光の特性の周波数計数への変換
【課題】実施形態において、本発明は光電デバイスの光の特性を測定する方法を提供する。
【解決手段】コンデンサ110が第１の電圧が得られるまでスイッチ108を通じて充電される。コンデンサが第１の電圧まで充電されると、コンデンサに接続されたスイッチが開き、コンデンサは、光の特性の影響を受けると電流を伝導する光電デバイス102を通じて、第２の電圧が得られるまで放電される。コンデンサは、コンデンサ上の電圧の周波数が決定されるまで前述のように充電および放電される。コンデンサ上の電圧の周波数が決定されると、コンデンサ上の電圧の周波数に比例した電気信号が生成される。
【解決手段】コンデンサ110が第１の電圧が得られるまでスイッチ108を通じて充電される。コンデンサが第１の電圧まで充電されると、コンデンサに接続されたスイッチが開き、コンデンサは、光の特性の影響を受けると電流を伝導する光電デバイス102を通じて、第２の電圧が得られるまで放電される。コンデンサは、コンデンサ上の電圧の周波数が決定されるまで前述のように充電および放電される。コンデンサ上の電圧の周波数が決定されると、コンデンサ上の電圧の周波数に比例した電気信号が生成される。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
様々なデバイスが光の特性を電気信号に変換することを必要とする。これらのデバイスは、周辺光測定、製品の光吸収／反射、写真機材、比色分析、化学分析器、および光強度の広ダイナミックレンジおよび／または高分解能デジタル測定を必要とする表示コントラスト制御機構または任意のシステムなどの用途にしばしば使用される。他の用途として、ノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、フラットパネルテレビジョン、携帯電話、デジタルカメラ、街路灯制御、保安灯、日光集光、マシンビジョン、および自動車計器群が挙げられる。
【０００２】
光の特性の電気特性への変換を必要とするデバイスは、単一のモノリシックＩＣ（集積回路）上で光検出、信号処理、およびＡ／Ｄ（アナログからデジタル）変換の機能を実行することができる。デバイスは、光強度をマイクロコントローラ用のデジタル形式に変換することができる。特定の光周波数を検出するためにカラーセンサが使用されることがある。デジタル出力を有するカラーセンサには、多くの場合、パイプラインＡ／Ｄ変換が利用される。これらのデバイスは、ＩＣまたはプリント回路基板上に大きな面積を必要とする場合が多い。必要とする面積が大きいことに加えて、これらのデバイスは大量の電力を消費する場合が多い。
【０００３】
センサ、例えば、フォトダイオードとＡ／Ｄ変換器との間には、アナログ信号処理を必要とする場合が多い。センサとＡ／Ｄ変換器との間にアナログ信号処理を有する結果、検出速度が低下することになる。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の実施形態は、光強度を可変周波数の「鋸歯状」電圧波形に変換する。本実施形態において、フォトダイオードからの光電流は、コンデンサおよび比較器によって「鋸歯状」電圧波形に変換される。本実施形態において、「鋸歯状」電圧波形周波数は、光強度に比例して変化する。本実施形態において、周波数変換器が「鋸歯状」電圧波形周波数を光の強さを表わす電気信号に変換する。本例における電気信号は、アナログ電気信号またはデジタル電気信号であってよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１は、光の特性を電気信号に変換するデバイス１００の実施形態の回路図である。光の特性は、光の強さおよび光の周波数を含むが、これらに限定されない。本実施形態において、コンデンサＣ１（１１０）は、ＧＮＤおよびノードＶＣＡＰ１１６に電気的に接続される。電気スイッチＳ１（１０８）は、電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）、ＣＯＭＰＯＵＴ１１８、およびＶＣＡＰ１１６に電気的に接続される。光電デバイス１０２は、ＧＮＤおよびＶＣＡＰ１１６に電気的に接続される。比較器１０６は、ＶＣＡＰ１１６に接続された第１の電気入力１２２、電圧基準ＶＲＥＦ２（１１４）に接続された第２の電気入力１２４、およびノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８に接続された電気出力１２６を有する。ノードＶＣＡＰ１１６は周波数カウンタ１０４の電気的入力１２８に接続され、周波数カウンタ１０４の出力１３０はノードＦＣ＿ＯＵＴ１２０に接続される。図１において、充電／放電デバイスはボックス１３２によって表わされる。
【０００６】
図１における本発明の実施形態を参照すると、スイッチＳ１（１０８）が閉じると、コンデンサＣ１（１１０）は電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）まで充電される。コンデンサＣ１（１１０）が電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）まで充電されると、比較器１０６の第１の入力１２２の電圧は電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）となる。基準ＶＲＥＦ２（１１４）の電圧は、ＶＲＥＦ１（１１２）の電圧よりも低くなるように選定される。比較器１０６の第１の入力１２２がＶＲＥＦ１（１１２）まで充電されると、比較器１０６の出力１２６はノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８を「オフ」に駆動する。ノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８は「オフ」であるため、スイッチＳ１（１０８）は開かれる。スイッチＳ１（１０８）が開かれる、ノードＶＣＡＰ１１６は電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）に接続されない。
【０００７】
スイッチＳ１（１０８）が開き、電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）がノードＶＣＡＰ１１６に接続されていない状態で、コンデンサＣ１（１１０）は光電デバイス１０２を通じて放電を開始する。光電デバイス１０２、例えば、フォトダイオードは光の特性によって光電デバイス１０２に電流を伝導するので、コンデンサＣ１（１１０）を放電する。光電デバイス１０２を通じて伝導する電流は、コンデンサＣ１（１１０）を放電する。光電デバイス１０２を通じて伝導する電流は、光の強さ、光の周波数、または光の他の特性によって生じ得る。
【０００８】
ノードＶＣＡＰ１１６の電圧が電圧基準ＶＲＥＦ２（１１４）の電圧を下回るまで放電されると、比較器１０６の出力１２６は「オン」になる。ノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８が「オン」になると、スイッチＳ１（１０８）は閉じられる。スイッチＳ１（１０８）が閉じると、ノードＶＣＡＰ１１６は電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）に電気的に接続される。ＶＣＡＰ１１６が電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）に電気的に接続されると、コンデンサＣ１（１１０）は充電を開始する。コンデンサＣ１（１１０）は、ＶＲＥＦ１（１１２）の電圧に達するまで充電することになる。コンデンサＣ１（１１０）が、ＶＲＥＦ１（１１２）の電圧に達すると、出力１２６は「オフ」に切り替わってスイッチＳ１（１０８）を開く。
【０００９】
スイッチＳ１（１０８）を通じてのコンデンサＣ１（１１０）の充電、および光電デバイスを通じてのコンデンサＣ１（１１０）の放電は、ノードＶＣＡＰ１１６の電圧をＶＲＥＦ２（１１４）とＶＲＥＦ１（１１２）の間でスイングを生じさせる。ノードＶＣＡＰ１１６がＶＲＥＦ２（１１４）とＶＲＥＦ１（１１２）の間でスイングする周波数は、コンデンサＣ１（１１０）の大きさ、ＶＲＥＦ１（１１２）とＶＲＥＦ２（１１４）の電圧差、および光電デバイスを通じて伝導される電流によって決定される。
【００１０】
図２は、光の特性を電気信号に変換するデバイスの実施形態のタイミング図である。図２は、電圧と時間の２つのプロットを示す。プロット１では、電圧ＶＣＡＰ１１６が、コンデンサＣ１（１１０）を放電および充電している間の時間の関数としてプロットされる。プロット２では、ノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８の電圧が、コンデンサＣ１（１１０）を放電および充電している間の時間の関数としてプロットされる。
【００１１】
図２に示されるような位相１の間、ノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８が「オン」である。本例における「オン」はノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８がＶＤＤであることを意味する。ＶＤＤは、比較器１０６に使用される電源の正値を表す。ノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８がＶＤＤであるとき、スイッチＳ１（１０８）は閉じて、ＶＲＥＦ１（１１２）をコンデンサＣ１（１１０）に接続する。位相１の間、ノードＶＣＡＰ１１６の電圧は、図２のプロット１に示されるように、ＶＲＥＦ２（１１４）からＶＲＥＦ１（１１２）まで充電する。
【００１２】
図２に示されるような位相２の間、ノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８は「オフ」である。本例における「オフ」はノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８がＧＮＤであることを意味する。ノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８がＧＮＤであるとき、スイッチＳ１（１０８）は開いて、ＶＲＥＦ１（１１２）をコンデンサＣ１から切り離す。位相２の間、コンデンサＣ１（１１０）の電圧ＶＣＡＰ１１６は、図２のプロット１に示されるように、光電デバイス１０２を通じて電圧ＶＲＥＦ１（１１２）から電圧ＶＲＥＦ２（１１４）まで放電される。位相１および２を繰り返すと、図２に示されるように、「鋸歯状」電圧波形２０２が生成される。「鋸歯状」波形２０２の周波数は、コンデンサＣ１（１１０）の大きさ、ＶＲＥＦ１（１１２）とＶＲＥＦ２（１１４）の電圧差、および光電デバイス１０２を通じて伝導する電流によって決定される。
【００１３】
コンデンサＣ１（１１０）の大きさが一定であり、ＶＲＥＦ１（１１２）とＶＲＥＦ２（１１４）の電圧差が一定であるとき、「鋸歯状」波形２０２の周波数は、光電デバイス１０２を通じて伝導する電流の大きさに依存する。光電デバイス１０２を流れる電流が増加すると、「鋸歯状」波形２０２の周波数は増加する。光電デバイス１０２を流れる電流が減少すると、「鋸歯状」波形２０２の周波数は減少する。
【００１４】
スイッチＳ１（１０８）は、様々なタイプのトランジスタを使って実現されてもよい。これらのトランジスタは、ＮＦＥＴ（Ｎ型電界効果トランジスタ）トランジスタ、ＰＦＥＴ（Ｐ型電界効果トランジスタ）トランジスタ、またはバイポーラトランジスタを含むが、これらに限定されない。スイッチとしてのこれらのトランジスタを「オン」にするために使用される絶対電圧は、各トランジスタによって異なる。例えば、ＰＦＥＴトランジスタを「オン」にするためには論理０が使用されてもよく、ＮＦＥＴトランジスタを「オン」にするためには論理１が使用されてもよい。
【００１５】
図１に示される光電デバイス１０２は、様々なタイプの光電デバイスを用いて実現することができる。これらは、フォトダイオードおよびフォトセルを含むが、これらに限定されない。周波数カウンタ１０４の出力１３０は周波数が増加するにつれて大きさが増加してもよく、あるいは、周波数カウンタ１０４の出力１３０は、出力１３０を使用するシステムの要件により、周波数が増加するにつれて大きさが減少してもよい。出力、１３０は、アナログ電気信号、またはデジタル電気信号であってもよい。出力１３０は、光電デバイスによって生成される電流の大きさを表わす。ＶＲＥＦ１（１１２）は、一定の電圧基準または一定の電流基準であってもよい。
【００１６】
図３は、フォトダイオードを流れる電流が１０ｎＡである場合に光の特性を電気信号に変換するデバイスの実施形態のシミュレーションの周波数プロットである。プロットのＹ軸には電圧が表わされ、プロットのＸ軸には時間が表わされる。Ｙ軸の電圧、ＶＣＡＰ１１６は、本例では０Ｖ〜１．８Ｖの範囲にある。ダイオード電流Ｉｐは、本例では１０ｎＡである。「鋸歯状」電圧ＶＣＡＰ１１６の波形は、コンデンサＣ１（１１０）をＶＲＥＦ１（１１２）とＶＲＥＦ２（１１４）の電圧の間で充電および放電することによって生成される。この電圧、ＶＣＡＰ１１６、の波形の周波数は、ダイオード電流Ｉｐの大きさに比例する。
【００１７】
図４は、フォトダイオードを流れる電流が２０ｎＡである場合に光の特性を電気信号に変換するデバイスの実施形態のシミュレーションの周波数プロットである。プロットのＹ軸には電圧が表わされ、プロットのＸ軸には時間が表わされる。Ｙ軸の電圧、ＶＣＡＰ１１６は、本例では０Ｖ〜１．８Ｖの範囲にある。ダイオード電流Ｉｐは、本例では２０ｎＡである。「鋸歯状」電圧、ＶＣＡＰ１１６、の波形は、コンデンサＣ１（１１０）をＶＲＥＦ１（１１２）とＶＲＥＦ２（１１４）の電圧の間で充電および放電することによって生成される。この電圧、ＶＣＡＰ１１６、の波形の周波数は、ダイオード電流Ｉｐの大きさに比例する。図４のダイオード電流Ｉｐの大きさは図３のダイオード電流Ｉｐの大きさよりも大きいため、図４に示される電圧、ＶＣＡＰ１１６、の波形の周波数は、図３に示される電圧、ＶＣＡＰ１１６、の波形の周波数よりも高い。
【００１８】
図５は、フォトダイオードを流れる電流が５０ｎＡである場合に光の特性を電気信号に変換するデバイスの実施形態のシミュレーションの周波数プロットである。プロットのＹ軸には電圧が表わされ、プロットのＸ軸には時間が表わされる。Ｙ軸の電圧、ＶＣＡＰ１１６は、本例では０Ｖ〜１．８Ｖの範囲にある。ダイオード電流Ｉｐは、本例では５０ｎＡである。「鋸歯状」電圧、ＶＣＡＰ１１６、の波形は、コンデンサＣ１（１１０）をＶＲＥＦ１（１１２）とＶＲＥＦ２（１１４）の電圧の間で充電および放電することによって生成される。この電圧、ＶＣＡＰ１１６、の波形の周波数は、ダイオード電流Ｉｐの大きさに比例する。図５のダイオード電流Ｉｐの大きさは図３および４に示されるダイオード電流Ｉｐの大きさよりも大きいため、図５に示される電圧、ＶＣＡＰ１１６、の波形の周波数は、図３および４に示される電圧波形の周波数よりも高い。
【００１９】
図３、４、および５に示される電圧波形の周波数を比較すると、ダイオード電流Ｉｐが増加すると電圧波形の周波数が増加することが分かる。これら３つの例では、コンデンサＣ１（１１０）の値が一定に保たれている。さらに、これらの例では、値ＶＲＥＦ１（１１２）およびＶＲＥＦ２が一定に保たれている。Ｃ１（１１０）、ＶＲＥＦ１（１１２）、またはＶＲＥＦ２（１１４）の値を変えると図３、４、および５に示される電圧波形の周波数が変化することは理解されよう。
【００２０】
図６は、光の特性を電気信号に変換する方法の実施形態を示すフローチャートである。ボックス６０２は、ノードＶＣＡＰ１１６の電圧が電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）の電圧に達するまで、スイッチＳ１（１０８）を通じて充電されるコンデンサＣ１（１１０）を説明する。ボックス６０４は、ノードＶＣＡＰ１１６の電圧が、電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）の電圧に達すると、コンデンサＣ１（１１０）との接続が切り離されるスイッチＳ１（１０８）を説明する。ボックス６０６は、スイッチＳ１（１０８）が開かれた後、コンデンサＣ１（１１０）から、動作中の光電デバイス１０２を通じて放電を開始し、ノードＶＣＡＰ１１６の電圧が基準電圧ＶＲＥＦ２（１１２）を下回るまで、放電を継続するコンデンサＣ１（１１０）を説明する。ボックス６０８は、ノードＶＣＡＰ１１６の電圧が基準電圧ＶＦＥＦ２（１１２）を下回ると、スイッチＳ１（１０８）がコンデンサＣ１（１１０）に対して閉じるときの状態を説明する。コンデンサＣ１（１１０）を電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）の電圧まで充電し、ノードＶＣＡＰ１１６の電圧が基準電圧ＶＲＥＦ２（１１２）を下回るまでコンデンサＣ１（１１０）を放電するプロセスは、ノードＶＣＡＰ１１６の電圧の周波数が決定されるまで繰り返される（６１０）。ノードＶＣＡＰ１１６の電圧の周波数が決定されると（６１２）、周波数カウンタ１０４の出力１３０は、光電デバイス１０２を通じて伝導される電流に比例する電気信号ＦＣ＿ＯＵＴ１２０を出力する。電気信号ＦＣ＿ＯＵＴ１２０は、アナログ電気信号またはデジタル電気信号であってもよい。
【００２１】
特に、本発明の実施形態の利点は、本実施形態がプロセスおよび温度の変動とほとんど無関係に動作することである。ＶＲＥＦ１（１１２）およびＶＲＥＦ２（１１４）が同じ電圧基準から得られる場合、ＶＲＥＦ１（１１２）およびＶＲＥＦ２（１１４）は互いにほぼ追従してＶＲＥＦ１−ＶＲＥＦ２の差が一定となるため、プロセスおよび温度の変動に伴うこれらの変動がその動作に及ぼす影響は最小限になる。
【００２２】
本発明の実施形態のもう１つの利点は、本実施形態がノイズとほとんど無関係に動作することである。ＶＲＥＦ１（１１２）およびＶＲＥＦ２（１１４）が同じ電圧基準から得られる場合、ノードＶＲＥＦ１（１１２）およびＶＲＥＦ２（１１４）が生じるノイズは、このノイズがＶＲＥＦ１（１１２）およびＶＲＥＦ２（１１４）の両方にほぼ等しく生じるので、ほぼ相殺される。
【００２３】
本発明の他の利点は、実施に極わずかな面積しか必要とせず、消費電力が他の同様のセンサデバイスよりも少ないことである。さらに、本発明の実施形態は精度を低下させることなく他の同様のセンサデバイスよりも高速で光強度を有意義な情報に変換する。
【００２４】
先の記述は、図示および説明を目的として提示されている。これは、本発明を網羅するものでも開示された正確な形態に限定するものでもなく、上記の教示に照らして他の修正形態および変更形態が可能であり得る。適用可能な原理およびその現実的な用途を最適に説明し、それにより当業者が予想される具体的用途に適しているものとして様々な実施形態および様々な修正形態を最適に利用し得るように、例示的な実施形態が選定され説明されている。添付の特許請求の範囲は、先行技術によって制限される場合を除き、他の代替実施形態を含むものと解釈されるよう意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】光の特性を電気信号に変換するデバイスの実施形態の回路図である。
【図２】光の特性を電気信号に変換するデバイスの実施形態のタイミング図である。
【図３】フォトダイオードを流れる電流が１０ｎＡである場合に光の特性を電気信号に変換するデバイスの実施形態のシミュレーションの周波数プロットを示す図である。
【図４】フォトダイオードを流れる電流が２０ｎＡである場合に光の特性を電気信号に変換するデバイスの実施形態のシミュレーションの周波数プロットを示す図である。
【図５】フォトダイオードを流れる電流が５０ｎＡである場合に光の特性を電気信号に変換するデバイスの実施形態のシミュレーションの周波数プロットを示す図である。
【図６】光の特性を電気信号に変換する方法の実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２６】
１０２ 光電デバイス
１０４ 周波数カウンタ
１０６ 比較器
１０８ 電気スイッチ
１１０ コンデンサ
１１２ 電圧基準ＶＲＥＦ１
１１４ 電圧基準ＶＲＥＦ２
１１６ ノードＶＣＡＰ
【背景技術】
【０００１】
様々なデバイスが光の特性を電気信号に変換することを必要とする。これらのデバイスは、周辺光測定、製品の光吸収／反射、写真機材、比色分析、化学分析器、および光強度の広ダイナミックレンジおよび／または高分解能デジタル測定を必要とする表示コントラスト制御機構または任意のシステムなどの用途にしばしば使用される。他の用途として、ノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、フラットパネルテレビジョン、携帯電話、デジタルカメラ、街路灯制御、保安灯、日光集光、マシンビジョン、および自動車計器群が挙げられる。
【０００２】
光の特性の電気特性への変換を必要とするデバイスは、単一のモノリシックＩＣ（集積回路）上で光検出、信号処理、およびＡ／Ｄ（アナログからデジタル）変換の機能を実行することができる。デバイスは、光強度をマイクロコントローラ用のデジタル形式に変換することができる。特定の光周波数を検出するためにカラーセンサが使用されることがある。デジタル出力を有するカラーセンサには、多くの場合、パイプラインＡ／Ｄ変換が利用される。これらのデバイスは、ＩＣまたはプリント回路基板上に大きな面積を必要とする場合が多い。必要とする面積が大きいことに加えて、これらのデバイスは大量の電力を消費する場合が多い。
【０００３】
センサ、例えば、フォトダイオードとＡ／Ｄ変換器との間には、アナログ信号処理を必要とする場合が多い。センサとＡ／Ｄ変換器との間にアナログ信号処理を有する結果、検出速度が低下することになる。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の実施形態は、光強度を可変周波数の「鋸歯状」電圧波形に変換する。本実施形態において、フォトダイオードからの光電流は、コンデンサおよび比較器によって「鋸歯状」電圧波形に変換される。本実施形態において、「鋸歯状」電圧波形周波数は、光強度に比例して変化する。本実施形態において、周波数変換器が「鋸歯状」電圧波形周波数を光の強さを表わす電気信号に変換する。本例における電気信号は、アナログ電気信号またはデジタル電気信号であってよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１は、光の特性を電気信号に変換するデバイス１００の実施形態の回路図である。光の特性は、光の強さおよび光の周波数を含むが、これらに限定されない。本実施形態において、コンデンサＣ１（１１０）は、ＧＮＤおよびノードＶＣＡＰ１１６に電気的に接続される。電気スイッチＳ１（１０８）は、電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）、ＣＯＭＰＯＵＴ１１８、およびＶＣＡＰ１１６に電気的に接続される。光電デバイス１０２は、ＧＮＤおよびＶＣＡＰ１１６に電気的に接続される。比較器１０６は、ＶＣＡＰ１１６に接続された第１の電気入力１２２、電圧基準ＶＲＥＦ２（１１４）に接続された第２の電気入力１２４、およびノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８に接続された電気出力１２６を有する。ノードＶＣＡＰ１１６は周波数カウンタ１０４の電気的入力１２８に接続され、周波数カウンタ１０４の出力１３０はノードＦＣ＿ＯＵＴ１２０に接続される。図１において、充電／放電デバイスはボックス１３２によって表わされる。
【０００６】
図１における本発明の実施形態を参照すると、スイッチＳ１（１０８）が閉じると、コンデンサＣ１（１１０）は電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）まで充電される。コンデンサＣ１（１１０）が電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）まで充電されると、比較器１０６の第１の入力１２２の電圧は電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）となる。基準ＶＲＥＦ２（１１４）の電圧は、ＶＲＥＦ１（１１２）の電圧よりも低くなるように選定される。比較器１０６の第１の入力１２２がＶＲＥＦ１（１１２）まで充電されると、比較器１０６の出力１２６はノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８を「オフ」に駆動する。ノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８は「オフ」であるため、スイッチＳ１（１０８）は開かれる。スイッチＳ１（１０８）が開かれる、ノードＶＣＡＰ１１６は電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）に接続されない。
【０００７】
スイッチＳ１（１０８）が開き、電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）がノードＶＣＡＰ１１６に接続されていない状態で、コンデンサＣ１（１１０）は光電デバイス１０２を通じて放電を開始する。光電デバイス１０２、例えば、フォトダイオードは光の特性によって光電デバイス１０２に電流を伝導するので、コンデンサＣ１（１１０）を放電する。光電デバイス１０２を通じて伝導する電流は、コンデンサＣ１（１１０）を放電する。光電デバイス１０２を通じて伝導する電流は、光の強さ、光の周波数、または光の他の特性によって生じ得る。
【０００８】
ノードＶＣＡＰ１１６の電圧が電圧基準ＶＲＥＦ２（１１４）の電圧を下回るまで放電されると、比較器１０６の出力１２６は「オン」になる。ノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８が「オン」になると、スイッチＳ１（１０８）は閉じられる。スイッチＳ１（１０８）が閉じると、ノードＶＣＡＰ１１６は電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）に電気的に接続される。ＶＣＡＰ１１６が電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）に電気的に接続されると、コンデンサＣ１（１１０）は充電を開始する。コンデンサＣ１（１１０）は、ＶＲＥＦ１（１１２）の電圧に達するまで充電することになる。コンデンサＣ１（１１０）が、ＶＲＥＦ１（１１２）の電圧に達すると、出力１２６は「オフ」に切り替わってスイッチＳ１（１０８）を開く。
【０００９】
スイッチＳ１（１０８）を通じてのコンデンサＣ１（１１０）の充電、および光電デバイスを通じてのコンデンサＣ１（１１０）の放電は、ノードＶＣＡＰ１１６の電圧をＶＲＥＦ２（１１４）とＶＲＥＦ１（１１２）の間でスイングを生じさせる。ノードＶＣＡＰ１１６がＶＲＥＦ２（１１４）とＶＲＥＦ１（１１２）の間でスイングする周波数は、コンデンサＣ１（１１０）の大きさ、ＶＲＥＦ１（１１２）とＶＲＥＦ２（１１４）の電圧差、および光電デバイスを通じて伝導される電流によって決定される。
【００１０】
図２は、光の特性を電気信号に変換するデバイスの実施形態のタイミング図である。図２は、電圧と時間の２つのプロットを示す。プロット１では、電圧ＶＣＡＰ１１６が、コンデンサＣ１（１１０）を放電および充電している間の時間の関数としてプロットされる。プロット２では、ノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８の電圧が、コンデンサＣ１（１１０）を放電および充電している間の時間の関数としてプロットされる。
【００１１】
図２に示されるような位相１の間、ノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８が「オン」である。本例における「オン」はノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８がＶＤＤであることを意味する。ＶＤＤは、比較器１０６に使用される電源の正値を表す。ノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８がＶＤＤであるとき、スイッチＳ１（１０８）は閉じて、ＶＲＥＦ１（１１２）をコンデンサＣ１（１１０）に接続する。位相１の間、ノードＶＣＡＰ１１６の電圧は、図２のプロット１に示されるように、ＶＲＥＦ２（１１４）からＶＲＥＦ１（１１２）まで充電する。
【００１２】
図２に示されるような位相２の間、ノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８は「オフ」である。本例における「オフ」はノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８がＧＮＤであることを意味する。ノードＣＯＭＰＯＵＴ１１８がＧＮＤであるとき、スイッチＳ１（１０８）は開いて、ＶＲＥＦ１（１１２）をコンデンサＣ１から切り離す。位相２の間、コンデンサＣ１（１１０）の電圧ＶＣＡＰ１１６は、図２のプロット１に示されるように、光電デバイス１０２を通じて電圧ＶＲＥＦ１（１１２）から電圧ＶＲＥＦ２（１１４）まで放電される。位相１および２を繰り返すと、図２に示されるように、「鋸歯状」電圧波形２０２が生成される。「鋸歯状」波形２０２の周波数は、コンデンサＣ１（１１０）の大きさ、ＶＲＥＦ１（１１２）とＶＲＥＦ２（１１４）の電圧差、および光電デバイス１０２を通じて伝導する電流によって決定される。
【００１３】
コンデンサＣ１（１１０）の大きさが一定であり、ＶＲＥＦ１（１１２）とＶＲＥＦ２（１１４）の電圧差が一定であるとき、「鋸歯状」波形２０２の周波数は、光電デバイス１０２を通じて伝導する電流の大きさに依存する。光電デバイス１０２を流れる電流が増加すると、「鋸歯状」波形２０２の周波数は増加する。光電デバイス１０２を流れる電流が減少すると、「鋸歯状」波形２０２の周波数は減少する。
【００１４】
スイッチＳ１（１０８）は、様々なタイプのトランジスタを使って実現されてもよい。これらのトランジスタは、ＮＦＥＴ（Ｎ型電界効果トランジスタ）トランジスタ、ＰＦＥＴ（Ｐ型電界効果トランジスタ）トランジスタ、またはバイポーラトランジスタを含むが、これらに限定されない。スイッチとしてのこれらのトランジスタを「オン」にするために使用される絶対電圧は、各トランジスタによって異なる。例えば、ＰＦＥＴトランジスタを「オン」にするためには論理０が使用されてもよく、ＮＦＥＴトランジスタを「オン」にするためには論理１が使用されてもよい。
【００１５】
図１に示される光電デバイス１０２は、様々なタイプの光電デバイスを用いて実現することができる。これらは、フォトダイオードおよびフォトセルを含むが、これらに限定されない。周波数カウンタ１０４の出力１３０は周波数が増加するにつれて大きさが増加してもよく、あるいは、周波数カウンタ１０４の出力１３０は、出力１３０を使用するシステムの要件により、周波数が増加するにつれて大きさが減少してもよい。出力、１３０は、アナログ電気信号、またはデジタル電気信号であってもよい。出力１３０は、光電デバイスによって生成される電流の大きさを表わす。ＶＲＥＦ１（１１２）は、一定の電圧基準または一定の電流基準であってもよい。
【００１６】
図３は、フォトダイオードを流れる電流が１０ｎＡである場合に光の特性を電気信号に変換するデバイスの実施形態のシミュレーションの周波数プロットである。プロットのＹ軸には電圧が表わされ、プロットのＸ軸には時間が表わされる。Ｙ軸の電圧、ＶＣＡＰ１１６は、本例では０Ｖ〜１．８Ｖの範囲にある。ダイオード電流Ｉｐは、本例では１０ｎＡである。「鋸歯状」電圧ＶＣＡＰ１１６の波形は、コンデンサＣ１（１１０）をＶＲＥＦ１（１１２）とＶＲＥＦ２（１１４）の電圧の間で充電および放電することによって生成される。この電圧、ＶＣＡＰ１１６、の波形の周波数は、ダイオード電流Ｉｐの大きさに比例する。
【００１７】
図４は、フォトダイオードを流れる電流が２０ｎＡである場合に光の特性を電気信号に変換するデバイスの実施形態のシミュレーションの周波数プロットである。プロットのＹ軸には電圧が表わされ、プロットのＸ軸には時間が表わされる。Ｙ軸の電圧、ＶＣＡＰ１１６は、本例では０Ｖ〜１．８Ｖの範囲にある。ダイオード電流Ｉｐは、本例では２０ｎＡである。「鋸歯状」電圧、ＶＣＡＰ１１６、の波形は、コンデンサＣ１（１１０）をＶＲＥＦ１（１１２）とＶＲＥＦ２（１１４）の電圧の間で充電および放電することによって生成される。この電圧、ＶＣＡＰ１１６、の波形の周波数は、ダイオード電流Ｉｐの大きさに比例する。図４のダイオード電流Ｉｐの大きさは図３のダイオード電流Ｉｐの大きさよりも大きいため、図４に示される電圧、ＶＣＡＰ１１６、の波形の周波数は、図３に示される電圧、ＶＣＡＰ１１６、の波形の周波数よりも高い。
【００１８】
図５は、フォトダイオードを流れる電流が５０ｎＡである場合に光の特性を電気信号に変換するデバイスの実施形態のシミュレーションの周波数プロットである。プロットのＹ軸には電圧が表わされ、プロットのＸ軸には時間が表わされる。Ｙ軸の電圧、ＶＣＡＰ１１６は、本例では０Ｖ〜１．８Ｖの範囲にある。ダイオード電流Ｉｐは、本例では５０ｎＡである。「鋸歯状」電圧、ＶＣＡＰ１１６、の波形は、コンデンサＣ１（１１０）をＶＲＥＦ１（１１２）とＶＲＥＦ２（１１４）の電圧の間で充電および放電することによって生成される。この電圧、ＶＣＡＰ１１６、の波形の周波数は、ダイオード電流Ｉｐの大きさに比例する。図５のダイオード電流Ｉｐの大きさは図３および４に示されるダイオード電流Ｉｐの大きさよりも大きいため、図５に示される電圧、ＶＣＡＰ１１６、の波形の周波数は、図３および４に示される電圧波形の周波数よりも高い。
【００１９】
図３、４、および５に示される電圧波形の周波数を比較すると、ダイオード電流Ｉｐが増加すると電圧波形の周波数が増加することが分かる。これら３つの例では、コンデンサＣ１（１１０）の値が一定に保たれている。さらに、これらの例では、値ＶＲＥＦ１（１１２）およびＶＲＥＦ２が一定に保たれている。Ｃ１（１１０）、ＶＲＥＦ１（１１２）、またはＶＲＥＦ２（１１４）の値を変えると図３、４、および５に示される電圧波形の周波数が変化することは理解されよう。
【００２０】
図６は、光の特性を電気信号に変換する方法の実施形態を示すフローチャートである。ボックス６０２は、ノードＶＣＡＰ１１６の電圧が電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）の電圧に達するまで、スイッチＳ１（１０８）を通じて充電されるコンデンサＣ１（１１０）を説明する。ボックス６０４は、ノードＶＣＡＰ１１６の電圧が、電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）の電圧に達すると、コンデンサＣ１（１１０）との接続が切り離されるスイッチＳ１（１０８）を説明する。ボックス６０６は、スイッチＳ１（１０８）が開かれた後、コンデンサＣ１（１１０）から、動作中の光電デバイス１０２を通じて放電を開始し、ノードＶＣＡＰ１１６の電圧が基準電圧ＶＲＥＦ２（１１２）を下回るまで、放電を継続するコンデンサＣ１（１１０）を説明する。ボックス６０８は、ノードＶＣＡＰ１１６の電圧が基準電圧ＶＦＥＦ２（１１２）を下回ると、スイッチＳ１（１０８）がコンデンサＣ１（１１０）に対して閉じるときの状態を説明する。コンデンサＣ１（１１０）を電圧基準ＶＲＥＦ１（１１２）の電圧まで充電し、ノードＶＣＡＰ１１６の電圧が基準電圧ＶＲＥＦ２（１１２）を下回るまでコンデンサＣ１（１１０）を放電するプロセスは、ノードＶＣＡＰ１１６の電圧の周波数が決定されるまで繰り返される（６１０）。ノードＶＣＡＰ１１６の電圧の周波数が決定されると（６１２）、周波数カウンタ１０４の出力１３０は、光電デバイス１０２を通じて伝導される電流に比例する電気信号ＦＣ＿ＯＵＴ１２０を出力する。電気信号ＦＣ＿ＯＵＴ１２０は、アナログ電気信号またはデジタル電気信号であってもよい。
【００２１】
特に、本発明の実施形態の利点は、本実施形態がプロセスおよび温度の変動とほとんど無関係に動作することである。ＶＲＥＦ１（１１２）およびＶＲＥＦ２（１１４）が同じ電圧基準から得られる場合、ＶＲＥＦ１（１１２）およびＶＲＥＦ２（１１４）は互いにほぼ追従してＶＲＥＦ１−ＶＲＥＦ２の差が一定となるため、プロセスおよび温度の変動に伴うこれらの変動がその動作に及ぼす影響は最小限になる。
【００２２】
本発明の実施形態のもう１つの利点は、本実施形態がノイズとほとんど無関係に動作することである。ＶＲＥＦ１（１１２）およびＶＲＥＦ２（１１４）が同じ電圧基準から得られる場合、ノードＶＲＥＦ１（１１２）およびＶＲＥＦ２（１１４）が生じるノイズは、このノイズがＶＲＥＦ１（１１２）およびＶＲＥＦ２（１１４）の両方にほぼ等しく生じるので、ほぼ相殺される。
【００２３】
本発明の他の利点は、実施に極わずかな面積しか必要とせず、消費電力が他の同様のセンサデバイスよりも少ないことである。さらに、本発明の実施形態は精度を低下させることなく他の同様のセンサデバイスよりも高速で光強度を有意義な情報に変換する。
【００２４】
先の記述は、図示および説明を目的として提示されている。これは、本発明を網羅するものでも開示された正確な形態に限定するものでもなく、上記の教示に照らして他の修正形態および変更形態が可能であり得る。適用可能な原理およびその現実的な用途を最適に説明し、それにより当業者が予想される具体的用途に適しているものとして様々な実施形態および様々な修正形態を最適に利用し得るように、例示的な実施形態が選定され説明されている。添付の特許請求の範囲は、先行技術によって制限される場合を除き、他の代替実施形態を含むものと解釈されるよう意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】光の特性を電気信号に変換するデバイスの実施形態の回路図である。
【図２】光の特性を電気信号に変換するデバイスの実施形態のタイミング図である。
【図３】フォトダイオードを流れる電流が１０ｎＡである場合に光の特性を電気信号に変換するデバイスの実施形態のシミュレーションの周波数プロットを示す図である。
【図４】フォトダイオードを流れる電流が２０ｎＡである場合に光の特性を電気信号に変換するデバイスの実施形態のシミュレーションの周波数プロットを示す図である。
【図５】フォトダイオードを流れる電流が５０ｎＡである場合に光の特性を電気信号に変換するデバイスの実施形態のシミュレーションの周波数プロットを示す図である。
【図６】光の特性を電気信号に変換する方法の実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２６】
１０２ 光電デバイス
１０４ 周波数カウンタ
１０６ 比較器
１０８ 電気スイッチ
１１０ コンデンサ
１１２ 電圧基準ＶＲＥＦ１
１１４ 電圧基準ＶＲＥＦ２
１１６ ノードＶＣＡＰ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電デバイスと、
充電／放電デバイスと、
周波数カウンタと、
を備えるデバイスであって、
前記光電デバイスは前記充電／放電デバイスに電気的に接続されており、
前記充電／放電デバイスは前記周波数カウンタに電気的に接続されており、
前記光電デバイスに引き込まれる電流が前記充電／放電デバイスを放電するように、
前記充電／放電デバイスの充電および放電の周波数が前記周波数カウンタによって決定されるように、
前記周波数カウンタの出力が前記充電／放電デバイスの充電および放電の周波数に比例するように、
前記光電デバイスが光の特性を電流に変換する、
デバイス。
【請求項２】
前記充電／放電デバイスが、
コンデンサと、
第１の基準電圧と、
第２の基準電圧と、
を備え、
前記コンデンサは前記第１の基準電圧の電圧まで充電され、
前記コンデンサは前記光電デバイスに引き込まれる電流によって前記第２の基準電圧の電圧まで放電される、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
スイッチをさらに備え、
前記スイッチが閉じているとき、前記コンデンサは、前記第１の基準電圧の電圧まで充電され、
前記スイッチが開いているとき、前記コンデンサは、前記光電デバイスに引き込まれる電流によって前記第２の基準電圧の電圧まで放電される、
請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
比較器をさらに備え、
前記スイッチが閉じているとき、前記コンデンサは、前記第１の基準電圧の電圧まで充電され、前記スイッチは、前記比較器の第１の入力が前記第２の基準電圧の電圧を下回った場合に、前記比較器の出力が前記スイッチを電気的に閉じるようにして閉じられ、
前記スイッチが開いているとき、前記コンデンサは、前記光電デバイスに引き込まれる電流によって前記第２の基準電圧の電圧まで放電され、前記スイッチは、前記比較器の前記第１の入力が前記第１の基準電圧の電圧に達したとき、前記比較器の出力が前記スイッチを電気的に開くようにして開かれ、
前記第２の基準電圧は前記比較器の第２の入力に電気的に接続される、
請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記スイッチが、Ｎ−ＦＥＴトランジスタ、Ｐ−ＦＥＴトランジスタ、およびバイポーラトランジスタからなる群から選択される、請求項３に記載のデバイス。
【請求項６】
前記光電デバイスが、フォトダイオードおよびフォトセルからなる群から選択される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記光の特性が光強度である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記光の特性が周波数である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記周波数カウンタの出力が、デジタル信号およびアナログ信号からなる群から選択される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
光の特性を測定する方法であって、
（ａ）コンデンサ上で第１の電圧が得られるまでスイッチを通じて前記コンデンサを充電するステップと、
（ｂ）前記第１の電圧が得られたとき、前記コンデンサに接続された前記スイッチを開くステップと、
（ｃ）光の特性の影響を受けた場合に電流を伝導する光電デバイスを通じて、前記コンデンサを、該コンデンサ上に第２の電圧が得られるまで放電するステップと、
（ｄ）前記コンデンサ上の電圧の周波数が決定されるまで、前記ステップ（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）を繰り返すステップと、
（ｅ）前記コンデンサ上の電圧の周波数に比例する電気信号を生成するステップと、
を含む方法。
【請求項１１】
比較器の第１の入力上の電圧が第１の基準電圧の電圧に等しくなると、前記比較器の出力によって前記スイッチが開かれる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
比較器の第１の入力上の電圧が第２の基準電圧の電圧を下回ると、前記比較器の出力によって前記スイッチが閉じられる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記コンデンサ上の電圧の周波数が、周波数カウンタによって決定される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記コンデンサ上の電圧の周波数の増加が、前記光電デバイスによって引き込まれる電流の増加を示す、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記コンデンサ上の電圧の周波数の減少が、前記光電デバイスによって引き込まれる電流の減少を示す、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
デバイスを備えるシステムであって、前記デバイスは、
光電デバイスと、
充電／放電デバイスと、
周波数カウンタと、
を有し、
前記光電デバイスは前記充電／放電デバイスに電気的に接続されており、
前記充電／放電デバイスは前記周波数カウンタに電気的に接続されており、
前記光電デバイスに引き込まれる電流が、前記充電／放電デバイスを放電するように、
前記充電／放電デバイスの充電および放電の周波数が、前記周波数カウンタによって決定されるように、
前記周波数カウンタの出力が、前記充電／放電デバイスの充電および放電の周波数に比例するように、
前記光電デバイスが光の特性を電流に変換する、
システム。
【請求項１７】
前記充電／放電デバイスが、
コンデンサと、
第１の基準電圧と、
第２の基準電圧と、
を備え、
前記コンデンサは、前記第１の基準電圧の電圧まで充電され、
前記コンデンサは、前記光電デバイスに引き込まれる電流によって前記第２の基準電圧の電圧まで放電される、
請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
スイッチをさらに備え、
前記スイッチが閉じているとき、前記コンデンサは前記第１の基準電圧の電圧まで充電され、
前記スイッチが開いているとき、前記コンデンサは、前記光電デバイスに引き込まれる電流によって前記第２の基準電圧の電圧まで放電される、
請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
比較器をさらに備え、
前記スイッチが閉じているとき、前記コンデンサは、前記第１の基準電圧の電圧まで充電され、前記スイッチは、前記比較器の第１の入力が前記第２の基準電圧の電圧を下回る場合に、前記比較器の出力が前記スイッチを電気的に閉じるようにして、閉じられ、
前記スイッチが開いているとき、前記コンデンサは、前記光電デバイスに引き込まれる電流によって前記第２の基準電圧の電圧まで放電され、前記スイッチは、前記比較器の第１の入力が前記第１の基準電圧の電圧に達した場合に、前記比較器の出力が前記スイッチを電気的に開くようにして、開かれ、
前記第２の基準電圧は前記比較器の第２の入力に電気的に接続される、
請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記システムが、ＬＥＤディスプレイ、コンピュータ、フラットパネルディスプレイ、携帯電話、およびデジタルカメラからなる群から選択される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１】
光電デバイスと、
充電／放電デバイスと、
周波数カウンタと、
を備えるデバイスであって、
前記光電デバイスは前記充電／放電デバイスに電気的に接続されており、
前記充電／放電デバイスは前記周波数カウンタに電気的に接続されており、
前記光電デバイスに引き込まれる電流が前記充電／放電デバイスを放電するように、
前記充電／放電デバイスの充電および放電の周波数が前記周波数カウンタによって決定されるように、
前記周波数カウンタの出力が前記充電／放電デバイスの充電および放電の周波数に比例するように、
前記光電デバイスが光の特性を電流に変換する、
デバイス。
【請求項２】
前記充電／放電デバイスが、
コンデンサと、
第１の基準電圧と、
第２の基準電圧と、
を備え、
前記コンデンサは前記第１の基準電圧の電圧まで充電され、
前記コンデンサは前記光電デバイスに引き込まれる電流によって前記第２の基準電圧の電圧まで放電される、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
スイッチをさらに備え、
前記スイッチが閉じているとき、前記コンデンサは、前記第１の基準電圧の電圧まで充電され、
前記スイッチが開いているとき、前記コンデンサは、前記光電デバイスに引き込まれる電流によって前記第２の基準電圧の電圧まで放電される、
請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
比較器をさらに備え、
前記スイッチが閉じているとき、前記コンデンサは、前記第１の基準電圧の電圧まで充電され、前記スイッチは、前記比較器の第１の入力が前記第２の基準電圧の電圧を下回った場合に、前記比較器の出力が前記スイッチを電気的に閉じるようにして閉じられ、
前記スイッチが開いているとき、前記コンデンサは、前記光電デバイスに引き込まれる電流によって前記第２の基準電圧の電圧まで放電され、前記スイッチは、前記比較器の前記第１の入力が前記第１の基準電圧の電圧に達したとき、前記比較器の出力が前記スイッチを電気的に開くようにして開かれ、
前記第２の基準電圧は前記比較器の第２の入力に電気的に接続される、
請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記スイッチが、Ｎ−ＦＥＴトランジスタ、Ｐ−ＦＥＴトランジスタ、およびバイポーラトランジスタからなる群から選択される、請求項３に記載のデバイス。
【請求項６】
前記光電デバイスが、フォトダイオードおよびフォトセルからなる群から選択される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記光の特性が光強度である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記光の特性が周波数である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記周波数カウンタの出力が、デジタル信号およびアナログ信号からなる群から選択される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
光の特性を測定する方法であって、
（ａ）コンデンサ上で第１の電圧が得られるまでスイッチを通じて前記コンデンサを充電するステップと、
（ｂ）前記第１の電圧が得られたとき、前記コンデンサに接続された前記スイッチを開くステップと、
（ｃ）光の特性の影響を受けた場合に電流を伝導する光電デバイスを通じて、前記コンデンサを、該コンデンサ上に第２の電圧が得られるまで放電するステップと、
（ｄ）前記コンデンサ上の電圧の周波数が決定されるまで、前記ステップ（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）を繰り返すステップと、
（ｅ）前記コンデンサ上の電圧の周波数に比例する電気信号を生成するステップと、
を含む方法。
【請求項１１】
比較器の第１の入力上の電圧が第１の基準電圧の電圧に等しくなると、前記比較器の出力によって前記スイッチが開かれる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
比較器の第１の入力上の電圧が第２の基準電圧の電圧を下回ると、前記比較器の出力によって前記スイッチが閉じられる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記コンデンサ上の電圧の周波数が、周波数カウンタによって決定される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記コンデンサ上の電圧の周波数の増加が、前記光電デバイスによって引き込まれる電流の増加を示す、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記コンデンサ上の電圧の周波数の減少が、前記光電デバイスによって引き込まれる電流の減少を示す、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
デバイスを備えるシステムであって、前記デバイスは、
光電デバイスと、
充電／放電デバイスと、
周波数カウンタと、
を有し、
前記光電デバイスは前記充電／放電デバイスに電気的に接続されており、
前記充電／放電デバイスは前記周波数カウンタに電気的に接続されており、
前記光電デバイスに引き込まれる電流が、前記充電／放電デバイスを放電するように、
前記充電／放電デバイスの充電および放電の周波数が、前記周波数カウンタによって決定されるように、
前記周波数カウンタの出力が、前記充電／放電デバイスの充電および放電の周波数に比例するように、
前記光電デバイスが光の特性を電流に変換する、
システム。
【請求項１７】
前記充電／放電デバイスが、
コンデンサと、
第１の基準電圧と、
第２の基準電圧と、
を備え、
前記コンデンサは、前記第１の基準電圧の電圧まで充電され、
前記コンデンサは、前記光電デバイスに引き込まれる電流によって前記第２の基準電圧の電圧まで放電される、
請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
スイッチをさらに備え、
前記スイッチが閉じているとき、前記コンデンサは前記第１の基準電圧の電圧まで充電され、
前記スイッチが開いているとき、前記コンデンサは、前記光電デバイスに引き込まれる電流によって前記第２の基準電圧の電圧まで放電される、
請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
比較器をさらに備え、
前記スイッチが閉じているとき、前記コンデンサは、前記第１の基準電圧の電圧まで充電され、前記スイッチは、前記比較器の第１の入力が前記第２の基準電圧の電圧を下回る場合に、前記比較器の出力が前記スイッチを電気的に閉じるようにして、閉じられ、
前記スイッチが開いているとき、前記コンデンサは、前記光電デバイスに引き込まれる電流によって前記第２の基準電圧の電圧まで放電され、前記スイッチは、前記比較器の第１の入力が前記第１の基準電圧の電圧に達した場合に、前記比較器の出力が前記スイッチを電気的に開くようにして、開かれ、
前記第２の基準電圧は前記比較器の第２の入力に電気的に接続される、
請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記システムが、ＬＥＤディスプレイ、コンピュータ、フラットパネルディスプレイ、携帯電話、およびデジタルカメラからなる群から選択される、請求項１６に記載のシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１７５１２５（Ｐ２００９−１７５１２５Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００８−２７６６７６（Ｐ２００８−２７６６７６）
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【出願人】（５０６２００１８６）アバゴ・テクノロジーズ・イーシービーユー・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド (154)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７６６７６（Ｐ２００８−２７６６７６）
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【出願人】（５０６２００１８６）アバゴ・テクノロジーズ・イーシービーユー・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド (154)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]