JPH04191625A - 受光ｉｃ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、クランク角センサ等に用いられる受光ＩＣ
に関し、特に外部素子を使用することな（ＬＥＤの発光
出力を安定化させた受光ＩＣに関するものである。

［従来の技術］ 従来より、自動車エンジン等の内燃機関のクランク角セ
ンサにおいては、ＬＥＤ及び受光素子が用いられており
、内燃機関の気筒制御基準位置となるクランク角に対応
した信号を生成している。

このとき、例えば、回転スリットの両側に対向配置され
たＬＥＤ及び受光素子により、受光素子は回転スリット
の端部て立ち上がり且つ立ち下がる受光信号を出力する
が、これらは完全なパルス状の矩形波に波形整形される
。この基準信号は、例えば気筒毎のクランク角に対応し
ており、正確な気筒制御を行うためには、安定したＬＥ
Ｄ出力並びに安定した受光素子の出力信ぢを得る必要が
ある。従って、一般に、受光ＩＣには、受光素子と共に
波形整形回路及び定電圧回路が内蔵されている。

第２図は従来の受光ＩＣを示す回路図である。

図において、（１）は直流電圧■８を発生する電源、（
２）は電源（１）に接続されたＬＥＤ駆動用の抵抗器、
（３）は抵抗器（２）とグランドとの間に順方向に挿入
されたＬ　Ｅ　Ｄ、（４）は受光ＩＣの出力信号Ｖｏを
プルアップする抵抗器である。

（１０）は受光ＩＣであり、電源（１）に接続された定
電圧回路（１１）と、定電圧回路（１１）に接続された
フ１トダイオードからなる受光素子（１２）と、受光素
子〈１２）のアノードとグランドとの間に挿入された負
荷抵抗器（１３）と、受光素子（１２）及び負荷抵抗器
（１３）の接続点の電圧を基準電圧Ｖ８と比較する比較
器（１４）と、比較器（１４）の出力端子がベースに接
続され且つ抵抗器（４）にコレクタが接続されたエミッ
タ接地の出力トランジスタ（１５）とを備えている。

負荷抵抗器（１３）、比較器（１４）及び出力トランジ
スタ（１５）は、受光素子（１２）の受光信号を矩形波
にするための波形整形回路を構成している。

次に、第２図に示した従来の受光ＩＣの動作について説
明する。

通常、Ｌ　Ｅ　Ｄ　（３）には抵抗器（２）を介した電
源（１）からの直流電圧■８が印加されて電流工、が流
れており、Ｌ　Ｅ　Ｄ　（３）は常に発光している。

受光Ｉ　Ｃ（１０）内の受光素子（１２）は、Ｌ　Ｅ　
Ｄ　＜３　）に対向配置されており、Ｌ　Ｅ　Ｄ　（３
）の出力光が入射されると電流を発生し、負荷抵抗器（
１３）の両端間に電位差を発生させる。又、Ｌ　Ｅ　Ｄ
　（３）の出力光が遮られると、受光素子（１２）に電
流が流れなくなるので、負荷抵抗器（１３）の両端間の
電位差は〇になる。

比較器（Ｉ４）は負荷抵抗器（１３）の両端間の電位差
を基準電圧Ｖ１１と比較して、受光素子（１２）の電流
信号をオンオフ信号からなる矩形波に波形整形し、出力
トランジスタ（１５）を駆動する。従って、受光Ｉ　Ｃ
（１０）の出力信号Ｖｏは、受光信号が反転された波形
となり、出力トランジスタ（１５）がオンのときにはグ
ランドレベル、出力トランジスタ（１５）がオフのとき
には電源電圧Ｖ、レベルとなる。例えば、クランク角セ
ンサの場合、出力信号Ｖｏは、第１の基準位置で立ち下
がり第２の基準位置で立ち上がる波形となる。

しかし、第２図の回路構成では、電源（１）の電圧■８
の変動がＬＥＤ（３）の電流■、に寄墜してしまうため
、出力信号■ｏの安定性が悪い。又、ＬＥ　Ｄ　（３）
の順方向電圧をＶ、、抵抗器（２）の抵抗値をＲ２とず
れば、電流■、は、 ■、−（Ｖｌｌ−■Ｆ）／Ｒ２ となり、電源電圧■８のみならず順方向電圧ＶＦのバラ
ツキにも依存することが分がる。

そこで、第３図のように、定電圧回路（１１）と受光素
子（１２）のカソードとの接続点に抵抗器（２）を接続
し、定電圧回路（１１）を介して抵抗器（２）及びＬ　
ＥＤ　（３）に給電するようにした回路構成も考えられ
る。しかし、この場合、定電圧回路（１１）の定電圧を
Ｖｃとすれば、ＬＥＤ（３）の電流Ｔ３は、ｒ　−＝　
（Ｖｃ　　Ｖｒ）／　Ｒ２ となり、電源電圧■８の変動の依存性は抑制できるが、
やはり、Ｌ　Ｅ　Ｄ　（３）の順方向電圧■、のバラツ
キに依存してしまう。特に、Ｌ　Ｅ　Ｄ　（３）を実際
に使用する場合は、複数個のＬＥＤを直列接続するため
、個々の［、Ｅ　Ｄ　（３）のバラツキが大きく寄与し
てしまい、出力信号ＶＯの安定化を阻害している。

