JPH0794776A - フォトカプラ - Google Patents
フォトカプラInfo
- Publication number
- JPH0794776A JPH0794776A JP23767393A JP23767393A JPH0794776A JP H0794776 A JPH0794776 A JP H0794776A JP 23767393 A JP23767393 A JP 23767393A JP 23767393 A JP23767393 A JP 23767393A JP H0794776 A JPH0794776 A JP H0794776A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light receiving
- output voltage
- changed
- photocoupler
- Prior art date
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- Granted
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- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成により、フォトカプラの出力波形
を任意の関数関係とする。 【構成】 光源１０１から出力されてスリット１０２を
通過してきた光は、反射素子１０３で反射されて受光素
子１０４の受光部１０５に入射する。受光部１０５の形
状は任意の関数にしたがって変化するように形成されて
いるため、駆動部１０６により反射素子１０３の反射角
を変化して、受光部１０５に入射する光の位置を変化さ
せることにより、受光素子１０４の出力電圧が変化す
る。
を任意の関数関係とする。 【構成】 光源１０１から出力されてスリット１０２を
通過してきた光は、反射素子１０３で反射されて受光素
子１０４の受光部１０５に入射する。受光部１０５の形
状は任意の関数にしたがって変化するように形成されて
いるため、駆動部１０６により反射素子１０３の反射角
を変化して、受光部１０５に入射する光の位置を変化さ
せることにより、受光素子１０４の出力電圧が変化す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気的に分離された系
の間で、光を媒介して信号を伝達することができる、い
わゆるフォトカプラに関するものである。
の間で、光を媒介して信号を伝達することができる、い
わゆるフォトカプラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のフォトカプラの基本構造を図６に
示す。発光ダイオード等の光源１０１と、フォトダイオ
ードやＣｄＳ等の受光素子６０１を、光遮蔽筐体１０７
の中に封じ込めた構造になっている。このようなフォト
カプラでは、光源１０１に入力する電圧を変化すると光
源１０１から発する光量が変化し、受光素子６０１の受
光量−出力電圧特性に従った出力電圧を取り出すことが
できる。例えば、図７（ａ）に示すように、受光量に対
して直線的な変化や、図７（ｂ）に示すようにあるしき
い値を持った二値的な特性を持たせることができる。
示す。発光ダイオード等の光源１０１と、フォトダイオ
ードやＣｄＳ等の受光素子６０１を、光遮蔽筐体１０７
の中に封じ込めた構造になっている。このようなフォト
カプラでは、光源１０１に入力する電圧を変化すると光
源１０１から発する光量が変化し、受光素子６０１の受
光量−出力電圧特性に従った出力電圧を取り出すことが
できる。例えば、図７（ａ）に示すように、受光量に対
して直線的な変化や、図７（ｂ）に示すようにあるしき
い値を持った二値的な特性を持たせることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような素
子における出力電圧は、受光素子６０１の受光量−出力
電圧特性に依存するために、任意の出力波形を出力する
ことは困難であった。したがって、任意の特性を得るた
めには、外部に出力電圧変換回路等を付加する必要があ
った。例えば、液晶ディスプレイにおいては、輝度や色
合いの調整にフォトカプラがよく使用されるが、信号電
圧に対する透過率の特性は直線的でない。これを補正す
るためには、ＡＤ、ＤＡ変換回路やルックアップテーブ
ル等の複雑な付加回路が必要である。
子における出力電圧は、受光素子６０１の受光量−出力
電圧特性に依存するために、任意の出力波形を出力する
ことは困難であった。したがって、任意の特性を得るた
めには、外部に出力電圧変換回路等を付加する必要があ
った。例えば、液晶ディスプレイにおいては、輝度や色
合いの調整にフォトカプラがよく使用されるが、信号電
圧に対する透過率の特性は直線的でない。これを補正す
るためには、ＡＤ、ＤＡ変換回路やルックアップテーブ
