JP2828939B2 - 受光モジュール - Google Patents

受光モジュール

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JP2828939B2
JP2828939B2 JP7321595A JP32159595A JP2828939B2 JP 2828939 B2 JP2828939 B2 JP 2828939B2 JP 7321595 A JP7321595 A JP 7321595A JP 32159595 A JP32159595 A JP 32159595A JP 2828939 B2 JP2828939 B2 JP 2828939B2
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正雄 田中
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Tottori Sanyo Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明は光信号を用いた制御
機器等に好適な受光モジュールに関する。
【従来の技術】従来より空調機、テレビ受像器等におい
てのリモコン操作には赤外線等の変調された光線を用い
ており、この場合には特開昭58−204573号公
報、実公昭61−17643号公報の如く、その光を受
けて光電変換をする受光素子と、その光電変換素子の出
力を増巾する増巾器とを有している。この増巾器は光信
号が微弱であっても応答できるように概ね80〜90dBとい
う大きい増巾率を有しているので雑音に弱い。
【発明が解決しようとする課題】雑音に対しては、通
常、シールドケースを用いたり、フィルタを用いて対策
する。しかし、前述した赤外線等の変調においては、リ
モコン等の発信器が小電力移動型である事が多いので比
較的簡単な変調方式が採用され、かつ微弱信号となる。
このためシールドケースを用いても受光窓は光透過量、
方向性等を考慮して一定要件を満足させなければなら
ず、フィルタ特性も、発信器の電源変動や移動中発振の
事を考慮してシャープな特性を持たせることができなか
った。この為に増巾した波形を整形して一定のON/O
FF信号を取りだしても、図7に示すように抽出した信
号に高周波が重畳されて残っており、これにより機器の
制御回路が判断誤りを起こす。この様な高周波のうち、
特に多いのはテレビジョン受信機のフライバックトラン
スの雑音(16.6KHZ近傍)と螢光灯の駆動(100〜120HZ)の
高調波成分(実験で確認したところ2KHZ〜6KHZ)であっ
た。さらに加えて、近年螢光灯等を高周波点灯させる事
が多く、これらは光学的電磁的に雑音を発生させるので
尖頭度(Q)の低い前記フィルタ特性ではこの雑音を除去
させることが困難であった。さらには一度受光モジュー
ルで増巾した出力を機器の内部で波形整形し、特定周波
数成分の信号波をとり出すには大掛りな回路を必要と
し、この時、その信号線上にさらに雑音が加わり易いの
で受光モジュールを機器に実装するのは煩雑な作業とな
った。そしてこれらの受光モジュールを用いた機器にお
いては、特に室内上方(天井又は天井に近い壁面)に設置
すると、リモコン等の発信器からの光が特定しにくく受
光し難いという事もあって雑音の影響が大きくなってき
た。そこで、本発明は上述の点を考慮し、広範囲に良好
な受光感度特性が得られる受光モジュールを提供するこ
とを主な課題とする。
【課題を解決するための手段】本発明の受光モジュール
は、異なる方向に向いて設けられた複数の受光素子と、
その複数の受光素子の出力和を受け所定の周波数巾の信
号のみを増巾する増巾器とを具備した受光モジュールで
あって、前記増巾器は、アンプと検波/波形整 形回路の
間に接続したフィルタを有し、このフィルタは、中心周
波数として前記変調の基本周波数が設定されたバンドパ
スフィルタと中心周波数として前記変調の基本周波数近
傍の周波数が設定されたノッチフィルタを有し、前記バ
ンドパスフィルタと前記ノッチフィルタは、直接接続し
て互いに近接配置している事を特徴とする。また、本発
の受光モジュールは、異なる方向に向いて設けられ、
赤外線等の変調された光線を受光して光電変換する複数
の受光素子と、その複数の受光素子の出力和を受け所定
の周波数巾の信号のみを増巾する増巾器と、これら受光
素子と増巾器とを内包するシールドケースとを具備した
受光モジュールであって、前記増巾器は、中心周波数と
して前記変調の基本周波数が設定されたバンドパスフィ
ルタと中心周波数として前記変調の基本周波数近傍の周
波数が設定されたノッチフィルタ を近接して配置し、
このノッチフィルタを前記バンドパスフィルタ の後段に
接続した事を特徴とする。
【発明の実施の形態】図1は本発明実施例の受光モジュ
ールの断面図で、図2はそのブロック図である。これら
の図において、(1)は赤外線等の変調された光線を受光
し、逆バイアスすることで光電変換する受光素子で、シ
リコンPINフォトダイオード、フォトトランジスタ、
焦電素子等からなる。(2)はこの受光素子(1)の出力を
増巾する増巾器で、例えばアンプ(21)、フィルタ(22)、
検波(23)、波形整形(24)の各回路からなり、集積回路(2
6)、ブロック抵抗(27)、コンデンサ(28)等で構成され受
光素子(1)と共に基板(3)に固定されている。尚、増巾
器(2)の出力はそのまま、もしくはトランジスタを介し
て出力される。(5)はこれら受光素子(1)と増巾器(2)
を内包するシールドケースで、受光窓(6)は透孔、メッ
シュ状孔又は光透過性電磁シールド膜で構成され、基板
(3)に植設された端子ピン(7)(7)(7)のみがシールド
ケースから突出している。この様な構成において、増巾
器(2)は赤外線等の変調の基本周波数を中心に80〜90dB
の増巾率を有し、その基本周波数の近傍にノッチフィル
タ特性を有している。より具体的に例示するならば、増
巾器(2)のフィルタ(22)は、図3に示すように増巾率を
もたせたバンドパスフィルタ(BPF)を構成するオペアン
プ(2a)と高いQをもつノッチフィルタ(KF)を構成するオ
ペアンプ(2b)(2b)によって構成できる。この様な図3に
示す構成、すなわち、直接接続したバンドパスフィルタ
(BPF)とノッチフィルタ(KF)を備える構成において
ンドパスフィルタ(BPF)の中心周波数として変調周波数
であるfO=37〜40KHZ,Q=fO/([f-fB]×2)=10〜15を選
択設定(尚、[A]はAの絶対値を示す。)し、ノッチ
フィルタ(KF)の中心周波数f1(ダブルTブリッジの直列
抵抗を各々R、枝抵抗をR/2、直列コンデンサを各々
C、枝コンデンサを2Cの値にする時、f1=1/2πRC)を高
周波点灯螢光灯によく用いられる48〜52KHZに選択設定
すれば、図4に実線で示す様な増巾器特性を得る こと
が出来る。従って例えば38KHZをピークにもち20KHZ〜43
KHZにおいて-10dB以上という特性を維持できる。このよ
うに、シールドケース(5)によって囲まれる空間内に増
巾器(2)を配置することによって、増巾器(2)内の直接
接続したバンドパスフィルタ(BPF)とノ ッチフィルタ(K
F)は互いに近接配置されることになり、両者の配線を短
く設定する事ができる。また、直接接続したバンドパス
フィルタ(BPF)とノッチフィルタ (KF)を備えるフィルタ
(22)は、アンプ(21)と検波/波形整形回路(23)(24)の間
に接続しているので、アンプ(21)の前段や検波/波形整
形回路(23)(24)の後段にバンドパスフィルタ(BPF)やノ
ッチフィルタ(KF)を別々に配置する場合に比べて、 外か
らの雑音を受ける前に特定周波数の利得を大巾に減ずる
ことができる。その結果、雑音除去中にさらに雑音をひ
ろうことを防止して雑音の除去を容易にすることができ
る。また前述した図7の高周波成分について螢光灯の
前、ネオン管の前など照明光の直接あたる箇所に受光モ
ジュールを配置してリモコン信号との雑音指数及び制御
回路の判断誤りの発生率について検討した。その結果50
HZ又は60HZの商用電源を用いているにもかかわらず、判
断誤りの発生率の高い雑音周波数は商用周波数の40倍か
ら100倍の高調波であり、特には2KHZ〜6KHZの範囲(ネ
オン管は2.2〜2.4KHZ)で実質利得30dB〜40dBあった。そ
こで、この様な中心周波数fOより離れたところにおける
雑音は、バンドパスフィルタの尖鋭度Qを小さくして対
応すると除去することができる。そしてさらにハイパス
フィルタ(ローカットフィルタ)によってフライバックト
ランスの雑音f2≒16.6KHZを含む17KHZ以下を図4に破線
で示す様な特性で減衰させるとより好ましい。このよう
にして、およそ20〜43KHZにおいて選択的に増巾器の増
巾率を高めると、商用周波数を用いた電気器具等の近く
でも動作が確実となるので、例えば天井灯の近くに設置
された天吊空調機においても誤動作の極めて少ない光リ
モコン用受光モジュールとして利用できる。但し、リモ
コン操作器よりも上方に設置される機器においては、リ
モコン操作器(発信器)から受光モジュールに対する仰
角が大きく、操作者の移動に対して受光モジュールの有
効受光角が狭すぎて操作困難な場合があるが、この様な
場合には受光モジュールを2つ用いるのではなく受光モ
ジュール自身の受光分布を拡大すればよい。その1つの
方法は受光素子内のシリコン受光ペレット等を屈折率3
以上のアモルファス被膜で覆うことである。しかしより
簡単でかつ効果が大きいのは受光モジュール内の受光素
子を2つ用いればよい。図5と図6はこのような受光モ
ジュールの断面図とブロック図を示しており、受光素子
(11)(11)は異なる方向(X)(Y)に向いて設けられ、シー
ルドケース(50)は天面とその周辺の合計5面に受光窓(6
0)を有し、受光窓(60)の開口率が大きい時には光透過性
電磁シールド膜(61)がシールドケース(50)内壁に沿って
設けられている。斯る受光素子(11)(11)は並列接続さ
れ、その出力端は所定の周波数巾の信号のみを増巾する
増巾器(200)に接続されているので、増巾器(200)には2
つの受光素子(11)(11)の出力和が入力される。より具体
的に説明するならば、受光素子(11)(11)は有効受光角±
45度の受光素子(11)(11)が、互いに受光面が直交する様
に配置して固定され、共に増巾器(200)の初段アンプ(20
1)に接続されている。増巾器(200)は初段アンプ(201)の
他にリミッタ(202)、バンドパスフィルタ(203)、検波器
(204)、および波形整形回路(205)からなり、バンドパス
フィルタ(203)のQの鋭どさにより、もしくは図3に示
すようなバンドパスフィルタ(BPF)による帯域巾制限と
ノッチフィルタ(KF)の組合せ又は帯域巾制限とノッチ
フィルタとハイパスフィルタの組合せにより20〜45KHZ
の周波数帯で十分な利得が得られるようになされ、増巾
器(200)の全体としてはそのピーク値に対し2〜17KHZ,4
8〜52KHZの周波数帯で60dB以上の減衰、例えばA
f=2.4KHZ−60dB≦Af=40KHZ≧Af=50KHz-60dBとなるよ
うに定数設定されている。この様な受光モジュールにお
いては、各々の受光素子(11)(11)が有する受光感度特性
(方位依存性)(A)(A)の中心がX軸Y軸方向に指向して
いるが、その中間方向S軸においても2つの受光素子(1
1)(11)の出力和として高い受光感度(B)が得られる。こ
れは受光素子(11)(11)の光電流の大きさもしくは光電流
の大きさに依存して生じる電圧降下の大きさを初段アン
プ(201)に導くものである場合を考えると、X軸又はY
軸の方向からの入射光に対してはいずれか正面となる方
向の受光素子(11)(11)に飽和電流が流れるのに対し、中
間方向であるS軸方向からの入射光に対しては両方の受
光素子(11)(11)の動作電流iが流れる為、初段アンプ(2
01)にとっては1つの受光素子に略2iの動作電流が流
れたに等しく、さらに反射等によって位相差のでた雑音
成分を平均化する役目をもつ。従って増巾器(200)の出
力は中間方向S軸に対しても、2個の受光モジュールを
同様の形態に2箇所に配置する場合には得られない、良
好な受光感度特性が得られる。これにより、例えば一般
家庭の天井の如く空調機の前に照明器具があり、リモコ
ン操作器が室内を大きく移動する場合でも確実な受光制
御が行える。
【発明の効果】以上のように本発明の受光モジュール
は、異なる方向に向いて設けられた複数の受光素子と、
その複数の受光素子の出力和を受け所定の周波数巾の信
号のみを増巾する増巾器とを具備するので、各々の受光
素子が有する受光感度特性(方位依存性)の中心方向の中
間方向において、各受光素子の出力和として高い受光感
度が得られるとともに、反射等によって位相差のでた雑
音成分を平均化することができるので、複数個の受光モ
ジュールを同様の形態に配置する場合には得られない、
良好な受光感度特性が得られる。その結果、例えば一般
家庭の天井の如く空調機の前に照明器具があり、リモコ
ン操作器が室内を大きく移動する場合でも確実な受光制
御を行うことができる。そしてまた、バンドパスフィル
タによって変調の基本周波数を中心にある程度の巾で受
信感度を高く保ちつつ、ノッチフィルタによって変調の
基本周波数近傍の特定周波数の利得を大幅に低減する事
ができるため、基本周波数近傍の雑音や発信器の信号変
動が生じても確実な受信を行う事ができ、取扱を容易に
すること ができる。また、バンドパスフィルタとノッチ
フィルタを直接接続して、両者の配線を短く設定する事
ができ、雑音除去中にさらに雑音をひろう事を防止でき
る。その結果、受光モジュールの出力は信号成分の高い
ものとなり、受光モジュールを取扱やすくする事ができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の受光モジュールの断面図であ
る。
【図2】図1の受光モジュールのブロック図である。
【図3】図2の増巾器内のフィルタの回路図である。
【図4】図2の増巾器の周波数特性図である。
【図5】本発明実施例の受光モジュールの断面図であ
る。
【図6】図5の受光モジュールのブロック図である。
【図7】従来の受光モジュールの出力波形図である。
【符号の説明】
1 受光素子 11 受光素子 2 増巾器 200 増巾器 5 シールドケース 50 シールドケース
フロントページの続き (72)発明者 前田 晋 鳥取県鳥取市南吉方3丁目201番地 鳥 取三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−10926(JP,A) 特開 昭60−103682(JP,A) 特開 昭63−176(JP,A) 特開 昭59−238(JP,A) 実開 昭57−166346(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 異なる方向に向いて設けられた複数の受
    光素子(11,11)と、その複数の受光素子の出力和
    を受け所定の周波数巾の信号のみを増巾する増巾器(2
    00)とを具備した受光モジュールであって、前記増巾
    器(200)は、アンプ(201,202)と検波/波形整
    形回路(204,205)の間に接続したフィルタ(20
    3)を有し、このフィルタ(203)は、中心周波数とし
    て前記変調の基本周波数が設定されたバンドパスフィル
    タ(BPF)と中心周波数として前記変調の基本周波数近
    傍の周波数が設定されたノッチフィルタ(KF)を有し、
    前記バンドパスフィルタ(BPF)と前記ノッチフィルタ
    (KF)は、直接接続して互いに近接配置している事を特
    徴とする受光モジュール。
  2. 【請求項2】 異なる方向に向いて設けられ、赤外線等
    の変調された光線を受光して光電変換する複数の受光素
    (11,11)と、その複数の受光素子の出力和を受
    け所定の周波数巾の信号のみを増巾する増巾器(20
    0)と、これら受光素子(11,11)と増巾器(200)
    とを内包するシールドケース(50)とを具備した受光モ
    ジュールであって、前記増巾器(200)は、中心周波数
    として前記変調の基本周波数が設定されたバンドパスフ
    ィルタ(BPF)と中心周波数として前記変調の基本周波
    数近傍の周波数が設定されたノッチフィルタ (KF)を
    接して配置し、このノッチフィルタ(KF)を前記バン
    ドパスフィルタ(BPF)の後段に接続した事を特徴とす
    る受光モジュール。
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