本發(fā)明涉及一種光電傳感器以及光電傳感器的控制方法，尤其涉及能夠節(jié)省能量的光電傳感器以及光電傳感器的控制方法。

背景技術：

通常，光電傳感器通過振蕩電路產(chǎn)生投光脈沖來周期性地驅動投光元件，然后在物體檢測區(qū)域，檢測物體對來自投光元件的光進行遮擋或反射，受光元件未能接受來自投光元件的光或者接受了來自投光元件的光，產(chǎn)生受光信號，基于受光信號判斷檢測物體的有無。

在光電傳感器中，振蕩電路產(chǎn)生的脈沖一般是固定脈寬和固定周期的脈沖。但是，近年來，節(jié)省能源倍受重視。

為了實現(xiàn)節(jié)省能源的目的，在專利文獻1(日本特開平6-209250號)中公開了一種光電開光。在專利文獻1的光電開光中，用于產(chǎn)生投光脈沖的振蕩電路與檢測起動電路相連接，該檢測起動電路用于判斷光電開光所設置的環(huán)境是否為能夠檢測物體和人體等的環(huán)境。在檢測起動電路判斷為當前環(huán)境為該光電開光不能進行檢測的情況下，振蕩電路產(chǎn)生長的第一周期t1，在檢測起動電路判斷為能夠進行檢測的情況下，振動電路產(chǎn)生比第一周期t1短的第二周期t2。由此，通過設定周期不同的兩種脈沖周期，在長的第一周期t1時，發(fā)光元件所消耗的能量減小，從而能夠節(jié)省能源。

在專利文獻2(us5331150a)中公開了另一種光電開光。該光電傳感器中，在光路的狀態(tài)發(fā)生變化時，振蕩電路從產(chǎn)生長周期的脈沖的狀態(tài)變?yōu)楫a(chǎn)生短周期的脈沖的狀態(tài)，以達到節(jié)省能源的目的。

另外，干擾信號為導致光電傳感器的檢測誤差大的主要原因，因此，提高抗干擾性能也至關重要。

但是，在上述專利文獻中，均沒有關于抗干擾技術的內(nèi)容。

專利文獻1：日本特開平6-209250號

專利文獻2：us5331150a

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其目的在于提供一種既節(jié)省能源又具有良好的抗干擾性的光電傳感器。

為了解決上述的技術問題，本發(fā)明的技術方案1提供一種光電傳感器，該光電傳感器具有：驅動脈沖產(chǎn)生單元，產(chǎn)生周期不同的驅動脈沖，發(fā)光部，接受所述驅動脈沖，發(fā)出對應于該驅動脈沖的光，受光部，接收被被檢測物體反射的來自所述發(fā)光部的光，來產(chǎn)生受光信號，輸出單元，對所述受光信號進行處理并輸出檢測信號；還具有控制單元，該控制單元進行控制，使所述驅動脈沖產(chǎn)生單元平時產(chǎn)生睡眠周期的第一驅動脈沖，該控制單元被所述檢測信號的有無變化觸發(fā)，使所述驅動脈沖產(chǎn)生單元產(chǎn)生規(guī)定數(shù)量的工作周期的第二驅動脈沖，該工作周期是兩個以上的長度不同的特定周期形成的，兩個以上的該特定周期的平均值作為所述工作周期的值，且該工作周期短于所述睡眠周期。

優(yōu)選地，所述特定周期包括第一周期和與該第一周期的長度不同的第二周期，且所述第一周期與所述第二周期交替?；蛘?，優(yōu)選所述特定周期包括長度依次變長或變短的多個周期。

優(yōu)選地，所述驅動脈沖產(chǎn)生單元具有：系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生單元，產(chǎn)生系統(tǒng)時鐘，分頻單元，被所述控制單元控制，基于所述系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生所述第一驅動脈沖和所述第二驅動脈沖，選擇單元，被所述控制單元控制，選擇所述第一驅動脈沖或所述第二驅動脈沖。

優(yōu)選地，所述控制單元根據(jù)被檢測物體的大小和被檢測物體的移動速度，決定所述工作周期和所述睡眠周期的長度。

優(yōu)選地，所述睡眠周期與所述工作周期的比值為10～15。

優(yōu)選地，所述規(guī)定個數(shù)為4～8的整數(shù)。

本發(fā)明的另一技術方案提供一種光電傳感器的控制方法，該光電傳感器的控制方法對光電傳感器進行控制，該光電傳感器具有驅動脈沖產(chǎn)生單元、發(fā)光部、受光部、輸出單元、控制單元，該光電傳感器的控制方法包括：驅動脈沖產(chǎn)生步驟，由所述驅動脈沖產(chǎn)生單元產(chǎn)生周期不同的驅動脈沖，發(fā)光步驟，所述發(fā)光部接受所述驅動脈沖，發(fā)出對應于該驅動脈沖的光，受光步 驟，所述受光部接收被被檢測物體反射的來自所述發(fā)光部的光，來產(chǎn)生受光信號，輸出步驟，所述輸出單元對所述受光信號進行處理并輸出檢測信號；該光電傳感器的控制方法還包括驅動脈沖決定步驟，所述控制單元進行控制，使所述驅動脈沖產(chǎn)生單元平時產(chǎn)生睡眠周期的第一驅動脈沖，該控制單元被所述檢測信號的有無變化觸發(fā)，使所述驅動脈沖產(chǎn)生單元產(chǎn)生規(guī)定數(shù)量的工作周期的第二驅動脈沖，該工作周期是兩個以上的長度不同的特定周期形成的，兩個以上的該特定周期的平均值作為所述工作周期的值，且該工作周期短于所述睡眠周期。

優(yōu)選地，所述特定周期包括第一周期和與該第一周期的長度不同的第二周期，且所述第一周期與所述第二周期交替?；蛘撸瑑?yōu)選所述特定周期包括長度依次變長或變短的多個周期。

優(yōu)選地，所述驅動脈沖產(chǎn)生單元具有：系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生單元，產(chǎn)生系統(tǒng)時鐘，分配單元，被所述控制單元控制，基于所述系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生所述第一驅動脈沖和所述第二驅動脈沖，選擇單元，被所述控制單元控制，選擇所述第一驅動脈沖或所述第二驅動脈沖。

優(yōu)選地，所述控制單元根據(jù)被檢測物體的大小和被檢測物體的移動速度，決定所述工作周期和所述睡眠周期的長度。

優(yōu)選地，所述睡眠周期與所述工作周期的比值為10～15。

優(yōu)選地，所述規(guī)定個數(shù)為4～8的整數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種既節(jié)省能源又具有良好的抗干擾性的光電傳感器及其控制方法。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的一個實施例的光電傳感器的整體結構的框圖。

圖2是表示本發(fā)明的一個實施例的光電傳感器的動作的時序圖。

圖3是表示本發(fā)明的一個變形例的光電傳感器的動作的時序圖。

圖4是表示本發(fā)明的另一變形例的光電傳感器的動作的時序圖。

具體實施方式

下面，參照附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行說明。本發(fā)明的光電傳感 器1用于對生產(chǎn)線上是否有體積較大的被檢測物經(jīng)過進行檢測。

首先，參照圖1對本發(fā)明的第1實施例的光電傳感器1的結構進行說明。圖1是表示本發(fā)明的第1實施例的光電傳感器1的整體結構的框圖。

第1實施例的光電傳感器1具有：系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生單元2，用于產(chǎn)生周期相同且脈沖寬度相同的系統(tǒng)時鐘脈沖信號；分頻單元3，具有分頻模塊m和分頻模塊n，分頻模塊m對系統(tǒng)時鐘脈沖信號進行調(diào)制生成周期交替變化的工作周期t1的脈沖信號，分頻電路n對系統(tǒng)時鐘脈沖信號進行調(diào)制生成周期為睡眠周期t2的脈沖信號，其中，工作周期t1由第一周期t11和長度與第一周期t11的長度不同的第二周期t12構成，工作周期t1的值相當于第一周期t11與第二周期t12的平均值，且睡眠周期t2長于工作周期t1、第一周期t11以及第二周期t12；選擇單元4，基于后述的控制單元8的控制，選擇周期為工作周期t1的脈沖信號或周期為睡眠周期t2的脈沖信號作為驅動信號并輸出；發(fā)光部5，具有能夠發(fā)光的發(fā)光元件52和用于驅動該發(fā)光元件52的發(fā)光驅動單元51；受光部6，具有接收來自發(fā)光元件52的光的受光元件62和對來自受光元件62的受光信號進行放大的受光放大模塊61；輸出單元7，對經(jīng)由受光放大模塊61放大的受光信號進行處理并輸出檢測信號。

下面，參照圖2，對光電傳感器1的動作進行說明。在下面的說明中，以在發(fā)光元件52與受光元件62之間的光路(以下，簡稱為檢測光路)上具有被檢測物的狀態(tài)下，起動光電傳感器1的情況為例進行說明。

圖2是表示光電傳感器1的動作的時序圖。在圖2中，輸出信號相對于受光信號延遲傳感器的響應時間td。

當光電傳感器1被起動之后，系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生單元2始終產(chǎn)生系統(tǒng)時鐘脈沖信號，且分頻模塊m產(chǎn)生工作周期t1的脈沖信號，分頻電路n產(chǎn)生睡眠周期t2的脈沖信號。

然后，由于在檢測光路上存在被檢測物，控制單元8控制選擇單元4選擇睡眠周期t2的脈沖信號作為驅動信號，來輸出至發(fā)光驅動單元51，發(fā)光驅動單元51以睡眠周期t2驅動發(fā)光元件52，從而發(fā)光元件52以睡眠周期t2進行發(fā)光。通過選擇周期長的睡眠周期t2的脈沖作為驅動信號，能夠達到節(jié)省能量的效果。

然后，由于在檢測光路上存在被檢測物，受光元件62被遮擋而不能接 受來自發(fā)光元件52的光，因此輸出單元7不會輸出檢測信號。

當隨著被檢測物的移動在檢測光路上沒有被檢測物時，受光元件62能夠接受來自發(fā)光元件52的光，從而輸出單元7輸出檢測信號。

此時，控制單元8基于輸出單元7的檢測信號狀態(tài)的變化(檢測信號從低電平變?yōu)楦唠娖?，控制選擇單元4選擇工作周期t1的脈沖信號作為驅動信號輸出至發(fā)光驅動單元51，發(fā)光驅動單元51以工作周期t1驅動發(fā)光元件52，從而發(fā)光元件52以工作周期t1進行發(fā)光。此時，由于在檢測光路上不存在被檢測物，所以受光元件62能接受來自發(fā)光元件52的光，輸出單元7輸出檢測信號。

當發(fā)光元件52以工作周期t1發(fā)光4次且輸出單元7輸出與驅動信號相對應的4次檢測信號的情況下，控制單元8控制選擇單元4選擇睡眠周期t2的脈沖信號作為驅動信號并輸出至發(fā)光驅動單元51，發(fā)光驅動單元51以睡眠周期t2驅動發(fā)光元件52，從而發(fā)光元件52以睡眠周期t2進行發(fā)光。

然后，保持以睡眠周期t2驅動發(fā)光元件52的狀態(tài)不變，直到輸出單元7的檢測信號狀態(tài)發(fā)生變化為止。當沒有與驅動信號相對應的輸出信號時，表示在檢測光路上有新的被檢測物出現(xiàn)。此時，來自發(fā)光元件52的光被被檢測物遮擋，從而受光元件62不能接受來自發(fā)光元件52的光，從而輸出單元7不會輸出檢測信號?？刂茊卧?基于輸出單元7的檢測信號狀態(tài)的變化，控制選擇單元4選擇工作周期t1的脈沖信號作為驅動信號并輸出至發(fā)光驅動單元51，發(fā)光驅動單元51以工作周期t1驅動發(fā)光元件52，從而發(fā)光元件52以工作周期t1進行發(fā)光。

當發(fā)光元件52以工作周期t1發(fā)光4次且輸出單元7仍未輸出與驅動信號相對應的4個檢測信號的情況下，控制單元8控制選擇單元4選擇睡眠周期t2的脈沖信號作為驅動信號輸出至發(fā)光驅動單元51，發(fā)光驅動單元51以睡眠周期t2驅動發(fā)光元件52，從而發(fā)光元件52以睡眠周期t2進行發(fā)光，直到輸出單元7的檢測信號狀態(tài)再一次發(fā)生變化為止。

然后，重復循環(huán)上述的動作。

在上述的實施例中，僅在檢測光路上的被檢測物的狀態(tài)(輸出單元的檢測信號狀態(tài))發(fā)生變化時，即，從有被檢測物的狀態(tài)變?yōu)闆]有被檢測物的狀態(tài)，或從沒有被檢測物的狀態(tài)變?yōu)橛斜粰z測物的狀態(tài)時，選擇單元4選擇周 期短于睡眠周期t2的工作周期t1的脈沖信號，來以工作周期t1驅動發(fā)光元件52，并且該脈沖信號是周期為第一周期t11的脈沖信號和周期為與第一周期t11的長度不同的第二周期t12的脈沖信號交替形成的脈沖信號，并且睡眠周期t2長于第一周期t11和第二周期t12，而平常在檢測光路上的被檢測物的狀態(tài)未發(fā)生變化時，總是以睡眠周期驅動發(fā)光元件52發(fā)光。由此，不僅能夠減小發(fā)光元件所消耗的能量，節(jié)省能源，而且工作周期t1是由周期不同的兩個周期交替構成的，從而與工作周期t1為單一周期的情況相比，能夠消除頻率與該單一周期相同的干擾信號，從而提高光電傳感器的檢測精度。

另外，關于工作周期t1和睡眠周期t2的時間長度，能夠根據(jù)被檢測物的長度以及生產(chǎn)線上的被檢測物的移動速度來決定。例如，基于被檢測物的平均移動速度，使長度最短的被檢測物經(jīng)過光電傳感器1的時間為多個(在本實施例中為4個)工作周期t1的時間與多個(例如4個，也可以是3個、5個或者多更的10個等)睡眠周期t2的時間之和。

下面，列舉工作周期t1(第一周期t11、第二周期t12)、睡眠周期t2的脈沖寬度的具體例子。驅動信號的寬度例如為2～2.5微秒，第一周期t11為30微秒，第二周期t12為50微秒，睡眠周期t2為400微秒，若將第一周期t11、第二周期t12的平均值表示為工作周期t1的值，則睡眠周期t2與工作周期t1的比為10。

在此，關于工作周期t1(第一周期t11、第二周期t12)與睡眠周期t2的值只不過是一個具體的例子，睡眠周期t2與工作周期t1的比不限于10，可以為10～15，更優(yōu)選為13。這樣，能夠使光電傳感器良好地進行檢測。

另外，在上述實施例中，列舉了工作周期t1是第一周期t11與第二周期t12交替形成的，但是不限于此。

下面參照圖3～4對本發(fā)明的變形例進行說明。圖3是表示本發(fā)明的一個變形例的光電傳感器的動作的時序圖，圖4是表示本發(fā)明的另一個變形例的光電傳感器的動作的時序圖。

如圖3所示，分頻單元3還可以具有設置在分頻模塊m的下游的調(diào)頻模塊(省略圖示)。在此情況下，分頻模塊m對系統(tǒng)時鐘脈沖信號進行調(diào)制生成周期相同的工作周期的脈沖信號，該調(diào)頻模塊對工作周期的脈沖信號進行 調(diào)整，生成周期依次變長的周期t11a、周期t12a、周期t13a的脈沖信號。并且，工作周期t1為周期t11a、周期t12a、周期t13a的平均值。

如圖4所示，分頻單元3還可以具有設置在分頻模塊m的下游的調(diào)頻模塊(省略圖示)。在此情況下，分頻模塊m對系統(tǒng)時鐘脈沖信號進行調(diào)制生成周期相同的工作周期的脈沖信號，該調(diào)頻模塊對工作周期的脈沖信號進行調(diào)整，生成周期依次變短的周期t13b、周期t12b、周期t11b的脈沖信號。并且，工作周期t1為周期t13b、周期t12b、周期t11b的平均值。

在上述的實施例中，以當輸出單元7連續(xù)輸出4個與工作周期相對應的輸出信號時，選擇單元4選擇周期為睡眠周期t2的脈沖信號來驅動發(fā)光元件52的情況為例進行說明。但是觸發(fā)選擇單元4選擇睡眠周期t2的脈沖信號的輸出信號的個數(shù)不限于4個，例如大于4，優(yōu)選該個數(shù)為4～8個。這樣，能夠使光電傳感器良好地進行檢測。

在以上的實施例中，以睡眠周期t2相等的情況為例進行了說明，但是不限于此，睡眠周期也可以逐漸變長，當發(fā)光元件發(fā)光4次而輸出信號的狀態(tài)未發(fā)生變化，即被檢測物的狀態(tài)未發(fā)生變化的情況下，睡眠周期變?yōu)楹愣ㄖ?。由此，能夠提高檢測精度。

上述的具體實施方式僅是例示性的，本發(fā)明的保護范圍根據(jù)權利要求書確定，不受上述具體實施方式的限制。