パルス変調型光検出装置及び電子機器
【課題】被検出対象が無いにも関わらず、物体有りと誤って判定される誤動作が生じないパルス変調型光検出装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】パルス変調型光検出装置５０は、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが同期するか否かを判定し、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが同期していないと判定したとき、同期タイミングパルス信号Ｓ２の生成を停止させる停止信号Ｓ５０１を同期タイミング回路５へ出力する外乱光検知部２００を備える。
【解決手段】パルス変調型光検出装置５０は、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが同期するか否かを判定し、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが同期していないと判定したとき、同期タイミングパルス信号Ｓ２の生成を停止させる停止信号Ｓ５０１を同期タイミング回路５へ出力する外乱光検知部２００を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子からパルス変調された光を発光し物体の有無を検出するパルス変調型検出装置及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機及びプリンタ等のＦＡ及びＯＡ機器、並びにゲーム機といったアミューズメント機器等の電子機器では、所定通路において記録紙、コイン及び玉等の物体の有無を検出する事が必要となる場合がある。このような物体の有無の検出には、物体に対して非接触型であるという理由から、光を用いて物体の有無を検出する光検出装置が好適に使用されている。
【０００３】
図１１は、従来のパルス変調型光検出装置１００のブロック図である。パルス変調型光検出装置１００は、定電圧回路１０１、電源端子１０２、ＧＮＤ端子１０３、発振回路１０４、同期タイミング回路１０５、発光素子駆動回路１０６、発光素子１０７、受光素子１０８、アンプ１０９、コンパレータ１１０、信号処理回路１１１、出力回路１１２、出力端子１１３、及び、電源１１５を備えている。負荷１１４は、一端が、電源端子１０２に接続され、他端が、出力端子１１３に接続される。パルス変調型光検出装置１００の動作について、以下に説明する。
【０００４】
電源１１５のプラス端子は、電源端子１０２を介して、定電圧回路１０１の入力端子に接続されている。電源１１５のマイナス端子は、ＧＮＤ端子１０３を介して、定電圧回路１０１のＧＮＤ端子に接続されている。これにより、定電圧回路１０１は、電源１１５を用いて定電圧Ｖを生成し、パルス変調型光検出装置１００が備える各回路に、定電圧Ｖを供給する。
【０００５】
パルス変調型光検出装置１００では、発振回路１０４で生成された基本クロック（ＣＬＫ）信号Ｓ１０１が、同期タイミング回路１０５にて同期タイミングパルス信号Ｓ１０２に変調される。発光素子駆動回路１０６は、同期タイミング回路１０５から発光素子駆動回路１０６に伝送される同期タイミングパルス信号Ｓ１０２がＨｉであるときに、発光素子１０７へ、発光パルス信号Ｓ１０３を出力する。発光素子１０７は、発光素子駆動回路１０６から入力された発光パルス信号Ｓ１０３に基づいて、パルス変調されたパルス光Ｌ２を、所定の位置へ向かって投射する。
【０００６】
パルス変調型光検出装置１００が、発光素子１０７及び受光素子１０８から＋Ｘ方向に距離ａ離れた上記所定の位置を、＋Ｙ方向に通過する物体Ｂの有無を検出する場合を考える。パルス光Ｌ２は、発光素子１０７から上記所定の位置へ投射される。
【０００７】
まず、物体Ｂが、上記所定の位置を通過する前は、パルス光Ｌ２が物体Ｂにより反射していないので、パルス光Ｌ２の反射光は、受光素子１０８には入射していない。
【０００８】
次に、物体Ｂが上記所定の位置を通過して、パルス光Ｌ２を横切る時、パルス光Ｌ２は物体Ｂにより反射され、反射光Ｌ３は、受光素子１０８に入射する。
【０００９】
このように、物体Ｂからの反射光Ｌ３を受光しているか否かにより、上記所定の位置を通過する物体Ｂの有無を検出するパルス変調型光検出装置１００は、反射型パルス変調型光検出装置と称される。
【００１０】
従って、周囲に外乱光等がなければ、受光素子１０８に入射する反射光Ｌ３は、パルス光Ｌ２を横切る物体Ｂの有無により、その有無が切り替わることになる。そして、受光素子１０８へ入射された反射光Ｌ３を、受光素子１０８により光電変換して、受光パルス信号Ｓ１０４を得る。
【００１１】
受光パルス信号Ｓ１０４は、アンプ１０９で、電流電圧変換及び増幅を行われて増幅パルス信号Ｓ１０５となる。コンパレータ１１０の一方の入力端子（例えばプラス端子）に入力される増幅パルス信号Ｓ１０５は、コンパレータ１１０の他方の入力端子（例えばマイナス端子）に入力される判定レベルＳｔｈと比較され、波形を整形され、コンパレータ出力パルス信号Ｓ１０６として出力される。
【００１２】
即ち、コンパレータ１１０は、受光パルス信号Ｓ１０４を増幅して生成された増幅パルス信号Ｓ１０５が、予め設定された判定レベルＳｔｈを超えたタイミングで、コンパレータ出力パルス信号Ｓ１０６を出力する。
【００１３】
コンパレータ出力パルス信号Ｓ１０６は、信号処理回路１１１において同期タイミングパルス信号Ｓ１０２と比較される。これにより、受光素子１０８に入射する反射光Ｌ３が、発光素子１０７から上記所定の位置へ投射されるパルス光Ｌ２と同期した光であることを確認された上で、コンパレータ出力パルス信号Ｓ１０６に信号処理が施される。信号処理後のコンパレータ出力パルス信号Ｓ１０６は、信号処理回路出力信号Ｓ１０７として、出力回路１１２へ出力される。
【００１４】
図１２は、図１１のパルス変調型光検出装置１００におけるパルス信号の一例を示すタイミングチャートである。発振回路１０４から出力される基本クロック信号Ｓ１０１（矩形波パルス信号）は、１６個のセグメントに分割された１周期の間で、ＨｉとＬｏｗとが規則的に切り替わる。切り替わる回数は、１周期につき１６回であり、基本クロック信号Ｓ１０１では、１周期につき８個のパルスが生成されている。１つのセグメントの時間を３μｓｅｃとした場合、１周期は、３μｓｅｃ×１６＝４８μｓｅｃになる。
【００１５】
同期タイミング回路１０５から出力される同期タイミングパルス信号Ｓ１０２は、同期光を検知するセグメント位置を示す。図１２に示す例の場合、２番目のセグメント位置で、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２がＬｏｗからＨｉへと変化する。これにより、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２に同期する光を、２番目のセグメント位置で検知することが設定される。これとともに、２番目のセグメント位置でＬｏｗからＨｉへと変化する矩形波の発光パルス信号Ｓ１０３が、発光素子駆動回路１０６から発光素子１０７へ出力されるので、発光素子１０７が発光する。
【００１６】
反射物（物体Ｂ）が有る場合、受光素子１０８が反射光Ｌ３を受光する。受光素子１０８が出力する受光パルス信号Ｓ１０４は、アンプ１０９とコンパレータ１１０とを経由する。これにより、２番目のセグメント位置において、増幅パルス信号Ｓ１０５及びコンパレータ出力パルス信号Ｓ１０６が出力される。
【００１７】
信号処理回路１１１では、２番目のセグメント位置において、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２と、コンパレータ出力パルス信号Ｓ１０６との比較が行われる。比較された２つの信号が一致した場合は、１６番目のセグメント位置において、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２に同期する光（同期光）が検知されたと判定される。
【００１８】
また、図１２に示す例の場合、４番目のセグメント位置から１４番目のセグメント位置までの間に、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２に同期しない光（非同期光）の検知が行われる。非同期光が検知されたか否かの判定は、同期光が検知されたか否かの判定と同様に、１６番目のセグメント位置で行われる。
【００１９】
図１１の従来のパルス変調型光検出装置１００の場合、同期光が検知され、非同期光が検知されない場合、物体Ｂが有ると判定される。また、同期光が検知されるとともに、非同期光も検知された場合は、物体Ｂの有無の検知について判定しない（例えば、物体Ｂが無いという判定のまま固定する）。
【００２０】
非同期光の検知では、４番目のセグメント位置から１４番目のセグメント位置までの間に、１回でもパルス信号を検知した場合、非同期光が有ると判定される。非同期光が入力された回数が、１回でも複数回でも、それぞれの非同期光に対して同一の検知が行われる。
【００２１】
さらに、誤動作防止のために、例えば以下に示す判定を行う。即ち、複数の周期で連続して同じ判定が得られた場合、最終的な物体の有無の検知についての判定は、同じ判定が得られた複数の周期における最後の周期で行っている。図１２に示す例の場合、第１周期から第３周期まで同じ判定が得られたので、最後の第３周期において最終的な判定を行っている。
【００２２】
図１１の従来のパルス変調型光検出装置１００と同様に、物体の有無を検出するものとして、特許文献１では、光の投射前に受光素子が光を検知した場合に、光の投射を中断し、受光素子が光を検知しなくなったら光の投射を再開する物体検出装置が開示されている。また、特許文献２では、受光素子にて検知されたパルス光のパルス幅が、発光素子から照射されるパルス幅に一致するか否かをパルス幅検知回路によって判定する物体検出回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】実開平６−１８９８３号公報（１９９４年３月１１日公開）
【特許文献２】特開２００８−２６７８８４号公報（２００８年１１月６日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
図１１の従来のパルス変調型光検出装置１００では、同期光をデジタル信号へ変換することと、非同期光をデジタル信号へ変換することとを、同一のコンパレータ１１０で行っている。このため、増幅パルス信号Ｓ１０５と比較される判定レベルＳｔｈも同一となり、下記で述べる誤動作の要因となりやすい。
【００２５】
上記に記載の通り、図１１の従来のパルス変調型光検出装置１００は、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２と同期した光を検知したとしても、非同期光を検知した場合は、物体Ｂの有無の検知について判定しない（判定結果を固定するか判定そのものを中断する）。このことにより、外乱光による誤動作を防止している。
【００２６】
しかしながら、図１１のパルス変調型光検出装置１００において、被検出対象でない物体からの微小な反射光と外乱光とが共に存在し、これらの光が混在して受光素子１０８へ入力された場合に、誤動作が生じる可能性がある。
【００２７】
上記誤動作の概念を、図１３及び図１４に示す。図１３は、図１１の従来のパルス変調型光検出装置１００を筐体１２０に収めた電子機器１２１の一部を示すブロック図である。図１４は、従来のパルス変調型光検出装置１００を備える電子機器１２１における、正常動作時及び誤動作時の各波形を示す波形図である。
【００２８】
通常、被検出対象である物体が無い場合には、受光素子１０８への光の入射は無い。よって、アンプ１０９は増幅パルス信号Ｓ１０５を出力せず、コンパレータ１１０はコンパレータ出力パルス信号Ｓ１０６を出力しない。
【００２９】
ここで、検出されるべき物体Ｂ以外からの微小な反射光Ｌ３’、例えばパルス変調型光検出装置１００内での反射光（迷光成分も含まれる）や、パルス変調型光検出装置１００が設置される電子機器１２１の筐体１２０等からによる反射光が存在する場合を考える。この場合、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２がＨｉになるタイミングで、判定レベルＳｔｈに達しないような反射光Ｌ３’が、受光素子１０８に入射する。
【００３０】
さらに、外乱光Ｌ３’’、例えばインバータ蛍光灯１２２の光が、受光素子１０８へ入力された場合を考える。この場合、筐体１２０等からによる反射光Ｌ３’に外乱光Ｌ３’’が重畳された重畳光Ｌ３’＋Ｌ３’’が、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２がＨｉになるタイミングで、判定レベルＳｔｈを超える。このため、コンパレータ１１０は、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２がＨｉになるタイミングでコンパレータ出力パルス信号Ｓ１０６’（図１４参照）を生成し、被検出対象が無いにも関わらず、物体有りと誤って判定される誤動作を生じることとなる。
【００３１】
このような誤動作を防止するものとして、以下に示す３つの対策が挙げられる。第１の対策では、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２に同期した外乱光を検知した場合に、同期光を検出するための判定レベル（スレッシュ）を高くする。第２の対策では、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２に同期していない外乱光のレベルを計測し、計測した値に応じて、同期光を検出するための判定レベルを高くする。第３の対策では、同期光を検知している期間においてパルスが複数検知された場合に、外乱光による誤動作であると判定する。
【００３２】
しかしながら、第１の対策及び第２の対策における判定レベルの変更には限界があり、判定レベルを変更させるための回路の追加によって回路規模も大きくなる。また、第１の対策及び第２の対策は、非同期の外乱光に同期した迷光が重畳することで起きる誤動作を防止するものであり、実際には、同期した迷光が無い場合、または極端に小さい場合でも、非同期の外乱光による誤動作が確認されている。このため、光が重畳しない場合の誤動作についても防止する必要がある。
【００３３】
同期した迷光が重畳していない場合の誤動作の概念図を図１５に示す。図１５に示すように、発光素子駆動回路１０６は、定電流回路２０１と、スイッチＳＷ２０２とからなり、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２によってスイッチＳＷ２０２がＯＮ／ＯＦＦされる。これにより、発光素子１０７に流れる駆動電流がＯＮ／ＯＦＦされて、発光素子１０７の発光／非発光が行われる。
【００３４】
上記駆動電流として、１００ｍＡ程度の電流が必要であり、スイッチＳＷ２０２のＯＮ／ＯＦＦによる電流Ｉ１００の変動、特に、スイッチＳＷ２０２がＯＮした時に流れる突入電流Ｉ１００’により、アンプ１０９のＧＮＤ側の電位が不安定となる。
【００３５】
ここで、設計者の意図しない寄生抵抗ＲＰＡなどに、突入電流Ｉ１００’が流れることにより、アンプ１０９のＧＮＤ側にノイズ電圧Ｖ１００が発生する。これにより、アンプ１０９のＧＮＤ電位が変化する結果、電流Ｉ１００の変動による信号が、アンプ１０９から出力される。ノイズ電圧Ｖ１００により生成される、電流Ｉ１００の変動による信号と、非同期の外乱光Ｌ３’’による信号とが重畳し、誤動作を引き起こす。
【００３６】
一般的に、ＧＮＤ電位の変動の抑制は、電源とＧＮＤとの間に接続されたバイパスコンデンサによって行うが、実装上／コスト面より難しい場合がある。また、受光素子１０８のために設けられる回路の構成として、アンプ１０９以外に、アンプ１０９と構成が同一であるリファレンス回路を有する方法が用いられる。しかし、アンプ１０９とリファレンス回路とを全く同一の配置にすることは難しく、配置の差によって信号の重畳が起こり、誤動作が引き起こされる場合がある。
【００３７】
従って、発光素子を駆動する電流がＯＮした時の電流変動による、アンプ１０９のＧＮＤ電位の変動を確実に抑制することが、確実な誤動作防止手段となり、判定レベルの変更だけでは不十分である。
【００３８】
また、特許文献１の物体検出装置は、まず、光の投射が無い状態で受光素子が検知を行い、受光素子が光を検知しなくなったら初めて光を投射するものである。よって、複写機などのように、ある程度の輝度を有していて検知されるべきでない光が常に存在する場合、ほとんど動作することができない。
【００３９】
また、特許文献２では、コンパレータ出力からの信号（Ｇ）におけるパルス幅またはパルス数をカウントして、同期信号（Ｉ）のパルス幅またはパルス数と比較することによって、誤動作を防止する方法が提案されている。しかし、発光素子が出力するパルス光と同期していない外乱光による信号と、発光素子がＯＮした時に生じる突入電流によるノイズ信号とが重畳した場合は、誤動作を防止することが出来ない。
【００４０】
以上のように、従来のパルス変調型光検出装置１００は、以下の（ａ）〜（ｃ）の内いずれか１つの現象が起こると、物体Ｂ（被検出対象）が無いにも関わらず、受光素子１０８がパルス光Ｌ２と同期した外光を受光して誤動作が生じる可能性がある。
【００４１】
即ち、（ａ）物体Ｂ以外の物体からの反射光Ｌ３’（パルス変調型光検出装置１００内部の反射光やパルス変調型光検出装置１００の筐体１２０による反射光）による信号と、インバータ蛍光灯光等の外乱光Ｌ３’’による信号とが重畳する場合、（ｂ）発光素子１０７がＯＮした時に生じる突入電流Ｉ１００’によるノイズ信号と、外乱光Ｌ３’’による信号とが重畳する場合、または、（ｃ）パルス変調型光検出装置１００を用いた複写機などにおいて、ある程度の輝度を有していて検知されるべきでない光が常に存在する場合には、物体Ｂが無いにも関わらず、受光素子１０８がパルス光Ｌ２と同期した外光を受光して誤動作が生じる可能性がある。
【００４２】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、被検出対象が無いにも関わらず、物体有りと誤って判定される誤動作が生じないパルス変調型光検出装置及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４３】
パルス変調型光検出装置は、上記課題を解決するために、入力されたクロック信号を変調して、アクティブレベルと非アクティブレベルとからなるパルス信号を生成するパルス信号生成回路と、上記アクティブレベルの期間では電流が流れ、上記非アクティブレベルの期間では電流が流れないように駆動される発光素子であって、上記パルス信号が上記アクティブレベルである期間に同期したパルス光を、所定の空間に発光する発光素子と、上記所定の空間を通過する被検出対象により反射された上記パルス光を受光可能に配置され、受光光に応じた電流信号を生成する受光素子と、電流電圧変換及び増幅を上記電流信号に対して行うことにより、電圧信号を生成するアンプと、上記電圧信号と所定の基準値とを比較して、上記電圧信号が上記基準値より高いことを示す第１比較信号と上記電圧信号が上記基準値以下であることを示す第２比較信号とからなる比較信号を生成するコンパレータと、上記第１比較信号と上記パルス信号とが同期しているとともに、上記パルス信号が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されなければ、上記被検出対象が有ると判定し、一方、上記第２比較信号が生成されるか、上記パルス信号が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されれば、上記被検出対象が無いと判定する判定回路とを備えるパルス変調型光検出装置であって、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを判定し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定したとき、上記パルス信号の生成を停止させる停止信号を上記パルス信号生成回路へ出力する停止回路を備えることを特徴とする。
【００４４】
まず、以下の（ａ）〜（ｃ）の内いずれか１つの現象が起こると、上記被検出対象が無いにも関わらず、上記受光素子が上記パルス光と同期した外光を受光する。即ち、（ａ）被検出対象以外の物体からの反射光（パルス変調型光検出装置内部の反射光やパルス変調型光検出装置の筐体による反射光）による信号と、インバータ蛍光灯光等の外乱光による信号とが重畳する場合、（ｂ）上記発光素子がＯＮした時に生じる突入電流によるノイズ信号と、上記外乱光による信号とが重畳する場合、または、（ｃ）上記パルス変調型光検出装置を用いた複写機などにおいて、ある程度の輝度を有していて検知されるべきでない光が常に存在する場合には、被検出対象が無いにも関わらず、上記受光素子が上記パルス光と同期した上記外光を受光する。また、この場合に、上記パルス光と同期しない外光も受光する。
【００４５】
これにより、被検出対象が無いにも関わらずあたかも被検出対象が有るかのような同期光の検知が行われる一方、以下の（１）及び（２）の現象が起こる。即ち、（１）上記パルス信号と同期していない上記電圧信号が出力されるとともに、（２）上記パルス信号が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成される。
【００４６】
ここで、上記発明によれば、（１）上記パルス信号と同期していない上記電圧信号が出力されると、上記停止回路は、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定して、上記パルス信号の生成を停止させる。
【００４７】
よって、（２）上記パルス信号が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成される場合は、上記発光素子をＯＦＦすることができる。
【００４８】
上記発光素子がＯＦＦされるので、上記判定回路は、上記パルス信号が出力されていないときに上記比較信号が出力されることにより、上記被検出対象が無いと判定する。
【００４９】
従って、被検出対象が無いにも関わらず、物体有りと誤って判定される誤動作が生じないパルス変調型光検出装置を提供することができる。
【００５０】
上記パルス変調型光検出装置では、上記停止回路は、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを複数回判定してもよい。これにより、インバータ光の様な一様な非同期の外乱光を検知することができる。
【００５１】
上記パルス変調型光検出装置では、上記停止回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定すれば、誤動作を引き起こすノイズ光を検知したと判定してもよい。
【００５２】
また、上記パルス変調型光検出装置では、上記停止回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定すれば、上記停止信号を上記パルス信号生成回路へ出力し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記停止信号を上記パルス信号生成回路へ出力せずに通常動作を行ってもよい。
【００５３】
誤動作を引き起こす可能性が大きい外乱光は、例えばインバータ蛍光灯の光などの一様に発生する光であり、頻度の小さい単発パルス光のみの場合は、誤動作の可能性が小さい。
【００５４】
従って、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定した時の、一様に発生する外乱光を、非同期の外乱光（誤動作を引き起こすノイズ光）として扱う。また、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記停止信号を上記パルス信号生成回路へ出力せず通常動作を行う。これにより、誤動作を引き起こす可能性を小さくすることができる。
【００５５】
上記パルス変調型光検出装置では、上記停止回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記クロック信号の周波数をより高くしてもよい。
【００５６】
上記停止回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、本来検知されるべき、インバータ光等の一様な非同期の外乱光が検知できていないと判定する。この原因は、一様な非同期の外乱光の周波数と、外乱光の検知に用いる上記クロック信号の周波数とがずれていることである。
【００５７】
よって、一様ではない単発の外乱光が検知されるか否かを判断する前に、上記クロック信号の周波数をより高くして、外乱光の検知を再度行うことで、より高い精度で外乱光を検知することが可能となり、より高い精度で誤動作を防止することができる。
【００５８】
上記パルス変調型光検出装置では、上記停止回路による判定は周期的に行われ、上記停止回路が、上記パルス信号生成回路へ上記停止信号を出力した後に、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していない状態が解消されたと判定すれば、上記停止信号の出力を停止してもよい。これにより、上記所定の空間を通過する被検出対象を継続して検知することが可能となる。
【００５９】
パルス変調型光検出装置は、上記課題を解決するために、入力されたクロック信号を変調して、アクティブレベルと第１の非アクティブレベルとからなるパルス信号を生成するとともに、上記第１の非アクティブレベルと第２の非アクティブレベルとからなる信号である第１の信号を生成するパルス信号生成回路と、上記パルス信号のレベルに応じた電流と、上記第１の信号のレベルに応じた電流との和の電流が流れ、上記パルス信号が上記アクティブレベルである期間では、上記パルス信号のレベルに応じた電流として第１電流が供給され、上記第１の信号が上記第２の非アクティブレベルである期間では、上記第１の信号のレベルに応じた電流として上記第１電流よりも小さい電流である第２電流が供給されるように駆動される発光素子であって、上記和の電流に応じたパルス光を、所定の空間に発光する発光素子と、上記所定の空間を通過する被検出対象により反射された上記パルス光を受光可能に配置され、受光光に応じた電流信号を生成する受光素子と、電流電圧変換及び増幅を上記電流信号に対して行うことにより、電圧信号を生成するアンプと、上記電圧信号と所定の基準値とを比較して、上記電圧信号が上記基準値より高いことを示す第１比較信号と上記電圧信号が上記基準値以下であることを示す第２比較信号とからなる比較信号を生成するコンパレータと、上記第１比較信号と上記パルス信号とが同期しているとともに、上記パルス信号が上記第１の非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されなければ、上記被検出対象が有ると判定し、一方、上記第２比較信号が生成されるか、上記パルス信号が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されれば、上記被検出対象が無いと判定する判定回路とを備えるパルス変調型光検出装置であって、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを判定し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定した後に、上記パルス信号が上記アクティブレベルになるまでは、上記第２の非アクティブレベルである上記第１の信号を上記パルス信号生成回路に生成させるために、上記第１の信号を上記パルス信号生成回路に生成させるための信号である生成信号を、上記パルス信号生成回路に出力する生成回路を備えることを特徴とする。
【００６０】
上記発明によれば、上記生成回路は、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを判定し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定した後に、上記パルス信号が上記アクティブレベルになるまでは、上記第２の非アクティブレベルである上記第１の信号を上記パルス信号生成回路に生成させるために、上記第１の信号を上記パルス信号生成回路に生成させるための信号である生成信号を、上記パルス信号生成回路に出力する生成回路を備える。
【００６１】
これにより、上記発光素子は、上記パルス信号に応じた上記第１電流が流れる前に、上記第１の信号に応じた上記第２電流が流れる。
【００６２】
上記第２電流は、上記第１電流よりも小さいので、上記発光素子に流れる電流がゼロから上記第１電流に変化する場合よりも、上記発光素子に流れる電流の変動を小さくすることができる。電流の変動を小さくすることで、上記電流が流れる時にＧＮＤに流れる突入電流を低減することができるので、上記突入電流による誤動作（（ｂ）上記発光素子がＯＮした時に生じる突入電流によるノイズ信号と、上記外乱光による信号とが重畳する場合の誤動作）を防止することが出来る。
【００６３】
従って、被検出対象が無いにも関わらず、物体有りと誤って判定される誤動作が生じないパルス変調型光検出装置を提供することができる。
【００６４】
上記パルス変調型光検出装置では、上記生成信号は、直流信号であってもよい。
【００６５】
また、上記パルス変調型光検出装置では、上記生成信号は、パルスからなる信号であってもよい。
【００６６】
これらの構成により、上記発光素子に流れる電流がゼロから上記第１電流に変化する場合よりも、上記発光素子に流れる電流の変動を小さくすることができる。よって、上記突入電流による誤動作防止することが出来、被検出対象が無いにも関わらず、物体有りと誤って判定される誤動作が生じないパルス変調型光検出装置を提供することができる。
【００６７】
上記パルス変調型光検出装置では、上記生成回路は、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを複数回判定してもよい。これにより、インバータ光の様な一様な非同期の外乱光を検知することができる。
【００６８】
上記パルス変調型光検出装置では、上記生成回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定すれば、誤動作を引き起こすノイズ光を検知したと判定してもよい。
【００６９】
また、上記パルス変調型光検出装置では、上記生成回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定すれば、上記生成信号を上記パルス信号生成回路へ出力し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記生成信号を上記パルス信号生成回路へ出力せずに通常動作を行ってもよい。
【００７０】
誤動作を引き起こす可能性が大きい外乱光は、例えばインバータ蛍光灯の光などの一様に発生する光であり、頻度の小さい単発パルス光のみの場合は、誤動作の可能性が小さい。
【００７１】
従って、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定した時の、一様に発生する外乱光を、非同期の外乱光（誤動作を引き起こすノイズ光）として扱う。また、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記生成信号を上記パルス信号生成回路へ出力せず通常動作を行う。これにより、誤動作を引き起こす可能性を小さくすることができる。
【００７２】
上記パルス変調型光検出装置では、上記生成回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記クロック信号の周波数をより高くしてもよい。
【００７３】
上記生成回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、本来検知されるべき、インバータ光等の一様な非同期の外乱光が検知できていないと判定する。この原因は、一様な非同期の外乱光の周波数と、外乱光の検知に用いる上記クロック信号の周波数とがずれていることである。
【００７４】
よって、一様ではない単発の外乱光が検知されるか否かを判断する前に、上記クロック信号の周波数をより高くして、外乱光の検知を再度行うことで、より高い精度で外乱光を検知することが可能となり、より高い精度で誤動作を防止することができる。
【００７５】
上記パルス変調型光検出装置では、上記生成回路による判定は周期的に行われ、上記生成回路が、上記パルス信号生成回路へ上記生成信号を出力した後に、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していない状態が解消されたと判定すれば、上記生成信号の出力を停止してもよい。これにより、上記所定の空間を通過する被検出対象を継続して検知することが可能となる。
【００７６】
本発明の電子機器は、上記いずれかのパルス変調型光検出装置を備えているので、被検出対象が無いにも関わらず、物体有りと誤って判定される誤動作が生じない。
【発明の効果】
【００７７】
本発明のパルス変調型光検出装置は、以上のように、電圧信号とパルス信号とが同期するか否かを判定し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定したとき、上記パルス信号の生成を停止させる停止信号を上記パルス信号生成回路へ出力する停止回路を備えるものである。
【００７８】
また、本発明のパルス変調型光検出装置は、以上のように、電圧信号とパルス信号とが同期するか否かを判定し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定した後に、上記パルス信号がアクティブレベルになるまでは、第２の非アクティブレベルである第１の信号をパルス信号生成回路に生成させるために、上記第１の信号を上記パルス信号生成回路に生成させるための信号である生成信号を、上記パルス信号生成回路に出力する生成回路を備えるものである。
【００７９】
それゆえ、被検出対象が無いにも関わらず、物体有りと誤って判定される誤動作が生じないパルス変調型光検出装置及び電子機器を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施形態に係るパルス変調型光検出装置のブロック図である。
【図２】図１のパルス変調型光検出装置における各パルス信号のタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係る他のパルス変調型光検出装置のブロック図である。
【図４】図３のパルス変調型光検出装置が有する発光素子駆動回路を示す回路図である。
【図５】図３のパルス変調型光検出装置において、定電流源を直流電流源として使用した場合の、各パルス信号のタイミングチャートである。
【図６】図３のパルス変調型光検出装置において、前電流を流すための電流源として定電流源を使用した場合の、各パルス信号のタイミングチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係るさらに別のパルス変調型光検出装置のブロック図である。
【図８】図７のパルス変調型光検出装置における各パルス信号のタイミングチャートである。
【図９】本発明の実施形態に係るさらに別のパルス変調型光検出装置のブロック図である。
【図１０】図９のパルス変調型光検出装置における各パルス信号のタイミングチャートである。
【図１１】従来のパルス変調型光検出装置のブロック図である。
【図１２】図１１のパルス変調型光検出装置におけるパルス信号の一例を示すタイミングチャートである。
【図１３】図１１の従来のパルス変調型光検出装置を筐体に収めた電子機器の一部を示すブロック図である。
【図１４】従来のパルス変調型光検出装置を備える電子機器における、正常動作時及び誤動作時の各波形を示す波形図である。
【図１５】同期した迷光が重畳していない場合の誤動作の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００８１】
本発明の一実施形態について図１〜図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。まず、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置の基本構成について、図１に基づいて説明する。
【００８２】
〔パルス変調型光検出装置５０の基本構成〕
図１は、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５０のブロック図である。パルス変調型光検出装置５０は、定電圧回路１、電源端子２、ＧＮＤ端子３、発振回路４、同期タイミング回路５（パルス信号生成回路）、発光素子駆動回路６、発光素子７、受光素子８、アンプ９、コンパレータ１０、信号処理回路１１（判定回路）、出力回路１２、出力端子１３、電源１５、及び、外乱光検知部２００を備えている。負荷１４は、一端が、電源端子２に接続され、他端が、出力端子１３に接続される。まずは、パルス変調型光検出装置５０の、外乱光検知部２００を除く部分の動作について、以下に説明する。
【００８３】
電源１５のプラス端子は、電源端子２を介して、定電圧回路１の入力端子に接続されている。電源１５のマイナス端子は、ＧＮＤ端子３を介して、定電圧回路１のＧＮＤ端子に接続されている。これにより、定電圧回路１は、電源１５を用いて定電圧Ｖを生成し、パルス変調型光検出装置５０が備える各回路に、定電圧Ｖを供給する。
【００８４】
パルス変調型光検出装置５０では、発振回路４で生成された基本クロック（ＣＬＫ）信号Ｓ１が、同期タイミング回路５にて、アクティブレベルと非アクティブレベルとからなる同期タイミングパルス信号Ｓ２（パルス信号）に変調される。発光素子駆動回路６は、同期タイミング回路５から発光素子駆動回路６に伝送される同期タイミングパルス信号Ｓ２がＨｉであるとき（期間ｓｅｃｔ＿１と称する）に、発光素子７へ、発光パルス信号Ｓ３を出力する。発光素子７は、発光素子駆動回路６から入力された発光パルス信号Ｓ３に基づいて、パルス変調されたパルス光Ｌ２を、所定の位置（所定の空間）へ向かって投射する。
【００８５】
パルス光Ｌ２は、同期タイミングパルス信号Ｓ２が上記アクティブレベルである期間に投射され、同期タイミングパルス信号Ｓ２が上記非アクティブレベルである期間には投射されない。
【００８６】
パルス変調型光検出装置５０が、発光素子７及び受光素子８から＋Ｘ方向に距離ａ離れた上記所定の位置を、＋Ｙ方向に通過する物体Ｂの有無を検出する場合を考える。パルス光Ｌ２は、発光素子７から上記所定の位置へ投射される。
【００８７】
まず、物体Ｂが、上記所定の位置を通過する前は、パルス光Ｌ２が物体Ｂにより反射していないので、パルス光Ｌ２の反射光は、受光素子８には入射していない。
【００８８】
次に、物体Ｂが上記所定の位置を通過して、パルス光Ｌ２を横切る時、パルス光Ｌ２は物体Ｂにより反射される。受光素子８は、パルス光Ｌ２の反射光Ｌ３を受光可能に配置されており、反射光Ｌ３は受光素子８に入射する。受光素子８は、受光光に応じた電流信号を生成する。
【００８９】
このように、物体Ｂからの反射光Ｌ３を受光しているか否かにより、上記所定の位置を通過する物体Ｂの有無を検出するパルス変調型光検出装置５０は、反射型パルス変調型光検出装置と称される。
【００９０】
従って、周囲に外乱光等がなければ、受光素子８に入射する反射光Ｌ３は、パルス光Ｌ２を横切る物体Ｂの有無により、その有無が切り替わることになる。そして、受光素子８へ入射された反射光Ｌ３を、受光素子８により光電変換して、電流信号である受光パルス信号Ｓ４を得る。
【００９１】
受光パルス信号Ｓ４は、アンプ９で、電流電圧変換及び増幅を行われて、電圧信号である増幅パルス信号Ｓ５（電圧信号）となる。コンパレータ１０の一方の入力端子（例えばプラス端子）に入力される増幅パルス信号Ｓ５は、コンパレータ１０の他方の入力端子（例えばマイナス端子）に入力される判定レベルＳｔｈ（所定の基準値）と比較され、波形を整形され、コンパレータ出力パルス信号Ｓ６（比較信号）として出力される。
【００９２】
即ち、コンパレータ１０は、受光パルス信号Ｓ４を増幅して生成された増幅パルス信号Ｓ５が、予め設定された判定レベルＳｔｈを超えたタイミングで、コンパレータ出力パルス信号Ｓ６を出力する。
【００９３】
コンパレータ出力パルス信号Ｓ６は、信号処理回路１１において同期タイミングパルス信号Ｓ２と比較される。これにより、受光素子８に入射する反射光Ｌ３が、発光素子７から上記所定の位置へ投射されるパルス光Ｌ２と同期した光であることを確認された上で、コンパレータ出力パルス信号Ｓ６に信号処理が施される。信号処理後のコンパレータ出力パルス信号Ｓ６は、信号処理回路出力信号Ｓ７として、出力回路１２へ出力される。信号処理回路出力信号Ｓ７のレベルは、上記所定の位置を通過する物体Ｂの有無に応じて、ＨｉまたはＬｏｗとなる。例えば、信号処理回路出力信号Ｓ７は、物体Ｂが上記所定の位置を通過する場合にＨｉになり、物体Ｂが上記所定の位置を通過しない場合にＬｏｗになる。
【００９４】
アンプ９は、電流電圧変換及び増幅を受光パルス信号Ｓ４に対して行うことにより、増幅パルス信号Ｓ５を生成する。
【００９５】
コンパレータ１０は、増幅パルス信号Ｓ５が判定レベルＳｔｈより高いことを示す第１比較信号と増幅パルス信号Ｓ５が判定レベルＳｔｈ以下であることを示す第２比較信号とからなるコンパレータ出力パルス信号Ｓ６を生成する。
【００９６】
信号処理回路１１は、上記第１比較信号と、同期タイミングパルス信号Ｓ２とが同期しているとともに、同期タイミングパルス信号Ｓ２が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されなければ、物体Ｂが有ると判定し、一方、上記第２比較信号が生成されるか、同期タイミングパルス信号Ｓ２が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されれば、物体Ｂが無いと判定する。
【００９７】
〔パルス信号のタイミングチャート〕
図２は、図１のパルス変調型光検出装置５０における各パルス信号のタイミングチャートである。発振回路４から出力される基本クロック信号Ｓ１（矩形波パルス信号）は、１６個のセグメントに分割された１周期の間で、ＨｉとＬｏｗとが規則的に切り替わる。切り替わる回数は、１周期につき１６回であり、基本クロック信号Ｓ１では、１周期につき８個のパルスが生成されている。１つのセグメントの時間を３μｓｅｃとした場合、１周期は、３μｓｅｃ×１６＝４８μｓｅｃになる。
【００９８】
同期タイミング回路５から出力される同期タイミングパルス信号Ｓ２は、同期光を検知するセグメント位置を示す。図２に示す例の場合、２番目のセグメント位置で、同期タイミングパルス信号Ｓ２がＬｏｗからＨｉへと変化する。これにより、同期タイミングパルス信号Ｓ２に同期する光を、２番目のセグメント位置で検知することが設定される。これとともに、２番目のセグメント位置でＬｏｗからＨｉへと変化する矩形波の発光パルス信号Ｓ３が、発光素子駆動回路６から発光素子７へ出力されるので、発光素子７が発光する。
【００９９】
反射物（物体Ｂ）が有る場合、受光素子８が反射光Ｌ３を受光する。受光素子８が出力する受光パルス信号Ｓ４は、アンプ９とコンパレータ１０とを経由する。これにより、２番目のセグメント位置において、増幅パルス信号Ｓ５及びコンパレータ出力パルス信号Ｓ６が出力される。
【０１００】
信号処理回路１１では、２番目のセグメント位置において、同期タイミングパルス信号Ｓ２と、コンパレータ出力パルス信号Ｓ６との比較が行われる。比較された２つの信号が一致した場合は、１６番目のセグメント位置において、同期タイミングパルス信号Ｓ２に同期する光（同期光）が検知されたと判定される。
【０１０１】
また、図２に示す例の場合、４番目のセグメント位置から１４番目のセグメント位置までの間に、同期タイミングパルス信号Ｓ２に同期しない光（非同期光）の検知が行われる。非同期光が検知されたか否かの判定は、同期光が検知されたか否かの判定と同様に、１６番目のセグメント位置で行われる。
【０１０２】
図１のパルス変調型光検出装置５０の場合、同期光が検知され、非同期光が検知されない場合、物体Ｂが有ると判定される。また、同期光が検知されるとともに、非同期光も検知された場合は、後述する外乱光検知部２００によりパルス光の投射を停止する。
【０１０３】
非同期光の検知では、４番目のセグメント位置から１４番目のセグメント位置までの間に、１回でもパルス信号を検知した場合、非同期光が有ると判定される。非同期光が入力された回数が、１回でも複数回でも、それぞれの非同期光に対して同一の検知が行われる。
【０１０４】
さらに、誤動作防止のために、例えば以下に示す判定を行う。即ち、複数の周期で連続して同じ判定が得られた場合、最終的な物体の有無の検知についての判定は、同じ判定が得られた複数の周期における最後の周期で行っている。図２に示す例の場合、第１周期から第３周期まで同じ判定が得られたので、最後の第３周期において最終的な判定を行っている。
【０１０５】
〔外乱光検知部２００〕
本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５０では、図１１のパルス変調型光検出装置１００と比較すると、外乱光検知部２００（停止回路）が追加されている。外乱光検知部２００の動作を、以下に説明する。
【０１０６】
増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが入力される外乱光検知部２００は、同期タイミングパルス信号Ｓ２がＬｏｗであるとき（期間ｓｅｃｔ＿２と称する）における増幅パルス信号Ｓ５を検知する。期間ｓｅｃｔ＿２において増幅パルス信号Ｓ５を検知すると、通常時はＬｏｗレベルであり、同期タイミング回路５へ出力される停止信号Ｓ５０１に、Ｈｉレベルのパルスを生じさせる。
【０１０７】
同期タイミング回路５は、Ｈｉレベルのパルス信号である停止信号Ｓ５０１が、外乱光検知部２００から入力されると、同期タイミングパルス信号Ｓ２をＯＦＦする（例えばＬｏｗレベルに固定する）。これにより、同期タイミングパルス信号Ｓ２にパルス信号（後述する同期信号Ｐ１）が含まれなくなる。
【０１０８】
本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５０では、外乱光などの非同期光（同期タイミングパルス信号Ｓ２と同期していない光）が検知されるまでは、Ｈｉレベルのパルス信号である同期信号Ｐ１が、１周期につき１回出力される。同期信号Ｐ１は、増幅パルス信号Ｓ５に含まれる信号である。
【０１０９】
ここで、第１周期において、非同期光により生じ、かつ、増幅パルス信号Ｓ５の中に含まれる非同期信号Ｎ１を検知した場合を考える。この場合、外乱光検知部２００から同期タイミング回路５へ出力される停止信号Ｓ５０１に、Ｈｉレベルのパルスが生じる。同期タイミング回路５は、Ｈｉレベルのパルス信号である停止信号Ｓ５０１が入力されると、同期タイミングパルス信号Ｓ２をＯＦＦし、第２周期以降の同期タイミングパルス信号Ｓ２には、同期信号Ｐ１が含まれなくなる。
【０１１０】
同期タイミングパルス信号Ｓ２がＯＦＦされることにより、発光素子駆動回路６は、発光素子７を駆動する電流信号である発光パルス信号Ｓ３をＯＦＦする。これにより、発光素子７はＯＦＦし、発光、即ちパルス光Ｌ２の投射を停止する。
【０１１１】
ここで、非同期光の検知する方式として、非同期光信号を積分して得る方式、及び、非同期光のピークを検知する方式を採用しても問題はない。但し、同期光のピークを検知する方法を採用する場合は、同期光よりも非同期光を低い光量レベルで検知するため、コンパレータのスレッシュを低めに設定するのが望ましい。
【０１１２】
図１のパルス変調型光検出装置５０について総括すると、以下の通りである。まず、以下の（ａ）〜（ｃ）の内いずれか１つの現象が起こると、物体Ｂが無いにも関わらず、受光素子８がパルス光Ｌ２と同期した外光を受光する。即ち、（ａ）物体Ｂ以外の物体からの反射光（パルス変調型光検出装置５０内部の反射光やパルス変調型光検出装置５０の筐体による反射光）による信号と、インバータ蛍光灯光等の外乱光による信号とが重畳する場合、（ｂ）発光素子７がＯＮした時に生じる突入電流によるノイズ信号と、上記外乱光による信号とが重畳する場合、または、（ｃ）パルス変調型光検出装置５０を用いた複写機などにおいて、ある程度の輝度を有していて検知されるべきでない光が常に存在する場合には、被検出対象が無いにも関わらず、受光素子８がパルス光Ｌ２と同期した上記外光を受光する。また、この場合に、パルス光Ｌ２と同期しない外光も受光する。
【０１１３】
これにより、物体Ｂが無いにも関わらずあたかも被検出対象が有るかのような同期光の検知が行われる一方、以下の（１）及び（２）の現象が起こる。即ち、（１）同期タイミングパルス信号Ｓ２と同期していない増幅パルス信号Ｓ５が出力されるとともに、（２）同期タイミングパルス信号Ｓ２が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成される。
【０１１４】
ここで、上記構成によれば、（１）同期タイミングパルス信号Ｓ２と同期していない増幅パルス信号Ｓ５が出力されると、外乱光検知部２００は、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが同期していないと判定して、同期タイミングパルス信号Ｓ２の生成を停止させる（例えばＬｏｗに固定する）。具体的には、外乱光検知部２００から同期タイミング回路５へ停止信号Ｓ５０１を出力することにより、同期タイミングパルス信号Ｓ２の生成を停止させる。
【０１１５】
よって、（２）同期タイミングパルス信号Ｓ２が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成される場合は、発光素子７をＯＦＦすることができる。
【０１１６】
発光素子７がＯＦＦされるので、信号処理回路１１は、同期タイミングパルス信号Ｓ２が出力されていないときにコンパレータ出力パルス信号Ｓ６が出力されることにより、物体Ｂが無いと判定する。
【０１１７】
従って、物体Ｂが無いにも関わらず、物体Ｂが有ると誤って判定される誤動作が生じないパルス変調型光検出装置５０を提供することができる。
【０１１８】
図１のパルス変調型光検出装置５０は、非同期光を検知した場合、発光素子７をＯＦＦすることにより同期光をＯＦＦして誤動作を防止するものであるが、発光素子７に流れる電流を完全にＯＦＦする。このため、発光素子７がＯＮする時に遅延が生じて、早い反応が難しくなる可能性がある。この問題点を解決するのが、以下に示すパルス変調型光検出装置５１である。
【０１１９】
〔パルス変調型光検出装置５１〕
図３は、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５１のブロック図である。パルス変調型光検出装置５１は、図１のパルス変調型光検出装置５０と同様に外乱光検知部２０１（生成回路）を有している。また、図３のパルス変調型光検出装置５１は、アンプ９の出力に結合容量Ｃ１が設けられている。結合容量Ｃ１が設けられていることにより、コンパレータ１０及び外乱光検知部２０１に出力される増幅パルス信号Ｓ５には、交流成分のみが含まれることとなる。
【０１２０】
結合容量Ｃ１から出力される増幅パルス信号Ｓ５と、同期タイミング回路７０５（パルス信号生成回路）から出力される同期タイミングパルス信号Ｓ７０２とが入力される外乱光検知部２０１は、同期タイミングパルス信号Ｓ７０２がＬｏｗである期間ｓｅｃｔ＿２における増幅パルス信号Ｓ５を検知する。期間ｓｅｃｔ＿２において増幅パルス信号Ｓ５を検知すると、通常時はＬｏｗレベルであり、同期タイミング回路７０５へ出力される生成信号Ｓ７０１に、Ｈｉレベルのパルスを生じさせる。
【０１２１】
同期タイミング回路７０５は、Ｈｉレベルのパルス信号である生成信号Ｓ７０１が、外乱光検知部２０１から入力されると、同期タイミングパルス信号Ｓ７０２に加えて、前段信号Ｓ７０３（第１の信号）を、発光素子駆動回路７０６に出力する。
【０１２２】
図４は、図３のパルス変調型光検出装置５１が有する発光素子駆動回路７０６を示す回路図である。図４の発光素子駆動回路７０６は、発光素子７を駆動するための、電流Ｉ１（第１電流）及び電流Ｉ２（第２電流）を、発光素子７に流すものであり、定電流源７０１（第１電流源）と、スイッチＳＷ７０１と、定電流源７０２と、スイッチＳＷ７０２とを備えている。発光素子７は、同期タイミングパルス信号Ｓ７０２のレベルに応じた電流と、前段信号Ｓ７０３のレベルに応じた電流との和の電流が流れる。
【０１２３】
図４において、発光素子駆動回路７０６の電源電圧入力端子と、発光素子７の電源電圧入力端子とは、定電圧Ｖが入力される。スイッチＳＷ７０１の制御入力には、同期タイミングパルス信号Ｓ７０２が入力される。スイッチＳＷ７０２の制御入力には、前段信号Ｓ７０３が入力される。前段信号Ｓ７０３は、外乱光検知部２０１が、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ７０２とが同期していないと判定した後に、同期タイミングパルス信号Ｓ７０２が上記アクティブレベルになるまでは、電流Ｉ２を発光素子７に流すための信号である。
【０１２４】
定電流源７０１の入力と、定電流源７０２の入力とは、発光素子７の入力に接続されている。発光素子７の入力には、発光素子７を駆動する電流信号である発光パルス信号Ｓ７０７が入力される。
【０１２５】
定電流源７０１の出力は、スイッチＳＷ７０１の一端に接続されている。定電流源７０２の出力は、スイッチＳＷ７０２の一端に接続されている。
【０１２６】
そして、スイッチＳＷ７０１の他端、スイッチＳＷ７０２の他端、及び、発光素子７の他端は、電気的に接地されている。
【０１２７】
スイッチＳＷ７０１は、同期タイミングパルス信号Ｓ７０２によりＯＮ／ＯＦＦを制御され、スイッチＳＷ７０２は、前段信号Ｓ７０３によりＯＮ／ＯＦＦを制御される。
【０１２８】
定電流源７０１の電流Ｉ１は、同期タイミングパルス信号Ｓ７０２に同期したパルス光Ｌ２を投射するための電流である。定電流源７０２の電流Ｉ２は、定電流源７０１の電流Ｉ１を発光素子７に流す前に発光素子７に流れる電流（前電流と称する）として使用される。定電流源７０２の電流Ｉ２は、定電流源７０１の電流Ｉ１よりも小さいとともに、定電流源７０２の電流Ｉ２が発光素子７に流れても、発光素子７からパルス光Ｌ２は投射されない。
【０１２９】
定電流源７０２は、直流電流源として使用することが可能であり、上記前電流を流すための電流源として使用することも可能である。いずれの場合も、前段信号Ｓ７０３によりスイッチＳＷ７０２がＯＮ／ＯＦＦを制御される点は同じである。
【０１３０】
図５は、図３のパルス変調型光検出装置５１において、定電流源７０２を直流電流源として使用した場合の、各パルス信号のタイミングチャートである。本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５１では、外乱光などの非同期光（同期タイミングパルス信号Ｓ７０２と同期していない光）が検知されるまでは、Ｈｉレベルのパルス信号である同期信号Ｐ１が、１周期につき１回出力される。同期信号Ｐ１は、増幅パルス信号Ｓ５に含まれる信号である。同期信号Ｐ１が出力される時は、発光素子７に電流Ｉ１が流れている。
【０１３１】
ここで、第１周期において、非同期光により生じ、かつ、増幅パルス信号Ｓ５の中に含まれる非同期信号Ｎ１を検知した場合を考える。この場合、直流信号である生成信号Ｓ７０１により、同期タイミング回路７０５は、第２周期から、直流の前段信号Ｓ７０３を出力する。これによりスイッチＳＷ７０２がＯＮされ、定電流源７０２は、発光素子７に直流の電流Ｉ２を流す。
【０１３２】
パルス光Ｌ２を投射するために必要な電流Ｉ１を発光素子７に流す前に、電流Ｉ１よりも小さい直流の電流Ｉ２を発光素子７に流す。これにより、発光素子７に流れる電流がゼロからＩ１に変化する場合よりも、発光素子７に流れる電流の変動を小さくすることができる。電流の変動を小さくすることで、電流Ｉ１が流れる時にＧＮＤに流れる突入電流を低減することができるので、上記突入電流による誤動作を防止することができる。
【０１３３】
図６は、図３のパルス変調型光検出装置５１において、前電流を流すための電流源として定電流源７０２を使用した場合の、各パルス信号のタイミングチャートである。本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５１では、外乱光などの非同期光（同期タイミングパルス信号Ｓ７０２と同期していない光）が検知されるまでは、Ｈｉレベルのパルス信号である同期信号Ｐ１が、１周期につき１回出力される。同期信号Ｐ１は、増幅パルス信号Ｓ５に含まれる信号である。同期信号Ｐ１が出力される時は、発光素子７に電流Ｉ１が流れている。
【０１３４】
ここで、第１周期において、非同期光により生じ、かつ、増幅パルス信号Ｓ５の中に含まれる非同期信号Ｎ１を検知した場合を考える。この場合、生成信号Ｓ７０１により、同期タイミング回路７０５は、第２周期から、第１セグメント位置においてＨｉレベルである、パルス状の前段信号Ｓ７０３（パルスからなる信号）を出力する。これにより、第１セグメント位置において、パルス状の電流Ｉ２が流れる（この電流Ｉ２が前電流である）。
【０１３５】
パルス光Ｌ２を投射するために必要な電流Ｉ１を発光素子７に流す前に、電流Ｉ１よりも小さいパルス状の電流Ｉ２を発光素子７に流す。これにより、発光素子７に流れる電流がゼロからＩ１に変化する場合よりも、発光素子７に流れる電流の変動を小さくすることができる。電流の変動を小さくすることで、電流Ｉ１が流れる時にＧＮＤに流れる突入電流を低減することができるので、上記突入電流による誤動作を防止することができる。
【０１３６】
図３のパルス変調型光検出装置５１について総括すると、以下の通りである。上記構成によれば、外乱光検知部２０１は、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ７０２とが同期するか否かを判定し、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ７０２とが同期していないと判定した後に、同期タイミングパルス信号Ｓ７０２が上記アクティブレベルになるまでは、上記第２の非アクティブレベルである前段信号Ｓ７０３を同期タイミング回路７０５に生成させるために、前段信号Ｓ７０３を同期タイミング回路７０５に生成させるための信号である生成信号Ｓ７０１を、同期タイミング回路７０５に出力する。
【０１３７】
これにより、発光素子７は、同期タイミングパルス信号Ｓ７０２に応じた電流Ｉ１が流れる前に、前段信号Ｓ７０３に応じた電流Ｉ２が流れる。
【０１３８】
電流Ｉ２は、電流Ｉ１よりも小さいので、発光素子７に流れる電流がゼロから電流Ｉ１に変化する場合よりも、発光素子７に流れる電流の変動を小さくすることができる。電流の変動を小さくすることで、上記電流が流れる時にＧＮＤに流れる突入電流を低減することができるので、上記突入電流による誤動作（（ｂ）発光素子７がＯＮした時に生じる突入電流によるノイズ信号と、外乱光Ｌ３’’による信号とが重畳する場合の誤動作）を防止することができる。
【０１３９】
従って、物体Ｂが無いにも関わらず、物体Ｂが有ると誤って判定される誤動作が生じないパルス変調型光検出装置５１を提供することができる。
【０１４０】
次に非同期光の検知方法であるが、誤動作を引き起こす可能性が大きい外乱光は、例えば図１３に示したようなインバータ蛍光灯の光などの一様に発生する光であり、頻度の小さい単発パルス光のみの場合は、誤動作の可能性が小さい。従って、一様に発生する外乱光を非同期の外乱光（誤動作を引き起こすノイズ光）として扱うだけで、誤動作を引き起こす可能性を小さくすることができる。
【０１４１】
上記非同期の外乱光を検出する方法として、非同期光により生成された信号を積分する方法が挙げられる。生成された信号を積分することで、一様な外乱光と頻度の小さいパルス光とを切り分けることが可能である。但し、積分回路が必要になることや、判定する積分値の設定が難しいことを考慮する必要がある。
【０１４２】
以下に示す、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５２，５３では、インバータ光などの一様に発生する外乱光と、頻度の小さい単発的な外乱光とを区別することができる。それぞれのパルス変調型光検出装置について説明する。
【０１４３】
〔パルス変調型光検出装置５２〕
図７は、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５２のブロック図である。図７のパルス変調型光検出装置５２は、図１のパルス変調型光検出装置５０にレジスタ８００を追加したものである。レジスタ８００は、外乱光検知部２００の内部に設けられている。
【０１４４】
図８は、図７のパルス変調型光検出装置５２における各パルス信号のタイミングチャートである。図８のＳ１は発振回路４のパルス信号であり、Ｓ２は同期タイミング回路５から出力される同期タイミングパルス信号である。また、発光パルス信号Ｓ３により発光素子７が駆動されるとともに、受光素子８により受信した信号がアンプ９により増幅され、増幅パルス信号Ｓ５としてコンパレータ１０に出力される。そして、コンパレータ１０よりコンパレータ出力パルス信号Ｓ６が信号処理回路１１に出力され、信号処理回路１１において、同期タイミングパルス信号Ｓ２とコンパレータ出力パルス信号Ｓ６とが比較される。
【０１４５】
図７のパルス変調型光検出装置５２の信号処理回路１１が有する非同期光検知部は、１周期中に、非同期光の検知（即ち、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが同期するか否かの判定）を複数回（Ｍ回）行う。レジスタ８００は、非同期光の検知回数Ｍが格納される。検知回数Ｍは、信号処理回路１１からレジスタ８００に出力される。
【０１４６】
パルス変調型光検出装置５２における非同期光の検知について、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが入力される外乱光検知部２００は、同期タイミングパルス信号Ｓ２がＬｏｗである期間ｓｅｃｔ＿２における増幅パルス信号Ｓ５（即ち非同期光）をＭ回検知する。期間ｓｅｃｔ＿２において増幅パルス信号Ｓ５（即ち非同期光）を所定の回数以上検知すると、一様な非同期の外乱光を検知したと判定する（即ち、誤動作を引き起こすノイズ光を検知したと判定する）。
【０１４７】
外乱光検知部２００は、一様な非同期の外乱光の検知結果に応じた停止信号Ｓ５０１を、同期タイミング回路５に出力する。同期タイミング回路５は、停止信号Ｓ５０１が非同期光を所定の回数以上検知したことを示していれば、同期タイミングパルス信号Ｓ２を停止する。これに対して、停止信号Ｓ５０１が、非同期光の検知回数が所定の回数未満であることを示していれば、誤動作の可能性が低い。従って、同期タイミング回路５は、通常の検知状態を維持する。
【０１４８】
図７のパルス変調型光検出装置５２について総括する。上述したように、誤動作を引き起こす可能性が大きい外乱光は、例えばインバータ蛍光灯の光などの一様に発生する光であり、頻度の小さい単発パルス光のみの場合は、誤動作の可能性が小さい。
【０１４９】
従って、図７のパルス変調型光検出装置５２では、上記複数回の判定において、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが同期していないことを所定の回数以上判定した時の、一様に発生する外乱光を、非同期の外乱光（誤動作を引き起こすノイズ光）として扱う。また、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、同期タイミングパルス信号Ｓ２の生成を停止させる停止信号Ｓ５０１を、同期タイミング回路５へ出力せず通常動作を行う。これにより、誤動作を引き起こす可能性を小さくすることができる。
【０１５０】
なお、インバータ光の様な一様な非同期の外乱光を検知しようとする場合、外乱光検知部２００において、期間ｓｅｃｔ＿２において増幅パルス信号Ｓ５（即ち非同期光）をＭ回検知した時に、誤動作を引き起こすノイズ光を検知したと判定することが望ましい。
【０１５１】
また、図７のパルス変調型光検出装置５２では、図１のパルス変調型光検出装置５０の外乱光検知部２００にレジスタ８００を含めたが、図３のパルス変調型光検出装置５１の外乱光検知部２０１にレジスタ８００を含めてもよい。これにより、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ７０２とが同期するか否かの判定を複数回（Ｍ回）行うことができるので、インバータ光の様な一様な非同期の外乱光を検知することができる。
【０１５２】
〔パルス変調型光検出装置５３〕
図９は、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５３のブロック図である。図１０は、図９のパルス変調型光検出装置５３における各パルス信号のタイミングチャートである。図９のパルス変調型光検出装置５３では、外乱光などの非同期光が検知されるまでは、図１のパルス変調型光検出装置５０と同様に、同期タイミングパルス信号Ｓ２により、同期光が１周期につき１回発光される。
【０１５３】
ここで、図１０に示すように、第１周期の間に非同期信号Ｎ１が入力された回数が、所定の回数以下であった場合を考える。この場合、外乱光検知部２００は、本来検知されるべき、インバータ光等の一様な非同期の外乱光が検知できていないと判定するとともに、発振回路４へ周波数変更信号Ｓ９０１を出力する。発振回路４は、周波数変更信号Ｓ９０１に基づいて、基本クロック信号Ｓ１の周波数を変更する。図１４では、基本クロック信号Ｓ１の周波数が第３周期から変更されたことに伴い、第１周器及び第２周期の４８μｓｅｃに対して、第３周期が３６μｓｅｃに変更されている。
【０１５４】
このように、１周期中において所定回数検知されるべき、一様な非同期の外乱光が、所定回数検知されなかった場合は、一様な非同期の外乱光の周波数と、外乱光の検知に用いる基本クロック信号Ｓ１の周波数とがずれている。
【０１５５】
よって、一様ではない単発の外乱光が検知されるか否かを判断する前に、基本クロック信号Ｓ１の周波数（検知周波数）をより高くして、外乱光の検知を再度行うことで、より高い精度で外乱光を検知することが可能となり、より高い精度で誤動作を防止することができる。
【０１５６】
〔物体Ｂの検知の継続〕
本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５０，５２，５３では、外乱光検知部２００による判定は周期的に行われ、同期タイミング回路５へ停止信号Ｓ５０１を出力して同期タイミングパルス信号Ｓ２を停止した後に、非同期光が検知されない状態になれば（即ち、外乱光検知部２００が、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが同期していない状態が解消されたと判定すれば）、停止信号Ｓ５０１の出力を停止して、同期タイミングパルス信号Ｓ２の出力を再開すればよい。同様に、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５１では、外乱光検知部２０１による判定は周期的に行われ、同期タイミング回路５へ生成信号Ｓ７０１を出力した後に、非同期光が検知されない状態になれば（即ち、外乱光検知部２０１が、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが同期していない状態が解消されたと判定すれば）、生成信号Ｓ７０１の出力を停止すればよい。これにより、継続して物体Ｂを検知することが可能となる。
【０１５７】
〔電子機器〕
本発明の電子機器は、パルス変調型光検出装置５０〜５３のいずれか１つを備えているので、物体Ｂが無いにも関わらず、物体Ｂが有ると誤って判定される誤動作が生じない。
【０１５８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本発明のパルス変調型光検出装置は、発光素子がＯＮすることで生じる突入電流（変異電流）による誤動作を防止することができるので、複写機及びプリンタ等のＦＡ及びＯＡ機器、並びにゲーム機といったアミューズメント機器等の電子機器に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１６０】
５０〜５３ パルス変調型光検出装置
１ 定電圧回路
２ 電源端子
３ ＧＮＤ端子
４ 発振回路
５，７０５ 同期タイミング回路（パルス信号生成回路）
６ 発光素子駆動回路
７ 発光素子
８ 受光素子
９ アンプ
１０ コンパレータ
１１ 信号処理回路（判定回路）
１２ 出力回路
１３ 出力端子
１４ 負荷
１５ 電源
２００ 外乱光検知部（停止回路）
２０１ 外乱光検知部（生成回路）
７０１ 定電流源
７０２ 定電流源
７０６ 発光素子駆動回路
８００ レジスタ
Ｂ 物体
Ｃ１ 結合容量
Ｉ１ 電流（第１電流）
Ｉ２ 電流（第２電流）
Ｌ２ パルス光
Ｌ３ 反射光
Ｍ 検知回数
Ｎ１ 非同期信号
Ｐ１ 同期信号
Ｓ１ 基本クロック信号
Ｓ２，Ｓ７０２ 同期タイミングパルス信号（パルス信号）
Ｓ３ 発光パルス信号
Ｓ４ 受光パルス信号
Ｓ５ 増幅パルス信号（電圧信号）
Ｓ６ コンパレータ出力パルス信号（比較信号）
Ｓ７ 信号処理回路出力信号
Ｓ５０１ 停止信号
Ｓ７０１ 生成信号
Ｓ７０３ 前段信号（第１の信号）
Ｓ７０７ 発光パルス信号
Ｓ９０１ 周波数変更信号
ＳＷ７０１ スイッチ
ＳＷ７０２ スイッチ
Ｓｔｈ 判定レベル（所定の基準値）
Ｖ 定電圧
ｓｅｃｔ＿１ 期間
ｓｅｃｔ＿２ 期間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子からパルス変調された光を発光し物体の有無を検出するパルス変調型検出装置及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機及びプリンタ等のＦＡ及びＯＡ機器、並びにゲーム機といったアミューズメント機器等の電子機器では、所定通路において記録紙、コイン及び玉等の物体の有無を検出する事が必要となる場合がある。このような物体の有無の検出には、物体に対して非接触型であるという理由から、光を用いて物体の有無を検出する光検出装置が好適に使用されている。
【０００３】
図１１は、従来のパルス変調型光検出装置１００のブロック図である。パルス変調型光検出装置１００は、定電圧回路１０１、電源端子１０２、ＧＮＤ端子１０３、発振回路１０４、同期タイミング回路１０５、発光素子駆動回路１０６、発光素子１０７、受光素子１０８、アンプ１０９、コンパレータ１１０、信号処理回路１１１、出力回路１１２、出力端子１１３、及び、電源１１５を備えている。負荷１１４は、一端が、電源端子１０２に接続され、他端が、出力端子１１３に接続される。パルス変調型光検出装置１００の動作について、以下に説明する。
【０００４】
電源１１５のプラス端子は、電源端子１０２を介して、定電圧回路１０１の入力端子に接続されている。電源１１５のマイナス端子は、ＧＮＤ端子１０３を介して、定電圧回路１０１のＧＮＤ端子に接続されている。これにより、定電圧回路１０１は、電源１１５を用いて定電圧Ｖを生成し、パルス変調型光検出装置１００が備える各回路に、定電圧Ｖを供給する。
【０００５】
パルス変調型光検出装置１００では、発振回路１０４で生成された基本クロック（ＣＬＫ）信号Ｓ１０１が、同期タイミング回路１０５にて同期タイミングパルス信号Ｓ１０２に変調される。発光素子駆動回路１０６は、同期タイミング回路１０５から発光素子駆動回路１０６に伝送される同期タイミングパルス信号Ｓ１０２がＨｉであるときに、発光素子１０７へ、発光パルス信号Ｓ１０３を出力する。発光素子１０７は、発光素子駆動回路１０６から入力された発光パルス信号Ｓ１０３に基づいて、パルス変調されたパルス光Ｌ２を、所定の位置へ向かって投射する。
【０００６】
パルス変調型光検出装置１００が、発光素子１０７及び受光素子１０８から＋Ｘ方向に距離ａ離れた上記所定の位置を、＋Ｙ方向に通過する物体Ｂの有無を検出する場合を考える。パルス光Ｌ２は、発光素子１０７から上記所定の位置へ投射される。
【０００７】
まず、物体Ｂが、上記所定の位置を通過する前は、パルス光Ｌ２が物体Ｂにより反射していないので、パルス光Ｌ２の反射光は、受光素子１０８には入射していない。
【０００８】
次に、物体Ｂが上記所定の位置を通過して、パルス光Ｌ２を横切る時、パルス光Ｌ２は物体Ｂにより反射され、反射光Ｌ３は、受光素子１０８に入射する。
【０００９】
このように、物体Ｂからの反射光Ｌ３を受光しているか否かにより、上記所定の位置を通過する物体Ｂの有無を検出するパルス変調型光検出装置１００は、反射型パルス変調型光検出装置と称される。
【００１０】
従って、周囲に外乱光等がなければ、受光素子１０８に入射する反射光Ｌ３は、パルス光Ｌ２を横切る物体Ｂの有無により、その有無が切り替わることになる。そして、受光素子１０８へ入射された反射光Ｌ３を、受光素子１０８により光電変換して、受光パルス信号Ｓ１０４を得る。
【００１１】
受光パルス信号Ｓ１０４は、アンプ１０９で、電流電圧変換及び増幅を行われて増幅パルス信号Ｓ１０５となる。コンパレータ１１０の一方の入力端子（例えばプラス端子）に入力される増幅パルス信号Ｓ１０５は、コンパレータ１１０の他方の入力端子（例えばマイナス端子）に入力される判定レベルＳｔｈと比較され、波形を整形され、コンパレータ出力パルス信号Ｓ１０６として出力される。
【００１２】
即ち、コンパレータ１１０は、受光パルス信号Ｓ１０４を増幅して生成された増幅パルス信号Ｓ１０５が、予め設定された判定レベルＳｔｈを超えたタイミングで、コンパレータ出力パルス信号Ｓ１０６を出力する。
【００１３】
コンパレータ出力パルス信号Ｓ１０６は、信号処理回路１１１において同期タイミングパルス信号Ｓ１０２と比較される。これにより、受光素子１０８に入射する反射光Ｌ３が、発光素子１０７から上記所定の位置へ投射されるパルス光Ｌ２と同期した光であることを確認された上で、コンパレータ出力パルス信号Ｓ１０６に信号処理が施される。信号処理後のコンパレータ出力パルス信号Ｓ１０６は、信号処理回路出力信号Ｓ１０７として、出力回路１１２へ出力される。
【００１４】
図１２は、図１１のパルス変調型光検出装置１００におけるパルス信号の一例を示すタイミングチャートである。発振回路１０４から出力される基本クロック信号Ｓ１０１（矩形波パルス信号）は、１６個のセグメントに分割された１周期の間で、ＨｉとＬｏｗとが規則的に切り替わる。切り替わる回数は、１周期につき１６回であり、基本クロック信号Ｓ１０１では、１周期につき８個のパルスが生成されている。１つのセグメントの時間を３μｓｅｃとした場合、１周期は、３μｓｅｃ×１６＝４８μｓｅｃになる。
【００１５】
同期タイミング回路１０５から出力される同期タイミングパルス信号Ｓ１０２は、同期光を検知するセグメント位置を示す。図１２に示す例の場合、２番目のセグメント位置で、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２がＬｏｗからＨｉへと変化する。これにより、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２に同期する光を、２番目のセグメント位置で検知することが設定される。これとともに、２番目のセグメント位置でＬｏｗからＨｉへと変化する矩形波の発光パルス信号Ｓ１０３が、発光素子駆動回路１０６から発光素子１０７へ出力されるので、発光素子１０７が発光する。
【００１６】
反射物（物体Ｂ）が有る場合、受光素子１０８が反射光Ｌ３を受光する。受光素子１０８が出力する受光パルス信号Ｓ１０４は、アンプ１０９とコンパレータ１１０とを経由する。これにより、２番目のセグメント位置において、増幅パルス信号Ｓ１０５及びコンパレータ出力パルス信号Ｓ１０６が出力される。
【００１７】
信号処理回路１１１では、２番目のセグメント位置において、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２と、コンパレータ出力パルス信号Ｓ１０６との比較が行われる。比較された２つの信号が一致した場合は、１６番目のセグメント位置において、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２に同期する光（同期光）が検知されたと判定される。
【００１８】
また、図１２に示す例の場合、４番目のセグメント位置から１４番目のセグメント位置までの間に、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２に同期しない光（非同期光）の検知が行われる。非同期光が検知されたか否かの判定は、同期光が検知されたか否かの判定と同様に、１６番目のセグメント位置で行われる。
【００１９】
図１１の従来のパルス変調型光検出装置１００の場合、同期光が検知され、非同期光が検知されない場合、物体Ｂが有ると判定される。また、同期光が検知されるとともに、非同期光も検知された場合は、物体Ｂの有無の検知について判定しない（例えば、物体Ｂが無いという判定のまま固定する）。
【００２０】
非同期光の検知では、４番目のセグメント位置から１４番目のセグメント位置までの間に、１回でもパルス信号を検知した場合、非同期光が有ると判定される。非同期光が入力された回数が、１回でも複数回でも、それぞれの非同期光に対して同一の検知が行われる。
【００２１】
さらに、誤動作防止のために、例えば以下に示す判定を行う。即ち、複数の周期で連続して同じ判定が得られた場合、最終的な物体の有無の検知についての判定は、同じ判定が得られた複数の周期における最後の周期で行っている。図１２に示す例の場合、第１周期から第３周期まで同じ判定が得られたので、最後の第３周期において最終的な判定を行っている。
【００２２】
図１１の従来のパルス変調型光検出装置１００と同様に、物体の有無を検出するものとして、特許文献１では、光の投射前に受光素子が光を検知した場合に、光の投射を中断し、受光素子が光を検知しなくなったら光の投射を再開する物体検出装置が開示されている。また、特許文献２では、受光素子にて検知されたパルス光のパルス幅が、発光素子から照射されるパルス幅に一致するか否かをパルス幅検知回路によって判定する物体検出回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】実開平６−１８９８３号公報（１９９４年３月１１日公開）
【特許文献２】特開２００８−２６７８８４号公報（２００８年１１月６日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
図１１の従来のパルス変調型光検出装置１００では、同期光をデジタル信号へ変換することと、非同期光をデジタル信号へ変換することとを、同一のコンパレータ１１０で行っている。このため、増幅パルス信号Ｓ１０５と比較される判定レベルＳｔｈも同一となり、下記で述べる誤動作の要因となりやすい。
【００２５】
上記に記載の通り、図１１の従来のパルス変調型光検出装置１００は、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２と同期した光を検知したとしても、非同期光を検知した場合は、物体Ｂの有無の検知について判定しない（判定結果を固定するか判定そのものを中断する）。このことにより、外乱光による誤動作を防止している。
【００２６】
しかしながら、図１１のパルス変調型光検出装置１００において、被検出対象でない物体からの微小な反射光と外乱光とが共に存在し、これらの光が混在して受光素子１０８へ入力された場合に、誤動作が生じる可能性がある。
【００２７】
上記誤動作の概念を、図１３及び図１４に示す。図１３は、図１１の従来のパルス変調型光検出装置１００を筐体１２０に収めた電子機器１２１の一部を示すブロック図である。図１４は、従来のパルス変調型光検出装置１００を備える電子機器１２１における、正常動作時及び誤動作時の各波形を示す波形図である。
【００２８】
通常、被検出対象である物体が無い場合には、受光素子１０８への光の入射は無い。よって、アンプ１０９は増幅パルス信号Ｓ１０５を出力せず、コンパレータ１１０はコンパレータ出力パルス信号Ｓ１０６を出力しない。
【００２９】
ここで、検出されるべき物体Ｂ以外からの微小な反射光Ｌ３’、例えばパルス変調型光検出装置１００内での反射光（迷光成分も含まれる）や、パルス変調型光検出装置１００が設置される電子機器１２１の筐体１２０等からによる反射光が存在する場合を考える。この場合、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２がＨｉになるタイミングで、判定レベルＳｔｈに達しないような反射光Ｌ３’が、受光素子１０８に入射する。
【００３０】
さらに、外乱光Ｌ３’’、例えばインバータ蛍光灯１２２の光が、受光素子１０８へ入力された場合を考える。この場合、筐体１２０等からによる反射光Ｌ３’に外乱光Ｌ３’’が重畳された重畳光Ｌ３’＋Ｌ３’’が、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２がＨｉになるタイミングで、判定レベルＳｔｈを超える。このため、コンパレータ１１０は、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２がＨｉになるタイミングでコンパレータ出力パルス信号Ｓ１０６’（図１４参照）を生成し、被検出対象が無いにも関わらず、物体有りと誤って判定される誤動作を生じることとなる。
【００３１】
このような誤動作を防止するものとして、以下に示す３つの対策が挙げられる。第１の対策では、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２に同期した外乱光を検知した場合に、同期光を検出するための判定レベル（スレッシュ）を高くする。第２の対策では、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２に同期していない外乱光のレベルを計測し、計測した値に応じて、同期光を検出するための判定レベルを高くする。第３の対策では、同期光を検知している期間においてパルスが複数検知された場合に、外乱光による誤動作であると判定する。
【００３２】
しかしながら、第１の対策及び第２の対策における判定レベルの変更には限界があり、判定レベルを変更させるための回路の追加によって回路規模も大きくなる。また、第１の対策及び第２の対策は、非同期の外乱光に同期した迷光が重畳することで起きる誤動作を防止するものであり、実際には、同期した迷光が無い場合、または極端に小さい場合でも、非同期の外乱光による誤動作が確認されている。このため、光が重畳しない場合の誤動作についても防止する必要がある。
【００３３】
同期した迷光が重畳していない場合の誤動作の概念図を図１５に示す。図１５に示すように、発光素子駆動回路１０６は、定電流回路２０１と、スイッチＳＷ２０２とからなり、同期タイミングパルス信号Ｓ１０２によってスイッチＳＷ２０２がＯＮ／ＯＦＦされる。これにより、発光素子１０７に流れる駆動電流がＯＮ／ＯＦＦされて、発光素子１０７の発光／非発光が行われる。
【００３４】
上記駆動電流として、１００ｍＡ程度の電流が必要であり、スイッチＳＷ２０２のＯＮ／ＯＦＦによる電流Ｉ１００の変動、特に、スイッチＳＷ２０２がＯＮした時に流れる突入電流Ｉ１００’により、アンプ１０９のＧＮＤ側の電位が不安定となる。
【００３５】
ここで、設計者の意図しない寄生抵抗ＲＰＡなどに、突入電流Ｉ１００’が流れることにより、アンプ１０９のＧＮＤ側にノイズ電圧Ｖ１００が発生する。これにより、アンプ１０９のＧＮＤ電位が変化する結果、電流Ｉ１００の変動による信号が、アンプ１０９から出力される。ノイズ電圧Ｖ１００により生成される、電流Ｉ１００の変動による信号と、非同期の外乱光Ｌ３’’による信号とが重畳し、誤動作を引き起こす。
【００３６】
一般的に、ＧＮＤ電位の変動の抑制は、電源とＧＮＤとの間に接続されたバイパスコンデンサによって行うが、実装上／コスト面より難しい場合がある。また、受光素子１０８のために設けられる回路の構成として、アンプ１０９以外に、アンプ１０９と構成が同一であるリファレンス回路を有する方法が用いられる。しかし、アンプ１０９とリファレンス回路とを全く同一の配置にすることは難しく、配置の差によって信号の重畳が起こり、誤動作が引き起こされる場合がある。
【００３７】
従って、発光素子を駆動する電流がＯＮした時の電流変動による、アンプ１０９のＧＮＤ電位の変動を確実に抑制することが、確実な誤動作防止手段となり、判定レベルの変更だけでは不十分である。
【００３８】
また、特許文献１の物体検出装置は、まず、光の投射が無い状態で受光素子が検知を行い、受光素子が光を検知しなくなったら初めて光を投射するものである。よって、複写機などのように、ある程度の輝度を有していて検知されるべきでない光が常に存在する場合、ほとんど動作することができない。
【００３９】
また、特許文献２では、コンパレータ出力からの信号（Ｇ）におけるパルス幅またはパルス数をカウントして、同期信号（Ｉ）のパルス幅またはパルス数と比較することによって、誤動作を防止する方法が提案されている。しかし、発光素子が出力するパルス光と同期していない外乱光による信号と、発光素子がＯＮした時に生じる突入電流によるノイズ信号とが重畳した場合は、誤動作を防止することが出来ない。
【００４０】
以上のように、従来のパルス変調型光検出装置１００は、以下の（ａ）〜（ｃ）の内いずれか１つの現象が起こると、物体Ｂ（被検出対象）が無いにも関わらず、受光素子１０８がパルス光Ｌ２と同期した外光を受光して誤動作が生じる可能性がある。
【００４１】
即ち、（ａ）物体Ｂ以外の物体からの反射光Ｌ３’（パルス変調型光検出装置１００内部の反射光やパルス変調型光検出装置１００の筐体１２０による反射光）による信号と、インバータ蛍光灯光等の外乱光Ｌ３’’による信号とが重畳する場合、（ｂ）発光素子１０７がＯＮした時に生じる突入電流Ｉ１００’によるノイズ信号と、外乱光Ｌ３’’による信号とが重畳する場合、または、（ｃ）パルス変調型光検出装置１００を用いた複写機などにおいて、ある程度の輝度を有していて検知されるべきでない光が常に存在する場合には、物体Ｂが無いにも関わらず、受光素子１０８がパルス光Ｌ２と同期した外光を受光して誤動作が生じる可能性がある。
【００４２】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、被検出対象が無いにも関わらず、物体有りと誤って判定される誤動作が生じないパルス変調型光検出装置及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４３】
パルス変調型光検出装置は、上記課題を解決するために、入力されたクロック信号を変調して、アクティブレベルと非アクティブレベルとからなるパルス信号を生成するパルス信号生成回路と、上記アクティブレベルの期間では電流が流れ、上記非アクティブレベルの期間では電流が流れないように駆動される発光素子であって、上記パルス信号が上記アクティブレベルである期間に同期したパルス光を、所定の空間に発光する発光素子と、上記所定の空間を通過する被検出対象により反射された上記パルス光を受光可能に配置され、受光光に応じた電流信号を生成する受光素子と、電流電圧変換及び増幅を上記電流信号に対して行うことにより、電圧信号を生成するアンプと、上記電圧信号と所定の基準値とを比較して、上記電圧信号が上記基準値より高いことを示す第１比較信号と上記電圧信号が上記基準値以下であることを示す第２比較信号とからなる比較信号を生成するコンパレータと、上記第１比較信号と上記パルス信号とが同期しているとともに、上記パルス信号が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されなければ、上記被検出対象が有ると判定し、一方、上記第２比較信号が生成されるか、上記パルス信号が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されれば、上記被検出対象が無いと判定する判定回路とを備えるパルス変調型光検出装置であって、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを判定し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定したとき、上記パルス信号の生成を停止させる停止信号を上記パルス信号生成回路へ出力する停止回路を備えることを特徴とする。
【００４４】
まず、以下の（ａ）〜（ｃ）の内いずれか１つの現象が起こると、上記被検出対象が無いにも関わらず、上記受光素子が上記パルス光と同期した外光を受光する。即ち、（ａ）被検出対象以外の物体からの反射光（パルス変調型光検出装置内部の反射光やパルス変調型光検出装置の筐体による反射光）による信号と、インバータ蛍光灯光等の外乱光による信号とが重畳する場合、（ｂ）上記発光素子がＯＮした時に生じる突入電流によるノイズ信号と、上記外乱光による信号とが重畳する場合、または、（ｃ）上記パルス変調型光検出装置を用いた複写機などにおいて、ある程度の輝度を有していて検知されるべきでない光が常に存在する場合には、被検出対象が無いにも関わらず、上記受光素子が上記パルス光と同期した上記外光を受光する。また、この場合に、上記パルス光と同期しない外光も受光する。
【００４５】
これにより、被検出対象が無いにも関わらずあたかも被検出対象が有るかのような同期光の検知が行われる一方、以下の（１）及び（２）の現象が起こる。即ち、（１）上記パルス信号と同期していない上記電圧信号が出力されるとともに、（２）上記パルス信号が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成される。
【００４６】
ここで、上記発明によれば、（１）上記パルス信号と同期していない上記電圧信号が出力されると、上記停止回路は、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定して、上記パルス信号の生成を停止させる。
【００４７】
よって、（２）上記パルス信号が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成される場合は、上記発光素子をＯＦＦすることができる。
【００４８】
上記発光素子がＯＦＦされるので、上記判定回路は、上記パルス信号が出力されていないときに上記比較信号が出力されることにより、上記被検出対象が無いと判定する。
【００４９】
従って、被検出対象が無いにも関わらず、物体有りと誤って判定される誤動作が生じないパルス変調型光検出装置を提供することができる。
【００５０】
上記パルス変調型光検出装置では、上記停止回路は、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを複数回判定してもよい。これにより、インバータ光の様な一様な非同期の外乱光を検知することができる。
【００５１】
上記パルス変調型光検出装置では、上記停止回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定すれば、誤動作を引き起こすノイズ光を検知したと判定してもよい。
【００５２】
また、上記パルス変調型光検出装置では、上記停止回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定すれば、上記停止信号を上記パルス信号生成回路へ出力し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記停止信号を上記パルス信号生成回路へ出力せずに通常動作を行ってもよい。
【００５３】
誤動作を引き起こす可能性が大きい外乱光は、例えばインバータ蛍光灯の光などの一様に発生する光であり、頻度の小さい単発パルス光のみの場合は、誤動作の可能性が小さい。
【００５４】
従って、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定した時の、一様に発生する外乱光を、非同期の外乱光（誤動作を引き起こすノイズ光）として扱う。また、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記停止信号を上記パルス信号生成回路へ出力せず通常動作を行う。これにより、誤動作を引き起こす可能性を小さくすることができる。
【００５５】
上記パルス変調型光検出装置では、上記停止回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記クロック信号の周波数をより高くしてもよい。
【００５６】
上記停止回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、本来検知されるべき、インバータ光等の一様な非同期の外乱光が検知できていないと判定する。この原因は、一様な非同期の外乱光の周波数と、外乱光の検知に用いる上記クロック信号の周波数とがずれていることである。
【００５７】
よって、一様ではない単発の外乱光が検知されるか否かを判断する前に、上記クロック信号の周波数をより高くして、外乱光の検知を再度行うことで、より高い精度で外乱光を検知することが可能となり、より高い精度で誤動作を防止することができる。
【００５８】
上記パルス変調型光検出装置では、上記停止回路による判定は周期的に行われ、上記停止回路が、上記パルス信号生成回路へ上記停止信号を出力した後に、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していない状態が解消されたと判定すれば、上記停止信号の出力を停止してもよい。これにより、上記所定の空間を通過する被検出対象を継続して検知することが可能となる。
【００５９】
パルス変調型光検出装置は、上記課題を解決するために、入力されたクロック信号を変調して、アクティブレベルと第１の非アクティブレベルとからなるパルス信号を生成するとともに、上記第１の非アクティブレベルと第２の非アクティブレベルとからなる信号である第１の信号を生成するパルス信号生成回路と、上記パルス信号のレベルに応じた電流と、上記第１の信号のレベルに応じた電流との和の電流が流れ、上記パルス信号が上記アクティブレベルである期間では、上記パルス信号のレベルに応じた電流として第１電流が供給され、上記第１の信号が上記第２の非アクティブレベルである期間では、上記第１の信号のレベルに応じた電流として上記第１電流よりも小さい電流である第２電流が供給されるように駆動される発光素子であって、上記和の電流に応じたパルス光を、所定の空間に発光する発光素子と、上記所定の空間を通過する被検出対象により反射された上記パルス光を受光可能に配置され、受光光に応じた電流信号を生成する受光素子と、電流電圧変換及び増幅を上記電流信号に対して行うことにより、電圧信号を生成するアンプと、上記電圧信号と所定の基準値とを比較して、上記電圧信号が上記基準値より高いことを示す第１比較信号と上記電圧信号が上記基準値以下であることを示す第２比較信号とからなる比較信号を生成するコンパレータと、上記第１比較信号と上記パルス信号とが同期しているとともに、上記パルス信号が上記第１の非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されなければ、上記被検出対象が有ると判定し、一方、上記第２比較信号が生成されるか、上記パルス信号が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されれば、上記被検出対象が無いと判定する判定回路とを備えるパルス変調型光検出装置であって、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを判定し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定した後に、上記パルス信号が上記アクティブレベルになるまでは、上記第２の非アクティブレベルである上記第１の信号を上記パルス信号生成回路に生成させるために、上記第１の信号を上記パルス信号生成回路に生成させるための信号である生成信号を、上記パルス信号生成回路に出力する生成回路を備えることを特徴とする。
【００６０】
上記発明によれば、上記生成回路は、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを判定し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定した後に、上記パルス信号が上記アクティブレベルになるまでは、上記第２の非アクティブレベルである上記第１の信号を上記パルス信号生成回路に生成させるために、上記第１の信号を上記パルス信号生成回路に生成させるための信号である生成信号を、上記パルス信号生成回路に出力する生成回路を備える。
【００６１】
これにより、上記発光素子は、上記パルス信号に応じた上記第１電流が流れる前に、上記第１の信号に応じた上記第２電流が流れる。
【００６２】
上記第２電流は、上記第１電流よりも小さいので、上記発光素子に流れる電流がゼロから上記第１電流に変化する場合よりも、上記発光素子に流れる電流の変動を小さくすることができる。電流の変動を小さくすることで、上記電流が流れる時にＧＮＤに流れる突入電流を低減することができるので、上記突入電流による誤動作（（ｂ）上記発光素子がＯＮした時に生じる突入電流によるノイズ信号と、上記外乱光による信号とが重畳する場合の誤動作）を防止することが出来る。
【００６３】
従って、被検出対象が無いにも関わらず、物体有りと誤って判定される誤動作が生じないパルス変調型光検出装置を提供することができる。
【００６４】
上記パルス変調型光検出装置では、上記生成信号は、直流信号であってもよい。
【００６５】
また、上記パルス変調型光検出装置では、上記生成信号は、パルスからなる信号であってもよい。
【００６６】
これらの構成により、上記発光素子に流れる電流がゼロから上記第１電流に変化する場合よりも、上記発光素子に流れる電流の変動を小さくすることができる。よって、上記突入電流による誤動作防止することが出来、被検出対象が無いにも関わらず、物体有りと誤って判定される誤動作が生じないパルス変調型光検出装置を提供することができる。
【００６７】
上記パルス変調型光検出装置では、上記生成回路は、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを複数回判定してもよい。これにより、インバータ光の様な一様な非同期の外乱光を検知することができる。
【００６８】
上記パルス変調型光検出装置では、上記生成回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定すれば、誤動作を引き起こすノイズ光を検知したと判定してもよい。
【００６９】
また、上記パルス変調型光検出装置では、上記生成回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定すれば、上記生成信号を上記パルス信号生成回路へ出力し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記生成信号を上記パルス信号生成回路へ出力せずに通常動作を行ってもよい。
【００７０】
誤動作を引き起こす可能性が大きい外乱光は、例えばインバータ蛍光灯の光などの一様に発生する光であり、頻度の小さい単発パルス光のみの場合は、誤動作の可能性が小さい。
【００７１】
従って、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定した時の、一様に発生する外乱光を、非同期の外乱光（誤動作を引き起こすノイズ光）として扱う。また、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記生成信号を上記パルス信号生成回路へ出力せず通常動作を行う。これにより、誤動作を引き起こす可能性を小さくすることができる。
【００７２】
上記パルス変調型光検出装置では、上記生成回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記クロック信号の周波数をより高くしてもよい。
【００７３】
上記生成回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、本来検知されるべき、インバータ光等の一様な非同期の外乱光が検知できていないと判定する。この原因は、一様な非同期の外乱光の周波数と、外乱光の検知に用いる上記クロック信号の周波数とがずれていることである。
【００７４】
よって、一様ではない単発の外乱光が検知されるか否かを判断する前に、上記クロック信号の周波数をより高くして、外乱光の検知を再度行うことで、より高い精度で外乱光を検知することが可能となり、より高い精度で誤動作を防止することができる。
【００７５】
上記パルス変調型光検出装置では、上記生成回路による判定は周期的に行われ、上記生成回路が、上記パルス信号生成回路へ上記生成信号を出力した後に、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していない状態が解消されたと判定すれば、上記生成信号の出力を停止してもよい。これにより、上記所定の空間を通過する被検出対象を継続して検知することが可能となる。
【００７６】
本発明の電子機器は、上記いずれかのパルス変調型光検出装置を備えているので、被検出対象が無いにも関わらず、物体有りと誤って判定される誤動作が生じない。
【発明の効果】
【００７７】
本発明のパルス変調型光検出装置は、以上のように、電圧信号とパルス信号とが同期するか否かを判定し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定したとき、上記パルス信号の生成を停止させる停止信号を上記パルス信号生成回路へ出力する停止回路を備えるものである。
【００７８】
また、本発明のパルス変調型光検出装置は、以上のように、電圧信号とパルス信号とが同期するか否かを判定し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定した後に、上記パルス信号がアクティブレベルになるまでは、第２の非アクティブレベルである第１の信号をパルス信号生成回路に生成させるために、上記第１の信号を上記パルス信号生成回路に生成させるための信号である生成信号を、上記パルス信号生成回路に出力する生成回路を備えるものである。
【００７９】
それゆえ、被検出対象が無いにも関わらず、物体有りと誤って判定される誤動作が生じないパルス変調型光検出装置及び電子機器を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施形態に係るパルス変調型光検出装置のブロック図である。
【図２】図１のパルス変調型光検出装置における各パルス信号のタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係る他のパルス変調型光検出装置のブロック図である。
【図４】図３のパルス変調型光検出装置が有する発光素子駆動回路を示す回路図である。
【図５】図３のパルス変調型光検出装置において、定電流源を直流電流源として使用した場合の、各パルス信号のタイミングチャートである。
【図６】図３のパルス変調型光検出装置において、前電流を流すための電流源として定電流源を使用した場合の、各パルス信号のタイミングチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係るさらに別のパルス変調型光検出装置のブロック図である。
【図８】図７のパルス変調型光検出装置における各パルス信号のタイミングチャートである。
【図９】本発明の実施形態に係るさらに別のパルス変調型光検出装置のブロック図である。
【図１０】図９のパルス変調型光検出装置における各パルス信号のタイミングチャートである。
【図１１】従来のパルス変調型光検出装置のブロック図である。
【図１２】図１１のパルス変調型光検出装置におけるパルス信号の一例を示すタイミングチャートである。
【図１３】図１１の従来のパルス変調型光検出装置を筐体に収めた電子機器の一部を示すブロック図である。
【図１４】従来のパルス変調型光検出装置を備える電子機器における、正常動作時及び誤動作時の各波形を示す波形図である。
【図１５】同期した迷光が重畳していない場合の誤動作の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００８１】
本発明の一実施形態について図１〜図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。まず、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置の基本構成について、図１に基づいて説明する。
【００８２】
〔パルス変調型光検出装置５０の基本構成〕
図１は、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５０のブロック図である。パルス変調型光検出装置５０は、定電圧回路１、電源端子２、ＧＮＤ端子３、発振回路４、同期タイミング回路５（パルス信号生成回路）、発光素子駆動回路６、発光素子７、受光素子８、アンプ９、コンパレータ１０、信号処理回路１１（判定回路）、出力回路１２、出力端子１３、電源１５、及び、外乱光検知部２００を備えている。負荷１４は、一端が、電源端子２に接続され、他端が、出力端子１３に接続される。まずは、パルス変調型光検出装置５０の、外乱光検知部２００を除く部分の動作について、以下に説明する。
【００８３】
電源１５のプラス端子は、電源端子２を介して、定電圧回路１の入力端子に接続されている。電源１５のマイナス端子は、ＧＮＤ端子３を介して、定電圧回路１のＧＮＤ端子に接続されている。これにより、定電圧回路１は、電源１５を用いて定電圧Ｖを生成し、パルス変調型光検出装置５０が備える各回路に、定電圧Ｖを供給する。
【００８４】
パルス変調型光検出装置５０では、発振回路４で生成された基本クロック（ＣＬＫ）信号Ｓ１が、同期タイミング回路５にて、アクティブレベルと非アクティブレベルとからなる同期タイミングパルス信号Ｓ２（パルス信号）に変調される。発光素子駆動回路６は、同期タイミング回路５から発光素子駆動回路６に伝送される同期タイミングパルス信号Ｓ２がＨｉであるとき（期間ｓｅｃｔ＿１と称する）に、発光素子７へ、発光パルス信号Ｓ３を出力する。発光素子７は、発光素子駆動回路６から入力された発光パルス信号Ｓ３に基づいて、パルス変調されたパルス光Ｌ２を、所定の位置（所定の空間）へ向かって投射する。
【００８５】
パルス光Ｌ２は、同期タイミングパルス信号Ｓ２が上記アクティブレベルである期間に投射され、同期タイミングパルス信号Ｓ２が上記非アクティブレベルである期間には投射されない。
【００８６】
パルス変調型光検出装置５０が、発光素子７及び受光素子８から＋Ｘ方向に距離ａ離れた上記所定の位置を、＋Ｙ方向に通過する物体Ｂの有無を検出する場合を考える。パルス光Ｌ２は、発光素子７から上記所定の位置へ投射される。
【００８７】
まず、物体Ｂが、上記所定の位置を通過する前は、パルス光Ｌ２が物体Ｂにより反射していないので、パルス光Ｌ２の反射光は、受光素子８には入射していない。
【００８８】
次に、物体Ｂが上記所定の位置を通過して、パルス光Ｌ２を横切る時、パルス光Ｌ２は物体Ｂにより反射される。受光素子８は、パルス光Ｌ２の反射光Ｌ３を受光可能に配置されており、反射光Ｌ３は受光素子８に入射する。受光素子８は、受光光に応じた電流信号を生成する。
【００８９】
このように、物体Ｂからの反射光Ｌ３を受光しているか否かにより、上記所定の位置を通過する物体Ｂの有無を検出するパルス変調型光検出装置５０は、反射型パルス変調型光検出装置と称される。
【００９０】
従って、周囲に外乱光等がなければ、受光素子８に入射する反射光Ｌ３は、パルス光Ｌ２を横切る物体Ｂの有無により、その有無が切り替わることになる。そして、受光素子８へ入射された反射光Ｌ３を、受光素子８により光電変換して、電流信号である受光パルス信号Ｓ４を得る。
【００９１】
受光パルス信号Ｓ４は、アンプ９で、電流電圧変換及び増幅を行われて、電圧信号である増幅パルス信号Ｓ５（電圧信号）となる。コンパレータ１０の一方の入力端子（例えばプラス端子）に入力される増幅パルス信号Ｓ５は、コンパレータ１０の他方の入力端子（例えばマイナス端子）に入力される判定レベルＳｔｈ（所定の基準値）と比較され、波形を整形され、コンパレータ出力パルス信号Ｓ６（比較信号）として出力される。
【００９２】
即ち、コンパレータ１０は、受光パルス信号Ｓ４を増幅して生成された増幅パルス信号Ｓ５が、予め設定された判定レベルＳｔｈを超えたタイミングで、コンパレータ出力パルス信号Ｓ６を出力する。
【００９３】
コンパレータ出力パルス信号Ｓ６は、信号処理回路１１において同期タイミングパルス信号Ｓ２と比較される。これにより、受光素子８に入射する反射光Ｌ３が、発光素子７から上記所定の位置へ投射されるパルス光Ｌ２と同期した光であることを確認された上で、コンパレータ出力パルス信号Ｓ６に信号処理が施される。信号処理後のコンパレータ出力パルス信号Ｓ６は、信号処理回路出力信号Ｓ７として、出力回路１２へ出力される。信号処理回路出力信号Ｓ７のレベルは、上記所定の位置を通過する物体Ｂの有無に応じて、ＨｉまたはＬｏｗとなる。例えば、信号処理回路出力信号Ｓ７は、物体Ｂが上記所定の位置を通過する場合にＨｉになり、物体Ｂが上記所定の位置を通過しない場合にＬｏｗになる。
【００９４】
アンプ９は、電流電圧変換及び増幅を受光パルス信号Ｓ４に対して行うことにより、増幅パルス信号Ｓ５を生成する。
【００９５】
コンパレータ１０は、増幅パルス信号Ｓ５が判定レベルＳｔｈより高いことを示す第１比較信号と増幅パルス信号Ｓ５が判定レベルＳｔｈ以下であることを示す第２比較信号とからなるコンパレータ出力パルス信号Ｓ６を生成する。
【００９６】
信号処理回路１１は、上記第１比較信号と、同期タイミングパルス信号Ｓ２とが同期しているとともに、同期タイミングパルス信号Ｓ２が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されなければ、物体Ｂが有ると判定し、一方、上記第２比較信号が生成されるか、同期タイミングパルス信号Ｓ２が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されれば、物体Ｂが無いと判定する。
【００９７】
〔パルス信号のタイミングチャート〕
図２は、図１のパルス変調型光検出装置５０における各パルス信号のタイミングチャートである。発振回路４から出力される基本クロック信号Ｓ１（矩形波パルス信号）は、１６個のセグメントに分割された１周期の間で、ＨｉとＬｏｗとが規則的に切り替わる。切り替わる回数は、１周期につき１６回であり、基本クロック信号Ｓ１では、１周期につき８個のパルスが生成されている。１つのセグメントの時間を３μｓｅｃとした場合、１周期は、３μｓｅｃ×１６＝４８μｓｅｃになる。
【００９８】
同期タイミング回路５から出力される同期タイミングパルス信号Ｓ２は、同期光を検知するセグメント位置を示す。図２に示す例の場合、２番目のセグメント位置で、同期タイミングパルス信号Ｓ２がＬｏｗからＨｉへと変化する。これにより、同期タイミングパルス信号Ｓ２に同期する光を、２番目のセグメント位置で検知することが設定される。これとともに、２番目のセグメント位置でＬｏｗからＨｉへと変化する矩形波の発光パルス信号Ｓ３が、発光素子駆動回路６から発光素子７へ出力されるので、発光素子７が発光する。
【００９９】
反射物（物体Ｂ）が有る場合、受光素子８が反射光Ｌ３を受光する。受光素子８が出力する受光パルス信号Ｓ４は、アンプ９とコンパレータ１０とを経由する。これにより、２番目のセグメント位置において、増幅パルス信号Ｓ５及びコンパレータ出力パルス信号Ｓ６が出力される。
【０１００】
信号処理回路１１では、２番目のセグメント位置において、同期タイミングパルス信号Ｓ２と、コンパレータ出力パルス信号Ｓ６との比較が行われる。比較された２つの信号が一致した場合は、１６番目のセグメント位置において、同期タイミングパルス信号Ｓ２に同期する光（同期光）が検知されたと判定される。
【０１０１】
また、図２に示す例の場合、４番目のセグメント位置から１４番目のセグメント位置までの間に、同期タイミングパルス信号Ｓ２に同期しない光（非同期光）の検知が行われる。非同期光が検知されたか否かの判定は、同期光が検知されたか否かの判定と同様に、１６番目のセグメント位置で行われる。
【０１０２】
図１のパルス変調型光検出装置５０の場合、同期光が検知され、非同期光が検知されない場合、物体Ｂが有ると判定される。また、同期光が検知されるとともに、非同期光も検知された場合は、後述する外乱光検知部２００によりパルス光の投射を停止する。
【０１０３】
非同期光の検知では、４番目のセグメント位置から１４番目のセグメント位置までの間に、１回でもパルス信号を検知した場合、非同期光が有ると判定される。非同期光が入力された回数が、１回でも複数回でも、それぞれの非同期光に対して同一の検知が行われる。
【０１０４】
さらに、誤動作防止のために、例えば以下に示す判定を行う。即ち、複数の周期で連続して同じ判定が得られた場合、最終的な物体の有無の検知についての判定は、同じ判定が得られた複数の周期における最後の周期で行っている。図２に示す例の場合、第１周期から第３周期まで同じ判定が得られたので、最後の第３周期において最終的な判定を行っている。
【０１０５】
〔外乱光検知部２００〕
本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５０では、図１１のパルス変調型光検出装置１００と比較すると、外乱光検知部２００（停止回路）が追加されている。外乱光検知部２００の動作を、以下に説明する。
【０１０６】
増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが入力される外乱光検知部２００は、同期タイミングパルス信号Ｓ２がＬｏｗであるとき（期間ｓｅｃｔ＿２と称する）における増幅パルス信号Ｓ５を検知する。期間ｓｅｃｔ＿２において増幅パルス信号Ｓ５を検知すると、通常時はＬｏｗレベルであり、同期タイミング回路５へ出力される停止信号Ｓ５０１に、Ｈｉレベルのパルスを生じさせる。
【０１０７】
同期タイミング回路５は、Ｈｉレベルのパルス信号である停止信号Ｓ５０１が、外乱光検知部２００から入力されると、同期タイミングパルス信号Ｓ２をＯＦＦする（例えばＬｏｗレベルに固定する）。これにより、同期タイミングパルス信号Ｓ２にパルス信号（後述する同期信号Ｐ１）が含まれなくなる。
【０１０８】
本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５０では、外乱光などの非同期光（同期タイミングパルス信号Ｓ２と同期していない光）が検知されるまでは、Ｈｉレベルのパルス信号である同期信号Ｐ１が、１周期につき１回出力される。同期信号Ｐ１は、増幅パルス信号Ｓ５に含まれる信号である。
【０１０９】
ここで、第１周期において、非同期光により生じ、かつ、増幅パルス信号Ｓ５の中に含まれる非同期信号Ｎ１を検知した場合を考える。この場合、外乱光検知部２００から同期タイミング回路５へ出力される停止信号Ｓ５０１に、Ｈｉレベルのパルスが生じる。同期タイミング回路５は、Ｈｉレベルのパルス信号である停止信号Ｓ５０１が入力されると、同期タイミングパルス信号Ｓ２をＯＦＦし、第２周期以降の同期タイミングパルス信号Ｓ２には、同期信号Ｐ１が含まれなくなる。
【０１１０】
同期タイミングパルス信号Ｓ２がＯＦＦされることにより、発光素子駆動回路６は、発光素子７を駆動する電流信号である発光パルス信号Ｓ３をＯＦＦする。これにより、発光素子７はＯＦＦし、発光、即ちパルス光Ｌ２の投射を停止する。
【０１１１】
ここで、非同期光の検知する方式として、非同期光信号を積分して得る方式、及び、非同期光のピークを検知する方式を採用しても問題はない。但し、同期光のピークを検知する方法を採用する場合は、同期光よりも非同期光を低い光量レベルで検知するため、コンパレータのスレッシュを低めに設定するのが望ましい。
【０１１２】
図１のパルス変調型光検出装置５０について総括すると、以下の通りである。まず、以下の（ａ）〜（ｃ）の内いずれか１つの現象が起こると、物体Ｂが無いにも関わらず、受光素子８がパルス光Ｌ２と同期した外光を受光する。即ち、（ａ）物体Ｂ以外の物体からの反射光（パルス変調型光検出装置５０内部の反射光やパルス変調型光検出装置５０の筐体による反射光）による信号と、インバータ蛍光灯光等の外乱光による信号とが重畳する場合、（ｂ）発光素子７がＯＮした時に生じる突入電流によるノイズ信号と、上記外乱光による信号とが重畳する場合、または、（ｃ）パルス変調型光検出装置５０を用いた複写機などにおいて、ある程度の輝度を有していて検知されるべきでない光が常に存在する場合には、被検出対象が無いにも関わらず、受光素子８がパルス光Ｌ２と同期した上記外光を受光する。また、この場合に、パルス光Ｌ２と同期しない外光も受光する。
【０１１３】
これにより、物体Ｂが無いにも関わらずあたかも被検出対象が有るかのような同期光の検知が行われる一方、以下の（１）及び（２）の現象が起こる。即ち、（１）同期タイミングパルス信号Ｓ２と同期していない増幅パルス信号Ｓ５が出力されるとともに、（２）同期タイミングパルス信号Ｓ２が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成される。
【０１１４】
ここで、上記構成によれば、（１）同期タイミングパルス信号Ｓ２と同期していない増幅パルス信号Ｓ５が出力されると、外乱光検知部２００は、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが同期していないと判定して、同期タイミングパルス信号Ｓ２の生成を停止させる（例えばＬｏｗに固定する）。具体的には、外乱光検知部２００から同期タイミング回路５へ停止信号Ｓ５０１を出力することにより、同期タイミングパルス信号Ｓ２の生成を停止させる。
【０１１５】
よって、（２）同期タイミングパルス信号Ｓ２が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成される場合は、発光素子７をＯＦＦすることができる。
【０１１６】
発光素子７がＯＦＦされるので、信号処理回路１１は、同期タイミングパルス信号Ｓ２が出力されていないときにコンパレータ出力パルス信号Ｓ６が出力されることにより、物体Ｂが無いと判定する。
【０１１７】
従って、物体Ｂが無いにも関わらず、物体Ｂが有ると誤って判定される誤動作が生じないパルス変調型光検出装置５０を提供することができる。
【０１１８】
図１のパルス変調型光検出装置５０は、非同期光を検知した場合、発光素子７をＯＦＦすることにより同期光をＯＦＦして誤動作を防止するものであるが、発光素子７に流れる電流を完全にＯＦＦする。このため、発光素子７がＯＮする時に遅延が生じて、早い反応が難しくなる可能性がある。この問題点を解決するのが、以下に示すパルス変調型光検出装置５１である。
【０１１９】
〔パルス変調型光検出装置５１〕
図３は、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５１のブロック図である。パルス変調型光検出装置５１は、図１のパルス変調型光検出装置５０と同様に外乱光検知部２０１（生成回路）を有している。また、図３のパルス変調型光検出装置５１は、アンプ９の出力に結合容量Ｃ１が設けられている。結合容量Ｃ１が設けられていることにより、コンパレータ１０及び外乱光検知部２０１に出力される増幅パルス信号Ｓ５には、交流成分のみが含まれることとなる。
【０１２０】
結合容量Ｃ１から出力される増幅パルス信号Ｓ５と、同期タイミング回路７０５（パルス信号生成回路）から出力される同期タイミングパルス信号Ｓ７０２とが入力される外乱光検知部２０１は、同期タイミングパルス信号Ｓ７０２がＬｏｗである期間ｓｅｃｔ＿２における増幅パルス信号Ｓ５を検知する。期間ｓｅｃｔ＿２において増幅パルス信号Ｓ５を検知すると、通常時はＬｏｗレベルであり、同期タイミング回路７０５へ出力される生成信号Ｓ７０１に、Ｈｉレベルのパルスを生じさせる。
【０１２１】
同期タイミング回路７０５は、Ｈｉレベルのパルス信号である生成信号Ｓ７０１が、外乱光検知部２０１から入力されると、同期タイミングパルス信号Ｓ７０２に加えて、前段信号Ｓ７０３（第１の信号）を、発光素子駆動回路７０６に出力する。
【０１２２】
図４は、図３のパルス変調型光検出装置５１が有する発光素子駆動回路７０６を示す回路図である。図４の発光素子駆動回路７０６は、発光素子７を駆動するための、電流Ｉ１（第１電流）及び電流Ｉ２（第２電流）を、発光素子７に流すものであり、定電流源７０１（第１電流源）と、スイッチＳＷ７０１と、定電流源７０２と、スイッチＳＷ７０２とを備えている。発光素子７は、同期タイミングパルス信号Ｓ７０２のレベルに応じた電流と、前段信号Ｓ７０３のレベルに応じた電流との和の電流が流れる。
【０１２３】
図４において、発光素子駆動回路７０６の電源電圧入力端子と、発光素子７の電源電圧入力端子とは、定電圧Ｖが入力される。スイッチＳＷ７０１の制御入力には、同期タイミングパルス信号Ｓ７０２が入力される。スイッチＳＷ７０２の制御入力には、前段信号Ｓ７０３が入力される。前段信号Ｓ７０３は、外乱光検知部２０１が、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ７０２とが同期していないと判定した後に、同期タイミングパルス信号Ｓ７０２が上記アクティブレベルになるまでは、電流Ｉ２を発光素子７に流すための信号である。
【０１２４】
定電流源７０１の入力と、定電流源７０２の入力とは、発光素子７の入力に接続されている。発光素子７の入力には、発光素子７を駆動する電流信号である発光パルス信号Ｓ７０７が入力される。
【０１２５】
定電流源７０１の出力は、スイッチＳＷ７０１の一端に接続されている。定電流源７０２の出力は、スイッチＳＷ７０２の一端に接続されている。
【０１２６】
そして、スイッチＳＷ７０１の他端、スイッチＳＷ７０２の他端、及び、発光素子７の他端は、電気的に接地されている。
【０１２７】
スイッチＳＷ７０１は、同期タイミングパルス信号Ｓ７０２によりＯＮ／ＯＦＦを制御され、スイッチＳＷ７０２は、前段信号Ｓ７０３によりＯＮ／ＯＦＦを制御される。
【０１２８】
定電流源７０１の電流Ｉ１は、同期タイミングパルス信号Ｓ７０２に同期したパルス光Ｌ２を投射するための電流である。定電流源７０２の電流Ｉ２は、定電流源７０１の電流Ｉ１を発光素子７に流す前に発光素子７に流れる電流（前電流と称する）として使用される。定電流源７０２の電流Ｉ２は、定電流源７０１の電流Ｉ１よりも小さいとともに、定電流源７０２の電流Ｉ２が発光素子７に流れても、発光素子７からパルス光Ｌ２は投射されない。
【０１２９】
定電流源７０２は、直流電流源として使用することが可能であり、上記前電流を流すための電流源として使用することも可能である。いずれの場合も、前段信号Ｓ７０３によりスイッチＳＷ７０２がＯＮ／ＯＦＦを制御される点は同じである。
【０１３０】
図５は、図３のパルス変調型光検出装置５１において、定電流源７０２を直流電流源として使用した場合の、各パルス信号のタイミングチャートである。本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５１では、外乱光などの非同期光（同期タイミングパルス信号Ｓ７０２と同期していない光）が検知されるまでは、Ｈｉレベルのパルス信号である同期信号Ｐ１が、１周期につき１回出力される。同期信号Ｐ１は、増幅パルス信号Ｓ５に含まれる信号である。同期信号Ｐ１が出力される時は、発光素子７に電流Ｉ１が流れている。
【０１３１】
ここで、第１周期において、非同期光により生じ、かつ、増幅パルス信号Ｓ５の中に含まれる非同期信号Ｎ１を検知した場合を考える。この場合、直流信号である生成信号Ｓ７０１により、同期タイミング回路７０５は、第２周期から、直流の前段信号Ｓ７０３を出力する。これによりスイッチＳＷ７０２がＯＮされ、定電流源７０２は、発光素子７に直流の電流Ｉ２を流す。
【０１３２】
パルス光Ｌ２を投射するために必要な電流Ｉ１を発光素子７に流す前に、電流Ｉ１よりも小さい直流の電流Ｉ２を発光素子７に流す。これにより、発光素子７に流れる電流がゼロからＩ１に変化する場合よりも、発光素子７に流れる電流の変動を小さくすることができる。電流の変動を小さくすることで、電流Ｉ１が流れる時にＧＮＤに流れる突入電流を低減することができるので、上記突入電流による誤動作を防止することができる。
【０１３３】
図６は、図３のパルス変調型光検出装置５１において、前電流を流すための電流源として定電流源７０２を使用した場合の、各パルス信号のタイミングチャートである。本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５１では、外乱光などの非同期光（同期タイミングパルス信号Ｓ７０２と同期していない光）が検知されるまでは、Ｈｉレベルのパルス信号である同期信号Ｐ１が、１周期につき１回出力される。同期信号Ｐ１は、増幅パルス信号Ｓ５に含まれる信号である。同期信号Ｐ１が出力される時は、発光素子７に電流Ｉ１が流れている。
【０１３４】
ここで、第１周期において、非同期光により生じ、かつ、増幅パルス信号Ｓ５の中に含まれる非同期信号Ｎ１を検知した場合を考える。この場合、生成信号Ｓ７０１により、同期タイミング回路７０５は、第２周期から、第１セグメント位置においてＨｉレベルである、パルス状の前段信号Ｓ７０３（パルスからなる信号）を出力する。これにより、第１セグメント位置において、パルス状の電流Ｉ２が流れる（この電流Ｉ２が前電流である）。
【０１３５】
パルス光Ｌ２を投射するために必要な電流Ｉ１を発光素子７に流す前に、電流Ｉ１よりも小さいパルス状の電流Ｉ２を発光素子７に流す。これにより、発光素子７に流れる電流がゼロからＩ１に変化する場合よりも、発光素子７に流れる電流の変動を小さくすることができる。電流の変動を小さくすることで、電流Ｉ１が流れる時にＧＮＤに流れる突入電流を低減することができるので、上記突入電流による誤動作を防止することができる。
【０１３６】
図３のパルス変調型光検出装置５１について総括すると、以下の通りである。上記構成によれば、外乱光検知部２０１は、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ７０２とが同期するか否かを判定し、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ７０２とが同期していないと判定した後に、同期タイミングパルス信号Ｓ７０２が上記アクティブレベルになるまでは、上記第２の非アクティブレベルである前段信号Ｓ７０３を同期タイミング回路７０５に生成させるために、前段信号Ｓ７０３を同期タイミング回路７０５に生成させるための信号である生成信号Ｓ７０１を、同期タイミング回路７０５に出力する。
【０１３７】
これにより、発光素子７は、同期タイミングパルス信号Ｓ７０２に応じた電流Ｉ１が流れる前に、前段信号Ｓ７０３に応じた電流Ｉ２が流れる。
【０１３８】
電流Ｉ２は、電流Ｉ１よりも小さいので、発光素子７に流れる電流がゼロから電流Ｉ１に変化する場合よりも、発光素子７に流れる電流の変動を小さくすることができる。電流の変動を小さくすることで、上記電流が流れる時にＧＮＤに流れる突入電流を低減することができるので、上記突入電流による誤動作（（ｂ）発光素子７がＯＮした時に生じる突入電流によるノイズ信号と、外乱光Ｌ３’’による信号とが重畳する場合の誤動作）を防止することができる。
【０１３９】
従って、物体Ｂが無いにも関わらず、物体Ｂが有ると誤って判定される誤動作が生じないパルス変調型光検出装置５１を提供することができる。
【０１４０】
次に非同期光の検知方法であるが、誤動作を引き起こす可能性が大きい外乱光は、例えば図１３に示したようなインバータ蛍光灯の光などの一様に発生する光であり、頻度の小さい単発パルス光のみの場合は、誤動作の可能性が小さい。従って、一様に発生する外乱光を非同期の外乱光（誤動作を引き起こすノイズ光）として扱うだけで、誤動作を引き起こす可能性を小さくすることができる。
【０１４１】
上記非同期の外乱光を検出する方法として、非同期光により生成された信号を積分する方法が挙げられる。生成された信号を積分することで、一様な外乱光と頻度の小さいパルス光とを切り分けることが可能である。但し、積分回路が必要になることや、判定する積分値の設定が難しいことを考慮する必要がある。
【０１４２】
以下に示す、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５２，５３では、インバータ光などの一様に発生する外乱光と、頻度の小さい単発的な外乱光とを区別することができる。それぞれのパルス変調型光検出装置について説明する。
【０１４３】
〔パルス変調型光検出装置５２〕
図７は、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５２のブロック図である。図７のパルス変調型光検出装置５２は、図１のパルス変調型光検出装置５０にレジスタ８００を追加したものである。レジスタ８００は、外乱光検知部２００の内部に設けられている。
【０１４４】
図８は、図７のパルス変調型光検出装置５２における各パルス信号のタイミングチャートである。図８のＳ１は発振回路４のパルス信号であり、Ｓ２は同期タイミング回路５から出力される同期タイミングパルス信号である。また、発光パルス信号Ｓ３により発光素子７が駆動されるとともに、受光素子８により受信した信号がアンプ９により増幅され、増幅パルス信号Ｓ５としてコンパレータ１０に出力される。そして、コンパレータ１０よりコンパレータ出力パルス信号Ｓ６が信号処理回路１１に出力され、信号処理回路１１において、同期タイミングパルス信号Ｓ２とコンパレータ出力パルス信号Ｓ６とが比較される。
【０１４５】
図７のパルス変調型光検出装置５２の信号処理回路１１が有する非同期光検知部は、１周期中に、非同期光の検知（即ち、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが同期するか否かの判定）を複数回（Ｍ回）行う。レジスタ８００は、非同期光の検知回数Ｍが格納される。検知回数Ｍは、信号処理回路１１からレジスタ８００に出力される。
【０１４６】
パルス変調型光検出装置５２における非同期光の検知について、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが入力される外乱光検知部２００は、同期タイミングパルス信号Ｓ２がＬｏｗである期間ｓｅｃｔ＿２における増幅パルス信号Ｓ５（即ち非同期光）をＭ回検知する。期間ｓｅｃｔ＿２において増幅パルス信号Ｓ５（即ち非同期光）を所定の回数以上検知すると、一様な非同期の外乱光を検知したと判定する（即ち、誤動作を引き起こすノイズ光を検知したと判定する）。
【０１４７】
外乱光検知部２００は、一様な非同期の外乱光の検知結果に応じた停止信号Ｓ５０１を、同期タイミング回路５に出力する。同期タイミング回路５は、停止信号Ｓ５０１が非同期光を所定の回数以上検知したことを示していれば、同期タイミングパルス信号Ｓ２を停止する。これに対して、停止信号Ｓ５０１が、非同期光の検知回数が所定の回数未満であることを示していれば、誤動作の可能性が低い。従って、同期タイミング回路５は、通常の検知状態を維持する。
【０１４８】
図７のパルス変調型光検出装置５２について総括する。上述したように、誤動作を引き起こす可能性が大きい外乱光は、例えばインバータ蛍光灯の光などの一様に発生する光であり、頻度の小さい単発パルス光のみの場合は、誤動作の可能性が小さい。
【０１４９】
従って、図７のパルス変調型光検出装置５２では、上記複数回の判定において、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが同期していないことを所定の回数以上判定した時の、一様に発生する外乱光を、非同期の外乱光（誤動作を引き起こすノイズ光）として扱う。また、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、同期タイミングパルス信号Ｓ２の生成を停止させる停止信号Ｓ５０１を、同期タイミング回路５へ出力せず通常動作を行う。これにより、誤動作を引き起こす可能性を小さくすることができる。
【０１５０】
なお、インバータ光の様な一様な非同期の外乱光を検知しようとする場合、外乱光検知部２００において、期間ｓｅｃｔ＿２において増幅パルス信号Ｓ５（即ち非同期光）をＭ回検知した時に、誤動作を引き起こすノイズ光を検知したと判定することが望ましい。
【０１５１】
また、図７のパルス変調型光検出装置５２では、図１のパルス変調型光検出装置５０の外乱光検知部２００にレジスタ８００を含めたが、図３のパルス変調型光検出装置５１の外乱光検知部２０１にレジスタ８００を含めてもよい。これにより、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ７０２とが同期するか否かの判定を複数回（Ｍ回）行うことができるので、インバータ光の様な一様な非同期の外乱光を検知することができる。
【０１５２】
〔パルス変調型光検出装置５３〕
図９は、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５３のブロック図である。図１０は、図９のパルス変調型光検出装置５３における各パルス信号のタイミングチャートである。図９のパルス変調型光検出装置５３では、外乱光などの非同期光が検知されるまでは、図１のパルス変調型光検出装置５０と同様に、同期タイミングパルス信号Ｓ２により、同期光が１周期につき１回発光される。
【０１５３】
ここで、図１０に示すように、第１周期の間に非同期信号Ｎ１が入力された回数が、所定の回数以下であった場合を考える。この場合、外乱光検知部２００は、本来検知されるべき、インバータ光等の一様な非同期の外乱光が検知できていないと判定するとともに、発振回路４へ周波数変更信号Ｓ９０１を出力する。発振回路４は、周波数変更信号Ｓ９０１に基づいて、基本クロック信号Ｓ１の周波数を変更する。図１４では、基本クロック信号Ｓ１の周波数が第３周期から変更されたことに伴い、第１周器及び第２周期の４８μｓｅｃに対して、第３周期が３６μｓｅｃに変更されている。
【０１５４】
このように、１周期中において所定回数検知されるべき、一様な非同期の外乱光が、所定回数検知されなかった場合は、一様な非同期の外乱光の周波数と、外乱光の検知に用いる基本クロック信号Ｓ１の周波数とがずれている。
【０１５５】
よって、一様ではない単発の外乱光が検知されるか否かを判断する前に、基本クロック信号Ｓ１の周波数（検知周波数）をより高くして、外乱光の検知を再度行うことで、より高い精度で外乱光を検知することが可能となり、より高い精度で誤動作を防止することができる。
【０１５６】
〔物体Ｂの検知の継続〕
本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５０，５２，５３では、外乱光検知部２００による判定は周期的に行われ、同期タイミング回路５へ停止信号Ｓ５０１を出力して同期タイミングパルス信号Ｓ２を停止した後に、非同期光が検知されない状態になれば（即ち、外乱光検知部２００が、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが同期していない状態が解消されたと判定すれば）、停止信号Ｓ５０１の出力を停止して、同期タイミングパルス信号Ｓ２の出力を再開すればよい。同様に、本実施形態に係るパルス変調型光検出装置５１では、外乱光検知部２０１による判定は周期的に行われ、同期タイミング回路５へ生成信号Ｓ７０１を出力した後に、非同期光が検知されない状態になれば（即ち、外乱光検知部２０１が、増幅パルス信号Ｓ５と同期タイミングパルス信号Ｓ２とが同期していない状態が解消されたと判定すれば）、生成信号Ｓ７０１の出力を停止すればよい。これにより、継続して物体Ｂを検知することが可能となる。
【０１５７】
〔電子機器〕
本発明の電子機器は、パルス変調型光検出装置５０〜５３のいずれか１つを備えているので、物体Ｂが無いにも関わらず、物体Ｂが有ると誤って判定される誤動作が生じない。
【０１５８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本発明のパルス変調型光検出装置は、発光素子がＯＮすることで生じる突入電流（変異電流）による誤動作を防止することができるので、複写機及びプリンタ等のＦＡ及びＯＡ機器、並びにゲーム機といったアミューズメント機器等の電子機器に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１６０】
５０〜５３ パルス変調型光検出装置
１ 定電圧回路
２ 電源端子
３ ＧＮＤ端子
４ 発振回路
５，７０５ 同期タイミング回路（パルス信号生成回路）
６ 発光素子駆動回路
７ 発光素子
８ 受光素子
９ アンプ
１０ コンパレータ
１１ 信号処理回路（判定回路）
１２ 出力回路
１３ 出力端子
１４ 負荷
１５ 電源
２００ 外乱光検知部（停止回路）
２０１ 外乱光検知部（生成回路）
７０１ 定電流源
７０２ 定電流源
７０６ 発光素子駆動回路
８００ レジスタ
Ｂ 物体
Ｃ１ 結合容量
Ｉ１ 電流（第１電流）
Ｉ２ 電流（第２電流）
Ｌ２ パルス光
Ｌ３ 反射光
Ｍ 検知回数
Ｎ１ 非同期信号
Ｐ１ 同期信号
Ｓ１ 基本クロック信号
Ｓ２，Ｓ７０２ 同期タイミングパルス信号（パルス信号）
Ｓ３ 発光パルス信号
Ｓ４ 受光パルス信号
Ｓ５ 増幅パルス信号（電圧信号）
Ｓ６ コンパレータ出力パルス信号（比較信号）
Ｓ７ 信号処理回路出力信号
Ｓ５０１ 停止信号
Ｓ７０１ 生成信号
Ｓ７０３ 前段信号（第１の信号）
Ｓ７０７ 発光パルス信号
Ｓ９０１ 周波数変更信号
ＳＷ７０１ スイッチ
ＳＷ７０２ スイッチ
Ｓｔｈ 判定レベル（所定の基準値）
Ｖ 定電圧
ｓｅｃｔ＿１ 期間
ｓｅｃｔ＿２ 期間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたクロック信号を変調して、アクティブレベルと非アクティブレベルとからなるパルス信号を生成するパルス信号生成回路と、
上記アクティブレベルの期間では電流が流れ、上記非アクティブレベルの期間では電流が流れないように駆動される発光素子であって、上記パルス信号が上記アクティブレベルである期間に同期したパルス光を、所定の空間に発光する発光素子と、
上記所定の空間を通過する被検出対象により反射された上記パルス光を受光可能に配置され、受光光に応じた電流信号を生成する受光素子と、
電流電圧変換及び増幅を上記電流信号に対して行うことにより、電圧信号を生成するアンプと、
上記電圧信号と所定の基準値とを比較して、上記電圧信号が上記基準値より高いことを示す第１比較信号と上記電圧信号が上記基準値以下であることを示す第２比較信号とからなる比較信号を生成するコンパレータと、
上記第１比較信号と上記パルス信号とが同期しているとともに、上記パルス信号が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されなければ、上記被検出対象が有ると判定し、一方、上記第２比較信号が生成されるか、上記パルス信号が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されれば、上記被検出対象が無いと判定する判定回路とを備えるパルス変調型光検出装置であって、
上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを判定し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定したとき、上記パルス信号の生成を停止させる停止信号を上記パルス信号生成回路へ出力する停止回路を備えることを特徴とするパルス変調型光検出装置。
【請求項２】
上記停止回路は、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを複数回判定することを特徴とする請求項１に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項３】
上記停止回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定すれば、誤動作を引き起こすノイズ光を検知したと判定することを特徴とする請求項２に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項４】
上記停止回路は、上記複数回の判定において、
上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定すれば、上記停止信号を上記パルス信号生成回路へ出力し、
上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記停止信号を上記パルス信号生成回路へ出力せずに通常動作を行うことを特徴とする請求項２または３に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項５】
上記停止回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記クロック信号の周波数をより高くすることを特徴とする請求項３または４に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項６】
上記停止回路による判定は周期的に行われ、上記停止回路が、上記パルス信号生成回路へ上記停止信号を出力した後に、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していない状態が解消されたと判定すれば、上記停止信号の出力を停止することを特徴とする請求項１に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項７】
入力されたクロック信号を変調して、アクティブレベルと第１の非アクティブレベルとからなるパルス信号を生成するとともに、上記第１の非アクティブレベルと第２の非アクティブレベルとからなる信号である第１の信号を生成するパルス信号生成回路と、
上記パルス信号のレベルに応じた電流と、上記第１の信号のレベルに応じた電流との和の電流が流れ、上記パルス信号が上記アクティブレベルである期間では、上記パルス信号のレベルに応じた電流として第１電流が供給され、上記第１の信号が上記第２の非アクティブレベルである期間では、上記第１の信号のレベルに応じた電流として上記第１電流よりも小さい電流である第２電流が供給されるように駆動される発光素子であって、上記和の電流に応じたパルス光を、所定の空間に発光する発光素子と、
上記所定の空間を通過する被検出対象により反射された上記パルス光を受光可能に配置され、受光光に応じた電流信号を生成する受光素子と、
電流電圧変換及び増幅を上記電流信号に対して行うことにより、電圧信号を生成するアンプと、
上記電圧信号と所定の基準値とを比較して、上記電圧信号が上記基準値より高いことを示す第１比較信号と上記電圧信号が上記基準値以下であることを示す第２比較信号とからなる比較信号を生成するコンパレータと、
上記第１比較信号と上記パルス信号とが同期しているとともに、上記パルス信号が上記第１の非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されなければ、上記被検出対象が有ると判定し、一方、上記第２比較信号が生成されるか、上記パルス信号が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されれば、上記被検出対象が無いと判定する判定回路とを備えるパルス変調型光検出装置であって、
上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを判定し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定した後に、上記パルス信号が上記アクティブレベルになるまでは、上記第２の非アクティブレベルである上記第１の信号を上記パルス信号生成回路に生成させるために、上記第１の信号を上記パルス信号生成回路に生成させるための信号である生成信号を、上記パルス信号生成回路に出力する生成回路を備えることを特徴とするパルス変調型光検出装置。
【請求項８】
上記生成信号は、直流信号であることを特徴とする請求項７に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項９】
上記生成信号は、パルスからなる信号であることを特徴とする請求項７に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項１０】
上記生成回路は、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを複数回判定することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項１１】
上記生成回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定すれば、誤動作を引き起こすノイズ光を検知したと判定することを特徴とする請求項１０に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項１２】
上記生成回路は、上記複数回の判定において、
上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定すれば、上記生成信号を上記パルス信号生成回路へ出力し、
上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記生成信号を上記パルス信号生成回路へ出力せずに通常動作を行うことを特徴とする請求項１０または１１に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項１３】
上記生成回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記クロック信号の周波数をより高くすることを特徴とする請求項１１または１２に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項１４】
上記生成回路による判定は周期的に行われ、上記生成回路が、上記パルス信号生成回路へ上記生成信号を出力した後に、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していない状態が解消されたと判定すれば、上記生成信号の出力を停止することを特徴とする請求項７に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載のパルス変調型光検出装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
入力されたクロック信号を変調して、アクティブレベルと非アクティブレベルとからなるパルス信号を生成するパルス信号生成回路と、
上記アクティブレベルの期間では電流が流れ、上記非アクティブレベルの期間では電流が流れないように駆動される発光素子であって、上記パルス信号が上記アクティブレベルである期間に同期したパルス光を、所定の空間に発光する発光素子と、
上記所定の空間を通過する被検出対象により反射された上記パルス光を受光可能に配置され、受光光に応じた電流信号を生成する受光素子と、
電流電圧変換及び増幅を上記電流信号に対して行うことにより、電圧信号を生成するアンプと、
上記電圧信号と所定の基準値とを比較して、上記電圧信号が上記基準値より高いことを示す第１比較信号と上記電圧信号が上記基準値以下であることを示す第２比較信号とからなる比較信号を生成するコンパレータと、
上記第１比較信号と上記パルス信号とが同期しているとともに、上記パルス信号が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されなければ、上記被検出対象が有ると判定し、一方、上記第２比較信号が生成されるか、上記パルス信号が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されれば、上記被検出対象が無いと判定する判定回路とを備えるパルス変調型光検出装置であって、
上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを判定し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定したとき、上記パルス信号の生成を停止させる停止信号を上記パルス信号生成回路へ出力する停止回路を備えることを特徴とするパルス変調型光検出装置。
【請求項２】
上記停止回路は、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを複数回判定することを特徴とする請求項１に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項３】
上記停止回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定すれば、誤動作を引き起こすノイズ光を検知したと判定することを特徴とする請求項２に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項４】
上記停止回路は、上記複数回の判定において、
上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定すれば、上記停止信号を上記パルス信号生成回路へ出力し、
上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記停止信号を上記パルス信号生成回路へ出力せずに通常動作を行うことを特徴とする請求項２または３に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項５】
上記停止回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記クロック信号の周波数をより高くすることを特徴とする請求項３または４に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項６】
上記停止回路による判定は周期的に行われ、上記停止回路が、上記パルス信号生成回路へ上記停止信号を出力した後に、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していない状態が解消されたと判定すれば、上記停止信号の出力を停止することを特徴とする請求項１に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項７】
入力されたクロック信号を変調して、アクティブレベルと第１の非アクティブレベルとからなるパルス信号を生成するとともに、上記第１の非アクティブレベルと第２の非アクティブレベルとからなる信号である第１の信号を生成するパルス信号生成回路と、
上記パルス信号のレベルに応じた電流と、上記第１の信号のレベルに応じた電流との和の電流が流れ、上記パルス信号が上記アクティブレベルである期間では、上記パルス信号のレベルに応じた電流として第１電流が供給され、上記第１の信号が上記第２の非アクティブレベルである期間では、上記第１の信号のレベルに応じた電流として上記第１電流よりも小さい電流である第２電流が供給されるように駆動される発光素子であって、上記和の電流に応じたパルス光を、所定の空間に発光する発光素子と、
上記所定の空間を通過する被検出対象により反射された上記パルス光を受光可能に配置され、受光光に応じた電流信号を生成する受光素子と、
電流電圧変換及び増幅を上記電流信号に対して行うことにより、電圧信号を生成するアンプと、
上記電圧信号と所定の基準値とを比較して、上記電圧信号が上記基準値より高いことを示す第１比較信号と上記電圧信号が上記基準値以下であることを示す第２比較信号とからなる比較信号を生成するコンパレータと、
上記第１比較信号と上記パルス信号とが同期しているとともに、上記パルス信号が上記第１の非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されなければ、上記被検出対象が有ると判定し、一方、上記第２比較信号が生成されるか、上記パルス信号が上記非アクティブレベルである期間に上記第１比較信号が生成されれば、上記被検出対象が無いと判定する判定回路とを備えるパルス変調型光検出装置であって、
上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを判定し、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないと判定した後に、上記パルス信号が上記アクティブレベルになるまでは、上記第２の非アクティブレベルである上記第１の信号を上記パルス信号生成回路に生成させるために、上記第１の信号を上記パルス信号生成回路に生成させるための信号である生成信号を、上記パルス信号生成回路に出力する生成回路を備えることを特徴とするパルス変調型光検出装置。
【請求項８】
上記生成信号は、直流信号であることを特徴とする請求項７に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項９】
上記生成信号は、パルスからなる信号であることを特徴とする請求項７に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項１０】
上記生成回路は、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期するか否かを複数回判定することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項１１】
上記生成回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定すれば、誤動作を引き起こすノイズ光を検知したと判定することを特徴とする請求項１０に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項１２】
上記生成回路は、上記複数回の判定において、
上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことを所定の回数以上判定すれば、上記生成信号を上記パルス信号生成回路へ出力し、
上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記生成信号を上記パルス信号生成回路へ出力せずに通常動作を行うことを特徴とする請求項１０または１１に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項１３】
上記生成回路は、上記複数回の判定において、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していないことの判定回数が、上記所定の回数未満であれば、上記クロック信号の周波数をより高くすることを特徴とする請求項１１または１２に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項１４】
上記生成回路による判定は周期的に行われ、上記生成回路が、上記パルス信号生成回路へ上記生成信号を出力した後に、上記電圧信号と上記パルス信号とが同期していない状態が解消されたと判定すれば、上記生成信号の出力を停止することを特徴とする請求項７に記載のパルス変調型光検出装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載のパルス変調型光検出装置を備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−９０１５６（Ｐ２０１２−９０１５６Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３６４０２（Ｐ２０１０−２３６４０２）
【出願日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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