JP2000516358A - Ir受信器と電子機器との間の電気的絶縁装置 - Google Patents

Ir受信器と電子機器との間の電気的絶縁装置

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Abstract

(57)【要約】 外部装置用のコネクタを備えている電子システムが、前記外部装置に応答する信号プロセッサ、および前記外部装置用コネクタと前記信号プロセッサとの間に結合される電気的絶縁装置を備えている。このようなシステムは更に、前記外部装置用コネクタと前記電気的絶縁装置との間に結合される電磁波障害抑制回路を備えることができる。このようなシステムはまた更に、前記外部装置と前記電気的絶縁装置との間に結合される静電気放電抑制回路を備えることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】 IR受信器と電子機器との間の電気的絶縁装置 産業上の利用分野 本発明は、取りはずし可能な外部の装置を、この外部装置用の信号処理回路を 備えている電子機器から絶縁するための回路に関する。 発明の背景 現在の消費者用電子機器は、しばしば、消費者によって拡張可能である。例え ば、現在の直接衛星テレビジョン・システム(DSS:Direct Sate llite Television System)用の受像機は、赤外線(I R:INFRARED)リモコン受信器/送信器を接続するプラグを備えている 。この外部のIRリモコン受信器の接続により、使用者は、テレビジョンと衛星 受像機を別々の部屋に置き、IRリモコンを使用して、衛星受像機を制御するこ とができる。外部のIRリモコン送信器により、衛星受像機は、IRリモコン信 号に応答する外部の装置(例えば、VCR)を、既に知られているように、制御 することができる。 しかしながら、外部装置が電子機器にワイヤー(wire)で接続されると、 グラウンド・ループ(ground loop)を生じ、そのため、歪みや電子 機器の故障を生じることがある。更に、外部装置のプラグが差し込まれると、外 部装置内に存在する静電荷が電子機器を通して放電し、この電子機器を損傷する 。また、外部装置を電子機器に接続しているワイヤーが電磁波障害(EMI:E lectromagnetic Interference)を発生し、これは 外部機器に影響を及ぼすことがある。また、消費者用電子機器においては、プラ グに差し込まれた外部装置が間違った装置となる、すなわち正しくない構成とな ることもある。これらの理由により、外部装置用のプラグを備える電子機器内に 、外部装置をこの電子機器から電気的に絶縁し、静電気放電(ESD:Elec trostatic Discharge)による損傷から電子機器を絶縁し、 且つ電磁波障害(EMI)を最小限度に抑えるための回路を備えることが望まし い。 発明の概要 本発明の原理に従い、外部装置用のコネクタを備える電子システムは、外部装 置に応答する信号プロセッサ、および外部装置用コネクタと信号プロセッサ間に 結合される電気的絶縁装置を備える。このようなシスムは、更に、外部装置用コ ネクタと電気的絶縁装置間に結合される、電磁波障害抑制回路を備えることがで きる。また、このようなシステムは、外部装置用コネクタと電気的絶縁装置間に 結合される静電気放電抑制回路を備えることができる。 図面の簡単な説明 第1図は、本発明の原理に従う絶縁回路の概略図である。 発明の詳細な説明 第1図で、電子機器は全体としてボックス10として示されている。電子機器 10は、電子機器10が納められている匡体上の制御パネルからの、または電子 機器10にワイヤーで接続されるリモコン装置を介して、あるいはプラグにより 電子機器に接続される赤外線(IR)リモコンを介して、使用者のコマンドに応 答して制御することができる。図示された実施例において、電子機器10は、I Rリンクを介して外部装置を制御するためのチャンネルを備えるが、これは必ず しも必要ではなく、本発明の一部でもない。 