JPH0428033Y2

JPH0428033Y2 -

Info

Publication number: JPH0428033Y2
Application number: JP1986013504U
Authority: JP
Priority date: 1986-01-31
Filing date: 1986-01-31
Publication date: 1992-07-07
Also published as: JPS62124524U

Description

【考案の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本考案は、受光回路に関する。

＜従来技術と本考案が解決しようとする課題＞発光素子等からの光を受光して、物体の有無や
位置等を検出するために、従来より第２図に示す
ような受光回路があつた。

図において、Tr₁は受光用のフオトトランジス
タ、Tr₂は、フオトトランジスタTr₁の受光信号
を増幅するためのトランジスタである。またR₁
はフオトトランジスタTr₁の負荷抵抗、R₂および
R₃はトランジスタTr₂のバイアス抵抗、R₄はトラ
ンジスタTr₂の負荷抵抗であり、C₁は、受光信号
の交流分を通過させる結合コンデンサである。

この受光回路において、例えば一定周期のパル
スで駆動発光された光（変調光）がフオトトラン
ジスタTr₁に入射されると、これに応じた受光信
号が、フオトトランジスタTr₁のコレクタから結
合コンデンサC₁を介して、トランジスタTr₂に入
力される。トランジスタTr₂は、この受光信号を
増幅して、コレクタ側に出力する。ここである物
体が、変調光の入射を妨げるように置かれるとト
ランジスタTr₂には受光信号が出力されなくな
り、この受光信号の有無によつて、物体の有無を
検出することができる。

しかして、フオトトランジスタの受光範囲は、
非常に広いため、その受光面の周囲の明るさに適
した負荷抵抗R₁の値を設定する必要がある。

即ち、フオトトランジスタの入射照度をパラメ
ータとするコレクタ−エミツタ間電圧対コレクタ
電流Vce−Ic特性は、一般的に第３図に示すよう
に、周囲の明るさが非常に暗い所（例えば
10Lux）と非常に明るい所（例えば1000Lux）と
では、大きく異なる。したがつて、暗い所で用い
る受光回路では2mA以下の電流がフオトトラン
ジスタTr₁に流れるように、大きな負荷抵抗（例
えば数＋KΩ）を用い、逆に非常に明るい所で用
いる受光回路では、フオトトランジスタTr₁に
9mA程度の電流が流れるように、小さな負荷抵
抗（例えば数百Ω）を用いるようにしなければ、
フオトトランジスタTr₁のコレクタ−エミツタ間
電圧を最適な動作点（4V付近）で動作させるこ
とができない。このため、負荷抵抗の異なる受光
回路を数種類用意して、周囲の明るさに応じて、
使い分ける必要があつた。

しかしながら、上記のような受光回路では、使
用する周囲の明るさに応じて、数種類の受光回路
を用意する必要があり、不経済であつた。

また、例えば、大きな負荷抵抗を備えたフオト
トランジスタの周囲の明るさが変動して、非常に
明るくなると、フオトトランジスタのコレクタ−
エミツタ間電圧は零ボルト付近まで降下して、飽
和状態あるいは飽和に近い状態となつてしまい、
入射光（前述の変調光等の信号光）の有無の検出
が困難となる。

逆に、小さな負荷抵抗を備えたフオトトランジ
スタの周囲の明るさが変動して、非常に暗くなる
と、フオトトランジスタのコレクタ−エミツタ間
電圧は電源電圧付近まで上昇し、飽和してしま
い、やはり入射光の検出が困難となるという問題
があつた。

そして、これらの問題を解決する技術として、
実開昭58−113761号公報（実開昭60−23841号公
報）に、フオトトランジスタの負荷抵抗の一部に
Cds等の感光素子を用いて、周囲の明るさによつ
て負荷抵抗値を変化させる光検出回路が開示され
ている。

しかしながら、この技術では、２つの受光素子
（フオトトランジスタCds）を用いなければなら
ず、不経済である。しかも、これら２つの受光素
子を完全に同一な位置に配置することは物理的に
不可能であるため、フオトトランジスタにその周
囲から実際に入射される光とCdsに入射される光
とは完全に同一でない。したがつて、例えば、指
向性の強い外乱光がフオトトランジスタあるいは
Cdsのいずれか一方に入射されれば、フオトトラ
ンジスタは最適な動作点で動作できなくなつてし
まう。

本考案は上記の問題を一挙に解決した受光回路
を提供することを目的としている。

＜課題を解決するための手段＞前記課題を解決するため、本考案の受光回路
は、受光素子の受光部周囲の明るさに追従して、
前記受光素子の負荷回路の抵抗値が変化する受光
回路において、前記負荷回路は、小抵抗値の第１の抵抗器と、
前記第１の抵抗器に直列に接続された大抵抗値の
第２の抵抗器と、前記第２の抵抗器の両端にエミ
ツタとコレクタを接続されたトランジスタとによ
つて構成され、前記トランジスタのベース電流を前記受光素子
に流れる電流に追従させて、前記受光素子周囲の
明るさが小の場合には、前記トランジスタ自身の
エミツタ−コレクタ間抵抗を大にし、前記受光素
子周囲の明るさが大の場合には、前記トランジス
タ自身のエミツタ−コレクタ間抵抗を小にするこ
とを特徴としている。

＜作用＞このようにしたため、本考案の受光回路では、
受光素子の受光部周囲の明るさが小でその受光素
子を流れる電流が少ないときにはトランジスタの
ベース電流が小となり、トランジスタのエミツタ
−コレクタ間抵抗が大となるため、フオトトラン
ジスタの負荷抵抗値は、大となる。

逆に、受光素子の受光部周囲の明るさが大で受
光素子を流れる電流が多いときには、トランジス
タのベース電流が大となり、トランジスタ自身の
エミツタ−コレクタ間抵抗が小となるため、フオ
トトランジスタの負荷抵抗値は小となる。

＜本考案の一実施例＞次に、本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図は、本考案の一実施例を示す受光回路で
ある。

図において、Tr₃は、入射光を電気信号に変換
するフオトトランジスタ、Tr₄はフオトトランジ
スタTr₃の負荷抵抗値を可変するためのPNP型の
トランジスタ、Tr₅はフオトトランジスタTr₃か
らの受光信号を増幅するためのトランジスタであ
る。

電源＋ＢとトランジスタTr₄のエミツタとの間
の抵抗器R₅は、本考案の第１の抵抗器であり、
トランジスタのベース−コレクタ間の抵抗R₆と
ともに、フオトトランジスタTr₃の負荷抵抗の一
部を成し、低い抵抗値（例えば数百Ω）を有す
る。

トランジスタTr₄のエミツタ−コレクタ間に両
端を接続された抵抗R₇は、本考案の第２の抵抗
器であり、高い抵抗値（例えば数＋KΩ）を有
し、この抵抗R₇とトランジスタTr₄自身のエミツ
タ−コレクタ間抵抗との並列抵抗値が、負荷抵抗
の一部として、抵抗R₅、R₆に対して直列に接続
されている。

R₈およびR₉はトランジスタTr₅のバイアス抵
抗、R₁₀はTr₅の負荷抵抗である。また、C₂は、
フオトトランジスタTr₃からの受光信号の交流成
分を通過させるための結合コンデンサである。

＜上記実施例の動作＞次に上記実施例の動作について説明する。

例えば、フオトトランジスタTr₃の受光面の周
囲が非常に暗い場合、フオトトランジスタTr₃自
身のコレクタ−エミツタ間抵抗は非常に大きな値
となるため、トランジスタTr₄のベース電流は非
常に小さくなる。このため、トランジスタTr₄自
身のエミツタ−コレクタ間抵抗は抵抗R₇に比べ
て非常に大きくなり、フオトトランジスタTr₃の
負荷抵抗値は、各抵抗R₅、R₆、R₇のほぼ合計値
（R₅＋R₆＋R₇）となり、抵抗R₇に近い大きな負
荷抵抗をもつことになる。

また、フオトトランジスタTr₃の受光面の周囲
の明るさが中程度の場合、トランジスタTr₄のベ
ース電流が増して、トランジスタTr₄自身のエミ
ツタ−コレクタ間抵抗が抵抗R₇とほぼ同程度と
なり、フオトトランジスタTr₃の負荷抵抗値は、
抵抗R₇とトランジスタTr₄のエミツタ−コレクタ
間抵抗との並列抵抗値R′₇に抵抗R₅、R₆を加えた
値（R₅＋R₆＋R′₇）となる。

また、フオトトランジスタTr₃の受光面の周囲
が非常に明るい場合は、トランジスタTr₄のベー
ス電流がさらに大となり、トランジスタTr₄のエ
ミツタ−コレクタ間がほぼ短絡状態となるため、
フオトトランジスタTr₃の負荷抵抗値は、抵抗
R₅、R₆のほぼ合計値（R₅＋R₆）となり、小さな
負荷抵抗をもつことになる。

このように、フオトトランジスタTr₃の負荷抵
抗値は、周囲が明るいときには小、暗いときには
大に変化するため、そのコレクタ−エミツタ間電
圧は、常に最適な動作状態に維持され、入射され
る変調光を確実に受光検知することができる。

フオトトランジスタTr₃で受光された受光信号
は、結合コンデンサC₂を介して、パルス成分の
みがトランジスタTr₅のベースに入力され、必要
な大きさに増幅されて、コレクタより出力され
る。この出力を検出することによつて、例えば、
入射光を遮る物体の有無や位置が検知される。

＜本考案の他の実施例＞なお、上記実施例の受光回路では、受光素子と
してフオトトランジスタを用いたが、これは、受
光ダイオードでもよく他の受光素子でも適用可能
である。また受光素子からの受光信号を増幅する
回路も上記実施例の回路に限定されるものでな
く、要は本考案の要旨を逸脱しない範囲で種々変
形応用が可能である。

＜本考案の効果＞以上の説明から明らかなように、本考案の受光
回路では、受光部周囲の明るさが小のときには、
トランジスタのコレクタ−エミツタ間抵抗を大に
して、受光素子の負荷抵抗値を大とし、逆に受光
部周囲の明るさが大のときには、トランジスタの
コレクタ−エミツタ間抵抗を小にして、受光素子
の負荷抵抗値を小とすることによつて、受光素子
を常に最適な動作状態にしている。このため、ど
のような明るさの所でも一種類の受光回路で対応
でき、周囲の明るさの大きな変動による受光素子
の飽和がなく、入射光の検知を安定に行なうこと
ができる。

また、Cds等の感光素子を別に用いる必要がな
いため経済的で、しかも、受光素子自身の周囲の
明るさに応じて負荷抵抗値が変化するため、受光
動作が確実となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の受光回路を示す
図、第２図は従来の受光回路を示す図、第３図は
フオトトランジスタのコレクタ−エミツタ間電圧
対コレクタ電流（Vcc−Ic）特性を示す図であ
る。 Tr₃……フオトトランジスタ、Tr₄……トラン
ジスタ、R₅、R₆、R₇……負荷抵抗。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】受光素子の受光部周囲の明るさに追従して、前
記受光素子の負荷回路の抵抗値が変化する受光回
路において、前記負荷回路は、小抵抗値の第１の抵抗器と、
前記第１の抵抗器に直列に接続された大抵抗値の
第２の抵抗器と、前記第２の抵抗器の両端にエミ
ツタとコレクタを接続されたトランジスタとによ
つて構成され、前記トランジスタのベース電流を前記受光素子
に流れる電流に追従させて、前記受光素子周囲の
明るさが小の場合には、前記トランジスタ自身の
エミツタ−コレクタ間抵抗を大にし、前記受光素
子周囲の明るさが大の場合には、前記トランジス
タ自身のエミツタ−コレクタ間抵抗を小にするこ
とを特徴とする受光回路。