CN1183675C - 发射脉冲插入式传感器 - Google Patents

Abstract

提供一种发射脉冲插入式传感器及其主要组成技术，即使在噪声脉冲周期性出现、而且其发生定时与受光定时重合的情况下，也有效地形成防止误操作对策。在具有重复发送发射脉冲的发送侧装置和接收发射脉冲的接收侧装置的发射脉冲插入式传感器中，在接收侧装置内，设置将收到的发射脉冲变换成电脉冲的变换部件；根据有关真电脉冲的已知波形特征，判别变换部件的输出线上出现的电脉冲是接收从发送侧装置发送的发射脉冲产生的真电脉冲，还是噪声产生的假电脉冲的脉冲真假判别部件；以及根据脉冲真假判别部件的判别结果，生成作为目标的输出信号的部件。

Description

发射脉冲插入式传感器

                        技术领域

本发明涉及例如光电传感器、超声波传感器、微波传感器、脉冲转发器等这样的发射脉冲插入式传感器，特别涉及在噪声脉冲周期性出现、而且其发生定时与受光定时重合的情况下，也能有效地形成防止误操作对策的发射脉冲插入式传感器。

                        背景技术

以往，作为以非接触方式检测物体的有无、距离、形状等的传感器，已知有光电传感器、超声波传感器、微波传感器、脉冲转发器等这样的发射脉冲插入式传感器。这里，发射脉冲是对光脉冲、超声波脉冲、微波脉冲、脉冲状电磁波等的总称。

在发射脉冲插入式传感器中，包括向检测对象区域发送发射脉冲的发送侧装置(一般地说，称为投光器或送波器)，以及接收经由检测对象区域后的发射脉冲的接收侧装置(一般地说，称为受光器或受波器)。

这种发射脉冲插入式传感器大致分为透射型传感器和反射型传感器。在透射型传感器的情况下，从发送侧装置发送的发射脉冲被检测对象物体遮蔽，因而不能到达接收侧装置。在反射型传感器的情况下，从发送侧装置发送的发射脉冲被检测对象体反射，从而到达接收侧装置。

发射脉冲插入式传感器进一步大致分为将发送侧装置和接收侧装置容纳于共同的壳体的发送接收一体型的传感器，以及将发送侧装置和接收侧装置容纳于不同壳体内的发送接收分体型的传感器。发送接收一体型传感器具有容易取得发送侧和接收侧之间联系(同步等)的优点。多数反射型传感器、以及多数头分离式的透射型传感器(例如，纤维型的光电传感器等)构成为发送接收一体型的传感器。多数头非分离式的透射型传感器构成为收发分体型的传感器。

但是，可以设想，在发射脉冲插入式传感器的设置环境中，不仅有正常的发射脉冲，而且存在光、声、电磁波等各种各样的噪声。由于这些噪声的影响，在经由接收侧装置的检测端变换器(例如，光/电变换器件、超声波电变换器件、磁/电变换器件等)的偶合电容器(即，交流偶合)的输出线上，出现经由变换器混入、或经由电源线混入的噪声脉冲。在噪声脉冲中存在周期性出现的噪声脉冲和随机出现的噪声脉冲。

为了防止由噪声脉冲引起的接收侧装置的误操作，以往采取了各种对策。作为一种防止误操作对策，可以举出采用同步检波技术。在采用同步检波技术的发射脉冲插入式传感器中，发送侧装置的发射脉冲发送定时和接收侧装置的取样门电路的打打开定时能取得同步。作为另一种防止误操作对策，可以举出采用着眼于接收脉冲序列的连续性的脉冲序列鉴别技术。在采用脉冲序列鉴别技术的发射脉冲插入式传感器中，只要接收脉冲不连续出现规定个数以上，就不会接通传感器输出。一旦接通传感器输出之后，除非接收脉冲缺失规定个数以上连续，就不会断开传感器的输出。即，对接通断开时的接通点、断开点赋予滞后特性。还有，作为其它的防止误操作对策，可以举出同时使用同步检波技术和脉冲序列鉴别技术。这时，在前级中通过采用同步检波技术，除去取样门电路的打打开定时以外的噪声脉冲，在后级中通过采用脉冲序列鉴别技术，除去与取样门电路的定时偶尔一致的噪声脉冲。

上述的现有防止误操作对策在随机出现噪音的状况下具有比较有效的功能。然而，在噪声脉冲周期性出现、而且其发生定时与受光定时重合的状况下，功能几乎无效。

作为这种状况，可以举出：在采用荧光灯(包括常用频率型、整流器型双方)作为照明器的工厂和仓库等中安装的光电传感器，在设置了发生周期性电磁噪声的焊接机、超声波清洗机等的工厂等中安装的各种发射脉冲插入式传感器等。

这种发射脉冲插入式传感器的发射脉冲的发送周期(取样门电路的打开定时)在兼顾传感器要求的响应性等中被限制在规定范围内，所以在避免因变更发射脉冲的发送周期引起的噪声脉冲上受限制。

                         发明内容

本发明是着眼于上述问题的发明，其目的在于提供一种发射脉冲插入式传感器以及其主要技术，即使在噪声脉冲周期性出现、而且其发生定时与受光定时重合的这样状况下，也能有效地形成防止误操作对策。

本发明的其他的目的，通过参照以下说明书的叙述，本领域的技术人员自然容易理解。

本发明的发射脉冲插入式传感器，具有重复发送发射脉冲的发送侧装置和接收发射脉冲的接收侧装置，在接收侧装置内包括将收到的发射脉冲变换成电脉冲的变换部件，其特征在于，在接收侧装置内设置脉冲真假判别部件，该部件根据有关真电脉冲的已知波形特征，判别变换部件的输出线上出现的电脉冲是接收从发送侧装置发送的发射脉冲产生的真电脉冲，还是噪声产生的假电脉冲，因此，接收侧装置根据真假判别部件的判定结果，生成作为目标的输出信号。

本发明的发射脉冲插入式传感器的另一方案，具有重复发送发射脉冲的发送侧装置和接收发射脉冲的接收侧装置，在接收侧装置内包括将接收到的发射脉冲变换成电脉冲的变换部件，其特征在于，在发送侧装置内设置按照规定位模式发送发射脉冲的脉冲发送部件，而且，在接收侧装置内设置脉冲真假判别部件和位模式判定部件，脉冲真假判别部件根据有关真电脉冲的已知波形特征，判断变换部件的输出线上出现的电脉冲是接收从发送侧装置发送的发射脉冲产生的真电脉冲，还是噪声产生的假电脉冲；而脉冲发送部件将判别为真电脉冲的电脉冲出现位模式与基准位模式进行对照，根据其对照结果，判定是否正常接收发射脉冲；因此，接收侧装置根据位模式判定部件的判定结果，生成作为目标的输出信号。

这里，『位模式判定部件』最好将在变换部件的输出线上出现的电脉冲的出现位模式与预先准备的相位不同的两个以上基准位模式同时对照，根据其对照结果，判定是否接收正常发射脉冲。

这里，在对位模式判定部件的对照处理中有发射脉冲的位的『对照』赋予冗余性。

在本发明发射脉冲插入式传感器的一个优选例中，有关真电脉冲的已知波形特征由真电脉冲波形上的两个以上基准时刻的各自基准值构成。

并且，本发明发射脉冲插入式传感器的一个优选例中，有关真电脉冲的已知波形特征由对真电脉冲进行微分得到的波形上的两个以上基准时刻的各自基准值构成。

这里，『基准时刻』最好相当于波形上的峰值时刻。并且，『峰值时刻』最好包括波形上的正极性峰值时刻和负极性峰值时刻两者。

在本发明发射脉冲插入式传感器的另一优选例中，真假判别部件包括：两个以上比较器，分别根据相当于真电脉冲的基准值，鉴别变换器的输出线上的信号电平；延迟部件，对这些比较器的输出进行时间轴配合，使其基准时刻互相配合的；以及逻辑运算部件，进行时间轴配合以后的比较器输出之间的逻辑运算。

其次，本发明发射脉冲插入式传感器的接收侧装置具有将收到的发射脉冲变换为电脉冲的变换部件，其特征在于，设置脉冲真假判别部件，该部件根据有关真的电脉冲的已知波形特征，判别变换部件的输出线上出现的电脉冲是接收从发送侧装置发送的发射脉冲产生的真电脉冲，还是噪声产生的假电脉冲，因此，根据脉冲真假判别部件的判别结果，生成作为目标的输出信号。

本发明发射脉冲插入式传感器的接收侧装置的另一方案，包括将收到的发射脉冲变换为电脉冲的变换部件，其特征在于，设置根据有关真的电脉冲的已知波形特征，判别变换部件的输出线上出现的电脉冲是起源于接收从发送侧装置发送的发射脉冲的真电脉冲还是噪声产生的假电脉冲的脉冲真假判别部件；和将判定为真电脉冲的电脉冲出现位模式与基准位模式对照，根据其对照结果，判定是否正常接收发射脉冲的位模式判定部件，因此，接收侧装置根据位模式判定部件的判定结果，生成作为目标的输出信号。

这里，『位模式判定部件』最好将在变换部件的输出线上出现的电脉冲的出现位模式与预先准备的相位不同的两个以上基准位模式同时对照，根据其对照结果，判定是否接收正常发射脉冲。

并且，这里，最好在对位模式判定部件的对照处理中有发射脉冲位的『对照』赋予冗余性。

在本发明发射脉冲插入式传感器的接收侧装置的一个优选例中，有关真电脉冲的已知波形特征由真电脉冲波形上的两个以上基准时刻的各自基准值构成。

并且，在本发明发射脉冲插入式传感器的接收侧装置的一个优选例中，有关真电脉冲的已知波形特征由对真电脉冲进行微分得到的波形上的两个以上基准时刻的各自基准值构成。

这里，『基准时刻』最好相当于波形上的峰值时刻。并且，『峰值时刻』最好包括波形上的正极性峰值时刻和负极性峰值时刻两者。

并且，在本发明发射脉冲插入式传感器的接收侧装置的一个优选例中，真假判别部件包括：两个以上比较器，分别根据相当真的电脉冲的基准值，鉴别变换器的输出线上的信号电平；延迟部件，对这些比较器的输出进行时间轴配合，使其基准时刻互相配合；以及逻辑运算部件，进行时间轴配合以后的比较器输出之间的逻辑运算。

其次，本发明的光电传感器具有重复发送光脉冲的投光侧装置和接收光脉冲的受光侧装置，在受光侧装置内包括将收到的光脉冲变换成电脉冲的变换部件，其特征在于，在受光侧装置内设置脉冲真假判别部件，该部件根据有关真电脉冲的已知波形特征，判别变换部件的输出线上出现的电脉冲是接收从投光侧装置发送的光脉冲产生的真电脉冲，还是噪声产生的假电脉冲，因此，受光侧装置根据脉冲真假判别部件的判别结果，生成作为目标的输出信号。

并且，本发明的光电传感器的另一方案具有重复发送光脉冲的投光侧装置和接收光脉冲的受光侧装置，在受光侧装置内包括将接收到的光脉冲变换成电脉冲的变换部件，其特征在于，投光侧装置设置按照规定位模式发送光脉冲的脉冲发送部件，而且，受光侧装置设置脉冲真假判别部件和位模式判定部件，脉冲真假判别部件根据有关真电脉冲的已知波形特征，判别变换部件的输出线上出现的电脉冲是接收从投光侧装置发送的光脉冲产生的真电脉冲，还是噪声产生的假电脉冲，而位模式判定部件将判定为真电脉冲的电脉冲出现位模式与基准位模式对照，根据其对照结果，判定是否正常接收光脉冲；因此，受光侧装置根据位模式判定部件的判定结果，生成作为目标的输出信号。

这里，『位模式判定部件』最好将变换部件的输出线上出现的电脉冲的出现位模式与预先准备的相位不同的两个以上基准位模式同时进行对照，根据其对照结果，判定是否正常接收光脉冲。

并且，这里，最好对位模式判定部件的对照处理中有光脉冲的位的『对照』赋予冗余性。

在本发明光电传感器的一个优选例中，有关真电脉冲的已知波形特征由真电脉冲波形上的两个以上基准时刻的各自基准值构成。

并且，在本发明光电传感器的一个优选例中，有关真电脉冲的已知波形特征由对真电脉冲进行微分得到的波形上的两个以上基准时刻的各自基准值构成。

这里，『基准时刻』最好相当于波形上的峰值时刻。并且，最好是使『峰值时刻』包括波形上的正极性峰值时刻和负极性峰值时刻两者。

并且，在本发明光电传感器的另一优选例中，真假判别部件包括：两个以上比较器，分别根据真电脉冲相当的基准值，鉴别变换器的输出线上的信号电平；延迟部件，对这些比较器的输出进行时间轴配合，使其基准时刻互相配合；以及逻辑运算部件，进行时间轴配合以后的比较器输出之间的逻辑运算。

其次，本发明的光电传感器的受光侧装置具有将接收到的光脉冲变换成电脉冲的变换部件，其特征在于，设置脉冲真假判别部件，该部件根据有关真电脉冲的已知波形特征，判别变换部件的输出线上出现的电脉冲是接收从投光侧装置发送的光脉冲产生的真电脉冲，还是噪声产生的假电脉冲，因此，根据脉冲真假判别部件的判别结果，生成作为目标的输出信号。

并且，本发明的光电传感器的受光装置的另一方案包括将接收到的光脉冲变换成电脉冲的变换部件，其特征在于，设置脉冲真假判别部件和位模式判定部件，脉冲真假判别部件根据有关真电脉冲的已知波形特征，判别变换部件的输出线上出现的电脉冲是接收从投光侧装置发送的光脉冲产生的真电脉冲，还是噪声产生的假电脉冲，而位模式判定部件将判定为真电脉冲的电脉冲出现位模式与基准位模式对照，根据其对照结果，判定是否正常接收光脉冲；因此，受光侧装置根据位模式判定部件的判定结果，生成作为目标的输出信号。

这里，『位模式判定部件』对号使在变换部件的输出线上出现的电脉冲的出现位模式与预先准备的相位不同的两个以上基准位模式同时对照，根据其对照结果，判定是否正常接收光脉冲。

并且，这里，最好对在位模式判定部件的对照处理中有光脉冲的位的『对照』赋予冗余性。

在本发明光电传感器的受光装置的一个优选例中，有关真电脉冲的已知波形特征由真电脉冲波形上的两个以上基准时刻的各自基准值构成。

并且，在本发明光电传感器的受光装置的一个优选例中，有关真电脉冲的已知波形特征由对真电脉冲进行微分得到的波形上的两个以上基准时刻的各自基准值构成。

这里，最好使『基准时刻』相当于波形上的峰值时刻。并且，最好使『峰值时刻』包括波形上的正极性峰值时刻和负极性峰值时刻两者。

并且，在本发明光电传感器的受光装置的另一优选例中，真假判别部件包括：两个以上比较器，分别根据相当真的电脉冲的基准值，鉴别变换器的输出线上的信号电平；延迟部件，对这些比较器的输出进行时间轴配合，使其基准时刻互相配合；以及逻辑运算部件，进行时间轴配合以后的比较器输出之间的逻辑运算。

                         附图说明

图1表示应用本发明的投受分体型光电传感器(第1实施例)电路构成的框图。

图2表示该第1实施例的光电传感器检测原理的定时图(之一)。

图3表示该第1实施例的光电传感器检测原理的定时图(之二)。

图4表示应用本发明的投受一体型光电传感器(第2实施例)电路构成的框图。

图5表示应用本发明的光电传感器(第3实施例)电路构成的框图。

图6是用于说明光电变换器的输出线上出现的电脉冲的定时图。

图7表示应用本发明的光电传感器(第4实施例)电路构成的框图。

图8表示有关真电脉冲已知波形特征的图。

图9表示应用本发明的投受分体型光电传感器(第5实施例)电路构成的框图。

图10表示该第5实施例的另一优选例的图。

图11表示该第5实施例又一优选例的图。

图12表示应用本发明的投受一体型光电传感器(第6实施例)电路构成的框图。

图13是用于说明位模式生成内容的图(之一)。

图14是用于说明位模式生成内容的图(之二)。

图15是用于说明位模式投受光时的噪声的图。

图16是用曲线表示遮光判定时的噪声发生率与正确分辨率之间关系的图。

图17是用曲线表示入射光判定时的噪声发生率与正确分辨率之间关系的图。

                        具体实施方式

以下，一面参照附图一面详细说明应用本发明的发射脉冲插入式传感器的优选实施例。

应用本发明的投受分体型光电传感器(第1实施例)的电路构成示于图1中。

如该图所示，该光电传感器的电路包括投光装置1和受光装置2。投光装置1内包括：按规定周期输出用于规定投光定时的驱动脉冲的脉冲发生器11、以该脉冲发生器11输出的脉冲工作的驱动电路12(图中，用具有发射极电阻12a的发射极接地型晶体管来表示)、以及由该驱动电路驱动的发光器件13(图中，以红外线或可见光等发光的发光二极管来表示)。而且，从发光器件13与来自脉冲发生器11的驱动脉冲同步向检测对象区域输出一定周期的脉冲光。

另一方面，受光装置2包括把经由检测对象区域到来的光脉冲变换为电脉冲的光电变换器21、用于判别该光电变换器21的输出线上出现的电脉冲是真的电脉冲还是假的电脉冲的脉冲真假判别电路22、和对脉冲真假判别电路22输出的脉冲进一步进行滤波处理的数字滤波器23。

本例中，光电变换器21由电源与地之间串联连接的电阻211、光电二极管212、取出这些连接点上出现的电压变化部分的偶合电容器213、以及放大由偶合电容器213取出的交流信号的放大电路(AMP)214构成。

另一方面，脉冲真假判别电路22包括：在光电变换器21的输出侧并联设置的2台比较器221(CMP1)和222(CMP2)；延迟这些比较器内一个(CMP1)输出的延迟电路223；以及求出比较器221的输出延迟后的两个比较器输出的逻辑积的“与”门224。

图8(a)中，是表示有关光电变换器21(AMP214)的输出线上出现的真电脉冲(基于投光侧装置发送的光脉冲的电脉冲)的波形特征(本例中，具有分别对应于投光脉冲的前沿和后沿(过渡特性的上冲)的峰值P1、P2的输出波形Ws)的曲线。该曲线图中，夹着输出电压值ACO的2个基准值Vth1、Vth2分别表示第1比较器221的阈值Vth1(正极性)和第2比较器222的阈值Vth2(负极性)。这里，阈值Vth1被设定为比波形Ws的第1峰值P1稍低的值，并且阈值Vth2被设定为比波形Ws的第2峰值P2稍高的值。还有，可考虑传感器的设置状况等来任意变更将各自的阈值Vth1、Vth2设定至相对于峰值P1、P2的何种比率程度。

第1比较器221的输出在放大器214的输出电平超过阈值Vth1时变成‘H’，而低于时变成‘L’。并且，第2比较器222的输出在放大器214的输出电平超过阈值Vth2时变成‘L’，而低于时变成‘H’。

在该曲线中，‘τ’表示延迟电路223的设定延迟时间‘τ’，该设定延迟时间‘τ’由具有真波形Ws的2个峰值P1、P2出现的各自基准时刻T1、T2的时间差求出。即，在延迟电路223的输出侧，把第1比较器221的比较结果变成只延迟输出时间‘τ’部分。于是，在“与”门224的输入侧，以时间轴配合的形式对照波形Ws的各自基准时刻T1、T2的电平互相比较结果。还有，“与”门224的输出，当2个输入为‘H’时变成极限‘H’，而除此以外之时变成‘L’。

返回到图1，数字滤波器23具备：具有数据输入端子IN和时钟输入端子CLK的n级的移位寄存器231；按规定周期输出用于规定定时读取移位寄存器231的数据的驱动脉冲的脉冲发生器232；以“与”门224的输出置位、并以上述脉冲发生器232输出的脉冲复位的RS触发器233；取得移位寄存器231的各级输出的逻辑积的“与”门234；同样取得各级输出的反演逻辑和“或非”门235；以及以“与”门234的输出置位、并以“或非”门235的输出复位的RS触发器236。

这里，脉冲发生器232的脉冲发生定时，在本例中是与投光侧装置的投光定时和移位寄存器的级数相关联而预先设定的(对此以后叙述)。即，在数字滤波器23中，根据来自脉冲发生器232的时钟脉冲，将“与”电路224输出的多个真假判别结果(‘H’、‘L’)通过触发器233依次移位输入到移位寄存器231的各级。还有，因为从脉冲发生器232向触发器233的脉冲输入定时(触发器233的复位定时)需要从该脉冲发生器232向移位寄存器231的时钟输入端子CLK的脉冲输入定时(移位寄存器的数据读出定时)起延迟规定时间，所以实际上在脉冲发生器与触发器233之间设置延迟电路等，而这里的图示被省略。

而且，当移位寄存器231的各级(级数1～n)全部表示‘H’的‘1’时，“与”电路234的输出变成‘H’，触发器236变成置位状态。这时，触发器236的输出变成‘H’，表示受光侧装置正常接收从投光侧装置发送的光脉冲。另一方面，当移位寄存器231的各级(级数1～n)全部是表示‘L’的‘0’时，“或非”电路235的输出变成‘H’，“与”电路234的输出变成‘L’，触发器236变成复位状态。因此，触发器236的输出在有再次来自“与”电路234的置位输入前，输出状态为‘L’。

这样，就本发明第1实施例的光电传感器而言，在受光侧装置2中，仅在从投光侧装置1发送的光脉冲被重复接收规定次数时，才使其输出‘H’。并且，如果进行一次‘H’的输出，则在移位寄存器231的各级全部变成‘0’之前继续输出‘H’，由此维持滞后特性。

用图2的定时图表示上述的第1实施例的光电传感器的检测原理。

这里，该图中(a)～(h)的各段表示的内容分别与图1中的符号(a)～(h)表示的场所的输出状态等对应。即，图2中，(a)表示投光侧装置1的投光定时(脉冲发生器11的脉冲发生定时)，(b)表示光电变换器21(放大器214)的输出线上出现的真电脉冲的输出(波形Ws)，(c)表示具有阈值Vth1的第1比较器221的输出，(d)表示来自延迟电路223的输出(第1比较器221的输出延迟后的输出)，(e)表示具有阈值Vth2的第2比较器222的输出，(f)表示“与”电路224的输出，(g)表示脉冲发生电路232的脉冲发生定时，(h)表示触发器233的输出(向移位寄存器231的输入)。

还有，在该图中表示从投光侧装置1投光的光脉冲已经全部被受光侧装置2接收的状态。

如该图中(a)所示，如果从投光侧装置1以规定周期发送光脉冲，则在受光侧装置2中，在每次接收投光脉冲时，该图中(b)表示的电脉冲(具有峰值P1、P2的波形Ws)出现在光电变换器21的输出线上。

如该图中(c)所示，第1比较器221在电脉冲的输出值超过阈值Vth1的期间，输出变成‘H’。

并且，如该图中(d)所示，延迟电路223只使第1比较器221的输出‘H’延迟设定延迟时间‘τ’部分后向“与”电路224输出。

如该图中(e)所示，第2比较器222在电脉冲输出值的绝对值超过阈值Vth2的绝对值期间，输出变成‘H’。

这里，如前面所述，由于设定延迟时间‘τ’是由波形Ws具有的两个峰值P1、P2出现的各自基准点T1、T2之间的时间差求出的，所以在接收来自投光侧装置1的投光脉冲时，第1比较器221的延迟后的输出状态‘H’和第2比较器222的输出状态以相同定时出现。因此，如该图中(f)所示，取得两个比较器输出的逻辑积的“与”电路224与第2比较器的输出值变成‘H’的状态同步，其输出变成‘H’。

如该图中(h)所示，触发器233与“与”电路224的输出变化成‘H’的定时同步而成为置位状态。并且，与按该图中(g)所示的定时发生的来自脉冲发生器232的脉冲发生(输入)定时同步而成为复位状态。这里，由于来自脉冲发生器232的脉冲还供给到移位寄存器231的时钟输入端子CLK，所以时钟脉冲每次输入到输入端子CLK时，对移位寄存器231的各级依次读出触发器233的当前输出状态(该图中表示5个连续的‘H’状态)，同时触发器233成为复位状态。

还有，在本例中，受光侧装置2的脉冲发生器232的脉冲发生周期是比投光侧装置1的脉冲发生器1 1的脉冲发生周期稍长的周期。即，在本例中，“与”电路224(脉冲真假判别电路22)的输出变化不是全部在移位寄存器231的各级取入的，而是将从脉冲发生器232生成的上次脉冲发生定时到本次的脉冲发生定时之间的触发器233的输出状态依次取入到移位寄存器的各级。这样一来，即使是将投受光非同步作为前提的光电传感器，也能确保稳定的检测工作。

下面，按照图3的定时图，来说明受光侧装置中混入噪声脉冲(例如荧光灯产生的外散射光)时的第1实施例光电传感器的检测工作。

这里，该图中(a)～(h)的各段所示的内容分别与图1中的符号(a)～(h)表示所在处的输出状态等对应。即，图3中，(a)表示投光侧装置1的投光定时(脉冲发生器11的脉冲发生定时)，(b)表示因噪声脉冲的混入，光电变换器21(放大器214)的输出线上出现的电脉冲的输出(具有2个峰值Pn1、Pn2的波形Wn)，(c)表示具有阈值Vth1的第1比较器221的输出，(d)表示来自延迟电路223的输出(第1比较器221的输出延迟后的输出)，(e)表示具有阈值Vth2的第2比较器222的输出，(f)表示“与”电路224的输出，(g)表示脉冲发生电路232的脉冲发生定时，(h)表示触发器233的输出(向移位寄存器231的输入)。

还有，在本例中，将来自投光侧装置1的投光脉冲作为没有到达受光侧装置2脉冲来进行说明。即，这种光电传感器中，即使受光侧装置上有本来应该受光的光脉冲(从投光侧装置投光的光脉冲)的受光时混入噪声脉冲，除非该噪声脉冲抵消真电脉冲的输出或大幅度减少该输出绝对值的这样的噪声脉冲，就不会引起误操作(不用说，也可以假设混入这样的噪声脉冲，因此有关对策以后叙述)。对此，尽管从投光侧装置投光的光脉冲没有到达受光侧装置，但如果因噪声脉冲的混入而判定为‘受光’，则会引起误操作。

如图3中(a)和(b)所示，在本例中，表示在来自投光装置1的投光周期中，与噪声脉冲的发生周期一致的最恶劣情况。

这时，如该图中(c)所示，第1比较器221在噪声脉冲的输出值超过阈值Vth1的期间，输出变成‘H’。

并且，如该图中(d)所示，延迟电路223仅使第1比较器221的输出‘H’延迟设定延迟时间‘τ’部分后向“与”电路224输出。

如该图中(e)所示，第2比较器222在噪声脉冲输出值的绝对值超过阈值Vth2的绝对值的期间，输出变成‘H’。

如前面所述，设定延迟时间‘τ’通过出现真电脉冲波形Ws具有的两个峰值P1、P2的各自基准点T1、T2之间的时间差来求出。这里，在本例中，噪声波形Wn具有的2个峰值Pn1、Pn2的出现间隔(λ)比真电脉冲波形Ws的2个峰值P1、P2的出现间隔要长。因此，第1比较器221延迟后的输出状态和第2比较器222的输出定时不一致。即，如该图中(f)所示，“与”电路224除非本来应受光的脉冲到来，即使噪声波形Wn混入，其输出也维持‘L’。因此，如该图中(h)所示，触发器233(向移位寄存器231的输入)因“与”电路224的输出‘L’，所以与来自该图中(g)所示的脉冲发生器232的脉冲输入定时无关，常常为‘L’状态。

于是，在第1实施例中，脉冲真假判别电路22通过第1、第2比较器分别根据与真电脉冲相当的基准值来鉴别光电变换器21的输出线上的信号电平。然后，通过延迟电路223对这些比较器的输出进行时间轴配合，使其基准时刻互相配合，通过进行时间轴配合以后的比较器输出之间的逻辑运算，可以进行在光电变换器21的输出线上出现的电脉冲的真假判别。

因此，尽管从投光侧装置投光的光脉冲没有到达受光侧装置，但能够防止因噪声脉冲的存在而判别为‘受光’的这种误操作。

其次，本发明的发射脉冲插入式传感器也能应用于发送接收一体型传感器。

图4中示出了应用本发明的投受一体型光电传感器(第2实施例)的电路构成。

如该图所示，第2实施例的光电传感器使用与第1实施例中示出的光电传感器电路大致同样的电路。因此，对与第1实施例相同构成电路附加相同标号并省略其说明。还有，对于1(投光侧装置)、2(受光侧装置)、22(脉冲真假判别电路)、23(数字滤波器)来说，不一定相同，但为了容易理解起见，这里附加与第1实施例相同的标号。

在第2实施例中，为了使用投受光可同步的光电传感器(投受一体型)，不使用第1实施例(投受分体型)中使用的受光侧装置2的脉冲发生器232。换句话说，来自投光侧装置1的脉冲发生器11的脉冲被输入到触发器233的复位端子和移位寄存器231的时钟端子。即，在第2实施例中，前面图2中(g)所示的脉冲发生定时与投光侧装置1的投光定时同步出现。这样一来，由于将“与”电路224(脉冲真假判别电路22)的输出变化全部取入到移位寄存器231的各级，所以通过数字滤波器23能够进行更正确的滤波处理。

并且，第2实施例中，在第1比较器221和延迟电路223之间设置新的“与”电路225。该“与”电路225是用于取得第1比较器221的输出和脉冲发生器11来的脉冲输出的逻辑积，在来自脉冲发生器11的脉冲输入时，第1比较器的输出为‘H’时，其输出变成‘H’。即，通过该“与”电路225，在第1比较器中正确捕捉真电脉冲的峰值P1的受光定时，并与基准值Vth1比较，所以能够进行更正确的电脉冲真假判别。

接着，在应用本发明的光电传感器场合，通过对真电脉冲微分得到的波形上已知的多个(以下所示的例中为3个)基准时刻的各自基准值，可以判别变换器的输出线上出现的电脉冲的真假。

图5中表示本发明第3实施例的光电传感器的电路构成。

如该图所示，第3实施例中的光电传感器在本例中为投受分体型光电传感器，并使用与第1实施例中所示光电传感器部分相同的电路。从而，对与第1实施例同一构成的电路附加同一标号并省略其说明。还有，对于2(受光侧装置)、22(脉冲真假判别电路)来说不一定相同，但是为了容易理解起见，这里附加与第1实施例相同的标号。

第3实施例与第1实施例不同点在于脉冲真假判别电路22的构成。即，在第3实施例中，脉冲真假判别电路22包括取入构成微分电路的放大器214的输出的高通滤波器215(HPF)；并联设置于高通滤波器215的输出侧的2台比较器2211(第1比较器CMP1)、2221(第2比较器CMP2)；使这些比较器的各自输出延迟的2台延迟电路2231、2232；取得对第1比较器221的输出延迟后的输出、第2比较器2221的输出延迟后的输出和第1比较器的输出(延迟前)的3个输入的逻辑积的“与”电路2241。

图8中(b)是将光电变换器的输出线上出现的真电脉冲(基于从投光侧装置送出的光脉冲的电脉冲)再通过高通滤波器215获得的有关电脉冲的波形特征(在本例中，表示具有对应于第1实施例所示的波形Ws的3个峰值P3(正极)、P4(负极)、P5(正极)的输出波形Ws2)曲线。

在该曲线图中，夹着输出电压值ACO的2个基准值Vth1、Vth2分别表示第1比较器2211的阈值Vth1(正极性)和第2比较器2221的阈值Vth2(负极性)。这里，阈值Vth1被设定为比波形Ws2的第1峰值P3和第3峰值P5两者都要稍低的值，而Vth2被设定为比波形Ws2的第2峰值P4稍高的值。还有，可以考虑传感器的设置状况等来任意变更将各自阈值Vth1、Vth2设定至相对于峰值P3、P4、P5为何种比例。

第1比较器2211的输出在高通滤波器215的输出电平超过阈值Vth1时变成‘H’，而在低于时则变成‘L’。并且，第2比较器2221的输出在高通滤波器215的输出电平超过阈值Vth2时变成‘L’，而在低于时则变成‘H’。

并且，在该曲线图中，‘τ2’表示延迟电路2231的设定延迟时间‘τ2’，该设定延迟时间‘τ2’由具有真波形Ws2的峰值P3和峰值P5出现的各自基准时刻T3与T5的时间差来求出。即，在“与”电路2241上同时输入在基准时刻T3的第1比较器2211的比较结果和在基准时刻T3的第1比较器2211的比较结果的结果。

并且，在该曲线图中，‘τ3’表示延迟电路2232的设定延迟时间‘τ3’，该设定延迟时间‘τ3’由具有真的波形Ws2的峰值P4和峰值P5出现的各自基准时刻T4与T5的时间差来求出。即，在“与”电路2241上，除了输入在上述基准时刻T5的第1比较器2211的比较结果和在基准时刻T3的第1比较器2211的比较结果外，同时输入基准时刻T4的第2比较器2221的比较结果的结果。

因此，在“与”电路2241中，将波形Ws2各个基准时刻T3、T4、T5的电平比较结果之间以时间轴配合的形式进行对照。还有，“与”电路2241的输出仅在3个输入都为‘H’的时变成‘H’，除此以外为‘L’。另外，“与”电路2241的输出被输入到与第1实施例同样的数字滤波器23。

这样，第3实施例中，根据对真电脉冲进行微分得到的已知波形(Ws2)上的3个基准时刻(T3、T4、T5)的各个基准值(Vth1、Vth2、Vth1)构成的波形特征，判别变换部件的输出线上出现电脉冲的真假，因而能够更准确地捕获真电脉冲。

还有，在第3实施例中，虽然把基准时刻T3和T5的基准值设为具有相同比较器(第1比较器2211)的阈值Vth1，但是不用说，如果另外设置各自基准时刻的基准值，则可以进行准确度更高的真假判别。

并且，第3实施例中，虽然假设光电传感器为投受分体型的，但是也可以应用于投受一体型的传感器。

其次，如上所述，可以假设以下情况：在这种光电传感器(发射脉冲插入式传感器)中，当受光侧装置上有本来应该受光的光脉冲(从投光侧装置投光的光脉冲)的受光时，例如因混入比较低频率的噪声脉冲，真电脉冲的输出被抵消或减少其输出绝对值。

图6是表示混入这种噪声脉冲时，第1、第2实施例中的光电变换器21输出线上出现的电脉冲的定时图。

在该图中，(a)表示从投光侧装置1发送光脉冲的投光定时，(b)表示没有噪声脉冲时，光电变换器21的输出线上出现的真电脉冲的输出(波形Ws)，(c)表示发射脉冲没有到达受光侧装置2时光电变换器21上出现的噪声脉冲(比较低频率的噪声波形Wn)的输出，(d)表示由于混入该图中(b)、(c)所示的真电脉冲和噪声脉冲，在光电变换器21的输出线上出现的混合脉冲的输出(混合波形Ws+n)。另外，(e)是表示后面所示第4实施例的脉冲分别处理后的电脉冲，对此与第4实施例一并详细说明。

从图6可知，在本例所示的光电传感器中，在投光侧装置1上有本来应该受光的光脉冲(从投光侧装置投光的光脉冲)的受光时，如果混入如该图(c)所示的那种噪声脉冲(波形Wn)，则在光电变换器2 1的输出线上出现混合脉冲Ws+n。如该图中(d)所示，混合波形Ws+n尽管具有与真的光脉冲波形Wn的第1、第2峰值对应的边沿输出，但其值是流动的，具有真假判别用的阈值Vth1、Vth2的第1、第2比较器实质上变成几乎没有作用。

在以下示出的本发明的第4实施例中，即使混入上述那样频率比较低的噪声脉冲的情况下，也能够进行光电变换器21的输出线上出现的电脉冲的真假判别。

本发明第4实施例的光电传感器的电路构成示于图7。还有，本发明第4实施例与上述第1和第2实施例的不同点只是脉冲真假判别电路22的构成，为了容易理解，在该图中只表示出投光侧装置21和脉冲真假判别电路22。即，通过将第1、第2实施例的脉冲真假判别电路22置换成该图所示的脉冲真假判别电路22，来实现本发明的第4实施例。不用说，也可以将第4实施例应用于第3实施例，然而这种情况的脉冲真假判别电路22的构成通过参照下面的记述，本领域技术人员很容易想到，所以这里省略说明。

如图7所示，第4实施例的脉冲真假判别电路22与第1、第2实施例同样，包括：2台第1比较器221(CMP1)、222(CMP2)；延迟这些比较器内一个(CMP1)输出(后述的设定延迟时间‘τ5～τ4’)的延迟电路223；以及取得比较器221的输出延迟后的两个比较器输出的逻辑积的“与”电路224。

而且，在第1比较器221与放大器214之间设置第1减法电路226，该减法电路输出对非反转输入端子(+)和反转输入端子(-)的2个输入值的差分，此外，在该第1减法电路的反转输入端子(-)与放大器214之间设置延迟电路228，使放大器214来的输入仅延迟设定延迟时间‘τ4’并输出。

并且，在第2比较器222与放大器214之间设置第2减法电路227，向非反转输入端子(+)和反转输入端子(-)输出2个输入值的差分，并且，该第2减法电路的反转输入端子(-)与放大器214之间设置延迟电路229，使放大器214来的输入仅延迟设定延迟时间‘τ5’并输出。

还有，在第1、第2减法电路226、227的各自非反转输入端子(+)中，输入不延迟来自放大器214的输出。

图8中(c)是用于说明设定延迟时间‘τ4’、‘τ’的曲线图。在该曲线图中，Ws表示前面说明的有关真电脉冲的已知输出波形Ws。设定延迟时间‘τ4’由波形Ws的第1峰值P1出现的基准时刻T1与输出波形Ws前沿基准时刻T6的时间差求出。而设定延迟时间‘τ5’由波形Ws的第2峰值P2出现的基准时刻T2与输出波形Ws前沿基准时刻T6的时间差求出。

因此，在本发明的第4实施例中，通过第1减法电路226，从光电变换器21的输出线上出现电脉冲中取出在时间‘τ4’期间的输出变化，由第1比较器221进行其是否相当于真波形Ws峰值P1的判别。

并且，通过第2减法电路227，从光电变换器21的输出线上出现的电脉冲中取出在时间‘τ5’期间的输出变化，由第2比较器222进行其是否相当于真的波形Ws峰值P2的判别。

接着，通过延迟电路223，将第1比较器221的输出延迟设定延迟时间‘τ5～τ4’，通过“与”电路224将第1和第2比较器的输出分别进行时间轴配合并进行对照。

即，如前面的图6(d)所示，在第4实施例中，即使来自光电变换器21的输出是大幅度变化真电脉冲输出这样的混合脉冲Ws+n，也可以从该混合脉冲Ws+n中鉴别真电脉冲波形Wn。

因此，根据本发明的第4实施例，当投光侧装置上有本来应该受光的光脉冲(从投光侧装置投光的光脉冲)的受光时，由于混入频率比较低的噪声脉冲，所以在与真电脉冲的输出抵消或大幅度减少其绝对值的情况下，也能根据光电变换器21输出线上出现的电脉冲来准确判别有无受光。

其次，就上述的第1、第2实施例来说，从投光侧装置1按照规定位模式送出光脉冲，同时在受光侧装置2中通过将判定为真电脉冲的电脉冲的出现位模式与基准位模式进行对照，可以添加判定是否正常接收光脉冲的位模式判定功能。

以下，表示在上述的第1、第2实施例中添加位模式判定功能的例子。还有，以下示出的位模式判定功能，也可以应用于上述第3、第4的实施例，但是此时的光电传感器的构成，通过参照下面的记述，本领域技术人员很容易想到，所以这里省略说明。

图9中表示给第1实施例添加位模式判定功能的光电传感器(第5实施例)的电路构成。还有，与第1实施例相同处给予同样标号并省略其说明。

如该图所示，在第5实施例中，在投光侧装置1中，在脉冲发生器11与驱动电路12之间设置脉冲模式生成器14。该脉冲模式生成器14如该图右上方所示，与脉冲发生器11的驱动脉冲同步，串行生成投光位‘1’或‘0’。本例中，脉冲模式生成器的生成位为‘1’时，从驱动电路12送出光脉冲，脉冲模式生成器的生成位为‘0’时，从驱动电路12不进行投光。

并且，在本例中，位模式可以按6位进行一周，在脉冲模式生成器14中，按预先设定的顺序，假定串行生成‘1’→‘0’→‘0’→‘1’→‘1’→‘0’的位。还有，要求位模式进行一周的位数，或位模式进行一周为止的‘1’或‘0’的位出现频度是可以适当变更的。对此，后面列举一个具体例子来详细进行说明。

在受光侧装置2中，与位模式进行一周为止的位数(6位)对应，应用具有6级的移位寄存器2310。在各级1～6中，按照脉冲发生器232的时钟定时，从触发器233依次取入脉冲真假判别后的‘H’、‘L’输出。还有，在本例中，预先设定投光侧装置1的脉冲发生器11和受光侧装置2的脉冲发生器232的脉冲发生周期为相同周期。

在数字滤波器23中，将移位寄存器2310的各级1～6中取入的‘H’(‘1’)、‘L’(‘0’)的出现位模式与在受光侧装置设置的脉冲模式生成器237内预先存储的位模式(基准位模式)对照。该脉冲模式生成器237将存储在投光侧装置1的脉冲模式生成器14中的位模式并行(同时)输出。还有，为了说明方便，在该图中，脉冲模式生成器237的位模式，与脉冲模式生成器14的位模式左右反转来描述。

在本例中，通过6个“与”电路组238来求各级1～6的输出和对应的脉冲模式生成器237位输出1～6的逻辑积。然后，“与”电路234在这些“与”电路组238全部的输出为‘H’时，输出变成‘H’，触发器236变成置位状态。这时触发器236的输出变成‘H’，表示在受光侧装置正常接收从投光侧装置送出的光脉冲。

移位寄存器2310的各级1～6全部为表示‘L’的‘0’时，NOR电路235的输出为‘H’，“与”电路234的输出变成‘L’，触发器236变成复位状态。因此，触发器236的输出在再次从“与”电路234来的置位输入前，输出状态为‘L’。

这样，在第5实施例中，具有进行光电变换器21的输出线上出现电脉冲的真假判别，同时根据将判定为真电脉冲的电脉冲出现位模式与基准位模式对照，判定是否接收了正常光脉冲的位模式判定功能。因此，即使在噪声脉冲周期性出现、而且其发生定时与受光定时重合的情况下，也能够更正确地检测真的光脉冲的到来。

还有，在上述的说明中，在第5实施例中，通过6个“与”电路组238，来求各级1～6输出和对应的脉冲模式生成器的位输出1～6的逻辑积，这些“与”电路组238的全部输出为‘H’时，“与”电路组238的输出变成‘H’，但对于对照处理中有投光脉冲的位的对照，如下所示，也可以附加冗余性。

第5实施例的另一个优选实施例示于图10的电路框图。还有，在该图中，对与图9所示的光电传感器同一部分给予同样标号并省略器说明。

如图10所示，在本例中，在“与”电路234与“与”电路组238之间，设置冗余性运算器239。该冗长性运算器239基于预先设定的冗余性判断基准对“与”电路的输出(在该图中3个“与”电路238的输出)进行逻辑运算，将‘H’、‘L’的运算结果输出到“与”电路234。即，在本例中，对于脉冲模式生成器237生成的对应于位‘0’的移位寄存器2310的级2、3、6来说，例如即使这3个级的仅1个级为‘1’，通过设定冗余性判断基准来使得来自冗余性运算器239的输出变成‘L’，也可以将冗余性赋予在来自“与”电路234的输出上。

并且，本例中，在触发器236与移位寄存器2310之间也设置冗余性运算器240。即，图9所示的NOR电路235只要移位寄存器2310的各级不全部变成‘0’，其输出就不会变成‘L’，但是本例中，通过用冗余性运算器240来赋予冗余性，例如，即使全部的级不能为‘0’，也可以使对触发器236复位输入端子的输出变成‘H’。

因此，图10所示的第5实施例的光电传感器，例如在因噪声脉冲混入造成脉冲模式生成器14的位为‘0’时，即使在移位寄存器的对应级取入‘1’，在设定范围内也可以允许这些位。

在第5实施例的另一个优选例子中，设置多台受光侧装置2的脉冲模式生成器。

图11中表示在受光侧装置2内设置2台对照用的脉冲模式生成器。还有，在与图10所示的光电传感器同一部分，赋予同一标号并省略其说明。

如图11所示，在本例中，在受光侧装置2中，设置并行输出与存储于投光侧装置1的脉冲模式生成器14的位模式同样的位模式(图11中所示的位号码1→2→3→4→5→6)的脉冲模式生成器2371和并行输出重排存储于投光侧装置1的脉冲模式生成器14的位模式的位模式(位号码4→5→6→1→2→3)的脉冲模式生成器2377。

还有，有『重排位模式』，该模式如图中右上方(方框内)所示，在本例中，以3位的2组(A+B)来捕捉存储于脉冲模式生成器14内的6位的出现位模式，并将其排列置换成(B+A)。

即，在本例中，用于位模式对照的基准位模式准备A+B和B+A这两种，这两种的基准位模式同时与移位寄存器2310的6级上出现的位模式对照。

因此，在从投光侧装置1重复送出位模式(A+B)这样的情况(投光位模式A→B→A…)下，例如，即使因噪声等使先头的位模式A丢失的这种位模式，也不需要等待再次将位模式(A+B)取入受光侧装置2的移位寄存器2310，可以在B+A的位模式出现的时刻立即完成对照。

因此，能够以更高速度进行出现位模式与基准位模式的对照，所以可以提高光电传感器的响应性。

接着，在图12的电路框图中表示本发明的第2实施例中添加位模式判定功能的光电传感器(第6实施例)的电路构成。还有，对与上述的第2实施例或第5实施例的相同部分附以相同标号并省略其说明。

如该图所示，因为第6实施例的光电传感器是投受一体型的光电传感器，因而使用同样的脉冲位模式生成器15。并且，在本例中，与第5实施例同样使用2台冗余性运算器239、240，附加位模式对照时的冗长性。

脉冲位模式生成器15通过“与”电路16，根据来自脉冲发生器11的驱动脉冲，按照预先设定的位模式的光脉冲进行投光。并且，在受光侧装置2的位模式对照时，脉冲位模式生成器15并行输出预先设定的位模式。因此，与移位寄存器2310的级1～6中取入的位模式进行对照。

这样，位模式判定功能也可以应用于本发明的第2实施例。

另外，上述例子中，虽然只示出两组(A+B，B+A)位模式的重排，但除此以外，也可以有其它重排。例如，可以把位模式分成3种组，设置3种基准位模式。

投光位模式只示出了1种(A→B→A…)，但例如可以预先准备多种投光位模式(例如，A→B→C、D→E→F…)，也可以由投光侧装置1侧任意选择。不用说，可以将投光位模式进一步重排来投光，也可以生成完全随机的投光位模式。不过这种情况下，例如，预先设置对应于投光侧装置1的基准位模式，或者其每次在投光侧装置1与受光侧装置2之间进行有关位模式的数据交换等，在受光侧装置2侧，当然需要根据对应于投光位模式的基准位模式来与出现位模式进行对照。

还有，把上述这种位模式判定功能应用于光电传感器时，根据认为产生影响的光电传感器的特性项，将主要条件列举如下。期望在位模式判定功能的结构上下工夫，以便满足这些条件。还有，以下所示的内容与第5、第6实施例中说明的内容部分重复，但这里更详细说明其内容以便理解。

1.传感器响应时间短(标准1ms)

2.载波频率上存在限制(S/N的问题)

3.载波效率上有限制

4.个体间有各自的时钟

还有，以下的说明中，使用图13(a)中所示的语言(位、码长、位长)。

为了除去噪声脉冲，采用增加码长(增多位数)的办法，可以减少与噪声脉冲的相似度，即，如果位长较短，则用短的码长可以形成许多位数，但在光电传感器方面，需要在位长、码长上最适宜地选择各自有制约条件的位数。

为了完全除去荧光灯等的几十kHz周期的噪声脉冲或随机发生的噪声脉冲，通过实验，知道需要30位的位数。这里，对于满足光电传感器特有的制约条件，同时如何确保30位的位数进行论述。

制约①  光电传感器需要的灵敏度(S/N)

S/N大致上由投光脉冲的脉冲宽度和受光放大器的频率特性决定。如果缩小投光脉冲的脉冲宽度，则必须扩大受光放大器的频带，关系到S/N的恶化。为了缩短位长而加快放大器的收敛时间，所以在放大器频带上需要切断低频带，这也会导致S/N恶化。根据这些限制，认为位长(投光脉冲间隔)大约为20μs，投光脉冲宽度大约为2.5μs是适当的。但是，在不需要象通用光电传感器那样的灵敏度的应用方面，没有这个限制。

制约②  响应时间

例如，在响应时间1ms的内置放大器的光电传感器的场合，因该响应时间1ms的制约成为限制位数的最大问题。这种情况下，传感器含有偏差，必须全部读出在最大1ms以内投光的编码位模式。

如果简单地按照上述制约①决定1ms的位长划分，则最大位数变成50位。然而，传感器的响应时间是从检测工作后到输出信号的最大时间，所以位长不能立刻变为响应时间。因此，下面叙述左右传感器响应时间的重要因素，并表示其对策的一个例子。

重要因素①传感器时钟的偏差

传感器的时钟在IC内部生成的情况居多。此时，因IC内部的CR偏差造成±20％左右的时钟绝对值偏差。因此，即使时钟偏差+20％，也最好将传感器本身的响应时间预先设为大约0.8倍，以便可以遵守响应时间。(响应时间1ms时，设定传感器的响应时间为800μs。)考虑到这些，最大位数变成40位。最大位数的限制因后述的理由在用40位有问题时，通过在外部附加振子等，可生成精度高的时钟。

重要因素②  检测定时的偏差

如果对投光脉冲进行编码(位模式化)，则存在直到接收全部编码前不进行检测判定的问题。该问题在没有掌握投光编码哪一种定时的受光侧的投受分体型光电传感器中成为严重的制约条件。图14中表示出以下编码过程中，检测对象物体(工件)进入光电传感器的检测对象区域内时的问题。由该图中(a)可知，从工件进入到判定为测出的定时时间比码长要长，最大为2个码长。因此码长必需是响应时间的一半以下，然而从上述的最大码长考虑，不能把位数设为25位。因此，除去噪声脉冲的效果不充分。

因此，如图14中(b)所示，把码长分成2个字组(这里，设为A/B)，无论在接收A→B的时还是B→A时，都能够解码，可以增大有效位数。

在该方式中，从工件进入到判定为检测的时间最大为1.5倍码长，因而可以将最大码长设定为33。同样，如果分成3个字组，最大码长就可以为37。

接着，记述有关其它对策。

其它对策①位偏移的问题

在透射型传感器等的投受分体型光电传感器中，投光侧装置的时钟和受光侧装置的时钟极大不同的情况下，有可能造成位的错读(位偏移)。这个问题可以通过在编码之中加入纠错码来解决。

但是，在因码长限制而在纠错码中不能确保需要的位数时，如果在码长内抑制不发生位偏移的最小时钟误差，则能防止误操作。例如，在码长为800μs、位长为20μs时，时钟误差在±1.25％(20/800/2)以内。这些，例如通过外带IC，使用陶瓷振子等成为可能。

其它对策②关于位模式

虽然光电传感器的脉冲宽度最好如上述的大约2.5μs，但是对于脉冲占空比也有若干制约。为了尽可能增大光电传感器的投光电流峰值，最好尽量减少脉冲占空比(为了控制总的平均消耗电流)。例如，把脉冲占空比设为大约2.5％时，在脉冲宽度为2.5μs、位长为20μs的情况下，只能一次投光5位。就是说，如果是位数30，则投光位限于6以下，位模式必须是其中最佳的模式。具体点说，形成最大频谱扩散的那种位模式列(选择投光脉冲间隔尽可能偏差的那种组合)。

其它对策③  关于噪声脉冲的除去

如图15(a)所示，在自身投光脉冲(真的光脉冲)受光时，即使混入噪声脉冲，受光信号变为入光→遮光的情况也少。而且没有受光的时候混入噪声脉冲，受光信号变为入光→遮光的情况可能频繁发生(该现象特别认为随机发生的各种噪声脉冲引起的，所以容易理解)。还有，入光状态下重叠噪声脉冲，抵消本来的受光脉冲，很少判断为遮光。

只使用自身投光期间的受光脉冲的场合，本来的受光脉冲存在的时候，因噪声脉冲而在光判定发生错误要少。(即使上述实施例中所示的移位寄存器的1个级上偶尔出现，如果下一级不存在，则进行入光判定)。

可是，在位模式生成方式中，在入光判定中还确认自身不投光的时间的遮光。因此，尽管投光脉冲没有到来，也会因噪声脉冲而频繁发生判断为入光。当然，虽然也有因荧光灯等噪声脉冲没有引起入光误操作的优点，但是在有噪声脉冲时，如果不进行入光判定，则与误操作的状况同样。

作为其对策，可以举出，容许到投光‘无’位变成了‘有’位的一定数的方式。在入遮光判定时，测定入光对无投光位的数，只要是容许数n以下，附加判定为遮光状态的冗余性运算电路。图16中表示遮光判定的其结果，图17中表示入光判定的其结果。还有，该图中，「ADD」表示30位中不投光24位的遮光判定中容许位的数。如该图所示，本例中，由于n＝3左右容许的缘故，所以减少入光判定错误的机率，获得良好的结果。

并且，作为另外的对策，可以举出压缩使用‘无’投光位的信息的方法。例如2位压缩方式示于图15(b)。这时，只有相邻的位同时入光时才判断为入光。还有，如果采用该方法，则可以预料需要在投光位必须始终每2位连续等位模式生成上花费时间，但确实可以除去2位以下的频率噪声脉冲(例如位长20μs时，周期40μs以上＝频率25kHz以下的噪声脉冲)或短脉冲。

另外，上述的说明中，作为发射脉冲插入式传感器虽然示出了光电传感器，但是本发明并不限于光电传感器，可以应用于象超声波传感器、微波传感器、脉冲转发器等之类的各种发射脉冲插入式传感器。

而且，根据本发明，不仅由荧光灯等的光引起的噪声脉冲，而且与其它的光、声、电磁波等各种各样的噪声灵活对应，能够实现精确地进行检测工作的发射脉冲插入式传感器。

以上的说明很清楚，根据本发明，即使在噪声脉冲周期性出现而且其发生定时与受光定时重合这样的情况下，也能提供一种有效地形成误操作防止对策的发射脉冲插入式传感器及其主要组成技术。

Claims (10)

1.一种发射脉冲插入式传感器，包括重复发送发射脉冲的发送侧装置和接收发射脉冲的接收侧装置，在接收侧装置内包括将接收的发射脉冲变换成电脉冲的变换部件，其特征在于：

在接收侧装置内，设置根据有关真电脉冲的已知波形特征，判别变换部件的输出线上出现的电脉冲是接收从发送侧装置发送的发射脉冲产生的真电脉冲，还是噪声产生的假电脉冲的脉冲真假判别部件，

由此，接收侧装置根据真假判别部件的判定结果生成输出信号，其中有关真电脉冲的已知波形特征由真电脉冲波形上的两个以上的基准时刻的各自基准值构成。

2.根据权利要求1所述的发射脉冲插入式传感器，其特征在于，基准时刻相当于波形上的峰值时刻。

3.根据权利要求2所述的发射脉冲插入式传感器，其特征在于，在峰值时刻包括波形上的正极性峰值时刻和负极性峰值时刻的两者。

4.根据权利要求1所述的发射脉冲插入式传感器，其特征在于，真假判别部件包括：两个以上比较器，分别根据与真的电脉冲相当的基准值，鉴别变换器的输出线上的信号电平；延迟部件，对这些比较器的输出进行时间轴配合，使其基准时刻互相配合；以及逻辑运算部件，进行时间轴配合以后的比较器输出之间的逻辑运算。

5.根据权利要求1所述的发射脉冲插入式传感器，其特征在于，所述发射脉冲是光脉冲。

6.一种发射脉冲插入式传感器，包括重复发送发射脉冲的发送侧装置和接收发射脉冲的接收侧装置，在接收侧装置内包括将接收的发射脉冲变换成电脉冲的变换部件，其特征在于：

在接收侧装置内，设置根据有关真电脉冲的已知波形特征，判别变换部件的输出线上出现的电脉冲是接收从发送侧装置发送的发射脉冲产生的真电脉冲，还是噪声产生的假电脉冲的脉冲真假判别部件，

由此，接收侧装置根据真假判别部件的判定结果生成输出信号，其中有关真电脉冲的已知波形特征由对真电脉冲进行微分得到的波形上两个以上基准时刻的各自基准值构成。

7.一种发射脉冲插入式传感器，具有重复发送发射脉冲的发送侧装置和接收发射脉冲的接收侧装置，接收侧装置内包括将接收的发射脉冲变换成电脉冲的变换部件，其特征在于：

在发送侧装置内设置按照规定位模式发送发射脉冲的脉冲发送部件，而且，

接收侧装置内设置脉冲真假判别部件，该部件根据有关真电脉冲的已知波形特征，判别变换部件的输出线上出现的电脉冲是接收从发送侧装置发送的发射脉冲产生的真电脉冲，还是噪声产生的假电脉冲，以及

位模式判定部件，该部件将判别为真电脉冲的电脉冲出现位模式与基准位模式进行对照，根据其对照结果，判定是否正常接收发射脉冲；

由此，接收侧装置根据位模式判定部件的判定结果生成输出信号，其中有关真电脉冲的已知波形特征由真电脉冲波形上的两个以上的基准时刻的各自基准值构成。

8.根据权利要求7所述的发射脉冲插入式传感器，其特征在于，所述发射脉冲是光脉冲。

9.一种发射脉冲插入式传感器，具有重复发送发射脉冲的发送侧装置和接收发射脉冲的接收侧装置，接收侧装置内包括将接收的发射脉冲变换成电脉冲的变换部件，其特征在于：

在发送侧装置内设置按照规定位模式发送发射脉冲的脉冲发送部件，而且，

接收侧装置内设置脉冲真假判别部件，该部件根据有关真电脉冲的已知波形特征，判别变换部件的输出线上出现的电脉冲是接收从发送侧装置发送的发射脉冲产生的真电脉冲，还是噪声产生的假电脉冲，以及

位模式判定部件，该部件将判别为真电脉冲的电脉冲出现位模式与基准位模式进行对照，根据其对照结果，判定是否正常接收发射脉冲；

由此，接收侧装置根据位模式判定部件的判定结果生成输出信号，其中有关真电脉冲的已知波形特征由对真电脉冲进行微分得到的波形上两个以上基准时刻的各自基准值构成。

10.根据权利要求9所述的发射脉冲插入式传感器，其特征在于，所述发射脉冲是光脉冲。

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