JP2001318163A - Optical detector - Google Patents

Optical detector

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JP2001318163A
JP2001318163A JP2000133838A JP2000133838A JP2001318163A JP 2001318163 A JP2001318163 A JP 2001318163A JP 2000133838 A JP2000133838 A JP 2000133838A JP 2000133838 A JP2000133838 A JP 2000133838A JP 2001318163 A JP2001318163 A JP 2001318163A
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雅史 荒川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical detecting device which uses a semiconductor position detecting element outputting photocurrents corresponding to an incidence position from both ends as a photodetecting element, can use a battery as its power source, is suitably used for water-concerned equipment, and detects whether or not there is an object. SOLUTION: The optical detecting device 10 has a light emitting element 12 which emits pulse light to an object to be measured, a light receiving element 18 composed of a semiconductor position detecting element outputting photocurrents IL1 and IL2 from both ends on receiving reflected light from the object, 1st and 2nd current-voltage converting capacitors C1 and C2 which convert the photocurrents from both the ends of the light receiving element 18 into voltages, and a voltage ratio detecting means which detects and compares the voltage ratios of the capacitors C1 and C2 and decides whether or not there is an object in a set distance range to output a detection signal. Here, the voltage ratio detecting means can include comparing capacitors C5 and C6, content-current discharging circuits 34 and 36, and a voltage comparing circuit 38.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は自動水栓,自動洗
浄便器,洗面器,自動開閉便座,便器の局部洗浄装置,
自動照明,自動暖房等において使用者が設定距離範囲内
にいるか否かをの検出するための装置に適用して好適な
光学的検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic faucet, an automatic flush toilet, a basin, an automatic opening / closing toilet seat, a local flushing device for a toilet,
The present invention relates to an optical detection device suitable for application to a device for detecting whether or not a user is within a set distance range in automatic lighting, automatic heating, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】この種
器具において設定距離範囲内に測定対象物があるか否
か、即ち設定距離範囲内に使用者がいるか否かを検出す
る装置として、赤外線拡散反射方式の検出装置が従来か
ら広く用いられている。
2. Description of the Related Art In this type of instrument, an infrared detector is used as a device for detecting whether or not an object to be measured is within a set distance range, that is, whether or not a user is within a set distance range. Conventionally, a diffuse reflection type detection device has been widely used.

【0003】図4はその原理図を示したものである。こ
の光学的検出装置は、赤外線発光ダイオード(発光素
子)200にて発光した光を測定対象物(使用者)20
4に当て、その反射光(拡散光)をフォトダイオード
(受光素子)208に入射させるもので、この場合測定
対象物204が近い位置にあればフォトダイオード20
8への入射光量が多くなり、逆に測定対象物204が遠
ければフォトダイオード208への入射光量は少なくな
る。これを利用して、即ちフォトダイオード208に入
射する反射光量の大小に応じて、測定対象物204の距
離を判定することができる。
FIG. 4 shows the principle diagram. This optical detection device converts light emitted from an infrared light emitting diode (light emitting element) 200 into an object to be measured (user) 20.
4, the reflected light (diffused light) is made incident on a photodiode (light receiving element) 208. In this case, if the object 204 to be measured is in a close position, the photodiode 20
8, the amount of light incident on the photodiode 208 decreases when the measurement object 204 is farther. By utilizing this, that is, the distance of the measurement object 204 can be determined according to the magnitude of the amount of reflected light incident on the photodiode 208.

【0004】しかしながらこの赤外線拡散反射方式の光
学的検出装置の場合、測定対象物204の色によって、
具体的には使用者の着ている服の色等の違いによって、
フォトダイオード208への入射光量が大きく変化する
といった問題がある。
However, in the case of the infrared diffuse reflection type optical detection apparatus, the color of the object 204 to be measured depends on the color of the object 204 to be measured.
Specifically, depending on the color of the clothes worn by the user,
There is a problem that the amount of light incident on the photodiode 208 greatly changes.

【0005】例えば測定対象物204の色が白色である
と、フォトダイオード208に入射する反射光量は多く
なり、また逆に黒色の場合にはフォトダイオード208
に入射する反射光量は少なくなる。従って白色の場合で
距離を合わせておくと、測定対象物204が黒色である
場合、フォトダイオード208に入射する反射光量が少
な過ぎて、測定対象物204が同じ距離にあるにも拘わ
らずこれを検知できなくなってしまう。
For example, when the color of the measurement object 204 is white, the amount of reflected light incident on the photodiode 208 increases, and when it is black, the photodiode 208
, The amount of reflected light incident on the surface becomes smaller. Therefore, if the distance is adjusted in the case of white, when the measuring object 204 is black, the amount of reflected light incident on the photodiode 208 is too small, and the measuring object 204 is not moved even though the measuring object 204 is at the same distance. It cannot be detected.

【0006】一方、光学的検出装置として入射位置に応
じた光電流を両端から出力する半導体位置検出素子(P
SD:Position Scnsitivc Photo Dctcctor)を利用し
た赤外線測距式の光学的検出装置が公知である。図5は
その原理図を示したものである。この光学的検出装置
は、半導体の対数特性を利用した「対数変換+差分取り
出し」方式のもので、発光ダイオード200から発した
パルス光が投光レンズ(集光レンズ)202を通して測
定対象物204に投射される。そしてその反射光が受光
レンズ(集光レンズ)206を通して半導体位置検出素
子(受光素子)210の表面に入射し結像する。
On the other hand, as an optical detecting device, a semiconductor position detecting element (P) that outputs a photocurrent from both ends according to the incident position.
2. Description of the Related Art An infrared distance-measuring type optical detecting device using SD (Position Scnsitivc Photo Dctcctor) is known. FIG. 5 shows the principle diagram. This optical detection device is of a “logarithmic conversion + difference extracting” system using logarithmic characteristics of a semiconductor, and pulse light emitted from a light emitting diode 200 is transmitted to a measurement target 204 through a light projecting lens (condensing lens) 202. Projected. Then, the reflected light is incident on the surface of the semiconductor position detecting element (light receiving element) 210 through the light receiving lens (condensing lens) 206 to form an image.

【0007】ここで半導体位置検出素子210は連続的
な分解能を有するPINフォトダイオードであって、受
光表面上のスポット結像位置によって比率が決まる2つ
の光電流を発生させる光電変換素子であり、半導体位置
検出素子210に入射した光は光電変換され、光電流と
して両端に付けられた電極から分割出力される。即ち半
導体位置検出素子210にスポット光が入射すると、入
射位置に光エネルギーに比例した電荷が発生し、そして
その発生した電荷が光電流として表面層を通り、各端の
電極のそれぞれから出力される。表面の抵抗層は全長且
つ全面に亘り均一な抵抗値を持つように作られているこ
とから、光電流は各端の電極までの距離、即ち各端まで
の距離に逆比例して分割されて取り出される。
Here, the semiconductor position detecting element 210 is a PIN photodiode having a continuous resolution, and is a photoelectric conversion element for generating two photocurrents whose ratio is determined by the spot imaging position on the light receiving surface. The light incident on the position detecting element 210 is photoelectrically converted, and is divided and output as a photocurrent from electrodes provided at both ends. That is, when the spot light is incident on the semiconductor position detecting element 210, electric charge proportional to the light energy is generated at the incident position, and the generated electric charge passes through the surface layer as a photocurrent and is output from each of the electrodes at each end. . Since the resistance layer on the surface is made to have a uniform resistance value over the entire length and over the entire surface, the photocurrent is divided in inverse proportion to the distance to the electrode at each end, that is, the distance to each end. Taken out.

【0008】例えば図6(A)のように受光面の中央位
置にスポット光が入射した場合、半導体位置検出素子2
10の各端からの2つの光電流の比率は IL1:IL2=1:1 となる。また同図(B)のように両端から1:2の比率
の位置にスポット光が入射した場合には IL1:IL2=1:2 となり、更に同図(C)に示しているように、両端から
1:3の位置にスポット光が入射した場合には IL1:IL2=1:3 となる。
For example, as shown in FIG. 6A, when a spot light is incident on the central position of the light receiving surface, the semiconductor position detecting element 2
The ratio of the two photocurrents from each end of 10 is I L1 : I L2 = 1: 1. Further, when spot light is incident on the position at a ratio of 1: 2 from both ends as shown in FIG. 3B, I L1 : I L2 = 1: 2, and as shown in FIG. In the case where the spot light is incident at a position of 1: 3 from both ends, I L1 : I L2 = 1: 3.

【0009】従って判定したい距離を図5の距離Xとし
た場合、半導体位置検出素子210の光電流のしきい値
をIL1/IL2=a/bとし、IL1/IL2がa/
bより大きければ測定対象物204はXより遠く、I
L1/IL2がa/bよりも小さければ測定対象物20
4はXより近くにあると判定することができる。
Therefore, when the distance to be determined is the distance X in FIG. 5, the threshold value of the photocurrent of the semiconductor position detecting element 210 is set to I L1 / I L2 = a / b, and I L1 / I L2 is set to a / b.
If it is larger than b, the measuring object 204 is farther than X and I
If L1 / I L2 is smaller than a / b, the measurement target 20
4 can be determined to be closer than X.

【0010】この図5に示す光学的検出装置では、光電
流比のしきい値を判定する回路として、半導体位置検出
素子210の2つの光電流を、ダイオードなどの対数特
性を持った半導体212,214で電流電圧変換し、引
き算器216で対数変換された2つの電圧の差を取って
L1/IL2に対応した値log(IL1)−log
(IL2)に変換し、それを比較器(マイクロコンピュ
ータ)218で電圧のしきい値Vと比較して距離を判
定するもので、例えば図5で距離判定したい距離をXと
した場合、Vを V=log(a/b) とすると、測定対象物204がXより遠いか否かを判定
することができる。
In the optical detection device shown in FIG. 5, as a circuit for determining the threshold value of the photocurrent ratio, the two photocurrents of the semiconductor position detecting element 210 are converted to semiconductors 212 having logarithmic characteristics such as diodes. and current-voltage conversion in 214, the value log (I L1) corresponding to the I L1 / I L2 taking the difference between the log-transformed two voltage subtracter 216 -log
(I L2 ), which is compared with a voltage threshold V 0 by a comparator (microcomputer) 218 to determine the distance. For example, if the distance to be determined is X in FIG. Assuming that V 0 is V 0 = log (a / b), it is possible to determine whether or not the measurement object 204 is farther than X.

【0011】この図5に示す光学的検出装置の場合、半
導体位置検出素子210の受光スポット位置を読み取る
ものであるので、距離の検出値が測定対象物204の
色、即ち反射率に左右されない利点を有する。しかしな
がらこの図5に示す光学的検出装置の場合、消費電力が
大きいことからこれを電池駆動の携帯機器まで用途を広
げることが困難であるといった問題点を内包している。
In the case of the optical detecting device shown in FIG. 5, since the position of the light receiving spot of the semiconductor position detecting element 210 is read, the detected value of the distance is not affected by the color of the measuring object 204, that is, the reflectance. Having. However, the optical detection device shown in FIG. 5 has a problem that it is difficult to expand its use to battery-powered portable devices because of its large power consumption.

【0012】この図5に示す光学的検出装置の場合、半
導体位置検出素子210から流れ出る光電流値は、黒色
等の反射率の低い測定対象物204の場合には数百nA
程度、また白色等の反射率の高い測定対象物204の場
合には数百μA流れることもあり、測定対象物204の
反射率と距離とによって電流範囲が大きく異なる。
In the case of the optical detecting device shown in FIG. 5, the photocurrent flowing out of the semiconductor position detecting element 210 is several hundred nA in the case of the object 204 having a low reflectance such as black.
In the case of the measurement object 204 having a high degree of reflectance, such as white color, the current may flow several hundred μA, and the current range greatly differs depending on the reflectance and the distance of the measurement object 204.

【0013】図5の「対数変換+差分取り出し」による方
法では、光電流が小さい場合には光電流が流れ始めてか
ら対数変換された電圧が発生するまでの時間が長くなる
といった現象がある。これを図7で説明すると、流れ始
めた光電流IL1,IL2は、対数変換をする半導体2
12,214を流れる前に対数変換をする半導体21
2,214が接続された回路に寄生したコンデンサ成分
の浮遊容量を充電するため、半導体212,214の電
圧を観測しても対数変換された電圧値が得られない時間
(不安定時間)tが存在する。
In the method based on "logarithmic conversion + difference extraction" in FIG. 5, when the photocurrent is small, there is a phenomenon that the time from when the photocurrent starts flowing to when the logarithmically converted voltage is generated becomes longer. This will be described with reference to FIG. 7. The photocurrents I L1 and I L2 that have begun to flow are converted by the semiconductor
Semiconductor 21 that performs logarithmic conversion before flowing through 12, 214
In order to charge the stray capacitance of the capacitor component parasitic to the circuit to which the semiconductors 212 and 214 are connected, even when the voltages of the semiconductors 212 and 214 are observed, a logarithmically converted voltage value cannot be obtained.
(Unstable time) t 1 is present.

【0014】浮遊容量をC、光電流をI、対数変換され
た電圧をVとすると、浮遊容量Cの充電に必要な時間t
は t=V×C÷I ・・・式(1) となり、その浮遊容量Cの充電時間t中は電圧が上昇
しているため、対数変換された値を読み取ることができ
ない。
Assuming that the stray capacitance is C, the photocurrent is I, and the logarithmically converted voltage is V, the time t required for charging the stray capacitance C
1 is t 1 = V × C ÷ I (1). Since the voltage is increasing during the charging time t 1 of the floating capacitance C, the logarithmically converted value cannot be read.

【0015】例えば本発明者の実測例では、図7で黒色
の測定対象物204の場合の光電流IL2=155n
A,155nAでのダイオードの順方向電圧V≒0.
36V,回路の浮遊容量≒60pF,浮遊容量を0.3
6Vまで充電するための時間t は、式(1)より t=140μSEC となり、少なくとも140μSEC以上の「発光時間」が
なければ対数変換された値を読み取ることができない。
For example, in the actual measurement example of the present inventor, in FIG.
Photocurrent I in the case of the object 204 to be measuredL2= 155n
A, Diode forward voltage V at 155 nA2{0.
36V, stray capacitance of circuit 回路 60pF, stray capacitance 0.3
Time t for charging to 6V 1Is given by equation (1)1= 140 μSEC, and the “light emission time” of at least 140 μSEC is
Otherwise, the logarithmically converted value cannot be read.

【0016】発光に必要な電流は数十〜数百mAと受光
信号処理回路の数mAに比べて大きく、このため装置全
体の消費電流を小さくできないのである。即ち安定した
検出値を得るために発光ダイオード200から長い時間
パルス光を照射し続けなければならないのであり、その
際に大きな電力を消費してしまうのである。このためこ
の種半導体位置検出素子を利用した光学的検出装置は、
電池を電源としたものには従来適用されていないのが実
情である。
The current required for light emission is several tens to several hundreds of mA, which is larger than the several mA of the light receiving signal processing circuit, so that the current consumption of the entire device cannot be reduced. That is, in order to obtain a stable detection value, it is necessary to continuously emit the pulse light from the light emitting diode 200 for a long time, and at that time, large power is consumed. For this reason, an optical detection device using this type of semiconductor position detection element is:
The fact is that it is not conventionally applied to a battery-powered device.

【0017】そこで本出願人は、半導体位置検出素子か
らの光電流を別の方式で信号処理するようになした光学
的検出装置を提案した(特開平7−209435)。図
8はその原理図を示したものである。この光学的検出装
置は、同図に示しているように半導体位置検出素子21
0の両端からの2つの光電流を、増幅器220,222
で増幅し、その際に片側の増幅器222だけ増幅率を設
定可能として、半導体位置検出素子210における設定
入射位置から各端までの距離の比率に反比例した比率で
各光電流を増幅し、増幅後に電圧レベルが同レベルにな
ったかどうかを比較器218で比較することにより、半
導体位置検出素子210から流れる2つの光電流比が設
定された一定の電流比より大きいか小さいかを判別する
ものである。
Therefore, the present applicant has proposed an optical detection device which processes a photocurrent from a semiconductor position detecting element by another method (Japanese Patent Laid-Open No. 7-209435). FIG. 8 shows the principle diagram. This optical detection device includes a semiconductor position detecting element 21 as shown in FIG.
The two photocurrents from both ends of the zero
In this case, the amplification factor can be set only on one side of the amplifier 222, and the respective photocurrents are amplified at a ratio inversely proportional to the ratio of the distance from the set incident position to each end in the semiconductor position detection element 210. The comparator 218 compares whether or not the voltage levels are the same, thereby determining whether the ratio of the two photocurrents flowing from the semiconductor position detecting element 210 is larger or smaller than a set constant current ratio. .

【0018】しかしながらこの図8に示す光学的検出装
置の場合、増幅後の信号を正確に比較するため、増幅器
220,222の飽和を避ける必要がある。そこで増幅
器222の出力最大振幅を半導体位置検出素子210か
ら流れ出る光電流値IL2の最大値、つまり白色等の反
射率の高い対象物204に対応する光電流である数百μ
Aに設定すると、黒色等の反射率の低い対象物204の
場合には光電流IL2が1/1000になるので、増幅
器222の出力も最も大きい振幅の1/1000になっ
てしまう。
However, in the case of the optical detection device shown in FIG. 8, it is necessary to avoid saturation of the amplifiers 220 and 222 in order to accurately compare the amplified signals. Therefore the maximum value of the photocurrent value I L2 flowing out the maximum output amplitude of the amplifier 222 from the semiconductor position detecting element 210, the number that is an optical current corresponding to the high object 204 reflectance such as white hundred μ
When set to A, in the case of a low object 204 reflectance such as black because the light current I L2 is 1/1000, it becomes 1/1000 of the largest amplitude output of the amplifier 222.

【0019】例えば電源電圧5Vの場合、白色対象物で
の出力を5Vに設定しても黒色対象物の場合には出力が
5mVとなり、信号ノイズとの見分けがつかない程小さ
くなってしまい、正確な比較ができない。そこで特開平
7−209435の光学的検出装置では、光電流の小さ
い状態でも増幅できるように増幅率を上げ、光電流が大
きくなると出力の飽和を検知して発光レベルを下げるた
めの「発光レベル低減回路」を回路に組み込む工夫がな
されている。図9は具体的な回路構成を示したもので、
同図に示しているようにここでは発光レベル低減回路2
24を回路に組み込んである。
For example, when the power supply voltage is 5 V, even if the output for a white object is set to 5 V, the output for a black object is 5 mV, which is so small that it cannot be distinguished from signal noise. Can not be compared. Therefore, in the optical detection device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-209435, the amplification factor is increased so that amplification can be performed even in a state where the photocurrent is small. A circuit is incorporated into the circuit. FIG. 9 shows a specific circuit configuration.
As shown in FIG.
24 is incorporated in the circuit.

【0020】しかしながらこのようにした場合において
も、発光レベルを下げるために必要な時間、所謂負帰還
の反応時間がかかり、その負帰還の反応時間中は出力が
飽和している可能性があるため、1回の発光時間を長く
して積分するか、または何回か発光を繰り返して積分す
ることで、負帰還の反応時間中に出力が飽和しても影響
が小さくなるようにしなければならない。
However, even in this case, the time required for lowering the light emission level, that is, the so-called negative feedback reaction time is required, and the output may be saturated during the negative feedback reaction time. It is necessary to reduce the influence even if the output is saturated during the negative feedback reaction time by integrating the light emission time by extending the light emission time or by repeating the light emission several times.

【0021】負帰還の反応時間は半導体位置検出素子2
10の反応時間が最大30μSECであるため、負帰還
回路全体では約125μSEC以上必要であり、1回の
測定結果を得るための積算発光時間は125μSECよ
り短くできないので、装置全体の消費電力が大きくなっ
てしまう。
The reaction time of the negative feedback is determined by the semiconductor position detecting element 2.
Since the reaction time of 10 is 30 μSEC at the maximum, about 125 μSEC or more is necessary for the entire negative feedback circuit, and the integrated light emission time for obtaining one measurement result cannot be shorter than 125 μSEC, so that the power consumption of the entire apparatus increases. Would.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明の光学的検出装置
はこのような課題を解決するために案出されたものであ
る。而して請求項1のものは、(イ)測定対象物に向け
てパルス光を発光する発光素子と、(ロ)該対象物から
の反射光を受けて両端より光電流を出力し且つ該反射光
の入射位置から各端までの距離の大小に応じて、それら
各端からの光電流を比例的に減少又は増大する半導体位
置検出素子から成る受光素子と、(ハ)該受光素子にお
ける各端からの光電流を電圧変換する第1及び第2の電
流電圧変換コンデンサと、(ニ)それら第1及び第2の
電流電圧変換コンデンサの各電圧比を検出して比較し、
設定距離範囲内における対象物の有無を判定して検知信
号を出力する電圧比検出手段とを有していることを特徴
とする。
The optical detecting device of the present invention has been devised to solve such a problem. According to the first aspect of the present invention, (a) a light-emitting element that emits pulsed light toward an object to be measured, and (b) a photocurrent is output from both ends by receiving reflected light from the object, and A light receiving element comprising a semiconductor position detecting element which proportionally reduces or increases a photocurrent from each end in accordance with the distance from the incident position of the reflected light to each end; Detecting and comparing each voltage ratio of the first and second current-voltage conversion capacitors with (d) the first and second current-voltage conversion capacitors, which converts the photocurrent from the end into a voltage;
Voltage ratio detecting means for determining the presence or absence of an object within the set distance range and outputting a detection signal.

【0023】請求項2のものは、請求項1において、前
記電圧比検出手段が前記第1及び第2の電流電圧変換コ
ンデンサの電荷を第1及び第2の放電器により定電流放
電したときの放電時間の長短を比較して、前記設定距離
範囲内の対象物の有無を判定するものであることを特徴
とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the voltage ratio detecting means discharges the charges of the first and second current-voltage conversion capacitors at a constant current by the first and second dischargers. It is characterized in that the length of the discharge time is compared to determine the presence or absence of an object within the set distance range.

【0024】請求項3のものは、請求項2において、前
記第1及び第2の電流電圧変換コンデンサが同容量とな
してあるとともに、前記第1の電流電圧変換コンデンサ
と第2の電流電圧変換コンデンサに各対応した第1及び
第2の放電器の放電量の比率が、前記受光素子における
設定入射位置から各端までの距離の比率のしきい値に対
応した比率となしてあり、前記反射光が該設定入射位置
に入射したときに放電が同時に終了するようになしてあ
ることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the first and second current-voltage conversion capacitors have the same capacity, and the first current-voltage conversion capacitor and the second current-voltage conversion capacitor have the same capacitance. The ratio of the discharge amount of the first and second dischargers corresponding to each of the capacitors is a ratio corresponding to a threshold of the ratio of the distance from the set incident position to each end of the light receiving element. The discharge is simultaneously terminated when light enters the set incident position.

【0025】請求項4のものは、請求項1〜3の何れか
において、前記電圧比検出手段が、前記第1及び第2の
電流電圧変換コンデンサにそれぞれ対応した第1及び第
2の比較コンデンサに且つ各対応した電圧でバッファを
介して充電した上、それら第1及び第2の比較コンデン
サの電荷を前記第1及び第2の放電器にて放電するもの
となしてあることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the voltage ratio detecting means includes a first and a second comparison capacitor respectively corresponding to the first and the second current-voltage conversion capacitors. And at the corresponding voltage via the buffer, and then the first and second dischargers discharge the charge of the first and second comparison capacitors. .

【0026】請求項5のものは、請求項1〜4の何れか
において、前記光学的検出装置が自動水栓,自動洗浄便
器,洗面器,自動開閉便座,便器の局部洗浄装置,自動
照明,自動暖房における使用者の検出装置であることを
特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the optical detecting device is an automatic faucet, an automatic flush toilet, a basin, an automatic opening / closing toilet seat, a toilet local cleaning device, an automatic lighting, It is a user detection device for automatic heating.

【0027】[0027]

【作用及び発明の効果】以上のように本発明の光学的検
出装置は、半導体位置検出素子の各端からの光電流を電
圧変換する手段として第1及び第2の電流電圧変換コン
デンサを用い、そしてそれら第1及び第2の電流電圧変
換コンデンサの各電圧比を電圧比検出手段により比較
し、設定距離範囲内における対象物の有無を判定して検
知信号を出力するもので、本発明によれば図5に示す光
学的検出装置、即ち半導体位置検出素子からの光電流を
半導体によって対数変換により電圧変換する場合のよう
に、半導体を接続した回路に寄生するコンデンサ成分の
浮遊容量を充電するまでの時間が不安定時間となり、そ
の後において初めて正しい電圧比検出、即ち実際の測定
を行い得るといった問題がなく、短時間で検出動作を終
えることができる。
As described above, the optical detection device of the present invention uses the first and second current-voltage conversion capacitors as means for converting the photocurrent from each end of the semiconductor position detection element into a voltage. The voltage ratios of the first and second current-voltage conversion capacitors are compared by voltage ratio detection means to determine the presence or absence of an object within a set distance range and to output a detection signal. For example, as in the optical detection device shown in FIG. 5, that is, when the photoelectric current from the semiconductor position detecting element is converted into a voltage by logarithmic conversion by a semiconductor, the floating capacitance of a parasitic capacitor component in a circuit connected to the semiconductor is charged. Is an unstable time, and there is no problem that correct voltage ratio detection, that is, actual measurement can be performed only after that, and the detection operation can be completed in a short time.

【0028】従って発光素子からの1回当りのパルス発
光時間を短くすることができ、消費電力を少なくするこ
とができる。それ故本発明によれば乾電池を電源とした
携帯機器の検出装置への適用が可能となるといった大き
な効果がもたらされる。
Accordingly, the pulse emission time per pulse from the light emitting element can be shortened, and power consumption can be reduced. Therefore, according to the present invention, there is a great effect that the present invention can be applied to a detection device of a portable device using a dry battery as a power source.

【0029】ここで上記電圧比検出手段は、電流電圧変
換コンデンサの電荷を放電器により定電流放電したとき
の放電時間の長短を比較して、設定距離範囲内の対象物
の有無を判定するものとなすことができる(請求項
2)。
Here, the voltage ratio detecting means determines the presence or absence of an object within the set distance range by comparing the length of discharge time when the electric charge of the current-voltage conversion capacitor is discharged at a constant current by the discharger. (Claim 2).

【0030】更にまたこの場合において、第1及び第2
の電流電圧変換コンデンサを同容量となすとともに、第
1の電流電圧変換コンデンサと第2の電流電圧変換コン
デンサに対応した第1及び第2の放電器の放電量の比率
を、受光素子における設定入射位置から各端までの距離
の比率のしきい値に対応した比率となし、反射光が設定
入射位置に入射したとき、放電が同時に終了するように
なしておくことができる(請求項3)。このようにして
おけば、放電が同時に終了しているか否かを見ることに
よって簡単に且つ正確に設定距離範囲内に対象物がある
か否かを検出することができる。
Furthermore, in this case, the first and second
Of the first and second dischargers corresponding to the first current-voltage conversion capacitor and the second current-voltage conversion capacitor, and the ratio of the discharge amount set in the light receiving element to the light-receiving element. A ratio corresponding to a threshold value of a ratio of a distance from the position to each end may be set so that the discharge is simultaneously terminated when the reflected light enters the set incident position (claim 3). By doing so, it is possible to easily and accurately detect whether or not there is an object within the set distance range by checking whether or not the discharge has been completed at the same time.

【0031】本発明ではまた、上記電圧比検出手段を、
第1及び第2の電流電圧変換コンデンサの電圧に対応し
た電圧で第1及び第2の比較コンデンサにバッファを介
して充電し、それら比較コンデンサの電荷を上記第1及
び第2の放電器にて放電するようになすことができる
(請求項4)。この場合、第1及び第2の電流電圧変換
コンデンサと第1及び第2の比較コンデンサの静電容量
を変えることにより、放電時間の測定精度を自由に決め
ることができる利点が得られる。
In the present invention, the voltage ratio detecting means may include:
The first and second comparison capacitors are charged with a voltage corresponding to the voltages of the first and second current-voltage conversion capacitors via a buffer, and the charges of these comparison capacitors are charged by the first and second dischargers. It can be made to discharge (claim 4). In this case, by changing the capacitances of the first and second current-voltage conversion capacitors and the first and second comparison capacitors, there is obtained an advantage that the measurement accuracy of the discharge time can be freely determined.

【0032】更にまた本発明は、自動水栓,自動洗浄便
器,洗面器,自動開閉便座,便器の局部洗浄装置,自動
照明,自動暖房における検出装置として好適に適用可能
である(請求項5)。ここで便器の局部洗浄装置とは、
洗浄ノズルから洗浄水を噴射して便器使用者の局部を洗
浄する装置を意味する。
Further, the present invention can be suitably applied as an automatic faucet, an automatic flushing toilet, a washbasin, an automatic opening / closing toilet seat, a local cleaning device for a toilet, an automatic lighting device, and a detecting device in automatic heating. . Here, the local toilet cleaning device is
This means a device that sprays washing water from a washing nozzle to wash a local area of a toilet user.

【0033】[0033]

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。図1において、10は本例の光学的検出装置
で、12は測定対象物14に向けてパルス光を投射する
赤外線発光ダイオードから成る発光素子である。この発
光素子12からの光は投光レンズ(集光レンズ)16を
通して測定対象物14に投射される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an optical detection device according to the present embodiment, and reference numeral 12 denotes a light emitting element including an infrared light emitting diode for projecting a pulse light toward a measurement object. The light from the light emitting element 12 is projected on a measurement object 14 through a light projecting lens (condensing lens) 16.

【0034】18は半導体位置検出素子(以下PSDと
略す)から成る受光素子で、対象物14からの反射光は
受光レンズ(集光レンズ)22を通してこの受光素子1
8に入射される。受光素子18は入射位置に応じた光電
流を、詳しくは入射位置から両端までの距離に反比例し
た光電流を各端より出力する。
Numeral 18 denotes a light receiving element comprising a semiconductor position detecting element (hereinafter abbreviated as PSD), and the reflected light from the object 14 passes through a light receiving lens (condensing lens) 22 to form the light receiving element 1.
8 is incident. The light receiving element 18 outputs, from each end, a photocurrent corresponding to the incident position, specifically, a photocurrent inversely proportional to the distance from the incident position to both ends.

【0035】図2はこの光学的検出装置10における回
路構成を具体的に示したものである。図中Q1はそれぞ
れ発光素子12のドライブのためのトランジスタであ
り、またR2はトランジスタQ1のドライブのための抵
抗である。更にR1は発光電流設定のための抵抗であ
り、C7は発光電流を充電するためのコンデンサであ
る。
FIG. 2 specifically shows a circuit configuration of the optical detection device 10. In the figure, Q1 is a transistor for driving the light emitting element 12, and R2 is a resistor for driving the transistor Q1. Further, R1 is a resistor for setting the emission current, and C7 is a capacitor for charging the emission current.

【0036】20はトランジスタQ1の動作タイミング
を制御することによって測定のタイミングを設定する測
定タイミング設定回路で、コンデンサC50,C51が
接続されている。ここでコンデンサC50は発光タイミ
ング(電源オンから発光までの待ち時間)を設定するた
めのものであり、またコンデンサC51はパルス光の発
光時間(発光の長さ)を設定するためのものである。
Reference numeral 20 denotes a measurement timing setting circuit for setting the measurement timing by controlling the operation timing of the transistor Q1, and capacitors C50 and C51 are connected. Here, the capacitor C50 is for setting the light emission timing (waiting time from power-on to light emission), and the capacitor C51 is for setting the light emission time (length of light emission) of the pulse light.

【0037】上記発光素子12はこのようにして設定さ
れたタイミング(周期)で且つ設定された発光時間でパ
ルス発光する。発光素子12からパルス発光された光
は、図1に示しているように測定対象物14で反射さ
れ、その反射光がPSDから成る受光素子18に入射す
る。
The light emitting element 12 emits pulse light at the timing (period) set in this way and for the set light emission time. The light pulsed from the light emitting element 12 is reflected by the measurement object 14 as shown in FIG. 1, and the reflected light is incident on the light receiving element 18 made of PSD.

【0038】その入射位置は、図1から明らかなように
測定対象物14までの距離が近ければ同図中下端に近い
位置に入射し、また距離が遠ければ同図中上端に近い位
置に入射する。そしてその入射位置に応じた、即ちその
入射位置から各端までの距離に反比例した大きさの光電
流を各端から出力する。
As is clear from FIG. 1, the incident position is incident at a position near the lower end in the figure when the distance to the object 14 is short, and is incident at a position near the upper end in the figure when the distance is long. I do. Then, a photocurrent having a magnitude corresponding to the incident position, that is, a magnitude inversely proportional to the distance from the incident position to each end is output from each end.

【0039】受光素子18の各端から取り出された光電
流は、それぞれ光電流増幅回路23,24で増幅され、
第1及び第2の初段コンデンサ(電流電圧変換コンデン
サ)C1,C2にそれぞれ充電される。そしてこれら初
段コンデンサC1,C2において光電流がそれぞれ電圧
に変換される。ここで初段コンデンサC1及びC2はそ
れぞれ容量が等しくされている。
The photocurrent extracted from each end of the light receiving element 18 is amplified by photocurrent amplifier circuits 23 and 24, respectively.
The first and second first-stage capacitors (current-voltage conversion capacitors) C1 and C2 are charged, respectively. The photocurrent is converted into a voltage in each of the first-stage capacitors C1 and C2. Here, the first-stage capacitors C1 and C2 have the same capacitance.

【0040】尚C3,C4は周囲光記憶コンデンサ、2
6,28は周囲光キャンセラで、受光素子18からの光
電流のうち外乱光成分が周囲光記憶コンデンサC3,C
4の記憶に基づいて周囲光キャンセラ26,28により
同量抜取りされ、図3(A)に示しているように第1及
び第2の初段コンデンサC1,C2の電圧が基準電圧に
保持される。
C3 and C4 are ambient light storage capacitors,
Reference numerals 6 and 28 denote ambient light cancellers, which disturb light components of the photocurrent from the light-receiving element 18 to the ambient light storage capacitors C3 and C
4, the same amount is extracted by the ambient light cancellers 26 and 28, and the voltages of the first and second first-stage capacitors C1 and C2 are held at the reference voltage as shown in FIG.

【0041】本例の装置では、光電流がこれら初段コン
デンサC1,C2によって電圧変換された後、それらの
電圧比が後述する電圧比検出手段により検出され、測定
対象物14が設定距離範囲内にあるか否かが判定され
る。
In the apparatus of this embodiment, after the photocurrent is converted into a voltage by the first-stage capacitors C1 and C2, the voltage ratio between them is detected by a voltage ratio detecting means described later, and the object 14 to be measured falls within the set distance range. It is determined whether there is.

【0042】C5,C6はそれぞれその電圧比検出手段
の要素を成す第1及び第2の比較コンデンサであって、
初段コンデンサC1,C2への充電開始と同時に定電流
充電アンプ30,32を介してこれら比較コンデンサC
5,C6への充電が行われる。ここで定電流充電アンプ
30,32は増幅率1のアンプであって、バッファとし
ての機能を有し、発光素子12からパルス光が発光して
いる間だけ動作し、発光素子12からパルス光が発光し
ていないときには停止しているものである。
C5 and C6 are first and second comparison capacitors respectively constituting elements of the voltage ratio detecting means.
At the same time as the charging of the first-stage capacitors C1 and C2 is started, the comparison capacitors C and
5, C6 is charged. Here, the constant current charging amplifiers 30 and 32 are amplifiers having an amplification factor of 1 and have a function as a buffer, operate only while the pulse light is emitted from the light emitting element 12, and the pulse light is emitted from the light emitting element 12. When it does not emit light, it is stopped.

【0043】初段コンデンサC1,C2及び比較コンデ
ンサC5,C6は、発光素子12からパルス光が発光し
続けている間、即ち初段コンデンサC1,C2に光電流
が流れ込んでいる間、これに比例して電圧が上昇し、そ
して発光が終わった時点で比較コンデンサC5,C6の
電荷が定電流放電回路34,36によって定電流放電さ
れる。尚比較コンデンサC5,C6はそれぞれ等しい容
量とされている。詳しくは、この例では比較コンデンサ
C5,C6はそれぞれ1000pFとされている。
The first-stage capacitors C1 and C2 and the comparison capacitors C5 and C6 are proportional to the pulse light while the light-emitting element 12 continues to emit light, that is, while the photocurrent flows into the first-stage capacitors C1 and C2. When the voltage increases and the light emission ends, the charges of the comparison capacitors C5 and C6 are discharged by the constant current discharge circuits 34 and 36 at a constant current. The comparison capacitors C5 and C6 have the same capacitance. Specifically, in this example, the comparison capacitors C5 and C6 are each set to 1000 pF.

【0044】これに対し定電流放電回路34と36とは
互いに異なった放電量に設定されている。詳しくは、図
1において対象物14有りと判定するときの設定距離範
囲がXであり、そして対象物14が設定距離範囲Xの位
置にあるときに受光素子18への入射位置がa/b=3
/1であるとしたとき、定電流放電回路34の放電量
が、定電流放電回路36のそれに対し3倍となるように
設定してある。即ち比較コンデンサC5の充電電圧が比
較コンデンサC6の充電電圧に対し3倍の電圧であると
き、放電が同時に終了するようにそれら定電流放電回路
34,36の放電能力が設定してある。
On the other hand, the constant current discharge circuits 34 and 36 are set to different discharge amounts from each other. Specifically, in FIG. 1, the set distance range when it is determined that the object 14 is present is X, and when the object 14 is at the position of the set distance range X, the incident position on the light receiving element 18 is a / b = 3
/ 1, the discharge amount of the constant current discharge circuit 34 is set to be three times that of the constant current discharge circuit 36. That is, when the charging voltage of the comparison capacitor C5 is three times the charging voltage of the comparison capacitor C6, the discharging capabilities of the constant-current discharging circuits 34 and 36 are set so that the discharging ends simultaneously.

【0045】従って若し遠距離側の光電流IL1によっ
て充電する遠距離側の比較コンデンサC6の方が、近距
離側の光電流IL2によって充電する近距離側の比較コ
ンデンサC5よりも早く放電終了すれば、対象物14は
設定距離範囲X以内にあること、即ち設定した検知距離
範囲X内に対象物14があることを判定できる。
[0045] Thus Wakashi towards comparison capacitor C6 of the long distance side to be charged by the photocurrent I L1 of the long distance side, faster discharge than the comparative capacitor C5 of the near side of charged by the photocurrent I L2 of the short-range side Upon completion, it can be determined that the object 14 is within the set distance range X, that is, that the object 14 is within the set detection distance range X.

【0046】38はこれら比較コンデンサC5,C6の
電圧を監視し比較する電圧比較回路であって、この電圧
比較回路38は、上記のように遠距離側の比較コンデン
サC6の電圧が近距離側の比較コンデンサC5の電圧に
対し早く元の電圧に戻ったとき、即ち早く放電終了した
ときに信号を出力し、スイッチングトランジスタ40を
オン動作させる。ここにおいて設定距離範囲X内に対象
物14有りとの検知信号が出力される。
Reference numeral 38 denotes a voltage comparison circuit for monitoring and comparing the voltages of the comparison capacitors C5 and C6. As described above, the voltage comparison circuit 38 changes the voltage of the comparison capacitor C6 on the long distance side to the short distance side. When the voltage returns to the original voltage earlier than the voltage of the comparison capacitor C5, that is, when the discharge ends earlier, a signal is output, and the switching transistor 40 is turned on. Here, a detection signal indicating that the object 14 exists within the set distance range X is output.

【0047】このように本例では定電流充電アンプ3
0,32、比較コンデンサC5,C6、定電流放電回路
34,36、電圧比較回路38、スイッチングトランジ
スタ40等によって電圧比検出手段が構成されている。
尚、図中42は検知距離設定回路であって、検知距離設
定のための抵抗R3〜R6を有している。44は距離設
定入力端子であり、C100はラインノイズ吸収のため
のバイパスコンデンサである。
As described above, in this embodiment, the constant current charging amplifier 3
0, 32, comparison capacitors C5, C6, constant current discharge circuits 34, 36, voltage comparison circuit 38, switching transistor 40, etc., constitute a voltage ratio detection means.
In the drawing, reference numeral 42 denotes a detection distance setting circuit, which has resistors R3 to R6 for setting the detection distance. 44 is a distance setting input terminal, and C100 is a bypass capacitor for absorbing line noise.

【0048】次に本例の装置の動作を図3のタイムチャ
ートに基づいて以下に詳しく説明する。図3(A)は測
定対象物14が存在していないときの状態を表してお
り、この場合発光素子12がパルス光を発光しても受光
素子18に対し反射光が入射しないために、初段コンデ
ンサC1,C2は基準電圧を保持するのみであり、反射
光の入射により発生する光電流による電圧上昇を生じな
い。また比較コンデンサC5,C6は、それぞれ初段コ
ンデンサC1,C2の基準電圧分の充電は行うものの、
同様に反射光の入射により発生する光電流に起因する電
圧上昇は行わない。
Next, the operation of the apparatus of this embodiment will be described in detail below with reference to the time chart of FIG. FIG. 3A shows a state when the measurement object 14 does not exist. In this case, even if the light emitting element 12 emits pulse light, reflected light does not enter the light receiving element 18, so that the first stage is not used. The capacitors C1 and C2 only hold the reference voltage, and do not cause a voltage rise due to a photocurrent generated by the incidence of reflected light. Although the comparison capacitors C5 and C6 charge the reference capacitors of the first-stage capacitors C1 and C2, respectively,
Similarly, the voltage rise due to the photocurrent generated by the incidence of the reflected light is not performed.

【0049】他方図3(B)は設定距離範囲X内に測定
対象物14が存在しているときの状態を表しており、こ
の場合対象物14からの反射光が受光素子18に入射す
るため、その入射位置に応じた光電流が受光素子18の
両端から出力される。これを受けて初段コンデンサC
1,C2はそれぞれの光電流に基づいて電圧上昇する。
この電圧上昇はパルス光が発光している時間連続して行
われる。
On the other hand, FIG. 3B shows a state in which the measuring object 14 exists within the set distance range X. In this case, the reflected light from the object 14 enters the light receiving element 18. A photocurrent corresponding to the incident position is output from both ends of the light receiving element 18. In response, the first stage capacitor C
1 and C2 increase in voltage based on the respective photocurrents.
This voltage rise is performed continuously during the time when the pulsed light is emitted.

【0050】このとき比較コンデンサC5,C6も同時
に電圧上昇し、そしてパルス光の発光が停止した時点か
ら定電流充電アンプ30,32を停止し、定電流放電回
路34,36によってそれら比較コンデンサC5,C6
の放電が行われる。このとき比較コンデンサC5の放電
と比較コンデンサC6の放電とが同時に終了したとき、
詳しくは図3(B)中破線で示す元の電圧に同時にそれ
らコンデンサC5,C6の電圧が低下したとき、測定対
象物14が丁度設定距離範囲Xの距離にあること、即ち
図1中受光素子18に対しa/bが3/1の位置に入射
していると判定できる。そして比較コンデンサC6側の
放電の終了がこれよりも早ければ設定距離範囲X内に測
定対象物14が位置していること、即ち設定距離範囲X
内に測定対象物14があると判定することができる。
At this time, the voltages of the comparison capacitors C5 and C6 also rise at the same time, and the constant current charging amplifiers 30 and 32 are stopped from the time when the emission of the pulse light is stopped. C6
Is performed. At this time, when the discharging of the comparison capacitor C5 and the discharging of the comparison capacitor C6 are simultaneously completed,
More specifically, when the voltages of the capacitors C5 and C6 simultaneously decrease to the original voltages indicated by the broken lines in FIG. 3B, the measurement object 14 is just within the set distance range X, that is, the light receiving element in FIG. It can be determined that a / b is incident on the position of 3/1 with respect to 18. If the discharge of the comparison capacitor C6 is completed earlier than this, the measuring object 14 is positioned within the set distance range X, that is, the set distance range X
It can be determined that there is the measurement object 14 inside.

【0051】以上のような本例の光学的検出装置によれ
ば、図5に示す従来の光学的検出装置、即ち半導体位置
検出素子からの光電流を半導体によって対数変換により
電圧変換する場合のように、半導体を接続した回路に寄
生するコンデンサ成分の浮遊容量を充電するまでの時間
が不安定時間となり、その後において初めて本来の電圧
比検出が行えるといった問題を生じず、短時間で迅速に
対象物の検出動作を終えることができる。これにより発
光素子からの1回当りのパルス発光時間を短くでき、消
費電力を少なく抑えることができる。従ってこの装置に
よれば乾電池を電源とした検出装置を容易に構成でき
る。
According to the optical detecting device of the present embodiment as described above, the conventional optical detecting device shown in FIG. 5, that is, the photocurrent from the semiconductor position detecting element is converted into a voltage by logarithmic conversion by a semiconductor. In addition, the time required to charge the stray capacitance of the capacitor component parasitic to the circuit connected to the semiconductor becomes unstable, and the problem that the original voltage ratio cannot be detected for the first time does not occur. Can be completed. As a result, the pulse emission time per light emission from the light emitting element can be shortened, and power consumption can be reduced. Therefore, according to this device, a detecting device using a dry battery as a power source can be easily configured.

【0052】従来、水回りの設備ないし機器にあっては
100Vの電源を用いることが難しく、従って乾電池を
電源として検出装置を構成することが望まれていたにも
拘わらず、半導体位置検出素子を用いた検出装置を構成
することは電力消費が多いことから困難であったのが、
本例の光学的検出装置によれば乾電池を電源とし且つ半
導体位置検出素子を用いた光学的検出装置を容易に構成
でき、従って対象物の色による影響を受けることなく正
確に且つ少ない消費電力で対象物を判定・検出できるよ
うになるといった大きな効果がもたらされる。
Conventionally, it has been difficult to use a power supply of 100 V in water-related facilities or equipment. Therefore, it has been desired to construct a detecting device using a dry battery as a power supply. It was difficult to configure the detection device used because of high power consumption.
According to the optical detection device of this example, an optical detection device using a dry cell as a power source and using a semiconductor position detection element can be easily configured, and therefore, accurately and with low power consumption without being affected by the color of an object. There is a great effect that the object can be determined and detected.

【0053】また本例では、第1及び第2の初段コンデ
ンサ(電流電圧変換コンデンサ)C1,C2の電圧を一
旦比較コンデンサC5,C6に移し替えた後に、それら
比較コンデンサC5,C6を放電させ、その放電に必要
な時間を見ることによって電圧比検出を行うようにして
いるため、極めて容易に且つ正確に設定距離範囲内の対
象物の有無を検出することができる。
In this embodiment, the voltages of the first and second first-stage capacitors (current-voltage conversion capacitors) C1 and C2 are temporarily transferred to comparison capacitors C5 and C6, and then the comparison capacitors C5 and C6 are discharged. Since the voltage ratio is detected by observing the time required for the discharge, the presence or absence of an object within the set distance range can be detected very easily and accurately.

【0054】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示である。例えば上例では初段コンデンサC
1,C2の電圧を比較コンデンサC5,C6に移し替え
た後、それらを放電させるようにしているが、場合によ
って初段コンデンサC1,C2に充電を行った後、スイ
ッチ手段によって定電流放電回路に接続し、それらによ
って放電させるとともに、その放電終了までの時間を見
ることによって、設定距離範囲内に対象物があるか否か
を検出するようになすこともできるし、或いはまた初段
コンデンサC1,C2の電圧をしきい値に対応した比率
でそれぞれ別々の増幅器で増幅し、その増幅後の電圧レ
ベルが同じであるか否かを見ることによって、設定距離
範囲X内に対象物があるか否かを検出するようになすと
いったことも場合により可能である。
Although the embodiment of the present invention has been described in detail, this is merely an example. For example, in the above example, the first stage capacitor C
After transferring the voltages of C1 and C2 to the comparison capacitors C5 and C6, they are discharged. However, in some cases, the first-stage capacitors C1 and C2 are charged and then connected to the constant current discharge circuit by the switch means. Then, by discharging them and observing the time until the end of the discharge, it is possible to detect whether or not there is an object within the set distance range, or it is also possible to detect the presence of the first-stage capacitors C1 and C2. The voltage is amplified by separate amplifiers at a ratio corresponding to the threshold value, and whether or not the object is within the set distance range X is determined by checking whether or not the amplified voltage levels are the same. It is also possible in some cases to perform detection.

【0055】但し初段コンデンサC1,C2の電圧を増
幅器で増幅するようになした場合、検出に必要な時間が
若干長くなる。この意味において上記実施例ではそのよ
うな増幅器を用いないで比較コンデンサC5,C6に電
圧を移し替えて電圧比検出を行うようにしていることか
ら、測定に必要な時間がそれだけ短くて済む利点を有し
ている。その他本発明はその主旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更を加えた形態で構成可能である。
However, when the voltages of the first-stage capacitors C1 and C2 are amplified by the amplifier, the time required for detection becomes slightly longer. In this sense, in the above embodiment, the voltage ratio is detected by transferring the voltage to the comparison capacitors C5 and C6 without using such an amplifier. Have. In addition, the present invention can be configured in a form in which various changes are made without departing from the gist thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例である光学的検出装置の全体
構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an optical detection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1における光学的検出装置の回路構成を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of the optical detection device in FIG.

【図3】同じ実施例の検出装置の動作をタイムチャート
で表す図である。
FIG. 3 is a time chart showing the operation of the detection device of the same embodiment.

【図4】従来の光学的検出装置の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a conventional optical detection device.

【図5】従来の光学的検出装置の図4とは異なる例を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example different from FIG. 4 of the conventional optical detection device.

【図6】図5の光学的検出装置における半導体位置検出
素子の作用説明図である。
FIG. 6 is an operation explanatory view of a semiconductor position detection element in the optical detection device of FIG. 5;

【図7】図5の光学的検出装置の不具合の説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a defect of the optical detection device of FIG. 5;

【図8】従来の光学的検出装置の図4及び図5とは異な
る例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a conventional optical detection device which is different from FIGS. 4 and 5;

【図9】図8の光学的検出装置の具体的回路構成を示す
図である。
9 is a diagram showing a specific circuit configuration of the optical detection device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 光学的検出装置 12 発光素子 14 測定対象物 18 受光素子 30,32 定電流充電アンプ(バッファ) 34,36 定電流放電回路 38 電圧比較回路 40 スイッチングトランジスタ C1,C2 初段コンデンサ(電流電圧変換コンデン
サ) C5,C6 比較コンデンサ IL1,IL2 光電流 X 設定距離範囲
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical detection apparatus 12 Light emitting element 14 Object to be measured 18 Light receiving element 30, 32 Constant current charging amplifier (buffer) 34, 36 Constant current discharging circuit 38 Voltage comparing circuit 40 Switching transistor C1, C2 First stage capacitor (current-voltage conversion capacitor) C5, C6 Comparison capacitors IL1 , IL2 Photocurrent X Set distance range

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) E03D 13/00 G01B 11/00 B 2H051 G01B 11/00 G01C 3/06 A G01C 3/06 G01V 9/04 J G02B 7/32 G02B 7/11 B (72)発明者 幸前 康章 愛知県常滑市鯉江本町5丁目1番地 株式 会社イナックス内 Fターム(参考) 2D037 AD16 2D038 KA01 2D039 AA01 AA04 FA04 2F065 AA06 BB05 CC16 DD06 FF09 GG07 JJ16 PP22 QQ14 QQ25 UU05 2F112 AA06 BA04 BA05 CA03 FA01 FA12 FA29 FA50 2H051 BB20 BB24 CB23 CB24 DB01──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) E03D 13/00 G01B 11/00 B 2H051 G01B 11/00 G01C 3/06 A G01C 3/06 G01V 9/04 J G02B 7/32 G02B 7/11 B (72) Inventor Yasuaki Kozen 5-1, Koiehonmachi, Tokoname-shi, Aichi F-term in Inax Co., Ltd. 2D037 AD16 2D038 KA01 2D039 AA01 AA04 FA04 2F065 AA06 BB05 CC16 DD06 FF09 GG07 JJ16 PP22 QQ14 QQ25 UU05 2F112 AA06 BA04 BA05 CA03 FA01 FA12 FA29 FA50 2H051 BB20 BB24 CB23 CB24 DB01

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(イ)測定対象物に向けてパルス光を発光
する発光素子と、(ロ)該対象物からの反射光を受けて
両端より光電流を出力し且つ該反射光の入射位置から各
端までの距離の大小に応じて、それら各端からの光電流
を比例的に減少又は増大する半導体位置検出素子から成
る受光素子と、(ハ)該受光素子における各端からの光
電流を電圧変換する第1及び第2の電流電圧変換コンデ
ンサと、(ニ)それら第1及び第2の電流電圧変換コン
デンサの各電圧比を検出して比較し、設定距離範囲内に
おける対象物の有無を判定して検知信号を出力する電圧
比検出手段と、 を有していることを特徴とする光学的検出装置。
1. A light emitting element which emits pulsed light toward an object to be measured, and b) a photocurrent is output from both ends in response to reflected light from the object and an incident position of the reflected light. A photodetector comprising a semiconductor position detecting element for proportionally decreasing or increasing the photocurrent from each end in accordance with the distance from the photodetector to each end; and (c) a photocurrent from each end of the photodetector. And (d) detecting and comparing the respective voltage ratios of the first and second current-voltage conversion capacitors to determine whether or not there is an object within a set distance range. An optical detection device, comprising: a voltage ratio detection unit that determines and outputs a detection signal.
【請求項2】 請求項1において、前記電圧比検出手段
が前記第1及び第2の電流電圧変換コンデンサの電荷を
第1及び第2の放電器により定電流放電したときの放電
時間の長短を比較して、前記設定距離範囲内の対象物の
有無を判定するものであることを特徴とする光学的検出
装置。
2. The system according to claim 1, wherein the voltage ratio detecting means determines the length of the discharge time when the charge of the first and second current-voltage conversion capacitors is discharged at a constant current by the first and second dischargers. An optical detection device for comparing and determining the presence or absence of an object within the set distance range.
【請求項3】 請求項2において、前記第1及び第2の
電流電圧変換コンデンサが同容量となしてあるととも
に、前記第1の電流電圧変換コンデンサと第2の電流電
圧変換コンデンサに各対応した第1及び第2の放電器の
放電量の比率が、前記受光素子における設定入射位置か
ら各端までの距離の比率のしきい値に対応した比率とな
してあり、前記反射光が該設定入射位置に入射したとき
に放電が同時に終了するようになしてあることを特徴と
する光学的検出装置。
3. The capacitor according to claim 2, wherein the first and second current-voltage conversion capacitors have the same capacity, and correspond to the first current-voltage conversion capacitor and the second current-voltage conversion capacitor, respectively. The ratio of the discharge amount of the first and second dischargers is a ratio corresponding to a threshold value of the ratio of the distance from the set incident position to each end of the light receiving element, and the reflected light is reflected by the set incident light. An optical detection device characterized in that the discharge ends at the same time when the light enters the position.
【請求項4】 請求項1〜3の何れかにおいて、前記電
圧比検出手段が、前記第1及び第2の電流電圧変換コン
デンサにそれぞれ対応した第1及び第2の比較コンデン
サに且つ各対応した電圧でバッファを介して充電した
上、それら第1及び第2の比較コンデンサの電荷を前記
第1及び第2の放電器にて放電するものとなしてあるこ
とを特徴とする光学的検出装置。
4. The voltage ratio detecting means according to claim 1, wherein said voltage ratio detecting means corresponds to first and second comparison capacitors respectively corresponding to said first and second current-voltage conversion capacitors. An optical detection device which is charged with a voltage via a buffer and discharges the charges of the first and second comparison capacitors with the first and second dischargers.
【請求項5】 請求項1〜4の何れかにおいて、前記光
学的検出装置が自動水栓,自動洗浄便器,洗面器,自動
開閉便座,便器の局部洗浄装置,自動照明,自動暖房に
おける使用者の検出装置であることを特徴とする光学的
検出装置。
5. The user according to claim 1, wherein the optical detection device is a user in an automatic faucet, an automatic flush toilet, a washbasin, an automatic opening / closing toilet seat, a local flushing device for a toilet, automatic lighting, and automatic heating. An optical detection device, which is a detection device according to (1).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008309788A (en) * 2007-06-12 2008-12-25 Trw Automotive Electronics & Components Gmbh Method and sensor for detecting generation of moisture on pane
JP2016142670A (en) * 2015-02-04 2016-08-08 大和製罐株式会社 Laser type checkup device

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