受光检测电路制造技术

提供一种受光检测电路，其能够消除有关稳定时间的问题，并且通过减小增益偏差和输出偏移电压的偏差，从而能够提高在光帘中使用的受光器侧电路的检测精度。在将受光时流到受光元件（３５）的光电流变换为电压信号的Ｉ／Ｖ变换电路（３６）上，连接多级的滤波器单元（３７ａ、３７ｂ）。各个滤波器单元（３７ａ、３７ｂ）分别包括高通滤波器（５３）和放大电路（５４），高通滤波器（５３）可通过滤波器切换信号（ＦＳ）而切换截止频率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及受光检测电路，具体地说，涉及在光帘(light curtain)的受光器中使 用的受光检测电路。
技术介绍
作为产业机械等的安全装置，使用光帘(例如，非专利文献1)。图1是表示以往的光帘的结构的概略图。光帘11包括具有由发光二极管(LED) 构成的多个投光元件12的投光器13 ；以及具有内置了受光元件的多个受光电路14的受光 器15。在投光器13中，多个投光元件12排成一列。在受光器15中，多个受光电路14排成 一列以便与各个投光元件12成对。在各个受光电路14上连接有开关电路16，进而将各个 开关电路16的输出端子结线而连接到高通滤波器电路17的输入端子，并将通过了高通滤 波器17的信号送到控制电路18。投光器13和受光器15对置而设置以便夹住检测区域。并且，从各个投光元件12 向对应的受光电路14射出光束，由多条光束显现用于检测进入的帘(curtain)或者遮帘 (blind)。其中，各个投光元件12并不是始终发光，而是以一定的定时循环地依次发出光脉 冲(因此，以下，将脉冲状射出的光束称为光脉冲P)。在这样构成的光帘11中，若手或异物等进入到投光器13与受光器15之间的检测 区域，则由于通过该部分的光脉冲P被遮断，所以通过受光器15检测出进入。图2是表示由以光电二极管(PD)构成的受光元件19、I/V变换电路(电流/电压 变换电路)20以及滤波器电路21构成的受光电路14的具体的电路结构的电路图。I/V变 换电路20由通过电阻22而施加了负反馈的运算放大器23构成，在运算放大器23的同相 输入端子与地之间连接有基准电源24。受光元件19连接在运算放大器23的反相输入端子 与地之间。此外，滤波器电路21包括放大器25、电容器26、电阻27以及直流电源28。电 容器26连接在放大器25的输入端子与I/V变换电路20的输出端子之间。电阻27和直流 电源28串联连接，且连接在放大器25的输入与地之间。并且，由以t形连接的电容器26 与电阻27构成用于截止低频分量的高通滤波器。在该受光电路14中，将在接收到光脉冲P时流到受光元件19的电流信号通过1/ V变换电路20变换为电压信号，并通过具有电容器26和电阻27的滤波器电路21截止稳定 光或外部干扰光，并通过I/V变换电路20和放大器25放大受光信号而输出。然后，通过开 关电路16选择与发出光脉冲的投光元件12对置的受光电路14的输出信号，并经由高通滤 波器电路17而输入到控制电路18。非专利文献非专利文献1欧姆龙株式会社商品信息“online”平成21年1月6日检索、因 特网，<http://www. fa. omron. co. jp/product/family/1581/index_p. html>在以往的光帘11中，在受光电路的特性中，存在如下问题⑴返回到初始电压为 止的时间(稳定时间)长，(2)增益偏差大，(3)从放大器输出的偏移电压的偏差大，要求解决这些课题。以下，说明这些解决课题。(关于稳定时间)首先，说明返回到原始的初始电压为止的稳定时间。图3(a)表示矩形状的光脉 冲P，图3(b)、(c)表示在接收到图3(a)的光脉冲P时从放大器25输出的受光信号。图 3(b)表示受光信号的理论上的波形，图3(c)表示考虑了受光电路14的特性的受光信号 的实际波形。在理论上的波形中，示出如图3(b)那样的急陡的上升和下降，但在实际的波 形中，如图3(c)所示那样受光信号钝化而平缓地变化，在光脉冲P遮断(OFF)之后，下冲 (undershoot)的同时缓慢地返回到初始电压。此时，将在光脉冲P变化为遮断时起到受光 信号返回到初始电压为止的时间称为稳定时间。在光帘11中，在投光器侧的光脉冲P的脉冲宽度为2. 5 ii sec左右，且光脉冲P的 重复周期成为30 y sec左右。这里，如图1所示那样，若在从某一投光元件12射出的光脉 冲P入射到下级的受光元件19，则如图4所示那样，下级的受光元件19以短时间间隔接着 接收光脉冲P。此时，若受光电路14的稳定时间长，则在下级的受光元件19和I/V变换电 路20中，由从前级泄露过来的光脉冲P产生的信号与由来自对应的投光元件12的光脉冲P 产生的信号重叠。其结果，在接收信号中包含误差(error)分量，在光帘11中不能进行正 常的检测。若想要避免受光信号的重叠，将光脉冲P的重复周期延长即可。但是，若延长光脉 冲P的重复周期，则从投光器13不射出光脉冲P的时间的比例增加，所以光帘11的检测精 度变差。因此，在以往的光帘11中，要求将光脉冲P的重复频率作为30 y sec左右，将稳定 时间抑制到20ii sec以下。(关于增益偏差)为了如要求值那样缩短稳定时间，必须将滤波器电路21的截止频率设定得高。此 时，如图3 (b)所示那样，脉冲状的受光信号必须急陡地输出，但实际上放大器25的响应速 度不能跟随，成为如图3(c)那样被钝化的波形。该波形的钝化在电路电流值和寄生电容值 等上产生影响。因此，在半导体集成电路中，在受光电路14中增益的偏差变大。在控制电路18中，将输入的受光信号与阈值相比较而判断检测、非检测，该阈值 是基于输入到控制电路18的受光信号而决定。因此，若各个I/V变换电路20的增益产生 偏差，则阈值变得不稳定，所以为了提高光帘11的检测精度，需要减小受光电路14的增益 偏差。(关于偏移偏差)此外，在图2的受光电路14中，由于放大器25的增益被设定为100倍，所以放大器 25的输入偏移电压成100倍而从放大器25输出。例如，若输入偏移电压为士3mV，则成为 士300mV而输出。因此，成为从放大器25输出的初始电压的DC电压产生较大偏差的结果。 并且，若输出DC电压在+侧产生偏差，则能够由放大器25放大的输入电平变小。因此，需 要尽可能将从放大器25输出的偏移电压的偏差抑制得小。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的技术课题而完成的，其目的在于，提高在光帘中使用的受光 检测电路(受光电路)的检测精度。特别是，消除有关稳定时间的问题，并且通过减小增益偏差和输出偏移电压的偏差，从而能够提高在光帘中使用的受光检测电路(受光电路)的 检测精度。本专利技术的受光检测电路，是在将具有多个投光元件的投光器与具有多个受光元件 的受光器对置的光帘中，设置在各个受光元件中的受光检测电路，其特征在于，所述受光检 测电路包括受光元件，接收从对应的投光元件射出的光；电流/电压变换电路，将流到所 述受光元件的电流信号变换为电压信号；以及多级的滤波器单元，包括高通滤波器和放大 电路，所述高通滤波器可切换，以使在对应的所述投光元件发光的期间，时间常数变大，在 对应的所述投光元件以外的投光元件发光的期间，时间常数变小。本专利技术的一实施方式的受光检测电路的特征在于，所述高通滤波器是将并联连接 的多个电阻以t形连接到电容器的高通滤波器，将模拟开关串联连接到所述电阻中的至 少一个电阻，通过断开模拟开关，切换成高通滤波器的时间常数变大，通过接通模拟开关， 切换成高通滤波器的时间常数变小。此外，在上述一实施方式中，也可以对并联连接的多个电阻中的每个电阻串联连 接模拟开关。本专利技术的其他实施方式的受光检测电路的特征在于，所述高通滤波器是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种受光检测电路，在将具有多个投光元件的投光器与具有多个受光元件的受光器对置的光帘中，设置在各个受光元件中，其特征在于，所述受光检测电路包括：受光元件，接收从对应的投光元件射出的光；电流／电压变换电路，将流到所述受光元件的电流信号变换为电压信号；以及多级的滤波器单元，包括高通滤波器和放大电路，所述高通滤波器可切换，以使在对应的所述投光元件发光的期间，时间常数变大，在对应的所述投光元件以外的投光元件发光的期间，时间常数变小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大尾光明，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]