JP2958787B2 - センサ出力電圧2値化回路 - Google Patents

センサ出力電圧2値化回路

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 光センサ、磁気センサ等の各種センサのアナログ出力
電圧信号を2値化するセンサ出力電圧2値化回路に関す
るものである。
〔従来の技術〕
用紙、原稿等の検知手段として光式センサーを用いる
ことが多いが、光学式センサーからの出力は、アナログ
信号であり倫理回路の信号として入力するためにはディ
ジタル信号に変換する必要がある。アナログ信号をディ
ジタル信号に変換するには電圧比較器を用い、設定した
電圧とセンサー電圧との比較を行なうのが一般的であ
る。
しかし、光学式センサー自体の感度のばらつきや、取
付等のばらつきがあるため、可変抵抗器等によってセン
サー出力電圧の調整作業を行なう必要がある。調整作業
は、被検出物の有無により電圧が比較器の設定された電
圧(基準電圧)よりも、高い電圧と低い電圧とを出力す
る様にさせるが、その際に、センサー出力電圧と基準電
圧にある程度の差が得られる様に調整しないと、ノイズ
等がセンサー出力電圧に重畳した場合に比較器の出力が
簡単に反転してしまう恐れがある。
そこで従来は、電圧テスター等を用い、センサー出力
を測定しながら被検出物の有無により(基準電圧)+
(余裕分の電圧)、(基準電圧)−(余裕分の電圧)満
たす様にセンサ出力電圧を調整していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、この調整には電圧テスター等の検具が必要で
あり、また調整時に検具を接続したり、調整値を調整者
に教育する必要等も生じるため、複雑な作業であった。
本発明は、電圧テスター等の検具を用いず被調整装置
自体に調整値検査機能を付加させることにより簡単に短
時間のうちに調整作業を行える様にしたセンサ出力電圧
2値化回路を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明は、センサの出力
電圧を調整する調整手段と、この調整手段により調整さ
れた前記センサのアンログ出力電圧信号を予め設定した
2値化用の基準電圧と比較することによって前記アナロ
グ出力電圧信号を2値化する比較手段と、前記基準電圧
に対し前記比較手段の出力電圧を必要に応じて適宜レヘ
ルだけ正帰還させるスイッチ手段と、前記比較手段の出
力電圧によって作動し、前記比較手段の出力電圧を前記
基準電圧に対して正帰還させている状態での比較手段の
出力電圧が論理“1"か“0"かを報知する報知手段とを備
え、2値化される前記センサの入力物理量と報知手段の
報知内容とが対応関係になるように前記報知手段の報知
内容に従って前記調整手段を調整するように構成してい
る。
〔作用〕
上記構成によれば、スイッチ手段を操作することによ
って比較手段の基準電圧が倫理“1"・“0"の判別するレ
ベルよりも高いレベルと低いレベルに強制的にシフトさ
れるので、2値化回路自体がセンサ出力電圧の判定回路
として働くようになる。そこで、センサの入力を論理
“1"と2値化されるべき状態に設定した時に、センサの
出力電圧がシフトされた基準電圧よりも高い電圧であれ
ば、このことが比較手段の判定動作を通じて報知手段に
より通知される。しかし、シフトされた基準電圧よりも
低い電圧であれば、低いことを示す情報が通知される状
態になるまで調整手段によってセンサ出力電圧が高くな
るように調整する。論理“0"として2値化されるべき状
態についても同様な手順で調整する。
〔実施例〕
以下、本発明を自動原稿送り装置に具体化した一実施
例を説明する。
第1図において光センサの発光素子1と受光素子2は
原稿送り装置の原稿搬送経路に対向して配置されてお
り、原稿が発光素子1からの放射光をさえぎることによ
り受光素子1に流れる光電流が減少し、可変抵抗3によ
って生じる電圧降下も減少するため受光素子の出力電位
V1は上昇する。逆に、発光素子1と受光素子2の間に原
稿が存在しなければ、受光素子2は発光素子1からの放
射光を最大限受光するため、受光素子2を流れる光電流
が増大し、可変抵抗3によって生じる電圧降下のためV1
は下降し、原稿の有無を検出できる。
受光素子2の出力電位V1はアナログ値であるため、論
理回路に必要とされる信号レベルに電位を返還するた
め、電圧比較器6を用いている。電圧比較器6はその入
力電位V3とV4を比較し、V3の電位がV4の電位よりも高け
れば出力V2は“0"の電位レベル、V3の電位がV4よりも低
ければ“1"の電位レベルが出力される。
固定抵抗器4及び3は比較基準電位V4を設定してい
る。
電圧比較器6の出力に接続されている固定抵抗7は比
較器6の“1"出力を設定するためのものである。尚、比
較器6の“0"出力は比較器内部でGNDを短絡することに
よって得ている。
電圧比較器6の入力と出力間に接続されている固定抵
抗器8は正帰還作用を持たせるものであり、電圧比較器
6の出力により基準電位V4を変化させる目的がある。
切換スイッチ9は上記正帰還の切換を行なうためのも
のである。
電圧比較器6の出力に接続される反転回路10と、発光
ダイオードで構成された報知手段11によって、比較器6
の出力を確認することができる。
また、電圧比較器6の出力は論理回路12に入力され、
この論理回路12により原稿自動送り装置が制御される。
次に、以上の構成に係る動作について説明する。
まず、発光素子1と受光素子2からなる検出部13に原
稿がある場合、放射光が原稿によりさえぎられ、受光素
子2の光電流が減少しV1の上昇する。この時の電位をV1
Hとする。
逆に検出部13に原稿がない場合、受光素子2の光電流
が増大しV1の電位が下降する。このときの電位をV1Lと
する。
電圧比較器6において切換手段9を開放して正帰還作
用を与えない場合、比較器6の基準入力電位V4は固定抵
抗器4及び5からのみ決まり V1H>V4 のとき比較器6出力V2は“0"レベル V1L<V4 ならばV2は“1"のレベルになる。
通常状態においては上記の条件を満たす様な受光素子
2の出力電位V1H,V1Lが得なければ問題ははない。
しかし、検出部分の経年変化での光軸ずれ、紙粉等に
よる発光/発光量の変化、発光素子自体の発光量の変
動、さらには外来からの電磁雑音等を考慮すれば受光素
子2の出力電位V1H,V1Lと比較器6の基準電位V4との間
にある程度の余裕電圧VM,VM′が必要となってくる。す
なわち V1H>V4+VM V1L<V4−VM′ となる様に受光素子2の出力を調整させる。
受光素子2の出力電位は可変抵抗器3の抵抗値を変化さ
せることにより調整できる。
つまり、発光素子1と受光素子2からなる検出部13に
被検出物となる原稿を置き、受光素子2の出力電位が、
V1H>V4+VMになる様に可変抵抗器3を調整したのち、
原稿を取り除き、V1L<V4−VM′となっていることを確
認する。または、逆にV1Lを調整した後、V1H>V4+VMに
なっていることを確認する方法でもよい。
この場合、切換スイッチ9を閉じることにより電圧比
較器6に正帰還作用が付与され、基準電位V4は比較器6
の出力が“0"であるか“1"であるかにより変化する。す
なわち、比較器6の出力がφであるときの基準電位V4L
一方、比較器6の出力が“1"であるときの基準電位V4H
となる。ここでVccは本回路の電源電圧、Ra,Rb,Rl,Rfは
それぞれ、固定抵抗器4,5,7,8の抵抗値である。
正帰還作用のない時の基準電位V4はRaとRbのみで決ま
り、 である。これを図示すると第2図のようになる。すなわ
ち、V1の値を0から上昇させていくと、出力V2はまず
“1"のレベルを維持し(図中aの経路)、V4Hに達する
と出力V2は反転して“0"レベルになる。
逆にこの状態からV1の値を下降させると、出力そのま
ま“0"レベルを維持し、(図中bの経路)、V4Lまで下
降すると“1"レベルに反転する。切換スイッチ9を閉じ
た状態で前記の調整作業を行なえば、原稿の有無に応じ
て比較器6の出力が“0",“1"のレベルに変化するため
には V1H>V4H V1L<V4L でなければならない。これは即ち本来の基準電位V4に余
裕分の電位を加えた電位と見ることができる。
つまり、 V4H−V4=VM V4−V4L=VM′ となる。比較器6の出力レベルは報知手段11によって確
認できる。この場合、出力レベル“0"ならば発光ダイオ
ードが点灯し出力レベル“1"ならば消灯する。
調整時にはこの発光ダイオードの点灯/消灯と検知部
分の原稿の有無が対応するか否かによって調整の良否が
判定できる。
つまり、検知部分に原稿置き、発光タイオードが点灯
すれば、 V1H>V4H=V4+VM となり、余裕電圧分を含めて設定通りの出力電圧が得ら
れたことを意味し、原稿があるにもかかわらず、発光ダ
イオードが点灯しないのは出力電圧が不足しているので
可変抵抗器3を調整し、発光ダイオードを点灯させる。
その状態で原稿を取り除いた時に発光ダイオード消灯す
れば V1L<V4L=V4−VM′ であり、余裕電圧分を含めて十分に低い電位が得られる
ことを示している。もし発光ダイオードが消灯しない場
合は、V1Lの電位が設定より高くなつているので可変抵
抗器3を調整し、発光ダイオードを消灯させる。
この様にして発光ダイオードの点灯/消灯と原稿の有
無が対応すれば調整は完了したことになり、切換スイッ
チ9を開放することにより電圧比較器6の基準電位をV4
に戻せばよい。
第2図において切換スイッチ9を開放した場合の入力
電位と出力レベルの変化は経路によらず一定(cの経
路)をとり、図中斜線部分は余裕分の電圧として確保で
きる。
余裕分の電圧となるVM,VM′すなわちV4H−V4、V4−V4
Lの値はRa,Rb,Rf,Rlの値を適宜に決めることによつて設
定できる。なお、上記実施例はセンサとして発光素子を
用いた場合を示したが、本発明はこれに限らず、磁気、
湿度、温度、圧力、流量などの各物理量を検出し、その
アナログ出力電圧を2値化する2値化回路に全く同様に
適用することができる。また、電圧比較器6にはスイッ
チで構成される切換スイッチ9により該電圧比較器6の
出力電圧を基準電位に正帰還させているが、アナログス
イッチ、半導体スイッチ等の各種のスイッチ手段を用い
ることができる。
さらに、切換スイッチ9が閉じた時のみ正帰還を付与
しているが、常時一定の正帰還を付与しておき、これに
さらに大きな正帰還を切換え手段9によって加算する構
成にしてもよい。
また、報知手段11として発光ダイオードを用いている
が、“1",“0"が判明すればよいので、ブザー等の他の
手段を用いることができる。
〔発明の効果〕 以上のように本発明は、通常は2値化行う比較手段を
センサ出力電圧の適否を判定する判定手段として動作さ
せ、センサ出力電圧が適切な値になるように調整手段を
操作するように構成したため、従来は電圧テスタなどを
使用してセンサ出力電圧を調整していたものを、切換手
段の切換操作と報知手段による報知内容の確認のみの極
めて簡単な作業まで、センサ出力電圧を余裕分を含めた
値に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図はセン
サ出力電圧V1と比較器出力電圧V2との変化を示す説明図
である。 1……発光素子、2……受光素子 3……可変抵抗器、6……電圧比較器 8……固定抵抗器、9……切換スイッチ 10……反転回路、11……報知手段

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物理量を検出し、該物理量に対応したアナ
    ログ電圧信号を出力するセンサの出力電圧を2値化する
    回路において、 前記センサの出力電圧を調整する調整手段と、 この調整手段により調整された前記センサのアナログ出
    力電圧信号を予め設定した2値化用の基準電圧と比較す
    ることによって前記アナログ出力電圧信号を2値化する
    比較手段と、 前記基準電圧に対し前記比較手段の出力電圧を必要に応
    じて適宜レベルだけ正帰還させるスイッチ手段と、 前記比較手段の出力電圧によって作動し、前記比較手段
    の出力電圧を前記基準電圧に対して正帰還させている状
    態での比較手段の出力電圧が論理“1"か“0"かを報知す
    る報知手段とを備え、 2値化される前記センサの入力物理量と報知手段の内容
    とが、対応関係になるように前記報知手段の報知内容に
    従って前記調整手段を調整するように構成したセンサ出
    力電圧2値化回路。
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