JP4826284B2 - 光検出装置 - Google Patents

Description

本発明は光検出装置に係り、特に、外光から所望の成分の光を検出する光検出装置に関する。

ＬＣＤ、ＣＲＴなどでは、周囲環境に応じて表示品質が劣化しないように、周囲の照度を検出して、明るさを調整している（特許文献１参照）。このとき、周囲の照度は、照度センサによって検出されている。

照度センサは種々の波長が含まれる光を受光して、そのうち視感度の照度に対応した電流を出力するものである。このとき、入射光には、赤外光が含まれており、赤外光を検出した場合には、正しい輝度調整が行えない。

一方、ＬＣＤ、ＣＲＴなどを用いたテレビジョン受像機は赤外線リモコンからの赤外線を受光して、チャンネルの変更、音量の調整など各種の制御を行っている。

このため、照度センサが赤外線リモコンの影響を受けて、輝度調整を行ってしまう。これに対処するために、照度センサに赤外光をカットする赤外線カットフィルタを装着している。
特開２００５−２９５４３９号公報

しかるに、赤外線カットフィルタの赤外線カット能力は十分ではなく、照度センサが赤外線リモコンからの赤外光の影響を受けて、輝度調整が実行されてしまうなどの誤動作が発生している。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、不要光を確実にカットできる光検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、
第１の光検出部と、
第２の光検出部とを備え、
前記第１の光検出部は、フィルタを用いて検出された外部光に応じた信号から、前記第２の光検出部によって前記フィルタを用いずに検出された外部光に応じた信号を減算した信号に基づいて、前記フィルタを用いて検出された外部光から不要光を除去した光に応じた信号を出力する、光検出装置であって、
前記第１の光検出部は、
前記フィルタを用いて検出された外部光に応じた電流を出力する第１の光検出素子と、
前記減算した信号を入力とするアンプとを有し、
前記第２の光検出部は、
前記フィルタを用いずに検出された外部光に応じた電流を出力する第２の光検出素子と、
前記第２の光検出素子から供給される電流に応じた電流を前記第１の光検出部から引き込むことにより、前記減算した信号を生成するカレントミラー回路とを有する、光検出装置である。
また、本発明は、
第１の光検出部と、
第２の光検出部とを備え、
前記第１の光検出部は、フィルタを用いて検出された外部光に応じた信号から、前記第２の光検出部によって前記フィルタを用いずに検出された外部光に応じた信号を減算した信号に基づいて、前記フィルタを用いて検出された外部光からリモコン光を除去した光に応じた信号を出力する、光検出装置であって、
前記リモコン光を除去した光に応じた信号は、ディスプレイの輝度調整に用いられ、
前記フィルタを用いずに検出された外部光に応じた信号は、チャンネル切替又は音量調整に用いられる、光検出装置である。
また、本発明は、
第１の光検出部と、
第２の光検出部とを備え、
前記第１の光検出部は、不要光成分を減衰させるフィルタを用いて検出された外部光に応じた第１の信号から、前記第２の光検出部によって前記フィルタを用いずに検出された外部光に応じた第２の信号を減算した第３の信号を生成するものであり、
前記第１の光検出部は、前記フィルタの減衰波長領域において突出した光成分が前記第１の信号及び前記第２の信号に含まれているとき、前記突出した光成分によって前記第３の信号に生ずる不要光成分の前記第３の信号に対する比率を、前記第１の信号に含まれる前記突出した光成分の前記第１の信号に対する比率以下にすることで、前記フィルタを用いて検出された外部光から不要光を低減した光に応じた信号を出力する、光検出装置である。

