專利名稱：發(fā)射脈沖插入式傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如光電傳感器、超聲波傳感器、微波傳感器、脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器等這樣的發(fā)射脈沖插入式傳感器，特別涉及在噪聲脈沖周期性出現(xiàn)、而且其發(fā)生定時與受光定時重合的情況下，也能有效地形成防止誤操作對策的發(fā)射脈沖插入式傳感器。
背景技術(shù)：
以往，作為以非接觸方式檢測物體的有無、距離、形狀等的傳感器，已知有光電傳感器、超聲波傳感器、微波傳感器、脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器等這樣的發(fā)射脈沖插入式傳感器。這里，發(fā)射脈沖是對光脈沖、超聲波脈沖、微波脈沖、脈沖狀電磁波等的總稱。
在發(fā)射脈沖插入式傳感器中，包括向檢測對象區(qū)域發(fā)送發(fā)射脈沖的發(fā)送側(cè)裝置(一般地說，稱為投光器或送波器)，以及接收經(jīng)由檢測對象區(qū)域后的發(fā)射脈沖的接收側(cè)裝置(一般地說，稱為受光器或受波器)。
這種發(fā)射脈沖插入式傳感器大致分為透射型傳感器和反射型傳感器。在透射型傳感器的情況下，從發(fā)送側(cè)裝置發(fā)送的發(fā)射脈沖被檢測對象物體遮蔽，因而不能到達(dá)接收側(cè)裝置。在反射型傳感器的情況下，從發(fā)送側(cè)裝置發(fā)送的發(fā)射脈沖被檢測對象體反射，從而到達(dá)接收側(cè)裝置。
發(fā)射脈沖插入式傳感器進一步大致分為將發(fā)送側(cè)裝置和接收側(cè)裝置容納于共同的殼體的發(fā)送接收一體型的傳感器，以及將發(fā)送側(cè)裝置和接收側(cè)裝置容納于不同殼體內(nèi)的發(fā)送接收分體型的傳感器。發(fā)送接收一體型傳感器具有容易取得發(fā)送側(cè)和接收側(cè)之間聯(lián)系(同步等)的優(yōu)點。多數(shù)反射型傳感器、以及多數(shù)頭分離式的透射型傳感器(例如，纖維型的光電傳感器等)構(gòu)成為發(fā)送接收一體型的傳感器。多數(shù)頭非分離式的透射型傳感器構(gòu)成為收發(fā)分體型的傳感器。
但是，可以設(shè)想，在發(fā)射脈沖插入式傳感器的設(shè)置環(huán)境中，不僅有正常的發(fā)射脈沖，而且存在光、聲、電磁波等各種各樣的噪聲。由于這些噪聲的影響，在經(jīng)由接收側(cè)裝置的檢測端變換器(例如，光/電變換器件、超聲波電變換器件、磁/電變換器件等)的偶合電容器(即，交流偶合)的輸出線上，出現(xiàn)經(jīng)由變換器混入、或經(jīng)由電源線混入的噪聲脈沖。在噪聲脈沖中存在周期性出現(xiàn)的噪聲脈沖和隨機出現(xiàn)的噪聲脈沖。
為了防止由噪聲脈沖引起的接收側(cè)裝置的誤操作，以往采取了各種對策。作為一種防止誤操作對策，可以舉出采用同步檢波技術(shù)。在采用同步檢波技術(shù)的發(fā)射脈沖插入式傳感器中，發(fā)送側(cè)裝置的發(fā)射脈沖發(fā)送定時和接收側(cè)裝置的取樣門電路的打打開定時能取得同步。作為另一種防止誤操作對策，可以舉出采用著眼于接收脈沖序列的連續(xù)性的脈沖序列鑒別技術(shù)。在采用脈沖序列鑒別技術(shù)的發(fā)射脈沖插入式傳感器中，只要接收脈沖不連續(xù)出現(xiàn)規(guī)定個數(shù)以上，就不會接通傳感器輸出。一旦接通傳感器輸出之后，除非接收脈沖缺失規(guī)定個數(shù)以上連續(xù)，就不會斷開傳感器的輸出。即，對接通斷開時的接通點、斷開點賦予滯后特性。還有，作為其它的防止誤操作對策，可以舉出同時使用同步檢波技術(shù)和脈沖序列鑒別技術(shù)。這時，在前級中通過采用同步檢波技術(shù)，除去取樣門電路的打打開定時以外的噪聲脈沖，在后級中通過采用脈沖序列鑒別技術(shù)，除去與取樣門電路的定時偶爾一致的噪聲脈沖。
上述的現(xiàn)有防止誤操作對策在隨機出現(xiàn)噪音的狀況下具有比較有效的功能。然而，在噪聲脈沖周期性出現(xiàn)、而且其發(fā)生定時與受光定時重合的狀況下，功能幾乎無效。
作為這種狀況，可以舉出在采用熒光燈(包括常用頻率型、整流器型雙方)作為照明器的工廠和倉庫等中安裝的光電傳感器，在設(shè)置了發(fā)生周期性電磁噪聲的焊接機、超聲波清洗機等的工廠等中安裝的各種發(fā)射脈沖插入式傳感器等。
這種發(fā)射脈沖插入式傳感器的發(fā)射脈沖的發(fā)送周期(取樣門電路的打開定時)在兼顧傳感器要求的響應(yīng)性等中被限制在規(guī)定范圍內(nèi)，所以在避免因變更發(fā)射脈沖的發(fā)送周期引起的噪聲脈沖上受限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是著眼于上述問題的發(fā)明，其目的在于提供一種發(fā)射脈沖插入式傳感器以及其主要技術(shù)，即使在噪聲脈沖周期性出現(xiàn)、而且其發(fā)生定時與受光定時重合的這樣狀況下，也能有效地形成防止誤操作對策。
本發(fā)明的其他的目的，通過參照以下說明書的敘述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員自然容易理解。
本發(fā)明的發(fā)射脈沖插入式傳感器，具有重復(fù)發(fā)送發(fā)射脈沖的發(fā)送側(cè)裝置和接收發(fā)射脈沖的接收側(cè)裝置，在接收側(cè)裝置內(nèi)包括將收到的發(fā)射脈沖變換成電脈沖的變換部件，其特征在于，在接收側(cè)裝置內(nèi)設(shè)置脈沖真假判別部件，該部件根據(jù)有關(guān)真電脈沖的已知波形特征，判別變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖是接收從發(fā)送側(cè)裝置發(fā)送的發(fā)射脈沖產(chǎn)生的真電脈沖，還是噪聲產(chǎn)生的假電脈沖，因此，接收側(cè)裝置根據(jù)真假判別部件的判定結(jié)果，生成作為目標(biāo)的輸出信號。
本發(fā)明的發(fā)射脈沖插入式傳感器的另一方案，具有重復(fù)發(fā)送發(fā)射脈沖的發(fā)送側(cè)裝置和接收發(fā)射脈沖的接收側(cè)裝置，在接收側(cè)裝置內(nèi)包括將接收到的發(fā)射脈沖變換成電脈沖的變換部件，其特征在于，在發(fā)送側(cè)裝置內(nèi)設(shè)置按照規(guī)定位模式發(fā)送發(fā)射脈沖的脈沖發(fā)送部件，而且，在接收側(cè)裝置內(nèi)設(shè)置脈沖真假判別部件和位模式判定部件，脈沖真假判別部件根據(jù)有關(guān)真電脈沖的已知波形特征，判斷變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖是接收從發(fā)送側(cè)裝置發(fā)送的發(fā)射脈沖產(chǎn)生的真電脈沖，還是噪聲產(chǎn)生的假電脈沖；而脈沖發(fā)送部件將判別為真電脈沖的電脈沖出現(xiàn)位模式與基準(zhǔn)位模式進行對照，根據(jù)其對照結(jié)果，判定是否正常接收發(fā)射脈沖；因此，接收側(cè)裝置根據(jù)位模式判定部件的判定結(jié)果，生成作為目標(biāo)的輸出信號。
這里，『位模式判定部件』最好將在變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖的出現(xiàn)位模式與預(yù)先準(zhǔn)備的相位不同的兩個以上基準(zhǔn)位模式同時對照，根據(jù)其對照結(jié)果，判定是否接收正常發(fā)射脈沖。
這里，在對位模式判定部件的對照處理中有發(fā)射脈沖的位的『對照』賦予冗余性。
在本發(fā)明發(fā)射脈沖插入式傳感器的一個優(yōu)選例中，有關(guān)真電脈沖的已知波形特征由真電脈沖波形上的兩個以上基準(zhǔn)時刻的各自基準(zhǔn)值構(gòu)成。
并且，本發(fā)明發(fā)射脈沖插入式傳感器的一個優(yōu)選例中，有關(guān)真電脈沖的已知波形特征由對真電脈沖進行微分得到的波形上的兩個以上基準(zhǔn)時刻的各自基準(zhǔn)值構(gòu)成。
這里，『基準(zhǔn)時刻』最好相當(dāng)于波形上的峰值時刻。并且，『峰值時刻』最好包括波形上的正極性峰值時刻和負(fù)極性峰值時刻兩者。
在本發(fā)明發(fā)射脈沖插入式傳感器的另一優(yōu)選例中，真假判別部件包括兩個以上比較器，分別根據(jù)相當(dāng)于真電脈沖的基準(zhǔn)值，鑒別變換器的輸出線上的信號電平；延遲部件，對這些比較器的輸出進行時間軸配合，使其基準(zhǔn)時刻互相配合的；以及邏輯運算部件，進行時間軸配合以后的比較器輸出之間的邏輯運算。
其次，本發(fā)明發(fā)射脈沖插入式傳感器的接收側(cè)裝置具有將收到的發(fā)射脈沖變換為電脈沖的變換部件，其特征在于，設(shè)置脈沖真假判別部件，該部件根據(jù)有關(guān)真的電脈沖的已知波形特征，判別變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖是接收從發(fā)送側(cè)裝置發(fā)送的發(fā)射脈沖產(chǎn)生的真電脈沖，還是噪聲產(chǎn)生的假電脈沖，因此，根據(jù)脈沖真假判別部件的判別結(jié)果，生成作為目標(biāo)的輸出信號。
本發(fā)明發(fā)射脈沖插入式傳感器的接收側(cè)裝置的另一方案，包括將收到的發(fā)射脈沖變換為電脈沖的變換部件，其特征在于，設(shè)置根據(jù)有關(guān)真的電脈沖的已知波形特征，判別變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖是起源于接收從發(fā)送側(cè)裝置發(fā)送的發(fā)射脈沖的真電脈沖還是噪聲產(chǎn)生的假電脈沖的脈沖真假判別部件；和將判定為真電脈沖的電脈沖出現(xiàn)位模式與基準(zhǔn)位模式對照，根據(jù)其對照結(jié)果，判定是否正常接收發(fā)射脈沖的位模式判定部件，因此，接收側(cè)裝置根據(jù)位模式判定部件的判定結(jié)果，生成作為目標(biāo)的輸出信號。
這里，『位模式判定部件』最好將在變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖的出現(xiàn)位模式與預(yù)先準(zhǔn)備的相位不同的兩個以上基準(zhǔn)位模式同時對照，根據(jù)其對照結(jié)果，判定是否接收正常發(fā)射脈沖。
并且，這里，最好在對位模式判定部件的對照處理中有發(fā)射脈沖位的『對照』賦予冗余性。
在本發(fā)明發(fā)射脈沖插入式傳感器的接收側(cè)裝置的一個優(yōu)選例中，有關(guān)真電脈沖的已知波形特征由真電脈沖波形上的兩個以上基準(zhǔn)時刻的各自基準(zhǔn)值構(gòu)成。
并且，在本發(fā)明發(fā)射脈沖插入式傳感器的接收側(cè)裝置的一個優(yōu)選例中，有關(guān)真電脈沖的已知波形特征由對真電脈沖進行微分得到的波形上的兩個以上基準(zhǔn)時刻的各自基準(zhǔn)值構(gòu)成。
這里，『基準(zhǔn)時刻』最好相當(dāng)于波形上的峰值時刻。并且，『峰值時刻』最好包括波形上的正極性峰值時刻和負(fù)極性峰值時刻兩者。
并且，在本發(fā)明發(fā)射脈沖插入式傳感器的接收側(cè)裝置的一個優(yōu)選例中，真假判別部件包括兩個以上比較器，分別根據(jù)相當(dāng)真的電脈沖的基準(zhǔn)值，鑒別變換器的輸出線上的信號電平；延遲部件，對這些比較器的輸出進行時間軸配合，使其基準(zhǔn)時刻互相配合；以及邏輯運算部件，進行時間軸配合以后的比較器輸出之間的邏輯運算。
其次，本發(fā)明的光電傳感器具有重復(fù)發(fā)送光脈沖的投光側(cè)裝置和接收光脈沖的受光側(cè)裝置，在受光側(cè)裝置內(nèi)包括將收到的光脈沖變換成電脈沖的變換部件，其特征在于，在受光側(cè)裝置內(nèi)設(shè)置脈沖真假判別部件，該部件根據(jù)有關(guān)真電脈沖的已知波形特征，判別變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖是接收從投光側(cè)裝置發(fā)送的光脈沖產(chǎn)生的真電脈沖，還是噪聲產(chǎn)生的假電脈沖，因此，受光側(cè)裝置根據(jù)脈沖真假判別部件的判別結(jié)果，生成作為目標(biāo)的輸出信號。
并且，本發(fā)明的光電傳感器的另一方案具有重復(fù)發(fā)送光脈沖的投光側(cè)裝置和接收光脈沖的受光側(cè)裝置，在受光側(cè)裝置內(nèi)包括將接收到的光脈沖變換成電脈沖的變換部件，其特征在于，投光側(cè)裝置設(shè)置按照規(guī)定位模式發(fā)送光脈沖的脈沖發(fā)送部件，而且，受光側(cè)裝置設(shè)置脈沖真假判別部件和位模式判定部件，脈沖真假判別部件根據(jù)有關(guān)真電脈沖的已知波形特征，判別變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖是接收從投光側(cè)裝置發(fā)送的光脈沖產(chǎn)生的真電脈沖，還是噪聲產(chǎn)生的假電脈沖，而位模式判定部件將判定為真電脈沖的電脈沖出現(xiàn)位模式與基準(zhǔn)位模式對照，根據(jù)其對照結(jié)果，判定是否正常接收光脈沖；因此，受光側(cè)裝置根據(jù)位模式判定部件的判定結(jié)果，生成作為目標(biāo)的輸出信號。
這里，『位模式判定部件』最好將變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖的出現(xiàn)位模式與預(yù)先準(zhǔn)備的相位不同的兩個以上基準(zhǔn)位模式同時進行對照，根據(jù)其對照結(jié)果，判定是否正常接收光脈沖。
并且，這里，最好對位模式判定部件的對照處理中有光脈沖的位的『對照』賦予冗余性。
在本發(fā)明光電傳感器的一個優(yōu)選例中，有關(guān)真電脈沖的已知波形特征由真電脈沖波形上的兩個以上基準(zhǔn)時刻的各自基準(zhǔn)值構(gòu)成。
并且，在本發(fā)明光電傳感器的一個優(yōu)選例中，有關(guān)真電脈沖的已知波形特征由對真電脈沖進行微分得到的波形上的兩個以上基準(zhǔn)時刻的各自基準(zhǔn)值構(gòu)成。
這里，『基準(zhǔn)時刻』最好相當(dāng)于波形上的峰值時刻。并且，最好是使『峰值時刻』包括波形上的正極性峰值時刻和負(fù)極性峰值時刻兩者。
并且，在本發(fā)明光電傳感器的另一優(yōu)選例中，真假判別部件包括兩個以上比較器，分別根據(jù)真電脈沖相當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)值，鑒別變換器的輸出線上的信號電平；延遲部件，對這些比較器的輸出進行時間軸配合，使其基準(zhǔn)時刻互相配合；以及邏輯運算部件，進行時間軸配合以后的比較器輸出之間的邏輯運算。
其次，本發(fā)明的光電傳感器的受光側(cè)裝置具有將接收到的光脈沖變換成電脈沖的變換部件，其特征在于，設(shè)置脈沖真假判別部件，該部件根據(jù)有關(guān)真電脈沖的已知波形特征，判別變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖是接收從投光側(cè)裝置發(fā)送的光脈沖產(chǎn)生的真電脈沖，還是噪聲產(chǎn)生的假電脈沖，因此，根據(jù)脈沖真假判別部件的判別結(jié)果，生成作為目標(biāo)的輸出信號。
并且，本發(fā)明的光電傳感器的受光裝置的另一方案包括將接收到的光脈沖變換成電脈沖的變換部件，其特征在于，設(shè)置脈沖真假判別部件和位模式判定部件，脈沖真假判別部件根據(jù)有關(guān)真電脈沖的已知波形特征，判別變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖是接收從投光側(cè)裝置發(fā)送的光脈沖產(chǎn)生的真電脈沖，還是噪聲產(chǎn)生的假電脈沖，而位模式判定部件將判定為真電脈沖的電脈沖出現(xiàn)位模式與基準(zhǔn)位模式對照，根據(jù)其對照結(jié)果，判定是否正常接收光脈沖；因此，受光側(cè)裝置根據(jù)位模式判定部件的判定結(jié)果，生成作為目標(biāo)的輸出信號。
這里，『位模式判定部件』對號使在變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖的出現(xiàn)位模式與預(yù)先準(zhǔn)備的相位不同的兩個以上基準(zhǔn)位模式同時對照，根據(jù)其對照結(jié)果，判定是否正常接收光脈沖。
并且，這里，最好對在位模式判定部件的對照處理中有光脈沖的位的『對照』賦予冗余性。
在本發(fā)明光電傳感器的受光裝置的一個優(yōu)選例中，有關(guān)真電脈沖的已知波形特征由真電脈沖波形上的兩個以上基準(zhǔn)時刻的各自基準(zhǔn)值構(gòu)成。
并且，在本發(fā)明光電傳感器的受光裝置的一個優(yōu)選例中，有關(guān)真電脈沖的已知波形特征由對真電脈沖進行微分得到的波形上的兩個以上基準(zhǔn)時刻的各自基準(zhǔn)值構(gòu)成。
這里，最好使『基準(zhǔn)時刻』相當(dāng)于波形上的峰值時刻。并且，最好使『峰值時刻』包括波形上的正極性峰值時刻和負(fù)極性峰值時刻兩者。
并且，在本發(fā)明光電傳感器的受光裝置的另一優(yōu)選例中，真假判別部件包括兩個以上比較器，分別根據(jù)相當(dāng)真的電脈沖的基準(zhǔn)值，鑒別變換器的輸出線上的信號電平；延遲部件，對這些比較器的輸出進行時間軸配合，使其基準(zhǔn)時刻互相配合；以及邏輯運算部件，進行時間軸配合以后的比較器輸出之間的邏輯運算。


圖1表示應(yīng)用本發(fā)明的投受分體型光電傳感器(第1實施例)電路構(gòu)成的框圖。
圖2表示該第1實施例的光電傳感器檢測原理的定時圖(之一)。
圖3表示該第1實施例的光電傳感器檢測原理的定時圖(之二)。
圖4表示應(yīng)用本發(fā)明的投受一體型光電傳感器(第2實施例)電路構(gòu)成的框圖。
圖5表示應(yīng)用本發(fā)明的光電傳感器(第3實施例)電路構(gòu)成的框圖。
圖6是用于說明光電變換器的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖的定時圖。
圖7表示應(yīng)用本發(fā)明的光電傳感器(第4實施例)電路構(gòu)成的框圖。
圖8表示有關(guān)真電脈沖已知波形特征的圖。
圖9表示應(yīng)用本發(fā)明的投受分體型光電傳感器(第5實施例)電路構(gòu)成的框圖。
圖10表示該第5實施例的另一優(yōu)選例的圖。
圖11表示該第5實施例又一優(yōu)選例的圖。
圖12表示應(yīng)用本發(fā)明的投受一體型光電傳感器(第6實施例)電路構(gòu)成的框圖。
圖13是用于說明位模式生成內(nèi)容的圖(之一)。
圖14是用于說明位模式生成內(nèi)容的圖(之二)。
圖15是用于說明位模式投受光時的噪聲的圖。
圖16是用曲線表示遮光判定時的噪聲發(fā)生率與正確分辨率之間關(guān)系的圖。
圖17是用曲線表示入射光判定時的噪聲發(fā)生率與正確分辨率之間關(guān)系的圖。
具體實施例方式
以下，一面參照附圖一面詳細(xì)說明應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)射脈沖插入式傳感器的優(yōu)選實施例。
應(yīng)用本發(fā)明的投受分體型光電傳感器(第1實施例)的電路構(gòu)成示于圖1中。
如該圖所示，該光電傳感器的電路包括投光裝置1和受光裝置2。投光裝置1內(nèi)包括按規(guī)定周期輸出用于規(guī)定投光定時的驅(qū)動脈沖的脈沖發(fā)生器11、以該脈沖發(fā)生器11輸出的脈沖工作的驅(qū)動電路12(圖中，用具有發(fā)射極電阻12a的發(fā)射極接地型晶體管來表示)、以及由該驅(qū)動電路驅(qū)動的發(fā)光器件13(圖中，以紅外線或可見光等發(fā)光的發(fā)光二極管來表示)。而且，從發(fā)光器件13與來自脈沖發(fā)生器11的驅(qū)動脈沖同步向檢測對象區(qū)域輸出一定周期的脈沖光。
另一方面，受光裝置2包括把經(jīng)由檢測對象區(qū)域到來的光脈沖變換為電脈沖的光電變換器21、用于判別該光電變換器21的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖是真的電脈沖還是假的電脈沖的脈沖真假判別電路22、和對脈沖真假判別電路22輸出的脈沖進一步進行濾波處理的數(shù)字濾波器23。
本例中，光電變換器21由電源與地之間串聯(lián)連接的電阻211、光電二極管212、取出這些連接點上出現(xiàn)的電壓變化部分的偶合電容器213、以及放大由偶合電容器213取出的交流信號的放大電路(AMP)214構(gòu)成。
另一方面，脈沖真假判別電路22包括在光電變換器21的輸出側(cè)并聯(lián)設(shè)置的2臺比較器221(CMP1)和222(CMP2)；延遲這些比較器內(nèi)一個(CMP1)輸出的延遲電路223；以及求出比較器221的輸出延遲后的兩個比較器輸出的邏輯積的“與”門224。
圖8(a)中，是表示有關(guān)光電變換器21(AMP214)的輸出線上出現(xiàn)的真電脈沖(基于投光側(cè)裝置發(fā)送的光脈沖的電脈沖)的波形特征(本例中，具有分別對應(yīng)于投光脈沖的前沿和后沿(過渡特性的上沖)的峰值P1、P2的輸出波形Ws)的曲線。該曲線圖中，夾著輸出電壓值A(chǔ)CO的2個基準(zhǔn)值Vth1、Vth2分別表示第1比較器221的閾值Vth1(正極性)和第2比較器222的閾值Vth2(負(fù)極性)。這里，閾值Vth1被設(shè)定為比波形Ws的第1峰值P1稍低的值，并且閾值Vth2被設(shè)定為比波形Ws的第2峰值P2稍高的值。還有，可考慮傳感器的設(shè)置狀況等來任意變更將各自的閾值Vth1、Vth2設(shè)定至相對于峰值P1、P2的何種比率程度。
第1比較器221的輸出在放大器214的輸出電平超過閾值Vth1時變成‘H’，而低于時變成‘L’。并且，第2比較器222的輸出在放大器214的輸出電平超過閾值Vth2時變成‘L’，而低于時變成‘H’。
在該曲線中，‘τ’表示延遲電路223的設(shè)定延遲時間‘τ’，該設(shè)定延遲時間‘τ’由具有真波形Ws的2個峰值P1、P2出現(xiàn)的各自基準(zhǔn)時刻T1、T2的時間差求出。即，在延遲電路223的輸出側(cè)，把第1比較器221的比較結(jié)果變成只延遲輸出時間‘τ’部分。于是，在“與”門224的輸入側(cè)，以時間軸配合的形式對照波形Ws的各自基準(zhǔn)時刻T1、T2的電平互相比較結(jié)果。還有，“與”門224的輸出，當(dāng)2個輸入為‘H’時變成極限‘H’，而除此以外之時變成‘L’。
返回到圖1，數(shù)字濾波器23具備具有數(shù)據(jù)輸入端子IN和時鐘輸入端子CLK的n級的移位寄存器231；按規(guī)定周期輸出用于規(guī)定定時讀取移位寄存器231的數(shù)據(jù)的驅(qū)動脈沖的脈沖發(fā)生器232；以“與”門224的輸出置位、并以上述脈沖發(fā)生器232輸出的脈沖復(fù)位的RS觸發(fā)器233；取得移位寄存器231的各級輸出的邏輯積的“與”門234；同樣取得各級輸出的反演邏輯和“或非”門235；以及以“與”門234的輸出置位、并以“或非”門235的輸出復(fù)位的RS觸發(fā)器236。
這里，脈沖發(fā)生器232的脈沖發(fā)生定時，在本例中是與投光側(cè)裝置的投光定時和移位寄存器的級數(shù)相關(guān)聯(lián)而預(yù)先設(shè)定的(對此以后敘述)。即，在數(shù)字濾波器23中，根據(jù)來自脈沖發(fā)生器232的時鐘脈沖，將“與”電路224輸出的多個真假判別結(jié)果(‘H’、‘L’)通過觸發(fā)器233依次移位輸入到移位寄存器231的各級。還有，因為從脈沖發(fā)生器232向觸發(fā)器233的脈沖輸入定時(觸發(fā)器233的復(fù)位定時)需要從該脈沖發(fā)生器232向移位寄存器231的時鐘輸入端子CLK的脈沖輸入定時(移位寄存器的數(shù)據(jù)讀出定時)起延遲規(guī)定時間，所以實際上在脈沖發(fā)生器與觸發(fā)器233之間設(shè)置延遲電路等，而這里的圖示被省略。
而且，當(dāng)移位寄存器231的各級(級數(shù)1～n)全部表示‘H’的‘1’時，“與”電路234的輸出變成‘H’，觸發(fā)器236變成置位狀態(tài)。這時，觸發(fā)器236的輸出變成‘H’，表示受光側(cè)裝置正常接收從投光側(cè)裝置發(fā)送的光脈沖。另一方面，當(dāng)移位寄存器231的各級(級數(shù)1～n)全部是表示‘L’的‘0’時，“或非”電路235的輸出變成‘H’，“與”電路234的輸出變成‘L’，觸發(fā)器236變成復(fù)位狀態(tài)。因此，觸發(fā)器236的輸出在有再次來自“與”電路234的置位輸入前，輸出狀態(tài)為‘L’。
這樣，就本發(fā)明第1實施例的光電傳感器而言，在受光側(cè)裝置2中，僅在從投光側(cè)裝置1發(fā)送的光脈沖被重復(fù)接收規(guī)定次數(shù)時，才使其輸出‘H’。并且，如果進行一次‘H’的輸出，則在移位寄存器231的各級全部變成‘0’之前繼續(xù)輸出‘H’，由此維持滯后特性。
用圖2的定時圖表示上述的第1實施例的光電傳感器的檢測原理。
這里，該圖中(a)～(h)的各段表示的內(nèi)容分別與圖1中的符號(a)～(h)表示的場所的輸出狀態(tài)等對應(yīng)。即，圖2中，(a)表示投光側(cè)裝置1的投光定時(脈沖發(fā)生器11的脈沖發(fā)生定時)，(b)表示光電變換器21(放大器214)的輸出線上出現(xiàn)的真電脈沖的輸出(波形Ws)，(c)表示具有閾值Vth1的第1比較器221的輸出，(d)表示來自延遲電路223的輸出(第1比較器221的輸出延遲后的輸出)，(e)表示具有閾值Vth2的第2比較器222的輸出，(f)表示“與”電路224的輸出，(g)表示脈沖發(fā)生電路232的脈沖發(fā)生定時，(h)表示觸發(fā)器233的輸出(向移位寄存器231的輸入)。
還有，在該圖中表示從投光側(cè)裝置1投光的光脈沖已經(jīng)全部被受光側(cè)裝置2接收的狀態(tài)。
如該圖中(a)所示，如果從投光側(cè)裝置1以規(guī)定周期發(fā)送光脈沖，則在受光側(cè)裝置2中，在每次接收投光脈沖時，該圖中(b)表示的電脈沖(具有峰值P1、P2的波形Ws)出現(xiàn)在光電變換器21的輸出線上。
如該圖中(c)所示，第1比較器221在電脈沖的輸出值超過閾值Vth1的期間，輸出變成‘H’。
并且，如該圖中(d)所示，延遲電路223只使第1比較器221的輸出‘H’延遲設(shè)定延遲時間‘τ’部分后向“與”電路224輸出。
如該圖中(e)所示，第2比較器222在電脈沖輸出值的絕對值超過閾值Vth2的絕對值期間，輸出變成‘H’。
這里，如前面所述，由于設(shè)定延遲時間‘τ’是由波形Ws具有的兩個峰值P1、P2出現(xiàn)的各自基準(zhǔn)點T1、T2之間的時間差求出的，所以在接收來自投光側(cè)裝置1的投光脈沖時，第1比較器221的延遲后的輸出狀態(tài)‘H’和第2比較器222的輸出狀態(tài)以相同定時出現(xiàn)。因此，如該圖中(f)所示，取得兩個比較器輸出的邏輯積的“與”電路224與第2比較器的輸出值變成‘H’的狀態(tài)同步，其輸出變成‘H’。
如該圖中(h)所示，觸發(fā)器233與“與”電路224的輸出變化成‘H’的定時同步而成為置位狀態(tài)。并且，與按該圖中(g)所示的定時發(fā)生的來自脈沖發(fā)生器232的脈沖發(fā)生(輸入)定時同步而成為復(fù)位狀態(tài)。這里，由于來自脈沖發(fā)生器232的脈沖還供給到移位寄存器231的時鐘輸入端子CLK，所以時鐘脈沖每次輸入到輸入端子CLK時，對移位寄存器231的各級依次讀出觸發(fā)器233的當(dāng)前輸出狀態(tài)(該圖中表示5個連續(xù)的‘H’狀態(tài))，同時觸發(fā)器233成為復(fù)位狀態(tài)。
還有，在本例中，受光側(cè)裝置2的脈沖發(fā)生器232的脈沖發(fā)生周期是比投光側(cè)裝置1的脈沖發(fā)生器11的脈沖發(fā)生周期稍長的周期。即，在本例中，“與”電路224(脈沖真假判別電路22)的輸出變化不是全部在移位寄存器231的各級取入的，而是將從脈沖發(fā)生器232生成的上次脈沖發(fā)生定時到本次的脈沖發(fā)生定時之間的觸發(fā)器233的輸出狀態(tài)依次取入到移位寄存器的各級。這樣一來，即使是將投受光非同步作為前提的光電傳感器，也能確保穩(wěn)定的檢測工作。
下面，按照圖3的定時圖，來說明受光側(cè)裝置中混入噪聲脈沖(例如熒光燈產(chǎn)生的外散射光)時的第1實施例光電傳感器的檢測工作。
這里，該圖中(a)～(h)的各段所示的內(nèi)容分別與圖1中的符號(a)～(h)表示所在處的輸出狀態(tài)等對應(yīng)。即，圖3中，(a)表示投光側(cè)裝置1的投光定時(脈沖發(fā)生器11的脈沖發(fā)生定時)，(b)表示因噪聲脈沖的混入，光電變換器21(放大器214)的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖的輸出(具有2個峰值Pn1、Pn2的波形Wn)，(c)表示具有閾值Vth1的第1比較器221的輸出，(d)表示來自延遲電路223的輸出(第1比較器221的輸出延遲后的輸出)，(e)表示具有閾值Vth2的第2比較器222的輸出，(f)表示“與”電路224的輸出，(g)表示脈沖發(fā)生電路232的脈沖發(fā)生定時，(h)表示觸發(fā)器233的輸出(向移位寄存器231的輸入)。
還有，在本例中，將來自投光側(cè)裝置1的投光脈沖作為沒有到達(dá)受光側(cè)裝置2脈沖來進行說明。即，這種光電傳感器中，即使受光側(cè)裝置上有本來應(yīng)該受光的光脈沖(從投光側(cè)裝置投光的光脈沖)的受光時混入噪聲脈沖，除非該噪聲脈沖抵消真電脈沖的輸出或大幅度減少該輸出絕對值的這樣的噪聲脈沖，就不會引起誤操作(不用說，也可以假設(shè)混入這樣的噪聲脈沖，因此有關(guān)對策以后敘述)。對此，盡管從投光側(cè)裝置投光的光脈沖沒有到達(dá)受光側(cè)裝置，但如果因噪聲脈沖的混入而判定為‘受光’，則會引起誤操作。
如圖3中(a)和(b)所示，在本例中，表示在來自投光裝置1的投光周期中，與噪聲脈沖的發(fā)生周期一致的最惡劣情況。
這時，如該圖中(c)所示，第1比較器221在噪聲脈沖的輸出值超過閾值Vth1的期間，輸出變成‘H’。
并且，如該圖中(d)所示，延遲電路223僅使第1比較器221的輸出‘H’延遲設(shè)定延遲時間‘τ’部分后向“與”電路224輸出。
如該圖中(e)所示，第2比較器222在噪聲脈沖輸出值的絕對值超過閾值Vth2的絕對值的期間，輸出變成‘H’。
如前面所述，設(shè)定延遲時間‘τ’通過出現(xiàn)真電脈沖波形Ws具有的兩個峰值P1、P2的各自基準(zhǔn)點T1、T2之間的時間差來求出。這里，在本例中，噪聲波形Wn具有的2個峰值Pn1、Pn2的出現(xiàn)間隔(λ)比真電脈沖波形Ws的2個峰值P1、P2的出現(xiàn)間隔要長。因此，第1比較器221延遲后的輸出狀態(tài)和第2比較器222的輸出定時不一致。即，如該圖中(f)所示，“與”電路224除非本來應(yīng)受光的脈沖到來，即使噪聲波形Wn混入，其輸出也維持‘L’。因此，如該圖中(h)所示，觸發(fā)器233(向移位寄存器231的輸入)因“與”電路224的輸出‘L’，所以與來自該圖中(g)所示的脈沖發(fā)生器232的脈沖輸入定時無關(guān)，常常為‘L’狀態(tài)。
于是，在第1實施例中，脈沖真假判別電路22通過第1、第2比較器分別根據(jù)與真電脈沖相當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)值來鑒別光電變換器21的輸出線上的信號電平。然后，通過延遲電路223對這些比較器的輸出進行時間軸配合，使其基準(zhǔn)時刻互相配合，通過進行時間軸配合以后的比較器輸出之間的邏輯運算，可以進行在光電變換器21的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖的真假判別。
因此，盡管從投光側(cè)裝置投光的光脈沖沒有到達(dá)受光側(cè)裝置，但能夠防止因噪聲脈沖的存在而判別為‘受光’的這種誤操作。
其次，本發(fā)明的發(fā)射脈沖插入式傳感器也能應(yīng)用于發(fā)送接收一體型傳感器。
圖4中示出了應(yīng)用本發(fā)明的投受一體型光電傳感器(第2實施例)的電路構(gòu)成。
如該圖所示，第2實施例的光電傳感器使用與第1實施例中示出的光電傳感器電路大致同樣的電路。因此，對與第1實施例相同構(gòu)成電路附加相同標(biāo)號并省略其說明。還有，對于1(投光側(cè)裝置)、2(受光側(cè)裝置)、22(脈沖真假判別電路)、23(數(shù)字濾波器)來說，不一定相同，但為了容易理解起見，這里附加與第1實施例相同的標(biāo)號。
在第2實施例中，為了使用投受光可同步的光電傳感器(投受一體型)，不使用第1實施例(投受分體型)中使用的受光側(cè)裝置2的脈沖發(fā)生器232。換句話說，來自投光側(cè)裝置1的脈沖發(fā)生器11的脈沖被輸入到觸發(fā)器233的復(fù)位端子和移位寄存器231的時鐘端子。即，在第2實施例中，前面圖2中(g)所示的脈沖發(fā)生定時與投光側(cè)裝置1的投光定時同步出現(xiàn)。這樣一來，由于將“與”電路224(脈沖真假判別電路22)的輸出變化全部取入到移位寄存器231的各級，所以通過數(shù)字濾波器23能夠進行更正確的濾波處理。
并且，第2實施例中，在第1比較器221和延遲電路223之間設(shè)置新的“與”電路225。該“與”電路225是用于取得第1比較器221的輸出和脈沖發(fā)生器11來的脈沖輸出的邏輯積，在來自脈沖發(fā)生器11的脈沖輸入時，第1比較器的輸出為‘H’時，其輸出變成‘H’。即，通過該“與”電路225，在第1比較器中正確捕捉真電脈沖的峰值P1的受光定時，并與基準(zhǔn)值Vth1比較，所以能夠進行更正確的電脈沖真假判別。
接著，在應(yīng)用本發(fā)明的光電傳感器場合，通過對真電脈沖微分得到的波形上已知的多個(以下所示的例中為3個)基準(zhǔn)時刻的各自基準(zhǔn)值，可以判別變換器的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖的真假。
圖5中表示本發(fā)明第3實施例的光電傳感器的電路構(gòu)成。
如該圖所示，第3實施例中的光電傳感器在本例中為投受分體型光電傳感器，并使用與第1實施例中所示光電傳感器部分相同的電路。從而，對與第1實施例同一構(gòu)成的電路附加同一標(biāo)號并省略其說明。還有，對于2(受光側(cè)裝置)、22(脈沖真假判別電路)來說不一定相同，但是為了容易理解起見，這里附加與第1實施例相同的標(biāo)號。
第3實施例與第1實施例不同點在于脈沖真假判別電路22的構(gòu)成。即，在第3實施例中，脈沖真假判別電路22包括取入構(gòu)成微分電路的放大器214的輸出的高通濾波器215(HPF)；并聯(lián)設(shè)置于高通濾波器215的輸出側(cè)的2臺比較器2211(第1比較器CMP1)、2221(第2比較器CMP2)；使這些比較器的各自輸出延遲的2臺延遲電路2231、2232；取得對第1比較器2211的輸出延遲后的輸出、第2比較器2221的輸出延遲后的輸出和第1比較器的輸出(延遲前)的3個輸入的邏輯積的“與”電路2241。
圖8中(b)是將光電變換器的輸出線上出現(xiàn)的真電脈沖(基于從投光側(cè)裝置送出的光脈沖的電脈沖)再通過高通濾波器215獲得的有關(guān)電脈沖的波形特征(在本例中，表示具有對應(yīng)于第1實施例所示的波形Ws的3個峰值P3(正極)、P4(負(fù)極)、P5(正極)的輸出波形Ws2)曲線。
在該曲線圖中，夾著輸出電壓值A(chǔ)CO的2個基準(zhǔn)值Vth1、Vth2分別表示第1比較器2211的閾值Vth1(正極性)和第2比較器2221的閾值Vth2(負(fù)極性)。這里，閾值Vth1被設(shè)定為比波形Ws2的第1峰值P3和第3峰值P5兩者都要稍低的值，而Vth2被設(shè)定為比波形Ws2的第2峰值P4稍高的值。還有，可以考慮傳感器的設(shè)置狀況等來任意變更將各自閾值Vth1、Vth2設(shè)定至相對于峰值P3、P4、P5為何種比例。
第1比較器2211的輸出在高通濾波器215的輸出電平超過閾值Vth1時變成‘H’，而在低于時則變成‘L’。并且，第2比較器2221的輸出在高通濾波器215的輸出電平超過閾值Vth2時變成‘L’，而在低于時則變成‘H’。
并且，在該曲線圖中，‘τ2’表示延遲電路2231的設(shè)定延遲時間‘τ2’，該設(shè)定延遲時間‘τ2’由具有真波形Ws2的峰值P3和峰值P5出現(xiàn)的各自基準(zhǔn)時刻T3與T5的時間差來求出。即，在“與”電路2241上同時輸入在基準(zhǔn)時刻T3的第1比較器2211的比較結(jié)果和在基準(zhǔn)時刻T3的第1比較器2211的比較結(jié)果的結(jié)果。
并且，在該曲線圖中，‘τ3’表示延遲電路2232的設(shè)定延遲時間‘τ3’，該設(shè)定延遲時間‘τ3’由具有真的波形Ws2的峰值P4和峰值P5出現(xiàn)的各自基準(zhǔn)時刻T4與T5的時間差來求出。即，在“與”電路2241上，除了輸入在上述基準(zhǔn)時刻T5的第1比較器2211的比較結(jié)果和在基準(zhǔn)時刻T3的第1比較器2211的比較結(jié)果外，同時輸入基準(zhǔn)時刻T4的第2比較器2221的比較結(jié)果的結(jié)果。
因此，在“與”電路2241中，將波形Ws2各個基準(zhǔn)時刻T3、T4、T5的電平比較結(jié)果之間以時間軸配合的形式進行對照。還有，“與”電路2241的輸出僅在3個輸入都為‘H’的時變成‘H’，除此以外為‘L’。另外，“與”電路2241的輸出被輸入到與第1實施例同樣的數(shù)字濾波器23。
這樣，第3實施例中，根據(jù)對真電脈沖進行微分得到的已知波形(Ws2)上的3個基準(zhǔn)時刻(T3、T4、T5)的各個基準(zhǔn)值(Vth1、Vth2、Vth1)構(gòu)成的波形特征，判別變換部件的輸出線上出現(xiàn)電脈沖的真假，因而能夠更準(zhǔn)確地捕獲真電脈沖。
還有，在第3實施例中，雖然把基準(zhǔn)時刻T3和T5的基準(zhǔn)值設(shè)為具有相同比較器(第1比較器2211)的閾值Vth1，但是不用說，如果另外設(shè)置各自基準(zhǔn)時刻的基準(zhǔn)值，則可以進行準(zhǔn)確度更高的真假判別。
并且，第3實施例中，雖然假設(shè)光電傳感器為投受分體型的，但是也可以應(yīng)用于投受一體型的傳感器。
其次，如上所述，可以假設(shè)以下情況在這種光電傳感器(發(fā)射脈沖插入式傳感器)中，當(dāng)受光側(cè)裝置上有本來應(yīng)該受光的光脈沖(從投光側(cè)裝置投光的光脈沖)的受光時，例如因混入比較低頻率的噪聲脈沖，真電脈沖的輸出被抵消或減少其輸出絕對值。
圖6是表示混入這種噪聲脈沖時，第1、第2實施例中的光電變換器21輸出線上出現(xiàn)的電脈沖的定時圖。
在該圖中，(a)表示從投光側(cè)裝置1發(fā)送光脈沖的投光定時，(b)表示沒有噪聲脈沖時，光電變換器21的輸出線上出現(xiàn)的真電脈沖的輸出(波形Ws)，(c)表示發(fā)射脈沖沒有到達(dá)受光側(cè)裝置2時光電變換器21上出現(xiàn)的噪聲脈沖(比較低頻率的噪聲波形Wn)的輸出，(d)表示由于混入該圖中(b)、(c)所示的真電脈沖和噪聲脈沖，在光電變換器21的輸出線上出現(xiàn)的混合脈沖的輸出(混合波形Ws+n)。另外，(e)是表示后面所示第4實施例的脈沖分別處理后的電脈沖，對此與第4實施例一并詳細(xì)說明。
從圖6可知，在本例所示的光電傳感器中，在投光側(cè)裝置1上有本來應(yīng)該受光的光脈沖(從投光側(cè)裝置投光的光脈沖)的受光時，如果混入如該圖(c)所示的那種噪聲脈沖(波形Wn)，則在光電變換器21的輸出線上出現(xiàn)混合脈沖Ws+n。如該圖中(d)所示，混合波形Ws+n盡管具有與真的光脈沖波形Wn的第1、第2峰值對應(yīng)的邊沿輸出，但其值是流動的，具有真假判別用的閾值Vth1、Vth2的第1、第2比較器實質(zhì)上變成幾乎沒有作用。
在以下示出的本發(fā)明的第4實施例中，即使混入上述那樣頻率比較低的噪聲脈沖的情況下，也能夠進行光電變換器21的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖的真假判別。
本發(fā)明第4實施例的光電傳感器的電路構(gòu)成示于圖7。還有，本發(fā)明第4實施例與上述第1和第2實施例的不同點只是脈沖真假判別電路22的構(gòu)成，為了容易理解，在該圖中只表示出投光側(cè)裝置21和脈沖真假判別電路22。即，通過將第1、第2實施例的脈沖真假判別電路22置換成該圖所示的脈沖真假判別電路22，來實現(xiàn)本發(fā)明的第4實施例。不用說，也可以將第4實施例應(yīng)用于第3實施例，然而這種情況的脈沖真假判別電路22的構(gòu)成通過參照下面的記述，本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易想到，所以這里省略說明。
如圖7所示，第4實施例的脈沖真假判別電路22與第1、第2實施例同樣，包括2臺第1比較器221(CMP1)、222(CMP2)；延遲這些比較器內(nèi)一個(CMP1)輸出(后述的設(shè)定延遲時間‘τ5～τ4’)的延遲電路223；以及取得比較器221的輸出延遲后的兩個比較器輸出的邏輯積的“與”電路224。
而且，在第1比較器221與放大器214之間設(shè)置第1減法電路226，該減法電路輸出對非反轉(zhuǎn)輸入端子(+)和反轉(zhuǎn)輸入端子(-)的2個輸入值的差分，此外，在該第1減法電路的反轉(zhuǎn)輸入端子(-)與放大器214之間設(shè)置延遲電路228，使放大器214來的輸入僅延遲設(shè)定延遲時間‘τ4’并輸出。
并且，在第2比較器222與放大器214之間設(shè)置第2減法電路227，向非反轉(zhuǎn)輸入端子(+)和反轉(zhuǎn)輸入端子(-)輸出2個輸入值的差分，并且，該第2減法電路的反轉(zhuǎn)輸入端子(-)與放大器214之間設(shè)置延遲電路229，使放大器214來的輸入僅延遲設(shè)定延遲時間‘τ5’并輸出。
還有，在第1、第2減法電路226、227的各自非反轉(zhuǎn)輸入端子(+)中，輸入不延遲來自放大器214的輸出。
圖8中(c)是用于說明設(shè)定延遲時間‘τ4’、‘τ’的曲線圖。在該曲線圖中，Ws表示前面說明的有關(guān)真電脈沖的已知輸出波形Ws。設(shè)定延遲時間‘τ4’由波形Ws的第1峰值P 1出現(xiàn)的基準(zhǔn)時刻T1與輸出波形Ws前沿基準(zhǔn)時刻T6的時間差求出。而設(shè)定延遲時間‘τ5’由波形Ws的第2峰值P2出現(xiàn)的基準(zhǔn)時刻T2與輸出波形Ws前沿基準(zhǔn)時刻T6的時間差求出。
因此，在本發(fā)明的第4實施例中，通過第1減法電路226，從光電變換器21的輸出線上出現(xiàn)電脈沖中取出在時間‘τ4’期間的輸出變化，由第1比較器221進行其是否相當(dāng)于真波形Ws峰值P1的判別。
并且，通過第2減法電路227，從光電變換器21的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖中取出在時間‘τ5’期間的輸出變化，由第2比較器222進行其是否相當(dāng)于真的波形Ws峰值P2的判別。
接著，通過延遲電路223，將第1比較器221的輸出延遲設(shè)定延遲時間‘τ5～τ4’，通過“與”電路224將第1和第2比較器的輸出分別進行時間軸配合并進行對照。
即，如前面的圖6(d)所示，在第4實施例中，即使來自光電變換器21的輸出是大幅度變化真電脈沖輸出這樣的混合脈沖Ws+n，也可以從該混合脈沖Ws+n中鑒別真電脈沖波形Wn。
因此，根據(jù)本發(fā)明的第4實施例，當(dāng)投光側(cè)裝置上有本來應(yīng)該受光的光脈沖(從投光側(cè)裝置投光的光脈沖)的受光時，由于混入頻率比較低的噪聲脈沖，所以在與真電脈沖的輸出抵消或大幅度減少其絕對值的情況下，也能根據(jù)光電變換器21輸出線上出現(xiàn)的電脈沖來準(zhǔn)確判別有無受光。
其次，就上述的第1、第2實施例來說，從投光側(cè)裝置1按照規(guī)定位模式送出光脈沖，同時在受光側(cè)裝置2中通過將判定為真電脈沖的電脈沖的出現(xiàn)位模式與基準(zhǔn)位模式進行對照，可以添加判定是否正常接收光脈沖的位模式判定功能。
以下，表示在上述的第1、第2實施例中添加位模式判定功能的例子。還有，以下示出的位模式判定功能，也可以應(yīng)用于上述第3、第4的實施例，但是此時的光電傳感器的構(gòu)成，通過參照下面的記述，本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易想到，所以這里省略說明。
圖9中表示給第1實施例添加位模式判定功能的光電傳感器(第5實施例)的電路構(gòu)成。還有，與第1實施例相同處給予同樣標(biāo)號并省略其說明。
如該圖所示，在第5實施例中，在投光側(cè)裝置1中，在脈沖發(fā)生器11與驅(qū)動電路12之間設(shè)置脈沖模式生成器14。該脈沖模式生成器14如該圖右上方所示，與脈沖發(fā)生器11的驅(qū)動脈沖同步，串行生成投光位‘1’或‘0’。本例中，脈沖模式生成器的生成位為‘1’時，從驅(qū)動電路12送出光脈沖，脈沖模式生成器的生成位為‘0’時，從驅(qū)動電路12不進行投光。
并且，在本例中，位模式可以按6位進行一周，在脈沖模式生成器14中，按預(yù)先設(shè)定的順序，假定串行生成‘1’→‘0’→‘0’→‘1’→‘1’→‘0’的位。還有，要求位模式進行一周的位數(shù)，或位模式進行一周為止的‘1’或‘0’的位出現(xiàn)頻度是可以適當(dāng)變更的。對此，后面列舉一個具體例子來詳細(xì)進行說明。
在受光側(cè)裝置2中，與位模式進行一周為止的位數(shù)(6位)對應(yīng)，應(yīng)用具有6級的移位寄存器2310。在各級1～6中，按照脈沖發(fā)生器232的時鐘定時，從觸發(fā)器233依次取入脈沖真假判別后的‘H’、‘L’輸出。還有，在本例中，預(yù)先設(shè)定投光側(cè)裝置1的脈沖發(fā)生器11和受光側(cè)裝置2的脈沖發(fā)生器232的脈沖發(fā)生周期為相同周期。
在數(shù)字濾波器23中，將移位寄存器2310的各級1～6中取入的‘H’(‘1’)、‘L’(‘0’)的出現(xiàn)位模式與在受光側(cè)裝置設(shè)置的脈沖模式生成器237內(nèi)預(yù)先存儲的位模式(基準(zhǔn)位模式)對照。該脈沖模式生成器237將存儲在投光側(cè)裝置1的脈沖模式生成器14中的位模式并行(同時)輸出。還有，為了說明方便，在該圖中，脈沖模式生成器237的位模式，與脈沖模式生成器14的位模式左右反轉(zhuǎn)來描述。
在本例中，通過6個“與”電路組238來求各級1～6的輸出和對應(yīng)的脈沖模式生成器237位輸出1～6的邏輯積。然后，“與”電路234在這些“與”電路組238全部的輸出為‘H’時，輸出變成‘H’，觸發(fā)器236變成置位狀態(tài)。這時觸發(fā)器236的輸出變成‘H’，表示在受光側(cè)裝置正常接收從投光側(cè)裝置送出的光脈沖。
移位寄存器2310的各級1～6全部為表示‘L’的‘0’時，NOR電路235的輸出為‘H’，“與”電路234的輸出變成‘L’，觸發(fā)器236變成復(fù)位狀態(tài)。因此，觸發(fā)器236的輸出在再次從“與”電路234來的置位輸入前，輸出狀態(tài)為‘L’。
這樣，在第5實施例中，具有進行光電變換器21的輸出線上出現(xiàn)電脈沖的真假判別，同時根據(jù)將判定為真電脈沖的電脈沖出現(xiàn)位模式與基準(zhǔn)位模式對照，判定是否接收了正常光脈沖的位模式判定功能。因此，即使在噪聲脈沖周期性出現(xiàn)、而且其發(fā)生定時與受光定時重合的情況下，也能夠更正確地檢測真的光脈沖的到來。
還有，在上述的說明中，在第5實施例中，通過6個“與”電路組238，來求各級1～6輸出和對應(yīng)的脈沖模式生成器的位輸出1～6的邏輯積，這些“與”電路組238的全部輸出為‘H’時，“與”電路組238的輸出變成‘H’，但對于對照處理中有投光脈沖的位的對照，如下所示，也可以附加冗余性。
第5實施例的另一個優(yōu)選實施例示于圖10的電路框圖。還有，在該圖中，對與圖9所示的光電傳感器同一部分給予同樣標(biāo)號并省略器說明。
如圖10所示，在本例中，在“與”電路234與“與”電路組238之間，設(shè)置冗余性運算器239。該冗長性運算器239基于預(yù)先設(shè)定的冗余性判斷基準(zhǔn)對“與”電路的輸出(在該圖中3個“與”電路238的輸出)進行邏輯運算，將‘H’、‘L’的運算結(jié)果輸出到“與”電路234。即，在本例中，對于脈沖模式生成器237生成的對應(yīng)于位‘0’的移位寄存器2310的級2、3、6來說，例如即使這3個級的僅1個級為‘1’，通過設(shè)定冗余性判斷基準(zhǔn)來使得來自冗余性運算器239的輸出變成‘L’，也可以將冗余性賦予在來自“與”電路234的輸出上。
并且，本例中，在觸發(fā)器236與移位寄存器2310之間也設(shè)置冗余性運算器240。即，圖9所示的NOR電路235只要移位寄存器2310的各級不全部變成‘0’，其輸出就不會變成‘L’，但是本例中，通過用冗余性運算器240來賦予冗余性，例如，即使全部的級不能為‘0’，也可以使對觸發(fā)器236復(fù)位輸入端子的輸出變成‘H’。
因此，圖10所示的第5實施例的光電傳感器，例如在因噪聲脈沖混入造成脈沖模式生成器14的位為‘0’時，即使在移位寄存器的對應(yīng)級取入‘1’，在設(shè)定范圍內(nèi)也可以允許這些位。
在第5實施例的另一個優(yōu)選例子中，設(shè)置多臺受光側(cè)裝置2的脈沖模式生成器。
圖11中表示在受光側(cè)裝置2內(nèi)設(shè)置2臺對照用的脈沖模式生成器。還有，在與圖10所示的光電傳感器同一部分，賦予同一標(biāo)號并省略其說明。
如圖11所示，在本例中，在受光側(cè)裝置2中，設(shè)置并行輸出與存儲于投光側(cè)裝置1的脈沖模式生成器14的位模式同樣的位模式(圖11中所示的位號碼1→2→3→4→5→6)的脈沖模式生成器2371和并行輸出重排存儲于投光側(cè)裝置1的脈沖模式生成器14的位模式的位模式(位號碼4→5→6→1→2→3)的脈沖模式生成器2377。
還有，有『重排位模式』，該模式如圖中右上方(方框內(nèi))所示，在本例中，以3位的2組(A+B)來捕捉存儲于脈沖模式生成器14內(nèi)的6位的出現(xiàn)位模式，并將其排列置換成(B+A)。
即，在本例中，用于位模式對照的基準(zhǔn)位模式準(zhǔn)備A+B和B+A這兩種，這兩種的基準(zhǔn)位模式同時與移位寄存器2310的6級上出現(xiàn)的位模式對照。
因此，在從投光側(cè)裝置1重復(fù)送出位模式(A+B)這樣的情況(投光位模式A→B→A…)下，例如，即使因噪聲等使先頭的位模式A丟失的這種位模式，也不需要等待再次將位模式(A+B)取入受光側(cè)裝置2的移位寄存器2310，可以在B+A的位模式出現(xiàn)的時刻立即完成對照。
因此，能夠以更高速度進行出現(xiàn)位模式與基準(zhǔn)位模式的對照，所以可以提高光電傳感器的響應(yīng)性。
接著，在圖12的電路框圖中表示本發(fā)明的第2實施例中添加位模式判定功能的光電傳感器(第6實施例)的電路構(gòu)成。還有，對與上述的第2實施例或第5實施例的相同部分附以相同標(biāo)號并省略其說明。
如該圖所示，因為第6實施例的光電傳感器是投受一體型的光電傳感器，因而使用同樣的脈沖位模式生成器15。并且，在本例中，與第5實施例同樣使用2臺冗余性運算器239、240，附加位模式對照時的冗長性。
脈沖位模式生成器15通過“與”電路16，根據(jù)來自脈沖發(fā)生器11的驅(qū)動脈沖，按照預(yù)先設(shè)定的位模式的光脈沖進行投光。并且，在受光側(cè)裝置2的位模式對照時，脈沖位模式生成器15并行輸出預(yù)先設(shè)定的位模式。因此，與移位寄存器2310的級1～6中取入的位模式進行對照。
這樣，位模式判定功能也可以應(yīng)用于本發(fā)明的第2實施例。
另外，上述例子中，雖然只示出兩組(A+B，B+A)位模式的重排，但除此以外，也可以有其它重排。例如，可以把位模式分成3種組，設(shè)置3種基準(zhǔn)位模式。
投光位模式只示出了1種(A→B→A…)，但例如可以預(yù)先準(zhǔn)備多種投光位模式(例如，A→B→C、D→E→F…)，也可以由投光側(cè)裝置1側(cè)任意選擇。不用說，可以將投光位模式進一步重排來投光，也可以生成完全隨機的投光位模式。不過這種情況下，例如，預(yù)先設(shè)置對應(yīng)于投光側(cè)裝置1的基準(zhǔn)位模式，或者其每次在投光側(cè)裝置1與受光側(cè)裝置2之間進行有關(guān)位模式的數(shù)據(jù)交換等，在受光側(cè)裝置2側(cè)，當(dāng)然需要根據(jù)對應(yīng)于投光位模式的基準(zhǔn)位模式來與出現(xiàn)位模式進行對照。
還有，把上述這種位模式判定功能應(yīng)用于光電傳感器時，根據(jù)認(rèn)為產(chǎn)生影響的光電傳感器的特性項，將主要條件列舉如下。期望在位模式判定功能的結(jié)構(gòu)上下工夫，以便滿足這些條件。還有，以下所示的內(nèi)容與第5、第6實施例中說明的內(nèi)容部分重復(fù)，但這里更詳細(xì)說明其內(nèi)容以便理解。
1.傳感器響應(yīng)時間短(標(biāo)準(zhǔn)1ms)2.載波頻率上存在限制(S/N的問題)3.載波效率上有限制4.個體間有各自的時鐘還有，以下的說明中，使用圖13(a)中所示的語言(位、碼長、位長)。
為了除去噪聲脈沖，采用增加碼長(增多位數(shù))的辦法，可以減少與噪聲脈沖的相似度，即，如果位長較短，則用短的碼長可以形成許多位數(shù)，但在光電傳感器方面，需要在位長、碼長上最適宜地選擇各自有制約條件的位數(shù)。
為了完全除去熒光燈等的幾十kHz周期的噪聲脈沖或隨機發(fā)生的噪聲脈沖，通過實驗，知道需要30位的位數(shù)。這里，對于滿足光電傳感器特有的制約條件，同時如何確保30位的位數(shù)進行論述。
制約① 光電傳感器需要的靈敏度(S/N)S/N大致上由投光脈沖的脈沖寬度和受光放大器的頻率特性決定。如果縮小投光脈沖的脈沖寬度，則必須擴大受光放大器的頻帶，關(guān)系到S/N的惡化。為了縮短位長而加快放大器的收斂時間，所以在放大器頻帶上需要切斷低頻帶，這也會導(dǎo)致S/N惡化。根據(jù)這些限制，認(rèn)為位長(投光脈沖間隔)大約為20μs，投光脈沖寬度大約為2.5μs是適當(dāng)?shù)?。但是，在不需要象通用光電傳感器那樣的靈敏度的應(yīng)用方面，沒有這個限制。
制約② 響應(yīng)時間例如，在響應(yīng)時間1ms的內(nèi)置放大器的光電傳感器的場合，因該響應(yīng)時間1ms的制約成為限制位數(shù)的最大問題。這種情況下，傳感器含有偏差，必須全部讀出在最大1ms以內(nèi)投光的編碼位模式。
如果簡單地按照上述制約①決定1ms的位長劃分，則最大位數(shù)變成50位。然而，傳感器的響應(yīng)時間是從檢測工作后到輸出信號的最大時間，所以位長不能立刻變?yōu)轫憫?yīng)時間。因此，下面敘述左右傳感器響應(yīng)時間的重要因素，并表示其對策的一個例子。
重要因素①傳感器時鐘的偏差傳感器的時鐘在IC內(nèi)部生成的情況居多。此時，因IC內(nèi)部的CR偏差造成±20％左右的時鐘絕對值偏差。因此，即使時鐘偏差+20％，也最好將傳感器本身的響應(yīng)時間預(yù)先設(shè)為大約0.8倍，以便可以遵守響應(yīng)時間。(響應(yīng)時間1ms時，設(shè)定傳感器的響應(yīng)時間為800μs。)考慮到這些，最大位數(shù)變成40位。最大位數(shù)的限制因后述的理由在用40位有問題時，通過在外部附加振子等，可生成精度高的時鐘。
重要因素②檢測定時的偏差如果對投光脈沖進行編碼(位模式化)，則存在直到接收全部編碼前不進行檢測判定的問題。該問題在沒有掌握投光編碼哪一種定時的受光側(cè)的投受分體型光電傳感器中成為嚴(yán)重的制約條件。圖14中表示出以下編碼過程中，檢測對象物體(工件)進入光電傳感器的檢測對象區(qū)域內(nèi)時的問題。由該圖中(a)可知，從工件進入到判定為測出的定時時間比碼長要長，最大為2個碼長。因此碼長必需是響應(yīng)時間的一半以下，然而從上述的最大碼長考慮，不能把位數(shù)設(shè)為25位。因此，除去噪聲脈沖的效果不充分。
因此，如圖14中(b)所示，把碼長分成2個字組(這里，設(shè)為A/B)，無論在接收A→B的時還是B→A時，都能夠解碼，可以增大有效位數(shù)。
在該方式中，從工件進入到判定為檢測的時間最大為1.5倍碼長，因而可以將最大碼長設(shè)定為33。同樣，如果分成3個字組，最大碼長就可以為37。
接著，記述有關(guān)其它對策。
其它對策①位偏移的問題在透射型傳感器等的投受分體型光電傳感器中，投光側(cè)裝置的時鐘和受光側(cè)裝置的時鐘極大不同的情況下，有可能造成位的錯讀(位偏移)。這個問題可以通過在編碼之中加入糾錯碼來解決。
但是，在因碼長限制而在糾錯碼中不能確保需要的位數(shù)時，如果在碼長內(nèi)抑制不發(fā)生位偏移的最小時鐘誤差，則能防止誤操作。例如，在碼長為800μs、位長為20μs時，時鐘誤差在±1.25％(20/800/2)以內(nèi)。這些，例如通過外帶IC，使用陶瓷振子等成為可能。
其它對策② 關(guān)于位模式雖然光電傳感器的脈沖寬度最好如上述的大約2.5μs，但是對于脈沖占空比也有若干制約。為了盡可能增大光電傳感器的投光電流峰值，最好盡量減少脈沖占空比(為了控制總的平均消耗電流)。例如，把脈沖占空比設(shè)為大約2.5％時，在脈沖寬度為2.5μs、位長為20μs的情況下，只能一次投光5位。就是說，如果是位數(shù)30，則投光位限于6以下，位模式必須是其中最佳的模式。具體點說，形成最大頻譜擴散的那種位模式列(選擇投光脈沖間隔盡可能偏差的那種組合)。
其它對策③ 關(guān)于噪聲脈沖的除去如圖15(a)所示，在自身投光脈沖(真的光脈沖)受光時，即使混入噪聲脈沖，受光信號變?yōu)槿牍狻诠獾那闆r也少。而且沒有受光的時候混入噪聲脈沖，受光信號變?yōu)槿牍狻诠獾那闆r可能頻繁發(fā)生(該現(xiàn)象特別認(rèn)為隨機發(fā)生的各種噪聲脈沖引起的，所以容易理解)。還有，入光狀態(tài)下重疊噪聲脈沖，抵消本來的受光脈沖，很少判斷為遮光。
只使用自身投光期間的受光脈沖的場合，本來的受光脈沖存在的時候，因噪聲脈沖而在光判定發(fā)生錯誤要少。(即使上述實施例中所示的移位寄存器的1個級上偶爾出現(xiàn)，如果下一級不存在，則進行入光判定)。
可是，在位模式生成方式中，在入光判定中還確認(rèn)自身不投光的時間的遮光。因此，盡管投光脈沖沒有到來，也會因噪聲脈沖而頻繁發(fā)生判斷為入光。當(dāng)然，雖然也有因熒光燈等噪聲脈沖沒有引起入光誤操作的優(yōu)點，但是在有噪聲脈沖時，如果不進行入光判定，則與誤操作的狀況同樣。
作為其對策，可以舉出，容許到投光‘無’位變成了‘有’位的一定數(shù)的方式。在入遮光判定時，測定入光對無投光位的數(shù)，只要是容許數(shù)n以下，附加判定為遮光狀態(tài)的冗余性運算電路。圖16中表示遮光判定的其結(jié)果，圖17中表示入光判定的其結(jié)果。還有，該圖中，「ADD」表示30位中不投光24位的遮光判定中容許位的數(shù)。如該圖所示，本例中，由于n＝3左右容許的緣故，所以減少入光判定錯誤的機率，獲得良好的結(jié)果。
并且，作為另外的對策，可以舉出壓縮使用‘無’投光位的信息的方法。例如2位壓縮方式示于圖15(b)。這時，只有相鄰的位同時入光時才判斷為入光。還有，如果采用該方法，則可以預(yù)料需要在投光位必須始終每2位連續(xù)等位模式生成上花費時間，但確實可以除去2位以下的頻率噪聲脈沖(例如位長20μs時，周期40μs以上＝頻率25kHz以下的噪聲脈沖)或短脈沖。
另外，上述的說明中，作為發(fā)射脈沖插入式傳感器雖然示出了光電傳感器，但是本發(fā)明并不限于光電傳感器，可以應(yīng)用于象超聲波傳感器、微波傳感器、脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器等之類的各種發(fā)射脈沖插入式傳感器。
而且，根據(jù)本發(fā)明，不僅由熒光燈等的光引起的噪聲脈沖，而且與其它的光、聲、電磁波等各種各樣的噪聲靈活對應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)精確地進行檢測工作的發(fā)射脈沖插入式傳感器。
以上的說明很清楚，根據(jù)本發(fā)明，即使在噪聲脈沖周期性出現(xiàn)而且其發(fā)生定時與受光定時重合這樣的情況下，也能提供一種有效地形成誤操作防止對策的發(fā)射脈沖插入式傳感器及其主要組成技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)射脈沖插入式傳感器，包括重復(fù)發(fā)送發(fā)射脈沖的發(fā)送側(cè)裝置和接收發(fā)射脈沖的接收側(cè)裝置，在接收側(cè)裝置內(nèi)包括將接收的發(fā)射脈沖變換成電脈沖的變換部件，其特征在于在接收側(cè)裝置內(nèi)，設(shè)置根據(jù)有關(guān)真電脈沖的已知波形特征，判別變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖是接收從發(fā)送側(cè)裝置發(fā)送的發(fā)射脈沖產(chǎn)生的真電脈沖，還是噪聲產(chǎn)生的假電脈沖的脈沖真假判別部件，由此，接收側(cè)裝置根據(jù)真假判別部件的判定結(jié)果，生成作為目標(biāo)的輸出信號。
2.一種發(fā)射脈沖插入式傳感器，具有重復(fù)發(fā)送發(fā)射脈沖的發(fā)送側(cè)裝置和接收發(fā)射脈沖的接收側(cè)裝置，接收側(cè)裝置內(nèi)包括將接收的發(fā)射脈沖變換成電脈沖的變換部件，其特征在于在發(fā)送側(cè)裝置內(nèi)設(shè)置按照規(guī)定位模式發(fā)送發(fā)射脈沖的脈沖發(fā)送部件，而且，接收側(cè)裝置內(nèi)設(shè)置脈沖真假判別部件，該部件根據(jù)有關(guān)真電脈沖的已知波形特征，判別變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖是接收從發(fā)送側(cè)裝置發(fā)送的發(fā)射脈沖產(chǎn)生的真電脈沖，還是噪聲產(chǎn)生的假電脈沖，以及位模式判定部件，該部件將判別為真電脈沖的電脈沖出現(xiàn)位模式與基準(zhǔn)位模式進行對照，根據(jù)其對照結(jié)果，判定是否正常接收發(fā)射脈沖；由此，接收側(cè)裝置根據(jù)位模式判定部件的判定結(jié)果，生成作為目標(biāo)的輸出信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)射脈沖插入式傳感器，其特征在于，有關(guān)真電脈沖的已知波形特征由真電脈沖波形上的兩個以上的基準(zhǔn)時刻的各自基準(zhǔn)值構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)射脈沖插入式傳感器，其特征在于，有關(guān)真電脈沖的已知波形特征由對真電脈沖進行微分得到的波形上兩個以上基準(zhǔn)時刻的各自基準(zhǔn)值構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的發(fā)射脈沖插入式傳感器，其特征在于，基準(zhǔn)時刻相當(dāng)于波形上的峰值時刻。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)射脈沖插入式傳感器，其特征在于，在峰值時刻包括波形上的正極性峰值時刻和負(fù)極性峰值時刻的兩者。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)射脈沖插入式傳感器，其特征在于，真假判別部件包括兩個以上比較器，分別根據(jù)相當(dāng)真的電脈沖的基準(zhǔn)值，鑒別變換器的輸出線上的信號電平；延遲部件，對這些比較器的輸出進行時間軸配合，使其基準(zhǔn)時刻互相配合；以及邏輯運算部件，進行時間軸配合以后的比較器輸出之間的邏輯運算。
8.一種發(fā)射脈沖插入式傳感器的接收側(cè)裝置，其特征在于具有將收到的發(fā)射脈沖變換為電脈沖的變換部件，而且，設(shè)置脈沖真假判別部件，該部件根據(jù)有關(guān)真的電脈沖的已知波形特征，判別變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖是接收從發(fā)送側(cè)裝置發(fā)送的發(fā)射脈沖產(chǎn)生的真電脈沖，還是噪聲產(chǎn)生的假電脈沖，由此，根據(jù)脈沖真假判別部件的判別結(jié)果，生成作為目標(biāo)的輸出信號。
9.一種發(fā)射脈沖插入式傳感器的接收側(cè)裝置，包括將收到的發(fā)射脈沖變換為電脈沖的變換部件，其特征在于設(shè)置脈沖真假判別部件，該部件根據(jù)有關(guān)真的電脈沖的已知波形特征，判別變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖是接收從發(fā)送側(cè)裝置發(fā)送的發(fā)射脈沖產(chǎn)生的真電脈沖，還是噪聲產(chǎn)生的假電脈沖，以及位模式判定部件，該部件將判定為真電脈沖的電脈沖出現(xiàn)位模式與基準(zhǔn)位模式進行對照，根據(jù)其對照結(jié)果，判定是否正常接收發(fā)射脈沖，由此，接收側(cè)裝置根據(jù)位模式判定部件的判定結(jié)果，生成作為目標(biāo)的輸出信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述發(fā)射脈沖插入式傳感器的接收側(cè)裝置，其特征在于，有關(guān)真電脈沖的已知波形特征由真的電脈沖波形上兩個以上基準(zhǔn)時刻的各自基準(zhǔn)值構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述發(fā)射脈沖插入式傳感器的接收側(cè)裝置，其特征在于，有關(guān)真電脈沖的已知波形特征由對真電脈沖進行微分得到的波形上的兩個以上基準(zhǔn)時刻的各自基準(zhǔn)值構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述發(fā)射脈沖插入式傳感器的接收側(cè)裝置，其特征在于，基準(zhǔn)時刻相當(dāng)于波形上的峰值時刻。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述發(fā)射脈沖插入式傳感器的接收側(cè)裝置，其特征在于，在峰值時刻包括波形上的正極性峰值時刻和負(fù)極性峰值時刻兩者。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述發(fā)射脈沖插入式傳感器的接收側(cè)裝置，其特征在于，真假判別部件包括兩個以上比較器，分別根據(jù)相當(dāng)真的電脈沖的基準(zhǔn)值，鑒別變換器的輸出線上的信號電平；延遲部件，對這些比較器的輸出進行時間軸配合，使其基準(zhǔn)時刻互相配合；以及邏輯運算部件，進行時間軸配合以后的比較器輸出之間的邏輯運算。
15.一種光電傳感器，具有重復(fù)發(fā)送光脈沖的投光側(cè)裝置和接收光脈沖的受光側(cè)裝置，在受光側(cè)裝置內(nèi)包括把收到的光脈沖變換成電脈沖的變換部件，其特征在于在受光側(cè)裝置內(nèi)，設(shè)置脈沖真假判別部件，該部件根據(jù)有關(guān)真電脈沖的已知波形特征，判別變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖是接收從投光側(cè)裝置發(fā)送的光脈沖產(chǎn)生的真電脈沖，還是噪聲產(chǎn)生的假電脈沖，由此，受光側(cè)裝置根據(jù)脈沖真假判別部件的判別結(jié)果，生成作為目標(biāo)的輸出信號。
16.一種光電傳感器，具有重復(fù)發(fā)送光脈沖的投光側(cè)裝置和接收光脈沖的受光側(cè)裝置，在受光側(cè)裝置內(nèi)包括將收到的光脈沖變換成電脈沖的變換部件，其特征在于在投光側(cè)裝置內(nèi)設(shè)置按照規(guī)定位模式發(fā)送光脈沖的脈沖發(fā)送部件，而且在受光側(cè)裝置內(nèi)設(shè)置脈沖真假判別部件，根據(jù)有關(guān)真電脈沖的已知波形特征，判別變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖是起源于接收從投光側(cè)裝置發(fā)送的光脈沖的真電脈沖還是噪聲產(chǎn)生的假電脈沖，以及位模式判定部件，將判定為真電脈沖的電脈沖出現(xiàn)位模式與基準(zhǔn)位模式進行對照，根據(jù)其對照結(jié)果，判定是否正常接收了光脈沖，由此，受光側(cè)裝置根據(jù)位模式判定部件的判定結(jié)果，生成作為目標(biāo)的輸出信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的光電傳感器，其特征在于，有關(guān)真電脈沖的已知波形的特征由真電脈沖波形上兩個以上基準(zhǔn)時刻的各自基準(zhǔn)值構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的光電傳感器，其特征在于，有關(guān)真電脈沖的已知波形的特征由微分真的電脈沖得到的波形上兩個以上基準(zhǔn)時刻的各自基準(zhǔn)值構(gòu)成。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的光電傳感器，其特征在于基準(zhǔn)時刻相當(dāng)于波形上的峰值時刻。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光電傳感器，其特征在于，峰值時刻包括波形上的正極性峰值時刻和負(fù)極性峰值時刻兩者。
21.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的光電傳感器，其特征在于，真假判別部件包括2個以上比較器，分別根據(jù)真的電脈沖相當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)值，鑒別變換器的輸出線上的信號電平；延遲部件，對這些比較器的輸出進行時間軸配合，使其基準(zhǔn)時刻互相配合；以及邏輯運算部件，進行時間軸配合以后的比較器輸出之間的邏輯運算。
22.一種光電傳感器的受光側(cè)裝置，具有將收到的光脈沖變換成電脈沖的變換部件，其特征在于設(shè)置脈沖真假判別部件，該部件根據(jù)有關(guān)真電脈沖的已知波形特征，判別變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖是接收從投光側(cè)裝置發(fā)送的光脈沖產(chǎn)生的真電脈沖，還是噪聲產(chǎn)生的假電脈沖，由此，根據(jù)脈沖真假判別部件的判別結(jié)果，生成作為目標(biāo)的輸出信號。
23.一種光電傳感器的受光裝置，包括將收到的光脈沖變換成電脈沖的變換部件，其特征在于設(shè)置脈沖真假判別部件，該部件根據(jù)有關(guān)真電脈沖的已知波形特征，判別變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖是接收從投光側(cè)裝置發(fā)送的光脈沖產(chǎn)生的真電脈沖，還是噪聲產(chǎn)生的假電脈沖，以及位模式判定部件，該部件將判定為真電脈沖的電脈沖出現(xiàn)位模式與基準(zhǔn)位模式進行對照，根據(jù)其對照結(jié)果，判定是否正常接收了光脈沖，由此，受光側(cè)裝置根據(jù)位模式判定部件的判定結(jié)果，生成作為目標(biāo)的輸出信號。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的光電傳感器受光側(cè)裝置，其特征在于，有關(guān)真電脈沖的已知波形的特征由真的電脈沖波形上的兩個以上基準(zhǔn)時刻的各自基準(zhǔn)值構(gòu)成。
25.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的光電傳感器，其特征在于，有關(guān)真電脈沖的已知波形的特征由對真電脈沖微分得到的波形上的兩個以上基準(zhǔn)時刻的各自基準(zhǔn)值構(gòu)成。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的光電傳感器的受光側(cè)裝置，其特征在于，基準(zhǔn)時刻相當(dāng)于波形上的峰值時刻。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光電傳感器的受光側(cè)裝置，其特征在于，峰值時刻包括波形上的正極性峰值時刻和負(fù)極性峰值時刻兩者。
28.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的光電傳感器的受光側(cè)裝置，其特征在于，真假判別部件包括兩個以上比較器，分別根據(jù)真電脈沖相當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)值，鑒別變換器的輸出線上的信號電平；延遲部件，對這些比較器的輸出進行時間軸配合，使其基準(zhǔn)時刻互相配合；以及邏輯運算部件，進行時間軸配合以后的比較器輸出之間的邏輯運算。
29.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)射脈沖插入式傳感器，其特征在于位模式判定部件是對變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖的出現(xiàn)位模式與預(yù)先準(zhǔn)備的相位不同的兩個以上基準(zhǔn)位模式同時進行對照，根據(jù)其對照結(jié)果，判定是否正常接收了光脈沖。
30.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)射脈沖插入式傳感器的接收側(cè)裝置，其特征在于，位模式判定部件對變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖的出現(xiàn)位模式與預(yù)先準(zhǔn)備的相位不同的兩個以上基準(zhǔn)位模式同時進行對照，根據(jù)其對照結(jié)果，判定是否正常接收光脈沖。
31.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)射脈沖插入式傳感器，其特征在于，對位模式判定部件的對照處理中具有發(fā)射脈沖的位的對照賦予冗余性。
32.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)射脈沖插入式傳感器的接收側(cè)裝置，其特征在于，對位模式判定部件的對照處理中具有發(fā)射脈沖的位的對照賦予冗余性。
33.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光電傳感器，其特征在于，位模式判定部件將變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖的出現(xiàn)位模式與預(yù)先準(zhǔn)備的相位不同的兩個以上基準(zhǔn)位模式同時進行對照，根據(jù)其對照結(jié)果，判定是否正常接收了光脈沖。
34.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光電傳感器的接收側(cè)裝置，其特征在于，位模式判定部件對變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖的出現(xiàn)位模式與預(yù)先準(zhǔn)備的相位不同的兩個以上基準(zhǔn)位模式同時進行對照，根據(jù)其對照結(jié)果，判定是否正常接收了光脈沖。
35.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光電傳感器，其特征在于，對位模式判定部件的對照處理中具有光脈沖的位的對照賦予冗余性。
36.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光電傳感器的受光側(cè)裝置，其特征在于，對位模式判定部件的對照處理中具有光脈沖的位的對照賦予冗余性。
全文摘要
提供一種發(fā)射脈沖插入式傳感器及其主要組成技術(shù),即使在噪聲脈沖周期性出現(xiàn)、而且其發(fā)生定時與受光定時重合的情況下,也有效地形成防止誤操作對策。在具有重復(fù)發(fā)送發(fā)射脈沖的發(fā)送側(cè)裝置和接收發(fā)射脈沖的接收側(cè)裝置的發(fā)射脈沖插入式傳感器中,在接收側(cè)裝置內(nèi),設(shè)置將收到的發(fā)射脈沖變換成電脈沖的變換部件;根據(jù)有關(guān)真電脈沖的已知波形特征,判別變換部件的輸出線上出現(xiàn)的電脈沖是接收從發(fā)送側(cè)裝置發(fā)送的發(fā)射脈沖產(chǎn)生的真電脈沖,還是噪聲產(chǎn)生的假電脈沖的脈沖真假判別部件;以及根據(jù)脈沖真假判別部件的判別結(jié)果,生成作為目標(biāo)的輸出信號的部件。
文檔編號G01S7/523GK1384608SQ02122180
公開日2002年12月11日 申請日期2002年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月15日
發(fā)明者水原晉, 中村新, 中西弘明 申請人:歐姆龍株式會社