(57)【要約】【課題】３端子光センサのヒステリシス特性を容易に測定できるヒステリシス特性検査方法を提供する。【解決手段】このヒステリシス特性検査方法では、まず、図５に示すように、３端子光センサの発光素子１０２と、受光回路１０８の受光素子１０１との間に、グラデーション減光フィルタ１１を配置する。減光フィルタ１１が発光素子１０２から受光素子１０１へ入射する入射光量を減少させるから、減光フィルタが存在しない場合に比べて、出力電圧ＶｏがＬレベルからＨレベルへ変わるときの供給電圧Ｖccを大きくできる。したがって、供給電圧Ｖccにより定電圧回路１０６が駆動される３端子光センサにおいてオフ時供給電流Ｉcc(off)を測定する前に定電圧回路１０６が動作しなくなることを回避できる。【選択図】図１
2009250753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子とこの発光素子からの出射光を受光する受光素子との間に、上記発光素子から上記受光素子に入射する入射光量を減少させる減光部材を配置し、
上記発光素子に供給する供給電圧を増加させて、上記受光素子が出力する受光信号に基づいて出力信号を出力する出力回路の出力信号がオフからオンへ変わったときに上記発光素子に供給されるオン時供給電流を測定し、
上記発光素子に供給する供給電圧を減少させて、上記出力回路の出力信号がオンからオフへ変わったときに上記発光素子に供給されるオフ時供給電流を測定し、
上記オン時供給電流とオフ時供給電流とに基づいて、上記発光素子と受光素子と出力回路を有する光センサのヒステリシスを算出することを特徴とするヒステリシス特性検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載のヒステリシス特性検査方法において、
上記減光部材は、透過率が一方向に連続的に増加しており、
上記発光素子と受光素子との間に上記減光部材を配置し、上記発光素子に一定の或る供給電圧を供給し、上記発光素子と受光素子との間における上記減光部材の透過率が増加するように上記減光部材を動かして、上記出力回路の出力信号がオフからオンへ変わったときに上記減光部材を停止して上記減光部材の位置を設定することを特徴とするヒステリシス特性検査方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のヒステリシス特性検査方法において、
上記減光部材は、透過率が０％から１００％まで一方向に連続的に増加していることを特徴とするヒステリシス特性検査方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載のヒステリシス特性検査方法において、
上記減光部材は、０％よりも大きな下限の透過率から１００％よりも小さな上限の透過率まで一方向に連続的に増加していることを特徴とするヒステリシス特性検査方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載のヒステリシス特性検査方法において、
上記減光部材は、透過率が円周方向に連続的に増加していることを特徴とするヒステリシス特性検査方法。
【請求項６】
請求項１に記載のヒステリシス特性検査方法において、
上記減光部材は、液晶パネルであることを特徴とするヒステリシス特性検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光センサのヒステリシス特性検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、 図１０に示すように、供給電圧Ｖccが供給される供給電圧端子Ｐ１と、電流供給端子Ｐ２と、出力電圧端子Ｐ３と、グランド端子Ｐ４の４つの端子を有する４端子光センサがある。この４端子光センサは、電流供給端子Ｐ２から発光素子１０２に電流Ｉledを流して、発光素子１０２が出射する光を受光素子１０１で受光する。また、この４端子光センサは、受光素子１０１が発生する受光電流Ｉpdを増幅する増幅器１０３と、増幅器１０３の出力側にベース端子が接続されたｎｐｎトランジスタ１０５と、供給電圧端子Ｐ１と増幅器１０３との間に接続された定電圧回路１０６を有する。上記ｎｐｎトランジスタ１０５は、エミッタ端子がグランド端子Ｐ４に接続され、コレクタ端子が出力電圧端子Ｐ３に接続されている。また、発光素子１０２のカソード端子とグランド端子Ｐ４との間には電流制限抵抗１０７が接続されている。上記受光素子１０１,増幅器１０３,トランジスタ１０５,定電圧回路１０６は、ＯＰＩＣ(Ｏptical ＩＣ)１０８で構成されている。
【０００３】
この受光素子１０１と発光素子１０２との間に遮光物がない状態で電流供給端子Ｐ２に流れる電流Ｉledを可変させて、光センサのヒステリシス特性を測定していた。
【０００４】
すなわち、この電流Ｉledを０ｍＡから増加させていき、出力電圧端子Ｐ３の電圧がＨ(Ｈｉｇｈ)レベルからＬ(Ｌｏｗ)レベルへ反転したときに電流供給端子Ｐ２に流れる電流値をオン電流値Ｉled(on)とする。次に、上記電流Ｉledを、上記オン電流値Ｉled(on)よりも大きい電流値から減少させていき、上記出力電圧端子Ｐ３の電圧がＬレベルからＨレベルへ反転したときに電流供給端子Ｐ２に流れる電流値をオフ電流値Ｉled(off)とする。
【０００５】
ここで、光センサの電気的光学的特性であるヒステリシスＨｓは、次式(１)で定義される。次式(１)において、Ｉpd(on)は出力電圧端子Ｐ３の出力電圧Ｖｏの電圧がＨレベルからＬレベルへ反転したときに受光素子１０１が発生する受光電流であり、Ｉpd(off)は出力電圧端子Ｐ３の出力電圧ＶｏがＬレベルからＨレベルへ反転したときに受光素子１０１が発生する受光電流である。
Ｈｓ＝Ｉpd(on)／Ｉpd(off)            …  (１)
【０００６】
しかし、発光素子１０２に流れる電流Ｉledと、受光素子１０１への入射光量により受光素子１０１が発生する受光電流Ｉpdとは比例するので、実際には、光センサのヒステリシスＨｓは、実測できるパラメータである電流供給端子Ｐ２に流れる電流Ｉledを用いて、次式(２)で評価している。
Ｈｓ＝Ｉled(on)/Ｉled(off)           …  (２)
【０００７】
一方で、図１に示すように、供給電圧端子Ｐ１,出力電圧端子Ｐ３,グランド端子Ｐ４の３つの端子を有するが、電流供給端子Ｐ２を有さない３端子光センサでは、上述の方法では、ヒステリシスＨｓを実測できなかった。
【０００８】
この３端子光センサは、図１に示すように、発光素子１０２のアノード端子を電流供給端子Ｐ２ではなく供給電圧端子Ｐ１に接続した点と、定電圧回路１０６の入力端子を供給電圧端子Ｐ１ではなく発光素子１０２のカソード端子に接続した点とが前述の４端子光センサと異なっている。
【０００９】
この３端子光センサでは、上述の方法ではヒステリシスＨｓを実測できない理由を以下に説明する。
【００１０】
上記３端子光センサにおいて、供給電圧端子Ｐ１に供給される供給電圧Ｖccは、光センサ動作時の電圧範囲は５Ｖ〜２４Ｖである。一方、受光側の回路は、定電圧回路１０６を有し、出力電圧端子Ｐ３が出力する出力電圧Ｖｏは３Ｖである。ここで、供給電圧Ｖccを４Ｖから増加させて行き、出力電圧ＶｏがＨレベルからＬレベルへ反転したときの供給電圧Ｖcc(on)は測定できる。
【００１１】
しかし、供給電圧Ｖccを、上記供給電圧Ｖcc(on)よりも大きい電圧値から減少させて行き、出力電圧ＶｏがＬレベルからＨレベルへ反転するときの供給電圧Ｖcc(off)は測定できなかった。その原因は、出力電圧ＶｏがＬレベルからＨレベルへ反転するときに、電流制限抵抗１０７に流れる電流Ｉled(off)により生じる電圧Ｖledが、受光側の定電圧回路１０６の出力電圧よりも小さいので、出力電圧ＶｏがＬレベルからＨレベルへ反転する前に、受光側の定電圧回路１０６が先に動作しなくなるからである。
【特許文献１】特開２００７−２９２８２８号公報
【特許文献２】実開平３−１６０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、この発明の課題は、３端子光センサのヒステリシス特性を容易に測定できるヒステリシス特性検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、この発明のヒステリシス特性検査方法は、発光素子とこの発光素子からの出射光を受光する受光素子との間に、上記発光素子から上記受光素子に入射する入射光量を減少させる減光部材を配置し、
上記発光素子に供給する供給電圧を増加させて、上記受光素子が出力する受光信号に基づいて出力信号を出力する出力回路の出力信号がオフからオンへ変わったときに上記発光素子に供給されるオン時供給電流を測定し、
上記発光素子に供給する供給電圧を減少させて、上記出力回路の出力信号がオンからオフへ変わったときに上記発光素子に供給されるオフ時供給電流を測定し、
上記オン時供給電流とオフ時供給電流とに基づいて、上記発光素子と受光素子と出力回路を有する光センサのヒステリシスを算出することを特徴としている。
【００１４】
この発明のヒステリシス特性検査方法によれば、上記減光部材が上記発光素子から受光素子に入射する入射光量を減少させるから、上記減光部材が存在しない場合に比べて、上記出力信号がオンからオフへ変わるときの上記供給電圧を大きくできる。したがって、上記オフ時供給電流を測定する際に、上記供給電圧を減少させる量が少なくて済むので、上記供給電圧により出力回路が駆動される３端子光センサにおいて上記オフ時供給電流を測定する前に上記出力回路が動作しなくなることを回避できる。したがって、この発明によれば、３端子光センサのヒステリシス特性を容易に測定できる。
【００１５】
また、一実施形態のヒステリシス特性検査方法では、上記減光部材は、透過率が一方向に連続的に増加しており、
上記発光素子と受光素子との間に上記減光部材を配置し、上記発光素子に一定の或る供給電圧を供給し、上記発光素子と受光素子との間における上記減光部材の透過率が増加するように上記減光部材を動かして、上記出力回路の出力信号がオフからオンへ変わったときに上記減光部材を停止して上記減光部材の位置を設定する。
【００１６】
この実施形態のヒステリシス特性検査方法によれば、上記オン時供給電流を測定する際には、上記供給電圧を上記一定の或る供給電圧よりも低い電圧から増加させればよく、上記オフ時供給電圧流を測定する際には、上記供給電圧を上記一定の或る供給電圧よりも高い電圧から減少させればよい。
【００１７】
また、一実施形態のヒステリシス特性検査方法では、上記減光部材は、透過率が０％から１００％まで一方向に連続的に増加している。
【００１８】
この実施形態のヒステリシス特性検査方法によれば、上記減光部材によって受光素子への入射光量を減少させる減少割合を最大限に調整できるので、検査対象となる３端子光センサの幅広い仕様に対応可能となる。
【００１９】
また、一実施形態のヒステリシス特性検査方法では、上記減光部材は、０％よりも大きな下限の透過率から１００％よりも小さな上限の透過率まで一方向に連続的に増加している。
【００２０】
この実施形態によれば、上記減光部材の透過率分布を０〜１００％よりも狭くしたので、上記発光素子と受光素子との間における上記減光部材の透過率の設定時間を短縮でき、また、透過率の設定精度の向上を図れる。
【００２１】
また、一実施形態のヒステリシス特性検査方法では、上記減光部材は、透過率が円周方向に連続的に増加している。
【００２２】
この実施形態によれば、上記減光部材の回転により、上記発光素子と受光素子との間における透過率を調整できると共に、上記減光部材の最大外径寸法の短縮を図れる。
【００２３】
また、一実施形態のヒステリシス特性検査方法では、上記減光部材は、液晶パネルである。
【００２４】
この実施形態によれば、上記液晶パネルの透過率を変更することで、上記発光素子と受光素子との間における所望の透過率が得られる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明のヒステリシス特性検査方法によれば、上記減光部材が上記発光素子から受光素子に入射する入射光量を減少させるから、上記減光部材が存在しない場合に比べて、上記出力信号がオンからオフへ変わるときの上記供給電圧を大きくできる。したがって、上記オフ時供給電流を測定する際に、上記供給電圧を減少させる量が少なくて済むので、上記供給電圧により出力回路が駆動される３端子光センサにおいて上記オフ時供給電流を測定する前に上記出力回路が動作しなくなることを回避できる。したがって、この発明によれば、３端子光センサのヒステリシス特性を容易に測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２７】
(第１の実施の形態)
図１に、この発明のヒステリシス特性検査方法の実施形態によって、ヒステリシスを測定する対象としての３端子光センサの回路構成を示す。この３端子光センサは、電圧供給端子Ｐ１とグランド端子Ｐ４との間に順に直列に接続された発光素子１０２,電流制限抵抗１０７と受光回路１０８を備える。この受光回路１０８はＯＰＩＣ(Ｏptical ＩＣ)で構成されている。この受光回路１０８は、受光素子１０１と、増幅器１０３と、定電圧回路１０６と、ｎｐｎトランジスタ１０５を有する。この増幅器１０３と定電圧回路１０６とｎｐｎトランジスタ１０５とが出力回路を構成している。また、受光素子１０１はフォトダイオードで構成され、発光素子１０２は発光ダイオードで構成されている。
【００２８】
上記受光素子１０１は、カソード端子が増幅器１０３の反転入力端子に接続され、アノード端子が増幅器１０３の非反転入力端子に接続されている。また、増幅器１０３の出力側はｎｐｎトランジスタ１０５のベース端子に接続されている。このｎｐｎトランジスタ１０５は、コレクタ端子が出力電圧端子Ｐ３に接続され、エミッタ端子がグランド端子Ｐ４に接続されている。また、定電圧回路１０６は、入力側端子Ｔ１が発光素子１０２のカソード端子と電流制限抵抗１０７との接続点に接続され、出力側が増幅器１０３に接続されている。
【００２９】
この実施形態のヒステリシス特性検査方法では、まず、図５に示すように、上記３端子光センサの発光素子１０２と、受光回路１０８の受光素子１０１との間に、減光部材としてのグラデーション減光フィルタ(ＮＤ(Ｎeutral Ｄensity)フィルタ)１１を配置する。この図５は、発光素子１０２と受光回路１０８を収容したハウジング１２の溝部１２Ａに、上記グラデーション減光フィルタ１１の一部が配置された様子を示す側面図である。また、図６は、上記発光素子１０２と受光回路１０８を収容したハウジング１２の溝部１２Ａに、上記グラデーション減光フィルタ１１の一部が配置された様子を下方から上方へ見た状態を示す図である。この図６に示すように、上記ハウジング１２は、上記溝部１２Ａを挟んで対向するスリット１３,１４を有し、発光素子１０２から出射した光は、上記スリット１３を通り、上記グラデーション減光フィルタ１１の一部を通って、スリット１４から受光素子１０１に入射する。
【００３０】
図７は、符号１５で示した上記３端子光センサのハウジング１２の溝部１２Ａに上記グラデーション減光フィルタ１１の一部が配置された状態を示すもう１つの側面図である。このグラデーション減光フィルタ１１は、図７に示す矢印Ｘ方向の始端１１Ａでは透過率が略１００％であり、矢印Ｘ方向の終端１１Ｂでは透過率が略０％である。このグラデーション減光フィルタ１１は、上記始端１１Ａから終端１１Ｂに向かって透過率が連続的に減少している。
【００３１】
次に、電圧供給端子Ｐ１とグランド端子Ｐ４との間に、供給電圧Ｖccとして１２Ｖを印加し、図７において、上記グラデーション減光フィルタ１１を矢印Ｘ方向に動かす。このとき、上記３端子光センサ１５は、図示しない固定部材で位置が固定されている。また、グラデーション減光フィルタ１１は、図７に示すアクチュエータ１７によって矢印Ｘ方向に移動される。
【００３２】
上記減光フィルタ１１の矢印Ｘ方向への移動により、発光素子１０２から受光素子１０１へ到達する光量が増加し、図２の特性図の特性Ｌ１のように、出力電圧端子Ｐ３の出力電圧Ｖｏが減少する。そして、図２の特性図に示すように、出力電圧端子Ｐ３の出力電圧ＶｏがＨレベルかＬレベルへ反転したときに、減光フィルタ１１の矢印Ｘ方向への移動を止める。
【００３３】
次に、上記減光フィルタ１１の位置を固定したままで、供給電圧Ｖccを５Ｖとし、供給電圧Ｖccを５Ｖから上げて行く。そして、出力信号としての出力電圧ＶｏがＨレベルからＬレベルに反転したときのオン時供給電流Ｉcc(on)を測定する。供給電流Ｉcc(on)は発光素子１０２に供給される電流である。
【００３４】
次に、上記減光フィルタ１１の位置を固定したままで、供給電圧Ｖccを２４Ｖとし、供給電圧Ｖccを２４Ｖから下げて行き、出力電圧ＶｏがＬレベルからＨレベルへ反転したときのオフ時供給電流Ｉcc(off)を測定する。
ここで、受光回路１０８に流れる電流Ｉregは、受光回路１０８の回路定数から、一定の電流値Ｉregとして求める。そして、上記測定したオン時の供給電流Ｉcc(on)とオフ時の供給電流Ｉcc(off)と、上記計算で求めた一定電流値Ｉregとから、次式(３)により、上記３端子光センサ１５の電気的光学的特性としてのヒステリシスＨｓを評価する。
Ｈｓ＝(Ｉcc(on)−Ｉreg)/(Ｉcc(off)−Ｉreg)      … (３)
【００３５】
尚、上記実施形態において、減光フィルタ１１の始端１１Ａでの透過率を０％よりも大きな下限の透過率(一例として５％)から減光フィルタ１１の終端１１Ｂでの透過率を１００％よりも小さな上限の透過率(一例として９５％)とし、始端１１Ａから終端１１Ｂへ透過率が連続的に増加していてもよい。この場合、上記減光フィルタ１１の透過率分布を０〜１００％よりも狭くしたので、上記発光素子１０２と受光素子１０１との間における上記減光フィルタ１１の透過率の設定時間を短縮でき、また、透過率の設定精度の向上を図れる。
【００３６】
(実験例)
次に、上記実施形態によって上記３端子光センサ１５の電気的光学的特性としてのヒステリシスＨｓを求めることができることを検証するための実験例を説明する。
【００３７】
この実験例では、まず、上記３端子光センサのヒステリシスＨｓを実測する。図１の３端子光センサ１５において、供給電圧Ｖｃｃの動作電圧範囲を、５Ｖ〜２４Ｖとし、受光回路１０８の定電圧回路１０６の出力電圧を３Ｖ、電流制限抵抗１０７の抵抗値Ｒledを２.２ｋΩ、発光素子１０２を構成するＬＥＤ(発光ダイオード)の順方向電圧を１.２Ｖとして、より具体的に説明する。
【００３８】
この３端子光センサ１５のヒステリシス値Ｈｓを実測する場合は、上記グラデーション減光フィルタ１１は使用しない。そして、図１において、定電圧回路１０６の入力側端子Ｔ１を発光素子１０２のカソード端子と電流制限抵抗１０７との接続点から切り離して、４端子光センサとし、定電圧回路１０６の出力電圧を３Ｖとし、供給電圧Ｖccを上昇させて出力電圧ＶｏがＨレベルからＬレベルに反転したときに発光素子１０２に流れる電流Ｉled(on)を測定し、電流制限抵抗１０７で発生する電圧を測定する。この電流Ｉled(on)は１.５ｍＡ、上記電圧は３.３Ｖであった。一方、出力電圧ＶｏがＬレベルからＨレベルに反転したときに発光素子１０２に流れる電流Ｉled(off)は１.３ｍＡで、電流制限抵抗１０７に発生する電圧は２.８６Ｖであった。
【００３９】
よって、この３端子光センサ１５のヒステリシス値Ｈｓの実測値は、次式で計算される。
Ｈｓ(実測値)＝１.５ｍＡ/１.３ｍＡ＝１.１５４      … (４)
【００４０】
次に、まず、図１の３端子光センサ１５において、定電圧回路１０６と受光素子１０１,増幅器１０３を取り去った回路において、供給電圧Ｖcc(Ｖ)を可変した場合に、電流制限抵抗１０７に流れる電流Ｉled(ｍＡ)を、次式(５)により計算で求める。
Ｉled＝(Ｖcc−(１.２Ｖ＋０.００４・Ｉled０))/Ｒled   … (５)
この式(５)において、０.００４(Ｖ/ｍＡ)は発光素子(ＬＥＤ)１０２に流れる電流Ｉled０(ｍＡ)に対する発光素子１０２の順方向電圧の増加率である。また、式(５)において、Ｒledは電流制限抵抗１０７の抵抗値２.２(ｋΩ)である。
【００４１】
また、式(５)において、Ｉled０(ｍＡ)は、発光素子(ＬＥＤ)１０２が順方向電圧降下が１.２Ｖの理想のダイオードカーブに従うとし電流制限抵抗１０７の抵抗値Ｒledを２.２ｋΩとして、電流制限抵抗１０７に流れる電流を次式(６)により計算で求めた値である。
Ｉled０＝(Ｖcc−１.２Ｖ)/２.２ｋΩ)              … (６)
【００４２】
そして、上式(５)において、供給電圧Ｖcc(Ｖ)を、０.５Ｖから２４Ｖまで０.５Ｖずつ増加させて、計算した電流Ｉleg(ｍＡ)を図３の一覧表に示す。
【００４３】
次に、図１の３端子光センサ１５において、電流制限抵抗１０７を取り去った回路において、供給電圧Ｖcc(Ｖ)を可変した場合に、受光回路１０８に流れる電流Ｉreg(ｍＡ)を、次式(７)により計算で求める。
Ｉreg＝(Ｖcc−(１.２Ｖ＋３.０Ｖ＋０.００４・Ｉled０))/Ｒc＋Ｉc …(７)
この式(７)において、１.２Ｖは発光素子(ＬＥＤ)１０２の順方向電圧、３.０Ｖは定電圧回路１０６の出力電圧、０.００４(Ｖ/ｍＡ)は発光素子１０２に流れる電流Ｉled０に対する発光素子１０２の順方向電圧の増加率である。また、式(７)において、Ｉled０(ｍＡ)は、上式(６)で求めた値である。また、式(７)において、Ｒｃは定電圧回路１０６の入出力間抵抗２００ｋΩであり、Ｉcは定電圧回路１０６の回路電流１.５ｍＡである。
【００４４】
そして、上式(７)において、供給電圧Ｖcc(Ｖ)を、０.５Ｖから２４Ｖまで０.５Ｖずつ増加させて、計算した電流Ｉreg(ｍＡ)を図３の一覧表に示す。
【００４５】
また、図３の一覧表において、供給電流Ｉcc(ｍＡ)は、上記電流制限抵抗１０７に流れる電流Ｉled(ｍＡ)と受光回路１０８に流れる電流Ｉreg(ｍＡ)とを加算した値である。また、図４に、図３における供給電圧Ｖcc(ｖ)を横軸に取り、供給電流Ｉcc(ｍＡ)を縦軸に取って、供給電流Ｉcc(ｍＡ)、電流制限抵抗１０７に流れる電流Ｉled(ｍＡ)、受光回路１０８に流れる電流Ｉreg(ｍＡ)をプロットしたグラフを示す。
【００４６】
次に、上記発光素子１０２と受光素子１０１との間に減光フィルタを配置する。この減光フィルタの透過率は、供給電圧Ｖccの動作電圧の最大値付近で出力電圧ＶｏがＨレベルからＬレベルへ反転するように選定する。図４のグラフから、供給電圧Ｖcc＝２２Ｖの時は、電流Ｉled＝９.４３７ｍＡである。よって、供給電圧Ｖcc＝２２Ｖの時に、出力電圧ＶｏをＨレベルからＬレベルへ反転させるには、前述の実測時の電流Ｉled(on)＝１.５ｍＡであるので、上記減光フィルタの透過率を次式(８)の様に選定する。
透過率Ｐ１＝１.５ｍＡ/９.４３７ｍＡ＝１５.８９％       … (８)
【００４７】
また、前述の実測時の電流Ｉled(off)＝１.３ｍＡであるので、上記透過率が１５.８９％の減光フィルタを使用した場合に出力電圧ＶｏがＬレベルからＨレベルへ反転する電流Ｉled(off)は次式(９)で算出する。
Ｉled(off)＝(１.３ｍＡ/１.５ｍＡ)・９.４３７ｍＡ＝８.１７９ｍＡ …(９)
そして、電流Ｉledが８.１７９ｍＡであるとき、図４のグラフから供給電圧Ｖcc＝１９.２３Ｖである。すなわち、上記減光フィルタの透過率が１５.８９％である場合は、供給電圧Ｖccを５Ｖから上げて行き、供給電圧Ｖccが２２Ｖになると、出力電圧ＶｏがＨレベルからＬレベルへ反転する。また、供給電圧Ｖccを２４Ｖから下げて行き、供給電圧Ｖccが１９.２３Ｖになると、出力電圧ＶｏがＬレベルからＨレベルへ反転する。
【００４８】
そして、上記供給電圧Ｖcc＝２２Ｖの時、図４のグラフから、供給電流Ｉcc＝１１.１１６ｍＡであり、上記供給電圧Ｖcc＝１９.２３Ｖの時、図４のグラフから、供給電流Ｉcc＝９.８２９ｍＡである。
【００４９】
受光回路１０８に流れる電流Ｉreg(ｍＡ)は、定電圧３Ｖで動作する定電圧回路１０６の回路電流１.５ｍＡと、定電圧回路１０６の入力電圧と定電圧３Ｖとの差により定電圧回路１０６に流れる電流との和となる。よって、上記受光回路１０８に流れる電流Ｉreg(ｍＡ)は、上述した式(７)で算出される。
Ｉreg＝(Ｖcc−(１.２Ｖ＋３.０Ｖ＋０.００４・Ｉled０))/Ｒc＋Ｉc …(７)
この式(７)により、供給電圧Ｖcc＝５Ｖの時の電流Ｉregは、図３に示すように、１.５０４ｍＡとなり、供給電圧Ｖcc＝２４Ｖの時の電流Ｉregは、図３に示すように、１.５９９ｍＡとなる。
【００５０】
ここで、受光回路１０８に流れる電流Ｉregを供給電圧Ｖcc＝５Ｖの時の値１.５０４ｍＡと供給電圧Ｖcc＝２４Ｖの時の値１.５９９ｍＡとの平均値１.５５２ｍＡとする。
【００５１】
そして、上記実施形態の如く、測定したオン時の供給電流Ｉcc(on)とオフ時の供給電流Ｉcc(off)と、上記計算で求めた一定電流値Ｉregとから、次式(３)により、上記３端子光センサ１５の電気的光学的特性としてのヒステリシスＨｓを評価する。
Ｈｓ＝(Ｉcc(on)−Ｉreg)/(Ｉcc(off)−Ｉreg)      … (３)
【００５２】
実測したＩcc(on)＝１１.０２６ｍＡと、実測したＩcc(off)＝９.７５４ｍＡと、上記Ｉreg＝１.５５２ｍＡとから、上式(３)で算出したヒステリシスＨｓは、１.１５５である。このＨｓ＝１.１５５は、前述の式(４)によるＨｓ(実測値)＝１.１５４とほぼ同じ値である。
【００５３】
次に、供給電圧Ｖcc＝７Ｖ付近で、出力電圧ＶｏがＬレベルからＨレベルに反転するように、減光フィルタの透過率を選定する。供給電圧Ｖcc＝７Ｖでは、図４のグラフから、電流Ｉled＝２.６３２ｍＡである。よって、上記減光フィルタの透過率を、次式(１０)の様に選定する。
透過率Ｐ２＝１.３ｍＡ/２.６３２ｍＡ＝４９.３９％      … (１０)
【００５４】
また、前述の実測時の電流Ｉled(off)＝１.３ｍＡであるので、上記透過率が１５.８９％の減光フィルタを使用した場合に出力電圧ＶｏがＨレベルからＬレベルへ反転する電流Ｉled(oｎ)は次式(１１)で算出する。
Ｉled(on)＝(１.５ｍＡ/１.３ｍＡ)・２.６３２ｍＡ＝３.０３６ｍＡ …(１１)
また、図４から、電流Ｉled＝３.０３６ｍＡであるとき、供給電圧Ｖcc＝７.８９Ｖである。すなわち、減光フィルタの透過率が４９.３９％である場合、供給電圧Ｖccを５Ｖから上げて行き、供給電圧Ｖccが７.８９Ｖで出力電圧ＶｏがＨレベルからＬレベルへ反転する。一方、供給電圧Ｖccを２４Ｖから下げて行き、供給電圧Ｖccが７Ｖで出力電圧ＶｏがＬレベルからＨレベルへ反転する。また、図４のグラフから、上記供給電圧Ｖcc＝７.８９Ｖの時、供給電流Ｉcc＝４.５５５ｍＡであり、上記供給電圧Ｖcc＝７Ｖの時、供給電流Ｉcc＝４.１４６ｍＡである。
【００５５】
そして、上記実施形態の如く、測定したオン時の供給電流Ｉcc(on)とオフ時の供給電流Ｉcc(off)と、前述の計算で求めた一定電流値Ｉreg＝１.５５２ｍＡとから、次式(３)により、上記３端子光センサ１５の電気的光学的特性としてのヒステリシスＨｓを評価する。
Ｈｓ＝(Ｉcc(on)−Ｉreg)/(Ｉcc(off)−Ｉreg)      … (３)
【００５６】
実測したＩcc(on)＝４.５５５ｍＡと、実測したＩcc(off)＝４.１４６ｍＡと、上記Ｉreg＝１.５５２ｍＡとから、上式(３)で算出したヒステリシスＨｓは、１.１５８である。このＨｓ＝１.１５８は、前述の式(４)によるＨｓ(実測値)＝１.１５４とほぼ同じ値である。
【００５７】
したがって、上記実施形態の如く、発光素子１０２と受光素子１０１との間に減光フィルタ１１を配置して、受光回路１０８に流れる電流Ｉregを一定値とし、供給電圧Ｖccを可変し、供給電流Ｉccを測定することにより、上式(３)から上記３端子光センサのヒステリシス値Ｈｓを評価することができる。
【００５８】
(第２の実施の形態)
次に、この発明のヒステリシス特性検査方法の第２実施形態を説明する。この第２実施形態は、前述の第１実施形態で用いたグラデーション減光フィルタ１１に替えて、図８に示す減光フィルタ２８を用いる点が第１実施形態と異なる。一方、ヒステリシス測定対象である３端子光センサの回路構成は、前述の第１実施形態と同様である。よって、この第２実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主に説明する。
【００５９】
この第２実施形態では、図８に示す減光フィルタ２８を使用する。この減光フィルタ２８は、矢印Ｘ方向の終端側に配置された遮光板部２８Ａと、矢印Ｘ方向の始端側に配置されたグラデーション減光フィルタ２８Ｂとを有する。このグラデーション減光フィルタ２８Ｂは前述の第１実施形態で用いたグラデーション減光フィルタ１１と同様の構成である。また、上記遮光板部２８Ａは透過率が０％である。
【００６０】
この実施形態では、まず、供給電圧端子Ｐ１とグランド端子Ｐ４との間に、供給電圧Ｖccとして一定の電圧１２Ｖを印加し、図８において、３端子光センサ１５を、上記減光フィルタ２８に対して矢印Ｘ方向の反対方向に動かす。つまり、３端子光センサ１５を、減光フィルタ２８に沿って遮光板部２８Ａからグラデーション減光フィルタ２８Ｂの方向へ移動させる。このとき、上記減光フィルタ２８は、図８に示す固定部材２６に位置が固定されている。
【００６１】
上記３端子光センサ１５を、上記遮光板部２８Ａの位置から、上記矢印Ｘ方向の反対方向へ移動させることで、３端子光センサ１５の発光素子１０２と受光素子１０１との間での減光フィルタ２８の透過率が上がり、発光素子１０２から受光素子１０１へ到達する光量が増加する。よって、図２の特性図の特性Ｌ１のように、出力電圧端子Ｐ３の出力電圧Ｖｏが増加する。そして、図２の特性図に示すように、出力電圧端子Ｐ３の出力電圧ＶｏがＨレベルからＬレベルへ反転したときに、３端子光センサ１５の反矢印Ｘ方向への移動を止める。
【００６２】
次に、上記３端子光センサ１５の位置を固定したままで、供給電圧Ｖccを５Ｖとし、供給電圧Ｖccを５Ｖから上げて行く。そして、出力電圧ＶｏがＨレベルからＬレベルに反転したときのオン時供給電流Ｉcc(on)を測定する。このオン時供給電流Ｉcc(on)は発光素子１０２に供給される電流である。
【００６３】
次に、上記３端子光センサ１５の位置を固定したままで、供給電圧Ｖccを２４Ｖとし、供給電圧Ｖccを２４Ｖから下げて行き、出力電圧ＶｏがＬレベルからＨレベルへ反転したときのオフ時供給電流Ｉcc(off)を測定する。
【００６４】
ここで、受光回路１０８に流れる電流Ｉregは、受光回路１０８の回路定数から、一定の電流値Ｉregとして求める。そして、上記測定したオン時の供給電流Ｉcc(on)とオフ時の供給電流Ｉcc(off)と、上記計算で求めた一定電流値Ｉregとから、上述の式(３)により、上記３端子光センサ１５の電気的光学的特性としてのヒステリシスＨｓを評価する。
【００６５】
(第３の実施の形態)
次に、この発明のヒステリシス特性検査方法の第３実施形態を説明する。この第３実施形態は、前述の第１実施形態で用いたグラデーション減光フィルタ１１に替えて、図９に示す減光フィルタ３１を用いる点が第１実施形態と異なる。一方、ヒステリシス測定対象である３端子光センサの回路構成は、前述の第１実施形態と同様である。よって、この第３実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主に説明する。
【００６６】
この第３実施形態では、図９に示す減光フィルタ３１を使用する。この減光フィルタ３１は、全体として円盤状であり、扇状の遮光板部３１Ａと、この扇状の遮光板部３１Ａから図９において周方向反時計回りに延在するグラデーション減光フィルタ３１Ｂと、このグラデーション減光フィルタ３１Ｂと上記遮光板部３１Ａとの間に配置された扇状の透過部３１Ｃとを有する。上記グラデーション減光フィルタ３１Ｂは、遮光板部３１Ａに隣接していて透過率が略０％の端部３１Ｂ-１から透過部３１Ｃに隣接していて透過率が略１００％の端部３１に向かって透過率が連続的に減少している。
【００６７】
この第３実施形態では、図９に示すように、上記３端子光センサ１５のハウジング１２の溝部１２Ａに上記減光フィルタ３１の一部が配置し、３端子光センサ１５の発光素子１０２と受光素子１０１との間に上記減光フィルタ３１を介在させる。
【００６８】
次に、電圧供給端子Ｐ１とグランド端子Ｐ４との間に、供給電圧Ｖccとして１２Ｖを印加し、図９において、上記３端子光センサ１５の位置を固定したままで、減光フィルタ３１を時計回りに移動させることにより、発光素子１０２から受光素子１０１へ到達する光量が増加し、図２の特性図の特性Ｌ１のように、出力電圧Ｖｏが減少する。そして、図２の特性図に示すように、出力電圧ＶｏがＨレベルからＬレベルへ反転したときに、減光フィルタ３１の時計回りの移動を止める。
【００６９】
次に、上記減光フィルタ３１の位置を固定したままで、供給電圧Ｖccを５Ｖとし、供給電圧Ｖccを５Ｖから上げて行く。そして、出力電圧ＶｏがＨレベルからＬレベルに反転したときのオン時供給電流Ｉcc(on)を測定する。このオン時供給電流Ｉcc(on)は発光素子１０２に供給される電流である。
【００７０】
次に、上記減光フィルタ１１の位置を固定したままで、供給電圧Ｖccを２４Ｖとし、供給電圧Ｖccを２４Ｖから下げて行き、出力電圧ＶｏがＬレベルからＨレベルへ反転したときのオフ時供給電流Ｉcc(off)を測定する。
【００７１】
そして、上記測定したオン時の供給電流Ｉcc(on)とオフ時の供給電流Ｉcc(off)と、上記計算で求めた一定電流値Ｉregとから、上述の式(３)により、上記３端子光センサ１５の電気的光学的特性としてのヒステリシスＨｓを評価する。
【００７２】
尚、上記第１〜第３実施形態では、発光素子から受光素子への光量を減衰させる部材として減光フィルタを用いたが、減光フィルタの他に液晶パネル、すりガラス、拡散板を用いてもよい。また、上記実施形態では、電源電圧Ｖccを替えて供給電流Ｉccを測定して３端子光センサ１５のヒステリシスＨｓを測定したが、受光素子１０１と発光素子１０２との間にグラデーション減光フィルタ１１,２８,３１を配置し、電源電圧Ｖccを替えずに、このグラデーション減光フィルタ１１,２８,３１を移動させて発光素子１０２から受光素子１０１への入射光量を変え、出力電圧端子Ｐ３の出力電圧ＶｏがＨレベルからＬレベルに反転したときのグラデーション減光フィルタ１１,２８,３１の位置と、出力電圧端子Ｐ３の出力電圧ＶｏがＬレベルからＨレベルに反転したときのグラデーション減光フィルタ１１,２８,３１の位置とに基づいて３端子光センサのヒステリシスＨｓを測定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】この発明のヒステリシス特性検査方法の実施形態によって、ヒステリシスを測定する対象としての３端子光センサの回路構成を示す図である。
【図２】上記３端子光センサのヒステリシス特性を示す図である。
【図３】上記３端子光センサの電流制限抵抗１０７に流れる電流Ｉledと受光回路１０８に流れる電流Ｉregと供給電流Ｉccと供給電圧Ｖccを計算で求めた値を一覧表の形で示す図である。
【図４】図３に示すＶcc,Ｉcc,Ｉled,Ｉregをグラフにした図である。
【図５】上記３端子光センサのハウジング１２の溝部１２Ａにグラデーション減光フィルタ１１を配置した様子を示す正面図である。
【図６】上記３端子光センサのハウジング１２の溝部１２Ａに上記グラデーション減光フィルタ１１の一部が配置された様子を下方から上方へ見た状態を示す図である。
【図７】上記３端子光センサのハウジング１２の溝部１２Ａに上記グラデーション減光フィルタ１１の一部が配置された状態を示す側面図である。
【図８】この発明の第２実施形態で用いる減光フィルタに上記３端子光センサを配置した様子を示す側面図である。
【図９】この発明の第３実施形態で用いる減光フィルタに上記３端子光センサを配置した様子を示す側面図である。
【図１０】従来の４端子光センサの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１１  グラデーション減光フィルタ
１１Ａ  始端
１１Ｂ  終端
１２  ハウジング
１２Ａ  溝部
１３,１４  スリット
１５  ３端子光センサ
１７  アクチュエータ
２６  固定部材
２８  減光フィルタ
２８Ａ  遮光板部
２８Ｂ  グラデーション減光フィルタ
３１  減光フィルタ
３１Ａ  遮光板部
３１Ｂ  グラデーション減光フィルタ
３１Ｃ  透過部
１０１  受光素子
１０２  発光素子
１０３  増幅器
１０５  ｎｐｎトランジスタ
１０６  定電圧回路
１０７  電流制限抵抗
１０８  受光回路
Ｐ１  電圧供給端子
Ｐ３  出力電圧端子
Ｐ４  グランド端子
【図１】
2009250753.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009250753.tif 000008
【図７】
2009250753.tif 000009
【図８】
2009250753.tif 000010
【図９】
2009250753.tif 000011
【図１０】
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