光传感器和电子设备制造技术

光传感器(1)包括：通过光的输入而产生光电流的光电二极管(PD)；和第一电流源(CS)，其与光电二极管(PD)并联配置，通过端子(T1)与端子(T2)之间的端子间电压被驱动，由此生成第一辅助电流。第一电流源(CS)还通过未输入光时的端子间电压被驱动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光传感器和电子设备
本专利技术涉及适用于在物体检测和物体动作速度检测中使用的光电断路器等的2端子型光传感器。
技术介绍
在数码照相机和喷墨打印机等具有由发动机驱动的动作部件的电器产品中，为了检测该动作部件的动作速度而使用传感器。这样的传感器一般具有电源端子、传感器输出端子和GND端子这三种端子。因此，难以将传感器小型化以适应上述那样的电器产品的小型化。此外，为了实现传感器的制作工序的削减和成品率的提高也要求实现了节省配线的光传感器。应对这样的要求，在进行削减端子的传感器的开发。例如，在专利文献1中公开有通过使传感器输出端子和GND端子为共同端子而能够作为2端子的传感器来利用的检测装置。在该检测装置中，以利用恒压产生单元产生的恒压对包括检测元件(检知部)的传感器单元进行驱动，利用比较单元对其输出与比较电压进行比较，利用比较单元的比较器的导通/断开输出对矩形波电流的高电流值和低电流值进行切换。此外，在专利文献2中公开有通过使电源端子和传感器输出端子为共同端子而能够作为2端子的传感器来利用的检测装置。在该检测装置中，利用比较器对传感器的输出与利用电阻将从基准电压生成单元输出的基准电压分压后的电压进行比较，经由2线、3线切换单元将该比较器的输出输出至电流放大单元或电流设定单元。这样，通过设置2线、3线切换单元，能够将检测装置作为2线式或3线式的检测装置来利用。现有技术文献专利文献专利文献1：日本公开专利公报“特开平10－332722号公报(1998年12月18日公开)”专利文献2：日本公开专利公报“特开平10－209839号公报(1998年08月07日公开)”专利
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，在专利文献1的检测装置中，由于具有恒压产生单元和比较单元，所以2端子间的电压的下降不充分。因此，低电平的检测信号成为高的电压。以下对其理由进行说明。如上所述，产生比较电压而进行比较的比较单元的比较器，作为电路由差动放大器构成。构成差动放大器的晶体管，每一个晶体管作为动作电压需要约0.7V。因此，构成差动放大器的至少两个晶体管需要被串联连接，因此需要至少1.4V左右的电压。此外，在将上述比较器设置在恒压产生单元的电路内的情况下，该电路需要由比比较器高的电压构成，因此至少需要2.1V左右的电压。因此，这样的电压使2端子间的最低电压提高，不能够使低电平的检测信号为足够低的电压。因此，难以将上述检测装置的动作范围进一步扩大。在专利文献2的检测装置中也因为具有基准电压生成单元和比较器而同样使得2端子间的电压下降不充分。因此，为了使电压充分地下降，需要从2线式切换为3线式。为了避免这样的问题，期望在光传感器中使2端子间的电位差变大，使电压充分地下降。此外，在光传感器中，如果在从光输入状态转移至光未输入状态时、以及从光未输入状态转移至光输入状态时2端子间的电压不稳定，则会发生误检测。因此，在光传感器中期望使2端子间的电压稳定，在高电平与低电平之间进行切换。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，在2端子型的光传感器中使2端子间的电压充分地下降并且在光输入状态和光未输入状态的切换时稳定。用于解决问题的方式为了解决上述问题，本专利技术的一个方式的光传感器是使被施加电源电压的第二端子的电位相对于第一端子的固定电位发生变动而检测光的输入的2端子型的光传感器，该光传感器的特征在于，包括：通过光的输入而产生光电流的光电转换元件；第一电流源，其由上述第一端子和上述第二端子间的端子间电压驱动，由此产生第一辅助电流；将上述光电流放大的电流放大器；和电流控制部，其基于输入光时的上述电流放大器的输出电流，使上述第一端子和上述第二端子间的端子间电流停止，基于不输入光时的上述输出电流使上述端子间电流流动，上述第一电流源将上述第一辅助电流输入到上述电流放大器，或将上述第一辅助电流附加于上述电流放大器的上述输出电流，不管有无光的输入均产生上述第一辅助电流。专利技术的效果根据本专利技术的一个方式，在2端子型的光传感器中，获得能够使2端子间的电压充分地下降且在光输入状态与光未输入状态的切换时稳定的效果。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1的受光传感器的结构的电路图。图2是表示实施方式1的比较例的受光传感器的结构的电路图。图3(a)是表示图2所示的受光传感器的动作模拟中的输入光的波形和检测信号的波形的波形图，(b)是表示图1所示的受光传感器的动作模拟中的输入光的波形和检测信号的波形的波形图。图4是表示本专利技术的实施方式1的变形例的受光传感器的结构的电路图。图5是表示本专利技术的实施方式2的受光传感器的结构的电路图。图6是表示本专利技术的实施方式3的受光传感器的结构的电路图。图7是表示本专利技术的实施方式4的受光传感器的结构的电路图。图8(a)是表示对图7的受光传感器的第二电流源中的、晶体管的基极与发射极间电压相对于温度的特性进行模拟的结果的图表，(b)是表示对上述第二电流源中的晶体管的基极与发射极间电压相对于电流的特性进行模拟的结果的图表。图9是表示对图7的受光传感器的相对于温度的滞后特性进行模拟的结果的图表。图10是表示本专利技术的实施方式5的受光传感器的结构的电路图。图11是表示本专利技术的实施方式6的受光传感器的结构的电路图。图12是表示本专利技术的实施方式7的复印机的内部结构的正面图。具体实施方式[实施方式1]以下参照图1对本专利技术的实施方式1进行说明。图1是表示本实施方式的受光传感器1的结构的电路图。[受光传感器的结构]如图1所示，受光传感器1(光传感器)包括受光元件11和外部电阻RL。受光元件11具有两个端子T1、T2、检测信号生成部21和第一电流源CS1。受光元件11是在光输入时使电路电流变动，由此相对于一个端子T2的固定电位使另一个端子T1的电位变动而输出检测信号的2端子型的光检测电路。<端子的结构>端子T1(第一端子)兼作输出检测信号的输出端子和被施加电源电压Vcc的电源端子，经由外部电阻RL与电源线连接。端子T2(第二端子)是接地用的端子，与接地线连接，被提供接地电位(固定电位)。另外，也可以令端子T1为被提供固定电位的端子，令端子T2为电位变动的端子。受光元件11是将来自未图示的发光元件的光直接接收或作为来自物体的反射光接收，将该光转换为电信号(检测信号)输出的电路。<检测信号生成部的结构>检测信号生成部21具有光电二极管PD、电阻R1、R2、晶体管Tr1～Tr5(MOS晶体管)和第一电流反射镜电路CM1。光电二极管PD是接收被输入的光、流动光电流Ipd的光电转换元件。该光电二极管PD的阳极与端子T2连接。另外，检测信号生成部21虽然作为光电转换元件具有光电二极管PD，但是也可以代替光电二极管PD具有光电晶体管。第一电流反射镜电路CM1具有一组晶体管Tr11、Tr12(MOS晶体管)。输入侧的晶体管Tr11的漏极与光电二极管PD的阴极和晶体管Tr11的栅极连接。此外，晶体管Tr11的源极与端子T1连接。输出侧的晶体管Tr12的漏极与电阻R1的一端和晶体管Tr1的栅极连接。此外，晶体管Tr12的源极与端子T1连接。第一电流反射镜电路CM1将被输入至晶体管Tr11的nA级的电流放大，向晶体管Tr12输出μA级的电流。因此，第一电流反射镜电路CM1根据电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光传感器，其是使被施加电源电压的第二端子的电位相对于第一端子的固定电位发生变动而检测光的输入的2端子型的光传感器，该光传感器的特征在于，包括：通过光的输入而产生光电流的光电转换元件；第一电流源，其由所述第一端子和所述第二端子间的端子间电压驱动，由此产生第一辅助电流；将所述光电流放大的电流放大器；和电流控制部，其基于输入光时的所述电流放大器的输出电流，使所述第一端子和所述第二端子间的端子间电流停止，基于不输入光时的所述输出电流使所述端子间电流流动，所述第一电流源将所述第一辅助电流输入到所述电流放大器，或将所述第一辅助电流附加于所述电流放大器的所述输出电流，不管有无光的输入均产生所述第一辅助电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.12 JP 2012-2274091.一种光传感器，其是使被施加电源电压的第二端子的电位相对于第一端子的固定电位发生变动而检测光的输入的2端子型的光传感器，该光传感器的特征在于，包括：通过光的输入而产生光电流的光电转换元件；第一电流源，其由所述第一端子和所述第二端子间的端子间电压驱动，由此产生第一辅助电流；将所述光电流放大的电流放大器；和电流控制部，其基于输入光时的所述电流放大器的输出电流，使所述第一端子和所述第二端子间的端子间电流停止，基于不输入光时的所述输出电流使所述端子间电流流动，所述第一电流源将所述第一辅助电流输入到所述电流放大器，或将所述第一辅助电流附加于所述电流放大器的所述输出电流，不管有无光的输入均产生所述第一辅助电流，所述光传感器还包括副电流源，该副电流源不依赖于所述电源电压地由所述端子间电压驱动，由此产生输入到所述电流放大器的第二辅助电流。2.如权利要求1所述的光传感器，其特征在于：所述电流控制部是为了使所述端子间电流流动而导通，为了使所述端子间电流停止而截止的第一晶体管，所述第一电流源具有使所述第一辅助电流流动的电流反射镜电路，构成该电流反射镜电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈田教和，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP