JP2003087106A - 光電センサ - Google Patents
光電センサInfo
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- JP2003087106A JP2003087106A JP2001275723A JP2001275723A JP2003087106A JP 2003087106 A JP2003087106 A JP 2003087106A JP 2001275723 A JP2001275723 A JP 2001275723A JP 2001275723 A JP2001275723 A JP 2001275723A JP 2003087106 A JP2003087106 A JP 2003087106A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ユーザの選択又は検出状況に応じて、APC
機能又はACC機能を選択的に動作させることのできる
光電センサを提供する。 【解決手段】 投光回路10は、APC制御スイッチ1
7(SW1)を含むAPC回路にACC制御スイッチ2
5(SW4)を追加した回路構成からなる。投光回路1
0は、ACC制御スイッチ25をOFF状態にして、A
PC制御スイッチ17を制御することでAPC機能を発
揮する。逆に、APC制御スイッチ17をOFF状態に
して、ACC制御スイッチ25を制御することでACC
機能を発揮する。
機能又はACC機能を選択的に動作させることのできる
光電センサを提供する。 【解決手段】 投光回路10は、APC制御スイッチ1
7(SW1)を含むAPC回路にACC制御スイッチ2
5(SW4)を追加した回路構成からなる。投光回路1
0は、ACC制御スイッチ25をOFF状態にして、A
PC制御スイッチ17を制御することでAPC機能を発
揮する。逆に、APC制御スイッチ17をOFF状態に
して、ACC制御スイッチ25を制御することでACC
機能を発揮する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光電センサに関
し、より詳しくは、発光素子が発する光の量を一定に保
持するためのAPC(Auto Power Control)機能及び発
光素子に一定の電流が流れるように制御するACC(Aut
o Current Control)機能を備えた投光回路を備えた光電
センサに関する。
し、より詳しくは、発光素子が発する光の量を一定に保
持するためのAPC(Auto Power Control)機能及び発
光素子に一定の電流が流れるように制御するACC(Aut
o Current Control)機能を備えた投光回路を備えた光電
センサに関する。
【0002】
【従来の技術】光電センサは、例えば特開平9−184
12号公報に見られるレーザーダイオードなどの発光素
子と、発光素子が発する光を受ける受光素子とを含み、
発光素子の光を検出物を介して反射させて受光素子で受
ける、又は、発光素子と受光素子との間に検出物を介在
させることにより、検出物の有無や判別を行うのに多用
されている。
12号公報に見られるレーザーダイオードなどの発光素
子と、発光素子が発する光を受ける受光素子とを含み、
発光素子の光を検出物を介して反射させて受光素子で受
ける、又は、発光素子と受光素子との間に検出物を介在
させることにより、検出物の有無や判別を行うのに多用
されている。
【0003】光電センサは、発光素子の発する光の量が
変化すると誤出力する可能性を含むため、光電センサの
信頼性を保つのにAPC機能又はACC機能が組み込ま
れることが多い。
変化すると誤出力する可能性を含むため、光電センサの
信頼性を保つのにAPC機能又はACC機能が組み込ま
れることが多い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、APCは、
発光素子が劣化しても発光量が一定であることから光電
センサの安定した検出が可能になる反面、電流を多く流
すことで発光素子の劣化に伴う発光量の低下を防止する
ものであるため、発光素子の寿命を縮めてしまう虞があ
る。他方、ACCは、投光素子に流れる電流を一定にす
るものであり、投光素子が劣化してくると検出が不安定
になる反面、一般的に、投光素子の劣化速度は緩慢であ
る。このようにAPCとACCとは、互いに補完するこ
とのできる長所及び欠点を備えている。
発光素子が劣化しても発光量が一定であることから光電
センサの安定した検出が可能になる反面、電流を多く流
すことで発光素子の劣化に伴う発光量の低下を防止する
ものであるため、発光素子の寿命を縮めてしまう虞があ
る。他方、ACCは、投光素子に流れる電流を一定にす
るものであり、投光素子が劣化してくると検出が不安定
になる反面、一般的に、投光素子の劣化速度は緩慢であ
る。このようにAPCとACCとは、互いに補完するこ
とのできる長所及び欠点を備えている。
【0005】そこで、本発明の目的は、ユーザの選択又
は検出状況に応じて、APC機能又はACC機能を選択
的に動作させることのできる光電センサを提供すること
にある。本発明の他の目的は、アナログデバイスからな
る回路構成の下でAPC回路に僅かなデバイスを付加又
は追加することで、APC機能又はACC機能を選択的
に動作させることのできる光電センサを提供することに
ある。
は検出状況に応じて、APC機能又はACC機能を選択
的に動作させることのできる光電センサを提供すること
にある。本発明の他の目的は、アナログデバイスからな
る回路構成の下でAPC回路に僅かなデバイスを付加又
は追加することで、APC機能又はACC機能を選択的
に動作させることのできる光電センサを提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる技術的課題は、本
発明によれば、投光素子と、該投光素子を受けるモニタ
用受光素子とを有する投光回路を含む光電センサであっ
て、前記投光回路が、該受光素子の受光量に対応する電
流を電圧に変換する受光電圧変換回路と、前記発光素子
に流れる電流を電圧に変換する投光電圧変換回路と、前
記受光電圧検出回路又は前記投光電圧変換回路が出力す
る電圧を基準電圧と対比して、前記投光素子に印加する
電圧が所定の電圧になるように制御する投光制御回路
と、前記受光電圧変換回路と前記投光電圧変換回路を選
択的に前記投光制御回路に接続するスイッチング回路と
を含むことを特徴とする光電センサを提供することによ
って達成される。
発明によれば、投光素子と、該投光素子を受けるモニタ
用受光素子とを有する投光回路を含む光電センサであっ
て、前記投光回路が、該受光素子の受光量に対応する電
流を電圧に変換する受光電圧変換回路と、前記発光素子
に流れる電流を電圧に変換する投光電圧変換回路と、前
記受光電圧検出回路又は前記投光電圧変換回路が出力す
る電圧を基準電圧と対比して、前記投光素子に印加する
電圧が所定の電圧になるように制御する投光制御回路
と、前記受光電圧変換回路と前記投光電圧変換回路を選
択的に前記投光制御回路に接続するスイッチング回路と
を含むことを特徴とする光電センサを提供することによ
って達成される。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の最も好ましい実施の形態
では、発光素子と、該発光素子をパルス発光させるため
の投光制御スイッチング手段と、前記発光素子が投光し
た光を受けるモニタ用受光素子と、該受光素子に接続さ
れ、該受光素子が受け取った受光量に対応する電流を電
圧に変換するための第1抵抗(R1)と、前記発光素子
に接続され、該発光素子に流れる電流を電圧に変換する
ための第2抵抗(R3)と、前記第1抵抗(R1)と前
記受光素子との第1中間点(P1)と、OPアンプのマ
イナス側入力端との間に直列に配置された第1、第2の
APC制御スイッチ手段と、該第1スイッチ手段と第2
スイッチ手段との第2中間点(P2)と、接地との間に
接続された第1コンデンサ(C1)と、前記第2スイッ
チ手段と前記OPアンプとの第3中間点(P3)と、接
地との間に接続された第2コンデンサ(C1)と、トラ
ンジスタとを含み、該トランジスタのベースが前記OP
アンプの出力端に接続され、前記トランジスタのベース
に前記投光制御スイッチング手段が接続され、前記トラ
ンジスタのコレクタに前記発光素子が接続され、前記ト
ランジスタのエミッタと接地との間に接続された第3抵
抗(R3)と、前記第2中間点(P2)と、前記トラン
ジスタと第3抵抗(R3)との第4中間点(P5)との
間に接続されたACC制御スイッチング手段とを含む投
光回路を備えている。
では、発光素子と、該発光素子をパルス発光させるため
の投光制御スイッチング手段と、前記発光素子が投光し
た光を受けるモニタ用受光素子と、該受光素子に接続さ
れ、該受光素子が受け取った受光量に対応する電流を電
圧に変換するための第1抵抗(R1)と、前記発光素子
に接続され、該発光素子に流れる電流を電圧に変換する
ための第2抵抗(R3)と、前記第1抵抗(R1)と前
記受光素子との第1中間点(P1)と、OPアンプのマ
イナス側入力端との間に直列に配置された第1、第2の
APC制御スイッチ手段と、該第1スイッチ手段と第2
スイッチ手段との第2中間点(P2)と、接地との間に
接続された第1コンデンサ(C1)と、前記第2スイッ
チ手段と前記OPアンプとの第3中間点(P3)と、接
地との間に接続された第2コンデンサ(C1)と、トラ
ンジスタとを含み、該トランジスタのベースが前記OP
アンプの出力端に接続され、前記トランジスタのベース
に前記投光制御スイッチング手段が接続され、前記トラ
ンジスタのコレクタに前記発光素子が接続され、前記ト
ランジスタのエミッタと接地との間に接続された第3抵
抗(R3)と、前記第2中間点(P2)と、前記トラン
ジスタと第3抵抗(R3)との第4中間点(P5)との
間に接続されたACC制御スイッチング手段とを含む投
光回路を備えている。
【0008】上記ACC制御スイッチング手段をOFF
状態に保ち、上記APC制御スイッチ手段を制御するこ
とで、本発明の最も好ましい実施の形態の光電センサは
APC機能を発揮する。逆に、上記APC制御スイッチ
ング手段をOFF状態に保ち、上記ACC制御スイッチ
手段を制御することで、本発明の最も好ましい実施の形
態の光電センサはACC機能を発揮する。本発明の上記
の目的及びその作用効果並びに他の目的は、以下の本発
明の好ましい実施例の詳しい説明から明らかになろう。
状態に保ち、上記APC制御スイッチ手段を制御するこ
とで、本発明の最も好ましい実施の形態の光電センサは
APC機能を発揮する。逆に、上記APC制御スイッチ
ング手段をOFF状態に保ち、上記ACC制御スイッチ
手段を制御することで、本発明の最も好ましい実施の形
態の光電センサはACC機能を発揮する。本発明の上記
の目的及びその作用効果並びに他の目的は、以下の本発
明の好ましい実施例の詳しい説明から明らかになろう。
【0009】
【実施例】以下に、添付の図面を参照して実施例の選択
的にAPC機能又はACC機能を発揮する光電センサの
投光回路を説明する。
的にAPC機能又はACC機能を発揮する光電センサの
投光回路を説明する。
【0010】例えば図1において、投光回路10は、従
来と同様に発光素子11とモニタ受光素子12とを含
み、発光素子11とモニタ用受光素子12との間の光の
授受を介して実質的にフィードバックループが形成され
るようになっている。
来と同様に発光素子11とモニタ受光素子12とを含
み、発光素子11とモニタ用受光素子12との間の光の
授受を介して実質的にフィードバックループが形成され
るようになっている。
【0011】発光素子11は、トランジスタ13のコレ
クタに接続され、トランジスタ13のエミッタは抵抗1
4(R3)を介して接地されている。
クタに接続され、トランジスタ13のエミッタは抵抗1
4(R3)を介して接地されている。
【0012】投光回路10はOPアンプ15を含み、モ
ニタ用受光素子12は、OPアンプ15のマイナス側入
力端に接続されている。具体的には、モニタ用受光素子
12は抵抗16(R1)を介して接地され、この抵抗1
6(R1)と受光素子12との中間点P1と、OPアン
プ15との間には、受光素子12側から順に、APC制
御又は第1のスイッチ17(SW1)、第2スイッチ1
8(SW2)が直列に接続されている。
ニタ用受光素子12は、OPアンプ15のマイナス側入
力端に接続されている。具体的には、モニタ用受光素子
12は抵抗16(R1)を介して接地され、この抵抗1
6(R1)と受光素子12との中間点P1と、OPアン
プ15との間には、受光素子12側から順に、APC制
御又は第1のスイッチ17(SW1)、第2スイッチ1
8(SW2)が直列に接続されている。
【0013】受光素子12と第1スイッチ17(S
W1)との中間点P2は、第1コンデンサ19を介して
接地されている。また、第2スイッチ18(SW2)と
OPアンプ15との中間点P3は第2コンデンサ20
(C2)を介して接地されている。第1コンデンサ19
は、後の説明から理解できるよう、発光素子11が投光
した時の現在の受光量に応じた電圧を蓄積して保持する
第1蓄積手段を構成するものである。また、第2コンデ
ンサ20は、後の説明から理解できるよう、発光素子1
1が投光した時の現在の発光量に関連する操作量に対応
した受光結果を蓄積して保持する第2蓄積手段を構成す
るものである。
W1)との中間点P2は、第1コンデンサ19を介して
接地されている。また、第2スイッチ18(SW2)と
OPアンプ15との中間点P3は第2コンデンサ20
(C2)を介して接地されている。第1コンデンサ19
は、後の説明から理解できるよう、発光素子11が投光
した時の現在の受光量に応じた電圧を蓄積して保持する
第1蓄積手段を構成するものである。また、第2コンデ
ンサ20は、後の説明から理解できるよう、発光素子1
1が投光した時の現在の発光量に関連する操作量に対応
した受光結果を蓄積して保持する第2蓄積手段を構成す
るものである。
【0014】OPアンプ15のプラス側入力端には、基
準電圧V0が印加されている。他方、OPアンプ15の
出力端はトランジスタ13のベースに接続されている。
準電圧V0が印加されている。他方、OPアンプ15の
出力端はトランジスタ13のベースに接続されている。
【0015】なお、OPアンプ15の動作を安定化させ
るのにOPアンプ15の出力端とマイナス側入力端との
間にコンデンサ21(C3)を設けるのが好ましい。ま
た、発光素子12の発光中の電位を安定化させるため
に、OPアンプ15とトランジスタ13との間に抵抗2
2(R2)を設けてもよい。また、トランジスタ13の
ベースをコンデンサ23(C4)を介して接地させるよ
うにしてもよく、ここでは、トランジスタ13のベース
とコンデンサ23(C4)との間に投光制御スイッチ2
4(SW3)が介装されている。
るのにOPアンプ15の出力端とマイナス側入力端との
間にコンデンサ21(C3)を設けるのが好ましい。ま
た、発光素子12の発光中の電位を安定化させるため
に、OPアンプ15とトランジスタ13との間に抵抗2
2(R2)を設けてもよい。また、トランジスタ13の
ベースをコンデンサ23(C4)を介して接地させるよ
うにしてもよく、ここでは、トランジスタ13のベース
とコンデンサ23(C4)との間に投光制御スイッチ2
4(SW3)が介装されている。
【0016】以上の回路構成は、実質的に、APC(Aut
o Power Control)の機能を発揮する。投光回路10は、
更に、ACC制御又は第4のスイッチ25(SW4)を
含む。第4スイッチ25(SW4)は、先に説明した中
間点P2と、トランジスタ13と抵抗14(R3)との
中間点P5との間に設けらており、この第4スイッチ2
5(SW4)をOFF状態に維持することによって、投
光回路10は実質的にAPC機能を発揮する。逆に、第
4スイッチ25(SW4)をON/OFFすることによ
って、投光回路10はACC(Auto Current Control)機
能を発揮する。
o Power Control)の機能を発揮する。投光回路10は、
更に、ACC制御又は第4のスイッチ25(SW4)を
含む。第4スイッチ25(SW4)は、先に説明した中
間点P2と、トランジスタ13と抵抗14(R3)との
中間点P5との間に設けらており、この第4スイッチ2
5(SW4)をOFF状態に維持することによって、投
光回路10は実質的にAPC機能を発揮する。逆に、第
4スイッチ25(SW4)をON/OFFすることによ
って、投光回路10はACC(Auto Current Control)機
能を発揮する。
【0017】APC機能(図1〜図3)
図1〜図3は、ACC制御又は第4のスイッチ25(S
W4)をOFF状態に保ちながら、APC制御又は第1
のスイッチ17(SW1)をON/OFF制御すること
により、投光回路10がAPC機能を発揮するときの発
光素子11のパルス発光に関連した一連の制御を時系列
的に説明するための図である。
W4)をOFF状態に保ちながら、APC制御又は第1
のスイッチ17(SW1)をON/OFF制御すること
により、投光回路10がAPC機能を発揮するときの発
光素子11のパルス発光に関連した一連の制御を時系列
的に説明するための図である。
【0018】図1は、発光制御スイッチ24(SW3)
がON、第1スイッチ17(SW1)がON、第2スイ
ッチ18(SW2)がOFF状態にある第1状態を示
す。図2は、発光制御スイッチ24(SW3)がON、
第1スイッチ17(SW1)及び第2スイッチ18(S
W2)が共にOFF状態にある第2状態を示す。図3
は、発光制御スイッチ24(SW3)及び第1スイッチ
17(SW1)が共にOFF、第2スイッチ18(SW
2)がON状態にある第3状態を示す。投光回路10
は、順に、第1状態(図1)、第2状態(図2)、第3
状態(図3)を経て再び第1状態(図1)に戻ることに
より、発光素子11がパルス点滅を繰り返すと共にAP
C機能を実行する。
がON、第1スイッチ17(SW1)がON、第2スイ
ッチ18(SW2)がOFF状態にある第1状態を示
す。図2は、発光制御スイッチ24(SW3)がON、
第1スイッチ17(SW1)及び第2スイッチ18(S
W2)が共にOFF状態にある第2状態を示す。図3
は、発光制御スイッチ24(SW3)及び第1スイッチ
17(SW1)が共にOFF、第2スイッチ18(SW
2)がON状態にある第3状態を示す。投光回路10
は、順に、第1状態(図1)、第2状態(図2)、第3
状態(図3)を経て再び第1状態(図1)に戻ることに
より、発光素子11がパルス点滅を繰り返すと共にAP
C機能を実行する。
【0019】第1状態(SW3:ON、SW1:ON、
SW2:OFF) 図1に示すように、発光制御スイッチ24(SW3)が
ONしているため、トランジスタ13のベース電位(ポ
イントP4の電位V4)で規定される電流量で発光素子
11が発光する。この光がモニタ用受光素子12に入光
されると、受光素子12の受光量に応じて発生する電流
が第1抵抗16(R1)によって電圧(ポイントP1の
電圧V1)に変換される。この第1状態では、第1スイ
ッチ17(SW1)がONしているため、この第1スイ
ッチ(SW1)を挟むポイントP 1の電圧V1とポイン
トP2の電圧V2は同じである。したがって、第1コン
デンサ19(C1)には電圧V1が印加され(ポイント
P2の電圧はV1)、この第1コンデンサ19(C1)
にチャージされる。
SW2:OFF) 図1に示すように、発光制御スイッチ24(SW3)が
ONしているため、トランジスタ13のベース電位(ポ
イントP4の電位V4)で規定される電流量で発光素子
11が発光する。この光がモニタ用受光素子12に入光
されると、受光素子12の受光量に応じて発生する電流
が第1抵抗16(R1)によって電圧(ポイントP1の
電圧V1)に変換される。この第1状態では、第1スイ
ッチ17(SW1)がONしているため、この第1スイ
ッチ(SW1)を挟むポイントP 1の電圧V1とポイン
トP2の電圧V2は同じである。したがって、第1コン
デンサ19(C1)には電圧V1が印加され(ポイント
P2の電圧はV1)、この第1コンデンサ19(C1)
にチャージされる。
【0020】第2状態(SW3:ON、SW1:OF
F、SW2:OFF) 図2に示すように、第1スイッチ17(SW1)がOF
Fされる。発光制御スイッチ24(SW3)が引き続き
ONしているため、発光素子11は発光し続ける。この
第2状態では、第1スイッチ17(SW1)及び第2ス
イッチ18(SW2)が共にOFFになるため、第1コ
ンデンサ19(C1)によって受光素子12の受光量に
対応した電圧がサンプルホールドされる。
F、SW2:OFF) 図2に示すように、第1スイッチ17(SW1)がOF
Fされる。発光制御スイッチ24(SW3)が引き続き
ONしているため、発光素子11は発光し続ける。この
第2状態では、第1スイッチ17(SW1)及び第2ス
イッチ18(SW2)が共にOFFになるため、第1コ
ンデンサ19(C1)によって受光素子12の受光量に
対応した電圧がサンプルホールドされる。
【0021】第3状態(SW3:OFF、SW1:OF
F、SW2:ON) 図3に示すように、発光制御スイッチ24(SW3)が
OFFになるため、発光素子11の発光は停止される。
したがって、ポイントP1の電圧V1はゼロである。こ
の第3状態では、第2スイッチ18(SW2)だけがO
Nしているため、この第2スイッチ18(SW2)を挟
むポイントP2とP3とが導通状態なり、第2コンデン
サ20(C2)がチャージされる。この状態での第1ス
イッチ17(SW1)と第2スイッチ18(SW2)と
の状態、つまり、第1スイッチ17(SW1)がOFF
状態となり、第2スイッチ18(SW2)がON状態と
なることによって、次の説明から理解できるように、第
1コンデンサ19と第2コンデンサ20とに蓄積された
電気量を平均化するための手段を構成することになる。
F、SW2:ON) 図3に示すように、発光制御スイッチ24(SW3)が
OFFになるため、発光素子11の発光は停止される。
したがって、ポイントP1の電圧V1はゼロである。こ
の第3状態では、第2スイッチ18(SW2)だけがO
Nしているため、この第2スイッチ18(SW2)を挟
むポイントP2とP3とが導通状態なり、第2コンデン
サ20(C2)がチャージされる。この状態での第1ス
イッチ17(SW1)と第2スイッチ18(SW2)と
の状態、つまり、第1スイッチ17(SW1)がOFF
状態となり、第2スイッチ18(SW2)がON状態と
なることによって、次の説明から理解できるように、第
1コンデンサ19と第2コンデンサ20とに蓄積された
電気量を平均化するための手段を構成することになる。
【0022】以後、順次、第1状態から第3状態を反復
する過程で、第2スイッチ18(SW2)がOFFして
いるときのポイントP2、ポイントP3の電圧を夫々V
2、V3とすると、第3状態(発光制御スイッチ24
(SW3):OFF)では、第1、第2の第1コンデン
サ19、21が導通状態であるため、ポイントP2、P
3の電圧をVで表すと、 V=(V2×C1+V3×C2)/(C1+C2) となり、第1コンデンサ19の容量C1と第2コンデン
サ20の容量C2を重みとした加重平均値となる。
する過程で、第2スイッチ18(SW2)がOFFして
いるときのポイントP2、ポイントP3の電圧を夫々V
2、V3とすると、第3状態(発光制御スイッチ24
(SW3):OFF)では、第1、第2の第1コンデン
サ19、21が導通状態であるため、ポイントP2、P
3の電圧をVで表すと、 V=(V2×C1+V3×C2)/(C1+C2) となり、第1コンデンサ19の容量C1と第2コンデン
サ20の容量C2を重みとした加重平均値となる。
【0023】したがって、トランジスタ13のベース電
圧(ポイントP4の電圧V4)は、上述した加重平均値
であるポイントP3(OPアンプ15のマイナス側入力
端)の電圧V3とOPアンプ15の基準電圧V0との比
較で更新されることになる。このことから、OPアンプ
15のマイナス側入力端の電圧(V3)が基準電圧(V
0)よりも上回れば、トランジスタ13のベース電圧
(ポイントP4の電圧V 4)が下がる方向に更新され、
発光制御スイッチ24(SW3)がONしたときに発光
素子11に流れる電流量が減少するため発光素子11の
発光量が減少する。
圧(ポイントP4の電圧V4)は、上述した加重平均値
であるポイントP3(OPアンプ15のマイナス側入力
端)の電圧V3とOPアンプ15の基準電圧V0との比
較で更新されることになる。このことから、OPアンプ
15のマイナス側入力端の電圧(V3)が基準電圧(V
0)よりも上回れば、トランジスタ13のベース電圧
(ポイントP4の電圧V 4)が下がる方向に更新され、
発光制御スイッチ24(SW3)がONしたときに発光
素子11に流れる電流量が減少するため発光素子11の
発光量が減少する。
【0024】他方、OPアンプ15のマイナス側入力端
の電圧(V3)が基準電圧(V0)よりも下回れば、ト
ランジスタ13のベース電圧(ポイントP4の電圧
V4)が上がる方向に更新され、発光制御スイッチ24
(SW3)がONしたときに発光素子11に流れる電流
量が増加するため発光素子11の発光量が増加する。
の電圧(V3)が基準電圧(V0)よりも下回れば、ト
ランジスタ13のベース電圧(ポイントP4の電圧
V4)が上がる方向に更新され、発光制御スイッチ24
(SW3)がONしたときに発光素子11に流れる電流
量が増加するため発光素子11の発光量が増加する。
【0025】以上のことから、上記の投光回路10によ
れば、パルス発光する発光素子11の発光停止時に、前
回の発光時の受光量に対応する電圧とそれ以前の発光時
の受光量に対応する電圧との平均値で、次回のパルス発
光時の発光量が制御されることから、発光素子11の発
光量の増加→ポイントP1の電圧V1の上昇→ポイント
P3の電圧V3の上昇→トランジスタ13のベース電圧
V4の低下→発光素子11の発光量の減少となり、発光
素子11の発光量の増加を抑える。他方、発光素子11
の発光量の減少→ポイントP1の電圧V1の低下→ポイ
ントP3の電圧V3の低下→トランジスタ13のベース
電圧V4の上昇→発光素子11の発光量の増加となる。
れば、パルス発光する発光素子11の発光停止時に、前
回の発光時の受光量に対応する電圧とそれ以前の発光時
の受光量に対応する電圧との平均値で、次回のパルス発
光時の発光量が制御されることから、発光素子11の発
光量の増加→ポイントP1の電圧V1の上昇→ポイント
P3の電圧V3の上昇→トランジスタ13のベース電圧
V4の低下→発光素子11の発光量の減少となり、発光
素子11の発光量の増加を抑える。他方、発光素子11
の発光量の減少→ポイントP1の電圧V1の低下→ポイ
ントP3の電圧V3の低下→トランジスタ13のベース
電圧V4の上昇→発光素子11の発光量の増加となる。
【0026】以上のことから、投光回路10はAPC機
能を発揮して、発光素子11の発光量を一定に保持する
ように動作することになる。
能を発揮して、発光素子11の発光量を一定に保持する
ように動作することになる。
【0027】ACC機能(図4〜図6)
図4〜図6は、APC制御又は第1のスイッチ17(S
W1)をOFF状態に保ちながら、ACC制御又は第4
のスイッチ25(SW4)をON/OFF制御すること
により、投光回路10がACC機能を発揮するときの発
光素子11のパルス発光に関連した一連の制御を時系列
的に説明するための図である。
W1)をOFF状態に保ちながら、ACC制御又は第4
のスイッチ25(SW4)をON/OFF制御すること
により、投光回路10がACC機能を発揮するときの発
光素子11のパルス発光に関連した一連の制御を時系列
的に説明するための図である。
【0028】図4は、第4スイッチ25(SW4)がO
N、発光制御スイッチ24(SW3)がON、第1スイ
ッチ17(SW1)及び第2スイッチ18(SW2)が
OFF状態にある第1状態を示す。図2は、第4スイッ
チ25(SW4)がOFF、発光制御スイッチ24(S
W3)がON、第1スイッチ17(SW1)及び第2ス
イッチ18(SW2)が共にOFF状態にある第2状態
を示す。図3は、第4スイッチ25(SW4)がOF
F、発光制御スイッチ24(SW3)及び第1スイッチ
17(SW1)が共にOFF、第2スイッチ18(SW
2)がON状態にある第3状態を示す。投光回路10
は、順に、第1状態(図4)、第2状態(図5)、第3
状態(図6)を経て再び第1状態(図4)に戻ることに
より、発光素子11がパルス点滅を繰り返すと共にAC
C機能を発揮する。
N、発光制御スイッチ24(SW3)がON、第1スイ
ッチ17(SW1)及び第2スイッチ18(SW2)が
OFF状態にある第1状態を示す。図2は、第4スイッ
チ25(SW4)がOFF、発光制御スイッチ24(S
W3)がON、第1スイッチ17(SW1)及び第2ス
イッチ18(SW2)が共にOFF状態にある第2状態
を示す。図3は、第4スイッチ25(SW4)がOF
F、発光制御スイッチ24(SW3)及び第1スイッチ
17(SW1)が共にOFF、第2スイッチ18(SW
2)がON状態にある第3状態を示す。投光回路10
は、順に、第1状態(図4)、第2状態(図5)、第3
状態(図6)を経て再び第1状態(図4)に戻ることに
より、発光素子11がパルス点滅を繰り返すと共にAC
C機能を発揮する。
【0029】第1状態(SW4:ON、SW3:ON、
SW1:OFF、SW2:OFF) 図4に示すように、発光制御スイッチ24(SW3)が
ONしているため、トランジスタ13のベース電位(ポ
イントP4の電位V4)で規定される電流量で発光素子
11が発光する。この発光素子11に流れる電流とほぼ
同じ値の電流が第3抵抗14(R3)に流れて電圧V5
に変換される。この第1状態では、第4スイッチ25
(SW4)がONしているため、第2ポイントP2の電
圧V2はポイントP5の電圧V5と同じである。したが
って、第1コンデンサ19(C1)には電圧V5が印加
され、この第1コンデンサ19(C1)にチャージされ
る。
SW1:OFF、SW2:OFF) 図4に示すように、発光制御スイッチ24(SW3)が
ONしているため、トランジスタ13のベース電位(ポ
イントP4の電位V4)で規定される電流量で発光素子
11が発光する。この発光素子11に流れる電流とほぼ
同じ値の電流が第3抵抗14(R3)に流れて電圧V5
に変換される。この第1状態では、第4スイッチ25
(SW4)がONしているため、第2ポイントP2の電
圧V2はポイントP5の電圧V5と同じである。したが
って、第1コンデンサ19(C1)には電圧V5が印加
され、この第1コンデンサ19(C1)にチャージされ
る。
【0030】第2状態(SW4:OFF、SW3:O
N、SW1:OFF、SW2:OFF) 図5に示すように、第4スイッチ25(SW4)がOF
Fされる。発光制御スイッチ24(SW3)が引き続き
ONしているため、発光素子11は発光し続ける。この
第2状態では、第1スイッチ17(SW1)、第2スイ
ッチ18(SW 2)、第4スイッチ25(SW4)が全
てOFFであるため、第1コンデンサ19(C1)によ
って発光素子11に流れる電流量に対応した電圧がサン
プルホールドされる。
N、SW1:OFF、SW2:OFF) 図5に示すように、第4スイッチ25(SW4)がOF
Fされる。発光制御スイッチ24(SW3)が引き続き
ONしているため、発光素子11は発光し続ける。この
第2状態では、第1スイッチ17(SW1)、第2スイ
ッチ18(SW 2)、第4スイッチ25(SW4)が全
てOFFであるため、第1コンデンサ19(C1)によ
って発光素子11に流れる電流量に対応した電圧がサン
プルホールドされる。
【0031】第3状態(SW4:OFF、SW3:OF
F、SW1:OFF、SW2:ON) 図6に示すように、発光制御スイッチ24(SW3)が
OFFされて発光素子11の発光が停止される。この第
3状態では、第2スイッチ18(SW2)がONされ
て、この第2スイッチ18(SW2)を挟むポイントP
2とP3とが導通状態なり、第2コンデンサ20
(C2)がチャージされる。この状態では先に説明した
ように、第1コンデンサ19(C1)と第2コンデンサ
20(C2)とに蓄積された電気量が、次式で表すよう
に平均化される。
F、SW1:OFF、SW2:ON) 図6に示すように、発光制御スイッチ24(SW3)が
OFFされて発光素子11の発光が停止される。この第
3状態では、第2スイッチ18(SW2)がONされ
て、この第2スイッチ18(SW2)を挟むポイントP
2とP3とが導通状態なり、第2コンデンサ20
(C2)がチャージされる。この状態では先に説明した
ように、第1コンデンサ19(C1)と第2コンデンサ
20(C2)とに蓄積された電気量が、次式で表すよう
に平均化される。
【0032】
V=(V2×C1+V3×C2)/(C1+C2)
既に上述したように、Vは、ポイントP2及びP3の電
位であり、V2はポイントP2の電位であり、V3はポ
イントP3の電位である。
位であり、V2はポイントP2の電位であり、V3はポ
イントP3の電位である。
【0033】したがって、トランジスタ13のベース電
圧(ポイントP4の電圧V4)は、上述した加重平均値
であるポイントP3(OPアンプ15のマイナス側入力
端)の電圧V3とOPアンプ15の基準電圧V0との比
較で更新されることになる。このことから、OPアンプ
15のマイナス側入力端の電圧(V3)が基準電圧(V
0)よりも上回れば、トランジスタ13のベース電圧
(ポイントP4の電圧V 4)が下がる方向に更新され、
発光制御スイッチ24(SW3)がONしたときに発光
素子11に流れる電流量が減少する。
圧(ポイントP4の電圧V4)は、上述した加重平均値
であるポイントP3(OPアンプ15のマイナス側入力
端)の電圧V3とOPアンプ15の基準電圧V0との比
較で更新されることになる。このことから、OPアンプ
15のマイナス側入力端の電圧(V3)が基準電圧(V
0)よりも上回れば、トランジスタ13のベース電圧
(ポイントP4の電圧V 4)が下がる方向に更新され、
発光制御スイッチ24(SW3)がONしたときに発光
素子11に流れる電流量が減少する。
【0034】他方、OPアンプ15のマイナス側入力端
の電圧(V3)が基準電圧(V0)よりも下回れば、ト
ランジスタ13のベース電圧(ポイントP4の電圧
V4)が上がる方向に更新され、発光制御スイッチ24
(SW3)がONしたときに発光素子11に流れる電流
量が増加する。
の電圧(V3)が基準電圧(V0)よりも下回れば、ト
ランジスタ13のベース電圧(ポイントP4の電圧
V4)が上がる方向に更新され、発光制御スイッチ24
(SW3)がONしたときに発光素子11に流れる電流
量が増加する。
【0035】以上のことから、発光素子11の電流量の
増加→ポイントP5の電圧V5の上昇→ポイントP3の
電圧V3の上昇→ポイントP4の電圧V4の低下→電流
量の減少となり、電流量の増加を抑える。他方、発光素
子11の電流量の減少→ポイントP5の電圧V5の低下
→ポイントP3の電圧V3の低下→ポイントP4の電圧
V4の上昇→電流量の増加となり、電流量の減少を抑え
る。
増加→ポイントP5の電圧V5の上昇→ポイントP3の
電圧V3の上昇→ポイントP4の電圧V4の低下→電流
量の減少となり、電流量の増加を抑える。他方、発光素
子11の電流量の減少→ポイントP5の電圧V5の低下
→ポイントP3の電圧V3の低下→ポイントP4の電圧
V4の上昇→電流量の増加となり、電流量の減少を抑え
る。
【0036】以上のことから、投光回路10はACC機
能を発揮して、監視している電流量、つまり発光素子1
1を流れる電流量を一定に保持するように動作すること
になる。
能を発揮して、監視している電流量、つまり発光素子1
1を流れる電流量を一定に保持するように動作すること
になる。
【0037】以上の説明から理解できるように、投光回
路10は、APC機能を発揮する回路に、第4スイッチ
25(SW4)を追加した回路構成を有し、第1スイッ
チ17(SW1)と第4スイッチ25(SW4)とを制
御することによって、APC機能を発揮する動作態様
と、ACC機能を発揮する動作態様と切り替えて使用す
ることができる。
路10は、APC機能を発揮する回路に、第4スイッチ
25(SW4)を追加した回路構成を有し、第1スイッ
チ17(SW1)と第4スイッチ25(SW4)とを制
御することによって、APC機能を発揮する動作態様
と、ACC機能を発揮する動作態様と切り替えて使用す
ることができる。
【0038】また、投光回路10によれば、当業者であ
れば理解できるように、パルスONにより発光素子11
が発光している最中では、発光素子11の操作量が更新
されない。そして、パルスOFFにより発光素子11の
発光の停止毎に操作量が更新され、また、このパルスO
FFの時には、それ以前の発光時の受光量とを保持して
いるので、光電センサに含まれる増幅回路側からみると
直流点灯と同じである。
れば理解できるように、パルスONにより発光素子11
が発光している最中では、発光素子11の操作量が更新
されない。そして、パルスOFFにより発光素子11の
発光の停止毎に操作量が更新され、また、このパルスO
FFの時には、それ以前の発光時の受光量とを保持して
いるので、光電センサに含まれる増幅回路側からみると
直流点灯と同じである。
【0039】そして、直流点灯と等価であれば、増幅回
路の出力は直流電圧を発生すればよく、したがって、増
幅回路の出力が大きく変動することはないので、パルス
発光時間を短縮したとしても増幅回路は低速のもので足
りる。そして、このことは、汎用的な安価なアナログデ
バイスでAPC回路を構成したとしても、パルス発光の
光電素子に対して正確なフィードバックの下でその発光
量を一定に保持することができることを意味する。な
お、図2から図4を用いて説明した上記の実施例におい
ては、第1状態、第2状態ならびに第3状態を順に行う
ように説明したが、図2に示す第1状態から図4に示す
第3状態に直接変化させても、本発明の目的は達成され
ることは言うまでもない。
路の出力は直流電圧を発生すればよく、したがって、増
幅回路の出力が大きく変動することはないので、パルス
発光時間を短縮したとしても増幅回路は低速のもので足
りる。そして、このことは、汎用的な安価なアナログデ
バイスでAPC回路を構成したとしても、パルス発光の
光電素子に対して正確なフィードバックの下でその発光
量を一定に保持することができることを意味する。な
お、図2から図4を用いて説明した上記の実施例におい
ては、第1状態、第2状態ならびに第3状態を順に行う
ように説明したが、図2に示す第1状態から図4に示す
第3状態に直接変化させても、本発明の目的は達成され
ることは言うまでもない。
【図1】実施例の光電センサの投光回路を示すものであ
り、APC機能を発揮する一連の制御の第1状態を示す
図である。
り、APC機能を発揮する一連の制御の第1状態を示す
図である。
【図2】図1の第1状態に続く第2状態を示す図であ
る。
る。
【図3】図2の第2状態に続く第3状態を示す図であ
る。
る。
【図4】実施例の光電センサの投光回路を示すものであ
り、ACC機能を発揮する一連の制御の第1状態を示す
図である。
り、ACC機能を発揮する一連の制御の第1状態を示す
図である。
【図5】図4の第1状態に続く第2状態を示す図であ
る。
る。
【図6】図5の第2状態に続く第3状態を示す図であ
る。
る。
10 光電センサの投光回路
11 発光素子
12 受光素子
14 前記発光素子に流れる電流を電圧に変換するた
めの抵抗(R3) 15 OPアンプ 16 受光素子の受光量に対応する電流を電圧に変換
するための抵抗(R1) 17 APC制御スイッチ(SW1) 24 投光制御スイッチ(SW3) 25 ACC制御スイッチ(SW4) V0 基準電圧
めの抵抗(R3) 15 OPアンプ 16 受光素子の受光量に対応する電流を電圧に変換
するための抵抗(R1) 17 APC制御スイッチ(SW1) 24 投光制御スイッチ(SW3) 25 ACC制御スイッチ(SW4) V0 基準電圧
Claims (3)
- 【請求項1】 投光素子と、該投光素子を受けるモニタ
用受光素子とを有する投光回路を含む光電センサであっ
て、 前記投光回路が、 該受光素子の受光量に対応する電流を電圧に変換する受
光電圧変換回路と、 前記発光素子に流れる電流を電圧に変換する投光電圧変
換回路と、 前記受光電圧検出回路又は前記投光電圧変換回路が出力
する電圧を基準電圧と対比して、前記投光素子に印加す
る電圧が所定の電圧になるように制御する投光制御回路
と、 前記受光電圧変換回路と前記投光電圧変換回路を選択的
に前記投光制御回路に接続するスイッチング回路とを含
むことを特徴とする光電センサ。 - 【請求項2】 前記受光電圧変換回路が、前記受光素子
に接続された第1抵抗(R1)を含み、 前記投光電圧変換回路が、前記投光素子に接続された第
2抵抗(R3)を含む、請求項1に記載の光電センサ。 - 【請求項3】 発光素子と、 該発光素子をパルス発光させるための投光制御スイッチ
ング手段と、 前記発光素子が投光した光を受けるモニタ用受光素子
と、 該受光素子に接続され、該受光素子が受け取った受光量
に対応する電流を電圧に変換するための第1抵抗
(R1)と、 前記発光素子に接続され、該発光素子に流れる電流を電
圧に変換するための第2抵抗(R3)と、 前記第1抵抗(R1)と前記受光素子との第1中間点
(P1)と、OPアンプのマイナス側入力端との間に直
列に配置された第1、第2のAPC制御スイッチ手段
と、 該第1スイッチ手段と第2スイッチ手段との第2中間点
(P2)と、接地との間に接続された第1コンデンサ
(C1)と、 前記第2スイッチ手段と前記OPアンプとの第3中間点
(P3)と、接地との間に接続された第2コンデンサ
(C1)と、 トランジスタとを含み、 該トランジスタのベースが前記OPアンプの出力端に接
続され、 前記トランジスタのベースに前記投光制御スイッチング
手段が接続され、 前記トランジスタのコレクタに前記発光素子が接続さ
れ、 前記トランジスタのエミッタと接地との間に接続された
第3抵抗(R3)と、 前記第2中間点(P2)と、前記トランジスタと第3抵
抗(R3)との第4中間点(P5)との間に接続された
ACC制御スイッチング手段とを含む投光回路を備えた
光電センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001275723A JP2003087106A (ja) | 2001-09-11 | 2001-09-11 | 光電センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001275723A JP2003087106A (ja) | 2001-09-11 | 2001-09-11 | 光電センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003087106A true JP2003087106A (ja) | 2003-03-20 |
Family
ID=19100537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001275723A Pending JP2003087106A (ja) | 2001-09-11 | 2001-09-11 | 光電センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003087106A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014173842A (ja) * | 2013-03-05 | 2014-09-22 | Canon Inc | 発光素子駆動装置、その制御方法、光学式エンコーダ、およびカメラ |
CN114199291A (zh) * | 2020-09-18 | 2022-03-18 | 茂达电子股份有限公司 | 双斜率光传感器 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0514162A (ja) * | 1991-07-05 | 1993-01-22 | Omron Corp | 光電センサ |
JPH10125985A (ja) * | 1996-10-16 | 1998-05-15 | Oki Electric Ind Co Ltd | レーザダイオード駆動装置 |
JP2000315836A (ja) * | 1999-04-30 | 2000-11-14 | Nec Corp | レーザダイオード劣化判定装置 |
JP2002217702A (ja) * | 2001-01-23 | 2002-08-02 | Keyence Corp | 光電スイッチのapc装置 |
-
2001
- 2001-09-11 JP JP2001275723A patent/JP2003087106A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0514162A (ja) * | 1991-07-05 | 1993-01-22 | Omron Corp | 光電センサ |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014173842A (ja) * | 2013-03-05 | 2014-09-22 | Canon Inc | 発光素子駆動装置、その制御方法、光学式エンコーダ、およびカメラ |
CN114199291A (zh) * | 2020-09-18 | 2022-03-18 | 茂达电子股份有限公司 | 双斜率光传感器 |
CN114199291B (zh) * | 2020-09-18 | 2024-05-28 | 茂达电子股份有限公司 | 双斜率光传感器 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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|
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