专利名称：反射型光电传感器及物体检测方法
技术领域：
本发明涉及通过来自物体的反射光检测物体的有无的反射型光电传感器和物体检测 方法。
背景技术：
已有的反射型光电传感器中，根据由物体的反射产生的返回光量的变化，检测物体的 有无。因此，比较物体和背景的反射率时，在背景的反射率大、物体的反射率小的情况下， 有时会发生将背景作为物体检测出。
作为难以受到背景影响的反射型光电传感器，己知有偏振型光电传感器(例如参见专 利文献1)和距离设定反射型(Background Suppression下面简称为BGS)光电传感器(例 如，参照专利文献2、专利文献3)。
在偏振型光电传感器中，投受光器和来复式反射器(y7P:y夕7y7k夕夕)相对 配置，进一步的，具有规定的偏振光面并出射偏振光的偏光滤光片设置在投光器的前面， 同时，具有与投光器侧正交的偏振光面的接收偏振光的偏光滤光片设置在受光器的前面。 反射式反射器为三面直角棱镜的集合体，入射光在三次全反射之后，被反射到与入射光相 同方向。
从投光器照射出的光通过经过投光器侧的偏光滤光片，成为直线偏振光。该直线偏振 光入射到反射式反射体后，其反射光成为椭圆偏振光，并产生与入射光正交的偏振光成分。 从而，该偏振光成分通过受光器侧的偏光滤光片入射到受光器。另一方面，如果物体进入 到投受光器和反射式反射体之间，则反射出与入射光同一方向的直线偏振光。该直线偏振 光无法通过受光器侧的偏光滤光片，因此无法入射到受光器。这样，在偏振型光电传感器 中，可根据对受光器的入射有无来检测物体的有无。
BGS光电传感器对与物体的距离进行光学测定，检测出与物体的距离比基准距离近还 是远。
另一方面，作为利用激光器发出的光的干涉的距离计，提出一种利用激光器的输出光 和测定对象的返回光在半导体激光器内部的干涉(自混合效应)的激光计测器(例如，参 考非专利文献l、非专利文献2、非专利文献3)。图8显示FP型(法布里-珀罗型)半导体激光器的复合谐振器模型。在图8中，101为半导体激光器的谐振器，102为半导体结 晶解理面，103为光电二极管，104为测定对象。
设激光的振荡波长为入，从离测定对象104近的解理面102到测定对象104的距离为 L，当满足以下的谐振条件时，来自测定对象104的返回光和谐振器101内的激光相互增 强，激光输出稍有增加。
L=q"2 (1)
在式子(1)中，q为整数。即使测定对象104的散射光非常微弱，但是由于半导体激 光器的谐振器IOI中的所表现的反射率增加，产生放大作用，从而可充分地观测该现象。
由于半导体激光器与注入电流的大小相对应发射出频率不同的激光，在调制振荡频率 的时候，不需要外部调制器，可通过注入电流直接调制。图9显示以某一定的比例使半导 体激光器的振荡波长变化时的振荡波长和光电二极管103的输出波形之间的关系。当满足 式子(1) L-qX/2的时候，返回光和谐振器IOI内的激光的相位差为O。(同相位)，此 时返回光和谐振器101内的激光为最大相互增强；若L-q入/2+入/4时，相位差为180° (逆相位)，此时返回光和谐振器101内的激光为最大相互减弱。因此，如果变化半导体 激光器的振荡波长，激光输出为强弱交替反复出现，此时，激光输出由设置在谐振器101 的光电二极管103测定，得到如图9所显示的一定周期的阶梯状波形。这样的波形一般称 为干涉条纹。
该阶梯状的波形，即各个干涉条纹称为模跳脉冲(下面称为MHP)。 MHP是不同于模 跳现象的现象。例如，在到测定对象104的距离为L1， MHP的个数为10个时， 一半的距 离L2中，MHP的个数为5个。S卩，在某一特定时间内令半导体激光器的振荡波长变化的 时候，MHP的个数与测定距离呈比例变化。于是，通过光电二极管103检测MHP，测定 MHP的频率的话，可容易地计测距离。
利用上述的自混合型的激光计测器，可实现BGS光电开关。BGS光电开关只要通过 与规定的基准距离相比较进行物体在近距离还是远距离的ON/OFF判定即可。因此，在自 混合型的激光计测器作为BGS光电开关使用时，只要判断测定的MHP的平均周期相对于 物体在基准距离的位置时的MHP的已知基准周期是长还是短即可。相对于物体在基准距 离的位置时的MHP的已知基准周期，测定到的MHP的平均周期为长的情况下，ON判定 为物体在比基准距离更近的距离，又，测定到的MHP的周期为短的情况下，OFF判定为 物体在比基准距离更远的距离。
专利文献1日本特开平6-111693号公报专利文献2 日本实开昭63-102135号公报专利文献3日本实开昭63-187237号公报
非专利文献1上田正，山田谆，紫藤进，《利用半导体激光器的自混合效应的距离计》1994年度电气关系学会东海支部联合大会演讲论文集，1994年
非专利文献2 山田谆，紫藤进，津田纪生，上田正，《关于利用半导体激光的自混合效应的小型距离计的研究》，爱知工业大学研究报告，第31号B, p.35-42， 1996年
非专禾U文献3 Guido Giuliani, Michele Norgia, Silvano Donati and Thierry Bosch,[Laser diode self-mixing technique for sensing applications], JOURNAL OF OPTICS A: PUREAND APPLIED OPTICS, p.283-294， 2002年
发明所要解决的问题
如上所述，在基于返回光量检测物体有无的反射型光电传感器中，有容易受到背景影响的问题。
又，由于偏振型光电传感器是积极检测背景(反射式反射体)的传感器，虽然不会受到背景的影响，但在具有扰乱偏振光这样特性的物体的情况下，可能无法检测出该物体。
又，虽然BGS光电传感器较难受到比基准距离远的背景的影响，但是当背景具有镜面体或与镜面体相近的物体时，则BGS光电传感器的工作可能会由于来自镜面体的反射光而变得不稳定。
又，在利用自混合型的激光计测器的BGS光电传感器中，传感器和背景的距离较近时，来自背景的返回光量变大，但是如果返回的光量过大，在激光器内生成的噪声急剧增大，导致激光器动作不稳定的相干猝灭(3匕一ky卜3，、;/:/7)现象发生。由于相干猝灭现象的噪声导致MHP的计测产生误差，从而产生距离计测的误差，结果可能产生误判定。
又，在利用自混合型的激光计测器的BGS光电传感器中，即便当背景在不产生由自混合效应导致的MHP的远处时，或者在无法获得检测MHP的充分的信号强度的情况下，也可能会因来自背景的微小的返回光而产生光混乱等噪声，从而有可能导致误判定的发生。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而作成的，其目的在于提供一种能减低误判定的可能性、并能稳定地检测物体的反射型光电传感器以及物体检测方法。解决问题的手段
本发明的反射型光电传感器，其特征在于，包括发射光的投光单元；接受从该投光
单元发射的光的返回光的受光单元；根据所述返回光判定在所述投光单元的光发射方向上是否有物体存在的判定单元；设置在从所述投光单元发射的光的光路上的位置、且设置在 比设想所述物体出现的地点远的位置的蛾眼结构的防反射板。
又，在本发明的反射型光电传感器的一构成例中，所述判定单元根据返回光量判定在 所述光发射方向是否有物体存在。
又，在本发明的反射型光电传感器的一构成例中，所述判定单元根据所述返回光求得 与返回光的反射点之间的距离，在该距离比规定的基准距离近时，判定在所述光发射方向 有物体存在。
又，本发明的反射型光电传感器，其特征在于，包括发射激光的半导体激光器；驱 动该半导体激光器的激光驱动器；将所述半导体激光器发射的激光和该激光的返回光变换
为电信号的受光单元；距离判定处理单元，所述距离判定处理单元根据包括在所述受光单 元的输出信号中的、由所述激光和所述返回光产生的干涉波形的信息，求得与返回光的反 射点之间的距离，当该距离比规定的基准距离近时，则判定在所述激光的发射方向有物体 存在；蛾眼结构的防反射板，所述防反射板设置在从所述半导体激光器发射的激光的光路 上的位置，且设置在比设想所述物体出现的地点远的位置。
又，本发明的反射型光电传感器，其特征在于，包括发射激光的半导体激光器；驱 动该半导体激光器的激光驱动器；检测包含干涉波形的电信号的检测单元，所述干涉波形 由于从所述半导体激光器发射出的激光和该激光的返回光的自混合效应所产生；距离判定 处理单元，所述距离判定处理单元根据包括在所述受光单元的输出信号中的所述干涉波形 的信息，求得与返回光的反射点之间的距离，当该距离比规定的基准距离近时，则判定在 所述激光的发射方向有物体存在；蛾眼结构的防反射板，所述防反射板设置在从所述半导 体激光器发射的激光的光路上的位置，且设置在比设想所述物体出现的地点远的位置。
又，在本发明的反射型光电传感器的一构成例中，设由所述半导体激光器自身的谐振 器模式和外部谐振器模式的模式竞争所产生的返回光量的临界点为r c，相干猝灭所造成的 返回光量的临界点为fextc时，设置所述防反射板使得在所述物体不存在时来自所述防反 射板的返回光量在临界点r c以上、临界点fextc以下。
又，在本发明的反射型光电传感器的一构成例中，所述激光驱动器使所述半导体激光 器动作，并使得至少包含振荡波长连续单调增加的期间的第一振荡期间和至少包含振荡波 长连续单调减少的期间的第二振荡期间交互存在；所述距离判定处理单元包括对所述第一 振荡期间和所述第二振荡期间的所述干涉波形的个数分别进行计数的计数单元，和根据所 述计数单元的计数结果求得与返回光的反射点之间的距离，在该距离比规定的基准距离近
9时，判定在所述激光的发射方向有物体存在的判定单元。
又，本发明的物体检测方法，其特征在于，包括发射光的投光步骤；接受从该投光 单元发射的光的返回光的受光步骤；根据所述返回光判定在所述投光单元的光发射方向上 是否有物体存在的判定步骤；在从所述投光单元发射的光的光路上的位置，且在比设想所
述物体出现的地点远的位置设置蛾眼结构的防反射板。
又，在本发明的物体检测方法的一构成例中，所述判定步骤根据返回光量判定在所述 光发射方向是否有物体存在。
又，在本发明的物体检测方法的一构成例中，所述判定步骤根据所述返回光求得与返 回光的反射点之间的距离，当该距离比规定的基准距离近时，判定在所述光发射方向有物 体存在。
又，本发明的物体检测方法，其特征在于，包括将驱动电流提供给半导体激光器使 所述半导体激光器动作的振荡步骤；将所述半导体激光器所发射的激光和该激光的返回光 变换为电信号的受光步骤；根据包括于在该所述受光步骤得到的输出信号中的、由所述激 光和所述返回光产生的干涉波形的信息，求得与返回光的反射点之间的距离，当该距离比 规定的基准距离近时，则判定在所述激光的发射方向有物体存在的距离判定处理步骤；在 从所述半导体激光器发射的激光的光路上的位置，且在比设想所述物体出现的地点远的位 置设置蛾眼结构的防反射板。
又，本发明的物体检测方法，其特征在于，包括将驱动电流提供给半导体激光器使 所述半导体激光器动作的振荡步骤；检测包含干涉波形的电信号的检测步骤，所述干涉波 形由于从所述半导体激光器发射出的激光和该激光的返回光的自混合效应而产生；根据包 括于在所述检测步骤得到的输出信号中的所述干涉波形的信息，求得与返回光的反射点之 间的距离，当该距离比规定的基准距离近时，则判定在所述激光的发射方向有物体存在的 距离判定处理步骤；在从所述半导体激光器发射的激光的光路上的位置，且在比设想所述 物体出现的地点远的位置设置蛾眼结构的防反射板。
又，在本发明的物体检测方法的一构成例中，在设由所述半导体激光器自身的谐振器 模式和外部谐振器模式的模式竞争所产生的返回光量的临界点为r c，相干猝灭所造成的返 回光量的临界点为fextc时，设置所述防反射板使得在所述物体不存在时来自所述防反射 板的返回光量在临界点r c以上、临界点fextc以下。
又，在本发明的物体检测方法的一构成例中，所述振荡步骤使所述半导体激光器动作， 并使得至少包含振荡波长连续单调增加的期间的第一振荡期间和至少包含振荡波长连续单调减少的期间的第二振荡期间交互存在；所述距离判定处理步骤包括在所述第一振荡期 间和所述第二振荡期间分别对所述干涉波形的个数进行计数的计数步骤，和根据所述计数 步骤的计数结果求得与返回光的反射点之间的距离，当该距离比规定的基准距离近时，则 判定在所述激光的发射方向有物体存在的判定步骤。 发明的效果
根据本发明，通过设置蛾眼结构的防反射板，可降低误判定的可能性，能稳定地检测 物体。又，采用蛾眼结构的防反射板，可抑制防反射功能的下降，因此即使在暴露于空气 的环境中，也可防止附着于防反射板上的附着物所造成的误检测。
图1是显示本发明第一实施例涉及的反射型光电传感器的结构的框图。
图2是显示本发明第一实施例中防反射板的一构成例的截面图。
图3是显示本发明第三实施例涉及的反射型传感器的结构的框图。
图4是显示本发明第三实施例中半导体激光器的振荡波长的时间变化的一例的示意图。
图5是显示本发明第三实施例中电流一电压变换放大部的输出电压波形和过滤器部的 输出电压波形的示意性波形图。
图6是显示对于返回光量的相对强度杂音的变化的示意图。
图7是显示本发明第四实施例涉及的反射型光电传感器的结构的框图。
图8是显示现有的激光计测器中半导体激光器的复合谐振器模型的示意图。
图9是显示半导体激光器的振荡波长和内置光电二极管的输出波形的关系的示意图。
符号说明
l-投光器；2-受光器；3、 18-判定部；4、 19-显示部；5、 20-防反射板；6-投光元件；
7-投光电路；8-受光元件；9-受光电路；10-物体；ll-半导体激光器；12-光电二极管；13-
透镜；14-光驱动器；15-电流-电压变换放大部；16-过滤部；17-计数部；21-电压检测部
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。图1是显示本发明第一实施例涉及的反 射型光电传感器的结构的框图。本实施例的反射型光电传感器具有发射光的投光器1、接受返回光的受光器2、根 据返回光量判定在投光器1的光发射方向是否存在物体的判定部3、显示判定部3的判定 结果的显示部4、设置在投光器1所发射的光的光路上的位置且设置在比设想物体出现的 地方远的位置上的蛾眼(moth-eye)结构的防反射板5。
投光器1具有LED等投光元件6、驱动投光元件6的投光电路7。 受光器2具有光电二极管等受光元件8、和将受光元件8的输出电流变换为电压并放 大的受光电路9。
投光器1发射检测物体用的光。在投光器1和防反射板5之间没有物体存在的情况下， 从投光器1出射的光入射到防反射板5。
图2是显示防反射板5的一构成例的截面图。如图2所示，防反射板5具有蛾眼结构， 即，在投光器侧的表面配置有多个在可视光波长以下大小的突起50。突起50以例如100nm 的间隔规则地配置。该蛾眼结构例如可以通过树脂形成。
由于蛾眼结构在厚度方向的折射率连续变化，因此几乎不反射入射光，光的反射率在 例如0.1 %以下。该反射率相比现有的防反射膜是非常小的。因此，即使来自投光器1的 光入射到防反射板5，从防反射板5返回的返回光量仍然非常少。对于这样的蛾眼结构， 例如，特表2001-517319号公报已有所揭示。
另一方面，如图l的虚线所示的，如果投光器1和防反射板5之间存在有物体10，那 么从物体10返回的返回光入射到受光器2。
判定部3根据受光器2的受光电路9所输出的电信号检测返回光量。在投光器1和防 反射板5之间不存在物体10的情况下，如前所述的，返回光量非常少，为规定的阈值以 下。相对于此，如果投光器1和防反射板5之间存在物体10,则返回光量超过阈值。判定 部3在返回光量超过阈值的情况下，判定投光器1和防反射板5之间存在有物体10。显示 部4将判定部3的判定结果显示出来。
如上所述的，在本实施例中，通过设置蛾眼结构的防反射板5，能够将背景的防反射 率设定得非常小，因此不会发生将背景作为物体检测的情况，从而可以使得其难以受到背 景的影响。在本实施例中，由于可充分确保物体和防反射板5的反射率的差，即便在物体 的反射率小的情况下，也能够检测物体。
又，在使用现有的防反射膜作为防反射板的情况下，如果表面粘上脏物，防反射的功 能会降低，而在使用蛾眼结构的防反射板5的情况下，由于其具有疏水效应，可防止脏物 粘附于表面，从而能够抑制防反射功能的下降，即使在暴露于空气的环境中，也可防止附着于防反射板5的附着物所引起的误检测。 [第二实施例]
在第一实施例中，将本发明适用于扩散反射型光电传感器中，但是本发明也可适用于 BGS光电传感器。在BGS光电传感器的整体构成与第一实施例的相同，具体结构在专利 文献2和专利文献3中有所揭示，因此省略对其详细的说明，并用附图l的标号对其进行 简单说明。
在BGS光电传感器中，使用投光器1和受光器2，光学测定与物体的距离。在距离的 光学测定方法中，有多种原理，此处对利用三角测距的原理的情况进行说明。在此情况下， 使用二象限光电二极管或位置检测元件作为受光元件8。由物体10反射的返回光在受光元 件8上成像。该成像位置随着受光元件8和物体10的距离不同而不同。据此，可求得与 物体10的距离。
根据上述原理，判定部3根据受光器2的受光电路9的输出信号，求得受光元件8和 返回光的反射点之间的距离，当该距离比规定的基准距离近时，判定为ON(有物体)，在 该距离比基准距离远时，判定为OFF (没有物体)。
在这样的BGS光电传感器中，如果使用在第一实施例中所述的防反射板5，可使得光 电传感器的工作稳定。
又，第一、第二实施例中的判定部3能够由具有例如CPU、存储装置和接口的计算机 来实现。CPU根据存储在存储装置中的程序执行第一实施例和第二实施例中所说明的处 理。
接着，对本发明第三实施例进行说明。图3是显示本发明的第三实施例涉及的反射型 光电传感器的结构的框图。本实施例是利用自混合型激光计测器的BGS光电传感器。
图3的反射型光电传感器具有发射激光的半导体激光器11;将半导体激光器11的 光输出变换为电信号的光电二极管12;透镜13，其对半导体激光器ll发出的光进行集光
并发射，并将物体的返回光进行集光并入射到半导体激光器11;驱动半导体激光器ll的 激光驱动器1;将光电二极管12的输出电流变换为电压并放大的电流-电压变换放大部15; 从电流-电压变换放大部15的输出电压中去除载波的过滤部16;对包含在过滤部16的输 出电压中的MHP的个数进行计数的计数部17;根据计数部17的计数结果判定物体比规定 的基准距离近还是比基准距离远的判定部18;显示判定部18的判定结果的显示部19;和 防反射板20。光电二极管12和电流-电压变换放大部15构成检测单元，过滤部16和计数部17和判 定部18构成距离判定处理单元。下面，为了便于说明，假定半导体激光器ll采用的是没 有模跳现象的类型(VCSEL型、DFB激光型)。
激光驱动器14将随着时间以一定变化率反复增减的三角波驱动电流作为注入电流提 供给半导体激光器ll。这样，半导体激光器11被驱动为，与注入电流的大小成比例地使 振荡波长以一定变化率连续增加的第一振荡期间和振荡波长以一定变化率连续减少的第 二振荡期间交替反复。图4是显示半导体激光器11的振荡波长的时间变化的示意图。在图 4中，Pl为第一振荡期间，P2为第二振荡期间，Aa为各期间振荡波长的最小值，入b为 各期间振荡波长的最大值，T为三角波的周期。在本实施例中，振荡波长的最大值入b和 振荡波长的最小值入a通常分别是一定的，它们的差入b-入a也通常是一定的。
半导体激光器11发射的激光通过透镜13集光并发射。在半导体激光器11和防反射板 20之间存在物体10的情况下，物体10所反射的光通过透镜13集光，并入射到半导体激 光器11。但是，透镜13的集光不是必须的。光电二极管12配置在半导体激光器11的内 部或其附近，并将半导体激光器ll的光输出变换为电流。电流-电压变换放大部15将光电 二极管12的输出电流变换为电压并放大。