第1図において、IR受信器12は、既に知られているように、IRリモコン 装置(図示せず)からIR信号(稲光のような記号で示す)を受信するように構 成されている。IR受信器12のそれぞれの第1および第2の出力端子は第1の プラグP1に結合される。第1のプラグP1は、電子機器10の第1のジャック J1に接続することができる。第1のジャックJ1の第1の端子は第1のコンデ ンサC1の第1の端子に結合されると共に、コモン(common)フェライト ・ビーズ14内の第1の通路を通って、第1の抵抗R1の第1の端子に結合され る。第1のコンデンサC1の第2の端子は基準電位源(大地)に結合される。第 1の抵抗R1の第2の端子は第1の発光ダイオードLED1のアノードに結合さ れる。第1の発光ダイオードLED1のカソードは第2の抵抗R2の第1の端子 に結合される。第2の抵抗R2の第2の端子は、コモン・フェライト・ビーズ1 4を通る第2の通路を通って、第2のコンデンサC2の第1の端子および第1の ジャックJ1の第2の端子に結合される。第2のコンデンサC2の第2の端子は 接地される。 第1の発光ダイオードLED1はフォト・トランジスタPTに光信号を供給す る。第1の発光ダイオードLED1とフォト・トランジスタPTの組み合わせは オプトアイソレータ18を形成する。フォト・トランジスタPTのエミッタ電極 は接地される。フォト・トランジスタPTのコレクタ電極は、第3の抵抗R3の 第1の端子、第3のコンデンサC3および第4のコンデンサC4、およびプロセ ッサ20のIR受信リモコン入力端子に結合される。第3の抵抗R3の第2の端 子および第3のコンデンサC3の第2の端子はそれぞれ動作電圧源VCCに結合さ れる。第4のコンデンサC4の第2の端子は接地される。リモコン装置22はプ ロセッサ20のワイヤード・リモコン入力端子にワイヤーで結合される。 また、プロセッサ20は、第4の抵抗R4の第1の端子に結合される、IR送 信(IR XMT)リモコン出力端子を備えている。第4の抵抗R4の第2の端 子は、第1のNPNトランジスタT1のゲート電極に結合される。第1のトラン ジスタT1のエミッタ電極は接地される。第1のNPNトランジスタT1のコレ クタ電極は第5の抵抗R5の第1の端子に結合される。第5の抵抗R5の第2の 端子は、第2のコモン・フェライト・ビーズ26内の第1の通路を通り、第5の コンデンサC5の第1の端子と第2のジャックJ2の第1の端子に結合される。 第2のジャックJ2は第2のプラグP2に結合できる。挿入されたとき、第2の プラグP2の第1の端子は第2のジャックJ2の第1の端子に結合される。第2 のプラグP2の第1の端子は第2の発光ダイオードLED2のカソードに結合さ れる。第2の発光ダイオードLED2が発するIR光信号(稲光のような符号で 示す)は、IRリモコンで制御できる外部電子機器(図示せず)、例えば、VC Rおよび/またはテレビジョン受像機を制御するのに使用される。第2の発光ダ イオードLED2のアノードは、第2のプラグP2の第2の端子に結合される。 第2のプラグP2の第2の端子は第2のジャックJ2の第2の端子に結合される 。第2のジャックJ2の第2の端子は、第6のコンデンサC6の第1の入力端子 に結合されるとともに、第2のコモン・フェライト・ビーズ26内の第2の通路 を通って、第6の抵抗R6の第1の端子に結合される。第6の抵抗R6の第2の 端子は動作電圧源VCCに結合される。第1および第2のコモン・フェライト・ビ ーズ14および26は別個のものとして説明されているが、好ましい実施例では 、第1図の点線で示すように、4つの通路を有する単一のフェライト・ビーズと して形成される。 動作を説明すると、IR受信器12は、外部のIR発信装置(図示せず)から 受信するIR信号を表す電気的信号を発生する。このIR受信器12からのIR 信号を表す信号は、第1の発光ダイオードLED1に加えられ、LED1は、受 信しているIR光信号に対応する信号を発生する。第1および第2の抵抗R1お よびR2は、第1の発光ダイオードLED1の電流制限器として作用する。また これらの抵抗は静電気の放電から防護する働きをする。