[發(fā)明專利]光電傳感器及光電傳感器的受光量的放大控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310269840.3
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103532508A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 都筑良介;河合武宏;奧濃基晴
• 申請（專利權(quán)）人: 歐姆龍株式會社
• 主分類號: H03G3/20
• 分類號: H03G3/20;H03K17/78;G01B11/00
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 樸海今;向勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電傳感器，其照射檢測用光，直接接受該光或接受其反射光，并根據(jù)所得到的受光量檢測物體。本發(fā)明特別涉及具有按照用戶的調(diào)整操作對受光量的放大增益進行可變設(shè)定的功能的光電傳感器。

背景技術(shù)

圖4示出了具有受光量的放大增益的調(diào)整功能的光電傳感器的以往例。

上述例中的光電傳感器是包括投光器件（LED）20的投光部2和包括受光器件（光電二極管）10的光集成電路芯片1T內(nèi)置在一個框體內(nèi)的反射型的傳感器。光集成電路芯片1T包括投光控制部11、電流/電壓（I/V）轉(zhuǎn)換部12、前置放大器13、主放大器15、比較部16、信號處理部17、輸出部18等。并且，在上述光集成電路芯片1T的外部設(shè)有變阻器100及電容器110。在圖中，電流/電壓轉(zhuǎn)換部12、前置放大器13、主放大器15、變阻器100、電容器110構(gòu)成對受光量信號進行放大的放大處理部，比較部16及信號處理部17構(gòu)成利用放大后的受光量信號進行檢測處理的檢測處理部。

投光控制部11與信號處理部17相連接的同時經(jīng)由端子T1與投光部2相連接。輸出部18經(jīng)由端子T2與輸出用電路（未圖示）相連接。

始于前置放大器13的輸出線經(jīng)由端子T11與變阻器100的一個固定端子a相連接，朝向主放大器15的輸入線則經(jīng)由端子T12與電容器110的一個電極相連接。變阻器100的另一個固定端子b接地，可動端子c則與電容器110的另一個電極相連接。

投光部2的LED20從信號處理部17接受經(jīng)由投光控制部11所賦予的驅(qū)動脈沖來進行發(fā)光。通過光電二極管10的光電轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的受光量信號（電流信號）在通過電流/電壓轉(zhuǎn)換部12轉(zhuǎn)換為電壓信號之后，通過前置放大器13進行放大。前置放大器13的輸出在變阻器100被分壓，根據(jù)端子c、b之間的電壓降生成的信號則被輸入至主放大器15并進行放大。

變阻器100的可動端子c隨著未圖示的轉(zhuǎn)動部的旋轉(zhuǎn)而在端子a、b之間移動，根據(jù)變阻器100的可動端子c的位置變化，端子a、c之間的電阻與端子c、b之間的電阻之間的比率變動，被輸入至主放大器之前的受光量信號的電平隨之發(fā)生變化。

變阻器100的轉(zhuǎn)動部根據(jù)用戶的旋轉(zhuǎn)操作而旋轉(zhuǎn)。在上述以往例中，在轉(zhuǎn)動部的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，對于將可動端子c設(shè)定為離固定端子b最近時的端緣位置分配刻度0，并以均等的間隔分配刻度，使得越靠近另一端，如“1、2、3…”那樣值變得越大。相對于刻度0的轉(zhuǎn)動部的旋轉(zhuǎn)量越大，可動端子c就越遠離固定端子b，并且端子c、b之間的電阻的比率提高。上述電阻的變化相對于可動端子c的位移成為線性變化（意味著幾乎與端子c、b之間的距離成正比地變化）。輸入至主放大器15的信號的電平也表示出相同的變化。

前置放大器13及主放大器15設(shè)有恒定的增益，因此輸入至前置放大器13的信號電平Vin與從主放大器輸出的信號的電平Vout之比Vout/Vin（作為放大處理部整體的增益）也相對于可動端子c的移動發(fā)生線性變化。

但是，在相對于可動端子c的位移，受光量的增益發(fā)生線性變化的情況下，可動端子c移動的期間的增益的變化率根據(jù)移動時的端子c的位置而不同。例如，在圖5中，轉(zhuǎn)動部的旋轉(zhuǎn)范圍按照0～10的刻度被均等地分割，利用曲線圖來表示各個刻度表示的可動端子c的位置與受光量的增益之間的關(guān)系，直線A是線性的變化的例子。

在上述直線A中，Vout/Vin的最大值被歸一化為1.0，相對于可動端子c的每一刻度的移動，發(fā)生0.1的增益變化。因此，當(dāng)使可動端子c從與最大刻度10相對應(yīng)的位置移動到與下一刻度9相對應(yīng)的位置時，增益從1.0變化為0.9，變化后的增益相對于變化前的增益的比率成為―10%。另一方面，當(dāng)將可動端子c從與刻度2相對應(yīng)的位置移動到與刻度1相對應(yīng)的位置時，增益從0.2變化為0.1，變化后的增益相對于變化前的增益的比率成為―50%。

隨著檢測距離變短，光電傳感器的受光量變大。在檢測距離變短且受光量變強的情況下，需要減少可動端子c相對于固定端子b的移動量（即，將轉(zhuǎn)動部側(cè)的刻度設(shè)定在刻度的值小的范圍），以將增益抑制成較低，然而這需要精細(xì)地調(diào)整增益，以確保檢測精度。但是，根據(jù)圖5的直線A表示的關(guān)系，如果將轉(zhuǎn)動部側(cè)的刻度設(shè)定在刻度的值小的范圍以使增益變低，則就算稍微移動轉(zhuǎn)動部，也使增益的變動大，難以進行靈敏度的微調(diào)整。

作為解決上述問題的方法，提出了如下方案：如圖6所示，通過在變阻器100上并聯(lián)連接補償用的電阻200，來使相對于可動端子c的移動發(fā)生的增益的變化接近于指數(shù)函數(shù)的變化（參照專利文獻1及專利文獻2）。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