されるかわからない。従って、光信号受信回路を、光信号を受信可能な動作状態としておくことが必要である。しかし、常に光信号受信回路を動作状態としておくと無駄な待機電力を消費してしまう。
【０００３】
無駄な待機電力を減少させることができる従来の光信号受信回路として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００４】
特許文献１には、送信機から送られてきた赤外線信号を受信する従来の信号処理回路に対し、赤外線信号を検出する信号検出回路として信号判定回路と連続ノイズ判定回路とを付加して赤外線信号の初期（リードパルス部）を検出し、その検出信号で電源スイッチをＯＮする第１の電源切替回路と、希望する赤外線信号を受信したことを検出して電源スイッチを制御する第２の電源切替回路とを設けた赤外線受信装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２４５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の赤外線受信装置では、連続ノイズ判定回路が赤外線信号のリードパルス部が９ｍｓ以上となるＰＰＭ信号が印加されていることを検出し、信号判別回路がカウンタにより３８ＫＨｚ付近の信号が８パルス以上であることを検出し、この２回路の論理積により９ｍｓ以上のリードパルス部を持つ正規のリモコン信号か否かを判別することにより電源スイッチをオンにしているため、除外対象とすべき約５ｍｓのバースト長となるインバータ蛍光灯は排除することができる。つまり、この赤外線受信装置は、リモコン信号のフォーマットに規定されたリードパルス部の時間幅が、比較的長い場合に適している。
【０００７】
従って、リモコン信号のリードパルス部（リーダコードのパルス幅）が９ｍｓより短い条件では、インバータ蛍光灯などのバースト長より短く、リーダコードのパルス幅が３ｍｓ程度のものでは更に短いため、リーダコードの時間幅によりノイズ光か否かを判定するこの方式では誤検知するおそれがある。一旦、誤検知してしまうと、信号処理回路全体の電源が供給されるため無駄な電力を消費する。
【０００８】
そこで本発明は、耐ノイズ性を高めつつ、ノイズ光を誤検知しても消費電力を抑えることができる光信号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】
【０００９】
本発明の光信号受信回路は、光信号を受信して電流信号を出力するフォトダイオードと、前記フォトダイオードからの信号を復調して出力する信号処理回路と、前記信号処理回路の電流源を光信号に基づいて制御する電流源制御回路とを備え、前記信号処理回路は、前記フォトダイオードにより変換された電流信号を電圧信号へ変換するＩＶアンプと、前記電圧信号に基づいてキャリア成分が含まれる帯域のみを選択するアクティブ型のバンドパスフィルタである第１のＢＰＦ回路と、前記ＢＰＦ回路により選択された信号を復調する復調回路を備え、前記電流源制御回路は、前記フォトダイオードにより変換された電流信号を増幅した信号を出力する光信号検出用アンプと、前記光信号検出用アンプからの信号のキャリア成分の帯域のみを選択するアクティブ型のバンドパスフィルタである第２のＢＰＦ回路と、前記光信号検出用アンプからの信号に基づいて光信号を検出した場合に、光信号検出信号を出力する第１の制御回路と、前記第１の制御回路からの光信号検出信号に基づいて前記第２のＢＰＦ回路へバイアス電流を供給する第１の電流源回路と、前記第２のＢＰＦ回路により選択された信号に基づいてキャリア成分を検出した場合に、キャリア検出信号を出力する第２の制御回路と、前記第２の制御回路からのキャリア検出信号に基づいて前記信号処理回路へバイアス電流を供給する第２の電流源回路とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光信号受信回路は、キャリア成分が含まれていることを条件に光信号を検出すため耐ノイズを向上させることができ、誤検知により回路全体へ電流を供給する場合より消費電力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光信号受信回路を示すブロック図
【図２】図１に示す光信号受信回路の光信号検出用アンプの一例を示す図
【図３】図１に示す光信号受信回路の第１の制御回路の一例を示す図
【図４】図１に示す光信号受信回路の第２の制御回路の一例を示す図
【図５】本発明の実施の形態２に係る光信号受信回路を示すブロック図
【図６】図５に示す光信号受信回路の第１の制御回路の一例の構成とＢＰＦ入力切替回路の切替機能とを説明するための図
【図７】図５に示す光信号受信回路の第２の制御回路の一例の構成とＢＰＦ入力切替回路の切替機能とを説明するための図
【図８】バンドパスフィルタを説明するための図、（Ａ）はバンドパスフィルタのＱ値が小さい場合を示す周波数特性図、（Ｂ）はバンドパスフィルタのＱ値が大きい場合を示す周波数特性図
【図９】バンドパスフィルタのＱ値と応答時間の関係を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本願の第１の発明は、光信号を受信して電流信号を出力するフォトダイオードと、フォトダイオードからの信号を復調して出力する信号処理回路と、信号処理回路の電流源を光信号に基づいて制御する電流源制御回路とを備え、信号処理回路は、フォトダイオードにより変換された電流信号を電圧信号へ変換するＩＶアンプと、電圧信号に基づいてキャリア成分が含まれる帯域のみを選択するアクティブ型のバンドパスフィルタである第１のＢＰＦ回路と、ＢＰＦ回路により選択された信号を復調する復調回路を備え、電流源制御回路は、フォトダイオードにより変換された電流信号を増幅した信号を出力する光信号検出用アンプと、光信号検出用アンプからの信号のキャリア成分の帯域のみを選択するアクティブ型のバンドパスフィルタである第２のＢＰＦ回路と、光信号検出用アンプからの信号に基づいて光信号を検出した場合に、光信号検出信号を出力する第１の制御回路と、第１の制御回路からの光信号検出信号に基づいて第２のＢＰＦ回路へバイアス電流を供給する第１の電流源回路と、第２のＢＰＦ回路により選択された信号に基づいてキャリア成分を検出した場合に、キャリア検出信号を出力する第２の制御回路と、第２の制御回路からのキャリア検出信号に基づいて信号処理回路へバイアス電流を供給する第２の電流源回路とを備えたことを特徴とした光信号受信回路である。
【００１３】
第１の発明によれば、まず、光信号検出用アンプがフォトダイオードにより変換された電流信号を増幅した信号を出力し、第１の制御回路が光信号検出用アンプからの信号に基づいて光信号を検出した場合に、光信号検出信号を出力することで、第１の電流源回路が第２のＢＰＦ回路へバイアス電流を供給する。次に、第２の制御回路が、第２のＢＰＦ回路により選択された信号に基づいてキャリア成分を検出した場合に、キャリア検出信号を出力し、第２の電流源回路が第２の制御回路からのキャリア検出信号に基づいて信号処理回路へバイアス電流を供給する。このように、第１の制御回路が誤検知して第１の電流源回路がバイアス電流を供給しても第２のＢＰＦ回路だけしか供給されず、第２のＢＰＦ回路がキャリア成分の有無を判定することで、キャリア成分を含まないノイズ光を信号として判定することができる。従って、本発明は、キャリア成分が含まれていることを条件に光信号を検出するため耐ノイズを向上させることができる。また、本発明は、誤検知により回路全体へ電流を供給する場合より消費電力を抑えることができる。
【００１４】
本願の第２の発明は、第１の発明において、第２のＢＰＦ回路は、信号処理回路の第１のＢＰＦ回路を兼用したものであり、光信号検出用アンプからの信号は、該第１のＢＰＦ回路へ入力され、第２の制御回路への信号は、該第１のＢＰＦ回路から入力され、第１の電流源回路は、該第１のＢＰＦ回路へバイアス電流を供給することを特徴とした光信号受信回路である。
【００１５】
