JPS5910835Y2 - 光受信器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は光空間通信用の光受信機に関するものである。

光受信器に使用される受光素子には、光電子放射効果、
光導電効果、光起電力効果を利用したものがある。

伝送すべき情報量が多くなると、高速応答の素子が必要
となり、光起電力効果を利用したホトダイオードが多く
イ吏われている。

光通信には誘電体線路を使った有線方式と空間を利用す
る無線方式があるが、近距離にて、かつ可搬形として使
用する場合には、コスト面、使い易さの面でも後者の方
がはるかにすぐれている。

近距離光空間通信は一般家庭内または工場での各種機器
制御に多く利用されている。

これらの光受信機には光学的フィルタを装着して、信号
光波長近傍付近のみに感度を持つ様にしてある。

しかし、外来雑音光が強い場所にて使用する場合、受光
素子に外来雑音光が直接入射すると光電変換部が飽和し
て受信不可能になる。

たとえば、外来光が太陽光または強い白熱電球の場合、
いくら光学的フィルタを装着しても、信号光の波長帯を
外米光が持っているので、受信不可能となる。

このことについて以下、図面を参照して説明する。

第１図は従来の光受信器の構戊図であり、１は信号受光
用のホトダイオード、２はそのホトダイオード１に直列
に接続された負荷抵抗、３は信号増幅器、Ｖｃｃはホト
ダイオード１に加える逆バイアス電圧である。

第２図は、第１図のホトダイオード１、負荷抵抗２の電
流電圧特性をグラフにしたものである。

第２図において、４はホトダイオード１の電流−電圧特
性である。

ホトダイオード１への入射光量が増すと、電流一電圧特
性は５の様になる。

６は負荷線である。

Ｖｃｃは逆バイアス電圧であるのでＶｃｃの絶対値を大
きくすると、負荷線は６から７へと移動する。

また、負荷線６において、負荷抵抗を小さくすると、負
荷線は傾きが大きくなり８の様になる。

今、第２図において、ホトダイオード１の電流−電圧特
性が４、負荷線が６であるとすると、動作点は９となり
、この点では受信可能である。

この時、信号光Ａ以外に強い外来雑音光がホトダイオー
ド１に入射したとするならば、ホトダイオードの電流一
電圧特性は４から５へと移動して、動作点は１０となり
、信号光は反応しなくなり受信不可能となる。

これに対する対策としてホトダイオード１に加える逆バ
イアス電圧の絶対値を大きくする方法がある。

この場合、負荷線は６から７へと移動して動作点は１２
となり、受信可能となる。

しかし、強い外来雑音光に対する高いバイアスに固定す
ると、ホトダイオード１の寿命が劣化し、また、弱い外
来雑音光の時は無駄な電力を浪費するという問題がある
。

本考案は上記の問題を解決し、外来雑音光強度の広範囲
にわたる変化に対しても良好に受信可能とするものであ
る。

以下、本考案について説明する。

第３図は本考案の基本構或を示す回路図で、１は信号受
光用のホトダイオード、３は信号増幅器、４は外来雑音
光の強度の増加にともなってインピーダンス値（抵抗値
）が小さくなるような光導電素子であり、これは上記ホ
トダイオード１と直列にして逆バイアス電源に接続され
ている。

今、第２図における動作点９で動作しているとする。

外来雑音光の強度が増してホトダイオード１の電流一電
圧特性が５となったとすると、外来雑音光により、光導
電素子４の抵抗値がただちに変化して小さくなり、負荷
線はらから８へと移動して動作点は１１となる。

この点では受信可能である。もし、外来雑音光強度が減
少した場合は、以上に述べた動作の逆をたどる。

第４図は本考案の一実施例である。

ここでは信号光の波長として９５００ Ａを使用した。

１としてＳ−Ｐｉｎホトダイオードを使用し、これに可
視域波長を遮断、赤外域波長を透過するフィルタ５ａを
装着すると、総合特性として９５００ Ａ近傍のみに感
度を持たせる事ができる。

ホトダイオード１の負荷である光導電素子４の抵抗値も
９５００人近傍の外来雑音光強度に応じて変化する事が
必要である。

本実施例では光導電素子４として硫化タリウム光導電セ
ルを使用し、ホトダイオード１に装着したフィルタ５ａ
と同じ光学的フィルタ５ｂを装着した。

以上は信号波長が９５０Ｏ Ａの場合について述べたが
、他の信号波長で使用する場合にも、ホトダイオード１
、光導電素子４、光学的フィルタ５ａ，５ｂを選べば、
同様の効果がある。

なお、ホトダイオード１と光導電素子４は受光面を同じ
方向に向け、隣接して取り付けた方がより効果的である
。

以上のような構或にすると、前述の高バイアスにする方
法と比べて、ホトダイオードの寿命、省電力の点で勝り
、かつ広範囲の外来雑音光の変化に対して受信可能とす
る事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光受信器の回路構或図、第２図はホトダ
イオードとその負荷抵抗の電流一電圧特性図、第３図は
本考案の基本的回路構戒図、第４図は本考案の実施例の
回路構或図である。 １・・・・・・ホトダイオード、３・・・・・・信号増
幅器、４・・・・・・光導電素子、５ａ，５ｂ・・・・
・・光学的フィルタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 信号受光面用のホトダイオードと、外来雑音光の強度の
   増加にともなってインピーダンス値が小さくなるインピ
   ーダンス素子とを直列に接続して、その直列接続回路に
   所定のバイアス電圧を印加し、前記ホトダイオードと前
   記インピーダンス素子の接続点から、前記ホトダイオー
   ドにて受光した信号光に応じた電気的信号を得るように
   構或してなる光受信器。