[发明专利]光传感器和使用了它的物体检测装置、盘装置

说明书

技术领域

本发明涉及判定来自发光器件的光量的光传感器。

背景技术

在照度传感器、遥控器的光接收部及其它各种各样的用途中，使用对从外部照射来的光量进行检测的光传感器。光传感器中设有产生与光量相应的光电流的光敏晶体管、光电二极管等作为光接收器件。光传感器对光接收器件中所流过的光电流进行放大或者进行电压变换等，来进行预定的信号处理。例如在专利文献1中公开了一种红外线遥感器的光接收装置，其附图3中公开了光接收电路的结构。另外，专利文献2中公开了一种使用了运算放大器的光接收电路的结构。

作为光传感器的应用，可以举出具有发光器件和光接收器件的对(pair)，且该发光器件和光接收器件被配置成夹着要检测的物体所假想存在的位置的形式的物体检测装置。在该装置中，发光器件输出预定的光量。光接收器件产生与来自发光器件的光量相应的光电流。当发光器件和光接收器件之间存在物体时，由于来自发光器件的光被遮挡，所以光接收器件产生的光电流会减少。因此，能够根据光电流的值来检测有无物体。

〔专利文献1〕日本特开平6-188835号公报

〔专利文献2〕日本特开2005-216984号公报

〔专利文献3〕日本特开2007-228054号公报

发明内容

〔发明所要解决的课题〕

在相关的物体检测装置中，使用LED(Light Emitting Diode：发光二极管)等作为发光器件，使用光电二极管或光敏晶体管作为光接收器件。

对一个发光器件供给预定电流时的发光量k1(W/A)因个体而存在偏差。同样，一个光接收器件被照射预定光量时的光电流大小k2(A/W)也因个体而存在偏差。

因此，光传感器中所生成的光电流的大小受系数k1与k2之积影响。下面讨论不存在物体的状态下的光电流相应于系数k1和k2的组合而在6～10(mA)内变化、将用于检测物体的有无的判定阈值设定为4(mA)时的情况。

如果仅以透光率为0％的物体作为检测对象，则当存在物体时光电流会实质地变为0，会低于阈值，所以能稳定地进行检测。但若存在透光率为50％的物体，则光接收器件所产生的光电流成为3～5(mA)，所以会跨过阈值，有时被判定为有物体，有时就被判定为没有物体。为解决这个问题，以往需要挑选发光器件和光接收器件。

本发明是鉴于这样的情况而设计的，其目的在于提供一种能进行稳定的光检测的光传感器。

〔用于解决课题的手段〕

本发明的一个方案涉及一种光传感器。光传感器包括：光接收器件，产生与所入射的光量相应的光电流；电容器，一端的电位被固定，被光电流充电；比较器，将电容器的两端间的电压与预定的阈值电压进行比较，产生与比较结果相应的判定信号；初始化开关，使电容器的两端间的电压初始化；以及判定部，取入从由初始化开关使电容器两端间的电压初始化起经过了预定的判定时间的定时的判定信号的电平，作为表示光量的数据。

根据该方案，经过判定时间后的电容器两端间的电压就成为与判定时间的长度和光电流相应的值。因此，通过调节判定时间的长度，能够消除光接收器件、发光器件的偏差。

一个方案的光传感器可以还包括定时控制部，该定时控制部周期性地反复执行向初始化开关指示进行电容器的初始化的步骤、和接着在从初始化起经过了判定时间的定时向判定部指示进行判定的步骤。

电容器的另一端可以与集成电路的可切换输入输出的输入输出端口相连接。比较器可以是被设在集成电路内，接收被输入到输入输出端口的信号的输入缓冲器。初始化开关可以是被设在集成电路内，用于从输入输出端口输出数据的输出缓冲器。

根据该方案，能够将输入缓冲器的阈值电压与电容器的两端间的电压进行比较，还能通过从输出缓冲器输出低电平而使电容器的电压初始化。输入缓冲器、输出缓冲器由于被设在一般的半导体集成电路内，所以该方案的光传感器能够非常简易地构成。

本发明的另一方案是一种物体检测装置。该装置包括：发光单元；光接收器件被设在与发光单元相对的位置的上述任一种光传感器。该装置根据光传感器所取入的表示光量的数据的电平，检测发光单元与光接收器件之间有无遮挡物。

发光单元可以包括：发光器件；设在发光器件的路径上的开关元件；以及基于具有与预定的亮度对应的占空比的脉冲信号，控制开关元件的接通、断开的控制电路。

判定时间可以被通过在发光单元与光接收器件之间不存在遮挡物的状态下，测定从电容器的初始化起至电容器的两端电压达到阈值电压所需的时间而校准。