JPS62129777A

JPS62129777A - パルス変調型光検出装置

Info

Publication number: JPS62129777A
Application number: JP60270014A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Masuda; 佳史増田; Kiyoshi Kumada; 清熊田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1985-11-29
Filing date: 1985-11-29
Publication date: 1987-06-12
Also published as: JPH0453396B2

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】く技術分野〉本発明は、たとえば光電スイッチやフォトインクラブタ
として使用されろパルス変調型光検出装置に係り、詳し
くは、外部光による誤動作、誤検出を防ＩＦする受光信
号処理回路部分の構成に関する。

〈従来技術〉パルス変調型光検出装置は、発光素子と受光素子とを具
備し、発光素子からパルス光を投光し、検出すべき物体
により反射されたパルス光、もしくは物体を透過したパ
ルス光を受光素子で受光し、受光素子でのパルス光の受
光に応じて物体の有無を検出するのである。

第４図に従来のパルス変調型光検出装置のブロック図を
示す。同図１゛こ示すように、従来のパルス変調型光検
出装置は、パルス発生回路ｌ。と、発光素子駆動回路２
゜と、発光素子３゜と、受光素子４゜と、ＡＣ増幅回路
５゜と、判定回路６゜と、同期検出回路７ｏと、積分回
路８゜と、判定回路９゜と、出力回路ＩＯ８とで構成さ
れている。

しかして、第５図のタイムチャートの示すように、上記
の光検出装置においては、パルス発生回路１゜からのパ
ルス信号により発光素子駆動回路２゜が発光信号ａ。を
出力し、該発光信号ａ。により発光素子３゜が駆動され
て、パルス変調された光を投光する。発光素子３゜から
のパルス光は、物体Ｍに反射され、もしくは物体Ｍを透
過して、受光素子４゜に入射する。したがって、受光素
子４゜に入射するパルス光は、物体Ｍの有無によってオ
ン／オフされる。受光素子４゜は、物体Ｍの有無に応じ
た信号を出力する。この信号は、ＡＣ増幅回路５゜で増
幅されて、第５図（ｄｏ）に示す波形の受光信号となる
。

この受光信号ｄ。は、判定回路６゜でデジタル信号波形
に波形整形され、同期検出回路７゜に入力する。

同期検出回路７゜では、判定回路６゜の出力ｅ。が発光
信号ａ。と一致したタイミングのサンプリングパルスに
より同期検出されて、第５図（ｆ、）に示す波形に変換
される。同期検出回路７゜の出力ｆ。は、積分回路８゜
に入力され、その積分出力ｇ。が判定回路９゜により波
形整形されて、出力回路１０ｏから検出信号り。とじて
出力されろ。

ところて、ごのような光検出装置ては、物体Ｍの存在に
よｊ・）発光素子３゜からのパルス光か受光素子４゜に
入射していない期間に、蛍光灯の点滅光、リモートコン
トロール装置の光信号の外乱光Ｃ６がノイズとして受光
素子４゜に入射ずろことがある。

その場合、同期検出回路７゜の出力には、第５図（ｄ。

）に示すように、ｄ、の部分に外乱光Ｃ８の影響が現わ
れる。そのため、外乱光Ｃ９により光検出装置か誤動作
、誤検出するおそれがある。

この誤動作を防止するために、従来の光検出装置では、
第４図に示したように、大きい時定数の積分回路８゜が
必要であり、この積分回路８゜の動作のため、応答が遅
くなる。また、積分回路８゜に容量が大きいコンデンサ
を用いるため、これが光検出装置を小型化、ＩＣ化する
上の支障となっていた。

〈発明の目的〉本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた乙のであって
、外乱光による誤動作を確実に防止するとともに、応答
速度を速め、かつ小型化を可能にすることを目的とする
。

〈発明の構成〉本発明は、上記の目的を達成するために、発光素子から
パルス変調された光を投光し、検出すべき物体による反
射光らしくは透過光を受光素子で受光して物体の有無を
検出するようにしたパルス変調型光検出装置において、
デジタル化された受光信号を発光素子の発光タイミング
に一致するタイミングでラッヂする第１のラッチ回路と
、デジタル化された受光信号を発光素子の非発光時のタ
イミングでラッヂする第２のラッチ回路と、第１ランチ
回路の出力を導入してこれに対応した検出信号を逐次出
力するとともに第２ラッチ回路の出力が非発光タイミン
グでの受光を示すものであるときに該出力に応答して検
出信号レベルを第１ラッチ回路の前回の出力に対応した
レベルに保持するレベル保持回路とを備えてパルス変調
型光検出装置を構成したものである。

〈実施例〉以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。第１図は本発明の一実施例のブロック図である。

