JP2002252659A - 光受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光受信装置の出力端子から発生するノイズ電
流による誤動作を防止すること。 【解決手段】 フォトダイオードから出力される電流パ
ルス信号を第１ワイヤを通して入力し、電圧パルス信号
に変換する電流電圧変換手段と、前記電流電圧変換手段
からの電圧パルス信号を増幅する電圧増幅手段と、前記
電圧増幅手段から出力される電圧パルス信号と任意の電
圧レベルとを比較して比較結果を電圧検出パルス信号と
して出力する電圧比較手段と、前記電圧比較手段の電圧
検出パルス出力を入力とし第１の任意のパルス巾を有す
るタイミング信号と第２の任意のパルス巾を有するタイ
ミング信号を発生するタイミング発生手段と、第２のタ
イミング信号を入力として前記電圧比較手段の出力を制
御する電圧比較出力制御手段と、第１のタイミング信号
を入力として波形整形し外部へ出力パルス信号を出力す
る出力手段とを具備する半導体集積回路とからなり、前
記半導体集積回路の出力は第２のワイヤを通して出力さ
れる構成であるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光受信装置に関
し、詳しくはその回路構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、コンピュータやその周辺機器、ま
た携帯情報端末等のデータ通信方式として、赤外線通信
が普及している。赤外線を使用した無線通信はデジタル
信号を変調し、発光ダイオードを制御して赤外線パルス
を放出することで、空中にデータを発信し、それをフォ
トダイオードで受信し、増幅してデジタル信号に復調す
る。

【０００３】図３に従来の光受信装置のブロック図を示
す。

【０００４】従来の光受信装置１０は、光検出信号の供
給対象である図示しない対象回路に光検出信号を出力す
る出力端子１を有し、また光受信装置１０は、フォトダ
イオード２と半導体集積回路３を同一の樹脂パッケージ
１ａ内に封止した構成で実現されている。樹脂パッケー
ジ１ａ内でフォトダイオード２と半導体集積回路３は第
の１ワイヤ４で接続し、また半導体集積回路３は光受信
装置の出力端子１と第２のワイヤ５で接続されている。

【０００５】フォトダイオード２は、光パルス信号を電
流パルス信号へ変換し第１のワイヤ４を通して電流パル
ス信号が半導体集積回路３の入力端子へ入力される。

【０００６】半導体集積回路３は前記電流パルス信号を
電圧パルス信号に変換する電流電圧変換回路６と、電流
電圧変換回路６から出力される電圧パルス信号を電圧増
幅する電圧増幅回路７と、電圧増幅回路７から出力され
る増幅された電圧パルス信号と任意の電圧レベル（Ｖｒ
ｅｆ）とを比較して比較結果を電圧検出パルス信号とし
て出力する電圧比較回路８と、電圧比較回路８の電圧検
出パルス出力を入力とし波形整形し外部へ出力パルス信
号を出力する出力回路１１で構成されている。

【０００７】半導体集積回路の出力回路１１は前記光受
信装置１０の出力端子１と第２のワイヤ５で接続されて
いる。

【０００８】図３においてフォトダイオード２に光パル
ス信号が照射されるとフォトダイオード２において、光
パルス信号は電流パルスに変換される。フォトダイオー
ドで変換された電流パルスは半導体集積回路３の入力端
子へと入力され、さらに電流電圧変換回路６へと入力さ
れる。電流電圧変換回路６において、入力された電流パ
ルスは電圧パルスに変換され出力される。電流電圧変換
回路６の出力は電圧増幅回路７へ入力され、電圧増幅回
路７において入力された電圧パルスは電圧増幅され、増
幅された電圧パルスを出力する。電圧増幅回路７の出力
は電圧比較回路８へ入力される。また電圧比較回路８へ
は入力された電圧パルスを検出するための検出レベルを
設定する基準電圧源Ｖｒｅｆが入力される。電圧検出回
路８においては、電圧増幅回路７の出力電圧と基準電圧
源Ｖｒｅｆとが電圧比較され、比較結果が出力される。
電圧比較回路８の出力は出力回路１１へ入力され、出力
回路１１はデジタル信号を半導体集積回路３の出力端子
に出力し、かつ第２のワイヤ５を通して光受信装置１０
の出力端子１へ出力する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光受信装置１０において、半導体集積回路３の信号入力
部である第１のワイヤ４では、フォトダイオード２から
振幅が１００ｎＡの微小な電流パルスが入力されるのに
対して、半導体集積回路３の信号出力部では、出力回路
１１から光受信装置１０へ供給される正電源電圧ＶＣ
Ｃ、負電源電圧ＶＳＳの電圧差（ＶＣＣ−ＶＳＳ）の電
圧を振幅とする、大きな振幅をもつ信号が出力される。