ル等の複雑な付加回路が必要である。
【０００４】本発明は、従来の素子が持っていたこのよ
うな問題点を解決して、入力電圧に対して任意の関係を
持った出力電圧を取り出せるフォトカプラを提供するた
めのものである。
うな問題点を解決して、入力電圧に対して任意の関係を
持った出力電圧を取り出せるフォトカプラを提供するた
めのものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、光源と、外部から入力される電圧によって
反射角度が変化する反射素子と、受光部の形状を任意の
関数にしたがって変化するように形成し受光する面積に
よって出力電圧が変化する光電変換素子から成り、前記
光源からの光が前記反射素子で反射されこの反射された
光が前記光電変換素子に入射するように各素子を配置し
たことを特徴とする。
明の構成は、光源と、外部から入力される電圧によって
反射角度が変化する反射素子と、受光部の形状を任意の
関数にしたがって変化するように形成し受光する面積に
よって出力電圧が変化する光電変換素子から成り、前記
光源からの光が前記反射素子で反射されこの反射された
光が前記光電変換素子に入射するように各素子を配置し
たことを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明では、光源と受光素子の間に、電気的に
反射角度が可変できる光学素子を配置し、受光部の形状
を任意の関数にしたがって変化するように形成する。こ
のようにすることによって、これまで、受光量によって
のみ変化させていた出力電圧を、受光部の形状によって
も変化させることができる。
反射角度が可変できる光学素子を配置し、受光部の形状
を任意の関数にしたがって変化するように形成する。こ
のようにすることによって、これまで、受光量によって
のみ変化させていた出力電圧を、受光部の形状によって
も変化させることができる。
【０００７】
【実施例】（実施例１）図１に、本発明の第１の実施例
を示す。光源１０１からの光を、スリット１０２によっ
てある決まった形状にする。スリット１０２を通過した
光は、反射素子１０３によって反射され、受光素子１０
４上に入射する。受光素子１０４の受光部１０５は、光
が移動する方向に関する幅がある関数にしたがった形状
をしている。反射素子１０３は、駆動部１０６に印加さ
れる外部からの入力電圧によってその角度を可変できる
ようになっている。このような素子としても、最も簡単
なものはいわゆるガルバノミラーとして知られている。
１０７は外部からの光を遮蔽するための筐体である。ま
た、筐体１０７の内側は、乱反射を防止するための処置
が施されている。
を示す。光源１０１からの光を、スリット１０２によっ
てある決まった形状にする。スリット１０２を通過した
光は、反射素子１０３によって反射され、受光素子１０
４上に入射する。受光素子１０４の受光部１０５は、光
が移動する方向に関する幅がある関数にしたがった形状
をしている。反射素子１０３は、駆動部１０６に印加さ
れる外部からの入力電圧によってその角度を可変できる
ようになっている。このような素子としても、最も簡単
なものはいわゆるガルバノミラーとして知られている。
１０７は外部からの光を遮蔽するための筐体である。ま
た、筐体１０７の内側は、乱反射を防止するための処置
が施されている。
【０００８】このような構造において、外部からの入力
電圧によって出力電圧が変化する様子を図２を用いて説
明する。この場合、受光部１０５の形状は、光２０１の
移動方向に関して比例関係にあるとする。図２（ａ）
は、光源１０１からの光がある角度で反射された時で、
その出力電圧は、受光部１０５に当たっている光２０１
の長さＬ１に比例する。外部からの入力電圧が変化して
反射角度が変った時には図２（ｂ）のようになる。この
時の出力電圧は、図２（ａ）と同様に、Ｌ２に比例して
いる。すなわち、入力電圧に対する出力電圧は、Ｘ軸を
図中に示すようにとった時、Ｘに対する受光部の幅Ｌ
が、Ａをある正の定数とすると、 Ｌ＝ＡＸ のような比例関係になっている。このように、受光部の
形状によって、入力電圧に対して出力電圧を任意に変化
させることができる。受光する部分の面積によって光電
変換出力が変化する素子としては、ＣｄＳなどがよく知
られている。
電圧によって出力電圧が変化する様子を図２を用いて説
明する。この場合、受光部１０５の形状は、光２０１の
移動方向に関して比例関係にあるとする。図２（ａ）
は、光源１０１からの光がある角度で反射された時で、
その出力電圧は、受光部１０５に当たっている光２０１
の長さＬ１に比例する。外部からの入力電圧が変化して
反射角度が変った時には図２（ｂ）のようになる。この
時の出力電圧は、図２（ａ）と同様に、Ｌ２に比例して
いる。すなわち、入力電圧に対する出力電圧は、Ｘ軸を
図中に示すようにとった時、Ｘに対する受光部の幅Ｌ
が、Ａをある正の定数とすると、 Ｌ＝ＡＸ のような比例関係になっている。このように、受光部の
形状によって、入力電圧に対して出力電圧を任意に変化
させることができる。受光する部分の面積によって光電
変換出力が変化する素子としては、ＣｄＳなどがよく知
られている。
【０００９】図３に、他の関数関係を得るための受光部
１０５の形状の例を示す。図３（ａ）は、Ｘに対する受
光部の幅Ｌが Ｌ＝−ＡＸ のようにいわゆる反転回路になっている。また、図３
（ｂ）は、Ｘに対する受光部の幅ＬがＢをある定数とす
ると、 Ｌ＝ＢＸ2 のように、入力の２乗に比例した出力となる。図３
（ｂ）は、あるしきい値を持った二値的な特性を持たせ
たものである。
１０５の形状の例を示す。図３（ａ）は、Ｘに対する受
光部の幅Ｌが Ｌ＝−ＡＸ のようにいわゆる反転回路になっている。また、図３
（ｂ）は、Ｘに対する受光部の幅ＬがＢをある定数とす
ると、 Ｌ＝ＢＸ2 のように、入力の２乗に比例した出力となる。図３
（ｂ）は、あるしきい値を持った二値的な特性を持たせ
たものである。
【００１０】ここで、光の形状を決めるためにスリット
１０２を用いているが、これは光源１０１からの光をあ
る形状にするためのものであり、図１中にあるようなス
リット１０２である必要はない。例えば、反射素子１０
３の反射面を線状にしても良い。この光の形状によって
出力電圧の分解能を変化させることができる。また、光
源１０１から受光素子１０４の間に、集光性を良くする
ためにレンズなどの光学素子を挿入することも可能であ
る。また、光源１０１に入力する電圧は一定として説明
したが、これを変化させて、入出力間にさらに複雑な関
数関係を持たせることも可能である。
１０２を用いているが、これは光源１０１からの光をあ
る形状にするためのものであり、図１中にあるようなス
リット１０２である必要はない。例えば、反射素子１０
３の反射面を線状にしても良い。この光の形状によって
出力電圧の分解能を変化させることができる。また、光
源１０１から受光素子１０４の間に、集光性を良くする
ためにレンズなどの光学素子を挿入することも可能であ
る。また、光源１０１に入力する電圧は一定として説明
したが、これを変化させて、入出力間にさらに複雑な関
数関係を持たせることも可能である。
【００１１】（実施例２）図４は、本発明の第２の実施
例を示す図である。反射素子として、実施例１で用いた
ような機械的な素子ではなく、外部から印加される電圧
によって反射方向を変えられるいわゆる光偏向素子４０
１を用いたものである。
例を示す図である。反射素子として、実施例１で用いた
ような機械的な素子ではなく、外部から印加される電圧
によって反射方向を変えられるいわゆる光偏向素子４０
１を用いたものである。
【００１２】このような反射素子の一例を図５に示す。
透光性電極５０１と電極５０２で、屈折率可変媒質５０
３と透光性媒質５０４をはさんだ構造である。素子内部
では、屈折率可変媒質５０３と透光性媒質５０４が屈折
率の異なる層構造を形成する。透光性電極５０１は、屈
折率可変媒質５０３から成る領域を介してから層構造と
接する。このような層構造は、層間隔が光の波長程度で
あれば、いわゆるブラッグ回折の条件により波長選択性
を有する鏡面と等価である。入射光５０５を照射する
と、反射光５０６が得られる。電極５０１，５０２に電
圧を印加し、屈折率可変媒質５０３の屈折率を変化する
と、層構造に入射する角度が変わるため、出射光方向も
変わり反射光５０７が得られる。電圧を連続的に変える
ことにより、連続的な光偏向が実現される。この構造で
は、反射素子の構造が簡単なので全体的な素子の小型化
が可能となる。また、機械的部分がなくなるので、振動
等に対する機械的な強度が向上する。
透光性電極５０１と電極５０２で、屈折率可変媒質５０
３と透光性媒質５０４をはさんだ構造である。素子内部
では、屈折率可変媒質５０３と透光性媒質５０４が屈折
率の異なる層構造を形成する。透光性電極５０１は、屈
折率可変媒質５０３から成る領域を介してから層構造と
接する。このような層構造は、層間隔が光の波長程度で
あれば、いわゆるブラッグ回折の条件により波長選択性
を有する鏡面と等価である。入射光５０５を照射する
と、反射光５０６が得られる。電極５０１，５０２に電
圧を印加し、屈折率可変媒質５０３の屈折率を変化する
と、層構造に入射する角度が変わるため、出射光方向も
変わり反射光５０７が得られる。電圧を連続的に変える
ことにより、連続的な光偏向が実現される。この構造で
は、反射素子の構造が簡単なので全体的な素子の小型化
が可能となる。また、機械的部分がなくなるので、振動
等に対する機械的な強度が向上する。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、入力電圧に対して任意
の関数関係を持った出力波形を得ることができる。した
がって、従来任意の関数を得るために必要とされていた
様々な周辺回路が不要となり、ひいては部品点数の削
減、信頼性の向上等の効果が期待できる。また本発明の
素子を組み合わせることにより、複雑な演算素子を実現
できる。
の関数関係を持った出力波形を得ることができる。した
がって、従来任意の関数を得るために必要とされていた
様々な周辺回路が不要となり、ひいては部品点数の削
減、信頼性の向上等の効果が期待できる。また本発明の
素子を組み合わせることにより、複雑な演算素子を実現
できる。
【図１】本発明の第１実施例を示す構成図。
【図２】出力電圧が変化することを示す説明図。
【図３】受光部形状と出力電圧との関係を示す説明図。
【図４】本発明の第２実施例を示す構成図。
【図５】光偏光素子を示す構成図。
【図６】従来技術を示す構成図。
【図７】従来技術における受光量と出力電圧の関係を示
す特性図。
す特性図。
１０１ 光源 １０２ スリット １０３ 反射素子 １０４ 受光素子 １０５ 受光部 １０６ 駆動部 １０７ 光遮蔽筐体 ２０１ 光 ４０１ 光偏光素子 ５０１ 透明電極 ５０２ 電極 ５０３ 屈折率可変媒質 ５０４ 透光性媒質 ５０５ 入射光 ５０６，５０７ 反射光
Claims (2)
- 【請求項１】 光源と、外部から入力される電圧によっ
て反射角度が変化する反射素子と、受光部の形状を任意
の関数にしたがって変化するように形成し受光する面積
によって出力電圧が変化する光電変換素子から成り、前
記光源からの光が前記反射素子で反射されこの反射され
た光が前記光電変換素子に入射するように各素子を配置
したことを特徴とするフォトカプラ。 - 【請求項２】 前記反射素子が、透明電極と電極に挟ま
れた領域に屈折率が異なる物質を備えた多層構造からな
ることを特徴とする請求項１のフォトカプラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23767393A JP3194321B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | フォトカプラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23767393A JP3194321B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | フォトカプラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794776A true JPH0794776A (ja) | 1995-04-07 |
| JP3194321B2 JP3194321B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=17018819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23767393A Expired - Fee Related JP3194321B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | フォトカプラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3194321B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009038321A (ja) * | 2007-08-04 | 2009-02-19 | New Japan Radio Co Ltd | 反射型フォトセンサ |
| JP2009038322A (ja) * | 2007-08-04 | 2009-02-19 | New Japan Radio Co Ltd | 反射型フォトセンサ |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP23767393A patent/JP3194321B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009038321A (ja) * | 2007-08-04 | 2009-02-19 | New Japan Radio Co Ltd | 反射型フォトセンサ |
| JP2009038322A (ja) * | 2007-08-04 | 2009-02-19 | New Japan Radio Co Ltd | 反射型フォトセンサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3194321B2 (ja) | 2001-07-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010508 |
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