JPH01301110A - 受光回路 - Google Patents
受光回路Info
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- JPH01301110A JPH01301110A JP2668288A JP2668288A JPH01301110A JP H01301110 A JPH01301110 A JP H01301110A JP 2668288 A JP2668288 A JP 2668288A JP 2668288 A JP2668288 A JP 2668288A JP H01301110 A JPH01301110 A JP H01301110A
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- light
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- laser
- capacitor
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Links
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- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、物体にレーザビームを照射し、その反射光を
検出して、基準面から物体までの距離を測定するときに
使用される受光回路に関する。
検出して、基準面から物体までの距離を測定するときに
使用される受光回路に関する。
［従来の技術］
物体にレーザビームを照射し、その物体からの散乱反射
光を検出して、基準面からその物体までの距離を測定す
る方法は、距離計の他、物体形状の認識や、産業用ロボ
ットのセンサとして広く使用されている。この方法は、
基準線上にあるレーザビームの発射点から散乱反射光が
基準線と交わる点（入射点）までの距離、レーザビーム
の基準線に対する発射角度、及び散乱反射光の基準線に
対する入射角度の三つの量から、三角測量の原理によっ
て、距離を計測するものである。この方法では反射光の
入射点を検出するために、その反射光が入射する範囲に
拡がりを持つ受光デバイスが必要である。このような受
光デバイスとして、従来から、１次または２次元の連続
的な受光面を有する位置検出用受光半導体デバイス（Ｐ
ＳＤと呼ばれている）がある。
光を検出して、基準面からその物体までの距離を測定す
る方法は、距離計の他、物体形状の認識や、産業用ロボ
ットのセンサとして広く使用されている。この方法は、
基準線上にあるレーザビームの発射点から散乱反射光が
基準線と交わる点（入射点）までの距離、レーザビーム
の基準線に対する発射角度、及び散乱反射光の基準線に
対する入射角度の三つの量から、三角測量の原理によっ
て、距離を計測するものである。この方法では反射光の
入射点を検出するために、その反射光が入射する範囲に
拡がりを持つ受光デバイスが必要である。このような受
光デバイスとして、従来から、１次または２次元の連続
的な受光面を有する位置検出用受光半導体デバイス（Ｐ
ＳＤと呼ばれている）がある。
しかしこの受光デバイスは、対象物体の表面にに凹面部
があり、照射ビームがその凹面部で多重反射を起し、そ
の結果、受光デバイスに二つ以上の反射光が同時に入射
するような場合には、原理的に使用出来ない、このため
、受光ダイオードや受光トランジスタ等の単体素子を、
互いに電気的に分離した状態で１次元または２次元のア
レー状に多数配列し、各受光素子からの信号を個別に検
出することが必要である。このような受光デバイスとし
てＭＯＳやＣＣＤの受光集積化デバイスがある。
があり、照射ビームがその凹面部で多重反射を起し、そ
の結果、受光デバイスに二つ以上の反射光が同時に入射
するような場合には、原理的に使用出来ない、このため
