JPH0514162A - 光電センサ - Google Patents
光電センサInfo
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- JPH0514162A JPH0514162A JP3192576A JP19257691A JPH0514162A JP H0514162 A JPH0514162 A JP H0514162A JP 3192576 A JP3192576 A JP 3192576A JP 19257691 A JP19257691 A JP 19257691A JP H0514162 A JPH0514162 A JP H0514162A
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- signal switching
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 受光信号を増幅する増幅回路を含めて投光素
子の投光量を自動的に補正できるようにすること。 【構成】 モニタ用及び検出用のフォトダイオード３，
４の出力をマルチプレクサ５，デマルチプレクサ１０を
介してＩ／Ｖ変換器１１，増幅回路１２に共通して通過
させる。そしてそれらを弁別して信号処理と投光量調整
回路に用いることによって光電センサ全体としての投光
量に対応する受光レベルが一定となるようにしている。
子の投光量を自動的に補正できるようにすること。 【構成】 モニタ用及び検出用のフォトダイオード３，
４の出力をマルチプレクサ５，デマルチプレクサ１０を
介してＩ／Ｖ変換器１１，増幅回路１２に共通して通過
させる。そしてそれらを弁別して信号処理と投光量調整
回路に用いることによって光電センサ全体としての投光
量に対応する受光レベルが一定となるようにしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光電センサにおける投光
量の自動補正回路に特徴を有する光電センサに関するも
のである。
量の自動補正回路に特徴を有する光電センサに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】光電センサには投光素子として発光ダイ
オードやレーザダイオード等が使用されている。これら
の投光素子は温度により発光効率が変化し、その変化に
よって検出距離が変動する。従って温度が変化しても投
光素子の発光効率が一定となるように従来から投光量自
動補正回路（ＡＰＣ回路）が用いられている。この投光
量自動補正回路は例えば「現場技術者実践シリーズ３，
オプトディバイス応用ノウハウ、伊藤弘編著、ＣＱ出版
社」の第１０９頁図４−３４等に示されているように、
投光素子の近傍にモニタ用の受光素子を設け、その受光
素子の受光レベルが一定となるように投光素子を駆動す
るものである。
オードやレーザダイオード等が使用されている。これら
の投光素子は温度により発光効率が変化し、その変化に
よって検出距離が変動する。従って温度が変化しても投
光素子の発光効率が一定となるように従来から投光量自
動補正回路（ＡＰＣ回路）が用いられている。この投光
量自動補正回路は例えば「現場技術者実践シリーズ３，
オプトディバイス応用ノウハウ、伊藤弘編著、ＣＱ出版
社」の第１０９頁図４−３４等に示されているように、
投光素子の近傍にモニタ用の受光素子を設け、その受光
素子の受光レベルが一定となるように投光素子を駆動す
るものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように光電センサ
に投光量自動補正回路を付加すれば、温度変化や経年変
化等による投光素子の投光量を補正することができる。
しかしながら光電センサは受光素子の出力を増幅しその
増幅出力を信号処理することによって物体の検知を行っ
ている。従って増幅回路の増幅度に温度による変動があ
れば検出距離は変動してしまうこととなる。従って従来
の光電センサでは、投光素子駆動回路内だけはフィード
バックループになっており投光量を一定に保つことがで
きるが、光電センサとして検出回路を含めて考えればオ
ープンループとなっている。そのため光電センサは増幅
回路等の温度特性に依存してしまうという欠点があっ
た。
に投光量自動補正回路を付加すれば、温度変化や経年変
化等による投光素子の投光量を補正することができる。
しかしながら光電センサは受光素子の出力を増幅しその
増幅出力を信号処理することによって物体の検知を行っ
ている。従って増幅回路の増幅度に温度による変動があ
れば検出距離は変動してしまうこととなる。従って従来
の光電センサでは、投光素子駆動回路内だけはフィード
バックループになっており投光量を一定に保つことがで
きるが、光電センサとして検出回路を含めて考えればオ
ープンループとなっている。そのため光電センサは増幅
回路等の温度特性に依存してしまうという欠点があっ
た。
【０００４】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、光電センサの温度依存特性をな
くすようにすることを技術的課題とする。
なされたものであって、光電センサの温度依存特性をな
くすようにすることを技術的課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、物体検知領域に光を照射する投光素子と、投光素子
より照射された光のうち物体検知領域から得られる反射
光を受光する第１の受光素子と、投光素子の光を直接受
