JP2006319498A - 赤外線信号切り換え器 - Google Patents

Abstract

【課題】効率がよく感度の低下がなく、フィルターの構成が簡単で良好な特性を得ることができ、コストの安い、受光器を多空間に分散して設置することも可能な赤外線信号切り換え器を得る。
【解決手段】周波数の異なる複数の赤外線を受光し電気信号に変換して出力する赤外線受光器１０、赤外線受光器１０から出力される周波数の異なる複数の赤外線に対応する電気信号ごとに信号レベルを減衰させる複数のフィルター１１，１２，１３、赤外線受光器１１，１２，１３から出力される周波数の異なる複数の赤外線に対応する電気信号ごとに信号レベルを検出する複数のレベル検出器１６，１７，１８を有し、各レベル検出手段１６，１７，１８は、対応する周波数の電気信号が所定のレベル以下の場合にその周波数に対応するフィルターを機能させてその周波数の信号レベルを減衰させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、赤外線信号切り換え器に関するもので、例えば、赤外線ワイヤレスマイクロホンシステム、テレビなどのリモートコントロール装置、その他の赤外線送受信装置に適用可能なものである。

従来、ワイヤレスマイクロホンシステム、テレビなどのリモートコントロール装置、その他各種装置の信号伝達手段として、赤外線送受信装置が広く用いられている。家庭で用いられるテレビなどのリモートコントロール装置では赤外線の受信範囲が問題にされることはないが、業務用として用いられるワイヤレスマイクロホンシステムなどでは、マイクロホンがどこにあっても信号を伝達できるように、赤外線の受信範囲を広げる工夫がなされる。赤外線の受信範囲を広げるためにまず考えられるのが、複数の受光器を使用し、各受光器による受光信号を混合することである。

しかし、複数の受光器を使用しても、受光器の設置場所によってはマイクロホンの位置との関係によって受光できない場合があり、赤外線を受光することができない受光器が受信機に接続されていることにより、かえって受信状態を悪化させることがある。赤外線を受光することができない受光器はノイズ成分のみを発生しているので、赤外線を受光している他の受光器による受光信号に影響を及ぼし、感度を悪化させるからである。
このような問題を解消するために、いわゆるダイバーシティ方式を採用することが考えられる。これは、複数の受光器の中から受信状態の良好な受光器を選択してその出力を採用する方式である。しかし、従来のダイバーシティ方式では、一つの受光器で複数の周波数の赤外線を受信しようとする場合などには対応することができない。

図５は、受信状態が悪くノイズの原因となる周波数帯域をカットするために考えられた赤外線信号切り換え器の従来例を示す。この従来例は、所定の周波数帯域の信号を通過させる帯域フィルターを使用して周波数ごとに信号を分割しかつ帯域フィルターを切り換え、切り換えた後のフィルターを通過した信号を混合するものである。図５において、赤外線受光器１０は複数の周波数の赤外線を受光して電気信号に変換し出力するもので、その出力信号は三つの帯域フィルター５１，５２，５３および三つのレベル検出器４１，４２，４３に入力されるように接続されている。帯域フィルター５１はチャンネルＡに対応する周波数帯域の信号を通過させ、帯域フィルター５２はチャンネルＢに対応する周波数帯域の信号を通過させ、帯域フィルター５３はチャンネルＣに対応する周波数帯域の信号を通過させる。三つの帯域フィルター５１，５２，５３は並列的に接続されている。レベル検出器４１はチャンネルＡに対応する周波数帯域の信号レベルを検出し、レベル検出器４２はチャンネルＢに対応する周波数帯域の信号レベルを検出し、レベル検出器４３はチャンネルＣに対応する周波数帯域の信号レベルを検出する。

帯域フィルター５１，５２，５３の出力端子にはそれぞれ開閉スイッチ３１，３２，３３が接続され、これらの開閉スイッチ３１，３２，３３は対応するレベル検出器４１，４２，４３によって開閉（オン／オフ）が制御されるようになっている。より具体的には、各レベル検出器４１，４２，４３による検出レベルがあらかじめ定められたレベルよりも高い場合に、対応する開閉スイッチ３１，３２，３３をオンにし、各レベル検出器４１，４２，４３による検出レベルがあらかじめ定められたレベルよりも低い場合は対応する開閉スイッチ３１，３２，３３をオフにするように構成されている。開閉スイッチ３１，３２，３３がオンになることによってそれらのスイッチを通過した帯域フィルター５１，５２，５３の出力信号は混合器３５で混合され、多チャンネル受信機２０に向けて出力されるように構成されている。例えば、特許文献１記載の発明は、図５に示す従来例と同じ発想に基づくものである。

図５に示す従来の赤外線信号切り換え器によれば、ノイズの原因となる信号レベルの低い周波数の信号はカットされ、信号レベルの高い周波数の信号のみが合成されて出力されるため、ノイズの少ない受信信号が得られる。しかしながら、各帯域フィルター５１，５２，５３の出力信号を混合する構成になっているため、信号の減衰量が多く、感度が低下するという問題点があった。

特開２００４−８０１２１号公報

本発明は、以上説明した従来の赤外線信号切り換え器の問題点を解消して、効率がよく感度の低下がない赤外線信号切り換え器を提供することを目的とする。
本発明はまた、フィルターの構成が簡単で良好な特性を得ることができ、コストの安い赤外線信号切り換え器を提供することを目的とする。
本発明はまた、受光器を多空間に分散して設置することも可能な赤外線信号切り換え器を提供することを目的とする。

本発明は、周波数の異なる複数の赤外線を受光し電気信号に変換して出力する赤外線受光器と、上記赤外線受光器から出力される電気信号のうち使用する周波数の信号以外を選択的に阻止する阻止手段と、を有することを最も主要な特徴とする。
より具体的には、周波数の異なる複数の赤外線を受光し電気信号に変換して出力する赤外線受光器と、赤外線受光器から出力される周波数の異なる複数の赤外線に対応する電気信号ごとに信号レベルを減衰させる複数のフィルターと、赤外線受光器から出力される周波数の異なる複数の赤外線に対応する電気信号ごとに信号レベルを検出する複数のレベル検出器と、を有し、各レベル検出手段は、対応する周波数の電気信号が所定のレベル以下の場合にその周波数に対応するフィルターを機能させてその周波数の信号レベルを減衰させることを特徴とする。

複数のフィルターは減衰フィルターであって、複数のレベル検出器のうち対応する周波数の電気信号が所定のレベル以下であることを検出したレベル検出器がこれに対応するフィルターを機能させてその周波数の信号レベルを減衰させる。機能しない他のフィルターはそれに対応する周波数の信号を通過させる。よって、図５に示す従来例で使用されている混合器は不要であり、回路構成を簡略化することができるとともに、信号の減衰がなく、感度の良好な赤外線信号切り換え器を得ることができる。

以下、本発明にかかる赤外線信号切り換え器の実施例について図面を参照しながら説明する。
図１において、赤外線受光器１０は複数の周波数の赤外線を受光して電気信号に変換し出力するもので、その出力信号は、使用する周波数の信号以外を選択的に阻止する阻止手段３０に入力されるように接続されている。阻止手段３０は直列的に接続された三つの減衰フィルター１１，１２，１３を有してなる。減衰フィルター１１はチャンネルＡに対応する周波数の信号を減衰させてその信号の通過を阻止し、減衰フィルター１２はチャンネルＢに対応する周波数の信号を減衰させてその信号の通過を阻止し、減衰フィルター１３はチャンネルＣに対応する周波数帯域の信号を減衰させてその信号の通過を阻止する。Ａチャンネル、Ｂチャンネル、Ｃチャンネルの順に対応する周波数が高くなっている。

上記赤外線受光器１０の出力信号は三つのレベル検出器１６，１７，１８に入力されるように接続されている。レベル検出器１６はチャンネルＡに対応する周波数帯域の信号レベルを検出し、レベル検出器１７はチャンネルＢに対応する周波数帯域の信号レベルを検出し、レベル検出器１８はチャンネルＣに対応する周波数帯域の信号レベルを検出する。各レベル検出器１６，１７，１８の検出出力で減衰フィルター１１，１２，１３の動作を制御するように構成されている。より具体的には、各レベル検出器１６，１７，１８による検出レベルがあらかじめ定められたレベルよりも高い場合に、対応する減衰フィルター１１，１２，１３が機能しないようにする。各レベル検出器１６，１７，１８による検出レベルがあらかじめ定められたレベルよりも低い場合は、レベル検出器１６，１７，１８が対応する減衰フィルター１１，１２，１３を機能させ、対応する周波数の信号をバイパスさせることにより減衰させ、それ以外の周波数の信号を通過させるように構成されている。阻止手段３０の出力は多チャンネル受信機２０に入力されるように構成されている。減衰フィルター１１，１２，１３、レベル検出器１６，１７，１８を含む回路部分は赤外線信号切り換え器１５を構成している。

図２は、上記阻止手段３０の構成をより具体的に示すとともに、その機能ないしは動作例を示す。図２（ａ）に示すように、三つの減衰フィルター１１，１２，１３は直列的に接続されるとともに、減衰フィルター１１の入力側、減衰フィルター１１，１２，１３それぞれの間および減衰フィルター１３の出力側に、それぞれバッファアンプ２１，２２，２３，２４が接続されている。したがって、前記赤外線受光器１０の出力信号はバッファアンプ２１に入力され、阻止手段３０の出力信号はバッファアンプ２４から出力される。

図４は、上記減衰フィルターの具体的な回路構成例を、減衰フィルター１１で代表して示す。バッファアンプ２１の出力端子は結合コンデンサＣ１と結合コイルＬ１の並列接続を経てバッファアンプ２２の入力端子に接続され、上記結合コンデンサＣ１と結合コイルＬ１の並列接続とバッファアンプ２２との間に、減衰フィルター１１の接続点がある。減衰フィルター１１は直列接続されたコンデンサＣ２と、コイルＬ２と、スイッチングトランジスタ１６を有してなる。コンデンサＣ２の一端は上記結合コンデンサＣ１と結合コイルＬ１の並列接続とバッファアンプ２２との間に接続され、トランジスタ１６のエミッタはアースされている。コンデンサＣ２と、コイルＬ２が特定の周波数すなわちこの例ではＡチャンネルに対応する周波数の信号を通過させるフィルターを構成している。トランジスタ１６のベースには前記レベル検出器１６の検出信号が入力され、レベル検出器１６の検出信号のレベルが所定のレベル以下の場合、トランジスタ１６のベースに信号を入力してトランジスタ１６をオンにし、Ａチャンネルに対応する周波数の信号をアースに落とすように構成されている。したがって、前記阻止手段３０は、選択されたＡチャンネルに対応する周波数の信号の通過を阻止し、Ａチャンネルに対応する周波数以外の周波数の信号を通過させる。換言すれば、Ａチャンネルに対応する周波数の信号は、使用しない周波数の信号であり、それ以外の周波数の信号は使用する周波数の信号であって、阻止手段３０は、使用する周波数の信号以外を選択的に阻止するように動作する。阻止手段３０が具備する他の減衰フィルター１２，１３の構成も、上記減衰フィルター１１の構成と同じである。ただ、減衰フィルター１２，１３では、コンデンサＣ２とコイルＬ２の値が異なっていて、それぞれＢチャンネルに対応する周波数の信号、Ｃチャンネルに対応する周波数の信号を減衰させるように設定されている。

図２（ｂ）は、ＢチャンネルとＣチャンネルに対応する周波数の信号を使用する場合、したがって、Ａチャンネルに対応する周波数の信号レベルが所定のレベル以下の場合の、阻止手段３０の動作を示している。この場合はＡチャンネルに対応する減衰フィルターが動作してそれに対応する周波数の信号が阻止され、それ以外の周波数の信号が通過するように動作する。図２（ｃ）は、Ｃチャンネルに対応する周波数の信号を使用し、ＡチャンネルとＢチャンネルに対応する周波数の信号レベルが低くてこれを使用しない場合の阻止手段３０の動作を示している。ＡチャンネルとＢチャンネルに対応する減衰フィルターが動作してそれに対応する周波数の信号が阻止され、それ以外のＣチャンネルに対応する周波数の信号が通過するように動作する。（ｄ）は、Ｂチャンネルに対応する周波数の信号を使用し、ＡチャンネルとＣチャンネルに対応する周波数の信号レベルが低くてこれを使用しない場合の阻止手段３０の動作を示している。ＡチャンネルとＣチャンネルに対応する減衰フィルターが動作してそれに対応する周波数の信号が阻止され、それ以外のＢチャンネルに対応する周波数の信号が通過するように動作する。

以上説明した阻止手段３０が具備する三つの減衰フィルター１１，１２，１３の動作の組み合わせと、そのときの阻止手段３０の出力との関係をまとめたものが図３に示す図表である。図３は、Ａ，Ｂ，Ｃの各チャンネルに対応する周波数の信号レベルが所定値以上である場合を「大」で、所定値未満である場合を「小」で表し、各場合において何チャンネルの信号が出力されるかを示している。図３の図表の最上段からわかるように、Ａチャンネルに対応する周波数の信号レベルが所定値以上である場合はＡチャンネルの信号が使用される場合であって、Ａチャンネルに対応する周波数の信号のみが選択され、それ以外のチャンネルの信号は阻止される。図３の図表の最下段に示すように、Ａ，Ｂ，Ｃすべてのチャンネルに対応する周波数の信号レベルが「大」の場合、Ａ，Ｂ，Ｃすべてのチャンネルに対応する周波数の信号が出力される。図３には、図２（ｃ）（ｄ）に示す場合については記載されていない。

以上説明した本発明の実施例によれば、使用する周波数の信号以外を選択的に阻止し、使用する周波数の信号のみを通過させるように構成したため、従来の赤外線信号切り換え器に見られるような混合器を使用する必要がなく、回路構成を簡略化することができる。また、混合器を使用して複数の周波数の信号を混合するものではなく、赤外線受光器１０によって受光され変換された信号のうち使用する信号が、阻止手段３０を通過して直接的に多チャンネル受信機２０に伝達されるので、信号の減衰がなく、感度の良好な赤外線信号切り換え器を得ることができる。

図示の実施例では、阻止回路３０を構成する減衰フィルターが３チャンネル構成になっていたが、減衰フィルターの数を増やしてチャンネル数を増やしてもよい。チャンネル数を増やしても、上記のように使用する周波数の信号が直接的に多チャンネル受信機２０に伝達されるので、信号の減衰がなく、感度の良好な赤外線信号切り換え器を得ることができる。また、チャンネル数は二つであってもよい。

本発明にかかる赤外線信号切り換え器において使用する赤外線受光器は、同一空間に単数または複数設置してもよいし、多空間に分散させて複数設置してもよい。本発明にかかる赤外線信号切り換え器において使用することにより、広範囲の空間あるいは多空間で使用する赤外線コードレスマイクロホンを実現することができ、あるいは、赤外線位置検出システム、赤外線追跡システムなどに応用することができる。

本発明にかかる赤外線信号切り換え器の実施例を示すブロック図である。 上記実施例中の減衰フィルターをより具体的に示すもので、（ａ）はブロック図、（ｂ）（ｃ）（ｄ）はそれぞれ減衰フィルターの各種動作例を周波数対信号レベルで示すグラフである。 上記減衰フィルターの動作例をまとめた図表である。 上記減衰フィルターの一つをより具体的に示す回路図である。 従来の赤外線信号切り換え器の例を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 赤外線受光器
１１ 減衰フィルター
１２ 減衰フィルター
１３ 減衰フィルター
１５ 赤外線信号切り換え器
１６ レベル検出器
１７ レベル検出器
１８ レベル検出器
２０ 多チャンネル受信機
３０ 阻止手段

Claims (5)

1. 周波数の異なる複数の赤外線を受光し電気信号に変換して出力する赤外線受光器と、
   上記赤外線受光器から出力される電気信号のうち使用する周波数の信号以外を選択的に阻止する阻止手段と、を有することを特徴とする赤外線信号切り換え器。
2. 赤外線受光器から出力される周波数の異なる複数の赤外線に対応する電気信号ごとに信号レベルを検出する複数のレベル検出器をさらに有し、各レベル検出手段は、対応する周波数の電気信号が所定のレベル以下の場合に、その周波数の信号を選択的に阻止するように阻止手段を切り換える請求項１記載の赤外線信号切り換え器。
3. 阻止手段は、上記赤外線受光器から出力される周波数の異なる複数の赤外線に対応する電気信号ごとに信号レベルを減衰させてその周波数の信号を阻止する複数のフィルターを有してなり、各レベル検出器は、対応する周波数の電気信号が所定のレベル以下の場合にその周波数に対応するフィルターを機能させてその周波数の信号レベルを減衰させる請求項２記載の赤外線信号切り換え器。
4. 複数のフィルターは直列的に接続され、各フィルター間にはバッファアンプが配置されている請求項３記載の赤外線信号切り換え器。
5. 各フィルターは、対応するレベル検出器が検出する電気信号のレベルが所定のレベル以上である場合に、その周波数の電気信号を通過させる請求項３記載の赤外線信号切り換え器。
   

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