JP3335911B2 - 光電子回路 - Google Patents
光電子回路Info
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- JP3335911B2 JP3335911B2 JP17805798A JP17805798A JP3335911B2 JP 3335911 B2 JP3335911 B2 JP 3335911B2 JP 17805798 A JP17805798 A JP 17805798A JP 17805798 A JP17805798 A JP 17805798A JP 3335911 B2 JP3335911 B2 JP 3335911B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子からの出
射光を受光する受光素子と、受光素子の受光面での平均
受光パワーが一定になるように、発光素子に帰還をかけ
る帰還ループとを備えた光電子回路に関するものであ
る。
射光を受光する受光素子と、受光素子の受光面での平均
受光パワーが一定になるように、発光素子に帰還をかけ
る帰還ループとを備えた光電子回路に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、図６に示すような光電子回路が知
られており、磁界や電界などの計測対象によって光のパ
ラメータが変化する光学センサ１を備えた電力測定装置
などに適用されている。
られており、磁界や電界などの計測対象によって光のパ
ラメータが変化する光学センサ１を備えた電力測定装置
などに適用されている。
【０００３】この光電子回路は、発光素子ＬＥＤからの
出射光ｈνを光学センサ１に導入し、光学センサ１で変
調された変調光ｈν’を受光素子ＰＤで受光して光電流
Ｉpに変換する。更に、この光電流Ｉpを電流／電圧変換
回路２で電圧信号Ｖ１に変換し、ノイズ除去用のローパ
スフィルタ３を介して計測信号Ｖoutを出力する。
出射光ｈνを光学センサ１に導入し、光学センサ１で変
調された変調光ｈν’を受光素子ＰＤで受光して光電流
Ｉpに変換する。更に、この光電流Ｉpを電流／電圧変換
回路２で電圧信号Ｖ１に変換し、ノイズ除去用のローパ
スフィルタ３を介して計測信号Ｖoutを出力する。
【０００４】かかる構成によると、受光素子ＰＤの受光
面での受光パワーＰは、平均受光パワーＰ0と、光学セ
ンサ１による変調光ｈν’の変調度ｍを用いて、Ｐ＝Ｐ
0（１＋ｍ）で表され、計測信号Ｖoutは、平均受光パワ
ーＰ0に相当する直流電圧成分に、変調度ｍに相当する
交流電圧成分が重畳した波形となる。したがって、計測
信号Ｖoutの交流電圧成分に基づいて変調光ｈν’の変
調度ｍを測定でき、更に、この変調度ｍに基づいて磁界
や電界などの計測が可能となっている。
面での受光パワーＰは、平均受光パワーＰ0と、光学セ
ンサ１による変調光ｈν’の変調度ｍを用いて、Ｐ＝Ｐ
0（１＋ｍ）で表され、計測信号Ｖoutは、平均受光パワ
ーＰ0に相当する直流電圧成分に、変調度ｍに相当する
交流電圧成分が重畳した波形となる。したがって、計測
信号Ｖoutの交流電圧成分に基づいて変調光ｈν’の変
調度ｍを測定でき、更に、この変調度ｍに基づいて磁界
や電界などの計測が可能となっている。
【０００５】ただし、変調度ｍを高精度で測定するため
の条件として、上記式Ｐ＝Ｐ0（１＋ｍ）中の平均受光
パワーＰ0を常時一定にする必要がある。この条件が満
足されない場合として、発光素子ＬＥＤと受光素子ＰＤ
及び光学センサ１にドリフトが生じる場合がある。この
ドリフトが生じると、平均受光パワーＰ0の変動に伴っ
て受光パワーＰも変動するため、計測信号Ｖoutの交流
電圧成分の変化が計測対象の変化によるものか、ドリフ
トに起因するものかの判別ができなくなる。この結果、
変調度ｍを高精度で測定することができなくなるという
問題を生じる。
の条件として、上記式Ｐ＝Ｐ0（１＋ｍ）中の平均受光
パワーＰ0を常時一定にする必要がある。この条件が満
足されない場合として、発光素子ＬＥＤと受光素子ＰＤ
及び光学センサ１にドリフトが生じる場合がある。この
ドリフトが生じると、平均受光パワーＰ0の変動に伴っ
て受光パワーＰも変動するため、計測信号Ｖoutの交流
電圧成分の変化が計測対象の変化によるものか、ドリフ
トに起因するものかの判別ができなくなる。この結果、
変調度ｍを高精度で測定することができなくなるという
問題を生じる。
【０００６】そこで、図６に示す光電子回路では、ドリ
フト補償法として帰還方式が採用されており、電圧信号
Ｖ１中の直流電圧成分Ｖ２を直流成分抽出回路４で抽出
すると共に、直流電圧成分Ｖ２と基準電圧発生回路５で
予め設定しておいた基準電圧Ｖrefとを比較回路６で比
較し、その比較電圧Ｖ３で駆動回路７に帰還をかけるこ
とにより、平均受光パワーＰ0が一定になるように、駆
動回路７から発光素子ＬＥＤに供給される駆動電流Ｉd
を制御している。
フト補償法として帰還方式が採用されており、電圧信号
Ｖ１中の直流電圧成分Ｖ２を直流成分抽出回路４で抽出
すると共に、直流電圧成分Ｖ２と基準電圧発生回路５で
予め設定しておいた基準電圧Ｖrefとを比較回路６で比
較し、その比較電圧Ｖ３で駆動回路７に帰還をかけるこ
とにより、平均受光パワーＰ0が一定になるように、駆
動回路７から発光素子ＬＥＤに供給される駆動電流Ｉd
を制御している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記光電子回
路における帰還方式では、直流電圧成分Ｖ２と基準電圧
Ｖrefとを電源電圧範囲内で比較することで、駆動回路
７に帰還をかけるための比較電圧Ｖ３を生成するので、
ダイナミックレンジが狭くなるという問題があった。
路における帰還方式では、直流電圧成分Ｖ２と基準電圧
Ｖrefとを電源電圧範囲内で比較することで、駆動回路
７に帰還をかけるための比較電圧Ｖ３を生成するので、
ダイナミックレンジが狭くなるという問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を克服するためになされたもので、発光素子と、前記
発光素子で出射される出射光を受光する受光素子とを有
する光電子回路において、前記受光素子に生じる光電流
と予め設定された基準電流とを比較して比較電流を生成
する電流比較回路と、前記比較電流の直流成分に基づい
て前記発光素子に帰還をかけ、前記受光素子の受光面で
の平均受光パワーが一定になるように制御する帰還ルー
プとを備える構成とした。
題を克服するためになされたもので、発光素子と、前記
発光素子で出射される出射光を受光する受光素子とを有
する光電子回路において、前記受光素子に生じる光電流
と予め設定された基準電流とを比較して比較電流を生成
する電流比較回路と、前記比較電流の直流成分に基づい
て前記発光素子に帰還をかけ、前記受光素子の受光面で
の平均受光パワーが一定になるように制御する帰還ルー
プとを備える構成とした。
【０００９】かかる構成によると、比較電流の直流成分
に基づいて発光素子に帰還をかけることにより、ドリフ
トなどに起因する受光素子の受光面での平均受光パワー
の変動が抑えられる。更に、比較電流の直流成分を、受
光素子に生じる光電流と予め設定された基準電流との電
流比較によって生成するため、ダイナミックレンジが広
がる。
に基づいて発光素子に帰還をかけることにより、ドリフ
トなどに起因する受光素子の受光面での平均受光パワー
の変動が抑えられる。更に、比較電流の直流成分を、受
光素子に生じる光電流と予め設定された基準電流との電
流比較によって生成するため、ダイナミックレンジが広
がる。
【００１０】また、計測対象によって光のパラメータが
変化する光学センサと、前記光学センサに光を出射する
発光素子と、前記光学センサにより変調される変調光を
受光する受光素子とを備える光電子回路において、前記
受光素子に生じる光電流と予め設定された基準電流とを
比較して比較電流を生成する電流比較回路と、前記比較
電流の直流成分に基づいて前記発光素子に帰還をかけ、
前記受光素子の受光面での平均受光パワーが一定になる
ように制御する帰還ループとを備える構成とした。
変化する光学センサと、前記光学センサに光を出射する
発光素子と、前記光学センサにより変調される変調光を
受光する受光素子とを備える光電子回路において、前記
受光素子に生じる光電流と予め設定された基準電流とを
比較して比較電流を生成する電流比較回路と、前記比較
電流の直流成分に基づいて前記発光素子に帰還をかけ、
前記受光素子の受光面での平均受光パワーが一定になる
ように制御する帰還ループとを備える構成とした。
【００１１】かかる構成によると、ダイナミックレンジ
の広い帰還ループにより、ドリフトなどに起因する受光
素子の受光面での平均受光パワーの変動が抑えられるこ
とで、光学センサを用いた高精度の計測機器が実現され
る。
の広い帰還ループにより、ドリフトなどに起因する受光
素子の受光面での平均受光パワーの変動が抑えられるこ
とで、光学センサを用いた高精度の計測機器が実現され
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明による光電子回路を
電子式電力量計に適用した実施の形態について説明す
る。
電子式電力量計に適用した実施の形態について説明す
る。
【００１３】図１は、本実施形態の光電子回路の構成を
示すブロック図である。同図において、発光素子である
発光ダイオードＬＥＤと受光素子であるフォトダイオー
ドＰＤの間に光学センサ８が挿入され、発光ダイオード
ＬＥＤには駆動回路９、フォトダイオードＰＤには電流
比較回路１０がそれぞれ接続されている。
示すブロック図である。同図において、発光素子である
発光ダイオードＬＥＤと受光素子であるフォトダイオー
ドＰＤの間に光学センサ８が挿入され、発光ダイオード
ＬＥＤには駆動回路９、フォトダイオードＰＤには電流
比較回路１０がそれぞれ接続されている。
【００１４】光学センサ８には、磁界によって光のパラ
メータが変化するファラデー素子などの光磁気効果素子
や、電界によって光のパラメータが変化するポッケルス
素子などの電気光学効果素子が備えられている。
メータが変化するファラデー素子などの光磁気効果素子
や、電界によって光のパラメータが変化するポッケルス
素子などの電気光学効果素子が備えられている。
【００１５】駆動回路９は、所定の増幅率を有する能動
増幅器で構成され、直流成分抽出回路１５から出力され
る直流電圧成分ΔＶdcに比例した駆動電流Ｉdを発光ダ
イオードＬＥＤに供給する。これにより、駆動電流Ｉd
に相当する光パワーＰinを有する出射光ｈνが光学セン
サ８に導入され、磁界や電界の変化に応じて光学センサ
８で変調された変調光ｈν’をフォトダイオードＰＤが
受光するようになっている。
増幅器で構成され、直流成分抽出回路１５から出力され
る直流電圧成分ΔＶdcに比例した駆動電流Ｉdを発光ダ
イオードＬＥＤに供給する。これにより、駆動電流Ｉd
に相当する光パワーＰinを有する出射光ｈνが光学セン
サ８に導入され、磁界や電界の変化に応じて光学センサ
８で変調された変調光ｈν’をフォトダイオードＰＤが
受光するようになっている。
【００１６】電流比較回路１０は、電流加算（又は電流
減算）を行う加減算回路で構成されている。そして、発
光ダイオードＬＥＤに生じる光電流Ｉpと電流生成回路
１１で生成される基準電流Ｉrefとを電流加算（又は電
流減算）することにより、光電流Ｉpと基準電流Ｉrefと
の比較結果である比較電流ΔＩpを電流／電圧変換回路
１３へ出力する。
減算）を行う加減算回路で構成されている。そして、発
光ダイオードＬＥＤに生じる光電流Ｉpと電流生成回路
１１で生成される基準電流Ｉrefとを電流加算（又は電
流減算）することにより、光電流Ｉpと基準電流Ｉrefと
の比較結果である比較電流ΔＩpを電流／電圧変換回路
１３へ出力する。
【００１７】尚、電流生成回路１１から電流比較回路１
０に向けて基準電流Ｉrefを供給すると、上記の電流加
算が行われ、基準電流Ｉrefを電流比較回路１０から電
流生成回路１１側へ引く（シンクする）と、上記の電流
減算が行われる。したがって、基準電流Ｉrefの極性に
対応して電流加算又は電流減算が行われることから、本
実施形態の光電子回路では、これら電流加算と電流減算
のいずれの構成を採用しても、比較電流ΔＩpが得られ
るようになっている。
０に向けて基準電流Ｉrefを供給すると、上記の電流加
算が行われ、基準電流Ｉrefを電流比較回路１０から電
流生成回路１１側へ引く（シンクする）と、上記の電流
減算が行われる。したがって、基準電流Ｉrefの極性に
対応して電流加算又は電流減算が行われることから、本
実施形態の光電子回路では、これら電流加算と電流減算
のいずれの構成を採用しても、比較電流ΔＩpが得られ
るようになっている。
【００１８】電流生成回路１１は、基準電圧発生回路１
２に予め設定されている定電圧Ｖrefに基づいて基準電
流Ｉrefを生成する。
２に予め設定されている定電圧Ｖrefに基づいて基準電
流Ｉrefを生成する。
【００１９】電流／電圧変換回路１３は、比較電流ΔＩ
pをそれに比例した電圧信号ΔＶpに変換し、ノイズ除去
用のローパスフィルタ１４を介して積算回路（図示略）
へ出力する。これにより、電圧信号ΔＶpに重畳してい
る高域ノイズがローパスフィルタ１４で除去され、ノイ
ズの無い電圧信号ΔＶp’が計測信号として上記積算回
路へ出力される。
pをそれに比例した電圧信号ΔＶpに変換し、ノイズ除去
用のローパスフィルタ１４を介して積算回路（図示略）
へ出力する。これにより、電圧信号ΔＶpに重畳してい
る高域ノイズがローパスフィルタ１４で除去され、ノイ
ズの無い電圧信号ΔＶp’が計測信号として上記積算回
路へ出力される。
【００２０】ローパルフィルタ１４と駆動回路９との間
に、直流成分抽出回路１５が設けられている。この直流
成分抽出回路１５は、電圧信号ΔＶp’中の直流電圧成
分ΔＶdcを抽出し駆動回路９に帰還をかけることによっ
て、フォトダイオードＰＤの受光面での平均受光パワー
Ｐ0が一定になるように、駆動電流Ｉdを制御する。すな
わち、直流成分抽出回路１５は、発光ダイオードＬＥＤ
とフォトダイオードＰＤ及び光学センサ８等のドリフト
を補償することで、平均受光パワーＰ0を一定にする帰
還ループを構成している。
に、直流成分抽出回路１５が設けられている。この直流
成分抽出回路１５は、電圧信号ΔＶp’中の直流電圧成
分ΔＶdcを抽出し駆動回路９に帰還をかけることによっ
て、フォトダイオードＰＤの受光面での平均受光パワー
Ｐ0が一定になるように、駆動電流Ｉdを制御する。すな
わち、直流成分抽出回路１５は、発光ダイオードＬＥＤ
とフォトダイオードＰＤ及び光学センサ８等のドリフト
を補償することで、平均受光パワーＰ0を一定にする帰
還ループを構成している。
【００２１】図２は、電流比較回路１０と電流生成回路
１１と基準電圧発生回路１２及び電流／電圧変換回路１
３のより具体的な回路例を示している。
１１と基準電圧発生回路１２及び電流／電圧変換回路１
３のより具体的な回路例を示している。
【００２２】同図において、基準電圧発生回路１２は、
ボルテージレギュレータ１６と抵抗１７，１８で構成さ
れており、ボルテージレギュレータ１６に発生した定電
圧Ｖregを抵抗１７，１８で分圧することにより、予め
決められた定電圧Ｖrefを発生する。
ボルテージレギュレータ１６と抵抗１７，１８で構成さ
れており、ボルテージレギュレータ１６に発生した定電
圧Ｖregを抵抗１７，１８で分圧することにより、予め
決められた定電圧Ｖrefを発生する。
【００２３】電流生成回路１１は、抵抗１７，１８の接
続点ｘとフォトダイオードＰＤのカソードとの間に接続
された抵抗１９で構成され、接続点ｘに生じる定電圧Ｖ
refに基づいて基準電流Ｉrefを生成する。
続点ｘとフォトダイオードＰＤのカソードとの間に接続
された抵抗１９で構成され、接続点ｘに生じる定電圧Ｖ
refに基づいて基準電流Ｉrefを生成する。
【００２４】電流／電圧変換回路１３は、小さな抵抗値
の抵抗２０ａ，２０ｂ，２０ｃによって大きな増幅率が
得られるＴ形反転増幅器２１で構成されており、反転増
幅器２１の反転入力端子がフォトダイオードＰＤのカソ
ードに接続されている。
の抵抗２０ａ，２０ｂ，２０ｃによって大きな増幅率が
得られるＴ形反転増幅器２１で構成されており、反転増
幅器２１の反転入力端子がフォトダイオードＰＤのカソ
ードに接続されている。
【００２５】電流比較回路１０は、フォトダイオードＰ
Ｄのカソードと抵抗１９及び反転増幅器２１の反転入力
端子とが接続する接続点ｙによって実現されている。す
なわち、接続点ｙにおいて、光電流Ｉpと基準電流Ｉref
との電流加算（又は電流減算）が行われることにより比
較電流ΔＩpが生成される。そして、反転増幅器２１が
比較電流ΔＩpに比例した電圧信号ΔＶpを出力する。
Ｄのカソードと抵抗１９及び反転増幅器２１の反転入力
端子とが接続する接続点ｙによって実現されている。す
なわち、接続点ｙにおいて、光電流Ｉpと基準電流Ｉref
との電流加算（又は電流減算）が行われることにより比
較電流ΔＩpが生成される。そして、反転増幅器２１が
比較電流ΔＩpに比例した電圧信号ΔＶpを出力する。
【００２６】図３は、直流成分抽出回路１５のより具体
的な回路例を示している。この直流成分抽出回路１５
は、電圧増幅率設定用の抵抗２２，２３を有する反転増
幅器２４と、反転増幅器２４の反転入力端子とローパス
フィルタ１４の出力端子との間に接続された抵抗２５
と、反転増幅器２４の非反転入力端子とローパスフィル
タ１４の出力端子との間に直列接続された抵抗２６及び
カップリングコンデンサ２７を備えて構成されている。
的な回路例を示している。この直流成分抽出回路１５
は、電圧増幅率設定用の抵抗２２，２３を有する反転増
幅器２４と、反転増幅器２４の反転入力端子とローパス
フィルタ１４の出力端子との間に接続された抵抗２５
と、反転増幅器２４の非反転入力端子とローパスフィル
タ１４の出力端子との間に直列接続された抵抗２６及び
カップリングコンデンサ２７を備えて構成されている。
【００２７】かかる構成によると、反転増幅器２４の反
転入力端子には、ローパスフィルタ１４からの電圧信号
ΔＶp’が供給され、その非反転入力端子には、カップ
リングコンデンサ２７を通過する電圧信号ΔＶp’中の
交流電圧成分ΔＶacのみが供給される。そして、同相信
号除去比（ＣＭＲＲ）の大きな反転増幅器２４で交流電
圧成分ΔＶacが除去されることにより、電圧信号ΔＶ
p’中の直流電圧成分ΔＶdcだけが抽出されて駆動回路
９に供給される。
転入力端子には、ローパスフィルタ１４からの電圧信号
ΔＶp’が供給され、その非反転入力端子には、カップ
リングコンデンサ２７を通過する電圧信号ΔＶp’中の
交流電圧成分ΔＶacのみが供給される。そして、同相信
号除去比（ＣＭＲＲ）の大きな反転増幅器２４で交流電
圧成分ΔＶacが除去されることにより、電圧信号ΔＶ
p’中の直流電圧成分ΔＶdcだけが抽出されて駆動回路
９に供給される。
【００２８】次に、かかる構成を有する光電子回路の動
作を図４及び図５を参照して説明する。尚、図４（ａ）
〜（ｄ）は、直流電圧成分ΔＶdcと駆動電流Ｉdの波形
と、出射光ｈν及び変調光ｈν’の光パワーを模式的に
示している。図５（ａ）〜（ｃ）は、光電流Ｉpと比較
電流ΔＩp及び電圧信号ΔＶpの波形を模式的に示してい
る。
作を図４及び図５を参照して説明する。尚、図４（ａ）
〜（ｄ）は、直流電圧成分ΔＶdcと駆動電流Ｉdの波形
と、出射光ｈν及び変調光ｈν’の光パワーを模式的に
示している。図５（ａ）〜（ｃ）は、光電流Ｉpと比較
電流ΔＩp及び電圧信号ΔＶpの波形を模式的に示してい
る。
【００２９】図４（ａ）〜（ｄ）において、直流電圧成
分ΔＶdc（図４（ａ）参照）に比例した駆動電流Ｉd
（図４（ｂ）参照）が駆動回路９から発光ダイオードＬ
ＥＤに供給されるのに伴って、光パワーＰinの出射光ｈ
ν（図４（ｃ）参照）が発光ダイオードＬＥＤから光学
センサ８に導入され、更に、光学センサ８で変調された
変調光ｈν’（図４（ｄ）参照）がフォトダイオードＰ
Ｄの受光面に入射する。ここで、フォトダイオードＰＤ
の受光面での受光パワーＰは、平均受光パワーＰ0と、
光学センサ８による変調光ｈν’の変調度ｍを用いて、
Ｐ＝Ｐ0（１＋ｍ）で表される。
分ΔＶdc（図４（ａ）参照）に比例した駆動電流Ｉd
（図４（ｂ）参照）が駆動回路９から発光ダイオードＬ
ＥＤに供給されるのに伴って、光パワーＰinの出射光ｈ
ν（図４（ｃ）参照）が発光ダイオードＬＥＤから光学
センサ８に導入され、更に、光学センサ８で変調された
変調光ｈν’（図４（ｄ）参照）がフォトダイオードＰ
Ｄの受光面に入射する。ここで、フォトダイオードＰＤ
の受光面での受光パワーＰは、平均受光パワーＰ0と、
光学センサ８による変調光ｈν’の変調度ｍを用いて、
Ｐ＝Ｐ0（１＋ｍ）で表される。
【００３０】この受光パワーＰを受けてフォトダイオー
ドＰＤに、平均受光パワーＰ0に相当する直流電流成分
（−Ｉdc）と変調度ｍに相当する交流電流成分（−Ｉa
c）との和で表される光電流Ｉpが発生する（図５（ａ）
参照）。
ドＰＤに、平均受光パワーＰ0に相当する直流電流成分
（−Ｉdc）と変調度ｍに相当する交流電流成分（−Ｉa
c）との和で表される光電流Ｉpが発生する（図５（ａ）
参照）。
【００３１】また、光電流Ｉpと基準電流Ｉrefとの電流
加算（又は電流減算）が電流比較回路１０において行わ
れることにより、交流電流成分（−Ｉac）と直流電流成
分（Ｉref−Ｉdc）との和で表される比較電流ΔＩpが生
成される（図５（ｂ）参照）。
加算（又は電流減算）が電流比較回路１０において行わ
れることにより、交流電流成分（−Ｉac）と直流電流成
分（Ｉref−Ｉdc）との和で表される比較電流ΔＩpが生
成される（図５（ｂ）参照）。
【００３２】更に、電流／電圧変換回路１３により、交
流電流成分（−Ｉac）に比例した交流電圧成分ΔＶacと
直流電流成分（Ｉref−Ｉdc）に比例した直流電圧成分
（−ΔＶdc）との和で表される電圧信号ΔＶpが生成さ
れた後（図５（ｃ）参照）、ローパスフィルタ１４でノ
イズ成分の除去された電圧信号ΔＶp’が計測信号とし
て積算回路へ出力される。
流電流成分（−Ｉac）に比例した交流電圧成分ΔＶacと
直流電流成分（Ｉref−Ｉdc）に比例した直流電圧成分
（−ΔＶdc）との和で表される電圧信号ΔＶpが生成さ
れた後（図５（ｃ）参照）、ローパスフィルタ１４でノ
イズ成分の除去された電圧信号ΔＶp’が計測信号とし
て積算回路へ出力される。
【００３３】そして、直流成分抽出回路１５で電圧信号
ΔＶp’中の直流電圧成分ΔＶdcが抽出され、駆動回路
９への帰還制御が行われる。
ΔＶp’中の直流電圧成分ΔＶdcが抽出され、駆動回路
９への帰還制御が行われる。
【００３４】本実施の形態によれば、電流比較回路１０
において光電流Ｉpと基準電流Ｉrefとを比較し、それに
よって得られる直流電圧成分ΔＶdcを直流成分抽出回路
１５を介して駆動回路９に帰還させるので、フォトダイ
オードＰＤの受光面での平均受光パワーＰ0が一定にな
るように、発光ダイオードＬＥＤに供給する駆動電流Ｉ
dを制御することができる。
において光電流Ｉpと基準電流Ｉrefとを比較し、それに
よって得られる直流電圧成分ΔＶdcを直流成分抽出回路
１５を介して駆動回路９に帰還させるので、フォトダイ
オードＰＤの受光面での平均受光パワーＰ0が一定にな
るように、発光ダイオードＬＥＤに供給する駆動電流Ｉ
dを制御することができる。
【００３５】この結果、発光ダイオードＬＥＤとフォト
ダイオードＰＤ及び光学センサ８等のドリフトを補償す
ることができ、電圧信号ΔＶp’の交流電圧成分に基づ
いて変調光ｈν’の変調度ｍを高精度で測定することが
でき、更に、この変調度ｍに基づいて磁界や電界などを
高精度で計測することができる。
ダイオードＰＤ及び光学センサ８等のドリフトを補償す
ることができ、電圧信号ΔＶp’の交流電圧成分に基づ
いて変調光ｈν’の変調度ｍを高精度で測定することが
でき、更に、この変調度ｍに基づいて磁界や電界などを
高精度で計測することができる。
【００３６】更に、電流比較回路１０で、光電流Ｉpと
基準電流Ｉrefとの電流加算又は電流減算を行うことに
より、光電流Ｉpと基準電流Ｉrefとの電流比較を行うよ
うにしたので、電源電圧にとらわれることなく、光電子
回路のダイナミックレンジを広げることができる。
基準電流Ｉrefとの電流加算又は電流減算を行うことに
より、光電流Ｉpと基準電流Ｉrefとの電流比較を行うよ
うにしたので、電源電圧にとらわれることなく、光電子
回路のダイナミックレンジを広げることができる。
【００３７】尚、電子式電力量計に適用した光電子回路
の実施形態について説明したが、本発明の光電子回路は
これに限定されるものではない。すなわち、本発明の光
電子回路は、磁界や電界によって光のパラメータが変化
するファラデー素子やポッケルス素子を利用した光学セ
ンサに限らず、他の物理的又は化学的現象を計測対象と
する光学センサを適用した様々な計測機器等にも利用す
ることができる。また、計測機器に限らず、発光素子と
受光素子を備えた光伝送システム等において、受光素子
に入射する光の平均受光パワーを一定に保つことで、伝
送品質の向上を図るための制御システム等にも適用する
ことができる。
の実施形態について説明したが、本発明の光電子回路は
これに限定されるものではない。すなわち、本発明の光
電子回路は、磁界や電界によって光のパラメータが変化
するファラデー素子やポッケルス素子を利用した光学セ
ンサに限らず、他の物理的又は化学的現象を計測対象と
する光学センサを適用した様々な計測機器等にも利用す
ることができる。また、計測機器に限らず、発光素子と
受光素子を備えた光伝送システム等において、受光素子
に入射する光の平均受光パワーを一定に保つことで、伝
送品質の向上を図るための制御システム等にも適用する
ことができる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受光素子に生じる光電流と予め設定された基準電流とを
比較することで比較電流を生成し、この比較電流の直流
成分に基づいて発光素子に帰還をかけるようにしたの
で、ドリフトなどに起因する受光素子の受光面での平均
受光パワーの変動を抑制することができると共に、ダイ
ナミックレンジを広げることができる。
受光素子に生じる光電流と予め設定された基準電流とを
比較することで比較電流を生成し、この比較電流の直流
成分に基づいて発光素子に帰還をかけるようにしたの
で、ドリフトなどに起因する受光素子の受光面での平均
受光パワーの変動を抑制することができると共に、ダイ
ナミックレンジを広げることができる。
【００３９】また、計測対象によって光のパラメータが
変化する光学センサを発光素子と受光素子との間に介在
させると、ダイナミックレンジの広い帰還ループによ
り、ドリフトなどに起因する受光素子の受光面での平均
受光パワーの変動が抑制されることで、高精度の計測機
器を実現することができる。
変化する光学センサを発光素子と受光素子との間に介在
させると、ダイナミックレンジの広い帰還ループによ
り、ドリフトなどに起因する受光素子の受光面での平均
受光パワーの変動が抑制されることで、高精度の計測機
器を実現することができる。
【図１】本実施形態の光電子回路の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図２】電流比較回路と電流生成回路と基準電圧発生回
路及び電流／電圧変換回路の具体的な回路例を示す回路
図である。
路及び電流／電圧変換回路の具体的な回路例を示す回路
図である。
【図３】直流成分抽出回路の具体的な回路例を示す回路
図である。
図である。
【図４】本実施形態の動作例を説明するための説明図で
ある。
ある。
【図５】本実施形態の動作例を更に説明するための説明
図である。
図である。
【図６】従来の光電子回路の構成を示すブロック図であ
る。
る。
８…光学センサ ９…駆動回路 １０…電流比較回路 １１…電流生成回路 １２…基準電圧発生回路 １３…電流／電圧変換回路 １４…ローパスフィルタ １５…直流成分抽出回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｒ 33/032 Ｇ０１Ｒ 15/07 Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 15/22 - 15/24 G01R 19/00,33/032 H04B 10/02 - 10/18
Claims (4)
- 【請求項１】 発光素子と、前記発光素子で出射される
出射光を受光する受光素子とを有する光電子回路におい
て、 前記受光素子に生じる光電流と予め設定された基準電流
とを比較して比較電流を生成する電流比較回路と、 前記比較電流の直流成分に基づいて前記発光素子に帰還
をかけ、前記受光素子の受光面での平均受光パワーが一
定になるように制御する帰還ループとを備えることを特
徴とする光電子回路。 - 【請求項２】 計測対象によって光のパラメータが変化
する光学センサと、前記光学センサに光を出射する発光
素子と、前記光学センサにより変調される変調光を受光
する受光素子とを有する光電子回路において、 前記受光素子に生じる光電流と予め設定された基準電流
とを比較して比較電流を生成する電流比較回路と、 前記比較電流の直流成分に基づいて前記発光素子に帰還
をかけ、前記受光素子の受光面での平均受光パワーが一
定になるように制御する帰還ループとを備えることを特
徴とする光電子回路。 - 【請求項３】 前記光学センサは、磁界によって光のパ
ラメータが変化する光磁気効果素子を有することを特徴
とする請求項２に記載の光電子回路。 - 【請求項４】 前記光学センサは、電界によって光のパ
ラメータが変化する電気光学効果素子を有することを特
徴とする請求項２に記載の光電子回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17805798A JP3335911B2 (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 光電子回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17805798A JP3335911B2 (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 光電子回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11352159A JPH11352159A (ja) | 1999-12-24 |
| JP3335911B2 true JP3335911B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=16041862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17805798A Expired - Fee Related JP3335911B2 (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 光電子回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3335911B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103698023A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-04-02 | 吴建堂 | 红外线遥控器信号测试器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103759824B (zh) * | 2014-01-23 | 2016-01-20 | 西安电子科技大学 | 用于可见光传感器的光电转换电路 |
-
1998
- 1998-06-10 JP JP17805798A patent/JP3335911B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103698023A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-04-02 | 吴建堂 | 红外线遥控器信号测试器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11352159A (ja) | 1999-12-24 |
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