光する第２の受光素子と、第１，第２の受光素子からの
入力をクロック信号に応じて交互に切換える第１の信号
切換手段と、第１の信号切換手段の出力を増幅する増幅
手段と、第１の信号切換手段による第１の受光素子の出
力選択時に増幅手段の出力によって物体検知領域の検知
物を識別する信号処理手段と、第１の信号切換手段にク
ロック信号を出力する発振回路と、第１の信号切換手段
による第２の受光素子の出力選択時に増幅手段の出力を
保持すると共に、その出力が一定レベルとなるように発
振回路の出力に応じて断続的に投光素子を駆動する駆動
手段と、を具備することを特徴とするものである。
は、物体検知領域に光を照射する投光素子と、投光素子
より照射された光のうち物体検知領域から得られる反射
光を受光する第１の受光素子と、投光素子の光を直接受
光する第２の受光素子と、第１，第２の受光素子からの
入力をクロック信号に応じて交互に切換える第１の信号
切換手段と、第１の信号切換手段の出力を増幅する増幅
手段と、第１の信号切換手段による第１の受光素子の出
力選択時に増幅手段の出力によって物体検知領域の検知
物を識別する信号処理手段と、第１の信号切換手段にク
ロック信号を出力する発振回路と、第１の信号切換手段
による第２の受光素子の出力選択時に増幅手段の出力を
保持すると共に、その出力が一定レベルとなるように発
振回路の出力に応じて断続的に投光素子を駆動する駆動
手段と、を具備することを特徴とするものである。
【０００６】本願の請求項３の発明は、物体検知領域に
光を照射する投光素子と、投光素子より照射された光の
うち物体検知領域から得られる反射光を受光する第１の
受光素子と、投光素子の光を直接受光する第２の受光素
子と、第１，第２の受光素子からの入力をクロック信号
に応じて交互に切換える第１の信号切換手段と、第１の
信号切換手段の出力を増幅する増幅手段と、投光素子の
駆動直前の増幅出力を保持する第１のサンプルホールド
回路と、投光素子の投光直後の増幅出力を保持する第２
のサンプルホールド回路と、第１，第２のサンプルホー
ルド回路の出力差をとる差動回路と、第１の信号切換手
段による第１の受光素子の出力選択時に差動回路の出力
によって物体検知領域の検知物を識別する信号処理手段
と、第１の信号切換手段にクロック信号を出力する発振
回路と、第１の信号切換手段による第２の受光素子の出
力選択時に差動回路の出力を保持すると共に、その出力
が一定レベルとなるように発振回路の出力に応じて断続
的に投光素子を駆動する駆動手段と、を具備することを
特徴とするものである。
光を照射する投光素子と、投光素子より照射された光の
うち物体検知領域から得られる反射光を受光する第１の
受光素子と、投光素子の光を直接受光する第２の受光素
子と、第１，第２の受光素子からの入力をクロック信号
に応じて交互に切換える第１の信号切換手段と、第１の
信号切換手段の出力を増幅する増幅手段と、投光素子の
駆動直前の増幅出力を保持する第１のサンプルホールド
回路と、投光素子の投光直後の増幅出力を保持する第２
のサンプルホールド回路と、第１，第２のサンプルホー
ルド回路の出力差をとる差動回路と、第１の信号切換手
段による第１の受光素子の出力選択時に差動回路の出力
によって物体検知領域の検知物を識別する信号処理手段
と、第１の信号切換手段にクロック信号を出力する発振
回路と、第１の信号切換手段による第２の受光素子の出
力選択時に差動回路の出力を保持すると共に、その出力
が一定レベルとなるように発振回路の出力に応じて断続
的に投光素子を駆動する駆動手段と、を具備することを
特徴とするものである。
【０００７】
【作用】このような特徴を有する本願の請求項１の発明
によれば、投光素子が断続的に駆動され検知領域の物体
によってその光が反射され、第１の受光素子及び直接第
２の受光素子に与えられる。そして第１の信号切換手段
によってその出力が切換えられ、いずれも増幅手段を介
して第１の受光素子の出力は信号処理回路、第２の受光
素子の出力は駆動手段に与えられ、投光レベルが一定レ
ベルとなるように制御される。そのため同一の増幅回路
を介して得られる出力が一定となるように制御されるこ
ととなり、投光素子や増幅回路の温度特性や経年変化等
の影響を除くことができる。又本願の請求項３の発明で
は、投光素子による投光前後の増幅出力の差によって物
体検知信号及び光量調節用の信号としてる。そのため低
周波ノイズ等の影響を少なくすることができる。
によれば、投光素子が断続的に駆動され検知領域の物体
によってその光が反射され、第１の受光素子及び直接第
２の受光素子に与えられる。そして第１の信号切換手段
によってその出力が切換えられ、いずれも増幅手段を介
して第１の受光素子の出力は信号処理回路、第２の受光
素子の出力は駆動手段に与えられ、投光レベルが一定レ
ベルとなるように制御される。そのため同一の増幅回路
を介して得られる出力が一定となるように制御されるこ
ととなり、投光素子や増幅回路の温度特性や経年変化等
の影響を除くことができる。又本願の請求項３の発明で
は、投光素子による投光前後の増幅出力の差によって物
体検知信号及び光量調節用の信号としてる。そのため低
周波ノイズ等の影響を少なくすることができる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の一実施例による光電センサの
全体構成を示すブロック図である。本図においてＶ／Ｉ
変換器１は入力電圧を電流に変換するものであって、そ
の出力端には投光素子、例えば発光ダイオード２が接続
される。発光ダイオード２の近傍には図示のように第２
