JP2001168379A - Method for reducing crosstalk between led and pd - Google Patents
Method for reducing crosstalk between led and pdInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオード
（ＬＥＤ）とフォトダイオード（ＰＤ）とを備える測定
装置等の信号回路において、発光ダイオード（ＬＥＤ）
からフォトダイオード（ＰＤ）へのクロストークによる
ノイズの軽減方式に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal circuit such as a measuring device having a light emitting diode (LED) and a photodiode (PD).
The present invention relates to a method for reducing noise due to crosstalk from a photodiode to a photodiode (PD).
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来において、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）とフォトダイオード（ＰＤ）とを備える測定装置と
して、例えばパルスオキシメータが知られている。この
パルスオキシメータは、光電脈波を用いることによっ
て、動脈血の情報だけを取り出すことを可能にしたもの
であり、指等の比較的薄い部位（生体の組織）に発光ダ
イオード（ＬＥＤ）の光を当てて、透過してきた光の強
さ（光電脈波）をフォトダイオード（ＰＤ）により検出
して記録するものである。すなわち、この場合の血液の
光吸収特性は、酸素飽和度によって変化する。同じ量の
血液が変動している拍動であっても、その血液の酸素飽
和度によって得られる脈波振幅は異なったものとなる。2. Description of the Related Art Conventionally, a light emitting diode (LE) has been used.
For example, a pulse oximeter is known as a measuring device including D) and a photodiode (PD). This pulse oximeter makes it possible to extract only arterial blood information by using a photoelectric pulse wave, and emits light of a light emitting diode (LED) to a relatively thin site (tissue of a living body) such as a finger. Then, the intensity of the transmitted light (photoplethysmogram) is detected and recorded by a photodiode (PD). That is, the light absorption characteristics of blood in this case change depending on the oxygen saturation. Even if the same amount of blood is fluctuating, the pulse wave amplitude obtained by the oxygen saturation of the blood will be different.
【０００３】一般的に、パルスオキシメータは、患者に
装着するプローブと、測定装置本体とによって構成され
ている。そこで、前記プローブには、発光ダイオード
（ＬＥＤ）を使用した発光部とフォトダイオード（Ｐ
Ｄ）を使用した受光部とが設けられ、これらの発光部と
受光部との間に指等の測定部位（生体の組織）を挟み得
るように構成されている。[0003] Generally, a pulse oximeter is composed of a probe to be worn on a patient and a main body of a measuring apparatus. Therefore, a light emitting unit using a light emitting diode (LED) and a photodiode (P
A light receiving unit using D) is provided, and a measurement site (tissue of a living body) such as a finger can be sandwiched between the light emitting unit and the light receiving unit.
【０００４】このような患者測定用のプローブを有する
パルスオキシメータは、図５の（ａ）および（ｂ）に示
すプローブの信号回路として、前記発光部には、発光波
長が６６０ｎｍ（赤色光）と９４０ｎｍ（赤外光）の２
つの発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２が用いられてい
る。一方、受光部にはフォトダイオードＰＤが用いられ
ている。そして、この種のパルスオキシメータは、連続
的な無侵襲計測が可能であることに加え、原理的に校正
が不要であるため、患者の状態を監視するモニタとして
の基本的な要求を満たしていることから、従来より患者
監視装置として広く普及している。A pulse oximeter having such a probe for patient measurement is used as a signal circuit of the probe shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). The light emitting section has an emission wavelength of 660 nm (red light). And 940 nm (infrared light)
Two light emitting diodes LED1 and LED2 are used. On the other hand, a photodiode PD is used for the light receiving unit. This type of pulse oximeter, in addition to being capable of continuous non-invasive measurement, does not require calibration in principle, so it meets the basic requirements as a monitor for monitoring the condition of patients. Therefore, it has been widely used as a patient monitoring device.
【０００５】しかるに、前述した従来における発光ダイ
オード（ＬＥＤ）を使用するパルスオキシメータのプロ
ーブの信号回路において、プローブと測定装置本体とを
接続する結線方式としては、大別して３線式〔図５の
（ａ）参照〕と２線式〔図５の（ｂ）参照〕との２種類
が実施されている。[0005] However, in the signal circuit of the probe of the conventional pulse oximeter using the light emitting diode (LED) described above, the connection system for connecting the probe and the measuring device main body is roughly classified into a three-wire system (see FIG. 5). (See FIG. 5A) and a two-wire system (see FIG. 5B).
【０００６】すなわち、図５の（ａ）に示す信号回路に
おいて、３線式の結線方式は、２つの発光ダイオードＬ
ＥＤ１、ＬＥＤ２を共通線LED-COMMONと２つの駆動線LE
D-DRV1、LED-DRV2とを介し、ＬＥＤ駆動回路１０に対し
て並列に接続されている。また、フォトダイオードＰＤ
は、アノードANODE とカソードCATHODE を介してＰＤ受
光回路１２に接続されている。なお、フォトダイオード
ＰＤは、高インピーダンスであり、外来からのノイズの
影響を受けやすいため、前記フォトダイオードＰＤの接
続線〔アノード（ANODE ）、カソード（CATHODE ）〕に
は、シールド線SHIELDを使用してノイズ対策を行ってい
る。That is, in the signal circuit shown in FIG. 5A, the three-wire connection method uses two light emitting diodes L
ED1 and LED2 are common line LED-COMMON and two drive lines LE
It is connected in parallel to the LED drive circuit 10 via D-DRV1 and LED-DRV2. Also, the photodiode PD
Is connected to the PD light receiving circuit 12 via an anode ANODE and a cathode CATHODE. Since the photodiode PD has a high impedance and is easily affected by extraneous noise, a shield wire SHIELD is used for the connection lines [anode (ANODE) and cathode (CATHODE)] of the photodiode PD. Noise countermeasures.
【０００７】また、図５の（ｂ）に示す信号回路におい
て、２線式の結線方式は、２つの発光ダイオードＬＥＤ
１、ＬＥＤ２を２つの駆動線LED-DRV1、LED-DRV2により
逆並列にして、ＬＥＤ駆動回路１０に対し接続されてい
る。また、フォトダイオードＰＤは、アノードANODE と
カソードCATHODE を介してＰＤ受光回路１２に接続され
ている。そして、ノイズ対策も図５の（ａ）場合と同様
に行われている。In the signal circuit shown in FIG. 5B, the two-wire connection method uses two light emitting diodes LED.
1. The LED 2 is connected to the LED drive circuit 10 in anti-parallel with two drive lines LED-DRV1 and LED-DRV2. The photodiode PD is connected to the PD light receiving circuit 12 via an anode ANODE and a cathode CATHODE. Then, noise countermeasures are taken in the same manner as in the case of FIG.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】前述した構成からなる
パルスオキシメータのプローブの信号回路において、フ
ォトダイオードＰＤは、高インピーダンスであることか
ら、発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２に駆動電流が流
れた時に、発光ダイオードに印加される電圧の変化が、
前記発光ダイオードＬＥＤとフォトダイオードＰＤの各
線間の容量結合により、発光ダイオードＬＥＤの駆動信
号に同期したノイズがフォトダイオードＰＤにクロスト
ークする。従って、このようなクロストークが増大する
と、本来不必要な信号が測定値に影響する難点がある。In the signal circuit of the probe of the pulse oximeter having the above-described structure, the photodiode PD has a high impedance, so that when the driving current flows through the light emitting diodes LED1 and LED2, the light is emitted. The change in the voltage applied to the diode
Due to the capacitive coupling between the lines of the light emitting diode LED and the photodiode PD, noise synchronized with the driving signal of the light emitting diode LED crosstalks with the photodiode PD. Therefore, when such crosstalk increases, there is a problem that a signal that is originally unnecessary affects the measured value.
【０００９】このため、従来においては、プローブの信
号回路におけるクロストークをなるべく軽減するため、
フォトダイオードＰＤに対するシールドを強化したり、
あるいはＬＥＤ駆動回路１０やＰＤ受光回路１２に対す
るコネクタ内部では、なるべく位置関係すなわち物理的
な距離を離すように設定されている。しかしながら、こ
のような対策のみでは、前述したクロストークの発生を
十分に軽減することは困難であった。For this reason, conventionally, in order to reduce the crosstalk in the signal circuit of the probe as much as possible,
Strengthening the shield against the photodiode PD,
Alternatively, the inside of the connector with respect to the LED drive circuit 10 and the PD light receiving circuit 12 is set so as to keep the positional relationship, that is, the physical distance as much as possible. However, it has been difficult to sufficiently reduce the occurrence of the above-described crosstalk only by such measures.
【００１０】そこで、本発明者は、鋭意研究並びに試作
を重ねた結果、発光ダイオードＬＥＤを駆動するＬＥＤ
駆動回路に、発光ダイオードＬＥＤに印加される電圧の
変化に対し、これに反転する信号を生成する反転信号回
路を設け、この反転信号回路が発生する信号を、発光ダ
イオードＬＥＤの駆動線に沿って延在配置した信号線に
伝送することにより、発光ダイオードＬＥＤに印加され
る電圧の変化によるフォトダイオードＰＤへの影響を打
ち消して、ＬＥＤ−ＰＤからなる信号回路におけるクロ
ストークの軽減を容易に達成することができることを突
き止めた。Accordingly, the present inventor has conducted extensive research and trial production, and as a result, has found that an LED for driving a light emitting diode LED
The driving circuit is provided with an inversion signal circuit that generates a signal that inverts the voltage applied to the light emitting diode LED in response to a change in the voltage applied to the light emitting diode LED. By transmitting the signal to the extended signal line, the influence on the photodiode PD due to the change in the voltage applied to the light emitting diode LED is canceled, and crosstalk in the signal circuit including the LED-PD can be easily reduced. I figured out what I could do.
【００１１】従って、本発明の目的は、発光ダイオード
（ＬＥＤ）とフォトダイオード（ＰＤ）とを備えた信号
回路において、発光ダイオード（ＬＥＤ）の駆動回路
に、発光ダイオードに印加される電圧の変化に対して反
転する信号を生成し、この信号を発光ダイオードの駆動
線に沿って延在する信号線に伝送することによって、発
光ダイオードに印加される電圧の変化によるフォトダイ
オード（ＰＤ）への影響を打ち消し、フォトダイオード
に対するクロストークの軽減を容易に行うことができる
ＬＥＤ−ＰＤ間のクロストーク軽減方式を提供すること
にある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a signal circuit having a light emitting diode (LED) and a photo diode (PD) in a driving circuit of the light emitting diode (LED) for a change in a voltage applied to the light emitting diode. By generating an inverted signal and transmitting the inverted signal to a signal line extending along the drive line of the light emitting diode, the influence of a change in the voltage applied to the light emitting diode on the photodiode (PD) is reduced. An object of the present invention is to provide a method of reducing crosstalk between an LED and a PD, which can easily cancel and reduce crosstalk with respect to a photodiode.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係るＬＥＤ−ＰＤ間のクロストーク軽減方
式は、発光ダイオード（ＬＥＤ）とフォトダイオード
（ＰＤ）とを備えた信号回路からなり、前記発光ダイオ
ードの駆動回路に、発光ダイオードに印加される電圧の
変化に対して反転する信号を生成する反転信号回路を設
け、前記発光ダイオードの駆動線に沿って延在する信号
線を配設し、前記反転信号回路により得られる反転信号
の成分を含む信号を前記信号線に伝送することによっ
て、発光ダイオードに印加される電圧の変化によるフォ
トダイオードへの影響を打ち消すように構成したことを
特徴とする。In order to achieve the above object, a method for reducing the crosstalk between an LED and a PD according to the present invention is based on a signal circuit having a light emitting diode (LED) and a photodiode (PD). The driving circuit for the light emitting diode is provided with an inversion signal circuit for generating a signal that is inverted with respect to a change in the voltage applied to the light emitting diode, and a signal line extending along the driving line for the light emitting diode is provided. And transmitting a signal including a component of the inverted signal obtained by the inverted signal circuit to the signal line, thereby canceling the influence on the photodiode due to a change in the voltage applied to the light emitting diode. Features.
【００１３】この場合、前記発光ダイオードとしては、
順次交互に駆動する少なくとも２つの発光ダイオードを
備え、各発光ダイオードを駆動するための複数の駆動線
に対して接続され、各発光ダイオードの駆動に伴ってそ
れぞれ反転信号を出力する共通の反転信号回路を設けた
構成とすることができる。In this case, the light emitting diode includes:
A common inversion signal circuit including at least two light emitting diodes that are sequentially and alternately driven, connected to a plurality of drive lines for driving each of the light emitting diodes, and outputting an inversion signal respectively with the driving of each light emitting diode May be provided.
【００１４】また、前記発光ダイオードとしては、順次
交互に駆動する４つの発光ダイオードを備え、これらの
発光ダイオードを順次駆動するための２つの駆動線に対
してそれぞれ接続される加算器を設け、さらにこの加算
器の出力に伴ってそれぞれ反転信号を出力する共通の反
転信号回路を設けた構成とすることができる。Further, the light emitting diodes include four light emitting diodes which are sequentially driven alternately, and adders which are respectively connected to two driving lines for sequentially driving these light emitting diodes are provided. A configuration in which a common inversion signal circuit that outputs an inversion signal in accordance with the output of the adder can be provided.
【００１５】さらに、前記発光ダイオードの駆動線に沿
って延在する信号線は、前記駆動線との平行線またはツ
イスト線として、その先端が発光ダイオードの接続点ま
で延在するように配設することができる。Further, the signal line extending along the drive line of the light emitting diode is disposed as a parallel line or a twist line with the drive line so that its tip extends to a connection point of the light emitting diode. be able to.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）とフォトダイオード（ＰＤ）とを備えた信
号回路におけるＬＥＤ−ＰＤ間のクロストーク軽減方式
の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of a method for reducing crosstalk between an LED and a PD in a signal circuit including a light emitting diode (LED) and a photodiode (PD) according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The details will be described below.
【００１７】[0017]
【実施例１】図１および図２は、本発明に係る発光ダイ
オード（ＬＥＤ）とフォトダイオード（ＰＤ）とを備え
た信号回路におけるＬＥＤ−ＰＤ間のクロストーク軽減
方式の一実施例を示すものである。なお、説明の便宜
上、前述した図５の（ａ）、（ｂ）に示す従来の信号回
路のシステム構成と同一の構成要素については、同一の
参照符号を付して説明する。Embodiment 1 FIGS. 1 and 2 show an embodiment of a method for reducing crosstalk between an LED and a PD in a signal circuit including a light emitting diode (LED) and a photodiode (PD) according to the present invention. It is. For convenience of explanation, the same components as those of the conventional signal circuit shown in FIGS. 5A and 5B will be described with the same reference numerals.
【００１８】すなわち、図１において、発光ダイオード
ＬＥＤ１、ＬＥＤ２の駆動を行うＬＥＤ駆動回路１０
に、前記発光ダイオードに印加される電圧の変化に対
し、これに反転する信号を生成する反転信号回路１４を
設け、この反転信号回路１４が発生する信号を伝送する
信号線Ｌs を、前記発光ダイオードの駆動線LED-DRV1、
LED-DRV2と平行に延在配置した構成からなる。この場
合、前記信号線Ｌs の先端は、発光ダイオードＬＥＤ
１、ＬＥＤ２が接続される位置まで延在させれば好適で
ある。なお、フォトダイオードＰＤに対しては、従来と
同様にフォトダイオードＰＤの接続線〔アノード（ANOD
E ）、カソード（CATHODE ）〕に、シールド線SHIELDを
使用し、ノイズ対策を行う。That is, in FIG. 1, an LED driving circuit 10 for driving the light emitting diodes LED1 and LED2 is provided.
A signal line Ls for transmitting a signal generated by the inversion signal circuit 14 is connected to the light emitting diode. Drive line LED-DRV1,
It is configured to extend and be arranged in parallel with LED-DRV2. In this case, the tip of the signal line Ls is a light emitting diode LED.
1. It is preferable that the LED 2 is extended to a position where the LED 2 is connected. In addition, for the photodiode PD, a connection line [anode (ANOD)
E), use a shield wire SHIELD for the cathode (CATHODE)], and take measures against noise.
【００１９】図２は、前述した反転信号回路１４の信号
回路上における具体的な構成配置を示すものである。す
なわち、図２に示すように、発光ダイオードＬＥＤの駆
動回路は、発光ダイオードＬＥＤのアース（ＧND）側に
スイッチングトランジスタＴＲ１を設けると共に、この
トランジスタＴＲ１のベース側端子に抵抗Ｒ1 を介して
所要のベース電圧を得るための第１の作動アンプＡＭＰ
１を接続配置する。また、前記トランジスタＴＲ１のコ
レクタ側端子に第２の作動アンプＡＭＰ２を接続すると
共に、この第２の作動アンプＡＭＰ２の出力側に適宜抵
抗Ｒ2 を介して反転信号回路１４を接続配置する。そし
て、前記トランジスタＴＲ１のエミッタ側端子は、抵抗
Ｒ3 を介してアース（ＧND）側に接続する。FIG. 2 shows a specific arrangement of the above-described inverted signal circuit 14 on the signal circuit. That is, as shown in FIG. 2, the driving circuit of the light emitting diode LED includes a switching transistor TR1 on the ground (GND) side of the light emitting diode LED, and a required base connected to the base terminal of the transistor TR1 via the resistor R1. First operating amplifier AMP for obtaining voltage
1 is connected and arranged. A second operating amplifier AMP2 is connected to the collector side terminal of the transistor TR1, and an inverted signal circuit 14 is connected to the output side of the second operating amplifier AMP2 via a resistor R2 as appropriate. The emitter terminal of the transistor TR1 is connected to the ground (GND) through a resistor R3.
【００２０】しかるに、前記反転信号回路１４は、図示
しないが、２つの発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２の
各駆動線LED-DRV1、LED-DRV2に対して共通に接続され、
各発光ダイオードの駆動に伴ってそれぞれ出力される反
転信号を、信号線Ｌｓに伝送するよう構成する。この場
合、前記信号線Ｌｓは、発光ダイオードＬＥＤの駆動線
（LED-DRV1、LED-DRV2）と平行して発光ダイオードＬＥ
Ｄが接続される位置まで延在するように配置する。Although not shown, the inversion signal circuit 14 is commonly connected to the drive lines LED-DRV1 and LED-DRV2 of the two light emitting diodes LED1 and LED2.
The configuration is such that the inverted signal output in accordance with the driving of each light emitting diode is transmitted to the signal line Ls. In this case, the signal line Ls is connected to the driving line (LED-DRV1, LED-DRV2) of the light emitting diode LED in parallel with the light emitting diode LE.
It is arranged to extend to the position where D is connected.
【００２１】このようにして、本実施例のＬＥＤ−ＰＤ
間のクロストーク軽減方式によれば、ＬＥＤ駆動回路１
０において、発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２に印加
される電圧の変化に対して反転する信号を、前記反転信
号回路１４により発生し、この反転信号の成分を含む信
号を前記発光ダイオードの駆動線LED-DRV1、LED-DRV2と
平行に延在配置した信号線Ｌｓに伝送することにより、
発光ダイオードＬＥＤに印加される電圧の変化によるフ
ォトダイオードＰＤへの影響を打ち消して、発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）とフォトダイオード（ＰＤ）とを備えた
信号回路におけるＬＥＤ−ＰＤ間のクロストークの軽減
を容易に達成することができる。As described above, the LED-PD of this embodiment
According to the crosstalk reduction method between the LED driving circuit 1
0, a signal that is inverted with respect to a change in the voltage applied to the light emitting diodes LED1 and LED2 is generated by the inverted signal circuit 14, and a signal including the component of the inverted signal is sent to the driving line LED-DRV1 of the light emitting diode. , By transmitting to the signal line Ls extending in parallel with the LED-DRV2,
By canceling the influence on the photodiode PD due to the change in the voltage applied to the light emitting diode LED, it is easy to reduce the crosstalk between the LED and the PD in the signal circuit including the light emitting diode (LED) and the photodiode (PD). Can be achieved.
【００２２】従って、前述した構成からなる本発明に係
るＬＥＤ−ＰＤ間のクロストーク軽減方式によれば、発
光ダイオードＬＥＤの駆動電圧ＶLED の変化に対するフ
ォトダイオードＰＤのクロストークによるノイズの改善
度を測定（本発明方式の適用前と適用後の比較）したと
ころ、図３の（ａ）および（ｂ）に示すような結果が得
られた。なお、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）の測定結
果を時間拡大して表示したものである。Therefore, according to the LED-PD crosstalk mitigation system of the present invention having the above-described configuration, the improvement degree of noise due to the crosstalk of the photodiode PD with respect to the change of the driving voltage VLED of the light emitting diode LED is measured. (Comparison before and after the application of the method of the present invention) As a result, the results shown in FIGS. 3A and 3B were obtained. Note that FIG. 3B shows the measurement result of FIG. 3A enlarged in time.
【００２３】すなわち、図３の（ｂ）に示す結果からも
明らかなように、本発明方式によればクロストークによ
るノイズを約１／６まで低減できることが確認された。
なお、前述した実施例において、前記発光ダイオードの
駆動線LED-DRV1、LED-DRV2に沿って延在配置する信号線
Ｌｓとして、平行線の場合を示したが、前記一方の駆動
線LED-DRV1またはLED-DRV2とのツイスト線として構成し
ても、同様の作用および効果を十分に期待することがで
きる。That is, as is apparent from the results shown in FIG. 3B, it was confirmed that the noise due to crosstalk can be reduced to about 1/6 according to the method of the present invention.
In the above-described embodiment, the case where the signal line Ls extending along the drive lines LED-DRV1 and LED-DRV2 of the light emitting diode is a parallel line is shown, but the one drive line LED-DRV1 Alternatively, the same operation and effect can be sufficiently expected even if the same is configured as a twisted line with LED-DRV2.
【００２４】[0024]
【実施例２】図４は、本発明に係る発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）とフォトダイオード（ＰＤ）とを備えた信号回路
におけるＬＥＤ−ＰＤ間のクロストーク軽減方式の別の
実施例を示す信号回路の概略構成図である。すなわち、
本実施例においては、４つの発光ダイオードＬＥＤ１〜
ＬＥＤ４を使用する場合のＬＥＤ−ＰＤ間のクロストー
ク軽減方式を示すものである。Embodiment 2 FIG. 4 shows a light emitting diode (L) according to the present invention.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a signal circuit showing another embodiment of a method of reducing a crosstalk between an LED and a PD in a signal circuit including an ED) and a photodiode (PD). That is,
In this embodiment, four light emitting diodes LED1 to LED1
This shows a method for reducing the crosstalk between the LED and the PD when the LED 4 is used.
【００２５】すなわち、図４においては、発光ダイオー
ドＬＥＤ１〜ＬＥＤ４のＬＥＤ駆動回路１０を示すもの
であって、２つの駆動線LED-DRV1、LED-DRV21 には、そ
れぞれ一対の逆並列に接続された発光ダイオードＬＥＤ
１とＬＥＤ３、ＬＥＤ２とＬＥＤ４が接続されている。
そして、本実施例において、これらの駆動線LED-DRV1、
LED-DRV21 には、電源＋Ｖcc側とアースＧND側とに接続
される、一対の電源側定電流駆動スイッチＳｗ１A 、Ｓ
ｗ２A とアース側定電流駆動スイッチＳｗ１B、Ｓｗ２B
とがそれぞれ接続配置されている。この場合、前記電
源側定電流駆動スイッチＳｗ１A 、Ｓｗ２A の切換接触
子Ｓc のａ接点は電源＋Ｖcc側に接続されると共に、ｂ
接点は開放接点となっている。また、前記アース側定電
流駆動スイッチＳｗ１B 、Ｓｗ２B の切換接触子Ｓc の
ｃ接点はアースＧND側に接続されると共に、ｄ接点は開
放接点となっている。That is, FIG. 4 shows an LED drive circuit 10 for the light emitting diodes LED1 to LED4, and two drive lines LED-DRV1 and LED-DRV21 are respectively connected in a pair of anti-parallel. Light emitting diode LED
1 and LED3, and LED2 and LED4 are connected.
In the present embodiment, these drive lines LED-DRV1,
The LED-DRV21 has a pair of power supply side constant current drive switches Sw1A and Sw1 connected to the power supply + Vcc side and the ground GND side.
w2A and earth side constant current drive switch Sw1B, Sw2B
And are respectively connected and arranged. In this case, the contact a of the switching contact Sc of the power supply side constant current drive switches Sw1A and Sw2A is connected to the power supply + Vcc side, and
The contacts are open contacts. The c contact of the switching contact Sc of the ground side constant current drive switches Sw1B and Sw2B is connected to the ground GND, and the d contact is an open contact.
【００２６】また、共通線LED-COMMONは、第３の定電流
駆動スイッチＳｗ３を介して直接電源側＋Ｖccに接続さ
れる。この場合、前記第３の定電流駆動スイッチＳｗ３
の切換接触子Ｓc は、ａ接点を電源側＋Ｖccに接続し、
ｃ接点をアースＧND側に接続する。また、前記第３の定
電流駆動スイッチＳｗ３の切換接触子Ｓc に対しては、
ａ接点とｃ接点との切換接続を行うために、切換操作信
号ライン２０が接続配置されている。The common line LED-COMMON is directly connected to the power supply side + Vcc via a third constant current drive switch Sw3. In this case, the third constant current drive switch Sw3
The switching contact Sc connects the a contact to the power supply side + Vcc,
Connect the c contact to the ground GND. Further, for the switching contact Sc of the third constant current drive switch Sw3,
A switching operation signal line 20 is provided for switching between the a contact and the c contact.
【００２７】さらに、一対の電源側定電流駆動スイッチ
Ｓｗ１A 、Ｓｗ２A およびアース側定電流駆動スイッチ
Ｓｗ１B 、Ｓｗ２B の各切換接触子Ｓc に対しては、そ
れぞれａ接点とｂ接点およびｃ接点とｄ接点との切換接
続をそれぞれ行うために、切換操作信号ライン２１A 、
２１B 、２２A 、２２B がそれぞれ接続配置される。Further, the switching contacts Sc of the pair of power source side constant current drive switches Sw1A and Sw2A and the earth side constant current drive switches Sw1B and Sw2B are respectively provided with a contact, b contact, c contact and d contact. To perform the switching connection of the switching operation signal lines 21A,
21B, 22A and 22B are respectively connected and arranged.
【００２８】このように構成される本実施例における発
光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４の駆動回路において
は、２つの駆動線LED-DRV1、LED-DRV2の一部からそれぞ
れ分岐した信号ラインＬs1、Ｌs2を加算器２４の入力側
に接続すると共に、この加算器２４の出力側を反転信号
回路１４に接続配置する。そして、前記反転信号回路１
４の出力信号を、前記発光ダイオードＬＥＤの駆動線
（LED-DRV1、LED-DRV2）と平行して発光ダイオードＬＥ
Ｄ１〜ＬＥＤ４が接続される位置まで延在する信号線Ｌ
ｓを配置して、この信号線Ｌｓに伝送するように構成す
る。In the driving circuit for the light emitting diodes LED1 to LED4 according to the present embodiment, the signal lines Ls1 and Ls2 branched from a part of the two driving lines LED-DRV1 and LED-DRV2 are added to each other. 24, and the output side of the adder 24 is connected to the inverted signal circuit 14. And the inverted signal circuit 1
4 in parallel with the driving lines (LED-DRV1, LED-DRV2) of the light emitting diode LED.
A signal line L extending to a position where D1 to LED4 are connected
s is arranged so that the signal is transmitted to the signal line Ls.
【００２９】このように構成することによって、４つの
発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４を順次交互に駆動さ
せる場合においても、前述した実施例と同様にして、発
光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４にそれぞれ印加される
電圧の変化に対して反転する信号を、前記反転信号回路
１４により発生し、この反転信号の成分を含む信号を前
記発光ダイオードの駆動線LED-DRV1、LED-DRV2と平行に
延在配置した信号線Ｌｓに伝送することにより、発光ダ
イオードＬＥＤに印加される電圧の変化によるフォトダ
イオードＰＤへの影響を打ち消して、発光ダイオード
（ＬＥＤ）とフォトダイオード（ＰＤ）とを備えた信号
回路におけるＬＥＤ−ＰＤ間のクロストークの軽減を容
易に達成することができる。With this configuration, even when the four light emitting diodes LED1 to LED4 are sequentially driven alternately, the change of the voltage applied to each of the light emitting diodes LED1 to LED4 is the same as in the above-described embodiment. Is generated by the inversion signal circuit 14, and a signal including the component of the inversion signal is applied to a signal line Ls extending in parallel with the driving lines LED-DRV1 and LED-DRV2 of the light emitting diode. The transmission cancels the influence on the photodiode PD due to the change in the voltage applied to the light emitting diode LED, and the cross between the LED and the PD in the signal circuit including the light emitting diode (LED) and the photodiode (PD). Talk reduction can be easily achieved.
【００３０】なお、本実施例においても、前記発光ダイ
オードの駆動線LED-DRV1、LED-DRV2に沿って延在配置す
る信号線Ｌｓとして、前記一方の駆動線LED-DRV1または
LED-DRV2とのツイスト線として構成しても、前述した作
用および効果を十分に期待することができる。In this embodiment, the signal line Ls extending along the drive lines LED-DRV1 and LED-DRV2 of the light emitting diode is used as the signal line Ls or the one drive line LED-DRV1 or LED-DRV1.
Even if it is configured as a twisted line with the LED-DRV2, the above-described functions and effects can be sufficiently expected.
【００３１】また、本実施例においては、２つの駆動線
LED-DRV1、LED-DRV2の一部からそれぞれ分岐した信号ラ
インＬs1、Ｌs2より得られる信号を、加算器２４により
加算した後、反転信号回路１４により反転信号を得るよ
うにした構成を示したが、前記信号ラインＬs1、Ｌs2よ
り得られる信号を、予め反転信号回路を介してそれぞれ
反転信号を発生させておいて、加算器により加算するよ
うに構成することも可能である。In this embodiment, two drive lines are used.
Although the configuration is such that the signals obtained from the signal lines Ls1 and Ls2 branched from a part of the LED-DRV1 and the LED-DRV2 are added by the adder 24, and then the inverted signal is obtained by the inverted signal circuit 14. The signals obtained from the signal lines Ls1 and Ls2 may be configured to generate inversion signals through an inversion signal circuit in advance and to add them by an adder.
【００３２】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本
発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更
をすることができる。Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
【００３３】[0033]
【発明の効果】前述した実施例から明らかな通り、本発
明に係る発光ダイオード（ＬＥＤ）とフォトダイオード
（ＰＤ）とを備えた信号回路におけるＬＥＤ−ＰＤ間の
クロストーク軽減方式によれば、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）とフォトダイオード（ＰＤ）とを備えた信号回路か
らなり、前記発光ダイオードの駆動回路に、発光ダイオ
ードに印加される電圧の変化に対して反転する信号を生
成する反転信号回路を設け、前記発光ダイオードの駆動
線に沿って延在する信号線を配設し、前記反転信号回路
により得られる反転信号の成分を含む信号を前記信号線
に伝送することによって、発光ダイオードに印加される
電圧の変化によるフォトダイオードへの影響を打ち消す
ようにした構成とすることにより、ＬＥＤ−ＰＤからな
る信号回路におけるクロストークを適正にかつ容易に軽
減することができる。As is apparent from the above-described embodiment, according to the crosstalk reduction method between the LED and the PD in the signal circuit including the light emitting diode (LED) and the photodiode (PD) according to the present invention, the light emission is achieved. Diode (LE
D) and a signal circuit comprising a photodiode (PD), wherein the driving circuit of the light emitting diode is provided with an inversion signal circuit for generating a signal which is inverted with respect to a change in voltage applied to the light emitting diode; A signal line extending along the drive line of the light emitting diode is provided, and a signal including a component of an inverted signal obtained by the inverted signal circuit is transmitted to the signal line, whereby a voltage applied to the light emitting diode is reduced. With a configuration in which the influence of the change on the photodiode is canceled, crosstalk in the signal circuit including the LED-PD can be appropriately and easily reduced.
【図１】本発明に係る発光ダイオード（ＬＥＤ）とフォ
トダイオード（ＰＤ）とを備えた信号回路におけるＬＥ
Ｄ−ＰＤ間のクロストーク軽減方式の一実施例を示す概
略回路構成図である。FIG. 1 shows an LE in a signal circuit including a light emitting diode (LED) and a photodiode (PD) according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic circuit configuration diagram showing an embodiment of a D-PD crosstalk mitigation system.
【図２】本発明に係るクロストーク軽減方式を実施する
発光ダイオード（ＬＥＤ）とフォトダイオード（ＰＤ）
とを備えた信号回路の要部結線図である。FIG. 2 shows a light emitting diode (LED) and a photodiode (PD) implementing the crosstalk mitigation method according to the present invention.
FIG. 3 is a main part connection diagram of a signal circuit including
【図３】（ａ）は本発明に係るクロストーク軽減方式に
よる発光ダイオード（ＬＥＤ）の駆動電流に対するフォ
トダイオード（ＰＤ）の信号回路におけるクロストーク
軽減の改善前後の波形特性をそれぞれ示す波形図、
（ｂ）は（ａ）の波形特性について時間を拡大して示し
た波形図である。FIG. 3A is a waveform chart showing waveform characteristics before and after the improvement of crosstalk reduction in a signal circuit of a photodiode (PD) with respect to a drive current of a light emitting diode (LED) according to a crosstalk reduction method according to the present invention,
FIG. 2B is a waveform diagram showing the waveform characteristic of FIG.
【図４】本発明に係る発光ダイオード（ＬＥＤ）とフォ
トダイオード（ＰＤ）とを備えた信号回路におけるＬＥ
Ｄ−ＰＤ間のクロストーク軽減方式の別の実施例を示す
信号回路の概略構成図である。FIG. 4 shows an LE in a signal circuit including a light emitting diode (LED) and a photodiode (PD) according to the present invention.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a signal circuit showing another embodiment of a crosstalk reduction method between D-PD.
【図５】（ａ）は従来の発光ダイオード（ＬＥＤ）とフ
ォトダイオード（ＰＤ）とを使用する測定装置における
信号回路の一構成例を示す要部結線図、（ｂ）は従来の
発光ダイオード（ＬＥＤ）とフォトダイオード（ＰＤ）
とを使用する測定装置における信号回路の別の構成例を
示す要部結線図である。5A is a main part connection diagram showing an example of a configuration of a signal circuit in a measuring device using a conventional light emitting diode (LED) and a photodiode (PD), and FIG. LED) and photodiode (PD)
FIG. 9 is a main part connection diagram showing another configuration example of the signal circuit in the measuring device using the above.
１０ ＬＥＤ駆動回路 １２ ＰＤ受光回路 １４ 反転信号回路 ２０ 切換操作信号ライン ２１A 、２１B 切換操作信号ライン ２２A 、２２B 切換操作信号ライン ２４ 加算器 ＬＥＤ１、ＬＥＤ２ 発光ダイオード ＬＥＤ３、ＬＥＤ４ 発光ダイオード ＰＤ フォトダイオード Ｌs 信号線 LED-COMMON 共通線 LED-DRV1、LED-DRV2 駆動線 ANODE アノード CATHODE カソード SHIELD シールド線 ＡＭＰ１、ＡＭＰ２ 差動アンプ Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 抵抗 Ｓｗ１A 、Ｓｗ２A 電源側定電流駆動スイッチ Ｓｗ１B 、Ｓｗ２B アース側定電流駆動スイッチ Ｓｗ３ 第３の定電流駆動スイッチ Reference Signs List 10 LED drive circuit 12 PD light receiving circuit 14 Inverting signal circuit 20 Switching operation signal line 21A, 21B Switching operation signal line 22A, 22B Switching operation signal line 24 Adder LED1, LED2 Light emitting diode LED3, LED4 Light emitting diode PD Photodiode Ls Signal line LED-COMMON Common line LED-DRV1, LED-DRV2 Drive line ANODE Anode CATHODE Cathode SHIELD Shield line AMP1, AMP2 Differential amplifier R1, R2, R3 Resistance Sw1A, Sw2A Power supply side constant current drive switch Sw1B, Sw2B Earth side constant current drive Switch Sw3 Third constant current drive switch
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F089 BA05 BB04 BC09 BC10 CA11 FA06 FA10 5J092 AA01 AA46 AA47 AA56 CA51 FA08 HA02 HA19 HA25 HA44 KA01 KA04 SA15 TA01 TA06 UL02 UL07 5K046 AA01 CC11 CC28 Continued on front page F term (reference) 5F089 BA05 BB04 BC09 BC10 CA11 FA06 FA10 5J092 AA01 AA46 AA47 AA56 CA51 FA08 HA02 HA19 HA25 HA44 KA01 KA04 SA15 TA01 TA06 UL02 UL07 5K046 AA01 CC11 CC28
Claims (4)
オード（ＰＤ）とを備えた信号回路からなり、前記発光
ダイオードの駆動回路に、発光ダイオードに印加される
電圧の変化に対して反転する信号を生成する反転信号回
路を設け、前記発光ダイオードの駆動線に沿って延在す
る信号線を配設し、前記反転信号回路により得られる反
転信号の成分を含む信号を前記信号線に伝送することに
よって、発光ダイオードに印加される電圧の変化による
フォトダイオードへの影響を打ち消すように構成したこ
とを特徴とするＬＥＤ−ＰＤ間のクロストーク軽減方
式。1. A signal circuit including a light emitting diode (LED) and a photodiode (PD), and a driving circuit for driving the light emitting diode generates a signal that is inverted with respect to a change in a voltage applied to the light emitting diode. By providing a signal line extending along the drive line of the light emitting diode, and transmitting a signal including a component of the inverted signal obtained by the inverted signal circuit to the signal line, A method for reducing crosstalk between an LED and a PD, wherein the effect on a photodiode due to a change in a voltage applied to a light emitting diode is canceled.
光ダイオードを備え、各発光ダイオードを駆動するため
の複数の駆動線に対して接続され、各発光ダイオードの
駆動に伴ってそれぞれ反転信号を出力する共通の反転信
号回路を設けてなる請求項１記載のＬＥＤ−ＰＤ間のク
ロストーク軽減方式。2. A light emitting device comprising: at least two light emitting diodes that are sequentially driven alternately; connected to a plurality of drive lines for driving each light emitting diode, and output an inversion signal as each light emitting diode is driven. 2. The method according to claim 1, wherein a common inversion signal circuit is provided.
ドを備え、これらの発光ダイオードを順次駆動するため
の２つの駆動線に対してそれぞれ接続される加算器を設
け、さらにこの加算器の出力に伴ってそれぞれ反転信号
を出力する共通の反転信号回路を設けてなる請求項１記
載のＬＥＤ−ＰＤ間のクロストーク軽減方式。3. A light emitting device comprising: four light emitting diodes that are driven alternately in sequence; adders respectively connected to two drive lines for sequentially driving these light emitting diodes; and an output of the adder. 2. The method for reducing crosstalk between LEDs and PDs according to claim 1, further comprising a common inversion signal circuit for outputting an inversion signal.
る信号線は、前記駆動線との平行線またはツイスト線と
し、その先端が発光ダイオードの接続点まで延在するよ
うに配設してなる請求項１ないし３のいずれかに記載の
ＬＥＤ−３Ｄ間のクロストーク軽減方式。4. A signal line extending along a drive line of the light emitting diode is a parallel line or a twist line with the drive line, and is disposed such that its tip extends to a connection point of the light emitting diode. The method for reducing crosstalk between LEDs 3D according to any one of claims 1 to 3.
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|---|---|---|---|
| JP35284299A JP3791270B2 (en) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | LED-PD crosstalk reduction method |
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|---|---|---|---|
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| JP2001168379A true JP2001168379A (en) | 2001-06-22 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007523731A (en) * | 2004-02-25 | 2007-08-23 | ネルコアー ピューリタン ベネット インコーポレイテッド | Control of red and IR zero calibration of oximeter |
| JP2009247894A (en) * | 2008-04-01 | 2009-10-29 | General Electric Co <Ge> | Pulse oximeter with reduced cross talk effect |
| JP2014503881A (en) * | 2010-11-29 | 2014-02-13 | ローズマウント インコーポレイテッド | Communication system for process field devices |
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1999
- 1999-12-13 JP JP35284299A patent/JP3791270B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2009247894A (en) * | 2008-04-01 | 2009-10-29 | General Electric Co <Ge> | Pulse oximeter with reduced cross talk effect |
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