JPH03264828A - 光検出器 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、外部の発光ダイオードの発光出力を検出する
光検出器に関するものである。

（ロ）従来の技術 第２図は従来の光検出器を示す回路図、第３図のＡＢは
各々第２図のＡＢ点の波形を示す波形図である。

第２図において、（１）はＬＥＤ駆動回路、（２）はＬ
ＥＤ、（３）は受光ダイオード、（４）は出力トランジ
スタ、（５）はカップリングコンデンサ、（６）はバイ
アス抵抗、（７）は負荷抵抗である。

ＬＥＤ駆動回路（１）は、ＬＥＤ（２）を間欠駆動する
ための第３図Ａのパルス状の駆動電流を出力する。ＬＥ
Ｄ（２）は、ＬＥＤ駆動回路（１）の駆動電流が供給さ
れ、パルス状の駆動電流の発生期間１゜毎に間欠的に導
通して発光する。受光ダイオード（３）は、ＬＥＤ（２
）の発光出力を受光して導通し、第３図Ｂの！制御電流
を出力する。該制御電流は分流してバイアス抵抗（６〉
に供給され、バイアス抵抗（６）の両端には制御電流に
応じた電圧が生じる。パルス状の駆動電流の発生期間ｔ
。において、制御電流が交流的に変動する為、出力トラ
ンジスタ（４）はバイアス抵抗（６）の両端電圧に応じ
て導通し、この結果、出力トランジスタ（４）のコレク
タからは、負荷抵抗（７）及びエミッタ内部抵抗で定ま
る利得で増幅された出力電圧が得られるっ 以上の様に、ＬＥＤ（２）が発光したことを検出−て出
力トランジスタ（４）のコレクタから出力電圧が得られ
る様になっていた。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、期間ｔ１において、白抜矢印で示す強大
な外来光が何らかの原因によって発生した場合、制御電
流が急激に増大し、バイアス抵抗（６）の両端電圧も急
激に増大し、カップリングコンデンサ（５）にはバイア
ス抵抗（６）の両端電圧に応じた電荷が充電されてしま
う。即ち、期間を内の期間ｔ。において、ＬＥＤ（２）
の発光に伴って受光ダイオード（３）が導通しても、受
光ダイオード（３）を流れる制御電流の変動（交流成分
）は通常状態に比べて制限されてしまう。従って、受光
ダイオード（３）が導通しても、出力トランジスタ（４
）がこの時の制御電流の交流成分によっては導通せず、
即ち、ＬＥＤ（２）が発光しても、出力トランジスタ（
４）から出力電圧が得られなくなってしまうことになる
。

更に、カップリングコンデンサ（３）の充電電荷は、バ
イアス抵抗（６）及び出力トランジスタ（４）のベース
・エミッタ間の内部抵抗を介した経路で放電されること
になる。ところが、出力トランジスタ（４ンのベース・
エミッタ間が逆バイアスの為、出力トランジスタ（４）
のベース・エミッタ間の内部抵抗が数ＭΩとなり、出力
トランジスタ（４）のベース・エミッタ間の内部抵抗、
カップリングコンデンサ（５）、及びバイアス抵抗（６
）で定まる放電時定数は非常に大となってしまう。従っ
て、強大な外来光が期間ｔ、だけ生した後でも、カップ
リングコンデンサ（５）の充電電荷が瞬時に放電されな
い為、カップリングコンデンサ（５）の充ｉｔ荷が放電
されるまでの長い期間、出力トランジスタ（４）からＬ
ＥＤ（２）の発光に応答した十分２出力電圧が得られず
、光検出器が誤動作してしまう問題点があった。

そこで、本発明は、外来光が生じても、カップリングコ
ンデンサ（５）の充電電荷を瞬時に放電可能な光検出器
を提供することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、前記問題点を解決する為に威されたちのて゛
あり、第１電源と第２電源との間に接続され、発光ダイ
オードの出力によって動作する受光ダイオードと、前記
第】電源と前記第２電源との間に接続され、前記受光ダ
イオードの出力を増幅する出力トランジスタと、前記受
光ダイオードの出力と前記出力トランジスタの入力との
間を交流接続擦るカップリングコンデンサと、前記第１
電源と前記第２電源との間に前記受光ダイオードの出力
と直列接続され、前記出力トランジスタをバイアスする
バイアス抵抗と、を備えた光検出器において、前記受光
ダイオードの出力を検出し且つ応答する検出回路と、基
準出力と前記検出回路の検出出力とが印加される比較回
路と、前記カップリングコンデンサの放電経路を形威し
、前記比較回路の比較出力によって動作する放電トラン
ジスタと、を備え、前記受光ダイオードが大なる外来光
を受光した後、前記カップリングコンデンサの充ｉｔ荷
を瞬時に放電することを特徴とする特（ホ）作用 本発明によれば、（ニ）項に示す様に、力、プリングコ
ンデンサの放電経路を形威し且つ比較回路の比較出力に
よって動作する放電トランジスタを設けた為、強大な外
来光が何らかの原因によって所定期間発生した場合でも
、カップリングコンデンサの充ｉｔ荷は瞬時に放電され
る。

（へ）実施例 本発明の詳細を図面に従って具体的に説明する。

第１図は本発明の光検出器を示す回路図、第３図のＡＣ
は各々第１図のＡＣ点の波形を示す波形図である。尚、
第１図において、第２図と同一素子には同一符号を付す
ものとする。

第１図において、検出抵抗（８）及び交流除去コンデン
サ（９）は検出回路を構成し、バイアス抵抗（６）と検
出抵抗（８）との分圧点には受光ダイオード（３）のア
ノード電流に比例した電圧が発生し、該電圧は交流除去
コンデンサ（９）によって交流成分を除去される。即ち
、交流除去コンデンサ（９）力出力は、受光ダイオード
（３）のアノード電流の変化状態を示し、後述の比較電
圧Ｖ。、となる。抵抗（ｌｉｌ）（１１）は電源〜’ｃ
ｃとアースとの間に直列接続され、抵抗（１０）（１１
）の分圧点には基準電圧ＶＩＩＥＦが発生する。比較回
路（１２）において、反転入力（−）端子には基準電圧
Ｖ　ＲＥ、が印加され、非反転入力（＋）端子には比較
電圧■。、が印加される。

尚、抵抗（１０）（１１）の抵抗値は、強大な外来光が
発生した時にＶＣｌ〉ＶＩＩＥＦを満足する値に設定さ
れている。抵抗（１３）と放電トランジスタ（１４）の
コレクタ・エミツタ路はカップリングコンデンサ（５）
の一端とアースとの開に接続され、放電トランジスタ（
１５）のコレクタ・エミツタ路はカップリングコンデン
サ（５）の他端とアースとの間に接続され、即ち、抵抗
（１３）及び放電トランジスタ（１４）（１５）はカッ
プリングコンデンサ（５）の放電経路を形成する。放電
トランジスタ（１４）（１５）は強大な外来光が発生し
た時の比較回路（１２）の比較出力によって動作する。

尚、以上の様に構成された第１図回路を動作させる為、
例えば、カップリングコンデンサ（５）の容量は６８０
０ｐＦ、交流除去コンデンサ（９）の容量は１０ｐＦ、
バイアス抵抗（６）の抵抗値は１．５にΩ、検出抵抗（
８）の抵抗値は１００Ω程度に設定されているものとす
る。

外来光が発生しない通常状態の場合、ＬＥＤ駆動回路（
１）から第３図Ａのパルス状の駆動電流が発生すると、
ＬＥＤ（２）がパルス発生期間ｔ０毎に発光し、受光ダ
イオード（３）がパルス発生期間ｔ０毎に導通し、受光
ダイオード（３）から第３図Ｃの制御電流が出力される
。該制御電流がバイアス抵抗（６）に供給されると、バ
イアス抵抗（６）の一端には該制御電流に比例した電圧
が得られる。

パルス発生期間ｔ０において、制御電流が振幅Ｗ（出力
トランジスタ（４）が導通する振幅）で交流的に変動す
る為、出力トランジスタ（４）がカップリングコンデン
サ（５）を介して導通し、出力トランジスタ（４）のコ
レクタから出力電圧が得られる。

即ち、ＬＥＤ（２）がパルス的に発光すると、出力トラ
ンジスタ（４）からＬＥＤ（２）の発光に応じたパルス
的な出力電圧が得られることになる。

方、バイアス抵抗（６）と検出抵抗（８）との分圧点に
は制御を流に比例した電圧が得られ、該電圧が交流除去
コンデンサ（９）によって交流成分を除去され、二の結
果比較電圧■。、が得られるが、ＶＣＰく＼’　ＲＥＦ
の為、放電トランジスタ（１４）（１５）は比較回路（
１２）の出力（例えばＯＶ）によって導通することはな
い。従って、第１図回路は第２図回路と同様に動作する
ことになる。

期間ｔ１において、白抜矢印で示す強大な外来光が何ら
かの原因によって発生すると、制御電流が急激に増大し
、バイアス抵抗（６）の両端電圧も急激に壜太し、カッ
プリングコンデンサ（５）にはバイアス抵抗（６）及び
検出抵抗（８）の両端電圧に応じた電荷が充電されてし
まう。即ち、期間ｔ。

内の期間ｔ０において、ＬＥＤ（２）の発光に伴って受
光ダイオード（３）が導通しても、受光ダイオード（３
）を流れる制御電流の交流成分Ｗ、は通常状態のＷｌに
比べて制限され、Ｗ、＜Ｗ、となってしまう（Ｗ、は出
力トランジスタ（４）が導通しない振幅）。この為、受
光ダイオード（３）が導通しても、出力トランジスタ（
４）がこの時の制御電流の交流成分によっては導通せず
、即ち、ＬＥＤ（２）が発光しても、出力トランジスタ
（４）から出力電圧が得られなくなる。一方、強大な外
来光が発生すると、比較電圧ＶｃＰが増大してＶ　ｃｐ
＞　Ｖ　ＲＥ、となる為、放電トランジスタ（１４）（
１５）が比較回路（１２）の出力（例えばｌボルト）に
よって導通し、カップリングコンデンサ（５）の充電電
荷を放電するための放電経路が形成される。従って、外
来光が発生しなくなると、カップリングコンデンサ（５
）の充電電荷は、抵抗（１３）及び放電トランジスタ（
１４）（１５）のコレクタ・エミツタ路を介して瞬時に
放電され、出力トランジスタ（４）からＬＥＤ（２）の
発光に応じたパルス的な出力電圧が得られることになる
。尚、カップリングコンデンサ（５）の充ａｔ荷を放電
するための放電経路において、放電トランジスタ（１５
）のベース・エミッタ間が逆バイアスとなるが、放電ト
ランジスタ（１５）が導通している為、放電トランジス
タ（１５）のベース・エミッタ間の内部抵抗が無視でき
る程度（数十Ω）となり、これより、放電時定数は従来
に比べて十分に小となる。

以上より、強大な外来光が何らかの原因によって発生し
た後、カップリングコンデンサ（５）の充電電荷が瞬時
に放電される為、ＬＥＤ（２）の発光に応答した出力ト
ランジスタ（４）の出力電圧が瞬時に得られる様になり
、これより、光検出器の誤動作が防止されることになる
。

（ト）発明の効果 本発明によれば、大なる外来光が何らがの原因によって
発生した後、カップリングコンデンサの充ｉｔ荷が瞬時
に放電される為、発光ダイオードの発光に応答した出力
トランジスタの出力電圧が瞬時に得られる様になり、こ
れより、光検出器の誤動作を防止できる利点が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明回路を示す回路図、第２図は従来回路を
示す回路図、第３図は第１図及び第２図の各部波形を示
す波形図である。 （２）・・ＬＥＤ、（３）・・受光ダイオード、（４）
・出力トランジスタ、（５）・　カップリングコンデン
サ、（６）・　バイアス抵抗、（８）・・検出抵抗、（
１２）・・・比較回路、（１４）（１５）　　・放電ト
ランジスタ。 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１電源と第２電源との間に接続され、発光ダイ
   オードの出力によって動作する受光ダイオードと、前記
   第１電源と前記第２電源との間に接続され、前記受光ダ
   イオードの出力を増幅する出力トランジスタと、前記受
   光ダイオードの出力と前記出力トランジスタの入力との
   間を交流接続するカップリングコンデンサと、前記第１
   電源と前記第２電源との間に前記受光ダイオードの出力
   と直列接続され、前記出力トランジスタをバイアスする
   バイアス抵抗と、を備えた光検出器におい前記受光ダイ
   オードの出力を検出し且つ応答する検出回路と、 基準出力と前記検出回路の検出出力とが印加される比較
   回路と、 前記カップリングコンデンサの放電経路を形成し、前記
   比較回路の比較出力によって動作する放電トランジスタ
   と、を備え、 前記受光ダイオードが大なる外来光を受光した後、前記
   カップリングコンデンサの充電電荷を瞬時に放電するこ
   とを特徴とする光検出器。
2. （２）大なる外来光は、受光ダイオードが発光ダイオー
   ドの出力を受光しても出力トランジスタが動作しないレ
   ベルであることを特徴とする請求項（１）記載の光検出
   器。
3. （３）大なる外来光が発生した時、検出回路の検出出力
   は基準出力より大となり、放電トランジスタは比較回路
   の比較出力によって動作することを特徴とする請求項（
   ２）記載の光検出器。