JPH0514096A - 光電センサの受光増幅回路 - Google Patents
光電センサの受光増幅回路Info
- Publication number
- JPH0514096A JPH0514096A JP3192574A JP19257491A JPH0514096A JP H0514096 A JPH0514096 A JP H0514096A JP 3192574 A JP3192574 A JP 3192574A JP 19257491 A JP19257491 A JP 19257491A JP H0514096 A JPH0514096 A JP H0514096A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- input
- amplifier circuit
- amplified
- signal
- photodiode
- Prior art date
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- Pending
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- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 フォトダイオードの入力レベルに応じて過大
入力の飽和を抑えるための対数圧縮のレベルを変化させ
るようにすること。 【構成】 フォトダイオード１２の出力を増幅する増幅
回路１１の帰還抵抗Ｒｆに並列にログダイオード１３を
接続する。こうすればダイオード１３の順方向降下電圧
に達するまでは信号が直線的に増幅され、このレベルを
越えれば対数圧縮して増幅されることとなる。
入力の飽和を抑えるための対数圧縮のレベルを変化させ
るようにすること。 【構成】 フォトダイオード１２の出力を増幅する増幅
回路１１の帰還抵抗Ｒｆに並列にログダイオード１３を
接続する。こうすればダイオード１３の順方向降下電圧
に達するまでは信号が直線的に増幅され、このレベルを
越えれば対数圧縮して増幅されることとなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光電センサにおける受光
信号の増幅回路に関するものである。
信号の増幅回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来光電センサの増幅回路は例えば図５
に示されているように、演算増幅器１の反転入力端子と
非反転入力端子との間に受光素子であるフォトダイオー
ド２を接続して構成される。そして過大入力があったと
きに出力信号が飽和してしまうのを防止するために、演
算増幅器１の入出力端間に帰還抵抗に代えてログダイオ
ード３を接続し、対数圧縮を行うようにした受光信号増
幅回路が広く用いられている。こうすればダイオードの
対数特性を利用することによって対数圧縮が行われるこ
ととなる。
に示されているように、演算増幅器１の反転入力端子と
非反転入力端子との間に受光素子であるフォトダイオー
ド２を接続して構成される。そして過大入力があったと
きに出力信号が飽和してしまうのを防止するために、演
算増幅器１の入出力端間に帰還抵抗に代えてログダイオ
ード３を接続し、対数圧縮を行うようにした受光信号増
幅回路が広く用いられている。こうすればダイオードの
対数特性を利用することによって対数圧縮が行われるこ
ととなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の受光増幅回路においては、過大入力時の飽和を
抑えることができるが、太陽光等の直流光が外乱として
入光した場合には、対数圧縮されているために直流光の
影響が大きいほど交流成分の必要な出力信号レベルが小
さくなってしまう。従って照度の大きさによって検出距
離が変動してしまうという欠点があった。
な従来の受光増幅回路においては、過大入力時の飽和を
抑えることができるが、太陽光等の直流光が外乱として
入光した場合には、対数圧縮されているために直流光の
影響が大きいほど交流成分の必要な出力信号レベルが小
さくなってしまう。従って照度の大きさによって検出距
離が変動してしまうという欠点があった。
【０００４】本発明はこのような従来の光電センサの受
光増幅回路の問題点に鑑みてなされたものであって、光
電センサとして必要なレベルまでの信号は対数圧縮され
ないようにすることを技術的課題とする。
光増幅回路の問題点に鑑みてなされたものであって、光
電センサとして必要なレベルまでの信号は対数圧縮され
ないようにすることを技術的課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は光信号を電気信
号に変換するフォトダイオードと、フォトダイオードが
入力端に接続され光電流を増幅する増幅回路と、を具備
する光電センサの受光増幅回路であって、増幅回路の帰
還抵抗に並列にダイオードを接続し、フォトダイオード
より得られる光信号をその検出に必要なレベルまで直線
的に増幅し、過大入力時には入力信号を対数圧縮して増
幅することを特徴とするものである。
号に変換するフォトダイオードと、フォトダイオードが
入力端に接続され光電流を増幅する増幅回路と、を具備
する光電センサの受光増幅回路であって、増幅回路の帰
還抵抗に並列にダイオードを接続し、フォトダイオード
より得られる光信号をその検出に必要なレベルまで直線
的に増幅し、過大入力時には入力信号を対数圧縮して増
幅することを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】このような特徴を有する本発明によれば、フォ
トダイオードに得られる光電流を増幅回路によって増幅
しており、増幅回路の帰還抵抗に並列に対数特性を与え
るためのダイオードを設けている。従ってダイオードの
順方向降下電圧に達するまでは帰還抵抗のみが動作する
ため光電流は直線的に増幅され、順方向降下電圧に達す
れば光電流は対数圧縮して増幅されることとなる。
トダイオードに得られる光電流を増幅回路によって増幅
しており、増幅回路の帰還抵抗に並列に対数特性を与え
るためのダイオードを設けている。従ってダイオードの
順方向降下電圧に達するまでは帰還抵抗のみが動作する
ため光電流は直線的に増幅され、順方向降下電圧に達す
れば光電流は対数圧縮して増幅されることとなる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の一実施例による光電センサの
受光増幅回路の構成を示す回路図である。本図において
演算増幅器１１の反転入力端子と非反転入力端子間には
前述した従来例と同様にフォトダイオード１２が接続さ
れる。フォトダイオード１２は、図示しない投光部から
物体検知領域を介して得られる光を受光して、電気信号
に変換するものである。そして演算増幅器１１の入出力
端には図示のようにログダイオード１３及びこれと並列
に帰還抵抗Ｒｆを接続する。そしてこの帰還抵抗Ｒｆの
値を直流光（照度）が実使用上の範囲で大きくなっても
増幅回路の出力信号が変化しないような値とする。例え
ばログダイオード１３の順方向降下電圧を０．６Ｖ、後
段に接続されるコンパレータの判別レベルに必要な信号
レベルを５ｍＶ、直流光によってフォトダイオード１２
に流れる光電流ＩP の実使用上での最大値を５μＡとす
ると、帰還抵抗Ｒｆは次式（０．６Ｖ−５ｍＶ）／５μ
Ａ＝１１９ＫΩより小さい値とする。そして演算増幅器
１１の出力はＡＣ成分のみが図示しない増幅回路によっ
て増幅され整流されてコンパレータによって弁別され
る。
受光増幅回路の構成を示す回路図である。本図において
演算増幅器１１の反転入力端子と非反転入力端子間には
前述した従来例と同様にフォトダイオード１２が接続さ
れる。フォトダイオード１２は、図示しない投光部から
物体検知領域を介して得られる光を受光して、電気信号
に変換するものである。そして演算増幅器１１の入出力
端には図示のようにログダイオード１３及びこれと並列
に帰還抵抗Ｒｆを接続する。そしてこの帰還抵抗Ｒｆの
値を直流光（照度）が実使用上の範囲で大きくなっても
増幅回路の出力信号が変化しないような値とする。例え
ばログダイオード１３の順方向降下電圧を０．６Ｖ、後
段に接続されるコンパレータの判別レベルに必要な信号
レベルを５ｍＶ、直流光によってフォトダイオード１２
に流れる光電流ＩP の実使用上での最大値を５μＡとす
ると、帰還抵抗Ｒｆは次式（０．６Ｖ−５ｍＶ）／５μ
Ａ＝１１９ＫΩより小さい値とする。そして演算増幅器
１１の出力はＡＣ成分のみが図示しない増幅回路によっ
て増幅され整流されてコンパレータによって弁別され
る。
【０００８】さて帰還抵抗を上述したように設定すれ
ば、図２に示すようにログダイオード１３が順方向電圧
になるまでは光電流ＩP に対して出力Ｖout が直線的に
変化するリニア領域Ａとなり、このレベルを越えた過大
入力時にはログダイオード１３に電流が流れ、ログ領域
Ｂとなって入力された光電流ＩP に対して出力が対数的
に変化する領域となる。従って図３ａに示すように照度
が小さい場合には、信号光のレベルに応じてリニア領域
からログ領域で信号が増幅されることとなって、信号光
をほぼリニアに増幅することができる。又直流光が大き
い場合にも図３ｂに示すようにある範囲までは信号光を
リニアに増幅することができ、所定レベルを越えればロ
グ領域となる。従って光電センサとして必要な信号レベ
ルまでは照度の影響を受けずにリニアに増幅することが
でき、過大入力時には出力の飽和を抑えることができ
る。
ば、図２に示すようにログダイオード１３が順方向電圧
になるまでは光電流ＩP に対して出力Ｖout が直線的に
変化するリニア領域Ａとなり、このレベルを越えた過大
入力時にはログダイオード１３に電流が流れ、ログ領域
Ｂとなって入力された光電流ＩP に対して出力が対数的
に変化する領域となる。従って図３ａに示すように照度
が小さい場合には、信号光のレベルに応じてリニア領域
からログ領域で信号が増幅されることとなって、信号光
をほぼリニアに増幅することができる。又直流光が大き
い場合にも図３ｂに示すようにある範囲までは信号光を
リニアに増幅することができ、所定レベルを越えればロ
グ領域となる。従って光電センサとして必要な信号レベ
ルまでは照度の影響を受けずにリニアに増幅することが
でき、過大入力時には出力の飽和を抑えることができ
る。
【０００９】図４は本発明の第２実施例の一例を示す回
路図である。本図において電源Ｖccにはコレクタ抵抗Ｒ
１を介してトランジスタ２１のコレクタが接続されてい
る。トランジスタ２１のベース・エミッタ間にはフォト
ダイオード１２が接続され、エミッタは接地されてい
る。トランジスタ２１のコレクタ・ベース間には抵抗Ｒ
２，Ｒ３が直列接続されており、その共通接続端Ａと電
源間にはコンデンサＣが接続される。さて本実施例では
抵抗Ｒ３に並列にログダイオード１３が接続される。ロ
グダイオード１３は抵抗Ｒ３のの両端の電位差の最大値
を０．６Ｖとするものである。トランジスタ２１のコレ
クタ端Ｂは、図示しないコンデンサを介して増幅回路，
波形整形回路及びコンパレータに接続されている。
路図である。本図において電源Ｖccにはコレクタ抵抗Ｒ
１を介してトランジスタ２１のコレクタが接続されてい
る。トランジスタ２１のベース・エミッタ間にはフォト
ダイオード１２が接続され、エミッタは接地されてい
る。トランジスタ２１のコレクタ・ベース間には抵抗Ｒ
２，Ｒ３が直列接続されており、その共通接続端Ａと電
源間にはコンデンサＣが接続される。さて本実施例では
抵抗Ｒ３に並列にログダイオード１３が接続される。ロ
グダイオード１３は抵抗Ｒ３のの両端の電位差の最大値
を０．６Ｖとするものである。トランジスタ２１のコレ
クタ端Ｂは、図示しないコンデンサを介して増幅回路，
波形整形回路及びコンパレータに接続されている。
【００１０】次に本実施例の動作について説明する。受
光レベルが小さい場合には抵抗Ｒ３の両端の電位差が
０．６Ｖに達するまではログダイオード１３には電流が
流れない。このため抵抗Ｒ２，Ｒ３を流れる電流がトラ
ンジスタ２１のベース電流ＩB と光電流ＩP に分流する
が、光電流ＩP が流れればＩB が少なくなり、トランジ
スタ２１によってその電流が増幅されて抵抗Ｒ１の出力
電圧として現れる。そしてログダイオード１３の順方向
降下電圧に達するまではほぼリニアに光電流が増幅さ
れ、光電流ＩPに対応したコレクタ電圧が得られる。さ
て抵抗Ｒ３の両端が順方向降下電圧に達すると、ログダ
イオード１３を通じて光電流ＩP が供給されるため、光
電流が対数的に増幅されることとなって前述した図２の
特性とほぼ同一の特性が得られる。
光レベルが小さい場合には抵抗Ｒ３の両端の電位差が
０．６Ｖに達するまではログダイオード１３には電流が
流れない。このため抵抗Ｒ２，Ｒ３を流れる電流がトラ
ンジスタ２１のベース電流ＩB と光電流ＩP に分流する
が、光電流ＩP が流れればＩB が少なくなり、トランジ
スタ２１によってその電流が増幅されて抵抗Ｒ１の出力
電圧として現れる。そしてログダイオード１３の順方向
降下電圧に達するまではほぼリニアに光電流が増幅さ
れ、光電流ＩPに対応したコレクタ電圧が得られる。さ
て抵抗Ｒ３の両端が順方向降下電圧に達すると、ログダ
イオード１３を通じて光電流ＩP が供給されるため、光
電流が対数的に増幅されることとなって前述した図２の
特性とほぼ同一の特性が得られる。
【００１１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、光電センサとして必要な信号レベルまでは照度の影
響を受けずに光信号を直線的に増幅することができ、過
大入力時には入力に対して対数圧縮されるため出力が飽
和する現象を抑えることができるという効果が得られ
る。
ば、光電センサとして必要な信号レベルまでは照度の影
響を受けずに光信号を直線的に増幅することができ、過
大入力時には入力に対して対数圧縮されるため出力が飽
和する現象を抑えることができるという効果が得られ
る。
【図１】本発明の第１実施例による受光増幅回路の構成
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図２】本実施例の特性を示すグラフである。
【図３】本実施例の動作例を示す波形図である。
【図４】本発明の第２実施例による受光増幅回路の構成
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図５】従来の受光増幅回路の一例を示す回路図であ
る。
る。
１１ 演算増幅器 １２ フォトダイオード １３ ログダイオード ２１ トランジスタ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 光信号を電気信号に変換するフォトダイ
オードと、 前記フォトダイオードが入力端に接続され光電流を増幅
する増幅回路と、を具備する光電センサの受光増幅回路
であって、 前記増幅回路の帰還抵抗に並列にダイオードを接続し、
前記フォトダイオードより得られる光信号をその検出に
必要なレベルまで直線的に増幅し、過大入力時には入力
信号を対数圧縮して増幅することを特徴とする光電セン
サの受光増幅回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3192574A JPH0514096A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 光電センサの受光増幅回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3192574A JPH0514096A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 光電センサの受光増幅回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0514096A true JPH0514096A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=16293549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3192574A Pending JPH0514096A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 光電センサの受光増幅回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0514096A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0725625U (ja) * | 1993-09-29 | 1995-05-12 | 春日電機株式会社 | 光電スイッチ |
| JP2007129533A (ja) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | New Japan Radio Co Ltd | トランスインピーダンスアンプ |
-
1991
- 1991-07-05 JP JP3192574A patent/JPH0514096A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0725625U (ja) * | 1993-09-29 | 1995-05-12 | 春日電機株式会社 | 光電スイッチ |
| JP2007129533A (ja) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | New Japan Radio Co Ltd | トランスインピーダンスアンプ |
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