、受光ダイオードや受光トランジスタ等の単体素子を、
互いに電気的に分離した状態で１次元または２次元のア
レー状に多数配列し、各受光素子からの信号を個別に検
出することが必要である。このような受光デバイスとし
てＭＯＳやＣＣＤの受光集積化デバイスがある。
一方、受光センサの利用形態によっては、アーク溶接の
ように９強烈で且つ高周波成分を有する背景雑音光のも
とで、正常に動作することが要求される場合がある。こ
のような場合には、信号であるレーザ光と、雑音である
背景光とを分離する必要がある。このために、雑音光に
含まれる周波数成分以上の高い周波数でレーザ光を変調
し、受光信号を選択的に増幅する方法が一般的に使用さ
れていた。具体的な受光信号検出回路（センス回路）と
しては１例えば図５に示すような並列Ｔ型等の能動ＣＲ
回路が用いられていた。しかし、能動ＣＲ回路では９周
波数選択度は増幅器の利得で決まるから、大きなパルス
性雑音が入って増幅器が飽和して利得が無くなった状態
では１周波数選択増幅器として動作しない、従って、こ
の様な回路では、大きなパルス性雑音を除去することが
出来ない欠点があった。
ように９強烈で且つ高周波成分を有する背景雑音光のも
とで、正常に動作することが要求される場合がある。こ
のような場合には、信号であるレーザ光と、雑音である
背景光とを分離する必要がある。このために、雑音光に
含まれる周波数成分以上の高い周波数でレーザ光を変調
し、受光信号を選択的に増幅する方法が一般的に使用さ
れていた。具体的な受光信号検出回路（センス回路）と
しては１例えば図５に示すような並列Ｔ型等の能動ＣＲ
回路が用いられていた。しかし、能動ＣＲ回路では９周
波数選択度は増幅器の利得で決まるから、大きなパルス
性雑音が入って増幅器が飽和して利得が無くなった状態
では１周波数選択増幅器として動作しない、従って、こ
の様な回路では、大きなパルス性雑音を除去することが
出来ない欠点があった。
また、必要な受光素子数が１００個程度と比教的少ない
場合には、センス回路を、受光素子と１対１に配置する
ことも可能であるが、受光素子数が大きくなるとこれは
不可能となるので、一つのセンス回路を時分割的に使用
して、多数の受光素子を受持なすようにする必要がある
。このような動作に対しても良好な周波数選択性を維持
するためには、レーザ光の変調周波数を、一つのセンス
回路が受持つ受光素子数の２乗に比例して高くしなけれ
ばならない、即ち、使用するセンス回路数とレーザ変調
周波数とは、互いにトレードオフの関係にあり、能動Ｃ
Ｒのような複雑な回路を使用する場合１回路数を削減す
るためには、レーザの変調周波数を実用的技術では困難
な程度にまで高くしなければならないという欠点があっ
た。
場合には、センス回路を、受光素子と１対１に配置する
ことも可能であるが、受光素子数が大きくなるとこれは
不可能となるので、一つのセンス回路を時分割的に使用
して、多数の受光素子を受持なすようにする必要がある
。このような動作に対しても良好な周波数選択性を維持
するためには、レーザ光の変調周波数を、一つのセンス
回路が受持つ受光素子数の２乗に比例して高くしなけれ
ばならない、即ち、使用するセンス回路数とレーザ変調
周波数とは、互いにトレードオフの関係にあり、能動Ｃ
Ｒのような複雑な回路を使用する場合１回路数を削減す
るためには、レーザの変調周波数を実用的技術では困難
な程度にまで高くしなければならないという欠点があっ
た。
一方、ＣＣＤは、１次元のものがファクシミリ送信用に
、２次元のものがテレビジョン撮像用に多数使用されて
いる。しかし、ＣＣＤのような蓄積形蛍光デバイスでは
、信号電荷は受光エネルギーの時間積分に比例するので
１周波数選択性がない、このため背景雑音光の存在下で
信号光だけを分離して検出することは不可能で、背景雑
音光が存在する場合には使用出来ない欠点がある。
、２次元のものがテレビジョン撮像用に多数使用されて
いる。しかし、ＣＣＤのような蓄積形蛍光デバイスでは
