(57)【要約】      （修正有）【課題】光検出器の温度補償を行う。【解決手段】フォトダイオード１０からの光をフォトトランジスタ１２で検出する。オペアンプ（受光量検出手段）３６は受光量に応じてフォトトランジスタに流れる検出電流を検出電圧に変換して検出し、検出電圧を基準光量受光時において検出される基準電圧と比較することで、受光量の変動を検出する。制御部６０が、フォトダイオード１０の順方向降下電圧に基づき温度を検出し、前記温度に基づき、フォトダイオード１０の電流を制御することで、前記検出電圧を補正することで前記検出電圧を温度補償する。【選択図】図１
2013125760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトダイオードからの光をフォトトランジスタで検出する光検出器におけるフォトダイオードの駆動とフォトトランジスタの電流検出を制御する光検出器制御回路であって、
受光量に応じてフォトトランジスタに流れる検出電流を検出電圧に変換して検出し、検出電圧を基準光量受光時において検出される基準電圧と比較することで、受光量の変動を検出する受光量検出手段と、
フォトダイオードに流すダイオード電流を制御するダイオード電流制御手段と、
前記フォトダイオードの順方向降下電圧に基づき温度を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段により検出した前記温度に基づき、前記フォトトランジスタにおける電流変化率を推定する推定手段と、
前記推定手段によって推定した変化率に予め設定されている係数を乗算し、フォトトランジスタにおける電流変化率を前記ダイオード電流の変化率に換算する換算手段と、
前記換算手段によってダイオード電流の変化率に応じて前記ダイオード電流制御手段を制御してダイオード電流を変更する変更手段と、
を有し、
温度に応じて前記ダイオード電流を変更することで、前記検出電圧を補正することで前記検出電圧を温度補償することを特徴とする光検出器制御回路。
【請求項２】
請求項１に記載の光検出器制御回路であって、
前記推定手段は、前記温度と、フォトダイオードの電流変化率を示すテーブルを有しており、このテーブルに基づきフォトダイオードのダイオード電流の変化率を取得することを特徴とする光検出器制御回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光検出器制御回路であって、
前記換算手段における係数は固定値であって、前記換算手段は前記フォトトランジスタの電流変化率に前記係数を乗算する乗算器を有することを特徴とする光検出器制御回路。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の光検出器制御回路であって、
前記変更手段は、前記ダイオード電流の基準値に前記換算手段において得られた変化率に応じたダイオード電流変化量を加算する加算器を有することを特徴とする光検出器制御回路。
【請求項５】
フォトダイオードからの光をフォトトランジスタで検出する光検出器におけるフォトダイオードの駆動とフォトトランジスタの電流検出を制御する光検出器制御回路であって、
受光量に応じてフォトトランジスタに流れる検出電流を検出電圧に変換して検出し、検出電圧を基準光量受光時において検出される基準電圧と比較することで、受光量の変動を検出する受光量検出手段と、
フォトダイオードに流すダイオード電流を制御するダイオード電流制御手段と、
前記フォトダイオードの順方向降下電圧に基づき温度を検出する温度検出手段と、
前記電圧検出手段により検出した前記温度に基づき、前記フォトトランジスタにおける電流変化率を推定する推定手段と、
前記推定手段によって推定した前記電流変化率に応じて、検出したフォトトランジスタの電流を補正する補正手段と、
を有し、
前記補正手段によって前記フォトトランジスタの電流を補正することでを温度補償を行うことを特徴とする光検出器制御回路。
【請求項６】
請求項５に記載の光検出器制御回路であって、
前記補正手段は、検出電圧と基準電圧を比較するオペアンプを有し、前記補正手段によって前記基準電圧を補正することで、検出電圧を補正することを特徴とする光検出器制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトダイオードからの光をフォトトランジスタで検出する光検出器におけるフォトダイオードの駆動とフォトトランジスタの電流検出を制御する光検出器制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種のカメラの手ぶれ補償機能が搭載されている。この手ぶれ補償では、カメラの動きに応じてレンズを移動させることで手ぶれ補償がなされた画像を得る。この手ぶれ補償を行うためには、レンズを適切に駆動する必要があり、レンズ位置の正確な検出が必要となる。
【０００３】
ここで、各種部材の位置検出には、対象物に磁石などを設置してこれを検出するホール素子が用いられており、レンズに位置検出にもホール素子が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２８４００号公報
【特許文献２】特開２００９−１５６９４７号公報
【特許文献３】特開２００６−２２７２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ホール素子は、比較的高価であり、また携帯電話、スマートフォン搭載カメラ用途などのため省スペース化や、ユーザ要望の特殊な機構形状が望まれる場合に、十分対応できない場合もあり、他の検出手段も検討することが必要である。他の検出手段としては、例えば光学的な検出手段が考えられ、フォトレフレクタやフォトインタラプタなどの光検出器を利用することが考えられる。フォトレフレクタは、フォトダイオードから射出された光の対象物による反射光を、フォトトランジスタにより検出するものであり、レンズ位置によりフォトトランジスタでの受光量が変化するようにすることで、レンズ位置を検出することができる。
【０００６】
このようなフォトレフレクタなどの光検出器では、温度の影響を受ける。そこで、温度補償が問題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、フォトダイオードから射出された光の反射光をフォトトランジスタで検出する光検出器におけるフォトダイオードの駆動とフォトトランジスタの電流検出を制御する光検出器制御回路であって、受光量に応じてフォトトランジスタに流れる検出電流を検出電圧に変換して検出し、検出電圧を基準光量受光時において検出される基準電圧と比較することで、受光量の変動を検出する受光量検出手段と、フォトダイオードに流すダイオード電流を制御するダイオード電流制御手段と、前記フォトダイオードの順方向降下電圧に基づき温度を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段により検出した前記温度に基づき、前記フォトトランジスタにおける電流変化率を推定する推定手段と、前記推定手段によって推定した変化率に予め設定されている係数を乗算し、フォトトランジスタにおける電流変化率を前記ダイオード電流の変化率に換算する換算手段と、前記換算手段によってダイオード電流の変化率に応じて前記ダイオード電流制御手段を制御してダイオード電流を変更する変更手段と、を有し、温度に応じて前記ダイオード電流を変更することで、前記検出電圧を補正することで前記検出電圧を温度補償することを特徴とする。
【０００８】
また、前記推定手段は、前記温度と、フォトダイオードの電流変化率を示すテーブルを有しており、このテーブルに基づきフォトダイオードのダイオード電流の変化率を取得することが好適である。
【０００９】
また、前記換算手段における係数は固定値であって、前記換算手段は前記フォトトランジスタの電流変化率に前記係数を乗算する乗算器を有することが好適である。
【００１０】
また、前記変更手段は、前記ダイオード電流の基準値に前記換算手段において得られた変化率に応じたダイオード電流変化量を加算する加算器を有することが好適である。
【００１１】
また、本発明は、フォトダイオードからの光をフォトトランジスタで検出する光検出器におけるフォトダイオードの駆動とフォトトランジスタの電流検出を制御する光検出器制御回路であって、受光量に応じてフォトトランジスタに流れる検出電流を検出電圧に変換して検出し、検出電圧を基準光量受光時において検出される基準電圧と比較することで、受光量の変動を検出する受光量検出手段と、フォトダイオードに流すダイオード電流を制御するダイオード電流制御手段と、前記フォトダイオードの順方向降下電圧に基づき温度を検出する温度検出手段と、前記電圧検出手段により検出した前記温度に基づき、前記フォトトランジスタにおける電流変化率を推定する推定手段と、前記推定手段によって推定した前記電流変化率に応じて、検出したフォトトランジスタの電流を補正する補正手段と、を有し、前記補正手段によって前記フォトトランジスタの電流を補正することでを温度補償を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、前記補正手段は、検出電圧と基準電圧を比較するオペアンプを有し、前記補正手段によって前記基準電圧を補正することで、検出電圧を補正することが好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、フォトダイオードにおける順方向降下電圧に応じて温度を検出し、検出温度に基づき、フォトダイオードの電流またはフォトトランジスタの電流を制御することによって、効果的な温度補償が行える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係る光検出器（フォトレフレクタ）制御回路の構成を示す図である。
【図２】温度補償を行う制御部の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、実施形態に係るフォトレフレクタを利用した光検出器制御回路（フォトレフレクタ制御回路）の構成を示す図である。光検出器であるフォトリフレクタは、フォトダイオード１０、フォトトランジスタ１２を有し、これらが半導体集積回路２０の外部に設けられる。フォトダイオード１０から射出された光が、検出対象物で反射され、反射光がフォトトランジスタ１２に入射することで、フォトトランジスタ１２に入射光量に応じた電流が流れる。フォトダイオード１０の発光量が一定であっても、レンズの位置に応じて検出対象物が移動し、フォトトランジスタ１２での受光量が変化するようになっており、フォトトランジスタ１２の電流量を検出することでレンズ位置を検出する。なお、レンズ位置はｘ，ｙ方向の２方向検出するため、フォトレフレクタを２つ設け、ｘ，ｙ両方向のレンズ位置を検出する。また、検出対象物としては、レンズに取り付けた反射板などが利用される。
【００１７】
半導体集積回路２０内において、ＤＡＣ２２は、フォトダイオード１０に流す定電流についての入力データに基づき、対応する定電圧を出力する。ＤＡＣ２２の出力は、アンプ２４において安定化された後、ｎチャネルの出力トランジスタ２６のゲートに供給される。出力トランジスタ２６のドレインは電源に接続されており、ソースは端子２８を介し外部のフォトダイオード１０のアノードに接続されている。フォトダイオード１０のカソードはアースに接続されており、従ってＤＡＣ２２に供給されるデータに応じた定電流ＩＦが電源から出力トランジスタ２６を介し、フォトダイオード１０に供給される。なお、出力トランジスタ２６に流れる電流を検出し、ＤＡＣ２２の入力データをフィードバック制御するなど、定電流ＩＦの制御手段を有しておくことも好適である。
【００１８】
フォトトランジスタ１２のコレクタは電源に接続され、エミッタは電流検出抵抗３０を介しアースに接続されている。従って、上述したように、フォトトランジスタ１２の受光量に応じた電流がフォトトランジスタ１２、電流検出抵抗３０に流れ、電流検出抵抗３０の上側であるＸ点（フォトトランジスタ１２と電流検出抵抗３０の接続点）にフォトトランジスタ１２に流れる電流に応じた検出電圧（Ｘ点電圧）が得られる。
【００１９】
Ｘ点電圧は、端子３２を介し、半導体集積回路２０に取り入れられ、抵抗３４を介し、オペアンプ３６の負入力端に入力される。オペアンプ３６の正入力端は、抵抗３８，端子４０、外付け抵抗４２を介し半導体集積回路２０の外部でアースに接続される。また、オペアンプ３６の正入力端には、抵抗４４の一端も接続されており、この抵抗４４の他端には、ＤＡＣ２２からレンズが基準位置にある場合のフォトトランジスタ１２の電流を示す基準電圧が供給される。従って、オペアンプ３６の正入力端の電圧は、基準電圧を抵抗４４と、抵抗３８および外付け抵抗４２の和、とで分圧された電圧（設定電圧）になる。なお、基準電圧は、ＤＡＣ２２に供給する基準電圧データに応じて設定される。オペアンプ３６の正入力端の設定電圧は、ＤＡＣ２２に入力する基準電圧データを変更したり、外付け抵抗４２の抵抗値を変更することで調整が可能である。
【００２０】
オペアンプ３６の出力端は、抵抗４６を介し負入力端に帰還されている。従って、オペアンプ３６の出力端の電圧は、正負入力端の差を抵抗３４、抵抗４６の抵抗値に応じて増幅した電圧となる。
【００２１】
また、オペアンプ３６の出力端は、抵抗４８、端子５０を介し、半導体集積回路２０の外側で他端がアースに接続されたコンデンサ５２に接続されている。従って、オペアンプ３６の出力を積分（ローパス）した電圧信号が端子５０に得られる。そして、端子５０の電圧信号がＡＤＣ５４に入力される。すなわち、フォトトランジスタ１２に流れる受光量に応じた電流量に対応する検出電圧と、設定電圧との差に応じた電圧がＡＤＣ５４に入力されることになる。このため、ＡＤＣ５４の出力において、レンズの位置に応じたデータを得ることができる。
【００２２】
ＡＤＣ５４の出力は、制御部６０に供給され、制御部６０においてレンズ位置が把握される。制御部６０は、得られたレンズ位置に応じて、レンズ駆動用アクチュエータを制御するなど各種の制御を行う。なお、アクチュエータは、例えばＨ−ＢｒｉｄｇｅドライバをＰＷＭパルスにより駆動することにより制御される。
【００２３】
なお、実施形態の構成では、フォトトランジスタ１２の電流Ｉｏを電圧に変換し、設定電圧と比較してその比較結果からレンズ位置を検出しているが、電流Ｉｏからレンズ位置を検出していることに変わりはない。
【００２４】
さらに、本実施形態においては、フォトダイオード１０のアノード側のＹ点の電圧（順方向降下電圧）が端子５６を介し、ＡＤＣ５４に供給される。フォトダイオード１０の順方向降下電圧は、温度に応じて変化する。なお、順方向降下電圧は、温度は比例関係と見なせるため、Ｙ点の電圧をＡＤ変換して得た値は、温度を表すデータとして利用することができる。
【００２５】
ＡＤＣ５４の出力は、制御部６０に供給される。制御部６０は、フォトトランジスタ１２の電流量に応じてレンズ位置を検出し、このレンズ位置に応じた処理を行うが、温度に応じた検出位置の温度補償処理を行う。すなわち、制御部６０は、供給されるフォトダイオード１０の順方向降下電圧に基づき、フォトダイオード１０に供給する電流を制御する。
【００２６】
図２には、制御部６０の構成例が示されている。制御部６０では、供給されるフォトダイオード１０の順方向降下電圧に基づき温度を検出する。上述のように、順方向降下電圧と温度は比例関係にあるため、係数を掛けてもよいし、順方向降下電圧をそのまま温度を示す値と認識してもよい。
【００２７】
制御部６０は、内部に温度と、フォトトランジスタ１２における電流の変化率ΔＩｏ（％）の関係をテーブル７０として持っている。すなわち、テーブル７０には、図２の上段に示すように、各温度についてその温度におけるΔＩｏ（％）の値が記憶されており、検出された温度に応じて電流変化率ΔＩｏ（％）が得られる。そして、得られたΔＩｏ（％）は、オペアンプＯＰ１において、ＩＦ基準値に乗算される。さらに、オペアンプＯＰ１の出力は、オペアンプＯＰ２に入力され、ここで固定の係数であるΔＩＦ（％）／ΔＩｏ（％）が乗算される。従って、オペアンプＯＰ２の出力には、ＩＦ基準値×ΔＩＦ（％）という温度変化による電流ＩＦの変動量が得られる。そして、このＩＦの変動量が加算器において、ＩＦ基準値に加算されることで、フォトトランジスタ１２の電流の温度変化を補償する電流ＩＦが得られる。
【００２８】
このように、本実施形態では、温度に対するＩｏの変化率であるΔＩｏ（％）をテーブルに記憶する。従って、そのときのＩｏの大きさによらずテーブルを利用することができる。そして、得られたΔＩｏ（％）をΔＩＦ（％）に換算し、これをＩＦ基準値に乗算することで、そのときのＩｏの大きさによらず、Ｉｏを補償することができるＩＦを得ることができる。従って、その時のＩｏの大きさによらず、適切なＩｏの温度補償を行うことができる。
【００２９】
ここで、レンズ位置は、ｘ、ｙの２方向で検出する。従って、フォトダイオード１０、フォトトランジスタ１２は、ｘ方向用と、ｙ方向用の２つ設け、それぞれの位置検出値が制御部６０において認識される。この場合、温度検出は１つのフォトダイオード１０の順方向降下電圧のみで行ってもよい。また、ＤＡＣ２２、ＡＤＣ５４は、時分割でｘ、ｙの両方向の処理を行うとよい。
【００３０】
さらに、上述の例では、フォトダイオード１０の電流ＩＦを変更して、フォトトランジスタ１２の電流Ｉｏの温度補償を行った。しかし、検出した温度に応じて、電流Ｉｏの基準値を変更することで、オペアンプ３６の出力をシフトさせることもできる。
【００３１】
すなわち、検出したフォトダイオード１０の順方向降下電圧（＝温度）に基づき、フォトトランジスタ１２の電流変化率Ｉｏ（％）を求め、得られたＩｏに応じてオペアンプ３６の正入力端に供給する基準電圧を変化させる。例えば、基準電圧×（１＋ΔＩｏ（％））とすることで、基準電圧から得られる設定電圧オフセット電圧に対応する）をシフトさせることができ、Ｘ点の電圧に対するオペアンプ３６の出力をシフトして検出したＩｏについて温度補償することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０  フォトダイオード、１２  フォトトランジスタ、２０  半導体集積回路、２４  アンプ、２６  出力トランジスタ、２８，３２，４０，５０，５６  端子、３０  電流検出抵抗、３４，３８，４２，４４，４６，４８  抵抗、３６  オペアンプ、５２  コンデンサ、６０  制御部、７０  テーブル。
【図１】
2013125760.tif 000003
【図２】
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