JPS61167824A - 光電変換回路 - Google Patents
光電変換回路Info
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- JPS61167824A JPS61167824A JP60008222A JP822285A JPS61167824A JP S61167824 A JPS61167824 A JP S61167824A JP 60008222 A JP60008222 A JP 60008222A JP 822285 A JP822285 A JP 822285A JP S61167824 A JPS61167824 A JP S61167824A
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- JP
- Japan
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- photodiode
- capacitor
- voltage
- oscillation frequency
- dark current
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/01—Details
- H03K3/011—Modifications of generator to compensate for variations in physical values, e.g. voltage, temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/027—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
- H03K3/03—Astable circuits
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- H—ELECTRICITY
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- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/42—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
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。
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〕
本発明は光の明るさく照度）を発振周波数（ディジタル
信号）の変化に変換する光電変換回路に関するもので、
例えば昼夜の区別や照度針など照度を検出することに適
する。
信号）の変化に変換する光電変換回路に関するもので、
例えば昼夜の区別や照度針など照度を検出することに適
する。
照度をフォトダイオードの光電流を利用して発振周波数
に変換してディジタル信号として取出す方法は特開昭５
６−９０２２６号公報において提示されている。
に変換してディジタル信号として取出す方法は特開昭５
６−９０２２６号公報において提示されている。
しかし、上記公報に示される光電変換回路では、フォト
ダイオードの周囲温度に応じて発振周波数が太き（変化
するということが本発明によって判明した。
ダイオードの周囲温度に応じて発振周波数が太き（変化
するということが本発明によって判明した。
周知のようにフォトダイオードは、光が当たらない状態
でも微少な暗電流が流れる。これは、浅いエネルギー準
位に存在するキャリアーが熱エネルギーによって励起さ
れて伝導帯に遷移するためである。従って、この暗電流
は、フォトダイオードの周囲温度によって電流値が変化
する。
でも微少な暗電流が流れる。これは、浅いエネルギー準
位に存在するキャリアーが熱エネルギーによって励起さ
れて伝導帯に遷移するためである。従って、この暗電流
は、フォトダイオードの周囲温度によって電流値が変化
する。
よって、上記公報の光電変換回路では、光電流を充放電
するコンデンサには、光電流のみならず、温度によって
電流値が変化する暗電流が流れ込むため、コンデンサの
充放電時間が、フォトダイオードの周囲温度によって変
動し、ゆえに発振周波数が大きく変動するという問題が
かあることが判明した。
するコンデンサには、光電流のみならず、温度によって
電流値が変化する暗電流が流れ込むため、コンデンサの
充放電時間が、フォトダイオードの周囲温度によって変
動し、ゆえに発振周波数が大きく変動するという問題が
かあることが判明した。
上記問題点に鑑み、本発明の解決すべき技術的課題は、
フォトダイオードによって得られた光電流をディジタル
信号に変換する光電変換回路において、フォトダイオー
ドの周囲温度によって、発振周波数が大きく変動しない
ようにすることである。
フォトダイオードによって得られた光電流をディジタル
信号に変換する光電変換回路において、フォトダイオー
ドの周囲温度によって、発振周波数が大きく変動しない
ようにすることである。
本発明は、上記技術的課題を解決するために、光の明る
さに応じて光電流が変化する第１のフォトダイオードと
、 この第１のフォトダイオードに対して同方向に電流が流
れるように接続された第２のフォトダイオードと、 この第２のフォトダイオードの遮光する遮光手段と、 前記第２のフォトダイオードに並列接続され、前記第１
のフォトダイオードからの光電流を充放電するコンデン
サと、 このコンデンサの充放電に応じて、発振動作するスイッ
チング回路とを具備する技術手段を採用する。
さに応じて光電流が変化する第１のフォトダイオードと
、 この第１のフォトダイオードに対して同方向に電流が流
れるように接続された第２のフォトダイオードと、 この第２のフォトダイオードの遮光する遮光手段と、 前記第２のフォトダイオードに並列接続され、前記第１
のフォトダイオードからの光電流を充放電するコンデン
サと、 このコンデンサの充放電に応じて、発振動作するスイッ
チング回路とを具備する技術手段を採用する。
上記技術手段を採用することにより、第１フオトダイオ
ードにて生じた暗電流は、第２フオトダイオードを通し
て流れ、コンデンサには充電されない。よってコンデン
サの充放電に要する時間は、暗電流の大きさ、つまり周
囲温度に影響されず、第１フオトダイオードにて生ずる
光電流のみによって決定される。
ードにて生じた暗電流は、第２フオトダイオードを通し
て流れ、コンデンサには充電されない。よってコンデン
サの充放電に要する時間は、暗電流の大きさ、つまり周
囲温度に影響されず、第１フオトダイオードにて生ずる
光電流のみによって決定される。
以下本発明を実施例によって詳細に説明する。
第１図は、本発明の第１実施例を示し、第１図において
符号１１は光を検出するための第１フオトダイオード、
１２は暗電流のみ流れるよう遮光手段、例えば遮光テー
プ１２ａによって被覆された第２のフォトダイオードで
ある。この第２のフ 。
符号１１は光を検出するための第１フオトダイオード、
１２は暗電流のみ流れるよう遮光手段、例えば遮光テー
プ１２ａによって被覆された第２のフォトダイオードで
ある。この第２のフ 。
オドダイオード１２は、第１のフォトダイオード１１か
らの暗電流が、できくだけスムーズに流れ、しかも光電
流は遮断するように、同種のものを使用する。その際第
２のフォトダイオード１２の暗電流は、第１のフォトダ
イオード１１の暗電流より若干大きく設定されたものを
使用するのが好ましい。
らの暗電流が、できくだけスムーズに流れ、しかも光電
流は遮断するように、同種のものを使用する。その際第
２のフォトダイオード１２の暗電流は、第１のフォトダ
イオード１１の暗電流より若干大きく設定されたものを
使用するのが好ましい。
さらに、第１図において、１３はコンデンサ、１４はシ
ュミットトリガが機能をもった２人力ＮＡＮＤゲート、
すなわち入力波形の立上り時と立下り時に回路しきい値
電圧が異なるもので、これは公知の東芝製ＩＣＴＣ４０
９３ＢＰと同一機能を有するものである。１５と１６は
インバータゲート、１７は抵抗、１８はＮＰＮ型トラン
ジスタである。１０１と１０２は電源端子であり１０１
がプラス側、１０２がマイナス側である。前記シュミッ
トトリガ機能を有するＮＡＮＤゲート（以後ＮＡＮＤゲ
ートと呼ぶ）１４及びインバータゲート、１５．１６は
図には配線していないが電源に接続されている。１０３
は発振信号が現れる出力端子である。
ュミットトリガが機能をもった２人力ＮＡＮＤゲート、
すなわち入力波形の立上り時と立下り時に回路しきい値
電圧が異なるもので、これは公知の東芝製ＩＣＴＣ４０
９３ＢＰと同一機能を有するものである。１５と１６は
インバータゲート、１７は抵抗、１８はＮＰＮ型トラン
ジスタである。１０１と１０２は電源端子であり１０１
がプラス側、１０２がマイナス側である。前記シュミッ
トトリガ機能を有するＮＡＮＤゲート（以後ＮＡＮＤゲ
ートと呼ぶ）１４及びインバータゲート、１５．１６は
図には配線していないが電源に接続されている。１０３
は発振信号が現れる出力端子である。
次に上記構成より成る本第１実施例の作動を説明する。
まず電源端子１０１と１０２に電圧が印加された状態で
は、ＮＡＮＤゲート１４の入力端子１１４の電圧は電源
ハイレベル（以後“１”とする）電圧となっており、ま
た第１のフォトダイオード１１には光が当たることによ
り、第１のフォトダイオード１１のカソードからアノー
ドに向かって光電流が流れコンデンサ１３に充電を始め
る。このためＮＡＮＤゲート１４の入力端子１１０の電
圧がローレベル（以後“０”とする）電圧から上昇し始
める。そしてＮＡＮＤゲート１４のしきい値電圧を超え
るとＮＡＮＤゲート１４の出力は、“１”電圧から“Ｏ
”電圧となる。この電圧がインバータゲート１５の入力
に到来するため、インバータゲー）１５の出力は“Ｏ”
電圧から“１”電圧に反転する。この電圧はインバータ
ゲート１６の入力に到来し、出力は“１”電圧から“０
”電圧になる。一方、前記インバータゲート１５の出力
に現−；た“１”電圧は抵抗１７を介してトランジスタ
１８のベースに入力されるためトランジスタ１８を導通
させる。トランジスタ１８が導通することにより前記コ
ンデンサ１３に充電された電荷はトランジスタ１８のコ
レクタ・エミッタを介して放電されることになる。この
ためＮＡＮＤゲー）１４の入力端子１１０の電圧がほぼ
“Ｏ。
は、ＮＡＮＤゲート１４の入力端子１１４の電圧は電源
ハイレベル（以後“１”とする）電圧となっており、ま
た第１のフォトダイオード１１には光が当たることによ
り、第１のフォトダイオード１１のカソードからアノー
ドに向かって光電流が流れコンデンサ１３に充電を始め
る。このためＮＡＮＤゲート１４の入力端子１１０の電
圧がローレベル（以後“０”とする）電圧から上昇し始
める。そしてＮＡＮＤゲート１４のしきい値電圧を超え
るとＮＡＮＤゲート１４の出力は、“１”電圧から“Ｏ
”電圧となる。この電圧がインバータゲート１５の入力
に到来するため、インバータゲー）１５の出力は“Ｏ”
電圧から“１”電圧に反転する。この電圧はインバータ
ゲート１６の入力に到来し、出力は“１”電圧から“０
”電圧になる。一方、前記インバータゲート１５の出力
に現−；た“１”電圧は抵抗１７を介してトランジスタ
１８のベースに入力されるためトランジスタ１８を導通
させる。トランジスタ１８が導通することにより前記コ
ンデンサ１３に充電された電荷はトランジスタ１８のコ
レクタ・エミッタを介して放電されることになる。この
ためＮＡＮＤゲー）１４の入力端子１１０の電圧がほぼ
“Ｏ。
電圧に低下する。このためＮＡＮＤゲート１４の出力は
“０”電圧から“ｌ”電圧に、反転し、インバータゲー
ト１５の出力は“１″電圧から″０３電圧に反転する。
“０”電圧から“ｌ”電圧に、反転し、インバータゲー
ト１５の出力は“１″電圧から″０３電圧に反転する。
このインバータゲート１５の出力が“０”電圧になるこ
とにより、インバータゲート１６の出力は“１”電圧に
なると共に、トランジスタ１８を遮断する。トランジス
タ１８が遮断されるためコンデンサ１３からの放電は停
止し、コンデンサ１３は前記第１のフォトダイオード１
１の光電流により充電され始める。以後上記に記した作
動が繰り返される。よって出力端子１０３には、第２図
の１２０に示す様な発振電圧波形が現れることになる。
とにより、インバータゲート１６の出力は“１”電圧に
なると共に、トランジスタ１８を遮断する。トランジス
タ１８が遮断されるためコンデンサ１３からの放電は停
止し、コンデンサ１３は前記第１のフォトダイオード１
１の光電流により充電され始める。以後上記に記した作
動が繰り返される。よって出力端子１０３には、第２図
の１２０に示す様な発振電圧波形が現れることになる。
なお、第２図において、横軸は、時間ｔを表し、縦軸は
、電圧Ｖを表わす。
、電圧Ｖを表わす。
上記のような発振動作において、第１のフォトダイオー
ド１１は、光の照度に関係なく、カソードからアノード
に向かって暗電流が流れる。この暗電流は、第１のフォ
トダイオード１１の周囲温度に影響され、温度に応じて
変動する。
ド１１は、光の照度に関係なく、カソードからアノード
に向かって暗電流が流れる。この暗電流は、第１のフォ
トダイオード１１の周囲温度に影響され、温度に応じて
変動する。
″ したがって、もし、第２のフォトダイオード１２
がないと、第１のフォトダイオード１１の暗電流は、コ
ンデンサ１３に流れこみ、コンデンサ１３を充電する。
がないと、第１のフォトダイオード１１の暗電流は、コ
ンデンサ１３に流れこみ、コンデンサ１３を充電する。
よって周囲温度の変化によりコンデンサ１３の充放電の
時間が変動して、第２図に示す発振電圧波形が変化し、
発振周波数が変動してしまう。
時間が変動して、第２図に示す発振電圧波形が変化し、
発振周波数が変動してしまう。
しかし、本第１実施例によれば、コンデンサ１３には、
第２のフォトダイオード１２が並列・接続されているた
め、第１のフォトダイオード１１の暗電流のほとんどは
、第２のフォトダイオード１２を通じて一端子１０２へ
流れ、コンデンサ１３には充電されない、したがって１
、出力端子１０３から出力される信号の発振周波数は、
第１のフォトダイオード１１の暗電流、すなわち周囲温
度の影響をほとんど受けることなく、第１のフォトダイ
オード１１の光電流、つまり光の照度に比例したものが
得られる。
第２のフォトダイオード１２が並列・接続されているた
め、第１のフォトダイオード１１の暗電流のほとんどは
、第２のフォトダイオード１２を通じて一端子１０２へ
流れ、コンデンサ１３には充電されない、したがって１
、出力端子１０３から出力される信号の発振周波数は、
第１のフォトダイオード１１の暗電流、すなわち周囲温
度の影響をほとんど受けることなく、第１のフォトダイ
オード１１の光電流、つまり光の照度に比例したものが
得られる。
第３図に周囲温度２０℃での発振周波数を基準としたと
きの周囲温度と発振周波数の変動率との関係を示す、こ
の第３図において、点線Ａにて示される曲線は特開昭５
６−９０２２６号公報に提示された発振回路によるもの
、一点破線Ｂにて示される曲線は本発明の第１実施例で
ある第１図発振回路の第２のフォトダイオード１２かな
い時のもの、実線Ｃにて示される曲線は前記第２のフォ
トダイオード１２がある時のものをそれぞれ示しである
。この第３図より明らかのよう本発明になる発振回路に
おいては温度に影響され難いことがわか゛る。
きの周囲温度と発振周波数の変動率との関係を示す、こ
の第３図において、点線Ａにて示される曲線は特開昭５
６−９０２２６号公報に提示された発振回路によるもの
、一点破線Ｂにて示される曲線は本発明の第１実施例で
ある第１図発振回路の第２のフォトダイオード１２かな
い時のもの、実線Ｃにて示される曲線は前記第２のフォ
トダイオード１２がある時のものをそれぞれ示しである
。この第３図より明らかのよう本発明になる発振回路に
おいては温度に影響され難いことがわか゛る。
第４図は本発明になる発振回路の発振周波数が照度に対
して直線性を持っていることを示している。
して直線性を持っていることを示している。
次に、本発明の他の実施例について説明する。
上記第１実施例では光電流によりコンデンサ１３に充電
される電圧値の変化をＮＡＮＤゲー）１４にて検出して
いるが、これは第５図に示す第２実施例の如くインバー
タゲート４１で行っても実施例と同様の作動を行う。ま
たインバータゲート４１とインバータゲート１５が直列
に接続されていることより、これをノンインバータゲー
ト１１固に置換しても同一であることは明らかである。
される電圧値の変化をＮＡＮＤゲー）１４にて検出して
いるが、これは第５図に示す第２実施例の如くインバー
タゲート４１で行っても実施例と同様の作動を行う。ま
たインバータゲート４１とインバータゲート１５が直列
に接続されていることより、これをノンインバータゲー
ト１１固に置換しても同一であることは明らかである。
また実施例ではトランジスタ１８にＮＰＮ）うンジスタ
を用いているが、これは本発明の第３実施例である第６
図に示す如くＰＮＰトランジスタ５２を用いてもよい。
を用いているが、これは本発明の第３実施例である第６
図に示す如くＰＮＰトランジスタ５２を用いてもよい。
さらに本発明の第４実施例である第７図に示すように電
源電圧プラス側にコンデンサを、マイナス側にフォトダ
イオードを接続し、インバータゲート１５の出力でＰＮ
Ｐ トランジスタ６１を駆動する回路でも良い。
源電圧プラス側にコンデンサを、マイナス側にフォトダ
イオードを接続し、インバータゲート１５の出力でＰＮ
Ｐ トランジスタ６１を駆動する回路でも良い。
上述のように、本発明によれば、発振周波数を決定する
コンデンサの充放電に要する時間は、周囲温度に影響さ
れず、第１フオトダイオードの光電流のみによって決定
されるため、発振周波数は、温度に大きく影響されるこ
となく、安定した出力が得られるという効果があ条。
コンデンサの充放電に要する時間は、周囲温度に影響さ
れず、第１フオトダイオードの光電流のみによって決定
されるため、発振周波数は、温度に大きく影響されるこ
となく、安定した出力が得られるという効果があ条。
第１図は本発明になる光発振回路を示す第１実施例、第
２図は第１図の電圧波形図、第３図は温度に対する発振
周波数の変動率を示す特性図、第４図は本発明になる光
発振回路の照度と発振周波数との関係を示す特性図、グ
ラフ、第５図は本発明の第２実施例の電気回路図、第６
図は本発明の第３実施例の電気回路図、第７図は本発明
の第４実施例の電気回路図である。 ｔｉ・・・第１のフォトダイオード、１２・・・第２の
フォトダイオード、１３・・・コンデンサ、１４・・・
シュミツ）ｌ−リガ機能を有するＮＡＮＤゲート、１５
．１６・・・インバータゲート、１７・・・抵抗、１８
・・・トランジスタ、１０１，１０２・・・電源端子、
１０３・・・出力端子。（尚、参考として温度特性の実
測値も添付します。）
２図は第１図の電圧波形図、第３図は温度に対する発振
周波数の変動率を示す特性図、第４図は本発明になる光
発振回路の照度と発振周波数との関係を示す特性図、グ
ラフ、第５図は本発明の第２実施例の電気回路図、第６
図は本発明の第３実施例の電気回路図、第７図は本発明
の第４実施例の電気回路図である。 ｔｉ・・・第１のフォトダイオード、１２・・・第２の
フォトダイオード、１３・・・コンデンサ、１４・・・
シュミツ）ｌ−リガ機能を有するＮＡＮＤゲート、１５
．１６・・・インバータゲート、１７・・・抵抗、１８
・・・トランジスタ、１０１，１０２・・・電源端子、
１０３・・・出力端子。（尚、参考として温度特性の実
測値も添付します。）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光の明るさに応じて光電流が変化する第１のフォトダイ
オードと、 この第１のフォトダイオードに対して同方向に電流が流
れるように接続された第２のフォトダイオードと、 この第２のフォトダイオードの遮光する遮光手段と、 前記第２のフォトダイオードに並列接続され、前記第１
のフォトダイオードからの光電流を充放電するコンデン
サと、 このコンデンサの充放電に応じて、発振動作するスイッ
チング回路とを具備することを特徴とする光電変換回路
。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60008222A JPS61167824A (ja) | 1985-01-18 | 1985-01-18 | 光電変換回路 |
| US06/818,606 US4714827A (en) | 1985-01-18 | 1986-01-13 | Photo-electric conversion device with dark current compensation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60008222A JPS61167824A (ja) | 1985-01-18 | 1985-01-18 | 光電変換回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61167824A true JPS61167824A (ja) | 1986-07-29 |
Family
ID=11687161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60008222A Pending JPS61167824A (ja) | 1985-01-18 | 1985-01-18 | 光電変換回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4714827A (ja) |
| JP (1) | JPS61167824A (ja) |
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| JP2006118965A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Seiko Epson Corp | 光検出回路、電気光学装置、および電子機器 |
| JP2008209556A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Epson Imaging Devices Corp | 電気光学装置、半導体装置、表示装置およびこれを備える電子機器 |
| US7948483B2 (en) | 2004-10-12 | 2011-05-24 | Seiko Epson Corporation | Photo detection circuit, method of controlling the same, electro-optical panel, electro-optical device, and electronic apparatus |
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| JP2012227925A (ja) * | 2011-04-20 | 2012-11-15 | Integrated Digital Technologies Inc | センシング装置及びセンシング方法 |
Families Citing this family (8)
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| US5182448A (en) * | 1990-10-05 | 1993-01-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photocoupler with improved anti-noise characteristics |
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| US5410145A (en) * | 1994-02-25 | 1995-04-25 | Coroy; Trenton G. | Light detector using reverse biased photodiodes with dark current compensation |
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| US20060274056A1 (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-07 | Saravanan Rani R | Methods and apparatus for operating optical sensors |
| US7554073B2 (en) * | 2007-01-22 | 2009-06-30 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. | High linearity CMOS ambient light sensor |
Family Cites Families (2)
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| NL255204A (ja) * | 1959-09-01 | |||
| US4356393A (en) * | 1980-05-29 | 1982-10-26 | Banner Engineering Corp. | Alignment indicator for photoelectric scanners |
-
1985
- 1985-01-18 JP JP60008222A patent/JPS61167824A/ja active Pending
-
1986
- 1986-01-13 US US06/818,606 patent/US4714827A/en not_active Expired - Fee Related
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