、信号電荷は受光エネルギーの時間積分に比例するので
１周波数選択性がない、このため背景雑音光の存在下で
信号光だけを分離して検出することは不可能で、背景雑
音光が存在する場合には使用出来ない欠点がある。
「発明が解決しようとする問題点コ
本発明は、背景雑音光のもとに於ても正常に動作し、レ
ーザビーム入射光の多重反射を生ずるような表面形状を
持つ物体にも適用出来、且つ３次元物体形状認識に必要
な情報を得るのに充分な数の受光素子を有する集積化受
光デバイスの実現を可能ならしめる受光回路を提供する
ものである９［問題点を解決するための手段］ 背景雑音光の存在下で、パルス変調された信号光を受光
する場合、信号光がＯＮの状態では、信号光と雑音光と
の和に相当する電流が流れ、また信号光がＯＦＦの状態
では、雑音光のみに相当する電流が得られる。従ってこ
れらの電流を等しい期間積分し１両者の差分をとれば、
信号光のみに相当する電荷を取り出すことが出来る１本
発明はこの原理を用いて、以下の二つの方式で５問題点
を解決するものである。
ーザビーム入射光の多重反射を生ずるような表面形状を
持つ物体にも適用出来、且つ３次元物体形状認識に必要
な情報を得るのに充分な数の受光素子を有する集積化受
光デバイスの実現を可能ならしめる受光回路を提供する
ものである９［問題点を解決するための手段］ 背景雑音光の存在下で、パルス変調された信号光を受光
する場合、信号光がＯＮの状態では、信号光と雑音光と
の和に相当する電流が流れ、また信号光がＯＦＦの状態
では、雑音光のみに相当する電流が得られる。従ってこ
れらの電流を等しい期間積分し１両者の差分をとれば、
信号光のみに相当する電荷を取り出すことが出来る１本
発明はこの原理を用いて、以下の二つの方式で５問題点
を解決するものである。
（１） １コンデンサ方式
レーザのＯＮ期間で信号光＋雑音光の光電流をコンデン
サＣに充電し、レーザのＯＦＦ期間でその電荷から雑音
光に相当する光電流を放電し、信号光に相当する残留電
荷を読出す方法。
サＣに充電し、レーザのＯＦＦ期間でその電荷から雑音
光に相当する光電流を放電し、信号光に相当する残留電
荷を読出す方法。
（２） ２コンデンサ方式
レーザのＯＮ期間で、信号光＋雑音光の光電流を一方の
電極が接地されたコンデンサＣ１に充電し、レーザーの
ＯＦＦ期間で、雑音光の光電流を一方の電極が接地され
た他のコンデンサＣ２に充電し、信号光に相当する信号
電圧をＣ１の非接地端子とＣ２の非接地端子の間の差動
電圧として読出す方法。
電極が接地されたコンデンサＣ１に充電し、レーザーの
ＯＦＦ期間で、雑音光の光電流を一方の電極が接地され
た他のコンデンサＣ２に充電し、信号光に相当する信号
電圧をＣ１の非接地端子とＣ２の非接地端子の間の差動
電圧として読出す方法。
［実施例］
以下の説明では、受光素子はダイオードとするが、トラ
ンジスタでも同様である。
ンジスタでも同様である。
逆バイアスしたＰＮ接合に光を照射すると光電流が流れ
る。その状態でのインピーダンスが大きく、はぼ定電流
源と考えることが出来るので、この光電流で静電容量Ｃ
を充電すると、光電流の積分が得られる。
る。その状態でのインピーダンスが大きく、はぼ定電流
源と考えることが出来るので、この光電流で静電容量Ｃ
を充電すると、光電流の積分が得られる。
図１〜４で、φ關、φＭ−（φＭ ｂａｒ ）はそれぞ
れレーザダイオードの変調パルス信号と同期したクロッ
ク、及びその反転クッロクで、レーザはφ關＝ＨＩ Ｇ
Ｈの時にＯＮ、φＭ＝ＬＯＷ の時にＯＦＦであると
する。
れレーザダイオードの変調パルス信号と同期したクロッ
ク、及びその反転クッロクで、レーザはφ關＝ＨＩ Ｇ
Ｈの時にＯＮ、φＭ＝ＬＯＷ の時にＯＦＦであると
する。
以下に示す実施例１〜３は上記１コンデンサ方式のもの
で、実施例４は２コンデンサ方式のものである。
で、実施例４は２コンデンサ方式のものである。
〈実施例１〉
図１に第１の実施例を示す、この回路は、１画素当りＭ
ＯＳトランジスタ１個とフォトダイオード１個を使用し
、電源は１種間である。以下はＮチャネルＭｏＳトラン
ジスタと十電源を使用する場合について説明する。
ＯＳトランジスタ１個とフォトダイオード１個を使用し
、電源は１種間である。以下はＮチャネルＭｏＳトラン
ジスタと十電源を使用する場合について説明する。
Ｘ選択線のレベルがＬＯＷの場合は、トランジスタＭ１
はＯＦＦ状態にあり、それに接続されているフォトダイ
オードＰＤは、センス線から切離されている。この状態
でＣの電荷は０であるとする。
はＯＦＦ状態にあり、それに接続されているフォトダイ
オードＰＤは、センス線から切離されている。この状態
でＣの電荷は０であるとする。
Ｘ選択線のレベルがＨＩ ＧＨになると、ＭｌはＯＮＮ
懲悪なる。このときクロックφ關がＨＩＧＨであるとす
ると、トランジスタＭ２とＭ３がＯＮで、トランジスタ
Ｍ４とＭ５がＯＦＦ状憇である。従って容量Ｃは。
懲悪なる。このときクロックφ關がＨＩＧＨであるとす
ると、トランジスタＭ２とＭ３がＯＮで、トランジスタ
Ｍ４とＭ５がＯＦＦ状憇である。従って容量Ｃは。
＋Ｖｃｃ−ＰＤ−Ｍｌ−センス線−Ｍ２−Ｃ−Ｍ３−Ｇ
ＮＤ の経路を通って、信号光＋雑音光に相当する光電流で充
電される１次に、クロックφ舖がＬＯＷになると、Ｍ２
とＭ３に替ってＭ４とＭ５がＯＮになる。この時レーザ
はＯＦＦなので、雑音光のみに相当する光電流が ＋Ｖｃｃ ＰＤ−Ｍｌ−センス線−Ｍ４−Ｃ−Ｍ５−
ＧＮＤ の経路で流れる。この電流はＣに対しては前と反対方向
になるから、Ｃは放電される、この充電と放電の期間が
等しければ、Ｃには信号光に相当する電荷が残留するこ
とになるので、Ｃの端子間電圧を差動回路で読出すこと
により、雑音光を除去することが出来る。
ＮＤ の経路を通って、信号光＋雑音光に相当する光電流で充
電される１次に、クロックφ舖がＬＯＷになると、Ｍ２
とＭ３に替ってＭ４とＭ５がＯＮになる。この時レーザ
はＯＦＦなので、雑音光のみに相当する光電流が ＋Ｖｃｃ ＰＤ−Ｍｌ−センス線−Ｍ４−Ｃ−Ｍ５−
ＧＮＤ の経路で流れる。この電流はＣに対しては前と反対方向
になるから、Ｃは放電される、この充電と放電の期間が
等しければ、Ｃには信号光に相当する電荷が残留するこ
とになるので、Ｃの端子間電圧を差動回路で読出すこと
により、雑音光を除去することが出来る。
〈実施例２〉
図２に第２の実施例を示す、この回路は、１画素当りＮ
チャネルＭＯＳトランジスタ２個、ＰチャネルＭＯＳト
ランジスタ２個及びフォトダイオード１個で構成され、
電源は＋、−の両極性を使用する。
チャネルＭＯＳトランジスタ２個、ＰチャネルＭＯＳト
ランジスタ２個及びフォトダイオード１個で構成され、
電源は＋、−の両極性を使用する。
今、Ｎチャネル及びＰチャネルＭＯＳトランジスタの閾
値電圧をＶＴＨＮ 、 ＶＴ）ＩＰ ＋正負の電源電圧
を＋ＶＣＣ，ＶａＦＬ、クロックφ−のＨＩＧＨ及びＬ
ＯＷレベルをφＭＨ，φ糺とし、またレベル設定のため
の直流電圧を■。とする。
値電圧をＶＴＨＮ 、 ＶＴ）ＩＰ ＋正負の電源電圧
を＋ＶＣＣ，ＶａＦＬ、クロックφ−のＨＩＧＨ及びＬ
ＯＷレベルをφＭＨ，φ糺とし、またレベル設定のため
の直流電圧を■。とする。
Ｘ選択線のＬＯＷレベルが充分低ければ、φ麗がＬＯＷ
の場合であっても、Ｎチャネルトランジス２Ｍ５をＯＦ
Ｆ状態に、ＰチャネルトランジスタＭ６をＯＮ状態にす
ることが出来る。このときトランジスタＭ１〜Ｍ４のゲ
ート電圧はＶｏとなる。もし■。が −１ＶＴ）ＩＰ ｌ ＜Ｖ。＜ＶＴ）ＩＮであれば、Ｍ
ｌ〜Ｍ４はいずれもＯＦＦ状態となり、それに接続され
ているフォトダイオードＰＤは、センス線から切離され
ている。この状態でＣの電荷は０であるとする。
の場合であっても、Ｎチャネルトランジス２Ｍ５をＯＦ
Ｆ状態に、ＰチャネルトランジスタＭ６をＯＮ状態にす
ることが出来る。このときトランジスタＭ１〜Ｍ４のゲ
ート電圧はＶｏとなる。もし■。が −１ＶＴ）ＩＰ ｌ ＜Ｖ。＜ＶＴ）ＩＮであれば、Ｍ
ｌ〜Ｍ４はいずれもＯＦＦ状態となり、それに接続され
ているフォトダイオードＰＤは、センス線から切離され
ている。この状態でＣの電荷は０であるとする。
次にＸ選択線のレベルがＨＩＧＨになった場合を考える
。Ｘ選択線のＨＩＧＨレベルが充分高ければ、φ舖がＨ
ＩＧＨの場合であっても、Ｍ５はＯＮ、Ｍ６はＯＦＦ状
態になっていて、φ關の電圧がＭ１〜Ｍ４のゲートに印
加されている状態とすることが出来る。クロックφ輔が
ＨＩＧＨて′あるとし、φＭＨが φＭＨ＞ＶＴ）ＩＮ ＋ＶＣＣ であれば、Ｍｌ、Ｍ２はＯＮ、Ｍ３．Ｍ４はＯＦＦ状態
になり、従って容ｉＣは ＋ｖｃｃ−Ｍ１−ＰＤ−Ｍ２−センス線−〇ＧＮＤ の経路で信号光＋雑音光に相当する光電流で充電される
９次にクロックφＭがＬＯＷになり、φ糺が φしく （Ｉ ＶＴＨＰ Ｉ ＋Ｖｃｃ）であれば
、Ｍｌ、Ｍ２に替ってＭ４．Ｍ５がＯＮＮ懲悪なる。こ
の時レーザはＯＦＦなので、雑音光に相当する光電流が ＧＮＤ−Ｃ−センス線−Ｍ３−ＰＤ−Ｍ４Ｍ４ Ｖｇ
ｇ の経路で流れ、Ｃを放電する。この充電と放電の期間が
等しければ、Ｃには信号光に相当する電荷が残留するこ
とになり、センス線電圧を読出すことにより、９ｔ１音
光を除去することが出来る。
。Ｘ選択線のＨＩＧＨレベルが充分高ければ、φ舖がＨ
ＩＧＨの場合であっても、Ｍ５はＯＮ、Ｍ６はＯＦＦ状
態になっていて、φ關の電圧がＭ１〜Ｍ４のゲートに印
加されている状態とすることが出来る。クロックφ輔が
ＨＩＧＨて′あるとし、φＭＨが φＭＨ＞ＶＴ）ＩＮ ＋ＶＣＣ であれば、Ｍｌ、Ｍ２はＯＮ、Ｍ３．Ｍ４はＯＦＦ状態
になり、従って容ｉＣは ＋ｖｃｃ−Ｍ１−ＰＤ−Ｍ２−センス線−〇ＧＮＤ の経路で信号光＋雑音光に相当する光電流で充電される
９次にクロックφＭがＬＯＷになり、φ糺が φしく （Ｉ ＶＴＨＰ Ｉ ＋Ｖｃｃ）であれば
、Ｍｌ、Ｍ２に替ってＭ４．Ｍ５がＯＮＮ懲悪なる。こ
の時レーザはＯＦＦなので、雑音光に相当する光電流が ＧＮＤ−Ｃ−センス線−Ｍ３−ＰＤ−Ｍ４Ｍ４ Ｖｇ
ｇ の経路で流れ、Ｃを放電する。この充電と放電の期間が
等しければ、Ｃには信号光に相当する電荷が残留するこ
とになり、センス線電圧を読出すことにより、９ｔ１音
光を除去することが出来る。
〈実施例３〉
図３に第３の実施例を示す、この回路は、１画素当りＭ
ＯＳ）ランジス７１個とフォトダイオード２個を使用し
、電源は＋、−の両極性を使用する。以下はＭｌ、Ｍ２
がＮチャネルＭＯＳトランジスタで、Ｍ３がＰチャネル
ＭｏＳトランジスタである場合について説明する。
ＯＳ）ランジス７１個とフォトダイオード２個を使用し
、電源は＋、−の両極性を使用する。以下はＭｌ、Ｍ２
がＮチャネルＭＯＳトランジスタで、Ｍ３がＰチャネル
ＭｏＳトランジスタである場合について説明する。
Ｘ選択線のレベルがＬＯＷの場合には、ＭｌはＯＦＦ状
態にあり、それに接続されているフォトダイオードＰＤ
Ｉは、センス線から切離されている。この状態でＣの電
荷は０であるとす木。
態にあり、それに接続されているフォトダイオードＰＤ
Ｉは、センス線から切離されている。この状態でＣの電
荷は０であるとす木。
Ｘ選択線レベルがＨＩＧＨになると、ＭｌはＯＮＮ懲悪
なる。クロックφＭのＨＩＧＨレベルが適切であれば、
Ｍ２をＯＮ状態、Ｍ３をＯＦＦ状悪にすることが出来る
。このとき容ｉＣは。
なる。クロックφＭのＨＩＧＨレベルが適切であれば、
Ｍ２をＯＮ状態、Ｍ３をＯＦＦ状悪にすることが出来る
。このとき容ｉＣは。
＋ｖｃｃ−Ｍ２−ＰＤ２−ＰＤＩ−Ｍｌ＝センス線−〇
−ＧＮＤ ′ の経路で、信号光子雑音光に相当する光電流で充電され
る０次に、クロックφ關のＬＯＷレベルが適切であれば
、Ｍ２をＯＦＦ状態、Ｍ３をＯＮＮ懲悪することが出来
る。このときレーザはＯＦＦなので、雑音光のみに相当
