JPH04282424A - 光電変換回路 - Google Patents
光電変換回路Info
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- JPH04282424A JPH04282424A JP3072462A JP7246291A JPH04282424A JP H04282424 A JPH04282424 A JP H04282424A JP 3072462 A JP3072462 A JP 3072462A JP 7246291 A JP7246291 A JP 7246291A JP H04282424 A JPH04282424 A JP H04282424A
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Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Optical Communication System (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
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光線を利用したカメ
ラのオートフォーカスシステム,家庭電化製品のリモコ
ンシステム,近距離用測量システム,自動車用接触事故
防止システム,光通信システム等の光を応用したシステ
ムの光電変換装置に装備され、定常光およびノイズ光を
含む信号光を受光して光電変換する光電変換回路に関し
、特にこれら種々雑多な光の中に含まれた周期的にパル
ス変調された信号光だけを抽出できるようにした光電変
換回路に関するものである。
ラのオートフォーカスシステム,家庭電化製品のリモコ
ンシステム,近距離用測量システム,自動車用接触事故
防止システム,光通信システム等の光を応用したシステ
ムの光電変換装置に装備され、定常光およびノイズ光を
含む信号光を受光して光電変換する光電変換回路に関し
、特にこれら種々雑多な光の中に含まれた周期的にパル
ス変調された信号光だけを抽出できるようにした光電変
換回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は例えば特開昭56−14906号
公報に示された、コンパクトカメラのオートフォーカス
装置等の測距装置に装備された従来の光電変換回路の構
成を示す。図において、トランジスタ91,92,95
,96,定電流源93,コンデンサ94により構成され
る回路は、ホトダイオード9が受光する光に含まれる脈
動波の如き時間的に変化する成分を、この成分に対応す
る電流に変換する。光電変換回路80の残りの部分は、
電流に変換された入射光に包まれる脈動波またはパルス
成分を電圧信号に変換する回路である。
公報に示された、コンパクトカメラのオートフォーカス
装置等の測距装置に装備された従来の光電変換回路の構
成を示す。図において、トランジスタ91,92,95
,96,定電流源93,コンデンサ94により構成され
る回路は、ホトダイオード9が受光する光に含まれる脈
動波の如き時間的に変化する成分を、この成分に対応す
る電流に変換する。光電変換回路80の残りの部分は、
電流に変換された入射光に包まれる脈動波またはパルス
成分を電圧信号に変換する回路である。
【0003】光電変換回路80について詳細に説明する
。光電変換回路80に電力を供給する給電線97と98
の間に、定電流源87と、ダイオード接続されたトラン
ジスタ88,89が直列接続され、接続点99からは一
定の電圧が出力される。
。光電変換回路80に電力を供給する給電線97と98
の間に、定電流源87と、ダイオード接続されたトラン
ジスタ88,89が直列接続され、接続点99からは一
定の電圧が出力される。
【0004】ホトダイオード9のアノードは、定電流源
90とトランジスタ92のコレクタとの接続点100と
接続されている。また、接続点100は、トランジスタ
91のベースと接続されている。トランジスタ91のエ
ミッタは、定電流源93、コンデンサ94の一端と接続
され、そしてトランジスタ92のベースと接続されてい
る。トランジスタ91のコレクタは、ベースとコレクタ
がトランジスタ96のエミッタ・ベースを介して接続さ
れ、エミッタが給電線97と接続されているトランジス
タ95のコレクタと接続されている。以上、トランジス
タ91,92,95,96,定電流源93、コンデンサ
94により構成される回路は、ホトダイオード9が受光
する光に含まれる脈動波の如き時間的に変化する成分を
、この成分に対応する電流に変換する。この変換動作は
、次のようにして行なわれる。
90とトランジスタ92のコレクタとの接続点100と
接続されている。また、接続点100は、トランジスタ
91のベースと接続されている。トランジスタ91のエ
ミッタは、定電流源93、コンデンサ94の一端と接続
され、そしてトランジスタ92のベースと接続されてい
る。トランジスタ91のコレクタは、ベースとコレクタ
がトランジスタ96のエミッタ・ベースを介して接続さ
れ、エミッタが給電線97と接続されているトランジス
タ95のコレクタと接続されている。以上、トランジス
タ91,92,95,96,定電流源93、コンデンサ
94により構成される回路は、ホトダイオード9が受光
する光に含まれる脈動波の如き時間的に変化する成分を
、この成分に対応する電流に変換する。この変換動作は
、次のようにして行なわれる。
【0005】ホトダイオード9に脈動波を含まない一定
強度の光が入射している場合、この入射光の強度に比例
する光電流がホトダイオード9により発生され、接続点
100に流し込まれる。このとき、光電流の一部はトラ
ンジスタ91のベース電流となり、残りは、トランジス
タ92のコレクタ電流となって流れる。ここでホトダイ
オード9への入射光が存在しない場合は、定電流源90
からの定電流が光電流のダミーとして機能する。定電流
源90による電流は、トランジスタ91が要求するベー
ス電流より若干大きい値に設定される。なお、トランジ
スタ91のベース電流は、定電流源93の電流値Ic3
の1/hFE倍に等しい。ただしhFEは、トランジス
タ91の直流電流増幅率である。ホトダイオード9また
は定電流源90、または両者から接続点100に一定の
電流が流れ込んでいる情況下では、トランジスタ91は
、定電流源93が要求する定電流に相当する電流をコレ
クタ電流として流し、トランジスタ92は、接続点10
0に流れ込む電流のうち、トランジスタ91のベース電
流となって流れる電流を除いた残りをコレクタ電流とし
て流す。このときトランジスタ92は、該トランジスタ
92のコレクタに向かって流れ込んでくる電流をコレク
タ電流として流すのにちょうど必要な電圧でバイアスさ
れる。さらには、トランジスタ92のベース・エミッタ
電圧はコンデンサ94の平滑作用によって接続点100
に流れ込む比較的に周期の短かい光電流の変動に対して
は変化せず一定に保たれる。つまり、トランジスタ92
は、ホトダイオード9に入射する光の直流成分に対応す
る時間的に一定な光電流を吸い込む電流吸収体(cur
rent sink)として機能する。したがって、
ホトダイオード9に入射する光に脈動波が含まれる場合
は、トランジスタ91のベース電流は前述の一定のベー
ス電流(IC3/hFE)を中心にして脈動波の振動に
応じて増減する。また一定強度の光を受けているホトダ
イオード9に突如としてパルス光が入射する場合、ホト
ダイオード9が発生するパルスの強度に応じた光電流も
トランジスタ91のベースに流れ込む。このベース電流
はトランジスタ91によって増幅され、そのコレクタ電
流に転換される。
強度の光が入射している場合、この入射光の強度に比例
する光電流がホトダイオード9により発生され、接続点
100に流し込まれる。このとき、光電流の一部はトラ
ンジスタ91のベース電流となり、残りは、トランジス
タ92のコレクタ電流となって流れる。ここでホトダイ
オード9への入射光が存在しない場合は、定電流源90
からの定電流が光電流のダミーとして機能する。定電流
源90による電流は、トランジスタ91が要求するベー
ス電流より若干大きい値に設定される。なお、トランジ
スタ91のベース電流は、定電流源93の電流値Ic3
の1/hFE倍に等しい。ただしhFEは、トランジス
タ91の直流電流増幅率である。ホトダイオード9また
は定電流源90、または両者から接続点100に一定の
電流が流れ込んでいる情況下では、トランジスタ91は
、定電流源93が要求する定電流に相当する電流をコレ
クタ電流として流し、トランジスタ92は、接続点10
0に流れ込む電流のうち、トランジスタ91のベース電
流となって流れる電流を除いた残りをコレクタ電流とし
て流す。このときトランジスタ92は、該トランジスタ
92のコレクタに向かって流れ込んでくる電流をコレク
タ電流として流すのにちょうど必要な電圧でバイアスさ
れる。さらには、トランジスタ92のベース・エミッタ
電圧はコンデンサ94の平滑作用によって接続点100
に流れ込む比較的に周期の短かい光電流の変動に対して
は変化せず一定に保たれる。つまり、トランジスタ92
は、ホトダイオード9に入射する光の直流成分に対応す
る時間的に一定な光電流を吸い込む電流吸収体(cur
rent sink)として機能する。したがって、
ホトダイオード9に入射する光に脈動波が含まれる場合
は、トランジスタ91のベース電流は前述の一定のベー
ス電流(IC3/hFE)を中心にして脈動波の振動に
応じて増減する。また一定強度の光を受けているホトダ
イオード9に突如としてパルス光が入射する場合、ホト
ダイオード9が発生するパルスの強度に応じた光電流も
トランジスタ91のベースに流れ込む。このベース電流
はトランジスタ91によって増幅され、そのコレクタ電
流に転換される。
【0006】光電変換回路80の残りの部分は、電流に
変換された入射光に含まれる脈動波またはパルス成分を
電圧信号に変換する回路である。トランジスタ102は
、ベース・エミッタ間にトランジスタ95のベース・エ
ミッタ電圧が印加され、トランジスタ95のコレクタ電
流と等しいコレクタ電流をその負荷回路に流す。ただし
、この場合、トランジスタ95と102は同一の特性に
つくられているトランジスタ102のコレクタには、そ
の第1の負荷をなすトランジスタ103と、第2の負荷
をなす3個のダイオード接続されたトランジスタ104
,105,106の直列回路とが接続されている。
変換された入射光に含まれる脈動波またはパルス成分を
電圧信号に変換する回路である。トランジスタ102は
、ベース・エミッタ間にトランジスタ95のベース・エ
ミッタ電圧が印加され、トランジスタ95のコレクタ電
流と等しいコレクタ電流をその負荷回路に流す。ただし
、この場合、トランジスタ95と102は同一の特性に
つくられているトランジスタ102のコレクタには、そ
の第1の負荷をなすトランジスタ103と、第2の負荷
をなす3個のダイオード接続されたトランジスタ104
,105,106の直列回路とが接続されている。
【0007】トランジスタ107,108,109,1
10,111,112,113と定電流源114は演算
増幅器OP1 を構成する。この演算増幅器OP1 の
入力の1つであるトランジスタ107のベースと、出力
をなすトランジスタ111のコレクタとの間にトランジ
スタ112,113および103による負帰還回路が構
成されている。さらに、トランジスタ112のベースと
給電線98との間にキャパシタ115はトランジスタ1
11のコレクタ電流の急激な変化に対してトランジスタ
112のベース電位を一時的に一定に保つ。つまり、演
算増幅器OP1 の負帰還回路は遅延特性が付加されて
いる。 演算増幅器OP1 のもう一方の入力端子であるトラン
ジスタ108のベースは、定電流源116、抵抗117
、ダイオード接続された2個のトランジスタ118,1
19とで構成される定電圧回路の出力端子121に接続
されている。出力端子121と給電線98との間に発生
される定電圧VC2は、トランジスタ118,119の
各ベース・エミッタ間電圧の和2VBEに等しい。ただ
しVBEはトランジスタ118,119のベース・エミ
ッタ間電圧である。定電流源116と抵抗117との接
続点122からは、出力端子121から出力される電圧
より抵抗117の降下電圧分だけ大きい定電圧VT が
出力される。この電圧VT は、電圧比較回路161の
入力の一方に電圧比較のための基準レベルとして与えら
れる。光電変換回路80の出力信号は接続点120から
出力され電圧比較回路161の非反転入力に与えられる
。
10,111,112,113と定電流源114は演算
増幅器OP1 を構成する。この演算増幅器OP1 の
入力の1つであるトランジスタ107のベースと、出力
をなすトランジスタ111のコレクタとの間にトランジ
スタ112,113および103による負帰還回路が構
成されている。さらに、トランジスタ112のベースと
給電線98との間にキャパシタ115はトランジスタ1
11のコレクタ電流の急激な変化に対してトランジスタ
112のベース電位を一時的に一定に保つ。つまり、演
算増幅器OP1 の負帰還回路は遅延特性が付加されて
いる。 演算増幅器OP1 のもう一方の入力端子であるトラン
ジスタ108のベースは、定電流源116、抵抗117
、ダイオード接続された2個のトランジスタ118,1
19とで構成される定電圧回路の出力端子121に接続
されている。出力端子121と給電線98との間に発生
される定電圧VC2は、トランジスタ118,119の
各ベース・エミッタ間電圧の和2VBEに等しい。ただ
しVBEはトランジスタ118,119のベース・エミ
ッタ間電圧である。定電流源116と抵抗117との接
続点122からは、出力端子121から出力される電圧
より抵抗117の降下電圧分だけ大きい定電圧VT が
出力される。この電圧VT は、電圧比較回路161の
入力の一方に電圧比較のための基準レベルとして与えら
れる。光電変換回路80の出力信号は接続点120から
出力され電圧比較回路161の非反転入力に与えられる
。
【0008】次に、以上に説明した電流・電圧変換回路
部分の動作を説明する。まず、ホトダイオード9に一定
度の光が入射している場合について述べる。この場合、
トランジスタ95のコレクタ電流は定電流源93による
定電流に等しく、それ故、トランジスタ102のコレク
タ電流もその定電流に等しくなっている。なおトランジ
スタ95と102の特性が異なる場合は両トランジスタ
のコレクタ電流は異なる。さて、トランジスタ102の
コレクタ電流が一定である場合、演算増幅器OP1 の
入力の1つである接続点120の電圧レベルは演算増幅
器OP1 の負帰還作用によって演算増幅器OP1 の
もう一方の入力である接続点121の電圧レベル2VB
Eに等しくバランスされる。すなわち、ダイオード接続
された3個のトランジスタ104,105,106の直
列回路にダイオード接続された2個のトランジスタ11
8,119の直列回路の両端子間電圧2VBEが印加さ
れていることになる。この場合トランジスタ102の一
定のコレクタ電流のほとんどは、次に述べる理由によっ
てトランジスタ103のコレクタ電流となって流れる。
部分の動作を説明する。まず、ホトダイオード9に一定
度の光が入射している場合について述べる。この場合、
トランジスタ95のコレクタ電流は定電流源93による
定電流に等しく、それ故、トランジスタ102のコレク
タ電流もその定電流に等しくなっている。なおトランジ
スタ95と102の特性が異なる場合は両トランジスタ
のコレクタ電流は異なる。さて、トランジスタ102の
コレクタ電流が一定である場合、演算増幅器OP1 の
入力の1つである接続点120の電圧レベルは演算増幅
器OP1 の負帰還作用によって演算増幅器OP1 の
もう一方の入力である接続点121の電圧レベル2VB
Eに等しくバランスされる。すなわち、ダイオード接続
された3個のトランジスタ104,105,106の直
列回路にダイオード接続された2個のトランジスタ11
8,119の直列回路の両端子間電圧2VBEが印加さ
れていることになる。この場合トランジスタ102の一
定のコレクタ電流のほとんどは、次に述べる理由によっ
てトランジスタ103のコレクタ電流となって流れる。
【0009】今、電圧2VBEが3個のトランジスタ1
04,105,106による直列回路に印加されている
から、これらのトランジスタの各々には2/3VBEの
電圧が印加されいる。ここで例えばVBE=540mV
とすればトランジスタ104,105,106の各々に
印加されている電圧は360mVとなり、電圧VBEよ
り180mVだけ小さい。トランジスタのコレクタ電流
はその対数特性によりベース・エミッタ電圧の180m
Vの変化に対して1000倍程変化する。このようであ
るから、トランジスタ102のコレクタ電流が一定の場
合は、トランジスタ104,105,106の直列回路
にはトランジスタ118,119を流れる電流の100
0分の1程度の電流しか流れない。例えばトランジスタ
118,119に流れる電流が4μAであれば上記直列
回路に流れる電流は4nAである。トランジスタ102
の一定のコレクタ電流も例えば4μAであるとすればそ
のほとんどはトランジスタ103を流れることとなる。
04,105,106による直列回路に印加されている
から、これらのトランジスタの各々には2/3VBEの
電圧が印加されいる。ここで例えばVBE=540mV
とすればトランジスタ104,105,106の各々に
印加されている電圧は360mVとなり、電圧VBEよ
り180mVだけ小さい。トランジスタのコレクタ電流
はその対数特性によりベース・エミッタ電圧の180m
Vの変化に対して1000倍程変化する。このようであ
るから、トランジスタ102のコレクタ電流が一定の場
合は、トランジスタ104,105,106の直列回路
にはトランジスタ118,119を流れる電流の100
0分の1程度の電流しか流れない。例えばトランジスタ
118,119に流れる電流が4μAであれば上記直列
回路に流れる電流は4nAである。トランジスタ102
の一定のコレクタ電流も例えば4μAであるとすればそ
のほとんどはトランジスタ103を流れることとなる。
【0010】次に、トランジスタ102のコレクタ電流
に脈動波やパルスが含まれる場合の動作について説明す
る。トランジスタ103は、そのベースがコンデンサ1
15を含む遅延回路を介する演算増幅器OP1 の出力
によりバイアスされている。トランジスタ102のコレ
クタ電流の急激な変化による接続点120の電位の変化
に対し、コンデンサ115の充電電圧はそれ程急激には
応答し得ない。したがってトランジスタ103のベース
バイアス電圧も一定に保たれ、トランジスタ103は、
トランジスタ102のコレクタ電流の増加に対しては高
抵抗を、また、減少に対しては低抵抗を示す。かくして
、トランジスタ102のコレクタ電流における増加分は
、トランジスタ104,105,106の直列回路によ
る第2の負荷に流れ込む。第2の負荷の両端子間にはこ
の負荷に流れ込む電流の対数に比例する対数圧縮された
電圧が現われる。ホトダイオード9は、発光ダイオード
から発光し、被測距体から反射して来るパルス光を受光
するが、受光されるパルス光の強度の領域は、ノイズか
ら区別可能な最小の強度から最高強度までの比にして数
千倍にわたる。このような変化は、被測距体までの距離
やその反射率によるものである。数千倍にわたるパルス
光の強度のバラエテイに対し、トランジスタ102のコ
レクタ電流は同様に数千倍にわたって変化する。このよ
うなパルス光に対する電流が対数圧縮特性を有する第2
の負荷に流れ込むことにより、受光されたパルス光に対
応する電圧信号は、電源電圧に制限されて飽和してしま
うことのない、パルス光の強度に応じたアナログ信号と
して出力される。もし、第2の負荷に固定抵抗が用いら
れるならば、一定強度より高い強度の受光パルス光に対
する固定抵抗からの出力電圧は、電源電圧にほぼ等しい
ものになってしまうであろう。
に脈動波やパルスが含まれる場合の動作について説明す
る。トランジスタ103は、そのベースがコンデンサ1
15を含む遅延回路を介する演算増幅器OP1 の出力
によりバイアスされている。トランジスタ102のコレ
クタ電流の急激な変化による接続点120の電位の変化
に対し、コンデンサ115の充電電圧はそれ程急激には
応答し得ない。したがってトランジスタ103のベース
バイアス電圧も一定に保たれ、トランジスタ103は、
トランジスタ102のコレクタ電流の増加に対しては高
抵抗を、また、減少に対しては低抵抗を示す。かくして
、トランジスタ102のコレクタ電流における増加分は
、トランジスタ104,105,106の直列回路によ
る第2の負荷に流れ込む。第2の負荷の両端子間にはこ
の負荷に流れ込む電流の対数に比例する対数圧縮された
電圧が現われる。ホトダイオード9は、発光ダイオード
から発光し、被測距体から反射して来るパルス光を受光
するが、受光されるパルス光の強度の領域は、ノイズか
ら区別可能な最小の強度から最高強度までの比にして数
千倍にわたる。このような変化は、被測距体までの距離
やその反射率によるものである。数千倍にわたるパルス
光の強度のバラエテイに対し、トランジスタ102のコ
レクタ電流は同様に数千倍にわたって変化する。このよ
うなパルス光に対する電流が対数圧縮特性を有する第2
の負荷に流れ込むことにより、受光されたパルス光に対
応する電圧信号は、電源電圧に制限されて飽和してしま
うことのない、パルス光の強度に応じたアナログ信号と
して出力される。もし、第2の負荷に固定抵抗が用いら
れるならば、一定強度より高い強度の受光パルス光に対
する固定抵抗からの出力電圧は、電源電圧にほぼ等しい
ものになってしまうであろう。
【0011】トランジスタ102のコレクタ電流が減少
する場合はトランジスタ103の内部抵抗が減少し接続
点120の電位が低下する。以上のようにしてトランジ
スタ102のコレクタ電流が交流成分を含む場合は、接
続点120からは、交流成分に応じた電位信号が出力さ
れる。
する場合はトランジスタ103の内部抵抗が減少し接続
点120の電位が低下する。以上のようにしてトランジ
スタ102のコレクタ電流が交流成分を含む場合は、接
続点120からは、交流成分に応じた電位信号が出力さ
れる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】従来の光電変換回路は
以上のように構成されているので、定常光に含まれたパ
ルス光の信号光を抽出するため光電変換した電気信号を
コンデンサ94の平滑作用によって選択機能を持たせ、
定常光以外の光成分を抽出している。従って交流成分(
光脈動波や光パルス)は全て抽出してしまう。特に最近
のインバータを使用した照明器具等は常用周波数の2倍
の周波数を使用しており、このような交流成分までも抽
出してしまい正確な測距ができないという問題点があっ
た。
以上のように構成されているので、定常光に含まれたパ
ルス光の信号光を抽出するため光電変換した電気信号を
コンデンサ94の平滑作用によって選択機能を持たせ、
定常光以外の光成分を抽出している。従って交流成分(
光脈動波や光パルス)は全て抽出してしまう。特に最近
のインバータを使用した照明器具等は常用周波数の2倍
の周波数を使用しており、このような交流成分までも抽
出してしまい正確な測距ができないという問題点があっ
た。
【0013】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、定常光に含まれた周期的なパル
ス変調された信号光だけを抽出し、他の交流成分(光脈
動派や光パルス)を含まないようにできる光電変換装置
を得ることを目的とする。
ためになされたもので、定常光に含まれた周期的なパル
ス変調された信号光だけを抽出し、他の交流成分(光脈
動派や光パルス)を含まないようにできる光電変換装置
を得ることを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】この発明に係る光電変換
回路は、光電変換素子のアノード側に圧電振動子フィル
タの一端を接続し、もう一方の端子を出力として、上記
光電変換素子により光電変換された電気信号より定常光
に含まれた特定周期にパルス変調された信号光だけを抽
出するようにしたものである。
回路は、光電変換素子のアノード側に圧電振動子フィル
タの一端を接続し、もう一方の端子を出力として、上記
光電変換素子により光電変換された電気信号より定常光
に含まれた特定周期にパルス変調された信号光だけを抽
出するようにしたものである。
【0015】また上記光電変換素子のアノード側にトラ
ンジスタを設け、該トランジスタのゲート(またはベー
ス)から光電変換した電気信号を入力し、上記圧電振動
子フィルタをドレイン(またはコレクタ)に接続するこ
とで定常光に含まれた特定周期にパルス変調された信号
光だけを抽出するようにしたものである。
ンジスタを設け、該トランジスタのゲート(またはベー
ス)から光電変換した電気信号を入力し、上記圧電振動
子フィルタをドレイン(またはコレクタ)に接続するこ
とで定常光に含まれた特定周期にパルス変調された信号
光だけを抽出するようにしたものである。
【0016】また上記圧電振動子フィルタを上記トラン
ジスタのソース(またはエミッタ)に接続することで定
常光に含まれた特定周期にパルス変調された信号光だけ
を抽出するようにしたものである。
ジスタのソース(またはエミッタ)に接続することで定
常光に含まれた特定周期にパルス変調された信号光だけ
を抽出するようにしたものである。
【0017】また第1の圧電振動子フィルタをトランジ
スタのゲート(またはベース)に接続して光電変換した
電気信号を入力し、第2の圧電振動子フィルタをドレイ
ン(またはコレクタ)あるいはソース(またはエミッタ
)に接続することで定常光に含まれた特定周期にパルス
変調された信号光だけを抽出するようにしたものである
。
スタのゲート(またはベース)に接続して光電変換した
電気信号を入力し、第2の圧電振動子フィルタをドレイ
ン(またはコレクタ)あるいはソース(またはエミッタ
)に接続することで定常光に含まれた特定周期にパルス
変調された信号光だけを抽出するようにしたものである
。
【0018】また上記圧電振動子フィルタの入力側およ
び出力側の各々に、複数のトランジスタを用いて構成し
た第1および第2のアンプを接続することで定常光に含
まれた特定周期にパルス変調された信号光だけを抽出す
るようにしたものである。
び出力側の各々に、複数のトランジスタを用いて構成し
た第1および第2のアンプを接続することで定常光に含
まれた特定周期にパルス変調された信号光だけを抽出す
るようにしたものである。
【0019】
【作用】この発明における光電変換回路は、定常光に含
まれた特定周期にパルス変調された信号光を圧電振動子
フィルタにより抽出することができる。
まれた特定周期にパルス変調された信号光を圧電振動子
フィルタにより抽出することができる。
【0020】また光電変換素子のアノード側にトランジ
スタのゲート(またはベース)を接続し、圧電振動子フ
ィルタの一端をトランジスタのドレイン(またはコレク
タ)に接続することにより、選択した電気信号が増幅さ
れ、選択特性を向上することができる。
スタのゲート(またはベース)を接続し、圧電振動子フ
ィルタの一端をトランジスタのドレイン(またはコレク
タ)に接続することにより、選択した電気信号が増幅さ
れ、選択特性を向上することができる。
【0021】また出力インピーダンスが低くなるように
、上記圧電振動子フィルタを上記トランジスタのソース
(またはエミッタ)に接続して選択特性を向上すること
ができる。
、上記圧電振動子フィルタを上記トランジスタのソース
(またはエミッタ)に接続して選択特性を向上すること
ができる。
【0022】また第1の圧電振動子フィルタを上記トラ
ンジスタのゲート(またはベース)に接続し、第2の圧
電振動子フィルタをドレイン(またはコレクタ)あるい
はソース(またはエミッタ)に接続することにより、第
1および第2の圧電振動子フィルタが互いに干渉するこ
となく選択した電気信号が増幅され、選択特性を向上す
ることができる。
ンジスタのゲート(またはベース)に接続し、第2の圧
電振動子フィルタをドレイン(またはコレクタ)あるい
はソース(またはエミッタ)に接続することにより、第
1および第2の圧電振動子フィルタが互いに干渉するこ
となく選択した電気信号が増幅され、選択特性を向上す
ることができる。
【0023】また圧電振動子フィルタの入力側および出
力側の各々に、複数のトランジスタを用いて構成した第
1および第2のアンプを備えることにより、より選択特
性を向上することができる。
力側の各々に、複数のトランジスタを用いて構成した第
1および第2のアンプを備えることにより、より選択特
性を向上することができる。
【0024】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図1は本発明の実施例による光電変換回路の回路構
成を示す。図において、1は光電変換素子、2は圧電振
動子フィルタである。光電変換素子1のアノード側に圧
電振動子フィルタ2を接続したものである。
る。図1は本発明の実施例による光電変換回路の回路構
成を示す。図において、1は光電変換素子、2は圧電振
動子フィルタである。光電変換素子1のアノード側に圧
電振動子フィルタ2を接続したものである。
【0025】次に動作について説明する。定常光に含ま
れた周期的なパルス変調された信号光を抽出するため、
光電変換素子1と圧電振動子フィルタ2を接続する。光
電変換素子1により光電変換された光電流は、インピー
ダンスマッチング抵抗R1 に流れる。この光電流に含
まれる種々の交流電流,パルス電流あるいは直流電流の
うち、周期的なパルス変調された信号電流だけが通過す
るように、上記圧電振動子フィルタ2を選定しておく必
要がある。このような圧電振動子フィルタ2を接続する
ことで、周期的なパルス変調された信号電流だけが抵抗
R2 により電流から電圧に変換され、出力に周期的な
パルス電圧として得られる。
れた周期的なパルス変調された信号光を抽出するため、
光電変換素子1と圧電振動子フィルタ2を接続する。光
電変換素子1により光電変換された光電流は、インピー
ダンスマッチング抵抗R1 に流れる。この光電流に含
まれる種々の交流電流,パルス電流あるいは直流電流の
うち、周期的なパルス変調された信号電流だけが通過す
るように、上記圧電振動子フィルタ2を選定しておく必
要がある。このような圧電振動子フィルタ2を接続する
ことで、周期的なパルス変調された信号電流だけが抵抗
R2 により電流から電圧に変換され、出力に周期的な
パルス電圧として得られる。
【0026】このように上記第1の実施例では、光電変
換素子1にて受光した光に含まれる種々の雑光に含まれ
た信号光を選択的に抽出するための基本的な手法に関す
るもので、ここに使用する信号光としては光電変換素子
1により光電変換された時、後段でのエネルギー損失を
最小に押さえることを考慮すると、正弦波形での変調が
本質的には望ましい。しかし、正弦波でなくとも抽出す
べき信号光に、一定の周期性を持つ成分(周期的なパル
ス変調された信号光)を含ませることにより、圧電振動
子フィルタ2を通すことで選択特性を向上させることが
可能である。
換素子1にて受光した光に含まれる種々の雑光に含まれ
た信号光を選択的に抽出するための基本的な手法に関す
るもので、ここに使用する信号光としては光電変換素子
1により光電変換された時、後段でのエネルギー損失を
最小に押さえることを考慮すると、正弦波形での変調が
本質的には望ましい。しかし、正弦波でなくとも抽出す
べき信号光に、一定の周期性を持つ成分(周期的なパル
ス変調された信号光)を含ませることにより、圧電振動
子フィルタ2を通すことで選択特性を向上させることが
可能である。
【0027】なお上記第1の実施例では、光電変換回路
に圧電振動子フィルタ2を接続したものを示したが、光
電変換回路に波形整形特性を持たせて、信号光の光電波
形を正弦波に近づけてから圧電振動子フィルタ2を通し
、選択特性を向上させることができる。さらに、圧電振
動子フィルタ2のQ特性を高くできるようにトランジス
タ3を光電変換回路に内蔵させて構成し、なお一層の選
択特性を向上させることができる。このような第2ない
し第5の実施例を説明する。
に圧電振動子フィルタ2を接続したものを示したが、光
電変換回路に波形整形特性を持たせて、信号光の光電波
形を正弦波に近づけてから圧電振動子フィルタ2を通し
、選択特性を向上させることができる。さらに、圧電振
動子フィルタ2のQ特性を高くできるようにトランジス
タ3を光電変換回路に内蔵させて構成し、なお一層の選
択特性を向上させることができる。このような第2ない
し第5の実施例を説明する。
【0028】まず第2の実施例について図2を用いて説
明する。図において、3はトランジスタであり、ここで
はFETを用いている。トランジスタ3のゲート31に
光電変換素子1のアノード側に接続し、ドレイン32に
圧電振動子フィルタ2を接続したものである。
明する。図において、3はトランジスタであり、ここで
はFETを用いている。トランジスタ3のゲート31に
光電変換素子1のアノード側に接続し、ドレイン32に
圧電振動子フィルタ2を接続したものである。
【0029】次に動作について説明する。光電変換素子
1にて受光した信号光は抵抗R1 により電圧に変換さ
れ、トランジスタ3のゲート31とソース33間にバイ
アス電圧がかかりトランジスタ3は動作する。次にトラ
ンジスタ3の増幅作用にて抵抗R3 には増幅された信
号電流に応じた電圧に変換される。但し、この回路の効
率、即ちQ特性(=1/(ωC1 ・R3 ))を向上
させるため、抵抗R3 の値と圧電振動子フィルタ2の
入力インピーダンスは等しいものを選ぶ。そしてトラジ
スタ3の寄生容量C1 を寄生抵抗R4 の影響から、
周期的なパルス変調された信号光の高調波成分を取り除
く波形整形効果が得られる。また抵抗R3/抵抗R4
によりトランジスタ3の増幅率が設定される。
1にて受光した信号光は抵抗R1 により電圧に変換さ
れ、トランジスタ3のゲート31とソース33間にバイ
アス電圧がかかりトランジスタ3は動作する。次にトラ
ンジスタ3の増幅作用にて抵抗R3 には増幅された信
号電流に応じた電圧に変換される。但し、この回路の効
率、即ちQ特性(=1/(ωC1 ・R3 ))を向上
させるため、抵抗R3 の値と圧電振動子フィルタ2の
入力インピーダンスは等しいものを選ぶ。そしてトラジ
スタ3の寄生容量C1 を寄生抵抗R4 の影響から、
周期的なパルス変調された信号光の高調波成分を取り除
く波形整形効果が得られる。また抵抗R3/抵抗R4
によりトランジスタ3の増幅率が設定される。
【0030】このように上記第2の実施例では、信号電
流を増幅する増幅用のトランジスタ3を設け、該トラン
ジスタ3のゲートから光電変換した電気信号を入力し、
ドレインに上記圧電振動子フィルタ2を接続することで
圧電振動子フィルタ2のQ特性を高く設定でき、そして
、トランジスタ3の寄生容量と寄生抵抗の影響から波形
整形効果が得られるため、より一層の選択特性の向上を
得ることができる。
流を増幅する増幅用のトランジスタ3を設け、該トラン
ジスタ3のゲートから光電変換した電気信号を入力し、
ドレインに上記圧電振動子フィルタ2を接続することで
圧電振動子フィルタ2のQ特性を高く設定でき、そして
、トランジスタ3の寄生容量と寄生抵抗の影響から波形
整形効果が得られるため、より一層の選択特性の向上を
得ることができる。
【0031】次に第3の実施例について図3を用いて説
明する。図において、トランジスタ3のゲート31は上
記第2の実施例と同様に光電変換素子1のアノード側に
接続されている。また該トランジスタ3のソース33に
圧電振動子フィルタ2を接続して、ソースホロワとして
いる。
明する。図において、トランジスタ3のゲート31は上
記第2の実施例と同様に光電変換素子1のアノード側に
接続されている。また該トランジスタ3のソース33に
圧電振動子フィルタ2を接続して、ソースホロワとして
いる。
【0032】次に動作について説明する。光電変換素子
1からの光電流をいったん抵抗R1 で電圧に変換し、
トランジスタ3でバッファさせることで、圧電振動子フ
ィルタ2のQ特性を高く設定できるため、選択特性の向
上が図れる。
1からの光電流をいったん抵抗R1 で電圧に変換し、
トランジスタ3でバッファさせることで、圧電振動子フ
ィルタ2のQ特性を高く設定できるため、選択特性の向
上が図れる。
【0033】このように上記第3の実施例では、トラン
ジスタ3のゲートから光電変換した電気信号を入力し、
このトランジスタ3のソースに圧電振動子フィルタを接
続することで、トランジスタ3によりバッファされ、圧
電振動子フィルタのQ特性を高く設定できるため、選択
特性の向上を得ることができる。
ジスタ3のゲートから光電変換した電気信号を入力し、
このトランジスタ3のソースに圧電振動子フィルタを接
続することで、トランジスタ3によりバッファされ、圧
電振動子フィルタのQ特性を高く設定できるため、選択
特性の向上を得ることができる。
【0034】次に第4の実施例について図4を用いて説
明する。図において、光電変換素子1のアノード側に第
1の圧電振動子フィルタ2を接続し、該第1の圧電振動
子フィルタ2を介してトランジスタ3のゲート31と接
続し、ドレイン32に第2の圧電振動子フィルタ2aを
接続したものである。
明する。図において、光電変換素子1のアノード側に第
1の圧電振動子フィルタ2を接続し、該第1の圧電振動
子フィルタ2を介してトランジスタ3のゲート31と接
続し、ドレイン32に第2の圧電振動子フィルタ2aを
接続したものである。
【0035】次に動作について説明する。まず上記同様
に光電変換素子1より光電変換した電気信号を第1の圧
電振動子フィルタ2に入力する。また第1の圧電振動子
フィルタ2と第2の圧電振動子フィルタ2aのQ特性を
共に、例えば10とすれば総合のQ特性を100にでき
、しかもトランジスタ3により第1の圧電振動子フィル
タ2と第2の圧電振動子フィルタ2aとが互いに干渉す
ることなく増幅され、選択特性の向上が図れる。
に光電変換素子1より光電変換した電気信号を第1の圧
電振動子フィルタ2に入力する。また第1の圧電振動子
フィルタ2と第2の圧電振動子フィルタ2aのQ特性を
共に、例えば10とすれば総合のQ特性を100にでき
、しかもトランジスタ3により第1の圧電振動子フィル
タ2と第2の圧電振動子フィルタ2aとが互いに干渉す
ることなく増幅され、選択特性の向上が図れる。
【0036】このように上記第4の実施例では、トラン
ジスタ3のゲートに第1の圧電振動子フィルタ2を設け
て光電変換した電気信号を入力し、ドレインに第2の圧
電振動子フィルタ2aを接続することにより、第1およ
び第2の圧電振動子フィルタ2および2aが互いに干渉
することなく選択した電気信号を得ることができる。
ジスタ3のゲートに第1の圧電振動子フィルタ2を設け
て光電変換した電気信号を入力し、ドレインに第2の圧
電振動子フィルタ2aを接続することにより、第1およ
び第2の圧電振動子フィルタ2および2aが互いに干渉
することなく選択した電気信号を得ることができる。
【0037】次に第5の実施例について図5を用いて説
明する。図において、光電変換素子1のアノード側に、
複数のトランジスタ3を用いて構成した第1のアンプ4
の入力を接続し、圧電振動子フィルタ2を介して上記同
様に構成された第2のアンプ4aの入力と接続したもの
である。
明する。図において、光電変換素子1のアノード側に、
複数のトランジスタ3を用いて構成した第1のアンプ4
の入力を接続し、圧電振動子フィルタ2を介して上記同
様に構成された第2のアンプ4aの入力と接続したもの
である。
【0038】次に動作について説明する。まず上記同様
に光電変換素子1より光電変換した電気信号を第1のア
ンプ4に入力する。入力された光電変換した電気信号は
第1のアンプ4により増幅され、圧電振動子フィルタ2
を介して第2のアンプ4aに入力され、さらに増幅され
る。
に光電変換素子1より光電変換した電気信号を第1のア
ンプ4に入力する。入力された光電変換した電気信号は
第1のアンプ4により増幅され、圧電振動子フィルタ2
を介して第2のアンプ4aに入力され、さらに増幅され
る。
【0039】このように上記第5の実施例では、圧電振
動子フィルタ2の入力側および出力側の各々に、複数の
トランジスタ3を用いて構成した2つのアンプ4,4a
を備えることにより、選択特性を向上することができる
。
動子フィルタ2の入力側および出力側の各々に、複数の
トランジスタ3を用いて構成した2つのアンプ4,4a
を備えることにより、選択特性を向上することができる
。
【0040】なお上記実施例の圧電振動子フィルタとし
て一般にはセラミックフィルタが使用されるが、クリス
タルフィルタ等の機械的フィルタであればよく、これに
限るものではない。
て一般にはセラミックフィルタが使用されるが、クリス
タルフィルタ等の機械的フィルタであればよく、これに
限るものではない。
【0041】また上記実施例ではトランジスタ3として
FETを用いたものを示したが、バイポーラトランジス
タを用いてもよい。
FETを用いたものを示したが、バイポーラトランジス
タを用いてもよい。
【0042】さらに上記第4の実施例では第2の圧電振
動子フィルタ2aをトランジスタ3のソースに接続した
が、ドレインに接続してもよく、上記実施例と同様の効
果を奏する。
動子フィルタ2aをトランジスタ3のソースに接続した
が、ドレインに接続してもよく、上記実施例と同様の効
果を奏する。
【0043】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る光電変換
回路によれば、光電変換素子のアノード側に圧電振動子
フィルタを接続することにより、周期的なパルス変調さ
れた信号電流だけを簡単な構成で取り出すことができる
効果がある。
回路によれば、光電変換素子のアノード側に圧電振動子
フィルタを接続することにより、周期的なパルス変調さ
れた信号電流だけを簡単な構成で取り出すことができる
効果がある。
【0044】また信号電流を増幅する増幅用のトランジ
スタを光電変換素子のアノード側に設け、上記圧電振動
子フィルタを上記トランジスタのドレイン(またはコレ
クタ)に接続することで圧電振動子フィルタのQを高く
設定できるため、そしてトラジスタの寄生容量を寄生抵
抗の影響から波形整形効果が得られ、より一層の選択特
性の向上を得ることができる効果がある。
スタを光電変換素子のアノード側に設け、上記圧電振動
子フィルタを上記トランジスタのドレイン(またはコレ
クタ)に接続することで圧電振動子フィルタのQを高く
設定できるため、そしてトラジスタの寄生容量を寄生抵
抗の影響から波形整形効果が得られ、より一層の選択特
性の向上を得ることができる効果がある。
【0045】また上記圧電振動子フィルタを上記トラン
ジスタのソース(またはエミッタ)に接続することで、
トランジスタによりバッファされ、圧電振動子フィルタ
のQ特性を高く設定できるため、選択特性の向上を得る
ことができる効果がある。
ジスタのソース(またはエミッタ)に接続することで、
トランジスタによりバッファされ、圧電振動子フィルタ
のQ特性を高く設定できるため、選択特性の向上を得る
ことができる効果がある。
【0046】またトランジスタのゲート(またはベース
)に第1の圧電振動子フィルタを設けて光電変換した電
気信号を入力し、ドレイン(またはコレクタ)あるいは
ソース(またはエミッタ)に第2の圧電振動子フィルタ
を接続することにより、第1および第2の圧電振動子フ
ィルタが互いに干渉することなく選択した電気信号を得
ることができる効果がある。
)に第1の圧電振動子フィルタを設けて光電変換した電
気信号を入力し、ドレイン(またはコレクタ)あるいは
ソース(またはエミッタ)に第2の圧電振動子フィルタ
を接続することにより、第1および第2の圧電振動子フ
ィルタが互いに干渉することなく選択した電気信号を得
ることができる効果がある。
【0047】また圧電振動子フィルタの入力側および出
力側の各々に、複数のトランジスタを用いて構成した第
1および第2のアンプを備えることにより、選択特性を
向上することができる効果がある。
力側の各々に、複数のトランジスタを用いて構成した第
1および第2のアンプを備えることにより、選択特性を
向上することができる効果がある。
【図1】この発明の第1の実施例による光電変換回路の
構成を示す回路図である。
構成を示す回路図である。
【図2】この発明の第2の実施例による光電変換回路の
構成を示す回路図である。
構成を示す回路図である。
【図3】この発明の第3の実施例による光電変換回路の
構成を示す回路図である。
構成を示す回路図である。
【図4】この発明の第4の実施例による光電変換回路の
構成を示す回路図である。
構成を示す回路図である。
【図5】この発明の第5の実施例による光電変換回路の
構成を示す回路図である。
構成を示す回路図である。
【図6】従来例による光電変換回路の構成を示す回路図
である。
である。
1 光電変換素子
2 第1の圧電振動子フィルタ
2a 第2の圧電振動子フィルタ
3 トランジスタ
31 トランジスタ3のゲート
32 トランジスタ3のソース
33 トランジスタ3のドレイン
Claims (5)
- 【請求項1】 光電変換回路において、定常光および
ノイズ光を電気信号に変換する光電変換素子と、上記定
常光に含まれた周期的なパルス変調された信号光に相当
する成分を抽出する圧電振動子フィルタとを備えたこと
を特徴とする光電変換回路。 - 【請求項2】 請求項1記載の光電変換回路において
、光電変換素子のアノード側に第1トランジスタのゲー
ト(またはベース)を接続し、圧電振動子フィルタの一
端に上記第1トランジスタのドレイン(またはコレクタ
)を接続し、上記圧電振動子フィルタのもう一方の端子
を出力としたことを特徴とする光電変換回路。 - 【請求項3】 請求項1記載の光電変換回路において
、圧電振動子フィルタの一端に上記第1トランジスタの
ソース(またはエミッタ)を接続したことを特徴とする
光電変換回路。 - 【請求項4】 請求項1記載の光電変換回路において
、光電変換素子のアノード側および第1の圧電振動子フ
ィルタに第1トランジスタのゲート(またはベース)を
接続し、該第1トランジスタのドレイン(またはコレク
タ)あるいはソース(またはエミッタ)に第2の圧電振
動子フィルタを接続し、該第2の圧電振動子フィルタの
もう一方の端子を出力としたことを特徴とする光電変換
回路。 - 【請求項5】 請求項1記載の光電変換回路において
、圧電振動子フィルタの入力側および出力側の各々に複
数のトランジスタを用いて構成した第1および第2の増
幅器を備えたことを特徴とする光電変換回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3072462A JPH04282424A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 光電変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3072462A JPH04282424A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 光電変換回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04282424A true JPH04282424A (ja) | 1992-10-07 |
Family
ID=13489996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3072462A Pending JPH04282424A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 光電変換回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04282424A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008170317A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Yamatake Corp | 火炎検出装置 |
-
1991
- 1991-03-11 JP JP3072462A patent/JPH04282424A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008170317A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Yamatake Corp | 火炎検出装置 |
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