JP2021067636A

JP2021067636A - 光センサ

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Publication number: JP2021067636A
Application number: JP2019195139A
Authority: JP
Inventors: 宇都宮　文靖; Fumiyasu Utsunomiya; 文靖宇都宮; 道関　隆国; Takakuni Doseki; 隆国道関; 亜実田中; Ami Tanaka
Original assignee: Ablic Inc
Current assignee: Ablic Inc
Priority date: 2019-10-28
Filing date: 2019-10-28
Publication date: 2021-04-30
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Abstract

【課題】外部電源を要しない光センサを提供する。【解決手段】フォトダイオード１０１を含み、第１の波長感度特性を有する第１光検出部１０と、一端が第１光検出部のフォトダイオードのカソードに接続され、他端が接地点に接続された第１抵抗１０３と、アノードが第１光検出部のフォトダイオードのアノードに接続されるフォトダイオード１０２を含み、第１の波長感度特性とは異なる第２の波長感度特性を有する第２光検出部２０と、一端が第２光検出部のフォトダイオードのカソードに接続され、他端が接地点に接続された第２抵抗１０４と、第１光検出部のフォトダイオードに接続される第１入力端子ＴＩと、第２光検出部のフォトダイオードに接続される第２入力端子ＴＮと、第１入力端子と第２入力端子の電位とに基づく電位を出力する出力端子ＴＯとを備え、第１光検出部及び第２光検出部の起電力によって生じる電力を動作電源とする増幅回路４０６とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、光センサに関する。

従来、フォトダイオードが受光する光に応じた信号を出力回路から出力する光センサに関する技術が知られている。（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１３−１９７２４３号公報

上述したような従来の光センサでは、出力回路を駆動するための電源を光センサの外部から供給している。すなわち、従来手法によると、光センサを駆動するための外部電源を用意しなければならないという問題があった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、外部電源を要しない光センサを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る光センサは、フォトダイオードを含み、第１の波長感度特性を有する第１光検出部と、一端が前記第１光検出部のフォトダイオードのカソードに接続され、他端が接地点に接続された第１抵抗と、アノードが前記第１光検出部のフォトダイオードのアノードに接続されるフォトダイオードを含み、前記第１の波長感度特性とは異なる第２の波長感度特性を有する第２光検出部と、一端が前記第２光検出部のフォトダイオードのカソードに接続され、他端が前記接地点に接続された第２抵抗と、前記第１光検出部のフォトダイオードのカソードに接続される第１入力端子と、前記第２光検出部のフォトダイオードのカソードに接続される第２入力端子と、前記第１入力端子の電位と前記第２入力端子の電位との差に基づく電位を出力する出力端子とを備え、前記第１光検出部のフォトダイオード及び前記第２光検出部のフォトダイオードの起電力によって生じる電力を動作電源とする増幅回路と、を備える。

この発明によれば、外部電源を要しない光センサを提供することができる。

第１の実施形態における光センサの構成の一例を示す図である。第１の実施形態における増幅回路の構成の一例を示す図である。第１の実施形態における増幅回路の構成の変形例を示す図である。第２の実施形態における光センサの構成の一例を示す図である。第３の実施形態における光センサの構成の一例を示す図である。第３の実施形態における増幅回路の構成の一例を示す図である。第３の実施形態における増幅回路の構成の変形例を示す図である。第３の実施形態における増幅回路の構成の第２の変形例を示す図である。第１の実施形態における増幅回路の構成の第２の変形例を示す図である。第１の実施形態における増幅回路の構成の第３の変形例を示す図である。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態による光センサ５０の構成の一例を示す図である。光センサ５０は、第１光検出部１０と、第２光検出部２０と、第１抵抗１０３と、第２抵抗１０４と、昇圧回路１０５と、増幅回路４０６と、出力ピン４０８とを備える。
なお、以下の説明において、光とは、光センサ５０が検出可能な波長の電磁波のことを指し、可視光のほか、赤外光、紫外光などを広く含む。

第１光検出部１０は、第１フォトダイオード１０１を備える。
第２光検出部２０は、第２フォトダイオード１０２を備える。
第１フォトダイオード１０１のアノードと、第２フォトダイオード１０２のアノードとは、接続点Ｐ４において互いに接続されている。つまり、第２光検出部２０は、アノードが第１光検出部１０の第１フォトダイオード１０１のアノードに接続される第２フォトダイオード１０２を含む。

なお、本実施形態において、第１光検出部１０及び第２光検出部２０は、入射された光で発電する素子であればよい。一例として、第１光検出部１０及び第２光検出部２０が備えるフォトダイオードは、ｐ型半導体とｎ型半導体とがｐｎ接合され光起電力効果により光電流を生じる素子である。例えば、フォトダイオードは、太陽電池のようにｐｎ接合による素子である。

第１抵抗１０３は、一端が接続点Ｐ２において第１光検出部１０の第１フォトダイオード１０１のカソードに接続され、他端が接続点Ｐ１において接地されている。
第２抵抗１０４は、一端が接続点Ｐ３において第２光検出部２０の第２フォトダイオード１０２のカソードに接続され、他端が接続点Ｐ１において接地されている。
これら、第１抵抗１０３及び第２抵抗１０４は、抵抗値及び温度特性等の特性が互いに揃えられている。例えば、第１抵抗１０３の抵抗値と、第２抵抗１０４の抵抗値は、３０ｋΩ（キロオーム）である。

昇圧回路１０５は、入力端子１０８と、出力端子１０９とを備える。入力端子１０８は、第１フォトダイオード１０１のアノード及び第２フォトダイオード１０２のアノードと、接続点Ｐ４において接続されている。昇圧回路１０５は、入力端子１０８に供給される電圧を昇圧して出力端子１０９に出力する。

この実施形態において昇圧回路１０５は、不図示のクロック生成回路を備えるチャージポンプ型の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ回路である。この一例の場合、昇圧回路１０５は、外部電源を要せずに昇圧動作を行う。

増幅回路４０６は、電源端子ＴＰと、電源端子ＴＧと、第１入力端子ＴＩと、第２入力端子ＴＮと、出力端子ＴＯとを備える。電源端子ＴＰは、昇圧回路１０５の出力端子１０９に接続される。電源端子ＴＧは、接地される。増幅回路４０６は、昇圧回路１０５から出力される電力を電源として動作する。
第１入力端子ＴＩは、接続点Ｐ２において、第１光検出部１０の第１フォトダイオード１０１のカソードに接続されている。第２入力端子ＴＮは、接続点Ｐ３において、第２光検出部２０の第２フォトダイオード１０２のカソードに接続されている。出力端子ＴＯは、出力ピン４０８に接続されており、第１入力端子の電位と第２入力端子の電位とに基づく電位を出力する。
この一例では、増幅回路４０６とは、差動増幅回路である。第１入力端子ＴＩとは増幅回路４０６の反転入力端子である。第２入力端子ＴＮとは増幅回路４０６の非反転入力端子である。出力端子ＴＯは、第１入力端子ＴＩの電位と第２入力端子ＴＮの電位とに基づく電圧又は電流を出力する。一例として、出力端子ＴＯは、第１入力端子ＴＩの電位と第２入力端子ＴＮの電位との差分の電位を出力する。