过滤部16具有从调制波中抽取重叠信号的功能。图5 (A)是显示电流-电压变换放大 部15的输出电压波形的示意图，图5 (B)是显示过滤部16的输出电压波形的示意图。这 些图显示了从相当于光电二极管12的输出的图5 (A)的波形(调制波)中，去除图4的 半导体激光器ll的振荡波形(载波)，抽取图5 (B)的MHP波形(干涉波形)的过程。
计数部17分别在第一振荡期间Pl和第二振荡期间P2对过滤部16的输出电压所包含 的MHP的个数进行计数。计数部17可以采用逻辑门所构成的计数器，也可是利用FFT(Fast Fourier Transform快速傅立叶变换)对MHP的频率数(即单位时间的MHP的个数)进行 计测。
接着，判定部18基于计数部17所计测的MHP的个数求得半导体激光器11和返回光 的反射点之间的距离，并判定返回光的反射点比所定的基准距离近还是比所定的基准距离 远。 一定期间内的MHP的个数与测定距离成比例。因此，预先求得一定的计数期间(本 实施例中分别为在第一振荡期间Pl和第二振荡期间P2)的MHP的个数与距离的关系， 并存储在判定部18的数据库(图未示)中的话，判定部18可通过从数据库中获取与由计 数部17计测到的MHP的个数相对应的距离的值，求得与返回光的反射点之间的距离。
或者，如果预先求出并设定表示计数期间的MHP的个数和距离的关系的数式，则判
14定部18能通过将计数部17计测到的MHP的个数代入该数式，求得与返回光的反射点之 间的距离。
判定部18在半导体激光器11与返回光的反射点之间的距离比所定基准距离近的情况 下判定为ON (有物体)，在比基准距离远的情况下判定为OFF (没有物体)。判定部18在 每个第一振荡期间Pl和第二振荡期间P2分别进行上述处理。
显示部19显示判定部18的判定结果。
此处，在半导体激光器11和防反射板20之间没有物体10存在的情况下，从半导体激 光器11出射的光入射到防反射板20。防反射板20的构成和第一实施例中说明的防反射板 5相同。从而即使来自半导体激光器ll的光入射到防反射板20，从防反射板20返回的返 回光量也非常少。
如前所述，在采用自混合型激光计测器的BGS光电传感器中，返回光量过大的话，会 产生相干猝灭现象。又，即使在背景处于无法由自混合效应产生MHP的远处的情况下， 或者在无法得到检测MHP的充分的信号强度的情况下，也有因来自背景的微小的返回光 而产生光混乱等噪音的可能性。在本实施例中，通过设置蛾眼结构的防反射板20，可消除 这样的问题。
接着，在本实施例中，说明防反射板20所要求的条件。如图6所示，半导体激光器 11内生成的相对强度杂音随着返回光量的增大而增大，主要有两个临界点。 一个是半导体 激光器ll自身谐振器模式和外部谐振器模式的模式竞争所产生的临界点rc。另一个是由 相干猝灭所导致的临界点(临界返回光量)fextc。随着返回光量的增大，若超过临界点r c，则开始产生返回光干涉现象即自混合效应，如果超过临界点fextc，则相对强度杂音急 剧增大。为了避免由光混乱等导致的噪音和由相干猝灭现象所导致的MHP的计测错误， 从而稳定地计测外部谐振器模式下的MHP，最好是至半导体激光器ll的返回光量在临界 点rc以上、临界点fextc以下。从而，只要设置防反射板20并使得即使在不存在物体10 的情况下返回光量也在临界点r c以上、临界点fextc以下即可。
根据文献[山田实，须原理彦，"半导体激光器中返回光引起的杂音的分析"，金泽大学 工学部研究报告，OQE89-50， p.85-90， 1989年]，临界点rc如下式所示。
r c= 22R2 , [nr 1 / {L(l-R2)}〗2 (2)
nr为活性区域的折射率，1为激光谐振器长，L为半导体激光器的出射侧的端面和返
回光的反射点之间的距离，R2为半导体激光器的出射侧的端面的电力反射率。
另一方面，根据日本特开2005-252032号公报，临界点fextc如下式所示。fextc = (tJ / 161 Ce I(K fr<fl/te) < ( (1+ a勺/ a 4) (3)
k为激光谐振器的光封入时间，Ce为在激光出射端与返回光的混合效率，K为K因 子，fr为衰减振动频率，Te为电子寿命，a为谱线幅度增大系数。
另外，本实施例的计数部17和判定部18可由具有例如CPU、存储装置和接口的计算 机实现。CPU根据存储在存储装置中的程序执行本实施例中说明的处理。
又，在将本实施例应用在自混合型以外的外部干涉器型激光传感器的情况下，从半导 体激光器11发射出的激光和返回光通过例如光束分离器等分离，返回光通过光电二极管 12检出即可。这样，即使在自混合型以外的外部干涉器型激光传感器中，也可获得与本实 施例相同的效果。
在第三实施例中，从作为受光器的光电二极管的输出信号中抽取MHP波形，但是也 可以不使用光电二极管抽取MHP波形。图7是显示本发明的第四实施例涉及的反射型光 电传感器的结构的框图，其中和图3相同的结构标注相同的标号。本实施例的反射型光电 传感器中，使用电压检测部21替代第三实施例中的光电二极管12和电流-电压变换放大部 15。
电压检测部21检测出半导体激光器11的端子间的电压，即阳极-阴极间电压并对其放 大。在由半导体激光器11发射的激光和物体10的返回光产生干涉的情况下，在半导体激 光器ll的端子间的电压中出现MHP波形。从而，可从半导体激光器ll的端子间电压中 抽取MHP波形。
过滤部6与第三实施例中的相同，具有从调制波充抽取重叠信号的功能，并从电压检 测部21的输出电压中抽取MHP波形。
半导体激光器ll、激光驱动器14、计数部17、判定部18和显示部19的动作与第三 实施例相同。
这样，在本实施例中，不使用光电二极管也可抽取MHP波形，与第三实施例相比， 可减少反射型光电传感器的部件数，从而可降低反射型光电传感器的成本。
又，本发明不限于第一 第四实施例，也可将本发明适用于其他的反射型光电传感器。
工业上的可利用性
本发明能适用于反射型传感器。
权利要求
1.一种反射型光电传感器，其特征在于，包括发射光的投光单元；接受从该投光单元发射的光的返回光的受光单元；根据所述返回光判定在所述投光单元的光发射方向上是否有物体存在的判定单元；设置在从所述投光单元发射的光的光路上的位置，且设置在比设想所述物体出现的地点远的位置的蛾眼结构的防反射板。
2. 如权利要求1所述的反射型光电传感器，其特征在于，所述判定单元根据返回光 量判定在所述光发射方向是否有物体存在。
3. 如权利要求1所述的反射型光电传感器，其特征在于，所述判定单元根据所述返 回光求得与返回光的反射点之间的距离，在该距离比规定的基准距离近时，判定在所述光 发射方向有物体存在。
4. 一种反射型光电传感器，其特征在于，包括 发射激光的半导体激光器； 驱动该半导体激光器的激光驱动器；将所述半导体激光器发射的激光和该激光的返回光变换为电信号的受光单元； 距离判定处理单元，所述距离判定处理单元根据包括在所述受光单元的输出信号中 的、由所述激光和所述返回光产生的干涉波形的信息，求得与返回光的反射点之间的距离， 在该距离比规定的基准距离近时，判定在所述激光的发射方向有物体存在；蛾眼结构的防反射板，所述防反射板设置在从所述半导体激光器发射的激光的光路上 的位置，且设置在比设想所述物体出现的地点远的位置。
5. —种反射型光电传感器，其特征在于，包括 发射激光的半导体激光器； 驱动该半导体激光器的激光驱动器；检测包含干涉波形的电信号的检测单元，所述干涉波形由于从所述半导体激光器发射 出的激光和该激光的返回光的自混合效应而产生；距离判定处理单元，所述距离判定处理单元根据包括布所述检测单元的输出信号中的 所述千涉波形的信息，求得与返回光的反射点之间的距离，在该距离比规定的基准距离近 时，判定在所述激光的发射方向有物体存在；蛾眼结构的防反射板，所述防反射板设置在从所述半导体激光器发射的激光的光路上 的位置，且设置在比设想所述物体出现的地点远的位置。
6. 如权利要求5所述的反射型光电传感器，其特征在于，在设由所述半导体激光器自身的谐振器模式和外部谐振器模式的模式竞争所产生的 返回光量的临界点为rc，相干猝灭所造成的返回光量的临界点为fextc时，设置所述防反 射板使得在所述物体不存在时来自所述防反射板的返回光量在临界点rc以上、临界点 fextc以下。
7. 如权利要求4或5所述的反射型光电传感器，其特征在于，所述激光驱动器使所述半导体激光器动作，并使得至少包含振荡波长连续单调增加的 期间的第一振荡期间和至少包含振荡波长连续单调减少的期间的第二振荡期间交互存在； 所述距离判定处理单元包括对所述第一振荡期间和所述第二振荡期间的所述干涉波形的个数分别进行计数的计 数单元，和根据所述计数单元的计数结果求得与返回光的反射点之间的距离，在该距离比规定的 基准距离近时，判定在所述激光的发射方向有物体存在的判定单元。
8. —种物体检测方法，其特征在于，包括 发射光的投光步骤；接受从该投光单元发射的光的返回光的受光步骤；根据所述返回光判定在所述投光单元的光发射方向上是否有物体存在的判定步骤； 在由所述投光步骤发射的光的光路上的位置，且在比设想所述物体出现的地点远的位 置设置蛾眼结构的防反射板。
9，如权利要求8所述的物体检测方法，其特征在于，所述判定步骤根据返回光量判 定在所述光发射方向是否有物体存在。
10. 如权利要求8所述的物体检测方法，其特征在于，所述判定步骤根据所述返回光 求得与返回光的反射点之间的距离，在该距离比规定的基准距离近时，判定在所述光发射 方向有物体存在。
11. 一种物体检测方法，其特征在于，包括将驱动电流提供给半导体激光器使所述半导体激光器动作的振荡步骤； 将所述半导体激光器发射的激光和该激光的返回光变换为电信号的受光步骤； 根据包括在由该受光步骤得到的输出信号中的、由所述激光和所述返回光产生的干涉波形的信息，求得与返回光的反射点之间的距离，在该距离比规定的基准距离近时，判定在所述激光的发射方向有物体存在的距离判定处理步骤；在从所述半导体激光器发射的激光的光路上的位置，且在比设想所述物体出现的地点远的位置设置蛾眼结构的防反射板。
12. —种物体检测方法，其特征在于，包括-将驱动电流提供给半导体激光器使所述半导体激光器动作的振荡步骤；检测包含干涉波形的电信号的检测步骤，所述干涉波形由于从所述半导体激光器发射 出的激光和该激光的返回光的自混合效应而产生；根据包括在由该检测步骤得到的输出信号中的所述干涉波形的信息，求得与返回光的 反射点之间的距离，在该距离比规定的基准距离近时，判定在所述激光的发射方向有物体 存在的距离判定处理步骤；在从所述半导体激光器发射的激光的光路上的位置，且在比设想所述物体出现的地点 远的位置设置蛾眼结构的防反射板。
13. 如权利要求12所述的物体检测方法，其特征在于，在设由所述半导体激光器自身的谐振器模式和外部谐振器模式的模式竞争所产生的 返回光量的临界点为rc，相干猝灭所造成的返回光量的临界点为fextc时，设置所述防反 射板使得在所述物体不存在时来自所述防反射板的返回光量在临界点rc以上、临界点 fextc以下。
14. 如权利要求11或12所述的物体检测方法，其特征在于，所述振荡步骤使所述半导体激光器动作，并使得至少包含振荡波长连续单调增加的期间的第一振荡期间和至少包含振荡波长连续单调减少的期间的第二振荡期间交互存在； 所述距离判定处理步骤包括在所述第一振荡期间和所述第二振荡期间分别对所述干涉波形的个数进行计数的计 数步骤，和根据该计数步骤的计数结果求得与返回光的反射点之间的距离，在该距离比规定的基 准距离近时，判定在所述激光的发射方向有物体存在的判定步骤。
全文摘要
为了减少误判定的可能性，稳定地检测出物体，本发明提供一种反射型光电传感器，其包括发射光的投光器(1)，接受从投光器(1)发射的光的返回光的受光器(2)，根据返回光判定在投光器(1)的光反射方向是否有物体存在的判定部(3)，设置在从投光器(1)发射的光的光路上的位置，且设置比设想物体出现的地方远的位置的蛾眼结构的防反射板(5)。
文档编号G01S17/02GK101685161SQ20091016876
公开日2010年3月31日 申请日期2009年9月2日 优先权日2008年9月22日
发明者上野达也 申请人:株式会社山武