JP5197187B2

JP5197187B2 - 赤外線通信装置

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Publication number: JP5197187B2
Application number: JP2008171217A
Authority: JP
Inventors: 正延枝澤
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2028-06-30
Also published as: JP2010011354A

Description

本発明は赤外線通信装置に関し、特に、相手側の機器から送信された赤外線信号を受信してパルス信号に変換し、このパルス信号が正常か異常かを判断して、正常に受信したパルス信号に基づいた処理を行う赤外線通信装置において、受信したパルス信号の正常／異常を簡単な回路で判断可能な赤外線通信装置に関する。

従来、赤外線（ＩＲ）を利用して無線通信を行い、手元の装置（例えばテレビのリモコン）から遠方にある装置に所望の動作を行わせる（例えばテレビのチャンネル、音量等を変更する）赤外線通信装置が知られている。このような赤外線通信装置では、情報を赤外線に重畳して送信するために、赤外線に所定の変調をかけている。この変調には、変復調回路を論理回路を用いて安価に実現できるパルス変調方式が用いられることが多い。

パルス変調方式は、送信機側において送信すべきデータを所定の規則に従って短いパルス信号に変換してパルス変調信号とし、受信機側において受信したパルス変調信号を所定の規則に従って復調して元のデータに復元するものである。このようなパルス変調方式としては、例えば、ＩｒＤＡ（赤外線データ通信協会で定めた赤外線通信の国際標準規格）という赤外線通信方式が知られている。このＩｒＤＡ方式では、受信回路にＲＺ（ゼロ復帰：１クロック間でパルスが基準レベルに戻る形式）復調回路、或いはＲＺＩ（ゼロ復帰反転）復調回路が必要である。ＲＺ、或いはＲＺＩ復調回路には、ＩｒＤＡの規格によりパルスの有効幅が定義されている。

このようなパルス変調方式では、変調側は送信データのうち「１」に相当する信号の１ビットに対して予め定められた有効幅を有するパルス信号を１パルス送信する。そして、受信側はパルス信号を受信すると、所定のビットレートに従って１ビットを「１」にセットし、再びパルス信号を受信すれば同様に次のビットを「１」にセットし、パルス信号が受信されなければ「０」にセットすることが行われている。

ところが、この方式では、外来ノイズによってパルス信号に不要なパルス状の信号が重畳される場合がある。このような場合、ノイズによるパルスと、受信すべきパルスとの区別がつかなくなり、本来「０」にセットすべき信号を、このノイズによって「１」にセットしてしまい、復調したデータが本来のデータと異なったものとなるという不具合が発生することがあった。

そこで、特許文献１に記載の発明では、受信したパルス信号のパルス幅の検出にカウンタを使用しており、パルス受信時からの時間をカウンタでカウントし、パルスが無くなった時点でカウンタのカウントを終了し、カウント値でパルス幅を検出している。そして、検出したパルス幅が所定範囲内に入るかどうかを検出してパルスの正常、異常を判定している。即ち、受信したパルス信号のパルス幅が第１の幅以上であるか否か、及びこのパルス幅が第１の幅より大きい第２の幅以下であるか否かを判定し、計測されたパルス幅が第１の幅以上かつ第２の幅以下の時に、このパルスを正常と判断してパルス信号の復調に使用し、それ以外の異常パルスは復調に使用しないようにしている。この結果、特許文献１に記載の発明では、正常なパルスのみが復調に使用されるので、復調したデータが本来のデータと同じになる。

更に詳しく述べると、特許文献１に記載の発明では、受信回路に入力されるＲＺ信号が「１」を受信中はパルス幅計測カウンタのカウントアップを行い、ＲＺ信号が「０」を受信したらカウンタのカウントアップを止めて計測を終了し、ＲＺ信号の有効パルス幅の判定は、計測終了時のカウント値を使用して、次のように行っている。即ち、（最小幅を示すカウント値）≦（計測終了時のカウント値）かつ（計測終了時のカウント値）≦（最大幅を示すカウント値）である時に有効パルスと判定している。判定終了時に計測カウンタの値は０に初期化される。

なお、特許文献１に記載の発明では、カウンタをパルス幅の検出のみに使用しており、通信速度の監視は別のカウンタで行っている。即ち、ＲＺ復調と通信速度の監視には別々の２つのカウンタを使用している。

特開平９−２３１９０号公報（図５、図６、図８）

ところが、特許文献１に記載のＲＺ信号の有効パルス幅の判定を、受信したパルス信号のパルス幅が第１の幅以上であるか否か、及びこのパルス幅が第１の幅より大きい第２の幅以下であるか否かを判定することによって行っているので、ＲＺ信号の有効パルス幅の検出に必要な回路規模が大きくなり、回路面積の増大、消費電力の増加の原因となっていた。これは、ＲＺ信号の通信速度が可変であり、これに合わせてパルス幅のカウント値を大小２つの基準値と比較するために必要な回路規模が大きくなるからである。