の受光素子であるモニタ用のフォトダイオード３が近接
して取付けられている。又投光素子２の光は物体検知領
域に照射され、物体検知領域に光を反射する物体があれ
ばその反射光は第１の受光素子であるフォトダイオード
４に伝えられる。フォトダイオード３及び４にはアナロ
グマルチプレクサ５が接続される。又この光電センサに
は所定の周期でクロック信号を発振する発振回路６が設
けられる。発振回路６は一定の周期Ｔを有するクロック
信号ＣＫ１及びその出力を分周したクロック信号ＣＫ２
を有している。第１のクロック信号ＣＫ１はアナログス
イッチ７に与えられ、第２のクロック信号ＣＫ２は遅延
回路８及びサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）９に与
えられる。遅延回路８はその出力の立下りを遅延するオ
フディレー型の遅延回路であって、その出力は第１，第
２の信号切換手段であるアナログマルチプレクサ５及び
アナログデマルチプレクサ１０に与えられる。
全体構成を示すブロック図である。本図においてＶ／Ｉ
変換器１は入力電圧を電流に変換するものであって、そ
の出力端には投光素子、例えば発光ダイオード２が接続
される。発光ダイオード２の近傍には図示のように第２
の受光素子であるモニタ用のフォトダイオード３が近接
して取付けられている。又投光素子２の光は物体検知領
域に照射され、物体検知領域に光を反射する物体があれ
ばその反射光は第１の受光素子であるフォトダイオード
４に伝えられる。フォトダイオード３及び４にはアナロ
グマルチプレクサ５が接続される。又この光電センサに
は所定の周期でクロック信号を発振する発振回路６が設
けられる。発振回路６は一定の周期Ｔを有するクロック
信号ＣＫ１及びその出力を分周したクロック信号ＣＫ２
を有している。第１のクロック信号ＣＫ１はアナログス
イッチ７に与えられ、第２のクロック信号ＣＫ２は遅延
回路８及びサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）９に与
えられる。遅延回路８はその出力の立下りを遅延するオ
フディレー型の遅延回路であって、その出力は第１，第
２の信号切換手段であるアナログマルチプレクサ５及び
アナログデマルチプレクサ１０に与えられる。
【０００９】さて図２（ａ）はアナログマルチプレクサ
５の具体的な回路例であり、一対のアナログスイッチ５
ａ，５ｂが入力１，入力２に接続され、その出力が共通
接続されて出力端に接続される。これらのアナログスイ
ッチ５ａ，５ｂは遅延回路８の出力及びその出力を反転
させるインバータ５ｃによって択一的に入力１又は２を
出力端に伝えるものである。こうして選択された出力は
Ｉ／Ｖ変換器１１に与えられる。Ｉ／Ｖ変換器１１は受
光素子であるフォトダイオード３，４の受光電流を電圧
に変換するものであって、その出力は増幅回路１２を介
してアナログデマルチプレクサ１０に伝えられる。デマ
ルチプレクサ１０は図２（ａ）の入出力を逆転させたも
のであって、増幅出力をコンパレータ１３又はサンプル
ホールド回路９に択一的に出力する。ここでアナログマ
ルチプレクサ５によってモニタ用のフォトダイオード３
が選択されているときには、デマルチプレクサ１０の出
力はサンプルホールド回路９に伝えられ、アナログマル
チプレクサ５によって検出用のフォトダイオード４が選
択されているときには、増幅回路１２の出力はコンパレ
ータ１３に伝えられる。コンパレータ１３には図示しな
いゲート回路が組み込まれており、発振出力に同期して
入力信号を所定の閾値レベルで弁別するものであって、
その出力は信号処理回路１４に与えられる。信号処理手
段を構成するコンパレータ１３，信号処理回路１４は通
常の光電センサと同一であり、所定レベルを越える信号
が連続して得られるときに物体検知信号を出力するもの
である。
５の具体的な回路例であり、一対のアナログスイッチ５
ａ，５ｂが入力１，入力２に接続され、その出力が共通
接続されて出力端に接続される。これらのアナログスイ
ッチ５ａ，５ｂは遅延回路８の出力及びその出力を反転
させるインバータ５ｃによって択一的に入力１又は２を
出力端に伝えるものである。こうして選択された出力は
Ｉ／Ｖ変換器１１に与えられる。Ｉ／Ｖ変換器１１は受
光素子であるフォトダイオード３，４の受光電流を電圧
に変換するものであって、その出力は増幅回路１２を介
してアナログデマルチプレクサ１０に伝えられる。デマ
ルチプレクサ１０は図２（ａ）の入出力を逆転させたも
のであって、増幅出力をコンパレータ１３又はサンプル
ホールド回路９に択一的に出力する。ここでアナログマ
ルチプレクサ５によってモニタ用のフォトダイオード３
が選択されているときには、デマルチプレクサ１０の出
力はサンプルホールド回路９に伝えられ、アナログマル
チプレクサ５によって検出用のフォトダイオード４が選
択されているときには、増幅回路１２の出力はコンパレ
ータ１３に伝えられる。コンパレータ１３には図示しな
いゲート回路が組み込まれており、発振出力に同期して
入力信号を所定の閾値レベルで弁別するものであって、
その出力は信号処理回路１４に与えられる。信号処理手
段を構成するコンパレータ１３，信号処理回路１４は通
常の光電センサと同一であり、所定レベルを越える信号
が連続して得られるときに物体検知信号を出力するもの
である。
【００１０】さてサンプルホールド回路９は図２（ｂ）
に示すように、発振回路６のクロック信号ＣＫ２によっ
て動作するアナログスイッチ９ａ及びその出力を保持す
るためのコンデンサＣとボルテージフォロワ９ｂから成
り立っており、その出力は差動・積分回路１５に与えら
れる。差動・積分回路１５は入出力端間に帰還用のコン
デンサが接続された演算増幅器であって、非反転入力端
には基準電圧原Ｖrefが接続されている。差動・積分回
路１５はサンプルホールド回路９の出力が基準電圧Ｖre
f と等しくなるように差動電圧信号を出力するものであ
り、その出力はアナログスイッチ７を介してＶ／Ｉ変換
器１に与えられる。Ｖ／Ｉ変換器１はこの電圧値を電流
に変換して発光ダイオード２を駆動するものである。こ
こでサンプルホールド回路９，差動・積分回路１５，ア
ナログスイッチ７及びＶ／Ｉ変換器１は、第２の受光素
子の受光出力が選択されたときに増幅回路１２の出力を
保持し、その出力が一定となるよう断続的に投光素子を
駆動する駆動手段を構成している。
に示すように、発振回路６のクロック信号ＣＫ２によっ
て動作するアナログスイッチ９ａ及びその出力を保持す
るためのコンデンサＣとボルテージフォロワ９ｂから成
り立っており、その出力は差動・積分回路１５に与えら
れる。差動・積分回路１５は入出力端間に帰還用のコン
デンサが接続された演算増幅器であって、非反転入力端
には基準電圧原Ｖrefが接続されている。差動・積分回
路１５はサンプルホールド回路９の出力が基準電圧Ｖre
f と等しくなるように差動電圧信号を出力するものであ
り、その出力はアナログスイッチ７を介してＶ／Ｉ変換
器１に与えられる。Ｖ／Ｉ変換器１はこの電圧値を電流
に変換して発光ダイオード２を駆動するものである。こ
こでサンプルホールド回路９，差動・積分回路１５，ア
ナログスイッチ７及びＶ／Ｉ変換器１は、第２の受光素
子の受光出力が選択されたときに増幅回路１２の出力を
保持し、その出力が一定となるよう断続的に投光素子を
駆動する駆動手段を構成している。
【００１１】又図３（ｃ）は遅延回路８の一例を示す回
路図であって、クロック信号ＣＫ２をトランジスタＱ１
によって反転しＣＲの時定数回路によって信号を所定時
間遅延させ、インバータ８ａによってその出力を反転さ
せて出力するように構成されている。
路図であって、クロック信号ＣＫ２をトランジスタＱ１
によって反転しＣＲの時定数回路によって信号を所定時
間遅延させ、インバータ８ａによってその出力を反転さ
せて出力するように構成されている。
【００１２】次に本実施例の動作についてタイムチャー
トを参照しつつ説明する。図３は本実施例の各部の波形
を示すタイムチャートであって、（ａ）〜（ｌ）は図１
に示すａ〜ｌの各部の波形を示している。さて発振回路
６は、図３（ａ），（ｂ）に示すように所定周期のクロ
ックＣＫ１及びその出力を分周したクロックＣＫ２を発
振しており、クロック信号ＣＫ１が「Ｈ」のときにはア
ナログスイッチ７が導通するため、図３（ｌ）に示すよ
うに差動・積分回路１５の出力がＶ／Ｉ変換器１に伝え
られ、発光ダイオード２が断続的に発光する。さてこの
光を受光するモニタ用フォトダイオード３，受光用のフ
ォトダイオード４からは夫々図３（ｄ），（ｅ）に示す
ような受光信号が得られたとする。発振回路６のクロッ
クＣＫ２は図３（ｂ），（ｃ）に示すように遅延回路８
によって遅延され、遅延出力によってフォトダイオード
３，４が切換えられる。遅延回路８の出力（ｃ）が
「Ｈ」のときにはフォトダイオード３が選択されてＩ／
Ｖ変換器１１，増幅回路１２を介して図３（ｆ），
（ｇ）に示すように増幅される。そして図３（ｉ）に示
すようにアナログデマルチプレクサ１０によってその出
力がサンプルホールド回路９に伝えられる。一方遅延回
路８の出力が「Ｌ」のときにはアナログマルチプレクサ
５，デマルチプレクサ１０によってフォトダイオード４
の出力がＩ／Ｖ変換器１１，増幅回路１２、デマルチプ
レクサ１０を介してコンパレータ１３側に与えられる。
ここでマルチプレクサ５，デマルチプレクサ１０の切換
タイミングはモニタ用フォトダイオードの間隔が短くな
っているが、これを逆転させてもよい。
トを参照しつつ説明する。図３は本実施例の各部の波形
を示すタイムチャートであって、（ａ）〜（ｌ）は図１
に示すａ〜ｌの各部の波形を示している。さて発振回路
６は、図３（ａ），（ｂ）に示すように所定周期のクロ
ックＣＫ１及びその出力を分周したクロックＣＫ２を発
振しており、クロック信号ＣＫ１が「Ｈ」のときにはア
ナログスイッチ７が導通するため、図３（ｌ）に示すよ
うに差動・積分回路１５の出力がＶ／Ｉ変換器１に伝え
られ、発光ダイオード２が断続的に発光する。さてこの
光を受光するモニタ用フォトダイオード３，受光用のフ
ォトダイオード４からは夫々図３（ｄ），（ｅ）に示す
ような受光信号が得られたとする。発振回路６のクロッ
クＣＫ２は図３（ｂ），（ｃ）に示すように遅延回路８
によって遅延され、遅延出力によってフォトダイオード
３，４が切換えられる。遅延回路８の出力（ｃ）が
「Ｈ」のときにはフォトダイオード３が選択されてＩ／
Ｖ変換器１１，増幅回路１２を介して図３（ｆ），
（ｇ）に示すように増幅される。そして図３（ｉ）に示
すようにアナログデマルチプレクサ１０によってその出
力がサンプルホールド回路９に伝えられる。一方遅延回
路８の出力が「Ｌ」のときにはアナログマルチプレクサ
５，デマルチプレクサ１０によってフォトダイオード４
の出力がＩ／Ｖ変換器１１，増幅回路１２、デマルチプ
レクサ１０を介してコンパレータ１３側に与えられる。
ここでマルチプレクサ５，デマルチプレクサ１０の切換
タイミングはモニタ用フォトダイオードの間隔が短くな
っているが、これを逆転させてもよい。
【００１３】こうして交互に取り入れられた受光信号は
いずれもＩ／Ｖ変換器１１，増幅回路１２を介して増幅
