JP2907983B2 - 発光素子アレイ - Google Patents
発光素子アレイInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光情報の書き込みが可能であって、光情報
の転送機能を有する発光索子アレイに係り、特に光感度
が向上され、かつ論理演算機能が付与された発光素子ア
レイに関する。
の転送機能を有する発光索子アレイに係り、特に光感度
が向上され、かつ論理演算機能が付与された発光素子ア
レイに関する。
本発明は、発光素子の第１の制御電極に電流を注入す
る機構を設けたものであって、この注入電流により少な
い光電流で発光素子をターンオンさせること、即ち光感
度を大きく向上させることを可能ならしめた発光素子ア
レイである。また、さらには光感度を外部から制御で
き、光情報のオア機能、アンド機能を実現できる発光素
子アレイである。
る機構を設けたものであって、この注入電流により少な
い光電流で発光素子をターンオンさせること、即ち光感
度を大きく向上させることを可能ならしめた発光素子ア
レイである。また、さらには光感度を外部から制御で
き、光情報のオア機能、アンド機能を実現できる発光素
子アレイである。
従来の発光素子アレイとしては、特開平2-14584号公
報に記載されるものがある。第４図にこのような従来の
発光素子アレイの等価回路図を示す。
報に記載されるものがある。第４図にこのような従来の
発光素子アレイの等価回路図を示す。
第４図において、Ｔ（０）〜Ｔ（５）は発光サイリス
タ（発光素子）であり、Ｄ0〜Ｄ5は発光サイリスタＴ
（０）〜Ｔ（５）のゲート（第１の制御電極）間を接続
する結合用ダイオード（一方向性を有する電気素子）で
ある。また、ＲL0〜ＲL2はゲート負荷抵抗であり、ＲA0
〜ＲA2はアノード負荷抵抗である。ＶGKは直流電源の電
源電圧であり、本従来例では５〔Ｖ〕に設定される。φ
1、φ2は転送クロックであり、φSはスタートパルスで
ある。
タ（発光素子）であり、Ｄ0〜Ｄ5は発光サイリスタＴ
（０）〜Ｔ（５）のゲート（第１の制御電極）間を接続
する結合用ダイオード（一方向性を有する電気素子）で
ある。また、ＲL0〜ＲL2はゲート負荷抵抗であり、ＲA0
〜ＲA2はアノード負荷抵抗である。ＶGKは直流電源の電
源電圧であり、本従来例では５〔Ｖ〕に設定される。φ
1、φ2は転送クロックであり、φSはスタートパルスで
ある。
次に、第４図に示す発光素子アレイの動作を説明す
る。
る。
発光サイリスタのＴ（０）〜Ｔ（５）のアノード（第
２の制御電極）とカソードとの間のターンオン電圧はゲ
ート電圧ＶGより拡散電位Ｖdif（約１〔Ｖ〕）だけ高
い。まず最初に、スタートパルスφSとして電源電圧５
〔Ｖ〕より１〔Ｖ〕以上高い電圧をその供給ラインに供
給する。この時、発光サイリスタＴ（０）はオンする。
この際、Ｔ（０）のゲートからもゲート負荷抵抗ＲL0を
介して電流を吸い込む。このため、ゲートの電位はほぼ
零ボルトとなる。同時に、結合用ダイオードＤ0にも図
の右側の回路から電流が流れ込み、結合用ダイオードの
順方向の立ち上がり電圧ＶD dif（約１〔Ｖ〕）の電位差
が結合用ダイオードＤ0の両端に発生する。従って、発
光サイリスタＴ（０）のゲート電圧は約１〔Ｖ〕）とな
る。
２の制御電極）とカソードとの間のターンオン電圧はゲ
ート電圧ＶGより拡散電位Ｖdif（約１〔Ｖ〕）だけ高
い。まず最初に、スタートパルスφSとして電源電圧５
〔Ｖ〕より１〔Ｖ〕以上高い電圧をその供給ラインに供
給する。この時、発光サイリスタＴ（０）はオンする。
この際、Ｔ（０）のゲートからもゲート負荷抵抗ＲL0を
介して電流を吸い込む。このため、ゲートの電位はほぼ
零ボルトとなる。同時に、結合用ダイオードＤ0にも図
の右側の回路から電流が流れ込み、結合用ダイオードの
順方向の立ち上がり電圧ＶD dif（約１〔Ｖ〕）の電位差
が結合用ダイオードＤ0の両端に発生する。従って、発
光サイリスタＴ（０）のゲート電圧は約１〔Ｖ〕）とな
る。
なお、この時、同様に結合用ダイオードＤ1、Ｄ2の両
端電位差の影響で発光サイリスタＴ（２）のゲート電圧
は約２〔Ｖ〕、発光サイリスタＴ（３）のゲート電圧は
約３〔Ｖ〕になっている。つまり、ターンオン電圧はＴ
（１）、Ｔ（２）、Ｔ（３）の各々の発光サイリスタで
２〔Ｖ〕、３〔Ｖ〕、４〔Ｖ〕になっている。
端電位差の影響で発光サイリスタＴ（２）のゲート電圧
は約２〔Ｖ〕、発光サイリスタＴ（３）のゲート電圧は
約３〔Ｖ〕になっている。つまり、ターンオン電圧はＴ
（１）、Ｔ（２）、Ｔ（３）の各々の発光サイリスタで
２〔Ｖ〕、３〔Ｖ〕、４〔Ｖ〕になっている。
この状態で転送クロックφ2として２〜３〔Ｖ〕の電
圧パルスをその供給ラインに加えると、発光サイリスタ
Ｔ（１）のみがオンすることになる。そして、スタート
パルスφSの供給を停止すると、Ｔ（０）がオフとなり
オン状態が図の右側に移動したことになる。以下同様に
転送クロックφ1、φ2を交互にそれらの供給ラインに加
えて行くことでオン状態が図の右側へ移動していく。な
お、発光サイリスタＴ（２）からＴ（３）にオン状態が
移動する際であるが、オフ状態の発光サイリスタＴ
（１）のゲート電圧は結合用ダイオードＤ1が逆バイア
スになるために電源電圧の５〔Ｖ〕となり、Ｔ（１）の
ターンオン電圧は６〔Ｖ〕となる。従って、発光サイリ
スタＴ（１）がオン状態になることはない。
圧パルスをその供給ラインに加えると、発光サイリスタ
Ｔ（１）のみがオンすることになる。そして、スタート
パルスφSの供給を停止すると、Ｔ（０）がオフとなり
オン状態が図の右側に移動したことになる。以下同様に
転送クロックφ1、φ2を交互にそれらの供給ラインに加
えて行くことでオン状態が図の右側へ移動していく。な
お、発光サイリスタＴ（２）からＴ（３）にオン状態が
移動する際であるが、オフ状態の発光サイリスタＴ
（１）のゲート電圧は結合用ダイオードＤ1が逆バイア
スになるために電源電圧の５〔Ｖ〕となり、Ｔ（１）の
ターンオン電圧は６〔Ｖ〕となる。従って、発光サイリ
スタＴ（１）がオン状態になることはない。
第４図に示す等価回路は同時に複数の発光サイリスタ
を点灯させ、移動させることも可能である。２相の転送
クロック（φ1、φ2）による駆動の場合は、２つの素子
（発光サイリスタ）に１つの素子の割合までオン状態と
させることができる。また、３相の転送クロック（φ1
〜φ3）による駆動の場合は、３つの素子に１つの素子
の割合までオン状態とさせることができる。このオン状
態（光情報）の書き込みは、スタートパルスφSによっ
ても可能であるし、また光によっても可能である。これ
については発光サイリスタのターンオン電圧が低下する
という現象を利用したものである。
を点灯させ、移動させることも可能である。２相の転送
クロック（φ1、φ2）による駆動の場合は、２つの素子
（発光サイリスタ）に１つの素子の割合までオン状態と
させることができる。また、３相の転送クロック（φ1
〜φ3）による駆動の場合は、３つの素子に１つの素子
の割合までオン状態とさせることができる。このオン状
態（光情報）の書き込みは、スタートパルスφSによっ
ても可能であるし、また光によっても可能である。これ
については発光サイリスタのターンオン電圧が低下する
という現象を利用したものである。
なお、この方法については既に黒田他によって1990年
度春季応用物理学関係連合講演会、30p−Ｆ−11にて報
告されている。
度春季応用物理学関係連合講演会、30p−Ｆ−11にて報
告されている。
また、第２の従来の発光素子アレイとして、特開平1-
238962号公報に記載されるものがある。第５図にこの第
２の従来例の等価回路図を示す。第５図に示す構成では
各々の発光サイリスタＴ（−２）〜Ｔ（２）のゲート間
の接続を、第４図のような結合用ダイオードＤ0〜Ｄ5で
はなく、結合用抵抗ＲIを用いて行ったものである。こ
の場合、ゲート電圧の低下という効果はオン状態の発光
サイリスタ（例えばＴ（０）の左右に対象に広がってい
くので、第４図のように２相クロック（φ1、φ2）でな
く３相の転送クロック（φ1〜φ3）が必要となる。
238962号公報に記載されるものがある。第５図にこの第
２の従来例の等価回路図を示す。第５図に示す構成では
各々の発光サイリスタＴ（−２）〜Ｔ（２）のゲート間
の接続を、第４図のような結合用ダイオードＤ0〜Ｄ5で
はなく、結合用抵抗ＲIを用いて行ったものである。こ
の場合、ゲート電圧の低下という効果はオン状態の発光
サイリスタ（例えばＴ（０）の左右に対象に広がってい
くので、第４図のように２相クロック（φ1、φ2）でな
く３相の転送クロック（φ1〜φ3）が必要となる。
次に、第６図に第３の従来例の等価回路図を示す。な
お、第６図において、各々の発光サイリスタＴ（−２）
〜Ｔ（２）はそれぞれ２つのトランジスタＴr1、Ｔr2に
よって構成されている。また、ＲLとＲeは抵抗である。
お、第６図において、各々の発光サイリスタＴ（−２）
〜Ｔ（２）はそれぞれ２つのトランジスタＴr1、Ｔr2に
よって構成されている。また、ＲLとＲeは抵抗である。
本従来例は発光サイリスタＴ（−２）〜Ｔ（２）のゲ
ート間を結合用抵抗ＲIで接続したもので、やはりゲー
ト電圧が結合用抵抗ＲIを介して伝わることを利用して
いる。今、発光サイリスタＴ（０）がオンしているとす
ると、そのゲート（即ち、トランジスタＴr2(0)のベー
ス）の電圧が上昇し、発光サイリスタＴ（１）、Ｔ（−
１）のゲート電圧が上昇する。つまり、トランジスタＴ
r2(1)、Ｔr2(-1)のベース電圧が上昇する、従って、こ
れらのトランジスタＴr2(1)、Ｔr2(-1)の電流駆動能力
が高まり、発光サイリスタＴ（１）、Ｔ（−１）のター
ンオン電圧が下がる。
ート間を結合用抵抗ＲIで接続したもので、やはりゲー
ト電圧が結合用抵抗ＲIを介して伝わることを利用して
いる。今、発光サイリスタＴ（０）がオンしているとす
ると、そのゲート（即ち、トランジスタＴr2(0)のベー
ス）の電圧が上昇し、発光サイリスタＴ（１）、Ｔ（−
１）のゲート電圧が上昇する。つまり、トランジスタＴ
r2(1)、Ｔr2(-1)のベース電圧が上昇する、従って、こ
れらのトランジスタＴr2(1)、Ｔr2(-1)の電流駆動能力
が高まり、発光サイリスタＴ（１）、Ｔ（−１）のター
ンオン電圧が下がる。
一方、発光サイリスタＴ（２）、Ｔ（−２）について
は、電流が結合用抵抗ＲIを介して流れるためゲート電
圧が低下する。この理由により、発光サイリスタＴ
（１）、Ｔ（−１）のターンオン電圧に比べて、発光サ
イリスタＴ（２）、Ｔ（−２）のターンオン電圧は高く
なる。このターンオン電圧の差を利用して、３相の転送
クロックφ1〜φ3によってオン状態の転送が可能とな
る。
は、電流が結合用抵抗ＲIを介して流れるためゲート電
圧が低下する。この理由により、発光サイリスタＴ
（１）、Ｔ（−１）のターンオン電圧に比べて、発光サ
イリスタＴ（２）、Ｔ（−２）のターンオン電圧は高く
なる。このターンオン電圧の差を利用して、３相の転送
クロックφ1〜φ3によってオン状態の転送が可能とな
る。
次に、第７図に第４の従来例の等価回路図を示す。な
お、第７図において、各々の発光サイリスタＴ（−１）
〜Ｔ（２）はそれぞれ２つのトランジスタＴr1、Ｔr2に
よって構成されている。なお、Ｒeは抵抗である。ま
た、この等価回路はカーレントミラー回路を応用して構
成されている。
お、第７図において、各々の発光サイリスタＴ（−１）
〜Ｔ（２）はそれぞれ２つのトランジスタＴr1、Ｔr2に
よって構成されている。なお、Ｒeは抵抗である。ま
た、この等価回路はカーレントミラー回路を応用して構
成されている。
今、第７図において発光サイリスタＴ（０）がオン状
態（発光状態）であるとする。この時、トランジスタＴ
r2(0)とトランジスタＴr3(0)とがカーレントミラー回路
を構成することとなり、発光サイリスタＴ（０）に流れ
る電流と同じ電流がトランジスタＴr3(0)に流れる。こ
のため、ゲートＧ1はほぼ零ボルトとなる。従って、発
光サイリスタＴ（１）のターンオン電圧は約１〔Ｖ〕に
まで低下する。一方、発光サイリスタＴ（−１）のゲー
ト電圧は電源電圧ＶGK（通常５〔Ｖ〕）になっているの
で、ターンオン電圧は約６〔Ｖ〕となる。このターンオ
ン電圧の差を利用して２相の転送クロックφ1、φ2によ
って転送動作を行わせることができる。
態（発光状態）であるとする。この時、トランジスタＴ
r2(0)とトランジスタＴr3(0)とがカーレントミラー回路
を構成することとなり、発光サイリスタＴ（０）に流れ
る電流と同じ電流がトランジスタＴr3(0)に流れる。こ
のため、ゲートＧ1はほぼ零ボルトとなる。従って、発
光サイリスタＴ（１）のターンオン電圧は約１〔Ｖ〕に
まで低下する。一方、発光サイリスタＴ（−１）のゲー
ト電圧は電源電圧ＶGK（通常５〔Ｖ〕）になっているの
で、ターンオン電圧は約６〔Ｖ〕となる。このターンオ
ン電圧の差を利用して２相の転送クロックφ1、φ2によ
って転送動作を行わせることができる。
さらに、第５の従来の発光素子アレイとして、特開平
2-14584号公報に記載されるものがある。第８図にこの
第５の従来例の等価回路図を示す。本従来例は光による
結合を用いた発光素子アレイである。
2-14584号公報に記載されるものがある。第８図にこの
第５の従来例の等価回路図を示す。本従来例は光による
結合を用いた発光素子アレイである。
第８図において、発光サイリスタＴ（−２）、Ｔ
（２）は、光が入射すると内部で光電流が流れて、その
ターンオン電圧が低下する。今、発光サイリスタＴ
（０）が発光しているとすると、その発光による光Ｌ1
は隣接する発光サイリスタＴ（１）、Ｔ（−１）に入射
し、ターンオン電圧を下げる。発光サイリスタＴ
（２）、Ｔ（−２）に対しては、光が入射しないために
ターンオン電圧は不変である。これを利用して転送クロ
ックφ1〜φ3をそれらの供給ラインに供給することで発
光状態の転送を行わせることができる。
（２）は、光が入射すると内部で光電流が流れて、その
ターンオン電圧が低下する。今、発光サイリスタＴ
（０）が発光しているとすると、その発光による光Ｌ1
は隣接する発光サイリスタＴ（１）、Ｔ（−１）に入射
し、ターンオン電圧を下げる。発光サイリスタＴ
（２）、Ｔ（−２）に対しては、光が入射しないために
ターンオン電圧は不変である。これを利用して転送クロ
ックφ1〜φ3をそれらの供給ラインに供給することで発
光状態の転送を行わせることができる。
上記従来例において述べた自己走査機能を有する発光
素子アレイを光コンピューティング等の光情報処理へ応
用する場合、光によって情報を書き込む機能が重要とな
る。しかしながら、上記従来技術の各々の発光素子アレ
イは光感度が悪く、発光する側の装置にかなり大きな発
光強度が必要であった。このために、発光する側の装置
にはかなり大きな電力を供給する必要があり、システム
として低消費電力を達成できないという問題点があっ
た。
素子アレイを光コンピューティング等の光情報処理へ応
用する場合、光によって情報を書き込む機能が重要とな
る。しかしながら、上記従来技術の各々の発光素子アレ
イは光感度が悪く、発光する側の装置にかなり大きな発
光強度が必要であった。このために、発光する側の装置
にはかなり大きな電力を供給する必要があり、システム
として低消費電力を達成できないという問題点があっ
た。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、少
ない光電流で発光素子をターンオンさせること、即ち光
感度を大きく向上させることを可能ならしめた発光素子
アレイを提供することである。また、さらには光感度を
外部から制御でき、光情報のオア機能、アンド機能を実
現できる発光素子アレイを提供することである。
ない光電流で発光素子をターンオンさせること、即ち光
感度を大きく向上させることを可能ならしめた発光素子
アレイを提供することである。また、さらには光感度を
外部から制御でき、光情報のオア機能、アンド機能を実
現できる発光素子アレイを提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の発光素子アレイ
は、発光動作のためのしきい電圧を制御するための第１
の制御電極をそれぞれ有する複数の発光素子が配列され
ており、各々の前記発光素子の前記第１の制御電極が近
傍に位置する少なくとも１つの前記発光素子の前記第１
の制御電極に、直接、あるいは第１の電気抵抗や電気的
に一方向性を有する電気素子を介して接続され、各々の
前記発光素子に発光を制御するための第２の制御電極が
設けられており、これらの第２の制御電極の各々に外部
から電圧もしくは電流を供給する複数の供給ラインが接
続されている発光素子アレイ、または、発光動作のため
のしきい電圧を制御するための第１の制御電極をそれぞ
れ有し発光を開始するためのしきい電圧が入射する光強
度によって変化する複数の発光素子が配列されており、
各々の前記発光素子の発光が近傍に位置する少なくとも