する光電流がＧＮＤ−Ｃ−センス線−Ｍｌ−ＰＤＩ ＰＤ２ Ｍ３ ＶＩＩＢ の経路で流れ、Ｃは放電される。この充電と放電の期間
が等しければ、Ｃには信号光に相当する電荷が残留する
ことになるので、センス線電圧を読み出すことにより、
雑音光を除去することが出来る。
−ＧＮＤ ′ の経路で、信号光子雑音光に相当する光電流で充電され
る０次に、クロックφ關のＬＯＷレベルが適切であれば
、Ｍ２をＯＦＦ状態、Ｍ３をＯＮＮ懲悪することが出来
る。このときレーザはＯＦＦなので、雑音光のみに相当
する光電流がＧＮＤ−Ｃ−センス線−Ｍｌ−ＰＤＩ ＰＤ２ Ｍ３ ＶＩＩＢ の経路で流れ、Ｃは放電される。この充電と放電の期間
が等しければ、Ｃには信号光に相当する電荷が残留する
ことになるので、センス線電圧を読み出すことにより、
雑音光を除去することが出来る。
〈実施例４〉
図４に第４の実施例を示す、この回路は、１画素当りＭ
ＯＳトランジスタ１個とフォトダイオード１個を使用し
、電源は１種類である。以下はＮチャネルＭＯＳトラン
ジスタと十電源を使用する場合について説明する。
ＯＳトランジスタ１個とフォトダイオード１個を使用し
、電源は１種類である。以下はＮチャネルＭＯＳトラン
ジスタと十電源を使用する場合について説明する。
Ｘ選択線のレベルがＬＯＷの場合は、トランジスタＭ１
はＯＦＦ状態にあり、それに接続されているフォトダイ
オードＰＤは、センス線から切離されている。この状態
でＣの電荷はＯであるとする。
はＯＦＦ状態にあり、それに接続されているフォトダイ
オードＰＤは、センス線から切離されている。この状態
でＣの電荷はＯであるとする。
Ｘ！！択線レベルがＨＩＧＨになると、ＭｌはＯＮ状態
になる。いまクロックφ−がＨＩＧＨとすると、トラン
ジスタＭ２はＯＮ、トランジスタＭ３はＯＦＦ状態にあ
る。従って容量Ｃは。
になる。いまクロックφ−がＨＩＧＨとすると、トラン
ジスタＭ２はＯＮ、トランジスタＭ３はＯＦＦ状態にあ
る。従って容量Ｃは。
＋Ｖｃｃ ＰＤ−Ｍｌ−センス線−Ｍ２−Ｃ１−ＧＮ
Ｄ の経路を通って、信号光子箱音光に相当する光電流で充
電される３次に、クロックφ−がＬＯＷになると、Ｍ２
に替ってＭ３がＯＮになる。このときレーザーはＯＦＦ
なので、雑音光のみに相当する光電流が ＋ｖｃｃ−ＰＤ−Ｍｌ−センス線−Ｍ３−Ｃ２−ＧＮＤ の経路で流れる。従ってクロックφＭのＨＩＧＨ期間と
ＬＯＷ期間とが等しければ、Ｃ１とＣ２の端子間電圧を
差動回路で読出すことにより、ｔａ音光を除去すること
が出来る。
Ｄ の経路を通って、信号光子箱音光に相当する光電流で充
電される３次に、クロックφ−がＬＯＷになると、Ｍ２
に替ってＭ３がＯＮになる。このときレーザーはＯＦＦ
なので、雑音光のみに相当する光電流が ＋ｖｃｃ−ＰＤ−Ｍｌ−センス線−Ｍ３−Ｃ２−ＧＮＤ の経路で流れる。従ってクロックφＭのＨＩＧＨ期間と
ＬＯＷ期間とが等しければ、Ｃ１とＣ２の端子間電圧を
差動回路で読出すことにより、ｔａ音光を除去すること
が出来る。
なお上記説明中、全実施例で電源の極性を反対にすると
同時に、ＮチャネルＭＯＳトランジスタとＰチャネルＭ
ＯＳトランジスタとを置換えてもよいことは明らかであ
る。また１本発明で使用しているトランジスタは、いず
れもスイッチとして使用しているので、バイポーラトラ
ンジスタ等地のスイッチング機能を有する半導体素子を
用いてし、同様な機能を有する回路を構成出来ることは
明らかである。
同時に、ＮチャネルＭＯＳトランジスタとＰチャネルＭ
ＯＳトランジスタとを置換えてもよいことは明らかであ
る。また１本発明で使用しているトランジスタは、いず
れもスイッチとして使用しているので、バイポーラトラ
ンジスタ等地のスイッチング機能を有する半導体素子を
用いてし、同様な機能を有する回路を構成出来ることは
明らかである。
また以上に於いては説明を簡単にするため、レーザ光は
、φＭ ＝ＨＩ ＧＨでＯＮ、φニーＬＯＷでＯＦＦと
したが、φＭ＝ＬＯＷは必らずしも０゜ＦＦである必要
はなく、φＭ ＝ＨＩ ＧＨとの間にパワー差があれば
、その差分により信号光のみの情報が得られることは明
らかである。
、φＭ ＝ＨＩ ＧＨでＯＮ、φニーＬＯＷでＯＦＦと
したが、φＭ＝ＬＯＷは必らずしも０゜ＦＦである必要
はなく、φＭ ＝ＨＩ ＧＨとの間にパワー差があれば
、その差分により信号光のみの情報が得られることは明
らかである。
［発明の効果］
本発明により、背景雑音光と信号光とを分離するために
パルス変調されたレーザ光を受光するに際して１周波数
同調回路を使用せずに、レーザ変調パルスと同期するク
ロックで動作する比較的簡単な回路構成で、信号成分を
取り出すことが出来る１本発明の受光回路は集積化に適
しており、３次元物体形状認識等１画素数の多い集積受
光デバイスに使用することが出来る。
パルス変調されたレーザ光を受光するに際して１周波数
同調回路を使用せずに、レーザ変調パルスと同期するク
ロックで動作する比較的簡単な回路構成で、信号成分を
取り出すことが出来る１本発明の受光回路は集積化に適
しており、３次元物体形状認識等１画素数の多い集積受
光デバイスに使用することが出来る。
第１図は本発明の第１の実施例、第２図は本発明の第２
の実施例、第３図は本発明の第３の実施例、第４図は本
発明の第４の実施例である０図中Ｍ１〜Ｍ６はＭＯＳ）
ランジスタで、この内ＮはＮチャネル形、ＰはＰチャネ
ル形を示す、ＰＤまたはＰＤＩ、ＰＤ２はフォトダイオ
ード、ＣまたはＣ１，Ｃ２は受光電流を蓄積するための
静電容量、φ輔はレーザを変調するパルスと同期してい
るクロック信号、φ、（φＭｂａｒ）はその反転クロッ
クである。
の実施例、第３図は本発明の第３の実施例、第４図は本
発明の第４の実施例である０図中Ｍ１〜Ｍ６はＭＯＳ）
ランジスタで、この内ＮはＮチャネル形、ＰはＰチャネ
ル形を示す、ＰＤまたはＰＤＩ、ＰＤ２はフォトダイオ
ード、ＣまたはＣ１，Ｃ２は受光電流を蓄積するための
静電容量、φ輔はレーザを変調するパルスと同期してい
るクロック信号、φ、（φＭｂａｒ）はその反転クロッ
クである。
Claims (7)
- （１）受光素子と、受光素子を選択する手段を有し、受
光素子の受光電流によつて充放電される１個のコンデン
サを具え、受光素子が受光すべき光信号を発射するレー
ザの強度変調パルスに同期してコンデンサへの充放電回
路を制御する手段を有し、レーザが発光している期間若
しくは発光レベルが高い期間に得られる受光電流でコン
デンサを充電し、レーザが発光していない期間若しくは
発光レベルが低い期間に得られる受光電流で、その電荷
の一部を放電することにより、画像信号を得る受光回路
。 - （２）受光素子と、受光素子を選択する手段を有し、受
光素子の受光電流によって充電される一対のコンデンサ
を具え、受光素子が受光すべき光信号を発射するレーザ
の強度変調パルスに同期してコンデンサの充電経路を制
御する手段を有し、レーザが発光している期間若しくは
発光レベルが高い期間に得られる受光電流で一方のコン
デンサを充電し、レーザが発光していない期間若しくは
発光レベルが低い期間に得られる受光電流で、他方のコ
ンデンサを充電し、両方のコンデンサの端子間電圧差に
より画像信号を得る受光回路。 - （３）受光素子としてフォトダイオードを使用する上記
第１項及び第２項記載の受光回路。 - （４）受光素子としてフォトトランジスタを使用する上
記第１項及び第２項記載の受光回路。 - （５）受光素子として、フォトダイオードとそのフォト
ダイオードの光電流を増幅するトランジスタの複合素子
を使用する上記第１項及び第２項記載の受光回路。 - （６）受光素子とその受光素子を選択する手段として、
制御端子を有するフォトトランジスタを使用する上記第
１項及び第２項記載の受光回路。 - （７）受光素子とその受光素子を選択する手段として、
フォトダイオードとトランジスタの複合素子を使用する
上記第１項及び第２項記載の受光回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2668288A JPH01301110A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | 受光回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2668288A JPH01301110A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | 受光回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01301110A true JPH01301110A (ja) | 1989-12-05 |
Family
ID=12200164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2668288A Pending JPH01301110A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | 受光回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01301110A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06347261A (ja) * | 1993-06-07 | 1994-12-20 | Olympus Optical Co Ltd | 距離測定装置 |
| JP2007170856A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Denso Corp | 距離データ生成方法、距離画像生成装置、光電センサ |
| WO2011105438A1 (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | 浜松ホトニクス株式会社 | 距離画像センサ |
| JP2011215073A (ja) * | 2010-04-01 | 2011-10-27 | Hamamatsu Photonics Kk | 距離センサ及び距離画像センサ |
-
1988
- 1988-02-09 JP JP2668288A patent/JPH01301110A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06347261A (ja) * | 1993-06-07 | 1994-12-20 | Olympus Optical Co Ltd | 距離測定装置 |
| JP2007170856A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Denso Corp | 距離データ生成方法、距離画像生成装置、光電センサ |
| WO2011105438A1 (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | 浜松ホトニクス株式会社 | 距離画像センサ |
| JP2011179926A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Hamamatsu Photonics Kk | 距離画像センサ |
| US9081095B2 (en) | 2010-02-26 | 2015-07-14 | Hamamatsu Photonics K.K. | Range image sensor |
| JP2011215073A (ja) * | 2010-04-01 | 2011-10-27 | Hamamatsu Photonics Kk | 距離センサ及び距離画像センサ |
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