JP2007042699A - 光電変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機能を減らすことなく外部端子の削減を行うことで、実装面積を縮小し、搭載する装置の小型化が可能な光電変換装置を提供する。
【解決手段】電源端子であるＶｃｃ（ＬＥＤＡ）端子８ａに電圧を印加することで電源が供給される赤外線通信装置において、Ｖｃｃ（ＬＥＤＡ）端子８ａにアノードが接続された発光素子２ａと、発光素子２ａのカソードに接続され、電源により発光素子２ａを駆動するＩｒＤＡ駆動回路２ｂおよびＲＣ駆動回路２ｃと、受光素子３ａからの信号を制御する受光回路３とを備え、ＩｒＤＡ駆動回路２ｂおよびＲＣ駆動回路２ｃに、発光素子２ａを流れる電流を調整するトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２と、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２とをそれぞれ設けた。そして、Ｖｃｃ（ＬＥＤＡ）端子８ａと、ＩｒＤＡ駆動回路２ｂおよびＲＣ駆動回路２ｃと、受光回路３との間には、低電圧源として機能するレギュレータを設けている。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光素子とその発光素子を駆動する駆動回路とを有する光電変換装置に関する。

光電変換装置の一例として赤外線通信装置がある。この赤外線通信装置は、発光素子と受光素子とを搭載して、ノート型パーソナルコンピュータや、携帯電話などの近距離データ通信に使用される。このような従来の光電変換装置が特許文献１に記載されている。

この特許文献１に記載の通信モジュールは、外部端子として、電源端子と、送信データの端子と、受信データの端子と、発光素子のアノードに接続された端子の他に、発光素子のカソードに直接接続される端子を新たに設けたものである。発光素子のカソードに接続する端子に、テレビなどをコントロールするリモコン信号を入力することで、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）方式の信号を送信する通信モジュールを、リモコン用としても使用できるようにしたものである。このように従来の光電変換装置は、電源端子の他に、発光素子を駆動するための端子を設けている。

ところで、赤外線通信装置は、発光素子を点灯させるためのタイミングである送信データを出力するＣＰＵ（Central Processing Unit）などを含む制御回路に接続される。制御回路は、動作の高速化や消費電力の低下を目的として低電圧化が進んでいる。そうなると、制御回路と赤外線通信装置との間で、入力信号と出力信号のレベルの相違が発生する。つまり、制御回路はＨレベルとして出力しているにもかかわらず低電圧化された出力信号であるために、赤外線通信装置ではＬレベルと感知するおそれがある。

このような入出力信号のレベルの相違を吸収するために、赤外線通信装置の内部にレベル変換回路を搭載したものが増えつつある。レベル変換回路は、赤外線通信装置にレベル変換回路への電源電圧を印加する電源端子が専用に準備され、この電源端子に、接続される制御回路に応じた電圧を供給することで、入出力信号のレベルの整合性を確保するものである。
特開２００４−１４７０２４号公報

このように赤外線通信装置に限らず光電変換装置は、機能が追加されるごとに外部端子が増えていく傾向にある。内部回路は集積化が高まれば、機能が追加されても小型化が可能であるが、外部端子が増えれば実装面積の増大にもつながり、小型化の阻害要因となる。従って、外部端子は１ピンでも減らせれば実装面積の縮小に寄与するものと思われる。

そこで本発明は、機能を減らすことなく外部端子の削減を行うことで、実装面積を縮小し、搭載する装置の小型化が可能な光電変換装置を提供することを目的とする。

本発明の光電変換装置は、電源端子に電圧を印加することで電源が供給される光電変換装置において、前記電源端子にアノードが接続された発光素子と、前記発光素子のカソードに接続され、前記電源により前記発光素子を駆動する駆動回路とを備え、前記駆動回路に、前記発光素子を流れる電流を調整する抵抗素子を設けたことを特徴とする。

本発明においては、外部端子を１ピン減らすことができるので、機能を減らすことなく外部端子の削減を行うことで、パッケージの実装面積を縮小し、搭載する装置の小型化が可能である。

本願の第１の発明は、電源端子に電圧を印加することで電源が供給される光電変換装置において、電源端子にアノードが接続された発光素子と、発光素子のカソードに接続され、電源により発光素子を駆動する駆動回路とを備え、駆動回路に、発光素子を流れる電流を調整する抵抗素子を設けたことを特徴としたものである。