［光センサ５０の動作例］
第１フォトダイオード１０１及び第２フォトダイオード１０２は、いずれも、光が入射すると光起電力効果によって起電力を生じる。第１フォトダイオード１０１は、起電力によって、第１フォトダイオード１０１のカソードからアノードに流れる光電流Ｉ１を生じさせる。第２フォトダイオード１０２は、起電力によって、第２フォトダイオード１０２のカソードからアノードに流れる光電流Ｉ２を生じさせる。

第１光検出部１０と、第２光検出部２０とは、互いに異なる波長感度特性を有する。波長感度特性とは、入射する光の波長に対する光検出部の受光感度である。
第１光検出部１０は、第１の波長感度特性を有する。第１光検出部１０は、第１フォトダイオード１０１に入射する光の強度と第１の波長感度特性とに応じた光電流Ｉ１を出力する。すなわち、第１光検出部１０は、第１フォトダイオード１０１を含み、第１の波長感度特性を有する。

第２光検出部２０は、第１光検出部１０に対して、特定の波長範囲の発電特性を低下させる構造又はフィルタが装着された構造となっている。
この一例において、第２光検出部２０は、不図示の波長フィルタを備えている。第２光検出部２０は、波長フィルタを透過して第２フォトダイオード１０２に入射する光を検出する。波長フィルタは、上述した第１の波長感度特性に対し、特定の波長範囲の感度を低下させた波長特性を有する。すなわち、第２光検出部２０は、第２フォトダイオード１０２を含み、第１の波長感度特性とは異なる第２の波長感度特性を有する。
第２の波長感度特性は、第１の波長感度特性の感度を有する波長範囲のうち、特定の波長範囲の感度が低くされている。

なお、本実施形態において、第２光検出部２０は不図示の波長フィルタを備えることにより、第１の波長感度特性とは異なる第２の波長感度特性を有するものとして説明したが、第２光検出部２０は第１の波長感度特性とは異なる第２の波長感度特性を有していればよく、この実施形態に限定されない。例えば、第２光検出部２０に含まれる第２フォトダイオード１０２の波長感度特性を、第１フォトダイオード１０１の波長感度特性とは異なるものにするように構成してもよい。

特定の波長範囲が含まれる光が第１光検出部１０と第２光検出部２０に入射すると、第１光検出部１０よりも第２光検出部２０の方が、特定の波長範囲の光強度に比例して発電量が低下する。以下の説明において、第２光検出部２０の発電量が低下する波長範囲を、「特定の波長範囲」と記載する。

第１抵抗１０３と、第２抵抗１０４とは、同等の抵抗値を有する。第１抵抗１０３には、接続点Ｐ１から光電流Ｉ１が流れる。第２抵抗１０４には、接続点Ｐ１から光電流Ｉ２が流れる。このため、本実施形態において、接続点Ｐ２の電位及び接続点Ｐ３の電位は、接続点Ｐ１の電位よりも低下する。
第１光検出部１０及び第２光検出部２０が特定の波長範囲の光を検出した場合、第２光検出部２０は、特定の波長範囲の発電特性が低いため、光電流Ｉ２は小さくなる。光電流Ｉ２が小さくなると、接続点Ｐ３の電位は高くなる。したがって、接続点Ｐ３の電位は、特定の波長範囲の光強度に比例して、接続点Ｐ２の電位よりも高くなる。

この一例において、光が、第１光検出部１０及び第２光検出部２０に入射することにより、第１光検出部１０及び第２光検出部２０に起電力が発生し、発生した起電力が所定値（例えば０．４Ｖ）を超えると、第１光検出部１０には光電流Ｉ１が流れ、第２光検出部２０には光電流Ｉ２が流れる。光電流Ｉ１又は光電流Ｉ２が流れると、昇圧回路１０５に電流が流入する。昇圧回路１０５の入力端子１０８には、第１光検出部１０から接続点Ｐ４を介して光電流Ｉ１が、第２光検出部２０から接続点Ｐ４を介して光電流Ｉ２が、それぞれ流入する。
昇圧回路１０５は、第１光検出部１０と第２光検出部２０とが発電する発電電力を、より高い電圧の昇圧電力に変換し、出力端子１０９を介して増幅回路４０６に供給する。
つまり、昇圧回路１０５（昇圧部）は、第１光検出部１０と第２光検出部２０の起電力によって生じる電力を昇圧した電力を増幅回路４０６の電源端子に供給する。

増幅回路４０６は、第１光検出部１０の第１フォトダイオード１０１及び第２光検出部２０の第２フォトダイオード１０２の起電力によって生じる電力を動作電源とする。
増幅回路４０６は、接続点Ｐ２の電位と接続点Ｐ３の電位との差分に基づく電圧ないし電流を、出力端子ＴＯを介して出力ピン４０８に出力する。
従って、本実施形態における光センサ５０は、特定の波長範囲の光の強度に応じた電圧ないし電流が出力ピン４０８から出力される。

［増幅回路４０６の構成例］
図２は、第１の実施形態における増幅回路４０６の構成の一例を示す図である。
増幅回路４０６は、トランジスタ４０３と、トランジスタ４０４と、トランジスタ４０９と、トランジスタ４１０と、トランジスタ４０１と、トランジスタ４０２と、抵抗４１３と、抵抗４１１と、定電流源４０５と、定電流源４０７とを備える。
トランジスタ４０３と、トランジスタ４０４と、トランジスタ４０９と、トランジスタ４１０は、いずれもｐチャネル型のトランジスタである。トランジスタ４０１と、トランジスタ４０２は、いずれもデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタである。なお、以下の説明においてデプレッション型と明記しないトランジスタは、エンハンスメント型であってよい。
定電流源４０５及び定電流源４０７は、互いに同じ電流値の電流を流す。定電流源４０５に流れる電流を電流Ｉ_４７とし、定電流源４０７に流れる電流を電流Ｉ_４８とする。電流Ｉ_４７と、電流Ｉ_４８とは、同じ電流値である。

デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ４０１は、ゲートが第１入力端子ＴＩに接続され、ソースが定電流源４０５を介して電源端子ＴＧに接続され、ドレインがトランジスタ４０３のドレインに接続されている。デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ４０２は、ゲートが第２入力端子ＴＮに接続され、ソースが定電流源４０７を介して電源端子ＴＧに接続され、ドレインがトランジスタ４０４のドレインに接続されている。デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ４０１のソースと、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ４０２のソースとは、抵抗４１３を介して互いに接続されている。
トランジスタ４０３は、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ゲートが自身のドレイン及びトランジスタ４０４のゲートに接続され、ドレインがデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ４０１のドレインに接続されている。トランジスタ４０４は、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ゲートがトランジスタ４０３のゲート及びトランジスタ４０３のドレインに接続され、ドレインがデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ４０２のドレインに接続されている。
トランジスタ４０９は、ゲート及びドレインがトランジスタ４０４のドレインに接続され、ソースが電源端子ＴＰに接続されている。トランジスタ４１０は、ゲートがトランジスタ４０４のドレインに接続され、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ドレインが出力端子ＴＯに接続され、かつ抵抗４１１を介して電源端子ＴＧに接続されている。

この一例において、差動対トランジスタを構成するトランジスタ４０１と、トランジスタ４０２とは、いずれもデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタである。したがって、電源端子ＴＧよりも低い入力電圧に対応することができる。
ここで、第１光検出部１０及び第２光検出部２０が特定の波長範囲の光を検出した場合、第２入力端子ＴＮの電位は、特定の波長範囲の光強度に比例して、第１入力端子ＴＩの電位よりも高くなる。第１入力端子ＴＩと第２入力端子ＴＮとの電位差は、ほぼ抵抗４１３にかかる電位差となり、その電位差に応じた電流Ｉ_４４が抵抗４１３に流れる。
トランジスタ４０３に流れる電流は、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ４０１のドレイン−ソース間を介し、定電流源４０５に流れる。したがって、トランジスタ４０３のソース−ドレイン間に流れる電流Ｉ_４６は、定電流源４０５に流れる電流Ｉ_４７から、抵抗４１３に流れる電流Ｉ_４４を引いた値となる。

トランジスタ４０４と、トランジスタ４０３とは、カレントミラー回路を構成するため、トランジスタ４０４のソース−ドレイン間には、トランジスタ４０３のソース−ドレイン間と同等の電流が流れる。つまり、トランジスタ４０４のソース−ドレイン間に流れる電流Ｉ_４１は、電流Ｉ_４６と同等である。また、電流Ｉ_４１は、電流Ｉ_４６と同等であるので、電流Ｉ_４７から電流Ｉ_４４を引いた値と同等である。
デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ４０２のドレイン−ソース間に流れる電流は、抵抗４１３と、定電流源４０７とに流れる。したがって、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ４０２のドレイン−ソース間に流れる電流Ｉ_４３は、抵抗４１３に流れる電流Ｉ_４４と、定電流源４０７に流れる電流Ｉ_４８とを足した電流となる。

ここで、トランジスタ４０９のソース−ドレイン間に流れる電流Ｉ_４２は、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ４０２のドレイン−ソース間に流れる電流Ｉ_４３から、トランジスタ４０４のソース−ドレイン間に流れる電流Ｉ_４１を引いた値となる。電流Ｉ_４３は、電流Ｉ_４８と電流Ｉ_４４とを足した電流であり、電流Ｉ_４１は、電流Ｉ_４７から電流Ｉ_４４とを引いた電流であることから、電流Ｉ_４２は、電流Ｉ_４４の２倍の値となる。

トランジスタ４１０と、トランジスタ４０９とは、カレントミラー回路を構成するため、トランジスタ４１０のソース−ドレイン間には、トランジスタ４０９のソース−ドレイン間と同等の電流が流れる。つまり、トランジスタ４１０のソース−ドレイン間に流れる電流Ｉ_４５は、電流Ｉ_４２と同等である。つまり、電流Ｉ_４５は、電流Ｉ_４４の２倍の値となる。
電流Ｉ_４５は抵抗４１１に流れるため、出力端子ＴＯの電位は、抵抗４１１の抵抗値に、電流Ｉ_４５の電流値を乗じた値となる。
したがって、第２入力端子ＴＮと第１入力端子ＴＩとの電位差は、抵抗４１３に対する抵抗４１１の抵抗比の２倍に増幅され、出力端子ＴＯに出力される。

［増幅回路４０６の変形例］
図３は、第１の実施形態における増幅回路４０６の構成の変形例である増幅回路４０６Ａを示す図である。
増幅回路４０６Ａは、トランジスタ７０３と、トランジスタ７０４と、トランジスタ７０１と、トランジスタ７０２と、トランジスタ７０９と、トランジスタ７１０と、抵抗７１３と、抵抗７１１と、抵抗７１５と、抵抗７１７と、定電流源７０５と、定電流源７０７と、定電流源７１４と、定電流源７１６とを備える。
トランジスタ７０３と、トランジスタ７０４と、トランジスタ７０９と、トランジスタ７１０とは、いずれもｐチャネル型のトランジスタである。トランジスタ７０１と、トランジスタ７０２とは、いずれもｎチャネル型のトランジスタである。

トランジスタ７０１は、ゲートが抵抗７１５を介して第１入力端子ＴＩに、定電流源７１４を介して電源端子ＴＰにそれぞれ接続され、ソースが定電流源７０５を介して電源端子ＴＧに接続され、ドレインがトランジスタ７０３のドレインに接続されている。トランジスタ７０２は、ゲートが抵抗７１７を介して第２入力端子ＴＮに、定電流源７１６を介して電源端子ＴＰにそれぞれ接続され、ソースが定電流源７０７を介して電源端子ＴＧに接続され、ドレインがトランジスタ７０４のドレインに接続されている。トランジスタ７０１のソースと、トランジスタ７０２のソースとは、抵抗７１３を介して互いに接続されている。
トランジスタ７０３は、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ゲートが自身のドレイン及びトランジスタ７０４のゲートに接続され、ドレインがトランジスタ７０１のドレインに接続されている。トランジスタ７０４は、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ゲートがトランジスタ７０３のゲート及びトランジスタ７０３のドレインに接続され、ドレインがトランジスタ７０２のドレインに接続されている。
トランジスタ７０９は、ゲート及びドレインがトランジスタ７０４のドレインに接続され、ソースが電源端子ＴＰに接続されている。トランジスタ７１０は、ゲートがトランジスタ７０４のドレインに接続され、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ドレインが出力端子ＴＯに接続され、かつ抵抗７１１を介して電源端子ＴＧに接続されている。

上述した増幅回路４０６では、第１入力端子ＴＩ及び第２入力端子ＴＮは、それぞれトランジスタ４０１のゲート及びトランジスタ４０２のゲートに接続され、トランジスタ４０１及びトランジスタ４０２はいずれもデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタである。増幅回路４０６において、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタを用いるのは、増幅回路４０６の第１入力端子ＴＩ及び第２入力端子ＴＮが、負の電位になるためである。
一方、本変形例における増幅回路４０６Ａでは、第１入力端子ＴＩは、抵抗７１５及び定電流源７１４を介して電源に接続される。定電流源７１４及び抵抗７１５の接続点Ｐ７１は、定電流源７１４の電流値及び抵抗７１５の抵抗値により、正の電位に設定することができる。トランジスタ７０１のゲートは、定電流源７１４及び抵抗７１５の接続点Ｐ７１に接続されるため、正の電位に設定することができる。したがって、増幅回路４０６Ａの実施形態において、トランジスタ７０１は、デプレッション型のトランジスタを用いなくともよい。
同様に、第２入力端子ＴＮは、抵抗７１７及び定電流源７１６を介して電源に接続される。定電流源７１６及び抵抗７１７の接続点Ｐ７２は、定電流源７１６の電流値及び抵抗７１７の抵抗値により、正の電位にすることができる。トランジスタ７０２のゲートは、定電流源７１６及び抵抗７１７の接続点Ｐ７２に接続されるため、正の電位とすることができる。したがって、増幅回路４０６Ａの実施形態において、トランジスタ７０２は、デプレッション型のトランジスタを用いなくともよい。

