JPS5947249B2 - 光信号受信装置 - Google Patents
光信号受信装置Info
- Publication number
- JPS5947249B2 JPS5947249B2 JP53161469A JP16146978A JPS5947249B2 JP S5947249 B2 JPS5947249 B2 JP S5947249B2 JP 53161469 A JP53161469 A JP 53161469A JP 16146978 A JP16146978 A JP 16146978A JP S5947249 B2 JPS5947249 B2 JP S5947249B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photocell
- ambient light
- inductance element
- light
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光信号受信装置の改良に関し、特に屋外で利用
される車両判別装置において、受光素子として太陽電池
のようなフォトセルを用いて太陽光などの周囲光の下で
特定の周波数に変調された信号光を受信する装置に関す
る。
される車両判別装置において、受光素子として太陽電池
のようなフォトセルを用いて太陽光などの周囲光の下で
特定の周波数に変調された信号光を受信する装置に関す
る。
この種の従来装置としては、第１図に示すようにフォト
セル１の出力（周囲光による直流出力と変調された信号
光による交流出力との合成出力）を抵抗器２で受け結合
コンデンサ３によつて信号光による交流分のみを増幅器
４に入力するものあるいは第２図に示すようにフォトセ
ル１の出力を結合トランス５で受けその二次側から交流
分のみを取り出して増幅器４に入力するものが知られて
いる。
セル１の出力（周囲光による直流出力と変調された信号
光による交流出力との合成出力）を抵抗器２で受け結合
コンデンサ３によつて信号光による交流分のみを増幅器
４に入力するものあるいは第２図に示すようにフォトセ
ル１の出力を結合トランス５で受けその二次側から交流
分のみを取り出して増幅器４に入力するものが知られて
いる。
これらの従来装置は原理的には周囲光の下で信号光を区
別し得るものであるがフォトセルに入射して〈る周囲光
のエネルギー密度ないしは照度が極めて高い場合や信号
光以外の雑音光が入来する場合において以下のような欠
点を有している。まず第１図に示す装置の欠点を第３図
を参照して述べる。第３図において曲線Ｌ、Ｈは周囲光
によるフォトセルの出力電圧−電流特性を示しており、
曲線Ｌはフォトセルの受光面における周囲光照度が低い
場合、曲線Ｈは周囲光照度が高い場合を示している。曲
線Ｌ＋Ｓ、Ｈ＋Ｓは各々周囲光照度が低い場合と高い場
合において信号光のピーク照度が受光面に付加されたと
きのフォトセルの出力電圧−電流特性を示している。さ
て第１図の装置において信号出力電圧が高くなるように
負荷抵抗器２の抵抗を大きく設定した場合を考察するに
、周囲光照度が低いときには、装置の動作基準点は曲線
Ｌと傾斜の小さい負荷直線Ｒ１との交点Ａで与えられ、
充分な大きさの信号出力電圧５１が発生する故問題はな
いが、周囲光照度が高くなると、動作基準点はフォトセ
ルの電圧飽和領域における交点Ｂに移動し信号光に対す
る出力電圧５２は図示のように微小になるという欠点を
有する。そのために抵抗器２の抵抗を小さくすれば動作
基準点は交点Ｃで与えられる故フォトセルの電圧飽和領
域での使用は避けられるが、肝心の信号出力電圧は図の
５３で示すように小さなものとなる欠点を有する。第２
図に示す従来装置においては周囲光による直流出力電流
は結合トランスの一次巻線により短絡される故第１図の
装置よりは優れているのであるが、晴天の屋外の場合の
ように極めて大きな周囲光強度がある場合においても、
電圧的な飽和を起さない状態でフオトセルを使用するた
めには一次巻線の直流抵抗を極めて低く製作する必要が
あり、これを満足するには結合トランスの外形寸法を大
きくしなければならない等の問題がある。
別し得るものであるがフォトセルに入射して〈る周囲光
のエネルギー密度ないしは照度が極めて高い場合や信号
光以外の雑音光が入来する場合において以下のような欠
点を有している。まず第１図に示す装置の欠点を第３図
を参照して述べる。第３図において曲線Ｌ、Ｈは周囲光
によるフォトセルの出力電圧−電流特性を示しており、
曲線Ｌはフォトセルの受光面における周囲光照度が低い
場合、曲線Ｈは周囲光照度が高い場合を示している。曲
線Ｌ＋Ｓ、Ｈ＋Ｓは各々周囲光照度が低い場合と高い場
合において信号光のピーク照度が受光面に付加されたと
きのフォトセルの出力電圧−電流特性を示している。さ
て第１図の装置において信号出力電圧が高くなるように
負荷抵抗器２の抵抗を大きく設定した場合を考察するに
、周囲光照度が低いときには、装置の動作基準点は曲線
Ｌと傾斜の小さい負荷直線Ｒ１との交点Ａで与えられ、
充分な大きさの信号出力電圧５１が発生する故問題はな
いが、周囲光照度が高くなると、動作基準点はフォトセ
ルの電圧飽和領域における交点Ｂに移動し信号光に対す
る出力電圧５２は図示のように微小になるという欠点を
有する。そのために抵抗器２の抵抗を小さくすれば動作
基準点は交点Ｃで与えられる故フォトセルの電圧飽和領
域での使用は避けられるが、肝心の信号出力電圧は図の
５３で示すように小さなものとなる欠点を有する。第２
図に示す従来装置においては周囲光による直流出力電流
は結合トランスの一次巻線により短絡される故第１図の
装置よりは優れているのであるが、晴天の屋外の場合の
ように極めて大きな周囲光強度がある場合においても、
電圧的な飽和を起さない状態でフオトセルを使用するた
めには一次巻線の直流抵抗を極めて低く製作する必要が
あり、これを満足するには結合トランスの外形寸法を大
きくしなければならない等の問題がある。
さらに第１図，第２図のいずれの従来装置も、フオトセ
ルの出力のうち周囲光による直流成分と信号光による交
流成分を区別し得るだけであり、交流成分に関しては信
号周波数以外の周波数の交流入力に対してもこれらの装
置は信号と同様な感度を有しており交流相互の区別をな
し得ない。したがつて誘導等の影響により装置が誤動作
する危険性があり、これを避けるためには増幅回路中に
信号周波数のみを通すフイルタ一または同調回路を設け
る必要があり、かかる場合には装置が複雑化してしまう
という欠点を有していた。そこで本発明の目的は極めて
簡単な構成の下に周囲光の強度にかかわらず、特に周囲
光の強度が極めて大きい場合であつても微弱な信号光を
高感度に受信でき、しかも誘導等の障害を除去し得る光
信号受信装置を提供することにある。
ルの出力のうち周囲光による直流成分と信号光による交
流成分を区別し得るだけであり、交流成分に関しては信
号周波数以外の周波数の交流入力に対してもこれらの装
置は信号と同様な感度を有しており交流相互の区別をな
し得ない。したがつて誘導等の影響により装置が誤動作
する危険性があり、これを避けるためには増幅回路中に
信号周波数のみを通すフイルタ一または同調回路を設け
る必要があり、かかる場合には装置が複雑化してしまう
という欠点を有していた。そこで本発明の目的は極めて
簡単な構成の下に周囲光の強度にかかわらず、特に周囲
光の強度が極めて大きい場合であつても微弱な信号光を
高感度に受信でき、しかも誘導等の障害を除去し得る光
信号受信装置を提供することにある。
この目的は本発明によればフオトセルに内在する接合容
量に着目し、該フオトセルに並列にインダクタンス素子
を接続し、前記接合容量とインダクタンス素子のインダ
ンスとにより並列共振回路を形成せしめ、該並列共振回
路の共振周波数が信号光の変調周波数に等しくなるよう
にし、周囲光の照度にかかわらず装置の動作基準点が常
にフオトセルの電圧飽和領域以内で与えられるように前
記インダクタンスの直流抵抗を設定することによつて達
成される。
量に着目し、該フオトセルに並列にインダクタンス素子
を接続し、前記接合容量とインダクタンス素子のインダ
ンスとにより並列共振回路を形成せしめ、該並列共振回
路の共振周波数が信号光の変調周波数に等しくなるよう
にし、周囲光の照度にかかわらず装置の動作基準点が常
にフオトセルの電圧飽和領域以内で与えられるように前
記インダクタンスの直流抵抗を設定することによつて達
成される。
フオトセルの電圧飽和領域外で信号受信の動作を行うた
め、好ましくは動作基準点におけるインダクタンス素子
の両端電圧が同一の周囲光の下でのフオトセルの開放電
圧の２分の１以下になるようにインダクタンス素子の直
流抵抗を規定するのが良い。以下図面を参照して本発明
をさらに詳しく述べる。
め、好ましくは動作基準点におけるインダクタンス素子
の両端電圧が同一の周囲光の下でのフオトセルの開放電
圧の２分の１以下になるようにインダクタンス素子の直
流抵抗を規定するのが良い。以下図面を参照して本発明
をさらに詳しく述べる。
第４図は本発明の実施例を示す回路図である。図におい
て再び１で示されるフオトセルに並列にインダクタンス
素子６が接続されており、この両端から結合コンデンサ
３を介して信号出力が取り出される。第５図は第４図の
電気的等価回路を示したもので、フオトセル１は入射光
による電流源ＩＧｌダイオードＤ、接合容量ＣＪ、並列
抵抗Ｒｐ、直列抵抗Ｒ８より構成される。接合容量ＣＪ
は小さな抵抗値の直列抵抗Ｒｓを介してフオトセル外部
のインダクタンス素子６とともに共振回路を形成してい
る。インダクタンス素子６の抵抗成分は通常小さく周囲
光よる直流出力に対してはほぼ短絡状態となり、この装
置の動作基準点をフオトセルの電圧的飽和領域以内に設
定することが可能である。共振回路の共振周波数は信号
周波数と等しくされており、フオトセルの負荷インピー
ダンスは信号が入来したとき最大値を示す。この共振回
路に不可避的に介在するフオトセル１の直列抵抗Ｒｓは
通常数Ω程度の小さな値であるのに対し、並列抵抗Ｒｐ
は数ＭΩ以上の大きな値である故、通常この共振回路の
Ｑの値は少なくとも２０以上の高い動となる。したがつ
て実質上信号周波数のみに対し高い負荷インピーダンス
を示し他の周波数の入力に対してはインピーダンス素子
の小さな抵抗成分によりほぼ短絡状態となり、誘導等に
よる影響は充分除去される。第６図は周囲光照度が高い
場合において上記実施例の装置により大きな信号出力電
圧が取り出される様子を説明するための特性図である。
て再び１で示されるフオトセルに並列にインダクタンス
素子６が接続されており、この両端から結合コンデンサ
３を介して信号出力が取り出される。第５図は第４図の
電気的等価回路を示したもので、フオトセル１は入射光
による電流源ＩＧｌダイオードＤ、接合容量ＣＪ、並列
抵抗Ｒｐ、直列抵抗Ｒ８より構成される。接合容量ＣＪ
は小さな抵抗値の直列抵抗Ｒｓを介してフオトセル外部
のインダクタンス素子６とともに共振回路を形成してい
る。インダクタンス素子６の抵抗成分は通常小さく周囲
光よる直流出力に対してはほぼ短絡状態となり、この装
置の動作基準点をフオトセルの電圧的飽和領域以内に設
定することが可能である。共振回路の共振周波数は信号
周波数と等しくされており、フオトセルの負荷インピー
ダンスは信号が入来したとき最大値を示す。この共振回
路に不可避的に介在するフオトセル１の直列抵抗Ｒｓは
通常数Ω程度の小さな値であるのに対し、並列抵抗Ｒｐ
は数ＭΩ以上の大きな値である故、通常この共振回路の
Ｑの値は少なくとも２０以上の高い動となる。したがつ
て実質上信号周波数のみに対し高い負荷インピーダンス
を示し他の周波数の入力に対してはインピーダンス素子
の小さな抵抗成分によりほぼ短絡状態となり、誘導等に
よる影響は充分除去される。第６図は周囲光照度が高い
場合において上記実施例の装置により大きな信号出力電
圧が取り出される様子を説明するための特性図である。
インダクタンス素子６の直流抵抗値は小さい故周囲光に
対する負荷直線は図示のＲのようになり、装置の動作基
準点は高い照度の周囲光における特性曲線Ｈとの交点Ｄ
となる．信号光がフオトセルに入射されるとこの点を基
準として共振回路の高いインピーダンス（直線ｚは共振
回路の共振時におけるインピーダンス特性を示している
）によつて信号を受け取る故高い周囲光照度の下でも図
示のような大きな信号出力電圧Ｓ４が取り出せる。ここ
で、インダクタンス素子６の直流抵抗値を、周囲光によ
る直流出力電流が素子６に流れているとき、この素子６
の両端に生じる直流電圧がフオトセルの開放電圧（飽和
電圧）のほＳ１／２以下となるように選べば比較的大き
な信号出力電圧Ｓ４が得られる。すなわち、動作基準点
Ｄが飽和電圧の１／２以下となるように選べば直線ｚの
傾斜は一定であるので前記Ｖ２以上となる場合に比べて
大きな信号出力電圧が得られることが分かる。次に具体
的に実施した一例について説明する。
対する負荷直線は図示のＲのようになり、装置の動作基
準点は高い照度の周囲光における特性曲線Ｈとの交点Ｄ
となる．信号光がフオトセルに入射されるとこの点を基
準として共振回路の高いインピーダンス（直線ｚは共振
回路の共振時におけるインピーダンス特性を示している
）によつて信号を受け取る故高い周囲光照度の下でも図
示のような大きな信号出力電圧Ｓ４が取り出せる。ここ
で、インダクタンス素子６の直流抵抗値を、周囲光によ
る直流出力電流が素子６に流れているとき、この素子６
の両端に生じる直流電圧がフオトセルの開放電圧（飽和
電圧）のほＳ１／２以下となるように選べば比較的大き
な信号出力電圧Ｓ４が得られる。すなわち、動作基準点
Ｄが飽和電圧の１／２以下となるように選べば直線ｚの
傾斜は一定であるので前記Ｖ２以上となる場合に比べて
大きな信号出力電圧が得られることが分かる。次に具体
的に実施した一例について説明する。
この場合の条件は次の通りである。上記の条件にてイン
ダクタンスを調整して約１４ｍＨにて共振させた際の信
号出力電圧は１５０ｍＶであり、このままフオトセル受
光面における周囲光の照度を５００００Ｌｘに上げても
信号出力電圧が低下することはない。
ダクタンスを調整して約１４ｍＨにて共振させた際の信
号出力電圧は１５０ｍＶであり、このままフオトセル受
光面における周囲光の照度を５００００Ｌｘに上げても
信号出力電圧が低下することはない。
このことは５００００Ｌｘにおけるフオトセルの直流出
力電流は３．８μＡ×５００００Ｌｘ／１００Ｌｘ＝１
９００ＩｔＡ＝ １．９ｍＡでこれによつてインダクタ
ンス素子に生じる電圧は１．９ｍＡ×５０Ω＝９５ｍＶ
であり、フオトセルが飽和に近づく電圧２５０ないし３
５０ｍＡに達しないことから理解される。ちなみに第１
図の従来装置で行なつた場合には負荷抵抗の値はフオト
セルの電圧的飽和を避けるためには上記の値から１００
Ω以上にすることはできず１００Ωとした場合には信号
出力電圧は３．８μＡ×１０Ｌｘ／１００Ｌｘ×１００
Ω＝３８μＶ＝０．０３８ｍＡと極端に低い値しか得ら
れないことになり実用上本発明の装置の有利性が明らか
である。以上の実施例の説明かられかるように本発明に
よれば種々の周囲光の下において、特に周囲光照度ば極
めて大きい場合でもこれによつてフオトセルが飽和する
ことを避け微弱な信号光のみを極めて高感度に検出する
ことができる。
力電流は３．８μＡ×５００００Ｌｘ／１００Ｌｘ＝１
９００ＩｔＡ＝ １．９ｍＡでこれによつてインダクタ
ンス素子に生じる電圧は１．９ｍＡ×５０Ω＝９５ｍＶ
であり、フオトセルが飽和に近づく電圧２５０ないし３
５０ｍＡに達しないことから理解される。ちなみに第１
図の従来装置で行なつた場合には負荷抵抗の値はフオト
セルの電圧的飽和を避けるためには上記の値から１００
Ω以上にすることはできず１００Ωとした場合には信号
出力電圧は３．８μＡ×１０Ｌｘ／１００Ｌｘ×１００
Ω＝３８μＶ＝０．０３８ｍＡと極端に低い値しか得ら
れないことになり実用上本発明の装置の有利性が明らか
である。以上の実施例の説明かられかるように本発明に
よれば種々の周囲光の下において、特に周囲光照度ば極
めて大きい場合でもこれによつてフオトセルが飽和する
ことを避け微弱な信号光のみを極めて高感度に検出する
ことができる。
しかもこのような格別の効果を発揮させるために唯一個
のインダクタンス素子を用いるだけでよく極めて経済的
に構成でき実用上多大のメリツトを有する。本発明は特
定の周波数で変調された光を用いた信号伝達装置、光電
スイツチ、物体検知装置、光通信装置など非常に広い分
野に応用することができ、特に屋外など周囲光の照度が
高い環境の下で使用されるものに適する。
のインダクタンス素子を用いるだけでよく極めて経済的
に構成でき実用上多大のメリツトを有する。本発明は特
定の周波数で変調された光を用いた信号伝達装置、光電
スイツチ、物体検知装置、光通信装置など非常に広い分
野に応用することができ、特に屋外など周囲光の照度が
高い環境の下で使用されるものに適する。
第１図及び第２図は従来の光信号受信装置の回路図、第
３図は第１図の従来装置の出力電圧−電流特性図、第４
図は本発明による実施例図、第５図は第４図の電気的等
価回路図、第６図は本発明による光信号受信装置の出力
電圧−電流特性図である。
３図は第１図の従来装置の出力電圧−電流特性図、第４
図は本発明による実施例図、第５図は第４図の電気的等
価回路図、第６図は本発明による光信号受信装置の出力
電圧−電流特性図である。
Claims (1)
- １ 周囲光の下で特定の周波数に変調された信号光を受
信するフォトセルを有する光信号受信装置において、前
記フォトセルにインダクタンス素子が並列に接続されて
おり、該インダクタンス素子はそのインダクタンスと前
記フォトセルの接合容量とにより規定される共振周波数
が前記信号光の周波数に実質上等しくされており、該イ
ンダクタンス素子の直流抵抗は前記フォトセルに周囲光
のみが入射する際該フォトセルからの直流出力電流によ
り前記インダクタンス素子の両端に生じる直流電圧が該
フォトセルの開放電圧の２分の１以下となるような値に
定められていることを特徴とする光信号受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53161469A JPS5947249B2 (ja) | 1978-12-26 | 1978-12-26 | 光信号受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53161469A JPS5947249B2 (ja) | 1978-12-26 | 1978-12-26 | 光信号受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5587012A JPS5587012A (en) | 1980-07-01 |
| JPS5947249B2 true JPS5947249B2 (ja) | 1984-11-17 |
Family
ID=15735681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53161469A Expired JPS5947249B2 (ja) | 1978-12-26 | 1978-12-26 | 光信号受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5947249B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5698692U (ja) * | 1980-12-08 | 1981-08-04 |
-
1978
- 1978-12-26 JP JP53161469A patent/JPS5947249B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5587012A (en) | 1980-07-01 |
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