JPH0666634A - 光電センサ - Google Patents
光電センサInfo
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- JPH0666634A JPH0666634A JP4244284A JP24428492A JPH0666634A JP H0666634 A JPH0666634 A JP H0666634A JP 4244284 A JP4244284 A JP 4244284A JP 24428492 A JP24428492 A JP 24428492A JP H0666634 A JPH0666634 A JP H0666634A
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- current
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 直流外乱光が入射する環境下においても出力
電圧のダイナミックレンジが小さくならず、信号光の有
無を精度良く検出できる小型の光電センサを提供する。 【構成】 電流−電圧変換回路６はフォトダイオード５
に誘起された光電流を電圧Ｖ0に変換する。直流電圧検
出回路１２は、その出力電圧Ｖ0のうちの直流電圧成分
ＶDCを検出する。電圧比較電流源回路１５は、その直流
電圧成分ＶDCと基準電圧ＶS（フォトダイオード５に光
電流が流れていないときの電流−電圧変換回路６の出力
電圧）とを比較して、両電圧が等しくなるようにフォト
ダイオード５に光電流ｉDCを供給する。
電圧のダイナミックレンジが小さくならず、信号光の有
無を精度良く検出できる小型の光電センサを提供する。 【構成】 電流−電圧変換回路６はフォトダイオード５
に誘起された光電流を電圧Ｖ0に変換する。直流電圧検
出回路１２は、その出力電圧Ｖ0のうちの直流電圧成分
ＶDCを検出する。電圧比較電流源回路１５は、その直流
電圧成分ＶDCと基準電圧ＶS（フォトダイオード５に光
電流が流れていないときの電流−電圧変換回路６の出力
電圧）とを比較して、両電圧が等しくなるようにフォト
ダイオード５に光電流ｉDCを供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光電センサに関する。
具体的にいうと、本発明は、発光素子の発した信号光
（変調光）によって受光素子に発生した光電流を所定の
電気信号に変換して出力する光電センサに関する。
具体的にいうと、本発明は、発光素子の発した信号光
（変調光）によって受光素子に発生した光電流を所定の
電気信号に変換して出力する光電センサに関する。
【０００２】
【背景技術とその問題点】図３に従来の変調光方式の光
電センサＣを示す。この光電センサＣにあっては、受光
部５２のフォトダイオード５４が投光部５１の発光ダイ
オード５３に対向させて設けられ、フォトダイオード５
４は電流−電圧変換回路５５に接続されている。
電センサＣを示す。この光電センサＣにあっては、受光
部５２のフォトダイオード５４が投光部５１の発光ダイ
オード５３に対向させて設けられ、フォトダイオード５
４は電流−電圧変換回路５５に接続されている。
【０００３】すなわち、フォトダイオード５４はオペア
ンプ５６の反転入力端子５６ａに接続され、オペアンプ
５６の出力端子５７は抵抗値Ｒfの帰還抵抗５８を介し
て反転入力端子５６ａに接続され、オペアンプ５６の非
反転入力端子５６ｂには直流電源５９の基準電圧ＶSが
入力されている。
ンプ５６の反転入力端子５６ａに接続され、オペアンプ
５６の出力端子５７は抵抗値Ｒfの帰還抵抗５８を介し
て反転入力端子５６ａに接続され、オペアンプ５６の非
反転入力端子５６ｂには直流電源５９の基準電圧ＶSが
入力されている。
【０００４】しかして、フォトダイオード５４に光が入
射していない場合は、オペアンプ５６の出力端子５７す
なわち電流−電圧変換回路５５の出力端子５７の出力電
圧Ｖ0は直流電源５９の基準電圧ＶSに等しい。フォトダ
イオード５４に発光ダイオード５３の信号光α（変調
光）が入射した場合は、信号光αの光強度に応じた交流
の光電流ｉACがフォトダイオード５４に流れ、電流−電
圧変換回路５５の出力電圧Ｖ0はＶ0＝ＶS＋ｉAC・Ｒfと
なる。このような出力電圧Ｖ0はコンデンサ６０を介し
て信号処理回路６１に送られる。信号処理回路６１は、
出力電圧Ｖ0から交流電圧成分ｉAC・Ｒfを検出すること
によって信号光αを検出し、それに応じた所定の電気信
号を出力する。
射していない場合は、オペアンプ５６の出力端子５７す
なわち電流−電圧変換回路５５の出力端子５７の出力電
圧Ｖ0は直流電源５９の基準電圧ＶSに等しい。フォトダ
イオード５４に発光ダイオード５３の信号光α（変調
光）が入射した場合は、信号光αの光強度に応じた交流
の光電流ｉACがフォトダイオード５４に流れ、電流−電
圧変換回路５５の出力電圧Ｖ0はＶ0＝ＶS＋ｉAC・Ｒfと
なる。このような出力電圧Ｖ0はコンデンサ６０を介し
て信号処理回路６１に送られる。信号処理回路６１は、
出力電圧Ｖ0から交流電圧成分ｉAC・Ｒfを検出すること
によって信号光αを検出し、それに応じた所定の電気信
号を出力する。
【０００５】しかしながら、従来の光電センサＣにあっ
ては、直流外乱光γ（例えば、太陽光や電灯光などの白
色光）がフォトダイオード５４に入射した場合、直流外
乱光γによる直流の光電流ＩDCが発生して出力電圧Ｖ0
がＶ0＝ＶS＋ＩDC・Ｒfとなり、信号光αを受光してい
ない時の出力電圧Ｖ0のバイアス値が高くなるために直
流電圧成分ＩDC・Ｒfの分だけ出力電圧Ｖ0のダイナミッ
クレンジが狭くなる。そして、ダイナミックレンジが狭
くなると、例えば信号光αの変調信号を正確に再生でき
なくなるという問題が生じる。また、直流外乱光γが特
に強い場合には出力電圧Ｖ0が飽和するので、強い外乱
光γが入射するような環境下では光電センサＣを使用す
ることができなかった。
ては、直流外乱光γ（例えば、太陽光や電灯光などの白
色光）がフォトダイオード５４に入射した場合、直流外
乱光γによる直流の光電流ＩDCが発生して出力電圧Ｖ0
がＶ0＝ＶS＋ＩDC・Ｒfとなり、信号光αを受光してい
ない時の出力電圧Ｖ0のバイアス値が高くなるために直
流電圧成分ＩDC・Ｒfの分だけ出力電圧Ｖ0のダイナミッ
クレンジが狭くなる。そして、ダイナミックレンジが狭
くなると、例えば信号光αの変調信号を正確に再生でき
なくなるという問題が生じる。また、直流外乱光γが特
に強い場合には出力電圧Ｖ0が飽和するので、強い外乱
光γが入射するような環境下では光電センサＣを使用す
ることができなかった。
【０００６】そこで、電流−電圧変換回路をログアンプ
を用いた対数出力型にして出力電圧が飽和しにくいよう
にした光電センサが提案されている。しかし、この光電
センサにあっては、強い直流外乱光の下では、信号光に
よる出力電圧の変化幅が非常に小さくなり、Ｓ／Ｎ比が
低下するために検出精度が悪かった。また、出力電圧を
逆対数変換する回路が必要であり、回路が複雑になると
いう問題があった。
を用いた対数出力型にして出力電圧が飽和しにくいよう
にした光電センサが提案されている。しかし、この光電
センサにあっては、強い直流外乱光の下では、信号光に
よる出力電圧の変化幅が非常に小さくなり、Ｓ／Ｎ比が
低下するために検出精度が悪かった。また、出力電圧を
逆対数変換する回路が必要であり、回路が複雑になると
いう問題があった。
【０００７】また、フォトダイオードを２個設け、コン
デンサ等で周波数応答を遅くすることによって一方の出
力電圧から検出した直流電圧成分と、もう一方の出力電
圧との差をとることによって直流外乱光による直流電圧
成分をキャンセルし、信号光だけを検出するようにした
光電センサが提案されている。しかし、この光電センサ
にあっては、直流光除去用のフォトダイオードが余分に
必要となるために実装面積が大きくなる、コスト高にな
るという問題があった。
デンサ等で周波数応答を遅くすることによって一方の出
力電圧から検出した直流電圧成分と、もう一方の出力電
圧との差をとることによって直流外乱光による直流電圧
成分をキャンセルし、信号光だけを検出するようにした
光電センサが提案されている。しかし、この光電センサ
にあっては、直流光除去用のフォトダイオードが余分に
必要となるために実装面積が大きくなる、コスト高にな
るという問題があった。
【０００８】本発明は、叙上の従来例の欠点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、直流外乱
光が入射する環境下においても出力電圧のダイナミック
レンジが小さくならず、信号光を精度良く検出できる小
型の光電センサを提供することにある。
されたものであり、その目的とするところは、直流外乱
光が入射する環境下においても出力電圧のダイナミック
レンジが小さくならず、信号光を精度良く検出できる小
型の光電センサを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の光電センサは、
入射光によって光電流を発生する光電変換素子と、前記
光電流を電圧に変換して出力する電流−電圧変換手段
と、前記電流−電圧変換手段の出力電圧のうちの直流電
圧成分を検出する手段と、前記検出手段によって検出し
た直流電圧成分と、前記光電変換素子の無負荷時におけ
る前記電流−電圧変換手段の出力電圧に相当する電圧と
を比較して両電圧が等しくなるように当該光電変換素子
に直流電流を供給する手段とを備えたことを特徴として
いる。
入射光によって光電流を発生する光電変換素子と、前記
光電流を電圧に変換して出力する電流−電圧変換手段
と、前記電流−電圧変換手段の出力電圧のうちの直流電
圧成分を検出する手段と、前記検出手段によって検出し
た直流電圧成分と、前記光電変換素子の無負荷時におけ
る前記電流−電圧変換手段の出力電圧に相当する電圧と
を比較して両電圧が等しくなるように当該光電変換素子
に直流電流を供給する手段とを備えたことを特徴として
いる。
【００１０】
【作用】本発明の光電センサにあっては、出力電圧のう
ちの直流電圧成分と光電変換素子の無負荷時における電
流−電圧変換手段の出力電圧に相当する電圧とが等しく
なるように、電流−電圧変換手段とは別に設けた直流電
流供給手段から光電変換素子に光電流を供給するので、
直流外乱光による光電流は電流−電圧変換手段に流れな
くなり、直流外乱光による光電流が電流−電圧変換手段
の出力として表われなくなる。したがって、直流外乱光
が入射しても出力電圧のダイナミックレンジが小さくな
ることがなく、強い直流外乱光が入射しても出力電圧が
飽和することがない。よって、直流外乱光が入射する環
境下においても信号光を精度良く検出することができ
る。
ちの直流電圧成分と光電変換素子の無負荷時における電
流−電圧変換手段の出力電圧に相当する電圧とが等しく
なるように、電流−電圧変換手段とは別に設けた直流電
流供給手段から光電変換素子に光電流を供給するので、
直流外乱光による光電流は電流−電圧変換手段に流れな
くなり、直流外乱光による光電流が電流−電圧変換手段
の出力として表われなくなる。したがって、直流外乱光
が入射しても出力電圧のダイナミックレンジが小さくな
ることがなく、強い直流外乱光が入射しても出力電圧が
飽和することがない。よって、直流外乱光が入射する環
境下においても信号光を精度良く検出することができ
る。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例による変調光方式の
光電センサＡの構成を示すブロック図である。この光電
センサＡは投光部１と受光部２とを備えており、投光部
１の発光ダイオード４と受光部２のフォトダイオード５
が対向している。発光ダイオード４には投光回路３が接
続され、フォトダイオード５は電流−電圧変換回路６に
接続されている。
光電センサＡの構成を示すブロック図である。この光電
センサＡは投光部１と受光部２とを備えており、投光部
１の発光ダイオード４と受光部２のフォトダイオード５
が対向している。発光ダイオード４には投光回路３が接
続され、フォトダイオード５は電流−電圧変換回路６に
接続されている。
【００１２】電流−電圧変換回路６は、フォトダイオー
ド５に誘起された光電流を電圧に変換して出力する回路
であって、例えばオペアンプ７、抵抗９，１０及び基準
電圧ＶSを与えるための直流電源１１から構成されてい
る。詳しく説明すると、フォトダイオード５のアノード
はアースされ、フォトダイオード５のカソードはオペア
ンプ７の反転入力端子７ａに接続されている。また、オ
ペアンプ７の出力端子８は抵抗値Ｒfの帰還抵抗９を介
して反転入力端子７ａに接続され、直流電源１１の基準
電圧ＶSが抵抗１０を介してオペアンプ７の非反転入力
端子７ｂに印加されている。この場合、オペアンプ７の
出力端子８が電流−電圧変換回路６の出力端子８とな
る。
ド５に誘起された光電流を電圧に変換して出力する回路
であって、例えばオペアンプ７、抵抗９，１０及び基準
電圧ＶSを与えるための直流電源１１から構成されてい
る。詳しく説明すると、フォトダイオード５のアノード
はアースされ、フォトダイオード５のカソードはオペア
ンプ７の反転入力端子７ａに接続されている。また、オ
ペアンプ７の出力端子８は抵抗値Ｒfの帰還抵抗９を介
して反転入力端子７ａに接続され、直流電源１１の基準
電圧ＶSが抵抗１０を介してオペアンプ７の非反転入力
端子７ｂに印加されている。この場合、オペアンプ７の
出力端子８が電流−電圧変換回路６の出力端子８とな
る。
【００１３】電流−電圧変換回路６の出力端子８は、直
流カット用のコンデンサ１６を介して信号処理回路１７
に接続される一方、直流電圧検出回路１２を介して電圧
比較電流源回路１５の電圧比較端子１５ａに接続されて
いる。直流電圧検出回路１２は、電流−電圧変換回路６
の出力電圧Ｖ0から交流電圧成分をカットして直流電圧
成分ＶDCだけを電圧比較電流源回路１５に印加する回路
であって、例えば電流−電圧変換回路６の出力端子８と
電圧比較電流源回路１５の電圧比較端子１５ａを抵抗１
３によって接続すると共に、抵抗１３の電圧比較端子１
５ａ側を交流除去用のコンデンサ１４を介してアースし
たものである。
流カット用のコンデンサ１６を介して信号処理回路１７
に接続される一方、直流電圧検出回路１２を介して電圧
比較電流源回路１５の電圧比較端子１５ａに接続されて
いる。直流電圧検出回路１２は、電流−電圧変換回路６
の出力電圧Ｖ0から交流電圧成分をカットして直流電圧
成分ＶDCだけを電圧比較電流源回路１５に印加する回路
であって、例えば電流−電圧変換回路６の出力端子８と
電圧比較電流源回路１５の電圧比較端子１５ａを抵抗１
３によって接続すると共に、抵抗１３の電圧比較端子１
５ａ側を交流除去用のコンデンサ１４を介してアースし
たものである。
【００１４】電圧比較電流源回路１５は、２つの電圧比
較端子１５ａ，１５ｂに入力された直流電圧を比較して
両電圧が等しくなるように電流出力端子１５ｃから直流
電流を出力する電流源回路である。一方の電圧比較端子
１５ａは上述の通り直流電圧検出回路１２を介して電流
−電圧変換回路６の出力端子８に接続されており、他方
の電圧比較端子１５ｂは直流電源１１に接続されて基準
電圧ＶSをモニターし、電流出力端子１５ｃはフォトダ
イオード５のカソードに接続されている。
較端子１５ａ，１５ｂに入力された直流電圧を比較して
両電圧が等しくなるように電流出力端子１５ｃから直流
電流を出力する電流源回路である。一方の電圧比較端子
１５ａは上述の通り直流電圧検出回路１２を介して電流
−電圧変換回路６の出力端子８に接続されており、他方
の電圧比較端子１５ｂは直流電源１１に接続されて基準
電圧ＶSをモニターし、電流出力端子１５ｃはフォトダ
イオード５のカソードに接続されている。
【００１５】図２に投光部２の主要部分の具体的な電気
回路図の一例を示す。電圧比較電流源回路１５は、エミ
ッタ結合された２つのトランジスタ２０，２１とそれら
のエミッタに接続された定電流源１９からなる差動増幅
回路２２を備えており、一方のトランジスタ２０のベー
ス（電圧比較端子１５ａ）は直流電流検出回路１２の抵
抗１３とコンデンサ１４間に接続され、他方のトランジ
スタ２１のベースは抵抗２３を介して電圧比較端子１５
ｂにつながっていて基準電圧ＶSを与える直流電源１１
に接続されている。電源ラインＶccとトランジスタ２０
のコレクタ間にはベース−エミッタ間を短絡させたトラ
ンジスタ２４が挿入されており、電源ラインＶccとトラ
ンジスタ２１のコレクタ間にはベース−エミッタ間を短
絡させたトランジスタ２５が挿入されている。
回路図の一例を示す。電圧比較電流源回路１５は、エミ
ッタ結合された２つのトランジスタ２０，２１とそれら
のエミッタに接続された定電流源１９からなる差動増幅
回路２２を備えており、一方のトランジスタ２０のベー
ス（電圧比較端子１５ａ）は直流電流検出回路１２の抵
抗１３とコンデンサ１４間に接続され、他方のトランジ
スタ２１のベースは抵抗２３を介して電圧比較端子１５
ｂにつながっていて基準電圧ＶSを与える直流電源１１
に接続されている。電源ラインＶccとトランジスタ２０
のコレクタ間にはベース−エミッタ間を短絡させたトラ
ンジスタ２４が挿入されており、電源ラインＶccとトラ
ンジスタ２１のコレクタ間にはベース−エミッタ間を短
絡させたトランジスタ２５が挿入されている。
【００１６】また、ベースを共通にする２つのトランジ
スタ２６，２７はいずれもエミッタをアースされてお
り、一方のトランジスタ２６のコレクタが両トランジス
タ２６，２７のベースと短絡している。このトランジス
タ２６のコレクタと電源ラインＶccの間にはトランジス
タ２８が挿入されており、このトランジスタ２８のベー
スはトランジスタ２５のベースに接続されている。他方
のトランジスタ２７のコレクタ（電流出力端子１５ｃ）
はフォトダイオード５に接続されており、このトランジ
スタ２７のコレクタと電源ラインＶccの間にはトランジ
スタ２９が挿入されており、このトランジスタ２９のベ
ースはトランジスタ２４のベースに接続されている。な
お、抵抗２３の値は直流電圧検出回路１２の抵抗１３の
値と等しくなっている。また、電流−電圧変換回路６の
オペアンプ７は、差動増幅回路を用いた一般的なもので
ある。
スタ２６，２７はいずれもエミッタをアースされてお
り、一方のトランジスタ２６のコレクタが両トランジス
タ２６，２７のベースと短絡している。このトランジス
タ２６のコレクタと電源ラインＶccの間にはトランジス
タ２８が挿入されており、このトランジスタ２８のベー
スはトランジスタ２５のベースに接続されている。他方
のトランジスタ２７のコレクタ（電流出力端子１５ｃ）
はフォトダイオード５に接続されており、このトランジ
スタ２７のコレクタと電源ラインＶccの間にはトランジ
スタ２９が挿入されており、このトランジスタ２９のベ
ースはトランジスタ２４のベースに接続されている。な
お、抵抗２３の値は直流電圧検出回路１２の抵抗１３の
値と等しくなっている。また、電流−電圧変換回路６の
オペアンプ７は、差動増幅回路を用いた一般的なもので
ある。
【００１７】しかして、フォトダイオード５に光が入射
しておらず、フォトダイオード５に光電流が流れていな
い場合には、オペアンプ７の出力端子８の出力電圧Ｖ0
は直流電源１１の基準電圧ＶSに等しくなっているの
で、電圧比較電流源回路１５の両電圧比較端子１５ａ，
１５ｂに加わる電圧もいずれも基準電圧ＶSに等しく、
トランジスタ２０及び２１、トランジスタ２４及び２
５、トランジスタ２８及び２９の各ペアに流れる電流は
いずれも等しくなる。しかも、トランジスタ２６及び２
７に流れる電流は等しく保たれるから、電圧比較電流源
回路１５の電流出力端子１５ｃからフォトダイオード５
に流れる電流ΔＩは０になる。
しておらず、フォトダイオード５に光電流が流れていな
い場合には、オペアンプ７の出力端子８の出力電圧Ｖ0
は直流電源１１の基準電圧ＶSに等しくなっているの
で、電圧比較電流源回路１５の両電圧比較端子１５ａ，
１５ｂに加わる電圧もいずれも基準電圧ＶSに等しく、
トランジスタ２０及び２１、トランジスタ２４及び２
５、トランジスタ２８及び２９の各ペアに流れる電流は
いずれも等しくなる。しかも、トランジスタ２６及び２
７に流れる電流は等しく保たれるから、電圧比較電流源
回路１５の電流出力端子１５ｃからフォトダイオード５
に流れる電流ΔＩは０になる。
【００１８】また、フォトダイオード５に直流外乱光γ
及びダイオード４の信号光（変調光）αが入射している
場合には、直流外乱光γの光強度に応じた直流電流ＩDC
と、信号光αの光強度に応じた交流電流ｉACがフォトダ
イオード５に流れるので、電圧比較電流源回路１５から
フォトダイオード５に電流が供給される前には、オペア
ンプ７の出力電圧Ｖ0は Ｖ0＝ＶS＋（ＩDC＋ｉAC）Ｒf …… となり、アペアンプ７の出力に直流外乱光γによるバイ
アス電圧ＩDC・Ｒfが表われる。
及びダイオード４の信号光（変調光）αが入射している
場合には、直流外乱光γの光強度に応じた直流電流ＩDC
と、信号光αの光強度に応じた交流電流ｉACがフォトダ
イオード５に流れるので、電圧比較電流源回路１５から
フォトダイオード５に電流が供給される前には、オペア
ンプ７の出力電圧Ｖ0は Ｖ0＝ＶS＋（ＩDC＋ｉAC）Ｒf …… となり、アペアンプ７の出力に直流外乱光γによるバイ
アス電圧ＩDC・Ｒfが表われる。
【００１９】こうして、オペアンプ７から出力電圧 Ｖ0＝ＶS＋（ＩDC＋ｉAC）Ｒf …… が出力されたとすると、出力電圧Ｖ0 のうちの直流電圧
成分 ＶDC＝ＶS＋ＩDC・Ｒf …… が直流電圧検出回路１２を介して電圧比較電流源回路１
５の電圧比較端子１５ａに検出される。一方、電圧比較
端子１５ｂは基準電圧ＶSに保たれているので、電圧比
較端子１５ａの直流電圧成分ＶDCが電圧比較端子１５ｂ
の基準電圧ＶSよりも大きくなり、差動増幅回路２２の
トランジスタ２０のベース電圧が高くなるためにそのコ
レクタ電流Ｉ20がトランジスタ２１のコレクタ電流Ｉ21
よりも大きくなる。このため、トランジスタ２４のエミ
ッタ電流Ｉ24がトランジスタ２５のエミッタ電流Ｉ25よ
りも大きくなり、ついで、トランジスタ２９のコレクタ
電流Ｉ29がトランジスタ２８のコレクタ電流Ｉ28よりも
大きくなる。一方、トランジスタ２６，２７のコレクタ
電流Ｉ26，Ｉ27は等しく保たれているから、トランジス
タ２８，２９のコレクタ電流の差の電流ΔＩ＝Ｉ29−Ｉ
28が電流出力端子１５ｃからフォトダイオード５に供給
される。
成分 ＶDC＝ＶS＋ＩDC・Ｒf …… が直流電圧検出回路１２を介して電圧比較電流源回路１
５の電圧比較端子１５ａに検出される。一方、電圧比較
端子１５ｂは基準電圧ＶSに保たれているので、電圧比
較端子１５ａの直流電圧成分ＶDCが電圧比較端子１５ｂ
の基準電圧ＶSよりも大きくなり、差動増幅回路２２の
トランジスタ２０のベース電圧が高くなるためにそのコ
レクタ電流Ｉ20がトランジスタ２１のコレクタ電流Ｉ21
よりも大きくなる。このため、トランジスタ２４のエミ
ッタ電流Ｉ24がトランジスタ２５のエミッタ電流Ｉ25よ
りも大きくなり、ついで、トランジスタ２９のコレクタ
電流Ｉ29がトランジスタ２８のコレクタ電流Ｉ28よりも
大きくなる。一方、トランジスタ２６，２７のコレクタ
電流Ｉ26，Ｉ27は等しく保たれているから、トランジス
タ２８，２９のコレクタ電流の差の電流ΔＩ＝Ｉ29−Ｉ
28が電流出力端子１５ｃからフォトダイオード５に供給
される。
【００２０】このようにして電圧比較電流源回路１５か
らフォトダイオード５に電流ΔＩが供給されると、電流
−電圧変換回路６の抵抗９に流れる電流がΔＩだけ減少
して（ＩDC−ΔＩ）＋ｉACとなるので、オペアンプ７の
出力電圧Ｖ0は、 Ｖ0＝ＶS＋ｉAC・Ｒf＋（ＩDC−ΔＩ）・Ｒf …… に低下する。電圧比較電流源回路１５は、電圧比較端子
１５ａに掛かっている電圧 ＶDC＝ＶS＋（ＩDC−ΔＩ）・Ｒf …… が基準電圧ＶSに等しくなるまで、フォトダイオード５
に供給する電流を増加させるから、安定状態において
は、 ＶDC＝ＶS＋（ＩDC−ΔＩ）・Ｒf＝ＶS …… となっている。これは、ΔＩ＝ＩDCと同じであるから、
外乱光γによってフォトダイオード５に誘起された直流
電流ＩDCは全て電圧比較電流源回路１５から供給され、
電流−電圧変換回路６には流れない。この結果、式よ
り明らかなように、オペアンプ７の出力電圧は、 Ｖ0＝ＶS＋ｉAC・Ｒf となり、直流外乱光γによる直流バイアス電圧ＩDC・Ｒ
fが除去されている。
らフォトダイオード５に電流ΔＩが供給されると、電流
−電圧変換回路６の抵抗９に流れる電流がΔＩだけ減少
して（ＩDC−ΔＩ）＋ｉACとなるので、オペアンプ７の
出力電圧Ｖ0は、 Ｖ0＝ＶS＋ｉAC・Ｒf＋（ＩDC−ΔＩ）・Ｒf …… に低下する。電圧比較電流源回路１５は、電圧比較端子
１５ａに掛かっている電圧 ＶDC＝ＶS＋（ＩDC−ΔＩ）・Ｒf …… が基準電圧ＶSに等しくなるまで、フォトダイオード５
に供給する電流を増加させるから、安定状態において
は、 ＶDC＝ＶS＋（ＩDC−ΔＩ）・Ｒf＝ＶS …… となっている。これは、ΔＩ＝ＩDCと同じであるから、
外乱光γによってフォトダイオード５に誘起された直流
電流ＩDCは全て電圧比較電流源回路１５から供給され、
電流−電圧変換回路６には流れない。この結果、式よ
り明らかなように、オペアンプ７の出力電圧は、 Ｖ0＝ＶS＋ｉAC・Ｒf となり、直流外乱光γによる直流バイアス電圧ＩDC・Ｒ
fが除去されている。
【００２１】この結果、電流−電圧変換回路６からは、
直流外乱光γによる影響を除去された信号がコンデンサ
１６を介して信号処理回路１７へ送られる。信号処理回
路１７は、出力電圧Ｖ0から交流電圧ｉAC・Ｒfを検出す
ることによって信号光αを検出し、所定の信号に変換し
て光電センサＡの出力端子１８から出力する。
直流外乱光γによる影響を除去された信号がコンデンサ
１６を介して信号処理回路１７へ送られる。信号処理回
路１７は、出力電圧Ｖ0から交流電圧ｉAC・Ｒfを検出す
ることによって信号光αを検出し、所定の信号に変換し
て光電センサＡの出力端子１８から出力する。
【００２２】なお、図１の電圧比較電流源回路は、図２
に示したものに限らない。例えば、マイクロコンピュー
タを用いて、オペアンプの出力信号中の直流電圧成分と
基準電圧を比較し、当該直流電圧成分が基準電圧よりも
高い場合には電流出力端子から供給する電流を増加させ
（つまり、電流の増加率を正にし）、当該直流電圧成分
が基準電圧よりも低い場合には電流出力端子から供給す
る電流を減少させ（つまり、電流の増加率を負にし）、
当該直流電圧成分と基準電圧とが等しい場合には、電流
出力端子から供給する電流をその時（もしくは、その直
前）の電流値に保持するような回路を構成しても良い。
に示したものに限らない。例えば、マイクロコンピュー
タを用いて、オペアンプの出力信号中の直流電圧成分と
基準電圧を比較し、当該直流電圧成分が基準電圧よりも
高い場合には電流出力端子から供給する電流を増加させ
（つまり、電流の増加率を正にし）、当該直流電圧成分
が基準電圧よりも低い場合には電流出力端子から供給す
る電流を減少させ（つまり、電流の増加率を負にし）、
当該直流電圧成分と基準電圧とが等しい場合には、電流
出力端子から供給する電流をその時（もしくは、その直
前）の電流値に保持するような回路を構成しても良い。
【００２３】
【発明の効果】本発明の光電センサによれば、直流外乱
光による高電流が電流−電圧変換手段の出力として表わ
れないようにすることができるので、直流外乱光が入射
しても出力電圧のダイナミックレンジが小さくなること
がなく、強い直流外乱光が入射しても出力電圧が飽和す
ることがない。よって、直流外乱光が入射する環境下に
おいても信号光を精度良く検出することができる。
光による高電流が電流−電圧変換手段の出力として表わ
れないようにすることができるので、直流外乱光が入射
しても出力電圧のダイナミックレンジが小さくなること
がなく、強い直流外乱光が入射しても出力電圧が飽和す
ることがない。よって、直流外乱光が入射する環境下に
おいても信号光を精度良く検出することができる。
【００２４】しかも、従来例のように直流光除去用の余
分な光電変換素子が必要ないので、素子の実装面積を小
さくでき、その分コストを低減できる。
分な光電変換素子が必要ないので、素子の実装面積を小
さくでき、その分コストを低減できる。
【図１】本発明の一実施例による光電センサの構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】同上の受光部の具体回路を示す電気回路図であ
る。
る。
【図３】従来例による光電センサの構成を示すブロック
図である。
図である。
１ 投光部 ２ 受光部 ４ 発光ダイオード ５ フォトダイオード ６ 電流−電圧変換回路 １２ 直流電圧検出回路 １５ 電圧比較電流源回路
Claims (1)
- 【請求項１】 入射光によって光電流を発生する光電変
換素子と、 前記光電流を電圧に変換して出力する電流−電圧変換手
段と、 前記電流−電圧変換手段の出力電圧のうちの直流電圧成
分を検出する手段と、 前記検出手段によって検出した直流電圧成分と、前記光
電変換素子の無負荷時における前記電流−電圧変換手段
の出力電圧に相当する電圧とを比較して両電圧が等しく
なるように当該光電変換素子に直流電流を供給する手段
とを備えた光電センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4244284A JPH0666634A (ja) | 1992-08-19 | 1992-08-19 | 光電センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4244284A JPH0666634A (ja) | 1992-08-19 | 1992-08-19 | 光電センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0666634A true JPH0666634A (ja) | 1994-03-11 |
Family
ID=17116460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4244284A Pending JPH0666634A (ja) | 1992-08-19 | 1992-08-19 | 光電センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666634A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01147533U (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-12 | ||
| JPH04134224A (ja) * | 1990-09-27 | 1992-05-08 | Hamamatsu Photonics Kk | 光検出装置 |
-
1992
- 1992-08-19 JP JP4244284A patent/JPH0666634A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01147533U (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-12 | ||
| JPH04134224A (ja) * | 1990-09-27 | 1992-05-08 | Hamamatsu Photonics Kk | 光検出装置 |
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