コモン・フェライト・ビ ーズ14は同相モードEMI放射を最小限度に抑え、コモン・フェライト・ビー ズ14と第1のコンデンサC1と第2のコンデンサC2の組合わせは、電磁波障 害信号が外部の電子機器および内部の電子機器10の動作に悪影響を及ぼすのを 最小限度に抑える。オプトアイソレータ18は、第1のジャックJ1に差し込ま れた外部回路(例えば、IR受信器12)と電子機器10とを絶縁する。これに より、離れ離れの電子機器がいくつか接続されたときにグランド・ループによっ て時折引き起こされるスプリアス信号が電子機器10に悪影響を及ぼすのを防止 し、更に、静電気の放電が電子機器10へ損傷を与えるのを防止する。また、オ プトアイソレータ18は、外部回路における短絡から防護するとともに、使用者 が間違った装置を第1のジャックJ1に差し込むことにより電子機器10に生じ る損傷を防止する。 好ましい実施例において、リモコン装置(図示せず)からのIR信号は、一連 の符号パルスの形式でコマンドを表している。この符号パルスは約56kHzの 搬送波信号でパルス変調されている。第1の発光ダイオードLED1は、IR受 信器12で受信されるIR搬送波光パルスに対応する光パルスを発生する。すな わち、一連の56kHz光パルスは符号パルスの期間中に起こり、符号パルスと 符号パルスの間では起こらない。フォト・トランジスタPTは、これらの光パル スに応答してオン/オフにスイッチする。第3の抵抗R3はフォト・トランジス タPTに対し負荷となる。第3および第4のコンデンサC3およびC4により5 6kHz搬送波成分は濾波され、そのあとに符号パルスの包絡線だけが残る。こ の符号パルスの包絡線は、プロセッサ20のIR受信入力端子に供給される。プ ロセッサ20はIR受信入力端子における信号を処理して、符号パルスを復号し 、IRリモコン装置(図示せず)からどのコマンドが送られてきたかを判定する 。次に、プロセッサ20は、電子機器10の他の要素(図示せず)を制御し、既 に知られているように、受信したコマンドを実行する。 また、プロセッサ20は、外部の装置も制御する。好ましい実施例において、 このような外部装置はIRリンクを通して制御できる。プロセッサ20は、その IR送信(IR XMT)出力端子において外部装置用のコマンドを発生する。 第2の発光ダイオードLED2はIR発光ダイオードであり、第1のNPNトラ ンジスタT1のコレクタ路に結合される。第1のNPNトランジスタT1の負荷 は、動作電圧源VCCに結合されて、直列接続の第6の抵抗R6と第2の発光ダイ オードLED2と第5の抵抗R5とから成る。プロセッサ20のIR送信出力端 子における信号は、第1のNPNトランジスタT1を制御して、外部装置にコマ ンドを送るのに適するようにT1をオン/オフさせる。第1のNPNトランジス タT1がオンのとき、第2の発光ダイオードLED2は発光し、第1のNPNト ランジスタT1がオフのとき第2の発光ダイオードLED2は暗くなる。 好ましい実施例において、プロセッサ20は、そのIR送信出力端子において 信号を発生し、この信号は、上述のように、搬送波で変調された一連のコマンド 符号パルスを表し、外部装置が適正に応答するようにする。必要とされる特定の コマンド符号および搬送波の周波数は、制御されている外部装置のタイプおよび その装置のメーカーに依り異なる。一般に、このような外部装置に送られるコマ ンドの搬送周波数は30〜60kHzの範囲である。この一連の変調されたコマ ンド・パルスは、第2の発光ダイオードLED2によりIR光パルスに変換され る。外部装置はこのコマンドを受信すると適正に応答する。上述したのと同様に して、第2のコモン・フェライト・ビーズ26と第5コンデンサC5と第6のコ ンデンサC6の組合わせは、外部電子機器および内部電子機器10に及ぼす電磁 波障害の悪影響を最小限度に抑える。 本発明の実施例は、ジャックに差し込まれる外部制御源を備える電子機器につ いてのものであったが、当業者は、本発明の絶縁回路は、使用者が外部装置のプ ラグを差し込むことのできる外部ジャックを備える電子機器にも使用できること を理解するであろう。このようなシステムにおいて、本発明は、電子機器に及ぼ すEMI,ESDおよびグランド・ループの悪影響を防護するとともに、外部装 置の短絡の可能性、ならびに使用者が間違った装置を外部ジャックに差し込む可 能性あるいは装置のプラグを不正に差し込む可能性を防護する。 以下の表1は、第1図に示す構成部品の好ましい値を示す。 表1 構成部品の値
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成10年2月3日(1998.2.3) 【補正内容】 請求の範囲 1.外部の装置に接続することができ、且つ接続される前記外部装置から電気的 に絶縁することができる電子機器であって、 前記外部装置を前記電子機器に接続する接続ポートと; 前記接続ポートにおいて前記外部装置から信号を受け取り処理する信号プロセ ッサと; 前記接続ポートと前記信号プロセッサとの間に接続され、前記電子機器を前記 外部装置から電気的に絶縁して、静電気の放電による前記電子機器の損傷を防止 する電気的絶縁装置とから成る、前記電子機器。 2.電気的絶縁装置がオプトアイソレータを含んでいる、請求項1記載の電子機 器。 3.接続ポートが第1および第2の端子を備え; オプトアイソレータが、前記接続ポートの第1の端子に結合されるアノードお よび前記接続ポートの第2の端子に結合されるカソードを有する発光ダイオード を含んでいる、請求項2記載の電子機器。 4.接続ポートと電気的絶縁装置との間に結合される静電気放電抑制回路を更に 含んでいる、請求項1記載の電子機器。 5.前記静電気放電抑制回路が、前記接続ポートと電気的絶縁装置との間に結合 される抵抗を含んでいる、請求項4記載の電子機器。 6.前記接続ポートが第1の端子および第2の端子を含み; 前記電気的絶縁装置が第1の入力端子および第2の入力端子を備え; 前記静電気放電抑制回路が、前記接続ポートの第1の入力端子と前記電気的絶 縁装置の第1の入力端子との間に結合される第1の抵抗、および前記接続ポート の第2の端子と前記電気的絶縁装置の第2の入力端子との間に結合される第2の 抵抗を含んでいる、請求項5記載の電子機器。 7.前記接続ポートと電気的絶縁装置との間に結合される電磁障害抑制回路を更 に含んでいる、請求項1記載の電子機器。 8.前記電磁障害抑制回路が、前記外部装置接続ポートと基準電位源との間に結 合されるコンデンサを含んでいる、請求項7記載の電子機器。 9.外部装置接続ポートが第1および第2の端子を備え; 電気的絶縁装置が、前記接続ポートの第1の端子に結合される第1の入力端子 、および前記接続ポートの第2の端子に結合される第2の入力端子を備え; 電磁障害抑制回路が、前記接続ポートの第1の端子と前記基準電位源との間に 結合される第1のコンデンサ、および前記接続ポートの第2の端子と前記基準電 位源との間に結合される第2のコンデンサを含んでいる、請求項8記載の電子機 器。 10.前記電磁障害抑制回路が、前記接続ポートと電気的絶縁装置との間に結合 される誘導リアクタンス要素を含んでいる、請求項7記載の電子機器。 11.誘導リアクタンス要素がフェライト・ビーズである、請求項10記載の電 子機器。 12.前記接続ポートが第1および第2の端子を含み; 前記電気的絶縁装置が第1の入力端子および第2の入力端子を備え; 前記電磁障害抑制回路が、前記接続ポートの第1の端子と前記電気的絶縁装置 の第1の入力端子との間に結合されるフェライト・ビーズを通る第1の通路、お よび前記接続ポートの第2の端子と前記電気的絶縁装置の第2の入力端子との間 に結合されるフェライト・ビーズを通る第2の通路から成る、請求項11記載の 電子機器。 13.接続ポートと電気的絶縁装置との間に結合される静電気放電抑制回路を更 に含んでいる、請求項7記載の電子機器。 14.外部装置が、前記接続ポートに接続されるIR受信器であり; 電子機器が更にIR信号プロセッサを含み; 電気的絶縁装置が前記IR受信器と前記IR信号プロセッサとの間に結合され る、請求項1記載の電子機器。 15.電子機器が直接衛星システムの受像機であり; 信号プロセッサがリモコン信号プロセッサであり; 外部装置がリモコン信号受信器であり; 電気的絶縁装置がオプトアイソレータである、請求項1記載の電子機器。 16.リモコン信号受信器が、IR光搬送波信号で変調され符号化された制御信 号を受信するのに適合する回路を含み; オプトアイソレータが、前記接続ポートを介して前記リモコン信号受信器に結 合される発光ダイオードと、前記発光ダイオードからの光信号に応答して、前記 変調され符号化された制御信号を表す信号を発生するフォト・トランジスタとか ら成り; 前記フォト・トランジスタからの変調され符号化された制御信号を復調して前 記符号化された制御を表す信号を発生する回路を電子機器が更に含んでいる、請 求項15記載の電子機器。 17.前記電気的絶縁装置が、動作電圧源と基準電位源との間に結合されるフォ ト・トランジスタの主導通路と負荷抵抗との直列接続を含み; 前記復調回路が、前記負荷抵抗とフォト・トランジスタの主導通路の接合点と 前記動作電圧源との間に結合される第1のコンデンサ、および前記負荷抵抗と前 記フォト・トランジスタの主導通路の接合点と前記基準電位源との間に結合され る第2のコンデンサを含んでいる、請求項16記載の電子機器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04B 10/14 H04B 9/00 Q H04Q 9/00 301 341 H05F 3/02 (31)優先権主張番号 9613608.0 (32)優先日 平成8年6月28日(1996.6.28) (33)優先権主張国 イギリス(GB) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN, CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,G E,HU,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR ,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV, MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,P L,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK ,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ, VN (72)発明者 ボエツトナー,ナンシー ドーン アメリカ合衆国 インデイアナ州 インデ イアナポリス ノース・ウエブスター・ア ベニユー 314 (72)発明者 マニング,ジヨン パーマー アメリカ合衆国 インデイアナ州 フイツ シヤーズ ワイルド・チエリー・ドライブ 6791 (72)発明者 シモンズ,カールトン ジエスロ ジユニ ア アメリカ合衆国 インデイアナ州 グリー ンフイールド サウス・ステイト・ストリ ート 211 (72)発明者 ドイル,アルバート ルイス アメリカ合衆国 インデイアナ州 プレイ ンフイールド マリア・レーン 1477

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.外部装置用のコネクタと、 前記外部装置に応答する信号プロセッサと、 前記外部装置用コネクタと信号プロセッサとの間に結合される電気的絶縁装置 とから成る、電子システム。 2.前記電気的絶縁装置がオプトアイソケータから成る、請求項1記載の電子シ ステム。 3.前記外部装置用コネクタが第1および第2の端子を備え、 前記オプトアイソレータが、第1の外部装置用コネクタ端子に結合されるアノ ードおよび前記第2の外部装置用コネクタに結合されるカソードを備える、請求 項2記載の電子システム。 4.前記外部装置用コネクタと電気的絶縁装置との間に結合される静電気放電抑 制回路を更に含む、請求項1記載の電子システム。 5.前記静電気放電抑制回路が、前記外部装置用コネクタと前記電気的絶縁装置 との間に結合される抵抗を含む、請求項4記載の電子システム。 6.前記外部装置が第1の端子および第2の端子を備え、 前記電気的絶縁装置が第1の入力端子および第2の入力端子を備え、 前記静電気放電抑制回路が、前記外部装置用コネクタと前記電気的絶縁装置の 第1の入力端子との間に結合される第1の抵抗、および前記外部装置用コネクタ と前記電気的絶縁装置の前記第2の入力端子との間に結合される第2の抵抗を備 えている、請求項5記載の電子システム。 7.前記外部装置用コネクタと前記電気的絶縁装置との間に結合される電磁波障 害抑制回路を更に含んでいる、請求項1記載の電子システム。 8.前記電磁波障害抑制回路が、前記外部装置用コネクタと基準電位源との間に 結合されるコンデンサを含んでいる、請求項7記載の電子システム。 9.前記外部装置用コネクタが第1および第2の端子を備え、 前記電気的絶縁装置が、前記外部装置用コネクタの第1の端子に結合される第 1の入力端子と、前記外部装置用コネクタの第2の端子に結合される第2の入力 端子を備えており、 前記電磁波障害抑制回路が、前記外部装置用コネクタの前記第1の端子と前記 基準電位源との間に結合される第1のコンデンサ、および前記外部装置用コネク タの第2の端子と前記基準電位源との間に結合される第2のコンデンサを含んで いる、請求項8記載の電子システム。 10.前記電磁波抑制回路が、前記外部装置用コネクタと前記電気的絶縁装置と の間に結合される誘導性リアクタンス要素を含んでいる、請求項7記載の電子シ ステム。 11.前記誘導性要素がフェライト・ビーズである、請求項10記載の電子シス テム。 12.前記外部装置用コネクタが第1の端子および第2の端子を備え、 前記電気的絶縁装置が第1の入力端子および第2の入力端子を備え、 前記電磁波障害抑制回路が、前記外部装置用コネクタの第1の端子と前記電気 的絶縁装置の第1の入力端子との間に結合されるフェライト・ビーズを通る第1 の通路、および前記外部装置用コネクタの第2の端子と前記電気的絶縁装置の第 2の入力端子との間に結合されるフェライト・ビーズを通る第2の通路を備える 、請求項11記載の電子システム。 13.前記外部装置用コネクタと電気的絶縁装置との間に結合される静電気放電 抑制回路を更に含んでいる、請求項7記載の電子システム。 14.前記外部装置が、前記外部装置用コネクタに接続されるIR受信器であり 、 前記電子システムがIR信号プロセッサを更に含み、 前記電気的絶縁装置が前記IR受信器と前記IR信号プロセッサとの間に結合 される、請求項1記載の電子システム。 15.前記電子システムが直接衛星システムの受像機であり、 前記信号プロセッサがリモコン・プロセッサであり、 前記外部装置がリモコン信号受信器であり、そして 前記電気的絶縁装置がオプトアイソレータである、請求項1記載の電子システ ム。 16.前記リモコン信号受信器が、IR光搬送波信号で変調され符号化された制 御信号を受信するのに適合する回路を含んでおり、 前記オプトアイソレータが、前記外部装置用コネクタを通してリモコン信号受 信器に結合される発光ダイオードと、前記発光ダイオードからの光信号に応答し 、変調され符号化された制御信号を表す信号を発生するフォト・トランジスタと から成り、 前記電子システムが、前記フォト・トランジスタからの前記変調され符号化さ れた制御信号を表す信号を復調し且つ前記符号化された制御信号を表す信号を発 生する回路を更に含んでいる、請求項15記載の電子システム。 17.前記電気的絶縁装置が、動作電圧源と基準電位源との間に結合されるフォ ト・トランジスタの主導通路と負荷抵抗との直列接続を含み、 前記復調回路が、前記負荷抵抗と前記フォト・トランジスタの主導通路の接合 点と前記動作電圧源との間に結合される第1のコンデンサ、および前記負荷抵抗 と前記フォト・トランジスタの前記主導通路の接合点と前記基準電位源との間に 結合される第2のコンデンサを含んでいる、請求項16記載の電子システム。
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