光调制型光斩波器制造技术

本发明专利技术的光斩波器，对物体的通过区域投射脉冲光，将光接收元件接收的脉冲光变换为脉冲电流，包括：积分电路，将基于上述脉冲电流的脉冲信号进行积分并输出；以及检测电路，根据来自积分电路的输出，检测上述通过区域中有无物体，上述积分电路具有时间常数在上述脉冲信号的上升沿和下降沿互相不同的结构。因此，由于上述结构可以对光源进行脉冲驱动，所以可以减轻发光侧的损失并可以降低消耗电流，而且可以使用简单的结构的积分电路检测物体，所以具有可以降低成本的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可以对物体进行光检测的光调制型光斩波器。
技术介绍
以往，在复印机以及打印机等FA(Factory Automation，工厂自动化)以及(Office Automation，办公自动化)设备、以及硬币及球检测等娱乐设备等电子设备中，有时需要检测物体(记录纸、硬币及球的检测等)在这些设备中设置的通道中的通过。在这样的检测中，作为对物体的检测使用光的光检测装置的光斩波器(photo-interrupter)，由于相对于物体为非接触型而被适当地使用。如图3所示，第一现有例的光斩波器从发光元件32照射光，并可以由光接收元件33a对该光进行接收检测。然后，根据该发光元件-光接收元件间的光是否被物体遮挡，从而检测有无物体。作为发光元件32，通常使用发出红外光或可见光的发光二极管。为了检测来自发光元件32的光，本例的光斩波器包括光接收元件33a，是接收来自发光元件32的光并将其变换为电流的光电二极管；I-V变换电路33b，将该电流变换为电压；滞后型(hysteresis)的比较器电路35，将该电压的输出与某基准电压进行比较；以及输出电路36，用于将该输出以适宜的状态对外部输出。上述基准电压由电源电压Vcc驱动的恒压电路38生成。作为光斩波器，有透过型和反射型。在透过型的光斩波器中，在发光元件-光接收元件的光路上没有物体的情况下，成为由光接收元件接收来自发光元件的光的状态，在上述光路上有物体的情况下，成为来自发光元件的光被遮挡的状态。反射型的光斩波器的情况与其相反。如图3所示，在上述现有的光斩波器中，在发光元件32发光的状态、即供给电源电压Vcc的状态下，成为发光二极管中流过电流IF的状态。在该状态下，检测物体是否通过发光元件-光接收元件间的光路。通常，作为发光元件的光电二极管中的电流IF为10mA～20mA左右，作为光接收元件的光电二极管中的电流降低其一位左右。此时，光斩波器的整体的损失功率P由下述算式(1)表示。P＝((Vcc-VF)/R1)*Vcc+Vcc*Icc …(1)其中，R1光电二极管的电流限制电阻，Vcc电源电压，VF发光二极管的正向电压，Icc光接收元件(包含振荡驱动电路)的消耗电流。例如，如设为Vcc＝5V，IF＝20mA，Icc＝2mA，则发光元件中的损失功率P1为P1＝5V*20mA＝100mW，发光元件中的损失功率P2为P1＝5V*2mA＝10mW。换言之，可知发光元件中的功率损失比光接收元件中的损失大得多。此外，图4中作为光斩波器的第二现有例，表示光调制型的光斩波器的电路。光调制型的光斩波器为了对于DC光等干扰光不进行误动作，发光元件32发出与振荡驱动电路39的脉冲信号对应的脉冲光。然后，在该脉冲光由光接收元件33a接收之后，进行I-V变换，进而通过BPF(带通滤波器)40。然后，在将仅通过BPF40的信号由波形成形电路41进行积分之后，通过由滞后型比较器电路35进行处理，从而进行物体的检测(例如，参照特开平7-225282号公报(公开日1995年8月22日))。在上述特开平7-225282号公报中记载的电路结构中，可以在消耗电流的方面降低发光元件中的损失。但是，由于在该结构中逻辑混杂而使电路规模增大，因此产生导致成本上升的问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的光斩波器的特征在于，包括光源，对物体的通过区域投射脉冲光；驱动电路，用于对光源进行脉冲驱动；光接收元件，将来自上述通过区域的脉冲光变换为脉冲电流而输出；积分电路，将基于上述脉冲电流的脉冲信号进行积分，输出其积分结果，同时时间常数在上述脉冲信号的上升沿和下降沿互相不同；以及检测电路，基于来自积分电路的输出，检测上述通过区域中有无物体。根据上述结构，可以对发光部进行脉冲驱动，由光接收元件接收该脉冲光，并使基于输出的脉冲电流的脉冲信号通过时间常数在脉冲信号的上升沿和下降沿互相不同的简单的积分电路，从而由检测电路检测物体的通过。因此，由于上述结构可以对光源进行脉冲驱动，所以可以减少发光部中的功率的损失并降低消耗电流，而且可以使用简单的结构的积分电路检测物体，所以能够成本低。本专利技术的其它的目的、特征、以及优点通过以下所示的记载可以充分明白。此外，本专利技术的优点在参照附图的以下的说明中会十分清楚。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式的光斩波器的重要部分结构的方框图。图2是用于上述光斩波器的动作说明的各波形图。图3是第一现有例的光斩波器的方框图。图4是第二现有例的光斩波器的方框图。具体实施例方式如图1的电路方框图所示，本专利技术的一实施方式的光斩波器具有发光部(光源)12、光接收部13、积分电路14、比较器(检测电路)15、输出电路16。作为发光部12，可以发出红外光、可见光、紫外光的任何一个，但在本实施方式中，使用发出红外光的例如砷化镓红外发光二极管。从而，对发光部12串联连接限制电阻23。此外，为了使发光部12进行脉冲发光，而对发光部12串联连接振荡驱动电路11。由振荡驱动电路11生成用于脉冲发光的脉冲信号。进而，在振荡驱动电路11中，优选可以恒流驱动发光部12。光接收部13可以使用具有与使用的发光部12的发光光谱对应的光谱灵敏度特性的光电二极管或光电晶体管。换言之，优选在发光部12的发光光谱中，优选在发光强度增大的极大波长或该极大波长附近具有光谱灵敏度的峰值。在本实施方式，安装有线性优良的(即，其输出电流的大小根据接收的光的强度而线性地变化)光电二极管(光接收元件)13a。在光电二极管13a的光接收面上设有将从外部向光接收面入射的光聚光在光接收面上的透镜部(未图示)。进而，在光接收部13中设有将来自光电二极管13a的脉冲状的光电流进行放大，同时变换为脉冲状的光电压而输出的运算放大器(电流(I)-电压(V)变换电路)13b。对于运算放大器13b的非反相侧输入(+)和反相输入(-)，分别连接有光电二极管13a中的阳极和阴极。另外，在运算放大器13b中，还可以设置从运算放大器13b的输出反馈到反相侧输入(-)的100kΩ～1MΩ左右的反馈电阻(未图示)。所述积分电路14将脉冲状的光电压使其脉冲的上升沿时的时间常数和上述脉冲的下降沿时的时间常数互相不同来进行积分并输出。在本实施方式，上述脉冲的上升沿时对应于脉冲光从关断变化为导通的状态时，上述脉冲的下降沿时对应于脉冲光从导通变化为关断的状态时，但也可以将这些对应设定为相反。在这样的积分电路14中，设置有连接于运算放大器13b的输出的电阻14a、并联连接于电阻14a的二极管14b、连接于电阻14a的输出侧的电容器14c。二极管14b的阳极连接到运算放大器13b的输出、即电阻14a的输入侧，二极管14b的阴极连接到电阻14a的输出侧。其一端连接到电阻14a的输出侧的电容器14c的另一端接地(GND)。所述比较器15被输入来自积分电路14的输出电压，将该输出电压与基准电压(阈值)进行比较，如上述输出电压高于基准电压，则输出高电平(0.5V～3V左右)的检测信号，在上述输出电压低于基准电压时，输出低电平(0V)的检测信号。对于比较器15，也可以赋予比较结果在上述输出电压的上升沿和下降沿有所不同的滞后特性。此外，设置有用于稳定电压的恒压电路21。对恒压电路21供给电源电压Vcc。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光调制型光斩波器，其特征在于，包括：光源，对物体的通过区域投射脉冲光；驱动电路，用于对光源进行脉冲驱动；光接收元件，将来自上述通过区域的脉冲光变换为脉冲电流而输出；积分电路，将基于上述脉冲电流的脉冲信号进行积分，输出其积分结果，同时时间常数在上述脉冲信号的上升沿和下降沿互相不同；以及检测电路，基于来自积分电路的输出，检测上述通过区域中有无物体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：仲嶋明生，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]