このような問題は、クランク角センサのみならず、一般
的な角度計測用のロータリエ、ンコーダに使用した場合
ても同様に生じる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の受光ＩＣは以上のように、電源（１）の電圧■８
の変動、又はＬＥＤ（３）のバラツキに追従してＬＥＤ
電流Ｔ３が変動するので、最終的に得られる出力信号Ｖ
ｏが変動し、誤動作又は角度計測誤差を生じるという問
題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、外部素子を使用することなくＬＥＤの発光出
力を安定化させた受光ＩＣを得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る受光ＩＣは、ＬＥＤに接続された定電流
回路を内蔵したものである。

［作用〕 この発明においては、受光ＩＣ内の定電流回路によりＬ
ＥＤ電流を制御し、ＬＥＤ出力を安定化させる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示す回路図であり、図におい
て、（ＩＯＡ）は受光Ｉ　Ｃ（１０）に対応しており、
（１）、（３）、（４）及び（１１）〜（１５）は前述
と同様のものである。

６一 （１６ｇ）及び（１６ｂ）は電源（１）とグランドとの
間に直列接続されて挿入された分圧抵抗器であり、接続
点から基準電圧Ｖｒを発生するようになっている。

（１７）は基準電圧Ｖｒが非反転入力端子（＋）に印加
されるオペアンプ、（１８）はオペアンプ（１７）の出
力端子がベースに接続されたＬＥＤ駆動用のトランジス
タである。オペアンプ（１７）の反転入力端子（−）は
トランジスタ（１８）のエミッタに接続されており、ト
ランジスタ（１８）のコレクタはＬ　Ｅ　Ｄ　（３）の
カソードに接続されている。

（１９）はトランジスタ（１８）のエミッタとグランド
との間に挿入されたＬＥＤ電流検出用の抵抗器であり、
検出電流に対応した抵抗器（１９）の一端の電圧Ｖ。は
オペアンプ（１７）の反転入力端子（−）に印加されて
いる。

分圧抵抗器（１６ａ）、（１６ｂ）、オペアンプ（１７
）、トランジスタ（１８）及び抵抗器（１９）は、ＬＥ
Ｄ（３）を定電流で駆動するための定電流回路を構成し
ている。

次に、第１図に示したこの発明の一実施例の動作につい
て説明する６尚、出力信号Ｖｏの生成動作は前述と同様
である。

この場合、電源電圧ＶＢが印加されてＬ　Ｅ　Ｄ　（３
）に電流■３が流れると、このＬ　Ｅ　Ｄ電流■３は抵
抗器（１９）により検出され、オペアンプ（１７）の反
転入力端子（−）に印加される。オペアンプ（１７）は
、抵抗器（１９）からの検出電圧Ｖ。を基準電圧Ｖｒと
の差に応じた電圧を出力し、トランジスタ（１８）を駆
動する。

従って、抵抗器（１９）の抵抗値をＲ１９とすれば、Ｌ
ＥＤ電流■３は、 Ｉ　３　＝　Ｖ　ｒ　／　Ｒ，ｌ　Ｄ　　　　・・・■
となる。このとき、基準電圧Ｖｒは、 Ｖ　ｒ　＝　Ｖ　ｃ−ＲＢ　／　ＲＡ で表わされる。但し、ＲＡは分圧抵抗器（１６ａ）及び
（１６ｂ）の各抵抗値の和、ＲＩｌは分圧抵抗器（１６
ｂ）の抵抗値である。

一般に、抵抗値のバラツキは無視できるので、■式より
、Ｌ　Ｅ　Ｄ電流■、は、−ＬＥＤ（３）の順方向電圧
ＶＦのバラツキに影響されず、且つ安定化されることが
分かる。

又、従来の抵抗器（２）のような外部素子が不要となり
、経済的且つ小形で、誤動作を防止した高精度の出力信
号■０を得ることができる。

［発明の賜果コ 以上のようにこの発明によれば、ＬＥＤに接続された定
電流回路を内蔵し、受光ＩＣ内の定電流回路によりＬＥ
Ｄ電流を制御するようにしたので、外部素子を使用する
ことなくＬＥＤの発光出力を安定化させた受光ＩＣが得
られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図及び
第３図はそれぞれ異なる従来の受光■ｃを示す回路図で
ある。 （３）−Ｌ　Ｅ　Ｄ　　　　　　（１０＾）・・・受光
ｒｃ（１２）・・・受光素子　　　　（１４）・・・比
較器（１５）・・・出力トランジスタ （ｌｅａ）　、（１６ｂ）−・分圧抵抗器（１７）・・
・オ／（７ン７　　　　（１８）・・・トランジスタ（
１９）・・抵抗器　　　　　Ｉ３・・ＬＥＤ電流Ｖｏ・
・検出電圧　　　　Ｖｒ・・・基準電圧尚、図中、同一
符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 受光素子とこの受光素子に接続された波形整形回路とを
   集積化して内蔵する受光ＩＣにおいて、前記受光素子に
   対向するＬＥＤに接続された定電流回路を内蔵したこと
   を特徴とする受光ＩＣ。