[發明專利]光傳感器和使用了它的物體檢測裝置、盤裝置

無效

• 申請號: 201010109466.7
• 申請日: 2010-02-03
• 公開（公告）號: CN101793552A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 清水立郎
• 申請（專利權）人: 羅姆股份有限公司
• 主分類號: G01J1/46
• 分類號: G01J1/46;G01V8/12;G11B17/051;G11B7/00;H01L27/144
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 郭定輝

技術領域

本發明涉及判定來自發光器件的光量的光傳感器。

背景技術

在照度傳感器、遙控器的光接收部及其它各種各樣的用途中，使用對從外部照射來的光量進行檢測的光傳感器。光傳感器中設有產生與光量相應的光電流的光敏晶體管、光電二極管等作為光接收器件。光傳感器對光接收器件中所流過的光電流進行放大或者進行電壓變換等，來進行預定的信號處理。例如在專利文獻1中公開了一種紅外線遙感器的光接收裝置，其附圖3中公開了光接收電路的結構。另外，專利文獻2中公開了一種使用了運算放大器的光接收電路的結構。

作為光傳感器的應用，可以舉出具有發光器件和光接收器件的對(pair)，且該發光器件和光接收器件被配置成夾著要檢測的物體所假想存在的位置的形式的物體檢測裝置。在該裝置中，發光器件輸出預定的光量。光接收器件產生與來自發光器件的光量相應的光電流。當發光器件和光接收器件之間存在物體時，由于來自發光器件的光被遮擋，所以光接收器件產生的光電流會減少。因此，能夠根據光電流的值來檢測有無物體。

〔專利文獻1〕日本特開平6-188835號公報

〔專利文獻2〕日本特開2005-216984號公報

〔專利文獻3〕日本特開2007-228054號公報

發明內容

〔發明所要解決的課題〕

在相關的物體檢測裝置中，使用LED(Light?Emitting?Diode：發光二極管)等作為發光器件，使用光電二極管或光敏晶體管作為光接收器件。

對一個發光器件供給預定電流時的發光量k1(W/A)因個體而存在偏差。同樣，一個光接收器件被照射預定光量時的光電流大小k2(A/W)也因個體而存在偏差。

因此，光傳感器中所生成的光電流的大小受系數k1與k2之積影響。下面討論不存在物體的狀態下的光電流相應于系數k1和k2的組合而在6～10(mA)內變化、將用于檢測物體的有無的判定閾值設定為4(mA)時的情況。

如果僅以透光率為0％的物體作為檢測對象，則當存在物體時光電流會實質地變為0，會低于閾值，所以能穩定地進行檢測。但若存在透光率為50％的物體，則光接收器件所產生的光電流成為3～5(mA)，所以會跨過閾值，有時被判定為有物體，有時就被判定為沒有物體。為解決這個問題，以往需要挑選發光器件和光接收器件。

本發明是鑒于這樣的情況而設計的，其目的在于提供一種能進行穩定的光檢測的光傳感器。

〔用于解決課題的手段〕

本發明的一個方案涉及一種光傳感器。光傳感器包括：光接收器件，產生與所入射的光量相應的光電流；電容器，一端的電位被固定，被光電流充電；比較器，將電容器的兩端間的電壓與預定的閾值電壓進行比較，產生與比較結果相應的判定信號；初始化開關，使電容器的兩端間的電壓初始化；以及判定部，取入從由初始化開關使電容器兩端間的電壓初始化起經過了預定的判定時間的定時的判定信號的電平，作為表示光量的數據。

根據該方案，經過判定時間后的電容器兩端間的電壓就成為與判定時間的長度和光電流相應的值。因此，通過調節判定時間的長度，能夠消除光接收器件、發光器件的偏差。

一個方案的光傳感器可以還包括定時控制部，該定時控制部周期性地反復執行向初始化開關指示進行電容器的初始化的步驟、和接著在從初始化起經過了判定時間的定時向判定部指示進行判定的步驟。

電容器的另一端可以與集成電路的可切換輸入輸出的輸入輸出端口相連接。比較器可以是被設在集成電路內，接收被輸入到輸入輸出端口的信號的輸入緩沖器。初始化開關可以是被設在集成電路內，用于從輸入輸出端口輸出數據的輸出緩沖器。

根據該方案，能夠將輸入緩沖器的閾值電壓與電容器的兩端間的電壓進行比較，還能通過從輸出緩沖器輸出低電平而使電容器的電壓初始化。輸入緩沖器、輸出緩沖器由于被設在一般的半導體集成電路內，所以該方案的光傳感器能夠非常簡易地構成。

本發明的另一方案是一種物體檢測裝置。該裝置包括：發光單元；光接收器件被設在與發光單元相對的位置的上述任一種光傳感器。該裝置根據光傳感器所取入的表示光量的數據的電平，檢測發光單元與光接收器件之間有無遮擋物。

發光單元可以包括：發光器件；設在發光器件的路徑上的開關元件；以及基于具有與預定的亮度對應的占空比的脈沖信號，控制開關元件的接通、斷開的控制電路。

判定時間可以被通過在發光單元與光接收器件之間不存在遮擋物的狀態下，測定從電容器的初始化起至電容器的兩端電壓達到閾值電壓所需的時間而校準。