JP2006294682A - 光電変換装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 入力光のSN比が低い場合でも出力信号のSN比を確保できる光電変換装置を提供する。
【解決手段】 この光電変換装置によれば、フォトダイオード1が出力する受光電流を増幅する電流増幅器2を備えたことで、受光電流が微小な場合や受光電流のSN比が低い場合であっても、対数圧縮部3へ入力する出力電流の信号振幅を確保できる。したがって、この光電変換装置によれば、入力光のSN比が低い場合でも出力信号のSN比を確保できる。
【選択図】 図1
Description
この発明は、光電変換装置およびそれを備えた電子機器に関し、一例として、受光素子で移動体の位置,移動速度,移動方向等を検出する光学式エンコーダに採用され、複写機、プリンターなどの印刷機器、FA(ファクトリーオートメーション)機器等に用いると好適な光電変換装置に関する。
従来、図10に示すように、フォトダイオード101に入射する入射光強度に対応した光電流を対数変換回路102により対数圧縮して出力電圧Voutとして出力する光センサが知られている(特許文献1(特開昭61−61457号公報))。
また、今一つの従来例としては、フォトダイオードの出力信号をnMOSトランジスタで対数圧縮する光電変換装置が知られている(特許文献2(特開2001−215550号公報))。
ところで、上記従来の光センサや上記光電変換装置を採用した光学式センサによれば、フォトダイオードによる光電流を対数圧縮することで微小光の情報を得ることができた。
しかし、フォトダイオードへの入力光のSN比が不十分である場合は、光電流を対数圧縮することによって、SN比が確保できなくなり、対数圧縮回路のオフセット等のばらつき要因が無視できなくなり、十分な増幅特性を確保できなくなるという問題がある。
特開昭61−061457号公報
特開2001−215550号公報
そこで、この発明の課題は、入力光のSN比が低い場合でも出力信号のSN比を確保できる光電変換装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の光電変換装置は、光電変換素子と、
上記光電変換素子が出力する受光電流を増幅する電流増幅部と、
上記電流増幅部の出力電流が入力されると共に入力された電流を対数圧縮して対数圧縮信号を出力する対数圧縮部とを備えることを特徴としている。
上記光電変換素子が出力する受光電流を増幅する電流増幅部と、
上記電流増幅部の出力電流が入力されると共に入力された電流を対数圧縮して対数圧縮信号を出力する対数圧縮部とを備えることを特徴としている。
この発明の光電変換装置によれば、上記光電変換素子が出力する受光電流を増幅する電流増幅部を備えたことで、受光電流が微小な場合や受光電流のSN比が低い場合であっても、対数圧縮部へ入力する出力電流の信号振幅を確保できる。したがって、この発明によれば、入力光のSN比が低い場合でも出力信号のSN比を確保できる。
また、一実施形態の光電変換装置は、上記対数圧縮部に、調整電流を入力する電流補償回路を有する。
この実施形態の光電変換装置によれば、上記電流補償回路は上記対数圧縮部に調整電流を入力するので、対数圧縮部でのリーク電流等を補償して、ばらつきの少ない対数圧縮信号を対数圧縮部から出力できる。
また、一実施形態の光電変換装置は、第1の光電変換素子と、第2の光電変換素子と、上記第1の光電変換素子が出力する第1の受光電流を増幅する第1の電流増幅部と、上記第2の光電変換素子が出力する第2の受光電流を増幅する第2の電流増幅部と、
上記第1の電流増幅部が出力する第1出力電流を対数圧縮して第1対数圧縮信号を出力する第1の対数圧縮部と、
上記第2の電流増幅部が出力する第2出力電流を対数圧縮して第2対数圧縮信号を出力する第2の対数圧縮部と、
上記第1対数圧縮信号と第2対数圧縮信号とが入力される差動増幅器とを備えた。
上記第1の電流増幅部が出力する第1出力電流を対数圧縮して第1対数圧縮信号を出力する第1の対数圧縮部と、
上記第2の電流増幅部が出力する第2出力電流を対数圧縮して第2対数圧縮信号を出力する第2の対数圧縮部と、
上記第1対数圧縮信号と第2対数圧縮信号とが入力される差動増幅器とを備えた。
この実施形態の光電変換装置によれば、第1,第2の光電変換素子が出力する第1,第2の受光電流を、第1,第2の電流増幅部で増幅し、第1,第2の電流増幅部が出力する第1,第2出力電流を、第1,第2の対数圧縮部で対数圧縮して第1,第2対数圧縮信号を出力する。この第1,第2対数圧縮信号は、差動増幅器に入力され、信号増幅される。よって、よりSN比の大きな対数圧縮信号が得られる。
また、一実施形態の光電変換装置は、第1の光電変換素子と、第2の光電変換素子と、上記第1の光電変換素子が出力する第1の受光電流を増幅する第1の電流増幅部と、上記第2の光電変換素子が出力する第2の受光電流を増幅する第2の電流増幅部とを有し、
上記対数圧縮部は、
上記第1の電流増幅部からの第1出力電流と上記第2の電流増幅部からの第2出力電流とが入力され、上記第1出力電流と第2出力電流との電流差を対数圧縮して対数圧縮信号を出力する。
上記対数圧縮部は、
上記第1の電流増幅部からの第1出力電流と上記第2の電流増幅部からの第2出力電流とが入力され、上記第1出力電流と第2出力電流との電流差を対数圧縮して対数圧縮信号を出力する。
この実施形態の光電変換装置によれば、第1,第2の光電変換素子が出力する第1,第2の受光電流を、第1,第2の電流増幅部で増幅する。そして、対数圧縮部は、第1の電流増幅部が出力する第1出力電流と、第2の電流増幅部が出力する第2出力電流との電流差を対数圧縮して対数圧縮信号を出力する。よって、上記第1,第2の光電変換素子に入力される2つの入力光が互いに反転した反転信号である場合に、この反転信号による第1,第2出力電流の電流差を増幅することで、対数圧縮信号の信号振幅をより大きくすることができる。
また、一実施形態の光電変換装置では、上記対数圧縮部は、
上記電流増幅部の出力電流を対数圧縮するダイオードと、
上記ダイオードに対して並列に接続した抵抗とを有する。
上記電流増幅部の出力電流を対数圧縮するダイオードと、
上記ダイオードに対して並列に接続した抵抗とを有する。
この実施形態の光電変換装置によれば、上記対数圧縮部では、対数圧縮するダイオードに抵抗を並列に接続したことによって、光電変換素子に入力された微小光による受光電流を増幅した出力電流をリニアに増幅させることが可能となる。
また、一実施形態の電子機器は、上記光電変換装置を備えた。
この電子機器によれば、SN比が低い入力光に対して出力信号の所定のSN比を確保できる高感度な光電変換装置を備えた電子機器となる。
この発明の光電変換装置によれば、光電変換素子が出力する受光電流を増幅する電流増幅部を備えたことで、受光電流が微小な場合や受光電流のSN比が低い場合であっても、対数圧縮部へ入力する出力電流の信号振幅を確保できる。したがって、この発明によれば、入力光のSN比が低い場合でも出力信号のSN比を確保できる。
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
図1に、この発明の光電変換装置の第1実施形態を示す。この第1実施形態は、光電変換素子としてのフォトダイオード1と、このフォトダイオード1が出力する受光電流を増幅する電流増幅器2と、この電流増幅器2の出力電流を対数圧縮して対数圧縮信号としての出力電圧Voutを出力する対数圧縮部3とを備える。
図1に、この発明の光電変換装置の第1実施形態を示す。この第1実施形態は、光電変換素子としてのフォトダイオード1と、このフォトダイオード1が出力する受光電流を増幅する電流増幅器2と、この電流増幅器2の出力電流を対数圧縮して対数圧縮信号としての出力電圧Voutを出力する対数圧縮部3とを備える。
この対数圧縮部3は、演算増幅器5とダイオード6を有する。この演算増幅器5の同相入力端子に所定の直流電源7が接続されると共に、逆相入力端子に上記電流増幅器2の出力端子が接続されている。また、この演算増幅器5の出力端子と逆相入力端子との間にダイオード6が接続されている。
この光電変換装置では、光10がフォトダイオード1に入射すると、入射光の強度に対応した受光電流がフォトダイオード1に流れる。この受光電流は、上記電流増幅器2によって増幅される。この増幅された受光電流は、出力電流として、電流増幅器2から対数圧縮部3に入力される。この対数圧縮部3は、上記出力電流を対数圧縮して、対数圧縮信号としての出力電圧Voutを出力する。
この第1実施形態の光電変換装置によれば、上記フォトダイオード1が出力する受光電流を増幅する電流増幅器2を備えたことで、受光電流が微小な場合や受光電流のSN比が低い場合であっても、対数圧縮部3へ入力する出力電流の信号振幅を確保できる。したがって、この実施形態によれば、入射光のSN比が低い場合でも出力信号のSN比を確保できる。
なお、上記電流増幅器2は、簡易な構成として、回路ばらつき等の影響を受けないようにすることが望ましい。
ここで、図2の特性図に、対数圧縮部3に入力される入力電流と対数圧縮部3の出力電圧Voutとの関係特性を示す。上記電流増幅器2が無い場合には、上記入力電流は、フォトダイオード1の受光電流である。この特性において、点P0は、入射光が無い時の入力電流と出力電圧Voutの最適値を示す。図2において、破線で囲まれた領域R1に示すように、この対数圧縮部3では、入力電流が微小電流であるときに、リーク電流などによって、ダイオード特性にばらつきが生じる。
これに対し、この実施形態では、電流増幅器2を備えたことにより、対数圧縮部3に入力する電流を大きくして、受光電流が微小なときの対数圧縮部3の特性ばらつきを抑制可能となる。
(第2の実施の形態)
次に、図3に、この発明の光電変換装置の第2実施形態を示す。この第2実施形態は、第1の光電変換素子としての第1のフォトダイオード21とこの第1のフォトダイオード21が出力する第1の受光電流を増幅する第1の電流増幅器22と、この第1の電流増幅器22の第1出力電流を対数圧縮して第1対数圧縮信号としての第1出力電圧Vout1を出力する第1対数圧縮部23とを備える。この第1対数圧縮部23は、前述の第1実施形態の対数圧縮部3と同様の構成である。
次に、図3に、この発明の光電変換装置の第2実施形態を示す。この第2実施形態は、第1の光電変換素子としての第1のフォトダイオード21とこの第1のフォトダイオード21が出力する第1の受光電流を増幅する第1の電流増幅器22と、この第1の電流増幅器22の第1出力電流を対数圧縮して第1対数圧縮信号としての第1出力電圧Vout1を出力する第1対数圧縮部23とを備える。この第1対数圧縮部23は、前述の第1実施形態の対数圧縮部3と同様の構成である。
また、この第2実施形態は、第2の光電変換素子としての第2のフォトダイオード24とこの第2のフォトダイオード24が出力する第2の受光電流を増幅する第2の電流増幅器25と、この第2の電流増幅器25の第2出力電流を対数圧縮して第2対数圧縮信号としての第2出力電圧Vout2を出力する第2対数圧縮部26とを備える。この第2対数圧縮部26は、前述の第1実施形態の対数圧縮部3と同様の構成である。
また、この第2実施形態は、上記第1対数圧縮部23が出力する第1出力電圧Vout1と第2対数圧縮部26が出力する第2出力電圧Vout2とが入力される差動増幅器27を備える。この差動増幅器27は、第1出力電圧Vout1と第2出力電圧Vout2との差を増幅して出力電圧Vout3を出力する。
この第2実施形態によれば、第1,第2の受光電流を、第1,第2の電流増幅器22,25で増幅し、この第1,第2の電流増幅部22,25が出力する第1,第2出力電流を、第1,第2の対数圧縮部23,26で対数圧縮して第1,第2対数圧縮信号を出力する。この第1,第2対数圧縮信号は、上記差動増幅器27に入力され、信号増幅される。よって、よりSN比の大きな対数圧縮信号が得られる。
(第3の実施の形態)
次に、図4に、この発明の光電変換装置の第3実施形態を示す。この第3実施形態の光電変換装置は、発光素子と受光素子の間にスリットを有する移動体を設け、この移動体のスリット動作速度を読み取る光学式エンコーダ用の受光回路をなす。
次に、図4に、この発明の光電変換装置の第3実施形態を示す。この第3実施形態の光電変換装置は、発光素子と受光素子の間にスリットを有する移動体を設け、この移動体のスリット動作速度を読み取る光学式エンコーダ用の受光回路をなす。
この第3実施形態の光電変換装置は、第1の光電変換素子(受光素子)としての第1のフォトダイオード31と第2の光電変換素子(受光素子)としての第2のフォトダイオード32を有する。また、この第3実施形態は、第1のフォトダイオード31が出力する第1の受光電流を電流増幅率hfeで増幅する第1の電流増幅部としての第1のpnpバイポーラトランジスタ33を有する。また、この第3実施形態は、第2のフォトダイオード32が出力する第2の受光電流を電流増幅率hfeで増幅する第2の電流増幅部としての第2のpnpバイポーラトランジスタ34を有する。
また、この第3実施形態は、上記第1のpnpバイポーラトランジスタ33が出力する第1出力電流を対数圧縮するダイオード35,36を有する。このダイオード35,36は直列に接続されている。この直列に接続された2つのダイオード35,36が第1対数圧縮部を構成している。また、この第3実施形態は、上記第2のpnpバイポーラトランジスタ34が出力する第2出力電流を対数圧縮するダイオード37,38を有する。このダイオード37,38は直列に接続されている。この直列に接続された2つのダイオード37,38が第2対数圧縮部を構成している。
また、この第3実施形態は、上記第1対数圧縮部が出力する第1対数圧縮信号と第2対数圧縮部が出力する第2対数圧縮信号とが入力される差動増幅器41を有する。この差動増幅器41は、2つのnpnバイポーラトランジスタ42,43を有し、このトランジスタ42のベースに上記第1対数圧縮信号が入力され、上記トランジスタ43のベースに第2対数圧縮信号が入力される。この差動増幅器41は、上記トランジスタ42のコレクタに接続された第1出力線L1に第1出力信号Vout1を出力し、上記トランジスタ43のコレクタに接続された第2出力線L2に第2出力信号Vout2を出力する。
この第3実施形態によれば、この第1,第2対数圧縮信号は、差動増幅器41に入力され、信号増幅されて、よりSN比の大きな対数圧縮信号が得られる。
なお、この第3実施形態では、第1,第2の対数圧縮部を、それぞれ、2つのダイオードで構成したが、3つ以上のできる限り多くのダイオードを直列接続して各対数圧縮部とすることが望ましい。なぜなら、各対数圧縮部が出力する対数圧縮信号は、複数のダイオードを直列接続することによって、対数圧縮信号の振幅が加算され、より大きな振幅の対数圧縮信号が得られるからである。
(第4の実施の形態)
次に、図5に、前述の第3実施形態の変形例としての第4実施形態を示す。この第4実施形態は、第1の電流増幅部として、図4の第1のpnpバイポーラトランジスタ33に替えて、第1のカレントミラー回路51を備える点が前述の第3実施形態と異なる。また、この第4実施形態は、第2の電流増幅部として、図4の第2のpnpバイポーラトランジスタ34に替えて、第2のカレントミラー回路52を備える点が前述の第3実施形態と異なる。
次に、図5に、前述の第3実施形態の変形例としての第4実施形態を示す。この第4実施形態は、第1の電流増幅部として、図4の第1のpnpバイポーラトランジスタ33に替えて、第1のカレントミラー回路51を備える点が前述の第3実施形態と異なる。また、この第4実施形態は、第2の電流増幅部として、図4の第2のpnpバイポーラトランジスタ34に替えて、第2のカレントミラー回路52を備える点が前述の第3実施形態と異なる。
この第4実施形態では、カレントミラー回路51を構成するトランジスタTr1,Tr2のうちのトランジスタTr2の個数を調節することによって、カレントミラー回路51の電流増幅率を調節できる。また、カレントミラー回路52を構成するトランジスタTr3,Tr4のうちのトランジスタTr3の個数を調節することによって、カレントミラー回路52の電流増幅率を調節できる。
(第5の実施の形態)
次に、図6に、この発明の光電変換装置の第5実施形態を示す。この第5実施形態は、図4の電流増幅部をなすトランジスタ33および34が出力する出力電流に調整電流を加えて対数圧縮部に入力する電流補償回路を有する点が、前述の第3実施形態と異なる。したがって、この第5実施形態では、前述の第3実施形態と異なる点を説明する。
次に、図6に、この発明の光電変換装置の第5実施形態を示す。この第5実施形態は、図4の電流増幅部をなすトランジスタ33および34が出力する出力電流に調整電流を加えて対数圧縮部に入力する電流補償回路を有する点が、前述の第3実施形態と異なる。したがって、この第5実施形態では、前述の第3実施形態と異なる点を説明する。
上記電流補償回路は、差動アンプ41Nが有するバイポーラトランジスタ42のベースにコレクタが接続されたバイポーラトランジスタ61と、差動アンプ41Nが有するバイポーラトランジスタ43のベースにコレクタが接続されたバイポーラトランジスタ62を有する。このトランジスタ61,62のエミッタと電流源63との間には抵抗R1,R2が接続されている。また、このトランジスタ61,62のベースは、バイポーラトランジスタ65のベースに接続されている。このバイポーラトランジスタ65のベースはコレクタに接続されている。また、このバイポーラトランジスタ65のコレクタは、バイポーラトランジスタ66のコレクタに接続され、このバイポーラトランジスタ66のベースは電流源63に接続されている。
また、このバイポーラトランジスタ66のエミッタはバイポーラトランジスタ67のベースに接続され、このバイポーラトランジスタ67のコレクタは電流源63に接続されている。このバイポーラトランジスタ67のエミッタは、抵抗R3と抵抗R4を経由して、バイポーラトランジスタ68のエミッタに接続されている。また、このバイポーラトランジスタ68のベースはバイポーラトランジスタ67のベースに接続されている。
上記電流補償回路によれば、トランジスタ67と68によるカレントミラー回路のベース電流を利用して、トランジスタ61,62からの出力電流が差動アンプ41Nの増幅率に比例するように調整することで、第1,第2対数圧縮部(ダイオード35,36,ダイオード37,38)へ入力される電流を調整している。すなわち、この電流補償回路は、差動アンプ41Nの増幅率に比例する調整電流を、第1対数圧縮部をなすダイオード35,36に入力する。したがって、このダイオード35,36には、第1電流増幅部としてのトランジスタ33からの出力電流に加えて、上記調整電流が入力される。
また、上記電流補償回路は、差動アンプ41Nの増幅率に比例する調整電流を、第2対数圧縮部をなすダイオード37,38に入力する。したがって、このダイオード37,38には、第2電流増幅部としてのトランジスタ34からの出力電流に加えて、上記調整電流が入力される。
これにより、第1,第2対数圧縮部をなすダイオード35〜38を、図2の領域R1のような特性のばらつきの大きな領域を回避して、ダイオード特性の最適値で使用可能となる。よって、SN比の優れた光電変換装置を実現できる。
なお、この第5実施形態では、上記電流補償回路を構成するトランジスタ65の個数と、抵抗R1,R2の抵抗値を調整することで、第1,第2対数圧縮部への電流を調整できる。
ここで、図7Aに、電流増幅部を備えるが電流補償回路を備えない前述の第3実施形態での受光電流IFと対数圧縮部が出力する対数圧縮信号の受光電圧との関係を特性Z1で示す。また、図7Aの特性Z2は、上述の第5実施形態において、電流増幅部を備えない場合(電流補償回路は備える)の特性である。この特性Z1とZ2とを参照すれば、受光電流IFが約5mA以上では、電流補償回路よりも電流増幅部によって、受光電圧を増大させてSN比を向上させる効果が大きくなっていることが分かる。一方、受光電流IFが約5mA以下では、逆に、電流増幅部の受光電圧向上効果よりも電流補償回路によるSN比向上効果が大きくなっている。
また、図7Bには、上述の第5実施形態のような対数圧縮部と電流補償回路は備えるが電流増幅部を備えない場合(比較例1)の光電変換装置の(受光電流IF-SN比)特性Z3および特性Z4を示す。この特性Z3は、上記電流補償回路による電流補償(つまり調整電流)が大きな場合の特性であり、特性Z4は、上記電流補償回路による電流補償(つまり調整電流)が小さな場合の特性である。
この特性Z3とZ4とを比較すれば、電流補償回路の電流補償を大きくすることによって、受光電流が小さな微小光での受光電圧を増大させてSN比を改善できることが分かる。
したがって、電流増幅部を備えるが電流補償回路を備えない前述の第3実施形態において、上記電流補償回路を備えることによって、図7Aの特性Z1における微小光の領域におけるSN比を改善できることになる。
(第6の実施の形態)
次に、図8に、この発明の光電変換装置の第6実施形態を示す。この第6実施形態は、第1の光電変換素子としての第1のフォトダイオード71と、第2の光電変換素子としての第2のフォトダイオード72を有する。
次に、図8に、この発明の光電変換装置の第6実施形態を示す。この第6実施形態は、第1の光電変換素子としての第1のフォトダイオード71と、第2の光電変換素子としての第2のフォトダイオード72を有する。
この第6実施形態では、上記第1のフォトダイオード71へ入射される入力光と第2のフォトダイオード72へ入射される入力光とは反転した信号であるとする。
この第6実施形態は、第1のフォトダイオード71が出力する第1の受光電流を増幅する第1の電流増幅部としての第1のカレントミラー回路73を有する。また、この第6実施形態は、第2のフォトダイオード72が出力する第2の受光電流を増幅する第2の電流増幅部としての第2のカレントミラー回路74を有する。
上記第1のカレントミラー回路73はトランジスタTr71,Tr72,Tr73を有し、第2のカレントミラー回路74はトランジスタTr74,Tr75,Tr76を有する。
また、この第6実施形態は、差動アンプ75と、ダイオードD71,D72と、ダイオードD73,D74と、トランジスタTr77,Tr78,Tr79,Tr80を備える。このダイオードD71〜D74と、トランジスタTr77〜80とが対数圧縮部を構成している。
この第6実施形態では、第1のカレントミラー回路73は、第1のフォトダイオード71が出力する第1の受光電流を増幅して、トランジスタTr73からダイオードD71,D72へ出力する。一方、第2のカレントミラー回路74は、第2のフォトダイオード72が出力する第2の受光電流を増幅して、トランジスタTr76からダイオードD73,D74へ出力する。
この第2のカレントミラー回路74のトランジスタTr75からの電流は、トランジスタTr80に流れ、このトランジスタTr80に流れる電流に等しい電流が、トランジスタTr78に流れる。これにより、ダイオードD71,D72には、上記第1のカレントミラー回路73のトランジスタTr73からの電流(第1受光電流を増幅した電流)から、第2のカレントミラー回路74のトランジスタTr75からの電流(第2受光電流を増幅した電流)を差し引いた電流が流れる。
一方、上記第1のカレントミラー回路73のトランジスタTr72からの電流は、トランジスタTr77に流れ、このトランジスタTr77に流れる電流に等しい電流が、トランジスタTr79に流れる。これにより、ダイオードD73,D74には、上記第2のカレントミラー回路74のトランジスタTr76からの電流(第2受光電流を増幅した電流)から、第1のカレントミラー回路73のトランジスタTr72からの電流(第1受光電流を増幅した電流)を差し引いた電流が流れる。
よって、この第6実施形態では、反転信号となる第1受光電流と第2受光電流との電流差を対数圧縮するので、振幅の増加した信号を対数圧縮することとなり、SN比をより向上させることが可能となる。
(第7の実施の形態)
次に、図9に、この発明の光電変換装置の第7実施形態を示す。この第7実施形態は、図4の第3実施形態の変形例であり、第1対数圧縮部を構成するダイオード35に並列に接続した抵抗R81と、第2対数圧縮部を構成するダイオード37に並列に接続した抵抗R82とを備えた点だけが、上述の第3実施形態と異なる。
次に、図9に、この発明の光電変換装置の第7実施形態を示す。この第7実施形態は、図4の第3実施形態の変形例であり、第1対数圧縮部を構成するダイオード35に並列に接続した抵抗R81と、第2対数圧縮部を構成するダイオード37に並列に接続した抵抗R82とを備えた点だけが、上述の第3実施形態と異なる。
この第7実施形態によれば、第1,第2対数圧縮部がダイオード35,37に並列接続された抵抗R81,R82を備えたことで、第1,第2のフォトダイオード31,32への入力光が微小光である場合に、微小光による受光電流を増幅した出力電流を高分解能で電圧信号として取り出して、差動増幅器41へ入力できる。
なお、上記抵抗R81,R82は、ダイオード35,37に並列に接続することが望ましい。その理由は、ダイオード35,37に直列に抵抗を接続すると、受光光量の増大に比例して、対数圧縮部の出力電位が上がっていくので、使用範囲が限定され、対数圧縮効果が低下してしまうからである。また、対数圧縮部の抵抗R81,R82は、受光光量が小さい時のみに受光電流を電圧変換できれば良いので、図9に示すように、それぞれ、一段のダイオード35,37に対して、並列接続すればよい。これにより、抵抗R81,R82に流れる電流が限定されて、受光光量が大きな場合の対数圧縮に対して効果的である。
上記第1〜第7実施形態の光電変換装置は、光学式エンコーダを構成するのに好適であり、複写機、プリンターなどの印刷機器、FA機器用途に用いると好適である。
1、21、24、31、32 フォトダイオード
2、22、25 電流増幅器
3、23、26 対数圧縮部
5 演算増幅器
6 ダイオード
7 直流電源
27、41 差動増幅器
51、52、73、74 カレントミラー回路
41N、75 差動アンプ
2、22、25 電流増幅器
3、23、26 対数圧縮部
5 演算増幅器
6 ダイオード
7 直流電源
27、41 差動増幅器
51、52、73、74 カレントミラー回路
41N、75 差動アンプ
Claims (6)
- 光電変換素子と、
上記光電変換素子が出力する受光電流を増幅する電流増幅部と、
上記電流増幅部の出力電流が入力されると共に入力された電流を対数圧縮して対数圧縮信号を出力する対数圧縮部とを備えることを特徴とする光電変換装置。 - 請求項1に記載の光電変換装置において、
上記対数圧縮部に、調整電流を入力する電流補償回路を有することを特徴とする光電変換装置。 - 請求項1に記載の光電変換装置において、
第1の光電変換素子と、
第2の光電変換素子と、
上記第1の光電変換素子が出力する第1の受光電流を増幅する第1の電流増幅部と、
上記第2の光電変換素子が出力する第2の受光電流を増幅する第2の電流増幅部と、
上記第1の電流増幅部が出力する第1出力電流を対数圧縮して第1対数圧縮信号を出力する第1の対数圧縮部と、
上記第2の電流増幅部が出力する第2出力電流を対数圧縮して第2対数圧縮信号を出力する第2の対数圧縮部と、
上記第1対数圧縮信号と第2対数圧縮信号とが入力される差動増幅器とを備えたことを特徴とする光電変換装置。 - 請求項1に記載の光電変換装置において、
第1の光電変換素子と、
第2の光電変換素子と、
上記第1の光電変換素子が出力する第1の受光電流を増幅する第1の電流増幅部と、
上記第2の光電変換素子が出力する第2の受光電流を増幅する第2の電流増幅部とを有し、
上記対数圧縮部は、
上記第1の電流増幅部からの第1出力電流と上記第2の電流増幅部からの第2出力電流とが入力され、上記第1出力電流と第2出力電流との電流差を対数圧縮して対数圧縮信号を出力することを特徴とする光電変換装置。 - 請求項1に記載の光電変換装置において、
上記対数圧縮部は、
上記電流増幅部の出力電流を対数圧縮するダイオードと、
上記ダイオードに対して並列に接続した抵抗とを有することを特徴とする光電変換装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1つに記載の光電変換装置を備えた電子機器。
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