JPH0193176A - 光検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光検出素子を用いて光信号を検出する光検出装
置に関する。

〔従来の技術〕

光検出素子の一種である光導電型検出素子は、光の照射
量に応じてその抵抗値が変化するものであり、これを利
用して光信号を電気信号に変換して出力することが行な
われる。このような光導電型検出素子を用いた光検出装
置は、従来は第３図のように構成されてきた。

第３図は従来の光検出装置の一例の回路構成図である。

図示の通り、この回路では出力ライン１とアースの間に
光導電型検出素子Ｓが直列に接続される。そして、出力
ライン１の出力側には出力抵抗Ｒｔ、と電源Ｖが接続さ
れている。

この第３図の回路によれば、光導電型検出素子Ｓに比較
的強い光入力があったときには、十分な大きさの出力信
号が出力ライン１から得られる。

しかしながら、光入力が弱いときには、光導電型検出素
子Ｓは十分に低抵抗とはならず、従って十分な大きさの
出力信号を得ることができなかった。

そこで、従来は第３図の回路を第４図に示すように変形
し、光信号の検出を行なっていた。この第４図の回路が
第３図の回路と異なる点は、光導電型検出素子Ｓと並列
に容量素子Ｃが接続されていることと、例えばＭＯＳＦ
ＥＴからなるスイッチング素子Ｑが出力ライン１との間
に接続されていることである。この回路では、スイッチ
ング素子Ｑが図示しない回路からコントロール信号線２
を介して与えられるコントロール信号によってオンして
いる間に、容量素子Ｃは出力ライン１からの電流によっ
て充電される。そして、スイッチング素子Ｑがオフして
いる間に光導電型検出素子Ｓに光入力があると、容量素
子Ｃの電荷は光導電型検出素子Ｓによって放電される。

しかる後、スイッチング素子Ｑがコントロール信号によ
ってオンすると、上記の放電量に対応する分の充電電流
が出力ライン１に流れ、電気信号としての出力信号が出
力抵抗ＲＬを介して得られることになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、第４図の回路が正常に動作するためには
、スイッチング素子Ｑがオンしたときにの光導電型検出
素子Ｓが十分に高い抵抗値を保っていなければならず、
さもなくば容量素子Ｃを十分に充電することができない
。ところが通常は、光導電型検出素子に強い光入力があ
るとその抵抗値は百〜数百オームとなり、従って第４図
の回路では十分な充電が行なえない。さらには、光入力
の強度によって光導電型検出素子の抵抗値が変化するの
で、光入力の強度に応じて容量素子の充電状態も変動し
てしまい、再現性のよい出力信号が得られないという欠
点があった。

そこで本発明は、強い光入力があった時にも再現性よく
出力信号を得ることができる光検出装置を提供すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る光検出装置は、容量素子と、この容量素子
を充電する第１のスイッチング素子と、入射光を受けて
容量素子の電荷を放電させる光検出素子とを備えると共
に、この第１のスイッチング素子をオンさせることによ
り、所定の出力ラインに検出信号を出力させる光検出装
置であって、下記のように構成される。すなわち、光検
出素子を介する容量素子の放電をオン、オフする第２の
スイッチング素子を有し、少なくともこの第２のスイッ
チング素子がオンしている間は第１のスイッチング素子
はオフしていることを特徴とする。

〔作用〕

本発明の構成によれば、容量素子の充電時には第２のス
イッチング素子をオフさせることにより、光検出素子か
らなる放電回路を容量素子から切り離すようにしたので
、常に一定量の充電を行なうことができる。

〔実施例〕

以下、添付図面の第１図および第２図を参照して、本発
明の詳細な説明する。なお、図面の説明において同一要
素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

第１図は実施例の回路図である。この実施例では、スイ
ッチング素子はＰチャネルトランジスタからなる第１の
スイッチング素子Ｑｌと、Ｎチャネルトランジスタから
なる第２のスイッチング索子Ｑ２とにより構成される。

そして、光導電型検出素子Ｓの第１１Ｐ＆極は第２のス
イッチング素子Ｑ２のソースに接続され、第２のスイッ
チング素子Ｑ２のドレインは第１のスイッチング素子Ｑ
１のソースに接続され、第１のスイッチング素子Ｑ１の
ドレインは出力ライン１に接続される。また、これら第
１および第２のスイッチング索子Ｑ１．Ｑ２のゲートは
コントロール信号線２を介して図示しないコントロール
回路に接続され、これらのソース・ドレインの接続点に
は容量素子Ｃが接続されている。

次に、上記実施例の回路の動作を、第２図により説明す
る。

いま、コントロール回路から１つのコントロ、−小信号
（パルス）が出力されると、第１のスイッチング素子Ｑ
ｌがオンになって、出力ライン１を介して容量素子Ｃが
充電される。このとき、第２のスイッチング素子Ｑ２は
Ｎチャネルトランジスタであって第１のスイッチング素
子（Ｐチャネル−トランジスタ）Ｑｌとは相補的である
ため、第２のスイッチング素子Ｑ２は必ずオフしている
。従って、このときに光入力があっても第２のスイッチ
ング素子Ｑ２の抵抗は理想的には無限大なので、光導電
型検出素子Ｓを介した放電を伴うことなく、容量素子Ｃ
は電流１１によって充電される。

次に、コントロール信号が反転すると、第１のスイッチ
ング素子Ｑ１はオフになって第２のスイッチング素子Ｑ
２はオンになる。このため、容量素子Ｃと光導電型検出
素子Ｓは第２のスイッチング素子Ｑ２を介して導通し、
光の入射量に応じて電流１２が流れ、容量素子Ｃの電荷
が放電される。

このとき、第１のスイッチング素子Ｑ１はオフになって
いるため、容量素子Ｃが出力ライン１の状態に影響され
ることはない。従って、光入力が微弱なときはこの放電
時間を長くすることが可能なので、ダイナミックレンジ
を大きくとることができる。

しかる後、一定時間が経過すると再びコントロール信号
が反転し、第１のスイッチング素子Ｑ１はオンになって
第２のスイッチング素子Ｑ２はオフになる。すると、容
量素子ＣＩは放電量に応じて第１のスイッチング索子Ｑ
１を流れる電流１２により充電され、従ってこの充電電
流１２が出力ライン１に流れるので、電気信号としての
出力信号が出力抵抗Ｒ５を介して得られることになる。

以上の通り、第１および第２のスイッチング素子Ｑ、Ｑ
２は相補型であるため、一方がオンの■ ときは必ず他方はオフしており、従って容量素子Ｃは常
に一定電圧値に充電される。このため、光の照射状態に
よって容量素子Ｃの充電電圧値がばらつくことはないの
で、再現性のよい出力信号が得られる。また、ダイナミ
ックレンジを大きくして微弱光の検出を行なうことがで
きる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の
変形が可能である。

例えば、スイッチング素子に相補型のＦＥＴを用いるこ
とは必須ではなく、別々の信号で制御すれば同一導電型
でもよい。また、スイッチング素子としては絶縁ゲート
型や接合ゲート型のＦＥＴに限らず、スイッチング機能
を有するものならバイポーラトランジスタなど種々のも
のとすることができる。さらに、光検出素子は光導電型
検出素子に限らず、焦電型検出素子などでもよい。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明した通り本発明では、容量素子の充電
時には第２のスイッチング素子をオフさせることによっ
て光検出素子からなる放電回路を容量素子から切り離す
ようにしたので、常に一定量の充電を行なうことができ
る。従って、強い光入力があった時にも再現性よく出力
信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る光検出装置の回路構成図
、第２図は第２実施例の作用を示す図、第３図は従来の
第１例に係る光検出装置の回路構成図、第４図は従来の
第２例に係る光検出装置の回路構成図である。 １・・・出力ライン、Ｃ・・・容量素子、Ｓ・・・光導
電型検出素子、Ｑｌ・・・第１のスイッチング素子、Ｑ
２・・・第２のスイッチング素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、容量素子と、この容量素子を充電する第１のスイッ
   チング素子と、入射光を受けて前記容量素子の電荷を放
   電させる光検出素子とを備え、前記第１のスイッチング
   素子をオンさせることにより、所定の出力ラインに検出
   信号を出力させる光検出装置において、 前記光検出素子を介する前記容量素子の放電をオン、オ
   フする第２のスイッチング素子を備え、少なくともこの
   第２のスイッチング素子がオンしている間は前記第１の
   スイッチング素子はオフしていることを特徴とする光検
   出装置。 ２、前記第１および第２のスイッチング素子は、互いに
   相補的に動作することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の光検出装置。