JP3277049B2 - 微粒子検出回路 - Google Patents
微粒子検出回路Info
- Publication number
- JP3277049B2 JP3277049B2 JP26289793A JP26289793A JP3277049B2 JP 3277049 B2 JP3277049 B2 JP 3277049B2 JP 26289793 A JP26289793 A JP 26289793A JP 26289793 A JP26289793 A JP 26289793A JP 3277049 B2 JP3277049 B2 JP 3277049B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- voltage conversion
- voltage
- circuit
- value
- 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
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 53
- 239000002245 particle Substances 0.000 title description 63
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 59
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000000098 azimuthal photoelectron diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、微粒子検出回路に関
し、詳しくは、レーザダストモニタにおいて、小径微粒
子検出用の検出回路と大粒径微粒子検出用の検出回路と
を別々に設けることなく、１つの検出回路で小径から大
径までの微粒子が検出できるようなダイナミックレンジ
の広い微粒子検出回路に関する。
し、詳しくは、レーザダストモニタにおいて、小径微粒
子検出用の検出回路と大粒径微粒子検出用の検出回路と
を別々に設けることなく、１つの検出回路で小径から大
径までの微粒子が検出できるようなダイナミックレンジ
の広い微粒子検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザダストモニタは、クリーンルーム
などに浮遊する塵埃などの微粒子を検出してその数をカ
ウントする。微粒子の検出は、検出セルにエアーを供給
してそのエアーの流れにレーザビームを照射し、その散
乱光を受光することでなされる。それにより各種大きさ
の微粒子を検出することができるが、微小な微粒子ほど
検出信号のS/N 比が悪化し、その検出が困難になる。
などに浮遊する塵埃などの微粒子を検出してその数をカ
ウントする。微粒子の検出は、検出セルにエアーを供給
してそのエアーの流れにレーザビームを照射し、その散
乱光を受光することでなされる。それにより各種大きさ
の微粒子を検出することができるが、微小な微粒子ほど
検出信号のS/N 比が悪化し、その検出が困難になる。
【０００３】通常、微粒子からの散乱光を受光する検出
信号は、その粒径の６乗の関係でレベルが変化する。し
たがって、微小粒子から比較的大きな粒径の粒子まで検
出しようとすると、非常にダイナミックレンジの大きな
検出回路が必要になる。また、微小粒子の検出レベルは
非常に小さくなるので、その散乱光を受光する受光素子
（あるいは受光器）を含むその微粒子検出回路には、S/
N 比の高い回路が必要になる。しかも、より微小な微小
粒子を検出することが微粒子検出装置の性能のよさに直
接関係する。
信号は、その粒径の６乗の関係でレベルが変化する。し
たがって、微小粒子から比較的大きな粒径の粒子まで検
出しようとすると、非常にダイナミックレンジの大きな
検出回路が必要になる。また、微小粒子の検出レベルは
非常に小さくなるので、その散乱光を受光する受光素子
（あるいは受光器）を含むその微粒子検出回路には、S/
N 比の高い回路が必要になる。しかも、より微小な微小
粒子を検出することが微粒子検出装置の性能のよさに直
接関係する。
【０００４】従来の一般的な微粒子検出回路は、より微
小な粒子を検出するために、オペアンプの利得を決定す
るフィードバック抵抗Ｒｆをできるだけ高抵抗値のもの
とし、このオペアンプの入力側に受光素子として、例え
ば、アバランシェホトダイオード（ＡＰＤ）を使用し、
これによりエアーからの散乱光を受光し、ＡＰＤに流れ
る電流を前記の抵抗Ｒｆを介して供給することで大きな
検出電圧を発生している。
小な粒子を検出するために、オペアンプの利得を決定す
るフィードバック抵抗Ｒｆをできるだけ高抵抗値のもの
とし、このオペアンプの入力側に受光素子として、例え
ば、アバランシェホトダイオード（ＡＰＤ）を使用し、
これによりエアーからの散乱光を受光し、ＡＰＤに流れ
る電流を前記の抵抗Ｒｆを介して供給することで大きな
検出電圧を発生している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の構成の
微粒子検出回路にあっては、より微小な微粒子の検出に
は適しているが、ダイナミックレンジが小さく、大きな
粒径からの散乱光を受けたときに、ＡＰＤに大きな電流
が流れて、オペアンプが飽和する問題がある。そこで、
ダイナミックレンジを大きく採るために、抵抗Ｒｆの値
を小さい抵抗値に設定することが行われる。しかし、抵
抗値の低下は、抵抗の熱雑音ノイズ等によるさらなるS/
N 比の悪化を招き、より微小な微小粒子の検出が困難に
なる。
微粒子検出回路にあっては、より微小な微粒子の検出に
は適しているが、ダイナミックレンジが小さく、大きな
粒径からの散乱光を受けたときに、ＡＰＤに大きな電流
が流れて、オペアンプが飽和する問題がある。そこで、
ダイナミックレンジを大きく採るために、抵抗Ｒｆの値
を小さい抵抗値に設定することが行われる。しかし、抵
抗値の低下は、抵抗の熱雑音ノイズ等によるさらなるS/
N 比の悪化を招き、より微小な微小粒子の検出が困難に
なる。
【０００６】このような問題を回避するために、従来
は、図４に示すように、より微少な微粒子を検出するオ
ペアンプ１１からなる微粒子検出回路と比較的大きな粒
径の微粒子を検出するオペアンプ１２からなる微粒子検
出回路をそれぞれ設けている。なお、フィードバック抵
抗Ｒ1 の抵抗値は、抵抗Ｒ2 に対して１桁程度か、それ
以上大きな値の高抵抗である。また、ＶB は、ＡＰＤに
対するバイアス電圧を発生する負電源である。しかし、
このような検出回路を用いると、検出位置が２個所にな
る関係で、それぞれの位置での調整がそれぞれに必要に
なり、また、検出セルの小型化ができないばかりでな
く、コスト高になる欠点がある。この発明の目的は、こ
のような従来技術の問題点を解決するものであって、微
小粒径から比較的大きな粒径の微粒子まで、１つの検出
回路で検出することができる微粒子検出回路を提供する
ことにある。
は、図４に示すように、より微少な微粒子を検出するオ
ペアンプ１１からなる微粒子検出回路と比較的大きな粒
径の微粒子を検出するオペアンプ１２からなる微粒子検
出回路をそれぞれ設けている。なお、フィードバック抵
抗Ｒ1 の抵抗値は、抵抗Ｒ2 に対して１桁程度か、それ
以上大きな値の高抵抗である。また、ＶB は、ＡＰＤに
対するバイアス電圧を発生する負電源である。しかし、
このような検出回路を用いると、検出位置が２個所にな
る関係で、それぞれの位置での調整がそれぞれに必要に
なり、また、検出セルの小型化ができないばかりでな
く、コスト高になる欠点がある。この発明の目的は、こ
のような従来技術の問題点を解決するものであって、微
小粒径から比較的大きな粒径の微粒子まで、１つの検出
回路で検出することができる微粒子検出回路を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るこの発明の微粒子検出回路の特徴は、所定の電流電圧
変換率を有する第１の電流電圧変換回路と、微小な入力
電流を検出するためにこの電流電圧変換回路より大きな
電流電圧変換率を有する第２の電流電圧変換回路と、こ
れら電流電圧変換回路の入力の間に接続されたアバラン
シェホトダイオードとを備えていて、第２の電流電圧変
換回路は、オペアンプで構成され、アバランシェホトダ
イオードから所定値以上の電流値を入力に受けたときに
出力電圧値をクランプするクランプ回路が設けられてい
て、第１及び第２の電流電圧変換回路が、アバランシェ
ホトダイオードが微粒子からの所定値以上の散乱光を受
けたときに発生する電流によりそれぞれに出力電圧が発
生するようにバイアスされ、アバランシェホトダイオー
ドに流れる電流値が所定値以上のときには、第１の電流
電圧変換回路により変換された電圧値が検出信号とさ
れ、電流値が所定値未満のときには第２の電流電圧変換
回路により変換された電圧値が検出信号とされるもので
ある。
るこの発明の微粒子検出回路の特徴は、所定の電流電圧
変換率を有する第１の電流電圧変換回路と、微小な入力
電流を検出するためにこの電流電圧変換回路より大きな
電流電圧変換率を有する第２の電流電圧変換回路と、こ
れら電流電圧変換回路の入力の間に接続されたアバラン
シェホトダイオードとを備えていて、第２の電流電圧変
換回路は、オペアンプで構成され、アバランシェホトダ
イオードから所定値以上の電流値を入力に受けたときに
出力電圧値をクランプするクランプ回路が設けられてい
て、第１及び第２の電流電圧変換回路が、アバランシェ
ホトダイオードが微粒子からの所定値以上の散乱光を受
けたときに発生する電流によりそれぞれに出力電圧が発
生するようにバイアスされ、アバランシェホトダイオー
ドに流れる電流値が所定値以上のときには、第１の電流
電圧変換回路により変換された電圧値が検出信号とさ
れ、電流値が所定値未満のときには第２の電流電圧変換
回路により変換された電圧値が検出信号とされるもので
ある。
【０００８】
【作用】このように、通常の粒子を検出する電流電圧変
換回路にさらにこれより電流変換率の大きい電流電圧変
換回路を加えて、微小な粒子の検出には、この電流電圧
変換回路により検出信号を発生させ、この電流電圧変換
回路と通常の大きさの粒子を検出する電流電圧変換回路
との間に受光素子を設けることで２つの電流電圧変換回
路を同時に駆動するようにする。さらに、アバランシェ
ホトダイオードから所定値以上の電流値を入力に受けた
ときに出力電圧値をクランプするクランプ回路を、微小
な粒子の検出を行う第２の電流電圧変換回路に設けるこ
とにより、微小粒子から通常径の粒子、大きい径の粒子
までの同時検出を可能とし、通常径の粒子、大きい径の
粒子を検出する際にそれを検出する第１の電流電圧変換
回路への影響を抑制することができる。このようにする
ことによりダイナミックレンジを大きく採ることがで
き、より微小な微粒子から比較的大きな粒子に至まで１
つの受光素子で検出することができる。その結果、１つ
の検出回路とすることができる。また、検出特性もそれ
ぞれの電流変換回路の電流変換率を選択することで検出
粒径に対してほぼ連続的な検出を容易に行え、大、小の
粒径に応じた検出がより高い精度できる。
換回路にさらにこれより電流変換率の大きい電流電圧変
換回路を加えて、微小な粒子の検出には、この電流電圧
変換回路により検出信号を発生させ、この電流電圧変換
回路と通常の大きさの粒子を検出する電流電圧変換回路
との間に受光素子を設けることで２つの電流電圧変換回
路を同時に駆動するようにする。さらに、アバランシェ
ホトダイオードから所定値以上の電流値を入力に受けた
ときに出力電圧値をクランプするクランプ回路を、微小
な粒子の検出を行う第２の電流電圧変換回路に設けるこ
とにより、微小粒子から通常径の粒子、大きい径の粒子
までの同時検出を可能とし、通常径の粒子、大きい径の
粒子を検出する際にそれを検出する第１の電流電圧変換
回路への影響を抑制することができる。このようにする
ことによりダイナミックレンジを大きく採ることがで
き、より微小な微粒子から比較的大きな粒子に至まで１
つの受光素子で検出することができる。その結果、１つ
の検出回路とすることができる。また、検出特性もそれ
ぞれの電流変換回路の電流変換率を選択することで検出
粒径に対してほぼ連続的な検出を容易に行え、大、小の
粒径に応じた検出がより高い精度できる。
【０００９】
【実施例】図１は、この発明の一実施例の微粒子検出回
路のブロック図であり、図２は、この発明の電流電圧変
換回路を構成する一方のオペアンプを抵抗に替えた他の
一実施例の微粒子検出回路のブロック図、図３は、分割
受光の受光素子を用いたこの発明の他の一実施例の微粒
子検出回路のブロック図である。図１において、１は、
微粒子検出回路であり、オペアンプ２，３と、ＡＰＤ
４、絶縁アンプ５、微粒子径判定回路６とからなる。オ
ペアンプ２は、非反転増幅器の電流電圧変換回路を構成
していてこの発明の第２の電流電圧変換回路の具体例に
相当する。オペアンプ３も非反転増幅器の電流電圧変換
回路を構成していてこの発明の第１の電流電圧変換回路
の具体例に相当する。オペアンプ２の（−）入力とオペ
アンプ３の（−）入力との間には逆方向にＡＰＤ４が挿
入されている。オペアンプ２の（＋）入力は、接地電位
にバイアスされていて、正負の電源電圧±１５Ｖで動作
する。オペアンプ３の（＋）入力は、−１００Ｖにバイ
アスされていて、−１００Ｖを基準として正側の電源電
圧−８５Ｖと負側の電源電圧−１１５の正負電源で動作
する。 その結果、ＡＰＤ４は、通常、−１００Ｖで逆
バイアスされた状態になっている。
路のブロック図であり、図２は、この発明の電流電圧変
換回路を構成する一方のオペアンプを抵抗に替えた他の
一実施例の微粒子検出回路のブロック図、図３は、分割
受光の受光素子を用いたこの発明の他の一実施例の微粒
子検出回路のブロック図である。図１において、１は、
微粒子検出回路であり、オペアンプ２，３と、ＡＰＤ
４、絶縁アンプ５、微粒子径判定回路６とからなる。オ
ペアンプ２は、非反転増幅器の電流電圧変換回路を構成
していてこの発明の第２の電流電圧変換回路の具体例に
相当する。オペアンプ３も非反転増幅器の電流電圧変換
回路を構成していてこの発明の第１の電流電圧変換回路
の具体例に相当する。オペアンプ２の（−）入力とオペ
アンプ３の（−）入力との間には逆方向にＡＰＤ４が挿
入されている。オペアンプ２の（＋）入力は、接地電位
にバイアスされていて、正負の電源電圧±１５Ｖで動作
する。オペアンプ３の（＋）入力は、−１００Ｖにバイ
アスされていて、−１００Ｖを基準として正側の電源電
圧−８５Ｖと負側の電源電圧−１１５の正負電源で動作
する。 その結果、ＡＰＤ４は、通常、−１００Ｖで逆
バイアスされた状態になっている。
【００１０】オペアンプ２には、フィードバック抵抗と
して約１００ｋΩの抵抗Ｒf1が出力と（−）入力との間
に挿入され、さらにこれに並列にフィードバック方向に
対して順方向にダイオードＤが挿入されている。一方、
オペアンプ３には、フィードバック抵抗Ｒf2として約１
０ｋΩの抵抗Ｒf2が出力と（−）入力との間に挿入され
ていて、その出力は、絶縁アンプ５に入力される。
して約１００ｋΩの抵抗Ｒf1が出力と（−）入力との間
に挿入され、さらにこれに並列にフィードバック方向に
対して順方向にダイオードＤが挿入されている。一方、
オペアンプ３には、フィードバック抵抗Ｒf2として約１
０ｋΩの抵抗Ｒf2が出力と（−）入力との間に挿入され
ていて、その出力は、絶縁アンプ５に入力される。
【００１１】ここで、オペアンプ２は、微小粒径の微粒
子検出回路を構成し、その電流電圧変換率は、フィード
バック抵抗の値がオペアンプ３の１０倍になっているの
で、オペアンプ３のほぼ１０倍と大きい。また、その検
出範囲は、ダイオードＤでクランプされる範囲までに設
定されている。このクランプ電圧値はほぼ１Ｖｆ（ただ
し、Ｖｆは順方向降下電圧値で、通常、０．６から０．
７Ｖ程度である。）であって、この検出レベル以下の微
粒子が検出される。言い換えれば、この回路は、微粒子
からの散乱光を受光したときにＡＰＤ４に流れる電流が
７０μＡ程度までの電流についての検出を行う。しか
も、これ以上の電流が流れたときに出力電圧を１Ｖｆに
クランプすることで、ＡＰＤ４のカソード側の電圧を一
定に保持して大粒径側の検出に対して安定した電流を発
生させる。
子検出回路を構成し、その電流電圧変換率は、フィード
バック抵抗の値がオペアンプ３の１０倍になっているの
で、オペアンプ３のほぼ１０倍と大きい。また、その検
出範囲は、ダイオードＤでクランプされる範囲までに設
定されている。このクランプ電圧値はほぼ１Ｖｆ（ただ
し、Ｖｆは順方向降下電圧値で、通常、０．６から０．
７Ｖ程度である。）であって、この検出レベル以下の微
粒子が検出される。言い換えれば、この回路は、微粒子
からの散乱光を受光したときにＡＰＤ４に流れる電流が
７０μＡ程度までの電流についての検出を行う。しか
も、これ以上の電流が流れたときに出力電圧を１Ｖｆに
クランプすることで、ＡＰＤ４のカソード側の電圧を一
定に保持して大粒径側の検出に対して安定した電流を発
生させる。
【００１２】オペアンプ３は、大きな微粒子を検出する
微粒子検出回路を構成している。言い換えれば、前記の
７０μＡ程度で、０．０７Ｖ程度の電圧を発生する。微
粒子からの散乱光を受光したときにＡＰＤ４に流れる電
流が７０μＡ以上の電流についてのもの（電圧値として
０．０７Ｖ以上のもの）を検出する。絶縁アンプ５は、
オペアンプ３の動作基準電位が−１００Ｖとなっていの
で、この基準電位を接地電位にまで戻すために挿入され
ている。
微粒子検出回路を構成している。言い換えれば、前記の
７０μＡ程度で、０．０７Ｖ程度の電圧を発生する。微
粒子からの散乱光を受光したときにＡＰＤ４に流れる電
流が７０μＡ以上の電流についてのもの（電圧値として
０．０７Ｖ以上のもの）を検出する。絶縁アンプ５は、
オペアンプ３の動作基準電位が−１００Ｖとなっていの
で、この基準電位を接地電位にまで戻すために挿入され
ている。
【００１３】オペアンプ３のフィードバック抵抗Ｒf2
は、オペアンプ２のフィードバック抵抗Ｒf1の約１／１
０であるので、散乱光の強度が強く、ＡＰＤ４に大きな
電流が流れても飽和しない。そのような値に抵抗Ｒf2の
値が選択されている。ＡＰＤ４に７０μＡ以上の電流が
流れたときには、ダイオードＤが導通してオペアンプ２
は、飽和動作をすることなく、その出力は、接地電位か
らほぼ０．７Ｖでクランプされる。
は、オペアンプ２のフィードバック抵抗Ｒf1の約１／１
０であるので、散乱光の強度が強く、ＡＰＤ４に大きな
電流が流れても飽和しない。そのような値に抵抗Ｒf2の
値が選択されている。ＡＰＤ４に７０μＡ以上の電流が
流れたときには、ダイオードＤが導通してオペアンプ２
は、飽和動作をすることなく、その出力は、接地電位か
らほぼ０．７Ｖでクランプされる。
【００１４】微粒子径判定回路６は、例えば、４ビット
程度で粗い階段でＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換回路６
ａ，６ｂを有している。Ａ／Ｄ変換回路６ａは、オペア
ンプ２からの出力がクランプレベル、ここでは０．７Ｖ
未満であるときにイネーブルにされてオペアンプ２の出
力電圧の大きさに応じて４段階に分類された検出粒子径
の４ビットデータを出力として発生する。Ａ／Ｄ変換回
路６ｂは、オペアンプ２からの出力がクランプレベル、
ここでは０．７Ｖ以上であるときにイネーブルにされて
オペアンプ３の出力電圧の大きさに応じて４段階に分類
された４ビットの検出粒子径のデータを出力として発生
する。微粒子径判定回路６は、Ａ／Ｄ変換回路６ａのデ
ータを下位桁のデータとし，Ａ／Ｄ変換回路６ｂのデー
タを上位桁のデータとして合成して８ビットの検出粒子
径データとしてＣＰＵ等の後段の演算処理装置へ送出す
る。
程度で粗い階段でＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換回路６
ａ，６ｂを有している。Ａ／Ｄ変換回路６ａは、オペア
ンプ２からの出力がクランプレベル、ここでは０．７Ｖ
未満であるときにイネーブルにされてオペアンプ２の出
力電圧の大きさに応じて４段階に分類された検出粒子径
の４ビットデータを出力として発生する。Ａ／Ｄ変換回
路６ｂは、オペアンプ２からの出力がクランプレベル、
ここでは０．７Ｖ以上であるときにイネーブルにされて
オペアンプ３の出力電圧の大きさに応じて４段階に分類
された４ビットの検出粒子径のデータを出力として発生
する。微粒子径判定回路６は、Ａ／Ｄ変換回路６ａのデ
ータを下位桁のデータとし，Ａ／Ｄ変換回路６ｂのデー
タを上位桁のデータとして合成して８ビットの検出粒子
径データとしてＣＰＵ等の後段の演算処理装置へ送出す
る。
【００１５】このような検出回路により、１つの受光系
で小さな微粒子から比較的大きな粒径の微粒子を検出で
き、オペアンプ２のフィードバック抵抗Ｒf2の値を大き
くできることでより微小な微粒子の検出についてS/N 比
を向上させることができる。
で小さな微粒子から比較的大きな粒径の微粒子を検出で
き、オペアンプ２のフィードバック抵抗Ｒf2の値を大き
くできることでより微小な微粒子の検出についてS/N 比
を向上させることができる。
【００１６】図２は、図１のオペアンプ３の電流電圧変
換回路を＋１００Ｖの電源ラインに接続された抵抗Ｒ≒
１０ＫΩに替え、全体の基準電圧を接地電位にした実施
例であって、比較的大きな微粒子を検出するための電流
電圧変換を抵抗Ｒにより行っている。また、絶縁アンプ
５に替えて出力側をホトカプラ８で結合したコンパレー
タ７を設けている。コンパレータ６の電源電圧は、±１
０５Ｖであり、このコンパレータ７には、一定値以下の
入力電流信号をカットするために比較閾値として電圧Ｖ
ｓが加えられ、受光電流を抵抗Ｒで変換した電圧値を直
接受ける。
換回路を＋１００Ｖの電源ラインに接続された抵抗Ｒ≒
１０ＫΩに替え、全体の基準電圧を接地電位にした実施
例であって、比較的大きな微粒子を検出するための電流
電圧変換を抵抗Ｒにより行っている。また、絶縁アンプ
５に替えて出力側をホトカプラ８で結合したコンパレー
タ７を設けている。コンパレータ６の電源電圧は、±１
０５Ｖであり、このコンパレータ７には、一定値以下の
入力電流信号をカットするために比較閾値として電圧Ｖ
ｓが加えられ、受光電流を抵抗Ｒで変換した電圧値を直
接受ける。
【００１７】図１においてオペアンプ２の抵抗Ｒf1に並
列に設けられていたダイオードＤは、この例では、ＡＰ
Ｄ４のアノードと＋１５Ｖのバイアスの間に接続されて
いる。ＡＤＰ４に一定以上の大きな電流が流れ、そのア
ノードの端子電圧が＋１５Ｖを越えたときに、そのアノ
ードは、ほぼ＋１５Ｖにクランプされる。このときオペ
アンプ２の出力は、−十数Ｖに固定される。したがっ
て、このような負の電圧が発生しているときには、微粒
子径判定回路６は、これを検出信号としては取り扱わな
い。
列に設けられていたダイオードＤは、この例では、ＡＰ
Ｄ４のアノードと＋１５Ｖのバイアスの間に接続されて
いる。ＡＤＰ４に一定以上の大きな電流が流れ、そのア
ノードの端子電圧が＋１５Ｖを越えたときに、そのアノ
ードは、ほぼ＋１５Ｖにクランプされる。このときオペ
アンプ２の出力は、−十数Ｖに固定される。したがっ
て、このような負の電圧が発生しているときには、微粒
子径判定回路６は、これを検出信号としては取り扱わな
い。
【００１８】図３は、ＩＣ化に適した微粒子検出回路で
あり、１つの受光素子４に替えて多数のＡＰＤ４ａ，４
ｂ，…，４ｎを一列に配列して受光面を形成した１つの
受光素子、いわゆるラインセンサにより、分割受光する
場合の例である。この実施例の全体の基準電圧も接地電
位になっている。この例では、オペアンプ２に替えて、
オペアンプ２ａ，２ｂ，…２ｎが設けられている。オペ
アンプ３ａは、オペアンプ３に対応する電流電圧変換回
路であり、その受光素子側の入力は、抵抗を介して各Ａ
ＰＤ４ａ，４ｂ，…，４ｎのカソードに共通に接続され
ている。オペアンプ３ａのフィードバックは、絶縁アン
プ５に替えて設けらたトランジスタＱを介して行われて
いる。
あり、１つの受光素子４に替えて多数のＡＰＤ４ａ，４
ｂ，…，４ｎを一列に配列して受光面を形成した１つの
受光素子、いわゆるラインセンサにより、分割受光する
場合の例である。この実施例の全体の基準電圧も接地電
位になっている。この例では、オペアンプ２に替えて、
オペアンプ２ａ，２ｂ，…２ｎが設けられている。オペ
アンプ３ａは、オペアンプ３に対応する電流電圧変換回
路であり、その受光素子側の入力は、抵抗を介して各Ａ
ＰＤ４ａ，４ｂ，…，４ｎのカソードに共通に接続され
ている。オペアンプ３ａのフィードバックは、絶縁アン
プ５に替えて設けらたトランジスタＱを介して行われて
いる。
【００１９】ここで、トランジスタＱは、オペアンプ３
ａの出力信号の基準レベルを次段の信号入力レベルまで
落とす、基準レベルシフト回路になっている。このトラ
ンジスタＱによりオペアンプ３の出力電圧値が電流値に
変換されて、基準バイアスＶによってオペアンプ３ａの
出力が電流伝送されシフトされて電流電圧変換回路９の
入力に加えられる。そして、電流電圧変換回路９の電圧
出力が微粒子系判定回路６に入力されることになる。
ａの出力信号の基準レベルを次段の信号入力レベルまで
落とす、基準レベルシフト回路になっている。このトラ
ンジスタＱによりオペアンプ３の出力電圧値が電流値に
変換されて、基準バイアスＶによってオペアンプ３ａの
出力が電流伝送されシフトされて電流電圧変換回路９の
入力に加えられる。そして、電流電圧変換回路９の電圧
出力が微粒子系判定回路６に入力されることになる。
【００２０】以上説明してきたが、実施例における受光
素子は、ＡＰＤを使用しているが、受光に応じて発生電
流あるいは内部抵抗が変化するような２端子の他の受光
素子をもちいてもよいことはもちろんである。また、オ
ペアンプ２のフィードバックダイオードＤは、１つであ
るが、オペアンプの特性とフィードバック抵抗の抵抗値
に応じてさらに直列に多数設けてもよい。
素子は、ＡＰＤを使用しているが、受光に応じて発生電
流あるいは内部抵抗が変化するような２端子の他の受光
素子をもちいてもよいことはもちろんである。また、オ
ペアンプ２のフィードバックダイオードＤは、１つであ
るが、オペアンプの特性とフィードバック抵抗の抵抗値
に応じてさらに直列に多数設けてもよい。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明から理解できるように、この
発明にあっては、通常の粒子を検出する電流電圧変換回
路にさらにこれより電流変換率の大きい電流電圧変換回
路を加えて、微小な粒子の検出には、この電流電圧変換
回路により検出信号を発生させ、この電流電圧変換回路
と通常の大きさの粒子を検出する電流電圧変換回路との
間に受光素子を設けて２つの電流電圧変換回路を同時に
駆動するようにするようにしているので、ダイナミック
レンジを大きく採ることができる。その結果、より微小
な微粒子から比較的大きな粒子に至まで１つの受光素子
で検出することができ、１つの検出回路とすることがで
きる。また、検出特性もそれぞれの電流変換回路の電流
変換率を選択することで検出粒径に対してほぼ連続的な
検出を容易に行え、大、小の粒径に応じた検出がより高
い精度できる。さらに、受光素子が１つであることか
ら、調整が容易になり、微粒子検出セル内の設置スペー
スも減少し、製造価格も低減される。
発明にあっては、通常の粒子を検出する電流電圧変換回
路にさらにこれより電流変換率の大きい電流電圧変換回
路を加えて、微小な粒子の検出には、この電流電圧変換
回路により検出信号を発生させ、この電流電圧変換回路
と通常の大きさの粒子を検出する電流電圧変換回路との
間に受光素子を設けて２つの電流電圧変換回路を同時に
駆動するようにするようにしているので、ダイナミック
レンジを大きく採ることができる。その結果、より微小
な微粒子から比較的大きな粒子に至まで１つの受光素子
で検出することができ、１つの検出回路とすることがで
きる。また、検出特性もそれぞれの電流変換回路の電流
変換率を選択することで検出粒径に対してほぼ連続的な
検出を容易に行え、大、小の粒径に応じた検出がより高
い精度できる。さらに、受光素子が１つであることか
ら、調整が容易になり、微粒子検出セル内の設置スペー
スも減少し、製造価格も低減される。
【図１】図１は、この発明の一実施例の微粒子検出回路
のブロック図である。
のブロック図である。
【図２】図２は、この発明の電流電圧変換回路を構成す
る一方のオペアンプを抵抗に替えた他の一実施例の微粒
子検出回路のブロック図である。
る一方のオペアンプを抵抗に替えた他の一実施例の微粒
子検出回路のブロック図である。
【図３】図３は、分割受光の受光素子を用いたこの発明
の他の一実施例の微粒子検出回路のブロック図である。
の他の一実施例の微粒子検出回路のブロック図である。
【図４】図４は、従来の微粒子検出回路のブロック図で
ある。
ある。
１…微粒子検出回路、２，３，１１，１２…オペアン
プ、４…アバランシェホトダイオード（ＡＰＤ）、５…
絶縁アンプ、６…微粒子径判定回路。
プ、４…アバランシェホトダイオード（ＡＰＤ）、５…
絶縁アンプ、６…微粒子径判定回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 15/14 G01N 21/47 H03F 1/00 - 3/00 H04B 9/00
Claims (1)
- 【請求項１】所定の電流電圧変換率を有する第１の電流
電圧変換回路と、微小な入力電流を検出するためにこの
電流電圧変換回路より大きな電流電圧変換率を有する第
２の電流電圧変換回路と、これら電流電圧変換回路の入
力の間に接続されたアバランシェホトダイオードとを備
え、第２の電流電圧変換回路は、オペアンプで構成さ
れ、前記アバランシェホトダイオードから所定値以上の
電流値を入力に受けたときに出力電圧値をクランプする
クランプ回路が設けられていて、第１及び第２の電流電
圧変換回路は、前記アバランシェホトダイオードが微粒
子からの所定値以上の散乱光を受けたときに発生する電
流によりそれぞれに出力電圧が発生するようにバイアス
され、前記アバランシェホトダイオードに流れる電流値
が前記所定値以上のときには、第１の電流電圧変換回路
により変換された電圧値が検出信号とされ、前記電流値
が前記所定値未満のときには第２の電流電圧変換回路に
より変換された電圧値が検出信号とされることを特徴と
する微粒子検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26289793A JP3277049B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 微粒子検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26289793A JP3277049B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 微粒子検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0792075A JPH0792075A (ja) | 1995-04-07 |
| JP3277049B2 true JP3277049B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=17382140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26289793A Expired - Fee Related JP3277049B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 微粒子検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3277049B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102468884A (zh) * | 2010-11-12 | 2012-05-23 | 安立股份有限公司 | 光电转换电路 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09184823A (ja) * | 1995-12-28 | 1997-07-15 | Shimadzu Corp | 分析装置の検出信号処理装置 |
| JP3795212B2 (ja) * | 1998-01-13 | 2006-07-12 | 三菱電機株式会社 | 光ファイバアンプ用警報監視回路 |
| JP6262967B2 (ja) * | 2013-09-06 | 2018-01-17 | ホーチキ株式会社 | 警報器 |
| KR101671400B1 (ko) | 2015-03-18 | 2016-11-02 | 주식회사 지파랑 | 포지티브 피드백을 이용한 센싱 시스템 |
| JP6830262B2 (ja) * | 2016-04-25 | 2021-02-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 粒子検出センサ、ダストセンサ、煙感知器、及び、空調装置 |
| KR101707629B1 (ko) * | 2016-04-25 | 2017-02-17 | 주식회사 지파랑 | 포지티브 피드백을 이용한 센싱 시스템 |
| TWI744776B (zh) | 2019-02-01 | 2021-11-01 | 日商夏普股份有限公司 | 微粒子檢測感測器、灰塵感測器、空調設備、及微粒子檢測感測器的控制方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58221149A (ja) * | 1982-06-17 | 1983-12-22 | Toa Medical Electronics Co Ltd | 粒子分析装置 |
| JPS62115902A (ja) * | 1985-11-14 | 1987-05-27 | Nec Corp | 光受信回路 |
-
1993
- 1993-09-27 JP JP26289793A patent/JP3277049B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102468884A (zh) * | 2010-11-12 | 2012-05-23 | 安立股份有限公司 | 光电转换电路 |
| CN102468884B (zh) * | 2010-11-12 | 2015-02-11 | 安立股份有限公司 | 光电转换电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0792075A (ja) | 1995-04-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7763838B2 (en) | Photodetecting circuit having adder for photodetection | |
| EP0679869B1 (en) | Distance measuring device | |
| US11018637B2 (en) | High dynamic range transimpedance amplifier | |
| EP0852435A2 (en) | Bias voltage supply circuit for photoelectric converting element, and photodetection circuit | |
| JP5088334B2 (ja) | 光受信回路 | |
| JP3277049B2 (ja) | 微粒子検出回路 | |
| US20070104493A1 (en) | Optical receiver preamplifier | |
| US6876233B1 (en) | DC cancellation apparatus and method | |
| JPH05288605A (ja) | フォトダイオードのバイアス回路 | |
| JP3123708B2 (ja) | 光受信フロントエンドアンプ | |
| US6356065B1 (en) | Current-voltage converter with changeable threshold based on peak inputted current | |
| US6956195B2 (en) | Photoelectric current and voltage converting circuit | |
| JP3404984B2 (ja) | 光出力モニタ回路 | |
| EP1081858A2 (en) | Current-voltage converter | |
| US4904860A (en) | Optical signal detection circuit with constant current sources | |
| CN114152338B (zh) | 光检测装置及系统 | |
| JP3270221B2 (ja) | 光信号受信回路 | |
| CN217034616U (zh) | 一种基于v-i转换的激光器电流控制电路 | |
| JPS6276329A (ja) | 光受信回路 | |
| JPH02196504A (ja) | 光受信回路 | |
| JPH0348522A (ja) | 光受信回路 | |
| JP3267184B2 (ja) | 光電式煙感知器 | |
| JPH1188068A (ja) | 受光アンプ回路 | |
| JPH066308A (ja) | 光受信用ａｇｃ回路 | |
| JPH051791Y2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |