JPH0339640B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、発光素子からパルス変調された光を
投光し、この光が物体で反射し、または透過する
のを受光素子で検知して、その受光信号から物体
の有無を判定するようにした光変調形検出装置に
関するものである。

背景技術 この種の光変調形検出装置の従来例の構成を第
３図に、またその動作タイミングチヤートを第４
図に示している。

第３図において、発光素子１は、発振回路２か
らのパルス信号により発光素子駆動回路３を通し
てパルス駆動され、これにより発光素子１からは
パルス変調された第４図ａで示される発光信号ａ
が投光される。

このようにして投光された光は、物体Ａで反射
し、または透過して受光素子４に入射する。これ
により、受光素子４に入射するパルス光は、物体
Ａの有無（ここで第４図ｂで示すように物体Ａが
ある場合をハイレベルとし、無い場合をローレベ
ルとする）に応じてオン・オフすることになる。

受光素子４の出力は、ACアンプ５で増幅され、
その受光信号ｄは次段の判定回路６に入力され、
ここで所定の判定レベルと比較される。上記判定
回路６の出力ｅは同期検出回路７に入力され、こ
こで前記発光素子１の発光タイミングとの同期が
検出される。その同期検出信号ｆは、次段の積分
回路８に入力され、その積分出力ｇが判定回路９
において所定の判定レベルと比較され、その判定
結果が出力回路１０より判定信号ｈとして出力さ
れる。

上記動作において、受光素子４に発光素子１か
らのパルス光の他、例えば第４図ｃに示すような
外乱光ｃが入射する場合、ACアンプ５で増幅さ
れた受光信号ｄは、第４図ｄにおける参照符ｄ１
で示すような波形となる。この波形ｄ１は、判定
回路６により第４図ｅにおける参照符ｅ１で示す
ように波形整形され、更に同期検出回路７で第４
図ｆにおける参照符ｆ１で示すように波形に変換
される。同期検出回路７の出力ｆは、次段の積分
回路８により積分波形に整形されるため、その積
分波形の前記ｆ１に対応する部分が次の判定回路
９の判定レベルより低く抑えられ、これにより外
乱光ｃによる誤動作が回避される。

発明が解決しようとする問題点 上記従来例の構成の場合、外乱光ｃによる誤動
作を防止するのに、長い時定数の積分回路８が必
要で、回路の応答が遅くなるばかりでなく、大き
な容量のコンデンサを用いることになるため回路
構成の小型化、IC化に支障があつた。

本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、
応答速度が速く小型化およびIC化にも適した光
変調形検出装置を提供することである。

問題点を解決するための手段 本発明は、発光素子から投光されるパルス変調
された光が物体で反射し、または通過するのを受
光素子により検知し、その受光信号から物体の有
無を判別するようにした光変調形検出装置におい
て、 前記受光信号を増幅する増幅器と、 増幅器と交流結合し、増幅器からの増幅出力を
判定する判定回路と、 発光素子駆動信号に同期する制御信号により基
準レベル電圧源と増幅器の入力端子との間をオ
ン・オフする逆並列接続されたバイポーラトラン
ジスタから構成され、発光素子が発光しているタ
イミング以外のタイミングにおいて判定回路の入
力端子を基準レベルに保持する基準レベル保持手
段とを含むことを特徴とする光変調形検出装置で
ある。

作 用 本発明に従えば、受光信号のうち外乱光に相当
する直流信号部分が増幅器と判定回路との交流結
合によりカツトされるとともに、受光信号の発光
に対応しないタイミングでの受光信号の判定を基
準レベル保持手段により回避することができる。
したがつて外乱光による誤動作防止のために大容
量のコンデンサを要する積分回路を用いるのをや
めて、応答速度の向上を図るとともに、小型化、
IC化に適合することが可能となる。

実施例 発光素子１１は、発振回路１２からのパルス信
号によつて発光素子駆動回路１３を通してパルス
駆動され、これにより発光素子１１からはパルス
変調された第２図ａで示される発光信号ａが投光
される。

このようにして、投光された光は、物体Ａで反
射し、または透過して受光素子１４に入射する。
これによつて受光素子１４に入射するパルス光
は、物体Ａの有無に応じてオン・オフすることに
なる。ここで第２図ｂに示されるように物体Ａが
有る場合をハイレベルとし、無い場合をローレベ
ルとする。

受光素子１４からの出力は、結合コンデンサＣ
１を介しラインｌ１を経てACアンプ１５の入力
端子に与えられる。ラインｌ１上の接続点３０と
発振回路１２との間にはスイツチング手段２５が
介在される。スイツチング手段２５は、発振回路
１２からの制御用パルス信号によつてオン・オフ
制御される逆並列接続されたバイポーラトランジ
スタTr１，Tr２とから構成される。トランジス
タTr１，Tr２のベースは、共通に発振回路１２
に接続され、トランジスタTr１のエミツタとト
ランジスタTr２のコレクタは共通に基準電圧Ｖ
１に接続される。トランジスタTr１のコレクタ
とトランジスタTr２のエミツタは、共通に接続
点３０に接続される。発振回路１２からライｌ２
を介して導出されるパルス信号とラインｌ３を介
して導出されるパルス信号とは、同一の位相であ
るけれども、ハイレベルの期間とローレベルの期
間とがおのおの逆の状態となつている。発振回路
１２からラインｌ３を介して導出されるパルス信
号がハイレベルであるとき、すなわち発光素子１
１が発光するタイミング以外のタイミングでトラ
ンジスタTr１，Tr２はON状態となる。これに
よつてACアンプ１５の入力端子は基準電圧Ｖ１
で固定され、そのためラインｌ１を介して与えら
れる信号を妨げる。一方発振回路１２からライン
ｌ３を介して導出されるパルス信号がローレベル
であるとき、すなわち発光素子１１が発光してい
る間においては、トランジスタTr１，Tr２はオ
フ状態となる。これによつてACアンプ１５の入
力端子は基準電圧Ｖ１による固定状態から解放さ
れて自由な状態となり、そのためラインｌ１を介
して与えられる信号がACアンプ１５に入力され
る。これによつてこの期間にのみ受光素子１４で
検出された発光量の変化だけが増幅されて出力さ
れる。

そのため外乱光ｃの影響を受けない信号のみを
得ることができ、誤動作の防止を図ることができ
る。

ACアンプ１５からの出力は、結合コンデンサ
Ｃ２を介して判定回路１６の一方の入力端子に与
えられる。この結合コンデンサＣ２によつて直流
成分が除去される。判定回路１６では所定の判定
レベルと比較し、その判定結果である判定信号ｅ
を同期検出回路１７に与える。同期検出回路１７
では、発振回路１２からのパルス信号が与えられ
ており、発光素子１１の発光タイミングとの同期
が検出される。この同期検出回路１７からの同期
検出信号ｆは、判定回路１９に与えられ、所定の
判定レベルと比較され、その判定結果は出力回路
２０から判定信号ｇとして出力される。

以上の構成において外乱光ｃがある場合、AC
アンプ１５で増幅された受光信号ｄはその外乱光
ｃに相当する部分が第２図ｄにおける参照符ｄ
１，ｄ２で示す波形となる。前述したようにアン
プ１５は、発光素子１１が発光していない期間
中、基準電圧Ｖ１に固定されており、したがつて
発光素子１１が発光している期間にのみ、受光素
子１４からの光量に基づく前記信号をアンプ１５
を介して、判定回路１６に与えることができる。
これによつて発光素子１１が発光していない期間
における外乱光ｃによる誤動作が発生することを
防止することができる。

一方、発光素子１１が発光している期間には、
アンプ１５がフリーな状態となり、これによつて
この期間にのみ受光素子１４が検知した光量変化
だけが受光信号ｄとして判定回路１６に与えられ
て比較され、その出力ｅは第２図ｅに示す波形と
なり、同期検出回路１７の出力は、第２図ｆに示
す波形となる。また外乱光ｃに相当する受光信号
ｄの波形ｄ１，ｄ２の部分では、その直流成分が
コンデンサｃ１，ｃ２により効果的にカツトされ
るため判定回路１６の出力にはその影響を及ぼさ
ず、全体として外乱光ｃによる誤動作を防ぐこと
ができる。

こうして積分回路を付加することなく、外乱光
の影響を除くことができ、先行技術に比べる応答
性を向上することができるとともに、大容量のコ
ンデンサが不必要となるため、装置の小型化およ
びIC化を実現することができる。

またこのようにアンプ１５の入力側にスイツチ
ング手段２５を設けるようにしたので、たとえば
アンプ１５の出力側にスイツチング手段を設けた
場合には、アンプ１５が飽和する程度の強い外乱
光ｃが入射した場合には、そのACアンプ１５の
時定数によつてACアンプ出力レベルがサンプリ
ング周期内で十分経過しない間に次のサンプリン
グ時となつて判定回路入力のスイツチングがオフ
されるとノイズが生じる場合がある。しかしなが
ら本発明では、アンプ１５の入力側にスイツチン
グ手段２０を設けるようにしたので、ノイズを防
止した正確な受光信号の検出を行なうことができ
る。

効 果 以上のように本発明によれば、発光素子の発光
時に対応しないタイミングでの発光信号の判定動
作が回避されるとともに、受光信号のうち外乱光
に相当する直流信号部分が交流結合によつて効果
的にカツトされ、外乱光による誤動作防止のため
に大容量のコンデンサを要する積分回路を付加す
る必要がなくなり、応答速度が向上し、小型化、
IC化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図はその動作タイミングチヤート、第３図は
従来の検出装置のブロツク図、第４図は第３図示
の先行技術における検出装置の動作タイミングチ
ヤートである。 １１…発光素子、１２…発信回路、１３…発光
素子駆動回路、１４…受光素子、１５…ACアン
プ、１６，１９…判定回路、１７…同期検出回
路、２０…出力回路、２５…スイツチング手段、
Tr１，Tr２…トランジスタ、Ｃ１，Ｃ２…結合
コンデンサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発光素子から投光されるパルス変調された光
   が物体で反射し、または通過するのを受光素子に
   より検知し、その受光信号から物体の有無を判別
   するようにした光変調形検出装置において、 前記受光信号を増幅する増幅器と、 増幅器と交流結合し、増幅器からの増幅出力を
   判定する判定回路と、 発光素子駆動信号に同期する制御信号により基
   準レベル電圧源と増幅器の入力端子との間をオ
   ン・オフする逆並列接続されたバイポーラトラン
   ジスタから構成され、発光素子が発光しているタ
   イミング以外のタイミングにおいて判定回路の入
   力端子を基準レベルに保持する基準レベル保持手
   段とを含むことを特徴とする光変調形検出装置。