JP4006954B2 - 検知装置およびこれを用いた電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器において、被検知物の有無を検知する検知装置およびこれを用いた電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の検知装置について、図７および図８を用いて説明する。
【０００３】
図７は従来の検知装置を示す外観斜視図、図８は同回路図であり、同図において、１は発光ダイオード４を備えた発光部、２は発光部１の発光ダイオード４に対応する位置に被検知物３が挿通可能な空隙を介して配されたフォトトランジスタ５を備えた受光部であり、発光部１からの光を受光し、その受光光量の変化を検知して検知信号として出力するものである。
【０００４】
また、６，７は本検知装置を動作させるために必要な電力供給線、８は検知出力を電子機器（図示せず）へ出力する信号線を示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の検知装置においては、発光ダイオード４からの光以外の外光がフォトトランジスタ５で受光された場合、外光がノイズとなり正常な検知出力が得られない可能性があるため、図７に示すように受光部２内でのフォトトランジスタ５の配置場所をフォトトランジスタ５に外光を受光させない深さの凹部９の底部とすることにより外光によるノイズの除去を図っていたが、フォトトランジスタ５への外光対策により受光部２が大型化すると共に、発光ダイオード４とフォトトランジスタ５間の空隙の距離が長くなり発光ダイオード４の所要電力が高くなるという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、検知装置の周辺に外光が存在する場合でも、外光の影響を受けにくい信頼性の高い検知を行うと共に、小型で省電力の検知装置およびこれを用いた電子機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発明は、第一の発光ダイオードと、この第一の発光ダイオードに対応する位置に被検知物が挿通可能な空隙を介して配された第二の発光ダイオードと、上記第一の発光ダイオードと第二の発光ダイオードの一方を発光部とし他方を受光部として送受信する機能を備えると共に、上記受光部の受光信号が上記発光部から発せられる所定の形態の発光信号に基づくものと相違する場合に上記第一の発光ダイオードと第二の発光ダイオードの相互間で発光部と受光部を反転させる機能を備えた制御部からなる検知装置としたものであり、検知装置の周辺に外光が存在する場合でも、受光部の受光信号が発光部から発せられる所定の形態の発光信号に基づくものと相違する場合は、第一の発光ダイオードと第二の発光ダイオードの相互間で発光部と受光部を反転させることにより、外光による受光信号への影響の少ない側を選択して第一、第二の発光ダイオード間の被検知物の有無を検出できるため、外光の影響を受けにくい信頼性の高い検知を行うと共に、第一、第二の発光ダイオード間の距離を短くできて小型で省電力の検知装置を提供することができるという作用を有する。
【００１１】
また、一般に使用される発光ダイオードを発光部および受光部に用い、各々発光部および受光部としての機能を持たせた制御部とすることにより、１組の受発光部を設けるのみでよく、従来の発光ダイオードとフォトダイオードによる受発光部を２組設ける必要がないため、小型の検知装置を提供することができるという作用を有する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の検知装置を用いて被検知物の有無を検知し、その検知信号に応じて所定の動作を行うように設定された電子機器としたものであり、電子機器および検知装置の周辺に外光が存在する場合でも、外光の影響を受けにくい信頼性の高い検知を行うと共に、小型の検知装置を用いることによって、検知装置を電子機器へ装着する場合に、検知装置の配置場所、方向および外光防止用のカバー取付けなどの設計的配慮を行うこと無く自由に設定でき、また、検知装置の小型化に伴い電子機器本体の大型化を抑制することができるという作用を有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
実施の形態１を用いて、本発明について説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態１による検知装置の回路図、図２は同外観斜視図であり、同図において、１１は後述する発光部および受光部としての第一の発光ダイオード１４を備えた第一の発光兼受光部、１２は第一の発光兼受光部１１の第一の発光ダイオード１４に対応する位置に被検知物１３が挿通可能な空隙を介して配された後述する発光部および受光部としての第二の発光ダイオード１５を備えた第二の発光兼受光部である。
【００１６】
１６，１７はトランジスタ、１８，１９，２０，２１，２２，２３はインピーダンス素子としての抵抗、２４，２５は波形整形器を示している。
【００１７】
また、２６，２７は発光部および受光部としての第一，第二の発光ダイオード１４，１５を発光部としてトランジスタ１６，１７にて駆動制御すると共に、第一，第二の発光ダイオード１４，１５を受光部として制御するための制御用信号線である。
【００１８】
２８，２９は発光部および受光部としての第一，第二の発光ダイオード１４，１５を受光部として用いた場合の受光信号の出力用信号線である。
【００１９】
そして、３０は第一，第二の発光兼受光部１１，１２の第一，第二の発光ダイオード１４，１５の一方を発光部とし他方を受光部として送受信する機能と、所定の時間間隔をおいて第一，第二の発光ダイオード１４，１５の相互間で発光部と受光部を反転させる機能、および各々の受光部の受光信号が所定の形態であるか否かを判別する機能を備え、被検知物１３の有無の検知を行う制御部である。
【００２０】
次に、このように構成された本発明の検知装置の制御方法について説明する。
【００２１】
まず、発光部および受光部としての第一，第二の発光ダイオード１４，１５の一方を発光部とし他方を受光部として送受信する制御方法について説明すると、第一の発光兼受光部１１の一方の第一の発光ダイオード１４を発光部とし、第二の発光兼受光部１２の他方の第二の発光ダイオード１５を受光部として送受信する場合、第一の発光兼受光部１１の制御用信号線２６により、トランジスタ１６を“オン”し第一の発光ダイオード１４より発光信号を発光させる。
【００２２】
同時に、第二の発光兼受光部１２の制御用信号線２７により、トランジスタ１７を“オフ”し第二の発光ダイオード１５への電流をストップさせ、そして駆動電流のストップした状態で第二の発光ダイオード１５に受光される第一の発光ダイオード１４からの発光信号で生じる受光電圧を用いて受光信号の出力用信号線２９より出力するように制御されるものである。
【００２３】
また、第一の発光兼受光部１１の一方の第一の発光ダイオード１４を受光部とし、第二の発光兼受光部１２の他方の第二の発光ダイオード１５を発光部として送受信する場合、第二の発光兼受光部１２の制御用信号線２７により、トランジスタ１７を“オン”し第二の発光ダイオード１５より発光信号を発光させる。
【００２４】
同時に、第一の発光兼受光部１１の制御用信号線２６により、トランジスタ１６を“オフ”し第一の発光ダイオード１４への電流をストップさせ、そして駆動電流のストップした状態で第一の発光ダイオード１４に受光される第二の発光ダイオード１５からの発光信号で生じる受光電圧を用いて受光信号の出力用信号線２８より出力するように制御されるものである。
【００２５】
さらに、第一の発光兼受光部１１を発光部とし第二の発光兼受光部１２を受光部として送受信する場合の回路動作を図３のタイミングチャートを用いて説明する。
【００２６】
図３に示すように制御用信号線２６に制御信号“１”または“０”を入力する制御用信号線２６の電位Ｖ１ｉは“１”または“０”となり（図３（ａ）参照）、第一の発光ダイオード１４を駆動するトランジスタ１６を“オン”または“オフ”し、トランジスタ１６が“オン”の時に第一の発光ダイオード１４を順電流制御することにより、第一の発光ダイオード１４から発光される発光信号を制御する。
【００２７】
この時、第一の発光ダイオード１４への印加電圧はＶ１ｄ（図３（ｂ）参照）で示される。
【００２８】
発光部とした第一の発光兼受光部１１と受光部とした第二の発光兼受光部１２間に被検知物１３が存在し発光信号が遮光される場合には、受光部である第二の発光ダイオード１５に第一の発光ダイオード１４より発光された発光信号が受光されないため第二の発光ダイオード１５のアノードとカソード間の電位Ｖ２ｄは発生しない（図３（ｃ）遮光側を参照）、したがって受光信号の出力用信号線２９の電位Ｖ２ｏは変化しない（図３（ｄ）遮光側を参照）。
【００２９】
また、発光部とした第一の発光兼受光部１１と受光部とした第二の発光兼受光部１２間に被検知物１３が存在せず発光信号が透光される場合には、受光部である第二の発光ダイオード１５に第一の発光ダイオード１４より発光された発光信号が受光されるため第二の発光ダイオード１５のアノードとカソード間の電位Ｖ２ｄが発生し（図３（ｃ）透光側を参照）、受光信号の出力用信号線２９の電位Ｖ２ｏは変化する（図３（ｄ）透光側を参照）。
【００３０】
なお、第一の発光兼受光部１１を受光部とし第二の発光兼受光部１２を発光部として送受信する場合の回路動作については、上記説明した第一の発光兼受光部１１を発光部とし第二の発光兼受光部１２を受光部として送受信する場合とは、機能を反転させたのみで回路動作が同じであるので、説明を省略する。
【００３１】
そして、被検知物１３の有無を検知する制御方法について図４の制御フローチャートを用いて説明する。
【００３２】
ステップ１で、制御用信号線２６，２７への制御信号により、一方の第一の発光兼受光部１１を発光部とし第一の発光ダイオード１４より発光信号を発光させ、他方の第二の発光兼受光部１２を受光部とし発光部からの発光信号を第二の発光ダイオード１５により受光させる。
【００３３】
ステップ２で、受光部とした第二の発光兼受光部１２の受光信号の出力用信号線２９からの受光信号の有無を判断させる。
【００３４】
この時、発光部とした第一の発光兼受光部１１と受光部とした第二の発光兼受光部１２間に被検知物１３が存在する場合は、被検知物１３により発光信号が遮光され受光部とした第二の発光兼受光部１２の受光信号の出力用信号線２９からの受光信号は“無し”となり、また、被検知物１３が存在しない場合は、発光信号が透光され受光部とした第二の発光兼受光部１２の受光信号の出力用信号線２９からの受光信号は“有り”となる。
【００３５】
なお、被検知物１３が存在する場合でも、検知装置の周辺に外光が存在すると外光の方向・強さにより受光部とした第二の発光兼受光部１２の受光信号の出力用信号線２９から、発光部からの発光信号の形態とは異なるものの、受光信号が“有り”となる誤った出力をする。
【００３６】
ステップ３で、ステップ２による受光信号の有無を制御部３０内に記憶させる。
【００３７】
ステップ４で、所定の時間間隔をおいて、制御用信号線２６，２７への制御信号により、第一の発光ダイオード１４と第二の発光ダイオード１５の相互間で発光部と受光部を反転させ、他方の第二の発光兼受光部１２を発光部とし第二の発光ダイオード１５より発光信号を発光させ、一方の第一の発光兼受光部１１を受光部とし発光部からの発光信号を第一の発光ダイオード１４により受光させる。
【００３８】
ステップ５で、受光部とした第一の発光兼受光部１１の受光信号の出力用信号線２８からの受光信号の有無を判断させる。
【００３９】
この時、発光部とした第二の発光兼受光部１２と受光部とした第一の発光兼受光部１１間に被検知物１３が存在する場合は、被検知物１３により発光信号が遮光され受光部とした第一の発光兼受光部１１の受光信号の出力用信号線２８からの受光信号は“無し”となり、また、被検知物１３が存在しない場合は、発光信号が透光され受光部とした第一の発光兼受光部１１の受光信号の出力用信号線２８からの受光信号は“有り”となる。
【００４０】
なお、被検知物１３が存在する場合でも、検知装置の周辺に外光が存在すると外光の方向・強さにより受光部とした第一の発光兼受光部１１の受光信号の出力用信号線２８から、発光部からの発光信号の形態とは異なるものの、受光信号が“有り”となる誤った出力をする。
【００４１】
ステップ６で、ステップ５による受光信号の有無を制御部３０内に記憶させる。
【００４２】
ステップ７で、ステップ３とステップ６にて記憶された受光信号の有無が所定の形態であるか否かを判別し、その結果を検知信号として出力する。
【００４３】
すなわち、ステップ３およびステップ６で各々記憶された受光信号の有無の所定の形態のうち、少なくとも一つが受光信号が“無し”の場合は被検知物１３は“有り”と判断させることにより、被検知物１３が存在する場合に、検知装置の周辺に外光が存在して、その外光の方向・強さにより受光部とした第一，第二の発光兼受光部１１，１２のどちらかの受光信号の出力用信号線２８，２９からの受光信号が“有り”となる誤った出力がされても、外光による受光信号への影響の少ない側、すなわち受光信号が“無し”の側を選択させることができ、外光の影響を受けにくい信頼性の高い検知を行うことができる。
【００４４】
なお、これらについては受光部に対する方向性のある外光に対して特に有効なものであるが、被検知物１３が有るにもかかわらず、両方の受光信号が“有り”となっても、双方の受光信号が所定の形態と異なる場合は、検知信号を出力しないものである。
【００４５】
そして、ステップ７が終了するとステップ１から繰り返される。
【００４６】
このように本実施の形態によれば、検知装置の周辺に外光が存在する場合でも、所定の時間間隔をおいて第一の発光ダイオード１４と第二の発光ダイオード１５の相互間で発光部と受光部を反転させると共に、受光部の受光信号が所定の形態であるか否かを判別することにより、外光による受光信号への影響の少ない側を選択して第一，第二の発光ダイオード１４，１５間の被検知物１３の有無を確認できるため、外光の影響を受けにくい信頼性の高い検知を行うと共に、第一，第二の発光ダイオード１４，１５間の距離を短くできて小型で省電力の検知装置を提供することができる。
【００４７】
また、一般に使用される発光ダイオードを発光部および受光部に用い、各々発光部および受光部として機能させる制御部３０とすることにより、１組の受発光部を設けるのみでよく、従来の発光ダイオードとフォトダイオードによる受発光部を２組設ける必要がないため、小型の検知装置を提供することができる。
【００４８】
（実施の形態２）
実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項１記載の発明について説明する。
【００４９】
なお、実施の形態１の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５０】
図５は本発明の実施の形態２による検知装置の回路図であり、実施の形態１で説明したものと異なるのは制御部である。
【００５１】
同図において、１１は発光部および受光部としての第一の発光ダイオード１４を備えた第一の発光兼受光部、１２は第一の発光兼受光部１１の第一の発光ダイオード１４に対応する位置に被検知物１３が挿通可能な空隙を介して配された後述する発光部および受光部としての第二の発光ダイオード１５を備えた第二の発光兼受光部である。
【００５２】
１６，１７はトランジスタ、１８，１９，２０，２１，２２，２３はインピーダンス素子としての抵抗、２４，２５は波形整形器を示している。
【００５３】
また、２６，２７は発光部および受光部としての第一，第二の発光ダイオード１４，１５を発光部としてトランジスタ１６，１７にて駆動制御すると共に、第一，第二の発光ダイオード１４，１５を受光部として制御するための制御用信号線である。
【００５４】
２８，２９は発光部および受光部としての第一，第二の発光ダイオード１４，１５を受光部として用いた場合の受光信号の出力用信号線であることは実施の形態１で説明したものと同じである。
【００５５】
そして、３１は第一，第二の発光兼受光部１１，１２の第一，第二の発光ダイオード１４，１５の一方を発光部とし他方を受光部として送受信する機能と、受光部の受光信号が発光部から発せられる所定の形態のパルス信号やコード化信号による発光信号に基づくものと相違する場合に第一，第二の発光ダイオード１４，１５の相互間で発光部と受光部を反転させる機能を備え、被検知物１３の有無の検知を行う制御部である。
【００５６】
次に、このように構成された本発明の検知装置の制御方法について説明する。
【００５７】
まず、発光部および受光部としての第一，第二の発光ダイオード１４，１５の一方を発光部とし他方を受光部として送受信する制御方法については、実施の形態１で説明したものと同じであるので説明を省略する。
【００５８】
そして、被検知物１３の有無を検知する制御方法について図６の制御フローチャートを用いて説明する。
【００５９】
ステップ１で、制御用信号線２６，２７への制御信号により、一方の第一の発光兼受光部１１を発光部とし第一の発光ダイオード１４より所定の形態のパルス信号やコード化信号による発光信号を発光させ、他方の第二の発光兼受光部１２を受光部とし発光部からの発光信号を第二の発光ダイオード１５により受光させる。
【００６０】
ステップ２で、受光部とした第二の発光兼受光部１２の受光信号の出力用信号線２９からの受光信号の有無を判断させる。
【００６１】
この時、発光部とした第一の発光兼受光部１１と受光部とした第二の発光兼受光部１２間に被検知物１３が存在する場合は、被検知物１３により発光信号が遮光され受光部とした第二の発光兼受光部１２の受光信号の出力用信号線２９からの受光信号は“無し”となり、また、被検知物１３が存在しない場合は、発光信号が透光され受光部とした第二の発光兼受光部１２の受光信号の出力用信号線２９からの受光信号は“有り”となる。
【００６２】
なお、被検知物１３が存在する場合でも、検知装置の周辺に外光が存在すると外光の方向・強さにより受光部とした第二の発光兼受光部１２の受光信号の出力用信号線２９からの受光信号が“有り”となる誤った出力をする。
【００６３】
ステップ３で、ステップ２による受光信号が“無し”の場合は、被検知物１３は“有り”と判断され、その結果を検知信号として出力する。
【００６４】
なお、ステップ３が終了するとステップ１から繰り返される。
【００６５】
ステップ４で、ステップ２による受光信号が“有り”の場合は、受光部の受光信号が発光部から発せられる所定の形態のパルス信号やコード化信号による発光信号に基づくものかどうかを比較する。
【００６６】
ステップ５で、ステップ４による受光信号の比較結果が一致する場合には、被検知物１３は“無し”と判断され、その結果を検知信号として出力する。
【００６７】
なお、ステップ５が終了するとステップ１から繰り返される。
【００６８】
ステップ６で、ステップ４による受光信号の比較結果が相違する場合には、制御用信号線２６，２７への制御信号により、第一の発光ダイオード１４と第二の発光ダイオード１５の相互間で発光部と受光部を反転させ、ステップ１で他方の第二の発光兼受光部１２を発光部とし第二の発光ダイオード１５より発光信号を発光させ、一方の第一の発光兼受光部１１を受光部とし発光部からの発光信号を第一の発光ダイオード１４により受光させる。
【００６９】
このように本実施の形態によれば、検知装置の周辺に外光が存在する場合でも、受光部の受光信号が発光部から発せられる所定の形態の発光信号に基づくものと相違する場合は、第一の発光ダイオード１４と第二の発光ダイオード１５の相互間で発光部と受光部を反転させることにより、外光による受光信号への影響の少ない側を選択して第一，第二の発光ダイオード１４，１５間の被検知物１３の有無を検出できるため、外光の影響を受けにくい信頼性の高い検知を行うと共に、第一，第二の発光ダイオード１４，１５間の距離を短くできて小型で省電力の検知装置を提供することができる。
【００７０】
また、一般に使用される発光ダイオードを発光部および受光部に用い、各々発光部および受光部としての機能を持たせた制御部３１とすることにより、１組の受発光部を設けるのみでよく、従来の発光ダイオードとフォトダイオードによる受発光部を２組設ける必要がないため、小型の検知装置を提供することができる。
【００７１】
なお、上記実施の形態１および実施の形態２において説明した検知装置を電子機器（図示せず）に装着し、被検知物１３の有無を検知し、その検知信号に応じて所定の動作を行うようにすることにより、電子機器および検知装置の周辺に外光が存在する場合でも、外光の影響を受けにくい信頼性の高い検知を行うと共に、小型の検知装置を用いることによって、検知装置を電子機器へ装着する場合に、検知装置の配置場所、方向および外光防止用のカバー取付けなどの設計的配慮を行うこと無く自由に設定でき、また、検知装置の小型化に伴い電子機器本体の大型化を抑制することができるものである。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、検知装置の周辺に外光が存在する場合でも、外光の影響を受けにくい信頼性の高い検知を行うと共に、小型で省電力の検知装置およびこれを用いた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による検知装置の回路図
【図２】同外観斜視図
【図３】同タイミングチャート
【図４】同制御フローチャート
【図５】本発明の実施の形態２による検知装置の回路図
【図６】同制御フローチャート
【図７】従来の検知装置を示す外観斜視図
【図８】同回路図
【符号の説明】
１１ 第一の発光兼受光部
１２ 第二の発光兼受光部
１３ 被検知物
１４ 第一の発光ダイオード
１５ 第二の発光ダイオード
１６，１７ トランジスタ
１８，１９，２０，２１，２２，２３ 抵抗
２４，２５ 波形整形器
２６，２７ 制御用信号線
２８，２９ 出力用信号線
３０，３１ 制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器において、被検知物の有無を検知する検知装置およびこれを用いた電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の検知装置について、図７および図８を用いて説明する。
【０００３】
図７は従来の検知装置を示す外観斜視図、図８は同回路図であり、同図において、１は発光ダイオード４を備えた発光部、２は発光部１の発光ダイオード４に対応する位置に被検知物３が挿通可能な空隙を介して配されたフォトトランジスタ５を備えた受光部であり、発光部１からの光を受光し、その受光光量の変化を検知して検知信号として出力するものである。
【０００４】
また、６，７は本検知装置を動作させるために必要な電力供給線、８は検知出力を電子機器（図示せず）へ出力する信号線を示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の検知装置においては、発光ダイオード４からの光以外の外光がフォトトランジスタ５で受光された場合、外光がノイズとなり正常な検知出力が得られない可能性があるため、図７に示すように受光部２内でのフォトトランジスタ５の配置場所をフォトトランジスタ５に外光を受光させない深さの凹部９の底部とすることにより外光によるノイズの除去を図っていたが、フォトトランジスタ５への外光対策により受光部２が大型化すると共に、発光ダイオード４とフォトトランジスタ５間の空隙の距離が長くなり発光ダイオード４の所要電力が高くなるという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、検知装置の周辺に外光が存在する場合でも、外光の影響を受けにくい信頼性の高い検知を行うと共に、小型で省電力の検知装置およびこれを用いた電子機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発明は、第一の発光ダイオードと、この第一の発光ダイオードに対応する位置に被検知物が挿通可能な空隙を介して配された第二の発光ダイオードと、上記第一の発光ダイオードと第二の発光ダイオードの一方を発光部とし他方を受光部として送受信する機能を備えると共に、上記受光部の受光信号が上記発光部から発せられる所定の形態の発光信号に基づくものと相違する場合に上記第一の発光ダイオードと第二の発光ダイオードの相互間で発光部と受光部を反転させる機能を備えた制御部からなる検知装置としたものであり、検知装置の周辺に外光が存在する場合でも、受光部の受光信号が発光部から発せられる所定の形態の発光信号に基づくものと相違する場合は、第一の発光ダイオードと第二の発光ダイオードの相互間で発光部と受光部を反転させることにより、外光による受光信号への影響の少ない側を選択して第一、第二の発光ダイオード間の被検知物の有無を検出できるため、外光の影響を受けにくい信頼性の高い検知を行うと共に、第一、第二の発光ダイオード間の距離を短くできて小型で省電力の検知装置を提供することができるという作用を有する。
【００１１】
また、一般に使用される発光ダイオードを発光部および受光部に用い、各々発光部および受光部としての機能を持たせた制御部とすることにより、１組の受発光部を設けるのみでよく、従来の発光ダイオードとフォトダイオードによる受発光部を２組設ける必要がないため、小型の検知装置を提供することができるという作用を有する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の検知装置を用いて被検知物の有無を検知し、その検知信号に応じて所定の動作を行うように設定された電子機器としたものであり、電子機器および検知装置の周辺に外光が存在する場合でも、外光の影響を受けにくい信頼性の高い検知を行うと共に、小型の検知装置を用いることによって、検知装置を電子機器へ装着する場合に、検知装置の配置場所、方向および外光防止用のカバー取付けなどの設計的配慮を行うこと無く自由に設定でき、また、検知装置の小型化に伴い電子機器本体の大型化を抑制することができるという作用を有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
実施の形態１を用いて、本発明について説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態１による検知装置の回路図、図２は同外観斜視図であり、同図において、１１は後述する発光部および受光部としての第一の発光ダイオード１４を備えた第一の発光兼受光部、１２は第一の発光兼受光部１１の第一の発光ダイオード１４に対応する位置に被検知物１３が挿通可能な空隙を介して配された後述する発光部および受光部としての第二の発光ダイオード１５を備えた第二の発光兼受光部である。
【００１６】
１６，１７はトランジスタ、１８，１９，２０，２１，２２，２３はインピーダンス素子としての抵抗、２４，２５は波形整形器を示している。
【００１７】
また、２６，２７は発光部および受光部としての第一，第二の発光ダイオード１４，１５を発光部としてトランジスタ１６，１７にて駆動制御すると共に、第一，第二の発光ダイオード１４，１５を受光部として制御するための制御用信号線である。
【００１８】
２８，２９は発光部および受光部としての第一，第二の発光ダイオード１４，１５を受光部として用いた場合の受光信号の出力用信号線である。
【００１９】
そして、３０は第一，第二の発光兼受光部１１，１２の第一，第二の発光ダイオード１４，１５の一方を発光部とし他方を受光部として送受信する機能と、所定の時間間隔をおいて第一，第二の発光ダイオード１４，１５の相互間で発光部と受光部を反転させる機能、および各々の受光部の受光信号が所定の形態であるか否かを判別する機能を備え、被検知物１３の有無の検知を行う制御部である。
【００２０】
次に、このように構成された本発明の検知装置の制御方法について説明する。
【００２１】
まず、発光部および受光部としての第一，第二の発光ダイオード１４，１５の一方を発光部とし他方を受光部として送受信する制御方法について説明すると、第一の発光兼受光部１１の一方の第一の発光ダイオード１４を発光部とし、第二の発光兼受光部１２の他方の第二の発光ダイオード１５を受光部として送受信する場合、第一の発光兼受光部１１の制御用信号線２６により、トランジスタ１６を“オン”し第一の発光ダイオード１４より発光信号を発光させる。
【００２２】
同時に、第二の発光兼受光部１２の制御用信号線２７により、トランジスタ１７を“オフ”し第二の発光ダイオード１５への電流をストップさせ、そして駆動電流のストップした状態で第二の発光ダイオード１５に受光される第一の発光ダイオード１４からの発光信号で生じる受光電圧を用いて受光信号の出力用信号線２９より出力するように制御されるものである。
【００２３】
また、第一の発光兼受光部１１の一方の第一の発光ダイオード１４を受光部とし、第二の発光兼受光部１２の他方の第二の発光ダイオード１５を発光部として送受信する場合、第二の発光兼受光部１２の制御用信号線２７により、トランジスタ１７を“オン”し第二の発光ダイオード１５より発光信号を発光させる。
【００２４】
同時に、第一の発光兼受光部１１の制御用信号線２６により、トランジスタ１６を“オフ”し第一の発光ダイオード１４への電流をストップさせ、そして駆動電流のストップした状態で第一の発光ダイオード１４に受光される第二の発光ダイオード１５からの発光信号で生じる受光電圧を用いて受光信号の出力用信号線２８より出力するように制御されるものである。
【００２５】
さらに、第一の発光兼受光部１１を発光部とし第二の発光兼受光部１２を受光部として送受信する場合の回路動作を図３のタイミングチャートを用いて説明する。
【００２６】
図３に示すように制御用信号線２６に制御信号“１”または“０”を入力する制御用信号線２６の電位Ｖ１ｉは“１”または“０”となり（図３（ａ）参照）、第一の発光ダイオード１４を駆動するトランジスタ１６を“オン”または“オフ”し、トランジスタ１６が“オン”の時に第一の発光ダイオード１４を順電流制御することにより、第一の発光ダイオード１４から発光される発光信号を制御する。
【００２７】
この時、第一の発光ダイオード１４への印加電圧はＶ１ｄ（図３（ｂ）参照）で示される。
【００２８】
発光部とした第一の発光兼受光部１１と受光部とした第二の発光兼受光部１２間に被検知物１３が存在し発光信号が遮光される場合には、受光部である第二の発光ダイオード１５に第一の発光ダイオード１４より発光された発光信号が受光されないため第二の発光ダイオード１５のアノードとカソード間の電位Ｖ２ｄは発生しない（図３（ｃ）遮光側を参照）、したがって受光信号の出力用信号線２９の電位Ｖ２ｏは変化しない（図３（ｄ）遮光側を参照）。
【００２９】
また、発光部とした第一の発光兼受光部１１と受光部とした第二の発光兼受光部１２間に被検知物１３が存在せず発光信号が透光される場合には、受光部である第二の発光ダイオード１５に第一の発光ダイオード１４より発光された発光信号が受光されるため第二の発光ダイオード１５のアノードとカソード間の電位Ｖ２ｄが発生し（図３（ｃ）透光側を参照）、受光信号の出力用信号線２９の電位Ｖ２ｏは変化する（図３（ｄ）透光側を参照）。
【００３０】
なお、第一の発光兼受光部１１を受光部とし第二の発光兼受光部１２を発光部として送受信する場合の回路動作については、上記説明した第一の発光兼受光部１１を発光部とし第二の発光兼受光部１２を受光部として送受信する場合とは、機能を反転させたのみで回路動作が同じであるので、説明を省略する。
【００３１】
そして、被検知物１３の有無を検知する制御方法について図４の制御フローチャートを用いて説明する。
【００３２】
ステップ１で、制御用信号線２６，２７への制御信号により、一方の第一の発光兼受光部１１を発光部とし第一の発光ダイオード１４より発光信号を発光させ、他方の第二の発光兼受光部１２を受光部とし発光部からの発光信号を第二の発光ダイオード１５により受光させる。
【００３３】
ステップ２で、受光部とした第二の発光兼受光部１２の受光信号の出力用信号線２９からの受光信号の有無を判断させる。
【００３４】
この時、発光部とした第一の発光兼受光部１１と受光部とした第二の発光兼受光部１２間に被検知物１３が存在する場合は、被検知物１３により発光信号が遮光され受光部とした第二の発光兼受光部１２の受光信号の出力用信号線２９からの受光信号は“無し”となり、また、被検知物１３が存在しない場合は、発光信号が透光され受光部とした第二の発光兼受光部１２の受光信号の出力用信号線２９からの受光信号は“有り”となる。
【００３５】
なお、被検知物１３が存在する場合でも、検知装置の周辺に外光が存在すると外光の方向・強さにより受光部とした第二の発光兼受光部１２の受光信号の出力用信号線２９から、発光部からの発光信号の形態とは異なるものの、受光信号が“有り”となる誤った出力をする。
【００３６】
ステップ３で、ステップ２による受光信号の有無を制御部３０内に記憶させる。
【００３７】
ステップ４で、所定の時間間隔をおいて、制御用信号線２６，２７への制御信号により、第一の発光ダイオード１４と第二の発光ダイオード１５の相互間で発光部と受光部を反転させ、他方の第二の発光兼受光部１２を発光部とし第二の発光ダイオード１５より発光信号を発光させ、一方の第一の発光兼受光部１１を受光部とし発光部からの発光信号を第一の発光ダイオード１４により受光させる。
【００３８】
ステップ５で、受光部とした第一の発光兼受光部１１の受光信号の出力用信号線２８からの受光信号の有無を判断させる。
【００３９】
この時、発光部とした第二の発光兼受光部１２と受光部とした第一の発光兼受光部１１間に被検知物１３が存在する場合は、被検知物１３により発光信号が遮光され受光部とした第一の発光兼受光部１１の受光信号の出力用信号線２８からの受光信号は“無し”となり、また、被検知物１３が存在しない場合は、発光信号が透光され受光部とした第一の発光兼受光部１１の受光信号の出力用信号線２８からの受光信号は“有り”となる。
【００４０】
なお、被検知物１３が存在する場合でも、検知装置の周辺に外光が存在すると外光の方向・強さにより受光部とした第一の発光兼受光部１１の受光信号の出力用信号線２８から、発光部からの発光信号の形態とは異なるものの、受光信号が“有り”となる誤った出力をする。
【００４１】
ステップ６で、ステップ５による受光信号の有無を制御部３０内に記憶させる。
【００４２】
ステップ７で、ステップ３とステップ６にて記憶された受光信号の有無が所定の形態であるか否かを判別し、その結果を検知信号として出力する。
【００４３】
すなわち、ステップ３およびステップ６で各々記憶された受光信号の有無の所定の形態のうち、少なくとも一つが受光信号が“無し”の場合は被検知物１３は“有り”と判断させることにより、被検知物１３が存在する場合に、検知装置の周辺に外光が存在して、その外光の方向・強さにより受光部とした第一，第二の発光兼受光部１１，１２のどちらかの受光信号の出力用信号線２８，２９からの受光信号が“有り”となる誤った出力がされても、外光による受光信号への影響の少ない側、すなわち受光信号が“無し”の側を選択させることができ、外光の影響を受けにくい信頼性の高い検知を行うことができる。
【００４４】
なお、これらについては受光部に対する方向性のある外光に対して特に有効なものであるが、被検知物１３が有るにもかかわらず、両方の受光信号が“有り”となっても、双方の受光信号が所定の形態と異なる場合は、検知信号を出力しないものである。
【００４５】
そして、ステップ７が終了するとステップ１から繰り返される。
【００４６】
このように本実施の形態によれば、検知装置の周辺に外光が存在する場合でも、所定の時間間隔をおいて第一の発光ダイオード１４と第二の発光ダイオード１５の相互間で発光部と受光部を反転させると共に、受光部の受光信号が所定の形態であるか否かを判別することにより、外光による受光信号への影響の少ない側を選択して第一，第二の発光ダイオード１４，１５間の被検知物１３の有無を確認できるため、外光の影響を受けにくい信頼性の高い検知を行うと共に、第一，第二の発光ダイオード１４，１５間の距離を短くできて小型で省電力の検知装置を提供することができる。
【００４７】
また、一般に使用される発光ダイオードを発光部および受光部に用い、各々発光部および受光部として機能させる制御部３０とすることにより、１組の受発光部を設けるのみでよく、従来の発光ダイオードとフォトダイオードによる受発光部を２組設ける必要がないため、小型の検知装置を提供することができる。
【００４８】
（実施の形態２）
実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項１記載の発明について説明する。
【００４９】
なお、実施の形態１の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５０】
図５は本発明の実施の形態２による検知装置の回路図であり、実施の形態１で説明したものと異なるのは制御部である。
【００５１】
同図において、１１は発光部および受光部としての第一の発光ダイオード１４を備えた第一の発光兼受光部、１２は第一の発光兼受光部１１の第一の発光ダイオード１４に対応する位置に被検知物１３が挿通可能な空隙を介して配された後述する発光部および受光部としての第二の発光ダイオード１５を備えた第二の発光兼受光部である。
【００５２】
１６，１７はトランジスタ、１８，１９，２０，２１，２２，２３はインピーダンス素子としての抵抗、２４，２５は波形整形器を示している。
【００５３】
また、２６，２７は発光部および受光部としての第一，第二の発光ダイオード１４，１５を発光部としてトランジスタ１６，１７にて駆動制御すると共に、第一，第二の発光ダイオード１４，１５を受光部として制御するための制御用信号線である。
【００５４】
２８，２９は発光部および受光部としての第一，第二の発光ダイオード１４，１５を受光部として用いた場合の受光信号の出力用信号線であることは実施の形態１で説明したものと同じである。
【００５５】
そして、３１は第一，第二の発光兼受光部１１，１２の第一，第二の発光ダイオード１４，１５の一方を発光部とし他方を受光部として送受信する機能と、受光部の受光信号が発光部から発せられる所定の形態のパルス信号やコード化信号による発光信号に基づくものと相違する場合に第一，第二の発光ダイオード１４，１５の相互間で発光部と受光部を反転させる機能を備え、被検知物１３の有無の検知を行う制御部である。
【００５６】
次に、このように構成された本発明の検知装置の制御方法について説明する。
【００５７】
まず、発光部および受光部としての第一，第二の発光ダイオード１４，１５の一方を発光部とし他方を受光部として送受信する制御方法については、実施の形態１で説明したものと同じであるので説明を省略する。
【００５８】
そして、被検知物１３の有無を検知する制御方法について図６の制御フローチャートを用いて説明する。
【００５９】
ステップ１で、制御用信号線２６，２７への制御信号により、一方の第一の発光兼受光部１１を発光部とし第一の発光ダイオード１４より所定の形態のパルス信号やコード化信号による発光信号を発光させ、他方の第二の発光兼受光部１２を受光部とし発光部からの発光信号を第二の発光ダイオード１５により受光させる。
【００６０】
ステップ２で、受光部とした第二の発光兼受光部１２の受光信号の出力用信号線２９からの受光信号の有無を判断させる。
【００６１】
この時、発光部とした第一の発光兼受光部１１と受光部とした第二の発光兼受光部１２間に被検知物１３が存在する場合は、被検知物１３により発光信号が遮光され受光部とした第二の発光兼受光部１２の受光信号の出力用信号線２９からの受光信号は“無し”となり、また、被検知物１３が存在しない場合は、発光信号が透光され受光部とした第二の発光兼受光部１２の受光信号の出力用信号線２９からの受光信号は“有り”となる。
【００６２】
なお、被検知物１３が存在する場合でも、検知装置の周辺に外光が存在すると外光の方向・強さにより受光部とした第二の発光兼受光部１２の受光信号の出力用信号線２９からの受光信号が“有り”となる誤った出力をする。
【００６３】
ステップ３で、ステップ２による受光信号が“無し”の場合は、被検知物１３は“有り”と判断され、その結果を検知信号として出力する。
【００６４】
なお、ステップ３が終了するとステップ１から繰り返される。
【００６５】
ステップ４で、ステップ２による受光信号が“有り”の場合は、受光部の受光信号が発光部から発せられる所定の形態のパルス信号やコード化信号による発光信号に基づくものかどうかを比較する。
【００６６】
ステップ５で、ステップ４による受光信号の比較結果が一致する場合には、被検知物１３は“無し”と判断され、その結果を検知信号として出力する。
【００６７】
なお、ステップ５が終了するとステップ１から繰り返される。
【００６８】
ステップ６で、ステップ４による受光信号の比較結果が相違する場合には、制御用信号線２６，２７への制御信号により、第一の発光ダイオード１４と第二の発光ダイオード１５の相互間で発光部と受光部を反転させ、ステップ１で他方の第二の発光兼受光部１２を発光部とし第二の発光ダイオード１５より発光信号を発光させ、一方の第一の発光兼受光部１１を受光部とし発光部からの発光信号を第一の発光ダイオード１４により受光させる。
【００６９】
このように本実施の形態によれば、検知装置の周辺に外光が存在する場合でも、受光部の受光信号が発光部から発せられる所定の形態の発光信号に基づくものと相違する場合は、第一の発光ダイオード１４と第二の発光ダイオード１５の相互間で発光部と受光部を反転させることにより、外光による受光信号への影響の少ない側を選択して第一，第二の発光ダイオード１４，１５間の被検知物１３の有無を検出できるため、外光の影響を受けにくい信頼性の高い検知を行うと共に、第一，第二の発光ダイオード１４，１５間の距離を短くできて小型で省電力の検知装置を提供することができる。
【００７０】
また、一般に使用される発光ダイオードを発光部および受光部に用い、各々発光部および受光部としての機能を持たせた制御部３１とすることにより、１組の受発光部を設けるのみでよく、従来の発光ダイオードとフォトダイオードによる受発光部を２組設ける必要がないため、小型の検知装置を提供することができる。
【００７１】
なお、上記実施の形態１および実施の形態２において説明した検知装置を電子機器（図示せず）に装着し、被検知物１３の有無を検知し、その検知信号に応じて所定の動作を行うようにすることにより、電子機器および検知装置の周辺に外光が存在する場合でも、外光の影響を受けにくい信頼性の高い検知を行うと共に、小型の検知装置を用いることによって、検知装置を電子機器へ装着する場合に、検知装置の配置場所、方向および外光防止用のカバー取付けなどの設計的配慮を行うこと無く自由に設定でき、また、検知装置の小型化に伴い電子機器本体の大型化を抑制することができるものである。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、検知装置の周辺に外光が存在する場合でも、外光の影響を受けにくい信頼性の高い検知を行うと共に、小型で省電力の検知装置およびこれを用いた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による検知装置の回路図
【図２】同外観斜視図
【図３】同タイミングチャート
【図４】同制御フローチャート
【図５】本発明の実施の形態２による検知装置の回路図
【図６】同制御フローチャート
【図７】従来の検知装置を示す外観斜視図
【図８】同回路図
【符号の説明】
１１ 第一の発光兼受光部
１２ 第二の発光兼受光部
１３ 被検知物
１４ 第一の発光ダイオード
１５ 第二の発光ダイオード
１６，１７ トランジスタ
１８，１９，２０，２１，２２，２３ 抵抗
２４，２５ 波形整形器
２６，２７ 制御用信号線
２８，２９ 出力用信号線
３０，３１ 制御部
Claims (2)
- 第一の発光ダイオードと、この第一の発光ダイオードに対応する位置に被検知物が挿通可能な空隙を介して配された第二の発光ダイオードと、上記第一の発光ダイオードと第二の発光ダイオードの一方を発光部とし他方を受光部として送受信する機能を備えると共に、上記受光部の受光信号が上記発光部から発せられる所定の形態の発光信号に基づくものと相違する場合に上記第一の発光ダイオードと第二の発光ダイオードの相互間で発光部と受光部を反転させる機能を備えた制御部からなる検知装置。
- 請求項１記載の検知装置を用いて被検知物の有無を検知し、その検知信号に応じて所定の動作を行うように設定された電子機器。
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