JPS61218976A - 距離限定型光センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野１ 本発明は、反射物体までの距離を位相差により測定し、
検知範囲を限定する光利用の距離限定型光センサに関す
るものである。

［背景技術１ 従来の光の反射を利用した光センサは、画周波変調され
た光信号を発光ダイオードで構成される投光部より投光
され、この光信号が反射物体より反射され、反射された
光信号を受光し、物体を検知するようにしている。かか
る従来例の発光ダイオードを駆動するドライブ回路２′
は第５図に示すような構成となっていた。すなわち、変
調信号Ｙと変調同期信号Ｘとを論理積するアンドデート
ＧＩと、この７ンドデートＧ、の出力によりオン。

オフ駆動されるトランジスタＱ１とから構成され、トラ
ンジスタＱ１のコレクタに投光用の発光ダイオードＬＥ
Ｄを接続し、この発光ダイオードＬＥＤより光信号を投
光するものである。このように、発光ダイオードＬＥＤ
をドライブするのに、アンドデートＧ、とトランジスタ
Ｑ、とからなるため、回路構成は簡単であるものの、ト
ランジスタＱ。

を飽和領域で使用するため、高速変調を要求された場合
には、応答することが困難であるという問題があった。

［発明の目的］ 本発明は上述の点に鑑みて提供したものであって、高速
変調が要求された場合にも、亮速応答が可能な距離限定
型光センサを提供することを目的とするものである。

［発明の開示］ 以下、本発明の実施例を図面により説明する。

まず、基本となる距離限定型光センサについて説明する
。第３図は本光センサＡのブロック図を示し、投光回路
は、高周波を発振する発振部１と、発振部１の出力を増
幅するドライブ回路２と、ドライブ回路２にて発光駆動
される発光ダイオードのような投光部３とから構成され
ている。尚、発光部３は複数個有しており、複数本の光
ビームを投光している。受光回路は、ＰＩＮダイオード
のような一対の受光部５，１１と、受光部５，１１の出
力を増幅する増幅器７，１２と、局発部１４からの周波
数で増幅器７，１２の高周波信号を低周波に変換するミ
キサ８，１３と、ミキサ８，１３からの低周波信号をフ
ィルタ９，１５を介して波形整形を行なう波形整形部１
０．１６と、両波形整形部ｉ　０，１６の出力の一致、
不一致を判定するエクスクルシブオアデート１７と、エ
クスクルジ　　　−プオアデート１７の出力とクロック
発生回路１８からのクロックパルスを論理積するアンド
デート１９と、アンドデート１９の出力パルスをカウン
トするカウンタ２０と、カウンタ２０出力にて検知範囲
の設定距離を決めるマイクロコンピュータからなる演算
制御部２１とから構成されている。

また、投光部３と受光部５とは光ファイバ４で光結合さ
れており、投光部３からの光を受光部５が直ちに受光す
るようにしている。

しかして、ドライブ回路２で駆動されて発振部１の周波
数で光変調された光が、投光部３によって発光され、そ
の光の一部は光７Ｔイパ４を通してすぐ受光部５に入り
、残りの光は反射物体６で反射された後、受光部１１で
受光される。受光部５．１１で受光された信号は夫々増
幅器７，１２で増幅され、ミキサ８，１３にて局発部１
４の信号とミキシングされて低周波の信号として取り出
される。さらにフィルタ９，１５を介して波形整形部ｉ
　ｏ、１６にてｔＪＳＡ図（ａ）（ｂ）に示すように波
形整形されて出力される。波形整形Ｗ１１６からの出力
は反射物体６にて反射されるため時間遅れをもって出力
され、反射整形部１０の出力とはある位相差を有してい
る。そして、両波形整形部１０，１６の出力はエクスク
ルシブオフデート１７にて一致、不一致の判定がされ、
第４図（ｃ）に示すように出力が一致していないときは
Ｈレベルの信号が出力される。このエクスクルシブオフ
デート１７の出力として、反射物体６の本光センサＡか
らの距離に応じた幅をもったパルス波が出力されること
になる。その幅をクロック発生回路１８のクロックとア
ンドをとってカウンタ２０にてｆｆｋ　４１Ｎ（ｄ）に
示すようなパルスのカウントを行なうなどして、反射物
体６までの距離を知ることができる。上記受光部５，１
１を除いた受光回路で物体検知手段が構成される。

次に、第１図及び第２図に基づいて本発明の詳細な説明
する。ｔＪ＆１図はドライブ回路２の具体回路図を示す
ものであり、′Ｊｉ調信号Ｙと変調同期信号Ｘとが入力
されるアンドデートＧ２と、発振用トランジスタＴｒｌ
と、トランジスタＴｒ１のコレクタ負荷のコイルし及び
コンデンサＣ３とからなる共振回路と、共振回路に共振
周波数を出力するエミッタフォロワ回路を構成したトラ
ンジスタＴｒ２等からドライブ回路２が構成されている
。そして、トランジスタＴｒ２のエミッタに投光部３を
構成する発光ダイオードＬＥＤが接続され、カソードは
トランジスタＴｒ３のコレクタに接続しである。

一方、トランジスタＴｒＩのコレクタにはコイルＬを介
して電源Ｖｃｅが定電圧回路２３より供給され、この定
電圧回路２３には電源電圧Ｖｃｃより２倍以上の電源Ｖ
ｉｎが供給され、また、この電源電圧Ｖｉｎはトランジ
スタＴｒ２のコレクタにも供給してぃる。尚、第２図は
各部の波形を示し、第２図（ａ）は端子Ｔ１に入力され
る変調同期信号Ｘを示し、第２図（ｂ）は端子Ｔ２に入
力される変調信号Ｙを示し、第２図（ｅ）はトランジス
タ７ｒ、のコレクタ（Ｐ、点）の波形を示すものである
。

しかして、端子Ｔ２に変調信号Ｙを、端子Ｔ。

にｔｌｌｌ同期信号Ｘ信号力すれば、ＹランジスタＴ「
、は第２図（ｂ）に示すような信号（変調信号Ｙ）に同
期してオン、オフを繰り返す、トランジスタＴｒ１のコ
レクタ負荷はコイルし及びコンデンサＣ１で構成される
共振回路になっており、第２図（ｂ）に示す変調周期に
共振するように選ばれている。従りて、トランジスタＴ
ｒ、のコレクタ（ｐ＋点）は電源電圧Ｖｃｃを中心にし
て第２図（ｃ）に示すようにほぼ２Ｖｃｃまで振れるこ
とになる。トランジスタＴｒ、のコレクタにベースが接
続されているトランジスタＴｒ２はエミッタ７すロワで
動作しているため、トランジスタＴｒ、のベース蓄積時
間は無視でか、高速で正弦波出力が得られる。このドラ
イブ回路２はバースト波でドライブしていることや、ア
ンドデートＧ２、変調同期信号Ｘ及びトランジスタＴｒ
＝によってドライブ回路２のバイアス電流もカットして
いることで低消費電力化を図っている。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、発振部から発振された高周波を
ドライブ回路にて変調し、この高周波＊ａされた光信号
を投光する投光部と、一対の受光部とを具備し、一方の
受光部にて光信号を直ちに受光せしめるとともに、他方
の受光部にて被検知物体による光信号の反射光を受光せ
しめ、両受光部から出力される受光信号の位相差に基づ
いて被検知物体までの距離を検出して予め設定された設
定距離の検知範囲内に被検知物体が存在するかどうかを
判別する物体検知手段を設けて成る距離限定型光センサ
において、上記発振部からのバースト波にて駆動される
ＬＣ共振回路と、このＬＣ共振回路の共振周波数を出力
するエミツタ７ｔロワ回路とで上記ドライブ回路を構成
しているものｒあるから、ドライブ回路の共振回路を利
用することで、大振幅の商運ドライブ信号を得ることが
で鯵るとともに、エミッタ７すロワ回路を用いることで
、高速応答の大電流ドライブ回路を実現できるという効
果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のドライブ回路の具体回路図、
第２図は同上の動作波形図、第３図は同上の光センサ全
体のブロック図、第４図は同上の動作波形図、第５図は
従来例のドライブ回路の具体回路図である。 １は発振部、２はドライブ回路、３は投光部、５．１１
は受光部、６は反射物体を示す。 代理人　弁理士　石　１）長　七 １１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発振部から発振された高周波をドライブ回路にて
   変調し、この高周波変調された光信号を投光する投光部
   と、一対の受光部とを具備し、一方の受光部にて光信号
   を直ちに受光せしめるとともに、他方の受光部にて被検
   知物体による光信号の反射光を受光せしめ、両受光部か
   ら出力される受光信号の位相差に基づいて被検知物体ま
   での距離を検出して予め設定された設定距離の検知範囲
   内に被検知物体が存在するかどうかを判別する物体検知
   手段を設けて成る距離限定型光センサにおいて、上記発
   振部からのバースト波にて駆動されるＬＣ共振回路と、
   このＬＣ共振回路の共振周波数を出力するエミッタフォ
   ロワ回路とで上記ドライブ回路を構成して成ることを特
   徴とする距離限定型光センサ。