(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（a）測定対象物に向けてパルス光を発光する発光素子と、
（b）該対象物からの反射光を受けて両端より光電流を出力し且つ該反射光の入射位置から各端までの距離の大小に応じて、それら各端からの光電流を比例的に減少又は増大する半導体位置検出素子から成る受光素子と、
（c）該受光素子における各端からの光電流を電圧変換する第１及び第２の電流電圧変換コンデンサと、
（d）それら第１及び第２の電流電圧変換コンデンサの各電圧比を検出して比較し、設定距離範囲内における対象物の有無を判定して検知信号を出力する電圧比検出手段と、
を有しており、且つ該電圧比検出手段が前記第１及び第２の電流電圧変換コンデンサの電荷を第１及び第２の放電器により定電流放電したときの放電時間の長短を比較して、前記設定距離範囲内の対象物の有無を判定するものであることを特徴とする光学的検出装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第１及び第２の電流電圧変換コンデンサが同容量となしてあるとともに、前記第１の電流電圧変換コンデンサと第２の電流電圧変換コンデンサに各対応した第１及び第２の放電器の放電量の比率が、前記受光素子における設定入射位置から各端までの距離の比率のしきい値に対応した比率となしてあり、前記反射光が該設定入射位置に入射したときに放電が同時に終了するようになしてあることを特徴とする光学的検出装置。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記電圧比検出手段が、前記第１及び第２の電流電圧変換コンデンサにそれぞれ対応した第１及び第２の比較コンデンサに且つ各対応した電圧でバッファを介して充電した上、それら第１及び第２の比較コンデンサの電荷を前記第１及び第２の放電器にて放電するものとなしてあることを特徴とする光学的検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記光学的検出装置が自動水栓，自動洗浄便器，洗面器，自動開閉便座，便器の局部洗浄装置，自動照明，自動暖房における使用者の検出装置であることを特徴とする光学的検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は自動水栓，自動洗浄便器，洗面器，自動開閉便座，便器の局部洗浄装置，自動照明，自動暖房等において使用者が設定距離範囲内にいるか否かをの検出するための装置に適用して好適な光学的検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
この種器具において設定距離範囲内に測定対象物があるか否か、即ち設定距離範囲内に使用者がいるか否かを検出する装置として、赤外線拡散反射方式の検出装置が従来から広く用いられている。
【０００３】
図４はその原理図を示したものである。
この光学的検出装置は、赤外線発光ダイオード（発光素子）２００にて発光した光を測定対象物（使用者）２０４に当て、その反射光（拡散光）をフォトダイオード（受光素子）２０８に入射させるもので、この場合測定対象物２０４が近い位置にあればフォトダイオード２０８への入射光量が多くなり、逆に測定対象物２０４が遠ければフォトダイオード２０８への入射光量は少なくなる。
これを利用して、即ちフォトダイオード２０８に入射する反射光量の大小に応じて、測定対象物２０４の距離を判定することができる。
【０００４】
しかしながらこの赤外線拡散反射方式の光学的検出装置の場合、測定対象物２０４の色によって、具体的には使用者の着ている服の色等の違いによって、フォトダイオード２０８への入射光量が大きく変化するといった問題がある。
【０００５】
例えば測定対象物２０４の色が白色であると、フォトダイオード２０８に入射する反射光量は多くなり、また逆に黒色の場合にはフォトダイオード２０８に入射する反射光量は少なくなる。
従って白色の場合で距離を合わせておくと、測定対象物２０４が黒色である場合、フォトダイオード２０８に入射する反射光量が少な過ぎて、測定対象物２０４が同じ距離にあるにも拘わらずこれを検知できなくなってしまう。