【００１０】また光受信装置１０はフォトダイオード
２、半導体集積回路３が１つの樹脂パッケージ１０ａに
封止される。樹脂パッケージ内部１０ａにおいてはフォ
トダイオード２は半導体集積回路３の入力端子と第１の
ワイヤ４で接続され、半導体集積回路３の出力端子は光
受信装置１０の出力端子１と第２のワイヤ５で接続され
ている。従って、樹脂パッケージ１０ａの内部におい
て、第１のワイヤ４と第２のワイヤ５との間には寄生容
量Ｃ１が発生する。

【００１１】前記のように半導体集積回路３の信号出力
部の信号の振幅レベルに対して半導体集積回路３の信号
入力部の信号の振幅レベルが微小であるため、また第１
のワイヤ４と第２のワイヤ５との間に寄生容量Ｃ１が存
在するために、第２のワイヤ５において（ＶＣＣ−ＶＳ
Ｓ）の振幅をもつ電圧パルスが発生すると寄生容量Ｃ１
を通してノイズ成分が第１のワイヤ４に入力されてしま
い、その結果光受信装置１０が誤動作を起こす問題があ
った。

【００１２】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、寄生容量Ｃ１によりノイズ成分が半導体集積
回路の信号入力部へ入力された場合でも誤動作を起こさ
ない光受信装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係る光受信装置は、光パルス信号を電
流パルス信号へ変換するフォトダイオードと、前記フォ
トダイオードから出力される電流パルス信号を第１ワイ
ヤを通して入力し、前記電流パルス信号を電圧パルス信
号に変換する電流電圧変換手段と、前記電流電圧変換手
段から出力される電圧パルス信号を増幅する電圧増幅手
段と、前記電圧増幅手段から出力される増幅された電圧
パルス信号と任意の電圧レベルとを比較して比較結果を
電圧検出パルス信号として出力する電圧比較手段と、前
記電圧比較手段の電圧検出パルス出力を入力とし第１の
任意のパルス巾を有するタイミング信号と第２の任意の
パルス巾を有するタイミング信号を発生するタイミング
発生手段と、第２のタイミング信号を入力として前記電
圧比較手段の出力を制御する電圧比較出力制御手段と、
第１のタイミング信号を入力として波形整形し外部へ出
力パルス信号を出力する出力手段とを具備する半導体集
積回路とからなり、前記半導体集積回路の出力は第２の
ワイヤを通して出力されることを特徴とするものであ
る。

【００１４】請求項２に係る光受信装置は、請求項１に
記載の半導体集積回路において、電圧比較手段から電圧
検出パルス信号が出力されるとタイミング発生手段にお
いて直ちに第２のタイミング信号により電圧比較手段の
出力を制御し任意の電圧レベルに固定し、その後タイミ
ング発生手段において第１のタイミング信号により出力
手段を制御し任意のパルス巾を有する出力信号を半導体
集積回路から出力し、その後タイミング発生手段におい
て第２のタイミング信号により任意の電圧レベルに固定
した電圧比較手段の出力を開放することを特徴とするも
のである。

【００１５】上記の発明によれば、フォトダイオードか
ら光パルス信号が入力され電圧比較手段から検出パルス
信号が発生し出力手段から大きな電圧振幅を有する出力
パルス信号が出力され寄生容量を通してノイズ成分が半
導体集積回路の入力端子に入力された場合でもそのタイ
ミングでは電圧比較手段の検出パルス信号は制御されて
いるため出力手段からノイズ成分による誤動作のパルス
が出力されることはない。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、添
付の図面を参照して詳細に説明する。

【００１７】実施の形態の光受信装置として、図１〜図
２を用いて説明する。図１は、実施の形態１の光受信装
置の構成を示すブロック図である実施の形態の光受信装
置１００は、光検出信号の供給対象である図示しない対
象回路に光検出信号を出力する出力端子１０１を有し、
また光受信装置１００はフォトダイオード１０２と半導
体集積回路１０３を同一の樹脂パッケージ１００ａ内に
封止した構成で実現する。樹脂パッケージ１００ａ内で
フォトダイオード１０２と半導体集積回路１０３は第１
ワイヤ１０４で接続され、また半導体集積回路１０３は
出力端子１０１と第２ワイヤ１０５で接続される。

【００１８】フォトダイオード１０２は、光パルス信号
を電流パルス信号へ変換し第１ワイヤ１０４を通して半
導体集積回路１０３へ入力する。

【００１９】半導体集積回路１０３は前記電流パルス信
号を電圧パルス信号に変換する電流電圧変換回路１０６
と、電流電圧変換回路１０６から出力される電圧パルス
信号を増幅する電圧増幅回路１０７と、電圧増幅回路１
０７から出力される増幅された電圧パルス信号と任意の
電圧レベル（Ｖｒｅｆ）とを比較して比較結果を電圧検
出パルス信号として出力する電圧比較回路１０８と、電
圧比較回路１０８の電圧検出パルス出力を入力とし第１
の任意のパルス巾を有するタイミング信号と第２の任意
のパルス巾を有するタイミング信号を発生するタイミン
グ発生回路１０９と、第２のタイミング信号を入力とし
て電圧比較回路１０８の出力を制御する電圧比較出力制
御回路１１０と、第１のタイミング信号を入力として波
形整形し外部へ出力パルス信号を出力する出力回路１１
１で構成されている。

【００２０】半導体集積回路の出力回路１１１は前記光
受信装置１の出力端子１０１と第２ワイヤ１０５で接続
されている。

【００２１】図１の光受信装置の構成を示すブロック図
と図２を用いて、本発明の光受信装置１の動作について
説明する。

【００２２】フォトダイオード１０２に光パルス信号が
照射されると時間ｔ１でフォトダイオード１０２は電流
パルス信号を出力する。電流電圧変換回路１０６、電圧
増幅回路１０７は前記電流パルス信号を電圧パルスに変
換し、かつ増幅して電圧比較回路１０８へと出力する。
電圧比較回路１０８においては、電圧増幅回路１０７の
出力が基準定電圧源（Ｖｒｅｆ）より大きいと電圧比較
回路１０８の出力は時間ｔ２で、光受信装置１へ供給さ
れる正電源電圧レベル（以下ハイレベルと称する）から
光受信装置１へ供給される負電源電圧レベル（以下ロー
レベルと称する）へと変化する。タイミング発生回路１
０９においては、まず時間ｔ２から任意の遅延時間をも
って、第２のタイミング信号が時間ｔ３でローレベルか
らハイレベルへ変化し、次に時間ｔ３から任意の遅延時
間をもって、第１のタイミング信号が時間ｔ４でローレ
ベルからハイレベルへ変化し、また出力回路１１１の出
力は第１のタイミング信号の変化を受けて直ちにハイレ
ベルからローレベルへと変化する。この時、第２ワイヤ
１０５と第１ワイヤ１０４との間に寄生容量１０１が存
在するとフォトダイオード１０２の電流パルス信号にノ
イズ電流が入力され増幅回路１０７の出力にはノイズ成
分が含まれた電圧が出力されることになる。しかしなが
ら、時間ｔ３で電圧比較出力制御回路１１０により電圧
比較回路１０６の出力はハイレベルに固定されるため、
前記の増幅回路１０７のノイズ成分が含まれた出力信号
により電圧比較回路１０８が誤動作することはない。

【００２３】第１のタイミング信号は時間ｔ４から任意
の遅延時間をもって、時間ｔ５でハイレベルからローレ
ベルへ変化し、また出力回路１１１の出力は第１のタイ
ミング信号の変化を受けて直ちにローレベルからハイレ
ベルへと変化する。この時、前記と同様に増幅回路１０
７の出力にはノイズ成分が含まれた電圧が出力されるこ
とになるが、時間ｔ３で電圧比較出力制御回路１１０に
より電圧比較回路１０６の出力はハイレベルに固定され
るため、電圧比較回路１０８が誤動作することはない。

【００２４】第２のタイミング信号は時間ｔ５から任意
の遅延時間をもって、時間ｔ６でハイレベルからローレ
ベルへ変化し、電圧比較回路１０６の出力をハイレベル
に固定していた状態を解除する。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係わる光受信装置は、光パルス信号を電流パルス信号
へ変換するフォトダイオードと、前記フォトダイオード
から出力される電流パルス信号を第１ワイヤを通して入
力し、前記電流パルス信号を電圧パルス信号に変換する
電流電圧変換手段と、前記電流電圧変換手段から出力さ
れる電圧パルス信号を増幅する電圧増幅手段と、前記電
圧増幅手段から出力される増幅された電圧パルス信号と
任意の電圧レベルとを比較して比較結果を電圧検出パル
ス信号として出力する電圧比較手段と、前記電圧比較手
段の電圧検出パルス出力を入力とし第１の任意のパルス
巾を有するタイミング信号と第２の任意のパルス巾を有
するタイミング信号を発生するタイミング発生手段と、
第２のタイミング信号を入力として前記電圧比較手段の
出力を制御する電圧比較出力制御手段と、第１のタイミ
ング信号を入力として波形整形し外部へ出力パルス信号
を出力する出力手段とを具備する半導体集積回路とから
なり、前記半導体集積回路の出力は第２のワイヤを通し
て出力される構成であるものである。

【００２６】請求項２に係る光受信装置は、請求項１に
記載の半導体集積回路において、電圧比較手段から電圧
検出パルス信号が出力されるとタイミング発生手段にお
いて直ちに第２のタイミング信号により電圧比較手段の
出力を制御し任意の電圧レベルに固定し、その後タイミ
ング発生手段において第１のタイミング信号により出力
手段を制御し任意のパルス巾を有する出力信号を半導体
集積回路から出力し、その後タイミング発生手段におい
て第２のタイミング信号により任意の電圧レベルに固定
した電圧比較手段の出力を開放する構成であるものであ
る。

【００２７】それゆえ、請求項１ないし２に係わる光受
信装置は、第２のワイヤに（ＶＣＣ−ＶＳＳ）電圧の大
きな振幅の電圧パルスが発生した場合に、第２のワイヤ
と第１のワイヤとの間に寄生容量が存在する条件におい
てもノイズ成分により誤動作することなく光受信装置の
出力端子から正常なパルス出力電圧を出力できる効果が
ある。

【００２８】また、請求項１ないし２に係わる光受信装
置は、光受信装置の出力端子からのノイズ成分により誤
動作することなく光受信装置の出力から正常なパルス出
力電圧を出力できるため、光受信装置の出力端子から出
力される電圧波形の立上り、立下りを急峻にすることが
できる効果がある。

【００２９】それゆえ、高速な光受信装置を実現するこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の光受信装置の構成を示すブロック
図である。

【図２】実施の形態の光受信装置の動作を示す波形図で
ある。

【図３】従来の光受信装置の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１００ 光受信装置 １０１ 光受信装置の出力端子 １０２ フォトダイオード １０３ 半導体集積回路 １０４ 第１ワイヤ １０５ 第２ワイヤ １０６ 電流電圧変換回路 １０７ 電圧増幅回路 １０８ 電圧比較回路 １０９ タイミング発生回路 １１０ 電圧比較出力制御回路 １１１ 出力回路 Ｃ１０１ 寄生容量

───────────────────────────────────────────────────── 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 10/26 10/14 10/04 10/06 Ｈ０４Ｌ 25/02 ３０３

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光パルス信号を電流パルス信号へ変換す
   るフォトダイオードと、前記フォトダイオードから出力
   される電流パルス信号を第１ワイヤを通して入力し、前
   記電流パルス信号を電圧パルス信号に変換する電流電圧
   変換手段と、前記電流電圧変換手段から出力される電圧
   パルス信号を増幅する電圧増幅手段と、前記電圧増幅手
   段から出力される増幅された電圧パルス信号と任意の電
   圧レベルとを比較して比較結果を電圧検出パルス信号と
   して出力する電圧比較手段と、前記電圧比較手段の電圧
   検出パルス信号を入力とし第１の任意のパルス巾を有す
   るタイミング信号と第２の任意のパルス巾を有するタイ
   ミング信号を発生するタイミング発生手段と、第２のタ
   イミング信号を入力として前記電圧比較手段の出力を制
   御する電圧比較出力制御手段と、第１のタイミング信号
   を入力として波形整形し外部へ出力する出力手段とを具
   備する半導体集積回路とからなり、前記半導体集積回路
   の出力は第２のワイヤを通して出力されることを特徴と
   する光受信装置。
2. 【請求項２】 前記半導体集積回路において、前記電圧
   比較手段から電圧検出パルス信号が出力されると前記タ
   イミング発生手段において直ちに第２のタイミング信号
   により前記電圧比較手段の出力を制御し任意の電圧レベ
   ルに固定し、その後前記タイミング発生手段において第
   １のタイミング信号により前記出力手段を制御し任意の
   パルス巾を有する出力信号を前記半導体集積回路から出
   力し、その後タイミング発生手段において第２のタイミ
   ング信号により任意の電圧レベルに固定した前記電圧比
   較手段の出力を開放することを特徴とする光受信装置。