JPH031654A - 光学センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学センサに関し、より詳細には、複数の感光
性部材からなり、各部材は個々に結合したキャパシタを
備え、該キャパシタは結合した感光性部材により検知さ
れた入射光に起因する電流でもって充電されたものであ
る光学センサに関する。

〔従来の技術および発明が解決すべき課題〕そのような
センサにおいては、各キャパシタが受ける電荷は、結合
感光部材に投射する光と該電荷が蓄積される時間に応じ
たものとなる。

周知のセンサ、例えば感光部材の直線アレイを備えるラ
イン・スキャン・センサにおいては、各キャパシタによ
り蓄積された電荷はアナログ・シフト・レジスタに移送
され、次いで、センサの出力信号を発する電荷−電流変
換器または電荷−電圧変換器を用いて読み出される。

変換器による読み出しが行われると、キャパシタの「フ
ラッシュ」が行われ、すなわちキャパシタ上の電荷が除
去され、その後はセンサの作動サイクルが繰り返される
。

そのようなセンサに関する問題は、感光部材、例えば感
光ダイオード、が漏れ電流を発生することである。この
漏れ電流は「暗電流」と呼ばれ、入射光に起因する電荷
に加えて結合キャパシタ上の電荷になる。このような漏
れ電流は周囲の温度の上昇とともに急激に増加し、暗電
流電荷は、温度上昇中のセンサの作動において、あるい
は仮に要充電期間が用いられるならば、非常に重要なも
のとなる。このように、暗電流から生じた電荷がセンサ
を飽和し、センサの必要な出力信号をスワフプするとい
うことが起こり得る。このような問題は従来のセンサの
最大作動温度を制限し、ひいてはその使用範囲をも狭め
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、複数の感光性部材と、入射光を発する
源となる光パルスを発する光パルス源と、該光パルス源
からの光パルスを間に挟む複数対の連続パルスを発する
制御パルス源とからなる光学センサが提供される。この
光学センサにおいて、複数の感光部材の各々は個々に結
合したキャパシタを備え、キャパシタは結合感光部材に
より検知された入射光に基づく電流で充電される。連続
パルスの第一は、前記光パルス源からのパルスの発信以
前に各キャパシタを基準レベルまで放電し、連続パルス
の第二は、前記光パルス源から発した先行の光パルスに
よる入射光に基づく電荷をキャパシタから読み出す。

本発明に係るセンサにおいては、制御パルス源からの６
対の連続パルスの第一パルスは、キャパシタからの先行
読み出しに続く期間において、暗電流に基づ（あらゆる
電荷をキャパシタから取り除き、第二パルスは、光パル
ス源からの光パルスに基づき、結合感光部材上にある入
射光に起因するキャパシタ上の電荷の読み出しを行い、
これによって、センサからの必要な出力が、暗電流に起
因するキャパシタ上の電荷によってスワフプされないよ
うにしている。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

〔実施例〕

第１図を参照すると、センサは感光性ダイオードｌＯの
直線状アレイからなり、各ダイオードは結合キャパシタ
１１を充電するように配置されている。ダイオード１０
は、タイマー１３により制御される光パルス源１２から
発する光パルス２に起因する入射光を受ける。タイマー
１３は、制御パルス１をアナログ・シフト・レジスタ１
５に供給する制御パルス発生＃ｉ１４をも制御する。こ
のアナログ・シフト・レジスタ１５には、キャパシタ１
１上の電荷が転送される。レジスタ１５は電荷−電流変
換器または電荷−電圧変換器１６によって読み出され、
変換器１６はセンサの出力信号１７を発信する。

第２図には１、検知された入射光が起因するところのパ
ルス・イルミネーションではなく連続的なイルミネーシ
ョンを用いている従来の光学センサの作動が示されてい
る。示されているように、制御パルス源によって制御パ
ルス１が発せられると、センサのキャパシタは充電を開
始する。この場合の全電荷は、感光性部材上の入射光に
起因する電荷と同部材の漏れ電流に起因する電荷との合
計となる。線Ａはこの合計電荷を示し、線Ｂは漏れ電流
電荷を示す。示されているように、低温下では、合計電
荷（線Ａ）は次の制御パルス１の発信までにはキャパシ
タを飽和させることができず、この時点においてキャパ
シタ上の電荷は読み出され、センサからの必要な出力信
号が求められる。キャパシタはこの作動によって放電さ
れる。示されているように、漏れ電流による電荷はシフ
トを出力信号のレベルにおき、出力信号の判定に対する
補償を受けられるようにする。

第３図は第２図と類似しているが、第３図は高温下にお
ける従来のセンサの作動を示した図である。示されてい
るように、そのような作動の間においては、入射光と漏
れ電流の双方に起因して、もしくは漏れ電流のみに起因
してキャパシタが受けた電荷は、キャパシタを飽和レベ
ルまで充電させ、センサから必要な出力信号を引き出す
ことを不可能にする。

第４図には本発明に係るセンサの作動が示されており、
光パルス源は光パルス２を供給する。感光性部材により
検知された入射光はこの光パルスに起因する。制御パル
ス源は対の制御パルスＩＡおよびｌＢを発する。これら
の制御パルスｌＡ、ＩＢは、パルスＩＡが光パルス源か
らの光パルス２に先行し、パルスＩＢが光パルス２より
後発するように発信時期が定められる。第一制御パルス
ＩＡはキャパシタを放電し、結合感光部材の漏れ電流（
線Ｂ）に起因する電荷をキャパシタから除去する。制御
パルスｌＡが発せられた後、キャパシタは再び充電を始
める。最初は漏れ電流（線Ｂ）から、次いで、光パルス
２が発せられると、光パルス２に起因する結合感光部材
上の入射光から電荷を得る。第２図および第３図に関し
て述べたように、制御パルスＩＢが発せられると、キャ
パシタ上の電荷は必要な出力信号を供給するために読み
出される。第４図から明らかであるように、この時まで
には、キャパシタ上の電荷は飽和レベルまで達していな
い。

本発明に係るセンサは特に光学ディジタイザの読み出し
用に使用するのに適している。−例を第５図に示す。こ
の光学ディジタイザは、ディジタイザ・ディスク１８と
、フラッシュ照明光源１９と、光学センサ２０とからな
る。

センサ２０がディスク１８上のスケールのいかなる動き
・も見逃さないで読み出せるように、スケールをフラッ
シュ照明することが望ましい。そのような読み出しにお
いては、通常、連続してなされるフラッシュの間に合間
がある。この合間は各フラッシュの持続時間に比べて長
く、本発明に係るセンサは、このような合間において感
光性部材の漏れ電流が本センサの満足な作動を妨げない
ようにしている。センサの満足な作動はまた、センサが
消費する平均電力を最小にし、照明パルス用の高ピーク
電力を可能にする。さらに、本センサの温度下降感度の
観点から、本発明に係るセンサは、周囲の温度が１００
度以上にもなる航空機にも用いることができる。

本発明に係るセンサの実施態様においては、光パルスＲ
１９は４ミリ秒毎に４０ｍｓのパルスを発し、感光性部
材の漏れ電流の作用において１゜Ｏ：１のりダクション
を与える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るセンサのブロック図、第２図は低
温における従来のセンサの作動を示す線図、第３図は高
温における従来のセンサの作動を示す線図、第４図は本
発明に係るセンサの作動を示す線図、第５図は光学ディ
ジタイザの概略図である。 〔符号の説明〕 ｌ・・・制御パルス　　　　　　　２・・・光パルス１
０・・・ダイオード　　　　　１１・・・キャパシタ１
２・・・光パルス源　　　　　１３・・・タイマー１４
・・・制御ど々ルス発生源 １５・・・アナログ・シフト・レジスタ１６・・・変換
器　　　　　　　１７・・・出力信号１８・・・ディジ
タイザ・ディスク １９・・・フラッシュ照明光源 ０・・・光学センサ ■ ・・・入射光 ｌ　Ａ、 Ｂ・・・制御パルス ｆ／６′〆 メ々ハｊ 自二二＝ヒ〃

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の感光性部材（１０）と、入射光を発する源
   となる光パルスを発する光パルス源（１２）と、該光パ
   ルス源（１２）からの光パルスを間に挟む複数対の連続
   パルスを発する制御パルス源（１４）とからなる光学セ
   ンサであって、前記複数の感光部材の各々は個々に結合
   したキャパシタ（１１）を備え、該キャパシタは前記結
   合感光部材により検知された入射光に基づく電流で充電
   され、前記連続パルスの第一は、前記光パルス源（１２
   ）からのパルスの発信以前に各キャパシタ（１１）を基
   準レベルまで放電し、前記連続パルスの第二は、前記光
   パルス源（１２）から発した先行の光パルスによる入射
   光に基づく電荷をキャパシタ（１１）から読み出すもの
   である光学センサ。
2. （２）キャパシタ（１１）上の電荷はアナログ・シフト
   ・レジスタ（１５）に転送され、次いで、電荷−電流変
   換器または電荷−電圧変換器（１６）により読み出され
   、センサから出力信号（１７）が発っせられることを特
   徴とする請求項（１）記載の光学センサ。