JP2894466B2 - 受光素子のバイアス制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は受光素子のバイアス制御
回路に関し、特に光データ伝送を目的とする受光素子を
有し、受光信号の強弱によりその負荷回路のバイアスを
可変する必要が生じる受信部における制御回路に係る。

【０００２】

【従来の技術】情報の通信伝送技術が進歩し、伝送手段
の１つとして光が用いられ、機器構成の点から及び周辺
回路との関係から光発生源として発光素子が用いられ
る。特に家庭電化製品やＡＶ機器では操作性を高める上
から機器にリモートコントロール機能を付加することが
一般的に行われている。

【０００３】ところで、光の受光量は光源からの距離の
２乗に反比例するため、発光受光素子の対を考えた場
合、発光側が１０ｍ〜３０ｃｍの範囲を移動すると受光
側では同一光源強度であっても差は約１０００倍に変化
する。従ってこの時、発光側の移動範囲に限らず受光素
子から同じ出力を得ようとすると、受光素子の制御回路
側の信号処理としてその負荷抵抗も１０００倍変化させ
る必要が生じる。

【０００４】受光素子にフォトダイオード１を使用し、
このフォトダイオード１の出力を適宜信号処理した後、
マイクロコンピュータ７でデコードして受信出力を形成
する回路例を図３に示す。このような受光素子検出回路
において、従来から用いられているバイアスレベル調整
回路は、プリアンプ２の出力をオートバイアス・レベル
コントローラ８が検出し、その出力に応じて外部可変抵
抗器９を可変させ、適正なレベルの出力を得るように抵
抗値をコントロールする方式が採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方式は、発
光源が単一でかつ受光部が他の光源から遮光されている
場合は大きな効果を期待することができるが、外来光ノ
イズがある場合、そのノイズが信号光より大きいとノイ
ズ光にオートバイアス・レベルコントローラ８が応答し
て動作し、受光素子に誤ったバイアスレベルを設定し、
その結果本来の受信信号に対応する出力が得られず、誤
動作することになる。

【０００６】また一般的に外来光ノイズは蛍光灯等の周
期性パルスノイズであることが多く、一方オートバイア
ス・レベルコントローラは回路構成上リカバリータイム
を必要とし、そのため一旦ノイズが検出された場合は、
ノイズパルスとノイズパルス間の信号データまで全てミ
スバイアスとなり、信号が検出できなくなる。

【０００７】ところで上記リモートコントロール機能を
はじめ、一般に光デジタル伝送を行うためには何らかの
誤り訂正を施す必要がある。誤り訂正に関しては、周知
の技術であるので詳しくは述べないが、伝送すべき信号
データに、正しいか否かを判断する信号や、誤ったデー
タを正しいデータに修正するための信号を加えることに
より、データの一部が欠落したり誤りのデータが挿入さ
れても元の正しいデータが復調できるようにするための
対応が施されている。

【０００８】上記のようなバイアスレベル設定に伴うノ
イズの問題に対しては、伝送システムとしてたとえ信号
処理に高度な誤り訂正やパリティー等を採用しても、受
光の際に生じる問題であるため、効果は期待できず本来
の信号データの復調は困難であった。

【０００９】本発明の目的は、上述のような外来光ノイ
ズが入力される場合でも、外来光ノイズにはバイアスレ
ベルを合わせることなく、本来の信号データに最適バイ
アスに設定し得る受光素子バイアスレベル制御回路を提
供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明では、受光素子の出力が入力されるマイクロコ
ンピュータを備え、該マイクロコンピュータは、受光素
子の出力を復調してエラーチェックを実行するエラーチ
ェック部と、受光素子の出力の有無を検出する受光検出
部と、該受光検出部の出力と上記エラーチェック部の信
号とからバイアスレベル設定信号を形成するバイアスレ
ベル制御部とを含み、上記バイアスレベル設定信号が与
えられた負荷回路を受光素子に接続してなる受光素子の
バイアス制御回路において、前記バイアスレベル制御部
は、バイアスレベルをステップ変化させることができる
ようになっており、そのバイアス・ステップを最高感度
のバイアス・ステップに設定した後、順次変化させて各
ステップ毎にそのステップにおける誤り率を前記エラー
チェック部の出力に基いて計測し、その計測結果から得
られる誤り率最小のステップを最適バイアス・ポイント
とするように動作するようになっている。

【００１１】

【作用】受光素子の出力をデコード・マイクロコンピュ
ータの受光検出部で検出したなら、そのマイクロコンピ
ュータのバイアスレベル制御部で受光素子のバイアス・
レベルをステップ的に変化させ、各ステップごとにその
ステップにおける誤り率を計測する。計測結果から得ら
れる誤り率最小のステップを最適バイアス・ポイントと
することで本来の信号データの最適バイアス・ポイント
が求められる。

【００１２】信号光より強いパルス性ノイズ光が混入し
ても、パルス性ノイズでは誤り率の分布が信号データの
際のそれとは明らかに異なり、マイクロコンピュータは
これを判定してバイアスレベルを設定するため、受光素
子はノイズのレベルにオートバイアスされることはな
く、従って信号データの欠落はパルス性のノイズ部のみ
となるため、誤り訂正の処理を施すことにより真のデー
タが容易に復調できる。

【００１３】

【実施例】図１は、デジタルバイアス方式のリモートコ
ントロール機器における受光素子にフォトダイオードを
使用した本発明の一実施例を示すブロック図である。

【００１４】赤外発光ダイオード等の発光素子から放射
された光を受光することにより形成されたフォトダイオ
ード１の出力は、プリアンプ２に入力され増幅処理され
てリミッタアンプ３に与えられる。その後、バンドパス
フィルタ４で予め設定された範囲の信号レベルに調整お
よび抽出され、この出力信号を更に検波器・積分器５及
びヒステリシスコンパレータ６等が接続された回路で前
処理された後、マイクロコンピュータ１１のデコード部
１１ａに入力される。マイクロコンピュータ１１は入力
された信号に対して、リモートコントロール機器で実施
されているように、所定のプログラムに基づいてエラー
チェック，訂正等の信号処理を施し、受光素子出力をデ
コードしてデータ出力を形成する。

【００１５】本実施例の上記マイクロコンピュータ１１
は、受光素子１の出力をデコードする機能に加えて、受
光素子１のバイアスレベルを調整するための制御信号Ｑ
を形成する。

【００１６】即ち上記プリアンプ２の出力はマイクロコ
ンピュータ１１に入力され、受光検出部１１ｂにおいて
信号が検出され、この受光検出部１１ｂの出力はバイア
スレベルコントローラ１１ｃに与えられる。バイアスレ
ベルコントローラ１１ｃには別途エラーカウンタ１１ｄ
の計数値が入力される。エラーカウンタ１１ｄは上記デ
コード部１１ａでチェックされた受光素子出力のエラー
信号を計数し誤り率を算出する。

【００１７】バイアスレベルコントローラ１１ｃは、受
光検出部１１ｂの出力をトリガーとしてバイアスレベル
を所定間隔をもつステップで変化させ、各ステップでの
プリアンプ２出力のレベルを検出する。またバイアスレ
ベルコントローラ８はエラーカウンタ１１ｄからの情報
に基づいて誤り率を計測する。計測した誤り率の分布を
判定し、バイアスレベル制御信号Ｑを形成する。

【００１８】マイクロコンピュータ１１で形成されたバ
イアスレベルを指令するデジタルの制御信号Ｑは、Ｄ／
Ａコンバータ１０でアナログ信号に変換されて電源回路
に接続された可変抵抗器９に与えられ、受光素子１に供
給するバイアスレベルを設定する。

【００１９】次に上記マイクロコンピュータ１１におけ
るバイアスレベル制御動作、特にバイアスレベルコント
ローラ１１ｃについて、図２のフローチャートに従って
詳細に説明する。以下の動作は、デジタル伝送における
誤り訂正の動作をプログラムしたマイクロコンピュータ
に併せてプログラムされる。

【００２０】図１の回路において、受光素子１のバイア
スレベルは可変抵抗器９の抵抗値によって設定される
が、予めプログラムした間隔で段階的にバイアスレベル
の切り換えが実行され、また受光素子であるフォトダイ
オード１に入力光がない状態ではプリアンプ２の出力は
“高”レベルで、入力光がある状態では“低”レベルと
なる。

【００２１】（１）まず動作開始時、マイクロコンピュ
ータ１１は、バイアスレベルコントローラ１１ｃから可
変抵抗器９の抵抗値が最大となるようにＤ／Ａコンバー
タ１０に指令、即ち最大感度制御信号Ｑを出力する。そ
の結果受光素子１の感度は最大となり、検出した受光出
力としてプリアンプ２からは“低”レベル出力がマイク
ロコンピュータの受光検出部１１ｂに与えられる。

【００２２】（２）バイアスレベルコントローラ１１ｃ
は、受光検出部１１ｂへの入力信号が“高”レベルに変
化するまでのバイアスステップを１段階ずつ下げるため
の制御信号Ｑを、Ｄ／Ａコンバータ１０へ出力し、初期
設定として外来ノイズに影響されない最大感度のバイア
スレベルを設定する。

【００２３】（３）上記動作によりマイクロコンピュー
タの受光検出部１１ｂへの入力が一旦“高”レベルにな
ればこの状態で待機し、“低”レベルになるまでそのバ
イアスステップを維持する。即ち受光素子１は制御信号
Ｑにより維持されたバイアスレベルで入力光を受光し、
入力光が所定のレベルであれば検出信号としてプリアン
プ２から“低”信号が受光検出部１１ｂに出力される。

【００２４】（４）上記ステップでマイクロコンピュー
タの受光検出部１１ｂの入力信号が入力光検出により
“低”レベルになれば、上記検出光が正規のデータによ
るものであるか否かを判定するために、再度すべてのバ
イアスステップポイントをスキャンし、各ステップにお
ける信号の誤り率をデコード部１１ａの信号に基づいて
エラーカウンタ１１ｄで計測する。

【００２５】（５）各ステップで計測した結果が誤り訂
正可能で、一連の計測結果に誤り率最小のポイントが存
在すれば、そのポイントが適切なバイアスレベルである
と判断して誤り率最小ポイントでバイアスレベルを固定
する。デコード部１１ａは、固定されたバイアスレベル
で検出された受光素子１の信号をデコードして出力を形
成する。

【００２６】（６）上記スキャン動作の過程で誤り訂正
が不可能または誤り率最小ポイントの存在が見いだすこ
とができない場合は、入力光はノイズと見なしてステッ
プ（１）に戻る。

【００２７】（７）なおステップ（５）の過程で、誤り
訂正が不可能な状態が例えば２秒連続した場合は、入力
光の遮断或いは発光源の移動等による受光障害が発生し
ていると判断して、再度ステップ（１）から動作をスタ
ートする。

【００２８】上記実施例はリモートコントロール機器を
挙げて説明したが、他の光伝送システムにおける受光素
子のバイアスレベル制御に適用することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、従来の光学的な最適バイ
アス設定方式では、信号データより強いノイズ光が入力
された場合には全く復調できなかったものが、本発明で
は、信号データの伝送処理における誤り訂正等のために
必要とされるマイクロコンピュータを有効に活用するこ
とによりノイズに強い伝送系を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例によるデジタルバイアス方
式のリモートコントロール受信システムを示すブロック
図。

【図２】 同実施例のマイクロコンピュータの動作を説
明するためのフローチャート。

【図３】 従来のリモートコントロール受信システムを
示すブロック図。

【符号の説明】

１ 受光素子 ２ プリアンプ ９ 可変抵抗器 １０ Ｄ／Ａコンバータ １１ マイクロコンピュータ １１ａ デコーダ部 １１ｂ 受光検出部 １１ｃ バイアスレベルコントローラ １１ｄ エラーカウンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/18 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H03G 3/20 H04B 10/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】受光素子の出力が入力されるマイクロコン
   ピュータを備え、該マイクロコンピュータは、受光素子
   の出力を復調してエラーチェックを実行するエラーチェ
   ック部と、受光素子の出力の有無を検出する受光検出部
   と、該受光検出部の出力と上記エラーチェック部の信号
   とからバイアスレベル設定信号を形成するバイアスレベ
   ル制御部とを含み、上記バイアスレベル設定信号が与え
   られた負荷回路を受光素子に接続してなる受光素子のバ
   イアス制御回路において、 前記バイアスレベル制御部はバイアスレベルをステップ
   変化させることができるようになっており、そのバイア
   ス・ステップを最高感度のバイアス・ステップに設定し
   た後、順次変化させて各ステップ毎にそのステップにお
   ける誤り率を前記エラーチェック部の出力に基いて計測
   し、その計測結果から得られる誤り率最小のステップを
   最適バイアス・ポイントとするように動作することを特
   徴とする受光素子のバイアス制御回路。