［第２の実施形態］
図４は、第２の実施形態における光センサ５１の構成の一例を示す図である。なお、上述した第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態において、光検出部が複数個のフォトダイオードを含んでおり、昇圧回路１０５を備えていない点において、上述した第１の実施形態と異なる。

光センサ５１は、第１光検出部１１と、第２光検出部２１とを備える。
第１光検出部１１は、フォトダイオード１０１_１と、フォトダイオード１０１_２と、…、フォトダイオード１０１_ｎ（_ｎは２以上の自然数）とを備える。第１光検出部１１が備えるそれぞれのフォトダイオードは、縦続接続されている。つまり、第１光検出部１１は、縦続接続された複数のフォトダイオードを含む。
第２光検出部２１は、フォトダイオード１０２_１と、フォトダイオード１０２_２と、…、フォトダイオード１０２_ｎ（_ｎは２以上の自然数）とを備える。第２光検出部２１が備えるそれぞれのフォトダイオードは、縦続接続されている。つまり、第２光検出部２１は、縦続接続された複数のフォトダイオードを含む。

第１の実施形態において説明した光センサ５０は、昇圧回路１０５を備えることにより、接続点Ｐ４の電圧を昇圧し、昇圧した電圧を増幅回路４０６の電源としている。
一方、第２の実施形態においては、第１光検出部１１及び第２光検出部２１が複数のフォトダイオードが縦続接続されている。第１光検出部１１及び第２光検出部２１の光起電力効果により生じる電力を、増幅回路４０６の電源として使用する。第１光検出部１１及び第２光検出部２１は、複数のフォトダイオードが縦続接続されていることから、少ない光量でも電源として使用可能な程度に十分高い電圧を得ることができる。
したがって、第２の実施形態においては、縦続接続された複数のフォトダイオードを備えることにより、上述したような昇圧回路を要しない。
なお、第２の実施形態における増幅回路４０６の構成は、第１の実施形態における増幅回路４０６の構成（増幅回路４０６の変形例である増幅回路４０６Ａを含む）と同様である。

［第３の実施形態］
図５は、第３の実施形態による光センサ５２の構成の一例を示す図である。なお、上述した各実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
光センサ５２は、第１光検出部１０と、第１抵抗１０３と、第２光検出部２０と、第２抵抗１０４と、増幅回路１０６と、昇圧回路１０５と、トランジスタ１０７と、光検出電流出力端子１１０とを備える。
増幅回路１０６は電源端子ＴＰと、電源端子ＴＧと、第１入力端子ＴＩと、第２入力端子ＴＮと、出力端子ＴＯとを備える。
本実施形態において、光センサ５２は、第１光検出部１０が検出する光の波長に応じて生じる光電流Ｉ１の電流値と、第２光検出部２０が検出する光の波長に応じて生じる光電流Ｉ２の電流値との差異を、光検出電流出力端子１１０から引き込む電流量として出力する。したがって、光検出電流出力端子１１０に電流検出回路（不図示）を備えることにより、光センサ５２は、第１光検出部１０が検出する光の波長に応じて生じる光電流Ｉ１の電流値と、第２光検出部２０が検出する光の波長に応じて生じる光電流Ｉ２の電流値との差異を検出することができる。

トランジスタ１０７は、ｎチャネル型のトランジスタである。トランジスタ１０７のゲートは、増幅回路１０６の出力端子ＴＯに接続されている。トランジスタ１０７のソースは、増幅回路１０６の第１入力端子に接続されている。トランジスタ１０７のドレインは、光検出電流出力端子１１０に接続されている。

特定の波長範囲の光を含まない波長範囲の光が入射されると、第２光検出部２０の光起電力効果により発生する光電流の大きさは、第１光検出部１０の光起電力効果により発生する光電流の大きさと同様である。第３の実施形態において、特定の波長範囲以外の波長範囲では、増幅回路１０６の第１入力端子ＴＩの電位と、増幅回路１０６の第２入力端子ＴＮの電位とは、同電位である。この場合、増幅回路１０６の出力端子ＴＯに出力される電位は、第１入力端子ＴＩ及び第２入力端子ＴＮと同電位となる。
したがって、増幅回路１０６は、トランジスタ１０７のドレイン−ソース間に電流が流れないようにトランジスタ１０７のゲート電圧を制御する。つまり、光検出電流出力端子１１０に電流は流れない。

一方、特定の波長範囲の光を含む波長範囲の光が入射されると、第２光検出部２０の光起電力効果により発生する光電流は、第１光検出部１０の光起電力効果により発生する光電流に比べて小さい。したがって、増幅回路１０６の第２入力端子ＴＮの電位は、増幅回路１０６の第１入力端子ＴＩの電位に比べて大きくなる。
増幅回路１０６は、第２入力端子ＴＮの電位が第１入力端子ＴＩの電位に比べて大きいため、出力端子ＴＯの電位が大きくなり、トランジスタ１０７のゲート電位が大きくなる。その結果、トランジスタ１０７のドレイン−ソース間に電流が流れる。トランジスタ１０７ドレインーソース間に電流が流れると、増幅回路１０６の第１入力端子ＴIの電位は、増幅回路１０６の第２入力端子ＴＮの電位と同じになるまで上昇し、安定状態となる。

ここで、接続点Ｐ１から接続点Ｐ２に流れる電流を電流Ｉ３とし、接続点Ｐ１から接続点Ｐ３に流れる電流を電流Ｉ４とする。
第１抵抗１０３及び第２抵抗１０４は同一の抵抗値を有するので、接続点Ｐ２及び接続点Ｐ３の電位が同一であれば、第１抵抗１０３に流れる電流Ｉ３の大きさと、第２抵抗１０４に流れる電流Ｉ４の大きさは同様である。つまり、光電流Ｉ１と光電流Ｉ２の電流差は、電流Ｉ３と電流Ｉ４が等しくなるので、全て、トランジスタ１０７から接続点Ｐ２に流れ込む。
したがって、トランジスタ１０７のドレイン−ソース間には光電流Ｉ１と光電流Ｉ２との差分が流れる。つまり本実施形態において、光センサ５２は、光検出電流出力端子１１０より、第１光検出部１０が検出する光と、第２光検出部２０が検出する光との差異を、検出することができる。

第３の実施形態における昇圧回路１０５の構成は、第１の実施形態において説明した昇圧回路１０５の構成と同様である。
また、第３の実施形態においても、第２の実施形態で説明したように、光検出部が複数個のフォトダイオードを含み、昇圧回路１０５を備えない構成であってもよい。

なお、本実施形態においては、光検出電流出力端子１１０に接続される回路を限定しない。例えば、光検出電流出力端子１１０には、繰り返し充電可能な電池が接続されてもよい。
その場合、電池に所定の電圧が蓄積された場合に、所定の動作を行う回路を構成することが可能である。例えば、電池に所定の電圧が蓄積された場合、無線通信が作動するように構成してもよい。

［増幅回路１０６の実施形態］
図６は、第３の実施形態における増幅回路１０６の構成の一例を示す図である。
増幅回路１０６は、トランジスタ２０１と、トランジスタ２０２と、トランジスタ２０３と、トランジスタ２０４と、トランジスタ２０５と、定電流源２０６と、定電流源２０７とを備える。
トランジスタ２０３、トランジスタ２０４及びトランジスタ２０５はいずれもｐチャネル型のトランジスタである。
トランジスタ２０１を、第１の入力段トランジスタとも記載する。トランジスタ２０２を、第２の入力段トランジスタとも記載する。第１の入力段トランジスタと、前記第２の入力段トランジスタは、いずれもデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタである。
デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ２０１のゲートは、増幅回路１０６の第１入力端子ＴＩに接続されている。デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ２０２のゲートは、増幅回路１０６の第２入力端子ＴＮに接続されている。

デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ２０１は、ゲートが第１入力端子ＴＩに接続され、ソースがデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ２０２のソースに接続され、かつ定電流源２０６を介して電源端子ＴＧに接続され、ドレインがトランジスタ２０３のドレインに接続され、かつトランジスタ２０３のゲートとトランジスタ２０４のゲートとの接続点に接続されている。デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ２０２は、ゲートが第２入力端子ＴＮに接続され、ソースがデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ２０１のソースに接続され、かつ定電流源２０６を介して電源端子ＴＧに接続され、ドレインがトランジスタ２０４のドレインに接続され、かつトランジスタ２０５のゲートに接続されている。
トランジスタ２０３は、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ゲートが自身のドレイン及びトランジスタ２０４のゲートに接続され、ドレインがデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ２０１のドレインに接続されている。トランジスタ２０４は、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ゲートがトランジスタ２０３のゲート及びトランジスタ２０３のドレインに接続され、ドレインがデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ２０２のドレインに接続されている。
トランジスタ２０５は、ゲートがトランジスタ２０４のドレインに接続され、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ドレインが定電流源２０７を介して電源端子ＴＧに接続され、かつ出力端子ＴＯに接続されている。

トランジスタ２０３及びトランジスタ２０４は、カレントミラー回路を構成する。トランジスタ２０４のソース−ドレイン間には、トランジスタ２０３のソース−ドレイン間に流れる電流に対応する電流が流れる。
デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ２０１のゲート電位と、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ２０２のゲート電位とが同一である場合、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ２０１のドレイン−ソース間及びデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ２０２のドレイン−ソース間には同様の電流が流れる。トランジスタ２０５のソース−ドレイン間には、トランジスタ２０５のゲート−ソース間の電位差に対応した電流が流れる。

デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ２０２のゲート電位が上昇した場合、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ２０２のドレイン−ソース間に流れる電流は大きくなる。デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ２０２のドレイン−ソース間に流れる電流は、定電流源２０６を介して電源端子ＴＧに流れる。このとき、定電流源２０６により電流が制限される。したがって、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ２０２のゲート電位が上昇した場合、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ２０２のドレインの電位は低下する。
トランジスタ２０５のゲート−ソース間の電位差が大きくなると、トランジスタ２０５のソース−ドレイン間に流れる電流は大きくなる。トランジスタ２０５のソース−ドレイン間に流れる電流は定電流源２０７を介して電源端子ＴＧに流れる。このとき、定電流源２０７により電流が制限される。したがって、出力端子ＴＯの出力電位は上昇する。
したがって、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ２０２のゲート電位が上昇した場合、出力端子ＴＯの出力電位は上昇する。
図５に戻って、増幅回路１０６の出力電位が上昇すると、光検出電流出力端子１１０には、光電流Ｉ１と光電流Ｉ２との差分の電流が生じる。

［増幅回路１０６の変形例］
図７は、第３の実施形態における増幅回路１０６の構成の変形例である増幅回路１０６Ａを示す図である。増幅回路１０６Ａは、増幅回路１０６の一態様である。なお、上述した各実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
増幅回路１０６Ａは、トランジスタ６０１と、トランジスタ６０２と、トランジスタ６０３と、トランジスタ６０４と、トランジスタ６０５と、定電流源６０６と、定電流源６０７と、定電流源６０９と、抵抗６１０と、定電流源６１１と、抵抗６１２とを備える。
トランジスタ６０１と、トランジスタ６０２は、いずれもｎチャネル型のトランジスタである。
トランジスタ６０３と、トランジスタ６０４と、トランジスタ６０５は、いずれもｐチャネル型のトランジスタである。

トランジスタ６０１は、ゲートが抵抗６１０を通して第１入力端子ＴＩに、定電流源６０９を介して電源端子ＴＰに接続され、ソースが定電流源６０６を介して電源端子ＴＧに接続され、ドレインがトランジスタ６０３のドレインに接続されている。トランジスタ６０２は、ゲートが抵抗６１２を介して第２入力端子ＴＮに、定電流源６１１を介して電源端子ＴＰに接続され、ソースが定電流源６０６を介して電源端子ＴＧに接続され、ドレインがトランジスタ６０４のドレイン及びトランジスタ６０５のゲートに接続されている。
トランジスタ６０３は、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ゲートが自身のドレイン及びトランジスタ６０４のゲートに接続され、ドレインがトランジスタ６０１のドレインに接続されている。トランジスタ６０４は、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ゲートがトランジスタ６０３のゲート及びトランジスタ６０３のドレインに接続され、ドレインがトランジスタ６０２のドレインに接続されている。
トランジスタ６０５は、ゲートがトランジスタ６０４のドレイン及びトランジスタ６０２のドレインに接続され、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ドレインが出力端子ＴＯに接続され、かつ定電流源６０７を介して電源端子ＴＧに接続されている。

上述した増幅回路１０６の実施形態では、第１入力端子ＴＩ及び第２入力端子ＴＮは、それぞれトランジスタ２０１のゲート及びトランジスタ２０２のゲートに接続され、トランジスタ２０１及びトランジスタ２０２はいずれもデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタである。増幅回路１０６の実施形態において、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタを用いるのは、増幅回路１０６の第１入力端子ＴＩ及び第２入力端子ＴＮが、負の電位になるためである。
一方、本実施形態における増幅回路１０６Ａでは、第１入力端子ＴＩは、抵抗６１０及び定電流源６０９を介して電源に接続されている。定電流源６０９及び抵抗６１０の接続点は、定電流源６０９の電流値及び抵抗６１０の抵抗値により、正の電位に設定することができる。トランジスタ６０１のゲートは、定電流源６０９及び抵抗６１０の接続点に接続されているため、正の電位に設定することができる。したがって、増幅回路１０６Ａの実施形態において、トランジスタ６０１は、デプレッション型のトランジスタを用いなくともよい。
同様に、第２入力端子ＴＮは、抵抗６１２及び定電流源６１１を介して電源に接続されている。定電流源６１１及び抵抗６１２の接続点は、定電流源６１１の電流値及び抵抗６１２の抵抗値により、正の電位に設定することができる。トランジスタ６０２のゲートは、定電流源６１１及び抵抗６１２の接続点に接続されているため、正の電位に設定することができる。したがって、増幅回路１０６Ａの実施形態において、トランジスタ６０２は、デプレッション型のトランジスタを用いなくともよい。