【０００６】
一方、光学的検出装置として入射位置に応じた光電流を両端から出力する半導体位置検出素子（ＰＳＤ：Position Scnsitivc Photo Dctcctor）を利用した赤外線測距式の光学的検出装置が公知である。
図５はその原理図を示したものである。
この光学的検出装置は、半導体の対数特性を利用した「対数変換＋差分取り出し」方式のもので、発光ダイオード２００から発したパルス光が投光レンズ（集光レンズ）２０２を通して測定対象物２０４に投射される。そしてその反射光が受光レンズ（集光レンズ）２０６を通して半導体位置検出素子（受光素子）２１０の表面に入射し結像する。
【０００７】
ここで半導体位置検出素子２１０は連続的な分解能を有するＰＩＮフォトダイオードであって、受光表面上のスポット結像位置によって比率が決まる２つの光電流を発生させる光電変換素子であり、半導体位置検出素子２１０に入射した光は光電変換され、光電流として両端に付けられた電極から分割出力される。
即ち半導体位置検出素子２１０にスポット光が入射すると、入射位置に光エネルギーに比例した電荷が発生し、そしてその発生した電荷が光電流として表面層を通り、各端の電極のそれぞれから出力される。
表面の抵抗層は全長且つ全面に亘り均一な抵抗値を持つように作られていることから、光電流は各端の電極までの距離、即ち各端までの距離に逆比例して分割されて取り出される。
【０００８】
例えば図６（Ａ）のように受光面の中央位置にスポット光が入射した場合、半導体位置検出素子２１０の各端からの２つの光電流の比率は
ＩＬ１：ＩＬ２＝１：１
となる。
また同図（Ｂ）のように両端から１：２の比率の位置にスポット光が入射した場合には
ＩＬ１：ＩＬ２＝１：２
となり、更に同図（Ｃ）に示しているように、両端から１：３の位置にスポット光が入射した場合には
ＩＬ１：ＩＬ２＝１：３
となる。
【０００９】
従って判定したい距離を図５の距離Ｘとした場合、半導体位置検出素子２１０の光電流のしきい値をＩＬ１／ＩＬ２＝ａ／ｂとし、ＩＬ１／ＩＬ２がａ／ｂより大きければ測定対象物２０４はＸより遠く、ＩＬ１／ＩＬ２がａ／ｂよりも小さければ測定対象物２０４はＸより近くにあると判定することができる。
【００１０】
この図５に示す光学的検出装置では、光電流比のしきい値を判定する回路として、半導体位置検出素子２１０の２つの光電流を、ダイオードなどの対数特性を持った半導体２１２，２１４で電流電圧変換し、引き算器２１６で対数変換された２つの電圧の差を取ってＩＬ１／ＩＬ２に対応した値ｌｏｇ（ＩＬ１）−ｌｏｇ（ＩＬ２）に変換し、それを比較器（マイクロコンピュータ）２１８で電圧のしきい値Ｖ０と比較して距離を判定するもので、例えば図５で距離判定したい距離をＸとした場合、Ｖ０を
Ｖ０＝ｌｏｇ（ａ／ｂ）
とすると、測定対象物２０４がＸより遠いか否かを判定することができる。
【００１１】
この図５に示す光学的検出装置の場合、半導体位置検出素子２１０の受光スポット位置を読み取るものであるので、距離の検出値が測定対象物２０４の色、即ち反射率に左右されない利点を有する。
しかしながらこの図５に示す光学的検出装置の場合、消費電力が大きいことからこれを電池駆動の携帯機器まで用途を広げることが困難であるといった問題点を内包している。
【００１２】
この図５に示す光学的検出装置の場合、半導体位置検出素子２１０から流れ出る光電流値は、黒色等の反射率の低い測定対象物２０４の場合には数百ｎＡ程度、また白色等の反射率の高い測定対象物２０４の場合には数百μＡ流れることもあり、測定対象物２０４の反射率と距離とによって電流範囲が大きく異なる。
【００１３】
図５の「対数変換＋差分取り出し」による方法では、光電流が小さい場合には光電流が流れ始めてから対数変換された電圧が発生するまでの時間が長くなるといった現象がある。
これを図７で説明すると、流れ始めた光電流ＩＬ１，ＩＬ２は、対数変換をする半導体２１２，２１４を流れる前に対数変換をする半導体２１２，２１４が接続された回路に寄生したコンデンサ成分の浮遊容量を充電するため、半導体２１２，２１４の電圧を観測しても対数変換された電圧値が得られない時間(不安定時間)ｔ１が存在する。
【００１４】
浮遊容量をＣ、光電流をＩ、対数変換された電圧をＶとすると、浮遊容量Ｃの充電に必要な時間ｔ１は
ｔ１＝Ｖ×Ｃ÷Ｉ      ・・・式（１）
となり、その浮遊容量Ｃの充電時間ｔ１中は電圧が上昇しているため、対数変換された値を読み取ることができない。
【００１５】
例えば本発明者の実測例では、図７で黒色の測定対象物２０４の場合の光電流ＩＬ２＝１５５ｎＡ，１５５ｎＡでのダイオードの順方向電圧Ｖ２≒０．３６Ｖ，回路の浮遊容量≒６０ｐＦ，浮遊容量を０．３６Ｖまで充電するための時間ｔ１は、式（１）より
ｔ１＝１４０μＳＥＣ
となり、少なくとも１４０μＳＥＣ以上の「発光時間」がなければ対数変換された値を読み取ることができない。
【００１６】
発光に必要な電流は数十〜数百ｍＡと受光信号処理回路の数ｍＡに比べて大きく、このため装置全体の消費電流を小さくできないのである。
即ち安定した検出値を得るために発光ダイオード２００から長い時間パルス光を照射し続けなければならないのであり、その際に大きな電力を消費してしまうのである。
このためこの種半導体位置検出素子を利用した光学的検出装置は、電池を電源としたものには従来適用されていないのが実情である。
【００１７】
そこで本出願人は、半導体位置検出素子からの光電流を別の方式で信号処理するようになした光学的検出装置を提案した（特開平７−２０９４３５）。
図８はその原理図を示したものである。
この光学的検出装置は、同図に示しているように半導体位置検出素子２１０の両端からの２つの光電流を、増幅器２２０，２２２で増幅し、その際に片側の増幅器２２２だけ増幅率を設定可能として、半導体位置検出素子２１０における設定入射位置から各端までの距離の比率に反比例した比率で各光電流を増幅し、増幅後に電圧レベルが同レベルになったかどうかを比較器２１８で比較することにより、半導体位置検出素子２１０から流れる２つの光電流比が設定された一定の電流比より大きいか小さいかを判別するものである。
【００１８】
しかしながらこの図８に示す光学的検出装置の場合、増幅後の信号を正確に比較するため、増幅器２２０，２２２の飽和を避ける必要がある。
そこで増幅器２２２の出力最大振幅を半導体位置検出素子２１０から流れ出る光電流値ＩＬ２の最大値、つまり白色等の反射率の高い対象物２０４に対応する光電流である数百μＡに設定すると、黒色等の反射率の低い対象物２０４の場合には光電流ＩＬ２が１／１０００になるので、増幅器２２２の出力も最も大きい振幅の１／１０００になってしまう。
【００１９】
例えば電源電圧５Ｖの場合、白色対象物での出力を５Ｖに設定しても黒色対象物の場合には出力が５ｍＶとなり、信号ノイズとの見分けがつかない程小さくなってしまい、正確な比較ができない。
そこで特開平７−２０９４３５の光学的検出装置では、光電流の小さい状態でも増幅できるように増幅率を上げ、光電流が大きくなると出力の飽和を検知して発光レベルを下げるための「発光レベル低減回路」を回路に組み込む工夫がなされている。
図９は具体的な回路構成を示したもので、同図に示しているようにここでは発光レベル低減回路２２４を回路に組み込んである。
【００２０】
しかしながらこのようにした場合においても、発光レベルを下げるために必要な時間、所謂負帰還の反応時間がかかり、その負帰還の反応時間中は出力が飽和している可能性があるため、１回の発光時間を長くして積分するか、または何回か発光を繰り返して積分することで、負帰還の反応時間中に出力が飽和しても影響が小さくなるようにしなければならない。
【００２１】
負帰還の反応時間は半導体位置検出素子２１０の反応時間が最大３０μＳＥＣであるため、負帰還回路全体では約１２５μＳＥＣ以上必要であり、１回の測定結果を得るための積算発光時間は１２５μＳＥＣより短くできないので、装置全体の消費電力が大きくなってしまう。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の光学的検出装置はこのような課題を解決するために案出されたものである。
而して請求項１のものは、（a）測定対象物に向けてパルス光を発光する発光素子と、（b）該対象物からの反射光を受けて両端より光電流を出力し且つ該反射光の入射位置から各端までの距離の大小に応じて、それら各端からの光電流を比例的に減少又は増大する半導体位置検出素子から成る受光素子と、（c）該受光素子における各端からの光電流を電圧変換する第１及び第２の電流電圧変換コンデンサと、（d）それら第１及び第２の電流電圧変換コンデンサの各電圧比を検出して比較し、設定距離範囲内における対象物の有無を判定して検知信号を出力する電圧比検出手段と、を有しており、且つ該電圧比検出手段が前記第１及び第２の電流電圧変換コンデンサの電荷を第１及び第２の放電器により定電流放電したときの放電時間の長短を比較して、前記設定距離範囲内の対象物の有無を判定するものであることを特徴とする。
【００２３】
請求項２のものは、請求項１において、前記第１及び第２の電流電圧変換コンデンサが同容量となしてあるとともに、前記第１の電流電圧変換コンデンサと第２の電流電圧変換コンデンサに各対応した第１及び第２の放電器の放電量の比率が、前記受光素子における設定入射位置から各端までの距離の比率のしきい値に対応した比率となしてあり、前記反射光が該設定入射位置に入射したときに放電が同時に終了するようになしてあることを特徴とする。
【００２４】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記電圧比検出手段が、前記第１及び第２の電流電圧変換コンデンサにそれぞれ対応した第１及び第２の比較コンデンサに且つ各対応した電圧でバッファを介して充電した上、それら第１及び第２の比較コンデンサの電荷を前記第１及び第２の放電器にて放電するものとなしてあることを特徴とする。
【００２５】
請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記光学的検出装置が自動水栓，自動洗浄便器，洗面器，自動開閉便座，便器の局部洗浄装置，自動照明，自動暖房における使用者の検出装置であることを特徴とする。
【００２６】
【作用及び発明の効果】
以上のように本発明の光学的検出装置は、半導体位置検出素子の各端からの光電流を電圧変換する手段として第１及び第２の電流電圧変換コンデンサを用い、そしてそれら第１及び第２の電流電圧変換コンデンサの各電圧比を電圧比検出手段により比較し、設定距離範囲内における対象物の有無を判定して検知信号を出力するもので、本発明によれば図５に示す光学的検出装置、即ち半導体位置検出素子からの光電流を半導体によって対数変換により電圧変換する場合のように、半導体を接続した回路に寄生するコンデンサ成分の浮遊容量を充電するまでの時間が不安定時間となり、その後において初めて正しい電圧比検出、即ち実際の測定を行い得るといった問題がなく、短時間で検出動作を終えることができる。
【００２７】
従って発光素子からの１回当りのパルス発光時間を短くすることができ、消費電力を少なくすることができる。
それ故本発明によれば乾電池を電源とした携帯機器の検出装置への適用が可能となるといった大きな効果がもたらされる。
【００２８】
ここで上記電圧比検出手段は、電流電圧変換コンデンサの電荷を放電器により定電流放電したときの放電時間の長短を比較して、設定距離範囲内の対象物の有無を判定するものとなしてある。
【００２９】
この場合において、第１及び第２の電流電圧変換コンデンサを同容量となすとともに、第１の電流電圧変換コンデンサと第２の電流電圧変換コンデンサに対応した第１及び第２の放電器の放電量の比率を、受光素子における設定入射位置から各端までの距離の比率のしきい値に対応した比率となし、反射光が設定入射位置に入射したとき、放電が同時に終了するようになしておくことができる（請求項２）。
このようにしておけば、放電が同時に終了しているか否かを見ることによって簡単に且つ正確に設定距離範囲内に対象物があるか否かを検出することができる。
【００３０】
本発明ではまた、上記電圧比検出手段を、第１及び第２の電流電圧変換コンデンサの電圧に対応した電圧で第１及び第２の比較コンデンサにバッファを介して充電し、それら比較コンデンサの電荷を上記第１及び第２の放電器にて放電するようになすことができる（請求項３）。