される。コンパレータ１３，信号処理回路１４は通常の
光電センサと同様の処理が行われ、入力信号のレベルに
よって物体の検知信号が出力される。又サンプルホール
ド回路９は図３（ｉ），（ｊ）に示すようにクロック信
号ＣＫ２が「Ｈ」のときにサンプリングされ、立下りで
ホールドされて基準電圧Ｖref との比較が可能なように
直流信号に変換される。この信号は差動・積分回路１５
によって基準電圧Ｖref と比較され、発光量が一定とな
るようにフィードバックがかかる。その出力はアナログ
スイッチ７によってクロック信号ＣＫ１でパルス信号に
変換されてＶ／Ｉ変換器１を介して発光ダイオード２が
駆動される。こうすればモニタ信号と検出信号とが同一
の増幅回路を通過することとなるため、検出回路やＡＰ
Ｃ回路の増幅回路の相違による温度特性の違いやばらつ
きをなくすることができる。
いずれもＩ／Ｖ変換器１１，増幅回路１２を介して増幅
される。コンパレータ１３，信号処理回路１４は通常の
光電センサと同様の処理が行われ、入力信号のレベルに
よって物体の検知信号が出力される。又サンプルホール
ド回路９は図３（ｉ），（ｊ）に示すようにクロック信
号ＣＫ２が「Ｈ」のときにサンプリングされ、立下りで
ホールドされて基準電圧Ｖref との比較が可能なように
直流信号に変換される。この信号は差動・積分回路１５
によって基準電圧Ｖref と比較され、発光量が一定とな
るようにフィードバックがかかる。その出力はアナログ
スイッチ７によってクロック信号ＣＫ１でパルス信号に
変換されてＶ／Ｉ変換器１を介して発光ダイオード２が
駆動される。こうすればモニタ信号と検出信号とが同一
の増幅回路を通過することとなるため、検出回路やＡＰ
Ｃ回路の増幅回路の相違による温度特性の違いやばらつ
きをなくすることができる。
【００１４】図４は本発明の第２実施例による光電セン
サの構成を示すブロック図である。前述した第１実施例
では受光用のフォトダイオード３，４の出力をアナログ
マルチプレクサ５を介してＩ／Ｖ変換器１１に導いてい
るが、マルチプレクサに通すとＳ／Ｎ比が劣化すること
もあり得る。従って第２実施例では図示のようにフォト
ダイオード３，４の出力をＩ／Ｖ変換器２１，２２に与
えて電圧信号に変換する。そしてこれらのＩ／Ｖ変換器
の出力をアナログマルチプレクサ５に接続し、それらの
出力を切換えて増幅回路１２に与える。その他の構成は
前述した第１実施例と同様であるので詳細な説明を省略
する。本実施例ではＩ／Ｖ変換器２１，２２の特性が一
致するようにペアトランジスタ等の同特性の部品を使用
することが好ましい。こうすればＳ／Ｎ比が劣化するこ
となく、検出回路とＡＰＣ回路や増幅回路の温度特性の
相違をなくすることができるという効果が得られる。
サの構成を示すブロック図である。前述した第１実施例
では受光用のフォトダイオード３，４の出力をアナログ
マルチプレクサ５を介してＩ／Ｖ変換器１１に導いてい
るが、マルチプレクサに通すとＳ／Ｎ比が劣化すること
もあり得る。従って第２実施例では図示のようにフォト
ダイオード３，４の出力をＩ／Ｖ変換器２１，２２に与
えて電圧信号に変換する。そしてこれらのＩ／Ｖ変換器
の出力をアナログマルチプレクサ５に接続し、それらの
出力を切換えて増幅回路１２に与える。その他の構成は
前述した第１実施例と同様であるので詳細な説明を省略
する。本実施例ではＩ／Ｖ変換器２１，２２の特性が一
致するようにペアトランジスタ等の同特性の部品を使用
することが好ましい。こうすればＳ／Ｎ比が劣化するこ
となく、検出回路とＡＰＣ回路や増幅回路の温度特性の
相違をなくすることができるという効果が得られる。
【００１５】図５は本発明の第３実施例を示すブロック
図である。投光周期が短い場合や低周波のノイズ成分が
信号に重畳されたときには、投光素子からの信号が図６
（ｅ）に示すように変動する場合がある。従ってこのま
まアナログマルチプレクサで信号を切換えたのでは、正
しい受光信号を後段の回路に送ることができなくなる。
そこで第３実施例では受光信号の入光直前のレベルと受
光信号のピークとの差を検出している。
図である。投光周期が短い場合や低周波のノイズ成分が
信号に重畳されたときには、投光素子からの信号が図６
（ｅ）に示すように変動する場合がある。従ってこのま
まアナログマルチプレクサで信号を切換えたのでは、正
しい受光信号を後段の回路に送ることができなくなる。
そこで第３実施例では受光信号の入光直前のレベルと受
光信号のピークとの差を検出している。
【００１６】図５において第１実施例と同一部分は同一
符号を付して詳細な説明を省略する。本実施例では発振
回路６Ａは第１実施例と同様のクロックＣＫ１，ＣＫ２
に加えてクロックＣＫ１の立上り時に立下る第３のクロ
ック信号ＣＫ３を出力するものとする。ＣＫ２は遅延回
路８を介してアナログマルチプレクサ５に与えられる。
又アナログマルチプレクサ５で選択されたフォトダイオ
ード３又は４の光電流がＩ／Ｖ変換器１１によって電圧
信号に変換され、増幅回路１２によって増幅されること
は前述した第１実施例と同様である。本実施例では増幅
回路１２の出力側に第１，第２のサンプルホールド回路
３２，３１を接続する。サンプルホールド回路３１はク
ロック信号ＣＫ１によって入力をサンプルホールドする
ものであり、サンプルホールド回路３２はクロック信号
ＣＫ３によって入力をサンプルホールドするものであっ
て、夫々の出力は差動回路３３に与えられる。差動回路
３３はその差動出力をコンパレータ１３及びサンプルホ
ールド回路９に与えるものである。又発振回路６Ａのク
ロック信号ＣＫ１は分周器３４に与えられる。分周器３
