一种光电检测装置的制作方法

本实用新型涉及光电检测技术领域，尤其涉及一种光电检测装置。

背景技术：

光电检测设备可对分布于多层的物体的存在情况进行判断。

如有多层基板垂直分布在一个容器装置中，需要检测容器中某层是否有基板，才能使其他设备进行后续操作，因此需要逐层进行判断，且对每一层基板的检测都由一对发光单元及受光单元进行。由于所有发光单元分布在发光模块中，所有受光单元分布在受光模块中，因而，需要输入至光电检测设备的发光模块和受光模块的信号同步，以使对每一层基板的检测逐层进行。

目前的做法是，如图1所示，使用线缆(数十米的距离)将发光模块10和受光模块20连接，实现信号的同步，但时钟信号、起始信号都采用线缆同步传输，容易导致信号畸变、信号的不稳定、信号被干扰等缺陷。其中，发光模块10根据起始信号和时钟信号，使其包括的发光单元依次发光；受光模块20根据起始信号和时钟信号，使其包括的受光单元依次输出信号。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供一种光电检测装置，可实现信号同步，且可较好的改善信号畸变、信号的不稳定、信号被干扰等问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

提供一种光电检测装置，包括发光模块、受光模块和控制模块；所述发光模块包括用于发射光信号的发光单元，所述受光模块包括与所述发光单元一一对应且用于接收光信号的受光单元；所述发光模块还包括逻辑控制单元；所述逻辑控制单元用于根据所述控制模块发送的时钟信号，对所述时钟信号进行调制得到第一起始信号；所述控制模块用于在每个信号周期的数据周期产生所述时钟信号，并同时向所述发光模块和所述受光模块发送所述时钟信号；根据所述第一起始信号的特征产生与所述第一起始信号同步的第二起始信号，发送至所述受光模块。

优选的，所述发光模块还包括第一移位寄存模块，所述受光模块还包括第二移位寄存模块；所述第一移位寄存模块，用于在所述时钟信号的驱动下，根据所述第一起始信号控制所述发光单元分时进行光信号发射；所述第二移位寄存模块，用于在所述时钟信号的驱动下，根据所述第二起始信号控制所述受光单元进行信号输出，该受光单元与发射光信号的所述发光单元对应。

优选的，所述逻辑控制单元包括计数子单元、译码子单元、选择子单元、数据保持子单元和复位子单元；所述计数子单元用于对所述时钟信号的上升沿或下降沿进行计数；所述译码子单元的输入端与所述计数子单元的输出端连接，所述译码子单元用于对其输入端的信号进行译码输出；所述选择子单元的输入端与所述译码子单元的输出端连接，所述选择子单元的输出端与所述数据保持子单元连接，所述选择子单元用于使所述译码子单元的一个输出端输出的译码信号输入至所述数据保持子单元；其中，所述译码子单元的一个输出端输出的译码信号在达到相应的计数值进行信号翻转后，一直保持直至所述计数子单元被复位；所述计数值等于所述发光模块中所有所述发光单元的个数；所述数据保持子单元用于将所述译码信号的上一个时钟周期的信号保持到当前时钟周期，输出所述第一起始信号；所述复位子单元用于当一个信号周期计满时，复位所述计数子单元。

进一步优选的，所述逻辑控制单元还包括整形单元，其输入端与所述控制模块连接，输出端与所述计数子单元和所述复位子单元连接；所述整形单元用于对所述时钟信号进行降噪处理。

优选的，所述控制模块根据所述第一起始信号的特征产生与所述第一起始信号同步的第二起始信号，包括：所述控制模块基于第一个信号周期无用需舍弃的原则，根据所述第一起始信号从第二个信号周期开始，在每个信号周期的第一个时钟周期均产生一个时钟宽度的脉冲信号的特征，产生与所述第一起始信号同步的第二起始信号。

优选的，所述控制模块还用于在每个所述信号周期的无效数据周期，停止向所述发光模块和所述受光模块发送所述时钟信号，直到一个信号周期计满为止；基于此，所述译码子单元的一个输出端输出的译码信号在达到相应的计数值进行信号翻转后，一直保持直至所述计数子单元被复位，包括：所述译码子单元的一个输出端输出的译码信号在达到相应的计数值进行信号翻转并持续一定的时钟周期后，进入所述无效数据周期，使所述译码信号的电位继续保持直至所述计数子单元被复位。

可选的，所述整形单元为施密特触发器；所述译码子单元为地址译码器；所述选择子单元为拨码开关；所述数据保持子单元和所述复位子单元均为D触发器。

本实用新型的实施例提供一种光电检测装置，通过在发光模块中增加逻辑控制单元，由逻辑控制单元根据时钟信号调制得到第一起始信号，并由控制模块根据第一起始信号的特征产生与第一起始信号同步的第二起始信号发送至受光模块，从而保证发光单元逐层发射光信号，同时与该发光单元对应的受光单元同步的进行信号输出。其中，虽然时钟信号需要线缆传输，但相对现有技术中时钟信号和起始信号都由线缆传输，可大大改善时钟信号畸变、不稳定、信号被干扰等问题，使得时钟信号传输的稳定性增加，而且，由于第一起始信号和第二起始信号不受线缆传输影响，可以避免信号延迟、干扰的问题，因此，使得第一起始信号和第二起始信号的同步更可靠；此外，由于仅需传输时钟信号，因而还可减少线缆数量，节省成本，便于检修。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种光电检测装置的示意图；

图2为本实用新型提供的一种光电检测装置的示意图一；

图3为本实用新型提供的一种光电检测装置的示意图二；

图4为本实用新型提供的一种第一移位寄存模块的示意图一；

图5为本实用新型提供的一种第一移位寄存模块的示意图二；

图6为本实用新型提供的一种逻辑控制单元的示意图一；

图7为本实用新型提供的一种逻辑控制单元的示意图二；

图8为本实用新型提供的一种光电检测装置的示意图三；

图9为本实用新型提供的逻辑控制单元中各子单元输出的信号示意图；

图10为本实用新型提供的控制模块输出的第二起始信号的示意图。

附图标记：

10-发光模块；20-受光模块；30-控制模块；101-发光单元；102-逻辑控制单元；103-第一移位寄存模块；201-受光单元；202-第二移位寄存模块；1021-整形单元；1022-计数子单元；1023-译码子单元；1024-选择子单元；1025-数据保持子单元；1026-复位子单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供一种光电检测装置，如图2所示，包括：发光模块10、受光模块20和控制模块30；发光模块10包括用于发射光信号的发光单元101，受光模块20包括与发光单元101一一对应且用于接收光信号的受光单元201；发光模块10还包括逻辑控制单元102；逻辑控制单元102用于根据控制模块30发送的时钟信号，对所述时钟信号进行调制得到第一起始信号；控制模块30用于在每个信号周期的数据周期产生所述时钟信号，并同时向发光模块10和受光模块20发送所述时钟信号；根据所述第一起始信号的特征产生与所述第一起始信号同步的第二起始信号，发送至受光模块20。

可以理解的是，发光模块10可以只包括一个发光单元101，在此情况下，受光模块20也包括一个受光单元201，该一个发光单元101和一个受光单元201对应。发光模块10也可包括多个发光单元101，在此情况下，受光模块20包括与发光单元101个数相等的受光单元201，且发光单元101和受光单元201一一对应。

其中，一一对应的一对发光单元101和受光单元201可用于检测一层载物架上物品的存在情况。

由于一般情况下载物架为多层结构(例如n层，n大于1)，若每层载物架对应设置一对发光单元101和受光单元201，则相应的发光单元101和受光单元201的个数也为n，而在对每层的物品存在情况进行检测时，只有与当前层对应的发光单元101发光，受光单元201接收光而输出信号，才能保证检测的准确性，因此，这就需要发光模块10和受光模块20能接收到同步的起始信号和时钟信号，从而逐层的发光单元101分时进行光信号发射，使与所述发光单元101对应的受光单元201进行信号输出。

需要说明的是，第一，本领域技术人员明白，由于受光单元201在接收到光信号而输出信号时，控制模块30会对该信号进行分析处理等，因此，控制模块30会靠近受光模块20设置，从而使得控制模块30与发光模块10的距离较远。

在此情况下，发光模块10接收的时钟信号，则需要线缆进行传输。

第二，每个信号周期除包括数据周期外，还包括无效数据周期，在无效数据周期，控制模块30不再产生正常的时钟脉冲信号，但会一直保持例如低电平输出，因此，在数据周期结束时，控制模块30同时停止向发光模块10和受光模块20发送时钟信号，直到一个信号周期满为止。

第三，对于控制模块30而言，其无需获取第一起始信号，因为通过对逻辑控制单元102的设计，其输出的第一起始信号是已知的，因而，控制模块30便可根据该已知的第一起始信号的特征而产生第二起始信号。

本实用新型实施例提供一种光电检测装置，通过在发光模块10中增加逻辑控制单元102，由逻辑控制单元102根据时钟信号调制得到第一起始信号，并由控制模块30根据第一起始信号的特征产生与第一起始信号同步的第二起始信号发送至受光模块20，从而保证发光单元101逐层发射光信号，同时与该发光单元101对应的受光单元201同步的进行信号输出。其中，虽然时钟信号需要线缆传输，但相对现有技术中时钟信号和起始信号都由线缆传输，可大大改善时钟信号畸变、不稳定、信号被干扰等问题，使得时钟信号传输的稳定性增加，而且，由于第一起始信号和第二起始信号不受线缆传输影响，可以避免信号延迟、干扰的问题，因此，使得第一起始信号和第二起始信号的同步更可靠；此外，由于仅需传输时钟信号，因而还可减少线缆数量，节省成本，便于检修。

优选的，如图3所示，发光模块10还包括第一移位寄存模块103，受光模块20还包括第二移位寄存模块202；第一移位寄存模块103，用于在所述时钟信号的驱动下，根据所述第一起始信号控制发光单元101分时进行光信号发射；第二移位寄存模块202，用于在所述时钟信号的驱动下，根据所述第二起始信号控制受光单元201进行信号输出，该受光单元201与发射光信号的发光单元101对应。

其中，第一移位寄存模块103可以包括至少一个移位寄存器，当包括多个移位寄存器时，多个移位寄存器依次级联。

如图4和图5所示，每个移位寄存器都包括时钟信号输入端CLK和起始信号输入端DAT，以及M个输出端QP₁～QP_M，M≥2。

当第一移位寄存模块103包括一个移位寄存器时，如图4所示，该移位寄存器的时钟信号输入端CLK输入时钟信号，起始信号输入端DAT输入第一起始信号，每个发光单元101连接一个输出端，且每个发光单元101连接的输出端各不相同。基于此，通过各输出端依次输出移位信号控制与相应输出端连接的发光单元101发射光信号。

当第一移位寄存模块103包括多个移位寄存器时，如图5所示，相邻两个移位寄存器中后一个移位寄存器的起始信号输入端DAT与前一个移位寄存器的第M个输出端QP_M相连，每个移位寄存器的时钟信号输入端CLK输入时钟信号，第一个移位寄存器的起始信号输入端DAT输入第一起始信号。

与此类似，第二移位寄存模块202可以包括至少一个移位寄存器，当包括多个移位寄存器时，多个移位寄存器依次级联。

当第二移位寄存模块202包括一个移位寄存器时，该移位寄存器的时钟信号输入端CLK输入时钟信号，起始信号输入端DAT输入第二起始信号，每个受光单元201连接一个输出端，且每个受光单元201连接的输出端各不相同。基于此，通过各输出端依次输出移位信号控制与相应输出端连接的受光单元201输出信号。

当第二移位寄存模块202包括多个移位寄存器时，相邻两个移位寄存器中后一个移位寄存器的起始信号输入端DAT与前一个移位寄存器的第M个输出端QP_M相连，每个移位寄存器的时钟信号输入端CLK输入时钟信号，第一个移位寄存器的起始信号输入端DAT输入第二起始信号。

其中，从对第一移位寄存模块103和第二移位寄存模块202的描述可以看出，只有第一起始信号和第二起始信号同步、时钟信号同步的情况下，才能保证发光单元101逐层发射光信号，与该发光单元101对应的受光单元201同步的进行信号输出。

优选的，如图6所示，逻辑控制单元102包括计数子单元1022、译码子单元1023、选择子单元1024、数据保持子单元1025和复位子单元1026。

具体的，计数子单元1022用于对所述时钟信号的上升沿或下降沿进行计数。

译码子单元1023的输入端与计数子单元1022的输出端连接，译码子单元1023用于对其输入端的信号进行译码输出。

此处需要说明的是，当译码子单元1023的输入端个数少于计数子单元1022的输出端个数时，可选择部分计数子单元1022的输出端与译码子单元1023的输入端一一对应且连接。其中，在选择计数子单元1022的输出端与译码子单元1023的输入端连接时，应以该光电检测装置实际应用中所检测的载物架的层数，来决定选择计数子单元1022的哪几个输出端，只要这几个端口单独计数或叠加后的计数能达到所需的检测层数即可。

例如，如果光电检测装置实际应用中所检测的载物架的层数为24层，则可至少选择计数子单元1022的Q₃和Q₄端，因为Q₃端是计数到8时输出高电平，且持续8个计数值(即8个时钟周期)后变为低电平，再持续8个计数值后又变为高电平，Q₄端是计数到16时输出高电平，且持续16个计数值(即16个时钟周期)后变为低电平，因而当Q₃和Q₄端同时输出高电平时，则计数到24。在此基础上，根据还可能检测的载物架的层数，来选择计数子单元1022的其他输出端。

选择子单元1024的输入端与译码子单元1023的输出端连接，选择子单元1024的输出端与数据保持子单元1025连接，选择子单元1024用于使译码子单元1023的一个输出端输出的译码信号输入至数据保持子单元1025；其中，所述译码子单元1023的一个输出端输出的译码信号在达到相应的计数值进行信号翻转后，一直保持直至计数子单元1022被复位；所述计数值等于发光模块10中所有发光单元101的个数，即计数值等于载物架的层数。

需要说明的是，当选择子单元1024的输入端个数少于译码子单元1023的输出端个数时，可选择部分译码子单元1023的输出端与选择子单元1024的输入端一一对应且连接。

对于选择子单元1024来说，其作用就是选择译码子单元1023的仅一个输出端输出译码信号，因而，选择子单元1024中每个输入端可连接一个开关，通过控制开关的开启或关闭，来实现仅一个输出端的一路译码信号能被输出。具体哪个输出端能输出译码信号，应由实际检测的载物架的层数而定。

优选的，所述译码子单元1023的一个输出端输出的译码信号在达到相应的计数值进行信号翻转后，一直保持直至计数子单元1022被复位，包括：所述译码子单元1023的一个输出端输出的译码信号在达到相应的计数值进行信号翻转并持续一定的时钟周期后，进入无效数据周期，使译码信号的电位继续保持直至计数子单元1022被复位。其中，可以理解的是，此处进入无效数据周期，即，是由控制模块30在某个计数值之后，不再产生正常的时钟脉冲信号，而进入无效数据周期。

数据保持子单元1025用于将所述译码信号的上一个时钟周期的信号保持到当前时钟周期，输出所述第一起始信号。即，数据保持子单元1025当前时钟周期的信号电平等于译码信号的上一个时钟周期的信号电平。

复位子单元1026用于当一个信号周期计满时，复位计数子单元1022。

本实用新型实施例中，可根据实际检测的载物架的层数，仅需控制选择子单元1024中各开关的开启或关闭，即可灵活进行调整。

优选的，如图7所述，所述逻辑控制单元102还包括整形单元1021，其输入端与控制模块30连接，输出端与计数子单元1022和复位子单元1026连接；所述整形单元1021用于对所述时钟信号进行降噪处理。

由于经线缆传输后，会在时钟信号上产生畸变、毛刺等噪声，通过整形单元1021，可获得较理想的时钟信号波形。

优选的，控制模块30根据所述第一起始信号的特征产生与所述第一起始信号同步的第二起始信号，包括：所述控制模块30基于第一个信号周期无用需舍弃的原则，根据所述第一起始信号从第二个信号周期开始，在每个信号周期的第一个时钟周期均产生一个时钟宽度的脉冲信号的特征，产生与所述第一起始信号同步的第二起始信号。

下面提供一实施例以描述一种具体的光电检测装置，用于检测24层载物架上物品情况。

如图8所示，该光电检测装置包括：发光模块10、受光模块20和控制模块30；发光模块10包括24个发光单元101，受光模块20包括24个受光单元201，受光单元201与发光单元101一一对应。控制模块30用于在每个信号周期的数据周期产生时钟信号，并同时向发光模块10和受光模块20发送所述时钟信号。

发光模块10还包括逻辑控制单元102，逻辑控制单元102包括整形单元1021、逻辑计数子单元1022、译码子单元1023、选择子单元1024、数据保持子单元1025和复位子单元1026。

整形单元1021可以为施密特触发器，与控制模块30连接，用于对接收到的时钟信号进行降噪处理后，获得理想的波形。

计数子单元1022可以为12位计数器，其输入端与整形单元1021连接，用于对整形后的时钟信号的下降沿进行计数。

其中，计数子单元1022的12个输出端，分别记为Q₀～Q₁₁，每个端口输出一路计数信号。当对所述时钟信号的下降沿进行计数时，在每个时钟周期的下降沿计数1次，如8个时钟周期下降沿后计数为8，16个时钟周期下降沿后计数为16。各输出端Q_x在计数到2^x时输出高电平，且持续2^x后变为低电平，再持续2^x后又变为高电平，如此反反复复，直到计数到数据周期结束为止，其中，0≤x≤11。

译码子单元1023可以为4线-10线译码器，译码子单元1023的输入端A₀～A₃可按需求与计数子单元1022的输出端Q₃～Q₆连接，译码子单元1023的输出端Y₃、Y₄、Y₅、Y₇、Y₈可按需求与选择子单元1024连接，译码子单元1023用于对其输入端的信号进行译码输出。

其中，译码子单元1023的输入端(记为A₀～A₃)与输出端(记为Y₀～Y₉)可具有如下表所示的关系。

译码子单元1023通过对其输入端的信号进行译码，Y₃端在A₀和A₁端同时为高电平时，Y₃端输出高电平(如图9所示)，且持续8个计数值(即8个时钟周期)，为使Y₃端的高电平一直保持，在第32个时钟周期后，控制模块30则不再产生正常的时钟信号，即进入无效数据周期。选择子单元1024可以为拨码开关，其输出端与数据保持子单元1025连接，可将与Y₃端对应的开关选通，使译码子单元1023的Y₃端的译码信号输出至数据保持子单元1025。

数据保持子单元1025可以为D触发器，用于将Y₃端输出的译码信号的上一个时钟周期的信号保持到当前时钟周期，输出第一起始信号。

如图9所示，当进入下一个信号周期，复位子单元1026输出复位信号使计数子单元1022复位，此时，Q₃端/Q₄端/Y₃端的信号均变为低电平，但由于数据保持子单元1025可以将译码信号的上一个时钟周期的信号保持到当前时钟周期，因此，在下一个信号周期的第一个时钟周期，数据保持子单元1025仍然输出高电平。如此进行下一个信号周期后重复上述过程。

基于此，控制模块30根据第一初始信号的特征，产生第二初始信号(如图10所示)。第一初始信号以及时钟信号均发送至第一移位寄存模块103，由第一移位寄存模块103在所述时钟信号的驱动下，根据所述第一起始信号控制24个发光单元101分时进行光信号发射。第二初始信号以及时钟信号均发送至第二移位寄存模块202，由第二移位寄存模块202在所述时钟信号的驱动下，根据与发光单元101对应的受光单元201进行信号输出。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。