CN106353835A - 光电传感器 - Google Patents

光电传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN106353835A
CN106353835A CN201610550727.6A CN201610550727A CN106353835A CN 106353835 A CN106353835 A CN 106353835A CN 201610550727 A CN201610550727 A CN 201610550727A CN 106353835 A CN106353835 A CN 106353835A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
voltage
reference voltage
control voltage
resistance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610550727.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106353835B (zh
Inventor
畑中浩
田中实
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Azbil Corp filed Critical Azbil Corp
Publication of CN106353835A publication Critical patent/CN106353835A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106353835B publication Critical patent/CN106353835B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H01L27/14605—Structural or functional details relating to the position of the pixel elements, e.g. smaller pixel elements in the center of the imager compared to pixel elements at the periphery
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/20—Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers
    • G01V8/22—Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers using reflectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/46—Indirect determination of position data
    • G01S17/48—Active triangulation systems, i.e. using the transmission and reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/491—Details of non-pulse systems
    • G01S7/4912—Receivers
    • G01S7/4913—Circuits for detection, sampling, integration or read-out
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02—Regulating voltage or current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

一种具备分流电路的光电传感器，相对于现有结构，谋求在对分流电路的分流比率进行设定时的操作性及设定精度的提高。具有分流控制电路(12)，其就每个分流电路(4)，沿光电二极管(PD)的一方的排列方向，分别设定成为针对前段的分流电路(4)的基准电压的电压值以上的基准电压，且对所有的分流电路(4)，从包含所有的基准电压的范围中设定一个共同的控制电压。

Description

光电传感器
技术领域
本发明涉及一种光电传感器，其包括：排列有多个光电二极管的多分割光电二极管；及与每个光电二极管连接且根据基准电压与控制电压之差而被设定分流比率的多个分流电路，用设定距离来设定检测体的检测范围。
背景技术