４はクロック信号を１／２に分周し、クロック信号ＣＫ
２とは異なるタイミングのゲート信号をコンパレータ１
３に出力するものである。その他の構成は前述した第１
実施例と同様であるので、詳細な説明を省略する。
符号を付して詳細な説明を省略する。本実施例では発振
回路６Ａは第１実施例と同様のクロックＣＫ１，ＣＫ２
に加えてクロックＣＫ１の立上り時に立下る第３のクロ
ック信号ＣＫ３を出力するものとする。ＣＫ２は遅延回
路８を介してアナログマルチプレクサ５に与えられる。
又アナログマルチプレクサ５で選択されたフォトダイオ
ード３又は４の光電流がＩ／Ｖ変換器１１によって電圧
信号に変換され、増幅回路１２によって増幅されること
は前述した第１実施例と同様である。本実施例では増幅
回路１２の出力側に第１，第２のサンプルホールド回路
３２，３１を接続する。サンプルホールド回路３１はク
ロック信号ＣＫ１によって入力をサンプルホールドする
ものであり、サンプルホールド回路３２はクロック信号
ＣＫ３によって入力をサンプルホールドするものであっ
て、夫々の出力は差動回路３３に与えられる。差動回路
３３はその差動出力をコンパレータ１３及びサンプルホ
ールド回路９に与えるものである。又発振回路６Ａのク
ロック信号ＣＫ１は分周器３４に与えられる。分周器３
４はクロック信号を１／２に分周し、クロック信号ＣＫ
２とは異なるタイミングのゲート信号をコンパレータ１
３に出力するものである。その他の構成は前述した第１
実施例と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００１７】次に本実施例の動作について説明する。図
６の（ａ）〜（ｋ）は図５の各部ａ〜ｋの波形を示す波
形図である。本図において発振回路６Ａは図６（ａ）〜
（ｃ）に示すようにクロック信号ＣＫ１〜ＣＫ３を夫々
発振しており、図６（ａ）のクロック信号ＣＫ１によっ
て発光ダイオード２が点灯する。この信号をフォトダイ
オード３，４によって受光し、アナログマルチプレクサ
５，Ｉ／Ｖ変換器１１及び増幅回路１２を介して図６
（ｅ）に示す信号が得られたものとする。この信号には
前述したように低周波ノイズが重畳されている。サンプ
ルホールド回路３１は図６（ａ）に示すクロック信号Ｃ
Ｋ１によってサンプリングされ、その立下りでホールド
されるため、図６（ｆ）に示すように夫々の受光信号の
ピーク値が保持されることとなる。又サンプルホールド
回路３２はＣＫ１の立上りで立下るクロック信号ＣＫ３
によってサンプリングされ、その立下りによってホール
ドされるため、図６（ｇ）に示すように入光直前のレベ
ルが保持されることとなる。従って差動回路３３でこれ
らの前後の信号の差をとることによって図６（ｈ）に示
すように純粋な受光信号レベルの大きさが得られる。こ
の信号はコンパレータ１３，サンプルホールド回路９に
与えられる。コンパレータ１３では前述したように発振
回路６Ａの信号ＣＫ１を分周した信号によってゲートが
かけられているため、マルチプレクサ５で検出用のフォ
トダイオード４が選択されたときの差動信号のみを抽出
することができる。又サンプルホールド回路９はクロッ
ク信号ＣＫ２でサンプルしその信号をホールドするた
め、マルチプレクサ５でモニタ用のフォトダイオード３
が選択されたときの差動信号のみを差動・積分回路１５
に与えることができる。その他の処理は前述した第１実
施例と同様であるため詳細な説明を省略する。こうすれ
ば低周波等のノイズによって受光信号が変動する場合に
も、純粋な検出信号成分とモニタ信号成分とを取り出す
ことができ、第１実施例の場合と同一の効果が得られる
こととなる。
６の（ａ）〜（ｋ）は図５の各部ａ〜ｋの波形を示す波
形図である。本図において発振回路６Ａは図６（ａ）〜
（ｃ）に示すようにクロック信号ＣＫ１〜ＣＫ３を夫々
発振しており、図６（ａ）のクロック信号ＣＫ１によっ
て発光ダイオード２が点灯する。この信号をフォトダイ
オード３，４によって受光し、アナログマルチプレクサ
５，Ｉ／Ｖ変換器１１及び増幅回路１２を介して図６
（ｅ）に示す信号が得られたものとする。この信号には
前述したように低周波ノイズが重畳されている。サンプ
ルホールド回路３１は図６（ａ）に示すクロック信号Ｃ
Ｋ１によってサンプリングされ、その立下りでホールド
されるため、図６（ｆ）に示すように夫々の受光信号の
ピーク値が保持されることとなる。又サンプルホールド
回路３２はＣＫ１の立上りで立下るクロック信号ＣＫ３
によってサンプリングされ、その立下りによってホール
ドされるため、図６（ｇ）に示すように入光直前のレベ
ルが保持されることとなる。従って差動回路３３でこれ
らの前後の信号の差をとることによって図６（ｈ）に示
すように純粋な受光信号レベルの大きさが得られる。こ
の信号はコンパレータ１３，サンプルホールド回路９に
与えられる。コンパレータ１３では前述したように発振
回路６Ａの信号ＣＫ１を分周した信号によってゲートが
かけられているため、マルチプレクサ５で検出用のフォ
トダイオード４が選択されたときの差動信号のみを抽出
することができる。又サンプルホールド回路９はクロッ
ク信号ＣＫ２でサンプルしその信号をホールドするた
め、マルチプレクサ５でモニタ用のフォトダイオード３
が選択されたときの差動信号のみを差動・積分回路１５
に与えることができる。その他の処理は前述した第１実
施例と同様であるため詳細な説明を省略する。こうすれ
ば低周波等のノイズによって受光信号が変動する場合に
も、純粋な検出信号成分とモニタ信号成分とを取り出す
ことができ、第１実施例の場合と同一の効果が得られる
こととなる。
【００１８】尚前述した第１実施例ではデマルチプレク
サ１０を用いて増幅回路１の出力をコンパレータ１３と
サンプルホールド回路９に切り換えているが、第３実施
例と同様にコンパレータ１３にゲート信号を与えること
によって、マルチプレクサ５によりフォトダイオード４
が選択されたときに増幅出力をコンパレータ１３に与え
るようにしてもよい。又第３実施例においても第１実施
例と同様に、差動回路３３の出力をデマルチプレクサ１
０を介してコンパレータ１３とサンプルホールド回路と
に切り換えて出力するようにすることも可能である。
サ１０を用いて増幅回路１の出力をコンパレータ１３と
サンプルホールド回路９に切り換えているが、第３実施
例と同様にコンパレータ１３にゲート信号を与えること
によって、マルチプレクサ５によりフォトダイオード４
が選択されたときに増幅出力をコンパレータ１３に与え
るようにしてもよい。又第３実施例においても第１実施
例と同様に、差動回路３３の出力をデマルチプレクサ１
０を介してコンパレータ１３とサンプルホールド回路と
に切り換えて出力するようにすることも可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
１，２の発明によれば、投光素子の光量を調整する投光
量自動補正回路の補正量を受光素子やその増幅回路を含
めてフィードバックをかけ投光レベルを一定とするよう
にしている。従って光電センサ全体として投光素子の出
力レベルを調整することができ、温度変化や経年変化等
に対する検出距離の変動を小さくすることができるとい
う効果が得られる。又請求項３，４の発明では、受光信
号に低周波ノイズ等の雑音が重畳された場合にも、受光
信号のみを抽出して投光信号のレベルを補正することが
できるという効果が得られる。
１，２の発明によれば、投光素子の光量を調整する投光
量自動補正回路の補正量を受光素子やその増幅回路を含
めてフィードバックをかけ投光レベルを一定とするよう
にしている。従って光電センサ全体として投光素子の出
力レベルを調整することができ、温度変化や経年変化等
に対する検出距離の変動を小さくすることができるとい
う効果が得られる。又請求項３，４の発明では、受光信
号に低周波ノイズ等の雑音が重畳された場合にも、受光
信号のみを抽出して投光信号のレベルを補正することが
できるという効果が得られる。
【図１】本発明の第１実施例による光電センサの全体構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）はアナログマルチプレクサ、（ｂ）はサ
ンプルホールド回路、（ｃ）は遅延回路の構成例を示す
回路図である。
ンプルホールド回路、（ｃ）は遅延回路の構成例を示す
回路図である。
【図３】第１実施例の各部の波形を示すタイムチャート
である。
である。
【図４】本発明の第２実施例の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図５】本発明の第３実施例による光電センサの全体構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図６】第３実施例の各部の波形を示すタイムチャート
である。
である。
１ Ｖ／Ｉ変換器
２ 発光ダイオード
３，４ フォトダイオード
５ アナログマルチプレクサ
６，６Ａ 発振回路
７ アナログスイッチ
８ 遅延回路
９，３１，３２ サンプルホールド回路
１０ アナログデマルチプレクサ
１１，２１，２２ Ｉ／Ｖ変換器
１２ 増幅回路
１３ コンパレータ
１４ 信号処理回路
１５ 差動・積分回路
３３ 差動回路
３４ 分周器
Claims (4)
- 【請求項１】 物体検知領域に光を照射する投光素子
と、 前記投光素子より照射された光のうち物体検知領域から
得られる反射光を受光する第１の受光素子と、 前記投光素子の光を直接受光する第２の受光素子と、 前記第１，第２の受光素子からの入力をクロック信号に
応じて交互に切換える第１の信号切換手段と、 前記第１の信号切換手段の出力を増幅する増幅手段と、 前記第１の信号切換手段による前記第１の受光素子の出
力選択時に前記増幅手段の出力によって物体検知領域の
検知物を識別する信号処理手段と、 前記第１の信号切換手段にクロック信号を出力する発振
回路と、 前記第１の信号切換手段による前記第２の受光素子の出
力選択時に前記増幅手段の出力を保持すると共に、その
出力が一定レベルとなるように前記発振回路の出力に応
じて断続的に前記投光素子を駆動する駆動手段と、を具
備することを特徴とする光電センサ。 - 【請求項２】 前記増幅手段の出力が与えられ、前記第
１の信号切換手段の信号切換に対応して前記第１，第２
の受光素子の出力を分離し、夫々信号処理手段及び駆動
手段に与える第２の信号切換手段を具備することを特徴
とする請求項１記載の光電センサ。 - 【請求項３】 物体検知領域に光を照射する投光素子
と、 前記投光素子より照射された光のうち物体検知領域から
得られる反射光を受光する第１の受光素子と、 前記投光素子の光を直接受光する第２の受光素子と、 前記第１，第２の受光素子からの入力をクロック信号に
応じて交互に切換える第１の信号切換手段と、 前記第１の信号切換手段の出力を増幅する増幅手段と、 前記投光素子の駆動直前の増幅出力を保持する第１のサ
ンプルホールド回路と、 前記投光素子の投光直後の増幅出力を保持する第２のサ
ンプルホールド回路と、 前記第１，第２のサンプルホールド回路の出力差をとる
差動回路と、 前記第１の信号切換手段による前記第１の受光素子の出
力選択時に前記差動回路の出力によって物体検知領域の
検知物を識別する信号処理手段と、 前記第１の信号切換手段にクロック信号を出力する発振
回路と、 前記第１の信号切換手段による前記第２の受光素子の出
力選択時に前記差動回路の出力を保持すると共に、その
出力が一定レベルとなるように前記発振回路の出力に応
じて断続的に前記投光素子を駆動する駆動手段と、を具
備することを特徴とする光電センサ。 - 【請求項４】 前記差動回路の出力が与えられ、前記第
１の信号切換手段の切換信号に対応して前記第１，第２
の受光素子からの出力を夫々信号処理手段及び駆動手段
に与える第２の信号切換手段を具備することを特徴とす
る請求項３記載の光電センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19257691A JP3223528B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 光電センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19257691A JP3223528B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 光電センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0514162A true JPH0514162A (ja) | 1993-01-22 |
| JP3223528B2 JP3223528B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=16293583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19257691A Expired - Fee Related JP3223528B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 光電センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3223528B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002217702A (ja) * | 2001-01-23 | 2002-08-02 | Keyence Corp | 光電スイッチのａｐｃ装置 |
| JP2003087106A (ja) * | 2001-09-11 | 2003-03-20 | Keyence Corp | 光電センサ |
| CN104914441A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-09-16 | 上海兰宝传感科技股份有限公司 | 一种光电传感器的自识别输出方法 |
| WO2020194774A1 (ja) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 富士ゼロックス株式会社 | 発光装置、光学装置及び情報処理装置 |
| CN112470037A (zh) * | 2018-07-25 | 2021-03-09 | 株式会社小糸制作所 | 传感器系统 |
-
1991
- 1991-07-05 JP JP19257691A patent/JP3223528B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002217702A (ja) * | 2001-01-23 | 2002-08-02 | Keyence Corp | 光電スイッチのａｐｃ装置 |
| JP4575604B2 (ja) * | 2001-01-23 | 2010-11-04 | 株式会社キーエンス | 光電スイッチのａｐｃ装置 |
| JP2003087106A (ja) * | 2001-09-11 | 2003-03-20 | Keyence Corp | 光電センサ |
| CN104914441A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-09-16 | 上海兰宝传感科技股份有限公司 | 一种光电传感器的自识别输出方法 |
| CN104914441B (zh) * | 2015-01-29 | 2017-06-16 | 上海兰宝传感科技股份有限公司 | 一种光电传感器的自识别输出方法 |
| CN112470037A (zh) * | 2018-07-25 | 2021-03-09 | 株式会社小糸制作所 | 传感器系统 |
| WO2020194774A1 (ja) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 富士ゼロックス株式会社 | 発光装置、光学装置及び情報処理装置 |
| EP3951423A4 (en) * | 2019-03-25 | 2022-12-21 | Fujifilm Business Innovation Corp. | LIGHT EMISSION DEVICE, OPTICAL DEVICE AND INFORMATION PROCESSING DEVICE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3223528B2 (ja) | 2001-10-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |