[发明专利]光电传感器及光电传感器的受光量的放大控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电传感器，其照射检测用光，直接接受该光或接受其反射光，并根据所得到的受光量检测物体。本发明特别涉及具有按照用户的调整操作对受光量的放大增益进行可变设定的功能的光电传感器。

背景技术

图4示出了具有受光量的放大增益的调整功能的光电传感器的以往例。

上述例中的光电传感器是包括投光器件（LED）20的投光部2和包括受光器件（光电二极管）10的光集成电路芯片1T内置在一个框体内的反射型的传感器。光集成电路芯片1T包括投光控制部11、电流/电压（I/V）转换部12、前置放大器13、主放大器15、比较部16、信号处理部17、输出部18等。并且，在上述光集成电路芯片1T的外部设有变阻器100及电容器110。在图中，电流/电压转换部12、前置放大器13、主放大器15、变阻器100、电容器110构成对受光量信号进行放大的放大处理部，比较部16及信号处理部17构成利用放大后的受光量信号进行检测处理的检测处理部。

投光控制部11与信号处理部17相连接的同时经由端子T1与投光部2相连接。输出部18经由端子T2与输出用电路（未图示）相连接。

始于前置放大器13的输出线经由端子T11与变阻器100的一个固定端子a相连接，朝向主放大器15的输入线则经由端子T12与电容器110的一个电极相连接。变阻器100的另一个固定端子b接地，可动端子c则与电容器110的另一个电极相连接。

投光部2的LED20从信号处理部17接受经由投光控制部11所赋予的驱动脉冲来进行发光。通过光电二极管10的光电转换而产生的受光量信号（电流信号）在通过电流/电压转换部12转换为电压信号之后，通过前置放大器13进行放大。前置放大器13的输出在变阻器100被分压，根据端子c、b之间的电压降生成的信号则被输入至主放大器15并进行放大。

变阻器100的可动端子c随着未图示的转动部的旋转而在端子a、b之间移动，根据变阻器100的可动端子c的位置变化，端子a、c之间的电阻与端子c、b之间的电阻之间的比率变动，被输入至主放大器之前的受光量信号的电平随之发生变化。

变阻器100的转动部根据用户的旋转操作而旋转。在上述以往例中，在转动部的旋转范围内，对于将可动端子c设定为离固定端子b最近时的端缘位置分配刻度0，并以均等的间隔分配刻度，使得越靠近另一端，如“1、2、3…”那样值变得越大。相对于刻度0的转动部的旋转量越大，可动端子c就越远离固定端子b，并且端子c、b之间的电阻的比率提高。上述电阻的变化相对于可动端子c的位移成为线性变化（意味着几乎与端子c、b之间的距离成正比地变化）。输入至主放大器15的信号的电平也表示出相同的变化。

前置放大器13及主放大器15设有恒定的增益，因此输入至前置放大器13的信号电平Vin与从主放大器输出的信号的电平Vout之比Vout/Vin（作为放大处理部整体的增益）也相对于可动端子c的移动发生线性变化。

但是，在相对于可动端子c的位移，受光量的增益发生线性变化的情况下，可动端子c移动的期间的增益的变化率根据移动时的端子c的位置而不同。例如，在图5中，转动部的旋转范围按照0～10的刻度被均等地分割，利用曲线图来表示各个刻度表示的可动端子c的位置与受光量的增益之间的关系，直线A是线性的变化的例子。

在上述直线A中，Vout/Vin的最大值被归一化为1.0，相对于可动端子c的每一刻度的移动，发生0.1的增益变化。因此，当使可动端子c从与最大刻度10相对应的位置移动到与下一刻度9相对应的位置时，增益从1.0变化为0.9，变化后的增益相对于变化前的增益的比率成为―10%。另一方面，当将可动端子c从与刻度2相对应的位置移动到与刻度1相对应的位置时，增益从0.2变化为0.1，变化后的增益相对于变化前的增益的比率成为―50%。

随着检测距离变短，光电传感器的受光量变大。在检测距离变短且受光量变强的情况下，需要减少可动端子c相对于固定端子b的移动量（即，将转动部侧的刻度设定在刻度的值小的范围），以将增益抑制成较低，然而这需要精细地调整增益，以确保检测精度。但是，根据图5的直线A表示的关系，如果将转动部侧的刻度设定在刻度的值小的范围以使增益变低，则就算稍微移动转动部，也使增益的变动大，难以进行灵敏度的微调整。

作为解决上述问题的方法，提出了如下方案：如图6所示，通过在变阻器100上并联连接补偿用的电阻200，来使相对于可动端子c的移动发生的增益的变化接近于指数函数的变化（参照专利文献1及专利文献2）。

现有技术文献

专利文献