[發(fā)明專利]光電傳感器以及信號(hào)處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010151596.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113358141B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊茗惠;洪奇;張耀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 歐姆龍（上海）有限公司
• 主分類號(hào): G01D5/26
• 分類號(hào): G01D5/26
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 王鍇;樊一槿

1.一種光電傳感器，其特征在于，所述光電傳感器包括：

信號(hào)發(fā)生部，其產(chǎn)生第一電信號(hào)，所述第一電信號(hào)具有第一占空比；

投光部，其將所述信號(hào)發(fā)生部產(chǎn)生的所述第一電信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一光信號(hào)并發(fā)送所述第一光信號(hào)；

受光部，其接收第二光信號(hào)并將所述第二光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電信號(hào)；

同步放大部，其在所述投光部發(fā)送的所述第一光信號(hào)的發(fā)光期間，對(duì)所述受光部接收并轉(zhuǎn)換成的所述第二電信號(hào)進(jìn)行放大并輸出放大后的第二電信號(hào)，在所述投光部發(fā)送的所述第一光信號(hào)的非發(fā)光期間，不對(duì)所述受光部接收并轉(zhuǎn)換成的所述第二電信號(hào)進(jìn)行放大并阻止所述受光部接收并轉(zhuǎn)換成的所述第二電信號(hào)的輸出；以及

展寬部，其對(duì)所述同步放大部輸出的所述放大后的第二電信號(hào)進(jìn)行展寬，輸出展寬后的第二電信號(hào)，所述展寬后的第二電信號(hào)具有第二占空比，所述第二占空比大于所述第一占空比，

所述同步放大部包括：

同步電路，其在所述投光部發(fā)送的所述第一光信號(hào)的發(fā)光期間，允許所述受光部接收并轉(zhuǎn)換成的所述第二電信號(hào)通過(guò)，在所述投光部發(fā)送的所述第一光信號(hào)的非發(fā)光期間，阻止所述受光部接收并轉(zhuǎn)換成的所述第二電信號(hào)通過(guò)；以及

放大電路，其對(duì)經(jīng)過(guò)所述同步電路的第二電信號(hào)進(jìn)行放大，

所述同步電路包括：

可控門(mén)電路或電子開(kāi)關(guān)，其在所述投光部發(fā)送的所述第一光信號(hào)的發(fā)光期間輸出低電平信號(hào)，在所述投光部發(fā)送的所述第一光信號(hào)的非發(fā)光期間輸出高電平信號(hào)；

晶體管，其與所述可控門(mén)電路或電子開(kāi)關(guān)的輸出端連接，并且，所述晶體管在所述可控門(mén)電路或電子開(kāi)關(guān)輸出低電平信號(hào)時(shí)關(guān)閉，在所述可控門(mén)電路或電子開(kāi)關(guān)輸出高電平信號(hào)時(shí)導(dǎo)通；以及

第一電阻，其與所述受光部以及所述晶體管連接，

在所述晶體管關(guān)閉時(shí)，所述受光部轉(zhuǎn)換成的第二電信號(hào)通過(guò)所述第一電阻轉(zhuǎn)換為電壓并輸入所述放大電路，在所述晶體管導(dǎo)通時(shí)，所述第一電阻被短路，所述受光部轉(zhuǎn)換成的第二電信號(hào)不能通過(guò)所述第一電阻轉(zhuǎn)換為電壓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電傳感器，其特征在于，

所述展寬部包括觸發(fā)電路和整形電路，

所述觸發(fā)電路根據(jù)所述同步放大部輸出的所述放大后的第二電信號(hào)，觸發(fā)所述整形電路將所述放大后的第二電信號(hào)整形為具有所述第二占空比的第二電信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電傳感器，其特征在于，

所述觸發(fā)電路包括第一比較電路和充放電電路，當(dāng)輸入到所述第一比較電路中的所述同步放大部輸出的所述放大后的第二電信號(hào)為上升沿且所述放大后的第二電信號(hào)的電壓超過(guò)第一參考電壓時(shí)，所述第一比較電路輸出低電平，所述充放電電路進(jìn)行充電；當(dāng)輸入到所述第一比較電路中的所述同步放大部輸出的所述放大后的第二電信號(hào)回落到所述第一參考電壓時(shí)，所述第一比較電路輸出高電平，所述充放電電路進(jìn)行放電，

所述整形電路包括第二比較電路，所述第二比較電路比較所述充放電電路的輸出信號(hào)和第二參考電壓，輸出具有所述第二占空比的第二電信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光電傳感器，其特征在于，

所述第二參考電壓根據(jù)所述第二占空比的大小而確定。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電傳感器，其特征在于，

所述第二占空比是所述第一占空比的N倍，所述N大于或等于10。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的光電傳感器，其特征在于，

所述光電傳感器具有主體，所述主體具有凹槽，

多個(gè)所述投光部和多個(gè)所述受光部對(duì)應(yīng)的設(shè)置在所述凹槽的相對(duì)的兩側(cè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光電傳感器，其特征在于，

所述信號(hào)發(fā)生部產(chǎn)生的所述第一電信號(hào)包括多個(gè)方波脈沖信號(hào)，所述多個(gè)方波脈沖信號(hào)具有相同的所述第一占空比且相位各不相同，

多個(gè)所述投光部分別將所述多個(gè)方波脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為多路第一光信號(hào)并分別發(fā)送所述多路第一光信號(hào)，多個(gè)所述受光部分別接收多路第二光信號(hào)并分別轉(zhuǎn)換為多個(gè)第二電信號(hào)，多個(gè)所述同步放大部分別對(duì)多個(gè)第二電信號(hào)進(jìn)行放大，多個(gè)所述展寬部分別對(duì)多個(gè)放大后的第二電信號(hào)進(jìn)行所述展寬并分別輸出多個(gè)展寬后的第二電信號(hào)。

8.一種光電傳感器的信號(hào)處理方法，其特征在于，所述方法包括：

產(chǎn)生第一電信號(hào)，所述第一電信號(hào)具有第一占空比；

將產(chǎn)生的所述第一電信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一光信號(hào)并發(fā)送所述第一光信號(hào)；

接收第二光信號(hào)并將所述第二光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電信號(hào)；

在發(fā)送的所述第一光信號(hào)的發(fā)光期間，對(duì)接收并轉(zhuǎn)換成的所述第二電信號(hào)進(jìn)行放大并輸出放大后的第二電信號(hào)，在發(fā)送的所述第一光信號(hào)的非發(fā)光期間，不對(duì)接收并轉(zhuǎn)換成的所述第二電信號(hào)進(jìn)行放大并阻止接收并轉(zhuǎn)換成的所述第二電信號(hào)的輸出；以及

對(duì)輸出的所述放大后的第二電信號(hào)進(jìn)行展寬，輸出展寬后的第二電信號(hào)，所述展寬后的第二電信號(hào)具有第二占空比，所述第二占空比大于所述第一占空比，

其中，通過(guò)同步電路，在發(fā)送的所述第一光信號(hào)的發(fā)光期間，允許接收并轉(zhuǎn)換成的所述第二電信號(hào)通過(guò)，在發(fā)送的所述第一光信號(hào)的非發(fā)光期間，阻止接收并轉(zhuǎn)換成的所述第二電信號(hào)通過(guò)；以及，通過(guò)放大電路對(duì)經(jīng)過(guò)的第二電信號(hào)進(jìn)行放大，

所述同步電路包括：

可控門(mén)電路或電子開(kāi)關(guān)，其在發(fā)送的所述第一光信號(hào)的發(fā)光期間輸出低電平信號(hào)，在發(fā)送的所述第一光信號(hào)的非發(fā)光期間輸出高電平信號(hào)；

晶體管，其與所述可控門(mén)電路或電子開(kāi)關(guān)的輸出端連接，并且，所述晶體管在所述可控門(mén)電路或電子開(kāi)關(guān)輸出低電平信號(hào)時(shí)關(guān)閉，在所述可控門(mén)電路或電子開(kāi)關(guān)輸出高電平信號(hào)時(shí)導(dǎo)通；以及

第一電阻，其與受光部以及所述晶體管連接，

在所述晶體管關(guān)閉時(shí)，轉(zhuǎn)換成的第二電信號(hào)通過(guò)所述第一電阻轉(zhuǎn)換為電壓并輸入所述放大電路，在所述晶體管導(dǎo)通時(shí)，所述第一電阻被短路，轉(zhuǎn)換成的第二電信號(hào)不能通過(guò)所述第一電阻轉(zhuǎn)換為電壓。