第２の発明によれば、第２のＢＰＦ回路を第１のＢＰＦ回路と兼用することができるので、回路規模を小さくできる。また、信号処理回路のバンドパスフィルタは比較的Ｑ値が高く設定されている。従って、光信号かノイズ光かの判定に、帯域幅を狭いバンドパスフィルタを使用することができるので、誤検知の確率を低減することができる。
【００１６】
本願の第３の発明は、第１または第２の発明において、光信号検出用アンプは、フォトダイオードに流れる電流信号を流す第１のトランジスタと、第１のトランジスタに流れる電流信号の所定倍の電流が流れる第２のトランジスタとによりカレントミラー回路を構成したものであり、第２のトランジスタに流れる電流を第１の制御回路へ電流信号として出力すると共に、第２のトランジスタに流れる電流に応じた電圧を第２のＢＰＦ回路へ電圧信号として出力することを特徴とした光信号受信回路である。
【００１７】
第３の発明によれば、光信号検出用アンプがカレントミラー回路により構成されていることで、待機時においては第１のトランジスタおよび第２のトランジスタにほとんど電流が流れないので、待機時の消費電流を抑えることができる。
【００１８】
本願の第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、第１の制御回路は、所定の時定数で設定された積分回路と、積分回路による積分電圧と予め設定された閾値電圧とを比較して、積分電圧が高いときに第１の電流源回路へバイアス電流の供給を指示する比較器とを備えたことを特徴とした光信号受信回路である。
【００１９】
第４の発明によれば、積分回路に設定された時定数より短いパルス幅のノイズ光は、積分回路の充電が満たされる前にノイズ光が無くなることで比較器により閾値電圧より低いとして判定されるため、パルス幅の短いノイズ光を誤検知してしまうことを防止することができる。
【００２０】
本願の第５の発明は、第１から第４のいずれかの発明において、第２の制御回路は、所定の時定数で設定された積分回路と、積分回路による積分電圧と予め設定された閾値電圧とを比較して、積分電圧が高いときに第１の電流源回路へバイアス電流の供給を指示する比較器とを備えたことを特徴とした光信号受信回路である。
【００２１】
第５の発明によれば、ノイズ光にキャリア成分が含まれていても、ノイズ光のパルス数が少ない場合には、積分回路の充電が満たされる前にノイズ光が無くなることで比較器により閾値電圧より低いとして判定されるため、パルス数が少ないキャリア成分を含むノイズ光を誤検知してしまうことを防止することができる。
【００２２】
本願の第６の発明は、第５の発明において、第２の制御回路の積分回路は、放電の時定数が、リモコン信号のフォーマットにより規定されるトレーラコードの時間の最大値より長くなるように設定されていることを特徴とした光信号受信回路である。
【００２３】
第６の発明は、第２の制御回路の積分回路は、時定数が、リモコン信号のフォーマットにより規定されるトレーラコードの時間の最大値より長くなるように設定されていることを特徴とした光信号受信回路である。
【００２４】
第６の発明によれば、第２の制御回路の積分回路の時定数を、トレーラコードの時間の最大値より長くしているので、トレーラ期間（信号休止期間）を含む繰り返しの光信号によるリモコン信号であっても安定動作が可能である。
【００２５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る光信号受信回路を図１から図４に基づいて説明する。図１に示す光信号受信回路１０は、リモコンからの赤外線による光信号（リモコン信号）を受信して復調する機能を備えている。
【００２６】
光信号受信回路１０は、フォトダイオードＰＤと、信号処理回路２０と、電流源制御回路３０と、光信号切替回路４０とを備えている。
【００２７】
フォトダイオードＰＤは、光信号を受信し、光信号を電流信号に変換する。
【００２８】
信号処理回路２０は、フォトダイオードからの信号を復調して出力するものである。信号処理回路２０は、ＩＶアンプ２１と、ＡＣアンプ２２と、第１のＢＰＦ回路２３と、復調回路２４とを備えている。
【００２９】
ＩＶアンプ２１は、受光することでフォトダイオードＰＤに流れる電流を電圧に変換して増幅し、電圧信号として出力する電流電圧変換器である。
【００３０】
ＡＣアンプ２２は、ＩＶアンプ２１からの電圧信号を更に増幅する増幅器である。このＡＣアンプ２２は、リモコン用規格の周波数特性を有している。
【００３１】
第１のＢＰＦ回路２３は、ＡＣアンプ２２からの信号からキャリア成分が含まれる帯域のみを選択するアクティブ型のバンドパスフィルタである。
【００３２】
復調回路２４は、検波回路、積分回路、コンパレータなどで形成され、キャリア（搬送波）を除去し波形整形を行う回路である。
【００３３】
電流源制御回路３０は、信号処理回路２０の電流源をリモコンからの光信号に基づいて制御するものである。電流源制御回路３０は、光信号検出用アンプ３１と、第１の制御回路３２と、第１の電流源回路３３と、第２のＢＰＦ回路３４と、第２の制御回路３５と、第２の電流源回路３６とを備えている。
【００３４】
光信号検出用アンプ３１は、フォトダイオードＰＤにより変換された電流信号を増幅した信号を出力する増幅器である。例えば、光信号検出用アンプ３１を、図２に示すようなカレントミラーにより構成することができる。
【００３５】
図２に示す光信号検出用アンプ３１は、フォトダイオードＰＤへ光信号に応じた電流Ｉｐｄを流すトランジスタ（第１のトランジスタ）３１ａと、トランジスタ３１ａに流れる電流信号を所定倍した電流を流すトランジスタ（第２のトランジスタ）３１ｂ，３１ｃによるカレントミラー回路と、トランジスタ３１ｂとグランドとの間に接続された抵抗３１ｄとにより形成されている。本実施の形態では、トランジスタ３１ａ（フォトダイオードＰＤ）に流れるＮ倍の電流がトランジスタ３１ｂ，３１ｃに流れるように設定されている。
【００３６】
この光信号検出用アンプ３１は、トランジスタ３１ｃに流れる電流を電流信号（Ｉｏｕｔ＝Ｉｐｄ×Ｎ）として第１の制御回路３２へ出力し、トランジスタ３１ｃからの電流が抵抗３１ｄに流れることによる電圧信号（Ｖｏｕｔ＝Ｉｐｄ×抵抗値×Ｎ）を第２のＢＰＦ回路３４へ出力している。
【００３７】
第１の制御回路３２は、光信号検出用アンプ３１からの電流信号に基づいて光信号を検出した場合に、光信号検出信号を出力するものである。例えば、第１の制御回路３２を、図３に示すような回路により形成することができる。
【００３８】
図３に示す第１の制御回路３２は、コンデンサ３２ａおよび定電流源３２ｂによる積分回路と、オペアンプ３２ｃによる比較器と、トランジスタ３２ｄとを備えている。
【００３９】
コンデンサ３２ａは、光信号検出用アンプ３１からの電流信号を、所定の時定数で積分する。定電流源３２ｂは、コンデンサ３２ａによる充電を放電する放電回路として機能する。オペアンプ３２ｃは、コンデンサ３２ａによる積分電圧と、基準電圧（Ｖｒｅｆ）とを比較して、積分電圧の方が高い場合にトランジスタ３２ｄへの光信号検出信号（切替信号）を出力する。トランジスタ３２ｄは、光信号検出信号に基づいて、第１の電流源回路３３から第２のＢＰＦ回路３４へのバイアス電流を流すためのスイッチ３３ａを制御するスイッチ制御トランジスタである。
【００４０】
第１の電流源回路３３は、第１の制御回路３２からの光信号検出信号に基づいて第２のＢＰＦ回路３４へバイアス電流を供給する電流源である。
【００４１】
第２のＢＰＦ回路３４は、光信号検出用アンプ３１からの光信号が変換された電圧信号のキャリア成分の帯域のみを選択するアクティブ型のバンドパスフィルタである。
【００４２】
第２の制御回路３５は、第２のＢＰＦ回路３４により選択された信号に基づいてキャリア成分を検出した場合に、キャリア検出信号を出力する。例えば、第２の制御回路３５を、図４に示すような回路により形成することができる。
【００４３】
図４に示す第２の制御回路３５は、トランスコンダクタンスアンプ３５ａと、コンデンサ３５ｂおよび定電流源３５ｃによる積分回路と、オペアンプ３５ｄと、トランジスタ３５ｅとを備えている。
【００４４】
トランスコンダクタンスアンプ３５ａは、第２のＢＰＦ回路３４からの電圧信号に応じた電流信号を出力する増幅器である。
【００４５】
コンデンサ３５ｂは、光信号検出用アンプ３１からの電流信号を、所定の時定数で積分する積分回路として機能する。定電流源３５ｃは、コンデンサ３５ｂに充電された電荷を放電する放電回路として機能する。オペアンプ３５ｄは、コンデンサ３５ｂによる積分電圧と、基準電圧（Ｖｒｅｆ）とを比較して、積分電圧の方が高い場合にトランジスタ３５ｅへのキャリア検出信号（切替信号）を出力する。
【００４６】
トランジスタ３５ｅは、キャリア検出信号（切替信号）に基づいて、第２の電流源回路３６から信号処理回路２０へバイアス電流を流すためのスイッチ３６ａを制御するスイッチ制御トランジスタである。
【００４７】
本実施の形態１では、コンデンサ３５ｂと定電流源３５ｃとによる積分回路の放電時間が、リモコン信号のフォーマットを規定する最大値より長くなるように、約１００ｍｓに設定されている。
【００４８】
第２の電流源回路３６は、第２の制御回路３５からのキャリア検出信号に基づいて、スイッチ３６ａを制御して、信号処理回路２０へ電流を供給するバイアス電流源である。この第２の電流源回路３６からのバイアス電流により、信号処理回路２０のＩＶアンプ２１、ＡＣアンプ２２、第１のＢＰＦ回路２３および復調回路２４の電流が供給される。
【００４９】
光信号切替回路４０は、第２の制御回路３５からのキャリア検出信号に基づいて、フォトダイオードＰＤからの出力を、信号処理回路２０（ＩＶアンプ２１）または光信号検出用アンプ３１のいずれかに切替える機能を備えている。
【００５０】
以上のように構成された本発明の実施の形態１に係る光信号受信回路の動作を図面に基づいて説明する。
【００５１】
初期状態では、図１に示す第１の制御回路３２から光信号検出信号が出力されていないため第１の電流源回路３３からはバイアス電流が出力されていない。また、第２の制御回路３５から光信号のキャリアを検出したことを示すキャリア検出信号が出力されていないため、第２の電流源回路３６からはバイアス電流が出力されておらず、光信号切替回路４０はフォトダイオードＰＤからの出力を光信号検出用アンプ３１へ入力させるように接続している。
【００５２】
まず、フォトダイオードＰＤが光信号を受信すると、図２に示すように光信号検出用アンプ３１では、光信号に応じた電流がトランジスタ３１ａに流れる。トランジスタ３１ａに電流が流れることにより、トランジスタ３１ａとカレントミラー構成を組むトランジスタ３１ｂ，３１ｃにＮ倍の電流信号が流れ、光信号検出用アンプ３１から第１の制御回路３２へ出力される。また、電流信号は抵抗３１ｄにより電圧信号として第２のＢＰＦ回路３４へ出力される。
【００５３】
第１の制御回路３２では、図３に示すように、コンデンサ３２ａに電流信号が充電され、電位が上昇する。オペアンプ３２ｃでは、コンデンサ３２ａの電位と基準電圧（Ｖｒｅｆ）とを比較して、コンデンサ３２ａの電位が高い場合にはトランジスタ３２ｄへの光信号検出信号（切替信号）を出力する。
【００５４】
第１の制御回路３２から第１の電流源回路３３へ光信号検出信号が出力されることで、第１の電流源回路３３は、スイッチ３３ａをオンして、アクティブ型のバンドパスフィルタである第２のＢＰＦ回路３４へバイアス電流を出力して動作させる。
【００５５】
第１の電流源回路３３は、回路動作のオン／オフを電源Ｖｃｃのスイッチ動作ではなく、電流源のスイッチ動作としているため、スイッチ３３ａのオン抵抗の影響が少ないので低電圧動作にも好適である。
【００５６】
第２のＢＰＦ回路３４では、光信号検出用アンプ３１からの電圧信号を入力して、キャリア成分の帯域のみを選択する。
【００５７】
第２の制御回路３５では、トランスコンダクタンスアンプ３５ａにより第２のＢＰＦ回路３４からの電圧信号に応じた電流信号に変換する。トランスコンダクタンスアンプ３５ａからの電流信号は、コンデンサ３５ｂに充電されることで、コンデンサ３５ｂの電位が上昇する。オペアンプ３５ｄでは、コンデンサ３５ｂの電位と基準電圧（Ｖｒｅｆ）とを比較して、コンデンサ３５ｂの電位が高い場合にはトランジスタ３５ｅへのキャリア検出信号（切替信号）を出力する。
【００５８】
第２の制御回路３５から第２の電流源回路３６へ光信号検出信号が出力されることで、第２の電流源回路３６内のスイッチ３６ａがオンして、信号処理回路２０へバイアス電流を出力する。
【００５９】
第２の電流源回路３６は、回路動作のオン／オフを電源Ｖｃｃのスイッチ動作ではなく、電流源のスイッチ動作としているため、スイッチ３６ａのオン抵抗の影響が少ないので低電圧動作にも好適である。
【００６０】
これにより信号処理回路２０に電流が供給されるため、これ以降の光信号は、ＩＶアンプ２１、ＡＣアンプ２２、第１のＢＰＦ回路２３および復調回路２４により、順次、電流信号や電圧信号に変換されながら復調される。
【００６１】
フォトダイオードＰＤが入力した光がリモコンから送信された光信号でなく、時間幅の短いノイズ光である場合には、コンデンサ３２ａによる時定数より短い充電時間しか与えられないため、コンデンサ３２ａに十分に充電されずに、定電流源３２ｂにより放電される。従って、コンデンサ３２ａによる時定数より短いパルス幅のノイズ光は、コンデンサ３２ａの充電が満たされる前にノイズ光が無くなることでコンデンサ３２ａの電位が基準電圧（Ｖｒｅｆ）を上回らないため、オペアンプ３２ｃからは光信号検出信号（切替信号）が出力されない。これにより、フォトダイオードＰＤが受信した光が、リモコン信号のリーダコードのパルス幅として規定された時間より短い光ノイズである場合には、第１の電流源回路３３は第２のＢＰＦ回路３４へバイアス電流が出力されない。
【００６２】
特許文献１に記載された赤外線受信装置では、光信号のパルスをカウントすることで、光信号かノイズ光かを判別する方法を取っているが、光ノイズの周波数が光信号の周波数と合致してしまうと、数パルスのノイズで即座に応答してしまい誤検知の確率が高くなる。
【００６３】
本実施の形態１に係る光信号受信回路１０では、フォトダイオードＰＤが入力した光が、リーダコードのパルス幅として規定された時間を満たし、ノイズ光にキャリア成分が含まれていても、ノイズ光のパルス数が少なく、キャリア成分を含んだ信号が所定時間継続しなければ、コンデンサ３５ｂの充電が満たされる前にノイズ光が無くなることで、オペアンプ３５ｄの電位が基準電圧（Ｖｒｅｆ）を上回らないため、オペアンプ３５ｄからはキャリア検出信号（切替信号）が出力されないので、第２の制御回路３５の判定により信号処理回路２０へは電流が供給されない。
【００６４】
従って、誤検知の確率を低く抑えることができる。また、光ノイズを誤検知しても、誤検知のときに回路全体に通電してしまう特許文献１の赤外線受信装置受信回路と異なり、電流消費を第２のＢＰＦ回路３４のみに抑えることができるため、一定の省エネルギー化を図ることができる。
【００６５】
また、第２の制御回路３５のコンデンサ３５ｂと定電流源３５ｃとによる積分回路の放電の時定数が、リモコン信号のフォーマットにより規定されるトレーラコードの時間の最大値より長くなる１００ｍｓに設定されていることにより、例えば、チャンネルのアップ・ダウンの際の光信号や音量のアップ・ダウンの際の光信号のように、トレーラ期間（信号休止期間）を含む繰り返しの光信号によるリモコン信号であっても、トレーラ期間後の光信号も確実に捉えることができるので、安定動作が可能である。
【００６６】
また、図１から図４に示す本実施の形態１に係る光信号受信回路１０によれば、光信号を待ち受ける待機状態で電流が流れる量が少ないので、待機状態の消費電流をほぼ０Ａとすることができる。
【００６７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る光信号受信回路について、図５から図９に基づいて説明する。なお、図５においては、図１と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
【００６８】
図５に示す本発明の実施の形態２に係る光信号受信回路１０ａは、図１に示す光信号受信回路１０における電流源制御回路３０の第２のＢＰＦ回路３４を、信号処理回路２０ａ内の第１のＢＰＦ回路２３と兼用したことを特徴としたものである。
【００６９】
信号処理回路２０ａと電流源制御回路３０ａとのバンドパスフィルタを兼用とするために、電流源制御回路３０ａには、光信号検出用アンプ３１からの出力と、ＡＣアンプ２２からの出力とを切替、第１のＢＰＦ回路２３へ入力するＢＰＦ入力切替回路３７が設けられている。
【００７０】
このＢＰＦ入力切替回路３７は、図５、図６、図７に示すように、第１の制御回路３２からの信号と光信号切替回路４０からの出力された信号とをＯＲする論理和回路３８からの信号に基づいて、ＡＣアンプ２２からの信号または光信号検出用アンプ３１からの信号のいずれか一方の信号を切替えて第１のＢＰＦ回路２３へ出力する。
【００７１】
つまり、ＢＰＦ入力切替回路３７は、第１の制御回路３２からの光信号検出信号が有効である、または第２の制御回路３５からのキャリア検出信号が無効であることを条件に、光信号検出用アンプ３１からの信号を第１のＢＰＦ回路２３へ入力させる。
【００７２】
また、第１のＢＰＦ回路２３からの出力を復調回路２４と第２の制御回路３５とに出力している。また、第１の電流源回路３３は、第１のＢＰＦ回路２３へバイアス電流を供給している。
【００７３】
このように図１に示す第２のＢＰＦ回路３４を省略し、信号処理回路２０ａ内の第１のＢＰＦ回路２３を兼用することで、回路規模を縮小することができる。
【００７４】
また、信号処理回路２０ａ内の第１のＢＰＦ回路２３では受信精度を高めるためにＱ値が高く設定される。第１のＢＰＦ回路２３では、Ｑ値は１０に設定され、高い部類に属する。
【００７５】
従って、図８（Ｂ）に示すＱ値が高いバンドパスフィルタは、図８（Ａ）に示すＱ値が低いバンドパスフィルタより信号を通過させる帯域幅が狭いので、帯域幅が広いバンドパスフィルタでは通過するような中心周波数を外れたノイズ光であっても除去することができる。
【００７６】
また、図９からも判るように、Ｑ値の高いバンドパスフィルタは、応答時間が長くなる特性となるため、出力信号の立ち上がりが遅くなる。これは、同一周波数の光ノイズが１、２パルスのみ入力された場合でも出力電圧が低いままなので、第２の制御回路３５内の積分電圧が上昇せず、誤動作しないという利点がある。
【００７７】
従って、信号処理回路２０ａ内の第１のＢＰＦ回路２３を、電流源制御回路３０ａにて行うノイズ判定のバンドパスフィルタと兼用することで、高い耐ノイズ性を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、耐ノイズ性を高めつつ、ノイズ光を誤検知しても消費電力を抑えることができるので、光信号を受信して復調する光信号受信回路に好適である。
【符号の説明】
【００７９】
１０，１０ａ 光信号受信回路
２０，２０ａ 信号処理回路
２１ ＩＶアンプ
２２ ＡＣアンプ
２３ 第１のＢＰＦ回路
２４ 復調回路
３０，３０ａ 電流源制御回路
３１ 光信号検出用アンプ
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ トランジスタ
３１ｄ 抵抗
３２ 第１の制御回路
３２ａ コンデンサ
３２ｂ 定電流源
３２ｃ オペアンプ
３２ｄ トランジスタ
３３ 第１の電流源回路
３３ａ スイッチ
３４ 第２のＢＰＦ回路
３５ 第２の制御回路
３５ａ トランスコンダクタンスアンプ
３５ｂ コンデンサ
３５ｃ 定電流源
３５ｄ オペアンプ
３５ｅ トランジスタ
３６ 第２の電流源回路
３６ａ スイッチ
３７ ＢＰＦ入力切替回路
３８ 論理和回路
４０ 光信号切替回路
ＰＤ フォトダイオード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を受信して復調する光信号受信回路に関し、特に、待機電力を抑え、ノイズ光による誤動作での消費電力を抑えることができる光信号受信回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テレビ、ビデオ、エアコンなどの家電製品は、リモコンから遠隔操作できるので、わざわざ操作者が家電製品のある位置まで近寄らなくてよいため、利便性が高い。このような家電製品には、リモコンからの光信号を受信して信号処理するための光信号受信回路が設けられている。光信号は、操作者がリモコンを操作することで送信されるため、光信号受信回路にしてみれば、いつ光信号が送信されるかわからない。従って、光信号受信回路を、光信号を受信可能な動作状態としておくことが必要である。しかし、常に光信号受信回路を動作状態としておくと無駄な待機電力を消費してしまう。
【０００３】
無駄な待機電力を減少させることができる従来の光信号受信回路として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００４】
特許文献１には、送信機から送られてきた赤外線信号を受信する従来の信号処理回路に対し、赤外線信号を検出する信号検出回路として信号判定回路と連続ノイズ判定回路とを付加して赤外線信号の初期（リードパルス部）を検出し、その検出信号で電源スイッチをＯＮする第１の電源切替回路と、希望する赤外線信号を受信したことを検出して電源スイッチを制御する第２の電源切替回路とを設けた赤外線受信装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２４５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の赤外線受信装置では、連続ノイズ判定回路が赤外線信号のリードパルス部が９ｍｓ以上となるＰＰＭ信号が印加されていることを検出し、信号判別回路がカウンタにより３８ＫＨｚ付近の信号が８パルス以上であることを検出し、この２回路の論理積により９ｍｓ以上のリードパルス部を持つ正規のリモコン信号か否かを判別することにより電源スイッチをオンにしているため、除外対象とすべき約５ｍｓのバースト長となるインバータ蛍光灯は排除することができる。つまり、この赤外線受信装置は、リモコン信号のフォーマットに規定されたリードパルス部の時間幅が、比較的長い場合に適している。
【０００７】
従って、リモコン信号のリードパルス部（リーダコードのパルス幅）が９ｍｓより短い条件では、インバータ蛍光灯などのバースト長より短く、リーダコードのパルス幅が３ｍｓ程度のものでは更に短いため、リーダコードの時間幅によりノイズ光か否かを判定するこの方式では誤検知するおそれがある。一旦、誤検知してしまうと、信号処理回路全体の電源が供給されるため無駄な電力を消費する。
【０００８】
そこで本発明は、耐ノイズ性を高めつつ、ノイズ光を誤検知しても消費電力を抑えることができる光信号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】
【０００９】
