KR20100095531A

KR20100095531A - 적외선 송신기

Info

Publication number: KR20100095531A
Application number: KR1020107010987A
Authority: KR
Inventors: 다츠지 하리마
Original assignee: 가부시기가이샤 오디오테크니카
Priority date: 2007-10-24
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2010-08-31
Also published as: US8798482B2; CA2703159A1; KR101364112B1; WO2009054213A1; SG185335A1; JP5253407B2; JPWO2009054213A1; EP2219305A4; HK1144332A1; CN101836380B; AU2008315207A1; CN101836380A; EP2219305A1; EP2219305B1; AU2008315207B2; US20100226660A1; CA2703159C

Abstract

적외선을 발하는 LED의 휘도를 변화시킴으로써 신호를 송신하고, 송신 신호 발생 수단과, 송신 신호의 크기에 따라 바이어스용 전압을 발생시키는 바이어스용 전압 발생 수단과, 송신 신호와 바이어스용 전압을 혼합하는 신호 전압 혼합 수단과, 전압을 전류로 변환하는 전압-전류 변환 수단을 구비하고, 전압―전류 변환 수단에 의해 생성되는 전류에 의해 LED를 구동하는 것을 특징으로 하여 전력 사용 효율을 높일 수 있는 적외선 송신기를 얻는다.

Description

적외선 송신기 {Infrared transmitter}

본 발명은 적외선 발광 다이오드를 사용한 적외선 송신기에서 전력 사용 효율을 높일 수 있는 적외선 송신기에 관한 것이다.

적외선 송신기는 적외선을 발하는 발광 다이오드(이하 「LED」라고 한다)를 구비하고, 이 LED의 휘도를 송신하는 신호에 따라 변화시키는 광변조 방식을 사용한다.

LED의 휘도는 LED로 흘러가는 구동 전류의 크기에 따라 변화되기 때문에 송신 신호를 전류로 변환하여 이 전류를 구동 전류로서 사용함으로써 광변조 방식이 실현된다. 따라서 송신 신호의 최대 진폭 레벨의 50% 이상에 대응하는 바이어스 전류를 LED에 걸어놓지 않으면 송신 신호에서 변환된 전류의 변동이 포화되어 올바르게 변조할 수 없게 된다.

이 LED의 바이어스 전류와 송신 신호의 최대 진폭 레벨의 관계를 도면을 사용하여 설명하기로 한다. 도 6, 도 7은 종축이 송신 신호의 진폭 레벨에 따른 LED의 구동 전류이고, 횡축이 시간이다.

도 6은, 2개의 채널(Ach,Bch)를 구비하고, 동시에 송신하는 신호가 1채널뿐인 적외선 송신기에서의 LED의 구동 전류와 바이어스 전류값의 관계를 나타내고 있다. 도 6에 도시한 것처럼 동시에 1채널의 송신만을 수행하는 적외선 송신기의 경우, 1 채널분의 송신 신호에 따른 구동 전류 최대값의 50% 이상에 상당하는 I₁을 바이어스 전류값으로 하였다. 이와 같이 복수의 채널을 가진 적외선 송신기라 해도 동시에 송신하는 채널수가 하나라면, 1채널분 신호의 최대 진폭의 50% 이상을 바이어스 전류값으로서 설정하면 구동 전류가 포화되지는 않는다.

도 7은, 동시에 2채널(Ach,Bch)의 신호를 송신할 수 있는 적외선 송신기에서의 LED구동 전류와 바이어스 전류의 관계를 나타내고 있다.

도 7에 도시한 것처럼 동시에 2채널을 송신할 때에는 송신 신호는 중첩되어 진폭이 커지고 이에 따라 구동 전류의 진폭도 1채널 송신시의 진폭보다도 커진다. 이 때문에 구동 전류의 최대값의 50% 이상에 상당하는 바이어스 전류값I₂도 커진다. 이와 같이 동시에 2채널의 신호를 송신할 수 있는 적외선 송신기는 1채널만 송신할 때에도 바이어스 전류값이 I₂로 설정되어 있기 때문에 I₁(도 6)에 비해 큰 전류가 소비되어 송신기의 구동 전원을 낭비하는 원인이 된다.

상기와 같은 과제를 가진 적외선 송신기에서 구동 전류를 변화시킴으로써 주파수 특성을 향상시키는 광변조 방식이 제안되었다.(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

이 특허문헌 1에 기재되어 있는 적외선 송신기는 송신 신호의 출력 레벨을 일정하게 하여 주파수 특성을 향상시키기 위해 LED의 구동 전류를 변화시키는 광변조 방식을 채용하였다. 그러나 송신 신호의 출력 레벨에 따라 바이어스 전류를 변화시킬 수 있는 적외선 송신기는 아니다.

특허문헌 1: 일본특개소62-176225호 공보

적외선 송신기의 분야에서 LED의 바이어스 전류값을 가변으로 할 수 있는 것은 알려져 있지 않으며 LED의 구동에 필요한 최대 전류값의 50% 이상을 바이어스 전류값으로서 설정하였기 때문에 신호 레벨이 작아도 전류가 낮아지지 않아 전력 사용 효율이 좋지 않았다.

본 발명은 이와 같은 현상을 감안하여 이루어진 것으로서, 송신 신호의 레벨에 따라 바이어스 전류를 변화시킴으로써 쓸데없이 전력을 소비하지 않고 전력 사용 효율이 높은 적외선 송신기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 적외선 송신기에 관한 것으로서, 적외선을 발하는 LED의 휘도를 변화시킴으로써 신호를 송신하고, 송신 신호 발생 수단과, 송신 신호의 크기에 따라 바이어스용 전압을 발생시키는 바이어스용 전압 발생 수단과, 송신 신호와 바이어스용 전압을 혼합하는 신호 전압 혼합 수단과, 전압을 전류로 변환하는 전압-전류 변환 수단을 구비하고, 상기 LED는 전압-전류 변환 수단에 의해 변환된 전류에 의해 구동되는 것을 주된 특징으로 한다.

또 본 발명은 적외선 송신기에 관한 것으로서, 적외선을 발하는 LED의 휘도를 변화시킴으로써 신호를 송신하고, 송신 신호 발생 수단과, 송신 신호의 채널수를 전환하는 전환 수단과, 송신 신호의 채널수에 따라 송신 신호의 크기에 따른 바이어스용 전압을 단계적으로 발생시키는 바이어스용 전압 발생 수단과, 송신 신호와 바이어스용 전압을 혼합하는 신호 전압 혼합 수단과, 전압을 전류로 변환하는 전압-전류 변환 수단을 구비하고, 상기 LED는 전압―전류 변환 수단에 의해 변환된 전류에 의해 구동되는 것을 특징으로 한다.

상기 바이어스용 전압 발생 수단은 송신 신호의 크기에 따라 바이어스용 전압을 무단계로 증감시키는 것이어도 좋다.

본 발명에 따르면, 동시에 송신하는 신호수에 따라 LED를 구동하는 바이어스 전류를 증감시킬 수 있기 때문에 전력 사용 효율이 비약적으로 높아지는 적외선 송신기를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 적외선 송신기의 실시예를 도시한 기능 블럭도이다.
도 2는 상기 적외선 송신기가 구비한 회로 구성의 예를 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명에 관한 적외선 송신기의 다른 실시예를 도시한 기능 블럭도이다.
도 4는 상기 적외선 송신기가 구비한 회로 구성의 예를 도시한 회로도이다.
도 5는 상기 적외선 송신기에서의 송신 신호와 바이어스 전류의 관계를 도시한 파형도이다.
도 6은 종래의 적외선 송신기에서의 송신 신호와·바이어스 전류의 관계를 도시한 파형도이다.
도 7은 상기 적외선 송신기에서 복수의 송신 신호와 바이어스 전류의 관계를 도시한 파형도이다.

이하, 본 발명에 관한 적외선 송신기의 실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명하기로 한다.

도 1은, 본 발명에 관한 적외선 송신기의 구성의 예를 도시한 블럭도이다. 도 1에서, 송신기(1)는 신호 발생부(11), 신호 전압 혼합부(12), 바이어스용 전압 발생부(13), 전압-전류 변환부(14), 광신호 송신부(15)를 구비하여 이루어진다. 신호 발생부(11)는 미도시된 조작 키를 누름으로써 소정의 신호 전압을 발생시키는 수단으로서, 예를 들면 눌려진 조작 키를 식별하기 위한 소정의 정현파 신호를 출력한다. 신호 전압 혼합부(12)는 신호 발생부(11)에서 출력된 신호 전압에 바이어스용 전압 발생부(13)에서 출력되는 전압을 중첩하여 출력하는 수단이다.

바이어스용 전압 발생부(13)는 신호 발생부(11)에서 출력된 신호 전압을 증폭시켜 정류한 후에 소정 레벨로 증폭시킨 전압을 출력하는 수단이다. 입력 신호의 레벨이 크면 그에 따라 큰 전압이 출력되어 신호 전압 혼합부(12)에 입력된다.

전압-전류 변환부(14)는 신호 전압 혼합부(12)에서 입력된 전압을 전류로 변환하는 수단으로서, 예를 들면 주요한 구성 요소로서 MOS-FET를 사용하는 것이다.

광신호 송신부(15)는 전압-전류 변환부(14)에서 변환된 전류에 의해 LED를 구동하여 광신호를 출력하는 수단이다.

전압-전류 변환부(14)의 출력 전류는 바이어스용 전압 발생부(13)의 출력 전압과 신호 전압을 중첩한 전압에 대응하는 전류가 되기 때문에 입력 신호의 크기에 따른 바이어스 전류에 의해 LED를 구동할 수 있게 된다.

이와 같이 구성한 송신기(1)에 의하면 복수의 조작 키를 눌렀을 때 그에 따라 신호 전압은 하나의 조작 키를 눌렀을 때보다 커지기 때문에 이 신호 전압의 크기에 따라 바이어스 전류를 무단계로 증감시킬 수 있어 쓸데없는 전력 소비를 방지하면서 효율적으로 광신호를 출력할 수 있다.

송신기(1)의 구체적인 회로 구성의 예에 대해서 도 2를 사용하여 설명하기로 한다. 미도시된 조작 키에 대응하는 신호 전압을 신호 발생부(11)가 출력한다. 이 신호 전압이 바이어스 전압용 발생부(13)의 증폭부(131)에서 소정의 레벨로 증폭되고, 정류부(132)에서 정류되어 직류 전압으로 변환되어 전압 증폭부(133)에서 소정의 레벨로 조정되어 출력된다. 이 직류 전압을 신호 전압 혼합부(12)에서 입력 신호의 전압에 중첩하여 전압―전류 변환부(14)를 구성하는 OP앰프(142)에 입력한다.

OP앰프(142)는 입력 신호 전압에 바이어스용 전압이 중첩된 입력 전압을 소정의 레벨로 조정하여 출력하고 FET(141)의 게이트 단자에 입력한다. FET(141)는 게이트 단자에 입력된 전압에 따른 전류가 드레인―소스간에 흐른다.

따라서 드레인 단자에 접속되어 있는 광신호 송신부(15)를 구성하는 LED(151)는 입력된 전압에 따라 흐르는 구동 전류에 의해 발광 휘도를 변화시키게 된다.

따라서 입력 신호가 커질수록 신호 전류에 큰 바이어스 전류가 중첩된 구동 전류에 의해 LED가 발광하게 되고, 입력 신호가 작을 때에는 중첩되는 바이어스 전류도 작아진다. 따라서 송신하는 신호의 수에 따라 구동 전류에 중첩하는 바이어스 전류를 가변시킬 수 있어 쓸데없는 소비 전류를 줄일 수 있다.

다음으로 본 발명에 관한 적외선 송신기의 다른 실시형태의 예에 대해서 도 3의 블럭도를 사용하여 설명하기로 한다. 도 3에서 송신기(1-a)는 신호 발생부(11-a), 신호 전압 혼합부(12-a), 바이어스용 전압 발생부(13-a)와, 이미 설명한 송신기(1)와 같은 구성을 가진 전압-전류 변환부(14) 및 광신호 송신부(15)를 구비하여 이루어진다. 신호 발생부(11-a)는 미도시된 조작 키 등을 누름으로써 소정의 신호를 발생시키는 수단과, 동시에 송신하는 신호의 수(채널수)를 선택하는 복수의 전환 수단을 구비하고 있다.

신호 전압 혼합부(12-a)는 신호 발생부(11-a)에서 출력된 신호 전압에 바이어스용 전압 발생부(13-a)에서 출력되는 전압을 중첩하여 출력하는 수단이다.

바이어스용 전압 발생부(13-a)는 신호 발생부(11-a)가 구비하는 전환 수단에 의해 바이어스용 전압을 전환하는 마이콤과 트랜지스터로 구성되어 있다.

송신기(1-a)의 구체적인 회로 구성의 예에 대해서 도 4를 사용하여 설명하기로 한다. 신호 발생부(11-a)는 미도시된 신호 발생 수단과 복수의 전환 수단을 구비하고 있다. 이 전환 수단에 의해 동시에 송신하는 신호의 수를 전환한다. 전환 수단은 스위치로서, 도 4에 도시한 것처럼 예를 들면 스위치A와 스위치B의 2개를 구비하고 있다.

바이어스용 전압 발생부(13-a)는 신호 발생부(11-a)가 구비한 전환 수단(스위치A, 스위치B)에 의해 트랜지스터 Tr(131), Tr(132)로 제어 신호를 전환 출력하는 마이콤(133)과, 마이콤(133)이 출력하는 제어 신호에 의해 동작을 온―오프하는 트랜지스터 Tr(131), Tr(132)를 구비하고 있다. Tr(131), Tr(132)는 마이콤(133)으로부터의 제어 신호가 베이스 단자에 입력되고, 콜렉터 단자에는 저항 소자가 접속되고 에미터 단자는 접지되어 있다.

도 4(b)는 전환 수단인 스위치 A 및 B의 동작과 Tr(131), Tr(132)의 동작의 관련을 도시한 도면이다. 도 4(b)에 도시한 것처럼 송신 OFF의 상태 즉, 스위치 A, 스위치 B 모두 오프일 때에는 Tr131,Tr132는 온 상태가 되도록 마이콤(133)이 제어 신호를 출력한다.

1채널 송신인 경우에는 예를 들면 스위치A가 온, 스위치B가 오프이다. 이 때 Tr (131)이 오프, Tr (132)가 온 상태가 되도록 마이콤(133)이 Tr (131)에 대한 제어 신호의 출력을 정지한다. 2채널 송신인 경우(스위치A, 스위치B가 모두 온일 때)에는 Tr(131), Tr(132)가 모두 오프가 되도록 마이콤(133)은 제어 신호의 출력을 정지한다.

Tr131,Tr133의 온―오프가 마이콤(133)에 의해 전환되면 전원 전압VCC의 분압비가 변화된다. 즉, 신호 발생부(11-a)가 구비한 전환 수단의 동작에 의해 전원 전압VCC를 분압하는 저항R1, 저항R2, 저항R3, 저항R4의 수가 단계적으로 전환되기 때문에 저항R5를 통해 OP앰프(141)의 플러스 단자에 중첩되는 상기 분압된 전압인 바이어스용 전압은 단계적으로 전환되게 된다.

다음으로, 본 발명에 관한 적외선 송신기에서의 송신 채널의 수와 바이어스 전류의 관계를 설명하기로 한다. 도 5는 동시에 2채널(Ach,Bch)의 신호를 송신할 수 있는 본 발명에 관한 적외선 송신기에서의 LEp구동 전류와 바이어스 전류의 관계를 나타내고 있다.

도 5에 도시한 것처럼 1ch(Ach)만을 송신할 때에는 이 1ch분의 신호에 따른 구동 전류의 최대값의 50%에 상당하는 I₁이 바이어스 전류값이 된다. 그러나 2ch(Ach와 Bch)를 동시에 송신할 때에는 상기 구성에 의해 바이어스 전류가 공급되기 때문에 2ch분의 신호의 구동 전류 최대값의 5O%에 상당하는 I₂가 바이어스 전류값으로서 공급된다. 이와 같이 본 발명에 관한 적외선 송신기에 의하면, 송신하는 채널수가 적을 때에는 작은 바이어스 전류를 사용하여 LED(151)를 구동하고, 송신하는 채널수가 많을 때에는 큰 바이어스 전류를 사용하여 LED(151)를 구동할 수 있게 되어 쓸데없는 전력 소비를 방지할 수 있게 된다.

<산업상 이용 가능성>

본 발명은 여러 언어로 번역한 음성을 1대의 적외선 송신기에 의해 송신하는 동시 통역 시스템에 적용할 수 있다.

1 송신기
11 신호 발생부
12 신호 전압 혼합부
13 바이어스용 전압 발생부
14 전압-전류 변환부
15 광신호 송신부

Claims

적외선을 발하는 LED의 휘도를 변화시킴으로써 신호를 송신하는 적외선 송신기로서,
송신 신호 발생 수단,
송신 신호의 크기에 따라 바이어스용 전압을 가변시켜 발생시키는 바이어스용 전압 발생 수단,
송신 신호와 바이어스용 전압을 혼합하는 신호 전압 혼합 수단과, 전압을 전류로 변환하는 전압-전류 변환 수단을 구비하고,
상기 LED는 송신 신호의 크기에 따라 변화되는 바이어스용 전압과 송신 신호의 합성 전압을 전압-전류 변환 수단에 의해 변환한 전류에 의해 구동되는 적외선 송신기.
적외선을 발하는 LED의 휘도를 변화시킴으로써 신호를 송신하는 적외선 송신기로서,
송신 신호 발생 수단,
송신 신호의 채널수를 전환하는 전환 수단,
송신 신호의 채널수에 따라 송신 신호의 크기에 따른 바이어스용 전압을 단계적으로 발생시키는 바이어스용 전압 발생 수단,
송신 신호와 바이어스용 전압을 혼합하는 신호 전압 혼합 수단,
전압을 전류로 변환하는 전압-전류 변환 수단을 구비하고,
상기 LED는 전압-전류 변환 수단에 의해 변환된 전류에 의해 구동되는 적외선 송신기.
제1항에 있어서, 상기 바이어스용 전압 발생 수단은
송신 신호의 크기를 검출하는 검출 수단,
송신 신호의 크기에 따라 바이어스 전압을 생성하는 전압 발생 수단을 구비하고,
송신 신호의 크기에 의해 자동적으로 바이어스용 전압을 무단계로 증감시키는 것을 특징으로 하는 적외선 송신기.