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公開番号2025011826
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023114168
出願日2023-07-12
発明の名称センサ制御回路
出願人個人
代理人個人
主分類G01J 1/44 20060101AFI20250117BHJP(測定;試験)
要約【課題】従来のセンサ制御回路では、受信素子に到達する検出信号が非常に小さくなり検出対象物の測定が正しく行えない問題がある。
【解決手段】本発明にかかるセンサ制御回路10は、モニタ信号Vrecにより取得される送信素子101から受信素子102への検出信号の伝達率βsenの変化量の大きさを、基準信号V+の信号レベルとモニタ信号Vrecの信号レベルとの差により検出し、変化量の大きさに応じて伝達率βsenの変化を打ち消す方向に送信素子制御信号を変化させる送信素子制御回路11と、送信素子制御信号を、検出信号の送信強度が送信素子制御信号の信号レベルに応じた強度とするように出力端子Toに伝達する検出モードと、検出信号の送信強度を実質的にゼロに固定する非検出モードと、の間で周期的に切り替える間欠制御回路14と、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
被検出物に対して照射する検出信号を送信する送信素子に前記検出信号の送信強度を制御する送信素子制御信号を出力する出力端子と、
前記検出信号を受信する受信素子が前記検出信号の受信強度の大きさに応じて信号レベルを変動させるモニタ信号が入力される入力端子と、
前記モニタ信号により取得される前記送信素子から前記受信素子への前記検出信号の伝達率の変化量の大きさを、基準信号の信号レベルと前記モニタ信号の信号レベルとの差により検出し、前記変化量の大きさに応じて前記伝達率の変化を打ち消す方向に前記送信素子制御信号を変化させる送信素子制御回路と、
前記送信素子制御信号を、前記検出信号の送信強度が前記送信素子制御信号の信号レベルに応じた強度となるように前記出力端子に伝達する検出モードと、前記検出信号の送信強度を実質的にゼロに固定する非検出モードと、の間で周期的に切り替える間欠制御回路と、
を有するセンサ制御回路。
続きを表示（約 750 文字）【請求項２】
前記非検出モード寄りの前記検出モードの後半半分の期間において前記送信素子制御信号の信号レベルに対応する伝達率検出電圧をサンプリングして、伝達率検出値を出力する伝達率算出部をさらに有する請求項１に記載のセンサ制御回路。
【請求項３】
前記非検出モード中の前記モニタ信号の信号レベルをサンプリングして環境光レベル計測値を出力する環境光レベル算出部をさらに有する請求項１に記載のセンサ制御回路。
【請求項４】
前記間欠制御回路は、
前記検出モードと前記非検出モードとの切り替わりタイミングを制御するタイミング制御回路をさらに有し、
前記タイミング制御回路は、他の第１の回路から与えられたスタートパルスに応じて動作を開始し、
前記検出モードから前記非検出モードへの切り替わりタイミングを通知する信号を他の第２の回路への前記スタートパルスとして出力する請求項１に記載のセンサ制御回路。
【請求項５】
前記間欠制御回路は、
一端に前記送信素子制御信号が入力されるゲート抵抗と、
前記ゲート抵抗の他端がゲートに接続され、ドレインが前記出力端子に接続される出力トランジスタと、
前記出力トランジスタのゲートを、前記検出モードにおいては前記送信素子制御信号が与え、前記非検出モードにおいてはロウレベルに固定するように切り替える間欠制御部と、
を有する請求項１に記載のセンサ制御回路。
【請求項６】
前記受信素子が前記検出信号を受信する受信面の前面に配置され、前記検出信号を減衰させた状態で前記受信素子に伝達する減衰フィルタをさらに有する請求項１に記載のセンサ制御回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はセンサ制御回路に関し、例えば、検出信号を送信する送信素子と検出信号を受信する受信素子とを有するセンサ制御回路に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
送信素子と受信素子との間で検出信号を送受信し、検出信号により設定される検出範囲に被検出物が入ったことを検出するセンサシステムがある。このようなセンサシステムでは、送信素子の出力強度の制御が行われることがある。そこで、センサシステムにおける送信素子の出力強度の制御回路の一例が特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載のセンサ制御回路は、被検出物に対して照射する検出信号を送信する送信素子に前記検出信号の送信強度を制御する送信素子制御信号を出力する出力端子と、前記検出信号を受信する受信素子が前記検出信号の受信強度の大きさに応じて信号レベルを変動させるモニタ信号が入力される入力端子と、前記モニタ信号により取得される前記送信素子から前記受信素子への前記検出信号の伝達率の変化量に基づき前記送信素子制御信号を生成する送信素子制御回路と、を有し、前記送信素子制御回路は、前記伝達率の変化を打ち消す方向に前記送信素子制御信号を変化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１１７２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のセンサ制御回路では、環境光が強い状況において検出光に環境光が近くなる程環境光が検出誤差となり正しく検出出来ない問題が有る。また、特許文献１に記載のセンサ制御回路では、送信素子と受信素子との間の伝達率が極端に低い環境においては受信素子に届く検出信号を極端に小さくしないと伝達率測定が正しく行えない問題がある。この場合、環境光がそれほど大きくなくても検出誤差になるからである。つまり、特許文献１に記載のセンサ制御回路では、受信素子に到達する検出信号を非常に小さくしなくてはいけない時には、検出対象物の測定を正しく行えない問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかるセンサ制御回路の一態様は、被検出物に対して照射する検出信号を送信する送信素子に前記検出信号の送信強度を制御する送信素子制御信号を出力する出力端子と、前記検出信号を受信する受信素子が前記検出信号の受信強度の大きさに応じて信号レベルを変動させるモニタ信号が入力される入力端子と、前記モニタ信号により取得される前記送信素子から前記受信素子への前記検出信号の伝達率の変化量の大きさを、基準信号の信号レベルと前記モニタ信号の信号レベルとの差により検出し、前記変化量の大きさに応じて前記伝達率の変化を打ち消す方向に前記送信素子制御信号を変化させる送信素子制御回路と、前記送信素子制御信号を、前記検出信号の送信強度が前記送信素子制御信号の信号レベルに応じた強度とするように前記出力端子に伝達する検出モードと、前記検出信号の送信強度を実質的にゼロに固定する非検出モードと、の間で周期的に切り替える間欠制御回路と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかるセンサ制御回路によれば、送信素子を間欠駆動する送信素子駆動制御信号を生成することで送信素子の最大駆動電流を高めることで、受信素子に到達する検出信号の最大信号レベルを高めて、検出対象物の測定精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
赤外線発光ダイオードの駆動特性を説明するグラフである。
実施の形態１にかかるセンサ制御回路が適用されるセンサシステムのブロック図である。
実施の形態１にかかるドライバ回路及び間欠制御回路の一例を説明する図である。
実施の形態１にかかるセンサ制御回路の動作を説明するタイミングチャートである。
実施の形態１の第１の変形例にかかるセンサシステムのブロック図である。
実施の形態１の第２の変形例にかかるセンサシステムのブロック図である。
実施の形態２にかかるセンサ制御回路が適用されるセンサシステムのブロック図である。
実施の形態３にかかるセンサ制御回路が適用されるセンサシステムのブロック図である。
実施の形態３にかかるセンサ制御回路を複数個利用したセンサシステムのブロック図である。
実施の形態３にかかるセンサ制御回路を複数個利用した連動計測システムの動作を説明するタイミングチャートである。
実施の形態４にかかるセンサ制御回路が適用されるセンサシステムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１
説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又は、それらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１０】
また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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