本発明の光信号受信回路は、光信号を受信して電流信号を出力するフォトダイオードと、前記フォトダイオードからの信号を復調して出力する信号処理回路と、前記信号処理回路の電流源を光信号に基づいて制御する電流源制御回路とを備え、前記信号処理回路は、前記フォトダイオードにより変換された電流信号を電圧信号へ変換するＩＶアンプと、前記電圧信号に基づいてキャリア成分が含まれる帯域のみを選択するアクティブ型のバンドパスフィルタである第１のＢＰＦ回路と、前記ＢＰＦ回路により選択された信号を復調する復調回路を備え、前記電流源制御回路は、前記フォトダイオードにより変換された電流信号を増幅した信号を出力する光信号検出用アンプと、前記光信号検出用アンプからの信号のキャリア成分の帯域のみを選択するアクティブ型のバンドパスフィルタである第２のＢＰＦ回路と、前記光信号検出用アンプからの信号に基づいて光信号を検出した場合に、光信号検出信号を出力する第１の制御回路と、前記第１の制御回路からの光信号検出信号に基づいて前記第２のＢＰＦ回路へバイアス電流を供給する第１の電流源回路と、前記第２のＢＰＦ回路により選択された信号に基づいてキャリア成分を検出した場合に、キャリア検出信号を出力する第２の制御回路と、前記第２の制御回路からのキャリア検出信号に基づいて前記信号処理回路へバイアス電流を供給する第２の電流源回路とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光信号受信回路は、キャリア成分が含まれていることを条件に光信号を検出すため耐ノイズを向上させることができ、誤検知により回路全体へ電流を供給する場合より消費電力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光信号受信回路を示すブロック図
【図２】図１に示す光信号受信回路の光信号検出用アンプの一例を示す図
【図３】図１に示す光信号受信回路の第１の制御回路の一例を示す図
【図４】図１に示す光信号受信回路の第２の制御回路の一例を示す図
【図５】本発明の実施の形態２に係る光信号受信回路を示すブロック図
【図６】図５に示す光信号受信回路の第１の制御回路の一例の構成とＢＰＦ入力切替回路の切替機能とを説明するための図
【図７】図５に示す光信号受信回路の第２の制御回路の一例の構成とＢＰＦ入力切替回路の切替機能とを説明するための図
【図８】バンドパスフィルタを説明するための図、（Ａ）はバンドパスフィルタのＱ値が小さい場合を示す周波数特性図、（Ｂ）はバンドパスフィルタのＱ値が大きい場合を示す周波数特性図
【図９】バンドパスフィルタのＱ値と応答時間の関係を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本願の第１の発明は、光信号を受信して電流信号を出力するフォトダイオードと、フォトダイオードからの信号を復調して出力する信号処理回路と、信号処理回路の電流源を光信号に基づいて制御する電流源制御回路とを備え、信号処理回路は、フォトダイオードにより変換された電流信号を電圧信号へ変換するＩＶアンプと、電圧信号に基づいてキャリア成分が含まれる帯域のみを選択するアクティブ型のバンドパスフィルタである第１のＢＰＦ回路と、ＢＰＦ回路により選択された信号を復調する復調回路を備え、電流源制御回路は、フォトダイオードにより変換された電流信号を増幅した信号を出力する光信号検出用アンプと、光信号検出用アンプからの信号のキャリア成分の帯域のみを選択するアクティブ型のバンドパスフィルタである第２のＢＰＦ回路と、光信号検出用アンプからの信号に基づいて光信号を検出した場合に、光信号検出信号を出力する第１の制御回路と、第１の制御回路からの光信号検出信号に基づいて第２のＢＰＦ回路へバイアス電流を供給する第１の電流源回路と、第２のＢＰＦ回路により選択された信号に基づいてキャリア成分を検出した場合に、キャリア検出信号を出力する第２の制御回路と、第２の制御回路からのキャリア検出信号に基づいて信号処理回路へバイアス電流を供給する第２の電流源回路とを備えたことを特徴とした光信号受信回路である。
【００１３】
第１の発明によれば、まず、光信号検出用アンプがフォトダイオードにより変換された電流信号を増幅した信号を出力し、第１の制御回路が光信号検出用アンプからの信号に基づいて光信号を検出した場合に、光信号検出信号を出力することで、第１の電流源回路が第２のＢＰＦ回路へバイアス電流を供給する。次に、第２の制御回路が、第２のＢＰＦ回路により選択された信号に基づいてキャリア成分を検出した場合に、キャリア検出信号を出力し、第２の電流源回路が第２の制御回路からのキャリア検出信号に基づいて信号処理回路へバイアス電流を供給する。このように、第１の制御回路が誤検知して第１の電流源回路がバイアス電流を供給しても第２のＢＰＦ回路だけしか供給されず、第２のＢＰＦ回路がキャリア成分の有無を判定することで、キャリア成分を含まないノイズ光を信号として判定することができる。従って、本発明は、キャリア成分が含まれていることを条件に光信号を検出するため耐ノイズを向上させることができる。また、本発明は、誤検知により回路全体へ電流を供給する場合より消費電力を抑えることができる。
【００１４】
本願の第２の発明は、第１の発明において、第２のＢＰＦ回路は、信号処理回路の第１のＢＰＦ回路を兼用したものであり、光信号検出用アンプからの信号は、該第１のＢＰＦ回路へ入力され、第２の制御回路への信号は、該第１のＢＰＦ回路から入力され、第１の電流源回路は、該第１のＢＰＦ回路へバイアス電流を供給することを特徴とした光信号受信回路である。
【００１５】
第２の発明によれば、第２のＢＰＦ回路を第１のＢＰＦ回路と兼用することができるので、回路規模を小さくできる。また、信号処理回路のバンドパスフィルタは比較的Ｑ値が高く設定されている。従って、光信号かノイズ光かの判定に、帯域幅を狭いバンドパスフィルタを使用することができるので、誤検知の確率を低減することができる。
【００１６】
本願の第３の発明は、第１または第２の発明において、光信号検出用アンプは、フォトダイオードに流れる電流信号を流す第１のトランジスタと、第１のトランジスタに流れる電流信号の所定倍の電流が流れる第２のトランジスタとによりカレントミラー回路を構成したものであり、第２のトランジスタに流れる電流を第１の制御回路へ電流信号として出力すると共に、第２のトランジスタに流れる電流に応じた電圧を第２のＢＰＦ回路へ電圧信号として出力することを特徴とした光信号受信回路である。
【００１７】
第３の発明によれば、光信号検出用アンプがカレントミラー回路により構成されていることで、待機時においては第１のトランジスタおよび第２のトランジスタにほとんど電流が流れないので、待機時の消費電流を抑えることができる。
【００１８】
本願の第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、第１の制御回路は、所定の時定数で設定された積分回路と、積分回路による積分電圧と予め設定された閾値電圧とを比較して、積分電圧が高いときに第１の電流源回路へバイアス電流の供給を指示する比較器とを備えたことを特徴とした光信号受信回路である。
【００１９】
第４の発明によれば、積分回路に設定された時定数より短いパルス幅のノイズ光は、積分回路の充電が満たされる前にノイズ光が無くなることで比較器により閾値電圧より低いとして判定されるため、パルス幅の短いノイズ光を誤検知してしまうことを防止することができる。
【００２０】
本願の第５の発明は、第１から第４のいずれかの発明において、第２の制御回路は、所定の時定数で設定された積分回路と、積分回路による積分電圧と予め設定された閾値電圧とを比較して、積分電圧が高いときに第１の電流源回路へバイアス電流の供給を指示する比較器とを備えたことを特徴とした光信号受信回路である。
【００２１】
第５の発明によれば、ノイズ光にキャリア成分が含まれていても、ノイズ光のパルス数が少ない場合には、積分回路の充電が満たされる前にノイズ光が無くなることで比較器により閾値電圧より低いとして判定されるため、パルス数が少ないキャリア成分を含むノイズ光を誤検知してしまうことを防止することができる。
【００２２】
本願の第６の発明は、第５の発明において、第２の制御回路の積分回路は、放電の時定数が、リモコン信号のフォーマットにより規定されるトレーラコードの時間の最大値より長くなるように設定されていることを特徴とした光信号受信回路である。
【００２３】
第６の発明は、第２の制御回路の積分回路は、時定数が、リモコン信号のフォーマットにより規定されるトレーラコードの時間の最大値より長くなるように設定されていることを特徴とした光信号受信回路である。
【００２４】
