光调制型检测装置以及电子设备的制作方法

专利名称：光调制型检测装置以及电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及作为使用了光的物体检测装置的光调制型检测装置，特别涉 及用于搭载在便携电话机等的可移动设备的小型、低功耗、并且高灵敏度的 光调制型检测装置以及包括它的电子设备。
背景技术：
以往，面向自动门、卫生用具的自动清洗装置、或者娱乐设备等，已知
体结构的例子，可举出在日本公开专利公报的实开平6-18983号公报(1994 年3月14日公开专利文献1 )或特开2006-145483号公报(2006年6月8 日公开专利文献2)中公开的技术。
另一方面，在推进了多功能和小型化或者薄型化的便携电话机或媒体播 放器等的可移动设备搭载了用于检测有无接近的物体的传感器(以下，称为 "接近传感器，，)的设备也已上市。作为其用途，有以下的例子。
(1 )在具有电话功能和显示画面的可移动设备中的显示画面用背光灯的 接通/断开控制。例如，若在通话时检测出肌肤的接近，则断开液晶画面的背 光灯，若^r测出向非接近状态的变化，则再次接通。这样，实现系统整体的 低消耗功率化。
(2) 在具有电话功能和触摸面板功能的可移动设备中的触摸面板功能的 接通/断开控制。例如，在通话时或者将设备放入口袋时断开触摸面板功能。 这样，防止了系统的误动作。
(3) 在具有无线通信功能的可移动设备中的无触摸开关。例如，若操作 员对无线通信的无线鼠标、无线《建盘、游戏机的控制器等接近其手指或手则 启动，若远离则休眠。这样，能够实现设备的低消耗功率化。
与以往的光传感器技术相比，面向如上所述那样的可移动设备的应用的 接近传感器强烈要求对太阳光或荧光灯等的外部干扰光的高的抵抗性，并通 过极其小的安装面积来实现期望的检测灵敏度和响应时间等的传感特性，且接近传感器本身极其低功耗。
在如上所述那样的检测装置中，为了达到小型化而不会有损检测灵敏度， 需要光接收单元或光接收元件的小型化/高灵敏度，同时需要光接收信号的放 大电路的高灵敏度或发光元件的光量增加。然而，此时，导致在所述放大电 路或者发光元件驱动电路中的功耗的增加。此外，容易引起由于光接收单元-
发光单元之间的光学或电学的串扰(cross talk)的增加或外部干扰光抵抗性 的降低所引起的误动作。
此外，若在如上所述那样的小型且低功耗的检测装置中应用在所述各个 文献中公开的检测方式，则存在以下的问题。1 )作为小型的接近传感器的单 片化或者模块化变得困难。2)在作为传感器的响应上产生问题。3)作为现 实的传感器电路，大多存在与抑制用于实现期望的检测灵敏度等的模拟特性 所需的噪声或偏移的方法难以做到兼顾或者相反的情况。
例如，在专利文献1中公开的技术中，公开了如下的物体检测装置为 了提高外部干扰光抵抗性，若在发光单元的非发光期间有光接收，就会进行 等待直到没有光接收为止的处理。图IO表示该处理的流程图。具体地说，检 测装置的光接收电路每0.7秒启动一次，在动作开始之后的5ms期间等待直 到没有外部干扰光为止后使发光单元发光，观测有无对应的反射光。此外， 在外部干扰光持续5ms以上的情况下，不能观测并假定没有反射物，等待0.7 秒之后的再次启动。
该算法产生如下所示的问题。
首先，由于外部干扰光在不发光的全部期间成为观测对象，所以外部干 扰光以外的噪声因素(例如，电路的温度漂移(drift)或电源噪声等)的影 响非常大。此外，由于在0.7秒这样极长的时间间隔采样状态，所以在外部
的情况下，只有在偶然与节拍的周期对齐的定时才能得到反射光的观测机会， 只能期待低概率下的动作。因此，不能满足作为跟踪本发明的对象即连续性 的人体的动作的接近传感器的响应和精度。此外，在反射光的观测中，也仅 是对于发光脉沖模式的接收脉冲数的计数或者电平读取(sense)，不能得到 用于在时间轴上更加细致地控制检测装置的动作的判断材料。这样，完全没 有包含用于在外部干扰光环境下可靠地观测反射光而需要可靠地搜索其定时 的要素，时间轴方向的观测精度非常粗糙。接着，在专利文献2中公开的技术中，如图ll所示那样，为了提高外部 干扰光抵抗性而在发光脉冲的模式上下功夫。即，以发光脉冲宽度的2倍周 期重复多次发光，将信号光的主要频率成分设定为比外部干扰光的频率成分 还高。在图11中的所述重复次数为2。但鉴于其主旨，需要将发送接收电路 的带宽向高频侧扩大其需要以上。因此，导致在检测电路中直到高频为止拾 取噪声成分，难以达到高灵敏度。此外，若只是图ll所示的算法，则检测输 出的更新被过快地振动(chattering),因此不能满足作为跟踪本发明的对象 即连续性的人体的动作的接近传感器的响应特性。
此外，在为了实现小型的检测装置而采用微细CMOS工艺来实现模拟数 字混合的高集成化时，由于元件偏差而在集成电路内产生的偏移电压成为将 检测装置的灵敏度大幅恶化的主要原因。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种实现功耗的降低而不会有损检测灵敏度和 作为检测装置的响应，而且实现装置的小型化而不会增加电路规模的光调制 型检测装置、以及包括它的电子设备。
为了达到所述目的，本发明的光调制型检测装置从发光元件发射脉沖光， 并基于从光接收元件输出的光接收信号来检测有无物体，所述光接收元件对 通过应检测的所述物体所反射或者透射的所述脉沖光进行光接收，所述光调 制型检测装置包括脉冲信号变换单元，将所述光接收信号变换为脉冲信号， 并切断光接收信号路径来抑制自身的偏移；以及检测单元，使用所述脉冲信 号，检测是否为在不发射所述脉沖光的期间存在所述光接收信号的第1状态，
态，所述光调制型检测装置具有以下模式第1动作模式，包含第l期间和 第2期间，所述第l期间是如下期间切断所述脉冲信号变换单元的所述光 接收信号路径来抑制所述脉沖信号变换单元的偏移，并在该第l期间的结束 时刻保持所述偏移被抑制的状态并且再次连接所述脉沖信号变换单元的所述 光接收信号路径，所述第2期间是如下期间在该第l期间之后，检测是否 为所述第l状态；以及第2动作模式，至少包含第3期间，所述第3期间是 如下期间在检测出不是所述第1状态的所述第1动作模式之后，检测是否 为所述第2状态。如上所述那样，在为了实现小型的检测装置而采用微细CMOS工艺来实 现模拟数字混合的高集成化时，由于元件偏差而在集成电路内产生的偏移电 压大幅恶化检测装置的灵敏度。但是，抑制所述偏移电压的结构一概需要稳 态(时常连接)且大的相位补偿电容，电路规模趋向大。
相对于此，在发明的光调制型检测装置中，能够在脉沖信号变换单元中 切断光接收信号的放大路径，从而即使在任何外部干扰光环境下也始终正常 地消除电路本身的偏移。此外，能够在用低阻抗来偏置信号路径的切断点并 在偏移消除期间结束之后将电路连接再次连接到通常的信号放大路径时，不 会产生过剩的过渡电压而能够稳定地进行信号放大。
通过采用这样的结构，能够持续地抑制脉冲信号变换单元的偏移而无需 采用需要大的相位补偿电容的稳态的偏移抑制结构，并且搜索没有外部干扰 光的影响的状态来驱动发光元件，从而能够在高灵敏度的状态下进行有无物 体的检测。因此，不会导致电路规模或偏置(bias)电流的增加，实现了检测 装置的高灵壽丈度和误动作的防止。
如上所述，实现了能够提供如下的光调制型检测装置的效果实现了功 耗的降低而不会有损;险测灵敏度和作为^r测装置的响应，而且实现了装置的 小型化而不会增加电路规模的光调制型检测装置。
为了达到所述目的，本发明的电子设备搭载了所述光调制型检测装置。
根据所述结构，由于本发明的电子设备搭载了实现功耗的降低而不会有 损检测灵敏度和作为检测装置的响应，而且实现装置的小型化而不会增加电 路规模的光调制型检测装置，所以即使在搭载了多个所述光电调制型检测装 置的情况下也能够以低成本来构成。此外，将规才各不同的多个物体检测传感 器的功能进行集成，或者与其他传感器功能(例如，照度传感器或RGB传 感器等)进行集成，从而实现作为一个检测装置而进行模块化且搭载在可移 动设备中。
通过以下示出的记载，本发明的其他目的、特征以及优点会变得清楚。 此外，通过参照附图的以下说明，本发明的优点会变得清楚。


图1是表示本发明的实施方式的光调制型检测装置的主要动作模式的内 容和表示该动作模式的动作的各个信号的定时的图，(a)表示噪声检测模式，(b)表示物体检测模式。
图2是表示光调制型检测装置的主要部分结构的方框图。
图3 (a)是表示脉冲信号再现单元的具体结构的图，图3 (b)是表示作 为在该脉冲信号再现单元中的偏移消除动作的门(gate )信号的脉沖信号的结 构的图。
图4表示光调制型检测装置的主要动作，其上段是在纵轴取强度、在横 轴取时间，从而表示外部干扰光噪声等级(level)对于时间变化(仅图示包 络线)的图，其下段是表示所述动作的各个信号的定时图。
图5是表示光调制型检测装置的主要动作模式的变更例子的内容、和表 示其动作模式的动作的各个信号的定时的图，图5 (a)表示噪声检测模式，
图5 (b)表示物体检测模式。
图6是表示光调制型检测装置的主要动作模式的其他变更例子的内容、 和表示其动作模式的动作的各个信号的定时的图，图6 (a)表示噪声检测模 式，图6 (b)表示物体检测模式。
图7是表示光调制型检测装置的主要动作模式的又一其他变更例子的内 容、和表示其动作模式的动作的各个信号的定时的图，图7(a)表示噪声检 测模式，图7 (b)表示物体检测模式。
图8是表示在图6所示的变更例子的情况下的光调制型检测装置的主要 动作模式，图8 (a)是在纵轴取强度、在横轴取时间，从而表示外部干扰光 噪声等级对于时间变化(仅图示包络线)的图，图8 (b)是在纵轴取距离、 在横轴取时间，从而表示光调制型检测装置和反射物之间的距离对于时间变 化的图，图8 (c)是表示所述动作的各个信号的定时图，图8(d)是外部输 出单元的输出信号从无反射物的状态变更为有反射物的状态(所述输出信号 从高电平到低电平)时的各个信号的定时图，图8 (e)是所述输出信号为有 反射物的状态时的各个信号的定时图，图8 (f)是所述输出信号从有反射物 的状态变更为无反射物的状态(所述输出信号从低电平到高电平)时的各个 信号的定时图。
图9是特别表示外部输出单元的其他结构例子的、表示光调制型检测装 置的主要部分结构的方框图。
图IO涉及以往技术，是表示物体检测装置的动作的流程图。
图11涉及以往技术，是表示脉冲调制型光检测装置的动作的定时图。
具体实施例方式
使用图1 图9说明本发明的实施方式则如下所述。
图1是表示本实施方式的光调制型检测装置150的主要动作模式的内容 的图(图中的上段)，并且是表示其动作模式的动作的各个信号的定时图(图 中的下段)。图1 (a)表示噪声检测模式(第1动作模式)Ml，图1 (b) 表示物体检测模式(第2动作模式)M2。此外，图2是表示光调制型检测装 置150的主要部分结构的方框图。首先，参照图2说明光调制型检测装置150 的主要部分结构。
(光电调制型检测装置的主要部分结构)
光调制型检测装置150是使用光来检测有无物体的物体检测装置，且如 图2所示那样，包括发光元件100、光接收元件103、时钟信号生成单元 106、脉沖信号生成单元108、发光元件驱动单元109、脉冲信号再现单元(脉 沖信号变换单元)112、锁存(latch)单元(检测单元)114、 116、判定单元 118以及外部输出单元119。
通过基于后述的脉冲信号(第1脉冲信号)107来驱动发光元件100的 发光元件驱动单元109的驱动，发光元件IOO在应才企测的物体(未图示，也 记载作为反射物)通过的区域发射脉冲光101。另外，若将后述的时钟信号 105的频率例如设为125kHz,则在一个时钟周期生成的脉沖光101的脉冲宽 度成为8|tis。
光接收元件103接收从发光元件IOO发射并通过应检测物体而反射的反 射光(根据用途，可以是透过了应检测物体的透过光)102，并变换为电信号 (光接收电流，光接收信号104)。在本实施方式中，光接收元件103由光 电二极管构成。另外，光接收信号104也由反射光102以外的外部干扰噪声 光等而产生。
时钟信号生成单元106生成时钟信号105,并将生成的时钟信号105提 供给脉冲信号生成单元108以及判定单元118。才艮据脉冲信号再现单元112 的S/N和作为检测装置的响应时间，适当地选4奪时钟信号105的频率即可。 此外，也可以是取代时钟信号生成单元106，将vMv外部输入的时钟信号进行 緩冲从而分配到各个部分的结构。
脉冲信号生成单元108基于从时钟信号生成单元106提供的时钟信号105,生成脉冲信号107、 110 (第3脉冲信号)、117 (第4脉冲信号)、121(第2脉冲信号)。然后，将脉冲信号107提供给后述的"与非"电路114a、判定单元118、以及发光元件驱动单元109,将脉冲信号110提供给后述的"与非"电路116a,将脉冲信号117^是供给后述的RS触发器114b、 116b，将脉沖信号121提供给脉冲信号再现单元112。另外，脉冲信号107 脉冲信号121不能被同时激活。
此外，脉冲信号生成单元108对决定噪声^r测4莫式Ml和物体检测;漠式M2的期间的第1周期T1进行计数。因此，脉沖信号生成单元108使用基于时钟信号105来进行计数动作的最多比特数的计数器来构成即可。通过设为以所述计数器的下位比特来生成脉沖信号107、 110、 117、 121,并对包含至上位比特的最长周期进行计数的结构，就能够简单地构成脉冲信号生成单元108。
脉冲信号再现单元112将从光接收元件103输出的光接收信号104再现(变换)为作为逻辑电平的电压脉沖信号的再现脉冲信号(脉冲信号)111。此外，脉冲信号再现单元112进行抑制在自身的电路内产生的偏移电压的偏移消除。对于细节在后面叙述。
锁存单元114由"与非，，电路114a以及负逻辑输入的RS触发器(RS-FF)U4b构成，同样，锁存单元116由"与非，，电路116a以及负逻辑输入的RS触发器116b构成。
在"与非"电路ll4a、 116a中，分别输入从脉冲信号再现单元112输出的再现脉冲信号lll。与此同时，在"与非"电路114a中，输入作为同步门信号的脉沖信号107，在"与非"电路116a中，输入作为非同步门信号的脉沖信号IIO。并且，"与非"电路114a、 U6a取得这些输入的信号的"与，，。这样，提取出是否存在与发射脉沖光101的期间同时存在光接收信号104的期间(有无同步接收，"与非，，电路114a是否为第2状态)，以及在不发射脉沖光101的期间是否存在光接收信号104 (有无非同步接收，"与非"电路116a是否为第1状态)。具体地说，在再现脉沖信号111和脉冲信号107在同一定时存在的情况下，判断为"有同步接收"，在再现脉沖信号lll和脉沖信号IIO在同一定时存在的情况下，判断为"非同步接收"。
在RS触发器114b、 H6b中，分别输入作为复位信号的脉冲信号117。与此同时，在RS触发器114b中输入"与非"电路114a的输出信号，，在RS触发器116b中输入"与非"电路116a的输出信号。RS触发器114b保持"与非"电路114a的输出信号(提取结果)直到通过脉沖信号117被复位为止，从而将表示具有同步接收的同步接收输出信号113 ^T入到判定单元118。 RS触发器116b保持"与非"电路116a的输出信号(提取结果)直到通过脉冲信号117被复位为止，从而将表示具有非同步接收的非同步接收输出信号115输入到判定单元118。
判定单元118才艮据分别从锁存单元114、 116输出的同步接收输出信号113、非同步接收输出信号115，选择噪声检测模式Ml以及物体检测模式M2之间的转移。此外，根据在物体检测模式M2的最后，同步接收输出信号113是否在一定期间内存在，判定有无应检测物体。然后，将该判定结果输出到外部输出单元19。
外部输出单元19将通过判定单元118输出的判定结果作为输出信号120而输出到外部。外部输出单元19可以构成为，将所述判定结果(数字值)简单地进行緩沖输出，但也可以构成为，将所述判定结果在寄存器中保持/更新并且对来自外部的读取而将寄存器的值进行緩冲输出。(脉冲信号再现单元的结构和动作)
接着，参照图3说明脉冲信号再现单元112的主要部分结构和其动作。图3 (a)是表示脉冲信号再现单元112的主要部分结构的图，图3 (b)是表示脉沖信号121的结构的图。
首先，说明脉冲信号再现单元112的结构。如图3(a)所示那样，在脉冲信号再现单元112中，在信号路径中存在电流电压变换单元300、差动输入输出的主放大器302、以及包括滞后(hysteresis )控制电路306的差动输入的比较单元303的3个主要电路模块。这些电路模块分别通过第1电容对304和第2电容对305进行AC耦合。
电流电压变换单元300包括连接到光接收元件103，并将从光接收元件103输出的光接收信号104进行电流电压变换的电流电压变换电路300a;以及使输入阻抗一致从而通过主放大器302稳定地进行差动放大的虚拟(dummy)电流电压变换电路300b。赋予了参考标号Rf的电阻是反馈电阻。
第1电容对304包括电容器C2、 C3,第2电容对305包括电容器C4、C5。主放大器302通过第1电容对304对通过电流电压变换电路300a进行了变换的电压信号进行差动放大。第1偏移消除环路307和第2偏移消除环路308是抑制脉沖信号再现单元112的偏移电压的环路。第1偏移消除环路307包括传送门(transmissiongate)T5 T7、差动输入的误差》丈大器311、电容器C6、以及运算放大器312。第2偏移消除环路308包括传送门(transmission gate ) T8 T10、运算放大器313、以及电容器C7。
比较单元303是将通过主放大器302进行了差动放大的电压信号变换为再现脉冲信号111的单元，其包括滞后控制单元306、传送门T10 T12、运算放大器313、电容器C7、 C8、以及反相器(inverter) 314、 315 (与第2偏移消除环路308共用传送门TIO、运算放大器313、以及电容器C7)。
对传送门T11-T12的控制端子输入脉沖信号121。传送门T11 T12构成为，通过输入高(high, ON)电平的信号而导通。2个电源V1和V2在本实施方式中是分别不同的电位，但有时也可以是相同电位。
对所述的各个电路模块可进行各种变形。电流电压变换单元300和虚拟电流电压变换单元301的输出例如可以包括源极跟随器等的緩冲输出级。此外，在偏移消除期间中，从电源VI经由Tl及T2对电容对304进行偏置时，也可以不直接从T1及T2提供电位，而是兼顾阻抗变换在电源V 1和T1及T2之间设置任意的电平移位电路来改善通过率(through rate)。此外，图3的偏移消除环路307是通过一端输出来控制Vc，但也可以将该环路设为差动输入输出结构，将V1和Vc的两方设为可变从而向其他参照电压进行控制。除此之外，图3中的比较器303的滞后控制电路306将滞后电流对运算放大器313的输出节点直接流入或者引出，但也可以进行对运算放大器313的输入晶体管对附加源极电阻，并控制该电阻的电压下降来附加滞后等的各种变形，此外，在比较器以外的前级电路中也能够得到滞后性。
无论任何情况下，在图3所示的本发明的脉沖信号再现单元112中，都能够通过T3及T4来切断电容对304以后的光接收信号104的放大路径。因此，在任何外部干扰光环境下，都能够始终正常地进行电路自身的偏移消除。此外，在偏移消除中通过低阻抗对电容对304的后级侧节点(信号路径的切断点)进行偏置，从而在电容对304的前级侧受到由电流电压变换单元300和虚拟电流电压变换单元301产生的外部干扰光或外部干扰电磁噪声等所引起的输出，使得在偏移消除期间结束而将电路连接再次连接到通常的信号放大路径时，不会产生过剩的过渡电压能够稳定地进行信号放大。接着，说明脉冲信号再现单元112的动作。细节在后面叙述，但光调制
型检测装置150在作为其主要的动作模式的噪声检测模式Ml以及反射物检测模式M2的至少一个中，具有用于抑制脉冲信号再现单元112的偏移的偏移消除期间OC。
在脉冲信号再现单元112，在偏移消除期间OC ,被输入如图3 (b)所示那样的、由脉冲信号121a (另记载为"小A")和作为该脉沖信号121a的反极性信号且在其两个边缘内侧存在自身的两个边缘的脉冲信号121b (另记载为"(()B")的2个系统构成的^^冲信号121，而在偏移消除期间OC以外的期间，^皮输入高电平的1个系统的脉冲信号121。
在偏移消除期间OC以外的期间，脉沖信号再现单元112将从光接收元件103输出的光接收信号104通过电流电压变换电路300a变换为电压，并且通过主放大器302对该电压信号进行了差动放大之后，通过差动输入的比较单元303变换为逻辑电平的再现脉沖信号111。
另一方面，在偏移消除期间OC中，具体地说，脉沖信号121的脉冲信号121a、 121b如在图3 (a)中用"())A"以及"())B"所示那样输入。通过这样输入脉沖信号l21,从而使不其重叠(disoverlap)来降低电荷注入(chargeinjection)的影响。另外，在图3(a)中，记载为"—(bar)小A"以及"—(bar)(J)B，，的分别是"())A"以及"(j)B"的反极性信号，即脉冲信号121a、 121b的反极性信号。
通过如上所述那样输入脉沖信号121，从而通过各个传送门而脉冲信号再现单元112内的信号路径分别被切断，形成从第1电容对304到主放大器302的输出为止的第1偏移消除环路307和从第2电容对305到比较器303的模拟输出节点310为止的第2偏移消除环路308。相对于在第1偏移消除环路307中是误差放大器311驱动环路并在电容器C6中保存消除结果，在第2偏移消除环路308中是运算放大器313本身以緩冲器的方式与电容器C7(相位补偿电容)连接且消除结果保存在第2电容对305中。此外，滞后控制电路306在偏移消除期间停止其滞后电流输出，作为完全的运算放大器緩冲器来动作。此外，输出再现脉冲信号111的数字输出单元也在偏移消除期间复位到无光接收信号输入的状态。
如上所述那样，在脉冲信号121有效的期间，光接收信号路径被切断，偏移消除环路关闭(())A: ON—OFF,小B: OFF—ON)。然后，电路的固有偏移被各个环路增益而抑制，消除结果保存在电容中(())B: ON—OFF)。之后，光接收信号路径再次连接从而返回到将光接收信号放大的方式(偏移消除期间OC以外的期间)((j)A: OFF—ON)。(光调制型检测装置的动作)
接着，参照图1及图4说明光调制型才企测装置150的动作。图4表示光调制型检测装置150的主要动作，其上段是在纵轴取强度、在横轴取时间，从而表示外部干扰光噪声等级对于时间变化(仅图示包络线)的图。此外，其下段是表示所述动作的各个信号的定时图。另外，图4中的上级的赋予了参考标号701的虚线表示光调制型检测装置150的灵敏度界限等级。
光调制型检测装置150作为动作模式，包括启动模式M0、噪声检测模式M1、反射物检测模式M2、中断模式M3以及稳态关闭模式M4。
首先，若在启动模式M0中(在图4的参考标号702的期间)，光调制型检测装置150的电源接通或者从关闭状态启动，则时钟信号生成单元106开始动作从而生成时钟信号105。脉冲信号生成单元108基于该时钟信号105而开始动作，并将脉沖信号117提供给RS触发器114b、 116b。这样，锁存单元114、 116被复位，从而防止锁存输出不定而控制系统不会进行期望的动作的情况。此外，外部输出单元119对外部输出受到该锁存单元114、 116的复位而通过判定单元118输出的、无物体的判定结果。通过以上的动作，启动模式M0结束，转移到噪声检测模式M1。
如上所述那样的外部输出单元119的外部输出的初始值设定是在光调制型检测装置150作为接近传感器而使用的情况下特别重要的项目。即，搭载光调制型检测装置150的系统在光调制型检测装置150的电源接通或者从关闭状态启动时期待的外部输出始终是"非接近"。即使实际上接近反射物的状态下启动，也首先从输出了 "非接近，，的状态按照传感器动作而将外部输出更新为"接近"，从而从外部看到的传感器的响应成为更自然且妥当。
其中，说明噪声检测模式M1。如图1 (a)所示那样，噪声检测模式M1在32时钟循环周期中各进行一次所述的抑制脉沖信号再现单元112的偏移的偏移消除期间OC和在该偏移消除期间OC之后检测有无所述非同步接收的非同步接收期间AG，并重复这个动作，在偏移消除成为有效之后的高灵敏度的状态下监视外部干扰光噪声等级。
如上所述那样，非同步接收期间AG是对锁存单元116输入脉沖信号110 18而进行。
偏移消除期间OC相当于包含如下期间的一系列的动作如上所述那样 的通过脉沖信号121的在脉冲信号再现单元112中的偏移消除结束之后，返 回通常动作状态时产生的过渡电压收敛为止的期间(以下，称为"期间Toc")。 偏移消除期间OC的长度是所述过渡电压的收敛时间规定且由脉冲信号再现 单元112整体的过渡响应特定决定。因此，从脉冲信号121到下一个控制脉 冲信号为止的时间间隔(以下，称为"期间Toc")设为考虑了该过渡响应 特性的等待时间。在图1 (a)的例子中，脉沖信号121的长度To是9个时 钟循环，期望相对于第1偏移消除环路307和第2偏移消除环;洛308的关闭 状态的时间常数至少设定为3倍以上长的期间。另一方面，从脉冲信号121 的脉冲后沿(trailing edge )到脉沖信号110的脉沖前沿(leading edge )为止 的间隔、即期间Toe的Toc-ag是14个时钟循环，考虑到安全而设定得比To 长。
说回来，在噪声检测模式Ml中(图4的参考标号703的期间)，转移 到该噪声检测模式M1的同时脉冲信号生成单元108开始第1周期T1的计数。 与此同时，脉冲信号生成单元108将脉沖信号121输出到脉冲信号再现单元 112使其进行偏移消除，之后，隔着所述期间Tocag而将脉冲信号110输出 到锁存单元116使其进行非同步接收确认。接着，脉沖信号生成单元108再 次将脉冲信号117提供给RS触发器114b、 116b，.将锁存单元114、 116复位。
在第1周期Tl内的以上的动作中，参考标号703的期间的最后(更正 确地说，在同一期间内的脉冲信号117之前的时钟上升边缘)中，若判定单 元118确认无非同步接收的状态，则转移到物体检测模式M2，若不能确认， 则保持外部输出单元119的输出而再次重复噪声检测模式Ml。
说明图4的例子，则在外部干扰光噪声等级700大于光调制型^r测装置 150的灵敏度界限等级(最小灵敏度)701的期间，脉沖信号再现单元112的 再现脉沖信号111在偏移消除期间OC中是被强制复位到低电平，在除此之 外的期间拾取外部干扰光而重复高电平/低电平转移。因此，偏移消除OC和 非同步接收期间AG交替地重复。之后，若外部干扰光噪声等级700低于灵 敏度界限等级701以下为止时，再现脉冲信号111成为低电平，不能确定无 非同步接收的状态，所以转移到物体检测模式M2。
这里，说明第1周期T1。例如在时钟信号105的时钟频率为125kHz的情况下，将第1周期Tl设定为1024时钟循环的约8.2ms是比较妥当的选择。 以下说明其理由。作为接近传感器的响应是能够追随人体的动作即可，所以 按100ms前后的时间范围来更新输出就足够。因此，从消耗功率降低的观点 来看，以10ms左右的周期进行光调制型检测装置150的内部动作也称为是充 分必要的动作频率。更重要的理由是，外部干扰光噪声的主要原因的逆变器 (inverter)荧光灯的发光强度对时间变动的应对。逆变器荧光灯通常是将商 用电源直接进行整流之后以40kHz至60kHz左右的频率进行逆变驱动。其结 果，在从逆变器荧光灯发出的光强度的包络线中，重叠着以商用电源频率 50Hz或者60Hz的2倍，即100Hz或者120Hz的周期且振幅降至0附近的大 的起伏。
因此，在本实施方式中，将第1周期Tl设定为商用电源的半周期以上 的值，在噪声检测模式M1中重复进行偏移消除周期OC和非同步接收期间 AG ，从而能够可靠地搜索以高灵敏度进行同步检测的期间而不会受到逆变器 荧光灯的影响。因此，在噪声检测模式M1中，若能够确认无非同步接收的 状态，则转移到反射物检测模式M2，若不能确认，则保持外部输出单元119 的输出而再次重复噪声检测模式Ml。
此外，可变更第1周期T1。若较长地设定第l周期Tl,则取代更新有 无物体的判定的频度减少，防止了不需要的发光，增加了关闭不需要的消耗 电流的期间的比例，能够更加引人注目地降低光调制型检测装置150的时间 平均消耗电流。此外，通过能够将第1周期T1设定为长或短，从而能够将作 为检测装置的响应时间调整为用户所期望的值，因此是有用的。此外，这些 效果能够不对电路规模或检测装置的灵敏度或外部干扰光抵抗性产生影响而 获得。
接着，在第1周期T1中，转移到反射物检测模式M2。首先，说明反射 物;险测一莫式M2。
如图1 (b)所示那样，反射物检测模式M2以14时钟循环周期重复用 于检测有无所述同步接收的同步接收期间SG,并在噪声检测模式M1中偏移 消除成为有效之后的高灵敏度的状态下接受外部干扰光噪声的等级降低至灵 敏度界限以下的情况，监一见有无反射物。
在反射物检测模式M2中(图4的参考标号704的期间)，脉沖信号生 成单元108将脉冲信号107输出到发光元件驱动单元109而驱动发光元件100使得发出脉冲光101,并且将脉沖信号107输出到锁存单元114来进行同步 接收确认。接着，脉沖信号生成单元108再次将脉冲信号117提供给RS触 发器114b、 116b，复位锁存单元114、 116。
在以上的动作中，在接下来的第1周期Tl中，若通过判定单元118有 同步接收的状态至少作为同步接收输出信号113而连续确认n次(n为自然 数)，则判定为有反射物，若不能确认，则判定为无反射物。在图4的例子 中表示在所述r^1的情况，在第1次的参考标号704的周期的最后(更正确 地是，同一期间内的脉冲信号117之前的时钟上升边缘)判定为有同步接收， 外部输出单元119的输出信号120被更新(从无反射物(H)变化为有(L))。
此外，在图7中没有示出，但从启动模式MO转移到噪声检测模式Ml 而在第1周期Tl ( 1024时钟循环)的最后，脉冲信号117再次从脉沖信号生 成单元108输出到RS触发器114b、 116b从而锁存单元114、 116被复位， 与第1周期T1的结束一同转移到噪声检测模式Ml,重复所述的一系列的动 作。
此外，在物体检测模式M2中判定为有反射物之后，第1周期T1结束为 止的期间应用中断模式M3。如图4的例子所示那样，若早早判定为有反射物， 则到第1周期T1结束为止有余裕。中断模式M3在该第1期间Tl结束为止 的期间中断发光元件100的驱动等，从而节省不需要的动作，进一步降低光 调制型检测装置150的时间平均消耗电流。细节在后面叙述。
此外，在物体检测模式M2中判定为有反射物之后转移到噪声检测模式 Ml的情况下，不依赖于经过偏移消除期间OC而在非同步接收期间AG检测 出的检测结果，转移到物体检测模式M2。此时，在一旦判定为有物体的状态 下，即使外部干扰光等所引起的光接收信号异常增加等异常的状态下，也能 够避免陷入不能转移到物体检测模式M2,连驱动发光元件100的机会也没有 的冻结状态的情况。
此外，在物体检测模式M2中判定为有反射物的情况下，与判定为无反 射物的情况相比，脉沖信号再现单元112将在滞后控制电路306中设定的滞 后值设定为更小的值。这样，能够在比较单元303原来具有的脉冲宽度左右 的时间动作的通常的滞后上进一步加上以比较长的时间范围依赖检测状态的 算法上的滞后。因此，能够实现进一步的误动作的防止，而不会导致电路规 模和消耗电流的大幅增加。
21此外，光调制型检测装置150进行稳态关闭(shut down)模式M4。稳 态关闭模式M4是对构成光调制型检测装置150的结构停止供电的模式。细 节在后面叙述。
如上所述那样，为了实现小型的检测装置，而采用微细CMOS工艺来实 现模拟数字混合的高集成化时(脉冲信号再现单元112)，由于元件偏差而 在集成电路内产生的偏移电压使检测装置的灵敏度大幅恶化。但是，抑制所 述偏移电压的结构一概需要稳态(时常连接)且大的相位补偿电容，电路规 模趋向大。
因此，在光调制型检测装置150中，首先通过仅在偏移消除时供电的第 1、第2偏移消除307、 308进行偏移消除，之后在该偏移消除为有效的状态 下，检测有无非同步接收，即有无外部干扰光噪声的影响，在检测出没有该 外部干扰光噪声的影响之后，检测出有无同步接收，即有无物体。
通过设为这样的结构，能够持续抑制脉冲信号再现单元112的偏移的同 时搜索没有外部干扰光的影响的状态来驱动发光元件，从而在高灵敏度的状 态下进行有无物体的检测，而无需采用需要大的相位补偿电容的稳态的偏移 消除结构。因此，能够实现检测装置的高灵敏度和防止了误动作，而不会导 致电路规模或偏置电流的增加。通过如上，光调制型检测装置150实现了功 耗的降低而不会有损检测灵敏度和作为检测装置的响应，由此能够实现装置 的小型化而不会增加电路规模。
其中，在由全(ftill) CMOS构成的如图3所示的电路中，能够在容许精
的漏电流，漏电流随着环境温度的上升而按指数函数增加。因此，在对如图 3所示那样的模拟电路的设计进行如图1所示那样的功能设计时，需要借鉴 来自功能方面的要求值和对于高温动作时等的物理界限值的余裕。在噪声检 测模式Ml中完成偏移消除且保持的状态维持可容许的精度的时间是有限的， 但通过如上所述那样构成各个动作模式，从而能够对从偏移消除期间OC结 束时刻到非同步接收期间AG或者同步接收期间SG开始为止的时间间隔设 定上限值。因此，能够以一定的周期重复噪声检测模式Ml和物体检测模式 M2的同时对复杂的外部干扰光噪声等级的变化持续正常的动作。
此外，在物体检测模式M2只包含同步接收期间SG的最简单的结构的 情况下(可以是包含偏移消除期间OC或非同步接收期间AG的结构，对于它们在后面叙述)，在外部干扰光噪声等级变动之前重复多次同步接收期间 SG ,从而能够提高判定结果的可靠性。此外，能够缩短从转移到物体检测
模式M2起经由同步接收期间SG到进行外部输出单元119的输出信号120 的更新/保持的判定为止的时间，或者重复进行同步接收期间SG时的总的测 定时间。这样，通过后述的与所述结构(图5~图7)的比较而容易理解那样， 能够对一次偏移消除动作进行最多次的同步测定。
(动作模式的变更例子) 接着，使用图5~图7说明噪声检测模式Ml和物体检测模式M2的变更 例子。另外，基本上仅说明与噪声检测模式Ml和反射物检测模式M2不同 的方面。此外，在图5 图7中，组合记载了变更例子的噪声检测模式和反射 物检测模式，但并不是限定于图示的组合而进行动作，组合也可以适当地进 行变更。此外，其变更内容也不限定于在这里说明的期间，可适当地适用于 噪声检测模式、反射物检测模式、偏移消除期间OC等的各个期间。
(变形例1)
图5是表示光调制型检测装置150的主要动作模式的变更例子的内容的 图(图中的上段)，同时也是表示其动作模式的动作的各个信号的定时图(图 中的下段)，图5 (a)表示噪声检测模式M1，图5 (b)表示物体检测模式 M2a。
图5 (a)所示的噪声检测模式M1与所述的噪声检测模式M1相同。即， 在32时钟循环周期内各进行一次偏移消除期间OC和非同步接收期间AG并 重复它们，以偏移消除成为有效之后的高灵敏度的状态下监视外部干扰光噪 声等级。
另一方面，在如图5(b)所示的物体检测模式M2a是在物体检测模式 M2加上偏移消除期间OC的模式，在32时钟循环周期内各进行一次偏移消 除期间OC和同步接收期间SG并重复它们。在物体检测模式M2a中，能够 使在噪声检测模式Ml中的期间Toc-ag和在反射物才全测模式M2a中的期间 Toe-sg—致成同一条件。另外，期间Toc-ag和期间Toc-sg都是在偏移消除结 束之后返回到通常动作状态时产生的过渡电压收敛为止的期间。
不能说必须如在该例子中那样使时钟循环数完全一致，但通过这样构成， 能够与如物体检测模式M2那样不包含偏移消除期间OC的情况相比，能够 以更高灵敏度的状态下进行有无物体的检测。
23另外，在反射物检测模式M2a中，仅在32循环中的一个循环驱动发光 元件100 (该期间内的占空大约为3%)。在光调制型检测装置150中消耗最 大的峰值动作电流的是发光元件100的驱动电流，平均的功耗直接依赖于所 述占空。但是，如后所述那样，在光调制型检测装置150中的有效的发光占 空与所述值相比还d、一个数量级以上。即，发光元件100的平均消耗电流被 抑制到与时钟信号提供单元106或脉冲信号再现单元112整体的功耗同等以 下的等级。
(变形例2)
接着，图6是表示光调制型检测装置150的主要的动作模式的变形例子 的内容的图(图中的上段)，同时也是表示其动作模式的动作的各个信号的 定时图(图中的下段)，图6 (a)表示噪声检测模式Mla，图6 ( b )表示物 体才企测一莫式M2b。
图6(a)所示的噪声检测模式Mla与所述的噪声检测模式Ml基本相同。 即，在32时钟循环周期内各进行一次偏移消除期间OC和非同步接收期间 AG并重复它们，以偏移消除成为有效之后的高灵敏度的状态下监视外部干扰 光噪声等级。
但是，在噪声检测模式Mla中，关于脉沖信号117有与噪声检测模式 Ml的不同点。那是脉冲信号117在脉冲信号110成为有效之前也输出，从而 复位锁存单元116这一点。作为正常动作时的锁存输出是没有任何变化，但 是这样的结构能够更加可靠地防止误动作。例如，在通过偏移消除动作而有 急剧的过渡响应的情况下，还对RS触发器116b输入不需要的触发脉冲，从 而有被设置为有非同步接收的检测状态的情况。这样，只要在脉冲信号107 和脉沖信号110在时间轴上不重叠的情况下，脉沖信号117可以插入任意的 部位而有助于防止误动作。这还能够适用于其他变形例子是理所当然的。
另一方面，在图6 (b)所示的反射物检测模式M2b是，在14时钟循环 周期内各进行一次同步接收期间SG和非同步接收期间AG并重复它们的模 式。通过这样，能够应对以下的状况。即，在噪声检测模式中检测出外部干 扰光等级下降至灵敏度界限以下的情况，从而转移到反射物检测模式M2b之 后因为某种理由而外部干扰光显著增强的状况。在这样的状况的情况下，例 如，将所述各一次的同步接收期间SG和非同步接收期间AG成对，从而将 分别得出有同步接收且无非同步接收的一对状态作为有反射物的判定的根据。通过始终在同步接收之后监视成对的非同步接收，从而能够确认该同步 接收不是因为外部干扰光所引起的。此外，通过将所述对的状态重复多次而 连续得到的结果作为有反射物的判定的根据，从而能够得到更加强劲的外部 干扰光抵抗性。对于重复次数详细在后面叙述。
另 一方面，在反射物检测模式M2b中持续同步接收和非同步接收的情况 下，需要注意其时间间隔Tsg-ag。如图3所示那样，在通过AC耦合而构成 脉冲信号再现单元112的情况下，若一旦接收到光接收信号104,则能够在 该光接收信号104中生成具有比脉沖宽度还长的AC耦合时间常数的负方向 的下垂(sag)。在下垂不恢复的期间，即使接收接下来的光接收信号104， 振幅也减少且灵敏度下降。因此，若在同步接收之后进行非同步接收，则尽 管在有同步接收之后存在非同步接收，也错误地输出为无非同步接收的可能 性提高，会导致作为检测装置的误动作。
因此，第1、第2偏移消除环路307、 308打开状态中的低通频率特性， 使用在脉沖信号再现单元112中的比较单元303的电容器C8(频带限制电容) 而对1时钟循环的脉冲光宽度成为最佳化，并且对具有中频(mid band)带 宽成为一位的频率响应特性的脉冲信号再现单元112，设定成从同步接收结 束到非同步接收开始为止的时间间隔Tsg-ag为5时钟循环，而且同样到非同 步门(gate)结束为止的时间间隔为10时钟循环的充分长即可。通过这样的 结构，能够以与同步接收期间相同的灵敏度来进行非同步接收。
通过如上那样构成，特别与物体检测模式M2那样不包含非同步接收期 间AG的情况相比，难以受到较复杂的外部干扰光等级的时间变化的影响， 更加没有误动作，且即使在恶劣的环境下也能够以高灵敏度的状态进行有无 物体的4企测。
此外，在噪声检测模式Ml、 Mla中的非同步接收期间AG的脉沖信号 110的脉冲宽度(第1脉冲宽度)tw21、和在物体检测模式M2b中的用于加 上算法上的滞后的非同步接收期间AG的信号110的脉冲宽度(第2脉沖宽 度)tw22无需一定要一致，但也可以构成为一致。
通过这样构成，能够对包含特定的频率成分的外部干扰光作为同等的门 信号起作用。即，即使在脉沖信号再现单元112的频率响应特性上产生某种 不合适的情况下，也能够不依赖动作模式而始终得到相同的非同步接收结果。 因此，能够避免根据动作模式或动作模式转移的判定条件而非同步接收期间的灵敏度或响应不同，从而不能实现期望的检测动作的情况。
此外，优选地，脉冲宽度tw21、 tw22分别对在设想使用光调制型检测装 置150的环境下主要的外部干扰光成分所具有的频率成分的提供最大峰值的 频率，设定为比它的倒数长。通过这样的结构，能够对与光调制型4企测装置 150的动作完全无关的外部干扰光噪声的频率成分，更有效率地进行非同步 接收。另外，对于如上的脉冲宽度tw21、 tw22的结构也能够适用于在以下示 出的变形例子3。 (变形例子3)
接着，图7是表示光调制型检测装置150的主要的动作模式的变形例子 的内容的图(图中的上段)，同时也是表示其动作模式的动作的各个信号的 定时图(图中的下段)，图7 (a)表示噪声检测模式Ml,图7 (b)表示物 体才企测才莫式M2c。
图7 (a)所示的噪声检测模式M1与所述的噪声检测模式M1相同。即， 在32时钟循环周期内各进行一次偏移消除期间OC和非同步接收期间AG并 重复它们，以偏移消除成为有效之后的高灵敏度的状态下监视外部干扰光噪
声等级。
另一方面，在图7 (b)所示的物体检测模式M2c是，在32时钟循环周 期内各一次进行偏移消除期间OC、非同步接收期间AG以及同步接收期间 SG并重复它们的^f莫式。
通过这样构成，在转移到物体检测模式M2c之后因为某种理由而外部干 扰光再次增强的状况下，也能够将得到有同步接收且无非同步接收的一对状 态作为有反射物的判定的根据，从而能够获得更加强劲的外部干扰光抵抗性 的同时能够持续且稳定地抑制脉沖信号再现单元112的偏移，并且搜索没有 外部干扰光的影响的状态来驱动发光元件，能够稳定地持续更加高灵敏度的 反射光测定，因此，能够实现最高灵敏度的反射物检测模式。
如在上面所述那样，能够在容许精度以内维持偏移消除结果的时间是有 限的。在图6所示的变更例子2的情况下，需要通过一次偏移消除动作来覆 盖(cover)在噪声检测模式Mla的最后循环中的非同步接收期间AG、和在 物体检测模式M2b中的n对的同步接收期间SG/非同步接收期间AG，不能 将n值无限增加。相对于此，在图7所示的变更例子3的情况下，由于在物 体检测模式M2c中也能够在任意的部位设置偏移消除期间OC，所以不仅能构成为图7所示的"偏移消除期间OC/同步接收期间SG/非同步接收期间 AG",还能构成为"偏移消除期间OC/同步接收期间SG/偏移消除期间OC/ 非同步接收期间AG"。
因此，在成对观测的次数n的值上没有限制，能够求得更高的灵敏度以 及稳定性。但是，若同步接收期间SG和非同步接收期间AG之间的间隔Tsg-ag 变得过大，则有可能作为对的相关小且防止误动作的效果下降。此外，如在 变形例子1的部分说明那样，同步接收期间SG和非同步接收期间AG之间 的时间间隔不能窄到某种程度以上。因此，如在图7(b)中例示那样，需要 将对物体检测模式M2c要求是否牺牲偏移消除期间OC的调整(settling)余 裕时间而尽早进行同步接收期间SG的时钟循环与至此说明的其他例子相比 耳又多一些。
(基于动作模式的变形例子的光调制型检测装置的动作) 接着，以在图6中示出的变形例子2的情况中的光调制型;f企测装置150 的动作为例子，使用图8说明如上所述那样的动作^^式的变形例子中的光调 制型检测装置150的动作。
图8是表示在变更例子2的情况下的光调制型检测装置150的主要动作， 图8 (a)是在纵轴取强度、在横轴取时间，从而表示外部干扰光噪声等级对 于时间变化(仅图示包络线)的图，图8 (b)是在纵轴取距离、在横轴取时 间，从而表示光调制型检测装置150和反射物之间的距离对于时间变化的图， 图8(c)是表示所述动作的各个信号的定时图，图8(d)是外部输出单元119 的输出信号120从无反射物的状态变更为有反射物的状态(输出信号120从 高电平到低电平)时的各个信号的定时图，图8 (e)是输出信号120为有反 射物的状态时的各个信号的定时图，图8 (f)是输出信号120从有反射物的 状态变更为无反射物的状态(输出信号120从低电平到高电平)时的各个信 号的定时图。
另外，在图8 (a)中的赋予了参考标号801的虚线表示光调制型检测装 置150的灵敏度界限等级，赋予了参考标号802的箭头的期间表示变动周期。 此外，在图8(b)中的赋予了参考标号804的虚线表示光调制型检测装置150 所具有的接近检测距离。通过光调制型检测装置150的光学设计、发光元件 IOO的发光量、以及脉沖信号再现单元112的滞后设定等，可决定/变更所述 接近检测距离。此外，在图8(c)中的赋予了参考标号805-807的箭头的期间表示第l周期Tl,该第1期间T1设定得比图8 (a)所示的变动周期802还长。
首先，由于在启动模式MO中，与所述的、噪声检测模式和反射物检测 模式分别与噪声检测模式M1和反射物检测模式M2的情况相同，所以在这 里省略说明。此外，对于噪声^r测模式Mla，除了在脉冲信号110成为有效 之前输出脉沖信号117的情况以外与噪声检测模式M1相同，所以省略说明。
如上所述那样，反射物检测模式M2b是在14时钟循环的周期内各进行 一次同步接收期间SG和非同步接收期间AG并重复它们的模式。反射物检 测模式M2b通过依赖当前的外部输出结果来变更动作模式转移和下一次外部 输出的判定条件，从而加上算法上的滞后。
具体地说，在外部输出单元119的输出信号120输出了无反射物的状态 的情况下，在接着噪声检测模式Mla的第1周期Tl内，若连续n次(n为自 然数)得到在同步接收期间SG中有同步接收且在非同步接收期间AG中无 非同步接收的对的状态，则判定为有反射物，若得不到，则判定为无反射物。 另一方面，在外部输出单元119的输出信号120输出了有反射物的状态的情 况下，若连续n次(n为自然数)得到在同步接收期间SG中无同步接收的状 态，则判定为有反射物而不依赖于在非同步接收期间AG中有无非同步接收， 若得不到，则判定为无反射物。
图8中表示所述n-3的情况，基于该图8的例子，省略启动模式MO和 噪声检测模式Mla的说明，说明在物体检测模式M2b中的动作。另外，该 说明分为以下情况进行在外部输出单元119的输出信号120从无反射物的 状态变更为有反射物的状态(输出信号120从高电平到低电平)的情况(参 考在图8 (c)中的参考标号805的期间和图8 (d))，在输出信号120维持 有反射物的状态的情况(参考在图8(c)中的参考标号806的期间和图8(e))， 输出信号120从有反射物的状态变更为无反射物的状态(输出信号120从低 电平到高电平)的情况(参考在图8(c)中的参考标号807的期间和图8(f))。
首先，在外部输出单元119的输出信号120从无反射物的状态变更为有 反射物的状态(输出信号120从高电平到低电平)的情况下，经由图8 (d) 的左端的附注"OC+AG"的包含偏移消除期间OC和非同步接收期间AG的 噪声检测模式Mla的最终循环而转移到物体检测模式M2b。在物体^r测模式 M2b中，附注"SG+AG"的由同步接收期间SG和非同步接收期间AG所构成的循环重复3次。在该3个循环的期间，脉冲信号再现单元112的再现脉 沖信号111仅是由脉沖信号107生成的脉冲光101稍微延迟而再现的信号(在 图8(c)中由参考标号810d所示)，看不到再现了外部干扰光或噪声的剩余 的脉冲串。因此，同步接收输出113在所述3个循环范围中生成，非同步接 收输出115 —次也不生成。这样，由于连续3次(3个循环)获得有同步接 收且无非同步接收的对，所以在该循环的最后(实际上与在图4中示出的相 同，其1个时钟之前)判定为有反射物，外部输出单元119的输出信号120 从高电平更新为低电平。
其中，如图8(c)所示那样，在输出信号120的更新之后，参照标号805 的期间，即第1周期T1大约剩下半个周期。在光调制型检测装置150中，产 生了这样的空闲期间的情况下，进行用于中断不需要的发光元件IOO的驱动、 不需要的脉冲信号再现单元112中的偏移消除的中断模式M3 (在图8 (d) 的右端的附注"WAIT"的期间，脉冲信号107、 110、 117、 121的任一脉冲 信号都是低电平)。
具体地说，中断模式M3是通过如下动作来进行根据物体检测模式的 方式来停止用于发光元件100的驱动的脉冲信号107的供给，或者，除了脉 沖信号107之外，还停止作为在脉沖信号再现单元112中的偏移消除的门信 号的脉冲信号121的供给，或者，停止对发光元件驱动单元109和脉沖信号 再现单元112的至少一部分的供电从而间歇性地关闭，或者，通过这些全部 动作。
若这样进行中断模式M3，则例如在参考标号805的期间的情况下，实 际上驱动了发光元件的仅是3个时钟循环，若将参考标号805的期间设为1024 时钟循环，则该期间的有效的占空大约为0.3%的低值，所以能够降低光调制 型检测装置150的时间平均消耗电流。
说回来，结束参考标号805的期间的同时光调制型检测装置150再次返 回到噪声检测模式Mla而迎接参考标号806的期间，持续监视外部干扰光噪 声等级。
接着，在输出信号120维持有反射物的状态的情况下，与图8(d)所示 的情况相同地，经由图8 (e)的左端的附注"OC+AG"的包含偏移消除期间 OC和非同步接收期间AG的噪声检测模式Mla的最终循环而转移到物体检 测模式M2b。在物体检测模式M2b中，附注"SG+AG，，的由同步接收期间SG和非同步接收期间AG所构成的循环重复1次。在该1个循环的期间，脉 沖信号再现单元112的再现脉沖信号111仅是由脉冲信号107生成的脉沖光 101稍微延迟而再现的信号(在图8 (c)中由参考标号810e所示)，看不到 再现了外部干扰光的剩余的脉冲串。
在输出信号120以有反射物的状态下转移到物体检测模式M2b的情况 下，如上所述那样，与成对的非同步接收的有无无关地，若在第1周期Tl 内至少 一次得到有同步接收的状态，则确定能够保持当前的外部输出直到该 第1周期Tl结束为止。因此，通过所述1个循环期间的同步接收，在该循环 的最后(实际上与在图4中示出的相同，其1个时钟之前)判定为有反射物， 外部输出单元119的输出信号120维持低电平。另外，反过来，所述的判定 条件也是，与成对的非同步接收的有无无关地，若在第1周期Tl内至少3 次(3个循环)得到无同步接收的状态，则更新当前的外部输出。
另外，这里也因为与图8 (d)所示的情况相同地尽早确定了判定，所以 进行中断模式M3直到之后参考标号806的期间结束为止。此时，实际上驱 动了发光元件100的仅是1个时钟循环，所以若将参考标号806的期间设为 1024时钟循环，则该期间的有效的占空大约为0.1%。
同样地，结束参考标号805的期间的同时光调制型检测装置150再次返 回到噪声检测模式Mla而迎接参考标号807的期间，持续监视外部干扰光噪 声等级。
接着，在外部输出单元119的输出信号120/人有反射物的状态变更为无 反射物的状态(输出信号120从低电平到高电平)的情况下，与图8 (d)所 示的情况相同地，经由图8 (f)的左端的附注"OC+AG"的包含偏移消除期 间OC和非同步接收期间AG的噪声检测模式Mla的最终循环而转移到物体 检测模式M2b。在物体检测模式M2b中的动作模式的转移和外部输出更新/ 保持的判定条件与参考标号806的期间的情况相同。即，与成对的非同步接 收的有无无关地，若在第1周期T1内连续3次(3个循环)得到无同步接收 的状态，则更新当前的外部输出。在参考标号807的期间，由于尽管在3个 循环期间，发射由脉沖信号107所生成的脉冲光101，也不再现脉冲信号再 现单元112的再现脉冲信号输出111 (在图8 (c)中由参考标号810f表示)， 连续3次得到无同步接收的状态，所以外部输出单元119的输出信号120从 低电平更新为高电平。之后，进行中断模式M3直到参考标号807的期间结
30束为止。
通过以上的说明可知，本实施方式的光调制型^r测装置150能够以一定 的循环重复噪声检测模式和物体检测模式的同时对更加复杂的外部干扰光噪 声等级的变化也能够持续正常动作。
此外，若如变形例子2、 3那样，噪声检测模式和物体检测模式都具有非 同步接收期间AG，则通过将同步/非同步顺序的对状态设为判定材料，从而
显著提高从无反射物判定为有反射物的情况下的外部干扰光抵抗性。即，在 结束噪声检测模式而转移到物体检测模式之后，外部干扰光的包络线或者极 低频成分一味地增加的状况下，能够保持之前的有无反射物的判定结果来返 回噪声检测模式，从而能够有效地避免在同步接收期间产生的错误检测。
此外，通过将从无反射物到有反射物、从有反射物到无反射物的判定条 件设为不对称，所以能够利用外部干扰光作为光接收信号而不能成为负值的 情况，设计算法上的滞后。因此，能够实现检测装置的高灵敏度化和进一步 的误动作的防止，而不会导致电路规模和偏置电流的增加。
根据在这里说明的各种动作模式的具体结构可知，可通过追加脉冲信号 107、 110、 117、 121期间的组合、动作初始条件、动作才莫式转移和外部输出 的判定条件、新动作模式等进行各种变形。
此外，如上所述那样，光调制型检测装置150进行稳态关闭模式M4。 稳态关闭模式M4是停止对构成光调制型检测装置150的全部结构的供电的 模式。向稳态关闭模式M4的转移是以没有进行脉沖信号107、 110、 117、 121 的生成的状态且切断了脉冲信号再现单元112的光接收信号路径的状态下进 行。即，在偏移消除期间OC中、在向偏移消除期间OC的转移中、在向稳 态关闭模式M4以外的所述各个动作模式或所述各个期间的转移中进行。此 外，优选地，在生成没有进行脉冲信号107、 110、 117、 121的生成的状态时， 经由中断模式M3 (在物体检测模式M2中对外部输出进行更新/保持之后第1 周期T1结束为止的期间，用于中断脉沖信号107、 110、 117、 121的生成的 中间状态)。此外，也可以另外包括生成为此的定时的计数器。通过进行稳 态关闭模式M4，与光调制型检测装置150的动作完全无关地从外部被关闭， 从而能够可靠地防止产生从电源向地的贯通电流路径的情况。
此外，外部输出单元119也可以如下那样构成。图9是表示光调制型检 测装置150的主要部分结构的方框图，特别表示作为外部输出单元119的变形例子的外部输出单元119A的结构。
外部输出单元119A包括包含用于保存通过判定单元118输出的、有 无反射物的判定结果的寄存器119c,且将该寄存器119c的寄存器值进行緩沖 的第l输出单元119b;以及仅在所述判定结果被变更的情况下对外部产生脉 冲前沿120a，并且在该脉冲前沿120a产生之后，其处理内容从外部被清除(复 位)，受到该清除而产生脉冲后沿120b的第2输出单元119a，光调制型检测 装置150在使寄存器119c保持寄存器值的状态下转移到噪声检测模式。用于 从外部清除第2输出单元119a的部件例如作为可输入输出第2输出单元119a 的双向1/0构成即可。
若外部输出单元119A那样构成外部输出单元119，则能够将光调制型斗企 测装置150设为所谓电平传感(level sense)式的中断模式的输出。特别在所 述第1周期中的判定结果更新对于系统侧来说过快使得看起来像振动 (chattering)的情况下，使用所述中断模式而增加从系统侧的读取周期，从 而能够实现响应动作的最佳化。这还对系统整体的低功耗有效。
此外，优选地，进行了以上说明的光调制型检测装置150包括将发光元 件100以外的结构集成在单片的集成电路。根据这样的结构，能够实现功耗 的降低而不会有损检测灵敏度和作为检测装置的响应，由此能够实现装置的 小型化而不会增加电路规模，能够节省占有面积来抑制成本。
此外，由于光调制型检测装置150能够实现功耗的降低而不会有损检测 灵敏度和作为检测装置的响应，由此能够实现装置的小型化而不会增加电路 规模，因此面向自动门、卫生用具的自动清洗装置、或者娱乐设备等，能够
测装置，或者，
便携电话机或々某体播放器等的可移动设备，并且能够以低成本实现这些设备。 此外，能够实现将规格不同的多个物体检测传感器的功能进行集成，或者与 其他传感器功能(例如，照度传感器或RGB传感器等)进行集成，并作为一 个检测装置进行模块化且搭载在可移动设备。
如上所述那样，本发明的光调制型检测装置，从发光元件发射脉沖光， 并基于从光接收元件输出的光接收信号来检测有无物体，所述光接收元件对 通过应检测的所述物体所反射或者透射的所述脉冲光进行光接收，所述光调 制型检测装置包括脉沖信号变换单元，将所述光接收信号变换为脉冲信号，并切断光接收信号路径来抑制自身的偏移；以及检测单元，使用所述脉冲信
号，检测是否为在不发射所述脉冲光的期间存在所述光接收信号的第1状态,
态，所述光调制型检测装置具有以下动作模式第l动作模式，包含第l期 间和第2期间，所述第l期间是如下期间切断所述脉沖信号变换单元的所 述光接收信号路径来抑制所述脉沖信号变换单元的偏移，并在该第l期间的 结束时刻保持所述偏移被抑制的状态并且再次连接所述脉沖信号变换单元的 所述光接收信号路径，所述第2期间是如下期间在该第l期间之后，检测 是否为所述第l状态；以及第2动作模式，至少包含第3期间，所述第3期 间是如下期间在检测出不是所述第l状态的所述第l动作模式之后，检测 是否为所述第2状态。
如上所述那样，在为了实现小型的检测装置而采用微细CMOS工艺来实 现模拟数字混合的高集成化时，由于元件偏差而在集成电路内产生的偏移电 压大幅恶化检测装置的灵敏度。但是，抑制所述偏移电压的结构一概需要稳 态(时常连接)且大的相位补偿电容，电路规模趋向大。
相对于此，在发明的光调制型4企测装置中，能够在脉沖信号变换单元中 切断光接收信号的放大路径，从而即使在任何外部干扰光环境下也始终正常 地消除电路本身的偏移。此外，可通过低阻抗对信号路径的切断点进行偏置， 并在偏移消除期间结束而将电路连接再次连接到通常的信号放大路径时，不 会产生过剩的过渡电压而能够稳定地进行信号放大。
通过采用这样的结构，能够持续地抑制脉冲信号变换单元的偏移而无需 采用需要大的相位补偿电容的稳态的偏移抑制结构，并且通过搜索没有外部 干扰光的影响的状态来驱动发光元件，从而能够在高灵敏度的状态下进行有 无物体的检测。因此，不会导致电路规模或偏置电流的增加，实现了检测装 置的高灵敏度和误动作的防止。
如上所述，实现了能够提供如下的光调制型;f企测装置的效果实现了功 耗的降低而不会有损检测灵敏度和作为检测装置的响应，而且实现了装置的 小型化而不会增加电路规模的光调制型检测装置。
优选地，在本发明的光调制型检测装置，所述第2动作模式还包含所述 第l期间。
根据所述结构，由于在所述第2动作模式中还包含所述第1期间，所以
f言号的第2状与在所述第2动作模式中没有包含所述第1期间的情况相比，能够以更高灵
敏度的状态下进行有无物体的检测。具体地说，构成为所述第2动作模式在 所述第3期间之前包含所述第1期间。
优选地，在本发明的光调制型检测装置，所述第2动作模式还包含所述 第2期间。
根据所述结构，由于在所述第2动作模式中还包含所述第2期间，所以 特别是难以受到较复杂的外部干扰光等级的时间变化的影响，与在所述第2 动作模式中没有包含所述第2期间的情况相比，能够更加无误地进行有无物 体的检测。具体地说，构成为所述第2动作模式在所述第3期间之后包含所 述第2期间。
优选地，在本发明的光调制型检测装置，所述第2动作模式还包含所述 第1期间和所述第2期间。
根据所述结构，由于在所述第2动作模式中还包含所述第1期间和所述 第2期间，所以与在所述第2动作模式中没有包含所述第1期间和所述第2 期间的情况相比，能够以更高灵敏度的状态、并且由于难以受到较复杂的外 部干扰光等级的时间变化的影响，所以能够更加无误地进行有无物体的检测。
具体地说，构成为所述第2动作模式在所述第3期间之前包含所述第1 期间且在所述第3期间之后进一步包含所述第2期间，或者，在所述第3期 间的前后包含所述第1期间且在该第3期间之后的第1期间之后进一步包含 所述第2期间。
此外，如上所述那样，在所述第2动作模式时，可进行所述第l期间和 所述第3期间、所述第2期间和所述第3期间，或者，所述第1期间和所述 第2期间和所述第3期间等的上述的各种模式，得到高的设计自由度。
优选地，在本发明的光调制型检测装置，所述光调制型检测装置还包括 基于所述检测单元的检测结果来判定有无所述物体的判定单元，在光调制型 检测装置中，设置了伴随所述第1动作模式的开始而开始的第l周期，在所 述第i动作模式中，在所述第1周期内，在所述第2期间中没有检测出是所 述第1状态的情况下转移到所述第2动作模式，在^r测出是所述第1状态的 情况下转移到所述第1期间；在所述第2动作模式中，在接着所述第1动作 模式的所述第1周期内，在所述第3期间中连续n ( n为自然数)次检测出是 所述第2状态的情况下，判定为有所述物体，在没有连续n次检测出是所述第2状态的情况下，判定为没有所述物体；在所述第2期间之后或所述第2 期间的前后并且所述第2动作模式的最后，在所述检测单元中将处理内容复 位为没有检测出，结束所述第1周期且转移到所述第1动作模式。
通过上述结构，在所述第2动作模式中没有设置所述第2期间，而在外 部干扰光噪声等级变动之前重复进行所述第3期间，从而能够提高检测结果 的可靠性。
此外，偏移抑制完成之后的状态能够维持容许精度的时间是有限的，但 通过上述的结构，能够与动作模式无关地，对从所述第1期间到所述第2期 间或者所述第3期间为止的时间间隔设定上限值。因此，能够以一定的周期 重复所述第1动作模式和所述第2动作模式的同时应对复杂的外部干扰光噪 声等级的变化而持续正常的动作。
优选地，在本发明的光调制型检测装置，所述光调制型检测装置还包括 基于所述检测单元的检测结果来判定有无所述物体的判定单元，所述光调制 型检测装置设置了伴随所述第1动作模式的开始而开始的第1周期，在所述 第1动作模式中，在所述第1周期内，在所述第2期间中检测出不是所述第 1状态的情况下转移到所述第2动作模式，在检测出是所述第1状态的情况 下转移到所述第l期间；在所述第2动作模式中，在所述第3期间之后包含 所述第2期间，在判定为没有所述物体的情况下，接着所述第l动作模式的 所述第1周期内，在所述第3期间中连续n ( n为自然数)次检测出是所述第 2状态且在所述第2期间中没有连续n次检测出是所述第1状态的情况下， 判定为有所述物体，另一方面，在判定为有所述物体的情况下，在接着所述 第1动作模式的所述第1周期内，在所述第3期间中连续n次检测出是所述 第2状态的情况下，判定为有所述物体，在所述第2期间之后或所述第2期 间的前后并且所述第2动作模式的最后，在所述检测单元中将处理内容复位 为没有检测出，结束所述第1周期且转移到所述第1动作模式。
通过上述结构，在所述第2动作模式中在所述第3期间之后包含所述第 2期间，以对的状态监视该两个期间，从而即使在外部干扰光噪声等级不仅 向低频漂移而突发性地增加的情况下，也能够保持之前的判定结果而返回到 所述第1动作模式，能够再次搜索适合所述第3期间的定时，能够更有效地 防止误动作。
此外，如上述的结构那样，通过将从无物体到有物体、从有物体到无物
35体的各个判定条件设为非对称的结构，所以能够利用外部干扰光作为光接收 信号而不能成为负值的情况，^没置算法上的滞后，能够更有效地防止误动作。 此外，偏移抑制完成之后的状态能够维持容许精度的时间是有限的，但
通过上述的结构，能够与动作模式无关地，对从所述第1期间到所述第2期 间或者所述第3期间为止的时间间隔设定上限值。因此，能够以一定的周期 重复所述第1动作模式和所述第2动作模式的同时应对复杂的外部干扰光噪 声等级的变化而持续正常的动作。
优选地，在本发明的光调制型检测装置还包括将有无所述物体的判定结 果输出到外部的外部输出单元，所述动作模式还包括启动模式，伴随着所述 光调制型检测装置的启动，在所述检测单元中将处理内容复位为没有检测， 并受到该复位而在所述判定单元中进行没有所述物体的判定，且所述外部输 出单元将该判定结果输出到外部。
根据上述结构，通过伴随所述光调制型检测装置的启动，在所述检测单 元中将处理内容复位为没有检测，所以能够防止各个部分不进行期望的动作， 此外，通过所述外部输出单元将所述无物体的判定结果输出到外部，从而从 外部看到的作为检测装置的响应成为更自然且妥当。
优选地，在本发明的光调制型检测装置，所述动作模式包括中断模式， 其在判定为有所述物体之后，到所述第1周期结束为止的期间，中断第l脉 沖信号、第2脉冲信号、第3脉冲信号以及第4脉沖信号的提供，所述第1 脉沖信号用于驱动所述发光元件，所述第2脉冲信号是作为在所述脉冲信号 变换单元中的抑制偏移的门信号，所述第3脉冲信号是作为在所述检测单元 中的所述第2期间的门信号，所述第4脉冲信号是作为用于将所述^r测单元 中的处理内容复位的复位信号。
根据上述的结构，能够省去不需要的动作，从而能够进一步降低所述光 调制型检测装置的时间平均消耗电流。
优选地，在本发明的光调制型检测装置，所述中断模式是通过如下进行 中断所述各个脉冲信号的提供，并停止对用于驱动所述发光元件的发光元件 驱动单元和所述脉冲信号变换单元的至少一部分的电力提供，从而间歇性地 进行关闭。
根据上述的结构，能够省去不需要的动作，从而能够进一步降低所述光 调制型检测装置的时间平均消耗电流。优选地，在本发明的光调制型检测装置，所述第l周期是商用电源的半 周期以上。
根据上述的结构，通过将所述第1周期设为商用电源的半周期以上，从 而设为与逆变器荧光灯的光强度包络线所具有的起伏的周期相同程度或者更 长，且在此期间至少通过所述第1动作模式进行(持续地重复)所述第1期 间和所述第2期间，从而能够以高灵敏度、可靠地搜索进行所述第3期间的 期间，而不会受到逆变器荧光灯的影响。
优选地，在本发明的光调制型检测装置，可变更所述第l周期。
根据上述的结构，若将所述第1周期设定得长，则取代更新有无物体的 判定的频度减少，防止了不需要的发光，增加了关闭不需要的消耗电流的期 间的比例，能够更加引人注目地降低所述光调制型检测装置的时间平均消耗 电流。此外，通过能够将所述第1周期设定为长或短，从而能够将作为检测 装置的响应时间调整为用户所期望的值，因此是有用的。此外，这些效果能 够不对电路规模或检测装置的灵敏度或外部干扰光抵抗性产生影响而获得。
优选地，在本发明的光调制型检测装置，在判定为有所述物体之后转移
到所述第1动作模式的情况下，不依赖于经过所述第1期间而在所述第2期 间检测出的检测结果，转移到所述第2动作模式。
根据上述结构，在一旦判定为有物体的状态下，即使外部干扰光等所引 起的光接收信号异常增加等异常的状态下，也能够可靠地避免不能转移到所 述第2动作模式的情况。
优选地，在本发明的光调制型检测装置，所述脉沖信号变换单元具有滞 后特性，在判定为有所述物体的情况下与判定为没有所述物体的情况相比， 将所述滞后的值设定为更小的值。
根据上述的结构，能够在所述脉冲信号变换单元原来具有的脉冲宽度左 右的时间动作的通常的滞后上进一步加上在比较长的时间范围依赖检测状态 的算法上的滞后。因此，能够实现进一步的误动作的防止，而不会导致电路 规模和消耗电流的大幅增加。
优选地，在本发明的光调制型检测装置，在所述第1动作模式中作为在 所述检测单元中的所述第2期间的门信号的第3脉冲信号的脉沖宽度即第1 脉沖宽度与在所述第2动作模式中的所述第3脉沖信号的脉冲宽度即第2脉 冲宽度分别相等。根据上述的结构，对包含特定的频率成分的外部干扰光作为同等的门信 号起作用。即，即使在所述脉沖信号变换单元的频率响应特性上产生某种不
合适的情况下，也能够不依赖动作模式而始终得到相同的第2期间结果。因 此，能够避免根据动作模式或动作模式转移的判定条件而所述第2期间的灵 敏度或响应不同，从而不能实现期望的检测动作的情况。
优选地，在本发明的光调制型检测装置，对在设想使用所述光调制型检 测装置的环境下主要的外部干扰光成分所具有的频率成分的提供最大峰值的 频率，所述第1、第2脉冲宽度设定为比该频率的倒数长。
根据上述的结构，能够对与检测装置的动作完全无关的外部干扰光噪声 的频率成分，更有效率地进行非同步接收。
优选地，在本发明的光调制型检测装置，所述动作模式还包括停止对构 成所述光调制型检测装置的全部结构的电力供给的稳态关闭模式，从所述稳 态关闭模式以外的所述各个模式以及所述各个期间到所述稳态关闭模式的转 移是在不进行第1脉冲信号、第2脉冲信号、第3脉冲信号以及第4脉沖信 号的提供的状态，并且切断所述脉沖信号变换单元的所述光接收信号路径的 状态下进行，所述第1脉沖信号用于驱动所述发光元件，所述第2脉沖信号 是作为在所述脉冲信号变换单元中的抑制偏移的门信号，所述第3脉冲信号 是作为在所述检测单元中的所述第2期间的门信号，所述第4脉冲信号是作 为用于将所述检测单元中的处理内容复位的复位信号。
根据上述的结构，能够可靠地防止在所述第1期间中、在向所述第1期 间的转移中、在向所述稳态关闭模式以外的所述各个动作模式或所述各个期 间的转移中与所述光调制型检测装置的动作完全无关地从外部被关闭，从而 产生从电源向地的贯通电流路径的情况。
优选地，在本发明的光调制型检测装置，所述外部输出单元包括寄存 器，保存有无所述物体的判定结果；第1输出单元，对所述寄存器的值进行 緩冲；以及第2输出单元，只有在所述判定结果#1变更时，对外部产生脉冲 前沿，且在该脉沖前沿产生之后从外部复位其处理内容，并受到该复位而产 生脉冲后沿，所述光调制型检测装置保持所述寄存器的值的情况下转移到所 述第1动作模式。
根据上述的结构，能够将所述光调制型检测装置设为所谓电平传感(level sense)式的中断模式的输出。特别在所述第1周期中的判定结果更新对于系统侧来说过快使得看起来像振动(chattering)的情况下，使用所述中断模式 而增加从系统侧的读取周期，从而能够实现响应动作的最佳化。这还对系统 整体的低功耗有效。
优选地，在本发明的光调制型检测装置，所述光调制型检测装置具有除 了所述发光元件以外的结构被集成在单片的集成电路。
根据这样的结构，能够实现功耗的降低而不会有损检测灵敏度和作为检 测装置的响应，由此能够实现装置的小型化而不会增加电路规模，能够节省 占有面积来抑制成本。
为了解决上述课题，本发明的电子设备的特征在于，搭载了所述光调制 型检测装置。
根据上述的结构，由于本发明的电子设备搭载了能够实现功耗的降低而 不会有损检测灵敏度和作为检测装置的响应，由此能够实现装置的小型化而 不会增加电路规模的所述光调制型检测装置，因此即使搭载了多个所述光调 制型检测装置的情况下也能够以低成本来构筑。此外，能够实现将规格不同 的多个物体检测传感器的功能进行集成，或者与其他传感器功能(例如，照 度传感器或RGB传感器等)进行集成，并作为一个检测装置进行模块化且搭 载在可移动设备。
本发明并不限定于上述的各个实施方式，在4又利要求所示的范围内可进 行各种变更，在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合而得到的实 施方式也包含在本发明的技术范围。
39
权利要求
1.一种光调制型检测装置，从发光元件发射脉冲光，并基于从光接收元件输出的光接收信号来检测有无物体，所述光接收元件对通过应检测的所述物体所反射或者透射的所述脉冲光进行光接收，所述光调制型检测装置包括脉冲信号变换单元，将所述光接收信号变换为脉冲信号，并切断光接收信号路径来抑制自身的偏移；以及检测单元，使用所述脉冲信号，检测是否为在不发射所述脉冲光的期间存在所述光接收信号的第1状态，并检测是否为与发射所述脉冲光的期间同时存在所述光接收信号的第2状态，所述光调制型检测装置具有以下模式第1动作模式，包含第1期间和第2期间，所述第1期间是如下期间切断所述脉冲信号变换单元的所述光接收信号路径来抑制所述脉冲信号变换单元的偏移，并在该第1期间的结束时刻保持所述偏移被抑制的状态并且再次连接所述脉冲信号变换单元的所述光接收信号路径，所述第2期间是如下期间在该第1期间之后，检测是否为所述第1状态；以及第2动作模式，至少包含第3期间，所述第3期间是如下期间在检测出不是所述第1状态的所述第1动作模式之后，检测是否为所述第2状态。
2. 如权利要求1所述的光调制型检测装置，其中所述第2动作模式还包含所述第1期间。
3. 如权利要求1所述的光调制型检测装置，其中所述第2动作模式还包含所述第2期间。
4. 如权利要求1所述的光调制型检测装置，其中所述第2动作模式还包含所述第1期间和所述第2期间。
5. 如权利要求1或2所述的光调制型检测装置，其中所述光调制型检测装置还包括判定单元，其基于所述检测单元的检测结果来判定有无所述物体，设置了伴随所述第1动作模式的开始而开始的第1周期，在所述第1动作模式中，在所述第1周期内，在所述第2期间中没有检测出是所述第1状态的情况下转移到所述第2动作^t式，在检测出是所述第1状态的情况下转移到所述第1期间，在所述第2动作模式中，在接着所述第1动作模式的所述第1周期内， 在所述第3期间中连续n次检测出是所述第2状态的情况下，判定为有所述 物体，在没有连续n次检测出是所述第2状态的情况下，判定为没有所述物 体，其中，n为自然凄t,在所述第2期间之后或所述第2期间的前后并且所述第2动作才莫式的最 后，在所述检测单元中将处理内容复位为没有检测出，结束所述第1周期且转移到所述第1动作模式。
6. 如权利要求3或4所述的光调制型检测装置，其中 所述光调制型检测装置还包括判定单元，其基于所述检测单元的检测结果来判定有无所述物体，设置了伴随所述第1动作模式的开始而开始的第1周期， 在所述第l动作模式中，在所述第l周期内，在所述第2期间中检测出不是所述第1状态的情况下转移到所述第2动作模式，在检测出是所述第1状态的情况下转移到所述第1期间，在所述第2动作模式中，在所述第3期间之后包含所述第2期间，在判定为没有所述物体的情况下，接着所述第1动作模式的所述第1周期内，在所述第3期间中连续n次检测出是所述第2状态且在所述第2期间中没有连续n次检测出是所述第l状态的情况下，判定为有所述物体，其中，n为自然数，另一方面，在判定为有所述物体的情况下，在接着所述第1动作模式的 所述第1周期内，在所述第3期间中连续n次检测出是所述第2状态的情况 下，判定为有所述物体，在所述第2期间之后或所述第2期间的前后并且所述第2动作模式的最 后，在所述检测单元中将处理内容复位为没有检测出，结束所述第1周期且转移到所述第1动作;漠式。
7. 如权利要求5所述的光调制型4企测装置，其中，所述光调制型^r测装置还包括外部输出单元，其将有无所述物体的判定 结果输出到外部，所述动作模式还包括启动模式，伴随着所述光调制型检测装置的启动， 在所述检测单元中将处理内容复位为没有检测出，并受到该复位而在所述判 定单元中进行没有所述物体的判定，且所述外部输出单元将该判定结果输出到外部。
8. 如权利要求6所述的光调制型检测装置，其中，所述光调制型检测装置还包括外部输出单元，其将有无所述物体的判定 结果输出到外部，所述动作模式还包括启动模式，伴随着所述光调制型检测装置的启动， 在所述^r测单元中将处理内容复位为没有;^测，并受到该复位而在所述判定 单元中进行没有所述物体的判定，且所述外部输出单元将该判定结果输出到外部。
9. 如权利要求5所述的光调制型检测装置，其中，所述动作模式包括中断模式，其在判定为有所述物体之后，到所述第1 周期结束为止的期间，中断第l脉沖信号、第2脉冲信号、第3脉沖信号以 及第4脉冲信号的提供，所述第1脉沖信号用于驱动所述发光元件，所述第脉沖信号是作为在所述检测单元中的所述第2期间的门信号，所述第4脉冲 信号是作为用于将所述检测单元中的处理内容复位的复位信号。
10. 如权利要求6所述的光调制型检测装置，其中，所述动作模式包括中断模式，其在判定为有所述物体之后，到所述第1 周期结束为止的期间，中断第l脉冲信号、第2脉沖信号、第3脉冲信号以 及第4脉沖信号的提供，所述第1脉冲信号用于驱动所述发光元件，所述第 2脉冲信号是作为在所述脉冲信号变换单元中的抑制偏移的门信号，所述第3 脉冲信号是作为在所述检测单元中的所述第2期间的门信号，所述第4脉沖 信号是作为用于将所述检测单元中的处理内容复位的复位信号。
11 .如权利要求9所述的光调制型检测装置，其中，所述中断模式是通过如下进行中断所述各个脉沖信号的提供，并停止少一部分的电力提供，从而间歇性地进行关闭。
12. 如权利要求IO所述的光调制型检测装置，其中， 所述中断模式是通过如下进行中断所述各个脉沖信号的提供，并停止少一部分的电力提供，从而间歇性地进行关闭。
13. 如权利要求5所述的光调制型检测装置，其中，所述第1周期是商用电源的半周期以上。
14. 如权利要求6所述的光调制型检测装置，其中， 所述第1周期是商用电源的半周期以上。
15. 如权利要求5所述的光调制型检测装置，其中， 可变更所述第1周期。
16. 如权利要求6所述的光调制型检测装置，其中， 可变更所述第1周期。
17. 如权利要求5所述的光调制型检测装置，其中，在判定为有所述物体之后转移到所述第1动作模式的情况下，不依赖于 经过所述第1期间而在所述第2期间检测出的检测结果，转移到所述第2动作模式。
18. 如权利要求6所述的光调制型检测装置，其中，在判定为有所述物体之后转移到所述第1动作模式的情况下，不依赖于 经过所述第1期间而在所述第2期间检测出的检测结果，转移到所述第2动 作模式。
19. 如权利要求5所述的光调制型^r测装置，其中， 所述脉冲信号变换单元具有滞后特性，与判定为没有所述物体的情况相比，在判定为有所述物体的情况下，将 所述滞后的值设定为更小的值。
20. 如权利要求6所述的光调制型检测装置，其中， 所述脉冲信号变换单元具有滞后特性，与判定为没有所述物体的情况相比，在判定为有所述物体的情况下，将 所述滞后的值设定为更小的值。
21. 如权利要求6所述的光调制型检测装置，其中， 在所述第1动作模式中作为在所述检测单元中的所述第2期间的门信号 的第3脉沖信号的脉沖宽度即第1脉沖宽度与在所述第2动作模式中的所述 第3脉冲信号的脉冲宽度即第2脉沖宽度分别相等。
22. 如权利要求21所述的光调制型检测装置，其中，对在设想使用所述光调制型检测装置的环境下主要的外部干扰光成分所 具有的频率成分的提供最大峰值的频率，所述第1、第2脉冲宽度设定为比 该频率的倒lt长。
23. 如权利要求1所述的光调制型检测装置，其中， 所述动作模式还包括停止对构成所述光调制型检测装置的全部结构的电力供给的稳态关闭模式，从所述稳态关闭模式以外的所述各个模式以及所述各个期间到所述稳态 关闭模式的转移是在不进行第1脉冲信号、第2脉冲信号、第3脉冲信号以 及第4脉沖信号的提供的状态，并且切断所述脉沖信号变换单元的所述光接 收信号路径的状态下进行，所述第1脉沖信号用于驱动所述发光元件，所述 第2脉冲信号是作为在所述脉冲信号变换单元中的抑制偏移的门信号，所述 第3脉冲信号是作为在所述检测单元中的所述第2期间的门信号，所述第4 脉冲信号是作为用于将所述检测单元中的处理内容复位的复位信号。
24. 如权利要求7所述的光调制型^r测装置，其中， 所述外部输出单元包括寄存器，保存有无所述物体的判定结果；第l输出单元，对所述寄存器的值进行緩冲；以及第2输出单元，只有在所述判定结果被变更时，对外部产生脉冲前沿， 且在该脉冲前沿产生之后从外部复位其处理内容，并受到该复位而产生脉沖 后沿，所述光调制型检测装置保持所述寄存器的值的情况下转移到所述第1动 作模式。
25. 如权利要求8所述的光调制型^r测装置，其中， 所述外部输出单元包括寄存器，保存有无所述物体的判定结果；第l输出单元，对所述寄存器的值进行緩冲；以及第2输出单元，只有在所述判定结果被变更时，对外部产生脉冲前沿， 且在该脉冲前沿产生之后从外部复位其处理内容，并受到该复位而产生脉冲 后沿，所述光调制型检测装置保持所述寄存器的值的情况下转移到所述第1动 作模式。
26. 如权利要求1所述的光调制型检测装置，其中， 所述光调制型检测装置具有除了所述发光元件以外的结构被集成在单片的集成电路。
27.—种电子设备，搭载了权利要求1所述的光调制型检测装置。
全文摘要
提供一种光调制型检测装置以及电子设备。光调制型检测装置具有噪声检测模式，包含偏移消除(以下为“OC”)期间和非同步接收(以下为“AG”)期间，所述OC期间是如下期间切断脉冲信号变换单元的光接收信号路径来抑制其偏移，并在该期间的结束时刻保持其状态且再次连接所述光接收信号路径，所述AG期间是如下期间在该OC期间之后，检测有无在不发射脉冲光的期间存在光接收信号的AG；以及物体检测模式，包含同步接收(以下为“SG”)期间，所述SG期间是如下期间在没有检测出有所述AG的噪声检测模式之后，检测有无与发射脉冲光的期间同时存在光接收信号的SG。
文档编号G01S7/497GK101676743SQ20091016966
公开日2010年3月24日 申请日期2009年8月28日 优先权日2008年9月18日
发明者多田亮平, 平松卓磨, 横川成一, 河边勇 申请人:夏普株式会社