JP3196232B2 - 光学式センサ - Google Patents
光学式センサInfo
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- JP3196232B2 JP3196232B2 JP11718691A JP11718691A JP3196232B2 JP 3196232 B2 JP3196232 B2 JP 3196232B2 JP 11718691 A JP11718691 A JP 11718691A JP 11718691 A JP11718691 A JP 11718691A JP 3196232 B2 JP3196232 B2 JP 3196232B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は発光素子と受光素子を有
する光学式センサに関し、特に発光素子の発光量低下等
による検出不良を改善する技術に係わる。
する光学式センサに関し、特に発光素子の発光量低下等
による検出不良を改善する技術に係わる。
【０００２】
【従来の技術】図２には従来の光学式センサの回路図が
示されている。図２において、発光素子である発光ダイ
オードＤには抵抗Ｒdを介して、又、受光素子であるフ
ォトトランジスタＴrのコレクタ端子には抵抗ＲLを介し
て電源電圧（ＶCC）がそれぞれ供給されている。
示されている。図２において、発光素子である発光ダイ
オードＤには抵抗Ｒdを介して、又、受光素子であるフ
ォトトランジスタＴrのコレクタ端子には抵抗ＲLを介し
て電源電圧（ＶCC）がそれぞれ供給されている。
【０００３】また、電源電圧は抵抗Ｒ8と抵抗Ｒ9の直列
回路に供給され、これら抵抗Ｒ8，Ｒ9による分圧が基準
電圧として比較器Ａ1の非反転入力端子に導かれてい
る。この比較器Ａ1の反転入力端子には前記フォトトラ
ンジスタＴrのコレクタ端子電圧が出力電圧として導か
れている。
回路に供給され、これら抵抗Ｒ8，Ｒ9による分圧が基準
電圧として比較器Ａ1の非反転入力端子に導かれてい
る。この比較器Ａ1の反転入力端子には前記フォトトラ
ンジスタＴrのコレクタ端子電圧が出力電圧として導か
れている。
【０００４】上記構成において、発光ダイオードＤから
の光がフォトトランジスタＴrに届かないときにはフォ
トトランジスタＴrがオフのため比較器Ａ1は「Ｌ」信号
を出力する。発光ダイオードＤからの光をフォトトラン
ジスタＴrが受光すると、フォトトランジスタＴrがオン
して出力電圧が基準電圧よりも低くなって比較器Ａ1が
「Ｈ」信号を出力する。
の光がフォトトランジスタＴrに届かないときにはフォ
トトランジスタＴrがオフのため比較器Ａ1は「Ｌ」信号
を出力する。発光ダイオードＤからの光をフォトトラン
ジスタＴrが受光すると、フォトトランジスタＴrがオン
して出力電圧が基準電圧よりも低くなって比較器Ａ1が
「Ｈ」信号を出力する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、長時間
の使用による発光ダイオードＤの発光低下やフォトトラ
ンジスタＴrの受光特性の低下によってフォトトランジ
スタＴrのコレクタ電流が小さくなると、受光中である
にもかかわらず出力電圧が基準電圧よりも低くならず検
出不良という事態になる。かかる場合に対処するため従
来では発光側の抵抗Ｒdや受光側の抵抗ＲL，Ｒ8，Ｒ9を
可変抵抗として構成して再調整を行ったり、又、固定抵
抗として構成のときは部品交換を行ったりして機能の維
持を図っていた。
の使用による発光ダイオードＤの発光低下やフォトトラ
ンジスタＴrの受光特性の低下によってフォトトランジ
スタＴrのコレクタ電流が小さくなると、受光中である
にもかかわらず出力電圧が基準電圧よりも低くならず検
出不良という事態になる。かかる場合に対処するため従
来では発光側の抵抗Ｒdや受光側の抵抗ＲL，Ｒ8，Ｒ9を
可変抵抗として構成して再調整を行ったり、又、固定抵
抗として構成のときは部品交換を行ったりして機能の維
持を図っていた。
【０００６】そこで、本発明は長時間使用による発光量
低下等によっても再調整等のメインテナンスの必要がな
い光学式センサを提供することを課題とする。
低下等によっても再調整等のメインテナンスの必要がな
い光学式センサを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
の本発明に係る光学式センサは、発光素子と、前記発光
素子からの光を受ける受光素子と、前記受光素子からの
出力電圧を分圧する分圧回路と、固定された所定の前置
基準電圧を生成する前置基準電圧生成回路と、前記分圧
回路からの出力電圧と前記前置基準電圧とを比較する前
置比較器と、前記前置比較器の２値出力電圧に基づき前
記受光素子からの出力電圧の特性を判別するため、前記
前置比較器の２値出力電圧を入力とし、２値の基準電圧
を生成する基準電圧生成回路と、前記受光素子からの出
力電圧と前記基準電圧とを比較する比較器とを設けて構
成されたものである。尚、図１において抵抗ＲＬ１と抵
抗ＲＬ２の直列回路は受光素子からの出力電圧を分圧す
る分圧回路を形成し、抵抗Ｒ１，Ｒ２は前置基準電圧生
成回路を形成し、抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６は前置比
較器の出力電圧に基づき基準電圧を生成する基準電圧生
成回路を形成している。
の本発明に係る光学式センサは、発光素子と、前記発光
素子からの光を受ける受光素子と、前記受光素子からの
出力電圧を分圧する分圧回路と、固定された所定の前置
基準電圧を生成する前置基準電圧生成回路と、前記分圧
回路からの出力電圧と前記前置基準電圧とを比較する前
置比較器と、前記前置比較器の２値出力電圧に基づき前
記受光素子からの出力電圧の特性を判別するため、前記
前置比較器の２値出力電圧を入力とし、２値の基準電圧
を生成する基準電圧生成回路と、前記受光素子からの出
力電圧と前記基準電圧とを比較する比較器とを設けて構
成されたものである。尚、図１において抵抗ＲＬ１と抵
抗ＲＬ２の直列回路は受光素子からの出力電圧を分圧す
る分圧回路を形成し、抵抗Ｒ１，Ｒ２は前置基準電圧生
成回路を形成し、抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６は前置比
較器の出力電圧に基づき基準電圧を生成する基準電圧生
成回路を形成している。
【０００８】
【作用】長時間使用して発光素子の発光量が低下した
り、受光素子の受光特性が低下したりして受光素子の出
力特性が低下すると、比較器の基準電圧が出力低下補償
回路によって可変されて受光の有無を検出できる。
り、受光素子の受光特性が低下したりして受光素子の出
力特性が低下すると、比較器の基準電圧が出力低下補償
回路によって可変されて受光の有無を検出できる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
る。
【００１０】図１には本発明の一実施例を示す光学式セ
ンサの回路ブロック図が示されている。図１において、
発光素子である発光ダイオードＤには抵抗Ｒdを介し
て、又、受光素子であるフォトトランジスタＴrのコレ
クタ端子には２つの抵抗ＲL1，ＲL2の直列回路からなる
分圧回路を介して電源電圧（ＶCC）がそれぞれ供給され
ている。
ンサの回路ブロック図が示されている。図１において、
発光素子である発光ダイオードＤには抵抗Ｒdを介し
て、又、受光素子であるフォトトランジスタＴrのコレ
クタ端子には２つの抵抗ＲL1，ＲL2の直列回路からなる
分圧回路を介して電源電圧（ＶCC）がそれぞれ供給され
ている。
【００１１】比較器Ａ1の反転入力端子には前記フォト
トランジスタＴrのコレクタ端子電圧が出力電圧として
導かれている。一方、比較器Ａ1の非反転入力端子には
前置比較器Ａ 2 の出力電圧に基づき生成された基準電圧
が導かれている。尚、この基準電圧は、前置比較器
Ａ 2 、抵抗Ｒ 1 ，Ｒ 2 ，Ｒ 3 ，Ｒ 4 で構成される出力低下補
償回路１によって可変される。
トランジスタＴrのコレクタ端子電圧が出力電圧として
導かれている。一方、比較器Ａ1の非反転入力端子には
前置比較器Ａ 2 の出力電圧に基づき生成された基準電圧
が導かれている。尚、この基準電圧は、前置比較器
Ａ 2 、抵抗Ｒ 1 ，Ｒ 2 ，Ｒ 3 ，Ｒ 4 で構成される出力低下補
償回路１によって可変される。
【００１２】出力低下補償回路１は前置比較器Ａ2を有
し、この前置比較器Ａ2の反転入力端子には電源電圧を
２つの抵抗Ｒ1，Ｒ2の直列回路によって分圧して得た前
置基準電圧が導かれている。前置比較器Ａ2の非反転入
力端子には前記フォトトランジスタＴrのコレクタ端子
側の２つの抵抗ＲL1，ＲL2 からなる分圧回路による分圧
が導かれている。
し、この前置比較器Ａ2の反転入力端子には電源電圧を
２つの抵抗Ｒ1，Ｒ2の直列回路によって分圧して得た前
置基準電圧が導かれている。前置比較器Ａ2の非反転入
力端子には前記フォトトランジスタＴrのコレクタ端子
側の２つの抵抗ＲL1，ＲL2 からなる分圧回路による分圧
が導かれている。
【００１３】前置比較器Ａ2はオープンコレクタを基本
として電源より抵抗Ｒ3を介して出力し、この出力は抵
抗Ｒ4を介して前記比較器Ａ1の非反転入力端子に導かれ
ている。尚、図１において抵抗ＲＬ１と抵抗ＲＬ２の直
列回路は受光素子からの出力電圧を分圧する分圧回路を
形成し、抵抗Ｒ１，Ｒ２は固定された所定の前置基準電
圧を生成する前置基準電圧生成回路を形成し、抵抗Ｒ
３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６は前置比較器Ａ２の２値出力電圧
に基づき、受光素子Ｔｒからの出力電圧を判別するため
の２値の基準電圧を生成する基準電圧生成回路を形成し
ている。
として電源より抵抗Ｒ3を介して出力し、この出力は抵
抗Ｒ4を介して前記比較器Ａ1の非反転入力端子に導かれ
ている。尚、図１において抵抗ＲＬ１と抵抗ＲＬ２の直
列回路は受光素子からの出力電圧を分圧する分圧回路を
形成し、抵抗Ｒ１，Ｒ２は固定された所定の前置基準電
圧を生成する前置基準電圧生成回路を形成し、抵抗Ｒ
３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６は前置比較器Ａ２の２値出力電圧
に基づき、受光素子Ｔｒからの出力電圧を判別するため
の２値の基準電圧を生成する基準電圧生成回路を形成し
ている。
【００１４】上記構成において、抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ4，
Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7をそれぞれ１０ＫΩ、抵抗Ｒ3を１ＫΩ、
抵抗ＲL1，ＲL2を２.５ＫΩ、電源電圧（ＶCC）を５
Ｖ、フォトトランジスタＴrのＶCEを０.２Ｖとし、その
結果前置基準電圧を２.５Ｖとして作用を説明する。
Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7をそれぞれ１０ＫΩ、抵抗Ｒ3を１ＫΩ、
抵抗ＲL1，ＲL2を２.５ＫΩ、電源電圧（ＶCC）を５
Ｖ、フォトトランジスタＴrのＶCEを０.２Ｖとし、その
結果前置基準電圧を２.５Ｖとして作用を説明する。
【００１５】非受光時にはフォトトランジスタＴrがオ
フで前置比較器Ａ2の非反転入力端子には約５Ｖの電圧
が供給されるため、前置比較器Ａ2の出力はＨレベルと
なり、比較器Ａ1の基準電圧は５×（１０／１５）≒３.
３３Ｖとなる。そして、比較器Ａ1の非反転入力端子に
は約５Ｖの電圧がかかるため比較器Ａ1の出力はＨレベ
ルである。
フで前置比較器Ａ2の非反転入力端子には約５Ｖの電圧
が供給されるため、前置比較器Ａ2の出力はＨレベルと
なり、比較器Ａ1の基準電圧は５×（１０／１５）≒３.
３３Ｖとなる。そして、比較器Ａ1の非反転入力端子に
は約５Ｖの電圧がかかるため比較器Ａ1の出力はＨレベ
ルである。
【００１６】尚、実際にはフォトトランジスタＴrには
暗電流（多くて数１０μＡ程度）があるが、抵抗ＲL1，
ＲL2の電圧降下は１Ｖにも満たずフォトトランジスタＴ
rの出力電圧が４Ｖ以上となるため誤検出のおそれはな
い。
暗電流（多くて数１０μＡ程度）があるが、抵抗ＲL1，
ＲL2の電圧降下は１Ｖにも満たずフォトトランジスタＴ
rの出力電圧が４Ｖ以上となるため誤検出のおそれはな
い。
【００１７】使用当初にあって発光ダイオードＤの光を
フォトトランジスタＴrが受光し、コレクタ電流（ＩC）
が１.２ミリアンペア流れたとする。前置比較器Ａ2の非
反転入力端子には５−（ＲL1×１.２）＝２Ｖの電圧が
供給されるため、前置比較器Ａ2の出力はＬレベルとな
る。すると、抵抗Ｒ4を介して比較器Ａ1の基準電圧が５
×５Ｋ／１５Ｋ≒１.６７Ｖまで下がる。
フォトトランジスタＴrが受光し、コレクタ電流（ＩC）
が１.２ミリアンペア流れたとする。前置比較器Ａ2の非
反転入力端子には５−（ＲL1×１.２）＝２Ｖの電圧が
供給されるため、前置比較器Ａ2の出力はＬレベルとな
る。すると、抵抗Ｒ4を介して比較器Ａ1の基準電圧が５
×５Ｋ／１５Ｋ≒１.６７Ｖまで下がる。
【００１８】そして、フォトトランジスタＴrの出力電
圧が０.２Ｖであるため、比較器Ａ1の出力はＨレベル
（５Ｖ）となる。
圧が０.２Ｖであるため、比較器Ａ1の出力はＨレベル
（５Ｖ）となる。
【００１９】また、長時間使用し発光ダイオードＤの発
光量が低下し、又、フォトトランジスタＴrの受光特性
が低下してコレクタ電流（ＩC）が０.６ミリアンペアし
か流れなくなったとする。前置比較器Ａ2の非反転入力
端子には５−（ＲL1×０.６）＝３.５Ｖの電圧が供給さ
れるため、前置基準電圧（２.５Ｖ）より高くなって前
記比較器Ａ1の出力はＨレベル（５Ｖ）となる。する
と、抵抗Ｒ4を介して比較器Ａ1の正入力端子に電源が供
給されるため基準電圧は５×（１０／１５）≒３.３３
Ｖまで自動的に上がる。
光量が低下し、又、フォトトランジスタＴrの受光特性
が低下してコレクタ電流（ＩC）が０.６ミリアンペアし
か流れなくなったとする。前置比較器Ａ2の非反転入力
端子には５−（ＲL1×０.６）＝３.５Ｖの電圧が供給さ
れるため、前置基準電圧（２.５Ｖ）より高くなって前
記比較器Ａ1の出力はＨレベル（５Ｖ）となる。する
と、抵抗Ｒ4を介して比較器Ａ1の正入力端子に電源が供
給されるため基準電圧は５×（１０／１５）≒３.３３
Ｖまで自動的に上がる。
【００２０】そして、フォトトランジスタＴrの出力電
圧が５−（ＲL1＋ＲL2）×０.６＝２Ｖとなるため比較
器Ａ1の出力はＨレベル（５Ｖ）となり検出できる。
圧が５−（ＲL1＋ＲL2）×０.６＝２Ｖとなるため比較
器Ａ1の出力はＨレベル（５Ｖ）となり検出できる。
【００２１】尚、この実施例においては、フォトトラン
ジスタＴrのコレクタ端子側に２つの抵抗ＲL1，ＲL2を
設け、その分圧を用いる１つの前置比較器Ａ2にて構成
したが、３以上の抵抗によって複数の分圧を利用し、複
数の前置比較器にて出力低下補償回路１を構成しても良
い。
ジスタＴrのコレクタ端子側に２つの抵抗ＲL1，ＲL2を
設け、その分圧を用いる１つの前置比較器Ａ2にて構成
したが、３以上の抵抗によって複数の分圧を利用し、複
数の前置比較器にて出力低下補償回路１を構成しても良
い。
【００２２】尚、またこの実施例においては、受光素子
をフォトトランジスタＴrにて構成したが、フォトダイ
オードにて構成しても良い。
をフォトトランジスタＴrにて構成したが、フォトダイ
オードにて構成しても良い。
【００２３】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、発光
素子と、前記発光素子からの光を受ける受光素子と、前
記受光素子からの出力電圧を分圧する分圧回路と、固定
された所定の前置基準電圧を生成する前置基準電圧生成
回路と、前記分圧回路からの出力電圧と前記前置基準電
圧とを比較する前置比較器と、前記前置比較器の２値出
力電圧に基づき前記受光素子からの出力電圧の特性を判
別するため前記前置比較器の２値出力電圧を入力とし、
２値の基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、前記受
光素子からの出力電圧と前記基準電圧とを比較する比較
器とを設けたので、長時間の使用により受光素子の出力
特性が低下してもこれに基づいて基準電圧が自動的に可
変して光を検出するため長時間の使用によっても再調整
等のメインテナンスの必要がないという効果を奏する。
素子と、前記発光素子からの光を受ける受光素子と、前
記受光素子からの出力電圧を分圧する分圧回路と、固定
された所定の前置基準電圧を生成する前置基準電圧生成
回路と、前記分圧回路からの出力電圧と前記前置基準電
圧とを比較する前置比較器と、前記前置比較器の２値出
力電圧に基づき前記受光素子からの出力電圧の特性を判
別するため前記前置比較器の２値出力電圧を入力とし、
２値の基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、前記受
光素子からの出力電圧と前記基準電圧とを比較する比較
器とを設けたので、長時間の使用により受光素子の出力
特性が低下してもこれに基づいて基準電圧が自動的に可
変して光を検出するため長時間の使用によっても再調整
等のメインテナンスの必要がないという効果を奏する。
【００２４】また、ほこり、よごれ等による出力低下や
センサの出力バラツキ等に対しても対処できる。
センサの出力バラツキ等に対しても対処できる。
【図１】光学式センサの回路図（実施例）。
【図２】光学式センサの回路図（従来例）。
Ｄ…発光ダイオード（発光素子）、Ｔr…フォトトラン
ジスタ（受光素子）、Ａ1…比較器、Ｒ L1 ，Ｒ L2 …分圧
回路を構成する抵抗、Ｒ 1 ，Ｒ 2 …前置基準電圧生成回路
を構成する抵抗、Ｒ 3 ，Ｒ 4 ，Ｒ 5 ，Ｒ 6 ，…基準電圧生成
回路を構成する抵抗、１…出力低下補償回路。
ジスタ（受光素子）、Ａ1…比較器、Ｒ L1 ，Ｒ L2 …分圧
回路を構成する抵抗、Ｒ 1 ，Ｒ 2 …前置基準電圧生成回路
を構成する抵抗、Ｒ 3 ，Ｒ 4 ，Ｒ 5 ，Ｒ 6 ，…基準電圧生成
回路を構成する抵抗、１…出力低下補償回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01J 1/02 G01J 1/42 G01V 9/04 G01S 7/48 - 7/50 G01S 17/00 - 17/88 H01H 35/00 H03K 17/78 H01L 31/12
Claims (1)
- 【請求項１】 発光素子と、 前記発光素子からの光を受ける受光素子と、 前記受光素子からの出力電圧を分圧する分圧回路と、 固定された所定の前置基準電圧を生成する前置基準電圧
生成回路と、 前記分圧回路からの出力電圧と前記前置基準電圧とを比
較する前置比較器と、前記前置比較器の２値出力電圧に基づき前記受光素子か
らの出力電圧の特性を判別するため、前記前置比較器の
２値出力電圧を入力とし、 ２値の基準電圧を生成する基
準電圧生成回路と、 前記受光素子からの出力電圧と前記基準電圧とを比較す
る比較器とを有することを特徴とする光学式センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11718691A JP3196232B2 (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 光学式センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11718691A JP3196232B2 (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 光学式センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04344431A JPH04344431A (ja) | 1992-12-01 |
| JP3196232B2 true JP3196232B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=14705539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11718691A Expired - Fee Related JP3196232B2 (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 光学式センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3196232B2 (ja) |
-
1991
- 1991-05-22 JP JP11718691A patent/JP3196232B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04344431A (ja) | 1992-12-01 |
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