また、特許文献１に記載の発明では、１つのカウンタはパルス幅の検出のみに使用しており、通信速度の監視は別のカウンタで行っているので、ＲＺ復調と通信速度の監視には別々の２つのカウンタが必要であり、このことも回路規模を大きくしていた。

そこで、本発明は、ＲＺ信号の通信速度が可変であっても、ＲＺ信号の有効パルス幅の検出に必要な回路規模が小さくて信頼性が高く、かつ回路規模縮小による消費電力の低減を図ることが可能な赤外線通信装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成する本発明の赤外線通信装置は、受信した赤外線信号を電気信号に変換後、該電気信号に含まれるパルスの有効幅を検出する有効幅検出回路を備えた赤外線通信装置であって、有効幅検出回路が、パルスの開始エッジによりデータ取り込み時期を検出する開始エッジ検出手段と、開始エッジの検出時点からの時間をカウントするカウント手段と、カウント手段のカウント値から得られる時間がパルスの最小幅検出時間になった時にパルスの有無を検出する第１のパルス検出手段と、カウント手段のカウント値から得られる時間がパルスの最大幅検出時間になった時にパルスの有無を検出する第２のパルス検出手段と、第１のパルス検出手段がパルスを検出し、第２のパルス検出手段がパルスを検出しなかった時にパルスが有効パルスであると判定する有効パルス判定手段とを備えることを特徴とする赤外線通信装置である。

本発明の赤外線通信装置は、パルスを計測するカウンタを用いて通信速度の監視を行っており、パルス幅の計測と通信速度の監視は、１つのカウンタで行っている。

本発明の赤外線通信装置によれば、以下のような効果がある。
１．ノイズ除去回路を持つため、ＲＺ信号のノイズによる誤動作を防止でき、信頼性が向上する。

２．ＲＺ信号のパルス幅の有効判定に回路規模の小さい等価判定回路を使用することができる。

３．ＲＺ信号のパルス幅と通信速度の１ビット周期を計測するカウンタの共用化により回路規模を小さくできる。

４．回路規模の縮小による消費電力低減を実現できる。

以下、添付図面を用いて本発明の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。なお、各図において、同じ構成の部材には同じ符号を付して説明する。

図１は本発明に係る赤外線通信装置１０の概略構成を示すものであり、例えば、後述する車載装置に搭載されている。そして、後述する別の装置から出射された赤外線が受光素子１で受信される。受光素子１としては、例えば、赤外線を電気信号に変換するピンフォトダイオード等がある。受光素子１から出力された電気信号はアンプ２で増幅された後に波形整形部３に入力される。波形整形部３ではアンプ２の出力信号を整形し、所定レベルのパルスを含むＲＺ信号（受光パルス）を出力する。

波形整形部３から出力されたＲＺ信号は有効パルス検出と復調部４に入力され、パルスが有効パルスか否かが判定される。有効パルスと判定されたパルスは、所定のデータ形式、例えばＮＲＺ信号（非ゼロ復帰：１クロック間でパルスに高低の変化がない形式）に復調されて受信回路５に入力され、受信処理された後に制御回路６に入力される。制御回路６はＮＲＺ信号に基づいて他の制御機器、例えば、車載装置に搭載されたナビゲーション装置やデッキ装置等を制御する。よって、制御回路６からの信号は、これらの制御機器に接続するＬＡＮ（構内通信網、内部バスとも言う）に出力される。

また、制御回路６からは、後述する分周比ｚ、パルス幅の最小幅時間カウント値ｎ、パルス幅の最大幅時間カウント値ｍ等が、有効パルス検出と復調部４に入力される。更に、この実施例の制御回路６には、変調回路７、ドライバ部８、及び発光素子９が接続されており、制御回路６から図示しない別の装置に、赤外線でデータを送信することができるようになっている。変調回路７は制御回路６からの送信データを所定の規則に従ってパルス信号に変調してドライバ部８に送る。ドライバ部８では変調された信号に従って赤外線を放出するための電流を発生し、発光素子９はこのドライバ部８の出力電流に従って赤外線を図示しない別の装置に出射する。発光素子９には、例えば赤外線ＬＥＤが使用される。