第６の発明によれば、第２の制御回路の積分回路の時定数を、トレーラコードの時間の最大値より長くしているので、トレーラ期間（信号休止期間）を含む繰り返しの光信号によるリモコン信号であっても安定動作が可能である。
【００２５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る光信号受信回路を図１から図４に基づいて説明する。図１に示す光信号受信回路１０は、リモコンからの赤外線による光信号（リモコン信号）を受信して復調する機能を備えている。
【００２６】
光信号受信回路１０は、フォトダイオードＰＤと、信号処理回路２０と、電流源制御回路３０と、光信号切替回路４０とを備えている。
【００２７】
フォトダイオードＰＤは、光信号を受信し、光信号を電流信号に変換する。
【００２８】
信号処理回路２０は、フォトダイオードからの信号を復調して出力するものである。信号処理回路２０は、ＩＶアンプ２１と、ＡＣアンプ２２と、第１のＢＰＦ回路２３と、復調回路２４とを備えている。
【００２９】
ＩＶアンプ２１は、受光することでフォトダイオードＰＤに流れる電流を電圧に変換して増幅し、電圧信号として出力する電流電圧変換器である。
【００３０】
ＡＣアンプ２２は、ＩＶアンプ２１からの電圧信号を更に増幅する増幅器である。このＡＣアンプ２２は、リモコン用規格の周波数特性を有している。
【００３１】
第１のＢＰＦ回路２３は、ＡＣアンプ２２からの信号からキャリア成分が含まれる帯域のみを選択するアクティブ型のバンドパスフィルタである。
【００３２】
復調回路２４は、検波回路、積分回路、コンパレータなどで形成され、キャリア（搬送波）を除去し波形整形を行う回路である。
【００３３】
電流源制御回路３０は、信号処理回路２０の電流源をリモコンからの光信号に基づいて制御するものである。電流源制御回路３０は、光信号検出用アンプ３１と、第１の制御回路３２と、第１の電流源回路３３と、第２のＢＰＦ回路３４と、第２の制御回路３５と、第２の電流源回路３６とを備えている。
【００３４】
光信号検出用アンプ３１は、フォトダイオードＰＤにより変換された電流信号を増幅した信号を出力する増幅器である。例えば、光信号検出用アンプ３１を、図２に示すようなカレントミラーにより構成することができる。
【００３５】
図２に示す光信号検出用アンプ３１は、フォトダイオードＰＤへ光信号に応じた電流Ｉｐｄを流すトランジスタ（第１のトランジスタ）３１ａと、トランジスタ３１ａに流れる電流信号を所定倍した電流を流すトランジスタ（第２のトランジスタ）３１ｂ，３１ｃによるカレントミラー回路と、トランジスタ３１ｂとグランドとの間に接続された抵抗３１ｄとにより形成されている。本実施の形態では、トランジスタ３１ａ（フォトダイオードＰＤ）に流れるＮ倍の電流がトランジスタ３１ｂ，３１ｃに流れるように設定されている。
【００３６】
この光信号検出用アンプ３１は、トランジスタ３１ｃに流れる電流を電流信号（Ｉｏｕｔ＝Ｉｐｄ×Ｎ）として第１の制御回路３２へ出力し、トランジスタ３１ｃからの電流が抵抗３１ｄに流れることによる電圧信号（Ｖｏｕｔ＝Ｉｐｄ×抵抗値×Ｎ）を第２のＢＰＦ回路３４へ出力している。
【００３７】
第１の制御回路３２は、光信号検出用アンプ３１からの電流信号に基づいて光信号を検出した場合に、光信号検出信号を出力するものである。例えば、第１の制御回路３２を、図３に示すような回路により形成することができる。
【００３８】
図３に示す第１の制御回路３２は、コンデンサ３２ａおよび定電流源３２ｂによる積分回路と、オペアンプ３２ｃによる比較器と、トランジスタ３２ｄとを備えている。
【００３９】
コンデンサ３２ａは、光信号検出用アンプ３１からの電流信号を、所定の時定数で積分する。定電流源３２ｂは、コンデンサ３２ａによる充電を放電する放電回路として機能する。オペアンプ３２ｃは、コンデンサ３２ａによる積分電圧と、基準電圧（Ｖｒｅｆ）とを比較して、積分電圧の方が高い場合にトランジスタ３２ｄへの光信号検出信号（切替信号）を出力する。トランジスタ３２ｄは、光信号検出信号に基づいて、第１の電流源回路３３から第２のＢＰＦ回路３４へのバイアス電流を流すためのスイッチ３３ａを制御するスイッチ制御トランジスタである。
【００４０】
第１の電流源回路３３は、第１の制御回路３２からの光信号検出信号に基づいて第２のＢＰＦ回路３４へバイアス電流を供給する電流源である。
【００４１】
第２のＢＰＦ回路３４は、光信号検出用アンプ３１からの光信号が変換された電圧信号のキャリア成分の帯域のみを選択するアクティブ型のバンドパスフィルタである。
【００４２】
第２の制御回路３５は、第２のＢＰＦ回路３４により選択された信号に基づいてキャリア成分を検出した場合に、キャリア検出信号を出力する。例えば、第２の制御回路３５を、図４に示すような回路により形成することができる。
【００４３】
図４に示す第２の制御回路３５は、トランスコンダクタンスアンプ３５ａと、コンデンサ３５ｂおよび定電流源３５ｃによる積分回路と、オペアンプ３５ｄと、トランジスタ３５ｅとを備えている。
【００４４】
トランスコンダクタンスアンプ３５ａは、第２のＢＰＦ回路３４からの電圧信号に応じた電流信号を出力する増幅器である。
【００４５】
コンデンサ３５ｂは、光信号検出用アンプ３１からの電流信号を、所定の時定数で積分する積分回路として機能する。定電流源３５ｃは、コンデンサ３５ｂに充電された電荷を放電する放電回路として機能する。オペアンプ３５ｄは、コンデンサ３５ｂによる積分電圧と、基準電圧（Ｖｒｅｆ）とを比較して、積分電圧の方が高い場合にトランジスタ３５ｅへのキャリア検出信号（切替信号）を出力する。
【００４６】
トランジスタ３５ｅは、キャリア検出信号（切替信号）に基づいて、第２の電流源回路３６から信号処理回路２０へバイアス電流を流すためのスイッチ３６ａを制御するスイッチ制御トランジスタである。
【００４７】
本実施の形態１では、コンデンサ３５ｂと定電流源３５ｃとによる積分回路の放電時間が、リモコン信号のフォーマットを規定する最大値より長くなるように、約１００ｍｓに設定されている。
【００４８】
第２の電流源回路３６は、第２の制御回路３５からのキャリア検出信号に基づいて、スイッチ３６ａを制御して、信号処理回路２０へ電流を供給するバイアス電流源である。この第２の電流源回路３６からのバイアス電流により、信号処理回路２０のＩＶアンプ２１、ＡＣアンプ２２、第１のＢＰＦ回路２３および復調回路２４の電流が供給される。
【００４９】
光信号切替回路４０は、第２の制御回路３５からのキャリア検出信号に基づいて、フォトダイオードＰＤからの出力を、信号処理回路２０（ＩＶアンプ２１）または光信号検出用アンプ３１のいずれかに切替える機能を備えている。
【００５０】
以上のように構成された本発明の実施の形態１に係る光信号受信回路の動作を図面に基づいて説明する。
【００５１】
初期状態では、図１に示す第１の制御回路３２から光信号検出信号が出力されていないため第１の電流源回路３３からはバイアス電流が出力されていない。また、第２の制御回路３５から光信号のキャリアを検出したことを示すキャリア検出信号が出力されていないため、第２の電流源回路３６からはバイアス電流が出力されておらず、光信号切替回路４０はフォトダイオードＰＤからの出力を光信号検出用アンプ３１へ入力させるように接続している。
【００５２】
まず、フォトダイオードＰＤが光信号を受信すると、図２に示すように光信号検出用アンプ３１では、光信号に応じた電流がトランジスタ３１ａに流れる。トランジスタ３１ａに電流が流れることにより、トランジスタ３１ａとカレントミラー構成を組むトランジスタ３１ｂ，３１ｃにＮ倍の電流信号が流れ、光信号検出用アンプ３１から第１の制御回路３２へ出力される。また、電流信号は抵抗３１ｄにより電圧信号として第２のＢＰＦ回路３４へ出力される。
【００５３】
第１の制御回路３２では、図３に示すように、コンデンサ３２ａに電流信号が充電され、電位が上昇する。オペアンプ３２ｃでは、コンデンサ３２ａの電位と基準電圧（Ｖｒｅｆ）とを比較して、コンデンサ３２ａの電位が高い場合にはトランジスタ３２ｄへの光信号検出信号（切替信号）を出力する。
【００５４】
第１の制御回路３２から第１の電流源回路３３へ光信号検出信号が出力されることで、第１の電流源回路３３は、スイッチ３３ａをオンして、アクティブ型のバンドパスフィルタである第２のＢＰＦ回路３４へバイアス電流を出力して動作させる。
【００５５】
第１の電流源回路３３は、回路動作のオン／オフを電源Ｖｃｃのスイッチ動作ではなく、電流源のスイッチ動作としているため、スイッチ３３ａのオン抵抗の影響が少ないので低電圧動作にも好適である。
【００５６】
第２のＢＰＦ回路３４では、光信号検出用アンプ３１からの電圧信号を入力して、キャリア成分の帯域のみを選択する。
【００５７】
第２の制御回路３５では、トランスコンダクタンスアンプ３５ａにより第２のＢＰＦ回路３４からの電圧信号に応じた電流信号に変換する。トランスコンダクタンスアンプ３５ａからの電流信号は、コンデンサ３５ｂに充電されることで、コンデンサ３５ｂの電位が上昇する。オペアンプ３５ｄでは、コンデンサ３５ｂの電位と基準電圧（Ｖｒｅｆ）とを比較して、コンデンサ３５ｂの電位が高い場合にはトランジスタ３５ｅへのキャリア検出信号（切替信号）を出力する。
【００５８】
第２の制御回路３５から第２の電流源回路３６へ光信号検出信号が出力されることで、第２の電流源回路３６内のスイッチ３６ａがオンして、信号処理回路２０へバイアス電流を出力する。
【００５９】
第２の電流源回路３６は、回路動作のオン／オフを電源Ｖｃｃのスイッチ動作ではなく、電流源のスイッチ動作としているため、スイッチ３６ａのオン抵抗の影響が少ないので低電圧動作にも好適である。
【００６０】
これにより信号処理回路２０に電流が供給されるため、これ以降の光信号は、ＩＶアンプ２１、ＡＣアンプ２２、第１のＢＰＦ回路２３および復調回路２４により、順次、電流信号や電圧信号に変換されながら復調される。
【００６１】
フォトダイオードＰＤが入力した光がリモコンから送信された光信号でなく、時間幅の短いノイズ光である場合には、コンデンサ３２ａによる時定数より短い充電時間しか与えられないため、コンデンサ３２ａに十分に充電されずに、定電流源３２ｂにより放電される。従って、コンデンサ３２ａによる時定数より短いパルス幅のノイズ光は、コンデンサ３２ａの充電が満たされる前にノイズ光が無くなることでコンデンサ３２ａの電位が基準電圧（Ｖｒｅｆ）を上回らないため、オペアンプ３２ｃからは光信号検出信号（切替信号）が出力されない。これにより、フォトダイオードＰＤが受信した光が、リモコン信号のリーダコードのパルス幅として規定された時間より短い光ノイズである場合には、第１の電流源回路３３は第２のＢＰＦ回路３４へバイアス電流が出力されない。
【００６２】
特許文献１に記載された赤外線受信装置では、光信号のパルスをカウントすることで、光信号かノイズ光かを判別する方法を取っているが、光ノイズの周波数が光信号の周波数と合致してしまうと、数パルスのノイズで即座に応答してしまい誤検知の確率が高くなる。
【００６３】
本実施の形態１に係る光信号受信回路１０では、フォトダイオードＰＤが入力した光が、リーダコードのパルス幅として規定された時間を満たし、ノイズ光にキャリア成分が含まれていても、ノイズ光のパルス数が少なく、キャリア成分を含んだ信号が所定時間継続しなければ、コンデンサ３５ｂの充電が満たされる前にノイズ光が無くなることで、オペアンプ３５ｄの電位が基準電圧（Ｖｒｅｆ）を上回らないため、オペアンプ３５ｄからはキャリア検出信号（切替信号）が出力されないので、第２の制御回路３５の判定により信号処理回路２０へは電流が供給されない。
【００６４】
従って、誤検知の確率を低く抑えることができる。また、光ノイズを誤検知しても、誤検知のときに回路全体に通電してしまう特許文献１の赤外線受信装置受信回路と異なり、電流消費を第２のＢＰＦ回路３４のみに抑えることができるため、一定の省エネルギー化を図ることができる。
【００６５】
また、第２の制御回路３５のコンデンサ３５ｂと定電流源３５ｃとによる積分回路の放電の時定数が、リモコン信号のフォーマットにより規定されるトレーラコードの時間の最大値より長くなる１００ｍｓに設定されていることにより、例えば、チャンネルのアップ・ダウンの際の光信号や音量のアップ・ダウンの際の光信号のように、トレーラ期間（信号休止期間）を含む繰り返しの光信号によるリモコン信号であっても、トレーラ期間後の光信号も確実に捉えることができるので、安定動作が可能である。
【００６６】
また、図１から図４に示す本実施の形態１に係る光信号受信回路１０によれば、光信号を待ち受ける待機状態で電流が流れる量が少ないので、待機状態の消費電流をほぼ０Ａとすることができる。
【００６７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る光信号受信回路について、図５から図９に基づいて説明する。なお、図５においては、図１と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
【００６８】
図５に示す本発明の実施の形態２に係る光信号受信回路１０ａは、図１に示す光信号受信回路１０における電流源制御回路３０の第２のＢＰＦ回路３４を、信号処理回路２０ａ内の第１のＢＰＦ回路２３と兼用したことを特徴としたものである。
【００６９】
信号処理回路２０ａと電流源制御回路３０ａとのバンドパスフィルタを兼用とするために、電流源制御回路３０ａには、光信号検出用アンプ３１からの出力と、ＡＣアンプ２２からの出力とを切替、第１のＢＰＦ回路２３へ入力するＢＰＦ入力切替回路３７が設けられている。
【００７０】
このＢＰＦ入力切替回路３７は、図５、図６、図７に示すように、第１の制御回路３２からの信号と光信号切替回路４０からの出力された信号とをＯＲする論理和回路３８からの信号に基づいて、ＡＣアンプ２２からの信号または光信号検出用アンプ３１からの信号のいずれか一方の信号を切替えて第１のＢＰＦ回路２３へ出力する。
【００７１】
つまり、ＢＰＦ入力切替回路３７は、第１の制御回路３２からの光信号検出信号が有効である、または第２の制御回路３５からのキャリア検出信号が無効であることを条件に、光信号検出用アンプ３１からの信号を第１のＢＰＦ回路２３へ入力させる。
【００７２】
また、第１のＢＰＦ回路２３からの出力を復調回路２４と第２の制御回路３５とに出力している。また、第１の電流源回路３３は、第１のＢＰＦ回路２３へバイアス電流を供給している。
【００７３】
このように図１に示す第２のＢＰＦ回路３４を省略し、信号処理回路２０ａ内の第１のＢＰＦ回路２３を兼用することで、回路規模を縮小することができる。
【００７４】
また、信号処理回路２０ａ内の第１のＢＰＦ回路２３では受信精度を高めるためにＱ値が高く設定される。第１のＢＰＦ回路２３では、Ｑ値は１０に設定され、高い部類に属する。
【００７５】
従って、図８（Ｂ）に示すＱ値が高いバンドパスフィルタは、図８（Ａ）に示すＱ値が低いバンドパスフィルタより信号を通過させる帯域幅が狭いので、帯域幅が広いバンドパスフィルタでは通過するような中心周波数を外れたノイズ光であっても除去することができる。
【００７６】
また、図９からも判るように、Ｑ値の高いバンドパスフィルタは、応答時間が長くなる特性となるため、出力信号の立ち上がりが遅くなる。これは、同一周波数の光ノイズが１、２パルスのみ入力された場合でも出力電圧が低いままなので、第２の制御回路３５内の積分電圧が上昇せず、誤動作しないという利点がある。
【００７７】
従って、信号処理回路２０ａ内の第１のＢＰＦ回路２３を、電流源制御回路３０ａにて行うノイズ判定のバンドパスフィルタと兼用することで、高い耐ノイズ性を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、耐ノイズ性を高めつつ、ノイズ光を誤検知しても消費電力を抑えることができるので、光信号を受信して復調する光信号受信回路に好適である。
【符号の説明】
【００７９】
