(57)【要約】【課題】  部品点数が少なく、簡便なフォトダイオード受光回路を提供する。【解決手段】  フォトダイオードのアノードに生ずる信号と前記フォトダイオードのカソードに生ずる信号との差に基づく出力電圧を生成するフォトダイオード受光回路において、反転入力に前記カソードと第１抵抗の一端とを接続し、非反転入力に前記アノードを接続し、出力に前記第１抵抗の他端と前記出力電圧とを接続する電流／電圧変換アンプと、一端に前記非反転入力を接続し、他端に共通電位を接続する第２抵抗とを備えることを特徴とするフォトダイオード受光回路。【選択図】                    図１
2005216984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトダイオードのアノードに生ずる信号と前記フォトダイオードのカソードに生ずる信号との差に基づく出力電圧を生成するフォトダイオード受光回路において、
反転入力に前記カソードと第１抵抗の一端とを接続し、非反転入力に前記アノードを接続し、出力に前記第１抵抗の他端と前記出力電圧とを接続する電流／電圧変換アンプと、
一端に前記非反転入力を接続し、他端に共通電位を接続する第２抵抗と
を備えることを特徴とするフォトダイオード受光回路。
【請求項２】
フォトダイオードのアノードに生ずる信号と前記フォトダイオードのカソードに生ずる信号との差に基づく出力電圧を生成するフォトダイオード受光回路において、
反転入力に前記カソードと第１抵抗の一端とを接続し、非反転入力に基準電圧を接続し、出力に前記第１抵抗の他端を接続する第１ＯＰアンプと、
反転入力に前記アノードと第２抵抗の一端とを接続し、非反転入力に共通電位を接続し、出力に前記第２抵抗の他端を接続する第２ＯＰアンプと、
反転入力に抵抗を介して前記第２ＯＰアンプの出力を接続すると共に第３抵抗の一端を接続し、非反転入力に抵抗を介して前記第１ＯＰアンプの出力を接続し、出力に前記第３抵抗の他端と前記出力電圧とを接続する差動アンプと
を備えることを特徴とするフォトダイオード受光回路。
【請求項３】
フォトダイオードのアノードに生ずる信号と前記フォトダイオードのカソードに生ずる信号との差に基づく出力電圧を生成するフォトダイオード受光回路において、
一端に前記カソードを接続するコンデンサと、
反転入力に前記コンデンサの他端と第１抵抗の一端とを接続し、非反転入力に共通電位を接続し、出力に前記第１抵抗の他端を接続する第１ＯＰアンプと、
反転入力に前記アノードと第２抵抗の一端とを接続し、非反転入力に共通電位を接続し、出力に前記第２抵抗の他端を接続する第２ＯＰアンプと、
反転入力に抵抗を介して前記第２ＯＰアンプの出力を接続すると共に第３抵抗の一端を接続し、非反転入力に抵抗を介して前記第１ＯＰアンプの出力を接続し、出力に前記第３抵抗の他端と前記出力電圧とを接続する差動アンプと、
基準電圧から前記カソードと前記コンデンサの一端との接続点への電流を制限する電流制限回路と、
前記基準電圧と前記電流制限回路とに直列に接続し、前記コンデンサと前記電流制限回路との時定数よりも長い時間オンするスイッチと、
前記スイッチがオフのときに、前記出力電圧を格納する出力電圧格納手段と
を備えることを特徴とするフォトダイオード受光回路。
【請求項４】
前記フォトダイオードは、アバランシェフォトダイオードで形成することを特徴とする請求項２または請求項３の何れかに記載のフォトダイオード受光回路。
【請求項５】
前記差動アンプの非反転入力に前記基準電圧を補償する電圧を印加することを特徴とする請求項２記載のフォトダイオード受光回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトダイオードを使用するフォトダイオード受光回路に関し、特に、光ファイバ検査装置、光測定器、蛍光測定装置等の微弱光の測定が可能なフォトダイオード受光回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフォトダイオード受光回路は、フォトダイオードＰＤのアノードまたはカソードに生ずる信号（電流）に基づく出力電圧Ｖｏ’を生成するものもある（例えば、特許文献１参照。）。
このような、従来のフォトダイオード受光回路について図４を用いて説明する。図４は、従来のフォトダイオード受光回路を示す構成図である。
【０００３】
同図において、ＯＰアンプＵ１の反転入力は、ＯＰアンプＵ１の出力と出力電圧Ｖｏ’とに接続する。また、ＯＰアンプＵ１の非反転入力は、フォトダイオードＰＤのアノードに接続する。そして、ＯＰアンプＵ１は、ボルテージフォロワを形成する。
【０００４】
また、抵抗Ｒ１２の一端は、ＯＰアンプＵ１の非反転入力に接続する。さらに、抵抗Ｒ１２の他端は、共通電位ＣＯＭに接続する。
【０００５】
さらに、フォトダイオードＰＤのカソードは基準電圧Ｖ４に接続する。また、フォトダイオードＰＤのアノードとＯＰアンプＵ１の非反転入力と抵抗Ｒ１２の一端との接続点の電圧を電圧Ｖｂとする。
【０００６】
このような図４の実施例の動作を説明する。
フォトダイオードＰＤが受光しているとき、フォトダイオードＰＤの電流Ｉが生じる。そして、抵抗Ｒ１２の抵抗値をＲとすれば、出力電圧Ｖｏ’は、式（１）を満足する。
Ｖｏ’＝Ｖｂ＝Ｉ・Ｒ    （１）
【０００７】
このようにして、図４の実施例は、フォトダイオードＰＤのアノードに生ずる信号に基づく出力電圧Ｖｏ’を生成する。
【０００８】
さらに、図４の実施例の信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）Ｓ／Ｎ’は、ボルツマン定数ｋ、絶対温度Ｔ、帯域幅Ｂとすれば、式（２）を満足する。
Ｓ／Ｎ’＝Ｉ／（４・ｋ・Ｔ・Ｂ／Ｒ）１／２    （２）
【０００９】
また、従来のフォトダイオード受光回路は、逆バイアスしたフォトダイオードのカソードおよびアノードの両方から互いに極性の異なった信号を得ることを特徴とする差動型のフォトダイオード受光回路のものもある（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
このような従来のフォトダイオード受光回路について図５を用いて説明する。図５は、従来の他のフォトダイオード受光回路を示す構成図である。
【００１１】
同図において、抵抗Ｒ３２の一端は基準電圧Ｖ５に接続し、抵抗Ｒ３２の他端はフォトダイオードＰＤのカソードに接続する。また、抵抗Ｒ３３の一端はフォトダイオードＰＤのアノードに接続し、抵抗Ｒ３３の他端は共通電位ＣＯＭに接続する。
【００１２】
さらに、フォトダイオードＰＤのカソードはＯＰアンプＵ２１の反転入力に接続し、フォトダイオードＰＤのアノードはＯＰアンプＵ２２の反転入力に接続する。
【００１３】
また、ＯＰアンプＵ２１の非反転入力は共通電位ＣＯＭに接続する。さらに、ＯＰアンプＵ２１の反転入力とＯＰアンプＵ２１の出力及び出力電圧Ｖｏ２との間に抵抗Ｒ２１を接続する。
また、ＯＰアンプＵ２２の非反転入力は共通電位ＣＯＭに接続する。さらに、ＯＰアンプＵ２２の反転入力とＯＰアンプＵ２２の出力及び出力電圧Ｖｏ３との間に抵抗Ｒ２２を接続する。
【００１４】
このような図５の従来例は、ノイズのレベルを上げることなく、信号レベルを倍増することができる。
【００１５】
【特許文献１】特開平６−３７５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、図４の従来例は、基準電圧Ｖ４が必要であり、出力電圧Ｖｏ’が小さく、信号対ノイズＳ／Ｎ’が小さく、周波数帯域が狭い。したがって、図４の従来例は、微弱光の測定が困難という課題がある。
【００１７】
また、従来のフォトダイオード受光回路は、フォトダイオードＰＤの配線に印加される外来ノイズの影響が大きいという課題がある。
【００１８】
さらに、図５の従来例は、基準電圧Ｖ５、抵抗Ｒ３２、抵抗Ｒ３３が必要であり、部品点数が多いという課題がある。
【００１９】
また、図５の従来例は、フォトダイオードＰＤに逆バイアスが印加されないため、広帯域の特性が得られないという課題があり、過大入力のときに安定に動作しないという課題がある。
【００２０】
さらに、前述の従来例とは別に、図５の従来例において、フォトダイオードＰＤのカソードとＯＰアンプＵ２１の反転入力との間にコンデンサを挿入すると共に、フォトダイオードＰＤのアノードとＯＰアンプＵ２２の反転入力との間にコンデンサを挿入する構成（図示せず）では、ＤＣ測光ができないという課題がある。
【００２１】
本発明の目的は、以上説明した課題を解決するものであり、部品点数が少なく、簡便なフォトダイオード受光回路を提供することにある。
また、本発明の目的は、良好な信号対ノイズ比の特性を有すると共に、外来ノイズの影響を受けにくいフォトダイオード受光回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
このような目的を達成する本発明は、次の通りである。
（１）フォトダイオードのアノードに生ずる信号と前記フォトダイオードのカソードに生ずる信号との差に基づく出力電圧を生成するフォトダイオード受光回路において、反転入力に前記カソードと第１抵抗の一端とを接続し、非反転入力に前記アノードを接続し、出力に前記第１抵抗の他端と前記出力電圧とを接続する電流／電圧変換アンプと、一端に前記非反転入力を接続し、他端に共通電位を接続する第２抵抗とを備えることを特徴とするフォトダイオード受光回路。
【００２３】
（２）フォトダイオードのアノードに生ずる信号と前記フォトダイオードのカソードに生ずる信号との差に基づく出力電圧を生成するフォトダイオード受光回路において、反転入力に前記カソードと第１抵抗の一端とを接続し、非反転入力に基準電圧を接続し、出力に前記第１抵抗の他端を接続する第１ＯＰアンプと、反転入力に前記アノードと第２抵抗の一端とを接続し、非反転入力に共通電位を接続し、出力に前記第２抵抗の他端を接続する第２ＯＰアンプと、反転入力に抵抗を介して前記第２ＯＰアンプの出力を接続すると共に第３抵抗の一端を接続し、非反転入力に抵抗を介して前記第１ＯＰアンプの出力を接続し、出力に前記第３抵抗の他端と前記出力電圧とを接続する差動アンプとを備えることを特徴とするフォトダイオード受光回路。
【００２４】
（３）フォトダイオードのアノードに生ずる信号と前記フォトダイオードのカソードに生ずる信号との差に基づく出力電圧を生成するフォトダイオード受光回路において、一端に前記カソードを接続するコンデンサと、反転入力に前記コンデンサの他端と第１抵抗の一端とを接続し、非反転入力に共通電位を接続し、出力に前記第１抵抗の他端を接続する第１ＯＰアンプと、反転入力に前記アノードと第２抵抗の一端とを接続し、非反転入力に共通電位を接続し、出力に前記第２抵抗の他端を接続する第２ＯＰアンプと、反転入力に抵抗を介して前記第２ＯＰアンプの出力を接続すると共に第３抵抗の一端を接続し、非反転入力に抵抗を介して前記第１ＯＰアンプの出力を接続し、出力に前記第３抵抗の他端と前記出力電圧とを接続する差動アンプと、基準電圧から前記カソードと前記コンデンサの一端との接続点への電流を制限する電流制限回路と、前記基準電圧と前記電流制限回路とに直列に接続し、前記コンデンサと前記電流制限回路との時定数よりも長い時間オンするスイッチと、前記スイッチがオフのときに、前記出力電圧を格納する出力電圧格納手段とを備えることを特徴とするフォトダイオード受光回路。
【００２５】
（４）前記フォトダイオードは、アバランシェフォトダイオードで形成することを特徴とする（２）または（３）の何れかに記載のフォトダイオード受光回路。
【００２６】
（５）前記差動アンプの非反転入力に前記基準電圧を補償する電圧を印加することを特徴とする（２）記載のフォトダイオード受光回路。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、部品点数が少なく、簡便なフォトダイオード受光回路を提供できる。
【００２８】
また、本発明によれば、良好な信号対ノイズ比の特性を有するフォトダイオード受光回路を提供できる。
【００２９】
さらに、本発明によれば、外来ノイズの影響を受けにくいフォトダイオード受光回路を提供できる。特に、本発明によれば、コモンモードノイズの影響をキャンセルするフォトダイオード受光回路を提供できる。
【００３０】
また、本発明によれば、光ファイバ検査装置、光測定器、蛍光測定装置等の微弱光の測定に好適なフォトダイオード受光回路を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、図１を用いて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例を示す構成図である。
【００３２】
図１の実施例の特徴は、第１抵抗である抵抗Ｒ１１と、電流／電圧変換アンプ（トランスインピーダンスアンプ）Ｕ１０と、第２抵抗である抵抗Ｒ１２との構成にある。
【００３３】
同図において、電流／電圧変換アンプＵ１０の反転入力は、フォトダイオードＰＤのカソードと抵抗Ｒ１１の一端とに接続する。また、電流／電圧変換アンプＵ１０の非反転入力は、フォトダイオードＰＤのアノードに接続する。さらに、電流／電圧変換アンプＵ１０の出力は、抵抗Ｒ１１の他端と出力電圧Ｖｏとに接続する。
【００３４】
また、抵抗Ｒ１２の一端は、電流／電圧変換アンプＵ１０の非反転入力に接続する。さらに、抵抗Ｒ１２の他端は、共通電位ＣＯＭに接続する。
【００３５】
さらに、フォトダイオードＰＤのカソードと電流／電圧変換アンプＵ１０の反転入力と抵抗Ｒ１１の一端との接続点の電圧を電圧Ｖａとする。また、フォトダイオードＰＤのアノードと電流／電圧変換アンプＵ１０の非反転入力と抵抗Ｒ１２の一端との接続点の電圧を電圧Ｖｂとする。
【００３６】
このような図１の実施例の動作を説明する。
フォトダイオードＰＤが受光していないとき、フォトダイオードＰＤの電流Ｉはゼロとなり、電圧Ｖａと電圧Ｖｂとはそれぞれゼロとなる。さらにまた、出力電圧Ｖｏもゼロとなる。
【００３７】
また、フォトダイオードＰＤが受光しているとき、フォトダイオードＰＤの電流Ｉが生じる。そして、抵抗Ｒ１２の抵抗値をＲ１２とすれば、電圧Ｖａと電圧Ｖｂとはそれぞれ式（３）を満足する。
Ｖａ＝Ｖｂ＝Ｉ・Ｒ１２    （３）
【００３８】
そして、出力電圧Ｖｏは、抵抗Ｒ１１の抵抗値をＲ１１とすれば、式（４）を満足する。
Ｖｏ＝Ｖａ＋Ｉ・Ｒ１１＝Ｉ・（Ｒ１１＋Ｒ１２）    （４）
【００３９】
また、抵抗Ｒ１１の抵抗値Ｒ１１と抵抗Ｒ１２の抵抗値Ｒ１２とが共に抵抗値Ｒで同じであれば、式（５）を満足する。そして、図１の実施例の出力電圧Ｖｏは、図４の従来例における出力電圧Ｖｏ’の２倍に相当する値となる。
Ｖｏ＝２・Ｉ・Ｒ＝２・Ｖｏ’    （５）
【００４０】
このようにして、図１の実施例は、フォトダイオードＰＤのアノードに生ずる信号とフォトダイオードＰＤのカソードに生ずる信号との差に基づく出力電圧Ｖｏを生成する。
【００４１】
さらに、図１の実施例の信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）Ｓ／Ｎは、ボルツマン定数ｋ、絶対温度Ｔ、帯域幅Ｂとすれば、式（６）を満足する。そして、図１の実施例の信号対ノイズ比Ｓ／Ｎは、図４の従来例の信号対ノイズ比Ｓ／Ｎ’の２１／２（約１．４１）倍に相当する値となる。
Ｓ／Ｎ＝２１／２・Ｉ／（４・ｋ・Ｔ・Ｂ／Ｒ）１／２＝２１／２・Ｓ／Ｎ’    （６）
【００４２】
したがって、図１の実施例の信号対ノイズ比Ｓ／Ｎは、図４の従来例の信号対ノイズ比Ｓ／Ｎ’と比較して、約３ｄＢ改善する。
【００４３】
また、図１の実施例は、フォトダイオードＰＤのアノードとフォトダイオードＰＤのカソードとに対して同位相で印加されるコモンモードノイズの影響をキャンセルし、安定な出力電圧Ｖｏを提供する。
【００４４】
さらに、図１の実施例は、図４の従来例の基準電圧Ｖ４が不要であると共に、配線が簡便となる。
【００４５】
図２は、本発明の他の実施例を示す構成図である。
図２の実施例の特徴は、第１抵抗である抵抗Ｒ２１と、基準電圧Ｖ１と、第１ＯＰアンプであるＯＰアンプＵ２１と、第２抵抗である抵抗Ｒ２２と、第２ＯＰアンプであるＯＰアンプＵ２２と、第３抵抗である抵抗Ｒ４と、差動アンプＵ２３との構成にある。
【００４６】
同図において、ＯＰアンプＵ２１の反転入力は、フォトダイオードＰＤのカソードと抵抗Ｒ２１の一端とに接続する。また、ＯＰアンプＵ２１の非反転入力は、基準電圧Ｖ１に接続する。さらに、ＯＰアンプＵ２１の出力は抵抗Ｒ２１の他端に接続する。
【００４７】
また、ＯＰアンプＵ２２の反転入力は、フォトダイオードＰＤのアノードと抵抗Ｒ２２の一端とに接続する。さらに、ＯＰアンプＵ２２の非反転入力は、共通電位ＣＯＭに接続する。また、ＯＰアンプＵ２２の出力は抵抗Ｒ２２の他端に接続する。
【００４８】
さらに、差動アンプＵ２３の反転入力は、抵抗Ｒ３を介して、ＯＰアンプＵ２２の出力に接続する。また、差動アンプＵ２３の反転入力は、抵抗Ｒ４の一端に接続する。さらに、差動アンプＵ２３の非反転入力は、抵抗Ｒ１を介して、ＯＰアンプＵ２１の出力に接続する。さらにまた、差動アンプＵ２３の出力は、抵抗Ｒ４の他端と出力電圧Ｖｏとに接続する。
【００４９】
このような差動アンプＵ２３、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４は差動増幅器を形成する。
【００５０】
また、基準電圧Ｖ２と差動アンプＵ２３の非反転入力との間に抵抗Ｒ２を接続する。
【００５１】
さらに、基準電圧Ｖ２は、特に、抵抗Ｒ１の抵抗値をＲ１、抵抗Ｒ２の抵抗値をＲ２として、以下の式（７）を満足するように形成する。このような場合、基準電圧Ｖ１の変動と基準電圧Ｖ２の変動とは追従する。
Ｖ２＝Ｖ１・Ｒ２／Ｒ１    （７）
【００５２】
さらに、特に、抵抗Ｒ３の抵抗値をＲ３、抵抗Ｒ４の抵抗値をＲ４とし、以下の式（８）を満足するように図２の実施例を形成する。
Ｒ２／Ｒ１＝Ｒ４／Ｒ３    （８）
【００５３】
また、フォトダイオードＰＤのカソードとＯＰアンプＵ２１の反転入力と抵抗Ｒ２１の一端との接続点の電圧を電圧Ｖｃとし、ＯＰアンプＵ２１の出力と抵抗２１の他端と抵抗Ｒ１との接続点の電圧を電圧Ｖｄとする。なお、ＯＰアンプＵ２１の作用により、電圧Ｖｃは基準電圧Ｖ１となる。
【００５４】
さらに、フォトダイオードＰＤのアノードとＯＰアンプＵ２２の反転入力と抵抗Ｒ２２の一端との接続点の電圧を電圧Ｖｅとし、ＯＰアンプＵ２２の出力と抵抗Ｒ２２の他端と抵抗Ｒ３との接続点の電圧を電圧Ｖｆとする。なお、ＯＰアンプＵ２２の作用により、電圧Ｖｅは共通電位ＣＯＭとなる。
【００５５】
このような図２の実施例の動作を説明する。
フォトダイオードＰＤには、電圧Ｖｃ及び電圧Ｖｅにより、逆方向の電圧が印加される。
【００５６】
また、フォトダイオードＰＤの受光に基づき、フォトダイオードＰＤの電流Ｉが生じる。そして、特に、抵抗Ｒ２１の抵抗値をＲとし、抵抗Ｒ２２の抵抗値をＲとすれば、電圧Ｖｄと電圧Ｖｆとはそれぞれ式（９）及び式（１０）を満足する。
Ｖｅ＝Ｖ１＋Ｉ・Ｒ    （９）
Ｖｆ＝−Ｉ・Ｒ    （１０）
【００５７】
そして、式（７）及び式（８）を満足するとき、出力電圧Ｖｏは、式（９）及び式（１０）の関係より、以下の式（１１）を満足する。
Ｖｏ＝２・Ｉ・Ｒ・Ｒ２／Ｒ１    （１１）
【００５８】
即ち、図２の実施例の出力電圧Ｖｏは、図１の実施例の出力電圧Ｖｏと同様に、図４の従来例における出力電圧Ｖｏ’の２倍に相当する値となる。
【００５９】
さらに、基準電圧Ｖ１と基準電圧Ｖ２とは補償し合う関係となり、出力電圧Ｖｏは、フォトダイオードＰＤの電流Ｉに比例する。即ち、基準電圧Ｖ２は、抵抗Ｒ２を介して、基準電圧Ｖ１を補償する電圧を差動アンプＵ２３の非反転入力に印加する。
【００６０】
また、特に、フォトダイオードＰＤが受光していないとき、フォトダイオードＰＤの電流Ｉはゼロとなり、電圧Ｖｄは基準電圧Ｖ１となり、電圧Ｖｆは共通電位ＣＯＭとなり、出力電圧Ｖｏはゼロとなる。
【００６１】
このようにして、図２の実施例は、図１の実施例と同様に、フォトダイオードＰＤのアノードに生ずる信号とフォトダイオードＰＤのカソードに生ずる信号との差に基づく出力電圧Ｖｏを生成する。
【００６２】
さらに、図２の実施例の信号対ノイズ比Ｓ／Ｎは、図１の実施例の信号対ノイズ比Ｓ／Ｎと同様に、図４の従来例の信号対ノイズ比Ｓ／Ｎ’と比較して、約３ｄＢ改善する。
【００６３】
また、図２の実施例は、図１の実施例と同様に、フォトダイオードＰＤのアノードとフォトダイオードＰＤのカソードとに対して同位相で印加されるコモンモードノイズの影響をキャンセルし、安定な出力電圧Ｖｏを提供する。
【００６４】
そして、フォトダイオードＰＤのアノードの配線とフォトダイオードＰＤのカソードの配線とをノイズ（装置）に対して対称に形成すると、配線が長い場合または配線に静電シールドが施されていない場合であっても、図２の実施例の出力電圧Ｖｏは安定となる。
また、静電シールドを有しない図２の実施例は、低コストとなり、良好な広帯域の特性が得られる。
【００６５】
さらに、図２の実施例は、図５の従来例の基準電圧Ｖ５、抵抗Ｒ３２、抵抗Ｒ３３が不要でとなると共に、配線が簡便となる。
【００６６】
また、図２の実施例は、フォトダイオードＰＤに逆方向の電圧が印加されるため、フォトダイオードＰＤの端子間のインピーダンスが低減し、広帯域の特性となる。
【００６７】
図３は、本発明の他の実施例を示す構成図である。なお、図２の実施例と同一の要素には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６８】
図３の実施例の特徴は、コンデンサＣと、基準電圧Ｖ３と、電流制限回路１１と、スイッチＳＷと、第１ＯＰアンプであるＯＰアンプＵ２１と、差動アンプＵ２３と、出力電圧格納手段１２との構成にある。
【００６９】
同図において、コンデンサＣの一端は、フォトダイオードＰＤのカソードに接続する。さらに、ＯＰアンプＵ２１の反転入力は、コンデンサＣの他端と抵抗２１の一端とに接続する。
【００７０】
また、電流制限回路１１の一端は、スイッチＳＷを介して、基準電圧Ｖ３に接続し、電流制限回路１１の他端は、フォトダイオードＰＤのカソードとコンデンサＣの一端との接続点に接続する。
【００７１】
さらに、スイッチＳＷの一端は基準電圧Ｖ３に接続し、スイッチＳＷの他端は、電流制限回路１１を介して、フォトダイオードＰＤのカソードとコンデンサＣの一端との接続点に接続する。即ち、スイッチＳＷは、基準電圧Ｖ３と電流制限回路１１とに直列に接続する。また、スイッチＳＷは、タイミング制御信号Ｖｔに基づきオンオフを繰り返す。
【００７２】
また、ＯＰアンプＵ２１の非反転入力は、共通電位ＣＯＭに接続する。
さらに、共通電位ＣＯＭと、差動アンプＵ２３の非反転入力と抵抗Ｒ１との接続点との間に抵抗Ｒ２を接続する。
【００７３】
よって、図３の実施例における抵抗Ｒ２１と、ＯＰアンプＵ２１と、抵抗Ｒ２２と、ＯＰアンプＵ２２と、抵抗Ｒ４と、差動アンプＵ２３との構成は、図２の実施例における抵抗Ｒ２１と、ＯＰアンプＵ２１と、抵抗Ｒ２２と、ＯＰアンプＵ２２と、抵抗Ｒ４と、差動アンプＵ２３との構成と実質的に等価となる。
【００７４】
また、出力電圧格納手段１２は、出力電圧Ｖｏに接続する。さらにまた、出力電圧格納手段１２はタイミング制御信号Ｖｔに基づき出力電圧Ｖｏを格納する。
【００７５】
さらに、フォトダイオードＰＤは、アバランシェフォトダイオードで形成する。
また、コンデンサＣの容量は、フォトダイオードＰＤに印加される電圧（Ｖｇ−Ｖｊ）の変化が無視できる大きさにする。
【００７６】
また、フォトダイオードＰＤのカソードとコンデンサＣの一端と電流制限回路１１との接続点の電圧を電圧Ｖｇとし、ＯＰアンプＵ２１の反転出力とコンデンサＣの他端と抵抗Ｒ２１との接続点の電圧を電圧Ｖｈとし、ＯＰアンプＵ２１の出力と抵抗Ｒ２１の他端と抵抗Ｒ１との接続点の電圧を電圧Ｖｉとする。なお、ＯＰアンプＵ２１の作用により、電圧Ｖｈは共通電位ＣＯＭとなる。
【００７７】
さらに、フォトダイオードＰＤのアノードとＯＰアンプＵ２２の反転入力と抵抗Ｒ２２の一端との接続点の電圧を電圧Ｖｊとし、ＯＰアンプＵ２２の出力と抵抗Ｒ２２の他端と抵抗Ｒ３との接続点の電圧を電圧Ｖｋとする。なお、ＯＰアンプＵ２２の作用により、電圧Ｖｊは共通電位ＣＯＭとなる。
【００７８】
このような図３の実施例の動作を説明する。
まず、コンデンサＣと電流制限回路１１とに基づく時定数よりも長い時間、スイッチがオンするステップを実行する。
【００７９】
このとき、基準電圧Ｖ３からコンデンサＣへ電流が流れ、コンデンサＣは充電される。電流制限回路１１は、基準電圧Ｖ３からコンデンサＣへ電流を制限し、各素子を保護する。
【００８０】
そして、電圧Ｖｇは上昇し、電圧Ｖｇと基準電圧Ｖ３とはほぼ等しくなる。
【００８１】
次に、スイッチをオフとし、出力電圧格納手段１２が出力電圧Ｖｏを格納するステップを実行する。
【００８２】
このとき、図３の実施例は、図２の実施例と同様に、フォトダイオードＰＤのアノードに生ずる信号とフォトダイオードＰＤのカソードに生ずる信号との差に基づく出力電圧Ｖｏを生ずる。
【００８３】
以上のステップを繰り返す。そして、コンデンサＣは電圧（Ｖｇ−Ｖｊ）を保持し、出力電圧格納手段１２は出力電圧Ｖｏを保持する。また、フォトダイオードＰＤには、逆方向の安定した電圧が印加される。
【００８４】
したがって、図３の実施例は、フォトダイオードＰＤに逆方向の電圧を印加すると共に、フォトダイオードＰＤのアノードに生ずる信号とフォトダイオードＰＤのカソードに生ずる信号との差に基づく出力電圧Ｖｏを生成する。
【００８５】
さらに、図３の実施例の信号対ノイズ比Ｓ／Ｎは、図２の実施例の信号対ノイズ比Ｓ／Ｎと同様に、図４の従来例の信号対ノイズ比Ｓ／Ｎ’と比較して、約３ｄＢ改善する。
【００８６】
また、図３の実施例は、図２の実施例と同様に、フォトダイオードＰＤのアノードとフォトダイオードＰＤのカソードとに対して同位相で印加されるコモンモードノイズの影響をキャンセルし、安定な出力電圧Ｖｏを提供する。
【００８７】
また、例えば、基準電圧Ｖ３を１００Ｖとすれば、フォトダイオードＰＤには１００Ｖの電圧が印加される。なお、ＯＰアンプＵ２１及びＯＰアンプＵ２２には、このような過大な電圧は発生しない。
【００８８】
このようなことから、図３の実施例は、簡便にフォトダイオードＰＤに高い逆方向の電圧を印加することができる。したがって、図３の実施例は、フォトダイオードＰＤをアバランシェフォトダイオードで形成する回路に好適である。
【００８９】
さらに、前述の例は、差動アンプＵ２３を有する差動増幅器をアナログ回路で形成したが、これとは別に、差動増幅器をデジタル回路で形成し、演算をデジタルで実行するように形成しても、同様の作用及び効果を得ることができる。
【００９０】
以上のように、本発明は、前述の例に限定されることなく、その本質を逸脱しない範囲で更に多くの変更及び変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図４】従来のフォトダイオード受光回路を示す構成図である。
【図５】従来の他のフォトダイオード受光回路を示す構成図である。
【符号の説明】
【００９２】
ＰＤ  フォトダイオード
Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４  抵抗
Ｕ１０  電流／電圧変換アンプ
Ｕ２３  差動アンプ
Ｕ２１，Ｕ２２  ＯＰアンプ
Ｃ  コンデンサ
ＳＷ  スイッチ
１１  電流制限回路
１２  出力電圧格納手段
Ｖｏ  出力電圧
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４  基準電圧
Ｖｔ  タイミング制御信号
Ｉ  フォトダイオードＰＤの電流
ＣＯＭ  共通電位
【図１】
2005216984.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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