図２（ａ）は、図１に示した本発明の赤外線通信装置の有効パルス検出と復調部４の一実施例の構成を示すものであり、入力されたＲＺ信号（受光パルス）のパルス幅の検出回路の一実施例の構成を示すものである。また、図２（ｂ）は（ａ）の各部の動作波形を示している。この実施例では、ＲＺ信号は時刻ｔ０で立上がり、時刻ｔ４で立ち下がるものとする。入力されたＲＺ信号は、立上がりエッジ検出部２１に入力され、立上がりエッジ検出部２１からはパルスの立上がりエッジ検出信号が出力される。パルスの立上がりエッジ検出信号は、時刻ｔ０で立上がり、時刻ｔ１で立ち下がる。パルスの立上がりエッジ検出信号の立ち下がりで後述する最小値幅以上保持信号がクリアされる。

立上がりエッジ検出部２１の出力は、カウント手段であるカウンタ２２とＯＲ回路２７に入力される。カウンタ２２はパルスの立上がりエッジ検出信号の立下りでカウントを開始し、そのカウント値が第１のパルス検出手段である最小値検出回路２３と第２のパルス検出手段である最大値検出回路２４に入力される。最小値検出回路２３にはパルス幅の最小値ｎが入力されており、最小値検出回路２３は、カウンタ２２のカウント値がパルス幅の最小値ｎになった時に、出力をＡＮＤ回路２５に出力する。一方、最大値検出回路２４にはパルス幅の最大値ｍが入力されており、最大値検出回路２４は、カウンタ２２のカウント値がパルス幅の最大値ｍになった時に、出力をＡＮＤ回路２６に出力する。最大値検出回路２４の出力は、ＯＲ回路２７とフリップフロップ２９にも入力される。

例えば、時刻ｔ２の時にカウント値がパルス幅の最小値ｎに達すると、最小値検出回路２３から時刻ｔ３までの間だけ最小幅以上検出パルスが出力され、時刻ｔ５の時にカウント値がパルス幅の最大値ｍに達すると、最大値検出回路２４から時刻ｔ６までの間だけ最大幅以上検出パルスが出力される。

ＲＺ信号のパルス幅が正常状態であるときは、パルス幅の最小値を検出する時刻ｔ２の時点ではＲＺ信号はハイレベル（以後ハイレベル状態を「１」と記す）であり、パルス幅の最大値を検出する時刻ｔ４の時点ではＲＺ信号はローレベル（以後ローレベル状態を「０」と記す）である。従って、時刻ｔ２においては、ＡＮＤ回路２５には、ＲＺ信号の「１」と、最小値検出回路２３からの「１」の信号が入力されるので、ＡＮＤ回路２５の出力が「１」となる。

ＡＮＤ回路２５の出力はフリップフロップ３０に入力される。フリップフロップ３０には立上がりエッジ検出部２１の出力がＯＲ回路２７を通じて入力されており、立上がりエッジ検出部２１の出力が「０」で、ＡＮＤ回路２５の出力が「１」から時刻ｔ３で「０」に切り替わった時に、フリップフロップ３０の出力が「１」になる。この出力が最小幅以上保持信号である。最小幅以上保持信号は、時刻ｔ１で立上がりエッジ検出部２１の出力が「１」から「０」に切り替わった時にクリアされているものである。最小幅以上保持信号はＡＮＤ回路２８に入力される。

また、ＲＺ信号のパルス幅が正常状態であるときは、パルス幅の最大値を検出する時刻ｔ４以降の時点ではＲＺ信号は「０」である。従って、時刻ｔ５においては、ＡＮＤ回路２６には、ＲＺ信号の「０」の反転信号と、最大値検出回路２４からの「１」の信号が入力されるので、ＡＮＤ回路２６の出力が「１」となる。ＡＮＤ回路２６の出力はＡＮＤ回路２８に入力される。時刻ｔ５においては、ＡＮＤ回路２８にはフリップフロップ３０からの「１」の信号（最小幅以上保持信号）が入力されているので、ＡＮＤ回路２６からＡＮＤ回路２８に「１」の信号が入力されると、ＡＮＤ回路２８の出力が「１」になる。

ＡＮＤ回路２８の出力はフリップフロップ２９に入力される。フリップフロップ２９には最大値検出回路２４の出力が入力されているので、時刻ｔ６で最大値検出回路２４の出力が「１」から「０」に切り替わった時に、フリップフロップ２９の出力が「１」になる。この出力が有効パルス幅検出保持信号であり、図１に示した受信回路５に入力される。

このように、図２に示した構成では、ＲＺ信号の有効パルス幅の検出に、パルス幅の基準値との大小比較を行っていないので、ＲＺ信号の有効パルス幅の検出に必要な回路規模を小さくでき、消費電力も低減できる。また、図２に示した構成では、パルス幅の最小値の検出時間及びパルス幅の最大値の検出時間にパルスの有無を確認するだけであるので、検出の信頼性も高くなる。

