TW442652B - Optical receiver circuit of laser range-finder - Google Patents

Description

經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 U2 6 5 2 A7 B7_ 五、發明説明（） 本發明係與雷射測距之裝置有關，更詳而言之，乃是 指一種雷射測距儀之光接收電路。 按，習知雷射測距儀主要透過一感光元件來接收目標 物所反射的雷射信號並將之轉為電子信號；美國專利第 3,644,740號案揭露一接收電路，藉由控制該接收電路的電 路偏壓來取得誤警信號，進而改善該接收電路的信號-雜訊 比；另外，一數位測距的技術亦揭露於美國專利第 3,959,641號案中，用以降低雷射接收器的臨界電壓，藉以 增加測量距離。 前述專利案件的主要功效在於增加測量距離以及精準 度，然而，並未有可提昇光接收電路敏感度的技術。 本發明之主要目的即在提供一種雷射測距儀之光接收 電路，其可提昇接收雷射信號的靈敏度》 緣是，依據本發明所提供之一種雷射測距儀之光接收 電路，包含有：一感光元件，能將感測到的光信號轉為電 流信號輸出；一轉阻放大迴路，連接於該感光元件，用來 將該感光元件所輸出的電流信號轉為電壓信號輸出；一主 放大迴路，連接於該轉阻放大迴路，用以將該轉阻放大迴 路之電壓信號予以放大後輸出；一單擊迴路，連接於該主 放大迴路，用以將該主放大迴路所輸出的電壓信號整形成 為數位信號後輸出；藉此，可將感測到的光信號轉為電流 信號再轉為電壓信號並將之放大後轉為數位信號，供雷射 測距儀判断、分析而測出目標物之距離。 有關本發明之詳細結構，特徵及功效，以下茲舉一較 -3- 本紙蒗尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本瓦) J. 訂

經濟部中央標準局貝工消費合作社印掣 A7 ________B7_ 五、發明説明（） 佳實施例，並配合圖式作進一步之說明，其中： 第一圖係本發明一較佳實施例之電路方塊圖； 第二圖係本發明一較佳實施例之電路結構圖； 第三圖係本發明一較佳實施例主放大迴路之特性說明 圖。 請參閱第一圖至第二圖，本發明一較佳實施例所提供 之一種雷射測距儀之光接收電路（1〇)，主要係配合設置於 雷射測距儀内，該光接收電路（10)主要由一感光元件（11)、 一轉阻放大迴路（21)、一主放大迴路（31)、以及一單擊迴 路（U405)所組成，其中： 該感光元件（11)，本實施例中為一崩潰檢知器（APD， Avalanche Photo-Detector)，在接收到由目標物所反射的雷 射信號時即會偏壓於反偏壓，而產生1〇〇倍的内部增益, 並輸出一電流信號； 該轉阻放大迴路（21)，具有由電晶體（Q201、Q202)及 電阻(R203、R205)所組成之轉阻放大器（22)，該轉阻放大 器（22)連接於該感光元件（11)，用以將該感光元件（11)所輸 出的電流信號轉為電壓信號輸出，電晶體（Q203)及電阻 (R207)形成射極隨藕器（23)，連接於該轉阻放大器（22),電 晶體(Q204)及電阻(R209、R210)構成共射極放大器（25)，連 接於該射極隨藕器（23)，該共射極放大器（25)的輸出訊號 係傳送至該主放大迴路（31); 該主放大迴路（31)，具有一主放大器（1；201>以及若干 電阻、電容，其中該主放大器（U201)由電阻(R211)(R212) -4- 氺紙張尺度適用中固國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） {請先閱讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 訂 0 Λ Α7 Β7 經濟部中央標準局負工消費合作社印絜 五、發明説明（） 所形成之偏壓穩定迴路（33)來供應穩定的偏壓，該主放大 器（U201)的輸出經由電阻（R213)及電容（C208)所構成之低 通濾波器（35)，以調整該主放大器（U201)輸入端的直流偏 壓，因此該主放大器（U201)的直流偏壓被穩定住，不受溫 度變化的影響； 該單擊迴路（U405)，本實施例中為一積體電路(IC)，連 接於該主放大迴路（31)，用以將該主放大迴路（31)所輸出 的電壓信號整形成為具有預定寬度的數位脈衝串列後輸 出； 如第三圖所示，當該主放大器（U201)的增益為1000, 且輸入的直流偏壓有lmV的漂移時，將產生輸出有lv的 變化，如此將使得該單擊迴路（U405)產生誤動作，因此該 偏壓穩定迴路（33)係可提供穩定的偏壓，避免前述誤動作 的發生，當該主放大器（U201)的輸入+端偏壓上升時，該主 放大器（U201)的輸出端Vout(+)也上升，電阻(R213)及電容 (C208)所構成之低通濾波器（35)取得Vout(+)的DC偏壓值， 以提高輸入-端的偏壓，使得Vout(+)的DC偏壓值保持不 變。 藉由上述電路結構可知，本發明將目標物所反射的雷 射信號轉為電子信號並予以放大、整形，其放大的倍率極 高且不易產生電壓漂移的狀況，能提高接收雷射信號的敏 感度，亦即，本發明乃是將目標物所反射的雷射信號以高 倍率放大為容易判斷的電子信號，供雷射測距儀判斷、分 析而測出目標物之距離。 -5-

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*?T A7 B7 五、發明説明（） 本發明於實施時，係配合裝設於雷射測距儀上，且與 雷射測距儀之電路連接，本發明所輸出之信號可供雷射測 距儀的計算電路計算出目標物之距離。 由上可知，本發明所提供之光接收電路，可將目標物 反射的雷射信號予以高倍放大、整形，且不易產生電壓漂 移，進而提高了雷射測距的靈敏度。 综上所述，本發明之雷射測距儀之光接收電路，其具 有前述優於習用者之優點，具有實用性及進步性，且從來 未被公開使用或揭露於各種文獻資料，合乎於發明專利要 件，祈請貴審查委員撥冗詳為審查，並早日賜准專利為 禱。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 丁 "έ 蝝 經濟部中央標準局員工消費合作社印來 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 规格（210X297公釐） (11)感光元件 (22)轉阻放大器 (25)共射極放大器 (33)偏壓穩定迴路 單擊迴路（U405) A7 B7 五、發明説明（） 圖式之簡單說明： 第一圖係本發明一較佳實施例之電路方塊圖； 第二圖係本發明一較佳實施例之電路結構圖； 第三圖係本發明一較佳實施例主放大迴路之特性說明 圖。 圖號說明部份： (10)光接收電路 (21)轉阻放大迴路 (23)射極隨藕器 (3 1)主放大迴路 (35)低通濾波器 主放大器（U201) 電晶體（Q201、Q202、Q203、Q204) 電阻（R203、R205、R207、R209、R210、R2n、R212 ' R213) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -丁 -^, 缘 經滴部中央標率局貝工消费合作社印來 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2IOX297公釐）

Claims (1)

1. ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1. 一種雷射測距儀之光接收電路，包含有： 一感光元件，能將感測到的光信號轉為電流信號輸出； 一轉阻放大迴路，連接於該感光元件，用來將該感光 元件所輸出的電流信號轉為電壓信號輸出； 一主放大迴路，連接於該轉阻放大迴路，用以將該轉 阻放大迴路之電壓信號予以放大後輸出； 一單擊迴路，連接於該主放大迴路，用以將該主放大 迴路所輸出的電壓信號整形成為數位信號後輸出； 藉此，可將感測到的光信號轉為電流信號再轉為電壓 信號並將之放大後轉為數位信號，供雷射測距儀判斷、分 析而測出目標物之距離。 2. 依據申請專利範園第1項所述之雷射測距儀之光接 收電路，其中：該感光元件係為一崩潰檢知器（APD, Avalanche Photo-Detector),在接收到光信號時即會偏壓於 反偏壓，而產生内部增益，並輸出一電流信號。 3. 依據申請專利範圍第2項所述之雷射測距儀之光接 收電路，其中：該崩潰檢知器的内部增益為100。 4. 依據申請專利範圍第1項所述之雷射測距儀之光接 收電路，其中：該主放大迴路之增益為1000。 5. 依據申請專利範園第1項所述之雷射測距儀之光接 收電路，其中更包含有：一偏壓穩定迴路，連接於該轉阻 放大迴路與該主放大迴路，用以確保該轉阻放大迴路所輸 出的信號保持在固定的偏壓值。 本紙張尺度逋用十國國家揉準< CNS ) A4*t格（2丨OX297公釐} '(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線