この場合、第１及び第２の電流電圧変換コンデンサと第１及び第２の比較コンデンサの静電容量を変えることにより、放電時間の測定精度を自由に決めることができる利点が得られる。
【００３１】
更にまた本発明は、自動水栓，自動洗浄便器，洗面器，自動開閉便座，便器の局部洗浄装置，自動照明，自動暖房における検出装置として好適に適用可能である（請求項４）。
ここで便器の局部洗浄装置とは、洗浄ノズルから洗浄水を噴射して便器使用者の局部を洗浄する装置を意味する。
【００３２】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は本例の光学的検出装置で、１２は測定対象物１４に向けてパルス光を投射する赤外線発光ダイオードから成る発光素子である。
この発光素子１２からの光は投光レンズ（集光レンズ）１６を通して測定対象物１４に投射される。
【００３３】
１８は半導体位置検出素子（以下ＰＳＤと略す）から成る受光素子で、対象物１４からの反射光は受光レンズ（集光レンズ）２２を通してこの受光素子１８に入射される。
受光素子１８は入射位置に応じた光電流を、詳しくは入射位置から両端までの距離に反比例した光電流を各端より出力する。
【００３４】
図２はこの光学的検出装置１０における回路構成を具体的に示したものである。
図中Ｑ１はそれぞれ発光素子１２のドライブのためのトランジスタであり、またＲ２はトランジスタＱ１のドライブのための抵抗である。更にＲ１は発光電流設定のための抵抗であり、Ｃ７は発光電流を充電するためのコンデンサである。
【００３５】
２０はトランジスタＱ１の動作タイミングを制御することによって測定のタイミングを設定する測定タイミング設定回路で、コンデンサＣ５０，Ｃ５１が接続されている。
ここでコンデンサＣ５０は発光タイミング（電源オンから発光までの待ち時間）を設定するためのものであり、またコンデンサＣ５１はパルス光の発光時間（発光の長さ）を設定するためのものである。
【００３６】
上記発光素子１２はこのようにして設定されたタイミング（周期）で且つ設定された発光時間でパルス発光する。
発光素子１２からパルス発光された光は、図１に示しているように測定対象物１４で反射され、その反射光がＰＳＤから成る受光素子１８に入射する。
【００３７】
その入射位置は、図１から明らかなように測定対象物１４までの距離が近ければ同図中下端に近い位置に入射し、また距離が遠ければ同図中上端に近い位置に入射する。
そしてその入射位置に応じた、即ちその入射位置から各端までの距離に反比例した大きさの光電流を各端から出力する。
【００３８】
受光素子１８の各端から取り出された光電流は、それぞれ光電流増幅回路２３，２４で増幅され、第１及び第２の初段コンデンサ（電流電圧変換コンデンサ）Ｃ１，Ｃ２にそれぞれ充電される。そしてこれら初段コンデンサＣ１，Ｃ２において光電流がそれぞれ電圧に変換される。
ここで初段コンデンサＣ１及びＣ２はそれぞれ容量が等しくされている。
【００３９】
尚Ｃ３，Ｃ４は周囲光記憶コンデンサ、２６，２８は周囲光キャンセラで、受光素子１８からの光電流のうち外乱光成分が周囲光記憶コンデンサＣ３，Ｃ４の記憶に基づいて周囲光キャンセラ２６，２８により同量抜取りされ、図３（Ａ）に示しているように第１及び第２の初段コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧が基準電圧に保持される。
【００４０】
本例の装置では、光電流がこれら初段コンデンサＣ１，Ｃ２によって電圧変換された後、それらの電圧比が後述する電圧比検出手段により検出され、測定対象物１４が設定距離範囲内にあるか否かが判定される。
【００４１】
Ｃ５，Ｃ６はそれぞれその電圧比検出手段の要素を成す第１及び第２の比較コンデンサであって、初段コンデンサＣ１，Ｃ２への充電開始と同時に定電流充電アンプ３０，３２を介してこれら比較コンデンサＣ５，Ｃ６への充電が行われる。
ここで定電流充電アンプ３０，３２は増幅率１のアンプであって、バッファとしての機能を有し、発光素子１２からパルス光が発光している間だけ動作し、発光素子１２からパルス光が発光していないときには停止しているものである。
【００４２】
初段コンデンサＣ１，Ｃ２及び比較コンデンサＣ５，Ｃ６は、発光素子１２からパルス光が発光し続けている間、即ち初段コンデンサＣ１，Ｃ２に光電流が流れ込んでいる間、これに比例して電圧が上昇し、そして発光が終わった時点で比較コンデンサＣ５，Ｃ６の電荷が定電流放電回路３４，３６によって定電流放電される。
尚比較コンデンサＣ５，Ｃ６はそれぞれ等しい容量とされている。詳しくは、この例では比較コンデンサＣ５，Ｃ６はそれぞれ１０００ｐＦとされている。
【００４３】
これに対し定電流放電回路３４と３６とは互いに異なった放電量に設定されている。
詳しくは、図１において対象物１４有りと判定するときの設定距離範囲がＸであり、そして対象物１４が設定距離範囲Ｘの位置にあるときに受光素子１８への入射位置がａ／ｂ＝３／１であるとしたとき、定電流放電回路３４の放電量が、定電流放電回路３６のそれに対し３倍となるように設定してある。
即ち比較コンデンサＣ５の充電電圧が比較コンデンサＣ６の充電電圧に対し３倍の電圧であるとき、放電が同時に終了するようにそれら定電流放電回路３４，３６の放電能力が設定してある。
【００４４】
従って若し遠距離側の光電流ＩＬ１によって充電する遠距離側の比較コンデンサＣ６の方が、近距離側の光電流ＩＬ２によって充電する近距離側の比較コンデンサＣ５よりも早く放電終了すれば、対象物１４は設定距離範囲Ｘ以内にあること、即ち設定した検知距離範囲Ｘ内に対象物１４があることを判定できる。
【００４５】
３８はこれら比較コンデンサＣ５，Ｃ６の電圧を監視し比較する電圧比較回路であって、この電圧比較回路３８は、上記のように遠距離側の比較コンデンサＣ６の電圧が近距離側の比較コンデンサＣ５の電圧に対し早く元の電圧に戻ったとき、即ち早く放電終了したときに信号を出力し、スイッチングトランジスタ４０をオン動作させる。ここにおいて設定距離範囲Ｘ内に対象物１４有りとの検知信号が出力される。
【００４６】
このように本例では定電流充電アンプ３０，３２、比較コンデンサＣ５，Ｃ６、定電流放電回路３４，３６、電圧比較回路３８、スイッチングトランジスタ４０等によって電圧比検出手段が構成されている。
尚、図中４２は検知距離設定回路であって、検知距離設定のための抵抗Ｒ３〜Ｒ６を有している。
４４は距離設定入力端子であり、Ｃ１００はラインノイズ吸収のためのバイパスコンデンサである。
【００４７】
次に本例の装置の動作を図３のタイムチャートに基づいて以下に詳しく説明する。
図３（Ａ）は測定対象物１４が存在していないときの状態を表しており、この場合発光素子１２がパルス光を発光しても受光素子１８に対し反射光が入射しないために、初段コンデンサＣ１，Ｃ２は基準電圧を保持するのみであり、反射光の入射により発生する光電流による電圧上昇を生じない。
また比較コンデンサＣ５，Ｃ６は、それぞれ初段コンデンサＣ１，Ｃ２の基準電圧分の充電は行うものの、同様に反射光の入射により発生する光電流に起因する電圧上昇は行わない。
【００４８】
他方図３（Ｂ）は設定距離範囲Ｘ内に測定対象物１４が存在しているときの状態を表しており、この場合対象物１４からの反射光が受光素子１８に入射するため、その入射位置に応じた光電流が受光素子１８の両端から出力される。これを受けて初段コンデンサＣ１，Ｃ２はそれぞれの光電流に基づいて電圧上昇する。
この電圧上昇はパルス光が発光している時間連続して行われる。
【００４９】
このとき比較コンデンサＣ５，Ｃ６も同時に電圧上昇し、そしてパルス光の発光が停止した時点から定電流充電アンプ３０，３２を停止し、定電流放電回路３４，３６によってそれら比較コンデンサＣ５，Ｃ６の放電が行われる。
このとき比較コンデンサＣ５の放電と比較コンデンサＣ６の放電とが同時に終了したとき、詳しくは図３（Ｂ）中破線で示す元の電圧に同時にそれらコンデンサＣ５，Ｃ６の電圧が低下したとき、測定対象物１４が丁度設定距離範囲Ｘの距離にあること、即ち図１中受光素子１８に対しａ／ｂが３／１の位置に入射していると判定できる。そして比較コンデンサＣ６側の放電の終了がこれよりも早ければ設定距離範囲Ｘ内に測定対象物１４が位置していること、即ち設定距離範囲Ｘ内に測定対象物１４があると判定することができる。
【００５０】
以上のような本例の光学的検出装置によれば、図５に示す従来の光学的検出装置、即ち半導体位置検出素子からの光電流を半導体によって対数変換により電圧変換する場合のように、半導体を接続した回路に寄生するコンデンサ成分の浮遊容量を充電するまでの時間が不安定時間となり、その後において初めて本来の電圧比検出が行えるといった問題を生じず、短時間で迅速に対象物の検出動作を終えることができる。これにより発光素子からの１回当りのパルス発光時間を短くでき、消費電力を少なく抑えることができる。
従ってこの装置によれば乾電池を電源とした検出装置を容易に構成できる。
【００５１】
従来、水回りの設備ないし機器にあっては１００Ｖの電源を用いることが難しく、従って乾電池を電源として検出装置を構成することが望まれていたにも拘わらず、半導体位置検出素子を用いた検出装置を構成することは電力消費が多いことから困難であったのが、本例の光学的検出装置によれば乾電池を電源とし且つ半導体位置検出素子を用いた光学的検出装置を容易に構成でき、従って対象物の色による影響を受けることなく正確に且つ少ない消費電力で対象物を判定・検出できるようになるといった大きな効果がもたらされる。
【００５２】
また本例では、第１及び第２の初段コンデンサ（電流電圧変換コンデンサ）Ｃ１，Ｃ２の電圧を一旦比較コンデンサＣ５，Ｃ６に移し替えた後に、それら比較コンデンサＣ５，Ｃ６を放電させ、その放電に必要な時間を見ることによって電圧比検出を行うようにしているため、極めて容易に且つ正確に設定距離範囲内の対象物の有無を検出することができる。
【００５３】
以上本発明の実施例を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば上例では初段コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧を比較コンデンサＣ５，Ｃ６に移し替えた後、それらを放電させるようにしているが、場合によって初段コンデンサＣ１，Ｃ２に充電を行った後、スイッチ手段によって定電流放電回路に接続し、それらによって放電させるとともに、その放電終了までの時間を見ることによって、設定距離範囲内に対象物があるか否かを検出するようになすこともできる。
その他本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例である光学的検出装置の全体構成を示す図である。
【図２】  図１における光学的検出装置の回路構成を示す図である。
【図３】  同じ実施例の検出装置の動作をタイムチャートで表す図である。
【図４】  従来の光学的検出装置の一例を示す図である。
【図５】  従来の光学的検出装置の図４とは異なる例を示す図である。
【図６】  図５の光学的検出装置における半導体位置検出素子の作用説明図である。
【図７】  図５の光学的検出装置の不具合の説明図である。
【図８】  従来の光学的検出装置の図４及び図５とは異なる例を示す図である。
【図９】  図８の光学的検出装置の具体的回路構成を示す図である。
【符号の説明】
１０  光学的検出装置
１２  発光素子
１４  測定対象物
１８  受光素子
３０，３２  定電流充電アンプ（バッファ）
３４，３６  定電流放電回路
３８  電圧比較回路
４０  スイッチングトランジスタ
Ｃ１，Ｃ２  初段コンデンサ（電流電圧変換コンデンサ）
Ｃ５，Ｃ６  比較コンデンサ
ＩＬ１，ＩＬ２  光電流
Ｘ  設定距離範囲
【図１】
0003790659.tif 000002
【図２】
0003790659.tif 000003
【図３】
0003790659.tif 000004
【図４】
0003790659.tif 000005
【図５】
0003790659.tif 000006
【図６】
0003790659.tif 000007
【図７】
0003790659.tif 000008
【図８】
0003790659.tif 000009
【図９】
0003790659.tif 000010