JP2542607B2

JP2542607B2 - 自動利得制御回路

Info

Publication number: JP2542607B2
Application number: JP62033158A
Authority: JP
Inventors: 恵二郎小関
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1987-02-18
Publication date: 1996-10-09
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: JPS63201583A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、受光素子の検出出力を制御する自動利得制
御回路に関する。

（従来の技術）高速で移動する物体を野外で検出する場合、この物体
の移動経路を受光素子の視野内に収め、受光素子に対す
る入射光のレベルが物体の移動に伴って変化するように
すれば、受光素子の検出出力に基づいて物体を検出する
ことができる。

ところで、このような方法では、昼から夕方への時間
経過および天候の変化などにより背景光のレベルが変化
すると、受光素子に対する入射光のレベルが徐々に変化
するため、受光素子の検出出力に基づいて移動物体を検
出することが困難である。

このため、従来は受光素子の検出出力を背景光のレベ
ルに関係なく一定にすべく、受光素子の受光部前方にス
リットを配設していたが、この場合にはスリットの幅を
背景光のレベルに応じて手動で遂一調節しなければなら
ないという欠点があった。また、受光素子の検出出力を
増幅器によって増幅するに際し、この増幅器の利得を背
景光のみを検出する他の受光素子の検出出力に基づいて
制御し、これにより増幅器の出力が背景光のレベルに関
係なく一定となるようにしていた。しかし、この場合に
は非常に大きく変化する背景光のレベルに対応させて増
幅器の利得を変化させることが困難であった。

（発明が解決しようとする問題点）このように、従来は受光素子の受光部前方にスリット
を配設していたが、この場合にはスリットの幅を背景光
のレベルに応じて手動で遂一調節しなければならないと
いう問題点があった。また、受光素子の検出出力を増幅
する増幅器の利得を背景光のみを検出する他の受光素子
の検出出力に基づいて制御していたが、この場合には非
常に大きく変化する背景光のレベルと増幅器の利得とを
対応させることが困難であるという問題点があった。

そこで、本発明は受光素子の検出出力を増幅するに際
し、徐々に変化する背景光のレベルに関係なく一定の増
幅出力を得ることが可能な自動利得制御回路を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成］（問題を解決するための手段）本発明は、入射光を検出し、この入射光に対応する電
流信号を出力する受光素子と、この受光素子の検出出力
を電流電圧変換する電流電圧変換手段と、この電流電圧
変換手段の電流電圧変換率を可変する変換率可変手段
と、前記電流電圧変換手段の出力を積分する積分手段
と、この積紛手段の出力と予め設定された基準レベルと
を比較し、この差に対応する制御出力を発生する比較手
段と、この比較手段の制御出力に対応して前記変換率可
変手段を制御する制御手とを具え、前記電流電圧変換手
段の変換率が背景光の明るさに応じて自動的に変化する
ようにしたことを特徴とする。

（作用）本発明によれば、電流電圧変換手段の変換率が背景光
の明るさに応じて自動的に変便され、これにより背景光
の明るさに依存しない出力を得ることができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を添附図面を参照して詳細に説
明する。

図面は本発明に係る自動利得制御回路の一実施例を示
す回路図である。

同図において、オペアンプ１の反転入力端子には受光
素子２が接続され、また非反転入力端子は接地されてい
る。このオペアンプ１の反転入力端子と出力端子間に
は、抵抗３および抵抗４の直列回路が接続され、これら
抵抗３と抵抗４の接続点には、可変抵抗回路５を形成す
る光・抵抗素子６を介して接地されている。この可変抵
抗回路５は、光・抵抗素子６に発光素子７を並設して構
成され、この発光素子７から照射される光のレベルに対
応して光・抵抗素子６の抵抗値が変化する。なお、発光
素子７には逆電流防止用のダイオード８が並列接続され
ている。

また、オペアンプ１の出力端子は、コンデンサ９を介
して出力端子10に接続されている。

ここでオペアンプ１、抵抗3,4、可変抵抗回路５は受
光素子２から出力される出力電流を電圧信号に変換して
出力端子10に出力する電流電圧変換回路を形成してい
る。オペアンプ１の出力端子は、抵抗11およびコンデン
サ14からなる積分回路に接続され、この積分回路の出力
は抵抗12を介して帰還抵抗15を有するオペアンプ13の反
転入力端子に接続されている。

このオペアンプ13の非反転入力端子には、ボリューム
16によって予め設定された基準電圧V_Rが印加されてい
る。すなわちオペアンプ13は反転入力端子に加えられる
電圧V₁と非反転入力端子に加えられる電圧V_Rと比較して
この比較に対応して電圧V₂を出力するコンパレータを構
成している。オペアンプ13の出力は、抵抗17を介し可変
抵抗回路５の発光素子７に接続されている。

ここで、オペアンプ１の帰還ループに接続されている
抵抗３の抵抗値をR₃、抵抗_４の抵抗値をR₄および光・抵
抗素子６の抵抗値をR₆とすると、オペアンプ１を含む電
流電圧変換回路の電流電圧変換率Ｋは次式（１）によっ
て示される。

したがって、受光素子２の出力電流をI_pとするとオペア
ンプ１の出力電圧はV₀は、次式（２）によって示され
る。

V₀＝Ｋ×I_p ……（２）一方、可変抵抗回路５では、発光素子７に流れる電流
が大きくなって光・抵抗素子６に照射される光のレベル
が高くなると、光・抵抗素子６の抵抗値R₆が小さくな
る。また、発光素子７に流れる電流が小さくなって光・
抵抗素子６に照射される光のレベルが低くなると、光・
抵抗素子６の抵抗値R₆が大きくなる。

そして、光・抵抗素子６の抵抗値R₆が小さくなると、
上式（１）に示した電流電圧変換率Ｋが大きくなり、上
式（２）に示したオペアンプ１の出力電圧V₀は上昇す
る。また、光・抵抗素子６の抵抗値R₆が大きくなると、
上式（１）に電流電圧変換率Ｋが小さくなり、上式
（２）に示したオペアンプ１の出力電圧V₀は低下する。
すなわち、オペアンプ１の電流電圧変換率Ｋは、発光素
子７に流れる電流が大きくなると高くなり、また発光素
子７に流れる電流が小さくなると低くなり、これにより
制御される。

いま、本実施例の回路を野外に設置した場合、受光素
子２に背景光が入射し、受光素子２は検出出力をオペア
ンプ１に加える。オペアンプ１はこの検出出力を入力す
ると、この検出出力に対応する電圧V₀を出力する。この
とき、オペアンプ13の反転入力端子には、電圧V₀に対応
する電圧V₁が加えられる。オペアンプ13はこの電圧V
₁と、非反転入力端子に加えられている基準電圧V_Rとを
比較し、この差に対応する電圧V₂を出力する。そして、
可変抵抗回路５における発光素子７には、この電圧V₂に
対応する電流が流れる。したがって、発光素子７はこの
電圧V₂に対応するレベルの光を光・抵抗素子６に照射す
る。光・抵抗素子６は照射された光のレベルに対応して
その抵抗値R₆が定まる。この結果、オペアンプ１の電流
電圧変換率Ｋが定まる。

ここで、受光素子２に入射する背景光のレベルが徐々
に高くなり、電圧V₀に対応する電圧V₁が基準電圧V_Rより
も高くなると、オペアンプ13から出力される電圧V₂は低
下する。したがって、可変抵抗回路５における発光素子
７から照射される光のレベルは低くなり、光・抵抗素子
６の抵抗値R₆は大きくなる。この結果、オペアンプ１の
電流電圧変換率Ｋは小さくなり、出力電圧V₀は低下す
る。

次に、受光素子２に入射する背景光のレベルが徐々に
低くなり、電圧Voに対応する電圧V₁が基準電圧V_Rよりも
低くなると、オペアンプ13から出力される電圧V₂は上昇
する。したがって、可変抵抗回路５の受光素子７から照
射される光のレベルは高くなり、光・抵抗素子６の抵抗
値R₆は小さくなる。

この結果、オペアンプ１の電流電圧変換率Ｋが大きく
なり、出力電圧V₀が上昇する。

また、受光素子２の視野を物体が高速で通過すると、
受光素子２の検出出力は急激に瞬時変化するため、電圧
V₀にパルス信号が発生する。このパルス信号はコンデン
サ９を介して出力端子10に加えられるとともに、時定数
回路のコンデンサ14を介してアースに流れる。このた
め、この場合電圧V₁が変化せず、オペアンプ１の利得は
安定している。この結果、出力端子10に出力に基づいて
移動している物体を検出することができる。

このように本実施例では、受光素子２に入射する背景
光のレベルに対応してこの検出出力が徐々に変化する
と、オペアンプ１の利得が制御されてこの出力電圧V₀を
一定にすることができる。また、受光素子１の視野を物
体が高速で移動してこの検出出力が急激に瞬時変化する
と、オペアンプ１の出力電圧V₀が変化する。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、受光素子の検出
出力を増幅するに際し、徐々に変化する背景光のレベル
に関係なく一定の増幅出力を得ることが可能な自動利得
制御回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る自動利得制御回路の一実施例を示す
回路図である。 1,13……オペアンプ、２……受光素子、3,4,11,12,15,1
7,……抵抗、５……可変抵抗回路、６……光・抵抗素
子、７……発光素子、８……ダイオード、9,14……コン
デンサ、10……出力端子、16……ボリューム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−166579（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−47466（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−110004（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−200903（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−29778（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−166578（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−60576（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−142488（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−103218（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−165021（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−134783（ＪＰ，Ｕ) 特公平４−33164（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭56−25962（ＪＰ，Ｂ２) 特公平６−93623（ＪＰ，Ｂ２) 特公平３−1626（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入射光を検出し、この入射光の明るさに対
応する電流信号を出力する受光素子と、この受光素子の検出出力を電流電圧変換して出力する電
流電圧変換手段と、この積分手段の出力と予め設定された基準レベルとを比
較し、この差に対応する制御出力を発生する比較手段
と、この比較手段から発生される制御出力に対応して、前記
電流電圧変換手段の入力端と出力端の間の抵抗値を連続
的に可変させることにより、前記電流電圧変換手段の変
換率を連続的に可変する変換率可変手段とを具え、前記電流電圧変換手段の変換率が、背景光の明
るさの変化に応じて連続的かつ自動的に変化するように
したことを特徴とする自動利得制御回路。
【請求項２】前記基準レベルは、所望のレベルに設定可
能であることを特徴とする特許請求の範囲（１）記載の
自動利得制御回路。