JP4926893B2

JP4926893B2 - Pulse modulation type photodetection device

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Publication number: JP4926893B2
Application number: JP2007224838A
Authority: JP
Inventors: 康弘丸山
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2027-08-30
Also published as: JP2009058305A

Description

本発明は、発光素子からパルス変調された光を投光し物体の有無を検出するパルス変調型光検出装置に関するものである。 The present invention relates to a pulse modulation type photodetection device that projects pulse modulated light from a light emitting element to detect the presence or absence of an object.

複写機及びプリンタ等のＦＡ及びＯＡ機器、並びに、ゲーム機といったアミューズメント機器等の電子機器では、所定通路において記録紙、コイン及び玉等の物体の有無を検出することが必要となる場合がある。このような検出には、光を用いて物体の有無を検出する光検出装置が、物体に対して非接触型であるので好適に使用される。 In electronic devices such as copying machines and printers such as FA and OA equipment, and amusement machines such as game machines, it may be necessary to detect the presence or absence of objects such as recording paper, coins and balls in a predetermined path. For such detection, a light detection device that detects the presence or absence of an object using light is preferably used because it is a non-contact type with respect to the object.

図７に従来のパルス変調型光検出装置１００のブロック図を示す。パルス変調型光検出装置１００は、定電圧回路１０１、電源端子１０２、ＧＮＤ端子１０３、発振回路１０４、同期タイミング回路１０５、発光素子駆動回路１０６、発光素子１０７、受光素子１０８、アンプ１０９、信号処理回路１１０、出力回路１１１、出力端子１１２、負荷１１３、及び電源１１４から構成される。パルス変調型光検出装置１００の動作について、以下に説明する。 FIG. 7 shows a block diagram of a conventional pulse modulation type photodetection device 100. The pulse modulation type photodetector 100 includes a constant voltage circuit 101, a power supply terminal 102, a GND terminal 103, an oscillation circuit 104, a synchronization timing circuit 105, a light emitting element driving circuit 106, a light emitting element 107, a light receiving element 108, an amplifier 109, and signal processing. The circuit 110 includes an output circuit 111, an output terminal 112, a load 113, and a power source 114. The operation of the pulse modulation type photo detector 100 will be described below.

定電圧回路１０１は、電源端子１０２とＧＮＤ端子１０３との間に接続された電源１１４により、各回路及びアンプに定電圧を供給する。 The constant voltage circuit 101 supplies a constant voltage to each circuit and amplifier by a power supply 114 connected between the power supply terminal 102 and the GND terminal 103.

パルス変調型光検出装置１００では、発振回路１０４で作成された基本クロック（ＣＬＫ）信号Ｓ１０１が、同期タイミング回路１０５にて同期タイミングパルス信号Ｓ１０２に変調される。発光素子駆動回路１０６は、同期タイミング回路１０５から伝送される同期タイミングパルス信号Ｓ１０２がＨｉである時に、パルス変調されたパルス光Ｌ１或いはパルス光Ｌ２を発光素子１０７から投射させる。但し、パルス光Ｌ１及びＬ２は、投射される方向のみが異なり、その他の性質は同一でもよい。 In the pulse modulation type photodetection device 100, the basic clock (CLK) signal S101 generated by the oscillation circuit 104 is modulated by the synchronization timing circuit 105 into the synchronization timing pulse signal S102. The light emitting element driving circuit 106 projects pulse-modulated pulsed light L1 or pulsed light L2 from the light emitting element 107 when the synchronization timing pulse signal S102 transmitted from the synchronization timing circuit 105 is Hi. However, the pulse lights L1 and L2 differ only in the direction in which they are projected, and other properties may be the same.

パルス変調型光検出装置１００が、発光素子１０７及び受光素子１０８の間を＋Ｘ方向に通過する物体Ａの有無を検出する場合、パルス光Ｌ１は、発光素子１０７から＋Ｙ方向に投射され、受光素子１０８に入射している。物体Ａが通過してパルス光Ｌ１を横切る時、パルス光Ｌ１は、物体Ａにより遮断され、受光素子１０８には入射しない。この場合、パルス変調型光検出装置１００は、透過型パルス変調型光検出装置と称される。 When the pulse modulation type photodetector 100 detects the presence or absence of the object A passing in the + X direction between the light emitting element 107 and the light receiving element 108, the pulsed light L1 is projected from the light emitting element 107 in the + Y direction, and the light receiving element 108 is incident. When the object A passes and crosses the pulsed light L1, the pulsed light L1 is blocked by the object A and does not enter the light receiving element 108. In this case, the pulse modulation type photodetector 100 is referred to as a transmission type pulse modulation type photodetector.

パルス変調型光検出装置１００が、発光素子１０７及び受光素子１０８から＋Ｘ方向に距離ａ離れた点を＋Ｙ方向に通過する物体Ｂの有無を検出する場合、パルス光Ｌ２は、発光素子１０７から物体Ｂの通過位置Ｐに投射されるが、受光素子１０８には入射していない。物体Ｂが通過してパルス光Ｌ２を横切る時、パルス光Ｌ２は、物体Ｂにより反射され、反射されたパルス光Ｌ３は、受光素子１０８に入射する。この場合、パルス変調型光検出装置１００は、反射型パルス変調型光検出装置と称される。 When the pulse modulation type photodetection device 100 detects the presence or absence of the object B passing in the + Y direction at a point a distance in the + X direction from the light emitting element 107 and the light receiving element 108, the pulsed light L2 is transmitted from the light emitting element 107 to the object. Although it is projected to the passing position P of B, it is not incident on the light receiving element 108. When the object B passes and crosses the pulsed light L2, the pulsed light L2 is reflected by the object B, and the reflected pulsed light L3 enters the light receiving element 108. In this case, the pulse modulation type photodetector 100 is referred to as a reflection type pulse modulation type photodetector.

従って、周囲に外乱光等がなければ、受光素子１０８に入射するパルス光は、該パルス光を横切る物体Ａ或いは物体Ｂの有無により、その有無が切り替わることになる。そしてこのように受光素子１０８へ入射されたパルス光を受光素子１０８により光電変換して受光パルス信号Ｓ１０３を得る。 Therefore, if there is no disturbance light or the like in the surroundings, the presence or absence of the pulsed light incident on the light receiving element 108 is switched depending on whether or not the object A or the object B crosses the pulsed light. Then, the pulse light incident on the light receiving element 108 in this way is photoelectrically converted by the light receiving element 108 to obtain a light receiving pulse signal S103.

受光パルス信号Ｓ１０３は、アンプ１０９で増幅、波形整形されアンプ出力パルス信号Ｓ１０４として出力される。アンプ出力パルス信号Ｓ１０４は、信号処理回路１１０で同期タイミングパルス信号Ｓ１０２と比較され、信号処理されて信号処理回路出力信号Ｓ１０５として出力される。 The received light pulse signal S103 is amplified and shaped by the amplifier 109 and output as an amplifier output pulse signal S104. The amplifier output pulse signal S104 is compared with the synchronization timing pulse signal S102 by the signal processing circuit 110, subjected to signal processing, and output as a signal processing circuit output signal S105.

ここで、図８に従来のパルス変調型光検出装置の信号処理回路のブロック図を、図９に従来のパルス変調型光検出装置１００の動作タイミングチャートを示す。 Here, FIG. 8 shows a block diagram of a signal processing circuit of a conventional pulse modulation type photodetector, and FIG. 9 shows an operation timing chart of the conventional pulse modulation type photodetector 100.

パルス変調型光検出装置１００においては、アンプ出力パルス信号Ｓ１０４と同期タイミングパルス信号Ｓ１０２と一致し、比較結果信号Ｓ１０７をシフトレジスタ１１５へ入力する。シフトレジスタ１１５で例えば３周期連続同期した場合に物体が有ると判定して、出力回路１１１へＨｉまたはＬｏの信号である信号処理回路出力信号Ｓ１０５を出力する。 In the pulse modulation type photo detector 100, the amplifier output pulse signal S 104 matches the synchronization timing pulse signal S 102, and the comparison result signal S 107 is input to the shift register 115. For example, when the shift register 115 synchronizes continuously for three cycles, it is determined that there is an object, and a signal processing circuit output signal S105 that is a Hi or Lo signal is output to the output circuit 111.

出力回路１１１は、出力トランジスタのドライブ能力、即ち出力トランジスタから出力される電流の最大値を調整し、信号処理回路出力信号Ｓ１０５を外部に出力するのに好適なように調整する。出力回路１１１には、例えば内部に図示しない出力トランジスタを有しており、出力トランジスタのコレクタから検出信号Ｓ１０６を出力するオープンコレクタ出力方式を採用する。 The output circuit 111 adjusts the drive capability of the output transistor, that is, the maximum value of the current output from the output transistor, and adjusts it so as to be suitable for outputting the signal processing circuit output signal S105 to the outside. The output circuit 111 has an output transistor (not shown), for example, and employs an open collector output system in which the detection signal S106 is output from the collector of the output transistor.

信号処理回路出力信号Ｓ１０５の調整により得られたＨｉ或いはＬｏの信号は、物体Ａ或いは物体Ｂの有無を示す検出信号Ｓ１０６として出力される。しかし、パルス変調型光検出装置１００が、透過型であるか反射型であるかにより、検出信号Ｓ１０６のＨｉの信号が物体の有ることを示すのか、あるいは物体の無いことを示すのかが異なってくる。検出信号Ｓ１０６のＬｏの信号についても同様である。出力回路１１１は、パルス変調型光検出装置１００が、透過型であるか反射型であるかに応じて、検出信号Ｓ１０６のＨｉ及びＬｏの信号が物体の有ることを示すのか、あるいは物体の無いことを示すのかを決定する。 A Hi or Lo signal obtained by adjusting the signal processing circuit output signal S105 is output as a detection signal S106 indicating the presence or absence of the object A or the object B. However, depending on whether the pulse modulation type photodetection device 100 is a transmission type or a reflection type, whether the Hi signal of the detection signal S106 indicates the presence of an object or not indicates whether the object is present or not. come. The same applies to the Lo signal of the detection signal S106. The output circuit 111 indicates that the Hi and Lo signals of the detection signal S106 indicate the presence of an object or no object depending on whether the pulse modulation type photodetection device 100 is a transmission type or a reflection type. Decide what to show.

上述したように、出力回路１１１にオープンコレクタ出力方式を採用している場合、出力トランジスタのコレクタに何も接続しないと、出力トランジスタがオフの場合に何も接続されていない状態になり、信号を出力できなくなる。また、出力トランジスタがオンする場合は、出力トランジスタのコレクタは、エミッタに接続されているＧＮＤと接続されるが、コレクタには何も接続されていないので、出力トランジスタが動作出来なくなる。 As described above, when the open collector output method is adopted for the output circuit 111, if nothing is connected to the collector of the output transistor, nothing is connected when the output transistor is off, Cannot output. When the output transistor is turned on, the collector of the output transistor is connected to GND connected to the emitter, but nothing is connected to the collector, so that the output transistor cannot operate.

従って、電源端子１０２と出力端子１１２の間にＲＬの抵抗値を有する負荷１１３を接続し、出力回路１１１の出力トランジスタをプルアップする。なお、パルス変調型光検出装置１００にプルアップ抵抗が内蔵されている場合は、負荷１１３は接続しない。これにより、出力トランジスタがオフの場合は、電源１１４の電圧Ｖｃｃを、検出信号Ｓ１０６のＨｉの信号として出力する。出力トランジスタがオンの場合は、電源１１４の電圧Ｖｃｃが負荷１１３の電圧降下分低下して得られる検出信号Ｓ１０６のＬｏの信号を出力する。 Therefore, a load 113 having an RL resistance value is connected between the power supply terminal 102 and the output terminal 112, and the output transistor of the output circuit 111 is pulled up. When the pulse modulation type photodetecting device 100 has a built-in pull-up resistor, the load 113 is not connected. As a result, when the output transistor is off, the voltage Vcc of the power supply 114 is output as a Hi signal of the detection signal S106. When the output transistor is on, a Lo signal of the detection signal S106 obtained by reducing the voltage Vcc of the power supply 114 by the voltage drop of the load 113 is output.

上記ではパルス変調型光検出装置１００において通過する物体の有無を検出する場合について述べたが、例えばパルス変調型光検出装置１００が複写機等で紙センサとして使用され、紙詰まりが発生した場合は、紙が無いはずのときに検出され続けるジャム検知を行う。 In the above, the case where the presence or absence of a passing object is detected in the pulse modulation type photo detector 100 has been described. For example, when the pulse modulation type photo detector 100 is used as a paper sensor in a copying machine or the like, and a paper jam occurs. Jam detection that continues to be detected when there should be no paper is performed.

上記従来の従来のパルス変調型光検出装置１００と同様に物体の有無を検出するものとして、例えば、特許文献１に記載された２線式光電スイッチでは、オフ状態における消費電流を小さくした状態でスイッチの安定性を向上している。また、特許文献２に記載された光電スイッチでは、投光パルスの周期が短く検知距離が短い状態と、検知距離が長く応答速度が遅い状態とを切換えることが可能である。また、特許文献３には、フォトインタラプタ等の出力のバラツキ、温度、経時による変動等があっても、かつ検知物有無時の受光量の差が少なくても使用可能な光結合装置及びその制御方法が開示されている。
特開平６−１２０７９７号公報（平成６年４月２８日公開）特開平５−３０４４５６号公報（平成５年１１月１６日公開）特開平５−２２３９４９号公報（平成５年９月３日公開） For example, in the two-wire photoelectric switch described in Patent Document 1, the current consumption in the off state is reduced in order to detect the presence / absence of an object as in the conventional pulse modulation type photodetection device 100 of the related art described above. The stability of the switch has been improved. In the photoelectric switch described in Patent Document 2, it is possible to switch between a state in which the period of the light projection pulse is short and a detection distance is short and a state in which the detection distance is long and the response speed is slow. Further, Patent Document 3 discloses an optical coupling device that can be used even when there is a variation in output of a photo interrupter, temperature, variation with time, etc., and even if there is little difference in the amount of light received when a detection object is present and its control. A method is disclosed.
Japanese Patent Laid-Open No. 6-120797 (published on April 28, 1994) JP-A-5-304456 (published on November 16, 1993) JP 5-223949 A (published on September 3, 1993)

上記従来のパルス変調型光検出装置は、通常、電源、ＧＮＤ、及び出力の各端子を有するが、１つの機器に多数個使用される場合に省線化の要望が強い。電源とＧＮＤに関しては省略できないので、出力端子を省くしかないが、どのようにして外部へ物体が有る時／物体が無い時を判定する信号を出力するのかという問題がある。 The conventional pulse modulation type photodetection device usually has power supply, GND, and output terminals, but there is a strong demand for wire saving when many devices are used in one device. Since the power supply and GND cannot be omitted, there is no choice but to omit the output terminal. However, there is a problem of how to output a signal for determining when there is an object / when there is no object.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、出力端子及び出力回路を省き縮小された回路により物体の有無を検出することができるパルス変調型光検出装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a pulse modulation type photo-detecting device capable of detecting the presence or absence of an object with a reduced circuit by omitting an output terminal and an output circuit. It is to provide.

本発明のパルス変調型光検出装置は、上記課題を解決するために、基本クロック信号を生成して出力する発振回路と、上記基本クロック信号に基づいて同期タイミングパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、上記同期タイミングパルス信号に同期したパルス光を投光する発光素子と、検出すべき物体による上記パルス光の反射光、または物体によって遮断されなかった上記パルス光を受光する受光素子とを備え、上記受光素子からの受光信号に基づいて物体の有無を検出するパルス変調型光検出装置において、負荷及び上記発光素子に電流を供給する電源が直列に接続される一対の端子と、上記受光信号に基づいて上記物体の有無を検出する検出手段と、物体が有る時に、上記基本クロック信号の周波数を変更する発振周波数制御手段とを備え、上記一対の端子は、上記物体の有無を検出するための出力端子として兼用されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a pulse modulation type photodetecting device of the present invention generates an oscillation circuit that generates and outputs a basic clock signal, and pulse signal generation means that generates a synchronous timing pulse signal based on the basic clock signal And a light emitting element that emits pulsed light synchronized with the synchronization timing pulse signal, and a light receiving element that receives the reflected light of the pulsed light by the object to be detected or the pulsed light not blocked by the object. In the pulse modulation type photo-detecting device for detecting the presence or absence of an object based on a light receiving signal from the light receiving element, a pair of terminals to which a load and a power source for supplying current to the light emitting element are connected in series, and the light receiving signal Detecting means for detecting the presence or absence of the object based on the above, and oscillation frequency control means for changing the frequency of the basic clock signal when the object is present Comprising a said pair of terminals, characterized in that it also serves as an output terminal for detecting the presence or absence of the object.

上記発明によれば、上記基本クロック信号に基づいて生成された上記同期タイミングパルス信号がＨｉである時に、上記一対の端子に接続された上記電源から上記負荷を介して上記発光素子に電流が流れる。この場合、上記一対の端子に発生する電圧は、上記電源の電圧から上記負荷の電圧降下分低下してＬｏの電圧となる。従って、上記一対の端子から出力される信号は、上記同期タイミングパルス信号と同期し、上記発光素子に電流が流れる時にＬｏ、上記発光素子に電流が流れない時にＨｉとなる。 According to the invention, when the synchronization timing pulse signal generated based on the basic clock signal is Hi, a current flows from the power source connected to the pair of terminals to the light emitting element via the load. . In this case, the voltage generated at the pair of terminals decreases to the voltage of the load from the voltage of the power source and becomes a voltage of Lo. Therefore, the signals output from the pair of terminals are synchronized with the synchronization timing pulse signal, and become Lo when current flows through the light emitting element, and becomes Hi when current does not flow through the light emitting element.

これにより、物体が有る時に、上記発振周波数制御手段により上記発振回路の発振周波数が変更されると、同期タイミングパルス信号の周波数が変更されるので、上記一対の端子から出力されるパルス信号のパルス周期またはパルス幅も変更される。 Thereby, when the oscillation frequency of the oscillation circuit is changed by the oscillation frequency control means when there is an object, the frequency of the synchronous timing pulse signal is changed, so that the pulse of the pulse signal output from the pair of terminals The period or pulse width is also changed.

従って、負荷及び電源が直列に接続される一対の端子から出力される信号のパルス周期またはパルス幅の変化により物体の有無を検出できるので、出力端子及び出力回路を別途設ける必要が無く、装置を縮小出来る。 Therefore, since the presence or absence of an object can be detected by a change in the pulse period or pulse width of a signal output from a pair of terminals connected in series with a load and a power supply, there is no need to provide an output terminal and an output circuit separately, Can be reduced.

さらに、上記一対の端子から信号が出力されなくなった場合、断線または短絡等、異常状態であるということが確認できるので、物体の有無を検出すると共に、上記パルス変調型光検出装置に発生した異常状態を確認することが出来る。 Furthermore, when no signal is output from the pair of terminals, it can be confirmed that there is an abnormal state such as a disconnection or a short circuit, so that the presence or absence of an object is detected, and an abnormality that has occurred in the pulse modulation type photodetector You can check the status.

上記パルス変調型光検出装置では、上記発振周波数制御手段は、物体が無い時に、上記基本クロック信号の周波数を、物体が有る時に変更する値と異なる値に変更してもよい。 In the pulse modulation type photodetection device, the oscillation frequency control means may change the frequency of the basic clock signal to a value different from a value changed when there is an object when there is no object.

これにより、受光素子に外乱光が入射された時に、上記一対の端子から出力される信号のパルス周期またはパルス幅が、物体が有る時のパルス周期またはパルス幅と同じとなり、物体が無いにもかかわらず物体が有ると誤って判定することを防ぐことが出来る。 Thus, when disturbance light is incident on the light receiving element, the pulse period or pulse width of the signal output from the pair of terminals is the same as the pulse period or pulse width when there is an object, and there is no object. Regardless of this, it is possible to prevent erroneous determination that there is an object.

上記パルス変調型光検出装置では、検出手段は、上記受光信号のパルスが所定数入力されると最終段の出力を反転させて上記物体の有無を検出するシフトレジスタを有し、
上記発振周波数制御手段は、物体が無い時に、上記検出手段を構成するシフトレジスタの最終段の出力と上記シフトレジスタの途中段の出力からの信号で上記基本クロック信号の周波数を制御してもよい。 In the pulse modulation type photodetection device, the detecting means has a shift register that detects the presence or absence of the object by inverting the output of the final stage when a predetermined number of pulses of the light receiving signal are inputted,
The oscillation frequency control means may control the frequency of the basic clock signal with a signal from the output of the last stage of the shift register and the output of the intermediate stage of the shift register when there is no object. .

これにより、上記シフトレジスタの最終段の出力から出力される信号で物体の有無を検出し、上記シフトレジスタの最終段の出力と上記シフトレジスタの途中段の出力との両方から出力される信号の組合せにより、上記基本クロック信号の周波数を変更できる。 Thus, the presence or absence of an object is detected from the signal output from the output of the last stage of the shift register, and the signal output from both the output of the last stage of the shift register and the output of the intermediate stage of the shift register is detected. The frequency of the basic clock signal can be changed by the combination.

本発明の電子機器は、上記いずれかのパルス変調型光検出装置を備えているので、小型化を図ることができる。 Since the electronic apparatus of the present invention includes any one of the above-described pulse modulation type photodetection devices, it can be miniaturized.

本発明のパルス変調型光検出装置は、以上のように、負荷及び電源が直列に接続される一対の端子と、上記受光信号に基づいて上記物体を検出する検出手段と、物体を検出された時に、上記基本クロック信号の周波数を変更する発振周波数制御手段とを備え、上記一対の端子は、上記物体の有無を検出するための出力端子として兼用されているものである。
As described above, the pulse modulation type photodetection device of the present invention has a pair of terminals to which a load and a power supply are connected in series, a detection unit that detects the object based on the light reception signal, and an object detected sometimes, a oscillation frequency control means for changing the frequency of the basic clock signal, the pair of terminals is shall have been also used as an output terminal for detecting the presence or absence of the object.

それゆえ、出力端子及び出力回路を省き縮小された回路により物体を検出することができるパルス変調型光検出装置を提供するという効果を奏する。 Therefore, there is an effect of providing a pulse modulation type photodetecting device capable of detecting an object by a reduced circuit without the output terminal and the output circuit.

〔実施の形態１〕
本発明に係るパルス変調型光検出装置の実施の一形態について図１ないし図４に基づき説明する。 [Embodiment 1]
An embodiment of a pulse modulation type photodetecting device according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図１に本実施の形態のパルス変調型光検出装置１のブロック図を示す。パルス変調型光検出装置１は、定電圧回路２、電源端子３、ＧＮＤ端子４、発振回路５、同期タイミング回路６、発光素子駆動回路７、発光素子８、受光素子９、アンプ１０、信号処理回路１１、負荷１２、及び電源１８から構成される。 FIG. 1 shows a block diagram of a pulse modulation type photodetector 1 of the present embodiment. The pulse modulation type photodetector 1 includes a constant voltage circuit 2, a power supply terminal 3, a GND terminal 4, an oscillation circuit 5, a synchronization timing circuit 6, a light emitting element driving circuit 7, a light emitting element 8, a light receiving element 9, an amplifier 10, and signal processing. The circuit 11 is composed of a load 12, and a power source 18.

パルス変調型光検出装置１では、定電圧回路２が、電源端子３とＧＮＤ端子４との間に直列に接続された電源１８及びＲＬの抵抗値を有する負荷１２により、各回路及びアンプに定電圧を供給する。 In the pulse modulation type photodetector 1, the constant voltage circuit 2 is fixed to each circuit and amplifier by a power supply 18 connected in series between the power supply terminal 3 and the GND terminal 4 and a load 12 having a resistance value of RL. Supply voltage.

パルス変調型光検出装置１は、所定波長であり、基本クロック（以下、ＣＬＫと略記する）信号Ｓ１を生成して出力する発振回路５と、基本ＣＬＫ信号Ｓ１をパルス変調して同期タイミングパルス信号Ｓ２を生成する同期タイミング回路（パルス生成回路）６とが設けられている。同期タイミングパルス信号Ｓ２は、発光素子駆動回路７に入力される。 The pulse modulation type photo-detecting device 1 has a predetermined wavelength, generates an oscillation circuit 5 that generates and outputs a basic clock (hereinafter abbreviated as CLK) signal S1, and a synchronous timing pulse signal by pulse-modulating the basic CLK signal S1. A synchronous timing circuit (pulse generation circuit) 6 for generating S2 is provided. The synchronization timing pulse signal S2 is input to the light emitting element drive circuit 7.

また、発光素子８は、発光素子駆動回路７により、同期タイミングパルス信号Ｓ２により同期タイミングパルス信号Ｓ２に同期した光を所定方向、即ち有無を検出すべき物体Ａ或いは物体Ｂの通過位置に対し投光する。パルス変調型光検出装置１は、複写機及びプリンタ等のＦＡ機器及びＯＡ機器、あるいはアミューズメント機器におけるコイン及び玉等の有無を検出する機器等の電子機器に搭載される。 In addition, the light emitting element 8 causes the light emitting element driving circuit 7 to project the light synchronized with the synchronization timing pulse signal S2 by the synchronization timing pulse signal S2 in a predetermined direction, that is, the passing position of the object A or the object B to be detected. Shine. The pulse modulation type photodetection device 1 is mounted on an electronic device such as a device that detects the presence or absence of coins and balls in an FA device and OA device such as a copying machine and a printer, or an amusement device.

さらに、受光素子９は、有無を検出すべき物体Ａの透過光、或いは物体Ｂによる反射光を受光して、対応する検出電気信号である受光パルス信号Ｓ３に変換して出力する。 Furthermore, the light receiving element 9 receives the transmitted light of the object A whose presence or absence is to be detected or the reflected light from the object B, converts it to a received light pulse signal S3 which is a corresponding detection electric signal, and outputs it.

物体Ａ或いは物体Ｂの有無を検出時に受光素子９へ光がどのように入射されるかについて、以下に例を示す。 An example of how light is incident on the light receiving element 9 when detecting the presence or absence of the object A or the object B is shown below.

上述したように、発振回路５で基本ＣＬＫ信号Ｓ１が作られ、同期タイミング回路６において基本ＣＬＫ信号Ｓ１が、同期タイミングを有する同期タイミングパルス信号Ｓ２に変調される。発光素子８は、発光素子駆動回路７により、パルス変調されたパルス光Ｌ１或いはパルス光Ｌ２を物体Ａ或いは物体Ｂの通過位置に向かって投射（投光）する。パルス光Ｌ１及びＬ２は、投射される方向のみが異なり、その他の性質は同一でもよい。 As described above, the basic CLK signal S1 is generated by the oscillation circuit 5, and the basic CLK signal S1 is modulated by the synchronous timing circuit 6 into a synchronous timing pulse signal S2 having a synchronous timing. The light emitting element 8 projects (projects) the pulsed light L1 or the pulsed light L2 modulated by the light emitting element driving circuit 7 toward the passing position of the object A or the object B. The pulse lights L1 and L2 differ only in the direction in which they are projected, and the other properties may be the same.

パルス変調型光検出装置１が、発光素子８及び受光素子９の間を＋Ｘ方向に通過する物体Ａの有無を検出する場合、パルス光Ｌ１は、発光素子８から＋Ｙ方向に投射され、受光素子９に入射している。物体Ａが通過してパルス光Ｌ１を横切る時、パルス光Ｌ１は、物体Ａを透過し、受光素子９に入射する。 When the pulse modulation type photodetector 1 detects the presence or absence of the object A passing between the light emitting element 8 and the light receiving element 9 in the + X direction, the pulsed light L1 is projected from the light emitting element 8 in the + Y direction, and the light receiving element 9 is incident. When the object A passes and crosses the pulsed light L1, the pulsed light L1 passes through the object A and enters the light receiving element 9.

パルス変調型光検出装置１が、発光素子８及び受光素子９から＋Ｘ方向に距離ａ離れた点を＋Ｙ方向に通過する物体Ｂの有無を検出する場合、パルス光Ｌ２は、発光素子８から物体Ｂの通過位置Ｐに投射されるが、受光素子９には入射していない。物体Ｂが通過してパルス光Ｌ２を横切る時、パルス光Ｌ２は、物体Ｂにより反射され、反射されたパルス光Ｌ３は、受光素子９に入射する。 When the pulse modulation type photodetection device 1 detects the presence or absence of the object B passing in the + Y direction at a point a distance in the + X direction from the light emitting element 8 and the light receiving element 9, the pulsed light L2 is transmitted from the light emitting element 8 to the object. Although it is projected to the passing position P of B, it is not incident on the light receiving element 9. When the object B passes and crosses the pulsed light L2, the pulsed light L2 is reflected by the object B, and the reflected pulsed light L3 enters the light receiving element 9.

従って、周囲に外乱光等がなければ、受光素子９に入射するパルス光は、該パルス光を横切る物体Ａ或いは物体Ｂの通過によりその有無が切り替わることになる。そしてこのように受光素子９へ入射されたパルス光を受光素子９により光電変換して受光パルス信号Ｓ３を得る。 Accordingly, if there is no disturbance light or the like in the surroundings, the presence or absence of the pulsed light incident on the light receiving element 9 is switched by the passage of the object A or the object B crossing the pulsed light. Then, the pulse light incident on the light receiving element 9 in this way is photoelectrically converted by the light receiving element 9 to obtain a light receiving pulse signal S3.

アンプ１０は、受光素子９から得た受光パルス信号Ｓ３を増幅し、波形整形してアンプ出力パルス信号Ｓ４として出力する。その上で、信号処理回路（受光側検出回路）１１は、アンプ出力パルス信号Ｓ４及び同期タイミングパルス信号Ｓ２との比較から物体Ａ或いは物体Ｂの有無の検出結果を示すデジタル信号である判定処理信号Ｓ５を発振回路５に出力する。 The amplifier 10 amplifies the light reception pulse signal S3 obtained from the light receiving element 9, shapes the waveform, and outputs it as an amplifier output pulse signal S4. In addition, the signal processing circuit (light-receiving side detection circuit) 11 is a determination processing signal that is a digital signal indicating the detection result of the presence or absence of the object A or the object B from the comparison between the amplifier output pulse signal S4 and the synchronization timing pulse signal S2. S5 is output to the oscillation circuit 5.

図２に信号処理回路１１の１例を示す。信号処理回路１１には、アンプ１０のアンプ出力パルス信号Ｓ４の状態を検出する状態検出回路１３、シフトレジスタ１４、及び発振制御回路１５が設けられている。 FIG. 2 shows an example of the signal processing circuit 11. The signal processing circuit 11 is provided with a state detection circuit 13, a shift register 14, and an oscillation control circuit 15 that detect the state of the amplifier output pulse signal S4 of the amplifier 10.

まず、パルス変調型光検出装置１が反射型である場合について説明する。状態検出回路１３は、同期タイミングパルス信号Ｓ２とアンプ出力パルス信号Ｓ４との波形を比較する。同期タイミングパルス信号Ｓ２が入力されていない時にアンプ出力パルス信号Ｓ４が入力されていれば、受光素子９にノイズ光が入射していると判定し、シフトレジスタ１４へ信号を送らないか或いはシフトレジスタ１４をリセットする。 First, the case where the pulse modulation type photodetection device 1 is a reflection type will be described. The state detection circuit 13 compares the waveforms of the synchronization timing pulse signal S2 and the amplifier output pulse signal S4. If the amplifier output pulse signal S4 is input when the synchronization timing pulse signal S2 is not input, it is determined that noise light is incident on the light receiving element 9, and no signal is sent to the shift register 14 or the shift register. 14 is reset.

状態検出回路１３は、アンプ出力パルス信号Ｓ４と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが合致していれば、受光素子９に物体が有ることにより反射された反射光が入射したと判定し、シフトレジスタ１４へ同期タイミングパルス信号Ｓ２に合致したアンプ出力パルス信号Ｓ４である比較信号Ｓ６を送る。 If the amplifier output pulse signal S4 and the synchronization timing pulse signal S2 match, the state detection circuit 13 determines that the reflected light reflected by the presence of the object on the light receiving element 9 has entered the shift register 14. A comparison signal S6 that is an amplifier output pulse signal S4 that matches the synchronization timing pulse signal S2 is sent.

また、状態検出回路１３は、シフトレジスタ１４の最終段のＤフリップフロップ２Ｊからの出力信号Ｑ２Ｊを入力され、出力信号Ｑ２Ｊに応じて、物体が有る時は検出状態を、物体が無い時は非検出状態を保持するように、シフトレジスタ１４をセットまたはリセットし、あるいはＤフリップフロップ２Ｈ、２Ｉ、及び２ＪのＣＬＫ入力への比較信号Ｓ６の供給を停止する。これにより、物体の大きさや物体の通過スピードが変更されても、検出状態あるいは非検出状態を保持出来る。 Further, the state detection circuit 13 receives an output signal Q2J from the D flip-flop 2J at the final stage of the shift register 14, and according to the output signal Q2J, the state detection circuit 13 indicates a detection state when there is an object and does not display when there is no object. The shift register 14 is set or reset to hold the detection state, or the supply of the comparison signal S6 to the CLK inputs of the D flip-flops 2H, 2I, and 2J is stopped. Thereby, even if the size of the object and the passing speed of the object are changed, the detection state or the non-detection state can be maintained.

さらに、状態検出回路１３は、出力信号Ｑ２Ｊを入力されることにより、検出状態あるいは非検出状態を認識出来る。従って、状態検出回路１３は、検出状態あるいは非検出状態において外乱光によるノイズが受光素子９及びアンプ１０を介して入力された場合に、シフトレジスタ１４の出力をどのようにするかを任意に設定できる。 Furthermore, the state detection circuit 13 can recognize the detection state or the non-detection state by receiving the output signal Q2J. Therefore, the state detection circuit 13 arbitrarily sets the output of the shift register 14 when noise due to disturbance light is input through the light receiving element 9 and the amplifier 10 in the detection state or the non-detection state. it can.

例えば、出力信号Ｑ２Ｊが入力され、状態検出回路１３が検出状態であることを認識した状態で、外乱光によるノイズが入力された場合に、状態検出回路１３がシフトレジスタ１４をセットあるいはリセットすることにより、強制的に非検出状態に設定してもよい。 For example, the state detection circuit 13 sets or resets the shift register 14 when noise due to ambient light is input in a state where the output signal Q2J is input and the state detection circuit 13 recognizes that it is in the detection state. Thus, the non-detection state may be forcibly set.

信号処理回路１１は、同期タイミングパルス信号Ｓ２に合致したアンプ出力パルス信号Ｓ４がシフトレジスタ１４にその段数分（図２では３段分）入力されると、物体が通過中であると判定して発振制御回路１５を介して発振回路５から出力される基本ＣＬＫ信号Ｓ１の周波数を物体が有る時の周波数に変更させる。 When the amplifier output pulse signal S4 that matches the synchronization timing pulse signal S2 is input to the shift register 14 by the number of stages (three stages in FIG. 2), the signal processing circuit 11 determines that the object is passing. The frequency of the basic CLK signal S1 output from the oscillation circuit 5 via the oscillation control circuit 15 is changed to the frequency when there is an object.

シフトレジスタ１４は、同期タイミングパルス信号Ｓ２と合致したＨｉのアンプ出力パルス信号Ｓ４が、シフトレジスタ１４に３周期連続で入力された場合に、物体が有ると判定として、Ｄフリップフロップ２Ｊの出力信号Ｑ２Ｊをシフトレジスタ出力信号Ｓ７として発振制御回路１５へ出力する。発振制御回路１５は、シフトレジスタ出力信号Ｓ７に応じて基本ＣＬＫ信号Ｓ１の周波数を物体が有る時或いは物体が無い時の周波数に変更させる信号、即ち判定処理信号Ｓ５を発振回路５へ出力する。
図３はパルス変調型光検出装置１が反射型である場合のタイミングチャートである。同期タイミングパルス信号Ｓ２に合致した、即ちＨｉであるアンプ出力パルス信号Ｓ４が、同期タイミングパルス信号Ｓ２の３周期分連続で入力されると、シフトレジスタ出力信号Ｓ７がＬｏからＨｉへ変化する。Ｌｏのアンプ出力パルス信号Ｓ４が、同期タイミングパルス信号Ｓ２の３周期分連続で入力されると、物体が無くなったと判定してシフトレジスタ出力信号Ｓ７がＨｉからＬｏへ変化する。 The shift register 14 determines that there is an object when the Hi amplifier output pulse signal S4 that matches the synchronization timing pulse signal S2 is input to the shift register 14 for three consecutive periods, and determines that there is an object. Q2J is output to the oscillation control circuit 15 as the shift register output signal S7. The oscillation control circuit 15 outputs, to the oscillation circuit 5, a signal for changing the frequency of the basic CLK signal S1 to a frequency when there is an object or when there is no object, that is, a determination processing signal S5 in accordance with the shift register output signal S7.
FIG. 3 is a timing chart in the case where the pulse modulation type photodetection device 1 is a reflection type. When the amplifier output pulse signal S4 that matches the synchronization timing pulse signal S2, that is, Hi, is continuously input for three periods of the synchronization timing pulse signal S2, the shift register output signal S7 changes from Lo to Hi. When the Lo amplifier output pulse signal S4 is continuously input for three periods of the synchronization timing pulse signal S2, it is determined that the object has disappeared, and the shift register output signal S7 changes from Hi to Lo.

図４はパルス変調型光検出装置１が透過型である場合のタイミングチャートである。Ｌｏであるアンプ出力パルス信号Ｓ４が、同期タイミングパルス信号Ｓ２の３周期分連続で入力されると、物体が有ることによりパルス光が遮断されているとして、シフトレジスタ出力信号Ｓ７がＨｉからＬｏへ変化する。Ｈｉのアンプ出力パルス信号Ｓ４が、同期タイミングパルス信号Ｓ２の３周期分連続で入力されると、物体が無くなったと判定してシフトレジスタ出力信号Ｓ７がＬｏからＨｉへ変化する。 FIG. 4 is a timing chart when the pulse modulation type photodetection device 1 is a transmission type. When the amplifier output pulse signal S4, which is Lo, is continuously input for three periods of the synchronization timing pulse signal S2, the shift register output signal S7 changes from Hi to Lo, assuming that the pulse light is blocked by the presence of an object. Change. When the Hi amplifier output pulse signal S4 is continuously input for three periods of the synchronization timing pulse signal S2, it is determined that the object has disappeared, and the shift register output signal S7 changes from Lo to Hi.

パルス変調型光検出装置１では、シフトレジスタ１４は、例えばＤフリップフロップ２Ｈ、２Ｉ、及び２Ｊを有する３段のシフトレジスタである。Ｄフリップフロップ２Ｈ、２Ｉ、及び２Ｊは、ＪＫフリップフロップを用いてもよい。Ｄフリップフロップ２Ｈ、２Ｉ、及び２Ｊは、それぞれセット入力Ｓ及びリセット入力Ｒを有しており、電源投入時にセットあるいはリセットされる。これにより、初期状態が非検出状態に設定される。 In the pulse modulation type photodetecting device 1, the shift register 14 is a three-stage shift register having, for example, D flip-flops 2H, 2I, and 2J. The D flip-flops 2H, 2I, and 2J may use JK flip-flops. Each of the D flip-flops 2H, 2I, and 2J has a set input S and a reset input R, and is set or reset when the power is turned on. As a result, the initial state is set to the non-detection state.

そしてパルス変調型光検出装置１を使用するときには、電源Ｖｃｃ及びＲＬの抵抗値を有する負荷１２は、電源端子３とＧＮＤ端子４の間に直列に接続される。ここで一般的なパルス変調型光検出装置の消費電流は、発光素子に流れる電流を除くと数mA程度以下である。これに対して、発光素子に流れる電流Ｉは、検出物体までの距離にもよるが数十mA以上である。 When the pulse modulation type photodetection device 1 is used, the load 12 having the resistance values of the power supplies Vcc and RL is connected in series between the power supply terminal 3 and the GND terminal 4. Here, the current consumption of a general pulse modulation type photodetector is about several mA or less excluding the current flowing through the light emitting element. On the other hand, the current I flowing through the light emitting element is several tens mA or more depending on the distance to the detection object.

従って、出力信号Ｓ８は、電源１８の電圧Ｖｃｃから負荷１２による電圧降下した波形となる。同期タイミングパルス信号Ｓ２がＨｉの時、発光素子８に電流が流れ、負荷１２による電圧降下が大きく、同期タイミングパルス信号Ｓ２がＬｏの時は発光素子８に電流が流れず、パルス変調型光検出装置の消費電流によってのみ電圧降下が発生するので、電圧降下が小さくなる。以上により出力信号Ｓ８は、同期タイミングパルス信号Ｓ２と同期し、発光素子８に電流が流れる時にＬｏ、発光素子８に電流が流れない時にＨｉとなる。 Therefore, the output signal S8 has a waveform obtained by dropping the voltage by the load 12 from the voltage Vcc of the power source 18. When the synchronization timing pulse signal S2 is Hi, a current flows through the light emitting element 8, and a voltage drop due to the load 12 is large. When the synchronization timing pulse signal S2 is Lo, no current flows through the light emitting element 8, and pulse-modulated light detection Since the voltage drop occurs only due to the current consumption of the device, the voltage drop becomes small. As described above, the output signal S8 is synchronized with the synchronization timing pulse signal S2, and becomes Lo when current flows through the light emitting element 8, and becomes Hi when current does not flow through the light emitting element 8.

なお、電源１８の電圧Ｖｃｃ及び負荷１２の抵抗値ＲＬは、発光素子８に電流が流れ、負荷１２による電圧降下により出力信号Ｓ８がＬｏとなった場合でも、電源１８から負荷１２及び電源端子３を介して定電圧回路２に印加される電圧が、定電圧回路２を動作させるために必要な電圧を下回らないような電圧及び抵抗値に設定される。 Note that the voltage Vcc of the power supply 18 and the resistance value RL of the load 12 are such that even when a current flows through the light emitting element 8 and the output signal S8 becomes Lo due to a voltage drop due to the load 12, the load 18 and the power supply terminal 3 The voltage and the resistance value are set so that the voltage applied to the constant voltage circuit 2 via the voltage does not fall below the voltage necessary for operating the constant voltage circuit 2.

そして、物体が有る時に、反射型のパルス変調型光検出装置１において同期タイミングパルス信号Ｓ２が入力された時にＨｉであり、透過型のパルス変調型光検出装置１において同期タイミングパルス信号Ｓ２が入力された時にＬｏであるアンプ出力パルス信号Ｓ４が、同期タイミングパルス信号Ｓ２の３周期分連続で入力されると、発振制御回路１５を介して基本ＣＬＫ信号Ｓ１の周波数が物体が有る時の周波数に変更されるので、同期タイミングパルス信号Ｓ２の周波数が変更される。これにより、出力信号Ｓ８のパルス周期またはパルス幅も同様に変化し、物体が有ることが出力信号Ｓ８のパルス周期またはパルス幅の変化により確認できる。 Then, when there is an object, it is Hi when the synchronization timing pulse signal S2 is input in the reflection type pulse modulation type photodetector 1, and the synchronization timing pulse signal S2 is input in the transmission type pulse modulation type photodetector 1 When the amplifier output pulse signal S4 which is Lo at the time of being input is continuously input for three periods of the synchronous timing pulse signal S2, the frequency of the basic CLK signal S1 is changed to the frequency when the object is present via the oscillation control circuit 15. Since the frequency is changed, the frequency of the synchronization timing pulse signal S2 is changed. Thereby, the pulse period or pulse width of the output signal S8 changes in the same manner, and it can be confirmed by the change in the pulse period or pulse width of the output signal S8 that there is an object.

従って、直列に接続された上記パルス変調型光検出装置と電源１８と負荷１２の内、上記パルス変調型光検出装置と負荷１２との接続点から負荷１２の値を適切に選択することにより、発光素子８に流れるパルス電流の変化をパルス電位として取り出すことができる。また、物体が有る時／物体が無い時に合わせて同期パルス周期或いは同期パルス幅が変化すると、上記パルス変調型光検出装置１と負荷１２との接続点から出力される出力信号Ｓ８により物体が有ること／物体が無いことを判定することができる。 Therefore, by appropriately selecting the value of the load 12 from the connection point between the pulse modulation type photodetector and the load 12 among the pulse modulation type photodetector, the power supply 18 and the load 12 connected in series, A change in pulse current flowing through the light emitting element 8 can be extracted as a pulse potential. Further, when the synchronization pulse period or the synchronization pulse width changes in accordance with the presence / absence of an object, the object is present by the output signal S8 output from the connection point between the pulse modulation type photodetecting device 1 and the load 12. It can be determined that there is no thing / object.

以上のように、本実施の形態のパルス変調型光検出装置１は、物体が有る時に発振回路５が生成する基本ＣＬＫ信号Ｓ１の周波数を変更し、出力信号Ｓ８の周波数を変化させることにより、物体が有ることを検出する。 As described above, the pulse modulation type photodetector 1 according to the present embodiment changes the frequency of the basic CLK signal S1 generated by the oscillation circuit 5 when there is an object, and changes the frequency of the output signal S8. Detect the presence of an object.

ここで、光検出装置は外乱光の影響を受けないようにしなければならない。パルス変調型光検出装置として物体が有る時のパルス周期またはパルス幅を決めておけば、物体が無い時のパルス周期またはパルス幅は検出時のパルス周期またはパルス幅以外で変化させても良い。 Here, it is necessary to prevent the light detection apparatus from being affected by disturbance light. If the pulse period or pulse width when an object is present is determined as the pulse modulation type photodetection device, the pulse period or pulse width when there is no object may be changed other than the pulse period or pulse width at the time of detection.

なお、本実施の形態において、図３及び図４のタイミングチャートに示す論理動作を説明したが、例えばパルス変調型光検出装置１にインバータなどを用いることにより、ＨｉとＬｏが反転して論理動作が逆になった場合でも、パルス変調型光検出装置１は物体の有無を検出することができる。 In this embodiment, the logical operation shown in the timing charts of FIGS. 3 and 4 has been described. However, for example, by using an inverter or the like in the pulse modulation type photodetecting device 1, Hi and Lo are inverted and logical operation is performed. Even when is reversed, the pulse modulation type photodetection device 1 can detect the presence or absence of an object.

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。 [Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIG. Configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first embodiment are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted.

本実施の形態では、図５に示すように、信号処理回路１６及び発振制御回路１７が実施の形態１と異なっている。発振制御回路１７は、実施の形態１の発振制御回路１５と異なり、２つの信号を入力可能な構成となっている。発振制御回路１７へ入力される信号は、シフトレジスタ出力信号Ｓ７、及びシフトレジスタ１４内においてＤフリップフロップ２ＨとＤフリップフロップ２Ｊとの中間に位置するＤフリップフロップ２Ｉの出力信号、即ちシフトレジスタ出力信号Ｓ９である。 In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the signal processing circuit 16 and the oscillation control circuit 17 are different from those in the first embodiment. Unlike the oscillation control circuit 15 of the first embodiment, the oscillation control circuit 17 is configured to be able to input two signals. The signals input to the oscillation control circuit 17 are the shift register output signal S7 and the output signal of the D flip-flop 2I located in the middle of the D flip-flop 2H and the D flip-flop 2J in the shift register 14, that is, the shift register output. This is signal S9.

上記構成によれば、アンプ１０から状態検出回路１３へ入ったアンプ出力パルス信号Ｓ４が同期タイミング回路６で作られる同期タイミングパルス信号Ｓ２に合致すると判定されシフトレジスタ１４に入力してきたとき、物体の通過中にシフトレジスタ出力信号Ｓ７はまだＬｏのままであるが、シフトレジスタ出力信号Ｓ９がＨｉである状態において、発振制御回路１７は、実施の形態１において発振制御回路１５にシフトレジスタ出力信号Ｓ７が入力された時の基本ＣＬＫ信号Ｓ１の周波数とは別の周波数になるように発振回路５へデジタル信号Ｓ５を出力する。この時のデジタル信号Ｓ５は、シフトレジスタ出力信号Ｓ７もＨｉとなった時に出力される信号とは異なる信号である。 According to the above configuration, when it is determined that the amplifier output pulse signal S4 input from the amplifier 10 to the state detection circuit 13 matches the synchronization timing pulse signal S2 generated by the synchronization timing circuit 6 and is input to the shift register 14, While the shift register output signal S7 is still Lo during the passage, the oscillation control circuit 17 sends the shift register output signal S7 to the oscillation control circuit 15 in the first embodiment while the shift register output signal S9 is Hi. The digital signal S5 is output to the oscillation circuit 5 so as to have a frequency different from the frequency of the basic CLK signal S1 when. The digital signal S5 at this time is a signal different from the signal output when the shift register output signal S7 is also Hi.

図６は図５の信号処理回路１６を用いた場合のタイミングチャートである。シフトレジスタ出力信号Ｓ７がＬｏでシフトレジスタ出力信号Ｓ９がＨｉである場合（図６の期間Ｔ）に、発振回路５から出力される基本クロック信号Ｓ１の周波数は、シフトレジスタ出力信号Ｓ７がＨｉになった時と異なる周波数になっている。 FIG. 6 is a timing chart when the signal processing circuit 16 of FIG. 5 is used. When the shift register output signal S7 is Lo and the shift register output signal S9 is Hi (period T in FIG. 6), the frequency of the basic clock signal S1 output from the oscillation circuit 5 is the shift register output signal S7 is Hi. The frequency is different from when it was.

以上のように、本実施の形態の信号処理回路１６及び発振制御回路１７を用いると、物体が無い状態で、図１のパルス変調型光検出装置１において受光素子９に外乱光が入射された時に、出力信号Ｓ８のパルス周期またはパルス幅が、物体が有る時のパルス周期またはパルス幅と同じにはならないので、物体が無いにもかかわらず物体が有ると誤判定することを防ぐことが出来る。 As described above, when the signal processing circuit 16 and the oscillation control circuit 17 of the present embodiment are used, disturbance light is incident on the light receiving element 9 in the pulse modulation type photodetector 1 of FIG. Sometimes, the pulse period or pulse width of the output signal S8 is not the same as the pulse period or pulse width when there is an object, so that it is possible to prevent erroneous determination that there is an object even though there is no object. .

なお、本実施の形態において、図６のタイミングチャートに示す論理動作を説明したが、例えばパルス変調型光検出装置１にインバータなどを用いることにより、ＨｉとＬｏが反転して論理動作が逆になった場合でも、パルス変調型光検出装置１は物体の有無を検出することができる。 In the present embodiment, the logical operation shown in the timing chart of FIG. 6 has been described. For example, by using an inverter or the like in the pulse modulation type photodetector 1, Hi and Lo are inverted and the logical operation is reversed. Even in such a case, the pulse modulation type photodetector 1 can detect the presence or absence of an object.

〔実施形態の総括〕
以上のように、本発明のパルス変調型光検出装置は、上記課題を解決するために、基本ＣＬＫ信号Ｓ１を生成して出力する発振回路５と、基本ＣＬＫ信号Ｓ１に基づいて同期タイミングパルス信号Ｓ２を生成する同期タイミング回路６と、同期タイミングパルス信号Ｓ２に同期したパルス光を投光する発光素子８と、検出すべき物体による上記パルス光の反射光、または物体によって遮断されなかった上記パルス光を受光する受光素子９とを備え、受光素子９からの受光信号に基づいて物体を検出するパルス変調型光検出装置１において、負荷１２及び発光素子８に電流を供給する電源１８が直列に接続される一対の端子と、上記受光信号に基づいて上記物体の有無を検出する検出手段と、物体が有る時に、基本ＣＬＫ信号Ｓ１の周波数を変更する発振制御回路１５または１７とを備えることを特徴とする。 [Summary of Embodiment]
As described above, in order to solve the above-described problem, the pulse modulation type photodetecting device of the present invention generates the basic CLK signal S1 and outputs it, and the synchronous timing pulse signal based on the basic CLK signal S1. A synchronous timing circuit 6 that generates S2, a light emitting element 8 that emits pulsed light synchronized with the synchronous timing pulse signal S2, and a reflected light of the pulsed light by an object to be detected, or the pulse that is not blocked by the object In the pulse modulation type photodetecting device 1 that includes a light receiving element 9 that receives light and detects an object based on a light reception signal from the light receiving element 9, a power supply 18 that supplies current to the load 12 and the light emitting element 8 is connected in series. A pair of connected terminals, a detecting means for detecting the presence or absence of the object based on the light reception signal, and a frequency of the basic CLK signal S1 when there is an object are changed. Characterized in that it comprises an oscillation control circuit 15 or 17.

上記発明によれば、基本ＣＬＫ信号Ｓ１に基づいて生成された同期タイミングパルス信号Ｓ２がＨｉである時に、上記一対の端子に接続された電源１８から負荷１２を介して発光素子８に電流が流れる。この場合、上記一対の端子に発生する電圧は、電源１８の電圧から負荷１２の電圧降下分低下してＬｏの電圧となる。従って、上記一対の端子から出力される信号Ｓ８は、同期タイミングパルス信号Ｓ２と同期し、発光素子８に電流が流れる時にＬｏ、発光素子８に電流が流れない時にＨｉとなる。 According to the above invention, when the synchronization timing pulse signal S2 generated based on the basic CLK signal S1 is Hi, a current flows from the power source 18 connected to the pair of terminals to the light emitting element 8 via the load 12. . In this case, the voltage generated at the pair of terminals is reduced to a voltage of Lo by decreasing the voltage drop of the load 12 from the voltage of the power supply 18. Therefore, the signal S8 output from the pair of terminals is synchronized with the synchronization timing pulse signal S2, and becomes Lo when current flows through the light emitting element 8, and becomes Hi when current does not flow through the light emitting element 8.

これにより、物体が有る時に、発振制御回路１５または１７により発振回路５の発振周波数が変更されると、同期タイミングパルス信号Ｓ２の周波数が変更されるので、上記一対の端子から出力されるパルス信号のパルス周期またはパルス幅も変更される。 Accordingly, when the oscillation frequency of the oscillation circuit 5 is changed by the oscillation control circuit 15 or 17 when there is an object, the frequency of the synchronization timing pulse signal S2 is changed, so that the pulse signal output from the pair of terminals The pulse period or pulse width is also changed.

従って、負荷１２及び電源１８が直列に接続される一対の端子から出力される信号のパルス周期またはパルス幅の変化により物体の有無を検出できるので、出力端子及び出力回路を別途設ける必要が無く、装置を縮小出来る。 Therefore, since the presence or absence of an object can be detected by a change in the pulse period or pulse width of a signal output from a pair of terminals to which the load 12 and the power supply 18 are connected in series, there is no need to separately provide an output terminal and an output circuit. The device can be reduced.

上記パルス変調型光検出装置では、発振制御回路１５または１７は、物体が無い時に、基本ＣＬＫ信号Ｓ１の周波数を、物体が有る時に変更する値と異なる値に変更してもよい。 In the pulse modulation type photodetection device, the oscillation control circuit 15 or 17 may change the frequency of the basic CLK signal S1 to a value different from the value changed when there is an object when there is no object.

これにより、受光素子９に外乱光が入射された時に、上記一対の端子から出力される信号Ｓ８のパルス周期またはパルス幅が、物体が有る時のパルス周期またはパルス幅と同じとなり、物体が無いにもかかわらず物体が有ると誤って判定することを防ぐことが出来る。 Thus, when disturbance light is incident on the light receiving element 9, the pulse period or pulse width of the signal S8 output from the pair of terminals is the same as the pulse period or pulse width when there is an object, and there is no object. Nevertheless, it is possible to prevent erroneous determination that there is an object.

上記パルス変調型光検出装置では、検出手段は、上記受光信号のパルスが所定数入力されると最終段の出力を反転させて上記物体の有無を検出するシフトレジスタ１４を有し、上記発振制御回路１７は、物体が無い時に、上記検出手段を構成するシフトレジスタ１４の最終段の出力とシフトレジスタ１４の途中段の出力からの信号で基本ＣＬＫ信号Ｓ１の周波数を制御してもよい。 In the pulse modulation type photodetection device, the detection means includes a shift register 14 that detects the presence or absence of the object by inverting the output of the final stage when a predetermined number of pulses of the light reception signal are input, and the oscillation control When there is no object, the circuit 17 may control the frequency of the basic CLK signal S1 with signals from the output of the last stage of the shift register 14 and the output of the middle stage of the shift register 14 constituting the detection means.

これにより、シフトレジスタ１４の最終段の出力から出力される信号で物体の有無を検出し、シフトレジスタ１４の最終段の出力とシフトレジスタ１４の途中段の出力との両方から出力される信号の組合せにより、基本ＣＬＫ信号Ｓ１の周波数を変更できる。 Thereby, the presence or absence of an object is detected from the signal output from the output of the last stage of the shift register 14, and the signal output from both the output of the last stage of the shift register 14 and the output of the intermediate stage of the shift register 14 is detected. The frequency of the basic CLK signal S1 can be changed by the combination.

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the technical means disclosed in different embodiments can be appropriately combined. Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

パルス変調型光検出装置は、出力端子を別途設ける必要が無く、装置を縮小して物体を検出できるので、複写機及びプリンタ等のＦＡ機器及びＯＡ機器、あるいはアミューズメント機器におけるコイン及び玉等の検出機器等の電子機器に好適に用いることができる。 The pulse modulation type photo-detecting device does not require a separate output terminal and can detect an object by reducing the size of the device, so that it can detect coins and balls in an FA device and OA device such as a copying machine and a printer, or an amusement device. It can use suitably for electronic devices, such as an apparatus.

本発明の実施の形態１におけるパルス変調型光検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the pulse modulation type photon detection apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における信号処理回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing circuit in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１におけるパルス変調型光検出装置の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the pulse modulation type photon detection apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１におけるパルス変調型光検出装置の他の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows other operation | movement of the pulse modulation type photon detection apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２の信号処理回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing circuit of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２におけるパルス変調型光検出装置の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the pulse modulation type photon detection apparatus in Embodiment 2 of this invention. 従来のパルス変調型光検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional pulse modulation type | mold photodetector. 従来のパルス変調型光検出装置の信号処理回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing circuit of the conventional pulse modulation type photon detection apparatus. 従来のパルス変調型光検出装置の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the conventional pulse modulation type | mold photodetector.

符号の説明Explanation of symbols

１パルス変調型光検出装置
２定電圧回路
２Ｈ、２Ｉ、２ＪＤフリップフロップ
３電源端子
４ＧＮＤ端子
５発振回路
６同期タイミング回路（パルス信号生成手段）
７発光素子駆動回路
８発光素子
９受光素子
１０アンプ
１１、１６信号処理回路
１２負荷
１３状態検出回路（検出手段）
１４シフトレジスタ（検出手段）
１５、１７発振制御回路（発振周波数制御手段）
１８電源
Ａ、Ｂ物体
Ｌ１〜Ｌ３パルス光
Ｐ通過位置
Ｓ１基本ＣＬＫ信号
Ｓ２同期タイミングパルス信号
Ｓ３受光パルス信号
Ｓ４アンプ出力パルス信号
Ｓ５判定処理信号
Ｓ６比較信号
Ｓ７、Ｓ９シフトレジスタ出力信号
Ｓ８出力信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pulse modulation type photodetector 2 Constant voltage circuit 2H, 2I, 2J D flip-flop 3 Power supply terminal 4 GND terminal 5 Oscillation circuit 6 Synchronous timing circuit (pulse signal generation means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 Light emitting element drive circuit 8 Light emitting element 9 Light receiving element 10 Amplifier 11, 16 Signal processing circuit 12 Load 13 State detection circuit (detection means)
14 Shift register (detection means)
15, 17 Oscillation control circuit (oscillation frequency control means)
18 Power supply A, B Object L1-L3 Pulse light P Passing position S1 Basic CLK signal S2 Synchronization timing pulse signal S3 Light reception pulse signal S4 Amplifier output pulse signal S5 Determination processing signal S6 Comparison signal S7, S9 Shift register output signal S8 Output signal

Claims

基本クロック信号を生成して出力する発振回路と、
上記基本クロック信号に基づいて同期タイミングパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
上記同期タイミングパルス信号に同期したパルス光を投光する発光素子と、
検出すべき物体による上記パルス光の反射光、または物体によって遮断されなかった上記パルス光を受光する受光素子とを備え、
上記受光素子からの受光信号に基づいて物体の有無を検出するパルス変調型光検出装置において、
負荷及び上記発光素子に電流を供給する電源が直列に接続される一対の端子と、
上記受光信号に基づいて上記物体の有無を検出する検出手段と、
物体が有る時に、上記基本クロック信号の周波数を変更する発振周波数制御手段とを備え、
上記一対の端子は、上記物体の有無を検出するための出力端子として兼用されていることを特徴とするパルス変調型光検出装置。 An oscillation circuit that generates and outputs a basic clock signal;
Pulse signal generating means for generating a synchronous timing pulse signal based on the basic clock signal;
A light emitting element that projects pulsed light synchronized with the synchronization timing pulse signal;
A light receiving element for receiving the reflected light of the pulsed light by the object to be detected or the pulsed light not blocked by the object;
In the pulse modulation type photodetection device that detects the presence or absence of an object based on the light reception signal from the light receiving element,
A pair of terminals to which a load and a power source for supplying current to the light emitting element are connected in series;
Detecting means for detecting the presence or absence of the object based on the light reception signal;
An oscillation frequency control means for changing the frequency of the basic clock signal when there is an object ,
The pair of terminals is also used as an output terminal for detecting the presence / absence of the object .

上記発振周波数制御手段は、物体が無い時に、上記基本クロック信号の周波数を、物体が有る時に変更する値と異なる値に変更することを特徴とする請求項１に記載のパルス変調型光検出装置。 2. The pulse modulation type photodetector according to claim 1, wherein the oscillation frequency control means changes the frequency of the basic clock signal to a value different from a value to be changed when there is an object when there is no object. .

検出手段は、上記受光信号のパルスが所定数入力されると最終段の出力を反転させて上記物体の有無を検出するシフトレジスタを有し、
上記発振周波数制御手段は、物体が無い時に、上記検出手段を構成するシフトレジスタの最終段の出力と上記シフトレジスタの途中段の出力からの信号で上記基本クロック信号の周波数を制御することを特徴とする請求項２に記載のパルス変調型光検出装置。 The detection means includes a shift register that detects the presence or absence of the object by inverting the output of the final stage when a predetermined number of pulses of the light reception signal are input,
The oscillation frequency control means controls the frequency of the basic clock signal with signals from the output of the last stage of the shift register constituting the detection means and the output of the intermediate stage of the shift register when there is no object. The pulse modulation type photodetection device according to claim 2.

請求項１〜３のいずれか１項に記載のパルス変調型光検出装置を用いた電子機器。 Electronic equipment using the pulse modulation type photodetection device according to any one of claims 1 to 3.