以往，已知有一种BGS(BackGround Suppression：背景抑制)型的光电传感器，该光电传感器通过对多分割光电二极管上的受光点的位置进行检测，来检测距检测体的距离，判定有无比某设定距离更近地存在的检测体。已知在该光电传感器中，通过采用分流电路，对受光点的位置进行高精度地检测(参见例如专利文献1)。并且，在专利文献1所公开的光电传感器中，用外部的电位器来更改用于设定分流电路的分流比率的电压。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本特开平7-50569号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献1所公开的现有的光电传感器中，由于用外部的电位器来更改用于设定分流比率的电压，所以无法数字性地对该分流比率进行调整。因此，存在设定分流比率时的操作性差，另外，分流比率的设定精度也变得较差的问题。
本发明正是为了解决如上所述的问题而做出的，其目的在于，提供一种具备分流电路的光电传感器，相对于现有结构，谋求设定分流电路的分流比率时的操作性及设定精度的提高。
用于解决课题的手段
本发明的光电传感器包括：排列有多个光电二极管的多分割光电二极管；以及与每个光电二极管连接，根据基准电压与控制电压之差而被设定分流比率的多个分流电路，该光电传感器采用设定距离对检测体的检测范围进行设定，该光电传感器具有分流控制电流，其就每个分流电路，沿光电二极管的一方的排列方向，分别设定基准电压，该基准电压成为针对前段的分流电路的基准电压的电压值以上，且该分流控制电路对所有的分流电路，从包含所有的基准电压的范围中设定一个共同的控制电压。
发明效果
根据本发明，因为采用如上所述的结构，所以在具备分流电路的光电传感器中，相对于现有结构，能够谋求设定分流电路的分流比率时的操作性及设定精度的提高。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的光电传感器的结构例的图。
图2是示出本发明的实施方式1中的多分割光电二极管与受光点的关系的一个例子的图。
图3是对本发明的实施方式1的光电传感器的动作原理进行说明的图。
图4是示出本发明的实施方式1中的分流控制电路的结构例的图。
图5是示出本发明的实施方式1中的分流控制电路的动作例的图。
图6是示出本发明的实施方式2中的分流控制电路的结构例的图。
图7对本发明的实施方式2中的分流控制电路的动作原理进行说明的图。
图8是示出本发明的实施方式3中的控制电压生成电路的结构例的图。
图9是示出本发明的实施方式4中的分流控制电路的结构例的图。
具体实施方式
以下，一边参照图面一边对本发明的实施方式进行详细的说明。
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1的光电传感器的结构例的图。
光电传感器是用设定距离来对检测体的检测范围进行设定的距离设定型的光电传感器。以下，作为光电传感器，以检测比设定距离更近地存在的检测体的BGS型的光电传感器为例来进行说明。如图1所示，该光电传感器包括：投光电路1、投光元件2、多分割光电二极管3、分流电路4、加法部5、IV放大器6、IV放大器7、运算电路8、识别电路9、逻辑判定电路10、输出电路11、分流控制电路12及控制逻辑电路13。
投光电路1按照由控制逻辑电路13通知的投光时机，生成给投光元件2的电流。
投光元件2是由利用投光电路1所生成的电流而驱动并发光的元件。作为该投光元件2，例如采用LED。利用该投光元件2所发出的光被投光到检测区域。并且，在检测区域存在检测体的情况下，上述光被该检测体反射。
多分割光电二极管3为排列有多个光电二极管PD，该光电二极管PD对由存在于检测区域的检测体反射的光进行受光并转换成电信号(电流)。利用该多分割光电二极管3能够对受光点的位置进行检测。此外，以下，示出多分割光电二极管3由8个光电二极管PD1～PD8构成的情形。
分流电路4与构成多分割光电二极管3的每个光电二极管PD连接，对来自光电二极管PD的电信号(电流)进行分流。分流电路4通过由分流控制电路12输出的基准电压及控制电压而被设定分流比率。如图1所示，该分流电路4包括作为差分对的晶体管Tr1(Tr1_1～Tr1_8)、Tr2(Tr2_1～Tr2_8)。关于该晶体管Tr1，其发射极端子与对应的光电二极管PD的输出端连接；集电极端子与IV放大器6的输入端连接；基极端子与分流控制电路12的对应的基准电压的输出端(图4所示的基准电压输出线l 1)连接。另外，关于晶体管Tr2，其发射极端子与对应的光电二极管PD的输出端连接；集电极端子与IV放大器7的输入端连接；基极端子与分流控制电路12的控制电压的输出端(图4所示的控制电压输出线l3)连接。
加法部5将利用各分流电路4分流的一方的电流合计，另外，将利用各分流电路4分流的另一方的电流合计。
IV放大器6将利用加法部5合计的一方的电流转换成电压。
IV放大器7将利用加法部5合计的另一方的电流转换成电压。
运算电路8将利用IV放大器6、7转换后的电压分别放大，并计算其电压差。另外，在运算电路8中，对表示计算出的电压差的信号进行去噪。
识别电路9将表示利用运算电路8计算出的电压差的信号(模拟信号)进行二值化(转换成H或L)。
逻辑判定电路10按照由控制逻辑电路13通知的取入时机，将利用识别电路9二值化了的信号取入，通过数字性地进行信号处理，来判定检测范围中有无检测体。
在该逻辑判定电路10中，作为对利用识别电路9二值化了的信号进行信号处理的方法，例如采用数字积分方式(可逆计数方式)。即，在逻辑判定电路10中设置可逆计数器，从识别电路9取入的信号为H时则正向计数；信号为L时则反向计数。并且，例如在用10段可逆计数器的情况下，计数值为0时判定为遮光，计数值为10时判定为入光，计数值为其间时保持之前的状态。由此，能够提高耐噪声性。即，在有噪声等的情况下，即使在入光状态下也并不总是H信号持续进入，有时偶尔也会变成L，但采用可逆计数器的话，只要计数器值不变成为0，就会维持入光判定，所以能够避免误判定。
输出电路11将逻辑判定电路10的判定结果输出至外部。
分流控制电路12按照从控制逻辑电路13输出的控制信号，对各分流电路4进行基准电压及控制电压的设定。此时，分流控制电路12就每个分流电路4，沿光电二极管PD的一方的排列方向，分别设定成为针对前段的分流电路4的基准电压的电压值以上的基准电压，且对所有的分流电路4，从包含全部的基准电压的范围中设定一个共同的控制电压。利用该分流控制电路12能够对各个分流电路4的分流比率进行控制。关于该分流控制电路12的结构例将在后面叙述。该分流控制电路12通过采用基于软件的CPU的程序处理来设定。
控制逻辑电路13对光电传感器内的各部分进行控制。该控制逻辑电路13具有：设定投光时机并通知投光电路1的功能；设定来自识别电路9的信号的取入时机并通知逻辑判定电路10的功能；及将用于对分流控制电路12进行控制的控制信号输出的功能。
此外，以下，控制逻辑电路13根据来自外部的微机等的数据对分流位置进行设定并生成针对分流控制电路12的控制信号。
接着，用图2、3对如上所述构成的光电传感器的动作原理进行说明。此外，在图2、3的例子中，示出了采用宽度为1mm、长度为0.3mm的光电二极管PD的情形。
在光电传感器中，光从投光元件2被投光到检测区域，一旦上述光被存在于该检测区域的检测体反射的话，则例如如图2所示，光就由多分割光电二极管3进行受光(受光点201)。构成该多分割光电二极管3的各光电二极管PD分别连接有分流电路4。并且，利用构成该分流电路4的晶体管Tr1、Tr2的基极电压之差，能够将流至光电二极管PD的电流分成IV放大器6侧和IV放大器7侧。其后，将由各分流电路4分流的电流分别进行合计，用IV放大器6、7进行电压转换之后，用运算电路8对电压差进行检测。这里，多分割光电二极管3上的受光点201的位置因距检测体的距离而变化。因而，通过采用上述电压差，能够实现基于距离而非光量的检测体的检测。
图3示出了多分割光电二极管3上的受光点201的位置移动到图2所示的x方向时的、IV放大器6的输出v1(实线)与IV放大器7的输出v2(虚线)的关系。此外，在图3中，将图1所示的各分流电路4的基准电压以每0.2V的跨步(Vref1＝1.0V，Vref2＝1.2V，……，Vref8＝2.4V)来进行设定。另外，在图3的(a)中，设控制电压为Vcnt＝1.7V；在图3的(b)中，设控制电压为Vcnt＝1.8V。
在该图3中，作为v1＝v2的受光点201的位置，当Vcnt＝1.7V时，为1.2mm，当Vcnt＝1.8V时，约为1.35mm。在这种情况下，采用BGS型的光电传感器的话，当Vcnt＝1.7V时，在受光点201的位置比1.2mm近的情况下，判定为有检测体，比它远的情况下，即使在反射光较强的时候也判定为无检测体。另一方面，当Vcnt＝1.8V时，在受光点201的位置比1.35mm近的情况下，判定为有检测体，比它远的情况下，即使在反射光较强的时候也判定为无检测体。这样，通过改变控制电压，能够对检测体的检测范围进行调整。
另外，在上述的例子中，光电二极管PD的长度为0.3mm，受光点201的位置从1.2mm变化至1.35mm时的差异也能够检测出来。即，通过采用分流电路4，能够将检测范围的设定间隔设定在比光电二极管PD的长度短的范围内，能够提升分辨率。
接着，采用图4说明对规定分流电路4的分流比率的基准电压及控制电压进行设定的分流控制电路12的结构例。此外，在图4中，示出了针对8个分流电路4的分流控制电路12的结构例。
如图4所示，分流控制电路12包括：多个基准电压生成用电阻R1(R1_1～R1_9)、多个基准电压输出线l1(l1_1～l1_8)、控制电压生成电路121、由多个开关sw1(sw1_0～sw1_9)构成的开关组122、多个电阻R2(R2_1～R2_9)及2个电阻R3(R3_1、R3_2)。
基准电压生成用电阻R1串联连接在2个电压(VH、VL)之间。利用该多个基准电压生成用电阻R1对上述2个电压进行分压。在设置了k个分流电路4的情况下，设置(k+1)个基准电压生成用电阻R1。另外，各基准电压生成用电阻R1采用分别相等的电阻值。
此外、VH、VL被设定成适合电路动作的值。即，对于分流电路4及IV放大器6、7的输入输出，存在正确地动作的电压范围，VH、VL被设定成与之相符。
另外，分流电路4的晶体管Tr1、Tr2上虽未图示，但连接有供用于确保响应速度的偏置电流流动的电路(晶体管)。为了使供该偏置电流流动的电路正确地动作，基准电压Vref及控制电压Vcnt就有必要为2×VBE(基极发射极间电压)≒1.4V以上的电压。因此，为如果设为像此次那样的8个光电二极管PD且基准电压差为0.1V，则如果IV放大器6、7的输入端子的电压不在1.4+0.1×8＝2.2V以上的话，则分流电路4有时就会变成饱和区域，将无法正确地动作。另外，IV放大器6、7的输入电压范围有上限，输入电压也无法太高。因而，有必要考虑这些来确定基准电压Vref及控制电压Vcnt，另外，VH、VL通过考虑这些来确定。
基准电压输出线l1将通过基准电压生成用电阻R1分压后的电压作为基准电压输出。在图4中，关于基准电压输出线l1，其一端分别连接于基准电压生成用电阻R1之间，另一端分别与对应的分流电路4的晶体管Tr1的基极端子连接。
控制电压生成电路121具有基准电压生成用电阻R1的功能和从所连接的电压之间生成控制电压的功能。该控制电压生成电路121的结构例在后面叙述。
开关组122按照来自控制逻辑电路13的控制信号(cntl0～cntl9)，将控制电压生成电路121与某一个基准电压生成用电阻R1替换。
电阻R2与每个基准电压生成用电阻R1并联连接。此外，各电阻R2为分别相等的电阻值，且采用基准电压生成用电阻R1的1/10左右的电阻值。
电阻R3与位于两端的基准电压生成用电阻R1串联连接。
接着，对控制电压生成电路121的结构进行说明。
控制电压生成电路121包括：一对连接线l2(l2_1、l2_2)、多个控制电压生成用电阻R4(R4_1～R4_n)、由多个开关sw2(sw2_1～sw2_n)构成的开关组1211及控制电压输出线l3。
连接线l2通过利用开关组122与某一个基准电压生成用电阻R1替换，从而与一端邻接于该基准电压生成用电阻R1的基准电压生成用电阻R1分别连接。
控制电压生成用电阻R4串联连接在连接线l2之间。利用该多个控制电压生成用电阻R4对上述连接线l2之间的电压进行分压。此外，各控制电压生成用电阻R4的电阻值的合计与基准电压生成用电阻R1的电阻值相等。利用该控制电压生成用电阻R4，来细化控制电压的调整步进。
开关组1211按照来自控制逻辑电路13的控制信号(cntl_b)，选择通过控制电压生成用电阻R4分压后的电压中的1个作为控制电压。
控制电压输出线l3将由开关组1211所选择的控制电压输出给各分流电路4的晶体管Tr2的基极端子。关于该控制电压输出线l3，其一端与构成开关组1211的各开关sw1的输出端连接，另一端与各分流电路4的晶体管Tr2的基极端子连接。
另外，由控制逻辑电路13输出针对开关组122的控制信号cntl0～cntl9及针对开关组1211的控制信号cnt_b。此外，在图4中，由于作为开关sw1_1～sw1_8可取的状态有3种状态，所以将控制信号cntl 1～cntl8设为2bit以上的信号。另外，由于作为开关sw1_0、sw1_9可取的状态有2种状态，所以将控制信号cntl0、cntl9设为1bit以上的信号。
这里，例如如图5所示，利用开关sw1_5、sw1_6切断基准电压生成用电阻R1_6，替代地，使控制电压生成电路121连接。在这种情况下，控制电压生成电路121取代基准电压生成用电阻R1_6与其他基准电压生成用电阻R1串联连接。其结果，作为控制电压，可以选择Vref5～Vref6之间的电压。
另外，在图4所示的分流控制电路12中，设定相对于用于分流电路4的基准电压Vref1～Vref8更高的电压Vref9和更低的电压Vref0，控制电压生成电路121可以从电压Vref0～Vref9的范围中选择控制电压。由此，能够最大地扩展设定距离的可设定的范围。
如上所述，根据该实施方式1，由于具有分流控制电路12，其就每个分流电路4，沿光电二极管PD的一方的排列方向，分别设定成为针对前段的分流电路4的基准电压的电压值以上的基准电压，且对所有的分流电路4，从包含全部的基准电压的范围中设定一个共通的控制电压，因此能够对基准电压及控制电压进行数字性地调整，在具备分流电路4的光电传感器中，相对于现有结构，能够实现设定分流电路4的分流比率时的操作性及设定精度的提高。
另外，在图4的结构中，相对于构成开关组122的开关sw1的导通电阻，有必要将基准电压生成用电阻R1设为充分大的值。但是，如果该基准电压生成用电阻R1的电阻值变大的话，则基准电压的阻抗就会变高，误差将会变大。因此，在本发明中，将电阻R2与每个基准电压生成用电阻R1并联连接。由此，即使增大基准电压生成用电阻R1的电阻值，也能够降低基准电压的阻抗，能够减少作为连接目的地的分流电路4的基极电流的影响。
另外，在本发明中，通过外部的微机等，一边对控制逻辑电路13的输入数据进行扫描一边求得输出为ON的数据(调谐)，将求得的数据作为控制逻辑电路13的设定数据进行输入，控制逻辑电路13采用该输入的数据，能够对规定分流电路4的分流比率的基准电压及控制电压进行调整。由此，自动设定(自动调谐)成为可能，能够对处于比调谐时的距离近的场所的检测体进行检测。另外，由此，可以提高设定精度及确保再现性。
另外，分流电路4利用作为差分对的2个晶体管Tr1、Tr2的基极电压之差而动作。因此，通过从相同的电压之间设定控制电压和基准电压，能够成为相对于该电压的变动等难以受到影响的电路。
此外，在上述中，有关基准电压的设定间隔的设定方法并未提及。这里，分流电路4具有以下这样的特性：如果晶体管Tr1、Tr2的基极电压的差超过0.2V，则来自光电二极管PD的电流的大部分将流至基极电压较高侧的晶体管。因此，作为基准电压的设定间隔，例如可以设定在0.05V～0.2V之间。
实施方式2.
在实施方式2中，用图6对分流控制电路12的另一结构例进行说明。在图6的例子中，示出了针对8个分流电路4的分流控制电路12的结构例。
如图6所示，实施方式2中的分流控制电路12包括：多个基准电压生成用电阻R5(R5_1～R5_4)、控制电压生成电路121、开关切换电路123、多个基准电压输出线l 1(l1_1～l1_8)、多个电阻R6(R6_1～R6_5)及2个电阻R7(R7_1，R7_2)。
基准电压生成用电阻R5串联连接在2个电压(VH、VL)之间。基准电压生成用电阻R5的数量设置成少于分流电路4的个数。此外，各基准电压生成用电阻R5采用分别相等的电阻值。
控制电压生成电路121与基准电压生成用电阻R5串联连接，具有基准电压生成用电阻R5的功能和从所连接的电压之间生成控制电压的功能。该控制电压生成电路121的连接部位也可以是上述2个电压之间的任一处。利用该多个基准电压生成用电阻R5及控制电压生成电路121对上述2个电压进行分压。此外，控制电压生成电路121的结构与图4所示的结构是相同的，其说明省略。
开关切换电路123按照来自控制逻辑电路13的控制信号(cntl)，将通过基准电压生成用电阻R5及控制电压生成电路121分压后的电压分成每个分流电路4的基准电压。
基准电压输出线l1将由开关切换电路123分配后的基准电压输出给对应的分流电路4。关于该基准电压输出线l 1，其一端分别与开关切换电路123的输出端连接，另一端分别与对应的分流电路4的晶体管Tr1的基极端子连接。
电阻R6与控制电压生成电路121及每个基准电压生成用电阻R5并联连接。此外，各电阻R6为各自相等的电阻值，且采用基准电压生成用电阻R5的1/10左右的电阻值。
电阻R7与位于两端的基准电压生成用电阻R5(在控制电压生成电路121位于端部的情况下，为控制电压生成电路121)串联连接。
另外，由控制逻辑电路13向开关切换电路123输出控制信号cntl及向开关组1211输出控制信号cnt_b。
由图6所示的分流控制电路12中，从6个电压VR1～VR6中选择针对8个分流电路4的基准电压Vref1～Vref8。另外，控制电压Vcnt从电压VR3～VR4之间的电压进行选择。
此外，在图4所示的实施方式1的分流控制电路12中设基准电压的电压间隔为0.1V时，在图6所示的实施方式2的分流控制电路12中，通过将电压VR1～VR6的电压间隔设为0.1V，能够进行与实施方式1相同的动作。
这里，在分流电路4中，具有如果晶体管Tr1、Tr2的基极电压之差成为0.2V以上的话，则来自光电二极管PD的电流大致只流向一方这样的特性。因此，例如在存在基极电压之差为0.2V的分流电路4和0.3V的分流电路4的情况下，即使改变基准电压以使两者均变成0.2V，其分流结果的误差也会成为可忽视的水平。因而，能够根据控制电压将间隔0.2V以上的基准电压进行汇集。
例如，在图4所示的实施方式1的分流控制电路12中，考虑将基准电压生成用电阻R1_5替换为控制电压生成电路121的情形。在这种情况下，控制电压变成Vref4～Vref5之间的电压。因此，如图7的(a)所示，在施加有基准电压Vref8、Vref1的分流电路4中，即使将基准电压从Vref8变成Vref7，或将基准电压从Vref1变成Vref2，被分流的电流值也成为几乎相等的结果。
同样地，在控制电压成为Vref6～Vref7之间的电压的情况下，如图7的(b)所示，即使将基准电压Vref1～Vref3设为Vref4，结果的误差也变成可忽视的水平。
因此，在图7的(a)的情况下，对开关切换电路123进行控制，以使基准电压为Vref1＝Vref2＝VR1，Vref3＝VR2，Vref4＝VR3，Vref5＝VR4，Vref6＝VR5，Vref7＝Vref8＝VR6。由此，能够得到与实施方式1的情况相同的分流结果。
另外，在图7的(b)的情况下，对开关切换电路123进行控制，以使基准电压为Vref1＝Vref2＝Vref3＝Vref4＝VR1，Vref5＝VR2，Vref6＝VR3，Vref7＝VR4，Vref8＝VR5。由此，能够得到与实施方式1的情况相同的分流结果。
此外，在上述中，虽然示出了基准电压的电压间隔为0.1V的情形，但在电压间隔为更大的情况下，有时也可以将针对8个分流电路4的基准电压分成为电压VR1～VR4这4个等级。
另外，在上述中，虽然示出了使基准电压生成用电阻R5的电阻值分别相等，或使电阻R6的电阻值分别相等的情形。但是，并不限于此，即使基准电压生成用电阻R5的电阻值不相等，或者，电阻R6的电阻值不相等，分流动作也能够进行。只是，这种情况下的结果与使电阻值相等的情形是不同的。
如上所述，根据该实施方式2，因为构成为利用分流电路4的特性，将针对分流电路4的基准电压的一部分进行汇集，因此，能够在实施方式1中的效果之上缩小电路规模。另外，能够将生成基准电压及控制电压时使用的电压进一步缩小。
实施方式3.
