JPS61105140A - Photoelectric mutual converter - Google Patents

Photoelectric mutual converter

Info

Publication number
JPS61105140A
JPS61105140A JP59225779A JP22577984A JPS61105140A JP S61105140 A JPS61105140 A JP S61105140A JP 59225779 A JP59225779 A JP 59225779A JP 22577984 A JP22577984 A JP 22577984A JP S61105140 A JPS61105140 A JP S61105140A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
light
signal
data signal
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59225779A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kozo Akazawa
赤沢 幸造
Masanobu Awata
粟田 昌延
Nobuo Irie
入江 宣夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Lighting Ltd
Original Assignee
Hitachi Lighting Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Lighting Ltd filed Critical Hitachi Lighting Ltd
Priority to JP59225779A priority Critical patent/JPS61105140A/en
Publication of JPS61105140A publication Critical patent/JPS61105140A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/20Repeater circuits; Relay circuits
    • H04L25/26Circuits with optical sensing means, i.e. using opto-couplers for isolation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

PURPOSE:To attain mutual conversion of a signal with an optical coupling element by using a semiconductor element having a PN junction as a light emitting element at a time and using as a photodetector at another time and arranging a couple of such semiconductor elements oppositely. CONSTITUTION:A data signal from an external signal processor is inputted to an input interface circuit 50 at the transmission side. The data signal to be transmitted is superimposed on a modulation wave through a gate circuit 8 at the transmission side and becomes a serial data signal successively. Then the signal is converted into light by a photodetection/light emitting diode 11 at the transmission side through an internal signal gate switch 61 of a light emitting control circuit 60 at the transmission side and becomes a modulation light data signal. A modulation light serial data signal is inputted to a photodetection/light emitting diode 11 as a photodetector at the reception side as incident light and the light current according to the data signal is inputted to a photodetection circuit 2 at the reception side as a reverse current. Since the output of the photodetection circuit 2 at the reception side is a serial data signal including a carrier frequency superimposed on the modulation wave, the modulation wave is eliminated by a waveform shaping circuit 35 at the reception side through a detection circuit 30 at the reception side and decoded into the same serial data signal the same as that at the transmission side.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野J 本発明は光の有無あるいは光の強弱を検出すると共に回
路を切換えること罠よって電気信号を光信号に変換する
光信号発生装置としても動作する光電相互変換装置に関
するものである。
Detailed Description of the Invention [Field of Application of the Invention J The present invention relates to a photovoltaic device that detects the presence or absence of light or the intensity of light, and also operates as an optical signal generator that converts an electrical signal into an optical signal by switching a circuit. This invention relates to mutual conversion devices.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

光電変換素子としては発光ダイオードやフォトダイオー
ド、フォトトランジスタなどの半導体発光素子、半導体
受光素子が知られている。
Semiconductor light emitting elements and semiconductor light receiving elements such as light emitting diodes, photodiodes, and phototransistors are known as photoelectric conversion elements.

発光ダイオードは半導体結晶のPN接合で構成され、こ
の接合部に電圧を印加して電流を流すことにより光を放
出する固体発光素子である。発光ダイオードの発光色は
、素子を構成する半導体素材によって決定され、例えば
ガリウム杉素(GaAs)は赤外光、ガリウム燐(Ga
P)は赤色または緑色、ガリウム批素燐(GaAsP 
)は黄緑色から赤色、ガリウムアルミ、砒素GaAjA
sは赤色が得られることが知られている。このなかでガ
リウム砒素燐はガリウム燐とガリウム秒素との混晶によ
るもので、μ素Asと燐Pとの割合によって黄緑色から
黄色、禮色、赤色まで各種の発光色のものが作られてい
る。第5図は、これら主要発光ダイオードの相対分光出
力を示したものである。
A light-emitting diode is a solid-state light-emitting element that is composed of a PN junction of a semiconductor crystal and emits light when a voltage is applied to the junction and a current flows. The color of light emitted from a light emitting diode is determined by the semiconductor material that makes up the device. For example, gallium phosphorus (GaAs)
P) is red or green, gallium phosphorus (GaAsP)
) is yellow-green to red, gallium aluminum, arsenic GaAjA
It is known that red color can be obtained with s. Among these, gallium arsenide phosphorus is a mixed crystal of gallium phosphorus and gallium sec, and various luminescent colors are produced depending on the ratio of μ element As and phosphorus P, from yellow-green to yellow, lilac, and red. ing. FIG. 5 shows the relative spectral outputs of these main light emitting diodes.

第6図は発光ダイオードの代表的な構造を示すもので、
101,102はリードフレーム、110はリードフレ
ーム101上に載置接続された発光半導体チップ。12
0はリードフレーム102と発光半導体チップ110の
電極とを接続するワイアリード、130は外囲器である
。この外囲器130は図示のように透明な合成樹脂でレ
ンズ状にモールド成形し、完全拡散面に近い配光を有す
る発光半導体チップ110の光に指向性を与えたもqで
ある。外囲器としてはこのような樹脂封止形の他にガラ
スなどの透明な材料で、発光半導体チップを収納する室
を形成してもよいことは勿論である。
Figure 6 shows a typical structure of a light emitting diode.
101 and 102 are lead frames; 110 is a light emitting semiconductor chip placed and connected on the lead frame 101; 12
0 is a wire lead connecting the lead frame 102 and the electrode of the light emitting semiconductor chip 110, and 130 is an envelope. As shown in the figure, the envelope 130 is molded into a lens shape from a transparent synthetic resin, and gives directionality to the light from the light emitting semiconductor chip 110, which has a light distribution close to that of a completely diffused surface. It goes without saying that the envelope may be made of a transparent material such as glass, in addition to the resin-sealed type, to form a chamber for accommodating the light emitting semiconductor chip.

第7図は発光半導体チップ110の基本的な構造で、N
鷹半導体層111、P型半導体−112からなるPN接
合にそれぞれの電極118,114を介して電力を供給
する。発光は主として接合面付近のP型領域で生ずると
考えられておシ、P型半導体rmx12あるいはN型半
導体#111を通して光を取り出す。そこで、P型半導
体層112あるいはN型半導体層l11の裏側圧反射面
を形成し、反射光を利用することも知られている。
FIG. 7 shows the basic structure of the light emitting semiconductor chip 110, with N
Power is supplied to the PN junction consisting of the hawk semiconductor layer 111 and the P-type semiconductor 112 through the respective electrodes 118 and 114. It is thought that light emission mainly occurs in the P-type region near the junction surface, and the light is extracted through the P-type semiconductor rmx12 or the N-type semiconductor #111. Therefore, it is also known to form a pressure reflective surface on the back side of the P-type semiconductor layer 112 or the N-type semiconductor layer l11 and utilize the reflected light.

このような発光ダイオードの発光強度は、電流にはソ比
例して変化し、応答速度も高々数100nsと速い。
The light emitting intensity of such a light emitting diode changes in proportion to the current, and the response speed is as fast as several 100 ns at most.

一方、受光素子として知られるフォトダイオードは、発
光ダイオードと同様、半導体結晶のPN接合で構成され
、このPN接合部における光起電力を利用するものであ
る。この光起電力を1カとして利用するものに太陽電池
があり、原理的にはフォトダイオードと同じである。フ
ォトダイオードの素子を構成する半導体素材としては、
ゲルマニウム(Ge)、シリコン(Si)、ガリウム藤
素燐(GaAsP )などが知られておシ、近赤外から
可視光の範囲で動作する後2者が広く使用されている。
On the other hand, a photodiode known as a light-receiving element is constructed of a PN junction of a semiconductor crystal, similar to a light emitting diode, and utilizes photovoltaic force at this PN junction. There is a solar cell that uses this photovoltaic force as one source, and the principle is the same as that of a photodiode. The semiconductor materials that make up the photodiode elements are:
Germanium (Ge), silicon (Si), gallium phosphide (GaAsP), etc. are known, and the latter two are widely used because they operate in the range of near infrared to visible light.

シリコンおよびガリウム糺素燐を素材としたフォトダイ
オードの相対分光感度を第5図に示しである。
The relative spectral sensitivities of photodiodes made of silicon and gallium arsenide phosphorus are shown in FIG.

第8図はフォトダイオードの代表的な構造を示すもので
、151,152はリードフレーム、161はN型半導
体層、162はP型半導体層、163,164はそれぞ
れの半一導体層のt極、170は酸化シリコンなどによ
る反射防止膜、180は保護外囲器である。フォトダイ
オードに光が照射されるとP16?−161 型半導体層H鴫、N型半導体層掴神に電荷が蓄積され、
PN接合の電位障壁を引き下げるが、この変化は外部に
電圧として現われる。この両端を短絡すると逆方向に流
れる短絡電流が得られ、この値は入射光量に比例する。
FIG. 8 shows a typical structure of a photodiode, in which 151 and 152 are lead frames, 161 is an N-type semiconductor layer, 162 is a P-type semiconductor layer, and 163 and 164 are t-poles of the respective semiconductor layers. , 170 is an antireflection film made of silicon oxide or the like, and 180 is a protective envelope. P16 when the photodiode is irradiated with light? Charges are accumulated in the −161 type semiconductor layer H and the N type semiconductor layer,
Although the potential barrier of the PN junction is lowered, this change appears externally as a voltage. When these ends are short-circuited, a short-circuit current flowing in the opposite direction is obtained, and this value is proportional to the amount of incident light.

フォトダイオードを信号検出や光景検出に使用する場合
は、主としてyJI算増巾器を利用し、短絡電流を利用
してこれに比例した電圧を得る回路として第9図に示す
ような回路が、また開放電圧を利用してこれに比例した
電圧を得る回路として第10図に示すような回路が用い
られる。図において、PDはフォトダイオード、OPは
演算増巾器、Ishは短絡電流、Rfは帰還抵抗、Re
は抵抗、Mopは開放電圧、Vou tは出力電圧であ
る。また、フォトダイオードの応答速度は素子の受光面
積に比例し、数μsから数1onsめ速度のものもある
When using a photodiode for signal detection or sight detection, a yJI amplifier is mainly used, and a circuit like the one shown in Figure 9 is also used as a circuit to obtain a voltage proportional to the short-circuit current. A circuit as shown in FIG. 10 is used as a circuit for obtaining a voltage proportional to the open-circuit voltage. In the figure, PD is a photodiode, OP is an operational amplifier, Ish is a short circuit current, Rf is a feedback resistor, and Re
is the resistance, Mop is the open circuit voltage, and Vout is the output voltage. Further, the response speed of a photodiode is proportional to the light-receiving area of the element, and some have a response speed of several microseconds to several ounces.

このように、光1.変換素子としての発光ダイオードや
フォトダイオードはそれぞれが発光素子、受光素子とし
て知られ、独立して使用されているものが殆んどである
In this way, light 1. A light emitting diode and a photodiode as a conversion element are respectively known as a light emitting element and a light receiving element, and most of them are used independently.

ところで、との鍾の光電変換素子は、それぞれの半導体
素子の役割が特定されており、発光半導体素子は発光専
用、受光半導体素子は受光専用として使用されているの
が実情である。
By the way, in Tono's photoelectric conversion elements, the role of each semiconductor element is specified, and the reality is that the light-emitting semiconductor element is used only for light emission, and the light-receiving semiconductor element is used only for light reception.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は半導体における1個のPN接合を発光と受光の
2種類の目的に利用する光電相互変換装置に関するもの
で、例えば1個のPN接合を有する半導体素子を、ある
ときは発光素子として、またあると゛きは受光素子とし
て使用し、さらにこの槍の半導体素子を対向させて1対
配置し、信号の相互変換を1個の光結合素子で実施しよ
うとするものである。
The present invention relates to a photoelectric mutual conversion device that uses one PN junction in a semiconductor for two purposes: light emission and light reception. For example, a semiconductor element having one PN junction can sometimes be used as a light emitting element, and In some cases, it is used as a light-receiving element, and furthermore, a pair of semiconductor elements of this spear is arranged facing each other, and mutual conversion of signals is attempted to be performed with one optical coupling element.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明はガリウム砒素燐のような■−v族化族化合物半
導体−て、単結晶基板上に形成したPN接合による発光
領域備えた変換半導体チップを用いた光電相互変換素子
に、任意の回路切換手段を介して順電流を供給する電流
供給手段および開放電圧もしくは短絡1!流を用いた光
検出手段を接続した光電相互変換装置を提供するもので
ある。このような構成によれば、例えば光電相互変換素
子に対して電流供給手段が接続されている場合は、光電
相互変換素子は発光素子として動作し、また光検出手段
が接続されている場合は受光素子として動作することが
できる。さら忙、この種の光電相互変換素子を1対、互
い処対向させて構成した光結合素子忙おいては、例えば
一方が発光素子として動作する場合は他方は受光素子と
して動作するように設定することKより、1個の光結合
素子で相互変換が可能になるものである。
The present invention utilizes a photoelectric interconversion element using a conversion semiconductor chip having a light-emitting region formed by a PN junction formed on a single crystal substrate using a ■-V group compound semiconductor such as gallium arsenide phosphorus, which can perform arbitrary circuit switching. Current supply means for supplying forward current through means and open circuit voltage or short circuit 1! The present invention provides a photoelectric mutual conversion device to which a photodetection means using an electric current is connected. According to such a configuration, for example, when a current supply means is connected to the photoelectric mutual conversion element, the photoelectric mutual conversion element operates as a light emitting element, and when a photodetection means is connected, it operates as a light receiving element. It can operate as an element. Furthermore, in the case of a photocoupler device configured by a pair of photoelectric mutual conversion devices of this type facing each other, for example, when one operates as a light emitting device, the other is set to operate as a light receiving device. Therefore, mutual conversion is possible with one optical coupling element.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第1図は本発明に係る光検出器の実施例を示すブロック
図である。図において、!は受光素子および発光素子と
して兼用される光電相互変換素子としての受発光ダイオ
ードである。2は光検出手段として構成された光検出回
路で、例えば第9図に示したような演算増巾器を用いた
信号検出回路21と、その出力を増巾する調整可能な電
圧増巾回路22により構成される。3はスイッチ動作回
路で、光検出回路2の信号出力電圧と設定電圧とを比較
し、その大小によってステップ状の電圧を出力する比較
回路31と、その設定電圧を作り出す動作レベル設定回
路82と、比較回路81のステップ状出力電圧をラッチ
保持するホールド回路?4− −1およびそのホールドを手動または自動で解除うう するためのリセット回路MKよシ構成される。    
−4は回路切換手段として設けた切換スイッチ回路で、
有接点回路で構成してもよいし、またトラ/ジスタ、ロ
ジックゲートICなどの半導体素子によって構成される
無接点方式による1を予約切換スイッチとしても差支え
ない。回路の切換を自動で実施しようとする場合は、無
接点方式の方が便利で電力なども小さくて済むので適切
である。5は出力用インターフェース回路で、外部制御
回路のリレーあるいはランプなどを駆動させるための増
巾回路などで構成される。6は受発光ダイオードlに発
光用の電流を供給するための電流供給手段として構成さ
れた発光電源回路で、直流電源61と電流制御インピー
ダンス62によって構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a photodetector according to the present invention. In the figure! is a light-receiving/emitting diode as a photoelectric mutual conversion element that serves both as a light-receiving element and a light-emitting element. Reference numeral 2 denotes a photodetection circuit configured as photodetection means, including a signal detection circuit 21 using an operational amplifier as shown in FIG. 9, and an adjustable voltage amplification circuit 22 for amplifying its output. Consisted of. Reference numeral 3 designates switch operation circuits, including a comparison circuit 31 that compares the signal output voltage of the photodetector circuit 2 with a set voltage and outputs a step voltage depending on the magnitude thereof, and an operation level setting circuit 82 that produces the set voltage. A hold circuit that latches and holds the step output voltage of the comparison circuit 81? 4--1 and a reset circuit MK for manually or automatically releasing the hold.
-4 is a changeover switch circuit provided as a circuit changeover means,
It may be constituted by a contact circuit, or it may be a non-contact type switch 1 constituted by a semiconductor element such as a transistor/transistor or a logic gate IC as a reserved changeover switch. When attempting to automatically switch circuits, a non-contact method is more convenient and requires less power, so it is appropriate. Reference numeral 5 denotes an output interface circuit, which is composed of an amplifying circuit for driving a relay or a lamp of an external control circuit. Reference numeral 6 denotes a light emitting power supply circuit configured as a current supply means for supplying current for light emission to the light receiving/emitting diode l, and is constituted by a DC power source 61 and a current control impedance 62.

このような構成になる光電変換装置が、光検出装置とし
て動作する場合について説明する。切換スイッチ回路4
における切換接点は光検知側接点Aに接続されている。
A case will be described in which a photoelectric conversion device having such a configuration operates as a photodetection device. Changeover switch circuit 4
The switching contact at is connected to the light detection side contact A.

この状態で、受発光ダイオードlに入射光Linが入射
すると入射光量に比例した光電流1shが信号検出回路
2,1 に流れ、光電流1shに基づく信号が得られる
。この信号は電圧増巾回路22で増巾され光検出回路2
の出力として外部に取シ出される。この出力電圧Vou
tは、入射光量に比例した値として得られるので、この
出力電圧Voutをそのま\取シ出せば側光出力信号と
して使用できる。
In this state, when incident light Lin enters the light receiving/emitting diode l, a photocurrent 1sh proportional to the amount of incident light flows through the signal detection circuit 2,1, and a signal based on the photocurrent 1sh is obtained. This signal is amplified by the voltage amplification circuit 22 and is amplified by the photodetection circuit 22.
The output is taken out to the outside. This output voltage Vou
Since t is obtained as a value proportional to the amount of incident light, if this output voltage Vout is taken out as it is, it can be used as a side light output signal.

一方、入射光Linのある値において制御信号を得る場
合には、あらかじめ動作レベル設定回路82において設
定された動作点の入射光Lin′に対応する電圧と、前
述の光検出回路2の出力電圧Voutとを比較回路31
で比較し、例えば出力電圧Voutが設定電圧以下にな
るとステップ状の電圧が比較回路31から出力されるよ
うに構成する。そして、この比較出力はホールド回路3
4においてスイッチ動作回路3の動作出力さしてラッチ
保持される。
On the other hand, when obtaining a control signal at a certain value of the incident light Lin, the voltage corresponding to the incident light Lin' at the operating point set in advance in the operating level setting circuit 82 and the output voltage Vout of the photodetector circuit 2 described above are used. Comparison circuit 31
For example, when the output voltage Vout becomes less than or equal to a set voltage, a step voltage is output from the comparison circuit 31. Then, this comparison output is the hold circuit 3
4, the operation output of the switch operation circuit 3 is latched and held.

仁の保持されたスイッチ動作出力は、出力用インターフ
ェース回路5を経て外部制御回路の制御信号として利用
され、例えば照明灯の点灯制御などを行う。
The held switch operation output is used as a control signal for an external control circuit via the output interface circuit 5, and is used to control lighting of illumination lights, for example.

ところで、この保持されているスイッチ動作回路8の出
力を切換スイッチ回路4の動作信号として利用すると次
のような動作が可能になる。すなわち、受発光ダイオー
ド1が切換スイッチ回路4において光検知側端子Aに接
続され、受光素子として動作していたものを、前記スイ
ッチ動作回路8の出力を動作信号として、切換スイッチ
回路4の切換接点を発光電源側接点Bに切換える。この
動作により、受発光ダイオード1には直流電源61と電
流制御インピーダンス62が接続され、受光素子として
の動作は停止され、順方向電流Ifが流れて発光素子と
しての動作釦切換わる。このように、受発光ダイオード
lに発光電源回路6が接続されると、この受発光ダイオ
ードlは発光素子として動作し、放射光Loutを出力
する。この受発光ダイオード1が発光素子とて動作する
ことにより、この素子を通じて制御信号が出力されたこ
とを視覚的に知ることができる。
By the way, if this held output of the switch operation circuit 8 is used as an operation signal for the changeover switch circuit 4, the following operation becomes possible. That is, the light receiving/emitting diode 1 is connected to the light detection side terminal A in the changeover switch circuit 4 and is operated as a light receiving element. Switch to contact B on the light emitting power supply side. As a result of this operation, the DC power source 61 and the current control impedance 62 are connected to the light receiving/emitting diode 1, the operation as a light receiving element is stopped, and a forward current If flows to switch the operation button as a light emitting element. In this way, when the light emitting/receiving diode 1 is connected to the light emitting power supply circuit 6, the receiving/emitting diode 1 operates as a light emitting element and outputs the emitted light Lout. By operating this light receiving/emitting diode 1 as a light emitting element, it is possible to visually know that a control signal has been outputted through this element.

なお、受発光ダイオードlの受光動作から発光動作への
切換りは、光検出回路2の信号出力を零とするが、この
ときの比較回路31のステップ状出力は、信号出力が動
作レベル設定回路82の設定値を越えたときスイッチ動
作回路8のスイッチ動作出力か立上り、あるいは立下り
の急激な変化として現われる。受発光ダイオードlが受
光素子として動作する場合、受発光タイオードlが光検
出回路と切放されている場合と、入射光Linが零の場
合の差がつけにぐいため、前述の動作出力の急直な変化
ヲトリガとして動作するランチ保持によるホールド回路
34を設けるとよい。すなわち、一旦ホールド回路34
が動作するとこれをリセットするりセント回路33の動
作があるまで、ホールド状態を維持する。
Note that when the light receiving/emitting diode l is switched from the light receiving operation to the light emitting operation, the signal output of the photodetector circuit 2 is made zero, but the step-like output of the comparison circuit 31 at this time is such that the signal output is equal to the operating level setting circuit. When the set value of 82 is exceeded, the switch operation output of the switch operation circuit 8 appears as a sudden change in rising or falling. When the light receiving/emitting diode l operates as a light receiving element, the difference between the case where the light receiving/emitting diode l is disconnected from the photodetection circuit and the case where the incident light Lin is zero is difficult to grasp, so the sudden change in the operating output described above is difficult. It is preferable to provide a hold circuit 34 with a launch hold that operates as a trigger for a direct change. That is, once the hold circuit 34
When activated, the hold state is maintained until it is reset or the cent circuit 33 is activated.

このリセット回路はす動、自動いずれで動作させてもよ
いが、このような光検出器の使用目的によって適当な方
法を選ぶことができる。
This reset circuit may be operated either automatically or automatically, and an appropriate method can be selected depending on the purpose of use of such a photodetector.

次にこの光検出器の利用方法について説明する。Next, how to use this photodetector will be explained.

受発光素子lを室内の適当位置に配貨し、屋外光が入射
しやすぐ同時に建物の照明負荷状態を監視するに適した
位置に設置する。また、この光検出器 器の制御出力によって、照明負荷を点、絞制御するよう
にする。
The light receiving and emitting elements 1 are distributed at appropriate positions indoors and installed at positions suitable for monitoring the lighting load condition of the building as soon as outdoor light enters. Further, the illumination load is controlled by the control output of this photodetector.

このような条件においては、外光が十分間るく受発光ダ
イオード1の受光出力が十分大きい場合は制御出力は零
である。屋外光が減少し、光検出回路2の信号出力が動
作レベル設定回路32の設定値を下廻ると比較回路31
の出力がステップ状に変化し、制御出力を出力すると同
時に切換スイッチ回路4に切換信号を与える。その結果
、受発光ダイオード1は発光素子として動作し、光検出
回路2の信号出力は零で比較回路31の出力は前記ステ
ップ状に変化した状態が維持される。E7たがって、こ
の場合はホールド回路34は特に必要としないが、受発
光ダイオードIK照明灯の光が入射される場合や、リセ
ット回路83による動作信号の切換を可能にするために
ホールド回路34を備えておいた方が都合がよい。
Under such conditions, if the external light is sufficiently slow and the light receiving output of the light receiving/emitting diode 1 is sufficiently large, the control output is zero. When the outdoor light decreases and the signal output of the photodetection circuit 2 falls below the set value of the operating level setting circuit 32, the comparison circuit 31
The output changes in a stepwise manner, and at the same time as outputting a control output, a switching signal is given to the changeover switch circuit 4. As a result, the light receiving/emitting diode 1 operates as a light emitting element, the signal output of the photodetecting circuit 2 is zero, and the output of the comparing circuit 31 is maintained in the step-like state. E7 Therefore, the hold circuit 34 is not particularly required in this case, but the hold circuit 34 is provided when the light from the light receiving/emitting diode IK lighting lamp is incident or to enable the reset circuit 83 to switch the operation signal. It's better to be prepared.

この動作信号は出力用インターフェース回路5を経由し
て制御出力として照明灯を点灯させる。この照明灯の点
灯状態は、受発光ダイオード10発元索′子としての動
作により視覚的に認識できる。
This operation signal passes through the output interface circuit 5 and turns on the illumination lamp as a control output. The lighting state of this illumination lamp can be visually recognized by the operation of the light receiving/emitting diode 10 as a source wire.

リセット回路33は、例えば手動回路、あるいはタイマ
ー回路を用いた自動リセット信号発生回路、あるいは全
く独立した光検知回路に基づくリセット信号発生回路な
ど、任意のものが採用できる。
The reset circuit 33 can be of any type, such as a manual circuit, an automatic reset signal generation circuit using a timer circuit, or a reset signal generation circuit based on a completely independent photodetection circuit.

リセット回路33が動作し、切換スイッチ回路4の切換
接点が光検知側接点A+cb帰すると、受発光ダイオー
ドIは再び受光素子としての動作に戻り、入射光Lin
の光景に応じた信号を出力するようi/Llる。したが
って、リセット信号が人力された時点での入射光Lin
に基つく光検出回路2の信号出力が、動作レベル設定回
路82で設定された1山より小さい場合には、再ひ制御
出力によって照Qll灯は点灯され、受発光ダイオード
1は発光素子に切換ツクる。すなわち、リセット回路8
3によるリセツHへ号人力は、光検出回路20侶号出力
が動作レベル設定回路32の設定値を越えた状態でのみ
人力可能とする条件回路を具備するようにすると無駄が
ない。
When the reset circuit 33 operates and the switching contact of the changeover switch circuit 4 returns to the light detection side contact A+cb, the light receiving/emitting diode I returns to the operation as a light receiving element again, and the incident light Lin
i/Ll outputs a signal according to the scene. Therefore, the incident light Lin at the time when the reset signal is input manually
When the signal output of the light detection circuit 2 based on Tsukuru. That is, the reset circuit 8
There is no waste in resetting H by providing a conditional circuit that allows manual input only when the output of the photodetector circuit 20 exceeds the set value of the operation level setting circuit 32.

以上述べたような動作によれば、屋外光と照明灯による
照明方式を採用し、屋外光を検知して照明灯を自動点灯
させるシステムにおいて利用でき、受発光ダイオードl
は屋外光の検知と照明灯の動作表示に兼用することかで
さる。
According to the operation described above, it can be used in a system that uses outdoor light and illumination lights to automatically turn on the illumination lights by detecting outdoor light.
This is useful because it can be used both to detect outdoor light and to display the operation of lighting lights.

また、前述の動作とはソ同一の動作を行ない、入射光L
inを一定値以上確保したい場合の元綜の劣化監視に利
用することかでさる。この場合は出力用インターフェー
ス回路5は不要で、設定値以下に入射光Linが低下す
ると受発光ダイオード1の動作が受光から発光に切換る
ことにより、光源の劣化や汚れを表示できる。もちろん
、燃焼炎の消炎監視、あるいは煙感知器としても応用で
きる。
In addition, the same operation as that described above is performed, and the incident light L
It can be used to monitor deterioration of the main skein when it is desired to ensure that the in is above a certain value. In this case, the output interface circuit 5 is not necessary, and when the incident light Lin falls below a set value, the operation of the light receiving/emitting diode 1 is switched from receiving light to emitting light, thereby making it possible to indicate deterioration or dirt in the light source. Of course, it can also be used to monitor combustion flame extinction or as a smoke detector.

以上の説明においては入射光の減九時eこ作動する方式
を例としたが、スイッチ動作回路3の比較回路31Pこ
おける動作出力を逆極性にして、入射光音がめる設定レ
ベルより大きくなったときにスイッチ動作を行うように
しておけば苗光時の光電スイッチとして使用できること
は言うまでもない。
In the above explanation, the method that operates when the incident light decreases is taken as an example, but the operation output of the comparison circuit 31P of the switch operation circuit 3 is made to have the opposite polarity so that the sound of the incident light becomes louder than the set level. Needless to say, if it is configured to perform a switch operation from time to time, it can be used as a photoelectric switch at the time of light seedling.

第2図は本発明に係る光検出器の具体例である。FIG. 2 shows a specific example of a photodetector according to the present invention.

図において、LEDは受発光ダイオードとして使用した
ガリウム膨素燐を用いた赤色の発光ダイオードである。
In the figure, the LED is a red light-emitting diode made of gallium phosphorus, which is used as a light-receiving and light-receiving diode.

実験によれば、この種の発光ダイオードLEL+を受光
素子として使用した場合、昼光、白熱電球、白色螢光ラ
ンプ等いずれの光に対しても商感度で十分な信号出力を
得ることができた。
According to experiments, when this type of light emitting diode LEL+ was used as a light receiving element, it was possible to obtain sufficient signal output with commercial sensitivity for any light such as daylight, incandescent lamps, and white fluorescent lamps. .

発光ダイオードLEDを受光素子とした場合の素子の動
作は、そのPN接合44r(造がフォトダイオードと類
似していることからフォトダイオードの動作に類似する
と考えられるが、実験の結果入射光量に対する光電流の
変化はフォトダイオードと同様直線的な比例関係を示し
た。但し実験によれば。
When a light-emitting diode (LED) is used as a light-receiving element, the operation of the element is considered to be similar to that of a photodiode because its PN junction 44r structure is similar to that of a photodiode. The change in the value showed a linear proportional relationship similar to that of the photodiode, however, according to experiments.

フォトダイオードに比較して発光ダイオードを受光素子
として使用1.た場合は、発光を主体とした構造である
ためその有効受光面積にもよるが光電流出力はフォトダ
イオードのlO〜lO倍程度であり、10” 〜10’
 lxの範囲で数nAから数100nA程度の出力が得
られる。したがって、フォトダイオードを用いる場合に
比較して10′〜10!倍程度の増巾利得を必要とする
が、MOS−FET 形の演n増巾器等を利用すれば比
較的容易に得られる値である。なお、発光ダイオードL
EDは暗荀、流が数pAと非常に小さいので誤差が小さ
いという利点かめる。
Using a light emitting diode as a light receiving element compared to a photodiode 1. In this case, since the structure is mainly for light emission, the photocurrent output is about 10 to 10 times that of a photodiode, depending on its effective light-receiving area, and is 10" to 10'
An output of about several nA to several 100 nA can be obtained in the range of lx. Therefore, compared to the case of using a photodiode, it is 10' to 10! Although it requires an amplification gain of about twice that, it is a value that can be obtained relatively easily by using a MOS-FET type amplifier or the like. In addition, the light emitting diode L
ED has the advantage that the error is small because the current is very small at a few pA.

一方、発光ダイオードLEDを受光素子として利用し開
放電圧を得る場合には、フォトダイオード建比較して2
〜3倍の開放出力電圧となる。開放電圧は入射光量と直
、腺的な1.IIl係にないので光hi: fi!II
定には向かないが、光の有無の検出には利用でき、光電
可しに比較して増巾利得か小さくてよいので有利である
On the other hand, when using a light-emitting diode LED as a light-receiving element to obtain an open-circuit voltage, two
The open circuit output voltage will be ~3 times higher. The open circuit voltage is directly related to the amount of incident light. Since it is not in IIl section, light hi: fi! II
Although it is not suitable for determining the presence or absence of light, it can be used to detect the presence or absence of light, and it is advantageous because the amplification gain may be smaller than that of photoelectric detection.

なお、発光ダイオードLEDの吸収分光感度は、同材質
のフォトダイオードの分光感度にはソ類似することが実
験で推定された。ガリウム甚素燐系の発光ダイオードは
砒素と燐の比率を変えることKより発光分光分布のピー
クが変化することが知られており、フォトダイオードの
場合の分光感度も変化すると考えられる。ガリウム燐系
の緑色発光ダイオードは分光出力の巾が狭い特性を有す
るが、これを受光素子として使用すると赤色光には殆ん
ど感度を持たないことが確認された。これらの点からみ
ると、少なくとも発光ダイオードとしての分光出力のピ
ーク値を越えた長波長領域の光に対しては、急激に吸収
感度は低下するものと推察される。このように、■−v
族化合物半導体を用いた発光ダイオードは一般に受光素
子と°しての能力も備え、その吸収感度はその分光出力
〈関連した特性を備えている所に特徴がある。これはシ
リコンフォトダイオードのよう罠、極めて広い波長域に
渡って吸収感度を備えた特性とは本質的に異なっている
所である。
It has been experimentally estimated that the absorption spectral sensitivity of a light emitting diode LED is similar to that of a photodiode made of the same material. It is known that changing the ratio of arsenic and phosphorus in a gallium dins phosphorus light emitting diode changes the peak of the emission spectral distribution, and it is thought that the spectral sensitivity of the photodiode also changes. Although a gallium phosphorus green light emitting diode has a narrow spectral output range, it was confirmed that when used as a light receiving element, it has almost no sensitivity to red light. From these points, it is inferred that the absorption sensitivity decreases rapidly, at least for light in a long wavelength region exceeding the peak value of the spectral output as a light emitting diode. In this way, ■−v
Light-emitting diodes using group compound semiconductors generally also have the ability to function as light-receiving elements, and their absorption sensitivity is characterized by their spectral output. This is essentially different from a silicon photodiode, which has absorption sensitivity over an extremely wide wavelength range.

さて、第2図において光検出回路2は信号検出回路を構
成する演算増巾器OPI%電圧増巾回路を構成する演算
増巾器OP、によって構成される。可変抵抗器RV、は
信号検出回路の感度調整用である。
Now, in FIG. 2, the photodetection circuit 2 is constituted by an operational amplifier OP which constitutes a signal detection circuit and an operational amplifier OP which constitutes a voltage amplification circuit. The variable resistor RV is used to adjust the sensitivity of the signal detection circuit.

スイッチ動作回路8は、可変抵抗器RV、によって形成
される動作レベル設定回路の信号と、前記の電圧塵中回
路の出力を比較する比較回路を構成する演算増巾器OP
、を備え、比較回路の信号をリセットゲートを有するス
リップ7クツグで構成したホールド回路34に入力し、
その一方の出力を出力用インターフェース回路を形成す
る演算増巾器OP4を介して制御出力として出力し、他
方の出力を切換スイッチ回路4に入力している。なお、
リセットゲートに接続されるリセット回路としては手動
スイッチR5を用いたリセットスイッチを、またリセッ
ト端子にはタイマー、別に設けたリセット制御信号発生
回路などの自動リセット回路ARを接続する。切換スイ
ッチ回路4は例えばアナログスイッチASを用い、入力
信号の高低に基づいて交互に開閉を行うようKする。
The switch operation circuit 8 includes an operational amplifier OP that constitutes a comparison circuit that compares the signal of the operation level setting circuit formed by the variable resistor RV and the output of the voltage neutralization circuit.
, and inputs the signal of the comparison circuit to a hold circuit 34 composed of a slip circuit having a reset gate,
One output is output as a control output via an operational amplifier OP4 forming an output interface circuit, and the other output is input to the changeover switch circuit 4. In addition,
The reset circuit connected to the reset gate is a reset switch using a manual switch R5, and the reset terminal is connected to an automatic reset circuit AR such as a timer or a separately provided reset control signal generation circuit. The changeover switch circuit 4 uses, for example, an analog switch AS, which is alternately opened and closed based on the level of the input signal.

このような回路構成によれば、発光ダイオードLEDに
入射光Linが入射し光電流Ishが流れるとこの値に
比例した出力電圧が演q−増巾器OP。
According to such a circuit configuration, when the incident light Lin enters the light emitting diode LED and the photocurrent Ish flows, an output voltage proportional to this value is generated by the amplifier OP.

の出力として得られ、この信号が比較回路に入力されて
設定値と比較される。入射光Linが十分大きい場合は
演算増巾器OP、の出力は「低」であり、演算増巾器O
P4の入力信号を与えるホールド回路84の出力は「高
」、切換スイッチ回路4への出力は「低」となっている
。この状態で、アナログスイッチAsの光検知側スイッ
チは光電流Ish。
This signal is input to a comparison circuit and compared with a set value. When the incident light Lin is sufficiently large, the output of the operational amplifier OP is "low", and the output of the operational amplifier OP is "low".
The output of the hold circuit 84 that provides the input signal of P4 is "high", and the output to the changeover switch circuit 4 is "low". In this state, the photodetection side switch of the analog switch As receives a photocurrent Ish.

順方向に閉成する。次に、光検出回路2の出力電圧が低
下し基準値を下水るとホールド回路34への入力は半転
し「高」となり、ホールド回路84の出力もそれぞれ反
転する。その結果、アナログスイッチASの導通状態も
反転し、発光ダイオードLEDには順方向電圧■、!、
oが印加されて順電流Ifが流れ正規の動作に切換わる
。また、リセットゲートには通常は「高」の信号を入力
しておき、リセットする場合にはこの信号を「低」に変
化させる。なお、リセットゲートに「高」、「低」の発
振入力を与えると発光ダイオードLEDは点滅し、制御
信号は連続パルスとして出力される。   〜第3図は
他の実施例を示すもので、受発光ダイオードを・2個一
対として伝送路を介して対向させ、通信におけるデータ
信号伝送用の送受信装置に応用したものである。図にお
いて、S、は第1の送受信器で、第2の送受信器シと対
釦なって1セツトの送受信装置を構成する。なお、第1
、第2の送受信器S、、S、g同−構成の送受信器で形
成されるが、第の送受信器S、は一部省略して図示しで
ある。
Close in forward direction. Next, when the output voltage of the photodetection circuit 2 decreases and drops below the reference value, the input to the hold circuit 34 is halved and becomes "high", and the output of the hold circuit 84 is also inverted. As a result, the conduction state of the analog switch AS is also reversed, and the forward voltage ■,! ,
o is applied, forward current If flows, and normal operation is switched. Further, a "high" signal is normally input to the reset gate, and when resetting, this signal is changed to "low". Note that when "high" and "low" oscillation inputs are applied to the reset gate, the light emitting diode LED blinks and the control signal is output as a continuous pulse. - Fig. 3 shows another embodiment, in which two light receiving/emitting diodes are arranged in pairs and are opposed to each other via a transmission path, and are applied to a transmitting/receiving device for transmitting data signals in communications. In the figure, S is a first transceiver, which is paired with a second transceiver to constitute one set of transceiver apparatus. In addition, the first
, second transceiver S, , S, g are formed of transceivers having the same configuration, but the second transceiver S is partially omitted from illustration.

この第1、第2の送受信器S1、S、は、一方が送信器
として動作するときは、他方は受信器として動作させる
。第8図に示す状態は、第1の送受信器S1が受信器と
して動作し、第2の送受信器S、が送信器として動作し
ている場合を示している。11は受発光ダイオードで、
光フアイバーケーブルのような光伝送路10を介して第
2の送受信器S。
When one of the first and second transceivers S1 and S operates as a transmitter, the other operates as a receiver. The state shown in FIG. 8 shows a case where the first transceiver S1 is operating as a receiver and the second transceiver S is operating as a transmitter. 11 is a light receiving/emitting diode;
A second transceiver S via an optical transmission line 10 such as an optical fiber cable.

側に設けた受発光ダイオード11と対になって動作する
受発光カブラを構成する。2は第1図で説明したと同様
な光検出回路で、光検出信号を所望の値まで増巾して信
号出力を得る。80は例えば変調光として受信される直
列形のデータ信号として得られた信号出力の検波回路で
ある。検波信号出力はスイッチ動作回路8を構成する波
形整形回路85に入力され、整形復号される。この復号
信号はその一部をストローブ信号としてステップ状にラ
ッチ保持された出力を得るホールド回路34に入力され
ると同時に、外部の信号処理装置へ信号を送ゆ出す出力
用インターフェース回路5に入力される。4はホールド
回路84からの信号に基づいて送受信状態を切換える切
換スイッチ回路である。なお、この切換は例えば送信側
信号の最後に、送信終了信号を任意の形で乗せること圧
し、ホールド回路84はその送信終了信号に基づいて切
換スイッチ回路4の接続を切換えるようにしてもよい。
A light emitting/receiving coupler which operates in pair with a light emitting/receiving diode 11 provided on the side is constituted. 2 is a photodetection circuit similar to that explained in FIG. 1, which amplifies the photodetection signal to a desired value to obtain a signal output. 80 is a detection circuit for a signal output obtained as a serial data signal received as modulated light, for example. The detected signal output is input to a waveform shaping circuit 85 constituting the switch operation circuit 8, and is shaped and decoded. This decoded signal is input to a hold circuit 34 which uses a part of it as a strobe signal to obtain a step-like latched output, and at the same time is input to an output interface circuit 5 which sends a signal to an external signal processing device. Ru. 4 is a changeover switch circuit that switches the transmission/reception state based on the signal from the hold circuit 84. Note that this switching may be accomplished by, for example, adding a transmission end signal in an arbitrary form at the end of the transmission side signal, and the hold circuit 84 may switch the connection of the changeover switch circuit 4 based on the transmission end signal.

50は外部の信号処理装置からの送信すべきデータ信号
を入力し、必要に応じて例えば並列形のデータ信号の場
合は直列形罠信号モードを豫“換する入力用インターフ
ェース回路である。7け送信する直列形のデータ信号を
変調搬送するための搬送周波数の変調波の発振回路、8
はこの変調波に送信すべきデータ信号を重畳するための
ゲート回路である。60は発光制御回路で、前記ゲート
回路8の変調信号出力に基づいて受発光ダイオードII
K流れる信号電流を制御し、受発光ダイオード11の発
光信号を形成する。
Reference numeral 50 denotes an input interface circuit that inputs a data signal to be transmitted from an external signal processing device, and switches the serial trap signal mode as necessary, for example, in the case of a parallel data signal. an oscillation circuit for modulating a carrier frequency wave for modulating and transporting a serial data signal to be transmitted, 8
is a gate circuit for superimposing a data signal to be transmitted on this modulated wave. Reference numeral 60 denotes a light emission control circuit, which controls the light receiving/emitting diode II based on the modulation signal output of the gate circuit 8.
The signal current flowing through the K is controlled to form a light emission signal of the light receiving/emitting diode 11.

なお、データ信号を変調光信号とする必要のない場合に
は、発番回路7.ゲート回路8、および検波回路30は
省略することが可能である。
Note that if the data signal does not need to be a modulated optical signal, the numbering circuit 7. The gate circuit 8 and the detection circuit 30 can be omitted.

次に、第8図のような構成Kfkる送受信装置31%S
tの動作について説明する。
Next, the transmitting/receiving device 31%S having the configuration as shown in FIG.
The operation of t will be explained.

初め、送信側、受信側とも受光状態で対向させておくも
のとする。
Initially, both the transmitting side and the receiving side are placed facing each other in a light-receiving state.

外部の信号処理装置からのデータ信号は送信側の入力用
インターフェース回路50に入力され、必要ならば直列
モードの信号に変換される。そして送信すべき直列形デ
ータ信号のスタートビット信号などを取り出してリセッ
ト信号とし、送信側のスイッチ動作回路3の構成要素の
一つであるホールド回路84を解除し、その出力である
禁止信号を解いて送信側の発振回路7を作動させ、変調
波を発生させる。また送信側のホールド回路34のもう
一つの出力を切換信号として送信側の切換スイッチ回路
4の内部スイッチを受光回路側より発光回路側に切換え
る。送信すべきデータ信号は送信側のゲート回路8を通
して変調波に重畳された直列形のデータ信号となる。そ
して送信側の発光制御回路60の内部信号ゲートスイッ
チ61を通して、送信側の受発光ダイオードIIKより
光に変播さねた変調光データ信号として、例えば光フア
イバーケーブルによる信号伝送路IOに送り出される。
A data signal from an external signal processing device is input to an input interface circuit 50 on the transmitting side, and is converted into a serial mode signal if necessary. Then, the start bit signal of the serial data signal to be transmitted is extracted and used as a reset signal, and the hold circuit 84, which is one of the components of the switch operation circuit 3 on the transmitting side, is released, and the inhibit signal that is the output is released. Then, the oscillation circuit 7 on the transmitting side is activated to generate a modulated wave. Further, another output of the hold circuit 34 on the transmitting side is used as a switching signal to switch the internal switch of the changeover switch circuit 4 on the transmitting side from the light receiving circuit side to the light emitting circuit side. The data signal to be transmitted passes through the gate circuit 8 on the transmitting side and becomes a serial data signal superimposed on a modulated wave. Then, through the internal signal gate switch 61 of the light emission control circuit 60 on the transmitting side, the light emitting/receiving diode IIK on the transmitting side sends out a modulated optical data signal that is not converted into light to a signal transmission path IO using, for example, an optical fiber cable.

受信側では受光素子としての受発光ダイオード11に変
調光直列形データ信号が入射光として入力され、そのデ
ータ信号に従った光電流が受信側の光検出回路2に逆方
向電流として入力される。
On the receiving side, a modulated optical serial data signal is input as incident light to a light receiving/emitting diode 11 serving as a light receiving element, and a photocurrent according to the data signal is input as a reverse current to a photodetecting circuit 2 on the receiving side.

受信側の光検出回路2の出力は変V#波に乗った搬送周
波数を含んだ直列形のデータ信号であるので受信側の検
波回路30を通して受信側の波形整形回路35で変調波
を除去して、送信側と同じ直列形データ信号に復号され
る。
Since the output of the photodetector circuit 2 on the receiving side is a serial data signal containing a carrier frequency riding on a variable V# wave, it is passed through the receiving side detection circuit 30 and the modulated wave is removed by the receiving side waveform shaping circuit 35. The data is then decoded into the same serial data signal as on the transmitting side.

このとき復号された直列形のデータ信号の7アーストビ
ツトを取シ出して受信側のホールド回路84をラッチホ
ールド状態を保持したままにしておく。従って受信側で
は発振回路7は停止したままであり、また受信側の切換
スイッチ回路4の内部スイッチも受光回路側に保持され
た状態で、送信側より伝送されるデータ信号の受信動作
を送信終了まで続行する。
At this time, the 7th earth bit of the decoded serial data signal is extracted and the holding circuit 84 on the receiving side is kept in the latch hold state. Therefore, on the receiving side, the oscillation circuit 7 remains stopped, and the internal switch of the changeover switch circuit 4 on the receiving side is also held on the light receiving circuit side, and the reception operation of the data signal transmitted from the transmitting side ends. Continue until.

受信側の波形整形回路85で復号された直列形データ信
号は受信側の出力用インターフェース回路5を通して、
必要に応じて並列モードの信号に変換されて、外部の信
号処理装置へ出力される。
The serial data signal decoded by the waveform shaping circuit 85 on the receiving side passes through the output interface circuit 5 on the receiving side.
If necessary, it is converted into a parallel mode signal and output to an external signal processing device.

本実施例では同一構成の光信号発生機能1に兼備した光
検出器を光通信のデータ信号伝送路における送受信装置
としたもので、受信側から逆にデータ信号を伝送送信す
る場合は、上記の動作経路を逆方向に同一伝送路を通っ
て送信される。
In this embodiment, a photodetector equipped with an optical signal generation function 1 having the same configuration is used as a transmitting/receiving device in a data signal transmission path of optical communication.When transmitting data signals from the receiving side in reverse, the above It is transmitted through the same transmission path in the opposite direction of the operating path.

従来、この株の光通信システムにおいては送信側の発光
素子としては波長800〜1200mn+の近赤外光の
GaAjAa Kよる発光ダイオード、あるいは半導体
レーザが、特に遠距離伝送路における低い減衰特性など
の点で用いられ、受信側の受光素子としては34フオト
ダイオードが用いられ、送受相互間は2本の光フアイバ
ーケーブルによる伝送路で構成されている。そして送受
間データ信号の同時伝送も可能であり、特に遠距離大規
模なシステムの伝送においては送受の同時性、また信号
の多重性も必要である。
Conventionally, in this type of optical communication system, the light-emitting element on the transmitting side has been a GaAjAaK light-emitting diode that emits near-infrared light with a wavelength of 800 to 1200 mn+, or a semiconductor laser, which has advantages such as low attenuation characteristics especially in long-distance transmission paths. A 34-photodiode is used as a light-receiving element on the receiving side, and a transmission line formed by two optical fiber cables is used between the transmitter and the receiver. Simultaneous transmission of data signals between transmitters and receivers is also possible, and especially in the transmission of long-distance, large-scale systems, simultaneous transmission and reception as well as signal multiplexing are required.

しかしながら、比較的小規模で近距離装置間におけるデ
ータ信号の伝送システムに於ては相互間のデータ信号の
伝送は同時通信よりも一方からのデータ信号の送信に対
するアンサ−としての交互通信が多く用いられる方式で
ある。従って相互間が送受別々に2本の伝送路が用いら
れている場合は、送受いづれか一方は一時的に休止状態
となっている。
However, in relatively small-scale data signal transmission systems between devices over short distances, alternate communication is often used as an answer to data signal transmission from one side, rather than simultaneous communication. This is a method that allows Therefore, if two transmission lines are used separately for transmission and reception, one of the transmission and reception lines is temporarily in a dormant state.

本発明忙よる第3図の如き実施例によれば送受相互間の
伝送路は車路双方向でちゃ、光フアイバーケーブルも1
本でよく、直列形データ信号の車路双方向交互伝送方式
による光通信が可能である。
According to the embodiment of the present invention as shown in FIG.
Optical communication is possible using a bidirectional alternate transmission system for serial data signals.

第4図は第3図に示した受発信装置の具体的な一実施例
を示す回路図で、受発光ダイオードとしてはガリウム社
素燐による赤色の発光ダイオードLEDを使用している
。光検出回路2の構成は第2図に示した光検出器の場合
とI¥IIJ様な構成となっている。すなわち、発光ダ
イオードLEDが受光素子として動作し、これによって
得られた光電流に基づく信号は演算増巾器OP、で検知
増巾され、次の演算増巾器OP;で所定の値にまで増巾
される。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific embodiment of the transmitting/receiving device shown in FIG. 3, in which a red light emitting diode LED made of phosphorus from Gallium Co., Ltd. is used as the receiving/emitting diode. The configuration of the photodetector circuit 2 is similar to that of the photodetector shown in FIG. That is, the light emitting diode LED operates as a light receiving element, and the signal based on the photocurrent obtained thereby is detected and amplified by an operational amplifier OP, and then increased to a predetermined value by the next operational amplifier OP. covered.

この出力はダイオードDからなる検波回路で検波信号と
して取シ出され、波形整形されて復号される。この信号
波形整形は積分回路と演算増巾器OPsによる比較回路
によって行なわれる。このゆ号出力は受信信号として外
部の信号処理装fK入力される。
This output is taken out as a detection signal by a detection circuit consisting of a diode D, and is waveform-shaped and decoded. This signal waveform shaping is performed by an integrating circuit and a comparison circuit including an operational amplifier OPs. This signal output is input as a received signal to an external signal processing device fK.

一方、その一部はフリップフロップ回路で構成されたホ
ールド回路84ヘストロープ信号として与えられる。
On the other hand, a part of the signal is given as a Hestrope signal to a hold circuit 84 made up of a flip-flop circuit.

発振回路7は演算増巾器OP、を用いて構成された発掘
器として形成され、外部から与えられる送信信号を発振
周波数で変UI4傷号に変調する。ゲート回路8はアナ
ログスイッチで構成され、送信信号によって制御される
。仁の変調信号をアナログスイッチで構成した内部信号
ゲートスイッチに加えて制御することにより、発光ダイ
オードLEDを変調信号に基づいて点滅させることがで
きる。
The oscillation circuit 7 is formed as an excavator configured using an operational amplifier OP, and modulates a transmission signal applied from the outside into a variable UI4 signal at an oscillation frequency. The gate circuit 8 is composed of an analog switch and is controlled by a transmission signal. By adding and controlling the external modulation signal to an internal signal gate switch constituted by an analog switch, the light emitting diode LED can be made to blink based on the modulation signal.

なお、一般に発光ダイオードはその半導体装置プの面積
が小さいものが多く、その発光輝度を高く見せるために
外囲器をレンズ状に形成し、発光洗指向性を持たせてい
るものが多い。なお、面積を大きくしたとしても拡散発
光のため発光輝度は殆んど増大しないため、一方向への
輝度という面からみると面積の拡大はあまり効果がない
。一方、フォトダイオードの場合は受光面積によって出
力が左右されるので、一般忙受光面積の大きいものが多
い。ガリウムa素燐に代表されるよりなm−V族化合物
半導体はその発光波長分布、吸収波長分布が可視光を中
心に得られ、発光ダイオードは受光素子としても動作す
ることが本発明者等の実験により確認されている。この
ことから、半導体チップの面積、外囲器のレンズ構造な
どに改良を加えることにより、現在知られている発光ダ
イオードより、さらに高感度の受発光素子の製造は可能
である。
In general, many light emitting diodes have a small area as a semiconductor device, and in order to make the luminance of the light emitted appear high, the envelope is formed into a lens shape, and the light emitting diode is often provided with directivity. Note that even if the area is increased, the luminance will hardly increase due to diffused light emission, so increasing the area will not have much effect in terms of brightness in one direction. On the other hand, in the case of photodiodes, the output depends on the light-receiving area, so many of them generally have a large light-receiving area. The present inventors have discovered that the m-V group compound semiconductor represented by gallium a-phosphorus has an emission wavelength distribution and an absorption wavelength distribution centered on visible light, and that a light-emitting diode can also operate as a light-receiving element. Confirmed by experiment. Therefore, by improving the area of the semiconductor chip, the lens structure of the envelope, etc., it is possible to manufacture light emitting/receiving elements with even higher sensitivity than currently known light emitting diodes.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように1本発明は光電相互変換素子に任意
の回路切換手段を介して順電流を供給する電流供給手段
と光起電力による光検出を行う光検知手段を接続した充
電相互変換装置を提供するものである。したがって、1
個の素子で発光と受光の2ai類の機能を備えた使用が
できるため、回路構成をコンバク)K[めることかでき
、安価に構成できる。
As explained above, the present invention provides a charging interconversion device in which a current supply means for supplying a forward current to a photoelectric interconversion element via an arbitrary circuit switching means and a photodetection means for detecting light by photovoltaic force are connected. This is what we provide. Therefore, 1
Since a single element can be used with 2AI functions of light emission and light reception, the circuit configuration can be combined and can be constructed at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る光検出器のブロック図、第2図は
その具体的実施例を示す回路図、第3図は本発明に係る
データ信号の送受信装置のブロック図、第4図はその具
体的実施例を示す回路図、第5図は各柚発光ダイオード
やフォトダイオードの分光出力または分光感度を示す特
性図、第6図は発光ダイオードの構造を示す断面図、第
7図は発光ダイオードを構成する半導体素子の構造図、
第8図はフォトダイオードを構成する半導体素子の構造
図、第9図は短絡電流による光信号検出回路を示す回路
図、第1O図は開放電圧による光信号検出回路を示す回
路図である。 図中に示すlは受発光ダイオード、2は光検出回路、3
はスイッチ動作回路、4は切換スイッチ回路、5は出力
用インターフェース回路、6は発光電源回路、60は発
光制御回路、7は発掘回路、8はゲート回路である。 $9 図 Rf 夛ト  ノO図 R(
FIG. 1 is a block diagram of a photodetector according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific embodiment thereof, FIG. 3 is a block diagram of a data signal transmitting/receiving device according to the present invention, and FIG. 4 is a block diagram of a photodetector according to the present invention. A circuit diagram showing a specific example, Fig. 5 is a characteristic diagram showing the spectral output or spectral sensitivity of each Yuzu light emitting diode and photodiode, Fig. 6 is a sectional view showing the structure of the light emitting diode, and Fig. 7 is a light emitting A structural diagram of a semiconductor element that constitutes a diode,
FIG. 8 is a structural diagram of a semiconductor element constituting a photodiode, FIG. 9 is a circuit diagram showing an optical signal detection circuit using short circuit current, and FIG. 1O is a circuit diagram showing an optical signal detection circuit using open circuit voltage. In the figure, l is a light receiving/emitting diode, 2 is a photodetection circuit, and 3 is a photodetector circuit.
4 is a switch operation circuit, 4 is a changeover switch circuit, 5 is an output interface circuit, 6 is a light emitting power supply circuit, 60 is a light emission control circuit, 7 is an excavation circuit, and 8 is a gate circuit. $9 Diagram Rf

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、光電相互変換素子と、この光電相互変換素子に任意
の回路切換手段を介して接続される、光電相互変換素子
を発光素子として動作させる電流供給手段と、光電相互
変換素子を受光素子として動作させる光検出手段とを備
えたことを特徴とする光電相互変換装置。
1. A photoelectrical mutual conversion element, a current supply means connected to the photoelectrical mutual conversion element via an arbitrary circuit switching means, which causes the photoelectrical mutual conversion element to operate as a light emitting element, and the photoelectrical mutual conversion element to operate as a light receiving element. What is claimed is: 1. A photoelectric mutual conversion device characterized by comprising a photodetection means for detecting
JP59225779A 1984-10-29 1984-10-29 Photoelectric mutual converter Pending JPS61105140A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59225779A JPS61105140A (en) 1984-10-29 1984-10-29 Photoelectric mutual converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59225779A JPS61105140A (en) 1984-10-29 1984-10-29 Photoelectric mutual converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61105140A true JPS61105140A (en) 1986-05-23

Family

ID=16834652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59225779A Pending JPS61105140A (en) 1984-10-29 1984-10-29 Photoelectric mutual converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61105140A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006246085A (en) * 2005-03-03 2006-09-14 Sharp Corp Optical communication device, and optical communication system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57103445A (en) * 1980-12-17 1982-06-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical communication device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57103445A (en) * 1980-12-17 1982-06-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical communication device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006246085A (en) * 2005-03-03 2006-09-14 Sharp Corp Optical communication device, and optical communication system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102459806B1 (en) III-Nitride Multi-Wavelength Light Emitting Diodes
US4074143A (en) Optoelectronic device with optical feedback
JP3734939B2 (en) Light receiving element and light receiving element module
Zimmermann APD and SPAD receivers
JPS61105140A (en) Photoelectric mutual converter
EP0646973B1 (en) Linear bidirectional optocoupler
Fu et al. Spatial audio acquisition using a dual-functioning MQW-diode with a three-stage amplifier circuit
US5459336A (en) Semiconductor photocoupler with changing capacitance
Milovančev et al. Visible light communication at 50 Mbit/s using a red LED and an SPAD receiver
US4714824A (en) Photoelectric transducer with adjustable sensitivity to incident light wavelength
Chatterjee et al. Optimization of the components of a visible light communication system for efficient data transfer
Alves et al. Lighting and communications: devices and systems
Li et al. Phototransistor-like Light Controllable IoT Sensor based on Series-connected RGB LEDs
CN201203921Y (en) Multifunctional active infrared inbreak detector
Kirste et al. AlGaN Based Emitters and Detectors for Non-Line-of-Sight Communication
JPH0376167A (en) Photodetector, light transceiver using the photodetector, light transmitter and optical communication apparatus
JPH06244461A (en) Electric/optical conversion device
Wang et al. Visible light communication in III-nitride quantum-well diode
JPH09210793A (en) Color image sensor
JPS6365326A (en) Light quantity detecting circuit
JPS6062167A (en) Light emitting and receiving element
JPS62179232A (en) Wavelength multiplex optical communication equipment
TR201702955A2 (en) Communication device and communication method.
Marconi et al. Potential of Si-nc MOS devices as Transceivers for interchip optical links
JPS59127491A (en) White balance adjustment device of color camera