專利名稱：光電傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過脈沖光來檢測(cè)物體的有無、至物體的距離、物體的大小和性質(zhì)等的光電傳感器，特別涉及即使在噪聲脈沖僅周期性地出現(xiàn)并且其發(fā)生定時(shí)與受光電平判別定時(shí)重疊的狀況下，也可以有效地實(shí)施防止功能的錯(cuò)誤操作的光電傳感器。
背景技術(shù)：
以往，作為非接觸檢測(cè)物體的有無、距離、性質(zhì)等的傳感器，已知有光脈沖插入式的光電傳感器(被稱為光電傳感器、測(cè)距傳感器、位移傳感器等)。
在光脈沖插入式的光電傳感器中，包括將光脈沖向檢測(cè)對(duì)象區(qū)域送出的送出端裝置(一般稱為投光器)，以及接收經(jīng)由檢測(cè)對(duì)象區(qū)域的光脈沖的接收端裝置(一般稱為受光器)。
這種光脈沖插入式的光電傳感器大致分為透射式傳感器和反射式傳感器。在透射式光電傳感器的情況下，從送出端裝置送出的光脈沖因被檢測(cè)對(duì)象物體遮擋，而不達(dá)到接收端裝置。在反射式光電傳感器的情況下，從送出端裝置送出的光脈沖由檢測(cè)對(duì)象物體反射，可到達(dá)接收端裝置。
光脈沖插入式傳感器還可大致分為將送出端裝置和接收端裝置收容在共同的外殼的發(fā)送接收一體型的傳感器，以及將送出端裝置和接收端裝置分別收容在外殼中發(fā)送接收分體型的傳感器。發(fā)送接收一體型傳感器具有送出端和接收端容易取得聯(lián)系(同步等)的優(yōu)點(diǎn)。大多數(shù)反射式光電傳感器以及大多數(shù)光頭分離式的透射式光電傳感器(例如，光纖式光電傳感器等)構(gòu)成為發(fā)送接收一體型的傳感器。大多數(shù)光頭非分離式的透射式傳感器構(gòu)成為發(fā)送接收分體型的傳感器。
但是，在光脈沖插入式的光電傳感器的設(shè)置環(huán)境中，不僅存在自身投光的正規(guī)的光脈沖，而且估計(jì)還存在光、電磁波等各種各樣的噪聲。因這些噪聲的影響，在經(jīng)由接收端裝置的檢測(cè)端變換器(例如，光/電變換元件等)的耦合電容器(即，進(jìn)行交流耦合)輸出線路中，出現(xiàn)經(jīng)由變換器混入、或經(jīng)由電源線路混入的噪聲脈沖。在噪聲脈沖中存在周期性出現(xiàn)的噪聲和隨機(jī)出現(xiàn)的噪聲。
為了防止噪聲脈沖造成的接收端裝置的錯(cuò)誤操作，以往采用各種各樣的對(duì)策。作為防止錯(cuò)誤操作的對(duì)策之一，可列舉出采用同步檢波技術(shù)。在采用了同步檢波技術(shù)的光脈沖插入式的光電傳感器中，同步獲取送出端裝置的光脈沖送出定時(shí)和接收端裝置的受光電平判別定時(shí)。作為防止錯(cuò)誤操作的另一對(duì)策，可列舉出著眼于接收脈沖串的連續(xù)性的脈沖串識(shí)別技術(shù)。在采用了脈沖串識(shí)別技術(shù)的光脈沖插入式傳感器中，接收脈沖不連續(xù)地出現(xiàn)規(guī)定個(gè)數(shù)以上，傳感器輸出就不導(dǎo)通。一旦傳感器輸出導(dǎo)通后，只要接收脈沖不連續(xù)地缺欠規(guī)定數(shù)以上，傳感器輸出就不截止。而且，作為另一防止錯(cuò)誤操作的對(duì)策，可列舉出同時(shí)采用同步檢波技術(shù)和脈沖串識(shí)別技術(shù)。這種情況下，通過在前級(jí)采用同步檢波技術(shù)，除去不同于接收電平定時(shí)以外的噪聲脈沖，通過在后級(jí)中采用脈沖串識(shí)別技術(shù)，除去與受光電平判別定時(shí)偶爾一致的噪聲脈沖。
上述現(xiàn)有的防止錯(cuò)誤操作對(duì)策在受光信號(hào)中噪聲脈沖隨機(jī)出現(xiàn)的狀況下比較有效。但是，在噪聲脈沖周期性出現(xiàn)，其發(fā)生定時(shí)與受光電平判別定時(shí)重疊的狀況下，幾乎得不到有效的功能。
作為這種狀況，可列舉出采用熒光燈作為照明器(包括常用頻率型、逆變器型雙方)的工廠或倉庫等。
這種光脈沖插入式傳感器的光脈沖的送出周期(受光電平判別定時(shí))在兼顧傳感器要求的響應(yīng)特性等時(shí)被限制在規(guī)定范圍內(nèi)，所以因變更光脈沖的送出周期而在避免噪聲脈沖上存在限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是著眼于上述問題的發(fā)明，其目的在于提供一種光脈沖插入式的光電傳感器及其關(guān)鍵技術(shù)，即使在噪聲脈沖周期性地出現(xiàn)，其發(fā)生定時(shí)與受光電平判別定時(shí)重疊的狀況下，也可以有效地實(shí)施防止錯(cuò)誤操作的對(duì)策。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過參照以下說明書的記述，可容易地理解本發(fā)明的其他目的。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種光電傳感器的控制方法，該光電傳感器包括投光部件，通過與投光定時(shí)同步驅(qū)動(dòng)投光元件，來將脈沖光重復(fù)投光；受光部件，將受光元件輸出的變化量作為受光信號(hào)輸出；電平判定部件，在比所述投光定時(shí)稍稍延遲的定時(shí)中，通過將受光信號(hào)的電平與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較，來判別受光信號(hào)的電平；以及信號(hào)處理部件，根據(jù)所述電平判別部件的判別結(jié)果來生成傳感器輸出；其特征在于，在所述受光信號(hào)中存在與噪聲對(duì)應(yīng)的交流波形的狀況下，對(duì)投光定時(shí)進(jìn)行控制，以便與所述噪聲對(duì)應(yīng)的交流波形的零點(diǎn)交叉定時(shí)和所述電平判別部件中的電平判別定時(shí)一致。
說起“將受光信號(hào)的電平與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較”，這里所說的“規(guī)定的閾值”例如根據(jù)自身的投光(正規(guī)的脈沖光)來考慮決定已知的受光信號(hào)電平。再者，說起“按稍稍延遲的定時(shí)”，該定時(shí)是在這種光電傳感器中獲得投受光聯(lián)系(同步)時(shí)的一般時(shí)間，不是在與投光定時(shí)相同的定時(shí)中排除開始與該閾值進(jìn)行比較情況的定時(shí)。
在“噪聲”中，包含經(jīng)由受光元件混入的光(例如逆變器熒光燈等的光)噪聲、經(jīng)由電源線路混入的其他電磁波噪聲等各種噪聲。因此，在這里所說的“交流波形”中，除了其信號(hào)電平為規(guī)則正確地變化的正弦波以外，還包含經(jīng)交流零電平，輸出極性重復(fù)進(jìn)行交替的各種波形。
說起“使零點(diǎn)交叉定時(shí)和電平判別的定時(shí)一致”，并不是以必須使兩個(gè)定時(shí)完全一致作為必要條件。當(dāng)然容許多少有些定時(shí)偏差。該偏差的容許范圍達(dá)到什么程度，考慮電平判別時(shí)間(例如，具有采樣門電路的光電傳感器的情況下門電路打開時(shí)間等)、對(duì)噪聲對(duì)應(yīng)的交流波形的輸出特性、或判別用閾值等來決定就可以。
根據(jù)本發(fā)明的光電傳感器的控制方法，例如在逆變器熒光燈的正下方等、在受光信號(hào)中出現(xiàn)與噪聲對(duì)應(yīng)的交流波形的環(huán)境下使用傳感器的情況下，按與該噪聲對(duì)應(yīng)的交流波形的零點(diǎn)交叉定時(shí)(即，根據(jù)噪聲使受光信號(hào)電平(以下簡(jiǎn)稱為‘噪聲輸出’)最小的定時(shí))來進(jìn)行受光電平判別，所以無論自身的投光脈沖是否被受光，都可以排除因噪聲而判別為‘有受光’的誤操作。換句話說，根據(jù)本發(fā)明的光電傳感器的控制方法，可以僅根據(jù)自身投光的正規(guī)的受光信號(hào)來進(jìn)行電平判別，由此實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的檢測(cè)操作。
在本發(fā)明的光電傳感器的控制方法中，作為所述零點(diǎn)交叉定時(shí)，最好選擇在噪聲對(duì)應(yīng)的交流波形的極性向與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)波形的相反極性移動(dòng)時(shí)的零點(diǎn)交叉定時(shí)。
說起“與正規(guī)脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)波形的極性”，具體地說，例如表示設(shè)置了受光電平判別用閾值(規(guī)定的閾值)側(cè)的極性。再有，該閾值根據(jù)自身投光的正規(guī)的脈沖光專門設(shè)置在出現(xiàn)受光信號(hào)波形的峰值一側(cè)。在輸出電路的特性中峰值出現(xiàn)在兩極上，在兩極上設(shè)置閾值的情況下(在出現(xiàn)同時(shí)超過雙方閾值的情況下，被看作‘有受光’的情況等)，當(dāng)然可以將從中選擇的一個(gè)閾值存在側(cè)的極性作為這里所說的‘受光信號(hào)波形的極性’。
即，在該形態(tài)中，與噪聲對(duì)應(yīng)的交流波形選擇向與閾值設(shè)置側(cè)的極性相反的極性移動(dòng)時(shí)的零點(diǎn)交叉定時(shí)，所以在電平判別期間(例如采樣門電路打開期間)中，可以可靠地避免出現(xiàn)超過該閾值的噪聲輸出。因此，還可以將電平判別期間設(shè)置得稍長(zhǎng)些。
其次，本發(fā)明的光電傳感器包括投光部件，通過與投光定時(shí)同步驅(qū)動(dòng)投光元件，來將脈沖光重復(fù)投光；受光部件，將受光元件輸出的變化量作為受光信號(hào)輸出；第1電平判定部件，在比所述投光定時(shí)稍稍延遲的定時(shí)中，通過將受光信號(hào)的電平與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較，來判別受光信號(hào)的電平；以及信號(hào)處理部件，根據(jù)所述第1電平判別部件的判別結(jié)果來生成傳感器輸出；其特征在于，該光電傳感器還包括第2電平判別部件，通過將所述受光信號(hào)電平與交流零電平附近的閾值進(jìn)行比較，來判別受光信號(hào)的電平；以及投光定時(shí)控制部件，根據(jù)所述第2電平判別部件的判別結(jié)果，來控制各個(gè)下次的投光定時(shí)。
對(duì)于“將受光信號(hào)的電平與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較”、“噪聲”來說，與前面的說明相同。
根據(jù)本發(fā)明的光電傳感器，通過第2電平判別部件，可檢測(cè)按交流零電平附近的閾值規(guī)定的噪聲輸出的出現(xiàn)狀態(tài)，所以可以根據(jù)該出現(xiàn)狀態(tài)來進(jìn)行投光定時(shí)控制。即，根據(jù)第2電平判別部件的判別結(jié)果來進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐豆舛〞r(shí)控制，在噪聲輸出大致不存在時(shí)，或在噪聲輸出處于交流零電平附近時(shí)，可以進(jìn)行受光信號(hào)電平判別，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)防止噪聲引起的誤操作、檢測(cè)可靠性高的光電傳感器。
說起“交流零電平附近的閾值”，什么程度被稱為“交流零電平附近”因各傳感器的受光輸出特性等而異，所以不能一概地定義，只要將該閾值是以防止噪聲引起的誤操作為目的而考慮設(shè)置的閾值，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)然可以根據(jù)情況來設(shè)定合適的閾值。至少自然能理解“交流零電平附近的閾值”最好設(shè)定得比“規(guī)定的閾值(第1電平判別部件)”小。
更具體地說，本發(fā)明的光電傳感器可作為以下所示的第1～第4實(shí)施例的光電傳感器來實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明的光電傳感器的第1實(shí)施形態(tài)中，投光定時(shí)控制部件在從上次的投光定時(shí)起經(jīng)過公稱投光周期后，使下次的投光定時(shí)延遲，直至所述第2電平判別部件將受光信號(hào)電平判別為在交流零電平附近。
“公稱投光周期”是所謂的與“投光周期”有關(guān)的固定周期，但在本形態(tài)中，實(shí)際的投光間隔根據(jù)第2電平判別部件的判別結(jié)果(有無投光定時(shí)的延遲)而改變，所以不是“投光周期”，而是“公稱投光周期”。這種情況下，實(shí)際的投光間隔是將該公稱投光周期(固定)和在經(jīng)過公稱投光周期后由所述第2電平判別部件判定為受光信號(hào)電平在零電平附近前的時(shí)間(每次獲得變化)進(jìn)行相加所得的間隔。
根據(jù)第1實(shí)施形態(tài)，可維持按公稱投光周期規(guī)定的最低限度的投光間隔，并且投光僅限于受光信號(hào)電平被判別為在交流零電平附近時(shí)進(jìn)行，可以更可靠地防止噪聲造成的誤操作。
說起“判別為交流零電平附近時(shí)”，該判別例如可以由第2電平判別部件使用在交流零電平附近設(shè)置的具有正極性和負(fù)極性兩個(gè)閾值來進(jìn)行。這種情況下，受光信號(hào)電平處于所述兩個(gè)閾值夾置的規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，就可以判別為在交流零電平附近。
在本發(fā)明的光電傳感器的第2實(shí)施例中，投光定時(shí)控制部件在從上次的投光定時(shí)起經(jīng)過公稱投光周期后，根據(jù)所述第2電平判別部件的判別結(jié)果，使下次的投光定時(shí)延遲，直至判別為受光信號(hào)電平的變化方向朝向與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相反的極性方向。
有關(guān)“公稱投光周期”、“與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)波形的極性”，可參照前面的論述。
再有，“第2電平判別部件”在實(shí)施例電平中，例如可以由包括檢測(cè)出現(xiàn)與正規(guī)脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相同極性的超過規(guī)定閾值的受光信號(hào)的比較器、以及根據(jù)出現(xiàn)超過所述閾值的受光信號(hào)來檢測(cè)比較器輸出的后沿的邊沿檢測(cè)電路來構(gòu)成。這種情況下，“所述投光定時(shí)控制部件”使下次的投光定時(shí)延遲，直至所述邊沿檢測(cè)電路檢測(cè)出比較器輸出的后沿就可以。
根據(jù)第2實(shí)施形態(tài)，以將受光信號(hào)電平的變化方向判定為朝向與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相反極性方向作為條件來進(jìn)行投光，所以在受光信號(hào)的電平判別期間(例如，采樣門電路打開期間)，可以更可靠地避免出現(xiàn)超過交流零電平附近的閾值的噪聲輸出。根據(jù)以上論述，也可以將電平判別期間設(shè)置得稍長(zhǎng)些。
在第2實(shí)施形態(tài)中，所述投光定時(shí)控制部件在從上次的投光定時(shí)起經(jīng)過公稱投光周期后，即使在經(jīng)過規(guī)定的等待時(shí)間后，最好也根據(jù)所述第2電平判別部件的判別結(jié)果，在不能將受光信號(hào)電平的變化方向判別為朝向與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相反極性方向時(shí)，直接生成投光定時(shí)信號(hào)。
這種情況下的投光定時(shí)控制部件例如可通過設(shè)置定時(shí)器來構(gòu)成，該定時(shí)器在前面所示的實(shí)施例電平的投光定時(shí)控制部件中，通過再經(jīng)過公稱投光周期或通過所述邊沿檢測(cè)電路檢測(cè)比較器輸出的后沿，來開始進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的計(jì)時(shí)，在經(jīng)過該規(guī)定時(shí)間的同時(shí)，生成投光定時(shí)信號(hào)。
這里，在生成了“投光定時(shí)信號(hào)”的情況下，不言而喻，可直接開始投光。
根據(jù)這樣的形態(tài)，可預(yù)防例如因噪聲的衰減等檢測(cè)不出朝向其相反極性方向而使投光延遲持續(xù)，總不進(jìn)行投光這樣的不良情況，由此，可以確保最低限度的投光周期。
在上述第2實(shí)施例中，通過使投光延遲，直至將受光信號(hào)電平的變化方向判定為朝向與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相反極性的方向，可更可靠地避免噪聲的影響。對(duì)此，作為本發(fā)明的第3實(shí)施形態(tài)的光電傳感器，具有以下特征所述投光定時(shí)控制部件在從上次的投光定時(shí)起經(jīng)過公稱投光周期后，根據(jù)所述第2電平判別部件的判別結(jié)果，使下次的投光定時(shí)延遲，直至將受光信號(hào)電平的變化方向判別為朝向與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相同或相反極性的方向。
根據(jù)第3實(shí)施形態(tài)，受光信號(hào)電平的變化方向即使朝向任何一個(gè)極性也可以進(jìn)行投光，所以盡管估計(jì)避免噪聲的可靠性比第2實(shí)施形態(tài)稍差，但與第2實(shí)施形態(tài)相比，可以迅速(等待時(shí)間短)地進(jìn)行投光。
第3實(shí)施例的第2電平判別部件可以包括第1比較器，例如，在實(shí)施例電平中，檢測(cè)出現(xiàn)與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相同極性的超過第1閾值的受光信號(hào)；第2比較器，檢測(cè)出現(xiàn)與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相反極性的超過第2閾值的受光信號(hào)；第1邊沿檢測(cè)電路，根據(jù)出現(xiàn)超過所述第1閾值的受光信號(hào)來檢測(cè)第1比較器輸出的后沿；以及第2邊沿檢測(cè)電路，根據(jù)出現(xiàn)超過所述第2閾值的受光信號(hào)來檢測(cè)第2比較器輸出的后沿。這種情況下，投光定時(shí)部件使下次的投光定時(shí)延遲，直至所述第1或第2邊沿檢測(cè)電路檢測(cè)出第1或第2比較器輸出的某一個(gè)后沿就可以。
其次，在本發(fā)明的光電傳感器的第4實(shí)施形態(tài)中，投光定時(shí)控制部件包括第1工作模式，在從上次的投光定時(shí)經(jīng)過公稱投光周期后，根據(jù)所述第2電平判別部件的判別結(jié)果，使下次的投光定時(shí)延遲，直至判別為受光信號(hào)電平的變化方向朝向與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相反的極性方向；以及第2工作模式，在從上次的投光定時(shí)起等待經(jīng)過公稱投光周期之后，或從經(jīng)過了公稱投光周期時(shí)刻起再等待經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間之后，才進(jìn)行投光；并且，可選擇這些工作模式。
根據(jù)第4實(shí)施形態(tài)，通過選擇(切換)適當(dāng)模式，可以進(jìn)行與光電傳感器的設(shè)置環(huán)境對(duì)應(yīng)的適當(dāng)?shù)牟僮?。即，例如，在存在具有周期性的亮度變化的噪聲?逆變器熒光燈的光等)下，通過變?yōu)榈?模式，可以獲得與上述第2實(shí)施形態(tài)相當(dāng)?shù)男Ч?。另一方面，盡管沒有出現(xiàn)這樣的周期性的噪聲，但例如在受光從相鄰傳感器投光的光脈沖的環(huán)境下，通過變?yōu)榈?模式，可以防止這樣的相互干擾，并且可確保穩(wěn)定的投光周期。
在第4實(shí)施形態(tài)中，最好還設(shè)置噪聲檢測(cè)部件，將受光輸出信號(hào)描述為交流波形，檢測(cè)是否存在周期性變動(dòng)的噪聲光或噪聲電波，在檢測(cè)出噪聲光或噪聲電波時(shí)，選擇第1工作模式，而在未檢測(cè)出時(shí)選擇第2工作模式。
根據(jù)這樣的形態(tài)，根據(jù)噪聲檢測(cè)部件的噪聲檢測(cè)結(jié)果，可自動(dòng)地進(jìn)行上述的模式切換。再有，模式切換例如可使用專用的‘切換開關(guān)’等，也可以適當(dāng)通過手動(dòng)來進(jìn)行。
作為是否存在噪聲光或噪聲電波的判定方法的一例，可列舉出根據(jù)受光輸出電平和規(guī)定閾值的比較來判定的方法。此外，作為另一例，可以列舉出在受光信號(hào)電平經(jīng)過比公稱投光周期短的一定時(shí)間內(nèi)，根據(jù)大致維持在交流零電平的情況來判定有無存在噪聲的方法。除此以外，如果是本領(lǐng)域技術(shù)人員，當(dāng)然可以設(shè)想各種判定方法。
第4實(shí)施形態(tài)可以為以下形態(tài)設(shè)置對(duì)受光信號(hào)電平繼續(xù)維持大致交流零電平的時(shí)間進(jìn)行計(jì)測(cè)的部件；以及在所述計(jì)測(cè)的維持時(shí)間超過一定時(shí)間時(shí)切換為第2模式，而在一定時(shí)間內(nèi)時(shí)切換為第1模式的部件。在這種情況下，根據(jù)有無噪聲光和噪聲電波，能夠進(jìn)行模式切換。
另外，上述本發(fā)明的光電傳感器可以使用光電傳感器用半導(dǎo)體集成電路來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的光電傳感器用半導(dǎo)體集成電路包括供給電源的第1外部端子；對(duì)投光元件的驅(qū)動(dòng)電路輸出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的第2外部端子；對(duì)傳感器負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電路輸出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的第3外部端子；以及具有從所述第1外部端子供電、對(duì)內(nèi)置電路供給穩(wěn)定電源的電源電路；對(duì)以下電路進(jìn)行集成的電路，這些電路包括受光電路，取出并放大外帶或內(nèi)置的受光元件的輸出的變化量；投光電路，將對(duì)投光元件的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)輸出到所述第2外部端子；輸出電路，將對(duì)傳感器負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)輸出到所述第3外部端子；以及信號(hào)處理電路，根據(jù)從所述受光電路得到的受光信號(hào)來進(jìn)行輸出電路的控制，并且根據(jù)從所述受光電路得到的受光信號(hào)來進(jìn)行投光電路的控制；所述信號(hào)處理電路包括第1電平判別部件，在比投光定時(shí)稍稍延遲的定時(shí)中，通過將來自所述受光電路的受光信號(hào)的電平與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較，來判別受光信號(hào)的電平；信號(hào)處理部件，根據(jù)所述第1電平判別部件的判別結(jié)果來生成傳感器輸出，并供給所述輸出電路；第2電平判別部件，通過將所述受光信號(hào)電平與交流零電平附近的閾值進(jìn)行比較，來判別受光信號(hào)的電平；以及投光定時(shí)控制部件，根據(jù)所述第2電平判別部件的判別結(jié)果，將控制各下次的投光定時(shí)的投光定時(shí)控制信號(hào)供給所述投光電路。
如果使用本發(fā)明的光電傳感器用半導(dǎo)體集成電路，那么可以將實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明的光電傳感器的主要電路集成在單片IC(半導(dǎo)體集成電路)上，所以除了上述特有的效果以外，還可以獲得裝置整體的小型化、成本削減等各種效果。
作為該光電傳感器用半導(dǎo)體集成電路，從與上述本發(fā)明的光電傳感器相同的觀點(diǎn)來看，可以附加各種功能。
即，在本發(fā)明的光電傳感器用半導(dǎo)體集成電路中，所述投光定時(shí)控制部件在從上次的投光定時(shí)起經(jīng)過公稱投光周期后，最好使下次的投光定時(shí)延遲，直至所述第2電平判別部件將受光信號(hào)電平判別為在交流零電平附近。
在本發(fā)明的光電傳感器用半導(dǎo)體集成電路中，所述投光定時(shí)控制部件在從上次的投光定時(shí)起經(jīng)過公稱投光周期后，最好根據(jù)所述第2電平判別部件的判別結(jié)果，使下次的投光定時(shí)延遲，直至將受光信號(hào)電平的變化方向判別為朝向與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相反極性的方向。
這里，所述投光定時(shí)控制部件在從上次的投光定時(shí)起經(jīng)過公稱投光周期后，即使在經(jīng)過規(guī)定的等待時(shí)間后，最好也根據(jù)所述第2電平判別部件的判別結(jié)果，在不能將受光信號(hào)電平的變化方向判別為朝向與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相反極性方向時(shí)，直接生成投光定時(shí)信號(hào)。
在本發(fā)明的光電傳感器用半導(dǎo)體集成電路中，所述投光定時(shí)控制部件最好包括第1工作模式，在從上次的投光定時(shí)經(jīng)過公稱投光周期后，根據(jù)所述第1電平判別部件的判別結(jié)果，使下次的投光定時(shí)延遲，直至判別為受光信號(hào)電平的變化方向朝向與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相反的極性方向，或根據(jù)所述第2電平判別部件的判別結(jié)果，使下次的投光定時(shí)延遲，直至判別為受光信號(hào)電平的變化方向朝向與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相反的極性方向；以及第2工作模式，在從上次的投光定時(shí)起等待經(jīng)過公稱投光周期之后，或從經(jīng)過了公稱投光周期時(shí)刻起再等待經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間之后，才進(jìn)行投光；并且，可選擇這些工作模式。
這里，最好包括噪聲檢測(cè)部件，將受光輸出信號(hào)描述為交流波形，檢測(cè)是否存在周期性變動(dòng)的噪聲光或噪聲電波；在檢測(cè)出噪聲光或噪聲電波時(shí)，選擇第1工作模式，而在未檢測(cè)出時(shí)選擇第2工作模式。
對(duì)于是否存在噪聲光或噪聲電波的判定方法來說，與前面說明的相同。即，作為一例，可列舉出根據(jù)受光信號(hào)電平和規(guī)定閾值的比較來判定的方法。此外，作為另一例，可以列舉出在受光信號(hào)電平經(jīng)過比公稱投光周期短的一定時(shí)間內(nèi)，根據(jù)大致維持在交流零電平的情況來判定有無存在噪聲的方法。


圖1是表示本發(fā)明的光電傳感器的整體結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是同時(shí)表示受光電平判定塊和信號(hào)處理塊的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是表示第1實(shí)施例的脈沖生成塊的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖4是表示第1實(shí)施例的脈沖生成塊的處理內(nèi)容的流程圖。
圖5是表示第1實(shí)施例的光電傳感器的操作內(nèi)容的定時(shí)圖。
圖6是表示第2實(shí)施例的脈沖生成塊的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖7是表示第2實(shí)施例的脈沖生成塊的處理內(nèi)容的流程圖。
圖8是表示第2實(shí)施例的光電傳感器的操作內(nèi)容的定時(shí)圖。
圖9是表示第3實(shí)施例的脈沖生成塊的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖10是表示本發(fā)明的模式切換型光電傳感器(第4實(shí)施例)的整體結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖11是表示第1模式的脈沖生成塊的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖12是表示第2模式的脈沖生成塊的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖13是表示噪聲檢測(cè)塊的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖14是說明零交叉時(shí)間的計(jì)算形態(tài)的圖。
圖15是表示第4實(shí)施例的光電傳感器中的模式切換的處理步驟的流程圖。
圖16是表示第4實(shí)施例的光電傳感器的模式切換狀況的圖。
圖17是表示第4實(shí)施例的光電傳感器的各模式的投光定時(shí)控制狀況的圖。
圖18是表示第5實(shí)施例的光電傳感器的整體電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的光電傳感器的優(yōu)選實(shí)施例。通過表示光電傳感器，同時(shí)作為表示本發(fā)明的光電傳感器的控制方法的圖。以下，通過一例來示出將送出端裝置和接收端裝置收容在共同的外殼中的發(fā)送接收一體型的光電傳感器，但如果獲取送出端和接收端的投受光聯(lián)系(同步)，本發(fā)明也可以應(yīng)用于發(fā)送接收分體型的光電傳感器。而且，在本發(fā)明的光電傳感器中，包括檢測(cè)物體的有無、距物體的距離、物體的大小或性質(zhì)等所有類型的光脈沖插入式的光電傳感器。
采用本發(fā)明的光電傳感器(第1實(shí)施例)的整體結(jié)構(gòu)示于圖1。如圖所示，該光電傳感器包括投光部1；受光部2；振蕩部3；具有兩個(gè)輸入端子IN1、IN2和三個(gè)輸出端子OUT1～3的脈沖生成塊4；具有兩個(gè)輸入端子IN1、IN2和一個(gè)輸出端子OUT的受光電平判定塊5；具有兩個(gè)輸入端子IN1、IN2和一個(gè)輸出端子OUT的信號(hào)處理塊6。
投光部1包括驅(qū)動(dòng)電路12(在圖中，用帶有發(fā)射極電阻12a的發(fā)射極接地式晶體管來表示)，以從脈沖生成塊4的輸出端子OUT1輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖來進(jìn)行工作；以及發(fā)光元件13(在圖中，用發(fā)出紅外線或可見光的發(fā)光二極管來表示)，由該驅(qū)動(dòng)電路12驅(qū)動(dòng)。然后，由發(fā)光元件13進(jìn)行與從脈沖生成塊4的輸出端子OUT1輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖同步，將光脈沖向檢測(cè)對(duì)象區(qū)域投光。
另一方面，受光部2具有將經(jīng)由檢測(cè)對(duì)象區(qū)域到來的光脈沖變換成電脈沖的光電變換器的功能。該受光部2包括在電源和地之間串聯(lián)連接的電阻21和光電二極管22；以及取出在它們的連接點(diǎn)上出現(xiàn)的電壓變化量的耦合電容器23；以及將耦合電容器上取出的信號(hào)放大輸出的放大電路(AMP)24。從放大電路24輸出的電信號(hào)(以下，稱為受光信號(hào))被供給到脈沖生成塊4的輸入端子IN2和受光電平判定塊5的輸入端子IN2。
振蕩部3輸出具有固定頻率的時(shí)鐘脈沖。該時(shí)鐘脈沖被供給到脈沖生成塊4的輸入端子IN1。在本實(shí)施例中，由振蕩部3輸出間隔約0.625μs的時(shí)鐘脈沖，在后述的計(jì)數(shù)值n的步進(jìn)不停止的情況下，按160(計(jì)數(shù)值)×0.625μs＝100μs的周期(公稱投光周期)進(jìn)行一次投光來設(shè)定。
脈沖生成塊4根據(jù)從輸入端子IN1輸入的時(shí)鐘脈沖和從輸入端子2輸入的受光信號(hào)，來生成用于受光控制的三種控制脈沖，從輸出端子OUT1～OUT3輸出到外部。首先，脈沖生成塊4生成用于規(guī)定投光定時(shí)的控制脈沖(以下稱為投光定時(shí)規(guī)定脈沖)。該投光定時(shí)規(guī)定脈沖從輸出端子OUT1供給到投光部1的驅(qū)動(dòng)電路12。第2，脈沖生成塊4生成用于規(guī)定受光電平判別定時(shí)(在本例中，為采樣門電路脈沖的開定時(shí))的控制脈沖(以下稱為門電路打開定時(shí)規(guī)定脈沖)。該門電路打開定時(shí)規(guī)定脈沖從輸出端子OUT2供給到受光電平判定塊5的輸入端子IN1。第3，脈沖生成塊4生成用于規(guī)定對(duì)信號(hào)處理塊6的取出定時(shí)的控制脈沖(以下稱為取出定時(shí)規(guī)定脈沖)。該取出定時(shí)規(guī)定脈沖從輸出端子OUT3供給到信號(hào)處理塊6的輸入端子IN1。脈沖生成塊4是本發(fā)明的主要部件，將在后面詳細(xì)說明它。
受光電平判定塊5將在后面詳述，但通過與從輸入端子IN1輸入的門電路打開定時(shí)規(guī)定脈沖同步，打開采樣門電路，將此時(shí)通過輸入端子IN2獲得的受光信號(hào)與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較并進(jìn)行電平識(shí)別，來生成輸出有無受光判別信號(hào)。
受光電平判定塊的細(xì)節(jié)示于圖2(a)。如該圖(a)所示，受光電平判定塊5包括帶有非反向輸入端子(+)和反向輸入端子(-)的比較器51(CMP3)、以及取得來自輸入端子IN1的輸入(門電路打開定時(shí)規(guī)定脈沖)和比較器51的輸出的邏輯積的‘與’門電路510。來自輸入端子IN2的信號(hào)、即來自受光部2的受光信號(hào)被輸入到比較器51的非反向輸入端子(+)。另一方面，用于比較的閾值Vth3被輸入到反向輸入端子(-)。即，受光電平判定塊5根據(jù)受光信號(hào)和閾值Vth3的比較來進(jìn)行二進(jìn)制化，將有無受光判別信號(hào)(在本例中，表示有無受光的結(jié)果的‘H(有受光)’或‘L(無受光)’)生成輸出到輸出端子OUT。該有無受光判別信號(hào)被供給到信號(hào)處理塊6的輸入端子IN2。在本例中，閾值Vth3按基于自身的投光脈沖與已知的受光信號(hào)峰值的關(guān)系設(shè)定為約55mV。
信號(hào)處理塊6的細(xì)節(jié)示于圖2(b)。信號(hào)處理塊6起到作為數(shù)字低通濾波器的作用，如圖2(b)所示，它包括帶有數(shù)據(jù)輸入端子IN和用于位移的時(shí)鐘輸入端子CK的n級(jí)(圖中雖未示出，但在本例中作為8級(jí)來說明)的移位寄存器61；在從輸入端子IN2輸入的有無受光判別信號(hào)的‘H’的上升沿時(shí)被置位、在從輸入端子IN1輸入的取出定時(shí)規(guī)定脈沖的‘H’上升沿時(shí)被復(fù)位的RS觸發(fā)器62；取得移位寄存器61的各級(jí)輸出的邏輯積的AND門電路(‘與’門電路)同樣取得各級(jí)輸出的反向邏輯和的NOR門電路(‘或非’門電路)64；以及在AND門電路63的輸出的‘H’的上升沿時(shí)被置位、并且在NOR電路64的輸出的‘H’上升沿時(shí)被復(fù)位的RS觸發(fā)器65。
這里，在移位寄存器61的時(shí)鐘輸入端子CK上輸入來自輸入端子IN1的取出定時(shí)規(guī)定脈沖。由此，在信號(hào)處理塊6中，根據(jù)取出定時(shí)規(guī)定脈沖來進(jìn)行移位操作，從輸入端子IN2輸入的有無受光判別信號(hào)‘H’或‘L’通過RS觸發(fā)器62被取出到移位寄存器61的初級(jí)，同時(shí)特別的級(jí)依次向后級(jí)移位。觸發(fā)器62表示在受光電平判定塊5的采樣門電路打開期間的輸出端子OUT的輸出‘H’。即，在對(duì)移位寄存器61的取出前的采樣門電路打開期間，如果受光有無判別信號(hào)即使輸出一次‘H’，‘H’也被輸出到移位寄存器。
從輸入端子IN1到RS觸發(fā)器62的復(fù)位端子R的脈沖輸入定時(shí)(RS觸發(fā)器62的復(fù)位定時(shí))從該輸入端子IN1到移位寄存器61的時(shí)鐘輸入端子CK的脈沖輸入定時(shí)(對(duì)移位寄存器的數(shù)據(jù)取出定時(shí))起需要稍微延遲。因此，實(shí)際上在輸入端子IN1和RS觸發(fā)器62的復(fù)位端子R之間設(shè)置延遲電路等，但這里的圖示被省略。
移位寄存器61的各級(jí)(在本例中為8級(jí))都顯示‘H’的‘1’時(shí)，AND門電路63的輸出變?yōu)椤瓾’，在其‘H’的上升沿時(shí)觸發(fā)器65成為置位狀態(tài)。此時(shí)，觸發(fā)器65的輸出(在本例中，是表示通斷判定結(jié)果的傳感器輸出)‘H’表示正常接收自身的投光脈沖。另一方面，在移位寄存器61的各級(jí)都顯示‘L’的‘0’時(shí)，NOR電路64的Q輸出成為‘H’，觸發(fā)器65成為復(fù)位狀態(tài)。由此，觸發(fā)器65的Q輸出再次成為‘L’，直至有來自AND門電路63的置位輸入。
于是，在本發(fā)明第1實(shí)施例的光電傳感器中，在受光部2中，具有只在光脈沖連續(xù)規(guī)定次數(shù)接收時(shí)，輸出‘H’的數(shù)據(jù)低通濾波器。而且，如果輸出一次‘H’，則連續(xù)輸出‘H’，直至移位寄存器61的各級(jí)都變?yōu)椤?’。
下面，詳細(xì)說明作為本發(fā)明主要部分的脈沖生成塊4。脈沖生成塊4的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示于圖3的電路圖。
如圖所示，脈沖生成塊4包括帶有數(shù)據(jù)輸入端子IN和復(fù)位信號(hào)輸入端子RST、用于對(duì)計(jì)數(shù)值n(n＝0～159)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器48；在輸入端子IN2的輸出端并聯(lián)設(shè)置的兩臺(tái)比較器41(CMP1)、42(CMP2)；取得這兩臺(tái)比較器的邏輯和的OR(‘或’)門電路43；取得計(jì)數(shù)器48的計(jì)數(shù)值為‘1’時(shí)生成的脈沖輸出和OR門電路43的輸出的邏輯積的AND門電路44；將AND門電路44的輸出反向的NOT門電路45；在NOT(‘非’)門電路45的輸出(AND門電路44的輸出為‘L’)的‘H’的上升沿時(shí)被置位、在AND門電路的輸出的‘H’上升沿時(shí)被復(fù)位的RS觸發(fā)器46；以及取得RS觸發(fā)器46的輸出和來自輸入端子IN1的輸入(時(shí)鐘脈沖)的邏輯積的AND門電路47。
計(jì)數(shù)器48根據(jù)從AND門電路47輸入到數(shù)據(jù)輸入端子IN(計(jì)數(shù)器48)的時(shí)鐘脈沖使計(jì)數(shù)值n依次步進(jìn)，根據(jù)計(jì)數(shù)值n，如前面說明所示，輸出包括用于投受光控制的三種控制脈沖(OUT1～OUT3)的各種脈沖。具體地說，在表示噪聲檢查定時(shí)的到來的計(jì)數(shù)值n＝1時(shí)，對(duì)AND門電路44輸出時(shí)鐘脈沖。而在計(jì)數(shù)值n＝2～5時(shí)，從輸出端子OUT1向投光部1輸出投光定時(shí)規(guī)定脈沖。由此，從投光部1送出光脈沖。此外，在計(jì)數(shù)值n＝6～7時(shí)，從輸出端子OUT2向受光電平判定塊5輸出門電路打開定時(shí)規(guī)定脈沖。在計(jì)數(shù)值n＝8時(shí)，從輸出端子OUT3向信號(hào)處理塊6輸出取出定時(shí)規(guī)定脈沖。進(jìn)而，在計(jì)數(shù)值n＝159時(shí)，將復(fù)位脈沖輸出到自身復(fù)位信號(hào)輸入端子RST。由此，計(jì)數(shù)值n變?yōu)椤?’。再有，計(jì)數(shù)值‘0’在計(jì)數(shù)器48中未圖示。
從圖可知，在計(jì)數(shù)器48的輸入端子IN上，RS觸發(fā)器46為置位狀態(tài)(Q＝‘H’)時(shí)，來自輸入端子IN1的時(shí)鐘脈沖通過AND門電路47被輸入，所以根據(jù)來自輸入端子IN1的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)操作，使計(jì)數(shù)值n每次步進(jìn)1。另一方面，在RS觸發(fā)器46為復(fù)位狀態(tài)(Q＝‘L’)時(shí)，AND門電路47的輸出變?yōu)椤甃’，時(shí)鐘脈沖不能通過AND門電路47，所以停止計(jì)數(shù)值n的步進(jìn)直至RS觸發(fā)器46再次成為置位狀態(tài)。
AND門電路44在噪聲檢查定時(shí)到來時(shí)(計(jì)數(shù)值n＝1時(shí))，僅在OR門電路43的輸出為‘H’時(shí)才輸出‘H’。RS觸發(fā)器46在AND門電路44的輸出的‘H’的上升沿時(shí)被復(fù)位，在AND門電路44的輸出為‘L’時(shí)通過NOT門電路45將其輸出反向，在‘H’的上升沿時(shí)成為置位狀態(tài)。因此，RS觸發(fā)器46在噪聲檢查定時(shí)到來時(shí)，僅在OR門電路43的輸出為‘H’時(shí)才被復(fù)位。因此，停止計(jì)數(shù)值n的步進(jìn)情況僅出現(xiàn)在n＝1并且OR門電路43的輸出為‘H’時(shí)。這里，OR門電路43的輸出僅在兩個(gè)比較器41、42的輸出都為‘L’時(shí)才變?yōu)椤甃’，所以計(jì)數(shù)值n的步進(jìn)被停止的情況僅出現(xiàn)在n＝1并且兩個(gè)比較器(CPM1)41、(CPM2)42的某一個(gè)輸出為‘H’時(shí)。
兩個(gè)比較器(CMP1)41、(CMP2)42根據(jù)從輸入端子IN2輸入的受光信號(hào)的值V，始終監(jiān)視受光狀態(tài)，在第1比較器(CMP1)41的非反向輸入端子(+)上，輸入來自輸入端子IN2的受光信號(hào)V，在反向輸入端子(-)上，輸入比較用閾值Vth1。即，第1比較器(CMP1)41的輸出在V≥Vth1時(shí)為‘H’，在V＜Vth1時(shí)為‘L’。再有，閾值Vth1是交流零電平附近的正極性閾值，其值例如被設(shè)定為+25mV。
另一方面，在第2比較器(CMP2)42的反向輸入端子(-)上輸入受光信號(hào)的值V，在非反向輸入端子(+)上輸入比較用閾值Vth2。即，第2比較器(CMP2)42的輸出在V＞Vth2時(shí)為‘L’，在V≤Vth2時(shí)為‘H’。再有，該比較用閾值Vth2是交流零電平附近的負(fù)極性閾值，其值例如被設(shè)定為-25mV。因此，OR門電路43的輸出僅在Vth2＜V＜Vth1時(shí)才為‘L’。
因此，根據(jù)脈沖生成塊4，在噪聲檢查定時(shí)到來時(shí)(在本例中，在投光定時(shí)之前，即自身的光脈沖非投光時(shí))，在受光信號(hào)的值V不存在于被兩閾值Vth1、Vth2夾置的0附近的輸出范圍內(nèi)的情況下，維持計(jì)數(shù)值n＝1，直至Vth2＜V＜Vth1，所以來自輸出端子OUT1的投光定時(shí)規(guī)定脈沖的送出被延遲，直至受光輸出再次為Vth2＜V＜Vth1。
下面，根據(jù)圖4的流程圖來說明基于上述電路結(jié)構(gòu)的脈沖生成塊4的處理內(nèi)容。該流程圖也可以理解為表示用微計(jì)算機(jī)的軟件來進(jìn)行脈沖生成塊4的處理情況下的處理內(nèi)容。
在脈沖生成塊4中，如上所述，在計(jì)數(shù)器48的計(jì)數(shù)值n表示噪聲檢查定時(shí)到來的‘1’時(shí)(步驟401為YES)，通過比較器CMP1、CMP2來確認(rèn)基于噪聲光的受光狀態(tài)(受光信號(hào)V)(步驟402)。
這里，在Vth2＜V＜Vth1時(shí)(步驟403中為YES)，計(jì)數(shù)值進(jìn)行步進(jìn)(步驟405)，計(jì)數(shù)值n＝2，進(jìn)至步驟406(步驟401中為NO)。另一方面，在V≤Vth2或V≥Vth1時(shí)(步驟403中為NO)，在步驟403中使計(jì)數(shù)值的步進(jìn)就停止于‘1’(步驟404)，直至確認(rèn)Vth2＜V＜Vth1。
在計(jì)數(shù)值n＝2～5時(shí)，從輸出端子OUT1輸出投光定時(shí)規(guī)定脈沖。由此，從投光部1投光脈沖光(步驟407)。如果輸出一次投光定時(shí)規(guī)定脈沖，那么在隨后的步驟405中進(jìn)行計(jì)數(shù)值的步進(jìn)，并重復(fù)進(jìn)行步驟406的YES、步驟407、步驟405的處理，直至計(jì)數(shù)值＝6。由此，在相當(dāng)于四個(gè)投光定時(shí)規(guī)定脈沖、約2.5μs(4×0.625μs)期間進(jìn)行投光。
在計(jì)數(shù)值n＝6～7時(shí)(步驟408中為YES)，從輸出端子OUT2輸出門電路打開定時(shí)規(guī)定脈沖(步驟409)。由此，在受光電平判定塊5內(nèi)，將采樣門電路打開，將此時(shí)供給輸入端子IN2的受光信號(hào)進(jìn)行電平識(shí)別，生成受光有無判別信號(hào)。如果輸出一次門電路打開定時(shí)規(guī)定脈沖，那么重復(fù)進(jìn)行步驟408中為YES、步驟409、步驟405的處理，在隨后的步驟405中進(jìn)行計(jì)數(shù)值的步進(jìn)，直至計(jì)數(shù)值＝8。
在計(jì)數(shù)值n＝8時(shí)(步驟410中為YES)，從輸出端子OUT3輸出取出定時(shí)規(guī)定脈沖(步驟411)。由此，信號(hào)處理塊6將從輸入端子IN2輸入的受光有無判別信號(hào)(有無受光判別結(jié)果‘H’、‘L’)輸入到移位寄存器的初級(jí)，同時(shí)將特別級(jí)的內(nèi)容進(jìn)行移位。即，在本例中，根據(jù)步驟407，對(duì)于一次(四個(gè)脈沖量)投光來說，可獲得1級(jí)量的受光有無判別信號(hào)，大約每隔100μs(公稱投光周期)×8(級(jí)數(shù))，傳感器輸出‘H’或‘L’。
計(jì)數(shù)值n＝159時(shí)(步驟412)，生成復(fù)位脈沖，輸入到自身(計(jì)數(shù)器48)的復(fù)位信號(hào)輸入端子RST。由此，計(jì)數(shù)值n＝0，之后再次進(jìn)行計(jì)數(shù)器的步進(jìn)控制(步驟405)。
在計(jì)數(shù)值n＝9～159時(shí)，僅進(jìn)行步驟405所示的計(jì)數(shù)值的步進(jìn)。
下面，根據(jù)圖5的定時(shí)圖來說明基于上述的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的第1實(shí)施例的光電傳感器的操作內(nèi)容。
在該圖中，Vth3表示受光電平判定塊5配有的比較器(CMP3)51的檢測(cè)用閾值Vth3(55mV)，AC0表示交流零電平，Vth1表示脈沖生成塊4配有的第1比較器(CMP1)41的正極性閾值Vth1(+25mV)，Vth2表示脈沖生成塊4配有的第2比較器(CMP2)42的負(fù)極性閾值Vth2(-25mV)，CMP3表示基于第3比較器(CMP3)51的‘H’、‘L’的輸出狀態(tài)，CMP1表示比較器(CMP1)41的輸出狀態(tài)，CMP2表示比較器(CMP2)42的輸出狀態(tài)，‘計(jì)數(shù)器’表示脈沖生成塊4配有的AND門電路47的輸出(對(duì)計(jì)數(shù)器的輸入)狀態(tài)，OUT1表示從脈沖生成塊4的輸出端子OUT1輸出的投光定時(shí)規(guī)定脈沖的輸出狀態(tài)，OUT2表示從脈沖生成塊4的輸出端子OUT2輸出的門電路打開定時(shí)規(guī)定脈沖的輸出狀態(tài)。
Ws表示基于具有正極性峰值(極性為‘正’)的自身投光脈沖的受光信號(hào)波形，Wn表示基于噪聲光的受光信號(hào)波形(交流波形)。在本實(shí)施例中，作為受光信號(hào)Wn，將頻率50kHz的逆變器熒光燈產(chǎn)生的信號(hào)作為其一例來表示。
在該定時(shí)圖中，根據(jù)自身的投光脈沖同時(shí)描繪三個(gè)受光信號(hào)波形Ws1～Ws3(投光3次)，受光信號(hào)波形Ws2、Ws3是用于容易理解第1實(shí)施例的操作內(nèi)容而預(yù)備的記述，實(shí)際上并不意味著按這樣的定時(shí)來進(jìn)行投光。
如該定時(shí)圖所示，第3比較器(CMP3)51的輸出狀態(tài)無論自身的投光脈沖、噪聲光如何，在受光信號(hào)的值V超過閾值Vth3時(shí)都變?yōu)椤瓾’。此外，第1比較器(CMP1)41的輸出狀態(tài)在受光信號(hào)的值V超過閾值Vth1時(shí)變?yōu)椤瓾’。此外，比較器CMP2的輸出狀態(tài)在受光信號(hào)的值低于閾值Vth2時(shí)變?yōu)椤瓾’。
在標(biāo)號(hào)①所示的定時(shí)中噪聲檢查定時(shí)到來的情況下(計(jì)數(shù)值n＝1)，此時(shí)的受光信號(hào)波形Wn的輸出電平超過閾值Vth1，所以第1比較器(CMP1)41的輸出狀態(tài)為‘H’，停止計(jì)數(shù)值n的步進(jìn)，OUT1的輸出狀態(tài)為‘L’。然后，在受光信號(hào)波形Wn的輸出電平低于閾值Vth1時(shí)，再開始計(jì)數(shù)值n的步進(jìn)，由此，在標(biāo)號(hào)②所示的定時(shí)中OUT1的輸出狀態(tài)為‘H’，進(jìn)行投光(計(jì)數(shù)值n＝2～5)。接著，在標(biāo)號(hào)③所示的定時(shí)中OUT2的輸出狀態(tài)為‘H’，受光采樣門電路被‘打開’。表示通過此時(shí)的投光出現(xiàn)的受光信號(hào)波形是Ws1。實(shí)際上，出現(xiàn)與噪聲波形Wn的復(fù)合波形，但這里為了容易理解，分別作為單獨(dú)的波形來表示。
另一方面，在標(biāo)號(hào)④所示的定時(shí)中，在噪聲檢查定時(shí)到來的情況下(計(jì)數(shù)值n＝1)，此時(shí)的受光信號(hào)波形Wn的輸出電平處于閾值Vth1和閾值Vth2之間，所以在計(jì)數(shù)器繼續(xù)步進(jìn)之后立即進(jìn)行投光(計(jì)數(shù)值n＝2～5)，在標(biāo)號(hào)⑤所示的定時(shí)中受光采樣門電路被‘打開’。表示通過此時(shí)投光出現(xiàn)的受光信號(hào)波形是Ws2。
在標(biāo)號(hào)⑥所示的定時(shí)中，在噪聲檢查定時(shí)到來的情況下(計(jì)數(shù)值n＝1)，此時(shí)的受光信號(hào)波形Wn的輸出電平低于閾值Vth2，所以第2比較器(CMP2)42的輸出狀態(tài)為‘H’，停止計(jì)數(shù)值n的步進(jìn)，OUT1的輸出狀態(tài)變?yōu)椤甃’。然后，在受光信號(hào)波形Wn的輸出電平超過閾值Vth2時(shí)，再次開始計(jì)數(shù)值n的步進(jìn)，由此在標(biāo)號(hào)⑦所示的定時(shí)中OUT1的輸出狀態(tài)變?yōu)椤瓾’，并進(jìn)行投光(計(jì)數(shù)值n＝2～5)。接著，在標(biāo)號(hào)⑧所示的定時(shí)中OUT2的輸出狀態(tài)變?yōu)椤瓾’，使受光采樣門電路被‘打開’。表示通過此時(shí)的投光出現(xiàn)的受光信號(hào)波形是Ws3。
在圖5中雖未直接示出，但在不存在噪聲光的情況下(受光信號(hào)波形Wn不出現(xiàn)的情況)，在噪聲檢查定時(shí)到來時(shí)，輸出電平幾乎為‘0’，收斂在Vth1和Vth2之間，所以每隔公稱投光周期100μs就進(jìn)行投光。
于是，在本發(fā)明的第1實(shí)施例中，進(jìn)行投光控制，使得基于噪聲光的受光信號(hào)波形Wn的零交叉定時(shí)(在本例中為Vth2＜V＜Vth1時(shí))和受光采樣門電路的打開定時(shí)一致，所以基于自身的投光脈沖的受光信號(hào)波形和基于噪聲光的受光信號(hào)波形的波峰(峰值)不重疊，可以進(jìn)行將噪聲光產(chǎn)生的影響抑制到最小限度的正確檢測(cè)操作。
下面，示出本發(fā)明的第2實(shí)施例的光電傳感器。第2實(shí)施例與第1實(shí)施例的不同點(diǎn)在于脈沖生成塊4的電路結(jié)構(gòu)。其它結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施例相同，所以省略其說明。
第2實(shí)施例的脈沖生成塊4的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示于圖6的電路圖。
如該圖所示，第2實(shí)施例的脈沖生成塊4包括帶有數(shù)據(jù)輸入端子IN和復(fù)位信號(hào)輸入端子RST并對(duì)計(jì)數(shù)值n(n＝0～159)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器48；在輸入端子IN2的輸出端上設(shè)置的第1比較器(CMP1)41；在該比較器(CMP1)41的輸出端上設(shè)置的下降沿檢測(cè)電路(1)80；在計(jì)數(shù)器48的計(jì)數(shù)值為‘1’時(shí)生成的脈沖輸出中被復(fù)位，在下降沿檢測(cè)電路(1)80的輸出或延遲監(jiān)視定時(shí)器(T1)49的輸出中被置位的RS觸發(fā)器46；以及帶有復(fù)位信號(hào)輸入端子RST和輸出端子UP的延遲監(jiān)視定時(shí)器T1(49)。對(duì)于該圖所示的輸入端子IN1、IN2、輸出端子OUT1～OUT3、RS觸發(fā)器46、AND門電路47來說，使用與第1實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)，所以對(duì)于它們附以與第1實(shí)施例相同的標(biāo)號(hào)，并省略其詳細(xì)說明。
下降沿檢測(cè)電路(1)80檢測(cè)在第1比較器(CMP1)41的輸出中出現(xiàn)的脈沖波形的下降沿，在檢測(cè)出下降沿時(shí)輸出‘H’。從圖可知，在第2實(shí)施例中，不使用第1實(shí)施例中所示的第2比較器(CMP2)42。即，在本例中，僅根據(jù)第1比較器(CMP1)41具有的閾值Vth1，來檢測(cè)基于噪聲光的受光信號(hào)的電平接近橫切交流零電平的定時(shí)。有關(guān)其細(xì)節(jié)，將與圖8的定時(shí)圖一起后述。
延遲監(jiān)視定時(shí)器T1監(jiān)視經(jīng)過投光延遲限制時(shí)間t，在噪聲檢查定時(shí)到來的同時(shí)開始進(jìn)行投光延遲限制時(shí)間t的減法，在經(jīng)過時(shí)間t后從輸出端子UP輸出‘H’。
因此，RS觸發(fā)器46在噪聲檢查定時(shí)到來時(shí)(計(jì)數(shù)值n＝1時(shí))被復(fù)位，然后，通過下降沿檢測(cè)電路(1)80檢測(cè)下降沿，或不檢測(cè)下降沿而僅在經(jīng)過了投光延遲限制時(shí)間t時(shí)被置位。即，根據(jù)第2實(shí)施例的脈沖生成塊4，在噪聲檢查定時(shí)到來后，通過下降沿檢測(cè)電路(1)80在最新的下降沿被檢測(cè)前停止計(jì)數(shù)器48的計(jì)數(shù)值的步進(jìn)，由此將投光延遲。另一方面，在未檢測(cè)出下降沿而經(jīng)過了投光延遲限制時(shí)間t時(shí)，再開始進(jìn)行計(jì)數(shù)值的步進(jìn)，由此來解除投光延遲，開始來自投光部1的脈沖投光。
在本例中，將投光延遲限制時(shí)間t1設(shè)定為200μs，比前面所示的公稱投光周期(100μs)長(zhǎng)。與第1實(shí)施例同樣，在第2實(shí)施例中，在不停止計(jì)數(shù)值n的步進(jìn)情況下，也進(jìn)行設(shè)定，以便按160(計(jì)數(shù))×0.625μs的周期來進(jìn)行一次(四脈沖量)投光，所以根據(jù)第2實(shí)施例，最低在300μs中進(jìn)行一次投光。
下面，根據(jù)圖7的流程圖來說明第2實(shí)施例的脈沖生成塊4的處理內(nèi)容。該流程圖也可以理解為表示用微計(jì)算機(jī)的軟件來進(jìn)行脈沖生成塊4的處理情況下的處理內(nèi)容。
在實(shí)施例2的脈沖生成塊4中，與第1實(shí)施例同樣，計(jì)數(shù)器48的計(jì)數(shù)值n表示噪聲檢查定時(shí)到來的‘1’時(shí)(步驟701中為YES)，延遲監(jiān)視定時(shí)器1被復(fù)位，由此開始投光延遲限制時(shí)間t的減法(步驟702)。同時(shí)，通過第1比較器(CMP1)41、下降沿檢測(cè)電路(1)80來確認(rèn)受光狀態(tài)、即受光信號(hào)的值V是否就在橫切交流零電平附近的定時(shí)內(nèi)(步驟703)。這里，在有下降沿時(shí)(步驟704中為YES)，使計(jì)數(shù)值步進(jìn)(步驟707)，計(jì)數(shù)值n＝2，進(jìn)至前面圖4所示的流程圖的步驟406。其后的處理內(nèi)容與該流程圖相同，所以省略其說明。
另一方面，在步驟704中，在未檢測(cè)出下降沿時(shí)(步驟704中為NO)，停止計(jì)數(shù)器的步進(jìn)，直至檢測(cè)下降沿或經(jīng)過投光延遲限制時(shí)間(步驟704中為NO，步驟705中為NO，步驟706)。即使在步驟704中未檢測(cè)出下降沿時(shí)，如果經(jīng)過投光延遲限制時(shí)間t(步驟705中為YES)或重新檢測(cè)下降沿(步驟704中為YES)，那么解除計(jì)數(shù)值n的步進(jìn)停止，接著進(jìn)行圖4所示的流程圖中步驟406所示的處理。
下面，根據(jù)圖8所示的定時(shí)圖來說明第2實(shí)施例的脈沖生成塊4的操作內(nèi)容。
在該圖中，Vth3表示受光電平判定塊5配有的第3比較器(CMP3)51的檢測(cè)用閾值Vth3(55mV)，AC0表示交流零電平，Vth1表示脈沖生成塊4配有的第1比較器(CMP1)41的正極性閾值Vth1(+25mV)，CMP3表示第3比較器(CMP3)51的輸出狀態(tài)，CMP1表示第1比較器(CMP1)41的輸出狀態(tài)，‘計(jì)數(shù)器’表示脈沖生成塊4配有的AND門電路47的輸出(對(duì)計(jì)數(shù)器的輸入)狀態(tài)，OUT1表示來自脈沖生成塊4的輸出端子OUT1的投光定時(shí)規(guī)定脈沖的輸出狀態(tài)，OUT2表示來自脈沖生成塊4的輸出端子OUT2的門電路打開定時(shí)規(guī)定脈沖的輸出狀態(tài)。
Ws表示基于自身投光脈沖的受光信號(hào)波形，Wn表示基于噪聲光的受光信號(hào)波形。在本例中，作為基于噪聲的受光信號(hào)Wn，將頻率50kHz的逆變器熒光燈產(chǎn)生的信號(hào)作為其一例來表示。
如該定時(shí)圖所示，第3比較器(CMP3)51的輸出狀態(tài)無論自身的投光脈沖、噪聲光如何，在受光信號(hào)的值V超過閾值Vm3時(shí)都變?yōu)椤瓾’。此外，第1比較器(CMP1)41的輸出狀態(tài)在受光信號(hào)的值V超過閾值Vth1時(shí)變?yōu)椤瓾’。
在該圖中，標(biāo)號(hào)①所示的定時(shí)中噪聲檢查定時(shí)到來的情況下(計(jì)數(shù)值n＝1)，此時(shí)的受光信號(hào)波形Wn的輸出電平超過閾值Vth1，所以第1比較器(CMP1)41的輸出狀態(tài)為‘H’，因而停止計(jì)數(shù)值n的步進(jìn)，OUT1的輸出狀態(tài)為‘L’。然后，如果在受光信號(hào)波形Wn的輸出電平低于閾值Vth1的瞬間、即根據(jù)第1比較器(CMP1)41的輸出檢測(cè)出脈沖波形上的下降沿，那么再開始計(jì)數(shù)值n的步進(jìn)，由此，在標(biāo)號(hào)②所示的定時(shí)中OUT1的輸出狀態(tài)為‘H’，進(jìn)行投光(計(jì)數(shù)值n＝2～5)。接著，在標(biāo)號(hào)③所示的定時(shí)中OUT2的輸出狀態(tài)為‘H’，受光采樣門電路被‘打開’。
在圖8的定時(shí)圖中雖未直接示出，但在不存在噪聲光的情況下(受光信號(hào)波形Wn不出現(xiàn)的情況)，第1比較器(CMP1)41的輸出始終為‘L’，所以未檢測(cè)出下降沿(沒有基于下降沿的觸發(fā))。但是，在這種情況下，在每100μs的噪聲檢查定時(shí)到來后，延遲監(jiān)視定時(shí)器(200μs)工作，所以在300μs時(shí)進(jìn)行一次投光。
此時(shí)，如圖8所示，受光采樣門電路的打開定時(shí)與基于自身的投光脈沖的受光信號(hào)波形上的峰值、以及基于噪聲光的受光信號(hào)波形的零點(diǎn)交叉定時(shí)大致一致。即，在本發(fā)明第2實(shí)施例中，根據(jù)閾值Vth1來檢測(cè)基于噪聲光的受光輸出橫切交流零電平附近的定時(shí)，同時(shí)通過在該定時(shí)和投光定時(shí)間取得同步，來使基于自身的投光脈沖的受光信號(hào)波形的峰值出現(xiàn)定時(shí)與基于噪聲光的受光信號(hào)波形的零點(diǎn)交叉定時(shí)一致。
因此，第2實(shí)施例的光電傳感器，相對(duì)于噪聲輸出狀態(tài)的投光定時(shí)不一定相同，與第1實(shí)施例相比，可以更可靠地使零點(diǎn)交叉定時(shí)和采樣門電路的打開定時(shí)的一致。而且，零點(diǎn)交叉定時(shí)是基于噪聲光的受光信號(hào)波形Wn的極性移動(dòng)到與基于自身的投光脈沖的受光信號(hào)波形Ws的極性相反的極性時(shí)的零點(diǎn)交叉定時(shí)，所以即使在高頻率噪聲出現(xiàn)在受光輸出線路上的情況下，受光信號(hào)波形Wn和Ws的波峰在同一極性中不重疊，可進(jìn)行正確的檢測(cè)操作。
在第2實(shí)施例中，示出了在受光信號(hào)波形Wn的輸出電平低于閾值Vth1的瞬間(或之后)開始進(jìn)行投光的結(jié)構(gòu)。即，第2實(shí)施例，作為零點(diǎn)交叉定時(shí)，選擇基于噪聲光的受光信號(hào)波形Wn的極性移動(dòng)到與基于自身投光的光脈沖的受光信號(hào)波形Ws的極性為相反極性時(shí)的特定零點(diǎn)交叉定時(shí)，但作為零點(diǎn)交叉定時(shí)，也可以包含另一個(gè)零點(diǎn)交叉定時(shí)，即噪聲受光信號(hào)波形Wn的極性移動(dòng)到與自身的受光信號(hào)波形Ws的極性為相同極性時(shí)的零點(diǎn)交叉定時(shí)。
按兩個(gè)零點(diǎn)交叉定時(shí)附近的前定時(shí)進(jìn)行投光的本發(fā)明的第3實(shí)施例的脈沖生成塊4的電路結(jié)構(gòu)示于圖9。
第3實(shí)施例與第2實(shí)施例的不同點(diǎn)在于，除了第2實(shí)施例的第1比較器(CMP1)41、邊沿檢測(cè)電路(1)80以外，第2比較器(CMP2)42和下降沿檢測(cè)電路(2)81通過OR門電路82并聯(lián)連接在觸發(fā)器的置位輸入端子S上。在本例中，邊沿檢測(cè)電路(2)81與下降沿檢測(cè)電路(1)80具有相同的原理，在第2比較器(CMP2)42的輸出中檢測(cè)脈沖波形上的下降沿。
第2比較器(CMP2)42的結(jié)構(gòu)使用與前面第1實(shí)施例所示的相同結(jié)構(gòu)。在該圖中，對(duì)于與第1、第2實(shí)施例相同的地方附以相同標(biāo)號(hào)，并省略其說明。
即，在第3實(shí)施例中，根據(jù)第1比較器(CMP1)41具有的閾值Vth1和第2比較器(CMP2)42具有的閾值Vth2，來檢測(cè)基于噪聲光的受光信號(hào)電平V橫切交流零電平附近的兩個(gè)定時(shí)。由此，除了在基于噪聲的受光信號(hào)電平低于正極性閾值Vth1的瞬間以外，在超過負(fù)極性閾值Vth2的瞬間也可以進(jìn)行投光。第3實(shí)施例的光電傳感器的處理和工作的詳細(xì)內(nèi)容通過參照前面說明的第2實(shí)施例的說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地理解，所以這里省略其說明。
下面，示出本發(fā)明第4實(shí)施例的模式切換型光電傳感器。第4實(shí)施例的光電傳感器具有第1工作模式和第2工作模式這兩種工作模式，第1工作模式在上次投光起經(jīng)過公稱投光周期以后(在本例中計(jì)數(shù)器48為n＝1后)，等待在受光信號(hào)波形上到來相當(dāng)零點(diǎn)交叉的定時(shí)或相當(dāng)特定零點(diǎn)交叉的定時(shí)并進(jìn)行投光，第2工作模式在等待經(jīng)過公稱投光周期后，或等待經(jīng)過規(guī)定的噪聲回避時(shí)間后立即進(jìn)行投光。
第4實(shí)施例的光電傳感器還具有噪聲檢測(cè)功能，具有在檢測(cè)出噪聲時(shí)切換為第1模式，而在未檢測(cè)出噪聲時(shí)切換為第2模式的自動(dòng)切換功能。以下說明其細(xì)節(jié)。
第4實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示于圖10。如圖所示，第4實(shí)施例的光電傳感器包括投光部1；受光部2；振蕩部3；分別帶有兩個(gè)輸入端子IN1、IN2和三個(gè)輸出端子OUT1～3的脈沖生成塊4a、4b；受光電平判定塊5；信號(hào)處理塊6；帶有六個(gè)輸入端子IN1a、IN2a、IN3a、INb1、INb2、INb3和三個(gè)輸出端子OUT1～3及切換用輸入端子IN0的切換塊7；帶有兩個(gè)輸入端子IN1、IN2和輸出端子OUT的噪聲檢測(cè)塊8。
投光部1、受光部2、振蕩部3、受光電平判定塊5、信號(hào)處理塊6與前面所示的第1實(shí)施例至第3實(shí)施例所示的部件相同，所以省略其說明。
噪聲檢測(cè)塊8實(shí)現(xiàn)噪聲檢測(cè)功能，即將受光信號(hào)描繪成交流波形，并檢測(cè)是否存在周期性變動(dòng)那樣的噪聲光或噪聲電波，從輸出端子OUT輸出基于檢測(cè)結(jié)果的噪聲檢測(cè)有無信號(hào)。后面將詳述這方面。
切換塊7根據(jù)從噪聲檢測(cè)塊8輸出的噪聲檢測(cè)有無信號(hào)，來將工作模式適當(dāng)切換為第1模式和第2模式。
具體地說，在輸入端子IN0上從噪聲檢測(cè)塊8輸入了超時(shí)信號(hào)(相當(dāng)于噪聲檢測(cè)有無判定信號(hào)，細(xì)節(jié)將后述)時(shí)，將看作‘無噪聲’，將工作模式切換為第2模式，或維持不變。在第2模式中，脈沖生成塊4b的輸出端子OUT1～OUT3的輸出信號(hào)(控制脈沖)通過輸入端子IN1a～I(xiàn)N3a取出，從與切換塊7對(duì)應(yīng)的輸出端子OUT1～OUT3分別輸出。在本例中，初始設(shè)定(缺省)為該第2模式。
另一方面，在來自噪聲檢測(cè)塊8的輸出端子OUT的輸出不到一定時(shí)間(例如20μs)時(shí)，將看作‘有噪聲’，將工作模式切換為第1模式，或維持不變。在第1模式中，脈沖生成塊4a的輸出端子OUT1～OUT3的輸出信號(hào)通過輸入端子IN1b～3b取出，從與切換塊7的對(duì)應(yīng)輸出端子OUT1～OUT3分別輸出。
即，在第4實(shí)施例中，根據(jù)噪聲檢測(cè)塊8的噪聲檢測(cè)有無判定結(jié)果，來適當(dāng)選擇脈沖生成塊4a(第1模式)和4b(第2模式)的其中一個(gè)，由此，任何一個(gè)脈沖生成塊的輸出信號(hào)(投光定時(shí)規(guī)定脈沖、門電路打開定時(shí)規(guī)定脈沖、取出定時(shí)規(guī)定脈沖)OUT1～OUT3分別供給到投光部1、受光電平判定塊5、信號(hào)處理塊6。
選擇第1模式時(shí)使用的脈沖生成塊4a的電路結(jié)構(gòu)示于圖11的電路圖中。
如圖所示，脈沖生成塊4a除了沒有延遲監(jiān)視定時(shí)器T1以外，具有與前面說明的第2實(shí)施例的脈沖生成塊4相同的結(jié)構(gòu)。因此，對(duì)于相同之處附以相同的標(biāo)號(hào)并省略其說明。脈沖生成塊4a與第2實(shí)施例同樣，通過在基于噪聲的受光信號(hào)波形Wn的輸出電平低于正極性閾值Vth1時(shí)進(jìn)行投光，來進(jìn)行投光控制，使得基于噪聲的受光信號(hào)波形的特定零點(diǎn)交叉定時(shí)和采樣門電路打開定時(shí)一致。
再者，與第2實(shí)施例的不同在于，在該脈沖生成塊4a中，不采用延遲監(jiān)視定時(shí)器T1，這是因?yàn)樵摰?模式是以存在基于描繪為交流波形的噪聲的受光信號(hào)作為前提來使用的模式，所以產(chǎn)生未檢測(cè)出下降沿而停止投光的不良情況的可能性低。當(dāng)然，在估計(jì)基于噪聲的受光信號(hào)突然消失的情況下，也可以設(shè)置延遲監(jiān)視定時(shí)器T1，這里，通過省略定時(shí)器，可實(shí)現(xiàn)裝置整體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。
在選擇第2模式時(shí)使用的脈沖生成塊4b的電路結(jié)構(gòu)示于圖12的電路圖中。
如該圖所示，脈沖生成塊4b具有與第1實(shí)施例的脈沖生成塊4大致相同的結(jié)構(gòu)。與第1實(shí)施例的不同點(diǎn)在于，采用投光延遲定時(shí)器T2取代第1實(shí)施例的NOT門電路45，在來自AND門電路44的輸出時(shí)被復(fù)位，經(jīng)過規(guī)定時(shí)間t2向觸發(fā)器輸出置位信號(hào)。
即，根據(jù)脈沖生成塊4b，在從上次投光起經(jīng)過公稱投光周期時(shí)(噪聲檢查定時(shí))，在從輸入端子IN2輸入的受光信號(hào)的值V不存在于第1比較器(CMP1)41、第2比較器(CMP2)42的兩閾值Vth1、Vth2之間的情況下，假如單發(fā)性地產(chǎn)生噪聲的情況，通過將投光定時(shí)延遲規(guī)定時(shí)間t2，可避免這樣的單發(fā)噪聲。本例適于將來自同種相鄰傳感器的投光脈沖看作噪聲來防止相互干擾的情況，估計(jì)該投光脈沖并設(shè)定規(guī)定時(shí)間t2＝40μs(根據(jù)自身的公稱投光周期100μs)。
噪聲檢測(cè)塊8的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示于圖13的電路圖。如該圖所示，噪聲檢測(cè)塊8包括將輸入端子IN2的輸出端并聯(lián)設(shè)置的第1比較器(CMP1)41、第2比較器(CMP2)42；取得兩個(gè)比較器輸出的邏輯和的OR門電路1301；取得來自O(shè)R門電路1301和輸入端子IN1的輸出的邏輯和的OR門電路1302；以及在OR門電路1302的輸出時(shí)被復(fù)位、經(jīng)過規(guī)定時(shí)間t3(在本例中設(shè)零點(diǎn)交叉時(shí)間t3＝20μs)后通過輸出端子UP輸出作為噪聲檢測(cè)有無判別信號(hào)的超時(shí)信號(hào)的監(jiān)視定時(shí)器T3。
第1比較器(CMP1)41、第2比較器(CMP2)42有與脈沖生成塊4b相同的結(jié)構(gòu)，分別具有輸出電平零點(diǎn)附近的閾值Vth1(+25mV)、Vth2(-25mV)。
通過輸入端子IN2從受光部2輸入的受光信號(hào)的值V由兩個(gè)比較器分別與閾值Vth1、Vth2比較，在超過(或低于)其中一個(gè)閾值時(shí)，通過OR門電路1301、1302將脈沖輸入到監(jiān)視定時(shí)器T3的復(fù)位信號(hào)輸入端子(RST)。由此將監(jiān)視定時(shí)器T3復(fù)位。
在本例中，在輸入端子IN1上，輸入從切換塊7的輸出端子OUT1輸出的投光定時(shí)規(guī)定脈沖。從輸入端子IN1輸入的投光定時(shí)規(guī)定脈沖通過OR門電路1302被輸入到監(jiān)視定時(shí)器T3的復(fù)位信號(hào)輸入端子(RST)，由此將監(jiān)視定時(shí)器T3復(fù)位。
監(jiān)視定時(shí)器T3計(jì)測(cè)基于噪聲的受光信號(hào)的值V大致穩(wěn)定在零電平(這里，在按+25mV～-25mV規(guī)定的零點(diǎn)交叉范圍內(nèi))上的時(shí)間，在復(fù)位信號(hào)輸入端子(RST)上輸入‘H’期間停止計(jì)測(cè)。即，在經(jīng)過比公稱投光周期(在本例中為100μs)短一定時(shí)間t3(20μs)，將基于從輸入端子IN2輸入的噪聲的受光信號(hào)的值V維持在上述零點(diǎn)交叉范圍內(nèi)的情況下，監(jiān)視定時(shí)器T3從輸出端子UP輸出作為無噪聲信號(hào)的超時(shí)信號(hào)。另一方面，在中途發(fā)生噪聲等而使維持在零點(diǎn)交叉范圍內(nèi)的時(shí)間低于20μs的情況下，定時(shí)器T3被復(fù)位，所以從輸出端子UP不輸出超時(shí)信號(hào)，如果這樣的狀態(tài)持續(xù)規(guī)定時(shí)間，那么在切換塊7側(cè)中看成有噪聲，并切換為第2模式。
從上述電路結(jié)構(gòu)的說明可知，第4實(shí)施例的噪聲存在有無檢測(cè)從投光至下次投光期間始終進(jìn)行，每次適當(dāng)切換并維持第1模式和第2模式。
在上述例中，根據(jù)從投光至下次投光期間受光信號(hào)的值V大致維持在零電平的時(shí)間tz(零點(diǎn)交叉時(shí)間)是否超過規(guī)定時(shí)間t3，來判別有無噪聲存在，也可以直接計(jì)算并求出零點(diǎn)交叉時(shí)間tz。例如，零點(diǎn)交叉時(shí)間tz可以使用圖14所示的數(shù)值V1、V2、Vp，根據(jù)下式來求。
式1tz=Tsin-1[V1+V22×VP]2π]]>在該圖中，V1、V2表示閾值Vth1、Vth2的絕對(duì)值(即，在本例中，V1、V2都為25mV)，Vp表示基于噪聲的受光信號(hào)波形Wn半峰值(在本例中為80mV)。
根據(jù)圖15的流程圖來說明第4實(shí)施例的用于模式切換的處理步驟。如該圖所示，在實(shí)際的投光定時(shí)到來后(計(jì)數(shù)值n＝2～5)，進(jìn)行來自投光部1的脈沖投光(步驟1501)，通過噪聲檢測(cè)塊8進(jìn)行噪聲檢測(cè)處理(步驟1502)。這里，如果檢測(cè)出基于噪聲的受光信號(hào)(步驟1503中為YES)，那么進(jìn)行切換處理來使得下次投光按第1模式進(jìn)行(步驟1505)。另一方面，在步驟1502中未檢測(cè)出噪聲時(shí)(步驟1503中為NO)，那么進(jìn)行切換處理來使得下次投光按第2模式進(jìn)行(步驟1504)。
第4實(shí)施例的光電傳感器的模式切換時(shí)的受光信號(hào)的變化狀況示于圖16。在該圖中，Ws+Wn表示基于自身的投光脈沖的受光信號(hào)波形和基于噪聲光的受光信號(hào)波形產(chǎn)生的復(fù)合波形。
如該圖所示，在從標(biāo)號(hào)①所示的投光至標(biāo)號(hào)②所示的投光期間，不存在基于噪聲光的受光信號(hào)波形Wn，所以將零點(diǎn)交叉時(shí)間tz維持在20μs以上。因此，在標(biāo)號(hào)③的投光時(shí)選擇第2模式。另一方面，在從標(biāo)號(hào)②所示的投光至標(biāo)號(hào)③所示的投光期間，存在基于噪聲光的受光信號(hào)波形Wn，所以零點(diǎn)交叉時(shí)間tz低于20μs，在標(biāo)號(hào)③所示的投光以后，選擇第1模式。
在本例中，標(biāo)號(hào)③所示的投光在從標(biāo)號(hào)②所示的投光開始經(jīng)過100μs的公稱投光周期后再進(jìn)行。進(jìn)行投光，使得標(biāo)號(hào)④所示的投光與受光信號(hào)波形的特定零點(diǎn)交叉定時(shí)(受光信號(hào)從正到負(fù)的轉(zhuǎn)換點(diǎn))一致。
下面，根據(jù)圖17來說明第4實(shí)施例的每個(gè)模式的投光定時(shí)控制的狀況。在本例中，根據(jù)表示噪聲輸出信號(hào)波形Wn存在下的各模式的控制狀況，假設(shè)兩個(gè)模式的差異明顯。在第4實(shí)施例中，實(shí)際上，在存在該圖所示的噪聲輸出信號(hào)波形Wn的情況下，自動(dòng)地選擇第1模式。
如該圖所示，將本實(shí)施例的公稱投光周期如前面說明得那樣設(shè)定為100μs。假設(shè)該圖中①表示上次的投光的情況。
在該圖中標(biāo)號(hào)②所示的噪聲檢測(cè)定時(shí)(計(jì)數(shù)值n＝1)到來時(shí)，基于噪聲光的受光信號(hào)為稍稍超過閾值Vth1的電平，所以在第1模式中，直至等待到該受光信號(hào)的值低于正極性閾值Vth1的標(biāo)號(hào)③所示的定時(shí)才進(jìn)行投光。
在第2模式中，從該圖中標(biāo)號(hào)②所示的定時(shí)起按延遲40μs的規(guī)定時(shí)間的標(biāo)號(hào)④所示的定時(shí)進(jìn)行投光。此時(shí)，從該圖可知，在進(jìn)行通過第2模式延遲的實(shí)際的投光時(shí)，在基于噪聲光的受光信號(hào)波形Wn超過閾值Vth1朝向輸出峰值時(shí)，在這樣的投光定時(shí)中，受光采樣門電路的打開定時(shí)和基于噪聲光的輸出峰值出現(xiàn)定時(shí)一致，成為引起檢測(cè)錯(cuò)誤操作的主要原因。因此，在存在具有周期性的輸出變動(dòng)的噪聲時(shí)，與第2模式相比，可知第1模式可進(jìn)行更正確的檢測(cè)操作。
為了防止相互干擾，如上所述，第2模式比第1模式好。這里，在第2模式中還具有以下功能根據(jù)信號(hào)處理塊6帶有的移位寄存器61的第1級(jí)和第8級(jí)的“異或”邏輯，來變更公稱投光周期。具體地說，在第1級(jí)和第8級(jí)的“異或”邏輯為‘H’時(shí)，在40μs的投光延遲后，將公稱投光周期從100μs變更為80μs(100μs×0.8)。這樣的話，例如基于從同種的相鄰傳感器到來的光脈沖的受光信號(hào)波形的出現(xiàn)周期和自身的投光周期會(huì)完全一致，可以防止因相互干擾而不進(jìn)行投光延遲的情況。
下面，說明將第4實(shí)施例所示的圖10的各種電路結(jié)構(gòu)集成在單片IC上的本發(fā)明的第5實(shí)施例的光電傳感器。
本發(fā)明第5實(shí)施例的光電傳感器的電路結(jié)構(gòu)示于圖18。如該圖所示，第5實(shí)施例的光電傳感器包括投光部1；單片IC100；以及顯示傳感器的工作狀態(tài)(通斷判定狀態(tài))的LED等的顯示燈110。對(duì)于投光部1來說，與前面圖10所示的情況相同，所以省略其說明。
在單片IC100的半導(dǎo)體襯底上，將集成形成信號(hào)處理電路101、振蕩電路102、電源電路103、投光電路104、輸出電路105、以及受光電路200。
受光電路200由光電二極管22、I/V變換器25、耦合電容器230a、230b、前置放大器240a、以及功率放大器240b構(gòu)成。從光電二極管22獲得的受光輸出經(jīng)I/V變換器25被變換成電流/電壓，進(jìn)而通過前置放大器240a、功率放大器240b被放大，作為受光信號(hào)供給到信號(hào)處理電路101。耦合電容器230a、230b去除低頻分量，取出各連接點(diǎn)的電壓變化部分(交流分量)，供給到后級(jí)的放大器。
一般地，在光電傳感器的信號(hào)處理時(shí)，受光信號(hào)的放大率非常高，為了盡力排除噪聲，最好使信號(hào)放大用布線長(zhǎng)度盡量短。在本例中，從這樣的觀點(diǎn)來看，將光電二極管22和前置放大器240a、以及前置放大器240a和功率放大器240b之間的耦合不用外置電容器，而用在IC內(nèi)部形成的電容器230a、230b來進(jìn)行。
振蕩電路102生成基準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖，供給到信號(hào)處理電路101。電源電路103通過在單片IC100上設(shè)置的電源端子100b、100c(第1外部端子)來取入外部電源，將固定電壓供給到各電路部。
信號(hào)處理電路101通過投光電路104、輸出電路105來實(shí)現(xiàn)前面圖10所示的噪聲檢測(cè)塊8、脈沖生成塊4a、4b、受光電平判定塊5、信號(hào)處理塊6、以及切換塊7的各功能。即，信號(hào)處理電路101根據(jù)從受光電路200供給的受光信號(hào)，將用于投光定時(shí)控制的控制信號(hào)輸出到投光電路104。
投光電路104接受來自信號(hào)處理電路101的該控制信號(hào)，向通過端子100a(第2外部端子)連接的投光部1的驅(qū)動(dòng)電路12送出作為驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的投光定時(shí)規(guī)定脈沖。
信號(hào)處理電路101根據(jù)從受光電路200供給的受光信號(hào)，來進(jìn)行傳感器輸出的判定(通斷判定)，將基于該判定的控制信號(hào)輸出到輸出電路105。
輸出電路105接收來自信號(hào)處理電路101的該控制信號(hào)，向通過端子100d(第3外部端子)連接的作為傳感器負(fù)載(繼電器的線圈或作為控制對(duì)象設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電路的開關(guān)晶體管111)輸出驅(qū)動(dòng)脈沖，該脈沖成為傳感器輸出。
信號(hào)處理電路101根據(jù)通斷判定結(jié)果將用于使顯示燈110點(diǎn)滅等的控制信號(hào)經(jīng)端子100e輸出到顯示燈110。由此，用戶可以目視觀察傳感器的輸出狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的第5實(shí)施例，可以將用于實(shí)現(xiàn)第4實(shí)施例所示的光電傳感器的主要電路集成在單片IC(集成電路)上，所以可獲得裝置整體的小型化、成本削減等各種效果。
再有，作為上述第5實(shí)施例，將光電二極管22內(nèi)置于IC內(nèi)，但光電二極管也可以使用外置二極管。這種情況下，容易采用受光面積寬(靈敏度高)的大型元件。
在上述第1至第5實(shí)施例中，說到‘采樣門電路的打開定時(shí)’，以具有采樣門電路的光電傳感器作為前提，但不用說，本發(fā)明可以應(yīng)用于在投光定時(shí)和受光電平判別定時(shí)之間能夠獲得同步的各種光電傳感器，上述采樣門電路不是必要構(gòu)成條件。
從以上的說明可知，根據(jù)本發(fā)明，即使在噪聲脈沖周期性地出現(xiàn)，并且其發(fā)生定時(shí)與受光電平判別定時(shí)重疊的狀況下，也可實(shí)現(xiàn)功能有效的光脈沖插入式光電傳感器。
權(quán)利要求
1.一種光電傳感器的控制方法，該光電傳感器包括投光部件，通過與投光定時(shí)同步驅(qū)動(dòng)投光元件，來將脈沖光重復(fù)投光；受光部件，將受光元件輸出的變化量作為受光信號(hào)輸出；電平判定部件，在比所述投光定時(shí)稍稍延遲的定時(shí)中，通過將受光信號(hào)的電平與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較，來判別受光信號(hào)的電平；以及信號(hào)處理部件，根據(jù)所述電平判別部件的判別結(jié)果來生成傳感器輸出；其特征在于，在所述受光信號(hào)中存在與噪聲對(duì)應(yīng)的交流波形的狀況下，對(duì)投光定時(shí)進(jìn)行控制，以便與所述噪聲對(duì)應(yīng)的交流波形的零點(diǎn)交叉定時(shí)和所述電平判別部件中的電平判別定時(shí)一致。
2.如權(quán)利要求1所述的光電傳感器的控制方法，其中，作為所述零點(diǎn)交叉定時(shí)，選擇在噪聲對(duì)應(yīng)的交流波形的極性向與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)波形的相反極性移動(dòng)時(shí)的零點(diǎn)交叉定時(shí)。
3.一種光電傳感器，包括投光部件，通過與投光定時(shí)同步驅(qū)動(dòng)投光元件，來將脈沖光重復(fù)投光；受光部件，將受光元件輸出的變化量作為受光信號(hào)輸出；第1電平判定部件，在比所述投光定時(shí)稍稍延遲的定時(shí)中，通過將受光信號(hào)的電平與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較，來判別受光信號(hào)的電平；以及信號(hào)處理部件，根據(jù)所述第1電平判別部件的判別結(jié)果來生成傳感器輸出；其特征在于，該光電傳感器還包括第2電平判別部件，通過將所述受光信號(hào)電平與交流零電平附近的閾值進(jìn)行比較，來判別受光信號(hào)的電平；以及投光定時(shí)控制部件，根據(jù)所述第2電平判別部件的判別結(jié)果，來控制各個(gè)下次的投光定時(shí)。
4.如權(quán)利要求3所述的光電傳感器，其特征在于，將所述第2電平判別部件中的閾值設(shè)定得比所述第1電平判別部件中的閾值小。
5.如權(quán)利要求3所述的光電傳感器，其特征在于，所述投光定時(shí)控制部件在從上次的投光定時(shí)起經(jīng)過公稱投光周期后，使下次投光定時(shí)延遲，直至所述第2電平判別部件將受光信號(hào)電平判別為在交流零電平附近。
6.如權(quán)利要求5所述的光電傳感器，其特征在于，所述第2電平判別部件具有在交流零電平附近設(shè)置的正極性和負(fù)極性的兩個(gè)閾值，在受光信號(hào)電平在夾置所述兩個(gè)閾值的規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)判別為在交流零電平附近。
7.如權(quán)利要求3所述的光電傳感器，其特征在于，所述投光定時(shí)控制部件在從上次的投光定時(shí)起經(jīng)過公稱投光周期后，根據(jù)所述第2電平判別部件的判別結(jié)果，使下次投光定時(shí)延遲，直至受光信號(hào)電平的變化方向朝向與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相反的極性方向。
8.如權(quán)利要求7所述的光電傳感器，其特征在于，所述投光定時(shí)控制部件在從上次投光定時(shí)起經(jīng)過公稱投光周期后，即使經(jīng)過規(guī)定的等待時(shí)間，根據(jù)所述第2電平判別部件的判別結(jié)果，也不能判別為受光信號(hào)電平的變化方向朝向與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相反的極性方向時(shí)，立即生成投光定時(shí)信號(hào)。
9.如權(quán)利要求3所述的光電傳感器，其特征在于，所述第2電平判別部件包括比較器，檢測(cè)出現(xiàn)與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相同極性的超過規(guī)定閾值的受光信號(hào)；以及邊沿檢測(cè)電路，根據(jù)出現(xiàn)超過所述閾值的受光信號(hào)來檢測(cè)比較器輸出的后邊沿；所述投光定時(shí)控制部件使下次的投光定時(shí)延遲，直至所述邊沿檢測(cè)電路檢測(cè)出比較器輸出的后邊沿。
10.如權(quán)利要求9所述的光電傳感器，其特征在于，所述投光定時(shí)控制部件還包括定時(shí)器，該定時(shí)器從經(jīng)過公稱投光周期起，或從所述邊沿檢測(cè)電路檢測(cè)出比較器輸出的后邊沿起開始進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的計(jì)時(shí)，經(jīng)過該規(guī)定時(shí)間，同時(shí)生成投光定時(shí)信號(hào)。
11.如權(quán)利要求3所述的光電傳感器，其特征在于，所述投光定時(shí)控制部件從上次的投光定時(shí)起經(jīng)過公稱投光周期后，根據(jù)所述第2電平判別部件的判別結(jié)果，使下次的投光定時(shí)延遲，直至判別為受光信號(hào)電平的變化方向朝向與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相同或相反極性的方向。
12.如權(quán)利要求3所述的光電傳感器，其特征在于，所述第2電平判別部件包括第1比較器，檢測(cè)出現(xiàn)與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相同極性的超過第1閾值的受光信號(hào)；第2比較器，檢測(cè)出現(xiàn)與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相反極性的超過第2閾值的受光信號(hào)；第1邊沿檢測(cè)電路，根據(jù)出現(xiàn)超過所述第1閾值的受光信號(hào)來檢測(cè)第1比較器輸出的后邊沿；以及第2邊沿檢測(cè)電路，根據(jù)出現(xiàn)超過所述第2閾值的受光信號(hào)來檢測(cè)第2比較器輸出的后邊沿；所述投光定時(shí)部件使下次的投光定時(shí)延遲，直至所述第1或第2邊沿檢測(cè)電路檢測(cè)出第1或第2比較器輸出的某一個(gè)的后邊沿。
13.如權(quán)利要求3所述的光電傳感器，其特征在于，所述投光定時(shí)控制部件包括第1工作模式，在從上次的投光定時(shí)經(jīng)過公稱投光周期后，根據(jù)所述第2電平判別部件的判別結(jié)果，使下次的投光定時(shí)延遲，直至判別為受光信號(hào)電平的變化方向朝向與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相反的極性方向；以及第2工作模式，在從上次的投光定時(shí)起等待經(jīng)過公稱投光周期之后，或從經(jīng)過了公稱投光周期時(shí)刻起再等待經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間之后，才進(jìn)行投光；并且，可選擇這些工作模式。
14.如權(quán)利要求13所述的光電傳感器，其中，包括噪聲檢測(cè)部件，將受光輸出信號(hào)描述為交流波形，檢測(cè)是否存在周期性變動(dòng)的噪聲光或噪聲電波；在檢測(cè)出噪聲光或噪聲電波時(shí)，選擇第1工作模式，而在未檢測(cè)出時(shí)選擇第2工作模式。
15.如權(quán)利要求14所述的光電傳感器，其中，噪聲檢測(cè)部件在受光信號(hào)電平經(jīng)過比公稱投光周期短的一定時(shí)間內(nèi)，根據(jù)大致維持在交流零電平來檢測(cè)噪聲的存在。
16.如權(quán)利要求13所述的光電傳感器，其中，還包括對(duì)受光信號(hào)電平繼續(xù)維持大致交流零電平的時(shí)間進(jìn)行計(jì)測(cè)的部件；以及在所述計(jì)測(cè)的維持時(shí)間超過一定時(shí)間時(shí)切換為第2模式，而在一定時(shí)間內(nèi)時(shí)切換為第1模式的部件。
17.一種光電傳感器用半導(dǎo)體集成電路，其特征在于，包括供給電源的第1外部端子；對(duì)投光元件的驅(qū)動(dòng)電路輸出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的第2外部端子；對(duì)傳感器負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電路輸出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的第3外部端子；以及具有從所述第1外部端子供電、對(duì)內(nèi)置電路供給穩(wěn)定電源的電源電路；對(duì)以下電路進(jìn)行集成的電路，這些電路包括受光電路，取出并放大外帶或內(nèi)置的受光元件的輸出的變化量；投光電路，將對(duì)投光元件的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)輸出到所述第2外部端子；輸出電路，將對(duì)傳感器負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)輸出到所述第3外部端子；以及信號(hào)處理電路，根據(jù)從所述受光電路得到的受光信號(hào)來進(jìn)行輸出電路的控制，并且根據(jù)從所述受光電路得到的受光信號(hào)來進(jìn)行投光電路的控制；所述信號(hào)處理電路包括第1電平判別部件，在比投光定時(shí)稍稍延遲的定時(shí)中，通過將來自所述受光電路的受光信號(hào)的電平與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較，來判別受光信號(hào)的電平；信號(hào)處理部件，根據(jù)所述第1電平判別部件的判別結(jié)果來生成傳感器輸出，并供給所述輸出電路；第2電平判別部件，通過將所述受光信號(hào)電平與交流零電平附近的閾值進(jìn)行比較，來判別受光信號(hào)的電平；以及投光定時(shí)控制部件，根據(jù)所述第2電平判別部件的判別結(jié)果，將控制各下次的投光定時(shí)的投光定時(shí)控制信號(hào)供給所述投光電路。
18.如權(quán)利要求17所述的光電傳感器用半導(dǎo)體集成電路，其特征在于，所述投光定時(shí)控制部件包括第1工作模式，在從上次的投光定時(shí)經(jīng)過公稱投光周期后，根據(jù)所述第1電平判別部件的判別結(jié)果，使下次的投光定時(shí)延遲，直至判別為受光信號(hào)電平的變化方向朝向與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相反的極性方向，或根據(jù)所述第2電平判別部件的判別結(jié)果，使下次的投光定時(shí)延遲，直至判別為受光信號(hào)電平的變化方向朝向與正規(guī)的脈沖光對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)的極性相反的極性方向；以及第2工作模式，在從上次的投光定時(shí)起等待經(jīng)過公稱投光周期之后，或從經(jīng)過了公稱投光周期時(shí)刻起再等待經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間之后，才進(jìn)行投光；并且，可選擇這些工作模式。
全文摘要
一種光電傳感器,包括:投光部件,通過與投光定時(shí)同步驅(qū)動(dòng)投光元件,來將脈沖光重復(fù)投光;受光部件,將受光元件輸出的變化量作為受光信號(hào)輸出;第1電平判定部件,在比投光定時(shí)稍稍延遲的定時(shí)中,通過將受光信號(hào)的電平與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較,來判別受光信號(hào)的電平;以及信號(hào)處理部件,根據(jù)第1電平判別部件的判別結(jié)果來生成傳感器輸出;其中,該光電傳感器還包括:第2電平判別部件,通過將受光信號(hào)電平與交流零電平附近的閾值進(jìn)行比較,來判別受光信號(hào)的電平;以及投光定時(shí)控制部件,根據(jù)第2電平判別部件的判別結(jié)果,來控制各個(gè)下次的投光定時(shí)。
文檔編號(hào)G01J1/32GK1384349SQ0211882
公開日2002年12月11日 申請(qǐng)日期2002年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月2日
發(fā)明者水原晉, 中村新, 中西弘明, 古谷利昭 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社