在实施方式3中，用图8对控制电压生成电路121的另一结构例进行说明。
如图8所示，实施方式3中的控制电压生成电路121包括：一对连接线l2(l2_1，l2_2)、多个第1控制电压生成用电阻R8(R8_1～R8_8)、分压电路1212及由多个开关sw3(sw3_0～sw3_9)构成的开关组1213。此外，以下示出了控制电压生成电路121适用于实施方式1的分流控制电路12的情形。
连接线l2通过利用开关组122与某一个基准电压生成用电阻R1替换，从而分别连接于一端与该基准电压生成用电阻R1邻接的基准电压生成用电阻R1。
第1控制电压生成用电阻R8串联连接在连接线l2之间。通过该多个第1控制电压生成用电阻R8对上述连接线l2之间的电压进行分压。此外，各第1控制电压生成用电阻R8的电阻值的合计与基准电压生成用电阻R1的电阻值相等。通过该第1控制电压生成用电阻R8，能够细化控制电压的调整步进。
分压电路1212具有第1控制电压生成用电阻R8的功能和从被连接的电压之间生成控制电压的功能。关于该分压电路1212的结构例在后面叙述。
开关组1213按照来自控制逻辑电路13的控制信号(cntl10～cntl18)，将分压电路1212与某一个第1控制电压生成用电阻R8替换。
接着，对分压电路1212的结构进行说明。
分压电路1212包括：一对连接线l4(l4_1、l4_2)、多个第2控制电压生成用电阻R9(R9_1～R9_n)、由多个开关sw4(sw4_1～sw4_n)构成的开关组12121及控制电压输出线l3。
连接线l4通过利用开关组1213与某一个第1控制电压生成用电阻R8进行替换，从而与一端邻接于该第1控制电压生成用电阻R8的第1控制电压生成用电阻R8分别连接。
第2控制电压生成用电阻R9串联连接在连接线l4之间。通过该多个第2控制电压生成用电阻R9对上述连接线l4之间的电压进行分压。此外，各第2控制电压生成用电阻R9的电阻值的合计与第1控制电压生成用电阻R8的电阻值相等。通过该第2控制电压生成用电阻R9，能够进一步细化控制电压的调整步进。
开关组12121按照来自控制逻辑电路13的控制信号(cntl_b)，选择通过第2控制电压生成用电阻R9分压的电压中的1个作为控制电压。
控制电压输出线l3将由开关组12121选择的控制电压输出给各分流电路4的晶体管Tr2的基极端子。关于该控制电压输出线l3，其一端与构成开关组12121的各开关sw4的输出端连接，另一端与各分流电路4的晶体管Tr2的基极端子连接。
另外，由控制逻辑电路13向开关组122输出控制信号cntl0～cntl9及向开关组1213、12121输出控制信号cntl11～cntl18、cntl_b。
这里，在图4所示的实施方式1的控制电压生成电路121中，通过串联连接在连接线l2之间的电阻R4来进行分压，例如为了进行64等级切换，需要63个电阻R4和64个开关sw2。对此，在图8所示的实施方式3的控制电压生成电路121中，将分压分为二等级来进行。由此，在同样能够进行64等级切换的电路中，电阻R8、R9为16个，开关sw3、sw4可以减少至40个。此外，开关sw3_1～sw3_7因为是4极开关所以计数为4个，开关sw3_0、sw3_9计数为2个。
如上所述，根据该实施方式3，因为设置了分为二等级进行分压的控制电压生成电路121，所以相对于实施方式1，能够进行控制电压的高分辨率化，另外，能够缩小电路规模。
此外，在上述中，虽然示出了将图8所示的实施方式3的控制电压生成电路121适用于实施方式1的分流控制电路12的情形，但也可以适用于实施方式2的分流控制电路12，能够得到同样的效果。
实施方式4.
在实施方式1～3的分流控制电路12中，通过采用了电阻的分压来生成控制电压及基准电压。因此，在分流电路4中流有较大的电流的情况下，有时分流电路4的晶体管Tr1、Tr2的基极电流流动，误差变大。在实施方式4中，示出了将它消除的结构。
图9是示出本发明的实施方式4中的分流控制电路12的结构例的图。该图9所示的实施方式4中的分流控制电路12是在图6所示的实施方式2中的分流控制电路12上设置了缓冲电路124、125而成的电路。其他的结构是同样的，附上相同的符号，其说明省略。
缓冲电路124设在基准电压的输出上。如图9所示，该缓冲电路124包括多个电流源Is1(Is1_1～Is1_8)及多个晶体管Tr3(Tr3_1～Tr3_8)。
电流源Is1流出额定电流。
关于晶体管Tr3，其基极端子与基准电压输出线l 1连接，发射极端子与电流源Is1连接，集电极端子上施加有电源电压Vcc。
缓冲电路125设在控制电压的输出上。如图9所示，该缓冲电路125包括电流源Is2及晶体管Tr4。
电流源Is2流出额定电流。
关于晶体管Tr4，其基极端子与基准电压输出线Is1连接，发射极端子与电流源Is2连接，集电极端子上施加有电源电压Vcc。
如上所述，根据该实施方式4，因为在基准电压的输出及控制电压的输出上分别设有缓冲电路124、125，所以即使在分流电路4上流有较大的电流的情况下，也能够降低误差。
此外，在上述中，虽然示出了将缓冲电路124、125适用于实施方式2的分流控制电路12的情形，但也可以适用于实施方式1的分流控制电路12，能够获得同样的效果。
另外，在上述中，作为光电传感器，采用对比设定距离更近地存在的检测体进行检测的BGS型的光电传感器进行了说明。但是，并不限于此，有关对比设定距离更远地存在的检测体进行检测的FGS(ForeGround Suppression：前景抑制)型的光电传感器，同样也能够适用于本发明。
另外，本申请发明在其发明的范围内，可以进行各实施方式的自由组合，或者可以进行各实施方式的任意的构成要素的变形、或者可以在各实施方式中进行任意的构成要素的省略。
符号说明
1 投光电路
2 投光元件
3 多分割光电二极管
4 分流电路
5 加法部
6 IV放大器
7 IV放大器
8 运算电路
9 识别电路
10 逻辑判定电路
11 输出电路
12 分流控制电路
13 控制逻辑电路
121 控制电压生成电路
122 开关组
123 开关切换电路
124 缓冲电路
125 缓冲电路
1211 开关组
1212 分压电路
1213 开关组
12121 开关组。

Claims (10)

1.一种光电传感器，其包括：排列有多个光电二极管的多分割光电二极管；以及与每个所述光电二极管连接，根据基准电压与控制电压之差而被设定分流比率的多个分流电路，所述光电传感器采用设定距离对检测体的检测范围进行设定，其特征在于，
具有分流控制电路，其就每个所述分流电路，沿所述光电二极管的一方的排列方向，分别设定所述基准电压，该基准电压成为针对前段的所述分流电路的所述基准电压的电压值以上，且所述分流控制电路对所有的所述分流电路，从包含所有的所述基准电压的范围中设定一个共同的所述控制电压。
2.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，
所述分流控制电路包括：
多个基准电压生成用电阻，其串联连接于两个电压之间；
多个基准电压输出线，其将通过所述基准电压生成用电阻分压后的电压作为所述基准电压而输出；
控制电压生成电路，其具有所述基准电压生成用电阻的功能和从被连接的电压之间生成所述控制电压的功能；以及
开关组，其将所述控制电压生成电路替换成某一个所述基准电压生成用电阻。
3.根据权利要求2所述的光电传感器，其特征在于，
所述分流控制电路包括：与每个所述基准电压生成用电阻并联连接的多个电阻。
4.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，
所述分流控制电路包括：
多个基准电压生成用电阻，其串联连接于所述两个电压之间；
控制电压生成电路，其串联连接于所述基准电压生成用电阻，具有所述基准电压生成用电阻的功能和从被连接的电压之间生成所述控制电压的功能；
开关切换电路部，其将通过所述基准电压生成用电阻及所述控制电压生成电路分压后的电压分成每个所述分流电路的所述基准电压。
5.根据权利要求4所述的光电传感器，其特征在于，
所述分流控制电路包括：与所述控制电压生成电路及每个所述分压电阻并联连接的多个电阻。
6.根据权利要求2至权利要求5中的任一项所述的光电传感器，其特征在于，
所述控制电压生成电路包括：
多个控制电压生成用电阻，其串联连接于所述被连接的电压之间；及
开关组，其选择通过所述控制电压生成用电阻分压后的电压中的一个作为所述控制电压。
7.根据权利要求2至权利要求5中的任一项所述的光电传感器，其特征在于，
所述控制电压生成电路包括：
多个第1控制电压生成用电阻，其串联连接于所述被连接的电压之间；
分压电路，其具有从连接于所述第1控制电压生成用电阻的连接线之间生成所述控制电压的功能；及
开关组，其将所述分压电路替换成某一个所述第1控制电压生成用电阻，
所述分压电路包括：
多个第2控制电压生成用电阻，其串联连接于所述被连接的第2电压之间；及
开关组，其选择通过所述第2控制电压生成用电阻分压后的电压中的一个作为所述控制电压。
8.根据权利要求2至权利要求5中的任一项所述的光电传感器，其特征在于，
所述分流控制电路包括：
设于所述基准电压的输出上的缓冲电路；和
设于所述控制电压的输出上的缓冲电路。
9.根据权利要求6所述的光电传感器，其特征在于，
所述分流控制电路包括：
设于所述基准电压的输出上的缓冲电路；和
设于所述控制电压的输出上的缓冲电路。
10.根据权利要求7所述的光电传感器，其特征在于，
所述分流控制电路包括：
设于所述基准电压的输出上的缓冲电路；和
设于所述控制电压的输出上的缓冲电路。
CN201610550727.6A 2015-07-13 2016-07-13 光电传感器 Active CN106353835B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015139601A JP6501659B2 (ja) 2015-07-13 2015-07-13 光電センサ
JP2015-139601 2015-07-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106353835A true CN106353835A (zh) 2017-01-25
CN106353835B CN106353835B (zh) 2018-09-25

Family

ID=56360210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610550727.6A Active CN106353835B (zh) 2015-07-13 2016-07-13 光电传感器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9905595B2 (zh)
EP (1) EP3118652B1 (zh)
JP (1) JP6501659B2 (zh)
CN (1) CN106353835B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114337675A (zh) * 2022-03-14 2022-04-12 四川奥库科技有限公司 三段电阻型数模转换器电路

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11892863B2 (en) * 2018-11-09 2024-02-06 Ian R. Vinci Load current simulator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5060003A (en) * 1987-10-12 1991-10-22 Fuji Photo Film Co., Ltd. Distance measuring device
US5500728A (en) * 1993-08-03 1996-03-19 Yamatake-Honeywell Co., Ltd. Photoelectric distance sensor
US5969338A (en) * 1998-03-18 1999-10-19 Sanyo Electric Co., Ltd. Light-received position detecting circuit and distance detecting apparatus using the same
CN101540607A (zh) * 2008-03-18 2009-09-23 索尼株式会社 模拟数字转换器及转换方法、固体摄像装置和照相机系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0247909A (ja) * 1988-08-08 1990-02-16 Nec Corp 基準電圧の発生回路
JPH05175849A (ja) * 1991-06-18 1993-07-13 Fujitsu Ltd Ｄａコンバータ
JP2933804B2 (ja) * 1993-08-03 1999-08-16 株式会社山武 光電スイッチ
US6407817B1 (en) * 1993-12-20 2002-06-18 Minolta Co., Ltd. Measuring system with improved method of reading image data of an object
JPH07336226A (ja) * 1994-06-03 1995-12-22 Hitachi Ltd 分圧回路、及びａ／ｄ変換器、並びに半導体集積回路
JP4011686B2 (ja) * 1997-09-30 2007-11-21 セイコープレシジョン株式会社 カメラ用測距装置
JP3281621B2 (ja) * 1999-12-21 2002-05-13 松下電器産業株式会社 高精度ｄａ変換回路
US6414616B1 (en) * 2000-06-22 2002-07-02 Analog Devices, Inc. Architecture for voltage scaling DAC
JP3999045B2 (ja) * 2002-05-24 2007-10-31 日本信号株式会社 物体検出装置
JP6196794B2 (ja) * 2013-03-29 2017-09-13 ローム株式会社 Ｄ／ａコンバータ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5060003A (en) * 1987-10-12 1991-10-22 Fuji Photo Film Co., Ltd. Distance measuring device
US5500728A (en) * 1993-08-03 1996-03-19 Yamatake-Honeywell Co., Ltd. Photoelectric distance sensor
US5969338A (en) * 1998-03-18 1999-10-19 Sanyo Electric Co., Ltd. Light-received position detecting circuit and distance detecting apparatus using the same
CN101540607A (zh) * 2008-03-18 2009-09-23 索尼株式会社 模拟数字转换器及转换方法、固体摄像装置和照相机系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114337675A (zh) * 2022-03-14 2022-04-12 四川奥库科技有限公司 三段电阻型数模转换器电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN106353835B (zh) 2018-09-25
EP3118652A1 (en) 2017-01-18
JP2017022594A (ja) 2017-01-26
US20170018586A1 (en) 2017-01-19
EP3118652B1 (en) 2020-05-27
JP6501659B2 (ja) 2019-04-17
US9905595B2 (en) 2018-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5218210B2 (ja) モニタ回路とこれを用いた光受信器
US8901475B1 (en) Avalanche photodiode biasing system including a current mirror, voltage-to-current converter circuit, and a feedback path sensing an avalanche photodiode voltage
CN110011180A (zh) 发光元件驱动电路以及便携式电子设备
CN106353835B (zh) 光电传感器
US6348682B1 (en) Photodetector circuit and methods
CN102384737B (zh) 可提高信噪比的测距装置及其方法
JP2004289206A (ja) 光受信器
CN106921387B (zh) 读取电路
JPH0749226A (ja) 光電式距離センサ
EP1510828B1 (en) Photoelectric current and voltage converting circuit
US6356065B1 (en) Current-voltage converter with changeable threshold based on peak inputted current
EP1081858A2 (en) Current-voltage converter
JP2017022595A (ja) 光電センサ
JP5391127B2 (ja) 時間計測装置および距離計測装置
JP4297097B2 (ja) 光受信器及び入射光信号強度の測定方法
JP2559393B2 (ja) 距離検出装置
JP2020148551A (ja) 光検出装置および光学エンコーダ装置
JP2007096067A (ja) 光電変換回路
US20030150978A1 (en) Signal strength detection in high-speed optical electronics
JPH0663738B2 (ja) 光電位置決めタップの回路構造
JP2674468B2 (ja) 距離検出装置
JPH0750569A (ja) 光電スイッチ
TW202139600A (zh) 峰值偵測器電路及用於評估第一輸入電壓之峰值的方法
KR101660403B1 (ko) Ｃｄｓ 회로
JPH1146011A (ja) 受光位置検出回路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant