[发明专利]光学式传感器装置、及其信号处理装置和分支连接器

说明书

                        技术领域

本发明涉及一边进行投光处理、一边接收投光后直线传播而到达规定位置的光或由对象物反射而回归的光并进行规定的计测处理的光学式传感器，本发明特别涉及用于根据受光信号来进行计测的信号处理装置、使用该信号处理装置的光学式传感器装置、以及该信号处理装置使用的光学式传感器用的分支连接器。

                        背景技术 

在这种光学式传感器中，有根据透过检测区域的检测光的光量、即光路的遮光状态来检测物体的位置、大小、或者物体的有无的透射光量型传感器，根据来自对象物的反射光的到达位置或成像位置来计测对象物的位移等的位移传感器型传感器，以及根据来自对象物的反射光的光量来检测物体的有无等的反射光量型传感器等。这些传感器一般通过与包含投光元件和受光元件的检测部分离的信号处理装置来处理来自受光元件的检测信号。

图5示出有代表性的位移传感器型传感器的位移传感器的结构。该传感器通过电缆将投光部3及受光部4一体化的检测部2a(以下，称为“位移传感器型检测部2a”。)和信号处理装置1a之间电连接。

上述检测部2a的投光部3由投光透镜31、激光二极管32、及激光二极管32的驱动电路33等构成。另一方面，受光部4由受光透镜41、PSD(PositionSensitive Device，位敏器件)42、及与来自PSD 42的一对受光信号A、B对应的放大电路43、44、或用于对各受光信号A、B进行加法处理的加法电路45等构成，作为送至信号处理装置1a的检测信号，输出第1受光信号A及通过加法电路45进行运算后的信号A+B。

另一方面，在信号处理装置1a中，对每个检测信号，除了设有采样保持电路11、12及A/D变换电路13、14以外，还设有CPU 15、D/A变换电路16、输出电路17等。

在上述结构中，信号处理装置1a内的CPU 15每隔规定的时间向检测部2a的驱动电路33提供驱动脉冲信号P，使激光二极管32发光。该激光由对象物5的表面反射后经受光透镜41入射到PSD 42中，根据其入射位置来输出强度不同的2个受光信号A、B，由加法电路45进行加法处理。

输出到信号处理装置1a的一对检测信号A、A+B分别由采样保持电路11、12进行采样保持后，由A/D变换电路13、14进行数字变换，输入到CPU15中。

CPU 15对数字变换后的检测信号A、A+B进行A/(A+B)的运算处理，进而对其运算结果施加线性校正处理等，来计算到对象物的距离。其计算结果被提供给D/A变换电路16进行模拟变换后，由输出电路17输出。进而CPU15将上述距离的计算结果与规定的阈值进行比较，将其比较判定结果作为二值数据而输出到外部。

接着，图6示出透射光量型传感器的结构。该透射光量型传感器的检测部9(以下，称为“透射光量型检测部”。)由分离构成的投光部6及受光部7组成。这些投光部6、受光部7被间隔规定距离而对置配备，并且分别被连接到信号处理装置8上。投光部6包含投光透镜61、激光二极管62、驱动电路63等，而受光部7包含受光透镜71、光电二极管72、放大电路73等。此外，信号处理装置8的内部包含采样保持电路81、A/D变换电路82、CPU 83、D/A变换电路84、输出电路85等。

信号处理装置8内的CPU 83与上述位移传感器的CPU 15同样，生成投光驱动脉冲信号并将其提供给投光部6的驱动电路63，使激光二极管62发光。从激光二极管62出射的激光由投光透镜61平行化后，在与受光部7之间没有物体的状态下，直线传播而到达受光部7，入射到光电二极管72中。此外，来自光电二极管72的受光信号Q经放大电路73后作为检测信号被传输到信号处理装置8，由采样保持电路81及A/D变换电路82进行数字变换并输入到CPU 83中。

CPU 83根据输入的受光信号所示的受光量来进行下述处理：检测物体将检测区域遮蔽到何处(物体的边缘位置)，或者检测遮蔽的宽度(物体的大小)。CPU 83对受光量或根据它而算出的遮光程度经D/A变换电路84从输出电路85进行模拟输出。此外，将受光量与规定的阈值进行比较来判别物体的有无，将其结果以二值数据的形式来输出。

在每一个传感器中，信号处理装置1a、8内都包含电源电路，而这些在上述图5、6中未图示。这些电源电路除了接受来自外部电源的电流并供给到装置内的各部以外，还向上述检测部2或投受光部6、7供给驱动电流。