JP2012044527A - Pulse modulated photodetector and electronic apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pulse modulated photodetector that prevents a malfunction due to disturbance light.SOLUTION: A pulse modulated photodetector 50 includes a determination level adjustment unit 200 that determines whether an amplification pulse signal S5 synchronizes with a synchronous timing pulse signal S2 or not, and sets a determination level Sth to a value corresponding to the amplification pulse signal S5 if the amplification pulse signal S5 does not synchronize with the synchronous timing pulse signal S2. This can assume the determination level Sth as a determination level with consideration of an impact of the disturbance light during the duration sect_1 when a pulse light L2 is emitting, thus the pulse modulated photodetector 50 that prevents a malfunction due to disturbance light can be provided.

Description

本発明は、発光素子からパルス変調された光を発光し物体の有無を検出するパルス変調型検出装置及び電子機器に関するものである。   The present invention relates to a pulse modulation type detection apparatus and an electronic device that emit light pulse-modulated from a light emitting element to detect the presence or absence of an object.

複写機及びプリンタ等のFA及びOA機器、並びにゲーム機といったアミューズメント機器等の電子機器では、所定通路において記録紙、コイン及び玉等の物体の有無を検出する事が必要となる場合がある。このような物体の有無の検出には、物体に対して非接触型であるという理由から、光を用いて物体の有無を検出する光検出装置が好適に使用されている。   In electronic devices such as copying machines and printers such as FA and OA devices, and amusement devices such as game machines, it may be necessary to detect the presence or absence of objects such as recording paper, coins and balls in a predetermined path. For the detection of the presence / absence of such an object, a light detection device that detects the presence / absence of an object using light is preferably used because it is a non-contact type with respect to the object.

図13は、従来の100のブロック図である。パルス変調型光検出装置100は、定電圧回路101、電源端子102、GND端子103、発振回路104、同期タイミング回路105、発光素子駆動回路106、発光素子107、受光素子108、アンプ109、コンパレータ110、信号処理回路111、出力回路112、出力端子113、及び、電源115を備えている。負荷114は、一端が、電源端子102に接続され、他端が、出力端子113に接続される。パルス変調型光検出装置100の動作について、以下に説明する。   FIG. 13 is a block diagram of a conventional 100. The pulse modulation type photodetector 100 includes a constant voltage circuit 101, a power supply terminal 102, a GND terminal 103, an oscillation circuit 104, a synchronization timing circuit 105, a light emitting element driving circuit 106, a light emitting element 107, a light receiving element 108, an amplifier 109, and a comparator 110. A signal processing circuit 111, an output circuit 112, an output terminal 113, and a power source 115. The load 114 has one end connected to the power supply terminal 102 and the other end connected to the output terminal 113. The operation of the pulse modulation type photo detector 100 will be described below.

電源115のプラス端子は、電源端子102を介して、定電圧回路101の入力端子に接続されている。電源115のマイナス端子は、GND端子103を介して、定電圧回路101のGND端子に接続されている。これにより、定電圧回路101は、電源115を用いて定電圧Vを生成し、パルス変調型光検出装置100が備える各回路に、定電圧Vを供給する。   The positive terminal of the power supply 115 is connected to the input terminal of the constant voltage circuit 101 via the power supply terminal 102. The negative terminal of the power supply 115 is connected to the GND terminal of the constant voltage circuit 101 via the GND terminal 103. As a result, the constant voltage circuit 101 generates the constant voltage V using the power source 115 and supplies the constant voltage V to each circuit included in the pulse modulation type photodetection device 100.

パルス変調型光検出装置100では、発振回路104で生成された基本クロック(CLK)信号S101が、同期タイミング回路105にて同期タイミングパルス信号S102に変調される。発光素子駆動回路106は、同期タイミング回路105から発光素子駆動回路106に伝送される同期タイミングパルス信号S102がHiであるときに、発光素子107へ、発光パルス信号S103を出力する。発光素子107は、発光素子駆動回路106から入力された発光パルス信号S103に基づいて、パルス変調されたパルス光L2を、所定の位置へ向かって投射する。   In the pulse modulation type photodetection device 100, the basic clock (CLK) signal S101 generated by the oscillation circuit 104 is modulated by the synchronization timing circuit 105 into the synchronization timing pulse signal S102. The light emitting element driving circuit 106 outputs the light emitting pulse signal S103 to the light emitting element 107 when the synchronization timing pulse signal S102 transmitted from the synchronization timing circuit 105 to the light emitting element driving circuit 106 is Hi. The light emitting element 107 projects pulse-modulated pulsed light L2 toward a predetermined position based on the light emission pulse signal S103 input from the light emitting element driving circuit 106.

パルス変調型光検出装置100が、発光素子107及び受光素子108から+X方向に距離a離れた上記所定の位置を、+Y方向に通過する物体Bの有無を検出する場合を考える。パルス光L2は、発光素子107から上記所定の位置へ投射される。   Consider a case where the pulse modulation type photodetecting device 100 detects the presence or absence of an object B passing in the + Y direction at the predetermined position a distance a from the light emitting element 107 and the light receiving element 108 in the + X direction. The pulsed light L2 is projected from the light emitting element 107 to the predetermined position.

まず、物体Bが、上記所定の位置を通過する前は、パルス光L2が物体Bにより反射していないので、パルス光L2の反射光は、受光素子108には入射していない。   First, since the pulsed light L2 is not reflected by the object B before the object B passes the predetermined position, the reflected light of the pulsed light L2 is not incident on the light receiving element 108.

次に、物体Bが上記所定の位置を通過して、パルス光L2を横切る時、パルス光L2は物体Bにより反射され、反射光L3は、受光素子108に入射する。   Next, when the object B passes through the predetermined position and crosses the pulsed light L2, the pulsed light L2 is reflected by the object B, and the reflected light L3 enters the light receiving element 108.

このように、物体Bからの反射光L3を受光しているか否かにより、上記所定の位置を通過する物体Bの有無を検出するパルス変調型光検出装置100は、反射型パルス変調型光検出装置と称される。   As described above, the pulse modulation type photodetection device 100 that detects the presence or absence of the object B passing through the predetermined position depending on whether or not the reflected light L3 from the object B is received is provided by the reflection type pulse modulation type photodetection. Referred to as a device.

従って、周囲に外乱光等がなければ、受光素子108に入射する反射光L3は、パルス光L2を横切る物体Bの有無により、その有無が切り替わることになる。そして、受光素子108へ入射された反射光L3を、受光素子108により光電変換して、受光パルス信号S104を得る。   Therefore, if there is no disturbance light or the like in the surroundings, the presence or absence of the reflected light L3 incident on the light receiving element 108 is switched depending on the presence or absence of the object B crossing the pulsed light L2. The reflected light L3 incident on the light receiving element 108 is photoelectrically converted by the light receiving element 108 to obtain a light receiving pulse signal S104.

受光パルス信号S104は、アンプ109で、電流電圧変換及び増幅を行われて増幅パルス信号S105となる。コンパレータ110の一方の入力端子(例えばプラス端子)に入力される増幅パルス信号S105は、コンパレータ110の他方の入力端子(例えばマイナス端子)に入力される判定レベルSthと比較され、波形を整形され、コンパレータ出力パルス信号S106として出力される。   The received light pulse signal S104 undergoes current-voltage conversion and amplification by the amplifier 109 to become an amplified pulse signal S105. The amplified pulse signal S105 input to one input terminal (for example, a positive terminal) of the comparator 110 is compared with the determination level Sth input to the other input terminal (for example, the negative terminal) of the comparator 110, and the waveform is shaped. It is output as a comparator output pulse signal S106.

即ち、コンパレータ110は、受光パルス信号S104を増幅して生成された増幅パルス信号S105が、予め設定された判定レベルSthを超えたタイミングで、コンパレータ出力パルス信号S106を出力する。   That is, the comparator 110 outputs the comparator output pulse signal S106 at a timing when the amplified pulse signal S105 generated by amplifying the received light pulse signal S104 exceeds a preset determination level Sth.

コンパレータ出力パルス信号S106は、信号処理回路111において同期タイミングパルス信号S102と比較される。これにより、受光素子108に入射する反射光L3が、発光素子107から上記所定の位置へ投射されるパルス光L2と同期した光であることを確認された上で、コンパレータ出力パルス信号S106に信号処理が施される。信号処理後のコンパレータ出力パルス信号S106は、信号処理回路出力信号S107として、出力回路112へ出力される。信号処理回路出力信号S107のレベルは、上記所定の位置を通過する物体Bの有無に応じて、HiまたはLowとなる。例えば、信号処理回路出力信号S107は、物体Bが上記所定の位置を通過する場合にHiになり、物体Bが上記所定の位置を通過しない場合にLowになる。   The comparator output pulse signal S106 is compared with the synchronization timing pulse signal S102 in the signal processing circuit 111. Thus, after confirming that the reflected light L3 incident on the light receiving element 108 is synchronized with the pulsed light L2 projected from the light emitting element 107 to the predetermined position, a signal is output to the comparator output pulse signal S106. Processing is performed. The comparator output pulse signal S106 after the signal processing is output to the output circuit 112 as a signal processing circuit output signal S107. The level of the signal processing circuit output signal S107 becomes Hi or Low depending on the presence / absence of the object B passing through the predetermined position. For example, the signal processing circuit output signal S107 becomes Hi when the object B passes the predetermined position, and becomes Low when the object B does not pass the predetermined position.

一方、同期タイミングパルスと同期していない外乱光も、受光素子108により光電変換されて、受光パルス信号S104’として出力される。受光パルス信号S104’は、アンプ109によって電流電圧変換及び増幅が行われて、増幅パルス信号S105’となる。   On the other hand, disturbance light that is not synchronized with the synchronization timing pulse is also photoelectrically converted by the light receiving element 108 and output as a light reception pulse signal S104 '. The received light pulse signal S104 'undergoes current-voltage conversion and amplification by the amplifier 109 to become an amplified pulse signal S105'.

コンパレータ110の一方の入力端子に入力される増幅パルス信号S105’が、上記判定レベルSthを超える場合には、コンパレータ出力パルス信号S106’が、コンパレータ110から信号処理回路111へ出力される。   When the amplified pulse signal S105 ′ input to one input terminal of the comparator 110 exceeds the determination level Sth, the comparator output pulse signal S106 ′ is output from the comparator 110 to the signal processing circuit 111.

信号処理回路111は、コンパレータ出力パルス信号S106’と、同期タイミングパルス信号S102とを比較する。これにより、信号処理回路111は、コンパレータ出力パルス信号S106’が、同期タイミングパルス信号S102と同期していない(非同期)と判定したうえで、物体の有無を検出する処理の中止を行い、外乱光による誤動作を防止する。物体の有無を検出する処理の中止は、コンパレータ出力パルス信号S106’の信号処理を中止することや、信号処理回路出力信号S107の固定化すること等により行われる。   The signal processing circuit 111 compares the comparator output pulse signal S106 'with the synchronization timing pulse signal S102. As a result, the signal processing circuit 111 determines that the comparator output pulse signal S106 ′ is not synchronized (asynchronous) with the synchronization timing pulse signal S102, and then cancels the processing for detecting the presence or absence of an object. Prevents malfunction. The process of detecting the presence or absence of an object is stopped by stopping the signal processing of the comparator output pulse signal S106 ', fixing the signal processing circuit output signal S107, or the like.

図13の従来のパルス変調型光検出装置100と同様に、誤動作を防止するセンサとして、特許文献1には、ノイズパルスが周期的に現れしかもその発生タイミングがサンプリ
ングタイミングと重なるような状況下にあっても、有効に機能する誤動作防止対策を組み込まれた放射パルス介在型センサが開示されている。
As in the conventional pulse modulation type photodetecting device 100 of FIG. 13, as a sensor for preventing malfunction, Patent Document 1 discloses a situation in which noise pulses appear periodically and the generation timing thereof overlaps with the sampling timing. Even if it exists, the radiation pulse interposition type sensor incorporating the malfunction prevention measure which functions effectively is indicated.

また、図13の従来のパルス変調型光検出装置100と同様に、所望の信号成分ではないノイズ成分への対策を施したものとして、特許文献2には、信号に含まれるノイズ成分を抑圧する光電センサが開示されている。   Similarly to the conventional pulse modulation type photodetecting device 100 of FIG. 13, Patent Document 2 discloses that a noise component included in a signal is suppressed as a countermeasure against a noise component that is not a desired signal component. A photoelectric sensor is disclosed.

また、図13の従来のパルス変調型光検出装置100と同様のパルス変調型光検出装置として、特許文献3には、消費電流を低減したパルス変調型光検出装置が開示されている。   Further, as a pulse modulation type photo detection device similar to the conventional pulse modulation type photo detection device 100 of FIG. 13, Patent Document 3 discloses a pulse modulation type photo detection device with reduced current consumption.

特開2002−368595号公報(2002年12月20日公開)JP 2002-368595 A (published on December 20, 2002) 特開2007−40720号公報(2007年2月15日公開)JP 2007-40720 A (published February 15, 2007) 特開2007−129364号公報(2007年5月24日公開)JP 2007-129364 A (published May 24, 2007)

上述したように、従来のパルス変調型光検出装置100は、同期タイミングパルス信号S102と同期する光のみを処理し、同期タイミングパルス信号S102と同期していない光は処理しないことにより、外乱光による誤動作を防止している。   As described above, the conventional pulse modulation type photodetection device 100 processes only the light synchronized with the synchronization timing pulse signal S102 and does not process the light not synchronized with the synchronization timing pulse signal S102. It prevents malfunction.

しかしながら、図13のパルス変調型光検出装置100において、被検出対象でない物体からの微小な反射光と外乱光とが共に存在し、これらの光が混在して受光素子108へ入力された場合に、誤動作が生じる可能性がある。   However, in the pulse modulation type photodetecting device 100 of FIG. 13, when both minute reflected light and disturbance light from an object not to be detected exist and these lights are mixedly input to the light receiving element 108. There is a possibility of malfunction.

上記誤動作の概念を、図14及び図15に示す。図14は、図13の従来のパルス変調型光検出装置100を筐体120に収めた電子機器121の一部を示すブロック図である。図15は、従来のパルス変調型光検出装置100を備える電子機器121における、正常動作時及び誤動作時の各波形を示す波形図である。   The concept of the malfunction is shown in FIGS. FIG. 14 is a block diagram showing a part of an electronic device 121 in which the conventional pulse modulation type photodetecting device 100 of FIG. FIG. 15 is a waveform diagram showing respective waveforms at the time of normal operation and malfunction in the electronic apparatus 121 including the conventional pulse modulation type photodetection device 100.

通常、被検出対象である物体が無い場合には、受光素子108への光の入射は無い。よって、アンプ109は増幅パルス信号S105を出力せず、コンパレータ110はコンパレータ出力パルス信号S106を出力しない。   Normally, when there is no object to be detected, no light is incident on the light receiving element 108. Therefore, the amplifier 109 does not output the amplified pulse signal S105, and the comparator 110 does not output the comparator output pulse signal S106.

ここで、検出されるべき物体B以外からの微小な反射光L3’、例えばパルス変調型光検出装置100内での反射光(迷光成分も含まれる)や、パルス変調型光検出装置100が設置される電子機器121の筐体120等からによる反射光が存在する場合を考える。この場合、同期タイミングパルス信号S102がHiになるタイミングで、判定レベルSthに達しないような反射光L3’が、受光素子108に入射する。   Here, a minute reflected light L3 ′ from other than the object B to be detected, for example, reflected light (including stray light components) in the pulse modulation type photo detection device 100, or the pulse modulation type photo detection device 100 is installed. Consider a case where there is reflected light from the housing 120 of the electronic device 121 to be used. In this case, the reflected light L3 'that does not reach the determination level Sth is incident on the light receiving element 108 at the timing when the synchronization timing pulse signal S102 becomes Hi.

さらに、外乱光L3’’、例えばインバータ蛍光灯122の光が、受光素子108へ入力した場合を考える。この場合、筐体120等からによる反射光L3’に外乱光L3’’が重畳された重畳光L3’+L3’’が、同期タイミングパルス信号S102がHiになるタイミングで、判定レベルSthを超える。このため、コンパレータ110は、同期タイミングパルス信号S102がHiになるタイミングでコンパレータ出力パルス信号S106’を生成し、被検出対象が無いにも関わらず、物体有りと誤って判定される誤動作を生じることとなる。   Further, consider a case where disturbance light L <b> 3 ″, for example, light from the inverter fluorescent lamp 122 is input to the light receiving element 108. In this case, the superimposed light L3 ′ + L3 ″ in which the disturbance light L3 ″ is superimposed on the reflected light L3 ′ from the housing 120 or the like exceeds the determination level Sth at the timing when the synchronization timing pulse signal S102 becomes Hi. For this reason, the comparator 110 generates the comparator output pulse signal S106 ′ at the timing when the synchronization timing pulse signal S102 becomes Hi, and causes a malfunction that is erroneously determined as the presence of an object even though there is no target to be detected. It becomes.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、外乱光による誤動作を防止するパルス変調型光検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a pulse modulation type photodetector that prevents malfunction due to disturbance light.

本発明のパルス変調型光検出装置は、上記課題を解決するために、基準となるクロック信号を変調したパルス信号に同期したパルス光を、所定の空間に発光する発光素子と、上記所定の空間を通過する被検出対象により反射された上記パルス光を含む外光を受光し、該受光した外光に応じた電流信号を生成する受光素子と、上記電流信号を電流電圧変換した電圧信号と所定の第1基準値とを比較するとともに、上記電圧信号が上記第1基準値より高いとき、上記所定の空間を通過する上記被検出対象が有ることを検出し、上記電圧信号が上記第1基準値以下のとき、上記所定の空間を通過する上記被検出対象が無いことを検出する検出手段とを備えるパルス変調型光検出装置であって、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを判定し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定したとき、上記第1基準値を、上記電圧信号に応じた値に設定する基準値設定手段を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the pulse modulation type photodetecting device of the present invention includes a light emitting element that emits, in a predetermined space, pulse light synchronized with a pulse signal obtained by modulating a reference clock signal, and the predetermined space. A light-receiving element that receives the external light including the pulsed light reflected by the detection target passing through and generates a current signal according to the received external light, a voltage signal obtained by converting the current signal into a current voltage, and a predetermined signal When the voltage signal is higher than the first reference value, it is detected that there is the detection target passing through the predetermined space, and the voltage signal is detected by the first reference value. A pulse modulation type photo-detecting device comprising: a detecting means for detecting that there is no detection target passing through the predetermined space when the voltage signal is equal to or less than a value; Or And, when the voltage signal and the pulse signal is determined not to be synchronized, the first reference value, characterized in that it comprises a reference value setting means for setting a value corresponding to the voltage signal.

上記発明によれば、上記基準値設定手段は、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを判定し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定したとき、上記第1基準値を、上記電圧信号に応じた値に設定する。   According to the invention, the reference value setting means determines whether or not the voltage signal and the pulse signal are synchronized, and when determining that the voltage signal and the pulse signal are not synchronized, The first reference value is set to a value corresponding to the voltage signal.

これにより、上記パルス光が発光されている期間において、上記第1基準値を、上記パルス信号と同期していない光(外乱光)の影響が考慮された基準値とすることが出来るので、上記検出手段は、外乱光の影響が考慮された調整後の基準値を用いて、上記所定空間を通過する上記被検出対象の有無を検出することが出来る。   Thereby, in the period when the pulsed light is emitted, the first reference value can be a reference value that takes into account the influence of light (disturbance light) that is not synchronized with the pulse signal. The detecting means can detect the presence / absence of the detection target passing through the predetermined space using the adjusted reference value in consideration of the influence of disturbance light.

従って、外乱光による誤動作を防止するパルス変調型光検出装置を提供することが出来る。   Therefore, it is possible to provide a pulse modulation type photodetector that prevents malfunction due to disturbance light.

上記パルス変調型光検出装置では、上記基準値設定手段は、さらに、上記電圧信号を入力とし、上記電圧信号が所定の第2基準値より高いとき、上記電圧信号が所定の第2基準値より高いことを示す第1信号を出力するともに、上記電圧信号が上記第2基準値以下のとき、上記電圧信号が所定の第2基準値以下であることを示す第2信号を出力する第1比較手段と、上記パルス光が発光されるときのみ、上記第1比較手段が出力した信号を導通させる信号切替手段と、上記信号切替手段が導通させた信号が上記第1信号であるとき、上記第1基準値を第1所定値だけ増加させ、上記信号切替手段が導通させた信号が上記第2信号であるとき、上記第1基準値を増加させない基準値増加手段とを備えてもよい。   In the pulse modulation type photodetection device, the reference value setting means further receives the voltage signal, and when the voltage signal is higher than a predetermined second reference value, the voltage signal is higher than a predetermined second reference value. A first comparison that outputs a first signal indicating high and outputs a second signal indicating that the voltage signal is less than or equal to a predetermined second reference value when the voltage signal is less than or equal to the second reference value. Only when the pulsed light is emitted, the signal switching means for conducting the signal output from the first comparison means, and the signal conducted by the signal switching means is the first signal. Reference value increasing means for increasing one reference value by a first predetermined value and not increasing the first reference value when the signal conducted by the signal switching means is the second signal may be provided.

上記基準値増加手段により、上記第1基準値を第1所定値だけ増加させることができるので、上記第1基準値を外乱光の影響が考慮された判定レベルとすることが出来る。   Since the first reference value can be increased by the first predetermined value by the reference value increasing means, the first reference value can be set to a determination level in which the influence of disturbance light is considered.

従って、外乱光による誤動作を防止するパルス変調型光検出装置を提供することが出来る。   Therefore, it is possible to provide a pulse modulation type photodetector that prevents malfunction due to disturbance light.

上記パルス変調型光検出装置では、上記基準値設定手段は、さらに、上記電圧信号の最大値を保持する最大値保持手段を備え、上記パルス光が発光されるとき、上記第1基準値を、上記最大値保持手段が保持する最大値に応じた第2所定値だけ増加させてもよい。
上記第2所定値は、上記最大値に応じて線形的に変化するので、上記第1基準値を精度よく調整することが可能となる。
In the pulse modulation type photodetection device, the reference value setting means further includes maximum value holding means for holding the maximum value of the voltage signal, and when the pulsed light is emitted, the first reference value is You may make it increase only the 2nd predetermined value according to the maximum value which the said maximum value holding means hold | maintains.
Since the second predetermined value linearly changes in accordance with the maximum value, the first reference value can be adjusted with high accuracy.

上記パルス変調型光検出装置では、上記基準値設定手段は、上記電圧信号を積分するとともに、該積分した電圧信号を上記第1比較手段に出力する積分手段をさらに備えてもよい。   In the pulse modulation type photodetecting device, the reference value setting means may further comprise an integrating means for integrating the voltage signal and outputting the integrated voltage signal to the first comparing means.

これにより、上記電圧信号が、周期的なノイズが増幅されて生成された信号である場合は、上記積分手段の出力信号のレベルは、時間が経過するにつれて上昇するので、突発的な単発の外乱光には反応せず、インバータ光のような周期的な外乱光のみを検出できる。   As a result, when the voltage signal is a signal generated by amplifying periodic noise, the level of the output signal of the integrating means increases as time elapses. Only periodic disturbance light such as inverter light can be detected without reacting to light.

上記パルス変調型光検出装置では、上記積分手段は、さらに、一端が、上記積分手段の出力に接続され、他端が、電気的に接地される容量と、上記電圧信号、および、任意に設定された基準電圧を入力とし、上記電圧信号と上記基準電圧との比較結果に応じたデジタル信号を出力する第2比較手段であるコンパレータと、上記電圧信号が上記基準電圧よりも大きい場合に上記容量を充電する第1の電流源と、上記電圧信号が上記基準電圧以下である場合に上記容量を放電する、上記第1の電流源より電流値が小さい第2の電流源とを備えてもよい。   In the pulse modulation type photodetection device, the integrating means further has a capacitor whose one end is connected to the output of the integrating means and whose other end is electrically grounded, the voltage signal, and arbitrarily set. A comparator that is a second comparison unit that outputs a digital signal corresponding to a comparison result between the voltage signal and the reference voltage, and the capacitance when the voltage signal is greater than the reference voltage. And a second current source having a current value smaller than that of the first current source for discharging the capacitor when the voltage signal is equal to or lower than the reference voltage. .

第2比較手段にコンパレータを用いてデジタル出力することで、上記積分回路の出力信号の振幅は、上記基準電圧と同程度の振幅となり、上記外乱光増幅信号の振幅よりも大きい振幅となる。   By performing digital output using a comparator as the second comparison means, the amplitude of the output signal of the integration circuit is approximately the same as the reference voltage, and is larger than the amplitude of the disturbance light amplification signal.

上記容量の容量値は、上記積分回路の出力信号の振幅に依存し、上記積分回路の出力信号の振幅が大きいほど小さく出来る。上記第2比較手段の反転入力端子に上記基準電圧を入力して、上記積分回路の出力信号の振幅を、上記基準電圧と同程度の振幅とすることにより、上記容量値をより小さく出来る。上記容量値が小さいほど上記容量の面積を小さく出来るので、上記パルス変調型光検出装置のコストを低減することが出来る。   The capacitance value of the capacitor depends on the amplitude of the output signal of the integration circuit, and can be reduced as the amplitude of the output signal of the integration circuit is increased. The capacitance value can be made smaller by inputting the reference voltage to the inverting input terminal of the second comparing means and setting the amplitude of the output signal of the integrating circuit to the same amplitude as the reference voltage. As the capacitance value is smaller, the area of the capacitance can be reduced, so that the cost of the pulse modulation type photodetection device can be reduced.

上記いずれかのパルス変調型光検出装置では、上記検出手段は、さらに、上記電圧信号と上記第1基準値とを比較した結果を示す比較結果信号を生成するものであって、上記比較結果信号は、上記電圧信号と上記第1基準値との大小関係に応じて値が切り替えられるものであり、上記パルス光が発光されている期間に、上記比較結果信号に複数のパルスが生成されたとき、誤検出したものと判定してもよい。   In any one of the pulse modulation type photodetection devices, the detection means further generates a comparison result signal indicating a result of comparing the voltage signal and the first reference value, and the comparison result signal Is a value that is switched according to the magnitude relationship between the voltage signal and the first reference value, and when a plurality of pulses are generated in the comparison result signal during the period in which the pulse light is emitted. , It may be determined that it is erroneously detected.

上記いずれかのパルス変調型光検出装置では、上記所定の空間を通過する上記被検出対象の有無を検出するときに、外乱光が存在しない場合には、上記パルス光が発光されている期間に単発のパルスが発生する。このため、上記電圧信号と上記第1基準値とを比較して生成される信号に、複数のパルスが含まれていれば、上記パルス光が発光されている期間に外乱光によって誤検出したものと上記検出手段が判定し、上記所定の空間を通過する上記被検出対象の有無を検出する動作を中止することで、外乱光による誤動作を防止することが可能となる。   In any one of the pulse modulation type photo detectors, when the presence or absence of disturbance light does not exist when detecting the presence or absence of the detection target passing through the predetermined space, the pulse light is emitted during the period. A single pulse is generated. For this reason, if the signal generated by comparing the voltage signal with the first reference value includes a plurality of pulses, it is erroneously detected by disturbance light during the period in which the pulsed light is emitted. The detection means determines that the operation of detecting the presence / absence of the detection target passing through the predetermined space is stopped, thereby preventing a malfunction due to ambient light.

上記いずれかのパルス変調型光検出装置では、上記検出手段は、さらに、上記電圧信号と上記第1基準値とを比較した結果を示す比較結果信号を生成するものであって、上記比較結果信号は、上記電圧信号と上記第1基準値との大小関係に応じて値が切り替えられるものであり、上記パルス光が発光されている期間に、上記比較結果信号の値が切り替わったとき、誤検出したものと判定してもよい。   In any one of the pulse modulation type photodetection devices, the detection means further generates a comparison result signal indicating a result of comparing the voltage signal and the first reference value, and the comparison result signal The value is switched according to the magnitude relationship between the voltage signal and the first reference value. When the value of the comparison result signal is switched during the period when the pulsed light is emitted, a false detection is performed. It may be determined that

上記いずれかのパルス変調型光検出装置では、外乱光が存在しない状態では、上記パルス光が発光されている期間が終了した後に所定の遅延時間が経過すると、上記増幅信号と上記判定レベルとを比較して生成される信号のレベルが切り替わる。   In any one of the pulse modulation type photodetection devices, in a state where no disturbance light exists, when a predetermined delay time elapses after the period in which the pulsed light is emitted, the amplified signal and the determination level are set. The level of the signal generated by comparison is switched.

よって、上記パルス光が発光されている期間に、上記比較結果信号の値が切り替われば、上記パルス光が発光されている期間に外乱光によって誤検出したものと上記検出手段が判定し、上記所定の空間を通過する上記被検出対象の有無を検出する動作を中止することで、外乱光による誤動作を防止することが可能となる。   Therefore, if the value of the comparison result signal is switched during the period in which the pulsed light is emitted, the detection means determines that the pulsed light is erroneously detected during the period in which the pulsed light is emitted, By stopping the operation of detecting the presence / absence of the detection target passing through a predetermined space, it is possible to prevent malfunction due to ambient light.

本発明の電子機器は、上記いずれかのパルス変調型光検出装置を備えているので、外乱光による誤動作を防止することが出来る。   Since the electronic apparatus of the present invention includes any one of the above-described pulse modulation type photodetection devices, it is possible to prevent malfunction due to disturbance light.

本発明のパルス変調型光検出装置は、以上のように、電圧信号とパルス信号とが同期するか否かを判定し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定したとき、第1基準値を、上記電圧信号に応じた値に設定する基準値設定手段を備えるものである。   As described above, the pulse modulation type photo detection device of the present invention determines whether or not the voltage signal and the pulse signal are synchronized, and when it is determined that the voltage signal and the pulse signal are not synchronized, Reference value setting means for setting the first reference value to a value corresponding to the voltage signal is provided.

それゆえ、外乱光による誤動作を防止するパルス変調型光検出装置を提供するという効果を奏する。   Therefore, there is an effect of providing a pulse modulation type photo detection device that prevents malfunction due to disturbance light.

本発明の実施形態に係るパルス変調型光検出装置のブロック図である。1 is a block diagram of a pulse modulation type photodetector according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例に係るパルス変調型光検出装置のブロック図である。1 is a block diagram of a pulse modulation type photodetector according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例に係るパルス変調型光検出装置の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the pulse modulation type photon detection apparatus which concerns on the Example of this invention. 本発明の他の実施例に係るパルス変調型光検出装置のブロック図である。It is a block diagram of a pulse modulation type photodetection device according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例に係るパルス変調型光検出装置の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the pulse modulation type | mold photodetector which concerns on the other Example of this invention. 本発明のさらに別の実施例に係るパルス変調型光検出装置のブロック図である。It is a block diagram of a pulse modulation type photodetection device concerning another example of the present invention. 本発明のさらに別の実施例に係るパルス変調型光検出装置の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the pulse modulation type photon detection apparatus which concerns on another Example of this invention. 本発明の変形例に係るパルス変調型光検出装置のブロック図である。It is a block diagram of a pulse modulation type photodetection device concerning a modification of the present invention. 本発明の変形例に係るパルス変調型光検出装置の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the pulse modulation type photon detection apparatus which concerns on the modification of this invention. 本発明のさらに別の実施例に係るパルス変調型光検出装置のブロック図である。It is a block diagram of a pulse modulation type photodetection device concerning another example of the present invention. 本発明のさらに別の実施例に係るパルス変調型光検出装置の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the pulse modulation type photon detection apparatus which concerns on another Example of this invention. 本発明の実施形態に係るパルス変調型光検出装置における誤動作の対策の概念を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining the concept of the countermeasure against malfunctioning in the pulse modulation type photon detector which concerns on embodiment of this invention. 従来のパルス変調型光検出装置のブロック図である。It is a block diagram of a conventional pulse modulation type photodetection device. 図13の従来のパルス変調型光検出装置を筐体に収めた電子機器の一部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a part of electronic device which accommodated the conventional pulse modulation type | mold photodetector in FIG. 13 in the housing | casing. パルス変調型光検出装置を備える電子機器における、正常動作時及び誤動作時の各波形を示す波形図である。It is a wave form chart which shows each waveform at the time of a normal operation and a malfunctioning in electronic equipment provided with a pulse modulation type photodetection device.

本発明の一実施形態について図1〜図12に基づいて説明すれば、以下の通りである。まず、図12の波形図を用いて、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置における誤動作の対策の概念を説明する。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, the concept of countermeasures against malfunctions in the pulse modulation type photodetector according to the present embodiment will be described with reference to the waveform diagram of FIG.

〔誤動作の対策〕
図12は、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置における誤動作の対策の概念を説明する波形図である。なお、図12では、本実施形態における参照符号を適宜用いている。また、反射光L3’及び外乱光L3’’はそれぞれ、〔発明が解決しようとする課題〕に記載した光である。なお外乱光とは、後述する同期タイミングパルス信号S2と同期していない光である。
[Countermeasures for malfunction]
FIG. 12 is a waveform diagram for explaining the concept of countermeasures against malfunctions in the pulse modulation type photodetector according to the present embodiment. In FIG. 12, the reference numerals in this embodiment are appropriately used. Each of the reflected light L3 ′ and the disturbance light L3 ″ is the light described in [Problems to be Solved by the Invention]. The disturbance light is light that is not synchronized with a synchronization timing pulse signal S2 described later.

まず、第1の対策では、同期タイミングパルス信号S2がHiである期間sect_1(パルス光が発光されている期間)以外の期間sect_2(パルス光が発光されていない期間)において、新たな外乱光判定レベルSthNを用いて、外乱光の有無を判定する。外乱光有りと判定された場合には、期間sect_1において、判定レベルSthを一定値シフトして判定レベルSth’とする。これにより、判定レベルSthを、外乱光の影響が考慮された判定レベルSth’とすることが出来るので、コンパレータ10は、外乱光の影響が考慮された調整後の判定レベルSth’を用いて、物体Bの有無を検出することが出来る。   First, in the first countermeasure, a new disturbance light determination is performed in a period sect_2 (period in which pulse light is not emitted) other than a period sect_1 (period in which pulse light is emitted) in which the synchronization timing pulse signal S2 is Hi. The level SthN is used to determine the presence or absence of ambient light. If it is determined that ambient light is present, the determination level Sth is shifted by a certain value during the period sect_1 to obtain the determination level Sth ′. As a result, the determination level Sth can be set to the determination level Sth ′ in which the influence of disturbance light is taken into account. Therefore, the comparator 10 uses the adjusted determination level Sth ′ in which the influence of disturbance light is taken into account, The presence or absence of the object B can be detected.

従って、外乱光による誤動作を防止するパルス変調型光検出装置を提供することが出来る。   Therefore, it is possible to provide a pulse modulation type photodetector that prevents malfunction due to disturbance light.

次に、第2の対策では、同期タイミングパルス信号S2がHiである期間sect_1以外の期間sect_2において、外乱光のレベルを計測する。そして、計測された外乱光のレベルに応じて、期間sect_1において、判定レベルSthをシフトして判定レベルSth’とする。これにより、第1の対策と同様に、外乱光による誤動作を防止するパルス変調型光検出装置を提供することが出来る。   Next, as a second countermeasure, the level of disturbance light is measured in a period sect_2 other than the period sct_1 in which the synchronization timing pulse signal S2 is Hi. Then, the determination level Sth is shifted to the determination level Sth ′ in the period sect_1 according to the measured level of ambient light. As a result, similarly to the first countermeasure, it is possible to provide a pulse modulation type photodetector that prevents malfunction due to disturbance light.

次に、第3の対策では、信号処理回路11において、期間sect_1におけるコンパレータ出力パルス信号S6(比較結果信号)のパルスの数を数える。本来、期間sect_1においては単発であるはずの、コンパレータ出力パルス信号S6のパルスが、複数発生した場合に、外乱光による誤動作が生じていると判定する。   Next, as a third countermeasure, the signal processing circuit 11 counts the number of pulses of the comparator output pulse signal S6 (comparison result signal) in the period sect_1. When a plurality of pulses of the comparator output pulse signal S6, which should be a single pulse in the period sect_1, are generated, it is determined that a malfunction due to disturbance light has occurred.

ここで、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置の基本構成について、図1に基づいて説明する。   Here, the basic configuration of the pulse modulation type photodetecting device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

〔パルス変調型光検出装置の基本構成〕
図1は、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置50のブロック図である。パルス変調型光検出装置50は、定電圧回路1、電源端子2、GND端子3、発振回路4、同期タイミング回路5、発光素子駆動回路6、発光素子7、受光素子8、アンプ9、コンパレータ10(検出手段)、信号処理回路11(検出手段)、出力回路12、出力端子13、電源15、及び、判定レベル調整部200(基準値設定手段)を備えている。負荷14は、一端が、電源端子2に接続され、他端が、出力端子13に接続される。まずは、パルス変調型光検出装置50の、判定レベル調整部200を除く部分の動作について、以下に説明する。
[Basic configuration of pulse modulation type photodetection device]
FIG. 1 is a block diagram of a pulse modulation type photodetector 50 according to the present embodiment. The pulse modulation type photodetector 50 includes a constant voltage circuit 1, a power supply terminal 2, a GND terminal 3, an oscillation circuit 4, a synchronization timing circuit 5, a light emitting element driving circuit 6, a light emitting element 7, a light receiving element 8, an amplifier 9, and a comparator 10. (Detection means), a signal processing circuit 11 (detection means), an output circuit 12, an output terminal 13, a power supply 15, and a determination level adjustment unit 200 (reference value setting means). The load 14 has one end connected to the power supply terminal 2 and the other end connected to the output terminal 13. First, the operation of the part other than the determination level adjustment unit 200 of the pulse modulation type photodetecting device 50 will be described below.

電源15のプラス端子は、電源端子2を介して、定電圧回路1の入力端子に接続されている。電源15のマイナス端子は、GND端子3を介して、定電圧回路1のGND端子に接続されている。これにより、定電圧回路1は、電源15を用いて定電圧Vを生成し、パルス変調型光検出装置50が備える各回路に、定電圧Vを供給する。   The positive terminal of the power supply 15 is connected to the input terminal of the constant voltage circuit 1 via the power supply terminal 2. The negative terminal of the power supply 15 is connected to the GND terminal of the constant voltage circuit 1 through the GND terminal 3. Thereby, the constant voltage circuit 1 generates the constant voltage V using the power supply 15 and supplies the constant voltage V to each circuit provided in the pulse modulation type photodetecting device 50.

パルス変調型光検出装置50では、発振回路4で生成された基本クロック(CLK)信号S1(基準となるクロック信号)が、同期タイミング回路5にて同期タイミングパルス信号S2(パルス信号)に変調される。発光素子駆動回路6は、同期タイミング回路5から発光素子駆動回路6に伝送される同期タイミングパルス信号S2がHiであるとき(期間sect_1と称する)に、発光素子7へ、発光パルス信号S3を出力する。発光素子7は、発光素子駆動回路6から入力された発光パルス信号S3に基づいて、パルス変調されたパルス光L2を、所定の位置へ向かって投射する。   In the pulse modulation type photo detector 50, the basic clock (CLK) signal S 1 (reference clock signal) generated by the oscillation circuit 4 is modulated by the synchronization timing circuit 5 into a synchronization timing pulse signal S 2 (pulse signal). The The light emitting element driving circuit 6 outputs the light emitting pulse signal S3 to the light emitting element 7 when the synchronization timing pulse signal S2 transmitted from the synchronization timing circuit 5 to the light emitting element driving circuit 6 is Hi (referred to as a period stt_1). To do. The light emitting element 7 projects pulse-modulated pulsed light L2 toward a predetermined position based on the light emission pulse signal S3 input from the light emitting element driving circuit 6.

パルス変調型光検出装置50が、発光素子7及び受光素子8から+X方向に距離a離れた上記所定の位置を、+Y方向に通過する物体B(所定の空間を通過する被検出対象)の有無を検出する場合を考える。パルス光L2は、発光素子7から上記所定の位置へ投射される。   Presence / absence of an object B (a target to be detected that passes through a predetermined space) passing in the + Y direction through the predetermined position a distance a in the + X direction from the light emitting element 7 and the light receiving element 8 Consider the case of detecting. The pulsed light L2 is projected from the light emitting element 7 to the predetermined position.

まず、物体Bが、上記所定の位置を通過する前は、パルス光L2が物体Bにより反射していないので、パルス光L2の反射光は、受光素子8には入射していない。   First, since the pulsed light L2 is not reflected by the object B before the object B passes the predetermined position, the reflected light of the pulsed light L2 is not incident on the light receiving element 8.

次に、物体Bが上記所定の位置を通過して、パルス光L2を横切る時、パルス光L2は物体Bにより反射され、反射光L3は、受光素子8に入射する。   Next, when the object B passes through the predetermined position and crosses the pulsed light L2, the pulsed light L2 is reflected by the object B, and the reflected light L3 enters the light receiving element 8.

このように、物体Bからの反射光L3を受光しているか否かにより、上記所定の位置を通過する物体Bの有無を検出するパルス変調型光検出装置50は、反射型パルス変調型光検出装置と称される。   As described above, the pulse modulation type photodetection device 50 that detects the presence or absence of the object B passing through the predetermined position depending on whether or not the reflected light L3 from the object B is received is a reflection type pulse modulation type photodetection. Referred to as a device.

従って、周囲に外乱光等がなければ、受光素子8に入射する反射光L3は、パルス光L2を横切る物体Bの有無により、その有無が切り替わることになる。そして、受光素子8へ入射された反射光L3を、受光素子8により光電変換して、電流信号である受光パルス信号S4(電流信号)を得る。   Accordingly, if there is no disturbance light or the like in the surroundings, the presence or absence of the reflected light L3 incident on the light receiving element 8 is switched depending on the presence or absence of the object B crossing the pulsed light L2. The reflected light L3 incident on the light receiving element 8 is photoelectrically converted by the light receiving element 8 to obtain a light reception pulse signal S4 (current signal) which is a current signal.

受光パルス信号S4は、アンプ9で、電流電圧変換及び増幅を行われて、電圧信号である増幅パルス信号S5(電圧信号)となる。コンパレータ10の一方の入力端子(例えばプラス端子)に入力される増幅パルス信号S5は、コンパレータ10の他方の入力端子(例えばマイナス端子)に入力される判定レベルSth(所定の第1基準値)と比較され、波形を整形され、コンパレータ出力パルス信号S6として出力される。   The received light pulse signal S4 undergoes current-voltage conversion and amplification by the amplifier 9, and becomes an amplified pulse signal S5 (voltage signal) which is a voltage signal. The amplified pulse signal S5 input to one input terminal (for example, a positive terminal) of the comparator 10 and the determination level Sth (predetermined first reference value) input to the other input terminal (for example, the negative terminal) of the comparator 10 The waveform is compared, the waveform is shaped, and output as a comparator output pulse signal S6.

即ち、コンパレータ10は、受光パルス信号S4を増幅して生成された増幅パルス信号S5が、予め設定された判定レベルSthを超えたタイミングで、コンパレータ出力パルス信号S6を出力する。   That is, the comparator 10 outputs the comparator output pulse signal S6 at a timing when the amplified pulse signal S5 generated by amplifying the light reception pulse signal S4 exceeds a preset determination level Sth.

コンパレータ出力パルス信号S6は、信号処理回路11において同期タイミングパルス信号S2と比較される。これにより、受光素子8に入射する反射光L3が、発光素子7から上記所定の位置へ投射されるパルス光L2と同期した光であることを確認された上で、コンパレータ出力パルス信号S6に信号処理が施される。信号処理後のコンパレータ出力パルス信号S6は、信号処理回路出力信号S7として、出力回路12へ出力される。信号処理回路出力信号S7のレベルは、上記所定の位置を通過する物体Bの有無に応じて、HiまたはLowとなる。例えば、信号処理回路出力信号S7は、物体Bが上記所定の位置を通過する場合にHiになり、物体Bが上記所定の位置を通過しない場合にLowになる。   The comparator output pulse signal S6 is compared with the synchronization timing pulse signal S2 in the signal processing circuit 11. Thereby, after confirming that the reflected light L3 incident on the light receiving element 8 is synchronized with the pulsed light L2 projected from the light emitting element 7 to the predetermined position, a signal is output to the comparator output pulse signal S6. Processing is performed. The comparator output pulse signal S6 after the signal processing is output to the output circuit 12 as a signal processing circuit output signal S7. The level of the signal processing circuit output signal S7 becomes Hi or Low depending on the presence / absence of the object B passing through the predetermined position. For example, the signal processing circuit output signal S7 becomes Hi when the object B passes the predetermined position, and becomes Low when the object B does not pass the predetermined position.

一方、同期タイミングパルスと同期していない外乱光も、受光素子8により光電変換されて、受光パルス信号S4’として出力される。受光パルス信号S4’は、アンプ9によって電流電圧変換及び増幅が行われて、増幅パルス信号S5’となる。   On the other hand, disturbance light that is not synchronized with the synchronization timing pulse is also photoelectrically converted by the light receiving element 8 and output as a light reception pulse signal S4 '. The received light pulse signal S4 'undergoes current-voltage conversion and amplification by the amplifier 9 to become an amplified pulse signal S5'.

コンパレータ10の一方の入力端子に入力される増幅パルス信号S5’が、上記判定レベルSthを超える場合には、コンパレータ出力パルス信号S6’が、コンパレータ10から信号処理回路111へ出力される。   When the amplified pulse signal S5 'input to one input terminal of the comparator 10 exceeds the determination level Sth, the comparator output pulse signal S6' is output from the comparator 10 to the signal processing circuit 111.

信号処理回路11は、コンパレータ出力パルス信号S6’と、同期タイミングパルス信号S2とを比較する。これにより、信号処理回路11は、コンパレータ出力パルス信号S6’が、同期タイミングパルス信号S2と同期していない(非同期)と判定したうえで、物体の有無を検出する処理の中止を行い、外乱光による誤動作を防止する。物体の有無を検出する処理の中止は、コンパレータ出力パルス信号S6’の信号処理を中止することや、信号処理回路出力信号S7の固定化すること等により行われる。   The signal processing circuit 11 compares the comparator output pulse signal S6 'with the synchronization timing pulse signal S2. As a result, the signal processing circuit 11 determines that the comparator output pulse signal S6 ′ is not synchronized (asynchronous) with the synchronization timing pulse signal S2, and then cancels the processing for detecting the presence or absence of an object, and the disturbance light Prevents malfunction. The process of detecting the presence or absence of an object is stopped by stopping the signal processing of the comparator output pulse signal S6 ', fixing the signal processing circuit output signal S7, or the like.

(判定レベル調整部200)
上述したように、本実施例1のパルス変調型光検出装置50には、図13の従来のパルス変調型光検出装置100には設けられていない判定レベル調整部200が追加されている。
(Determination level adjustment unit 200)
As described above, the pulse modulation type photodetector 50 of the first embodiment is added with the determination level adjustment unit 200 that is not provided in the conventional pulse modulation type photodetector 100 of FIG.

判定レベル調整部200は、増幅パルス信号S5と同期タイミングパルス信号S2とが同期するか否かを判定し、増幅パルス信号S5と同期タイミングパルス信号S2とが同期していないと判定したとき、判定レベルSthを、増幅パルス信号S5に応じた判定レベルSth’に設定する。   The determination level adjustment unit 200 determines whether or not the amplified pulse signal S5 and the synchronization timing pulse signal S2 are synchronized, and determines that the amplified pulse signal S5 and the synchronization timing pulse signal S2 are not synchronized. The level Sth is set to a determination level Sth ′ corresponding to the amplified pulse signal S5.

これにより、パルス光L2が発光されている期間sect_1において、判定レベルSthを、外乱光の影響が考慮された判定レベルSth’とすることが出来るので、上記検出手段は、外乱光の影響が考慮された調整後の判定レベルSth’を用いて、上記所定空間を通過する物体Bの有無を検出することが出来る。   Thereby, in the period sect_1 in which the pulsed light L2 is emitted, the determination level Sth can be set to the determination level Sth ′ in which the influence of disturbance light is taken into account. Therefore, the detection unit takes into consideration the influence of disturbance light. The presence or absence of the object B passing through the predetermined space can be detected using the adjusted determination level Sth ′.

従って、外乱光による誤動作を防止するパルス変調型光検出装置を提供することが出来る。   Therefore, it is possible to provide a pulse modulation type photodetector that prevents malfunction due to disturbance light.

判定レベル調整部200には、増幅パルス信号S5と同期タイミングパルス信号S2とが入力される。次に、同期タイミングパルス信号S2がHiである期間sect_1以外の期間sect_2における増幅パルス信号S5の計測結果に応じて、判定レベル調整信号S200により、判定レベルSthを調整する。   The determination level adjustment unit 200 receives the amplified pulse signal S5 and the synchronization timing pulse signal S2. Next, the determination level Sth is adjusted by the determination level adjustment signal S200 in accordance with the measurement result of the amplified pulse signal S5 in the period sect_2 other than the period sect_1 in which the synchronization timing pulse signal S2 is Hi.

尚、同期タイミングパルス信号S2とは別の他の信号により、期間sect_2を特定できるのであれば、同期タイミングパルス信号S2の代わりに、上記他の信号を用いることが出来る。さらに、増幅パルス信号S5以外の信号、例えば、受光パルス信号S4やコンパレータ出力パルス信号S6等の信号により、外乱光のレベルを計測できるのであれば、増幅パルス信号S5の代わりに、受光パルス信号S4やコンパレータ出力パルス信号S6等の信号を用いることも可能である。   If the period sect_2 can be specified by another signal different from the synchronization timing pulse signal S2, the other signal can be used instead of the synchronization timing pulse signal S2. Further, if the level of disturbance light can be measured by a signal other than the amplified pulse signal S5, for example, a signal such as the received light pulse signal S4 or the comparator output pulse signal S6, the received light pulse signal S4 instead of the amplified pulse signal S5. It is also possible to use a signal such as a comparator output pulse signal S6.

以上のように、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置50は、基本クロック信号S1を変調した同期タイミングパルス信号S2に同期したパルス光L2を、所定の空間に発光する発光素子7と、上記所定の空間を通過する物体Bにより反射されたパルス光L3を含む外光を受光し、該受光した外光に応じた受光パルス信号S4を生成する受光素子8と、受光パルス信号S4を電流電圧変換した増幅パルス信号S5と判定レベルSthとを比較するとともに、増幅パルス信号S5が判定レベルSthより高いとき、上記所定の空間を通過する物体Bが有ることを検出し、増幅パルス信号S5が判定レベルSth以下のとき、上記所定の空間を通過する物体Bが無いことを検出する、コンパレータ10及び信号処理回路11とを備えるパルス変調型光検出装置であって、増幅パルス信号S5と同期タイミングパルス信号S2とが同期するか否かを判定し、増幅パルス信号S5と同期タイミングパルス信号S2とが同期していないと判定したとき、判定レベルSthを、増幅パルス信号S5に応じた値に設定する判定レベル調整部200を備える。   As described above, the pulse modulation type photodetector 50 according to the present embodiment includes the light emitting element 7 that emits the pulsed light L2 synchronized with the synchronization timing pulse signal S2 obtained by modulating the basic clock signal S1 to a predetermined space, and A light receiving element 8 that receives external light including the pulsed light L3 reflected by the object B passing through the predetermined space and generates a light receiving pulse signal S4 corresponding to the received external light, and a light receiving pulse signal S4 as a current The voltage-converted amplified pulse signal S5 is compared with the determination level Sth. When the amplified pulse signal S5 is higher than the determination level Sth, it is detected that there is an object B passing through the predetermined space, and the amplified pulse signal S5 is A pulse including a comparator 10 and a signal processing circuit 11 that detects that there is no object B passing through the predetermined space when the determination level is Sth or less. When the modulated light detection device determines whether the amplified pulse signal S5 and the synchronization timing pulse signal S2 are synchronized, and determines that the amplified pulse signal S5 and the synchronization timing pulse signal S2 are not synchronized The determination level adjustment unit 200 sets the determination level Sth to a value corresponding to the amplified pulse signal S5.

〔パルス変調型光検出装置の実施例1〕
本実施形態に係るパルス変調型光検出装置の実施例1について、図2及び図3に基づいて説明する。なお、本実施例1において説明すること以外の構成は、上記〔パルス変調型光検出装置の基本構成〕と同じである。また、説明の便宜上、上記〔パルス変調型光検出装置の基本構成〕の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 1 of Pulse Modulation Photodetector]
Example 1 of the pulse modulation type photodetecting device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The configuration other than that described in the first embodiment is the same as the above [Basic Configuration of Pulse Modulation Photodetector]. Further, for convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawing of [Basic structure of pulse modulation type photodetection device] are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted.

図2は、本実施例1に係るパルス変調型光検出装置51のブロック図である。図3は、本実施例1に係るパルス変調型光検出装置51の動作を説明するための波形図である。   FIG. 2 is a block diagram of the pulse modulation type photodetector 51 according to the first embodiment. FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the pulse modulation type photodetecting device 51 according to the first embodiment.

パルス変調型光検出装置51は、図1のパルス変調型光検出装置50の判定レベル調整部200について、より詳細に記載したパルス変調型光検出装置である。   The pulse modulation type photo detector 51 is a pulse modulation type photo detector described in more detail with respect to the determination level adjustment unit 200 of the pulse modulation type photo detector 50 of FIG.

図2の判定レベル調整部200は、コンパレータ201(第1比較手段)と、記憶部202(記憶手段)と、スイッチSW203(信号切替手段)とは、スイッチSW116(基準値増加手段)と、判定レベルシフト電圧Sth2(第1所定値)を出力する電源とを備えている。   2 includes a comparator 201 (first comparison unit), a storage unit 202 (storage unit), a switch SW203 (signal switching unit), a switch SW116 (reference value increasing unit), and a determination. And a power supply that outputs a level shift voltage Sth2 (first predetermined value).

コンパレータ201は、増幅パルス信号S5と外乱光判定レベルSthN(所定の第2基準値)とを比較し、S5>SthNの条件を充足する時にノイズ検知信号S201(図3ではHi)を出力する。   The comparator 201 compares the amplified pulse signal S5 with the disturbance light determination level SthN (predetermined second reference value), and outputs a noise detection signal S201 (Hi in FIG. 3) when the condition of S5> SthN is satisfied.

記憶部202は、ノイズ検知信号S201が一度でも出力されれば、これを記憶し、ノイズ判定信号S202(判定レベル調整信号S200に相当)を出力して保持する(図3ではHi)。スイッチSW203は、同期タイミングパルス信号S2によりON・OFFを制御され、同期タイミングパルス信号S2がHiである期間sect_1の間はONする。これにより、スイッチSW116は、ノイズ判定信号S202によりON・OFFを制御される。   If the noise detection signal S201 is output even once, the storage unit 202 stores the noise detection signal S201 and outputs and holds the noise determination signal S202 (corresponding to the determination level adjustment signal S200) (Hi in FIG. 3). The switch SW203 is controlled to be turned ON / OFF by the synchronization timing pulse signal S2, and is turned ON during a period sto_1 in which the synchronization timing pulse signal S2 is Hi. As a result, the switch SW116 is controlled to be turned ON / OFF by the noise determination signal S202.

期間sect_1においてノイズ判定信号S202が出力されていれば(図3に示すようにHiであれば)、スイッチSW116はOFFする。これにより、判定レベルを、Sthから、Sth’=Sth+Sth2に変更(シフト)する。   If the noise determination signal S202 is output in the period sect_1 (if it is Hi as shown in FIG. 3), the switch SW116 is turned off. As a result, the determination level is changed (shifted) from Sth to Sth ′ = Sth + Sth2.

尚、期間sect_1においてノイズ検知信号S201が出力されていなければ(Lowであれば)、及び、期間sect_2では、スイッチSW116はONしている。従って、コンパレータ10の他方の入力端子における判定レベルは、Sthとなる。   Note that if the noise detection signal S201 is not output in the period sect_1 (if Low), and the switch SW116 is ON in the period sect_2. Therefore, the determination level at the other input terminal of the comparator 10 is Sth.

期間sect_1が終了すると、同期タイミングパルス信号S2により記憶部202がリセットされて、記憶部202は、ノイズ判定信号S202の出力を中止する(図3では、リセットによりノイズ判定信号S202がLowとなっている)。また、期間sect_1が終了しているので、スイッチSW203はOFFされるとともに、スイッチSW116はONされる。   When the period sect_1 ends, the storage unit 202 is reset by the synchronization timing pulse signal S2, and the storage unit 202 stops outputting the noise determination signal S202 (in FIG. 3, the noise determination signal S202 becomes Low by resetting). ) Further, since the period sect_1 has ended, the switch SW203 is turned off and the switch SW116 is turned on.

尚、増幅パルス信号S5と外乱光判定レベルSthNとを比較して期間sect_1で判定レベルSthを調整可能であれば、判定レベル調整部200、スイッチSW116、及び判定レベルシフト電圧Sth2を出力する電源の構成は、本実施例1の構成に限らない。   If the amplified pulse signal S5 and the ambient light determination level SthN can be compared and the determination level Sth can be adjusted in the period stt_1, the determination level adjustment unit 200, the switch SW116, and the power supply that outputs the determination level shift voltage Sth2 The configuration is not limited to the configuration of the first embodiment.

以上のように、本実施例1に係るパルス変調型光検出装置51では、判定レベル調整手段200は、さらに、増幅パルス信号S5を入力とし、増幅パルス信号S5が外乱光判定レベルSthNより高いとき、増幅パルス信号S5が外乱光判定レベルSthNより高いことを示す第1信号を出力するともに、増幅パルス信号S5が外乱光判定レベルSthN以下のとき、増幅パルス信号S5が外乱光判定レベルSthN以下であることを示す第2信号を出力するコンパレータ201と、パルス光L2が発光されるときのみ、コンパレータ201が出力した信号を導通させるスイッチSW203と、スイッチSW203が導通させた信号が上記第1信号であるとき、判定レベルSthを判定レベルシフト電圧Sth2だけ増加させ、スイッチSW203が導通させた信号が上記第2信号であるとき、判定レベルSthを増加させない基準値増加手段とを備える。   As described above, in the pulse modulation type photodetecting device 51 according to the first embodiment, the determination level adjusting unit 200 further receives the amplified pulse signal S5, and the amplified pulse signal S5 is higher than the disturbance light determination level SthN. The first signal indicating that the amplified pulse signal S5 is higher than the disturbance light determination level SthN is output, and when the amplified pulse signal S5 is equal to or less than the disturbance light determination level SthN, the amplified pulse signal S5 is equal to or less than the disturbance light determination level SthN The comparator 201 that outputs a second signal indicating that it is present, the switch SW203 that conducts the signal output from the comparator 201 only when the pulsed light L2 is emitted, and the signal that is conducted by the switch SW203 is the first signal. At some time, the determination level Sth is increased by the determination level shift voltage Sth2, and the switch SW When 03 were passed signal is the second signal, and a reference value increasing unit that does not increase the determination level Sth.

上記基準値増加手段により、判定レベルSthを判定レベルシフト電圧Sth2だけ増加させることができるので、判定レベルSthを外乱光の影響が考慮された判定レベルSth’とすることが出来る。   Since the determination level Sth can be increased by the determination level shift voltage Sth2 by the reference value increasing means, the determination level Sth can be set to the determination level Sth ′ that takes into account the influence of ambient light.

従って、外乱光による誤動作を防止するパルス変調型光検出装置を提供することが出来る。   Therefore, it is possible to provide a pulse modulation type photodetector that prevents malfunction due to disturbance light.

〔パルス変調型光検出装置の実施例2〕
本実施形態に係るパルス変調型光検出装置の実施例2について、図4及び図5に基づいて説明する。なお、本実施例2において説明すること以外の構成は、上記〔パルス変調型光検出装置の基本構成〕及び上記実施例1と同じである。また、説明の便宜上、上記〔パルス変調型光検出装置の基本構成〕及び上記実施例1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 2 of Pulse Modulation Type Photodetector]
Example 2 of the pulse modulation type photodetecting device according to this embodiment will be described with reference to FIGS. Configurations other than those described in the second embodiment are the same as those in [Basic configuration of pulse modulation type photodetection device] and the first embodiment. Further, for convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the above [Basic structure of pulse modulation type photodetection device] and the drawings of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. To do.

図4は、本実施例2に係るパルス変調型光検出装置52のブロック図である。図5は、本実施例2に係るパルス変調型光検出装置52の動作を説明するための波形図である。   FIG. 4 is a block diagram of the pulse modulation type photodetector 52 according to the second embodiment. FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation of the pulse modulation type photodetecting device 52 according to the second embodiment.

図4の判定レベル調整部200は、ピークホールド回路203(最大値保持手段)である。ピークホールド回路203は、アンプ204、ダイオード205、容量206、基準電圧Vrefを出力する電源207、スイッチSW206,SW207,SW208、及び、可変判定レベルシフト電圧Sth2’(第2所定値)を出力する電源を備えている。   The determination level adjustment unit 200 in FIG. 4 is a peak hold circuit 203 (maximum value holding means). The peak hold circuit 203 includes an amplifier 204, a diode 205, a capacitor 206, a power source 207 that outputs a reference voltage Vref, switches SW206, SW207, and SW208, and a power source that outputs a variable determination level shift voltage Sth2 ′ (second predetermined value). It has.

スイッチSW206は、期間sect_2では、後述する一定時間Tを除いてONする。スイッチSW206のON・OFFは、同期タイミング回路5から出力されるピークホールド制御信号S250により制御される。ピークホールド回路203は、期間sect_2において、増幅パルス信号S5のピーク電圧をホールドする。   The switch SW206 is turned on except for a certain time T described later in the period sect_2. ON / OFF of the switch SW206 is controlled by a peak hold control signal S250 output from the synchronization timing circuit 5. The peak hold circuit 203 holds the peak voltage of the amplified pulse signal S5 in the period sect_2.

ピークホールドされた電圧は、ピークホールド電圧信号S203(判定レベル調整信号S200に相当)として出力され、期間sect_1においてスイッチSW208がONする。これにより、可変判定レベルシフト電圧Sth2’を出力する電源が、ピークホールド電圧信号S203により制御されて、判定レベルが、Sthから、Sth’=Sth+Sth2’に変更(シフト)される。   The peak-held voltage is output as a peak hold voltage signal S203 (corresponding to the determination level adjustment signal S200), and the switch SW208 is turned on in the period sect_1. Thus, the power source that outputs the variable determination level shift voltage Sth2 'is controlled by the peak hold voltage signal S203, and the determination level is changed (shifted) from Sth to Sth' = Sth + Sth2 '.

この時、可変判定レベルシフト電圧Sth2’は、ピークホールド電圧信号S203、即ち、外乱光のピーク値に対して線形的に変化する。これにより、判定レベルSth’を、実施例1のパルス変調型光検出装置51よりも精度よく調整することが可能となる。   At this time, the variable determination level shift voltage Sth2 'changes linearly with respect to the peak hold voltage signal S203, that is, the peak value of the disturbance light. As a result, the determination level Sth ′ can be adjusted with higher accuracy than the pulse modulation type photodetection device 51 of the first embodiment.

また、期間sect_1が終了すれば、スイッチSW208はOFFして、可変判定レベルシフト電圧Sth2’は0となり、判定レベルは、Sth’からSthになる。   When the period sect_1 ends, the switch SW208 is turned OFF, the variable determination level shift voltage Sth2 'becomes 0, and the determination level changes from Sth' to Sth.

これとともに、期間sect_1の終了後に、同期タイミング回路5から出力される容量放電信号S251により、スイッチSW207を一定時間TだけONさせる。これにより、容量206を放電してピークホールド電圧信号S203をLowにする。   At the same time, after the period sect_1 ends, the switch SW207 is turned on for a predetermined time T by the capacitive discharge signal S251 output from the synchronous timing circuit 5. As a result, the capacitor 206 is discharged and the peak hold voltage signal S203 is set to Low.

一定時間Tは、期間sect_2に含まれるが、スイッチSW206は、一定時間Tにおいては、期間sect_1と同様に、OFFを保持する。容量206の放電終了後にスイッチSW207がOFFし、スイッチSW206がONになり次第、ピークホールド回路203は、増幅パルス信号S5のピーク電圧のホールドを再開する。   The fixed time T is included in the period sect_2, but the switch SW206 maintains OFF in the fixed time T, similarly to the period sect_1. As soon as the switch SW207 is turned off and the switch SW206 is turned on after the discharge of the capacitor 206, the peak hold circuit 203 resumes holding the peak voltage of the amplified pulse signal S5.

尚、外乱光のピーク値を取得して、可変判定レベルシフト電圧Sth2’を制御可能であれば、判定レベル調整部200、及び可変判定レベルシフト電圧Sth2’を出力する電源の構成は、本実施例2の構成に限らない。   Note that the configuration of the power supply that outputs the determination level adjustment unit 200 and the variable determination level shift voltage Sth2 ′ if the peak value of disturbance light can be acquired and the variable determination level shift voltage Sth2 ′ can be controlled is described in this embodiment. The configuration is not limited to Example 2.

以上のように、本実施例2に係るパルス変調型光検出装置52では、判定レベル調整手段200は、さらに、増幅パルス信号S5の最大値を保持するピークホールド回路203を備え、パルス光L2が発光されるとき、判定レベルSthを、ピークホールド回路203が保持する最大値に応じた可変判定レベルシフト電圧Sth2’だけ増加させてもよい。可変判定レベルシフト電圧Sth2’は、上記ピーク値に応じて線形的に変化するので、判定レベルを精度よく調整することが可能となる。   As described above, in the pulse modulation type photodetecting device 52 according to the second embodiment, the determination level adjusting unit 200 further includes the peak hold circuit 203 that holds the maximum value of the amplified pulse signal S5, and the pulsed light L2 is When light is emitted, the determination level Sth may be increased by the variable determination level shift voltage Sth2 ′ corresponding to the maximum value held by the peak hold circuit 203. Since the variable determination level shift voltage Sth2 'varies linearly according to the peak value, the determination level can be adjusted with high accuracy.

〔パルス変調型光検出装置の実施例3〕
本実施形態に係るパルス変調型光検出装置の実施例3について、図6及び図7に基づいて説明する。なお、本実施例3において説明すること以外の構成は、上記〔パルス変調型光検出装置の基本構成〕及び上記実施例1,2と同じである。また、説明の便宜上、上記〔パルス変調型光検出装置の基本構成〕及び上記実施例1,2の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 3 of Pulse Modulation Photodetector]
Example 3 of the pulse modulation type photodetecting device according to this embodiment will be described with reference to FIGS. The configurations other than those described in the third embodiment are the same as those in the above [Basic configuration of pulse modulation type photodetection device] and the first and second embodiments. For convenience of explanation, members having the same functions as the members shown in the drawings of the above [Basic structure of pulse modulation type photodetection device] and the first and second embodiments are given the same reference numerals, and the explanation thereof is omitted. Is omitted.

図6は、本実施例3に係るパルス変調型光検出装置53のブロック図である。図7は、本実施例3に係るパルス変調型光検出装置53の動作を説明するための波形図である。   FIG. 6 is a block diagram of the pulse modulation type photodetecting device 53 according to the third embodiment. FIG. 7 is a waveform diagram for explaining the operation of the pulse modulation type photodetecting device 53 according to the third embodiment.

図6の判定レベル調整部200は、積分回路208(積分手段)と、コンパレータ201と、記憶部210と、外乱光判定レベルSthNを出力する電源と、スイッチSW209とスイッチSW116と、判定レベルシフト電圧Sth2を出力する電源と、を備えている。   6 includes an integration circuit 208 (integration means), a comparator 201, a storage unit 210, a power source that outputs a disturbance light determination level SthN, a switch SW209, a switch SW116, and a determination level shift voltage. And a power supply for outputting Sth2.

また、積分回路208は、アンプ211、電流源212,213(第1の電流源、第2の電流源)、容量214、及びスイッチSW210をさらに有している。   The integrating circuit 208 further includes an amplifier 211, current sources 212 and 213 (first current source and second current source), a capacitor 214, and a switch SW210.

積分回路208は、増幅パルス信号S5を積分して出力する。この時、アンプ211の非反転入力端子(+)には、増幅パルス信号S5が入力され、アンプ211の反転入力端子(−)には、積分回路出力信号S204が入力される。これにより、S5>S204の場合は、電流源212が容量214を充電し、S5<S204の場合は、電流源213が容量214を放電する。   The integrating circuit 208 integrates and outputs the amplified pulse signal S5. At this time, the amplified pulse signal S5 is input to the non-inverting input terminal (+) of the amplifier 211, and the integration circuit output signal S204 is input to the inverting input terminal (−) of the amplifier 211. Thus, when S5> S204, the current source 212 charges the capacitor 214, and when S5 <S204, the current source 213 discharges the capacitor 214.

ここで、電流源212の電流値は、電流源213の電流値よりも大きく設定されており、増幅パルス信号S5が、周期的なノイズが増幅されて生成された信号である場合は、積分回路出力信号S204のレベルは、時間が経過するにつれて上昇する。   Here, when the current value of the current source 212 is set to be larger than the current value of the current source 213, and the amplified pulse signal S5 is a signal generated by amplifying periodic noise, the integration circuit The level of the output signal S204 increases as time passes.

コンパレータ201は、積分回路出力信号S204と外乱光判定レベルSthNとを比較し、ノイズ検知信号S205を出力する(図7ではHiである)。   The comparator 201 compares the integration circuit output signal S204 with the disturbance light determination level SthN and outputs a noise detection signal S205 (in FIG. 7, it is Hi).

記憶部210は、ノイズ検知信号S205が一度でも出力されれば、これを記憶し、ノイズ判定信号S206(判定レベル調整信号S200に相当)を出力し保持する(図7ではHi)。スイッチSW209は、同期タイミングパルス信号S2によりON・OFFを制御され、同期タイミングパルス信号S2がHiである期間sect_1の間はONする。これにより、スイッチSW116は、ノイズ判定信号S206によりON・OFFを制御される。   If the noise detection signal S205 is output even once, the storage unit 210 stores it and outputs and holds the noise determination signal S206 (corresponding to the determination level adjustment signal S200) (Hi in FIG. 7). The switch SW209 is controlled to be turned on and off by the synchronization timing pulse signal S2, and is turned on during a period stt_1 in which the synchronization timing pulse signal S2 is Hi. As a result, the switch SW116 is controlled to be turned ON / OFF by the noise determination signal S206.

期間sect_1においてノイズ検知信号S205が出力されていれば(図7に示すようにHiであれば)、スイッチSW116はOFFする。これにより、判定レベルを、Sthから、Sth’=Sth+Sth2に変更(シフト)する。   If the noise detection signal S205 is output in the period sect_1 (if it is Hi as shown in FIG. 7), the switch SW116 is turned off. As a result, the determination level is changed (shifted) from Sth to Sth ′ = Sth + Sth2.

尚、期間sect_1においてノイズ検知信号S205が出力されていなければ(Lowであれば)、及び、期間sect_2では、スイッチSW116はONしている。従って、コンパレータ10の他方の入力端子における判定レベルは、Sthとなる。   If the noise detection signal S205 is not output in the period sect_1 (if it is Low), and the switch SW116 is ON in the period sect_2. Therefore, the determination level at the other input terminal of the comparator 10 is Sth.

期間sect_1が終了すると、同期タイミングパルス信号S2により記憶部210がリセットされて、記憶部210は、ノイズ判定信号S206の出力を中止する(図7では、リセットによりノイズ判定信号S206がLowとなっている)。また、期間sect_1が終了しているので、スイッチSW209はOFFされるとともに、スイッチSW116はONされる。   When the period sect_1 ends, the storage unit 210 is reset by the synchronization timing pulse signal S2, and the storage unit 210 stops outputting the noise determination signal S206 (in FIG. 7, the noise determination signal S206 becomes Low due to the reset). ) Further, since the period sect_1 has ended, the switch SW209 is turned off and the switch SW116 is turned on.

また、期間sect_1の終了後に、同期タイミング回路5から出力される容量放電信号S252により、スイッチSW210を一定時間T’だけONさせる。これにより、容量214を放電して積分回路出力信号S204をLowする。容量214の放電後に、スイッチSW210がOFFになり次第、積分回路208は、積分動作を再開する。   In addition, after the end of the period sect_1, the switch SW210 is turned on for a predetermined time T ′ by the capacitive discharge signal S252 output from the synchronous timing circuit 5. As a result, the capacitor 214 is discharged and the integration circuit output signal S204 is lowered. After the discharge of the capacitor 214, as soon as the switch SW210 is turned off, the integration circuit 208 resumes the integration operation.

本実施例3に係るパルス変調型光検出装置53は、積分回路208を用いているので、実施例1に係るパルス変調型光検出装置51に対して、以下の利点を有している。即ち、突発的な単発の外乱光には反応せず、インバータ光のような周期的な外乱光のみを検出できるという利点を有している。   Since the pulse modulation type photodetector 53 according to the third embodiment uses the integration circuit 208, the following advantages are obtained with respect to the pulse modulation type photodetector 51 according to the first embodiment. That is, there is an advantage that only periodic disturbance light such as inverter light can be detected without reacting to sudden single disturbance light.

尚、増幅パルス信号S5を積分して、外乱光判定レベルSthNとを比較することにより、期間sect_1で判定レベルSthを調整可能であれば、判定レベル調整部200、スイッチSW116、及び判定レベルシフト電圧Sth2を出力する電源の構成は、本実施例3の構成に限らない。   Note that if the determination level Sth can be adjusted in the period sect_1 by integrating the amplified pulse signal S5 and comparing with the disturbance light determination level SthN, the determination level adjustment unit 200, the switch SW116, and the determination level shift voltage The configuration of the power supply that outputs Sth2 is not limited to the configuration of the third embodiment.

以上のように、本実施例3に係るパルス変調型光検出装置53では、判定レベル調整部200は、増幅パルス信号S5を積分するとともに、該積分した増幅パルス信号S5をコンパレータ201に出力する積分回路208をさらに備えてもよい。   As described above, in the pulse modulation type photodetector 53 according to the third embodiment, the determination level adjustment unit 200 integrates the amplified pulse signal S5 and integrates the integrated amplified pulse signal S5 to the comparator 201. A circuit 208 may be further provided.

(実施例3の変形例)
本実施形態に係るパルス変調型光検出装置の実施例3の変形例について、図8及び図9に基づいて説明する。
(Modification of Example 3)
A modification of Example 3 of the pulse modulation type photodetecting device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図8は、本変形例に係るパルス変調型光検出装置54のブロック図である。図9は、本変形例に係るパルス変調型光検出装置54の動作を説明するための波形図である。   FIG. 8 is a block diagram of a pulse modulation type photodetection device 54 according to this modification. FIG. 9 is a waveform diagram for explaining the operation of the pulse modulation type photodetection device 54 according to this modification.

図8の判定レベル調整部200は、積分回路208と、可変判定レベルシフト電圧Sth2’を出力する電源とを備えている。   The determination level adjustment unit 200 of FIG. 8 includes an integration circuit 208 and a power source that outputs a variable determination level shift voltage Sth2 '.

そして、積分回路208は、アンプ211、電流源212,213、容量214、及びスイッチSW210,SW211をさらに有している。   The integration circuit 208 further includes an amplifier 211, current sources 212 and 213, a capacitor 214, and switches SW210 and SW211.

積分回路208は、増幅パルス信号S5を積分して出力する。この時、アンプ211の非反転入力端子(+)には、増幅パルス信号S5が入力され、アンプ211の反転入力端子(−)には、積分回路出力信号S204が入力される。これにより、S5>S204の場合は、電流源212が容量214を充電し、S5<S204の場合は、電流源213が容量214を放電する。   The integrating circuit 208 integrates and outputs the amplified pulse signal S5. At this time, the amplified pulse signal S5 is input to the non-inverting input terminal (+) of the amplifier 211, and the integration circuit output signal S204 is input to the inverting input terminal (−) of the amplifier 211. Thus, when S5> S204, the current source 212 charges the capacitor 214, and when S5 <S204, the current source 213 discharges the capacitor 214.

ここで、電流源212の電流値は、電流源213の電流値よりも高く設定されており、増幅パルス信号S5が、周期的なノイズが増幅されて生成された信号である場合は、積分回路出力信号S204のレベルは、時間が経過するにつれて上昇する。   Here, when the current value of the current source 212 is set higher than the current value of the current source 213, and the amplified pulse signal S5 is a signal generated by amplifying periodic noise, an integration circuit is used. The level of the output signal S204 increases as time passes.

また、期間sect_1においてスイッチSW211がONする。これにより、判定レベルシフト電圧Sth2を出力する電源が、積分回路出力信号S204(判定レベル調整信号S200に相当)により制御されて、判定レベルが、Sthから、Sth’=Sth+Sth2’に変更(シフト)される。   Further, the switch SW211 is turned on in the period sect_1. Accordingly, the power source that outputs the determination level shift voltage Sth2 is controlled by the integration circuit output signal S204 (corresponding to the determination level adjustment signal S200), and the determination level is changed (shifted) from Sth to Sth ′ = Sth + Sth2 ′. Is done.

この時、可変判定レベルシフト電圧Sth2’は、積分回路出力信号S204に対して線形的に変化する。これにより、実施例3のパルス変調型光検出装置53よりも精度よく判定レベルを調整することが可能となる。   At this time, the variable determination level shift voltage Sth2 'changes linearly with respect to the integration circuit output signal S204. This makes it possible to adjust the determination level with higher accuracy than the pulse modulation type photodetection device 53 of the third embodiment.

また、期間sect_1が終了すれば、スイッチSW211はOFFして、可変判定レベルシフト電圧Sth2’は0となり、判定レベルは、Sth’からSthになる。   When the period sect_1 ends, the switch SW211 is turned OFF, the variable determination level shift voltage Sth2 'becomes 0, and the determination level changes from Sth' to Sth.

また、期間sect_1の終了後に、同期タイミング回路5から出力される容量放電信号S252により、スイッチSW210を一定時間T’だけONさせる。これにより、容量214を放電して積分回路出力信号S204をLowする。容量214の放電後に、スイッチSW210がOFFになり次第、積分回路208は、積分動作を再開する。   In addition, after the end of the period sect_1, the switch SW210 is turned on for a predetermined time T ′ by the capacitive discharge signal S252 output from the synchronous timing circuit 5. As a result, the capacitor 214 is discharged and the integration circuit output signal S204 is lowered. After the discharge of the capacitor 214, as soon as the switch SW210 is turned off, the integration circuit 208 resumes the integration operation.

本変形例に係るパルス変調型光検出装置54は、積分回路208を用いているので、実施例2に係るパルス変調型光検出装置52に対して、以下の利点を有している。即ち、突発的な単発の外乱光には反応せず、インバータ光のような周期的な外乱光のみを検出できるという利点を有している。   Since the pulse modulation type photodetector 54 according to the present modification uses the integration circuit 208, the pulse modulation type photodetector 54 has the following advantages over the pulse modulation type photodetector 52 according to the second embodiment. That is, there is an advantage that only periodic disturbance light such as inverter light can be detected without reacting to sudden single disturbance light.

尚、増幅パルス信号S5を積分して、その積分値に応じて期間sect_1で判定レベルSthを調整可能であれば、判定レベル調整部200、及び可変判定レベルシフト電圧Sth2’を出力する電源の構成は、本変形例の構成に限らない。   Note that if the amplified pulse signal S5 is integrated and the determination level Sth can be adjusted in the period sect_1 according to the integration value, the determination level adjustment unit 200 and the configuration of the power source that outputs the variable determination level shift voltage Sth2 ′ Is not limited to the configuration of the present modification.

〔容量214〕
ここで、図8及び図10の容量214について考える。代表的な外乱光であるインバータ蛍光灯のノイズの周波数は、50kHz程度である。また、通常、外乱光を受光素子8で受光した際の受光パルス信号S4は微小であるため、受光パルス信号S4を増幅した増幅パルス信号S5も微小な信号となる。
[Capacity 214]
Here, the capacitor 214 in FIGS. 8 and 10 is considered. The frequency of noise of the inverter fluorescent lamp, which is typical disturbance light, is about 50 kHz. In general, since the received light pulse signal S4 when the disturbance light is received by the light receiving element 8 is very small, the amplified pulse signal S5 obtained by amplifying the received light pulse signal S4 is also a very small signal.

例えば、増幅パルス信号S5が、振幅10mVpp、周波数50kHzの信号である場合を考える。この場合、増幅パルス信号S5を複数回、例えば3回積分してピーク値が10mVの積分回路出力信号S204を得るためには、電流源212電流値を1uAとすると、下記容量値C214が必要となる。
C214=1uA×(1/50kHz/2×3)/10mV=3nF (1)
ICチップ等において容量値3nFの容量214を形成すると、ICチップが非常に大面積となり、コスト面で不利となる。
For example, consider a case where the amplified pulse signal S5 is a signal having an amplitude of 10 mVpp and a frequency of 50 kHz. In this case, in order to obtain the integration circuit output signal S204 having a peak value of 10 mV by integrating the amplified pulse signal S5 a plurality of times, for example, three times, assuming that the current value of the current source 212 is 1 uA, the following capacitance value C214 is required. Become.
C214 = 1 uA × (1/50 kHz / 2 × 3) / 10 mV = 3 nF (1)
If the capacitor 214 having a capacitance value of 3 nF is formed in an IC chip or the like, the IC chip becomes very large in area and disadvantageous in terms of cost.

〔パルス変調型光検出装置の実施例4〕
上記〔容量214〕における問題点を解消する実施例である、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置の実施例4について、図10及び図11に基づいて説明する。なお、本実施例4において説明すること以外の構成は、上記〔パルス変調型光検出装置の基本構成〕、上記実施例1〜3、及び上記変形例と同じである。また、説明の便宜上、上記〔パルス変調型光検出装置の基本構成〕、上記実施例1〜3、及び上記変形例の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 4 of Pulse Modulation Photodetector]
Example 4 of the pulse modulation type photodetecting device according to this embodiment, which is an example for solving the problem in [Capacity 214], will be described with reference to FIGS. Configurations other than those described in the fourth embodiment are the same as those described in [Basic configuration of pulse modulation type photodetection device], the first to third embodiments, and the modification. Further, for convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the above [Basic structure of pulse modulation type photodetection device], Examples 1 to 3 and the modified example are denoted by the same reference numerals. A description thereof will be omitted.

図10は、本実施例4に係るパルス変調型光検出装置55のブロック図である。図11は、本実施例4に係るパルス変調型光検出装置55の動作を説明するための波形図である。   FIG. 10 is a block diagram of the pulse modulation type photodetecting device 55 according to the fourth embodiment. FIG. 11 is a waveform diagram for explaining the operation of the pulse modulation type photo detector 55 according to the fourth embodiment.

図10の判定レベル調整部200は、積分回路208と、コンパレータ201と、外乱光判定レベルSthNを出力する電源と、スイッチSW212と、スイッチSW116と、判定レベルシフト電圧Sth2を出力する電源とを備えている。   10 includes an integrating circuit 208, a comparator 201, a power source that outputs an ambient light determination level SthN, a switch SW212, a switch SW116, and a power source that outputs a determination level shift voltage Sth2. ing.

また、積分回路208は、コンパレータ215(第2比較手段)、電流源212,213、容量214、スイッチSW210、及び基準電圧Vrefを出力する電源216をさらに有している。   The integrating circuit 208 further includes a comparator 215 (second comparing means), current sources 212 and 213, a capacitor 214, a switch SW210, and a power source 216 that outputs a reference voltage Vref.

コンパレータ215は、一方の入力端子(例えばプラス端子)に入力される増幅パルス信号S5と、他方の入力端子(例えばマイナス端子)に入力される電源216の基準電圧Vrefとを比較する。増幅パルス信号S5が基準電圧Vrefよりも高い場合は、電流源212が容量214を充電し、増幅パルス信号S5が基準電圧Vrefよりも低い場合は、電流源213が容量214を放電する。   The comparator 215 compares the amplified pulse signal S5 input to one input terminal (for example, a positive terminal) with the reference voltage Vref of the power source 216 input to the other input terminal (for example, the negative terminal). When the amplified pulse signal S5 is higher than the reference voltage Vref, the current source 212 charges the capacitor 214, and when the amplified pulse signal S5 is lower than the reference voltage Vref, the current source 213 discharges the capacitor 214.

ここで、電流源212の電流値は、電流源213の電流値よりも高く設定されており、増幅パルス信号S5が、周期的なノイズが増幅されて生成された信号である場合は、積分回路出力信号S204のレベルは、時間が経過するにつれて上昇する。   Here, when the current value of the current source 212 is set higher than the current value of the current source 213, and the amplified pulse signal S5 is a signal generated by amplifying periodic noise, an integration circuit is used. The level of the output signal S204 increases as time passes.

実施例3に係るパルス変調型光検出装置53では、一方の入力端子に増幅パルス信号S5が入力され、他方の入力端子に積分回路出力信号S204が入力されたアナログアンプとして動作する。このため、実施例3における積分回路出力信号S204の振幅は、増幅パルス信号S5と同程度の振幅となる。   The pulse modulation photodetector 53 according to the third embodiment operates as an analog amplifier in which the amplified pulse signal S5 is input to one input terminal and the integration circuit output signal S204 is input to the other input terminal. For this reason, the amplitude of the integration circuit output signal S204 in the third embodiment is approximately the same as that of the amplified pulse signal S5.

これに対して、本実施例4に係るパルス変調型光検出装置54では、一方の入力端子に増幅パルス信号S5が入力され、他方の入力端子に電源216の基準電圧Vrefが入力されるコンパレータとして動作する。コンパレータ215を用いてデジタル出力することで、本実施例4における積分回路出力信号S204の振幅は、コンパレータ215に供給される電源電圧と同じ振幅となる。   On the other hand, in the pulse modulation type photodetecting device 54 according to the fourth embodiment, as a comparator in which the amplified pulse signal S5 is input to one input terminal and the reference voltage Vref of the power source 216 is input to the other input terminal. Operate. By performing digital output using the comparator 215, the amplitude of the integration circuit output signal S204 in the fourth embodiment has the same amplitude as the power supply voltage supplied to the comparator 215.

コンパレータ215に供給される電源電圧を、例えば3Vと設定すると、容量214の容量値C214は、上記(1)式の10mVを3Vに置き換えて
C214=1uA×(1/50kHz/2×3)/3V=10pF (2)
となる。
When the power supply voltage supplied to the comparator 215 is set to 3V, for example, the capacitance value C214 of the capacitor 214 is obtained by replacing 10 mV in the above equation (1) with 3V by C214 = 1uA × (1/50 kHz / 2 × 3) / 3V = 10pF (2)
It becomes.

従って、容量値C214を非常に小さく出来るので、上記〔容量214〕で述べたICチップの面積についての問題点を解消することが出来る。   Therefore, since the capacitance value C214 can be made very small, the problem concerning the area of the IC chip described in [Capacity 214] can be solved.

積分回路出力信号S204は、コンパレータ201で外乱光判定レベルSthNと比較され、S204>SthNの条件を充足する時に、コンパレータ201からノイズ判定信号S207(判定レベル調整信号S200に相当)を出力する(図11ではHiとなる)。   The integration circuit output signal S204 is compared with the disturbance light determination level SthN by the comparator 201, and outputs a noise determination signal S207 (corresponding to the determination level adjustment signal S200) from the comparator 201 when the condition of S204> SthN is satisfied (FIG. 11 is Hi).

スイッチSW212は、同期タイミングパルス信号S2によりON・OFFを制御され、同期タイミングパルス信号S2がHiである期間sect_1の間はONする。これにより、スイッチSW116は、ノイズ判定信号S207によりON・OFFを制御される。   The switch SW212 is controlled to be turned on and off by the synchronization timing pulse signal S2, and is turned on during a period stt_1 in which the synchronization timing pulse signal S2 is Hi. Accordingly, the switch SW116 is controlled to be turned on / off by the noise determination signal S207.

期間sect_1においてノイズ判定信号S207が出力されていれば(図11に示すようにHiであれば)、スイッチSW116はOFFする。これにより、判定レベルを、Sthから、Sth’=Sth+Sth2に変更(シフト)する。   If the noise determination signal S207 is output in the period sect_1 (if it is Hi as shown in FIG. 11), the switch SW116 is turned off. As a result, the determination level is changed (shifted) from Sth to Sth ′ = Sth + Sth2.

また、期間sect_1の終了後に、同期タイミング回路5から出力される容量放電信号S252により、スイッチSW210を一定時間T’だけONさせる。これにより、容量214を放電して積分回路出力信号S204をLowする。容量214の放電後に、スイッチSW210がOFFになり次第、積分回路208は、積分動作を再開する。   In addition, after the end of the period sect_1, the switch SW210 is turned on for a predetermined time T ′ by the capacitive discharge signal S252 output from the synchronous timing circuit 5. As a result, the capacitor 214 is discharged and the integration circuit output signal S204 is lowered. After the discharge of the capacitor 214, as soon as the switch SW210 is turned off, the integration circuit 208 resumes the integration operation.

本実施例4に係るパルス変調型光検出装置55は、積分回路208を用いているので、実施例2に係るパルス変調型光検出装置52に対して、以下の利点を有している。即ち、突発的な単発の外乱光には反応せず、インバータ光のような周期的な外乱光のみを検出できるという利点を有している。   Since the pulse modulation type photo detection device 55 according to the fourth embodiment uses the integration circuit 208, the following advantages are obtained with respect to the pulse modulation type photo detection device 52 according to the second embodiment. That is, there is an advantage that only periodic disturbance light such as inverter light can be detected without reacting to sudden single disturbance light.

尚、増幅パルス信号S5と電源216の基準電圧Vrefとを比較して得られるデジタル信号を積分して、その積分値を外乱光判定レベルSthNと比較することにより、判定レベルSthを調整可能であれば、判定レベル調整部200、コンパレータ201、スイッチSW212,SW116、及び判定レベルシフト電圧Sth2を出力する電源の構成は、本変形例の構成に限らない。   The determination level Sth can be adjusted by integrating a digital signal obtained by comparing the amplified pulse signal S5 with the reference voltage Vref of the power source 216 and comparing the integrated value with the disturbance light determination level SthN. For example, the configuration of the power source that outputs the determination level adjustment unit 200, the comparator 201, the switches SW212 and SW116, and the determination level shift voltage Sth2 is not limited to the configuration of this modification.

以上のように、本実施例4に係るパルス変調型光検出装置55では、積分回路208は、さらに、一端が、積分回路208の出力に接続され、他端が、電気的に接地される容量214と、増幅パルス信号S5、および、任意に設定された基準電圧Vrefを入力とし、増幅パルス信号S5と基準電圧Vrefとの比較結果に応じたデジタル信号を出力するコンパレータ215と、増幅パルス信号S5とが基準電圧Vrefよりも大きい場合に容量214を充電する電流源212と、増幅パルス信号S5とが基準電圧Vref以下である場合に容量214を放電する、電流源212より電流値が小さい電流源213とを備えてもよい。   As described above, in the pulse modulation type photodetecting device 55 according to the fourth embodiment, the integrating circuit 208 further has one end connected to the output of the integrating circuit 208 and the other end electrically connected to the ground. 214, the amplified pulse signal S5, and an arbitrarily set reference voltage Vref, and a comparator 215 for outputting a digital signal corresponding to the comparison result between the amplified pulse signal S5 and the reference voltage Vref, and the amplified pulse signal S5 Is a current source 212 that charges the capacitor 214 when the voltage is higher than the reference voltage Vref, and a current source that discharges the capacitor 214 when the amplified pulse signal S5 is equal to or lower than the reference voltage Vref. 213 may be provided.

尚、実施例1〜4及び実施例3の変形例において、同期タイミングパルス信号S2とは別の他の信号により、期間sect_2を特定できるのであれば、同期タイミングパルス信号S2の代わりに、上記他の信号を用いることが出来る。さらに、増幅パルス信号S5以外の信号、例えば、受光パルス信号S4やコンパレータ出力パルス信号S6等の信号により、外乱光のレベルを計測できるのであれば、増幅パルス信号S5の代わりに、受光パルス信号S4やコンパレータ出力パルス信号S6等の信号を用いることも可能である。   In the modified examples of the first to fourth embodiments and the third embodiment, if the period sect_2 can be specified by a signal other than the synchronization timing pulse signal S2, the above-mentioned other than the synchronization timing pulse signal S2 can be specified. These signals can be used. Further, if the level of disturbance light can be measured by a signal other than the amplified pulse signal S5, for example, a signal such as the received light pulse signal S4 or the comparator output pulse signal S6, the received light pulse signal S4 instead of the amplified pulse signal S5. It is also possible to use a signal such as a comparator output pulse signal S6.

〔外乱光の特定〕
図15の波形図を見ても明らかなように、同期タイミングパルス信号S102がHiである期間(本実施形態の期間sect_1に相当する)が、外乱光L3’’による増幅パルス信号の周期よりも非常に長い場合は、L3’+L3’’による増幅パルス信号において、複数のパルスが発生する。
[Specification of disturbance light]
As can be seen from the waveform diagram of FIG. 15, the period during which the synchronization timing pulse signal S102 is Hi (corresponding to the period sect_1 in the present embodiment) is longer than the period of the amplified pulse signal due to the disturbance light L3 ″. When it is very long, a plurality of pulses are generated in the amplified pulse signal by L3 ′ + L3 ″.

ここで、上記複数のパルス全てが判定レベルSthを超えれば、コンパレータ出力パルス信号S106’においても複数のパルスが発生する。   Here, if all of the plurality of pulses exceed the determination level Sth, a plurality of pulses are also generated in the comparator output pulse signal S106 '.

図15は、従来のパルス変調型光検出装置に関する図面であるが、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置50〜55において、図15のコンパレータ出力パルス信号S106’と同様のコンパレータ出力パルス信号S6’が生成された場合は、以下に示す検出手段の処理により、誤動作を防止する。   FIG. 15 is a diagram related to a conventional pulse modulation type photodetection device. In the pulse modulation type photodetection devices 50 to 55 according to this embodiment, a comparator output pulse signal similar to the comparator output pulse signal S106 ′ of FIG. When S6 ′ is generated, malfunction is prevented by the processing of the detection means described below.

本実施形態に係るパルス変調型光検出装置50〜55において、上記検出手段は、さらに、増幅パルス信号S5と判定レベルSthとを比較した結果を示す比較結果信号を生成するものであって、上記比較結果信号は、増幅パルス信号S5と判定レベルSthとの大小関係に応じて値が切り替えられるものであり、パルス光L2が発光されている期間sect_1に、上記比較結果信号に複数のパルスが生成されたとき、誤検出したものと判定してもよい。上記所定の空間を通過する物体Bの有無を検出するときに、外乱光が存在しない場合には、パルス光L2が発光されている期間sect_1では、単発のパルスが発生する。このため、信号処理回路11において期間sect_1における、コンパレータ出力パルス信号S6のパルスの数をカウントし、単発か複数かを判定する。これにより、パルス光L2が発光されている期間sect_1に外乱光によって誤検出したものと上記検出手段が判定し、上記所定の空間を通過する上記被検出対象の有無を検出する動作を中止することで、外乱光による誤動作を防止することが可能となる。   In the pulse modulation type photo detectors 50 to 55 according to the present embodiment, the detection means further generates a comparison result signal indicating a result of comparing the amplified pulse signal S5 and the determination level Sth, The comparison result signal is a value that is switched according to the magnitude relationship between the amplified pulse signal S5 and the determination level Sth, and a plurality of pulses are generated in the comparison result signal during the period sect_1 during which the pulsed light L2 is emitted. May be determined to have been erroneously detected. When detecting the presence or absence of the object B passing through the predetermined space, if no disturbance light is present, a single pulse is generated in the period sect_1 during which the pulsed light L2 is emitted. For this reason, the signal processing circuit 11 counts the number of pulses of the comparator output pulse signal S6 in the period sect_1 to determine whether it is single or plural. As a result, the detection means determines that the pulse light L2 is emitted during the period sect_1, which is erroneously detected by disturbance light, and stops the operation of detecting the presence or absence of the detection target passing through the predetermined space. Thus, it is possible to prevent malfunction due to disturbance light.

さらに、信号処理回路11が、外乱光の存在時に物体Bを検出する動作を中止することで、外乱光による誤動作を防止することが可能となる。   Furthermore, the signal processing circuit 11 can prevent the malfunction due to the disturbance light by stopping the operation of detecting the object B when the disturbance light exists.

さらに、外乱光が存在しない状態では、期間sect_1が終了した後(パルス光L2が消失した後)に、遅延時間αが経過すると、コンパレータ出力パルス信号S6のパルスは消失する(比較結果信号の値が切り替わる)。ここで、遅延時間αは、同期タイミングパルス信号S2が発光素子駆動回路6に入力されてから、コンパレータ出力パルス信号S6が出力されるまでに要する時間である。このため、コンパレータ出力パルス信号S6のパルスの消失は、期間sect_1では発生しない。   Further, in the state where no disturbance light exists, the pulse of the comparator output pulse signal S6 disappears (the value of the comparison result signal) when the delay time α elapses after the period sect_1 ends (after the pulse light L2 disappears). Is switched). Here, the delay time α is a time required from when the synchronization timing pulse signal S2 is input to the light emitting element driving circuit 6 to when the comparator output pulse signal S6 is output. For this reason, the disappearance of the pulse of the comparator output pulse signal S6 does not occur in the period sect_1.

一方、図15のコンパレータ出力パルス信号S106’では、同期タイミングパルス信号S102がHiである期間において、パルスの消失が発生する(パルスがHiからLowへ切り替わる箇所が存在する)ことが分かる。   On the other hand, in the comparator output pulse signal S106 'of FIG. 15, it can be seen that the pulse disappears during the period when the synchronization timing pulse signal S102 is Hi (there is a place where the pulse switches from Hi to Low).

ここで、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置50〜55において、上記検出手段は、さらに、増幅パルス信号S5と判定レベルSthとを比較した結果を示す比較結果信号を生成するものであって、上記比較結果信号は、増幅パルス信号S5と判定レベルSthとの大小関係に応じて値が切り替えられるものであり、パルス光L2が発光されている期間sect_1に、上記比較結果信号の値が切り替わったとき、誤検出したものと判定してもよい。上記検出手段は、期間sect_1において、上記比較結果信号の値が切り替われば(即ち、期間sect_1においてコンパレータ出力パルス信号S6のパルスの消失が発生した場合には)、パルス光L2が発光されている期間sect_1に外乱光によって誤検出したものと上記検出手段が判定し、上記所定の空間を通過する物体Bを検出する動作を中止する。こうすることで、外乱光による誤動作を防止することが可能となる。   Here, in the pulse modulation type photo detectors 50 to 55 according to the present embodiment, the detection means further generates a comparison result signal indicating a result of comparing the amplified pulse signal S5 and the determination level Sth. Thus, the value of the comparison result signal is switched according to the magnitude relationship between the amplified pulse signal S5 and the determination level Sth, and the value of the comparison result signal is changed during the period sect_1 during which the pulsed light L2 is emitted. When switching, it may be determined that it is erroneously detected. When the value of the comparison result signal is switched in the period sect_1 (that is, when the pulse of the comparator output pulse signal S6 has disappeared in the period sect_1), the detection unit emits the pulsed light L2. The detection means determines that an error has been detected due to ambient light in the period sect_1, and the operation of detecting the object B passing through the predetermined space is stopped. By doing so, it is possible to prevent malfunction due to ambient light.

〔電子機器〕
本発明の電子機器は、パルス変調型光検出装置50〜55のいずれか1つを備えているので、外乱光による誤動作を防止することが出来る。
〔Electronics〕
Since the electronic apparatus according to the present invention includes any one of the pulse modulation type photo detectors 50 to 55, it is possible to prevent malfunction due to disturbance light.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

本発明のパルス変調型光検出装置は、外乱光による誤動作を防止することができるので、複写機及びプリンタ等のFA及びOA機器、並びにゲーム機といったアミューズメント機器等の電子機器に好適に用いることが出来る。   Since the pulse modulation type photodetection device of the present invention can prevent malfunction due to disturbance light, the pulse modulation type photodetection device can be suitably used for electronic devices such as FA and OA devices such as copying machines and printers, and amusement devices such as game machines. I can do it.

50〜55 パルス変調型光検出装置
1 定電圧回路
2 電源端子
3 GND端子
4 発振回路
5 同期タイミング回路
6 発光素子駆動回路
7 発光素子
8 受光素子
9 アンプ
10 コンパレータ(検出手段)
11 信号処理回路(検出手段)
12 出力回路
13 出力端子
14 負荷
15 電源
200 判定レベル調整部(基準値設定手段)
201 コンパレータ
202 記憶部
203 ピークホールド回路(最大値保持手段)
204 アンプ
205 ダイオード
206 容量
207 電源
208 積分回路(積分手段)
210 記憶部
211 アンプ
212 電流源(第1の電流源)
213 電流源(第2の電流源)
214 容量
215 コンパレータ(第2比較手段)
216 電源
B 物体(被検出対象)
S1 基本クロック信号
S2 同期タイミングパルス信号
S3 発光パルス信号
S4 受光パルス信号(電流信号)
S5 増幅パルス信号(電圧信号)
S5’ 増幅パルス信号
S6 コンパレータ出力パルス信号
S7 信号処理回路出力信号
S250 ピークホールド制御信号
S251,S252 容量放電信号
SW116 スイッチ(基準値増加手段)
SW206〜SW212 スイッチ
SW203 スイッチ(信号切替手段)
Sth 判定レベル(所定の第1基準値)
Sth’ 判定レベル
Sth2 判定レベルシフト電圧(第1所定値)
Sth2’ 可変判定レベルシフト電圧(第2所定値)
SthN 外乱光判定レベル(所定の第2基準値)
sect_1 期間
sect_2 期間(パルス光L2が発光されている期間)
50 to 55 Pulse modulation type photodetection device 1 Constant voltage circuit 2 Power supply terminal 3 GND terminal 4 Oscillation circuit 5 Synchronization timing circuit 6 Light emitting element driving circuit 7 Light emitting element 8 Light receiving element 9 Amplifier 10 Comparator (detection means)
11 Signal processing circuit (detection means)
12 output circuit 13 output terminal 14 load 15 power source 200 determination level adjustment unit (reference value setting means)
201 Comparator 202 Storage Unit 203 Peak Hold Circuit (Maximum Value Holding Unit)
204 Amplifier 205 Diode 206 Capacitance 207 Power supply 208 Integration circuit (integration means)
210 Storage Unit 211 Amplifier 212 Current Source (First Current Source)
213 Current source (second current source)
214 capacity 215 comparator (second comparison means)
216 Power supply B Object (Detection target)
S1 Basic clock signal S2 Synchronization timing pulse signal S3 Light emission pulse signal S4 Light reception pulse signal (current signal)
S5 Amplified pulse signal (voltage signal)
S5 'Amplified pulse signal S6 Comparator output pulse signal S7 Signal processing circuit output signal S250 Peak hold control signal S251, S252 Capacitance discharge signal SW116 switch (reference value increasing means)
SW206 to SW212 switch SW203 switch (signal switching means)
Sth judgment level (predetermined first reference value)
Sth 'determination level Sth2 determination level shift voltage (first predetermined value)
Sth2 ′ variable determination level shift voltage (second predetermined value)
SthN disturbance light determination level (predetermined second reference value)
sect_1 period sect_2 period (period in which the pulsed light L2 is emitted)

Claims (8)

基準となるクロック信号を変調したパルス信号に同期したパルス光を、所定の空間に発光する発光素子と、
上記所定の空間を通過する被検出対象により反射された上記パルス光を含む外光を受光し、該受光した外光に応じた電流信号を生成する受光素子と、
上記電流信号を電流電圧変換した電圧信号と所定の第1基準値とを比較するとともに、上記電圧信号が上記第1基準値より高いとき、上記所定の空間を通過する上記被検出対象が有ることを検出し、上記電圧信号が上記第1基準値以下のとき、上記所定の空間を通過する上記被検出対象が無いことを検出する検出手段とを備えるパルス変調型光検出装置であって、
上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを判定し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定したとき、上記第1基準値を、上記電圧信号に応じた値に設定する基準値設定手段を備えることを特徴とするパルス変調型光検出装置。
A light emitting element that emits, in a predetermined space, pulsed light synchronized with a pulse signal obtained by modulating a reference clock signal;
A light receiving element that receives external light including the pulsed light reflected by the detection target passing through the predetermined space, and generates a current signal according to the received external light;
A voltage signal obtained by current-voltage conversion of the current signal is compared with a predetermined first reference value, and when the voltage signal is higher than the first reference value, there is the detection target passing through the predetermined space. A pulse modulation type photo-detecting device comprising: detecting means for detecting that there is no detection target passing through the predetermined space when the voltage signal is equal to or lower than the first reference value,
It is determined whether or not the voltage signal and the pulse signal are synchronized, and when it is determined that the voltage signal and the pulse signal are not synchronized, the first reference value is a value corresponding to the voltage signal. A pulse modulation type photodetecting device comprising reference value setting means for setting to.
上記基準値設定手段は、さらに、
上記電圧信号を入力とし、上記電圧信号が所定の第2基準値より高いとき、上記電圧信号が所定の第2基準値より高いことを示す第1信号を出力するともに、上記電圧信号が上記第2基準値以下のとき、上記電圧信号が所定の第2基準値以下であることを示す第2信号を出力する第1比較手段と、
上記パルス光が発光されるときのみ、上記第1比較手段が出力した信号を導通させる信号切替手段と、
上記信号切替手段が導通させた信号が上記第1信号であるとき、上記第1基準値を第1所定値だけ増加させ、上記信号切替手段が導通させた信号が上記第2信号であるとき、上記第1基準値を増加させない基準値増加手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載のパルス変調型光検出装置。
The reference value setting means further includes:
When the voltage signal is input, and the voltage signal is higher than a predetermined second reference value, the first signal indicating that the voltage signal is higher than a predetermined second reference value is output, and the voltage signal is First comparison means for outputting a second signal indicating that the voltage signal is equal to or less than a predetermined second reference value when the voltage is equal to or less than two reference values;
Only when the pulsed light is emitted, signal switching means for conducting the signal output from the first comparison means; and
When the signal conducted by the signal switching means is the first signal, the first reference value is increased by a first predetermined value, and the signal conducted by the signal switching means is the second signal, The pulse modulation type photo detection device according to claim 1, further comprising a reference value increasing unit that does not increase the first reference value.
上記基準値設定手段は、さらに、
上記電圧信号の最大値を保持する最大値保持手段を備え、
上記パルス光が発光されるとき、上記第1基準値を、上記最大値保持手段が保持する最大値に応じた第2所定値だけ増加させることを特徴とする請求項1に記載のパルス変調型光検出装置。
The reference value setting means further includes:
A maximum value holding means for holding the maximum value of the voltage signal;
2. The pulse modulation type according to claim 1, wherein when the pulsed light is emitted, the first reference value is increased by a second predetermined value corresponding to the maximum value held by the maximum value holding means. Photodetector.
上記基準値設定手段は、上記電圧信号を積分するとともに、該積分した電圧信号を上記第1比較手段に出力する積分手段をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載のパルス変調型光検出装置。   3. The pulse modulation type photodetection according to claim 2, wherein the reference value setting means further includes integration means for integrating the voltage signal and outputting the integrated voltage signal to the first comparison means. apparatus. 上記積分手段は、さらに、
一端が、上記積分手段の出力に接続され、他端が、電気的に接地される容量と、
上記電圧信号、および、任意に設定された基準電圧を入力とし、上記電圧信号と上記基準電圧との比較結果に応じたデジタル信号を出力する第2比較手段であるコンパレータと、
上記電圧信号が上記基準電圧よりも大きい場合に上記容量を充電する第1の電流源と、
上記電圧信号が上記基準電圧以下である場合に上記容量を放電する、上記第1の電流源より電流値が小さい第2の電流源とを備えることを特徴とする請求項4に記載のパルス変調型光検出装置。
The integration means further includes:
A capacitor having one end connected to the output of the integrating means and the other end electrically grounded;
A comparator which is a second comparison unit that receives the voltage signal and an arbitrarily set reference voltage as input and outputs a digital signal corresponding to a comparison result between the voltage signal and the reference voltage;
A first current source that charges the capacitor when the voltage signal is greater than the reference voltage;
5. The pulse modulation according to claim 4, further comprising: a second current source having a current value smaller than that of the first current source that discharges the capacitor when the voltage signal is equal to or lower than the reference voltage. Type photodetection device.
上記検出手段は、さらに、上記電圧信号と上記第1基準値とを比較した結果を示す比較結果信号を生成するものであって、
上記比較結果信号は、上記電圧信号と上記第1基準値との大小関係に応じて値が切り替えられるものであり、
上記パルス光が発光されている期間に、上記比較結果信号に複数のパルスが生成されたとき、誤検出したものと判定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のパルス変調型光検出装置。
The detection means further generates a comparison result signal indicating a result of comparing the voltage signal with the first reference value,
The comparison result signal is a value that is switched according to the magnitude relationship between the voltage signal and the first reference value.
6. The method according to claim 1, wherein when a plurality of pulses are generated in the comparison result signal during a period in which the pulsed light is emitted, it is determined that an erroneous detection has occurred. Pulse modulation type photo detector.
上記検出手段は、さらに、上記電圧信号と上記第1基準値とを比較した結果を示す比較結果信号を生成するものであって、
上記比較結果信号は、上記電圧信号と上記第1基準値との大小関係に応じて値が切り替えられるものであり、
上記パルス光が発光されている期間に、上記比較結果信号の値が切り替わったとき、誤検出したものと判定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のパルス変調型光検出装置。
The detection means further generates a comparison result signal indicating a result of comparing the voltage signal with the first reference value,
The comparison result signal is a value that is switched according to the magnitude relationship between the voltage signal and the first reference value.
The pulse modulation type according to any one of claims 1 to 5, wherein when the value of the comparison result signal is switched during a period in which the pulsed light is emitted, it is determined that the pulse is erroneously detected. Photodetector.
請求項1〜7のいずれか1項に記載のパルス変調型光検出装置を備えることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the pulse modulation type photodetecting device according to claim 1.
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