JPH0239267Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、発光素子と受光素子によつて光の
伝送を行う装置における光検出回路に関するもの
である。

発光素子（発光ダイオード）から送出された光
をホトトランジスタなどからなる受光素子で受光
し、光を検出する装置は、物の位置検出その他自
動制御関係の分野で多用されている。

このような装置の問題点の一つとして、光の伝
送路に入り込む光ノイズ（特に外光）の影響を受
けて誤動作を生じやすいことがあげられる。

第１図はかかる問題を一応除去することができ
る光検出回路の従来例を概略図としたもので、１
は発光源となる発光ダイオード、２は周波数が₀
の交流源、３はホトトランジスタよりなる光セン
サー、４は周波数₀を共振周波数としたバンドパ
スフイルタを内蔵しているアンプ、５は整流ダイ
オード、６はコンデンサである。

この回路は発光ダイオード１が周波数₀の周期
で断続的に光を放射し、その放射光を光センサー
３によつて受光して周波数が₀成分の光のみを増
幅し、その増幅出力を整流したものをコンデンサ
６にチヤージすることによつて放射光を検出して
いるので、周波数が₀の発光源以外の外光には応
答せずＳ／Ｎが良い光検出回路とすることができ
る。

しかしながら、耐光ノイズ特性を改善するため
には、受光系のバンドパスフイルタの選択性を高
めると同時に、その中心周波数₀を厳密に調整す
る必要があり、さらに安定した直流電圧を得るた
めには整流回路の時定数を充分大きくする必要が
あるため、発光源に対するレスポンス特性が悪く
なるという欠点があつた。

この考案は、かかる点にかんがみてなされたも
ので、受光系の光検出回路にデジタル回路を採用
することによつて耐光ノイズ特性を向上させると
共に、レスポンス特性も良い光検出回路を提供す
るものである。

以下、この考案の光検出回路について説明す
る。

第２図はこの考案の光検出回路をブロツク図と
したもので、１０はクロツクパルス源、１１は前
記クロツクパルス源１０で駆動されているドライ
ブ回路、１２は発光ダイオードからなる発光素
子、１３はホトトランジスタからなる受光素子、
１４は前記受光素子１３が検出した信号を遅延
し、成形する遅延増幅器、１５はクロツクパルス
と前記遅延増幅器１４の出力の位相差に相当する
パルスを発生する位相差パルス発生器、１６はア
ンドゲート、１７は単安定マルチバイブレータで
ある。

なお、クロツクパルス源１０はクロツクパルス
発生器１０ａと、クロツクパルスのエツジから時
間t₂だけおくれた点で立上がるエツジパルス発生
器１０ｂより形成されている。

つづいて第３図の波形図を参照してこの回路の
動作を説明する。

第３図の波形図は、受光素子１３が光を検出し
ない期間〔Dark〕、光を検出している期間
〔Signal〕及び外光を検出している期間〔Light〕
に分けて記載したもので、まず、発光素子１２と
受光素子１３の間に障害物などがあり受光素子１
３に検出信号が得られない場合について説明す
る。

この期間〔Dark〕では、遅延増幅器１４の出
力は第３図の波形Ａで示すようにＬレベルとなる
ため、位相差パルス発生器１５はクロツクパルス
Ｐと同一の検出パルスＢを出力する。アンドゲー
ト１６ではこの検出パルスＢとエツジパルス発生
器１０ｂのエツジパルスＲが入力されているの
で、その出力にはトリガパルスＴが出力される。
単安定マルチバイブレータ１７の出力パルスはク
ロツクパルスＰの周期ｔより若干長く形成されて
いるので、第１のトリガパルスT₁によつてその
反転出力がＱがＬレベルとなると、これがＨレベ
ルに戻る前に第２のトリガパルスT₂によつてト
リガされるので常にＬレベルとなる。

次に、受光素子１３が発光素子１２の放射光を
受光している期間〔Signal〕について説明する。

この期間では、受光素子１３は発光素子１２の
発光出力Ｐを検出する。この検出信号は遅延増幅
器１４において波形Ａに示すようにt₁だけ遅延さ
れた遅延パルスとして出力され、位相差パルス発
生器１５に入力される。位相差パルス発生器１５
では前記遅延パルスとクロツクパルスＰとの排他
的論理和がとられ、両方の信号レベルが一致しな
いときのみＨレベルとなる検出パルスＢが出力さ
れる。この検出パルスＢと、前記したエツジパル
スＲをアンドゲート１６に入力すると、その出力
は第３図の波形図から明らかなように常にＬレベ
ルとなるためトリガパルスＴは発生せず、したが
つて単安定マルチバイブレータ１７のＱ出力はＨ
レベルとなつて発光素子１２の放射光を検出する
ことができる。

次に、受光素子１３以外の光源から断続した外
光が受光素子１３に入力された期間〔Light〕は、
遅延増幅器１４の出力はハイレベルＨとなるた
め、位相差パルス発生器１５の出力は、クロツク
パルスＰが反転された検出パルスＢが得られる。

この検出パルスＢは次のアンドゲート１６にお
いてエツジパルスＲと論理積をとることによつて
トリガパルスＴが得られる。

したがつて、〔Dark〕期間と同様に単安定マル
チバイブレータ１７がトリガパルスT₁₀，T₂₀に
よつてトリガされ、その反転出力ＱがＬレベルと
なる。

以上の説明からも理解されるように、この考案
の検出回路によればクロツクパルスＰで断続され
た発光素子１２の光以外では検出パルスＢによつ
てエツジパルスＲがアンドゲート１６より抽出さ
れ、単安定マルチバイブレータ１７がトリガされ
ることになるので、出力信号が０となつて耐光ノ
イズ特性が良い。しかも、クロツクパルスＰの周
期を高くすると応答速度をさらに早くすることが
できる。

第４図は第３図のブロツク図を具体化したもの
で、ドライブ回路１１はインバータINVとトラ
ンジスタQ₁によつて構成されクロツクパルスＰ
のＬレベルで発光素子（LED）１２に電流を流
し発光する。遅延増幅器１４は差動アンプOPに
よつて構成され、一方の入力端子には抵抗R₃と
R₄で分圧した基準電圧Vrが供給され、他方の入
力端子にはコンデンサC₁が接続される。受光素
子１３がオンすると、前記コンデンサC₁は抵抗
R₁を介して充電され、オフのとき抵抗R₂を介し
て放電される。この充放電電圧が前記基準電圧
Vrを切る点で出力パルス波形Ａが得られる。な
お、コンデンサC₁はインパルス性のノイズを吸
収することもできる。位相差パルス発生器１５は
排他的論理和素子ex−or₁のみで構成したもので
ある。又、エツジパルス発生器１０ｂは第１，及
び第２の排他的論理和素子ex−or₂，及びex−or₃
と抵抗R₆，R₇，コンデンサC₃，C₄からなる組合
せで形成する。この回路の動作はよく知られてい
るので詳細な説明を省略するが、第１の排他的論
理和素子ex−or₂でクロツクパルスＰを時間t₂だ
け遅延して出力し、第２の排他的論理和素子ex
−or₃でエツジパルスＲを発生するものである。

なお、第４図の回路は一例を示したもので、
NORゲート，ORゲートなど他の論理素子を使用
して形成できることはいうまでもない。

以上説明したように、この考案の光検出回路
は、クロツク信号が入力されている位相差パルス
発生器，ゲート回路，及び遅延増幅器によつて発
光素子の放出光を検出しているので、発光素子か
ら出力されていない光ノイズに対してＳ／Ｎがよ
くなると同時に、クロツク周期を早くすることに
よつて応答特性が早いという利点を有するもので
ある。又、クロツク周波数を変化したときも無調
整で動作し、単純な論理素子によつて構成されて
るので、回路の簡易化が達成できるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光検出回路の概略図、第２図は
この考案の光検出回路のブロツク図、第３図は第
２図の主要波形図、第４図はこの考案の具体的な
回路図である。 図中、１２は発光素子、１３は受光素子、１４
は遅延増幅器、１５は位相差パルス発生器、１６
はアンドゲート、１７は単安定マルチバイブレー
タである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 発光素子と、該発光素子から出力される光を受
   光する受光素子により構成されている光検出回路
   において、前記発光素子を駆動するクロツクパル
   スを形成するクロツク信号源と、前記受光素子の
   出力信号を遅延させる遅延増幅器と、前記遅延増
   幅器の出力と前記クロツクパルスの排他的論理和
   に対応する検出パルスを形成する位相差パルス発
   生器と、該位相差パルス発生器と前記クロツクパ
   ルスのエツジを検出したエツジパルスの論理積を
   形成するゲート回路より構成され、前記ゲート回
   路の出力によつて、再トリガー可能な単安定マル
   チバイブレータを駆動し、前記受光素子で受光さ
   れた光を検出することを特徴とする光検出回路。