JP4046820B2 - 安定化増幅器を有する光エレクトリックセル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送信アセンブリと、光ビームを受けるためのアセンブリとを、備えた、光エレクトリックセルに関するものである。後者のアセンブリは、物体がビームの経路に置かれたときに切り替わる出力信号を供給している。
【０００２】
【従来の技術】
既知の光エレクトリックセルの受信アセンブリは、多くの場合、増幅器を備えている。この増幅器は、受信信号のための入力と、スイッチング信号を形成する装置へ電圧信号を供給する出力とを、有している。必要な信号だけを確実に検出するため、増幅器の出力にはトランジスタが設けられることがある。このトランジスタは、パルスを送信する所定の範囲に限り、導通する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、外部の電気的乱れがパルスのリーディングエッジの直前で発生することがある。すると、増幅器の入力側で検出される信号が発生し、この信号はパルス期間よりもかなり長い減衰時間を有する。これは、セルのスイッチングに悪影響を与えることがある。
【０００４】
本発明の目的は、パルス送信期間外に発生した、且つ、スイッチング信号に影響を与えてしまいやすい、外乱により、影響を受けないセルを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による受信アセンブリの処理回路は、スイッチを備えている。このスイッチは、増幅器のループゲインの導出経路に設けられており、パルス化された送信信号によりコントロールされる。これにより、この回路は、送信信号からのパルスが存在するときは導通しないようになり、このようなパルスが存在しないときは導通するようになる。したがって、このシンプルなアセンブリは、外部からの乱れ（障害）により増幅器の出力が影響を受けないようになる。
【０００６】
スイッチング信号を形成する装置は、好ましくは、積分・フィルタリング回路と、比較器とを、備えている。積分・フィルタリング回路は、いくつかのパルスの電圧信号をフィルタリングする。比較器は、積分されフィルタリングされた電圧信号を、しきい値と比較する。
【０００７】
本発明の他の特徴及びこれを用いることにより得ることのできる成果は、以下に記述する本発明の非限定的な例である実施形態から、より理解されるであろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図示の光エレクトリックセルは、送信アセンブリ１０と受信アセンブリ２０とを備えている。送信アセンブリは、低い周期割合でパルス化信号Ｅ１を発生している。このパルス化信号は、フォトダイオード等の発光コンポーネント１１へ送信される。受信アセンブリ２０は、光トランジスタ等の受光コンポーネント２１を備えている。この受光コンポーネントは、電流信号Ｉを生成することにより、信号Ｅ１のパルスに応答する。電流信号Ｉがハイかロウかは、コンポーネント１１により発せられた光ビームの経路に物体が存在するか存在しないかに、依存する。受信アセンブリ２０は、回路２２も備えている。この回路２２は、装置２３による処理が可能な電圧信号Ｓ１を生成するために、信号Ｉを用いる。この装置２３は、ハイ又はロウのスイッチング信号Ｓを供給し、セルの出力振幅を生成する。
【０００９】
回路２２は、負荷増幅器Ａ又は伝達インピーダンス増幅器(transfer impedance amplifier)を有している。これは、入力Ａ１に電流信号Ｉが入力され、入力Ａ２に基準電圧Ｖｒｅｆが入力され、その信号出力から電圧信号Ｓ１を出力する。増幅器の出力Ａ３は装置２３へ接続されている。この装置２３は、積分・フィルタリング回路２５と、比較器２６とを、備えている。この比較器２６は、フィルタリングされた結果の信号と、しきい値電圧Ｖｃとを比較して、オン／オフのスイッチング信号Ｓを出力する。
【００１０】
増幅器の入力Ａ１は、抵抗Ｒ１が設けられたゲインループ２４を介して、増幅器の出力Ａ３に、接続されている。短絡経路２４ａがこのループと並列に接続されている。この短絡経路には、信号Ｅ１により動作するトランジスタＴ１が設けられている。このため、短絡経路は、送信パルスが存在しているときは導通せず、そのようなパルスが存在しないときは導通するようになる。経路２４ａが増幅器の出力Ａ３へ接続するポイントと、比較器２６との間には、トランジスタＴ２と積分・フィルタリング回路２５とが、連続的に配置されている。トランジスタＴ２は、信号Ｅ１により操作され、送信パルスが存在するときのみ導通する。積分・フィルタリング回路２５は、積分化された電圧信号Ｓ２を生成するために、電圧信号Ｓ１を使用する。電圧信号Ｓ２に積分化された電圧信号Ｓ３が続き、信号Ｓから不必要な特性を取り除く。特に、セルに影響を与える短時間の電気的外乱、とりわけ、検出可能なパルスの受信の直前に起きた外乱を、取り除く。
【００１１】
図２に示す実施形態においては、トランジスタＴ１はＰＮＰ型バイポーラトランジスタであり、そのベースは抵抗Ｒ２を介してＥ１により操作される。トランジスタＴ２はＭＯＳトランジスタである。回路２３は、Ｔ２に接続された積分器Ｒ３、Ｃ２と、フィルタリングネットワークＲ４、Ｃ３とを、備えている。大型化し且つ正確性が落ちるという利点が減少した実施形態にあっては、回路２３をフリップフロップで構成してもよい。
【００１２】
増幅器Ａ１の入力Ａ１の前段には、キャパシタＣ４が配置されている。抵抗Ｒ５は、光トランジスタ２１の送信用の脚を構成する。キャパシタＣ４とともに、ゲイン抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ５とは、低周波ノイズを除去するハイパスフィルターを構成する。
【００１３】
ここで、このセルの機能を図３に基づいて説明する。
【００１４】
送信信号Ｅ１からのパルスが存在しない場合、トランジスタＴ２は導通せず、このため、比較器２６の入力はハイレベルを維持する。もし短時間の電源ラインの外乱が検出された場合、それは経路２４ａを用いて増幅器のゲイン抵抗Ｒ１を短絡するトランジスタＴ１によって、迂回する。したがって、増幅器はトラッキングモードで動作する。これは、次のパルスに有害な影響を及ぼす長い減衰時間の信号の発生を防止する。
【００１５】
送信信号Ｅ１からのパルスが存在する場合、トランジスタＴ１は導通せず、トランジスタＴ２は導通する。照射ビームの経路に物体が位置すると、対応するレベルの電流信号Ｉが生成され、この電流信号Ｉは増幅器Ａで電圧信号Ｓ１に変換される。信号のリーディングエッジに存在する外乱データは取り除かれているので、信号Ｓ１は正確に対応する送信信号を代表している。信号Ｓ２は連続的なパルスにより管理されて各段毎に減退する。信号Ｓ３はフィルタリングされており、このため、比較器の入力で図３に示すように整った形で減退する。Ｓ３がしきい値Ｖｃに到達すると、直ちに、処理回路により供給されていたスイッチング信号Ｓはレベルを切り替える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光エレクトリックセルの概略図。
【図２】本発明の一例をより詳しく示した図。
【図３】図１及び図２における電気的振幅の変化を示すグラフ。

Claims (3)

1. パルス化された送信信号（Ｅ１）を発生する電気的回路と、
   前記信号が入力される発光コンポーネントと、
   を有する送信アセンブリを備えた光エレクトリックセルであって、
   当該光エレクトリックセルは、
   受光コンポーネントと、
   前記受光コンポーネントから供給される受信信号（Ｉ）の処理をするための回路（２２）と、
   を有する受信アセンブリも備えるとともに、
   前記回路は、前記受信信号（Ｉ）が直接入力される入力（Ａ１）と、スイッチング信号（Ｓ）を生成する装置（２３）へ電圧信号（Ｓ１）を供給する出力（Ａ３）とを、有する増幅器（Ａ）を備え、
   前記増幅器（Ａ）は、前記出力（Ａ３）をゲイン抵抗（Ｒ１）を介して前記入力（Ａ１）に接続するゲインループ（２４）と、前記ゲインループに並列に導出経路（２４ａ）とが設けられている、伝達インピーダンス増幅器であり、前記導出経路（２４ａ）にはスイッチ（Ｔ１）が設けられており、且つ、前記スイッチ（Ｔ１）は、パルス化された前記送信信号（Ｅ１）によりコントロールされ、
   前記スイッチは前記送信信号からのパルスが存在するときは導通せず、
   そのようなパルスが存在しないときは導通して、前記増幅器（Ａ）の前記出力（Ａ３）と前記入力（Ａ１）とが、前記導出経路（２４ａ）を介して、前記スイッチ（Ｔ１）により短絡する、
   ことを特徴とする光エレクトリックセル。
2. 前記受信アセンブリ（２０）は、信号パルスを送信する期間以外は、処理を停止するための手段を備えており、
   前記停止手段は、前記増幅器（Ａ）の前記出力に設けられた、且つ、パルス信号（Ｅ１）によりコントロールされる、トランジスタ（Ｔ２）であり、それはパルス信号が存在するときは導通する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のセル。
3. 前記スイッチング信号（Ｓ）を生成する装置（２３）は、
   いくつかのパルスの電圧信号（Ｓ１）をフィルタリングする積分・フィルタリング回路（２５）と、
   積分化されフィルタリングされた前記信号（Ｓ３）としきい値（Ｖｃ）とを比較する比較器（２６）と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載のセル。

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