JP2928616B2 - 光検出装置 - Google Patents
光検出装置Info
- Publication number
- JP2928616B2 JP2928616B2 JP25828390A JP25828390A JP2928616B2 JP 2928616 B2 JP2928616 B2 JP 2928616B2 JP 25828390 A JP25828390 A JP 25828390A JP 25828390 A JP25828390 A JP 25828390A JP 2928616 B2 JP2928616 B2 JP 2928616B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- voltage
- voltage conversion
- resistor
- conversion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フォトダイオードなどの光電変換素子によ
って光電変換された光電流のうち、信号光によるものの
みを増幅して出力する光検出装置に関する。
って光電変換された光電流のうち、信号光によるものの
みを増幅して出力する光検出装置に関する。
一般に、フォトダイオードなどの光電変換素子と、こ
れによって光電変換された光電流を電流・電圧変換して
増幅する増幅器とから成る光検出装置では、検出される
べき信号光と同時に、太陽光などの外乱光が光電交換素
子に入射する。この場合に、信号光による光電流のみを
増幅して出力する必要がある。特に信号光が交流変調光
あるいはパルス変調光であり、外乱光が直流光あるいは
信号光の周波数よりもかなり低い周波数の光である場合
には、増幅回路において、光電変換された光電流から直
流成分および低周波数成分を取り除くことで、信号光に
よる光電流のみを抽出して出力することができる。
れによって光電変換された光電流を電流・電圧変換して
増幅する増幅器とから成る光検出装置では、検出される
べき信号光と同時に、太陽光などの外乱光が光電交換素
子に入射する。この場合に、信号光による光電流のみを
増幅して出力する必要がある。特に信号光が交流変調光
あるいはパルス変調光であり、外乱光が直流光あるいは
信号光の周波数よりもかなり低い周波数の光である場合
には、増幅回路において、光電変換された光電流から直
流成分および低周波数成分を取り除くことで、信号光に
よる光電流のみを抽出して出力することができる。
このような従来装置としては、例えば特開昭64−2041
8号公報に開示されるものがある。この装置では、光電
変換素子として２個のフォトダイオードが用いられ、一
方のフォトダイオードの出力側に設けられる増幅回路に
ついては、低周波成分のみを取り出すようにし、この低
周波成分によって他方のフォトダイオードの出力中の低
周波成分を相殺するようにしている。このようにすれ
ば、低周波成分は外乱光などの雑音に対応しているの
で、結果として外乱光の影響を受けない光検出が可能に
なっている。
8号公報に開示されるものがある。この装置では、光電
変換素子として２個のフォトダイオードが用いられ、一
方のフォトダイオードの出力側に設けられる増幅回路に
ついては、低周波成分のみを取り出すようにし、この低
周波成分によって他方のフォトダイオードの出力中の低
周波成分を相殺するようにしている。このようにすれ
ば、低周波成分は外乱光などの雑音に対応しているの
で、結果として外乱光の影響を受けない光検出が可能に
なっている。
この場合、２個のフォトダイオードは例えば第３図の
ように構成される。同図はその平面図で、信号光検出用
の第１のフォトダイオード31と外乱光検出用の第２のフ
ォトダイオード32は、不感領域33を挟んで同心に近接し
て設けられる。
ように構成される。同図はその平面図で、信号光検出用
の第１のフォトダイオード31と外乱光検出用の第２のフ
ォトダイオード32は、不感領域33を挟んで同心に近接し
て設けられる。
しかし、電灯などの像が外乱光の像として第３図の点
線領域34のように結像されると、正確な外乱光の検出が
できなくなる。すなわち、電灯などの明るい像が第１の
フォトダイオード31を中心に結像されると、信号出力中
の直流あるいは低周波の雑音成分は多くなるのに対して
第２のフォトダイオード32では雑音はあまり検出でき
ず、逆に第２のフォトダイオード32を中心に結像する
と、第１のフォトダイオード31の信号出力中には雑音は
あまり含まれていないのに、第２のフォトダイオード32
では大きな雑音に対応する出力が現れる。このため、例
えば上記の光検出装置をカメラのオートフォーカス回路
に用いると、撮影しようとする被写体の明暗の分布状
態、背景の明るさなどに伴って、信号検出が正確に出来
たり出来なかったりする。
線領域34のように結像されると、正確な外乱光の検出が
できなくなる。すなわち、電灯などの明るい像が第１の
フォトダイオード31を中心に結像されると、信号出力中
の直流あるいは低周波の雑音成分は多くなるのに対して
第２のフォトダイオード32では雑音はあまり検出でき
ず、逆に第２のフォトダイオード32を中心に結像する
と、第１のフォトダイオード31の信号出力中には雑音は
あまり含まれていないのに、第２のフォトダイオード32
では大きな雑音に対応する出力が現れる。このため、例
えば上記の光検出装置をカメラのオートフォーカス回路
に用いると、撮影しようとする被写体の明暗の分布状
態、背景の明るさなどに伴って、信号検出が正確に出来
たり出来なかったりする。
そこで本発明は、信号光による成分のみを安定して正
確に検出できる光検出装置を提供することを目的とす
る。
確に検出できる光検出装置を提供することを目的とす
る。
本発明に係る光検出装置は、光電変換素子と、この光
電変換素子の一端に接続された一端をそれぞれ有する第
１および第２の抵抗と、第１の抵抗の他端に接続された
入力端を有し電流を電圧に変換して増幅する第１の電流
・電圧変換増幅手段と、第２の抵抗の他端に接続された
入力端を有し第１の電流・電圧変換増幅手段の周波数帯
域幅よりも狭い帯域幅をもちこの入力端の電流の低周波
数の成分に応答し電流を電圧に変換して増幅する第２の
電流・電圧変換増幅手段と、この第２の電流・電圧変換
増幅手段からの出力電圧を所定の利得で電流に変換して
第１の電流・電圧変換増幅手段の入力端の電流を相殺す
る方向に加える電圧・電流変換手段と、を備え、第１の
抵抗の抵抗値は第２の抵抗の抵抗値と異なることを特徴
とする。
電変換素子の一端に接続された一端をそれぞれ有する第
１および第２の抵抗と、第１の抵抗の他端に接続された
入力端を有し電流を電圧に変換して増幅する第１の電流
・電圧変換増幅手段と、第２の抵抗の他端に接続された
入力端を有し第１の電流・電圧変換増幅手段の周波数帯
域幅よりも狭い帯域幅をもちこの入力端の電流の低周波
数の成分に応答し電流を電圧に変換して増幅する第２の
電流・電圧変換増幅手段と、この第２の電流・電圧変換
増幅手段からの出力電圧を所定の利得で電流に変換して
第１の電流・電圧変換増幅手段の入力端の電流を相殺す
る方向に加える電圧・電流変換手段と、を備え、第１の
抵抗の抵抗値は第２の抵抗の抵抗値と異なることを特徴
とする。
ここで、光電変換素子に入射する光量に対する第２の
電流・電圧変換増幅手段のダイナミックレンジは、電圧
・電流変換手段から第１の電流・電圧変換増幅手段の入
力端に電流が流入しないとしたときの光電変換素子に入
射する光量に対する第１の電流・電圧変換増幅手段のダ
イナミックレンジよりも大きくなっていてもよい。
電流・電圧変換増幅手段のダイナミックレンジは、電圧
・電流変換手段から第１の電流・電圧変換増幅手段の入
力端に電流が流入しないとしたときの光電変換素子に入
射する光量に対する第１の電流・電圧変換増幅手段のダ
イナミックレンジよりも大きくなっていてもよい。
本発明では、入射した光により光電変換素子から出力
される光電流を、抵抗手段により第１および第２の光電
流に分配し、第１の光電流を第１の電流・電圧変換増幅
手段によって電圧に変換し増幅して出力する。ところで
本発明では、さらに第２の光電流を電圧に変換して増幅
する第２の電流・電圧変換増幅手段と、この出力電圧を
電流に変換して第１の電流・電圧変換増幅手段の入力端
に加える電圧・電流変換手段とを備えている。この第２
の電流・電圧変換増幅手段は、第１の電流・電圧変換増
幅手段の周波数帯域幅よりも狭い帯域幅をもち、第２の
光電流の低周波成分だけに応答するので、これから出力
される電圧は、光電変換素子に入射する光のうち、外乱
光によるものだけとなり、これが第１の光電流を相殺す
る方向に流入する。これにより、第１の電流・電圧変換
増幅手段に流入する第１の光電流のうち、外乱光による
直流電圧成分、低周波成分を減少させ、信号光による交
流成分を感度よく出力させることができる。このとき、
第１および第２の光電流は単一の光電変換素子の出力
（光電流）を抵抗手段で分配することにより得られるの
で、光電変換素子の受光面での外乱光による像の形状、
明暗の分布等にかかわりなく、安定した信号検出が可能
になる。
される光電流を、抵抗手段により第１および第２の光電
流に分配し、第１の光電流を第１の電流・電圧変換増幅
手段によって電圧に変換し増幅して出力する。ところで
本発明では、さらに第２の光電流を電圧に変換して増幅
する第２の電流・電圧変換増幅手段と、この出力電圧を
電流に変換して第１の電流・電圧変換増幅手段の入力端
に加える電圧・電流変換手段とを備えている。この第２
の電流・電圧変換増幅手段は、第１の電流・電圧変換増
幅手段の周波数帯域幅よりも狭い帯域幅をもち、第２の
光電流の低周波成分だけに応答するので、これから出力
される電圧は、光電変換素子に入射する光のうち、外乱
光によるものだけとなり、これが第１の光電流を相殺す
る方向に流入する。これにより、第１の電流・電圧変換
増幅手段に流入する第１の光電流のうち、外乱光による
直流電圧成分、低周波成分を減少させ、信号光による交
流成分を感度よく出力させることができる。このとき、
第１および第２の光電流は単一の光電変換素子の出力
（光電流）を抵抗手段で分配することにより得られるの
で、光電変換素子の受光面での外乱光による像の形状、
明暗の分布等にかかわりなく、安定した信号検出が可能
になる。
また、分配された第２の光電流に対する第２の電流・
電圧変換増幅手段のダイナミックレンジを、分配された
第１の光電流に対する第１の電流・電圧変換増幅手段の
ダイナミックレンジよりも大きく設定することにより、
強い外乱光の場合にも、第１の電流・電圧変換増幅手段
を何ら飽和させずに、信号光による交流成分だけを感度
良くかつ精度良く出力させることができる。
電圧変換増幅手段のダイナミックレンジを、分配された
第１の光電流に対する第１の電流・電圧変換増幅手段の
ダイナミックレンジよりも大きく設定することにより、
強い外乱光の場合にも、第１の電流・電圧変換増幅手段
を何ら飽和させずに、信号光による交流成分だけを感度
良くかつ精度良く出力させることができる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明に係る光検出装置の実施例の構成図で
ある。図示の光検出装置は、１つの光電変換素子11と、
光電変換素子11によって光電変換された光電流を第１お
よび第２の光電流I1,I2に分配する抵抗1,2と、これら分
配された光電流I1,I2をそれぞれ電圧に変換する第１お
よび第２の電流・電圧変換増幅手段3,4と、第２の電流
・電圧変換増幅手段４の出力端と第１の電流・電圧変換
増幅手段３の入力端とを接続する電流・電圧変換手段と
しての抵抗５とを備えている。
ある。図示の光検出装置は、１つの光電変換素子11と、
光電変換素子11によって光電変換された光電流を第１お
よび第２の光電流I1,I2に分配する抵抗1,2と、これら分
配された光電流I1,I2をそれぞれ電圧に変換する第１お
よび第２の電流・電圧変換増幅手段3,4と、第２の電流
・電圧変換増幅手段４の出力端と第１の電流・電圧変換
増幅手段３の入力端とを接続する電流・電圧変換手段と
しての抵抗５とを備えている。
光電変換素子11はフォトダイオードからなっており、
これは並列接続された光電流分配用の抵抗1,2に接続さ
れる。ここで、抵抗1,2の抵抗値をそれぞれRA,RBとする
と、 RA/RB＜１ …（１） の関係を満たすように構成されている。
これは並列接続された光電流分配用の抵抗1,2に接続さ
れる。ここで、抵抗1,2の抵抗値をそれぞれRA,RBとする
と、 RA/RB＜１ …（１） の関係を満たすように構成されている。
また電流・電圧変換増幅手段３は、高ゲインの反転増
幅器６と、この出力をその入力側に帰還させる帰還抵抗
７とからなっており、電流・電圧変換増幅手段４は、高
ゲインの反転増幅器８と、この出力をその入力側に帰還
させる帰還抵抗９および帰還容量10とからなっている。
電流・電圧変換増幅手段3,4における直流の電流・電圧
変換利得すなわちゲインは、それぞれの帰還抵抗7,9の
抵抗値RF1、RF2によって決定される。すなわち電流・電
圧変換増幅手段3,4のゲインはそれぞれ、RF1,RF2とな
る。また、電流・電圧変換増幅手段４は帰還容量10を有
しているが、この帰還容量10の容量値Cfによって、電流
・電圧変換増幅手段４のカットオフ周波数f0は、 f0＝1/2πCFRF2 …（２） となり、第２図に示すように、電流・電圧変換増幅手段
４の帯域幅f2は、電流・電圧変換増幅手段３の帯域幅f1
よりもかなり小さくなっている。
幅器６と、この出力をその入力側に帰還させる帰還抵抗
７とからなっており、電流・電圧変換増幅手段４は、高
ゲインの反転増幅器８と、この出力をその入力側に帰還
させる帰還抵抗９および帰還容量10とからなっている。
電流・電圧変換増幅手段3,4における直流の電流・電圧
変換利得すなわちゲインは、それぞれの帰還抵抗7,9の
抵抗値RF1、RF2によって決定される。すなわち電流・電
圧変換増幅手段3,4のゲインはそれぞれ、RF1,RF2とな
る。また、電流・電圧変換増幅手段４は帰還容量10を有
しているが、この帰還容量10の容量値Cfによって、電流
・電圧変換増幅手段４のカットオフ周波数f0は、 f0＝1/2πCFRF2 …（２） となり、第２図に示すように、電流・電圧変換増幅手段
４の帯域幅f2は、電流・電圧変換増幅手段３の帯域幅f1
よりもかなり小さくなっている。
電流・電圧変換増幅手段４の出力端と電流・電圧変換
増幅手段３の入力端とを接続する抵抗５は、電流・電圧
変換増幅手段４からの出力電圧を電流に変換して電流・
電圧変換増幅手段３の入力に加えるためのものであり、
前述のように電圧・電流変換手段として機能する。な
お、この抵抗５の抵抗値をRCとすると、この抵抗５によ
る電圧・電流変換利得は、1/RCとなる。このような構成
の光検出装置では、光電変換素子11に外乱光を含んだ信
号光を入射させると、抵抗1,2には分配された第１およ
び第２の光電流I1,I2がそれぞれ流れる。抵抗1,2の抵抗
値RA,RBは、前述の（１）式の関係のようになっている
ので、光電流I1,I2間には、ｋを定数として、 I1＝ｋ・I2 …（３） の関係が成立する。第２の光電流I2が第２の電流・電圧
変換増幅手段４に加わると、この電流・電圧変換増幅手
段４の出力電圧V02は、 V02＝−I2・RF2＝−I1・RF2/k …（４） となり、この出力電圧V02により抵抗５を介して電流・
電圧変換増幅手段３の入力端に流入する電流ICは、 IC＝V02/RC ＝−I1・RF2/（ｋ・RC） …（５） となる。いま、帰還抵抗９の抵抗値RF2と抵抗５の抵抗
値RCとを RF2/RC＝ｋ …（６） の関係を満たすように選定すると、（５）式から、抵抗
５を介して電流・電圧変換増幅手段３の入力端に流入す
る電流ICは、 IC＝−I1 …（７） となり、光電変換素子11から出力されて分配された第１
の光電流I1を相殺し、第１の電流・電圧変換増幅手段３
に流入する電流を零にすることができる。
増幅手段３の入力端とを接続する抵抗５は、電流・電圧
変換増幅手段４からの出力電圧を電流に変換して電流・
電圧変換増幅手段３の入力に加えるためのものであり、
前述のように電圧・電流変換手段として機能する。な
お、この抵抗５の抵抗値をRCとすると、この抵抗５によ
る電圧・電流変換利得は、1/RCとなる。このような構成
の光検出装置では、光電変換素子11に外乱光を含んだ信
号光を入射させると、抵抗1,2には分配された第１およ
び第２の光電流I1,I2がそれぞれ流れる。抵抗1,2の抵抗
値RA,RBは、前述の（１）式の関係のようになっている
ので、光電流I1,I2間には、ｋを定数として、 I1＝ｋ・I2 …（３） の関係が成立する。第２の光電流I2が第２の電流・電圧
変換増幅手段４に加わると、この電流・電圧変換増幅手
段４の出力電圧V02は、 V02＝−I2・RF2＝−I1・RF2/k …（４） となり、この出力電圧V02により抵抗５を介して電流・
電圧変換増幅手段３の入力端に流入する電流ICは、 IC＝V02/RC ＝−I1・RF2/（ｋ・RC） …（５） となる。いま、帰還抵抗９の抵抗値RF2と抵抗５の抵抗
値RCとを RF2/RC＝ｋ …（６） の関係を満たすように選定すると、（５）式から、抵抗
５を介して電流・電圧変換増幅手段３の入力端に流入す
る電流ICは、 IC＝−I1 …（７） となり、光電変換素子11から出力されて分配された第１
の光電流I1を相殺し、第１の電流・電圧変換増幅手段３
に流入する電流を零にすることができる。
但し、全ての帯域において電流を相殺すると、外乱光
による直流成分、低周波成分のみならず、信号光による
交流成分も失われてしまうので、本実施例では、帰還容
量10によって外乱光による直流成分、低周波成分の電流
だけを相殺するようにしている。すなわち、第２図に示
すように帰還容量10によって電流・電圧変換増幅手段４
の周波数帯域（帯域幅f1）を信号光による交流成分の周
波数帯域（帯域幅f2）に対して十分低く設定すれば、電
流・電圧変換増幅手段４の出力電圧V02は、信号光によ
る交流成分を含まず外乱光による直流成分、低周波成分
だけのものとなり、従って抵抗５を介して電流、電圧変
換増幅手段３に流入する電流ICも、直流成分、低周波成
分だけのものとなる。これにより、光電変換素子11から
の光電流Ipの分流I1のうち直流成分、低周波成分のもの
だけを電流Icにより実質的に取除くことができる。
による直流成分、低周波成分のみならず、信号光による
交流成分も失われてしまうので、本実施例では、帰還容
量10によって外乱光による直流成分、低周波成分の電流
だけを相殺するようにしている。すなわち、第２図に示
すように帰還容量10によって電流・電圧変換増幅手段４
の周波数帯域（帯域幅f1）を信号光による交流成分の周
波数帯域（帯域幅f2）に対して十分低く設定すれば、電
流・電圧変換増幅手段４の出力電圧V02は、信号光によ
る交流成分を含まず外乱光による直流成分、低周波成分
だけのものとなり、従って抵抗５を介して電流、電圧変
換増幅手段３に流入する電流ICも、直流成分、低周波成
分だけのものとなる。これにより、光電変換素子11から
の光電流Ipの分流I1のうち直流成分、低周波成分のもの
だけを電流Icにより実質的に取除くことができる。
このようにして電流・電圧変換増幅手段３の入力端に
は、光電流I1のうち信号光による交流成分のもののみが
加わるので、第１の電流・電圧変換増幅手段３は、この
信号光による光電流だけをゲインを小さくする必要なく
利得RF1で電流・電圧変換して出力することができるの
で、感度を著しく向上させることが可能となる。
は、光電流I1のうち信号光による交流成分のもののみが
加わるので、第１の電流・電圧変換増幅手段３は、この
信号光による光電流だけをゲインを小さくする必要なく
利得RF1で電流・電圧変換して出力することができるの
で、感度を著しく向上させることが可能となる。
このとき、２つの光電流I1,I2は単一の光電変換素子1
1の出力光電流Ipを、抵抗1,2により分配することにより
得られるので、外乱光の状態が第３図のようになってい
ても低周波成分は光電流I1,I2に所定割合で分配され
る。言い換えれば、外乱光による低周波成分が光電流I1
側のみで多くなったり、逆に光電流I2側でのみ多くなる
ことは、単一の光電変換素子を用いているため、原理上
あり得ない。このため、安定した信号検出が可能にな
る。
1の出力光電流Ipを、抵抗1,2により分配することにより
得られるので、外乱光の状態が第３図のようになってい
ても低周波成分は光電流I1,I2に所定割合で分配され
る。言い換えれば、外乱光による低周波成分が光電流I1
側のみで多くなったり、逆に光電流I2側でのみ多くなる
ことは、単一の光電変換素子を用いているため、原理上
あり得ない。このため、安定した信号検出が可能にな
る。
また第１図の光検出装置において、抵抗1,2、電流・
電圧変換増幅手段4,抵抗５を設けず、電流・電圧変換増
幅手段３の入力端に抵抗５からの電流Icを流入させない
場合には、飽和出力電圧VTHの反転増幅器６を飽和させ
ずに動作させる限界の光電流I1HTは、 I1HT＝VTH/RF1 …（８） となる。これに対して、本実施例のように、電流・電圧
変換増幅手段３の入力端に抵抗５からの電流ICを流入さ
せる場合には、電流Icを流入させない場合に比べてダイ
ナミックレンジは著しく広くなる。すなわち、反転増幅
器８が反転増幅器６と同じ飽和出力電圧VTHをもってい
るとすると、反転増幅器８を飽和させずに正常に動作さ
せる限界の光電流I2THは、 I2TH＝VTH/RF2 …（９） となる。（９）式を（８）式と比較するとわかるように
電流・電圧変換増幅手段４のダイナミックレンジは、電
流・電圧変換増幅手段３単体のタイナミックレンジに比
べて、 （I1TH・RF1）／（I2TH・RF2） ＝ｋ・RF1/RF2 …（10） 倍、増加することになる。
電圧変換増幅手段4,抵抗５を設けず、電流・電圧変換増
幅手段３の入力端に抵抗５からの電流Icを流入させない
場合には、飽和出力電圧VTHの反転増幅器６を飽和させ
ずに動作させる限界の光電流I1HTは、 I1HT＝VTH/RF1 …（８） となる。これに対して、本実施例のように、電流・電圧
変換増幅手段３の入力端に抵抗５からの電流ICを流入さ
せる場合には、電流Icを流入させない場合に比べてダイ
ナミックレンジは著しく広くなる。すなわち、反転増幅
器８が反転増幅器６と同じ飽和出力電圧VTHをもってい
るとすると、反転増幅器８を飽和させずに正常に動作さ
せる限界の光電流I2THは、 I2TH＝VTH/RF2 …（９） となる。（９）式を（８）式と比較するとわかるように
電流・電圧変換増幅手段４のダイナミックレンジは、電
流・電圧変換増幅手段３単体のタイナミックレンジに比
べて、 （I1TH・RF1）／（I2TH・RF2） ＝ｋ・RF1/RF2 …（10） 倍、増加することになる。
このように、本実施例の光検出装置では、外乱光に対
するダイナミックレンジが大きくかつ交流変調光として
の信号光に対する電流・電圧変換利得が大きいので、信
号光とともに強い外乱光が入射したとしても、信号光に
よる光信号のみを感度良く増幅することができて、これ
により電流・電圧変換増幅手段３の後段に接続される信
号処理回路を簡素化することが可能となり、全体の回路
規模を小さくすることができる。
するダイナミックレンジが大きくかつ交流変調光として
の信号光に対する電流・電圧変換利得が大きいので、信
号光とともに強い外乱光が入射したとしても、信号光に
よる光信号のみを感度良く増幅することができて、これ
により電流・電圧変換増幅手段３の後段に接続される信
号処理回路を簡素化することが可能となり、全体の回路
規模を小さくすることができる。
また、本実施例の装置は全体負帰還を有しておらず、
外乱光の直流成分、低周波成分を負帰還しないので、装
置全体を安定して動作させことができる。このため、容
量10の容量値CFを小さな値にしても良く、これにより容
量10を光電変換素子11、分配抵抗1,2、反転増幅器6,8、
抵抗7,9および信号処理回路（図示せず）とともに１つ
のモノリシックIC内に集積化して形成することができ
る。
外乱光の直流成分、低周波成分を負帰還しないので、装
置全体を安定して動作させことができる。このため、容
量10の容量値CFを小さな値にしても良く、これにより容
量10を光電変換素子11、分配抵抗1,2、反転増幅器6,8、
抵抗7,9および信号処理回路（図示せず）とともに１つ
のモノリシックIC内に集積化して形成することができ
る。
なお、電流・電圧変換増幅手段３は、（３）式乃至
（７）式の条件が満たされれば、外乱光の直流成分、低
周波成分に対して全く応答しないが、分配抵抗1,2の抵
抗比RA/RBのずれ、あるいは抵抗値RF2・Rcの抵抗比RF2/
Rcのずれによって、電流・電圧変換増幅手段３が外乱光
の直流成分、低周波成分に対し僅かに応答することも考
えられる。このために電流・電圧変換増幅手段３とこの
後段の信号処理回路（図示せず）との間に結合容量を直
列に接続し、電流・電圧変換増幅手段３から出力される
恐れのある外乱光のわずかな直流成分、低周波成分を結
合容量により取除いて後段の信号処理回路に入力させる
ようにしても良い。
（７）式の条件が満たされれば、外乱光の直流成分、低
周波成分に対して全く応答しないが、分配抵抗1,2の抵
抗比RA/RBのずれ、あるいは抵抗値RF2・Rcの抵抗比RF2/
Rcのずれによって、電流・電圧変換増幅手段３が外乱光
の直流成分、低周波成分に対し僅かに応答することも考
えられる。このために電流・電圧変換増幅手段３とこの
後段の信号処理回路（図示せず）との間に結合容量を直
列に接続し、電流・電圧変換増幅手段３から出力される
恐れのある外乱光のわずかな直流成分、低周波成分を結
合容量により取除いて後段の信号処理回路に入力させる
ようにしても良い。
第１図に示す実施例では、抵抗1,2値は固定としてき
たが、可変抵抗として光電流Ipの分配比を調整できるよ
うにしてもよい。この場合には、外乱光と信号光のレベ
ルの比に応じて、分配比を製品（光検出装置）としての
出荷時に、あるいは実使用時にダイナミックに設定する
ことが考えられる。すなわち、信号光の周波数が高くな
ると入力インピーダンスが高くなるので、使用したい信
号の周波数帯域に合せて、出荷時に抵抗1,2を調整する
ことが考えられる。また、装置の実使用時の外乱光のレ
ベルに応じて、ダイナミックに抵抗1,2を調整すること
も考えられる。
たが、可変抵抗として光電流Ipの分配比を調整できるよ
うにしてもよい。この場合には、外乱光と信号光のレベ
ルの比に応じて、分配比を製品（光検出装置）としての
出荷時に、あるいは実使用時にダイナミックに設定する
ことが考えられる。すなわち、信号光の周波数が高くな
ると入力インピーダンスが高くなるので、使用したい信
号の周波数帯域に合せて、出荷時に抵抗1,2を調整する
ことが考えられる。また、装置の実使用時の外乱光のレ
ベルに応じて、ダイナミックに抵抗1,2を調整すること
も考えられる。
抵抗2,3の値の変更、調整については、その比だけで
なく絶対値を対象にしてもよい。すなわち、信号光のレ
ベル自体の高低に応じて、抵抗1,2の値を共に高低調整
してもよい。
なく絶対値を対象にしてもよい。すなわち、信号光のレ
ベル自体の高低に応じて、抵抗1,2の値を共に高低調整
してもよい。
以上、詳細に説明したように本発明によれば、同一の
光電変換素子の出力（光電流）を第１および第２の光電
流に分流し、一方を信号検出用に用いて第１の電流・電
圧変換増幅手段に入力し、他方を低周波検出用に用いて
第２の流電圧変換増幅手段に入力し、低周波成分に応答
した電流を、信号検出用の光電流を相殺する方向で第１
の電流・電圧変換増幅手段の入力端に流入させるように
しているので、外乱光の入射される情況にかかわりな
く、信号光による交流成分のみを安定した状態で高感度
に出力することができる。
光電変換素子の出力（光電流）を第１および第２の光電
流に分流し、一方を信号検出用に用いて第１の電流・電
圧変換増幅手段に入力し、他方を低周波検出用に用いて
第２の流電圧変換増幅手段に入力し、低周波成分に応答
した電流を、信号検出用の光電流を相殺する方向で第１
の電流・電圧変換増幅手段の入力端に流入させるように
しているので、外乱光の入射される情況にかかわりな
く、信号光による交流成分のみを安定した状態で高感度
に出力することができる。
第１図は本発明に係る光検出装置の実施例の構成図、第
２図は電流・電圧変換増幅手段の周波数応答特性を示す
図、第３図は従来の光検出装置に用いられる光電変換素
子の平面図である。 1,2……光電流分配用の抵抗、3,4……電流・電圧変換増
幅手段、５……電圧・電流変換用の抵抗、6,8……反転
増幅器、7,9……帰還抵抗、10……帰還容量、31……第
１のフォトダイオード、32……第２のフォトダイオー
ド、f0……カットオフ周波数、f1,f2……周波数帯域
幅。
２図は電流・電圧変換増幅手段の周波数応答特性を示す
図、第３図は従来の光検出装置に用いられる光電変換素
子の平面図である。 1,2……光電流分配用の抵抗、3,4……電流・電圧変換増
幅手段、５……電圧・電流変換用の抵抗、6,8……反転
増幅器、7,9……帰還抵抗、10……帰還容量、31……第
１のフォトダイオード、32……第２のフォトダイオー
ド、f0……カットオフ周波数、f1,f2……周波数帯域
幅。
Claims (2)
- 【請求項１】光電変換素子と、 この光電変換素子の一端に接続された一端をそれぞれ有
する第１および第２の抵抗と、 前記第１の抵抗の他端に接続された入力端を有し電流を
電圧に変換して増幅する第１の電流・電圧変換増幅手段
と、 前記第２の抵抗の他端に接続された入力端を有し前記第
１の電流・電圧変換増幅手段の周波数帯域幅よりも狭い
帯域幅をもちこの入力端の電流の低周波数の成分に応答
し電流を電圧に変換して増幅する第２の電流・電圧変換
増幅手段と、 この第２の電流・電圧変換増幅手段からの出力電圧を所
定の利得で電流に変換して前記第１の電流・電圧変換増
幅手段の入力端の電流を相殺する方向に加える電圧・電
流変換手段と、を備え、 前記第１の抵抗の抵抗値は前記第２の抵抗の抵抗値と異
なる、ことを特徴とする光検出装置。 - 【請求項２】光電変換素子と、 この光電変換素子の一端に接続された一端をそれぞれ有
する第１および第２の抵抗と、 前記第１の抵抗の他端に接続された入力端を有し電流を
電圧に変換して増幅する第１の電流・電圧変換増幅手段
と、 前記第２の抵抗の他端に接続された入力端を有し前記第
１の電流・電圧変換増幅手段の周波数帯域幅よりも狭い
帯域幅をもちこの入力端の電流の低周波数の成分に応答
し電流を電圧に変換して増幅する第２の電流・電圧変換
増幅手段と、 この第２の電流・電圧変換増幅手段からの出力電圧を所
定の利得で電流に変換して前記第１の電流・電圧変換増
幅手段の入力端の電流を相殺する方向に加える電圧・電
流変換手段と、を備え、 前記光電変換素子に入射する光量に対する前記第２の電
流・電圧変換増幅手段のダイナミックレンジは、前記電
圧・電流変換手段から前記第１の電流・電圧変換増幅手
段の入力端に電流が流入しないとしたときの前記光電変
換素子に入射する光量に対する前記第１の電流・電圧変
換増幅手段のダイナミックレンジよりも大きくなってい
ることを特徴とする光検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25828390A JP2928616B2 (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | 光検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25828390A JP2928616B2 (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | 光検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04134224A JPH04134224A (ja) | 1992-05-08 |
| JP2928616B2 true JP2928616B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=17318101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25828390A Expired - Fee Related JP2928616B2 (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | 光検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2928616B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0666634A (ja) * | 1992-08-19 | 1994-03-11 | Omron Corp | 光電センサ |
| JP3208538B2 (ja) * | 1998-11-10 | 2001-09-17 | 山越 憲一 | 光電容積脈波計 |
| US7507982B2 (en) | 2003-05-15 | 2009-03-24 | Niles Co. Ltd. | Rain sensor with ambient light compensation |
-
1990
- 1990-09-27 JP JP25828390A patent/JP2928616B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04134224A (ja) | 1992-05-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5410145A (en) | Light detector using reverse biased photodiodes with dark current compensation | |
| US6906325B2 (en) | Photo-receiver arrangement | |
| US3968361A (en) | Laser receiver anti-sun circuit | |
| JP2005265846A (ja) | 暗光電流をキャンセルするカラーセンサ | |
| JPH06235658A (ja) | 光電変換回路 | |
| TW202249418A (zh) | 差分主動像素 | |
| US8779858B2 (en) | Amplifier circuit, detector arrangement and method for operating an amplifier | |
| JPH0585850B2 (ja) | ||
| JP2928616B2 (ja) | 光検出装置 | |
| JPS6215909A (ja) | 光受信回路 | |
| JPH0451774B2 (ja) | ||
| JPS61228319A (ja) | 光電流増幅回路 | |
| US5821528A (en) | Two light intensities difference convert into frequency modulator for parallel photodiodes | |
| JP2674110B2 (ja) | アバランシエホトダイオードのバイアス回路の温度補償回路 | |
| EP0460273A1 (en) | Gain stabilizing amplifier | |
| JPS5928389A (ja) | 光受信回路 | |
| JPS6388871A (ja) | 光混成集積回路装置 | |
| JPS6276329A (ja) | 光受信回路 | |
| GB2202624A (en) | Optimum biasing system for electronic devices | |
| JPS60259917A (ja) | 受光回路 | |
| JPH03286605A (ja) | 光受信回路 | |
| JPH01173440A (ja) | 光ディスクドライブ装置におけるエラー検出装置 | |
| CN116545390A (zh) | 一种运算放大电路及光电检测系统 | |
| JPH03178209A (ja) | 光受信器 | |
| JPS59230122A (ja) | 自動利得調整装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 10 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090514 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100514 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |