JPH04282876A - 光電変換システム - Google Patents
光電変換システムInfo
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- JPH04282876A JPH04282876A JP3072464A JP7246491A JPH04282876A JP H04282876 A JPH04282876 A JP H04282876A JP 3072464 A JP3072464 A JP 3072464A JP 7246491 A JP7246491 A JP 7246491A JP H04282876 A JPH04282876 A JP H04282876A
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Landscapes
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Led Devices (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】この発明は光投光手段から発射さ
れた外来光に含まれた信号光を光電変換素子で光電変換
し信号光だけを電気信号として抽出する、光電変換シス
テムの改良に関するものである。
れた外来光に含まれた信号光を光電変換素子で光電変換
し信号光だけを電気信号として抽出する、光電変換シス
テムの改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の光電変換システムでは、光投光手
段から光信号を発射し、これが光伝搬環境によって種々
の外来光と混合された後に、受光素子で受光されて光電
変換され、電気信号として信号のみを抽出していた。外
来光には例えば、太陽,蛍光灯,白熱電灯などの光があ
り、特にこれらの内、蛍光灯や白熱電灯は商用電源から
電力供給されているため、電源周波数の2倍の周波数を
有するリップル、または脈動波が含まれた光となってい
る。このため、これらの光の中から外来脈動波と信号波
とを区別して信号だけを抽出する必要があり、従来方法
としては、光信号にパルス変調を用い、周波数的な違い
を利用して外来脈動波から信号のみを区別していた。従
来、光信号にパルス変調をかけるには、例えば図5に示
すような回路が用いられており、また、その変調波形を
図6に示す。
段から光信号を発射し、これが光伝搬環境によって種々
の外来光と混合された後に、受光素子で受光されて光電
変換され、電気信号として信号のみを抽出していた。外
来光には例えば、太陽,蛍光灯,白熱電灯などの光があ
り、特にこれらの内、蛍光灯や白熱電灯は商用電源から
電力供給されているため、電源周波数の2倍の周波数を
有するリップル、または脈動波が含まれた光となってい
る。このため、これらの光の中から外来脈動波と信号波
とを区別して信号だけを抽出する必要があり、従来方法
としては、光信号にパルス変調を用い、周波数的な違い
を利用して外来脈動波から信号のみを区別していた。従
来、光信号にパルス変調をかけるには、例えば図5に示
すような回路が用いられており、また、その変調波形を
図6に示す。
【0003】また受光回路としては、例えば図7に示す
ような回路が用いられており、その出力波形を図8に示
す。なお、ここに示した出力波形は外来脈動波が存在し
ない場合の理想的な形を示したが、外来脈動波が存在し
た場合はその影響を受けて乱れた波形となる。
ような回路が用いられており、その出力波形を図8に示
す。なお、ここに示した出力波形は外来脈動波が存在し
ない場合の理想的な形を示したが、外来脈動波が存在し
た場合はその影響を受けて乱れた波形となる。
【0004】次に動作について説明する。図5において
、方形波パルスジェネレータ18により、回路の電源電
圧を“H”とし、回路の接地電圧を“L”とする方形波
を入力端子に印加する。するとトランジスタQ1 がO
N−OFF動作をしてトランジスタQ2 へ電流を供給
し、トランジスタQ2 がON−OFF動作することで
発光ダイオード(Light Emitting Di
ode; 以下、LEDと称す)1を電流駆動する。そ
のときのLED1に流れる電流の波形を図6に示す。従
って、LED1は電流が流れたとき発光し、電流が流れ
ないときは消灯することになり、方形波パルス変調光を
作り出すことができる。
、方形波パルスジェネレータ18により、回路の電源電
圧を“H”とし、回路の接地電圧を“L”とする方形波
を入力端子に印加する。するとトランジスタQ1 がO
N−OFF動作をしてトランジスタQ2 へ電流を供給
し、トランジスタQ2 がON−OFF動作することで
発光ダイオード(Light Emitting Di
ode; 以下、LEDと称す)1を電流駆動する。そ
のときのLED1に流れる電流の波形を図6に示す。従
って、LED1は電流が流れたとき発光し、電流が流れ
ないときは消灯することになり、方形波パルス変調光を
作り出すことができる。
【0005】次に受光回路について説明する。図7にお
いて定常光を含む信号光をフォトダイオード(Phot
o Diode ; 以下、PDと称す)12で光電変
換し、光電流を得る。光電流の内、直流成分に対しては
トランジスタQ4 のエミッタを介してトランジスタQ
3 のベース電流として流れる動作により、トランジス
タQ3 のコレクタ電流として接地に流れる。さらに光
電流の内、パルス成分に対してはトランジスタQ4 の
エミッタを介してコンデンサC1 に流れ、コンデンサ
C1 を通過して接地へと流れる。従ってパルス成分に
対してはトランジスタQ4 により増幅されてコレクタ
電流として抵抗R1 に流れるため、電圧降下により出
力のパルス波形が得られる。この出力パルス波形を図8
に示す。
いて定常光を含む信号光をフォトダイオード(Phot
o Diode ; 以下、PDと称す)12で光電変
換し、光電流を得る。光電流の内、直流成分に対しては
トランジスタQ4 のエミッタを介してトランジスタQ
3 のベース電流として流れる動作により、トランジス
タQ3 のコレクタ電流として接地に流れる。さらに光
電流の内、パルス成分に対してはトランジスタQ4 の
エミッタを介してコンデンサC1 に流れ、コンデンサ
C1 を通過して接地へと流れる。従ってパルス成分に
対してはトランジスタQ4 により増幅されてコレクタ
電流として抵抗R1 に流れるため、電圧降下により出
力のパルス波形が得られる。この出力パルス波形を図8
に示す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光電変換システムは以上のように構成されていたので、
外来光が定常的な光で脈動波を含まない場合は実用上使
用可能であるが、光投光手段から発射される光信号のエ
ネルギーが小さく、さらに外来光に脈動波が含まれる場
合は、受光回路で得た出力信号に外来脈動波が含まれて
しまい、信号だけを抽出することが非常に困難であった
。そのため、信号だけを抽出するための改善が必要であ
った。また、光電変換システム全体の消費電力を少しで
も減少させることが望まれていた。
光電変換システムは以上のように構成されていたので、
外来光が定常的な光で脈動波を含まない場合は実用上使
用可能であるが、光投光手段から発射される光信号のエ
ネルギーが小さく、さらに外来光に脈動波が含まれる場
合は、受光回路で得た出力信号に外来脈動波が含まれて
しまい、信号だけを抽出することが非常に困難であった
。そのため、信号だけを抽出するための改善が必要であ
った。また、光電変換システム全体の消費電力を少しで
も減少させることが望まれていた。
【0007】また、従来の光電変換システムでは光投光
手段で光信号にパルス変調を用いる場合、上述のように
その変調波形に方形波を用いていたため、方形波の立上
り,立下りの急峻な波形の中に高周波成分が含まれ、こ
の高周波成分によって他回路へのクロストークや電源ラ
インからの廻り込みによるノイズが発生するという問題
点があり、そのため、実際の実装基板上でアーク点をか
えて様子を見たり、電源ラインにコンデンサを追加接続
したり、電源ラインにローパスフィルタを付加する等の
対策を必要としていた。
手段で光信号にパルス変調を用いる場合、上述のように
その変調波形に方形波を用いていたため、方形波の立上
り,立下りの急峻な波形の中に高周波成分が含まれ、こ
の高周波成分によって他回路へのクロストークや電源ラ
インからの廻り込みによるノイズが発生するという問題
点があり、そのため、実際の実装基板上でアーク点をか
えて様子を見たり、電源ラインにコンデンサを追加接続
したり、電源ラインにローパスフィルタを付加する等の
対策を必要としていた。
【0008】またさらには、受光回路での外来脈動波を
除去して信号波だけを抽出する方法の1つとして、従来
では上述のようにコンデンサと抵抗を用いたバンドパス
フィルタを用いて信号波だけを選択していたが、この手
法を採用した場合には、信号波の形状を方形波となるよ
う変調してあるため、方形波に含まれた高周波成分をエ
ネルギーとして捨てることとなり、信号を抽出する際の
大きな損失となり、信号/ノイズ比(S/N比)を大き
く取るためには本質的に問題であった。また、従来のコ
ンデンサと抵抗を用いたバンドパスフィルタでは、定常
光以外の光成分を抽出しているため、外来脈動波,外来
パルスが存在した場合にはその影響を大きく受けて乱れ
た波形になってしまい、定常光や外来脈動波,外来パル
ス光に埋もれた信号光を確実に選択することができなか
った。
除去して信号波だけを抽出する方法の1つとして、従来
では上述のようにコンデンサと抵抗を用いたバンドパス
フィルタを用いて信号波だけを選択していたが、この手
法を採用した場合には、信号波の形状を方形波となるよ
う変調してあるため、方形波に含まれた高周波成分をエ
ネルギーとして捨てることとなり、信号を抽出する際の
大きな損失となり、信号/ノイズ比(S/N比)を大き
く取るためには本質的に問題であった。また、従来のコ
ンデンサと抵抗を用いたバンドパスフィルタでは、定常
光以外の光成分を抽出しているため、外来脈動波,外来
パルスが存在した場合にはその影響を大きく受けて乱れ
た波形になってしまい、定常光や外来脈動波,外来パル
ス光に埋もれた信号光を確実に選択することができなか
った。
【0009】この発明は上記のような種々の問題点を解
消するためになされたもので、外来脈動波と信号波とを
区別して信号だけを抽出でき、信号/ノイズ比を大きく
取れるとともに、他回路のクロストークや電源ラインか
らの廻り込みによるノイズ発生を抑えることができる光
電変換システムを提供することを目的とする。
消するためになされたもので、外来脈動波と信号波とを
区別して信号だけを抽出でき、信号/ノイズ比を大きく
取れるとともに、他回路のクロストークや電源ラインか
らの廻り込みによるノイズ発生を抑えることができる光
電変換システムを提供することを目的とする。
【0010】また、この発明は外来光と混合された信号
光の抽出能力をさらに高めることができる受光回路を備
えた光電変換システムを提供することを目的とする。
光の抽出能力をさらに高めることができる受光回路を備
えた光電変換システムを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に係る光電変換
システムは、電気信号を光信号に変換する手段と、光信
号を電気信号に変換する手段とを備えたものにおいて、
光伝送する光信号のエネルギー波形を正弦波形としたも
のである。
システムは、電気信号を光信号に変換する手段と、光信
号を電気信号に変換する手段とを備えたものにおいて、
光伝送する光信号のエネルギー波形を正弦波形としたも
のである。
【0012】また、この発明に係る光電変換システムは
、電気信号を光信号に変換し光信号を発射する光投光手
段と、光信号を受光し該光信号を電気信号に変換する受
光手段とを備えたものにおいて、光投光手段を、光発光
素子と、光発光素子を駆動するとともに光発光素子から
発射する光信号のエネルギー波形を正弦波形とする変調
をかける光発光素子駆動回路とから構成したものである
。
、電気信号を光信号に変換し光信号を発射する光投光手
段と、光信号を受光し該光信号を電気信号に変換する受
光手段とを備えたものにおいて、光投光手段を、光発光
素子と、光発光素子を駆動するとともに光発光素子から
発射する光信号のエネルギー波形を正弦波形とする変調
をかける光発光素子駆動回路とから構成したものである
。
【0013】また、上記光発光素子駆動回路の光発光素
子を駆動するトランジスタをその能動領域でのみで動作
させるようにしたものである。
子を駆動するトランジスタをその能動領域でのみで動作
させるようにしたものである。
【0014】また、上記光発光素子を上記光発光素子を
駆動するトランジスタのコレクタとエミッタ間に挿入し
、かつ、上記トランジスタのコレクタに光発光素子のア
ノードを、上記トランジスタのエミッタにはカソードを
接続したものである。
駆動するトランジスタのコレクタとエミッタ間に挿入し
、かつ、上記トランジスタのコレクタに光発光素子のア
ノードを、上記トランジスタのエミッタにはカソードを
接続したものである。
【0015】また、上記光発光素子を駆動するトランジ
スタのエミッタに直流負帰還用抵抗を接続し、上記トラ
ンジスタのベースにバイアス用抵抗を接続し、上記光発
光素子を駆動するトランジスタが常に能動領域のみで動
作するようにしたものである。
スタのエミッタに直流負帰還用抵抗を接続し、上記トラ
ンジスタのベースにバイアス用抵抗を接続し、上記光発
光素子を駆動するトランジスタが常に能動領域のみで動
作するようにしたものである。
【0016】また、さらには上記駆動回路により、上記
光発光素子に電流の形で正弦波を流すことにより、上記
光発光素子の発光輝度の強弱を正弦波としたものである
。
光発光素子に電流の形で正弦波を流すことにより、上記
光発光素子の発光輝度の強弱を正弦波としたものである
。
【0017】またこの発明に係る光電変換システムは、
電気信号を光信号に変換し光信号を発射する光投光手段
と、光信号を受光し該光信号を電気信号に変換する受光
手段とを備えたものにおいて、受光手段を、外来脈動波
や外来光を含む信号光を電気信号に変換する光電変換素
子と、上記光電変換素子で得られた電気エネルギーを同
調させて信号波のみの共振した電気エネルギーを得る共
振回路と、該共振した電気エネルギーから、信号波のみ
を選択して出力するバンドパスフィルタを含むよう構成
したものである。
電気信号を光信号に変換し光信号を発射する光投光手段
と、光信号を受光し該光信号を電気信号に変換する受光
手段とを備えたものにおいて、受光手段を、外来脈動波
や外来光を含む信号光を電気信号に変換する光電変換素
子と、上記光電変換素子で得られた電気エネルギーを同
調させて信号波のみの共振した電気エネルギーを得る共
振回路と、該共振した電気エネルギーから、信号波のみ
を選択して出力するバンドパスフィルタを含むよう構成
したものである。
【0018】
【作用】この発明においては、光投光手段から発射する
光信号に方形波ではなく正弦波とする変調をかけるよう
にしたので、光投光手段から発射する光信号は正弦波形
による連続波となり、光電変換システムでの信号エネル
ギー効率が大きくなり、光投光回路と受光回路での信号
,ノイズ比が改善される。
光信号に方形波ではなく正弦波とする変調をかけるよう
にしたので、光投光手段から発射する光信号は正弦波形
による連続波となり、光電変換システムでの信号エネル
ギー効率が大きくなり、光投光回路と受光回路での信号
,ノイズ比が改善される。
【0019】またこの発明においては、光投光手段から
発射する光信号を正弦波に変調する基本的な駆動回路に
おいて、光発光素子を駆動するトランジスタをスイッチ
ング動作ではなく能動領域での動作を行うようにしたの
で、光発光素子を駆動するトランジスタ回路の歪率が抑
えられ高周波成分の発生が抑制され、またトランジスタ
動作も高速化できる。
発射する光信号を正弦波に変調する基本的な駆動回路に
おいて、光発光素子を駆動するトランジスタをスイッチ
ング動作ではなく能動領域での動作を行うようにしたの
で、光発光素子を駆動するトランジスタ回路の歪率が抑
えられ高周波成分の発生が抑制され、またトランジスタ
動作も高速化できる。
【0020】また、この発明においては、光発光素子を
該光発光素子を駆動するトランジスタのコレクタとエミ
ッタ間に挿入してトランジスタのコレクタに光発光素子
のアノードをエミッタにはカソードを接続したので、光
発光素子を駆動する回路部での消費電流が一定となり、
他回路へのクロストークが抑えられる。
該光発光素子を駆動するトランジスタのコレクタとエミ
ッタ間に挿入してトランジスタのコレクタに光発光素子
のアノードをエミッタにはカソードを接続したので、光
発光素子を駆動する回路部での消費電流が一定となり、
他回路へのクロストークが抑えられる。
【0021】また、この発明においては、光発光素子を
駆動するトランジスタのエミッタに直流負帰還用抵抗を
接続し、ベースにバイアス用抵抗を接続して光発光素子
を駆動するトランジスタが常に能動領域のみで動作する
ようにしたので、回路動作が安定化し、回路を構成する
素子のバラツキによる動作変動が抑制される。
駆動するトランジスタのエミッタに直流負帰還用抵抗を
接続し、ベースにバイアス用抵抗を接続して光発光素子
を駆動するトランジスタが常に能動領域のみで動作する
ようにしたので、回路動作が安定化し、回路を構成する
素子のバラツキによる動作変動が抑制される。
【0022】また、この発明においては、光発光素子に
電流の形で正弦波を流すことにより、光発光素子の発光
輝度の強弱を正弦波としたので、容易に光信号のエネル
ギー波形を正弦波形とできる。
電流の形で正弦波を流すことにより、光発光素子の発光
輝度の強弱を正弦波としたので、容易に光信号のエネル
ギー波形を正弦波形とできる。
【0023】また、さらにこの発明においては、光電変
換素子の後段に共振回路とバンドパスフィルタを設けた
ので、外来脈動波を含む信号波は光電変換素子で光電変
換され、この電気信号は共振回路により同調され、さら
にバンドパスフィルタによる選択回路を介して信号波の
みが選択され、信号/ノイズ比が大きい信号が出力され
る。
換素子の後段に共振回路とバンドパスフィルタを設けた
ので、外来脈動波を含む信号波は光電変換素子で光電変
換され、この電気信号は共振回路により同調され、さら
にバンドパスフィルタによる選択回路を介して信号波の
みが選択され、信号/ノイズ比が大きい信号が出力され
る。
【0024】
【実施例】図1はこの発明の一の実施例による光電変換
システムに用いる光投光手段である、光発光素子と該光
発光素子から正弦波形の光信号を作り出すための光発光
素子駆動回路を示す回路図である。図において、1は発
光素子(LED)、2はLED1に流す電流値を設定す
るための抵抗(R1 )、8はLED1を駆動するトラ
ンジスタ(Q1 )、3はトランジスタQ18を能動領
域で動作させるための直流負帰還抵抗(R2 )であり
、かつこれは抵抗R1 2で設定された電流の内、LE
D1へ流れる電流を分流させる電流量を設定するための
抵抗でもある。4と5はトランジスタQ1 8にバイア
ス電流を供給し、かつQ1 8のベース電圧をR2 3
とともに設定するための抵抗(R3 ,R4 )、7a
は交流信号を伝達する結合コンデンサ(C1 )、7b
は直流負帰還抵抗(R2 )3と並列に接続されたコン
デンサ、6は正弦波発生器からの負荷インピーダンスの
整合を取る抵抗(R5 )、10は電力をこの回路へ供
給するための電源端子、11は正弦波の変調波形を作り
出すための正弦波入力端子である。
システムに用いる光投光手段である、光発光素子と該光
発光素子から正弦波形の光信号を作り出すための光発光
素子駆動回路を示す回路図である。図において、1は発
光素子(LED)、2はLED1に流す電流値を設定す
るための抵抗(R1 )、8はLED1を駆動するトラ
ンジスタ(Q1 )、3はトランジスタQ18を能動領
域で動作させるための直流負帰還抵抗(R2 )であり
、かつこれは抵抗R1 2で設定された電流の内、LE
D1へ流れる電流を分流させる電流量を設定するための
抵抗でもある。4と5はトランジスタQ1 8にバイア
ス電流を供給し、かつQ1 8のベース電圧をR2 3
とともに設定するための抵抗(R3 ,R4 )、7a
は交流信号を伝達する結合コンデンサ(C1 )、7b
は直流負帰還抵抗(R2 )3と並列に接続されたコン
デンサ、6は正弦波発生器からの負荷インピーダンスの
整合を取る抵抗(R5 )、10は電力をこの回路へ供
給するための電源端子、11は正弦波の変調波形を作り
出すための正弦波入力端子である。
【0025】また、図3は図1の光投光手段から発射す
る光信号のエネルギー波形を示す図である。
る光信号のエネルギー波形を示す図である。
【0026】以下、本実施例による光投光手段の動作に
ついて説明する。トランジスタQ1 8のベースには、
抵抗R3 4と抵抗R4 5の抵抗分割によりバイアス
電圧が作られ、さらに抵抗R3 4からベースにバイア
ス電圧が供給される。また、電源端子10から抵抗R1
2を介して発光素子LED1に電流が供給され、LE
D1は発光動作する。この抵抗R1 2から供給された
電流はトランジスタQ1 8のコレクタで分流され、コ
レクタ電流としてコレクタからエミッタに流れ、同時に
ベースからバイアス電流と合流してエミッタ電流として
エミッタから抵抗R2 3を通り接地に流れる。ここで
、抵抗R2 3で電圧降下が発生し、トランジスタQ1
8のベース電位が上昇する。すると、抵抗R3 4を
介して供給されるベース電流が減少し、トランジスタの
直流増幅率hFE倍されたコレクタ電流も減少するため
、トランジスタQ1 8は能動領域動作の状態で安定す
る。つまり、抵抗R1 2から供給される電流は発光素
子LED1へ流れる電流とトランジスタQ1 8のコレ
クタへ流れる電流とに分流した状態でバランスする。こ
の時、発光素子LEDの発光強度が中間レベル(平均発
光強度)となるように設定しておく。
ついて説明する。トランジスタQ1 8のベースには、
抵抗R3 4と抵抗R4 5の抵抗分割によりバイアス
電圧が作られ、さらに抵抗R3 4からベースにバイア
ス電圧が供給される。また、電源端子10から抵抗R1
2を介して発光素子LED1に電流が供給され、LE
D1は発光動作する。この抵抗R1 2から供給された
電流はトランジスタQ1 8のコレクタで分流され、コ
レクタ電流としてコレクタからエミッタに流れ、同時に
ベースからバイアス電流と合流してエミッタ電流として
エミッタから抵抗R2 3を通り接地に流れる。ここで
、抵抗R2 3で電圧降下が発生し、トランジスタQ1
8のベース電位が上昇する。すると、抵抗R3 4を
介して供給されるベース電流が減少し、トランジスタの
直流増幅率hFE倍されたコレクタ電流も減少するため
、トランジスタQ1 8は能動領域動作の状態で安定す
る。つまり、抵抗R1 2から供給される電流は発光素
子LED1へ流れる電流とトランジスタQ1 8のコレ
クタへ流れる電流とに分流した状態でバランスする。こ
の時、発光素子LEDの発光強度が中間レベル(平均発
光強度)となるように設定しておく。
【0027】この状態で、入力に交流信号源を接続し、
抵抗R5 6で交流信号発生源との信号源インピーダン
ス整合を取り、結合コンデンサC17aを介してトラン
ジスタQ1 8のベースに交流信号を伝えて、前記バイ
アス電流に重畳して交流信号電流をベース電流として供
給する。すると、トランジスタQ1 8はトランジスタ
の交流信号増幅率hfeされたコレクタ交流信号となり
増幅され、抵抗R1 2から供給される電流を交流信号
電流で分流するため、発光素子LED1に流れる電流も
交流的に変化して流れ、発光強度が前記中間レベルに対
して強レベルと弱レベルに変化し、発光する。この時、
前記コレクタ交流信号は、前記ベース交流信号と共にエ
ミッタに伝えられ、コンデンサC2 7bを介して接地
に流れる。
抵抗R5 6で交流信号発生源との信号源インピーダン
ス整合を取り、結合コンデンサC17aを介してトラン
ジスタQ1 8のベースに交流信号を伝えて、前記バイ
アス電流に重畳して交流信号電流をベース電流として供
給する。すると、トランジスタQ1 8はトランジスタ
の交流信号増幅率hfeされたコレクタ交流信号となり
増幅され、抵抗R1 2から供給される電流を交流信号
電流で分流するため、発光素子LED1に流れる電流も
交流的に変化して流れ、発光強度が前記中間レベルに対
して強レベルと弱レベルに変化し、発光する。この時、
前記コレクタ交流信号は、前記ベース交流信号と共にエ
ミッタに伝えられ、コンデンサC2 7bを介して接地
に流れる。
【0028】また、図2はこの発明の一実施例による光
電変換システムに用いる受光手段を示すブロック図であ
り、図において、12は受光用の光電変換素子(PD)
で、ここで光電変換回路が構成される。13はPD12
により光電変換された電気信号を同調させて信号波を選
択する共振回路、14は共振回路で選択した信号波を増
幅する第1の緩衝増幅器、15は圧電振動子フィルタで
構成したバントパスフィルタ、16はバンドパスフィル
タ15の出力を増幅する第2の緩衝増幅器、17は出力
端子である。
電変換システムに用いる受光手段を示すブロック図であ
り、図において、12は受光用の光電変換素子(PD)
で、ここで光電変換回路が構成される。13はPD12
により光電変換された電気信号を同調させて信号波を選
択する共振回路、14は共振回路で選択した信号波を増
幅する第1の緩衝増幅器、15は圧電振動子フィルタで
構成したバントパスフィルタ、16はバンドパスフィル
タ15の出力を増幅する第2の緩衝増幅器、17は出力
端子である。
【0029】図4は図2のブロック図を具体的な回路例
として示したものである。本回路例では共振回路として
並列型の共振回路を用いている。
として示したものである。本回路例では共振回路として
並列型の共振回路を用いている。
【0030】次に動作について説明する。光電変換素子
が強弱変調光を受光すると光電変換された電気エネルギ
ーも強弱変化をもつ。この強弱変化を共振回路13に入
力して強弱変化と共振させ、強弱変化の時間的変化、つ
まり、共振周波数成分の電気エネルギーだけを選択的に
検出し、同調機能して第1の増幅器14へ供給する。こ
の第1の増幅器14は入力インピーダンスを高くとり、
出力インピーダンスを低くとるように設定し、緩衝増幅
器としての機能も持つようにして次段のバンドパスフィ
ルタ15へ供給する。バンドパスフィルタ15は例えば
セラミックフィルタ,クリスタルフィルタ等の機械的フ
ィルタからなる圧電振動子フィルタ等で構成し、このよ
うな機械的共振子を介して再び電気信号として共振周波
数成分を持つ電気エネルギーだけを選択して取り出し、
第2の増幅器16へ供給する。この第2の増幅器16は
緩衝増幅器としての機能を持たせ、安定な出力を得る。 このように、共振回路13(同調機能)とバンド・パス
・フィルタ15(圧電振動子フィルタ等)の組み合わせ
により高い選択機能をもつ光電変換装置を実現している
。
が強弱変調光を受光すると光電変換された電気エネルギ
ーも強弱変化をもつ。この強弱変化を共振回路13に入
力して強弱変化と共振させ、強弱変化の時間的変化、つ
まり、共振周波数成分の電気エネルギーだけを選択的に
検出し、同調機能して第1の増幅器14へ供給する。こ
の第1の増幅器14は入力インピーダンスを高くとり、
出力インピーダンスを低くとるように設定し、緩衝増幅
器としての機能も持つようにして次段のバンドパスフィ
ルタ15へ供給する。バンドパスフィルタ15は例えば
セラミックフィルタ,クリスタルフィルタ等の機械的フ
ィルタからなる圧電振動子フィルタ等で構成し、このよ
うな機械的共振子を介して再び電気信号として共振周波
数成分を持つ電気エネルギーだけを選択して取り出し、
第2の増幅器16へ供給する。この第2の増幅器16は
緩衝増幅器としての機能を持たせ、安定な出力を得る。 このように、共振回路13(同調機能)とバンド・パス
・フィルタ15(圧電振動子フィルタ等)の組み合わせ
により高い選択機能をもつ光電変換装置を実現している
。
【0031】このような本実施例によれば、発光素子を
正弦波形で振幅変調したので、光投光手段から発生する
高周波成分をなくすことができ、周辺回路へのクロスト
ークを軽減することができる。また発光素子の駆動回路
、すなわち変調回路での信号波形が正弦波形となるのて
、変調回路自体のエネルギー効率も高めることができる
。また、光信号から電気信号への変換において、光電変
換素子自体または光電変換回路に存在する浮遊容量によ
るエネルギー損失を軽減でき、光電変換効率を高めるこ
とができる。また、さらには前記光電変換回路での取り
扱う信号波形が正弦波形となり、高調波成分を含まない
ため、周辺回路へのクロストークを軽減をできる。
正弦波形で振幅変調したので、光投光手段から発生する
高周波成分をなくすことができ、周辺回路へのクロスト
ークを軽減することができる。また発光素子の駆動回路
、すなわち変調回路での信号波形が正弦波形となるのて
、変調回路自体のエネルギー効率も高めることができる
。また、光信号から電気信号への変換において、光電変
換素子自体または光電変換回路に存在する浮遊容量によ
るエネルギー損失を軽減でき、光電変換効率を高めるこ
とができる。また、さらには前記光電変換回路での取り
扱う信号波形が正弦波形となり、高調波成分を含まない
ため、周辺回路へのクロストークを軽減をできる。
【0032】また、発光素子を駆動するトランジスタを
能動領域で動作させるようにしたので、トランジスタ動
作を高速化することができ、高周波での発光素子の駆動
ができる。また、発光素子を駆動するトランジスタを能
動領域で動作させることにより、該トランジスタで発生
する歪を減少することができる。これにより、高周波成
分の発生が抑えられ、周辺回路へのクロストークを抑制
することができる。
能動領域で動作させるようにしたので、トランジスタ動
作を高速化することができ、高周波での発光素子の駆動
ができる。また、発光素子を駆動するトランジスタを能
動領域で動作させることにより、該トランジスタで発生
する歪を減少することができる。これにより、高周波成
分の発生が抑えられ、周辺回路へのクロストークを抑制
することができる。
【0033】また、発光素子に流れる電流と発光素子を
駆動するトランジスタに流れる電流の和が常に一定とな
るように構成しているため、この駆動回路で消費する電
流が一定となり、電源ラインや接地ラインでの電圧変動
を無にすることができ、さらには周辺回路への電源ライ
ンや接地ラインを介してのクロストークを無にすること
ができる。
駆動するトランジスタに流れる電流の和が常に一定とな
るように構成しているため、この駆動回路で消費する電
流が一定となり、電源ラインや接地ラインでの電圧変動
を無にすることができ、さらには周辺回路への電源ライ
ンや接地ラインを介してのクロストークを無にすること
ができる。
【0034】また、発光素子を駆動するトランジスタの
エミッタに負帰還をかけるように構成しているため、回
路動作を安定化でき、回路を構成する素子のバラツキに
よる動作変動を抑制することができる。
エミッタに負帰還をかけるように構成しているため、回
路動作を安定化でき、回路を構成する素子のバラツキに
よる動作変動を抑制することができる。
【0035】また、上記実施例のように、発光素子にL
ED等の半導体発光素子を用いた場合には発光素子に流
す電流の強弱を正弦波形とすることで、容易に発光強度
の強弱を正弦波形の光の強弱に正確に伝えることができ
る。
ED等の半導体発光素子を用いた場合には発光素子に流
す電流の強弱を正弦波形とすることで、容易に発光強度
の強弱を正弦波形の光の強弱に正確に伝えることができ
る。
【0036】またさらには、受光回路において、光電変
換素子12で得られた電気エネルギーを共振回路13で
同調させ、信号波のみの共振した電気エネルギーを得、
これを第1の緩衝増幅器14を介して圧電振動子フィル
タ等からなるバンドパスフィルタ15に入力し、共振回
路13で共振した電気エネルギーから、周期的なパルス
変調された信号波のみを選択して増幅し出力するように
したので、信号抽出能力を高めることができ、定常光や
外来パルス光にうもれた信号光を確実に選択し、増幅し
て取り出すことができる。
換素子12で得られた電気エネルギーを共振回路13で
同調させ、信号波のみの共振した電気エネルギーを得、
これを第1の緩衝増幅器14を介して圧電振動子フィル
タ等からなるバンドパスフィルタ15に入力し、共振回
路13で共振した電気エネルギーから、周期的なパルス
変調された信号波のみを選択して増幅し出力するように
したので、信号抽出能力を高めることができ、定常光や
外来パルス光にうもれた信号光を確実に選択し、増幅し
て取り出すことができる。
【0037】なお、上記実施例では受光回路において、
共振回路13として並列型の共振回路を用いた例につい
て示したが、これは直列型のもので構成してもよく、ま
たさらには光電変換回路の後段に共振回路13と圧電振
動子フィルタ15を1段ずつ設けた例について示したが
、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば共振
回路13と圧電振動子フィルタ15とを複数個用いてこ
れらを増幅器を介して多段に構成してもよい。この場合
には、上記実施例に比して受光回路での信号抽出能力を
さらに高めることが可能となり、微弱な信号を抽出でき
るという効果がある。
共振回路13として並列型の共振回路を用いた例につい
て示したが、これは直列型のもので構成してもよく、ま
たさらには光電変換回路の後段に共振回路13と圧電振
動子フィルタ15を1段ずつ設けた例について示したが
、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば共振
回路13と圧電振動子フィルタ15とを複数個用いてこ
れらを増幅器を介して多段に構成してもよい。この場合
には、上記実施例に比して受光回路での信号抽出能力を
さらに高めることが可能となり、微弱な信号を抽出でき
るという効果がある。
【0038】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば発光素子
を正弦波形で振幅変調したので、光投光手段から発生す
る高周波成分をなくすことができ周辺回路へのクロスト
ークを軽減できる効果がある。また発光素子の駆動回路
、すなわち変調回路での信号波形が正弦波形となること
で変調回路自体のエネルギー効率を高めることができる
という効果がある。またさらに光信号から電気信号への
変換において、光電変換素子自体または光電変換回路に
存在する浮遊容量によるエネルギー損失を軽減でき、光
電変換効率を高めることができるという効果がある。 また前記光電変換回路での取り扱う信号波形が正弦波形
となるため高調波成分を含まないため、周辺回路へのク
ロストークを軽減できるという効果がある。
を正弦波形で振幅変調したので、光投光手段から発生す
る高周波成分をなくすことができ周辺回路へのクロスト
ークを軽減できる効果がある。また発光素子の駆動回路
、すなわち変調回路での信号波形が正弦波形となること
で変調回路自体のエネルギー効率を高めることができる
という効果がある。またさらに光信号から電気信号への
変換において、光電変換素子自体または光電変換回路に
存在する浮遊容量によるエネルギー損失を軽減でき、光
電変換効率を高めることができるという効果がある。 また前記光電変換回路での取り扱う信号波形が正弦波形
となるため高調波成分を含まないため、周辺回路へのク
ロストークを軽減できるという効果がある。
【0039】さらにこの発明によれは、発光素子を駆動
するトランジスタを能動領域で動作させるため、トラン
ジスタ動作を高速化でき、高周波での発光素子の駆動が
できるという効果がある。また発光素子を駆動するトラ
ンジスタを能動領域で動作するのでこのトランジスタで
発生する歪を減少できるため、高周波成分の発生を抑え
ることができ、周辺回路へのクロストークを抑制できる
という効果がある。
するトランジスタを能動領域で動作させるため、トラン
ジスタ動作を高速化でき、高周波での発光素子の駆動が
できるという効果がある。また発光素子を駆動するトラ
ンジスタを能動領域で動作するのでこのトランジスタで
発生する歪を減少できるため、高周波成分の発生を抑え
ることができ、周辺回路へのクロストークを抑制できる
という効果がある。
【0040】さらにこの発明によれば、発光素子に流れ
る電流と発光素子を駆動するトランジスタに流れる電流
の和が常に一定となるように構成しているため、この駆
動回路で消費する電流が一定となり、電源ラインや接地
ラインでの電圧変動を無にすることができるという効果
があり、さらには周辺回路への電源ラインや接地ライン
を介してのクロストークを無にできるという効果もある
。
る電流と発光素子を駆動するトランジスタに流れる電流
の和が常に一定となるように構成しているため、この駆
動回路で消費する電流が一定となり、電源ラインや接地
ラインでの電圧変動を無にすることができるという効果
があり、さらには周辺回路への電源ラインや接地ライン
を介してのクロストークを無にできるという効果もある
。
【0041】さらにこの発明によれば、発光素子を駆動
するトランジスタのエミッタに負帰還をかけることがで
きるため、回路動作を安定化でき回路を構成する素子の
バラツキによる動作変動を抑えることができる効果があ
る。
するトランジスタのエミッタに負帰還をかけることがで
きるため、回路動作を安定化でき回路を構成する素子の
バラツキによる動作変動を抑えることができる効果があ
る。
【0042】さらにこの発明によれば、発光素子に流す
電流の強弱を正弦波形としているので、発光強度の強弱
を正弦波形の光の強弱に正確に伝えることができるとい
う効果がある。
電流の強弱を正弦波形としているので、発光強度の強弱
を正弦波形の光の強弱に正確に伝えることができるとい
う効果がある。
【0043】また、この発明によれば、光電変換された
電気信号を共振回路により同調させて信号波を選択し、
この選択した信号波を圧電振動子フィルタで構成したバ
ンドパスフィルタを通して信号波を抽出するようにした
ので、受光回路の信号抽出能力を高めることができ、定
常光や外来パルス光にうもれた信号光を確実に選択して
取り出すことができるという効果がある。
電気信号を共振回路により同調させて信号波を選択し、
この選択した信号波を圧電振動子フィルタで構成したバ
ンドパスフィルタを通して信号波を抽出するようにした
ので、受光回路の信号抽出能力を高めることができ、定
常光や外来パルス光にうもれた信号光を確実に選択して
取り出すことができるという効果がある。
【図1】この発明の一実施例による光電変換システムに
おける、発光素子から正弦波形の光信号を作り出すため
の発光素子駆動回路を示す回路図である。
おける、発光素子から正弦波形の光信号を作り出すため
の発光素子駆動回路を示す回路図である。
【図2】この発明の一実施例による光電変換システムお
ける、受光回路を示すブロック図である。
ける、受光回路を示すブロック図である。
【図3】この発明の一実施例による光電変換システムに
おける、発光素子から発射される光エネルギーの大きさ
を示すグラフ図である。
おける、発光素子から発射される光エネルギーの大きさ
を示すグラフ図である。
【図4】この発明の一実施例による光電変換システムに
おける、受光回路の具体例を示す回路図である。
おける、受光回路の具体例を示す回路図である。
【図5】従来の光電変換システムの発光素子駆動回路を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図6】従来の光電変換システムの発光素子駆動回路に
よって得られた発光素子に流れる電流波形を示すグラフ
図である。
よって得られた発光素子に流れる電流波形を示すグラフ
図である。
【図7】従来の光電変換システムの受光回路を示す回路
図である。
図である。
【図8】従来の光電変換システムの受光回路で得られる
信号波の出力波形を示すグラフ図である。
信号波の出力波形を示すグラフ図である。
1 発光素子
2 抵抗R1
3 抵抗R2
4 抵抗R3
5 抵抗R4
6 抵抗R5
7a コンデンサC1
7b コンデンサC2
8 トランジスタQ1
9 正弦波発生器
10 電源端子
11 正弦波入力端子
12 光電変換素子
13 共振回路
14 第1の緩衝増幅器
15 バンドパスフィルタ
16 第2の緩衝増幅器
17 出力端子
Claims (7)
- 【請求項1】 電気信号を光信号に変換する手段と、
光信号を電気信号に変換する手段とを備えた光電変換シ
ステムにおいて、光伝送する上記光信号のエネルギー波
形を正弦波形としたことを特徴する光電変換システム。 - 【請求項2】 電気信号を光信号に変換し光信号を発
射する光投光手段と、光信号を受光し該光信号を電気信
号に変換する受光手段とを備えた光電変換システムにお
いて、上記光投光手段は、光発光素子と、該光発光素子
を駆動するとともに、光発光素子から発射する光信号の
エネルギー波形を正弦波形に変調する光発光素子駆動回
路とを備えたものであることを特徴とする光電変換シス
テム。 - 【請求項3】 上記光発光素子駆動回路は、上記光発
光素子を駆動するトランジスタを含み、かつ、該トラン
ジスタはその能動領域のみで動作するものであることを
特徴とする請求項2記載の光電変換システム。 - 【請求項4】 上記光発光素子駆動回路は、上記光発
光素子を駆動するトランジスタを含むものであり、上記
光発光素子は上記光発光素子を駆動するトランジスタの
コレクタとエミッタ間に挿入され、かつ、上記トランジ
スタのコレクタに光発光素子のアノードが、上記トラン
ジスタのエミッタにカソードが接続されていることを特
徴とする請求項2記載の光電変換システム。 - 【請求項5】 上記光発光素子を駆動するトランジス
タのエミッタに接続した直流負帰還用抵抗と、上記トラ
ンジスタのベースに接続したバイアス用抵抗とを備え、
上記光発光素子を駆動するトランジスタが常に能動領域
のみで動作するようにしたことを特徴とする請求項3記
載の光電変換システム。 - 【請求項6】上記駆動回路は、上記光発光素子に電流の
形で正弦波を流すことにより、上記光発光素子の発光輝
度の強弱を正弦波とするものであることを特徴とする請
求項2記載の光電変換システム。 - 【請求項7】 電気信号を光信号に変換し光信号を発
射する光投光手段と、光信号を受光し該光信号を電気信
号に変換する受光手段とを備えた光電変換システムにお
いて、上記受光手段は、外来脈動波や外来光を含む信号
光を電気信号に変換する光電変換素子と、上記光電変換
素子で得られた電気エネルギーを同調させ、信号波のみ
の共振した電気エネルギーを得る共振回路と、該共振し
た電気エネルギーから、信号波のみを選択して出力する
バンドパスフィルタとを備えたものであることを特徴と
する光電変換システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3072464A JPH04282876A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 光電変換システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3072464A JPH04282876A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 光電変換システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04282876A true JPH04282876A (ja) | 1992-10-07 |
Family
ID=13490056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3072464A Pending JPH04282876A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 光電変換システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04282876A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007258459A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Alpine Electronics Inc | Ledバックライト駆動装置 |
JP2007324533A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Audio Technica Corp | レーザ光源駆動回路およびそれを用いた墨出し器 |
JP2012253006A (ja) * | 2011-06-02 | 2012-12-20 | Immense Advance Technology Corp | Led駆動回路 |
JP2020148706A (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-17 | オムロン株式会社 | 投光装置およびこれを備えたtofセンサ、距離画像生成装置 |
-
1991
- 1991-03-11 JP JP3072464A patent/JPH04282876A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007258459A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Alpine Electronics Inc | Ledバックライト駆動装置 |
JP2007324533A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Audio Technica Corp | レーザ光源駆動回路およびそれを用いた墨出し器 |
JP2012253006A (ja) * | 2011-06-02 | 2012-12-20 | Immense Advance Technology Corp | Led駆動回路 |
JP2020148706A (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-17 | オムロン株式会社 | 投光装置およびこれを備えたtofセンサ、距離画像生成装置 |
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