１つの前記発光素子に入射するように構成されており、
各々の前記発光素子に発光を制御するための第２の制御
電極が設けられており、これらの第２の制御電極の各々
に外部から電圧もしくは電流を供給する複数の供給ライ
ンが接続されている発光素子アレイであって、前記発光
素子に対して外部から照射される光情報に応じて前記第
１の制御電極に外部端子から制御可能な電流を流すため
の手段を備える。
は、発光動作のためのしきい電圧を制御するための第１
の制御電極をそれぞれ有する複数の発光素子が配列され
ており、各々の前記発光素子の前記第１の制御電極が近
傍に位置する少なくとも１つの前記発光素子の前記第１
の制御電極に、直接、あるいは第１の電気抵抗や電気的
に一方向性を有する電気素子を介して接続され、各々の
前記発光素子に発光を制御するための第２の制御電極が
設けられており、これらの第２の制御電極の各々に外部
から電圧もしくは電流を供給する複数の供給ラインが接
続されている発光素子アレイ、または、発光動作のため
のしきい電圧を制御するための第１の制御電極をそれぞ
れ有し発光を開始するためのしきい電圧が入射する光強
度によって変化する複数の発光素子が配列されており、
各々の前記発光素子の発光が近傍に位置する少なくとも
１つの前記発光素子に入射するように構成されており、
各々の前記発光素子に発光を制御するための第２の制御
電極が設けられており、これらの第２の制御電極の各々
に外部から電圧もしくは電流を供給する複数の供給ライ
ンが接続されている発光素子アレイであって、前記発光
素子に対して外部から照射される光情報に応じて前記第
１の制御電極に外部端子から制御可能な電流を流すため
の手段を備える。
なお、本発明の発光素子アレイは、その好ましい態様
によれば、前記外部端子から制御可能な電流を流すため
の手段が各々の前記発光素子の前記第１の制御電極と前
記外部端子とを接続するコンデンサを備える。さらに好
ましくは、前記コンデンサは、各々の前記発光素子に応
じて異なる静電容量値に設定される。
によれば、前記外部端子から制御可能な電流を流すため
の手段が各々の前記発光素子の前記第１の制御電極と前
記外部端子とを接続するコンデンサを備える。さらに好
ましくは、前記コンデンサは、各々の前記発光素子に応
じて異なる静電容量値に設定される。
また、本発明の発光素子アレイは、その好ましい態様
によれば、前記外部端子から制御可能な電流を流すため
の手段が各々の前記発光素子の前記第１の制御電極と前
記外部端子とを接続するダイオードと電気抵抗とを備え
る。さらに好ましくは、前記電気抵抗は、各々の前記発
光素子に応じて異なる抵抗値に設定される。
によれば、前記外部端子から制御可能な電流を流すため
の手段が各々の前記発光素子の前記第１の制御電極と前
記外部端子とを接続するダイオードと電気抵抗とを備え
る。さらに好ましくは、前記電気抵抗は、各々の前記発
光素子に応じて異なる抵抗値に設定される。
外部端子から制御可能な電流を流すための手段は、各
々の発光素子の第１の制御電極に電流を注入する機構を
有する。このため、その注入電流により少ない光電流で
も発光素子をターンオンさせることができる。
々の発光素子の第１の制御電極に電流を注入する機構を
有する。このため、その注入電流により少ない光電流で
も発光素子をターンオンさせることができる。
例えば、上記機構は各々の発光素子の第１の制御電極
に接続したコンデンサを有する。このコンデンサの他端
に外部端子から光感度制御パルスが供給される。そし
て、光感度制御パルスが供給されると、電圧変化に応じ
て変位電流がそのコンデンサを介して流れる。この変位
電流が発光素子の第１の制御電極に流れる電流となる。
発光素子がターンオンするために必要な電流のかなりの
割合をこの変位電流で充足させておくと、少ない光電流
で発光素子はターンオンすることができる。従って、各
々の発光素子の光感度は大きく向上する。
に接続したコンデンサを有する。このコンデンサの他端
に外部端子から光感度制御パルスが供給される。そし
て、光感度制御パルスが供給されると、電圧変化に応じ
て変位電流がそのコンデンサを介して流れる。この変位
電流が発光素子の第１の制御電極に流れる電流となる。
発光素子がターンオンするために必要な電流のかなりの
割合をこの変位電流で充足させておくと、少ない光電流
で発光素子はターンオンすることができる。従って、各
々の発光素子の光感度は大きく向上する。
また、上記の注入電流を発光素子アレイのそれぞれの
発光素子に対して異なった量に設定しておく。すると、
１つの発光素子に２つの光情報が入射された際に、オア
機能又はアンド機能を生じさせることができる。
発光素子に対して異なった量に設定しておく。すると、
１つの発光素子に２つの光情報が入射された際に、オア
機能又はアンド機能を生じさせることができる。
本発明によれば、光による情報の書き込みをより簡単
にすることができる。従って、光コンピューティング用
の素子として消費電力の小さいシステムの構築に適す
る。
にすることができる。従って、光コンピューティング用
の素子として消費電力の小さいシステムの構築に適す
る。
〈実施例１〉 第１図は本発明の第１の実施例を示す等価回路図であ
る。第１図において、この等価回路は第４図に示した自
己走査機能を有する発光素子アレイの構成を基本的に採
用している。第１図の発光素子アレイの構成は発光サイ
リスタＴ（１）〜Ｔ（５）の各々のゲート（Ｇ1〜Ｇ5）
にコンデンサＣ1、又はＣ2が接続され、それらの他端に
光感度を制御するための光感度制御パルスφPが外部端
子14から供給される構成となっている点で、第４図の発
光素子アレイと異なっている。なお、第１図では第４図
と同一の物に同一の符号を付している。また、Ａ1〜Ａ5
はアノードである。
る。第１図において、この等価回路は第４図に示した自
己走査機能を有する発光素子アレイの構成を基本的に採
用している。第１図の発光素子アレイの構成は発光サイ
リスタＴ（１）〜Ｔ（５）の各々のゲート（Ｇ1〜Ｇ5）
にコンデンサＣ1、又はＣ2が接続され、それらの他端に
光感度を制御するための光感度制御パルスφPが外部端
子14から供給される構成となっている点で、第４図の発
光素子アレイと異なっている。なお、第１図では第４図
と同一の物に同一の符号を付している。また、Ａ1〜Ａ5
はアノードである。
次に、第１図に示す発光素子アレイの動作を説明す
る。
る。
制御パルスφPがその供給ラインに供給されない場合
は、コンデンサＣ1、Ｃ2は機能せず、第４図に示す従来
例の場合と全く同様に動作する。さて、光書き込みを行
う場合について説明する。２相の転送クロックφ1、φ2
にて転送動作を行わせる場合には、一つおきの発光サイ
リスタにしか情報を書き込むことはできない。そこで、
転送クロックφ1の供給ラインに接続される発光サイリ
スタＴ（１）、Ｔ（３）、Ｔ（５）のみをオンさせる場
合について説明することにする。
は、コンデンサＣ1、Ｃ2は機能せず、第４図に示す従来
例の場合と全く同様に動作する。さて、光書き込みを行
う場合について説明する。２相の転送クロックφ1、φ2
にて転送動作を行わせる場合には、一つおきの発光サイ
リスタにしか情報を書き込むことはできない。そこで、
転送クロックφ1の供給ラインに接続される発光サイリ
スタＴ（１）、Ｔ（３）、Ｔ（５）のみをオンさせる場
合について説明することにする。
転送クロックφ1の電圧を発光サイリスタＴ（１）、
Ｔ（３）、Ｔ（５）がターンオンしないようなレベルの
ハイレベルに設定する。そして、光情報を各々の発光サ
イリスタＴ（１）〜Ｔ（５）に照射する。この後、光感
度制御パルスφPをローレベルに設定して、その供給ラ
インに供給する。この光照射の時点と制御パルスφPの
供給の時点との間にある程度の時間が必要である。それ
は光が照射されてから、その光量に比例する電流が発光
サイリスタＴ（１）〜Ｔ（５）に流れるまで、光電荷が
発光サイリスタＴ（１）〜Ｔ（５）の内部に蓄積される
必要があるためである。
Ｔ（３）、Ｔ（５）がターンオンしないようなレベルの
ハイレベルに設定する。そして、光情報を各々の発光サ
イリスタＴ（１）〜Ｔ（５）に照射する。この後、光感
度制御パルスφPをローレベルに設定して、その供給ラ
インに供給する。この光照射の時点と制御パルスφPの
供給の時点との間にある程度の時間が必要である。それ
は光が照射されてから、その光量に比例する電流が発光
サイリスタＴ（１）〜Ｔ（５）に流れるまで、光電荷が
発光サイリスタＴ（１）〜Ｔ（５）の内部に蓄積される
必要があるためである。
第２図に第１図の発光サイリスタＴ（１）とその周辺
回路とを抜き出した図を示す。第２図において、発光サ
イリスタＴ（１）はPNPN構造を有する。そして、アノー
ド（Ａ1）になるＰ形半導体層10に抵抗ＲA1を介して転
送クロックφ1が供給され、カソードになるＮ形半導体
層13は接地されている。ゲート（Ｇ1）になるＮ形半導
体層11は抵抗ＲL1を介して電源電圧ＶGKの直流電源に接
続され、かつコンデンサＣ1を介して光感度制御パルス
φPの供給ラインに接続されている。なお、12はＰ形半
導体層である。
回路とを抜き出した図を示す。第２図において、発光サ
イリスタＴ（１）はPNPN構造を有する。そして、アノー
ド（Ａ1）になるＰ形半導体層10に抵抗ＲA1を介して転
送クロックφ1が供給され、カソードになるＮ形半導体
層13は接地されている。ゲート（Ｇ1）になるＮ形半導
体層11は抵抗ＲL1を介して電源電圧ＶGKの直流電源に接
続され、かつコンデンサＣ1を介して光感度制御パルス
φPの供給ラインに接続されている。なお、12はＰ形半
導体層である。
第２図において、転送クロックφ1の供給ラインに電
圧が供給され、光が発光サイリスタＴ（１）に照射され
たとする。この時、光電流ｉPが発光サイリスタＴ
（１）に流れる。次に、制御パルスφPの電圧を引き下
げると、その瞬間に変位電流ｉCがコンデンサＣ1に流れ
る。この電流ｉCはＴ（１）のゲート（Ｇ1）から電流ｉ
C1を引き出す。電流ｉC1は電流ｉCより小さく、それら
の差の電流はゲート負荷抵抗ＲL1を通って流れる電流に
相当する。この電流ｉC1は発光サイリスタＴ（１）のア
ノード・カソード間を通る電流ｉC2を誘起する。この電
流ｉC2は電流ｉC1に電流増幅率βを乗じた大きさになっ
ている。
圧が供給され、光が発光サイリスタＴ（１）に照射され
たとする。この時、光電流ｉPが発光サイリスタＴ
（１）に流れる。次に、制御パルスφPの電圧を引き下
げると、その瞬間に変位電流ｉCがコンデンサＣ1に流れ
る。この電流ｉCはＴ（１）のゲート（Ｇ1）から電流ｉ
C1を引き出す。電流ｉC1は電流ｉCより小さく、それら
の差の電流はゲート負荷抵抗ＲL1を通って流れる電流に
相当する。この電流ｉC1は発光サイリスタＴ（１）のア
ノード・カソード間を通る電流ｉC2を誘起する。この電
流ｉC2は電流ｉC1に電流増幅率βを乗じた大きさになっ
ている。
発光サイリスタＴ（１）がターンオンするためのしき
い電流をIthとすると、発光サイリスタＴ（１）のター
ンオンの条件は Ith＜ｉp＋ｉC2＝ｉp＋βｉC1 である。この関係から、電流ｉC2をしきい電流Ithの近
くに設定することで光電流ｉpを小さくすることができ
る。即ち、発光サイリスタＴ（１）の光感度を向上させ
ることができる。
い電流をIthとすると、発光サイリスタＴ（１）のター
ンオンの条件は Ith＜ｉp＋ｉC2＝ｉp＋βｉC1 である。この関係から、電流ｉC2をしきい電流Ithの近
くに設定することで光電流ｉpを小さくすることができ
る。即ち、発光サイリスタＴ（１）の光感度を向上させ
ることができる。
なお、第２図では発光サイリスタＴ（１）を例に挙げ
て説明したが、第１図に示す他の発光サイリスタＴ
（２）〜Ｔ（５）においても同様に動作する。
て説明したが、第１図に示す他の発光サイリスタＴ
（２）〜Ｔ（５）においても同様に動作する。
第１図において、転送クロックφ1の供給ラインに電
圧が供給されるとともに、光情報が発光サイリスタＴ
（１）に照射され、制御パルスφPがその供給ラインに
供給されて発光サイリスタＴ（１）がオン状態になった
とする。この後のオン状態の転送は第４図に示す従来例
と全く同様に行われる。光感度制御パルスφPとして電
圧パルスがその供給ラインに供給されない限りコンデン
サＣ1、Ｃ2は動作に影響を与えない。
圧が供給されるとともに、光情報が発光サイリスタＴ
（１）に照射され、制御パルスφPがその供給ラインに
供給されて発光サイリスタＴ（１）がオン状態になった
とする。この後のオン状態の転送は第４図に示す従来例
と全く同様に行われる。光感度制御パルスφPとして電
圧パルスがその供給ラインに供給されない限りコンデン
サＣ1、Ｃ2は動作に影響を与えない。
さて、転送クロックφ1の供給ラインに接続された発
光サイリスタＴ（１）、Ｔ（３）、Ｔ（５）のゲートの
それぞれにつながるコンデンサをＣ1とする。また、転
送クロックφ2の供給ラインに接続された発光サイリス
タＴ（２）、Ｔ（４）のゲートのそれぞれにつながるコ
ンデンサをＣ2とする。そして、それぞれのコンデンサ
Ｃ1、Ｃ2の静電容量値を異ならせる。この時、先述の変
位電流ｉCの量がコンデンサＣ1、Ｃ2で異なることにな
り、それぞれの発光サイリスタの光感度を異なった状態
に設定できる。これを利用すると、１つの発光サイリス
タに２つの光情報が入射された際に、光感度を上げてお
くと、どちらか１つの光情報で発光サイリスタがオンす
る。即ち、発光サイリスタはオア機能を果たすことがで
きる。
光サイリスタＴ（１）、Ｔ（３）、Ｔ（５）のゲートの
それぞれにつながるコンデンサをＣ1とする。また、転
送クロックφ2の供給ラインに接続された発光サイリス
タＴ（２）、Ｔ（４）のゲートのそれぞれにつながるコ
ンデンサをＣ2とする。そして、それぞれのコンデンサ
Ｃ1、Ｃ2の静電容量値を異ならせる。この時、先述の変
位電流ｉCの量がコンデンサＣ1、Ｃ2で異なることにな
り、それぞれの発光サイリスタの光感度を異なった状態
に設定できる。これを利用すると、１つの発光サイリス
タに２つの光情報が入射された際に、光感度を上げてお
くと、どちらか１つの光情報で発光サイリスタがオンす
る。即ち、発光サイリスタはオア機能を果たすことがで
きる。
一方、発光サイリスタの光感度を下げておくと、両方
の光情報が入射された時にオンする。即ち、発光サイリ
スタはアンド機能を果たすことができる。このように、
発光素子アレイＴ（１）〜Ｔ（５）の光感度を大きく向
上させることができ、それのみならず、光の演算機能ま
でも持たせることができる。
の光情報が入射された時にオンする。即ち、発光サイリ
スタはアンド機能を果たすことができる。このように、
発光素子アレイＴ（１）〜Ｔ（５）の光感度を大きく向
上させることができ、それのみならず、光の演算機能ま
でも持たせることができる。
〈実施例２〉 第３図は本発明の第２の実施例を示す等価回路図であ
る。第３図の発光素子アレイの構成は、第１図のコンデ
ンサＣ1、Ｃ2の代わりに、ダイオードＤ′及び抵抗
ＲP1、ＲP2を設けた点で第１図の発光素子アレイと異な
っている。なお第３図において、第１図と同一の物には
同一の符号が付されている。
る。第３図の発光素子アレイの構成は、第１図のコンデ
ンサＣ1、Ｃ2の代わりに、ダイオードＤ′及び抵抗
ＲP1、ＲP2を設けた点で第１図の発光素子アレイと異な
っている。なお第３図において、第１図と同一の物には
同一の符号が付されている。
次に、第３図に示す発光素子アレイの動作を説明す
る。
る。
今、光感度制御パルスφPを電源電圧ＶGKと同じ電圧
（例えば５〔Ｖ〕）に設定する。この場合、ダイオード
Ｄ′は逆バイアスとなり、ダイオードＤ′に電流は流れ
ない。従って、本発光素子アレイは第４図に示す従来例
の場合と全く同様に動作する。次に、制御パルスφPの
電圧を例えば零ボルトに設定したとする。この時、ダイ
オードＤ′は順方向にバイアスされて電流ｉDが流れ
る。この電流ｉDの一部は抵抗ＲL1（又はＲL2）を介し
て流れるが、大部分は発光サイリスタＴ（１）〜Ｔ
（５）のゲート（Ｇ1〜Ｇ5）から流れ出る。
（例えば５〔Ｖ〕）に設定する。この場合、ダイオード
Ｄ′は逆バイアスとなり、ダイオードＤ′に電流は流れ
ない。従って、本発光素子アレイは第４図に示す従来例
の場合と全く同様に動作する。次に、制御パルスφPの
電圧を例えば零ボルトに設定したとする。この時、ダイ
オードＤ′は順方向にバイアスされて電流ｉDが流れ
る。この電流ｉDの一部は抵抗ＲL1（又はＲL2）を介し
て流れるが、大部分は発光サイリスタＴ（１）〜Ｔ
（５）のゲート（Ｇ1〜Ｇ5）から流れ出る。
ダイオードＤ′を流れる電流ｉDはこれに直列に接続
されたＲP1（又はＲP2）によって制限される。この電流
ｉDは第１の実施例にて述べたコンデンサＣ1、Ｃ2での
変位電流ｉCと同じであり、発光サイリスタＴ（１）〜
Ｔ（５）の内部を流れる電流ｉC2を誘起する。従って、
第１の実施例と全く同じ理由で発光サイリスタＴ（１）
〜Ｔ（５）の光感度を向上させることができる。
されたＲP1（又はＲP2）によって制限される。この電流
ｉDは第１の実施例にて述べたコンデンサＣ1、Ｃ2での
変位電流ｉCと同じであり、発光サイリスタＴ（１）〜
Ｔ（５）の内部を流れる電流ｉC2を誘起する。従って、
第１の実施例と全く同じ理由で発光サイリスタＴ（１）
〜Ｔ（５）の光感度を向上させることができる。
さて第３図において、転送クロックφ1の供給ライン
に接続された発光サイリスタＴ（１）、Ｔ（３）、Ｔ
（５）のゲートのそれぞれにダイオードＤ′を介してつ
ながる抵抗をＲP1とする。また、転送クロックφ2の供
給ラインに接続された発光サイリスタＴ（２）、Ｔ
（４）のゲートのそれぞれにダイオードＤ′を介してつ
ながる抵抗をＲP2とする。そして、それぞれの抵抗
ＲP1、ＲP2の抵抗値を異ならせる。この時、先述の電ｉ
Dの量が抵抗ＲP1、ＲP2で異なることになり、それぞれ
の発光サイリスタの光感度を異なった状態に設定でき
る。これによって、第１の実施例と同様にしてオア機
能、アンド機能が達成され得る。
に接続された発光サイリスタＴ（１）、Ｔ（３）、Ｔ
（５）のゲートのそれぞれにダイオードＤ′を介してつ
ながる抵抗をＲP1とする。また、転送クロックφ2の供
給ラインに接続された発光サイリスタＴ（２）、Ｔ
（４）のゲートのそれぞれにダイオードＤ′を介してつ
ながる抵抗をＲP2とする。そして、それぞれの抵抗
ＲP1、ＲP2の抵抗値を異ならせる。この時、先述の電ｉ
Dの量が抵抗ＲP1、ＲP2で異なることになり、それぞれ
の発光サイリスタの光感度を異なった状態に設定でき
る。これによって、第１の実施例と同様にしてオア機
能、アンド機能が達成され得る。
なお、以上説明した実施例の発光素子アレイは、第４
図に示す発光素子アレイの構成を応用した場合を示して
いる。しかし、本発明はこの構成だけに限られず、他の
従来例についても同様に成立する。
図に示す発光素子アレイの構成を応用した場合を示して
いる。しかし、本発明はこの構成だけに限られず、他の
従来例についても同様に成立する。
例えば、第５図では発光サイリスタＴ（−２）〜Ｔ
（２）のゲート（Ｇ-2〜Ｇ2）の部分にコンデンサＣ1、
Ｃ2を設けるか、あるいはダイオードＤ′と抵抗ＲP1、
ＲP2とを設ければよい。また、第６図ではトランジスタ
Ｔr1(-2)〜Ｔr1(2)のベースの部分にコンデンサＣ1、Ｃ
2を設けるか、あるいはダイオードＤ′と抵抗ＲP1、Ｒ
P2とを設ければよい。さらに、第７図では発光サイリス
タＴ（−１）〜Ｔ（２）のゲート（Ｇ-1〜Ｇ2）の部分
に、第８図では開放状態になっている発光サイリスタＴ
（−２）〜Ｔ（２）のゲート（Ｇ-2〜Ｇ2）の部分にそ
れぞれコンデンサＣ1、Ｃ2を設けるか、あるいはダイオ
ードＤ′と抵抗ＲP1、ＲP2とを設ければよい。
（２）のゲート（Ｇ-2〜Ｇ2）の部分にコンデンサＣ1、
Ｃ2を設けるか、あるいはダイオードＤ′と抵抗ＲP1、
ＲP2とを設ければよい。また、第６図ではトランジスタ
Ｔr1(-2)〜Ｔr1(2)のベースの部分にコンデンサＣ1、Ｃ
2を設けるか、あるいはダイオードＤ′と抵抗ＲP1、Ｒ
P2とを設ければよい。さらに、第７図では発光サイリス
タＴ（−１）〜Ｔ（２）のゲート（Ｇ-1〜Ｇ2）の部分
に、第８図では開放状態になっている発光サイリスタＴ
（−２）〜Ｔ（２）のゲート（Ｇ-2〜Ｇ2）の部分にそ
れぞれコンデンサＣ1、Ｃ2を設けるか、あるいはダイオ
ードＤ′と抵抗ＲP1、ＲP2とを設ければよい。
本発明は、以上説明したように構成されているので、
以下に記載されるような効果を奏する。
以下に記載されるような効果を奏する。
即ち、外部端子から制御可能な電流を流す（光感度制
御パルスを供給する）ことにより、光感度を大きく向上
させることを可能ならしめた発光素子アレイを提供する
ことができる。従って、発光する側の装置は大きな電力
を必要とせず、システムとして低消費電力を達成でき
る。
御パルスを供給する）ことにより、光感度を大きく向上
させることを可能ならしめた発光素子アレイを提供する
ことができる。従って、発光する側の装置は大きな電力
を必要とせず、システムとして低消費電力を達成でき
る。
また、発光素子の光感度を個別に制御することによ
り、光情報のオア機能、アンド機能を実現できる発光素
子アレイを提供することができる。
り、光情報のオア機能、アンド機能を実現できる発光素
子アレイを提供することができる。
第１図は本発明の第１の実施例を示す等価回路図、第２
図は第１の実施例の動作を説明するための図、第３図は
本発明の第２の実施例を示す等価回路図、第４図は第１
の従来例を示す等価回路図、第５図は第２の従来例を示
す等価回路図、第６図は第３の従来例を示す等価回路
図、第７図は第４の従来例を示す等価回路図、第８図は
第５の従来例を示す等価回路図である。 なお図面に用いた符号において、 Ｔ（−２）〜Ｔ（５）……発光サイリスタ（発光素子） Ｇ2〜Ｇ5……ゲート（第１の制御電極） Ａ1〜Ａ5……アノード（第２の制御電極） ＲI……結合用抵抗（第１の電気抵抗） Ｄ0〜Ｄ5……ダイオード（一方向性を有する電気素子） φ1、φ2……転送クロック φP……光感度制御パルス 14……外部端子 Ｃ1、Ｃ2……コンデンサ Ｄ′……ダイオード ＲP1、ＲP2……抵抗（第２の電気抵抗） である。
図は第１の実施例の動作を説明するための図、第３図は
本発明の第２の実施例を示す等価回路図、第４図は第１
の従来例を示す等価回路図、第５図は第２の従来例を示
す等価回路図、第６図は第３の従来例を示す等価回路
図、第７図は第４の従来例を示す等価回路図、第８図は
第５の従来例を示す等価回路図である。 なお図面に用いた符号において、 Ｔ（−２）〜Ｔ（５）……発光サイリスタ（発光素子） Ｇ2〜Ｇ5……ゲート（第１の制御電極） Ａ1〜Ａ5……アノード（第２の制御電極） ＲI……結合用抵抗（第１の電気抵抗） Ｄ0〜Ｄ5……ダイオード（一方向性を有する電気素子） φ1、φ2……転送クロック φP……光感度制御パルス 14……外部端子 Ｃ1、Ｃ2……コンデンサ Ｄ′……ダイオード ＲP1、ＲP2……抵抗（第２の電気抵抗） である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 33/00 B41J 3/21
Claims (5)
- 【請求項１】発光動作のためのしきい電圧を制御するた
めの第１の制御電極をそれぞれ有する複数の発光素子が
配列されており、各々の前記発光素子の前記第１の制御
電極が近傍に位置する少なくとも１つの前記発光素子の
前記第１の制御電極に、直接、あるいは第１の電気抵抗
や電気的に一方向性を有する電気素子を介して接続さ
れ、各々の前記発光素子に発光を制御するための第２の
制御電極が設けられており、これらの第２の制御電極の
各々に外部から電圧もしくは電流を供給する複数の供給
ラインが接続されている発光素子アレイ または、発光動作のためのしきい電圧を制御するための
第１の制御電極をそれぞれ有し発光を開始するためのし
きい電圧が入射する光強度によって変化する複数の発光
素子が配列されており、各々の前記発光素子の発光が近
傍に位置する少なくとも１つの前記発光素子に入射する
ように構成されており、各々の前記発光素子に発光を制
御するための第２の制御電極が設けられており、これら
の第２の制御電極の各々に外部から電圧もしくは電流を
供給する複数の供給ラインが接続されている発光素子ア
レイであって 前記発光素子に対して外部から照射される光情報に応じ
て前記第１の制御電極に外部端子から制御可能な電流を
流すための手段を備えることを特徴とする発光素子アレ
イ。 - 【請求項２】請求項１に記載の発光素子アレイにおい
て、前記外部端子から制御可能な電流を流すための手段
は、各々の前記発光素子の前記第１の制御電極と前記外
部端子とを接続するコンデンサを備えることを特徴とす
る発光素子アレイ。 - 【請求項３】請求項２に記載の発光素子アレイにおい
て、前記コンデンサは、各々の前記発光素子に応じて異
なる静電容量値に設定されることを特徴とする発光素子
アレイ。 - 【請求項４】請求項１に記載の発光素子アレイにおい
て、 前記外部端子から制御可能な電流を流すための手段は、
各々の前記発光素子の前記第１の制御電極と前記外部端
子とを接続するダイオードと第２の電気抵抗とを備える
ことを特徴とする発光素子アレイ。 - 【請求項５】請求項４に記載の発光素子アレイにおい
て、 前記第２の電気抵抗は、各々の前記発光素子に応じて異
なる抵抗値に設定されることを特徴とする発光素子アレ
イ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24927390A JP2907983B2 (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 発光素子アレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24927390A JP2907983B2 (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 発光素子アレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04127584A JPH04127584A (ja) | 1992-04-28 |
| JP2907983B2 true JP2907983B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=17190515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24927390A Expired - Fee Related JP2907983B2 (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 発光素子アレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2907983B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5116832B2 (ja) * | 2010-12-06 | 2013-01-09 | 株式会社沖データ | 光プリントヘッドおよび画像形成装置 |
| US20170199253A1 (en) * | 2014-07-25 | 2017-07-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Magnetic sensor device and method of manufacture thereof |
| TWI688841B (zh) * | 2018-11-30 | 2020-03-21 | 虹光精密工業股份有限公司 | 利用電容特性操作之移位電路及其列印頭與列印裝置 |
-
1990
- 1990-09-19 JP JP24927390A patent/JP2907983B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04127584A (ja) | 1992-04-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |