雷射測距儀的光接收電路的製作方法
2023-05-03 07:58:06
專利名稱：雷射測距儀的光接收電路的製作方法
技術領域：
本發明是與雷射測距的裝置有關，更詳而言之，乃是指一種雷射測距儀的光接收電路。
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，一數字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，並未有可提升光接收電路敏感度的技術。
本發明的主要目的即在提供一種雷射測距儀的光接收電路，其可提升接收雷射信號的靈敏度。
緣是，依據本發明所提供的一種雷射測距儀的光接收電路，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的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訊號後輸出；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訊號，供雷射測距儀判斷、分析而測出目標物的距離。
其中該感光元件是為一崩潰檢知器，在接收到光信號時即會偏壓於反偏壓，而產生內部增益，並輸出一電流信號。
其中該崩潰檢知器的內部增益為100。
其中該主放大迴路的增益為1000。
其中還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。
有關本發明的詳細結構，特徵及功效，以下茲舉一較佳實施例，並配合圖式作進一步的說明，其中
圖1是本發明一較佳實施例的電路方塊圖；圖2是本發明一較佳實施例的電路結構圖；圖3是本發明一較佳實施例主放大迴路的特性說明圖。
請參閱圖1至圖2，本發明一較佳實施例所提供的一種雷射測距儀的光接收電路10，主要是配合設置於雷射測距儀內，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，AvalanchePhoto-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100倍的內部增益。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所組成的轉阻放大器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的輸出信號是傳送至該主放大迴路31；該主放大迴路31，具有一主放大器U201以及若干電阻、電容，其中該主放大器U201由電阻R211、R212所形成的偏壓穩定迴路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所構成的低通濾波器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，本實施例中為一集成電路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字脈衝串列後輸出；如圖3所示，當該主放大器U201的增益為1000，且輸入的直流偏壓有1mV的漂移時，將產生輸出有1V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是可提供穩定的偏壓，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所構成的低通濾波器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、分析而測出目標物的距離。
本發明於實施時，是配合裝設於雷射測距儀上，且與雷射測距儀的電路連接，本發明所輸出的信號可供雷射測距儀的計算電路計算出目標物的距離。
由上可知，本發明所提供的光接收電路，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。
綜上所述，本發明的雷射測距儀的光接收電路，其具有前述優於習用者的優點，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，並早日賜準專利為禱。
權利要求
1.一種雷射測距儀的光接收電路，其特徵在於，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的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訊號後輸出；藉此，可將感到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均數位訊號，供雷射測距儀判斷、分析而測出目標物的距離。
2.根據權利要求1所述的雷射測距儀的光接收電路，其特徵在於，其中該感光元件是為一崩潰檢知器，在接收到光信號時即會偏壓於反偏壓，而產生內部增益，並輸出一電流信號。
3.根據權利要求2所述的雷射測距儀的光接收電路，其特徵在於，其中該崩潰檢知器的內部增益為100。
4.根據權利要求1所述的雷射測距儀的光接收電路，其特徵在於，其中該主放大迴路的增益為1000。
5.根據權利要求1所述的雷射測距儀的光接收電路，其特徵在於，其中還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。
全文摘要
一種雷射測距儀的光接收電路,有一感光元件,能將光信號轉為電流信號輸出;一轉阻放大迴路,連接於感光元件,將電流信號轉為電壓信號輸出;一主放大迴路連接於轉阻放大迴路,將電壓信號予以放大後輸出;一單擊迴路,連接於主放大迴路,將主放大迴路所輸出的電壓信號整形成為數位訊號後輸出;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放大後轉為數位訊號,供雷射測距儀判斷、分析而測出目標物的距離。
文檔編號G01S7/48GK1374533SQ0110941
公開日2002年10月16日 申請日期2001年3月8日 優先權日2001年3月8日
發明者簡碧堯, 黃瑞峰, 洪志偉 申請人:亞洲光學股份有限公司