発光素子のアノードが電源端子に接続され、カソードが駆動回路に接続され、駆動回路に発光素子を流れる電流を調整する抵抗素子を設けているので、駆動回路に電源電圧を供給する電源端子と、発光素子に電源電圧を供給する電源端子とを共通させて設けることができる。従って、電源端子を含む外部端子を１ピン減らすことができるので、機能を減らすことなく外部端子の削減を行うことで、パッケージの実装面積を縮小し、搭載する装置の小型化が可能である。また、たとえ機能が増えて外部端子が１ピン増えたとしても同じ外部端子の本数とすることができるので、更に高機能化を図ることが可能である。

本願の第２の発明は、電源端子から電圧を入力し、所定電圧に調整して電源として出力するレギュレータ回路を、電源端子と駆動回路との間に設けたことを特徴としたものである。

電源端子と駆動回路との間に、レギュレータ回路を設けたことにより、外部にレギュレータ回路を設けた場合と比較して、装置全体の実装面積を減らすことができるので、更に小型化を図ることができる。

本願の第３の発明は、受光素子に、電源が供給され、受光素子からの信号に応じた信号を出力する受光回路とを備えたことを特徴としたものである。

受光素子と受光回路とを設けることで、通信装置として機能させることができる。また、この受光回路の電源を、駆動回路と共通させることで、電源端子を増やす必要がない。また、受光回路の電源を、駆動回路と共通させる場合に、電源端子から直接としてもよいし、所定電圧に調整するレギュレータ回路を介在させて供給するようにしてもよい。

（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る光電変換装置の一例である赤外線通信装置を、図１および図２に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る光電変換装置の一例である赤外線通信装置の構成を説明する図である。図２は、本発明の実施の形態に係る赤外線通信装置のＩｒＤＡ駆動回路およびＲＣ駆動回路の構成を説明する図である。

図１に示すように、赤外線通信装置１は、発光回路２と、受光回路３と、電流遮断回路４と、レベル変換回路５と、レギュレータ回路６とが、樹脂パッケージ７に封入されており、外部端子８を介して周辺回路と接続される。また樹脂パッケージ７には、外部からのノイズを遮断する金属製のケース９がグランドに接地されている。

発光回路２は、発光素子２ａと、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）駆動回路２ｂと、ＲＣ駆動回路２ｃとを備えている。

発光素子２ａは、アノードが外部端子８のＶｃｃ（ＬＥＤＡ）端子８ａに接続されている。

ＩｒＤＡ駆動回路２ｂは、レベル変換回路５を介して接続される外部端子８のＴＸＤ１端子８ｂの送信データに応じてＩｒＤＡの規格に準拠した電流を発光素子２ａに対して駆動する。ＲＣ駆動回路２ｃは、家電用リモコンとして使用する場合にレベル変換回路５を介して接続される外部端子８のＴＸＤ２端子８ｃの送信データに応じて発光素子２ａに対して電流を駆動する。

ここで、発光回路２のＩｒＤＡ駆動回路２ｂと、ＲＣ駆動回路２ｃの構成について図２に基づいて詳細に説明する。なお図２においては、外部端子８のＴＸＤ１端子８ｂおよびＴＸＤ２端子８ｃから入力され、レベル変換回路５を介して入力された信号をＴＸＤ１，ＴＸＤ２と称している。

図２に示すように、外部端子８のＬＥＤＡ端子８ａに、発光素子２ａのアノードが接続されている。発光素子２ａのカソードは、ＩｒＤＡ駆動回路２ｂと、ＲＣ駆動回路２ｃとにそれぞれ接続されている。

ＩｒＤＡ駆動回路２ｂと、ＲＣ駆動回路２ｃとでは、それぞれ発光素子２ａのカソードに接続されるトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２とを備えており、それぞれコレクタと接続されている。また、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のそれぞれのエミッタは、抵抗Ｒ１，Ｒ２を介してグランドＧに接地されている。

そしてトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベースは、定電流駆動回路１０，１１に接続されている。定電流駆動回路１０，１１および抵抗Ｒ１，Ｒ２は、ＩｒＤＡ用またはリモコン用として発光素子２ａを点灯させるときに、所定電流が流れるように調整されている。

図１に戻って、受光回路３は、受光素子３ａと、ＩＶアンプ部３ｂと、増幅部３ｃと、比較部３ｄとを備えている。ＩＶアンプ部３ｂは、受光素子３ａが受光して流す電流を電圧に変換する。

増幅部３ｃはＩＶアンプ部３ｂで出力された電圧を増幅する。比較部３ｄは、増幅部３ｃで増幅された電圧が、比較部３ｄが有する基準電圧より高いか、または低いかでＨレベルまたはＬレベルを、外部端子８のＲＸＤ端子８ｄにレベル変換回路５を介して出力する。

電流遮断回路４は、外部端子８のＳＤ端子８ｅからレベル変換回路５を介して電流遮断信号を入力し、発光回路２および受光回路３を流れる電流を遮断する。

レベル変換回路５は、この赤外線通信装置１の入力信号の入力端子であるＴＸＤ１端子８ｂ、ＴＸＤ２端子８ｃ、およびＳＤ端子８ｅと、出力信号であるＲＸＤ端子８ｄに接続され、さらに電源電圧が供給されるＶＩＯ端子８ｆに接続され、ＶＩＯ端子８ｆに印加された電圧に応じて信号レベルを変換する。

レギュレータ回路６は、外部端子８のＶｃｃ端子８ａと接続され、電源電圧が印加されると定電圧源として機能するものであり、発光回路２および受光回路３に所定の電圧に調整して供給する。

以上のように構成される本発明の実施の形態に係る光電変換装置の一例である赤外線通信装置１の動作を図１および図２に基づいて説明する。

図１に示すように、まずＶｃｃ（ＬＥＤＡ）端子８ａに、この赤外線通信装置１の定格電源電圧を印加するとともに、ＶＩＯ端子８ｆにこの赤外線通信装置１を制御する周辺回路の電源電圧に応じた電圧を印加する。

Ｖｃｃ（ＬＥＤＡ）端子８ａに、この赤外線通信装置１の定格電源電圧が印加されることで、レギュレータ回路６を介して発光回路２および受光回路３に所定電圧が供給される。赤外線通信装置１の内部にレギュレータ回路６を備えているので、例えば、携帯電話装置に、この赤外線通信装置１が実装される場合には、電池から供給される電圧を赤外線通信装置１の内部にて所定電圧に調整しつつ、安定した電流を供給することができる。また、外部にレギュレータ回路を設ける必要がないので、携帯電話装置全体の実装面積を小さいものとすることができる。

ＩｒＤＡの規格に準拠した送信を行うときには、送信される信号がＴＸＤ１端子８ｂに入力される。ＴＸＤ１端子８ｂに入力された信号は、レベル変換回路５で、所定レベルに変換された後、ＩｒＤＡ駆動回路２ｂに入力される。

図２に示すように、ＩｒＤＡ駆動回路２ｂに入力されたＴＸＤ１信号は、定電流駆動回路１０に入力され、トランジスタＴｒ１のベースに所定電圧が印加される。トランジスタＴｒ１のベースにＩｒＤＡ駆動回路２ｂからの所定電圧が印加されることで、Ｔｒ１がオンとなり、ＬＥＤＡ端子８ａから発光素子２ａを介して電流が流れ発光素子２ａを発光させ、抵抗Ｒ１を介してグランドＧへ流れる。

図１に示すように、次にリモコン用の信号の送信を行うときには、送信される信号がＴＸＤ２端子８ｃに入力される。ＴＸＤ２端子８ｃに入力された信号は、レベル変換回路５で、所定レベルに変換された後、ＲＣ駆動回路２ｃに入力される。

図２に示すように、ＲＣ駆動回路２ｃに入力されたＴＸＤ２信号は、定電流駆動回路１１に入力され、トランジスタＴｒ２のベースに所定電圧が印加される。トランジスタＴｒ２のベースにＩｒＤＡ駆動回路２ｂからの所定電圧が印加されることで、Ｔｒ２がオンとなり、ＬＥＤＡ端子８ａから発光素子２ａを介して電流が流れ発光素子２ａを発光させ、抵抗Ｒ２を介してグランドＧへ流れる。

このように、発光素子２ａを駆動するＩｒＤＡ駆動回路２ｂおよびＲＣ駆動回路２ｃに、発光素子２ａを流れる電流を調整する抵抗Ｒ１，Ｒ２をそれぞれ設けているので、ＩｒＤＡ駆動回路２ｂ、ＲＣ駆動回路２ｃ、および受光回路３に供給される電源端子と、発光素子２ａを点灯させる電源端子とを共通してＶｃｃ（ＬＥＤＡ）端子８ａとすることができる。従って、外部端子８を１ピン省略することができるので、赤外線通信装置１の小型化を図ることができる。

比較のために、従来の赤外線通信装置２０を、図３および図４に示す。図３は、従来の赤外線通信装置２０の構成を説明する図である。図４は、従来の赤外線通信装置２０のＩｒＤＡ駆動回路とＲＣ駆動回路の構成を説明する図である。なお図３および図４においては、図１および図２と同じ機能のものは同符号を付して説明は省略する。また、図４においてはＩｒＤＡ駆動回路とＲＣ駆動回路とを１つの図として示している。

図３に示すように、赤外線通信装置２０は、内部にレギュレータ回路を備えていないので、外部に備えている。また発光回路２１と、受光回路３とに電圧を供給するＶｃｃ端子８ａと、発光素子２ａに電圧を供給するＬＥＤＡ端子８ｇとは別々に設けられている。図３および図４に示すように、発光回路２１は、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のエミッタが直接グランドＧに接地されており、ＬＥＤＡ端子８ｇに発光素子２ａを流れる電流を調整する抵抗Ｒ３を外部に接続する必要がある。

このように、従来の赤外線通信装置２０は、発光素子２ａに流れる電流を調整する抵抗Ｒ３を外部に設けるような構成をしているため、発光回路２１および受光回路３とに電源電圧を印加するＶｃｃ端子８ａをＬＥＤＡ端子８ｇと共通して設けることができない。例えば、従来の赤外線通信装置２０では、周辺回路として接続される制御回路の信号レベルに対応するためにレベル変換回路５を新たに機能を追加すると、そのためにＶＩＯ端子８ｆを増やす必要があるなど、外部端子は増える一方であった。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る赤外線通信装置１では、Ｖｃｃ（ＬＥＤＡ）端子８ａを発光回路２および受光回路３への電源だけでなく、発光素子２ａへの電源の供給端子として兼用しているので、ＶＩＯ端子８ｆが増えたとしても、外部端子８の数を同じピン数とすることができる。

本発明は、外部端子を１ピン減らせることができるので、機能を減らすことなく外部端子の削減を行うことで、パッケージの実装面積を縮小し、搭載する装置の小型化が可能なので、発光素子とその発光素子を駆動する駆動回路とを有する光電変換装置に好適である。

本発明の実施の形態に係る光電変換装置の一例である赤外線通信装置の構成を説明する図 本発明の実施の形態に係る赤外線通信装置のＩｒＤＡ駆動回路およびＲＣ駆動回路の構成を説明する図 従来の赤外線通信装置の構成を説明する図 従来の赤外線通信装置のＩｒＤＡ駆動回路およびＲＣ駆動回路の構成を説明する図

符号の説明

１ 赤外線通信装置
２ 発光回路
２ａ 発光素子
２ｂ ＩｒＤＡ駆動回路
２ｃ ＲＣ駆動回路
３ 受光回路
３ａ 受光素子
３ｂ ＩＶアンプ部
３ｃ 増幅部
３ｄ 比較部
４ 電流遮断回路
５ レベル変換回路
６ レギュレータ回路
７ 樹脂パッケージ
８ 外部端子
８ａ Ｖｃｃ（ＬＥＤＡ）端子
８ｂ ＴＸＤ１端子
８ｃ ＴＸＤ２端子
８ｄ ＲＸＤ端子
８ｅ ＳＤ端子
８ｆ ＶＩＯ端子
８ｇ ＬＥＤＡ端子
１０，１１ 定電流駆動回路
２０ 赤外線通信装置
２１ 発光回路
Ｔｒ１，Ｔｒ２ トランジスタ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 抵抗
Ｇ グランド

Claims (3)

1. 電源端子に電圧を印加することで電源が供給される光電変換装置において、
   前記電源端子にアノードが接続された発光素子と、
   前記発光素子のカソードに接続され、前記電源により前記発光素子を駆動する駆動回路とを備え、
   前記駆動回路に、前記発光素子を流れる電流を調整する抵抗素子を設けたことを特徴とする光電変換装置。
2. 前記電源端子から電圧を入力し、所定電圧に調整して電源として出力するレギュレータ回路を、前記電源端子と前記駆動回路との間に設けたことを特徴とする請求項１記載の光電変換装置。
3. 受光素子に、前記電源が供給され、前記受光素子からの信号に応じた信号を出力する受光回路とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の光電変換装置。

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