前記第１の光検出部と前記第２の光検出部が、ＩＣチップ上に搭載されたものである。

前記第１の光検出部と前記第２の光検出部が、同一のＩＣチップ上に搭載されたものである。

本発明によれば、外部光から不要光を除去した光に応じた検出信号を外部光に応じた検出信号を減算することにより、不要光成分を除去した検出信号が得られる。

図１は本発明の一実施例のブロック構成図、図２は本発明の一実施例の斜視図を示す。

本実施例の光検出装置１００は、１チップの半導体チップ１１１上に第１の光検出部１２１及び第２の光検出部１２２が搭載された構成とされている。

第１の光検出部１２１は、光学フィルタ１３１及び第１の光検出回路１３２から構成されている。光学フィルタ１３１は、不要光成分を除去するフィルタであり、例えば、赤外線カットフィルタから構成されている。光学フィルタ１３１を透過した光が第１の光検出回路１３２に供給される。

第１の光検出回路１３２は、フォトダイオード１４１、アンプ１４２から構成されている。フォトダイオード１４１は、アノードが電流調整端子Ｔ11及びアンプ１３２の入力端子に接続され、カソードが電源端子Ｔ12に接続されている。フォトダイオード１４１は、光学フィルタ１３１を透過した光、すなわち、赤外光がカットされた光に応じた電流をアノードから出力する。アノードから出力された電流は電流調整端子Ｔ11から出力される。

アンプ１４２は、電源端子Ｔ12と接地端子Ｔ13との間に接続されており、電源端子Ｔ12に供給される電源電圧Ｖccにより駆動され、フォトダイオード１４１のアノードの電流を増幅して、出力端子Ｔ14から出力する。

このとき、アンプ１４２の入力は、第２の光検出部１２２によって外部光の成分が減算された信号となる。

第２の光検出部１２２は、フォトダイオード１５１及び制御回路１５２、並びに、出力回路１５３から構成されている。フォトダイオード１５１は、アノードが制御回路１５２に接続され、カソードが電源端子Ｔ22に接続されている。フォトダイオード１５１には、外部光が入射しており、入射した外部光に応じた電流をアノードから出力する。アノードから出力された検出電流は、制御回路１５２に供給される。

制御回路１５２は、ＮＰＮトランジスタＱ11〜Ｑ13から構成されており、トランジスタＱ11〜Ｑ13によりカレントミラー回路を構成している。制御回路１５２は、フォトダイオード１５１のアノードから供給される電流に応じた電流をトランジスタＱ12により制御端子Ｔ21から接地端子Ｔ23に引き込むとともに、トランジスタＱ13により出力回路１５３から引き込む。これによって、第２の光検出部１２２は、外部光に応じた電流を第１の光検出部１２１の電流調整端子Ｔ11から減算する。

出力回路１５３は、ＰＮＰトランジスタＱ21、Ｑ22から構成されており、トランジスタＱ21、Ｑ22からカレントミラー回路を構成している。出力回路１５３は、制御回路１５２にトランジスタＱ13から引き込まれた電流をトランジスタＱ21により検出し、トランジスタＱ22により出力端子Ｔ24から出力することになる。

図３は本発明の一実施例の動作説明図を示す。図３は、光の波長に対する光の強度の特性を示している。

第１の光検出部１２１で検出される光は、光学フィルタ１３１により赤外光以下の光成分が除去された成分となる。このとき、外部光に不要な赤外光が含まれない場合には、図３に破線で示すように６７０ｎｍ以下の赤外域で光の強度が低下した特性となる。また、外部光に不要な赤外光が含まれる場合には、図３に破線で示す特性にピッチの短い破線で示すように不要な赤外光の成分が重畳された特性となる。

これに対して第２の光検出部１２２で検出される光は、外部光の成分である。このとき、外部光に不要な赤外光が含まれない場合には、図３に一点鎖線で示すような略平坦な特性となる。また、外部光に不要な赤外光成分が含まれる場合には、図３に二点鎖線で示すように含まれる赤外光の成分が重畳された特性となる。この波形に応じた出力が出力端子Ｔ24から出力される。出力端子Ｔ24から出力される検出信号は、赤外光成分を含んでいるので、これをリモコン用の検出信号として用いることができる。

図３に破線で示す第１の光検出部１２１の出力に相当する強度波形から図３に鎖線で示す第２の光検出部１２２の出力に相当する強度波形を減算することにより、図３に実線で示すように不要光である赤外光を除去した強度波形を出力することが可能となる。

本実施例によれば、外部光から不要光を除去した光に応じた検出信号を外部光に応じた検出信号を減算することにより、不要光成分を除去した検出信号が得られる。また、赤外光成分を含んだ検出信号も得られるので、輝度調整のための外部光の調整だけでなく、リモコンからの赤外光の検出も可能となる。

また、第１の光検出部１２１は、赤外線除去フィルタを搭載しており、通常、外部光を検出する場合に用いられる光検出装置と同様な構成であるので、既存の光検出装置に第２の光検出部１２２を追加するだけで、対応ができ、実現が容易となる。

図４は光検出装置１００の適用例のシステム構成図を示す。

本適用例のシステム２００は、テレビジョン受像機２１１の輝度調整に本実施例の光検出装置１００を適用したものである。

テレビジョン受像機２１１は、映像信号入力回路２２１，映像信号処理回路２２２、ドライバ回路２２３、ディスプレイ２２４、リモコンインタフェース回路２２５から構成されている。

映像信号源２１２から供給された映像信号は、映像信号入力回路２２１に供給される。映像信号入力回路２２１は、映像信号源２１２からの複数の映像信号から受像したい映像信号を選択するとともに、入力された映像信号を映像信号処理回路２２２で処理が可能な信号に変換する処理を行う。

映像信号処理回路２２２は、映像信号入力回路２２１から供給された映像信号から輝度成分、カラー成分、同期信号成分などを分離するなどの信号処理を行い、ドライバ回路２２３に供給する。ドライバ回路２２３は、映像信号処理回路２２２からの映像信号に応じてディスプレイ２２４を駆動する。ディスプレイ２２４は、例えば、ＬＣＤ、ＣＲＴなどの受像機であり、ドライバ回路２２３により駆動されて、映像信号に応じた映像を表示する。

光検出装置１００には、外部光Ｌo及び赤外線リモコン２１３からの赤外光Ｌrが入射しており、端子Ｔ14から赤外光成分を除去した検出信号が出力され、端子Ｔ24から外部光Ｌｏと赤外光Ｌｒとを含む検出信号が出力される。光検出装置１００の端子Ｔ14は、映像信号処理回路２２２に接続される。また、光検出装置１００の端子Ｔ24は、リモコンインタフェース回路２２５に接続される。

映像信号処理回路２２２は、光検出装置１００の端子Ｔ14から赤外光成分を除去した検出信号に応じてディスプレイ２２４の輝度が最適になるように映像信号の処理を行う。

リモコンインタフェース回路２２５は、赤外線リモコン２１３から赤外光Ｌｒに応じてチャンネルの切替や音量の調整を行うための回路であり、光検出装置１００の赤外光成分を含む検出信号を出力する出力端子Ｔ24から検出信号を受信し、検出信号から赤外線リモコン２１３からの制御信号を抽出して、抽出した制御信号に応じて映像信号入力回路２２１及び映像信号処理回路２２２などを制御することにより、チャンネルの切替や音量の調整を行っている。

以上、本実施例の光検出装置１００をテレビジョン受像機２２１に適用することにより外部光の検出と赤外光の検出の両方を１チップの素子で行うことができ、輝度調整と赤外線リモコン２１３からの赤外光の受光の両方を兼用することができ、赤外線リモコン２１３からの赤外光を受光するための受光素子を削減できる。

図５は本発明の他の実施例のブロック構成図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

本実施例の光検出装置３００は、第２の光検出部３１１の構成が図１に示す光検出装置１００とは相違している。

本実施例の第２の光検出部３１１は、図１に示す出力回路１５３を削除して、外部光の検出信号の出力だけを行うようにしたものである。これによって制御回路３２１は出力回路１５３に電流を供給するためのトランジスタＱ13を削除することができ、トランジスタＱ11、Ｑ12によって構成されている。

本実施例によれば、回路構成を簡略化でき、チップを小型化できる。

なお、上記実施例では、フォトダイオードにより光を検出する構成について説明したが、フォトトランジスタであってもよく、要は光を検出できるデバイスであればこれに限定されるものではない。

また、本実施例では、第２の光検出部１２２、３１１には、外部光が入射する構成としたが、不要光を透過する光学フィルタ、例えば、赤外線透過フィルタを透過した光を入射させ、不要光に応じた電流を減算するようにしてもよい。

さらに、本実施例では、第１の光検出部１２１と第２の光検出部１２２、３１１を同一ＩＣチップ上に搭載したが、第１の光検出部１２１と第２の光検出部１２２、３１１とを別の部品で構成してもよい。これにより、例えば、第１の光検出部１２１を既存の部品で構成することができ、搭載装置に大幅な変更を行うことなく、本発明の装置構成を搭載することが可能となる。

本発明の一実施例のブロック構成図である。 本発明の一実施例の斜視図である。 本発明の一実施例の動作説明図である。 光検出装置１００の適用例のシステム構成図である。 本発明の他の実施例のブロック構成図である。

符号の説明

１００、３００ 光検出装置
１１１ 半導体チップ
１２１ 第１の光検出部、１２２、３１１ 第２の光検出部
１３１ 光学フィルタ、１３２ 光検出回路
１４１、１５１ フォトダイオード、１４２ アンプ
１５２、３２１ 制御回路、１５３ 出力回路

Claims (5)

1. 第１の光検出部と、
   第２の光検出部とを備え、
   前記第１の光検出部は、フィルタを用いて検出された外部光に応じた信号から、前記第２の光検出部によって前記フィルタを用いずに検出された外部光に応じた信号を減算した信号に基づいて、前記フィルタを用いて検出された外部光から不要光を除去した光に応じた信号を出力する、光検出装置であって、
   前記第１の光検出部は、
   前記フィルタを用いて検出された外部光に応じた電流を出力する第１の光検出素子と、
   前記減算した信号を入力とするアンプとを有し、
   前記第２の光検出部は、
   前記フィルタを用いずに検出された外部光に応じた電流を出力する第２の光検出素子と、
   前記第２の光検出素子から供給される電流に応じた電流を前記第１の光検出部から引き込むことにより、前記減算した信号を生成するカレントミラー回路とを有する、光検出装置。
2. 第１の光検出部と、
   第２の光検出部とを備え、
   前記第１の光検出部は、フィルタを用いて検出された外部光に応じた信号から、前記第２の光検出部によって前記フィルタを用いずに検出された外部光に応じた信号を減算した信号に基づいて、前記フィルタを用いて検出された外部光からリモコン光を除去した光に応じた信号を出力する、光検出装置であって、
   前記リモコン光を除去した光に応じた信号は、ディスプレイの輝度調整に用いられ、
   前記フィルタを用いずに検出された外部光に応じた信号は、チャンネル切替又は音量調整に用いられる、光検出装置。
3. 第１の光検出部と、
   第２の光検出部とを備え、
   前記第１の光検出部は、不要光成分を減衰させるフィルタを用いて検出された外部光に応じた第１の信号から、前記第２の光検出部によって前記フィルタを用いずに検出された外部光に応じた第２の信号を減算した第３の信号を生成するものであり、
   前記第１の光検出部は、前記フィルタの減衰波長領域において突出した光成分が前記第１の信号及び前記第２の信号に含まれているとき、前記突出した光成分によって前記第３の信号に生ずる不要光成分の前記第３の信号に対する比率を、前記第１の信号に含まれる前記突出した光成分の前記第１の信号に対する比率以下にすることで、前記フィルタを用いて検出された外部光から不要光を低減した光に応じた信号を出力する、光検出装置。
4. 前記第１の光検出部と前記第２の光検出部が、ＩＣチップ上に搭載された、請求項１から３のいずれか一項に記載の光検出装置。
5. 前記第１の光検出部と前記第２の光検出部が、同一のＩＣチップ上に搭載された、請求項４に記載の光検出装置。

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