JP3151366B2 - 光検出回路 - Google Patents
光検出回路Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光素子からの光を受
光し、その光量を電気信号に変換する光検出回路に関す
るものである。
光し、その光量を電気信号に変換する光検出回路に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】図５、図６に夫々従来例の回路を示す。
これら図５、図６に示す回路は、発光素子から照射され
た光が煙等によって散乱した散乱光Ｘを受光して電気信
号に変換する光電変換回路１と、光電変換回路１の出力
信号を保持しておくサンプルホールド回路２と、サンプ
ルホールド回路２の出力信号のレベルシフトを行うアナ
ログ出力回路３を備えている。この回路ではまず発光素
子から照射された光の煙等による散乱光Ｘは光電変換回
路１により受光される。
これら図５、図６に示す回路は、発光素子から照射され
た光が煙等によって散乱した散乱光Ｘを受光して電気信
号に変換する光電変換回路１と、光電変換回路１の出力
信号を保持しておくサンプルホールド回路２と、サンプ
ルホールド回路２の出力信号のレベルシフトを行うアナ
ログ出力回路３を備えている。この回路ではまず発光素
子から照射された光の煙等による散乱光Ｘは光電変換回
路１により受光される。
【０００３】光電変換回路１は受光素子１１と基準電圧
源１２とオペアンプＡ1 乃至Ａ4 と抵抗Ｒ1 乃至Ｒ5 と
コンデンサＣ1 及びアナログスイッチＳ1 よりなり、受
光素子１１に光が照射されると、微弱な光電流が流れ
る。この光電流は図５の場合オペアンプＡ1 と電流−電
圧変換用の抵抗Ｒ1 により、電圧信号に変換されオペア
ンプＡ2 ，Ａ3 により直流増幅される。
源１２とオペアンプＡ1 乃至Ａ4 と抵抗Ｒ1 乃至Ｒ5 と
コンデンサＣ1 及びアナログスイッチＳ1 よりなり、受
光素子１１に光が照射されると、微弱な光電流が流れ
る。この光電流は図５の場合オペアンプＡ1 と電流−電
圧変換用の抵抗Ｒ1 により、電圧信号に変換されオペア
ンプＡ2 ，Ａ3 により直流増幅される。
【０００４】また図６の場合はオペアンプＡ1 と電圧変
換用のコンデンサＣ11により電圧信号に変換されオペア
ンプＡ2 、Ａ3 により直流増幅される。オペアンプＡ2
の増幅率は入力抵抗Ｒ2 と帰還抵抗Ｒ3 の比率で決定さ
れ、オペアンプＡ3 の増幅率は入力抵抗Ｒ4 と帰還抵抗
Ｒ5 の比率で決定される。オペアンプＡ3 の出力電圧
は、コンデンサＣ1 、オペアンプＡ4 、アナログスイッ
チＳ1 、基準電圧源１２の回路によりその直流成分がカ
ットされる。
換用のコンデンサＣ11により電圧信号に変換されオペア
ンプＡ2 、Ａ3 により直流増幅される。オペアンプＡ2
の増幅率は入力抵抗Ｒ2 と帰還抵抗Ｒ3 の比率で決定さ
れ、オペアンプＡ3 の増幅率は入力抵抗Ｒ4 と帰還抵抗
Ｒ5 の比率で決定される。オペアンプＡ3 の出力電圧
は、コンデンサＣ1 、オペアンプＡ4 、アナログスイッ
チＳ1 、基準電圧源１２の回路によりその直流成分がカ
ットされる。
【０００５】オペアンプＡ4 の出力電圧はサンプルホー
ルド回路２により保持される。サンプルホールド回路２
はサンプリング用のコンデンサＣ2 、アナログスイッチ
Ｓ2とバッファ用のオペアンプＡ5 よりなる。光電変換
回路１におけるオペアンプＡ4 の出力はアナログスイッ
チＳ2 がオンしているときのみコンデンサＣ2 に充電さ
れ、その電圧はオペアンプＡ5 の出力電圧となり、その
オペアンプＡ5 の出力電圧はアナログ出力回路３に接続
される。アナログ出力回路３はオペアンプＡ6、抵抗Ｒ6
乃至Ｒ9 、可変抵抗ＶＲ1 、トランジスタＱ1 より成
り、サンプルホールド回路２のオペアンプＡ5 の出力電
圧をオペアンプＡ6 と抵抗Ｒ6 ，Ｒ7 により直流増幅し
て出力する。ここでアナログ出力回路３は抵抗Ｒ8 、可
変抵抗ＶＲ1 により電源電圧を分圧して、オペアンプＡ
6 の非反転端子に加えることにより、アナログ出力回路
３の出力電圧レベルを決定している。
ルド回路２により保持される。サンプルホールド回路２
はサンプリング用のコンデンサＣ2 、アナログスイッチ
Ｓ2とバッファ用のオペアンプＡ5 よりなる。光電変換
回路１におけるオペアンプＡ4 の出力はアナログスイッ
チＳ2 がオンしているときのみコンデンサＣ2 に充電さ
れ、その電圧はオペアンプＡ5 の出力電圧となり、その
オペアンプＡ5 の出力電圧はアナログ出力回路３に接続
される。アナログ出力回路３はオペアンプＡ6、抵抗Ｒ6
乃至Ｒ9 、可変抵抗ＶＲ1 、トランジスタＱ1 より成
り、サンプルホールド回路２のオペアンプＡ5 の出力電
圧をオペアンプＡ6 と抵抗Ｒ6 ，Ｒ7 により直流増幅し
て出力する。ここでアナログ出力回路３は抵抗Ｒ8 、可
変抵抗ＶＲ1 により電源電圧を分圧して、オペアンプＡ
6 の非反転端子に加えることにより、アナログ出力回路
３の出力電圧レベルを決定している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで前記の図５，
図６に示す上述の従来例においては、受光素子１１が煙
等の散乱光Ｘ以外の光も同時に受光した時、又は受光素
子１１が定常的に漏れ電流を流すような時、光電変換回
路１は、散乱光Ｘ以外の電流分も変換し増幅してしまう
ので散乱光Ｘの電圧変換時にオペアンプＡ1 の帰還素子
が抵抗Ｒ1 の時、そのダイナミックレンジが小さくなる
という問題があり、また帰還素子が図６の回路のように
コンデンサＣ11（容量素子）の時には散乱光Ｘ分のみの
電流−電圧変換ができないという問題点がある。
図６に示す上述の従来例においては、受光素子１１が煙
等の散乱光Ｘ以外の光も同時に受光した時、又は受光素
子１１が定常的に漏れ電流を流すような時、光電変換回
路１は、散乱光Ｘ以外の電流分も変換し増幅してしまう
ので散乱光Ｘの電圧変換時にオペアンプＡ1 の帰還素子
が抵抗Ｒ1 の時、そのダイナミックレンジが小さくなる
という問題があり、また帰還素子が図６の回路のように
コンデンサＣ11（容量素子）の時には散乱光Ｘ分のみの
電流−電圧変換ができないという問題点がある。
【０００７】更に出力電圧調整も可変抵抗ＶＲ1 の調整
が必要とされ、回路のワンチップ化が困難であり、製造
コストが増加するという問題点がある。尚図７は、負荷
が抵抗Ｒ1 で、受光素子１１に定常的に電流が流れてい
ない時の各部の波形を示し、同図（ａ）は発光素子の発
光タイミングを、また同図（ｂ）は受光素子１１の電流
を、更に同図（ｃ）は出力電圧を夫々示す。
が必要とされ、回路のワンチップ化が困難であり、製造
コストが増加するという問題点がある。尚図７は、負荷
が抵抗Ｒ1 で、受光素子１１に定常的に電流が流れてい
ない時の各部の波形を示し、同図（ａ）は発光素子の発
光タイミングを、また同図（ｂ）は受光素子１１の電流
を、更に同図（ｃ）は出力電圧を夫々示す。
【０００８】図８は、帰還素子が抵抗Ｒ1 で、受光素子
１１に定常的に電流が流れている時の各部の波形を示
し、同図（ａ）は発光素子の発光タイミングを、また同
図（ｂ）は受光素子１１の電流を、更に同図（ｃ）は出
力電圧を夫々示す。図９は、帰還素子がコンデンサＣ11
で、受光素子１１に定常的に電流が流れている時の各部
の波形を示し、同図（ａ）は発光素子の発光タイミング
を、また同図（ｂ）はアナログスイッチＳ3 のオンオフ
のタイミングを、同図（ｃ）は受光素子１１の電流を、
更に同図（ｄ）は出力電圧を夫々示す。
１１に定常的に電流が流れている時の各部の波形を示
し、同図（ａ）は発光素子の発光タイミングを、また同
図（ｂ）は受光素子１１の電流を、更に同図（ｃ）は出
力電圧を夫々示す。図９は、帰還素子がコンデンサＣ11
で、受光素子１１に定常的に電流が流れている時の各部
の波形を示し、同図（ａ）は発光素子の発光タイミング
を、また同図（ｂ）はアナログスイッチＳ3 のオンオフ
のタイミングを、同図（ｃ）は受光素子１１の電流を、
更に同図（ｄ）は出力電圧を夫々示す。
【０００９】図１０は、帰還素子がコンデンサＣ11で、
受光素子１１に定常的に電流が流れている時の各部の波
形を示し、同図（ａ）は発光素子の発光タイミングを、
また同図（ｂ）はアナログスイッチＳ3 のオンオフのタ
イミングを、同図（ｃ）は受光素子１１の電流を、更に
同図（ｄ）は出力電圧を夫々示す。
受光素子１１に定常的に電流が流れている時の各部の波
形を示し、同図（ａ）は発光素子の発光タイミングを、
また同図（ｂ）はアナログスイッチＳ3 のオンオフのタ
イミングを、同図（ｃ）は受光素子１１の電流を、更に
同図（ｄ）は出力電圧を夫々示す。
【００１０】本発明は、上記問題点に鑑みて為されたも
ので、その目的とするところは受光素子が煙等の散乱光
以外の光も同時に受光した時、又は受光素子が定常的に
漏れ電流を流すような時にも正常に動作し、また出力電
圧の調整を自動的に行いワンチップ化可能な光検出回路
を提供することにある。
ので、その目的とするところは受光素子が煙等の散乱光
以外の光も同時に受光した時、又は受光素子が定常的に
漏れ電流を流すような時にも正常に動作し、また出力電
圧の調整を自動的に行いワンチップ化可能な光検出回路
を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に請求項１の発明では、発光素子から照射された光の煙
等による散乱光を受光して電気信号に変換する光電変換
回路と、光電変換回路の出力信号から散乱光以外の光成
分を電気的に除去するフィルタ回路と、該フィルタ回路
の信号をサンプルホールドして出力するサンプルホール
ド回路と、サンプルホールド回路の出力電圧をアナログ
出力に変換するアナログ出力回路と、動作開始時に前記
サンプルホールド回路の出力電圧に基づいて前記アナロ
グ出力回路の出力電圧が所定の出力電圧となるように制
御し通常動作時にその出力電圧を保持する出力自動調整
回路を設けた光検出回路において、 前記フィルタ回路
を、前記発光素子が発光した時の前記受光素子に流れる
電流と、前記発光素子が発光していない時の受光素子に
流れる電流を夫々電流−電圧変換する手段と、前記発光
素子が発光していない時の前記受光素子に流れる電流を
電流−電圧変換した電圧値を保持する手段と、その保持
された電圧値により、前記受光素子に流れる電流を電流
−電圧変換する手段に流さない手段とで構成し、前記出
力自動調整回路を、前記サンプルホールド回路の出力電
圧をＡ／Ｄ変換する手段と、Ａ／Ｄ変換された前記サン
プルホールド回路の出力電圧を演算し出力する手段と、
該手段の出力をＤ／Ａ変換して出力する手段とで構成し
たことを特徴とする。
に請求項１の発明では、発光素子から照射された光の煙
等による散乱光を受光して電気信号に変換する光電変換
回路と、光電変換回路の出力信号から散乱光以外の光成
分を電気的に除去するフィルタ回路と、該フィルタ回路
の信号をサンプルホールドして出力するサンプルホール
ド回路と、サンプルホールド回路の出力電圧をアナログ
出力に変換するアナログ出力回路と、動作開始時に前記
サンプルホールド回路の出力電圧に基づいて前記アナロ
グ出力回路の出力電圧が所定の出力電圧となるように制
御し通常動作時にその出力電圧を保持する出力自動調整
回路を設けた光検出回路において、 前記フィルタ回路
を、前記発光素子が発光した時の前記受光素子に流れる
電流と、前記発光素子が発光していない時の受光素子に
流れる電流を夫々電流−電圧変換する手段と、前記発光
素子が発光していない時の前記受光素子に流れる電流を
電流−電圧変換した電圧値を保持する手段と、その保持
された電圧値により、前記受光素子に流れる電流を電流
−電圧変換する手段に流さない手段とで構成し、前記出
力自動調整回路を、前記サンプルホールド回路の出力電
圧をＡ／Ｄ変換する手段と、Ａ／Ｄ変換された前記サン
プルホールド回路の出力電圧を演算し出力する手段と、
該手段の出力をＤ／Ａ変換して出力する手段とで構成し
たことを特徴とする。
【００１２】
【作用】請求項１の発明によれば、フィルタ回路により
煙等による散乱光以外の光による影響を除去することが
でき、しかも出力自動調整回路により回路内の製造ばら
つきを吸収してアナログ出力回路の出力電圧レベルを一
定にすることができるものであって、特に前記フィルタ
回路を、発光素子が発光した時の受光素子に流れる電流
と、発光素子が発光していない時の受光素子に流れる電
流を夫々電流−電圧変換する手段と、発光素子が発光し
ていない時の受光素子に流れる電流を電流−電圧変換し
た電圧値を保持する手段と、その保持された電圧値によ
り、受光素子に流れる電流を電流−電圧変換する手段に
流さない手段とで構成したので、請求項３の発明と同様
に、煙等による散乱光以外の光により減少した散乱光の
電流−電圧変換用のダイナミックレンジの幅を散乱光以
外の光の無い時と同じにすることができる。
煙等による散乱光以外の光による影響を除去することが
でき、しかも出力自動調整回路により回路内の製造ばら
つきを吸収してアナログ出力回路の出力電圧レベルを一
定にすることができるものであって、特に前記フィルタ
回路を、発光素子が発光した時の受光素子に流れる電流
と、発光素子が発光していない時の受光素子に流れる電
流を夫々電流−電圧変換する手段と、発光素子が発光し
ていない時の受光素子に流れる電流を電流−電圧変換し
た電圧値を保持する手段と、その保持された電圧値によ
り、受光素子に流れる電流を電流−電圧変換する手段に
流さない手段とで構成したので、請求項３の発明と同様
に、煙等による散乱光以外の光により減少した散乱光の
電流−電圧変換用のダイナミックレンジの幅を散乱光以
外の光の無い時と同じにすることができる。
【００１３】更に、前記出力自動調整回路を、サンプル
ホールド回路の出力回路の出力電圧をＡ／Ｄ変換する手
段と、Ａ／Ｄ変換されたサンプルホールド回路の出力電
圧を演算し出力する手段と、該手段の出力をＤ／Ａ変換
して出力する手段とで構成したので、出力自動調整回路
を簡単な回路で構成できる。
ホールド回路の出力回路の出力電圧をＡ／Ｄ変換する手
段と、Ａ／Ｄ変換されたサンプルホールド回路の出力電
圧を演算し出力する手段と、該手段の出力をＤ／Ａ変換
して出力する手段とで構成したので、出力自動調整回路
を簡単な回路で構成できる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 （実施例１） 図１は請求項１の発明に対応する本実施例の全体構成を
示しており、図示する実施例では発光素子から照射され
た光の煙等による散乱光Ｘを受光する受光素子１１の電
流信号を電圧信号に変換する光電変換回路１と、この光
電変換回路１の出力中、散乱光Ｘ以外の光を電気的に除
去するフィルタ回路４と、このフィルタ回路４の出力を
サンプルホールドするサンプルホールド回路２と、サン
プルホールド回路２の出力をレベルシフトするアナログ
出力回路３と、サンプルホールド回路２の出力によりア
ナログ出力回路３の出力を所定の電圧値にする出力自動
調整回路５を備えている。
する。 （実施例１） 図１は請求項１の発明に対応する本実施例の全体構成を
示しており、図示する実施例では発光素子から照射され
た光の煙等による散乱光Ｘを受光する受光素子１１の電
流信号を電圧信号に変換する光電変換回路１と、この光
電変換回路１の出力中、散乱光Ｘ以外の光を電気的に除
去するフィルタ回路４と、このフィルタ回路４の出力を
サンプルホールドするサンプルホールド回路２と、サン
プルホールド回路２の出力をレベルシフトするアナログ
出力回路３と、サンプルホールド回路２の出力によりア
ナログ出力回路３の出力を所定の電圧値にする出力自動
調整回路５を備えている。
【００１５】本実施例のサンプルホールド回路２、アナ
ログ出力回路３、出力自動調整回路５の構成を図２に、
また光電変換回路１を含むフィルタ回路４の構成を図３
に、 その具体回路を図４に示す。
ログ出力回路３、出力自動調整回路５の構成を図２に、
また光電変換回路１を含むフィルタ回路４の構成を図３
に、 その具体回路を図４に示す。
【００１６】光電変換回路１のフォトダイオードよりな
る受光素子１１はカソードを電源ラインに接続されてお
り、アノードをＶ−Ｉ変換器４３に接続してある。Ｖ−
Ｉ変換器４３は光電変換回路１のオペアンプＡ 30 の出
力端子にアナログスイッチＳ 30 を介して接続してある。
ここでＶ−Ｉ変換器４３は図４に示すようにＰ型ＭＯＳ
トランジスタＭ 1 と定電圧源Ｖ 1 とで構成され、前記オ
ペアンプＡ 30 の反転入力端をＰ型ＭＯＳトランジスタＭ
1 のドレインに接続している。オペアンプＡ 30 は出力端
子と反転入力端子の間に抵抗Ｒ 30 とコンデンサＣ 30 の
並列回路からなる帰還素子１３を接続し、非反転入力端
子を基準電圧源１２からの基準電圧Ｖｒｅｆのラインに
接続している。オペアンプＡ 30 の出力端子はサンプルホ
ールド用のアナログスイッチＳ 30 の一端に接続してい
る。このアナログスイッチＳ 30 の他端はサンプルホー
ルド用のコンデンサＣ 31 の一端に接続しており、コンデ
ンサＣ 31 は他端をグランドレベルに接続している。こ
こでコンデンサＣ 31 の電位Ｖｓ 31 は定電圧源Ｖ 1 を介し
てＰ型ＭＯＳトランジスタＭ 1 のゲートに接続してい
る。またＰ型ＭＯＳトランジスタＭ 1 はソースをグラン
ドレベルに接続している。
る受光素子１１はカソードを電源ラインに接続されてお
り、アノードをＶ−Ｉ変換器４３に接続してある。Ｖ−
Ｉ変換器４３は光電変換回路１のオペアンプＡ 30 の出
力端子にアナログスイッチＳ 30 を介して接続してある。
ここでＶ−Ｉ変換器４３は図４に示すようにＰ型ＭＯＳ
トランジスタＭ 1 と定電圧源Ｖ 1 とで構成され、前記オ
ペアンプＡ 30 の反転入力端をＰ型ＭＯＳトランジスタＭ
1 のドレインに接続している。オペアンプＡ 30 は出力端
子と反転入力端子の間に抵抗Ｒ 30 とコンデンサＣ 30 の
並列回路からなる帰還素子１３を接続し、非反転入力端
子を基準電圧源１２からの基準電圧Ｖｒｅｆのラインに
接続している。オペアンプＡ 30 の出力端子はサンプルホ
ールド用のアナログスイッチＳ 30 の一端に接続してい
る。このアナログスイッチＳ 30 の他端はサンプルホー
ルド用のコンデンサＣ 31 の一端に接続しており、コンデ
ンサＣ 31 は他端をグランドレベルに接続している。こ
こでコンデンサＣ 31 の電位Ｖｓ 31 は定電圧源Ｖ 1 を介し
てＰ型ＭＯＳトランジスタＭ 1 のゲートに接続してい
る。またＰ型ＭＯＳトランジスタＭ 1 はソースをグラン
ドレベルに接続している。
【００１７】而して本実施例では、アナログスイッチＳ
30 はゲートが”Ｈ”の時オン状態となり、アナログスイ
ッチＳ 30 がオンした時、受光素子１１に流れる散乱光Ｘ
以外の電流分ｉ 1 により出力電圧ＶｏｕｔはＶｒｅｆ−
Ｒ 30 ×ｉ 1 の電圧となる。この電圧がアナログスイッチ
Ｓ 30 、コンデンサＣ 31 によりホールドされる。ホール
ドされた電圧は定電圧源Ｖ 1 を介してＶｏｕｔ−Ｖ 1
がＰ型ＭＯＳトランジスタＭ 1 のゲートに印加される。
この時のＰ型ＭＯＳトランジスタＭ 1 のドレイン電流が
フォトダイオードからなる受光素子１１の電流と同じに
なるようにＰ型ＭＯＳトランジスタＭ 1 のゲートサイズ
と定電圧源Ｖ 1 の電圧を選べば、抵抗Ｒ 30 には電流が流
れ無くなり、出力電圧ＶｏｕｔはＶｒｅｆとなる。これ
により煙等による散乱光Ｘ以外の光により減少した散乱
光Ｘの電流−電圧変換用のダイナミックレンジの幅を散
乱光Ｘ以外の光の無い時と同じにすることができること
に なる。
30 はゲートが”Ｈ”の時オン状態となり、アナログスイ
ッチＳ 30 がオンした時、受光素子１１に流れる散乱光Ｘ
以外の電流分ｉ 1 により出力電圧ＶｏｕｔはＶｒｅｆ−
Ｒ 30 ×ｉ 1 の電圧となる。この電圧がアナログスイッチ
Ｓ 30 、コンデンサＣ 31 によりホールドされる。ホール
ドされた電圧は定電圧源Ｖ 1 を介してＶｏｕｔ−Ｖ 1
がＰ型ＭＯＳトランジスタＭ 1 のゲートに印加される。
この時のＰ型ＭＯＳトランジスタＭ 1 のドレイン電流が
フォトダイオードからなる受光素子１１の電流と同じに
なるようにＰ型ＭＯＳトランジスタＭ 1 のゲートサイズ
と定電圧源Ｖ 1 の電圧を選べば、抵抗Ｒ 30 には電流が流
れ無くなり、出力電圧ＶｏｕｔはＶｒｅｆとなる。これ
により煙等による散乱光Ｘ以外の光により減少した散乱
光Ｘの電流−電圧変換用のダイナミックレンジの幅を散
乱光Ｘ以外の光の無い時と同じにすることができること
に なる。
【００１８】フィルタ回路４の出力はサンプルホールド
回路２のアナログスイッチＳ 6 の一端に接続される。
回路２のアナログスイッチＳ 6 の一端に接続される。
【００１９】アナログスイッチＳ6 の他端はサンプルホ
ールド用のコンデンサＣ14の一端に接続されている。コ
ンデンサＣ14の他端はグランドレベルに接続されてい
る。このコンデンサＣ14の電位Ｖｓ14はオペアンプＡ12
の非反転入力端子に印加されている。またオペアンプＡ
12の反転入力端子は出力端子に接続されている。従っ
て、オペアンプＡ12の出力電圧は入力電圧と同じとな
る。オペアンプＡ12の出力端子は抵抗Ｒ12を介して、ア
ナログ出力回路３のオペアンプＡ13の反転入力端子に接
続される。オペアンプＡ13の出力端子はトランジスタＱ
10のベースに接続している。
ールド用のコンデンサＣ14の一端に接続されている。コ
ンデンサＣ14の他端はグランドレベルに接続されてい
る。このコンデンサＣ14の電位Ｖｓ14はオペアンプＡ12
の非反転入力端子に印加されている。またオペアンプＡ
12の反転入力端子は出力端子に接続されている。従っ
て、オペアンプＡ12の出力電圧は入力電圧と同じとな
る。オペアンプＡ12の出力端子は抵抗Ｒ12を介して、ア
ナログ出力回路３のオペアンプＡ13の反転入力端子に接
続される。オペアンプＡ13の出力端子はトランジスタＱ
10のベースに接続している。
【００２０】トランジスタＱ10のコレクタは電源ライン
に接続されて、エミッタフォロアを構成している。この
トランジスタＱ1 のエミッタはアナログ信号出力端子Ｔ
ａに接続されている。またトランジスタＱ1 のエミッタ
電位は抵抗Ｒ13を介してオペアンプＡ13の反転入力端子
に帰還されている。またオペアンプＡ12の出力端子は、
出力自動調整回路５のＡ／Ｄ変換器５０に接続され、Ａ
／Ｄ変換器５０のディジタル変換量は論理回路５１によ
り演算され、Ｄ／Ａ変換器５２によりアナログ量として
オペアンプＡ12の非反転入力端子に接続されている。
に接続されて、エミッタフォロアを構成している。この
トランジスタＱ1 のエミッタはアナログ信号出力端子Ｔ
ａに接続されている。またトランジスタＱ1 のエミッタ
電位は抵抗Ｒ13を介してオペアンプＡ13の反転入力端子
に帰還されている。またオペアンプＡ12の出力端子は、
出力自動調整回路５のＡ／Ｄ変換器５０に接続され、Ａ
／Ｄ変換器５０のディジタル変換量は論理回路５１によ
り演算され、Ｄ／Ａ変換器５２によりアナログ量として
オペアンプＡ12の非反転入力端子に接続されている。
【００２１】次に出力自動調整回路５の動作について説
明する。電源投入され、スタートアップ動作時に発光ダ
イオード６を発光させず光検出動作を行うと、アナログ
信号出力端子Ｔａには散乱光が０の時の出力電圧が現れ
る。この時のサンプルホールド回路２の出力電圧が出力
自動調整回路５のＡ／Ｄ変換器５０に入力される。その
ディジタル変換量は論理回路５１により以下の演算され
る。
明する。電源投入され、スタートアップ動作時に発光ダ
イオード６を発光させず光検出動作を行うと、アナログ
信号出力端子Ｔａには散乱光が０の時の出力電圧が現れ
る。この時のサンプルホールド回路２の出力電圧が出力
自動調整回路５のＡ／Ｄ変換器５０に入力される。その
ディジタル変換量は論理回路５１により以下の演算され
る。
【００２２】散乱光０の時の理想出力電圧をＶ1 ，サン
プルホールド回路２の出力をＶｓｈとすると、Ｄ／Ａ変
換器５２の出力電圧ＶｆがＶｆ＝（（Ｒ12 ＋Ｒ13 ）／
Ｒ12）（Ｖ1 ＋Ｒ13／Ｒ12×Ｖｓｈ）となるように演算
を行う。これにより、散乱光０の時の出力電圧を理想出
力電圧Ｖ1 にすることができる。その後の論理回路５１
はＶｆの値を保持したままである。
プルホールド回路２の出力をＶｓｈとすると、Ｄ／Ａ変
換器５２の出力電圧ＶｆがＶｆ＝（（Ｒ12 ＋Ｒ13 ）／
Ｒ12）（Ｖ1 ＋Ｒ13／Ｒ12×Ｖｓｈ）となるように演算
を行う。これにより、散乱光０の時の出力電圧を理想出
力電圧Ｖ1 にすることができる。その後の論理回路５１
はＶｆの値を保持したままである。
【００２３】
【発明の効果】請求項１の発明は、発光素子から照射さ
れた光の煙等による散乱光を受光して電気信号に変換す
る光電変換回路と、光電変換回路の出力信号から散乱光
以外の光成分を電気的に除去するフィルタ回路と、該フ
ィルタ回路の信号をサンプルホールドして出力するサン
プルホールド回路と、サンプルホールド回路の出力電圧
をアナログ出力に変換するアナログ出力回路と、動作開
始時に前記サンプルホールド回路の出力電圧に基づいて
前記アナログ出力回路の出力電圧が所定の出力電圧とな
るように制御し通常動作時にその出力電圧を保持する出
力自動調整回路を設けたので、フィルタ回路により煙等
による散乱光以外の光による影響を除去することがで
き、しかも出力自動調整回路により回路内の製造ばらつ
きを吸収してアナログ出力回路の出力電圧レベルを一定
にすることができるものであって、従来より正確な光電
変換が可能になり、またワンチップ化が可能な回路構成
が実現でき、更に調整箇所の削減により量産時のコスト
の低減が図れるという効果がある。
れた光の煙等による散乱光を受光して電気信号に変換す
る光電変換回路と、光電変換回路の出力信号から散乱光
以外の光成分を電気的に除去するフィルタ回路と、該フ
ィルタ回路の信号をサンプルホールドして出力するサン
プルホールド回路と、サンプルホールド回路の出力電圧
をアナログ出力に変換するアナログ出力回路と、動作開
始時に前記サンプルホールド回路の出力電圧に基づいて
前記アナログ出力回路の出力電圧が所定の出力電圧とな
るように制御し通常動作時にその出力電圧を保持する出
力自動調整回路を設けたので、フィルタ回路により煙等
による散乱光以外の光による影響を除去することがで
き、しかも出力自動調整回路により回路内の製造ばらつ
きを吸収してアナログ出力回路の出力電圧レベルを一定
にすることができるものであって、従来より正確な光電
変換が可能になり、またワンチップ化が可能な回路構成
が実現でき、更に調整箇所の削減により量産時のコスト
の低減が図れるという効果がある。
【００２４】また前記フィルタ回路を、発光素子が発光
した時の受光素子に流れる電流と、発光素子が発光して
いない時の受光素子に流れる電流を夫々電流−電圧変換
する手段と、発光素子が発光していない時の受光素子に
流れる電流を電流−電圧変換した電圧値を保持する手段
と、その保持された電圧値により、受光素子に流れる電
流を電流−電圧変換する手段に流さない手段とで構成し
たので、煙等による散乱光以外の光により減少した散乱
光の電流−電圧変換用のダイナミックレンジの幅を散乱
光以外の光の無い時と同じにすることができるという効
果がある。
した時の受光素子に流れる電流と、発光素子が発光して
いない時の受光素子に流れる電流を夫々電流−電圧変換
する手段と、発光素子が発光していない時の受光素子に
流れる電流を電流−電圧変換した電圧値を保持する手段
と、その保持された電圧値により、受光素子に流れる電
流を電流−電圧変換する手段に流さない手段とで構成し
たので、煙等による散乱光以外の光により減少した散乱
光の電流−電圧変換用のダイナミックレンジの幅を散乱
光以外の光の無い時と同じにすることができるという効
果がある。
【００２５】更に、前記出力自動調整回路を、サンプル
ホールド回路の出力回路の出力電圧をＡ／Ｄ変換する手
段と、Ａ／Ｄ変換されたサンプルホールド回路の出力電
圧を演算し出力する手段と、該手段の出力をＤ／Ａ変換
して出力する手段とで構成したので、出力自動調整回路
を簡単な回路で構成できるという効果がある。
ホールド回路の出力回路の出力電圧をＡ／Ｄ変換する手
段と、Ａ／Ｄ変換されたサンプルホールド回路の出力電
圧を演算し出力する手段と、該手段の出力をＤ／Ａ変換
して出力する手段とで構成したので、出力自動調整回路
を簡単な回路で構成できるという効果がある。
【図１】本発明の実施例１の全体構成図である。
【図２】同上の詳細な全体回路図である。
【図３】同上の要部の回路図である。
【図４】同上の要部の具体的な回路図である。
【図５】従来例の全体回路図である。
【図６】別の従来例の全体回路図である。
【図７】同上の動作説明用タイミングチャートである。
【図８】同上の動作説明用タイミングチャートである。
【図９】同上の動作説明用タイミングチャートである。
【図１０】同上の動作説明用タイミングチャートであ
る。
る。
Ｘ 散乱光 １ 光電変換回路 ２ サンプルホールド回路 ３ アナログ出力回路 ４ フィルタ回路 ５ 出力自動調整回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01J 1/02 G01J 1/42 - 1/46 G01V 9/04 G01B 11/00 G01S 7/48 - 7/50 G01S 17/00 - 17/88 G08B 17/02 - 17/12 H01H 35/00 H03K 17/78 H01L 31/10 - 31/12 G06F 3/05 311
Claims (1)
- 【請求項１】発光素子から照射された光の煙等による散
乱光を受光して電気信号に変換する光電変換回路と、光
電変換回路の出力信号から散乱光以外の光成分を電気的
に除去するフィルタ回路と、該フィルタ回路の信号をサ
ンプルホールドして出力するサンプルホールド回路と、
サンプルホールド回路の出力電圧をアナログ出力に変換
するアナログ出力回路と、動作開始時に前記サンプルホ
ールド回路の出力電圧に基づいて前記アナログ出力回路
の出力電圧が所定の出力電圧となるように制御し通常動
作時にその出力電圧を保持する出力自動調整回路を設け
た光検出回路において、 前記フィルタ回路を、前記発光素子が発光した時の前記
受光素子に流れる電流と、前記発光素子が発光していな
い時の受光素子に流れる電流を夫々電流−電圧変換する
手段と、前記発光素子が発光していない時の前記受光素
子に流れる電流を電流−電圧変換した電圧値を保持する
手段と、その保持された電圧値により、前記受光素子に
流れる電流を電流−電圧変換する手段に流さない手段と
で構成し、 前記出力自動調整回路を、前記サンプルホールド回路の
出力電圧をＡ／Ｄ変換する手段と、Ａ／Ｄ変換された前
記サンプルホールド回路の出力電圧を演算し出力する手
段と、該手段の出力をＤ／Ａ変換して出力する手段とで
構成したこと を特徴とする光検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01109795A JP3151366B2 (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | 光検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01109795A JP3151366B2 (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | 光検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08201169A JPH08201169A (ja) | 1996-08-09 |
| JP3151366B2 true JP3151366B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=11768507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01109795A Expired - Fee Related JP3151366B2 (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | 光検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3151366B2 (ja) |
-
1995
- 1995-01-26 JP JP01109795A patent/JP3151366B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08201169A (ja) | 1996-08-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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