１０，１０ａ 光信号受信回路
２０，２０ａ 信号処理回路
２１ ＩＶアンプ
２２ ＡＣアンプ
２３ 第１のＢＰＦ回路
２４ 復調回路
３０，３０ａ 電流源制御回路
３１ 光信号検出用アンプ
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ トランジスタ
３１ｄ 抵抗
３２ 第１の制御回路
３２ａ コンデンサ
３２ｂ 定電流源
３２ｃ オペアンプ
３２ｄ トランジスタ
３３ 第１の電流源回路
３３ａ スイッチ
３４ 第２のＢＰＦ回路
３５ 第２の制御回路
３５ａ トランスコンダクタンスアンプ
３５ｂ コンデンサ
３５ｃ 定電流源
３５ｄ オペアンプ
３５ｅ トランジスタ
３６ 第２の電流源回路
３６ａ スイッチ
３７ ＢＰＦ入力切替回路
３８ 論理和回路
４０ 光信号切替回路
ＰＤ フォトダイオード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を受信して電流信号を出力するフォトダイオードと、前記フォトダイオードからの信号を復調して出力する信号処理回路と、前記信号処理回路の電流源を光信号に基づいて制御する電流源制御回路とを備え、
前記信号処理回路は、
前記フォトダイオードにより変換された電流信号を電圧信号へ変換するＩＶアンプと、
前記電圧信号に基づいてキャリア成分が含まれる帯域のみを選択するアクティブ型のバンドパスフィルタである第１のＢＰＦ回路と、
前記ＢＰＦ回路により選択された信号を復調する復調回路を備え、
前記電流源制御回路は、
前記フォトダイオードにより変換された電流信号を増幅した信号を出力する光信号検出用アンプと、
前記光信号検出用アンプからの信号のキャリア成分の帯域のみを選択するアクティブ型のバンドパスフィルタである第２のＢＰＦ回路と、
前記光信号検出用アンプからの信号に基づいて光信号を検出した場合に、光信号検出信号を出力する第１の制御回路と、
前記第１の制御回路からの光信号検出信号に基づいて前記第２のＢＰＦ回路へバイアス電流を供給する第１の電流源回路と、
前記第２のＢＰＦ回路により選択された信号に基づいてキャリア成分を検出した場合に、キャリア検出信号を出力する第２の制御回路と、
前記第２の制御回路からのキャリア検出信号に基づいて前記信号処理回路へバイアス電流を供給する第２の電流源回路とを備えたことを特徴とする光信号受信回路。
【請求項２】
前記第２のＢＰＦ回路は、前記信号処理回路の前記第１のＢＰＦ回路を兼用したものであり、
前記光信号検出用アンプからの信号は、該第１のＢＰＦ回路へ入力され、
前記第２の制御回路への信号は、該第１のＢＰＦ回路から入力され、
前記第１の電流源回路は、該第１のＢＰＦ回路へバイアス電流を供給する請求項１記載の光信号受信回路。
【請求項３】
前記光信号検出用アンプは、前記フォトダイオードに流れる電流信号を流す第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタに流れる電流信号の所定倍の電流が流れる第２のトランジスタとによりカレントミラー回路を構成したものであり、
前記第２のトランジスタに流れる電流を前記第１の制御回路へ電流信号として出力すると共に、前記第２のトランジスタに流れる電流に応じた電圧を前記第２のＢＰＦ回路へ電圧信号として出力する請求項１または２記載の光信号受信回路。
【請求項４】
前記第１の制御回路は、所定の時定数で設定された積分回路と、前記積分回路による積分電圧と予め設定された閾値電圧とを比較して、積分電圧が高いときに前記第１の電流源回路へバイアス電流の供給を指示する比較器とを備えた請求項１から３のいずれかの項に記載の光信号受信回路。
【請求項５】
前記第２の制御回路は、所定の時定数で設定された積分回路と、前記積分回路による積分電圧と予め設定された閾値電圧とを比較して、積分電圧が高いときに前記第１の電流源回路へバイアス電流の供給を指示する比較器とを備えた請求項１から４のいずれかの項に記載の光信号受信回路。
【請求項６】
前記第２の制御回路の積分回路は、放電の時定数が、リモコン信号のフォーマットにより規定されるトレーラコードの時間の最大値より長くなるように設定されている請求項５記載の光信号受信回路。
【請求項１】
光信号を受信して電流信号を出力するフォトダイオードと、前記フォトダイオードからの信号を復調して出力する信号処理回路と、前記信号処理回路の電流源を光信号に基づいて制御する電流源制御回路とを備え、
前記信号処理回路は、
前記フォトダイオードにより変換された電流信号を電圧信号へ変換するＩＶアンプと、
前記電圧信号に基づいてキャリア成分が含まれる帯域のみを選択するアクティブ型のバンドパスフィルタである第１のＢＰＦ回路と、
前記ＢＰＦ回路により選択された信号を復調する復調回路を備え、
前記電流源制御回路は、
前記フォトダイオードにより変換された電流信号を増幅した信号を出力する光信号検出用アンプと、
前記光信号検出用アンプからの信号のキャリア成分の帯域のみを選択するアクティブ型のバンドパスフィルタである第２のＢＰＦ回路と、
前記光信号検出用アンプからの信号に基づいて光信号を検出した場合に、光信号検出信号を出力する第１の制御回路と、
前記第１の制御回路からの光信号検出信号に基づいて前記第２のＢＰＦ回路へバイアス電流を供給する第１の電流源回路と、
前記第２のＢＰＦ回路により選択された信号に基づいてキャリア成分を検出した場合に、キャリア検出信号を出力する第２の制御回路と、
前記第２の制御回路からのキャリア検出信号に基づいて前記信号処理回路へバイアス電流を供給する第２の電流源回路とを備えたことを特徴とする光信号受信回路。
【請求項２】
前記第２のＢＰＦ回路は、前記信号処理回路の前記第１のＢＰＦ回路を兼用したものであり、
前記光信号検出用アンプからの信号は、該第１のＢＰＦ回路へ入力され、
前記第２の制御回路への信号は、該第１のＢＰＦ回路から入力され、
前記第１の電流源回路は、該第１のＢＰＦ回路へバイアス電流を供給する請求項１記載の光信号受信回路。
【請求項３】
前記光信号検出用アンプは、前記フォトダイオードに流れる電流信号を流す第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタに流れる電流信号の所定倍の電流が流れる第２のトランジスタとによりカレントミラー回路を構成したものであり、
前記第２のトランジスタに流れる電流を前記第１の制御回路へ電流信号として出力すると共に、前記第２のトランジスタに流れる電流に応じた電圧を前記第２のＢＰＦ回路へ電圧信号として出力する請求項１または２記載の光信号受信回路。
【請求項４】
前記第１の制御回路は、所定の時定数で設定された積分回路と、前記積分回路による積分電圧と予め設定された閾値電圧とを比較して、積分電圧が高いときに前記第１の電流源回路へバイアス電流の供給を指示する比較器とを備えた請求項１から３のいずれかの項に記載の光信号受信回路。
【請求項５】
前記第２の制御回路は、所定の時定数で設定された積分回路と、前記積分回路による積分電圧と予め設定された閾値電圧とを比較して、積分電圧が高いときに前記第１の電流源回路へバイアス電流の供給を指示する比較器とを備えた請求項１から４のいずれかの項に記載の光信号受信回路。
【請求項６】
前記第２の制御回路の積分回路は、放電の時定数が、リモコン信号のフォーマットにより規定されるトレーラコードの時間の最大値より長くなるように設定されている請求項５記載の光信号受信回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−４８３１６（Ｐ２０１３−４８３１６Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８５５０１（Ｐ２０１１−１８５５０１）
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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