［増幅回路１０６の第２の変形例］
図８は、第３の実施形態における増幅回路１０６の構成の第２の変形例である増幅回路１０６Ｂを示す図である。なお、上述した各実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
増幅回路１０６Ｂは、トランジスタ８０１と、トランジスタ８０２と、トランジスタ８０３と、トランジスタ８０４と、抵抗８０５と、抵抗８０６とを備える。
トランジスタ８０３と、トランジスタ８０４は、いずれもｐチャネル型のトランジスタである。トランジスタ８０１を、第３の入力段トランジスタとも記載する。また、トランジスタ８０２を第４の入力段トランジスタとも記載する。トランジスタ８０１と、トランジスタ８０２は、いずれもデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタである。
抵抗８０５の抵抗値と、抵抗８０６の抵抗値は、同等である。

デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ８０１は、ゲートが電源端子ＴＧに接続され、ソースが抵抗８０５を介して第１入力端子ＴＩに接続され、ドレインがトランジスタ８０３のドレインに接続され、かつトランジスタ８０３のゲートとトランジスタ８０４のゲートとの接続点に接続されている。つまり、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ８０１のソースには、増幅回路１０６Ｂの第１入力端子ＴＩが抵抗８０５を介して接続されている。
デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ８０２は、ゲートが電源端子ＴＧに接続され、ソースが抵抗８０６を介して第２入力端子ＴＮに接続され、ドレインがトランジスタ８０４のドレインに接続され、かつ出力端子ＴＯに接続されている。つまり、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ８０２のソースには、増幅回路１０６Ｂの第２入力端子ＴＮが抵抗８０６を介して接続されている。

トランジスタ８０３は、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ゲートが自身のドレイン及びトランジスタ８０４のゲートに接続され、ドレインがデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ８０１のドレインに接続されている。トランジスタ８０４は、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ゲートがトランジスタ８０３のゲート及びトランジスタ８０３のドレインに接続され、ドレインがデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ８０２のドレインに接続され、かつ出力端子ＴＯに接続されている。

トランジスタ８０３及びトランジスタ８０４は、カレントミラー回路を構成する。トランジスタ８０４のソース−ドレイン間には、トランジスタ８０３のソース−ドレイン間に流れる電流に対応する電流が流れる。
ここで、増幅回路１０６Ｂにより構成される光センサ５２において、増幅回路１０６Ｂの第１入力端子ＴＩは、接続点Ｐ２に接続されている。第１光検出部１０が光を検出した場合、光電流Ｉ１は、接地電位である接続点Ｐ１から第１抵抗１０３を介して第１光検出部１０に流れる。したがって接続点Ｐ２の電位は、接地電位よりも低い値となる。例えば、接地電位を０Ｖ（ボルト）とした場合、接続点Ｐ２の電位は負の電位となる。

デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ８０１のゲートは接地点に接続されているため、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ８０１のゲート−ソース間には電位差が生じ、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ８０１のドレイン−ソース間には、トランジスタ８０３のソース−ドレイン間と同様の電流が流れる。つまり本実施形態においては、第１入力端子ＴＩは、電流を出力する。
第２入力端子ＴＮは、接続点Ｐ３に接続されている。第２光検出部２０が光を検出した場合、光電流Ｉ２は、接地電位である接続点Ｐ１から第２抵抗１０４を介して第２光検出部２０に流れる。したがって接続点Ｐ３の電位は、接地電位よりも低い値となる。例えば、接地電位を０Ｖ（ボルト）とした場合、接続点Ｐ３の電位は負の電位となる。

デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ８０２のゲートは接地点に接続されているため、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ８０２のゲート−ソース間には電位差が生じ、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ８０２のドレイン−ソース間には、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ８０２のドレイン−ソース間と同様の電流が流れる。つまり本実施形態においては、出力端子ＴＯは、電流を出力する。

出力端子ＴＯの電位は、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ８０２のソース電位が、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ８０１のソース電位と同等になるよう、制御される。抵抗８０５と、抵抗８０６とは、同等であるので、第１入力端子ＴＩと、第２入力端子ＴＮとは、同等の電位になる。

第１光検出部１０及び第２光検出部２０が特定の波長範囲の光を検出した場合、接続点Ｐ３の電位は、光強度に比例して、接続点Ｐ２の電位よりも高くなる。出力端子ＴＯの出力電位は、第１入力端子ＴＩの電位と第２入力端子ＴＮの電位とが、同等になるよう制御される。

図５に戻って、増幅回路１０６の出力端子ＴＯの電位が上昇すると、光検出電流出力端子１１０からトランジスタ１０７のドレイン−ソース間を介して電流が流れる。トランジスタ１０７のドレイン−ソース間を流れる電流は、第１フォトダイオード１０１に流れる。
したがって、トランジスタ１０７のドレイン−ソース間には光電流Ｉ１と光電流Ｉ２との差分が流れる。つまり本実施形態において、光センサ５２は、光検出電流出力端子１１０より、第１光検出部１０が検出する光と、第２光検出部２０が検出する光との差異を、検出することができる。

［増幅回路４０６の変形例２］
図９は、第１の実施形態における増幅回路４０６の構成の第２の変形例を示す図である。増幅回路４０６Ｂは、増幅回路４０６の第２の変形例である。なお、上述した各実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
増幅回路４０６Ｂは、トランジスタ１１１と、トランジスタ１１２と、トランジスタ１１３と、トランジスタ１１４とトランジスタ１１７と、抵抗１１５と、抵抗１１６と、抵抗１１８とを備える。
トランジスタ１１３と、トランジスタ１１４と、トランジスタ１１７とは、いずれもｐチャネル型のトランジスタである。トランジスタ１１１と、トランジスタ１１２は、いずれもデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタである。
抵抗１１５の抵抗値と、抵抗１１６の抵抗値は、同等である。

デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１１１は、ゲートが電源端子ＴＧに接続され、ソースが抵抗１１５を介して第１入力端子ＴＩに接続され、ドレインがトランジスタ１１３のドレインに接続され、かつトランジスタ１１３のゲートとトランジスタ１１４のゲートとの接続点に接続されている。
デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１１２は、ゲートがトランジスタ１１７と抵抗１１８との接続点に接続され、ソースが抵抗１１６を介して第２入力端子ＴＮに接続され、ドレインがトランジスタ１１４のドレインに接続され、かつトランジスタ１１７のゲートに接続されている。

トランジスタ１１３は、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ゲートが自身のドレイン及びトランジスタ１１４のゲートに接続され、ドレインがデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１１１のドレインに接続されている。トランジスタ１１４は、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ゲートがトランジスタ１１３のゲート及びトランジスタ１１３のドレインに接続され、ドレインがデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１１２のドレインに接続され、かつトランジスタ１１７のゲートに接続されている。
トランジスタ１１７は、ドレインが出力端子ＴＯに接続され、ゲートがトランジスタ１１４のドレインとデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１１２の接続点に接続され、ソースがデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１１２のゲートと抵抗１１８との接続点に接続されている。

上述した増幅回路１０６Ｂの実施形態では、第１入力端子ＴＩの電位と第２入力端子ＴＮの電位とが、同等になるよう出力端子ＴＯの出力電位が制御される。つまり、第１光検出部１０が検出する光と、第２光検出部２０が検出する光との差異により、出力端子ＴＯの出力電位が制御される。
一方、本実施形態においては、第１入力端子ＴＩに流れる電流と第２入力端子ＴＮに流れる電流とが、同等になるよう出力端子ＴＯから流入する電流が制御される。つまり、第１光検出部１０が検出する光と、第２光検出部２０が検出する光との差異により、出力端子ＴＯに流入する電流が制御される。

本実施形態において、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１１２のゲートは、トランジスタ１１７のソースと、抵抗１１８との接続点に接続されている。そのため、トランジスタ１１７のソース電圧は、抵抗１１５に流れる電流の電流値と、抵抗１１６に流れる電流の電流値とが、同等になるよう制御される。
具体的には、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１１２のソース電圧が、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１１１のソース電圧よりも、第１入力端子ＴＩと第２入力端子ＴＮの電位差分、高くなる。デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１１１のゲートは、電源端子ＴＧに接続されているため、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１１２のゲート電圧は、電源端子ＴＧの電位より、第１入力端子ＴＩと第２入力端子ＴＮの電位差分、高くなる。
抵抗１１８には、第１入力端子ＴＩと第２入力端子ＴＮの電位差と同等の電位がかかり、出力端子ＴＯからは、第１入力端子ＴＩと第２入力端子ＴＮの電位差を抵抗１１８の抵抗値で割った値の電流が流れる。つまり、入力端子の電位差に比例した電流が出力端子ＴＯから流入する。
したがって、増幅回路４０６Ｂは、出力端子ＴＯに流入する電流の値により、第１光検出部１０が検出する光と、第２光検出部２０が検出する光との差異を、検出することができる。

［増幅回路４０６の変形例３］
図１０は、第１の実施形態における増幅回路の構成の第３の変形例を示す図である。増幅回路４０６Ｃは、増幅回路４０６の第３の変形例である。なお、上述した各実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
増幅回路４０６Ｃは、トランジスタ１２１と、トランジスタ１２２と、トランジスタ１２３と、トランジスタ１２４とトランジスタ１２７と、トランジスタ１２８と、トランジスタ１３０と、抵抗１２５と、抵抗１２６と、抵抗１２９と、抵抗１３１とを備える。
トランジスタ１２３と、トランジスタ１２４と、トランジスタ１２７と、トランジスタ１２８と、トランジスタ１３０とは、いずれもｐチャネル型のトランジスタである。トランジスタ１２１と、トランジスタ１２２は、いずれもデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタである。
抵抗１２５の抵抗値と、抵抗１２６の抵抗値は、同等である。

デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１２１は、ゲートが電源端子ＴＧに接続され、ソースが抵抗１２５を介して第１入力端子ＴＩに接続され、ドレインがトランジスタ１２３のドレインに接続され、かつトランジスタ１２３のゲートとトランジスタ１２４のゲートとの接続点に接続されている。
デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１２２は、ゲートがトランジスタ１２８のソースと抵抗１２９との接続点に接続され、ソースが抵抗１２６を介して第２入力端子ＴＮに接続され、ドレインがトランジスタ１２４のドレインとトランジスタ１２８のゲートとの接続点に接続されている。

トランジスタ１２３は、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ゲートが自身のドレイン及びトランジスタ１２４のゲートに接続され、ドレインがデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１２１のドレインに接続されている。トランジスタ１２４は、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ゲートがトランジスタ１２３のゲート及びトランジスタ１２３のドレインに接続され、ドレインがデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１２２のドレインに接続され、かつトランジスタ１２７のゲートに接続されている。
トランジスタ１２７は、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ゲートがトランジスタ１３０のゲートと自身のソースとの接続点に接続され、ドレインがトランジスタ１２８のドレインと自身のゲートとの接続点に接続されている。
トランジスタ１２８は、ドレインがトランジスタ１２７のドレインとトランジスタ１２７のゲートとの接続点に接続され、ゲートがトランジスタ１２４のドレインとデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１２２のドレインとの接続点に接続され、ソースがデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１２２のゲートと抵抗１２９との接続点に接続されている。
トランジスタ１３０は、ソースが電源端子ＴＰに接続され、ゲートがトランジスタ１２７のゲートとトランジスタ１２７のドレインとの接続点に接続され、ドレインが出力端子ＴＯと抵抗１３１との接続点に接続されている。

上述した増幅回路４０６Ｂの実施形態では、第１入力端子ＴＩに流れる電流と第２入力端子ＴＮに流れる電流とが、同等になるよう出力端子ＴＯから流入する電流が制御される。つまり、第１光検出部１０が検出する光と、第２光検出部２０が検出する光との差異により、出力端子ＴＯに流入する電流が制御される。
一方、本実施形態においては、上述した増幅回路４０６Ｂの出力端子ＴＯに流れていた電流が、トランジスタ１２７及びトランジスタ１３０により構成されるカレントミラー回路により、コピーされる。コピーされた電流は、抵抗１３１の抵抗値に応じた電圧を出力する。つまり、出力端子ＴＯには、抵抗１２９に対する抵抗１３１の抵抗比に基づいた電圧が、出力される。

本実施形態において、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１２２のゲートは、トランジスタ１２８のソースと、抵抗１２９との接続点に接続されている。そのため、トランジスタ１２８のソース電圧は、抵抗１２５に流れる電流の電流値と、抵抗１２６に流れる電流の電流値とが、同等になるよう制御される。
具体的には、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１２２のソース電圧が、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１２１のソース電圧よりも、第１入力端子ＴＩと第２入力端子ＴＮの電位差分、高くなる。デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１２１のゲートは、電源端子ＴＧに接続されているため、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタ１２２のゲート電圧は、電源端子ＴＧの電位より、第１入力端子ＴＩと第２入力端子ＴＮの電位差分、高くなる。
抵抗１２９には、第１入力端子ＴＩと第２入力端子ＴＮの電位差と同等の電位がかかり、第１入力端子ＴＩと第２入力端子ＴＮの電位差を抵抗１２９の抵抗値で割った値の電流が流れる。
ここで、トランジスタ１２７とトランジスタ１３０とは、カレントミラー回路を構成する。抵抗１２９に流れる電流は、トランジスタ１２７を流れる電流と同等であるため、トランジスタ１３０には、抵抗１２９に流れる電流と同等の電流が流れる。つまり、トランジスタ１３０には、第１入力端子ＴＩと第２入力端子ＴＮの電位差を抵抗１２９の抵抗値で割った値の電流が流れる。
つまり、出力端子ＴＯからは、第１入力端子ＴＩと第２入力端子ＴＮの電位差を、抵抗１２９に対する抵抗１３１の抵抗比倍した電圧が出力端子から出力される。
したがって、特定の波長範囲の強度に応じた電圧が、出力端子ＴＯから出力される。

［実施形態の効果のまとめ］
以上説明した実施形態によれば、光センサ５０は、第１光検出部１０と、第２光検出部２０とを備える。第１光検出部１０は、広い波長の範囲の光に対して発電する特性である第１の波長感度特性を有し、第２光検出部２０は、第１光検出部１０の第１の波長感度特性に対して、特定の波長範囲の光に対してのみ感度を低下させた第２の波長感度特性を有する。
光センサ５０は、第１光検出部１０の光起電力効果により生じる電流と、第２光検出部２０の光起電力効果により生じる電流とを比較することにより、特定の波長範囲の光を検知することができる。

さらに光センサ５０は、第１光検出部１０と、第２光検出部２０により生じる電力を、増幅回路１０６の電源として使用とする。
従来は駆動回路に外部電源が必要であったのに対し、以上説明した実施形態によれば、外部電源を用意することが不要である。
つまり、本実施形態による光センサ５０は外部電源を要しない。

また、上述した実施形態によれば、光センサ５０は、昇圧回路１０５を備える。昇圧回路１０５は、第１光検出部１０及び第２光検出部２０によって生じる電力を昇圧する。昇圧回路１０５は、昇圧した電力を増幅回路１０６の電源端子に供給する。
ここで、増幅回路１０６の駆動電圧は、第１光検出部１０及び第２光検出部２０によって生じる電圧よりも大きい場合がある。その場合、昇圧回路１０５は、増幅回路１０６の駆動電圧以上の電圧に昇圧する。
したがって、光センサ５０は、昇圧回路１０５を備えることにより、第１光検出部１０及び第２光検出部２０によって生じる電圧が、増幅回路１０６の動作電圧よりも低い場合であっても、増幅回路１０６を駆動することが可能になる。

また、上述した実施形態によれば、第１光検出部１０は縦続接続された複数のフォトダイオードを含み、第２光検出部２０は縦続接続された複数のフォトダイオードを含む。
従来技術による昇圧回路は、クロック生成回路や、チャージポンプ回路等を要していた。しかしながら、上述した実施形態による複数のフォトダイオードを縦続接続する構成をとることで、第１光検出部１０及び第２光検出部２０は、増幅回路１０６の駆動に十分な電圧を得ることができる。
したがって、光センサ５０は、昇圧回路に用いるクロック生成回路や、チャージポンプ回路等の回路が不要になる。
したがって、光センサ５０は、従来のクロック生成回路や、チャージポンプ回路等を備える回路構成と比較して、回路構成が簡素化される。その結果、回路配置等の回路設計作業が容易になる。

また、上述した実施形態によれば、光センサ５０は、ｎチャネル型のトランジスタ１０７と、光検出電流出力端子１１０とを備える。
光センサ５０は、ｎチャネル型のトランジスタ１０７と、光検出電流出力端子１１０とを備えることにより、増幅回路１０６の構成を簡素化することができる。
したがって、光センサ５０は、回路の構成が簡素化する事による低コスト化が可能になる。また、増幅回路１０６の構成を簡素化することで、光センサ５０は、回路構成が簡素化され、回路配置等の回路設計作業が容易になる。

また、上述した実施形態によれば、増幅回路１０６の入力端子には、デプレッション型のｎチャネル型のトランジスタを用いる。この構成により、増幅回路１０６は、トランジスタのゲートを正の電位とするための素子を追加することなく、負の電位を検出することができる。
したがって、光センサ５０の回路構成は簡素化される。光センサ５０の回路構成が簡素化されるので、回路配置等の回路設計作業が容易になる。

また、上述した実施形態によれば、増幅回路１０６の入力端子は、抵抗を介してデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタのソースに接続される。この構成により、増幅回路１０６は、消費電力を抑えることができる。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１０、１１…第１光検出部
２０、２１…第２光検出部
５０、５１、５２…光センサ
１０１…第１フォトダイオード
１０２…第２フォトダイオード
１０３…第１抵抗
１０４…第２抵抗
１０５…昇圧回路
１０８…入力端子
１０９…出力端子
１０６、１０６Ａ、１０６Ｂ、４０６、４０６Ａ、４０６Ｂ、４０６Ｃ…増幅回路
１０７、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、４０１、４０２、４０３、４０４、４０９、４１０、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、７０１、７０２、７０３、７０４、７０９、７１０、８０１、８０２、８０３、８０４、１１１、１１２、１１３、１１４、１１７、１２３、１２４、１２１、１２２、１２７、１２８、１３０…トランジスタ
２０６、２０７、４０５、４０７、６０６、６０７、６０９、６１１、７０５、７０７、７１４、７１６…定電流源
４１１、４１３、６１０、６１２、８０５、８０６、７１３、７１５、７１７、７１１、１１５、１１６、１１８、１２５、１２６、１２９、１３１…抵抗
４０８…出力ピン
１１０…光検出電流出力端子
ＴＰ…電源端子
ＴＧ…電源端子
ＴＩ…第１入力端子
ＴＮ…第２入力端子
ＴＯ…出力端子

Claims

フォトダイオードを含み、第１の波長感度特性を有する第１光検出部と、
一端が前記第１光検出部のフォトダイオードのカソードに接続され、他端が接地点に接続された第１抵抗と、
アノードが前記第１光検出部のフォトダイオードのアノードに接続されるフォトダイオードを含み、前記第１の波長感度特性とは異なる第２の波長感度特性を有する第２光検出部と、
一端が前記第２光検出部のフォトダイオードのカソードに接続され、他端が前記接地点に接続された第２抵抗と、
前記第１光検出部のフォトダイオードのカソードに接続される第１入力端子と、前記第２光検出部のフォトダイオードのカソードに接続される第２入力端子と、前記第１入力端子の電位と前記第２入力端子の電位との差に基づく電位を出力する出力端子とを備え、前記第１光検出部のフォトダイオード及び前記第２光検出部のフォトダイオードの起電力によって生じる電力を動作電源とする増幅回路と、
を備える光センサ。
前記起電力によって生じる電力を昇圧した電力を前記増幅回路の電源端子に供給する昇圧部
をさらに備える請求項１に記載の光センサ。
前記第１光検出部は、縦続接続された複数のフォトダイオードを含み、
前記第２光検出部は、縦続接続された複数のフォトダイオードを含む、
請求項１又は請求項２に記載の光センサ。
ｎチャネル型のトランジスタと、
光検出電流出力端子と、
をさらに備え、
前記トランジスタのゲートは、前記増幅回路の前記出力端子に接続され、
前記トランジスタのソースは、前記増幅回路の前記第１入力端子に接続され、
前記トランジスタのドレインは、前記光検出電流出力端子に接続される
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光センサ。
第１の入力段トランジスタと、
第２の入力段トランジスタと、
をさらに備え、
前記増幅回路の前記第１入力端子には前記第１の入力段トランジスタのゲートが接続され、
前記増幅回路の前記第２入力端子には前記第２の入力段トランジスタのゲートが接続され、
前記第１の入力段トランジスタと、前記第２の入力段トランジスタは、いずれもデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタである
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光センサ。
第３の入力段トランジスタと、
第４の入力段トランジスタと、
をさらに備え、
前記増幅回路の前記第１入力端子には前記第３の入力段トランジスタのソースが抵抗を介して接続され、
前記増幅回路の前記第２入力端子には前記第２の入力段トランジスタのソースが抵抗を介して接続され、
前記第３の入力段トランジスタと、前記第４の入力段トランジスタは、いずれもデプレッション型のｎチャネル型のトランジスタである
請求項５に記載の光センサ。