図３は、特定の通信速度のみに対応した有効パルス検出と復調部４の構成を示すものであり、復調回路をＲＺ復調／ＲＺＩ復調回路とした実施例の構成を示している。この図の有効パルス検出と復調部４の構成を図２（ａ）で説明した構成と対比すると、ＲＺデータ取り込み制御部３１が立上がりエッジ検出部２１に対応しており、カウンタ制御部３２がカウンタ２２に対応しており、判定時間制御部３３が最小値検出回路２３と最大値検出回路２４に対応しており、最小幅以上検出制御部３４がＡＮＤ回路２５とフリップフロップ３０に対応している。また、有効パルス復調制御部３５は、図２（ａ）に示したＡＮＤ回路２６，２８及びフリップフロップ２９と、図１に示した受信回路５を合わせたものに対応する。

ＲＺデータ取り込み制御部３１にはＲＺデータと極性設定信号が入力され、ＲＺデータ取り込み制御部３１でＲＺデータに含まれるノイズが除去されるとともに、立上がりエッジが検出されて立上がりエッジ検出信号が出力される。ノイズ除去後のＲＺデータは最小幅以上検出制御部３４と有効パルス復調制御部３５に入力され、立上がりエッジ検出信号はカウンタ制御部３２と最小幅以上検出制御部３４に入力される。

カウンタ制御部３２には立上がりエッジ検出信号のほかに分周比設定信号（この実施例では固定値ｚ）が入力され、カウンタ制御部３２は、立上がりエッジ検出信号の立下がりによってカウントを開始して、カウント値Ｑを判定時間制御部３３に出力する。判定時間制御部３３には、カウント値Ｑの他に、最小時間カウント値（この実施例では固定値ｎ）、最大幅超過時間カウント値（この実施例では固定値ｍ）が入力される。また、判定時間制御部３３からは、最小幅以上時間検出信号が最小幅以上検出制御部３４に出力されると共に、最大幅超過時間検出信号が最小幅以上検出制御部３４に出力される。最大幅超過時間検出信号は有効パルス復調制御部３５にも出力される。

有効パルス復調制御部３５には、前述のノイズ除去後のＲＺデータと最大幅超過時間検出信号の他に、最小幅以上検出制御部３４からの最小値検出信号と、ＲＺ／ＲＺＩ復調設定信号が入力される。ＲＺ／ＲＺＩ復調設定信号により、有効パルス復調制御部３５は、ＲＺ復調設定の時に有効パルス検出でＮＲＺデータを「１」に復調し、ＲＺＩ復調設定の時に有効パルス検出でＮＲＺデータを「０」に復調する。この有効パルス復調制御部３５からはＲＺ／ＲＺＩ復調設定信号に応じたＮＲＺデータが出力される。

なお、以上説明した構成に、図３の右側に一点鎖線で囲って示す構成を付加することも可能である。付加構成は、ＮＲＺデータの処理を行うために、ＮＲＺイネーブル生成機能を判定時間制御部３３に追加したものであり、この場合は、判定時間制御部３３にイネーブル生成時間カウント値（この実施例では固定値ｒ）が入力されている。

図４は、図３に示した構成に、通信速度設定機能を追加して、複数の通信速度に対応したＲＺ復調／ＲＺＩ復調回路の実施例の構成を示すものであり、図３に示した構成と同じ構成には同じ符号を付してある。図４の構成が図３の構成と異なる点は、カウント値設定制御部４１が新たに設けられている点のみである。カウント値設定制御部４１には通信速度の設定値が入力され、カウント値設定制御部４１からは、図３で説明した分周比設定信号（この実施例では固定値ｚ）、最小幅時間カウント値（この実施例では固定値ｎ）、最大幅超過時間カウント値（この実施例では固定値ｍ）、及びイネーブル生成時間カウント値（この実施例では可変値ｒ）が、通信速度設定値に応じて出力される。

ここで、図３及び図４に示したＲＺ復調／ＲＺＩ復調回路の各部分の動作を説明するが、（１）ノイズ除去後のＲＺデータにパルスがありこのパルス幅が有効幅を備えている場合、（２）ノイズ除去後のＲＺデータにパルスがありこのパルス幅が有効幅より小さい場合、（３）ノイズ除去後のＲＺデータにパルスがありこのパルス幅が有効幅より大きい場合について、それぞれ図５から図７に示すタイムチャートを用いて説明する。

（１）ノイズ除去後のＲＺデータのパルス幅が有効幅を備えている場合
図５には、以下の動作が示されている。
・通信速度の１ビット幅とクロック信号、
・ＲＺデータパルスの最小パルス幅時間、
・ＲＺデータパルスの最大パルス幅時間、
・ノイズ除去後の有効パルス幅を備えたＲＺデータとこれに続くパルスなしＲＺデータ
・ＲＺデータの立上がりエッジ検出信号、
・カウンタのカウント値Ｑ、
・最小幅以上時間検出信号、
・最小幅検出信号、
・最大幅超過時間検出信号、
・ＲＺ復調設定時のＮＲＺデータ
・ＲＺＩ復調設定時のＮＲＺデータ
・ＮＲＺデータイネーブル信号

この実施例では、ノイズ除去後のＲＺ信号は、最初の通信速度の１ビット幅の中には、時刻ｔ１０で立上がり、時刻ｔ１４で立ち下がる有効パルスがあり、次の通信速度の１ビット幅の中には有効パルスがないものとする。この場合、ＲＺデータ取り込み制御部３１から出力されたパルスの立上がりエッジ検出信号は、時刻ｔ１０で立上がり、１クロック後の時刻ｔ１１で立ち下がる。

立上がりエッジ検出信号がカウンタ制御部３２に入力されると、カウンタ制御部３２はカウンタ制御のカウント値Ｑを”０”として、最小幅以上検出制御の最小幅検出を「０」にしてからカウントを開始する。時間の経過とともにカウント値は増大する。カウンタ制御部３２は、立上がりエッジ検出でパルス幅のカウントを開始すると共に、通信速度の１ビット幅の周期監視を開始し、次のビットの先頭位置を予測する。

カウント値Ｑが”ｎ”になる時刻ｔ１２は、最小パルス幅が確保できているかどうかを確認するための最小パルス幅時間であり、この時に最小幅以上時間検出信号を「１」にする。最小幅以上時間検出信号は１クロック後の時刻ｔ１３で立下るが、最小幅以上時間検出信号が「１」の時にＲＺデータのレベルを検出し、ＲＺデータがハイレベルの時に、最小幅以上時間検出信号の立下りで最小幅検出信号が立上がって「１」になる。この後、ＲＺデータは最大パルス幅時間になる前の時刻ｔ１４で立ち下がる。

カウント値Ｑが”ｍ”になる時刻ｔ１５は、パルスが最大パルス幅未満であるかどうかを確認するための最大パルス幅時間であり、最大幅超過時間検出信号が立ち上がって「１」になり、１クロック後の時刻ｔ１６で立下って「０」になる。最大幅超過時間検出信号の立ち下がりで、最小幅検出信号を「０」に初期化する。

最大幅超過時間検出信号が「１」、かつ最小幅検出信号が「１」であって、ＲＺデータがローレベルの時に、ＲＺデータのパルスは有効パルスであると判定される。この時、ＲＺ／ＲＺＩ復調選択設定がＲＺ復調になっている時は、ＮＲＺデータが「１」に復調され、逆にＲＺ／ＲＺＩ復調選択設定がＲＺＩ復調になっている時は、ＮＲＺデータが「０」に復調される。ＮＲＺデータイネーブル信号は、「１」または「０」にＮＲＺデータが復調された後の時刻ｔ１７で「１」になり、続く時刻ｔ１８で「０」になり、復調後のＮＲＺデータの取り込み時期を知らせる。

次に、続くＲＺデータにパルスがない場合について説明する。カウンタは通信速度の１ビット幅が終了した時のカウント値Ｑは、”ｚ−１”が最大値であり、以後のカウント値Ｑは”０”から”ｚ−１”までを繰り返す。この場合もカウント値Ｑが”ｎ”になる時刻ｔ１９において、最小パルス幅が確保できているかどうかの確認が行われる。最小幅以上時間検出信号は１クロック後の時刻ｔ２０で立下るが、時刻ｔ１９においてＲＺデータがなかったので、その後の最小幅検出信号は「１」にならない。

カウント値が”ｍ”になる時刻ｔ２１では、最大幅超過時間検出信号が立ち上がって「１」になるが、この時のＲＺデータはローレベルであるので、ＲＺデータにパルスはないと判定される。最大幅超過時間検出信号は１クロック後の時刻ｔ２２で立下って「０」になる。時刻ｔ２２において、ＲＺ／ＲＺＩ復調選択設定がＲＺ復調になっている時は、ＮＲＺデータが「０」に復調され、逆にＲＺ／ＲＺＩ復調選択設定がＲＺＩ復調になっている時は、ＮＲＺデータが「１」に復調される。ＮＲＺデータイネーブル信号は、「０」または「１」にＮＲＺデータが復調された後の時刻ｔ２３でハイレベルになり、続く時刻ｔ２４でローレベルになり、復調後のＮＲＺデータの取り込み時期を知らせる。

（２）ノイズ除去後のＲＺデータのパルス幅が有効幅より小さい場合
図６は、ノイズ除去後のＲＺデータのパルス幅が最小パルス幅を満たさない場合のＲＺ復調及びＲＺＩ復調のタイムチャートである。パルス幅が最小幅未満の時のＲＺ復調／ＲＺＩ復調は以下の手順で行われる。

（Ａ）カウンタ制御部３２は、ＲＺデータ取り込み制御部３１のノイズ除去後のＲＺデータのパルス入力による立上がりエッジ検出でカウント値Ｑを”０”に初期化してパルス幅の計測と通信速度の１ビット幅の周期監視を開始する。

（Ｂ）最小幅以上検出制御部３４は、カウント値Ｑの値が”ｎ”となって、判定時間制御部３３からの最小幅以上時間権検出値が「１」の時に、ＲＺデータ取り込み制御部３１のノイズ除去後のＲＺデータの値を検出し、この時の値が「０」ならば有効パルスの最小幅検出なしと判断して、最小幅検出信号の値を「０」にして有効パルス復調制御部３５に出力する。

（Ｃ）有効パルス復調制御部３５は、カウント値Ｑの値が”ｍ”となって、判定時間制御部３３の最大幅超過時間検出値が「１」の時に、最小幅以上検出制御部３４からの最小幅検出信号の値が「０」ならば、ＲＺデータ取り込み制御部３１からのノイズ除去後のＲＺデータのパルス幅が最小幅未満であると判断して無効パルスの検出を行い、無効パルスを検出したら、ＲＺ復調設定時はＮＲＺデータの値を「０」にして出力し、ＲＺＩ復調設定時はＮＲＺデータの値を「１」にして出力する。

（３）ノイズ除去後のＲＺデータのパルス幅が有効幅より大きい場合
図７は、ノイズ除去後のＲＺデータのパルス幅が最大パルス幅を超過した場合のＲＺ復調及びＲＺＩ復調のタイムチャートである。パルス幅が最大幅を超過した時のＲＺ復調／ＲＺＩ復調は以下の手順で行われる。

（Ｂ）最小幅以上検出制御部３４は、カウント値Ｑの値が”ｎ”となって、判定時間制御部３３からの最小幅以上時間権検出値が「１」の時に、ＲＺデータ取り込み制御部３１のノイズ除去後のＲＺデータの値を検出し、この時の値が「１」ならば有効パルスの最小幅検出ありと判断して、最小幅検出信号の値を「１」にして有効パルス復調制御部３５に出力する。

（Ｃ）有効パルス復調制御部３５は、カウント値Ｑの値が”ｍ”となって、判定時間制御部３３の最大幅超過時間検出値が「１」の時に、最小幅以上検出制御部３４からの最小幅検出信号の値が「１」ならば、ＲＺデータ取り込み制御部３１からのノイズ除去後のＲＺデータのパルス幅が最大幅を超過したと判断して無効パルスの検出を行い、無効パルスを検出したら、ＲＺ復調設定時はＮＲＺデータの値を「０」にして出力し、ＲＺＩ復調設定時はＮＲＺデータの値を「１」にして出力する。

図８（ａ）は、図３及び図４に示したＲＺデータ取り込み制御回路３１の内部構成の一例を示すものである。ＲＺデータ取り込み制御回路３１は、極性制御回路１１とノイズ除去兼立上がりエッジ検出回路１２を備えている。極性制御回路１１は入力されるＲＺデータの極性の制御を、入力される極性設置値に応じて行い、ノイズ除去兼立上がりエッジ検出回路１２はノイズ除去と立上がりエッジ検出を行う。なお、極性制御回路１１とノイズ除去兼立上がりエッジ検出回路１２の接続は、図８（ｂ）に示すように逆でも良い。この場合はパルスの極性が分からないので、先にノイズ除去兼立上がりエッジ検出回路１２でノイズ除去とパルスの両エッジ検出（立上がりエッジ検出と立下がりエッジ検出）を行い、その後で極性制御回路１１において極性の選択を行って立上がりエッジ検出を行うことも可能である。

図９（ａ）は図８（ａ）に示した回路の各部の動作を示すタイムチャートであり、図９（ｂ）は図８（ｂ）に示した回路の各部の動作を示すタイムチャートである。図９（ａ）に示すタイムチャートでは、極性設定が「極性反転なし」であり、この場合は「１」のパルス幅を測定する。一方、図９（ｂ）に示すタイムチャートでは、極性設定が「極性反転あり」であり、この場合は「０」のパルス幅を測定する。

図９（ａ）、（ｂ）に示すタイムチャートでは、ＲＺデータと極性設定に基づいて、保護段数が３段のノイズ除去兼立上がりエッジ検出回路１２と極性制御回路１１とを用いてパルス幅を測定する区間が「１」になるノイズ除去後のＲＺデータを得ている。従って、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、ＲＺデータの極性が反転してから３つ目のパルスの時のＲＺデータの状態が、ノイズ除去後のＲＺデータとして出力される。また、ノイズ除去後のＲＺデータの「０」から「１」への変化に合わせて、立上がりエッジ検出信号が「１」になる。なお、この例では保護段数を３段にしてあるが、保護段数は３段に限定されるものではない。

図１０（ａ）は図３及び図４に示したカウンタ制御部３２の分周回路の具体例の構成を示すものである。カウンタとしては、分周比Ｚのｃビット幅のＺ分周カウンタ回路を使用することができる。このＺ分周カウンタ回路は、立上がりエッジ検出値が「１」の時に、カウンタのカウント値を「Ｙ」に初期化し、立上がりエッジ検出値が「０」の時に、カウンタのカウント値の範囲を「Ｙ」〜「Ｙ＋Ｚ−１」として、カウントアップの繰り返しを行う。このとき、「Ｙ」の範囲は、０〜（２のｃ乗）−Ｚであり、「Ｙ＋Ｚ−１」の範囲は（２のｃ乗）−Ｚ〜（２のｃ乗）−１である。

例えば、ｃ＝７ビット、Ｚ＝１００分周の場合、「（２のｃ乗）−１」の値は１２７であるので、カウント値の範囲は図９（ｂ）に示すように、（１）「０〜９９」、（２）「１〜１２６の間の任意の１００、例えば１０〜１０９」及び（３）「２８〜１２７」のように３通りが考えられる。

図１１は、図３及び図４に示した最小幅以上検出制御部３４の内部構成の一例を示すものである。最小幅以上検出制御部３４は、最小幅判定回路１３と情報保持回路１４を備えている。例えば、最小幅判定回路１３は図２に示したＡＮＤ回路２５で構成することができ、情報保持回路１４は図２に示したフリップフロップ２７で構成することができる。

図１２は、図３及び図４に示した有効パルス復調制御部３５の内部構成の一例を示すものである。有効パルス復調制御部３５は、パルス幅判定及びＲＺ／ＲＺＩ復調回路１５と情報保持回路１６を備えている。例えば、パルス幅判定及びＲＺ／ＲＺＩ復調回路１５は図２に示したＡＮＤ回路２６，２７で構成することができ、情報保持回路１６は図２に示したフリップフロップ２９で構成することができる。パルス幅判定及びＲＺ／ＲＺＩ復調回路１５は、ノイズ除去後のＲＺデータのパルスが最小幅を満たすことを示す最小幅検出信号が「１」であり、最大幅超過時間検出信号が「１」になった時に、ノイズ除去後のＲＺデータのパルス幅を判定して、ＲＺ／ＲＺＩ復調設定に基づいてＲＺ／ＲＺＩ復調を行ってＮＲＺデータを出力する。ＮＲＺデータは情報保持回路１６で保持される。

図１３は本発明の赤外線通信装置１０を内蔵した電子装置として、車載装置４０の構成を示すものである。車載装置４０には、受光素子１と発光素子９を備えた赤外線通信装置１０の他に、ＧＰＳ装置４２、ナビゲーション装置４３、オーディオやビデオを再生するデッキ４４があり、相互にＬＡＮ（内部バス）４５で接続されている。このような車載装置４０に対して、赤外線ポート４７を備えた携帯電話４６や、赤外線ポート４９を備えたリモコン４８から照射した赤外線を通じて、ＧＰＳ装置４２、ナビゲーション装置４３、或いはデッキ４４を制御することができる。

例えば、携帯電話４６については、赤外線通信装置１０との双方向赤外線通信が可能であるので、車載機器４０に内蔵されたナビゲーション装置４３とリンクさせる使い方がある。この使い方では、携帯電話４６を使用してインターネットのドライブ情報に関する専用サイトに接続し、このサイトから、観光地情報、レストラン情報、駐車場情報、ショッピング情報、道路情報等を入手して、赤外線によってこれを赤外線通信装置１０に送り、ＬＡＮ４５を通じてナビゲーション装置４３に送ることが可能である。

また、例えば、ナビゲーション装置４３から、車内で設定した目的地や現在地情報を赤外線通信装置１０を介して携帯電話４６に送信することが可能である。このようにして、車内で設定した目的地情報や現在地の情報（例えばレストラン情報やショッピング情報）が携帯電話４６に送られると、ユーザーが駐車場に車両を入れ、降車した後に携帯電話４６にあるナビゲーション機能を使用して、目的地までユーザーを案内することができるというサービスが可能となる。

本発明に係る赤外線通信装置の概略構成を示すブロック回路図である。（ａ）は図１に示した本発明の赤外線通信装置の有効パルス検出部の一実施例の構成を示すブロック回路図、（ｂ）は（ａ）の各部分の動作を示す波形図である。特定の通信速度のみに対応したＲＺ復調／ＲＺＩ復調回路の一実施例の構成を示すブロック回路図である。複数の通信速度に対応したＲＺ復調／ＲＺＩ復調回路の一実施例の構成を示すブロック回路図である。図３及び図４に示したＲＺ復調／ＲＺＩ復調回路の各部分の、パルス幅が有効である時の動作を示すタイムチャートである。図３及び図４に示したＲＺ復調／ＲＺＩ復調回路の各部分の、パルス幅が短くて無効である時の動作を示すタイムチャートである。図３及び図４に示したＲＺ復調／ＲＺＩ復調回路の各部分の、パルス幅が長すぎて無効である時の動作を示すタイムチャートである。（ａ）は図３及び図４に示したＲＺデータ取り込み制御回路の内部構成の一例を示すブロック回路図、（ｂ）は図３及び図４に示したＲＺデータ取り込み制御回路の内部構成の別の例を示すブロック回路図である。（ａ）は図８（ａ）に示した回路の各部の動作を示すタイムチャート、（ｂ）は図８（ｂ）に示した回路の各部の動作を示すタイムチャートである。（ａ）は図３及び図４に示したカウンタ制御部の具体例の構成を示すブロック回路図、（ｂ）は（ａ）のカウンタ回路のカウント値の範囲の取り方を示す説明図である。図３及び図４に示した最小幅以上検出制御部の具体的な構成の一実施例を示すブロック回路図である。図３及び図４に示した有効パルス復調制御部の具体的な構成の一実施例を示すブロック回路図である。本発明の赤外線通信装置を内蔵した電子装置である車載装置の構成を示す構成図である。

符号の説明

４有効パルス検出部
５復調回路
１０本発明の赤外線通信装置
２１立上がりエッジ検出部
２２カウンタ
２３最小値検出回路
２４最大値検出回路
２５，２６，２８ＡＮＤ回路
２７ＯＲ回路
２９、３０フリップフロップ
３１ＲＺデータ取り込み制御部
３２カウンタ制御部
３３判定時間制御部
３４最小値以上制御部
３５有効パルス復調制御部
４０車載装置
４３ナビゲーション装置

Claims

受信した赤外線信号を電気信号に変換後、該電気信号に含まれるパルスの有効幅を検出する有効幅検出回路を備えた赤外線通信装置であって、前記有効幅検出回路が、
前記パルスの開始エッジによりパルスの開始エッジ検出信号を出力する開始エッジ検出手段と、
前記パルスの開始エッジ検出信号の終了エッジからの時間をカウントするカウント手段と、
前記カウント手段のカウント値から得られる前記時間がパルスの最小幅検出時間になった時に前記パルスの有無を検出する第１のパルス検出手段と、
前記カウント手段のカウント値から得られる前記時間がパルスの最大幅検出時間になった時に前記パルスの有無を検出する第２のパルス検出手段と、
前記第１のパルス検出手段が前記パルスを検出し、前記第２のパルス検出手段が前記パルスを検出しなかった時に前記パルスが有効パルスであると判定する有効パルス判定手段とを備えることを特徴とする赤外線通信装置。
前記有効幅検出回路が更に復調手段を備え、
前記有効パルス判定手段は、有効パルスと判定したパルスを前記復調手段に出力し、
前記復調手段は有効パルスを用いてデータの復調を行うことを特徴とする請求項１に記載の赤外線通信装置。
前記復調手段は、設定により、ＲＺ復調、ＲＺＩ復調の少なくとも一方の復調を行ってＮＲＺデータを出力することを特徴とする請求項２に記載の赤外線通信装置。
更に、前記カウント手段のカウント値がイネーブル生成時間になった時に、ＮＲＺデータイネーブル信号を出力するイネーブル信号生成手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の赤外線通信装置。
赤外線信号の通信速度が特定の通信速度のみに設定されている時に、前記有効幅検出回路は、前記特定の通信速度に合わせてパルスの最小幅検出時間及び最大幅検出時間を設定することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の赤外線通信装置。
赤外線信号の通信速度が複数の通信速度に設定されている時に、前記有効幅検出回路は、前記複数の通信速度のうちの何れかに合わせてパルスの最小幅検出時間及び最大幅検出時間を設定することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の赤外線通信装置。
前記開始エッジ検出手段が、予め設定された極性に基づいて入力データの極性を制御する極性制御手段と、データからノイズを除去するノイズ除去手段、及びデータ中のパルスの開始エッジによりパルスの開始エッジ検出信号を出力する開始エッジ検出手段とを備えることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の赤外線通信装置。
前記カウント手段は、所定のビット幅の分周回路を備えており、該分周回路で生成されたカウント値のうち、任意の範囲のカウント値を使用してカウントアップの繰り返しを行うことを特徴とする請求項７に記載の赤外線通信装置。