JPH07226711A - 赤外線信号の受光器 - Google Patents

赤外線信号の受光器

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Publication number
JPH07226711A
JPH07226711A JP6016358A JP1635894A JPH07226711A JP H07226711 A JPH07226711 A JP H07226711A JP 6016358 A JP6016358 A JP 6016358A JP 1635894 A JP1635894 A JP 1635894A JP H07226711 A JPH07226711 A JP H07226711A
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JP
Japan
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infrared signal
substrate
infrared
photodiode
attached
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Application number
JP6016358A
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English (en)
Inventor
Michiaki Igarashi
道昭 五十嵐
Masahito Miyagaki
雅人 宮垣
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Sakai Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sakai Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 電磁ノイズの発生する苛酷な環境下において
も誤作動することなく正常に作動可能であり、高い耐電
磁ノイズ性能を有し、水平方向360°全周にわたり、
また上方から送信される赤外線信号の受信も可能である
赤外線信号の受光器を提供する。 【構成】 ホトダイオードPH1,PH2,PH3と、
赤外線信号のみを選択的に増幅するヘッドアンプと、赤
外線受光モジュールと、データ処理部とを有し、ホトダ
イオードを、受信した赤外線信号の各種信号処理を行い
グランド線にて接地される回路を構成するための電子素
子群14が実装された基板13に配設するとともにこの
基板の所定部分にグランド線に接続された導電性部材1
6′を添接し、この基板を導電性を有する台座16に、
前記添接された導電性部材部分が当接するように固定す
る。また、ホトダイオードを、基板の円周上に少なくと
も3個配設し、さらにそれぞれ所定の仰角に傾けて配設
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は屋内に比べて大光量であ
る屋外にて使用することができる赤外線信号によるリモ
ートコントロール装置の受光器に関し、特に、当該受光
器を導電性台座に固定することによって電磁ノイズの影
響を受けにくくした赤外線信号の受光器に関する。
【0002】
【従来の技術】図8は本出願人の出願に係る赤外線信号
の受光器を用いた受信装置の構成を示す図である。この
赤外線信号の受信装置1は、テレビやビデオ等に使用さ
れている汎用の赤外線受光モジュールを、光量の多い屋
外でもそのまま使用可能とすることにより、赤外線信号
を建設機械等のリモートコントロール信号として使用す
ることができるようにしたものである。すなわち、図8
において、この赤外線信号の受信装置1は、可視光を可
能な限りカットする可視光カットフィルタ2に遮蔽され
たPINホトダイオードPH1 と、後述する第1段およ
び第2段の演算増幅器等を有するヘッドアンプ3と、こ
のヘッドアンプ3にて増幅された赤外線信号を受けて再
度の増幅や波形整形等を行う赤外線受光モジュール4
と、中央演算処理装置(図示せず)等を有して前記赤外
線受光モジュール4からの出力信号に基づいて、この信
号の解析その他のデータ処理を行うとともに被制御機器
6を制御するための制御データを出力するデータ処理部
5から構成されている。
【0003】そして前記可視光カットフィルタ2,PI
NホトダイオードPH1 ,ヘッドアンプ3,赤外線受光
モジュール4からなる赤外線信号の受光器7と、データ
処理部5は一体として構成されて被制御機器6の赤外線
信号の受信可能な所定位置に配設される。なお、図8に
示すPINホトダイオードPH2 ,PH3 は、PINホ
トダイオードを3個使用して構成する後述する第2実施
例および第3実施例の説明のために図示されているもの
であり、この第1実施例においてはPINホトダイオー
ドPH1 のみがヘッドアンプ3に接続される。
【0004】図9は前記赤外線信号の受光器7の構成を
示す回路図であり、PINホトダイオードPH1 と、太
陽光のような直流光を増幅せずに受信した赤外線信号の
みを増幅するヘッドアンプ3部分と、汎用品である赤外
線受光モジュール4部分とから概略構成される。このう
ちで、ヘッドアンプ3は、第1段の演算増幅器8と第2
段の演算増幅器9とを有し、第1段の演算増幅器8には
第2段の演算増幅器9を介して負帰還回路が構成されて
いる。すなわち、第1段の演算増幅器8の反転入力端子
(−端子)にはR1 の抵抗を介して赤外線信号を受信す
るためのPINホトダイオードPH1 が接続される。な
お、前述のように、PINホトダイオードPH2 および
PH3 は、赤外線受光モジュール4に複数のPINホト
ダイオードが接続される構成の後述する第2実施例およ
び第3実施例の説明のために図示されているものであ
り、この第1実施例においてはPINホトダイオードP
H1 のみが接続されるようになる。
【0005】先ず、前記第1段の演算増幅器8の非反転
入力端子(+端子)にはR3 とR4との抵抗によって分
圧されたVin+電圧が印加される。したがって、第1段
の演算増幅器8の反転入力端子は非反転入力端子と同電
位となり、この電圧がPINホトダイオードPH1 (P
H2 ,PH3 )に対する安定した逆Vバイアス電圧とし
て印加される。
【0006】また、第1段の演算増幅器8の出力端子と
反転入力端子は、R2 の帰還抵抗を介して接続される。
したがってこの第1段の演算増幅器8は、増幅率R2 /
R1(この実施例では100)の反転増幅器となってい
る。前記帰還抵抗と並列に接続されたC2 のコンデンサ
は帰還コンデンサである。また、第1段の演算増幅器8
の出力端子は、第2段の演算増幅器9に、抵抗R5 とコ
ンデンサC3 からなるRCローパスフィルタ10を介し
て第2段の演算増幅器9の非反転入力端子に接続され
る。さらに第2段の演算増幅器9の反転入力端子は、こ
の第2段の演算増幅器9の出力端子に接続され、同じく
この出力端子はR6 の抵抗を介して第1段の演算増幅器
8の反転入力端子に接続される。
【0007】したがって、この第2段の演算増幅器9
は、増幅度1の演算増幅器であり、第1段の演算増幅器
8の出力V0 が、第2段の演算増幅器9からR6 の抵抗
を介して第1段の演算増幅器8の反転入力端子に負帰還
するかたちとなり、太陽光の直射による直流光だけが入
光した場合は増幅されないことになる。
【0008】通常、38kHZ 程度の高周波として送信
される赤外線信号は第1段の演算増幅器8にて100倍
に増幅されるが、RCローパスフィルタ10によって阻
止されて前記第2の演算増幅器9による負帰還がかから
ず、100倍に増幅されたままにC4 のコンデンサを介
してそのまま次段の赤外線受光モジュール4の図示しな
い増幅部に伝達される。符号11は回路の接地用グラン
ド線である。
【0009】以上のように構成される赤外線信号の受光
器7は、建設機械等、屋外で使用される被制御機器6
(図8参照)に配設されて、リモートコントロールのた
めの赤外線信号の送信器(図示せず)から送信される赤
外線信号を受信すると、可視光カットフィルタ2にて可
能な限りの可視光がカットされた赤外線信号を含む外光
がPINホトダイオードPH1 に入光する。PINホト
ダイオードPH1 には前記のように逆バイアス電圧が印
加されており、外光の入射を受けてPINホトダイオー
ドPH1 には光電流iが発生する。
【0010】この発生した光電流iは、第1段の演算増
幅器8の反転入力端子に流れるが、この第1段の演算増
幅器8は、前記のように太陽光のような直流光は増幅せ
ずに周波数の高い赤外線信号のみをこの実施例において
は100倍に増幅し、この増幅された赤外線信号が赤外
線受光モジュール4に送出される。
【0011】赤外線受光モジュール4においては、受光
した赤外線信号を増幅し、図示しないリミッタレベルシ
フト,ピーク検波回路,出力波形整形回路等によって所
定の信号処理が行われ、これをデータ処理部5(図8参
照)に送出する。データ処理部5においては信号の解析
を行い、この解析に基づいて制御データを生成してこれ
を建設機械等の被制御機器6に送出する。これを受けて
被制御機器6が制御されてたとえばスイッチのON,O
FF等の制御が行われる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】以上のような構成によ
って、テレビやビデオ等に使用されている汎用品として
の赤外線受光モジュールを、そのまま、大光量である屋
外での赤外線信号の受信装置に使用することが可能とな
る。しかしながら、屋外での使用、例えば被制御機器と
しての建設機械のリモートコントロールに使用する場合
において、このような建設機械は、その制御を誤ると人
身事故の発生にもつながることから、そのリモートコン
トロール装置にも高い信頼性が求められる一方で、当該
リモートコントロール装置、なかでも赤外線信号の受信
装置は、当該建設機械等の発生する電磁ノイズに常時晒
されることになる。このように、屋外での、例えば建設
機械等のリモートコントロールに赤外線信号を使用する
場合においては、その受信装置には高い耐電磁ノイズ性
能が求められる。
【0013】本発明はこのような課題に鑑みて創案され
たものあり、電磁ノイズの発生する苛酷な環境下におい
ても誤動作することなく正常に作動可能であり、高い耐
電磁ノイズ性能を有する赤外線信号の受光器の提供を目
的としている。また、このような赤外線信号の受信機に
おいて、水平方向360°全周にわたって受信可能であ
るとともに上方から送信される赤外線信号の受信も可能
である赤外線信号の受光器の提供を目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は前記の目的を達
成するために、赤外線信号を受光するためのホトダイオ
ードと、このホトダイオードを介して入射する入射光の
なかから赤外線信号のみを選択的に増幅するヘッドアン
プと、このヘッドアンプにて増幅された赤外線信号に波
形整形等の信号処理を行う赤外線受光モジュールと、こ
の受光モジュールからの信号を受けて信号の解析等を行
い前記被制御機器に制御データを送出するデータ処理部
とを有し、赤外線信号を利用して被制御機器をリモート
コントロールするための赤外線信号の受信装置における
受光器であって、 前記ホトダイオードを、前記受信し
た赤外線信号の各種信号処理を行いグランド線にて接地
される回路を構成するための電子素子群が実装された基
板に配設するとともに、この基板の所定部分に前記グラ
ンド線に接続された導電性部材を添接し、この基板を、
導電性を有する台座に、前記添接された導電性部材部分
が当接するように固定する構成とするものである。
【0015】また、前記基板に添接される導電性部材を
当該基板の周縁部に連続した帯状として添接する構成と
するものである。
【0016】さらに、前記ホトダイオードを前記電子素
子群が実装された基板の円周上に少なくとも3個配設す
る構成とし、あるいは、前記ホトダイオードをそれぞれ
所定の仰角に傾けて配設する構成とするものである。
【0017】
【作 用】本発明の作用を説明する。回路のグランド線
に接続された導電性部材が基板の所定部位に添接され、
この基板を導電性を有する台座に固定する際に、この台
座と前記添接された導電性部材部分とが当接するように
行う。これにより、回路と台座の電位が常時グランドレ
ベルに保たれることとなって電磁ノイズの影響を受けに
くくるなる。
【0018】また、前記基板に配設されるホトダイオー
ドを円周上に少なくとも3個配設する構成により、水平
方向360°全周からの赤外線信号の受信が可能とな
り、さらに、円周上に少なくとも3個配設された前記ホ
トダイオードを所定の仰角に傾けて配設する構成によ
り、上方から送信される赤外線信号の受信も可能とな
る。
【0019】
【実施例】本発明の第1実施例を図面に基づいて説明す
る。図1は本発明の第1実施例を示す赤外線信号の受光
器12の部分縦断面図であり、上方から見れば全体が円
形をなしている。この実施例においてはその表面に前記
可視光カットフィルタ2が貼付された前記ホトダイオー
ドとしてのPINホトダイオードPH1 が1個配設され
ており、常に一定方向から送信される赤外線信号を受信
する場合に使用して好適な例である。前記PINホトダ
イオードが配設される前記基板としてのプリント配線板
13の裏面には、図8および図9に示すヘッドアンプ3
を構成する電子素子群14が実装されている。このよう
に、赤外線信号を受信するPINホトダイオードPH1
と前記電子素子群14とをプリント配線板13のそれぞ
れ表裏に配設する構成によって相互の信号経路が最短と
なり、これにより電磁ノイズの影響を最小に抑えること
ができるようになっている。
【0020】また、プリント配線板13の前記電子素子
群14の周囲には、前記導電性部材としての接地部材1
5を添接するが、この接地部材15は、この実施例にお
いてはプリント配線板13の金属配線パターン形成時
に、図2に示すような帯状の連続した金属パターンに形
成するとともに、この部分の表面には絶縁ワニス等の保
護用コーティング材を被覆せずに剥き出しのままとして
ある。そして、特に図示しないがこの接地部材15部分
からの引き出し線を、前記図9に示す回路のグランド線
11に接続しておく。なお、このような方法によらず、
銅またはアルミ箔等の導電性部材をプリント配線板13
等の基板に直接に貼付する構成としてもよい。また、前
記添接される接地部材15は、この実施例のようにプリ
ント配線板13の周囲に帯状に配設する構成に限定され
ることなく、導電性台座16と当接可能なプリント配線
板13の適当な位置に添接するようにしてもよい。
【0021】このように構成されたプリント配線板13
を図1に示すように銅またはアルミ等の導電性部材で形
成された導電性台座16に図示しないネジ等にて固定す
る。この固定に際してはプリント配線板13の周縁に帯
状に添接された前記接地部材15部分の全周にわたり
(図2参照)、導電性台座16の上縁16′に当接する
ように固定する。これにより、図9に示す回路のグラン
ド線11と、この導電性台座16とが電気的に導通状態
となる。なお、図1に示す符号17は、駆動用電源を供
給するための電源線Vcc,制御信号を出力するための出
力線、電源用グランド線GND(図9に示す回路のグラ
ンド線11と同電位となる)をまとめた引き出しコード
である。また、前記のように、添接される接地部材15
がプリント配線板13の空きスペースの任意の箇所に添
接される場合には、この添接される接地部材15部分に
導電性台座16が当接するように当該導電性台座16を
形成する。
【0022】図1等に示す符号18は、光透過体にて形
成されたホトダイオード保護部であり、この実施例にお
いては赤外線信号を透過する光透過体として透明アクリ
ル材を使用しているが、これ以外にも例えば不透明アク
リル,透明ガラス,不透明ガラス等を使用してもよい。
このホトダイオード保護部18が、前記導電性台座16
に、図示しないネジまたは接着剤等によって取付けられ
る。あるいは、この実施例においては前記可視光カット
フィルタ2をPINホトダイオードPH1 の表面に貼付
する構成であるが、このような構成を採らず、前記ホト
ダイオード保護部18そのものを前記可視光カットフィ
ルタ2の部材にて形成してもよいし、また、所定波長の
赤外線信号のみを透過する部材にて形成する構成として
もよい。
【0023】以上のように構成される赤外線信号の受光
器12は、受信装置の筐体20(図3参照)にナット2
1,21(図1参照)、および図示しないボルトによっ
て取付けられる。この取付けにあたっては絶縁体19を
介して取付けられ、赤外線信号の受光器12とそれ以外
の部分とは電気的に絶縁される。これは、建設機械等の
装置駆体が導電性を有する場合においては当該装置駆体
そのものが接地されて様々な電磁ノイズの作用を受けて
いる関係上、この装置駆体に電気的に接続される状態に
て前記導電性台座16部分が取付けられると、赤外線信
号の受光器12が前記装置駆体に作用する電磁ノイズの
影響をまともに受けることになるので、これを避けるた
めに赤外線信号の受光器12部分とそれ以外の部分とを
電気的に絶縁するものである。したがって、前記建設機
械等の装置駆体が導電性を有しないプラスチック等で形
成されている場合には、前記絶縁体19を介することな
く、導電性台座16を受信装置の筐体20に直接に取付
けるようにしてもよい。
【0024】図3は前記赤外線信号の受信装置1の正面
外観図であり、この赤外線信号の受信装置1の筐体20
内部には、前記図8および図9に示す赤外線受光モジュ
ール4とデータ処理部5が格納される。また、符号22
は被制御機器6とのデータの送受信を行うための外部配
線用コネクタである。このような受信装置の筐体20
が、その固定部23,23部分で図示しないボルトにて
建設機械等の被制御機器6の装置駆体の所定位置に取付
けられる。
【0025】第1実施例の以上のような構成において、
先ず、図示しない赤外線の送信装置から送信された赤外
線信号は、ホトダイオード保護部18を通過し、可視光
カットフィルタ2によって可能な限りの可視光がカット
されてPINホトダイオードPH1 にて受信される。こ
の受信信号は前記のようにヘッドアンプ3(図8,図9
参照)にて赤外線信号のみが選択的に増幅される。次い
で、図8に示す赤外線受光モジュール4,データ処理部
5にて前記説明のようにそれぞれに信号の処理が行われ
て建設機械等の被制御機器6に制御データとして送出さ
れる。
【0026】この場合、グランド線GNDにて回路的な
接地が行われているプリント配線板13は、このプリン
ト配線板13に添接された前記接地部材15部分にて導
電性台座16と接触していることから、前記ヘッドアン
プ3を構成する電子素子群14が実装された回路と導電
性台座16との電位は常にグランドレベルを保つことに
なって電磁ノイズによる悪影響を受けにくくなる。
【0027】次に第2実施例について図4および図5に
基づいて説明する。図4(A)はプリント配線板13部
分の平面図、図4(B)はその正面図となっている。こ
の第2実施例は、図4(A)および(B)に示すよう
に、前記プリント配線板13に3個のPINホトダイオ
ードPH1 ,PH2 ,PH3 を、図4(A)に二点鎖線
にて示す円周C上に120°間隔にて配設したものであ
る。このように3個のPINホトダイオードPH1 ,P
H2 ,PH3 を配設する構成により、水平方向360°
のどの方向から送信される赤外線信号も確実に受信可能
となる。この場合、360°の全方向から送信される赤
外線信号を受信するためには少なくとも3個のPINホ
トダイオードを配設する必要があるが、これに限定され
ず3個以上でもよいのは勿論である。
【0028】図5はこの第2実施例に係る赤外線信号の
受光器12′の断面図であり、前記図4(B)に示すP
INホトダイオードPH1 ,PH2 ,PH3 が配設され
たプリント配線板13を前記導電性台座16に取付けた
状態における部分縦断面図である。この第2実施例は前
記PINホトダイオードPH1 ,PH2 ,PH3 が配設
されたプリント配線板13部分以外の構成は前記第1実
施例と同様であり、その作用も水平方向360°全方向
からの赤外線信号の受信が可能である点を除けば前記第
1実施例と同様である。また、この第2実施例において
も前記可視光カットフィルタ2をPINホトダイオード
PH1 ,PH2 ,PH3 の表面に貼付する構成である
が、このような構成を採らず、ホトダイオード保護部1
8そのものを前記可視光カットフィルタ2の部材にて形
成してもよく、また、所定波長の赤外線信号のみを透過
する部材にて形成する構成としてもよい点についても前
記第1実施例と同様である。以上のように構成されるこ
の第2実施例の赤外線信号の受光器12′は、赤外線信
号の送信位置と受信位置の片方または双方の位置が一定
せずにその都度変化する場合等に用いて好適なものであ
る。
【0029】次に第3実施例を図6および図7に基づい
て説明する。図6(A)は、前記第2実施例と同様にP
INホトダイオードPH1 ,PH2,PH3 が配設され
たプリント配線板13の平面図であり、同(B)はその
正面図である。また、図7は、この第3実施例に係る赤
外線信号の受光器12″の断面図であり、前記図4
(B)に示すPINホトダイオードPH1 ,PH2 ,P
H3 が配設されたプリント配線板13を前記導電性台座
16に取付けた状態における部分縦断面図である。図に
おいて、この第3実施例は前記第2実施例におけるPI
NホトダイオードPH1 ,PH2 ,PH3 の受光面を水
平方向に対して概ね45°程度の仰角に傾けて配設した
ものである。このように、PINホトダイオードPH1
,PH2 ,PH3 を配設することにより、水平方向3
60°に加えて垂直方向0°〜90°、すなわち上方か
らの信号も受信可能となって半球面への赤外線信号の受
信が可能となる。その他の構成および作用は前記第2実
施例と同様である。
【0030】
【発明の効果】以上説明のように、本発明によれば、電
磁ノイズの発生する苛酷な環境下においても誤作動する
ことなく正常に作動可能であり、高い耐電磁ノイズ性能
を有する赤外線信号の受光器を実現できる。
【0031】またこのような高い耐電磁ノイズ性能を有
する赤外線信号の受信機において、水平方向360°全
周にわたって受信可能であるとともに上方から送信され
る赤外線信号の受信も可能である赤外線信号の受光器を
実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る赤外線信号の受光器
の部分縦断面図である。
【図2】プリント配線板に添接される接地部材を示す図
である。
【図3】前記赤外線信号の受信装置の正面外観図であ
る。
【図4】第2実施例に係るものであり、(A)図は3個
のPINホトダイオードが配設されたプリント配線板部
分の平面図であり、同(B)図はその正面図である。
【図5】第2実施例に係る赤外線信号の受光器の部分縦
断面図である。
【図6】第3実施例に係るものであり、(A)図は、P
INホトダイオードPH1 ,PH2 ,PH3 が配設され
たプリント配線板の平面図であり、同(B)はその正面
図である。
【図7】第3実施例に係る赤外線信号の受光器の部分縦
断面図である。
【図8】一般的な赤外線信号の受信装置の構成を示す図
である。
【図9】赤外線信号の受信装置に組み込まれる赤外線信
号の受光器の構成を示す図である。
【符号の説明】
PH1 ,PH2 ,PH3 ・PINホトダイオード 1・・赤外線信号の受光装置 2・・可視光カットフィルタ 3・・ヘッドアンプ 4・・赤外線受光モジュール 5・・データ処理部 6・・被制御機器 7・・赤外線信号の受光器 8・・第1の演算増幅器 9・・第2の演算増幅器 10・RCローパスフィルタ 11・グランド線 12・第1実施例における赤外線信号の受光器 13・プリント配線板 14・電子素子群 15・接地部材 16・導電性台座 17・引き出しコード 18・ホトダイオード保護部 19・絶縁体 20・受信装置の筐体 22・外部配線用コネクタ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/22 10/28 10/26 10/14 10/04 10/06 9372−5K H04B 9/00 Y

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 赤外線信号を受光するためのホトダイオ
    ードと、このホトダイオードを介して入射する入射光の
    中から赤外線信号のみを選択的に増幅するヘッドアンプ
    と、このヘッドアンプにて増幅された赤外線信号の信号
    処理を行う赤外線受光モジュールと、この受光モジュー
    ルからの信号を受けて信号の解析等を行い被制御機器に
    制御データを送出するデータ処理部とを有し、赤外線信
    号を利用して制御機器をリモートコントロールするため
    の赤外線信号の受信装置における受光器であって、 前記ホトダイオードを、前記受信した赤外線信号の各種
    信号処理を行いグランド線にて接地される回路を構成す
    るための電子素子群が実装された基板に配設するととも
    に、この基板の所定部分に前記グランド線に接続された
    導電性部材を添接し、この基板を、導電性を有する台座
    に、前記添接された導電性部材部分が当接するように固
    定することにより電磁ノイズによる影響を防ぐようにし
    たことを特徴とする赤外線信号の受光器。
  2. 【請求項2】 前記基板に添接された前記導電性部材
    を、当該基板の周縁部に連続した帯状として添接したこ
    とを特徴とする請求項1記載の赤外線信号の受光器。
  3. 【請求項3】 前記ホトダイオードを、前記電子素子群
    が実装された基板の円周上に少なくとも3個配設して水
    平方向360°すべての方向よりの赤外線信号を受信可
    能としたことを特徴とする請求項1記載の赤外線信号の
    受光器。
  4. 【請求項4】 円周上に配設された前記ホトダイオード
    をそれぞれ所定の仰角に傾けて配設することにより上方
    からの赤外線信号の受信をも可能としたことを特徴とす
    る請求項3記載の赤外線信号の受光器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010113198A (ja) * 2008-11-07 2010-05-20 Seiko Epson Corp プロジェクタ

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JP2010113198A (ja) * 2008-11-07 2010-05-20 Seiko Epson Corp プロジェクタ

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