この実施例のパルス変調型検出装置は、パルス発生回路
１と、発光素子駆動回路２と、発光素子３と、受光素子
４と、ＡＣ増幅回路５と、判定回路６と、同期検出回路
７と、出力回路８とを備えており、従来のパルス変調型
光検出装置におけろような積分回路やその後段の判定回
路を有していない。また、この実施例における同期検出
回路７は、後に詳述するように、従来のパルス変調型光
検出装置におけるように発光信号に一致するタイミング
でのみ受光データを取り込んで検出するものではなく、
発光信号と一致するタイミング（以下、発光タイミング
という）、および発光信号とは同期するが発光信号とは
位相の異なるタイミング（以下、非発光タイミングとい
う）の以上２つのタイミングで受光データを取り込んで
検出するものである。さらに、パルス発生回路Ｉは、発
光素子駆動回路２に所定の発光用パルスを与えるほか、
同期検出回路７に必要な種々のパルスを供給するように
なっている。

前記同期検出回路７の構成を第２図のブロック図に示す
。同図に示すように、同期検出回路７は、発光タイミン
グで判定回路６の出力をラッチする第１のランチ回路９
と、非発光タイミングで判定回路６の出力をラッチする
第２のラッチ回路１０と、第１と第２の両ラッチ回路９
．ｌＯの出力を導入して検出信号を生成するレベル保持
回路１１とかみなる。

前記第１ランチ回路９は、判定回路６の出力すおよび発
光タイミングパルスＣが人力するＮＡＮＤゲートＩ２と
、このＮ　Ａ　Ｎ　Ｄゲ゛−トＩ２の出力ｄがセット端
子に入力する第１の５−ｒ（型フリップフロップ１３と
で構成されている。第１のＳ−Ｒ型フリップフロップ１
３のリセット端子には、発光タイミングパルスＣに対応
したリセットパルスｅが入力するようになっている。ま
た、第２ラッチ回路１０は、判定回路６の出力すおよび
非発光タイミングパルスｇが入力するＮＡＮＤゲート１
４と、該Ｎ　Ａ　Ｎ　ＤゲートＩ４の出力りがセット端
子に人ツノする第２のＳ−Ｒ型フリップフロップ１５と
からなる。第２のＳ−Ｒ型フリップフロップ１５のリセ
ット端子には、非発光タイミングパルスｇに対応したリ
セットパルスｉが入力するようになっている。

レベル保持回路１１は、第１ラッチ回路９の出力ｒに対
応した検出信号ｍを出力するとともに、第２ラツヂ回路
１０の出力ｊが非発光タイミングでの受光を示すもので
あるときに、該出力ｊに応答して検出信号レベルを第１
ラッチ回路９の前回の出力ｒに対応したレベルに保持す
るものであって、第２ラソヂ回路ＩＯの反転出力ｊおよ
びクロックパルスｋか入力するＮＡＮＤゲート１６と、
第１ラッチ回路９の出力ｆｈ＜Ｄ入力端子に、また前記
ＮＡＮＤゲート１６の出力Ｑがクロック端子に、それぞ
れ人力するＤ型フリップフロップ１フとからなる。

上記の構成の動作を第３図のタイムチャートに基づいて
説明する。発光素子３の発光動作や、受光素子４の受光
動作、判定回路６による波形整形動作は、従来のパルス
変調型光検出装置と同様であり、各部の信号波形ら第５
図の（ａｏ）〜（ｅ、）を示すらのと同じであるので、
この点の詳細な説明は省略する。

今、第５図のタイムチャートの場合と同様に、物体Ｍに
よりパルス先の受光素子４への入射が阻止されていると
きに、外乱光が入射し、またパルス先が受光素子４に入
射しているときに外乱光か入射した場合を考える。その
場合の受光信号ａは、第３図（ａ）に示すような波形に
なる。この受光信号ａは、判定回路６で波形整形されて
、第３図（ｂ）に示すデジタル信号波形となって、同期
検出回路７に人力する。

同期検出回路７においては、判定出力すが第１と第２の
両ラッチ回路９．ｌＯの各ＮＡＮＤゲート１２．１４に
それぞれ入力する。しかして、第１ランチ回路９におい
ては、発光タイミングパルスＣと、受光素子４ての受光
を示す判定出力すとが、ともにハイレベルであるときに
、ＮＡＮＤゲート１２の出力ｄ１すなイつち第１のＳ−
Ｒ型フリップフロップＩ３のセット人力はローレベルと
なり、その他の場合は、ハイレベルとなる。したがって
、セント人力ｄは、判定出力すの各ハイレベル部分（受
光素子４での受光を示す部分）を拾った波形となる。な
お、この場合、セット人力ｄは、外乱光の受光に対応す
る信号部分ら拾っている。第１のＳ−Ｒ型フリップフロ
ップ１３の出力ｒは、発光タイミングパルスＣ毎に、受
光素子４での受光に対応してハイレベル、受光素子４で
の非受光状態に対応してローレベルとなり、結局、発光
タイミングでの受光状態を示している。この第１のＳ−
Ｒ型フリップフロップＩ３の出力ｒは、Ｓ入力ｄと同様
に、外乱光に影響された信号部分子１を含んでいる。

次に、第２ラツヂ回路１０においては、非発光タイミン
グパルスｇと、判定出力すかとしにハイレベルであると
きには、ＮＡＮＤゲート１４の出力ｈ、すなわち第２の
Ｓ−Ｒ・型フリップフロップ１５のセット入力がローレ
ベルとなる。したがって、セット人力りは、判定出力す
の各ハイレベル部分（受光素子４での受光を示す部分）
を拾った波形となるが、通常の受光信号のタイミングは
、非発光タイミングパルスｇのタイミングとは位相がず
れているから、非発光タイミングパルスｇにより拾われ
るのは、非発光時での受光、すなわち外乱光の受光によ
りハイレベルとなった信号部分である。

そのため、第２のＳ−Ｒ型フリップフロップ１５の反転
出力ｊは、非発光時での受光を示す信号となる。

この第２のＳ−Ｒ型フリップフロップ１５の出力ｊと、
クロックパルスには、レベル保持回路１１のＮＡＮＤゲ
ート１６に入力する。第２のＳ−Ｒ型フリップフロップ
１５の出力がローレベルになれば、ＮＡＮＤゲート１６
でクロックパルスｋが遮断されて、Ｄ型フリップフロッ
プ１７に入力しない。すなわち、非発光時の受光を示す
信号（ローレベルのＳ−Ｒ型フリップフロップ出力ｊ）
がＮＡＮＤゲート１６に人力すると、クロックパルスｋ
が遮断されることになる。したがって、クロックパルス
ｋが遮断されるのは、外乱光が受光された時点である。

Ｎ　Ａ　Ｎ　Ｄゲート１６の出カニ土、第３図（Ｒ）に
示す波形となる。

クロックパルスｋが遮断５れろことににす、Ｄ型フリッ
プフロップ１７は、前回のクロックパルスｋによる出力
レベルを維持する。前回のクロックパルスｋによる出力
レベルとは、外乱光の影響を受けていない時点の第１ラ
ソヂ回路９の出力ｆに対応したレベルである。そのため
、Ｄ型フリップフロップ１７の出力である検出信号ｍの
レベルは、外乱光の影響を受けていない時点の出力レベ
ルに保持される。外乱光の影響を受けていない時点の第
１ラッチ回路９の出力ｒと、外乱光が受光された時点の
第１ラッチ回路９の出力ｒとのレベルが異なっていると
、外乱光に影響された出力部分子１が、クロックパルス
にの遮断により、回避されて検出信号ｍに現われなくな
り、これによって、検出信号ｍから外乱光の影響が除外
される。

〈発明の効果〉以上のように、本発明によれば、発光タイミングでの受
光信号のうち、外乱光による信号部分が、非発光タイミ
ングでの受光信号により除去されることになり、その結
果、外乱光による誤動作を確実に防止することができる
。

また、従来のように、積分回路を用いるものでないから
、応答が速く、瞬時に物体の検出を行なうことができる
。さらに、積分動作のためのコンデンサを必要としない
から、装置全体をＩＣ化し、小型化を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は同期
検出回路のブロック図、第３図は動作説明に供するタイ
ムチャート、第４図は従来のパルス変調型光検出装置の
ブロック図、第５図はその動作を示すタイムチャートで
ある。ｌ・・・パルス発生回路、２・・・発光素子駆動回路、
３・・・発光素子、４・・・受光素子、６・・判定回路
、７・・・同期検出回路、９・・・第１ラッチ回路、Ｉ
Ｏ・・第２ラッチ回路、１１・・レベル保持回路、Ｃ・
・・発光タイミングパルス、ｇ・・非発光タイミングパ
ルス。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）発光素子からパルス変調された光を投光し、検出
すべき物体による反射光もしくは透過光を受光素子で受
光して物体の有無を検出するようにしたパルス変調型光
検出装置において、デジタル化された受光信号を発光素子の発光タイミング
に一致するタイミングでラッチする第１のラッチ回路と
、デジタル化された受光信号を発光素子の非発光時のタ
イミングでラッチする第２のラッチ回路と、第１ラッチ
回路の出力を導入してこれに対応した検出信号を逐次出
力するとともに第２ラッチ回路の出力が非発光タイミン
グでの受光を示すものであるときに該出力に応答して検
出信号レベルを第１ラッチ回路の前回の出力に対応した
レベルに保持するレベル保持回路とを備えたことを特徴
とするパルス変調型光検出装置。