[发明专利]光传感器和电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及光传感器和电子设备。

背景技术

以往，在光传感器中，通过在二极管中对2个光电二极管电流进行对数压缩，并进行差动比较输出，从而确保增益(例如，参照日本特开2006-294682号公报(专利文献1)和日本特开昭57-142523号公报(专利文献2))。

此外，在以往的其他光传感器中，通过达林顿(darlington)连接对2个光电二极管的光电流进行放大，得到高增益(例如，参照日本特开平11-345995号公报(专利文献3))。

例如，在复印机中，由于纸在复印机内的各个部分移动，因此使用数十个的多个用于检测物体的光中断器。因此，要求更廉价且高性能的光传感器。

因此，考虑上述专利文献1和专利文献2所示的、使用2个光电二极管并在二极管中压缩之后进行差动比较从而获得增益的方法，但是存在如下的问题：二极管具有-2mV/℃的温度特性，若成为100℃等的高温，则作为输出信号而无法取得足够的电压。因此，根据下级的电路结构而产生误动作或者产生动作偏差。

专利文献1：日本特开2006-294682号公报

专利文献2：日本特开昭57-142523号公报

专利文献3：日本特开平11-345995号公报

发明内容

因此，本发明的课题在于，提供一种能够确保足够的增益而不会导致输出信号的电压下降的光传感器、以及使用了该光传感器的电子设备。

为了解决上述课题，本发明的光传感器的特征在于，具备：光电二极管，其正极接地；电流电压变换部，其一端连接到上述光电二极管的负极；电流源，其一端连接到上述电流电压变换部的另一端；电源部，对上述电流源的另一端施加一定电压；以及发射极接地型或源极接地型的输出晶体管，其基极或栅极连接到上述光电二极管的负极，并且其集电极或漏极连接到上述电流源的一端，上述电流电压变换部包括具有串联连接成其导通方向朝向上述光电二极管侧的n个(n是2以上的整数)PN结的半导体元件组，从上述电流电压变换部与上述电流源的连接点，在上述光电二极管中流过的光电流变换为电压而作为光电变换信号输出。

根据上述结构，如果在电流电压变换部中串联地叠加2级以上的半导体元件组的PN结，则来自电流电压变换部与电流源的连接点的光电变换信号的电压电平根据PN结的级数而增加到整数倍。因此，能够确保足够的增益而不会导致输出的光电变换信号的电压下降。此外，通过在半导体基板上形成上述光电二极管和电流电压变换部和电流源和电源部和输出晶体管，从而与在电流电压变换部中使用大的电阻的情况相比，能够减小芯片面积，能够实现小型且低成本的光传感器。

另外，如果代替半导体元件组而作为电流电压变换部而使用电阻，则需要大的电阻，面积增加，因此不是有益的。

此外，在一个实施方式的光传感器中，上述电源部是，具有串联连接成其导通方向成为相同的方向的n+2个(n是2以上的整数)电源部用二极管，并基于上述串联连接的n+2个电源部用二极管的导通方向电压而输出上述一定电压的恒压电路。

根据上述实施方式，通过在恒压电路中叠加多级(n+2级)电源部用二极管，从而串联连接的n+2个电源部用二极管的导通方向电压在高温下变低，在低温下变高。如此，通过在恒压电路中使用串联连接成导通方向成为相同的方向的n+2个电源部用二极管，从而上述一定电压随着温度变化而变化。在这里，电流电压变换部的半导体元件组的PN结为n级，相对于此，将恒压电路的电源部用二极管设为n+1级以上，从而能够在形成了上述恒压电路的Si基板内实施如下的结构：对使用了通常Si基板的光电二极管施加反偏置，在其上叠加n级的PN结，从而实施电流电压变换。

此外，在一个实施方式的光传感器中，上述电流电压变换部是串联连接成其导通方向朝向上述光电二极管侧的n个(n是2以上的整数)二极管。

另外，该电流电压变换部的二极管也可以使用二极管连接的晶体管。

根据上述实施方式，能够以简单的结构来实现电流电压变换部。

此外，在一个实施方式的光传感器中，上述电流电压变换部是对多个晶体管进行了达林顿连接的达林顿晶体管，对上述达林顿晶体管的集电极施加来自上述电源部的上述一定电压，上述光电二极管的负极连接到上述达林顿晶体管的发射极，上述输出晶体管的集电极或漏极连接到上述达林顿晶体管的基极。