JPS636820B2 - - Google Patents
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- JPS636820B2 JPS636820B2 JP14352380A JP14352380A JPS636820B2 JP S636820 B2 JPS636820 B2 JP S636820B2 JP 14352380 A JP14352380 A JP 14352380A JP 14352380 A JP14352380 A JP 14352380A JP S636820 B2 JPS636820 B2 JP S636820B2
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- Japan
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- light
- circuit
- current
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/10—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
- G01J1/16—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void using electric radiation detectors
- G01J1/1626—Arrangements with two photodetectors, the signals of which are compared
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光に応答して動作する受光回路に関す
るものである。
るものである。
従来、種々の受光回路が提案されているが、受
光素子の暗電流の影響が免れ得ず、温度が高くな
つた場合、暗電流値も増大し回路に誤動作を引き
起こさせ、また、常温においては暗電流のため微
少光を検出できないという欠陥があつた。
光素子の暗電流の影響が免れ得ず、温度が高くな
つた場合、暗電流値も増大し回路に誤動作を引き
起こさせ、また、常温においては暗電流のため微
少光を検出できないという欠陥があつた。
本発明は、暗電流の影響が出力にあらわれない
ようにした受光回路を提供するものであつて、上
述したような従来の欠点を除去する。すなわち、
本発明は、光を受光しない受光素子を暗電流キヤ
ンセル用素子として備え、この非受光素子の回路
と光を実際に受光する受光素子の回路との間でカ
レントミラー回路を構成して実現される。
ようにした受光回路を提供するものであつて、上
述したような従来の欠点を除去する。すなわち、
本発明は、光を受光しない受光素子を暗電流キヤ
ンセル用素子として備え、この非受光素子の回路
と光を実際に受光する受光素子の回路との間でカ
レントミラー回路を構成して実現される。
以下図面に従つて本発明の実施例を説明する。
第１図はオン・オフ出力を得るための受光回路
例である。
例である。
トランジスタTrZ1，TrZ2，TrZ3及び抵抗Rzは
定電圧回路を構成し、例えば、電源端子Vccに
8V以上の任意の電圧が与えられても、トランジ
スタTrZ3のエミツタに常時約6.5Vの定電圧VZの
出力が得られるようにしている。発光ダイオード
LEDは、遮蔽物等の動作に応じて適宜後述する
受光素子に光を照射するための光源となるもので
ある。
定電圧回路を構成し、例えば、電源端子Vccに
8V以上の任意の電圧が与えられても、トランジ
スタTrZ3のエミツタに常時約6.5Vの定電圧VZの
出力が得られるようにしている。発光ダイオード
LEDは、遮蔽物等の動作に応じて適宜後述する
受光素子に光を照射するための光源となるもので
ある。
ホトトランジスタPT1は暗電流キヤンセル用ト
ランジスタとして備えられたもので、表面をアル
ミで覆う等して光が入光しないようにし、暗電流
のみを出力するようにしている。もう一方のホト
トランジスタPT2は実際に光を受光するものであ
るが、ホトトランジスタPT1とPT2の面積、拡散
の深さ等は同一条件で作られ、それぞれの暗電流
は等しくなるようにされている。コレクタ・ベー
スを接続したトランジスタTr1はホトトランジス
タPT1を直列接続し電流吸込み回路を構成する。
また、この電流吸込み回路において、ホトトラン
ジスタPT1と並列に接続された抵抗RI1、トラン
ジスタTrI1，TrI2，TrI3は比較基準電流を得るも
ので、その電流I1は I1＝VZ−VBE×４／RI1 ……… ただし、VBEはトランジスタTrI1，TrI2，TrI3，
Tr1のベース・エミツタ電圧 で表わされる。今、IPT1をホトトランジスタPT1
の出力電流すなわち暗電流とすると、トランジス
タTr1のエミツタ電流IDはID＝I1＋IPT1であるから
式により ID＝VZ−4VBE／RI1＋IPT1 ……… となる。
ランジスタとして備えられたもので、表面をアル
ミで覆う等して光が入光しないようにし、暗電流
のみを出力するようにしている。もう一方のホト
トランジスタPT2は実際に光を受光するものであ
るが、ホトトランジスタPT1とPT2の面積、拡散
の深さ等は同一条件で作られ、それぞれの暗電流
は等しくなるようにされている。コレクタ・ベー
スを接続したトランジスタTr1はホトトランジス
タPT1を直列接続し電流吸込み回路を構成する。
また、この電流吸込み回路において、ホトトラン
ジスタPT1と並列に接続された抵抗RI1、トラン
ジスタTrI1，TrI2，TrI3は比較基準電流を得るも
ので、その電流I1は I1＝VZ−VBE×４／RI1 ……… ただし、VBEはトランジスタTrI1，TrI2，TrI3，
Tr1のベース・エミツタ電圧 で表わされる。今、IPT1をホトトランジスタPT1
の出力電流すなわち暗電流とすると、トランジス
タTr1のエミツタ電流IDはID＝I1＋IPT1であるから
式により ID＝VZ−4VBE／RI1＋IPT1 ……… となる。
トランジスタTr2はトランジスタTr1と同じベ
ース・エミツタ電圧で動作するもので、図示の回
路例において、少なくともこれらトランジスタ
Tr1，Tr2が同一チツプの集積回路内に含まれる
ものであり、かつ、それぞれトランジスタTr1，
Tr2のベース・エミツタの面積が同一とすると、
トランジスタTr2の吸込み可能電流（エミツタ電
流）I3は、トランジスタTr1のエミツタ電流IDと
同じく I3＝ID ……… となる。これは、すなわち、カレントミラー回路
を構成する。実際に光を受光するホトトランジス
タPT2は、このカレントミラー回路のトランジス
タTr2に直列接続される。
ース・エミツタ電圧で動作するもので、図示の回
路例において、少なくともこれらトランジスタ
Tr1，Tr2が同一チツプの集積回路内に含まれる
ものであり、かつ、それぞれトランジスタTr1，
Tr2のベース・エミツタの面積が同一とすると、
トランジスタTr2の吸込み可能電流（エミツタ電
流）I3は、トランジスタTr1のエミツタ電流IDと
同じく I3＝ID ……… となる。これは、すなわち、カレントミラー回路
を構成する。実際に光を受光するホトトランジス
タPT2は、このカレントミラー回路のトランジス
タTr2に直列接続される。
光がホトトランジスタPT2に入射すると、入射
光に比例した出力電流IPT2がホトトランジスタ
PT2に流れ、アンプ用トランジスタTr3のベース
電流Ibは Ib＝IPT2−I3 ……… で及び式より Ib＝IPT2−VZ−4VBE／RI1−IPT1 ＝（IPT2−IPT1）−VZ−4VBE／RI1 … となる。前述したように、IPT1はホトトランジス
タPT1の暗電流であり、IPT2は光を受光し得るよ
うにしたホトトランジスタPT2を流れるものであ
つて、 IPT2＝（光が入射したことにより生じる光電流
IPT2′）＋（暗電流IPT2″） しかも、ホトトランジスタPT1，PT2の暗電流
IPT1，IPT2″はIPT1＝IPT2″となるようにしており、
結局、式は Ib＝IPT2′−VZ−4VBE／RI1 ………′ で表わされる。この式に明らかなように、Ibはホ
トトランジスタPT2の、光が入射したことによる
光電流IPT2′に関するもののみとなり、暗電流の
影響のない出力とすることができる。
光に比例した出力電流IPT2がホトトランジスタ
PT2に流れ、アンプ用トランジスタTr3のベース
電流Ibは Ib＝IPT2−I3 ……… で及び式より Ib＝IPT2−VZ−4VBE／RI1−IPT1 ＝（IPT2−IPT1）−VZ−4VBE／RI1 … となる。前述したように、IPT1はホトトランジス
タPT1の暗電流であり、IPT2は光を受光し得るよ
うにしたホトトランジスタPT2を流れるものであ
つて、 IPT2＝（光が入射したことにより生じる光電流
IPT2′）＋（暗電流IPT2″） しかも、ホトトランジスタPT1，PT2の暗電流
IPT1，IPT2″はIPT1＝IPT2″となるようにしており、
結局、式は Ib＝IPT2′−VZ−4VBE／RI1 ………′ で表わされる。この式に明らかなように、Ibはホ
トトランジスタPT2の、光が入射したことによる
光電流IPT2′に関するもののみとなり、暗電流の
影響のない出力とすることができる。
ちなみに、第１図の受光回路例において、ホト
トランジスタPT2への入射光が小さくて IPT2′≦VZ−4VBE／RI1 のとき、′式でIbの値がマイナスすなわちIb＝
０となり、出力用トランジスタTr4はオフで、出
力電圧Voutは電源電圧Vccとなる。ホトトラン
ジスタPT2への入射光が大きくなり、 IPT2′＞VZ−4VBE／RI1 となると、Ib＞０でトランジスタTr4はオンし、
出力電圧Voutとしてほぼアース（GND）レベル
の電圧を得る。出力電圧Voutの反転境界値は
′及び式に従い、抵抗RI1を変化し比較基準電
流I1を任意に設定することにより行なえる。
トランジスタPT2への入射光が小さくて IPT2′≦VZ−4VBE／RI1 のとき、′式でIbの値がマイナスすなわちIb＝
０となり、出力用トランジスタTr4はオフで、出
力電圧Voutは電源電圧Vccとなる。ホトトラン
ジスタPT2への入射光が大きくなり、 IPT2′＞VZ−4VBE／RI1 となると、Ib＞０でトランジスタTr4はオンし、
出力電圧Voutとしてほぼアース（GND）レベル
の電圧を得る。出力電圧Voutの反転境界値は
′及び式に従い、抵抗RI1を変化し比較基準電
流I1を任意に設定することにより行なえる。
上記受光回路を回転計に応用した例を引用し本
回路の有用性を説明する。
回路の有用性を説明する。
第２図は回転計の原理図、第３図ａ，ｂ，ｃは
回転計として使用したときの第１図受光回路の要
部信号波形を示すタイムチヤートである。第２図
に示されるように、スリツトＳ，Ｓ，…を有する
回転板Ｒを挾んで発光ダイオードLEDとホトト
ランジスタPT2を対向させると、ホトトランジス
タPT2に入射される光量PV、ホトトランジスタ
PT2の出力電流IPT2及び出力電圧Voutはそれぞれ
第３図ａ，ｂ，ｃのようになり、出力電圧Vout
のパルス数をカウントすれば回転板Ｒの回転数を
検出することができる。
回転計として使用したときの第１図受光回路の要
部信号波形を示すタイムチヤートである。第２図
に示されるように、スリツトＳ，Ｓ，…を有する
回転板Ｒを挾んで発光ダイオードLEDとホトト
ランジスタPT2を対向させると、ホトトランジス
タPT2に入射される光量PV、ホトトランジスタ
PT2の出力電流IPT2及び出力電圧Voutはそれぞれ
第３図ａ，ｂ，ｃのようになり、出力電圧Vout
のパルス数をカウントすれば回転板Ｒの回転数を
検出することができる。
このような回転計において、装置近辺が高温に
なると、ホトトランジスタPT2の暗電流成分が増
大する。例えば、100℃のときの暗電流は25℃の
ときの約2000倍に達する例もある。従来の受光回
路（いわゆる暗電流キヤンセル回路を含まない受
光回路）では、高温になると最低値Ib（Min）が
出力用トランジスタTr4の反転動作電流値Ib（ｂ）
より大きくなり、出力電圧VoutもほぼGNDレベ
ルのままとなつてしまうことがある。しかし、前
述した第１図のような受光回路を用いると暗電流
の影響はキヤンセルされ、高温時でも正常にその
作動を行なうことができる。
なると、ホトトランジスタPT2の暗電流成分が増
大する。例えば、100℃のときの暗電流は25℃の
ときの約2000倍に達する例もある。従来の受光回
路（いわゆる暗電流キヤンセル回路を含まない受
光回路）では、高温になると最低値Ib（Min）が
出力用トランジスタTr4の反転動作電流値Ib（ｂ）
より大きくなり、出力電圧VoutもほぼGNDレベ
ルのままとなつてしまうことがある。しかし、前
述した第１図のような受光回路を用いると暗電流
の影響はキヤンセルされ、高温時でも正常にその
作動を行なうことができる。
第４図は入射光に比例したアナログ出力を得る
ための受光回路例である。なお、第１図と同一機
能を有するものについては第１図と同一符号を付
して示している。回路的には第１図のものと比較
して、比較基準電流I1を得るための回路がなく、
また最終出力段がアンプ用トランジスタTr3にな
つている点等で相違するが、その他は第１図の構
成とほぼ同様である。
ための受光回路例である。なお、第１図と同一機
能を有するものについては第１図と同一符号を付
して示している。回路的には第１図のものと比較
して、比較基準電流I1を得るための回路がなく、
また最終出力段がアンプ用トランジスタTr3にな
つている点等で相違するが、その他は第１図の構
成とほぼ同様である。
第４図の受光回路例では
ID＝IPT1 ………
I3＝ID ………
であつて、トランジスタTr3のベース電流Ibは
Ib＝IPT2−I3 ………
で表わされるので、，式より、
Ib＝IPT2−ID
＝IPT2−IPT1 ………
となる。ここでIPT2は
IPT2＝IPT2′（光が入射したことにより生じる
光電流）＋IPT2″（暗電流） であつて、しかもIPT1＝IPT2″であるので式は Ib＝IPT2′＋IPT2″−IPT1 ＝IPT2′ ……… となる。そして、トランジスタTr3の電流増幅率
とβとすると、コレクタ電流Ioは Io＝βIb＝βIPT2′ であり、従つて出力電圧Voutとしては負荷抵抗
RLによつて Vout＝Vcc−βIPT2′×RL が得られる。
光電流）＋IPT2″（暗電流） であつて、しかもIPT1＝IPT2″であるので式は Ib＝IPT2′＋IPT2″−IPT1 ＝IPT2′ ……… となる。そして、トランジスタTr3の電流増幅率
とβとすると、コレクタ電流Ioは Io＝βIb＝βIPT2′ であり、従つて出力電圧Voutとしては負荷抵抗
RLによつて Vout＝Vcc−βIPT2′×RL が得られる。
このように本回路例において、暗電流が無視で
き、高温時の動作に何ら支障のないようにでき
る。また、常温時においても暗電流の影響がな
く、従来の受光回路のように暗電流にかくれてい
て検出できなかつた微少光の検出も、本回路例で
は可能になる。
き、高温時の動作に何ら支障のないようにでき
る。また、常温時においても暗電流の影響がな
く、従来の受光回路のように暗電流にかくれてい
て検出できなかつた微少光の検出も、本回路例で
は可能になる。
以上の実施例では、受光素子としてホトトラン
ジスタを用いたが、ホトダイオード等の他の素子
でも同様に実施することができる。また、応用例
として回転計に採用する場合について述べたが、
光を検出したい場合には全ての例に応用できるの
は論をまたない。
ジスタを用いたが、ホトダイオード等の他の素子
でも同様に実施することができる。また、応用例
として回転計に採用する場合について述べたが、
光を検出したい場合には全ての例に応用できるの
は論をまたない。
このように本発明において、光を受光しない受
光素子を暗電流キヤンセル用素子として備え、こ
の非受光素子の回路と実際に光を受光する受光素
子の回路との間でカレントミラー回路を構成する
ものであつて、簡単な構成で暗電流の影響を除去
し、高温時でも何ら支障なく動作でき、また常温
時においても暗電流にかくれるような微少光の検
出を可能にする有用な受光回路を提供する。
光素子を暗電流キヤンセル用素子として備え、こ
の非受光素子の回路と実際に光を受光する受光素
子の回路との間でカレントミラー回路を構成する
ものであつて、簡単な構成で暗電流の影響を除去
し、高温時でも何ら支障なく動作でき、また常温
時においても暗電流にかくれるような微少光の検
出を可能にする有用な受光回路を提供する。
第１図は本発明の一実施例を示す受光回路、第
２図は第１図の受光回路の応用例を説明する原理
図、第３図は第２図の応用時における第１図の要
部信号波形を示すタイムチヤート、第４図は本発
明の他の実施例を示す受光回路である。 PT1，PT2……ホトトランジスタ、Tr1，Tr2
……トランジスタ。
２図は第１図の受光回路の応用例を説明する原理
図、第３図は第２図の応用時における第１図の要
部信号波形を示すタイムチヤート、第４図は本発
明の他の実施例を示す受光回路である。 PT1，PT2……ホトトランジスタ、Tr1，Tr2
……トランジスタ。
Claims (1)
- １ 光を受光しない受光素子を暗電流キヤンセル
用素子として備え、該非受光素子の回路と光を受
光する受光素子の回路との間でカレントミラー回
路を構成してなることを特徴とする受光回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14352380A JPS5766324A (en) | 1980-10-13 | 1980-10-13 | Light receiving circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14352380A JPS5766324A (en) | 1980-10-13 | 1980-10-13 | Light receiving circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5766324A JPS5766324A (en) | 1982-04-22 |
| JPS636820B2 true JPS636820B2 (ja) | 1988-02-12 |
Family
ID=15340713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14352380A Granted JPS5766324A (en) | 1980-10-13 | 1980-10-13 | Light receiving circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5766324A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60117663A (ja) * | 1983-11-29 | 1985-06-25 | Mitsubishi Electric Corp | 機能トリミング方法 |
| JPH06196746A (ja) * | 1992-12-25 | 1994-07-15 | Canon Inc | 光電変換装置、駆動回路、半導体発光素子駆動回路、記憶装置、及びシーケンシャルアクセスメモリー |
| FR2713037B1 (fr) * | 1993-11-23 | 1995-12-29 | Thomson Csf | Circuit d'injection, en imagerie thermique. |
-
1980
- 1980-10-13 JP JP14352380A patent/JPS5766324A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5766324A (en) | 1982-04-22 |
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