JP3509446B2 - Optical coupling device - Google Patents

Optical coupling device

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JP3509446B2
JP3509446B2 JP00913197A JP913197A JP3509446B2 JP 3509446 B2 JP3509446 B2 JP 3509446B2 JP 00913197 A JP00913197 A JP 00913197A JP 913197 A JP913197 A JP 913197A JP 3509446 B2 JP3509446 B2 JP 3509446B2
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  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被検出物体の位置
および変位量の検出に用いられる光結合装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical coupling device used for detecting the position and displacement amount of an object to be detected.

【0002】[0002]

【従来の技術】被検出物体の有無を検出する透過型光結
合装置(フォトインタラプタ)においては、近年使用用
途が拡大し、単に物体の有無を検出するのみではなく、
被検出物体がどの位置にあるか精度よく検出する必要が
でてきている。例えば、FDD、CD−ROMドライバ
といった記憶装置においては、読み取り用のヘッド位置
検出を高精度に行う必要がある。また、インクジェット
式のプリンターにおいては、インクを印刷用紙に射出す
る方式のため、印刷面と印字ヘッド部の距離を精度よく
合わせる必要がある。
2. Description of the Related Art In recent years, a transmission type optical coupling device (photointerrupter) for detecting the presence or absence of an object to be detected has been used in a wider range of applications in recent years.
It has become necessary to accurately detect the position of the detected object. For example, in a storage device such as an FDD or a CD-ROM driver, it is necessary to detect the head position for reading with high accuracy. Further, in the ink jet printer, since the ink is ejected onto the printing paper, it is necessary to accurately match the distance between the printing surface and the print head portion.

【0003】上記のようなOA機器あるいはFA機器に
使用される従来の光結合装置を図9,10に示す。図中
1は発光素子であり、一般的に赤外発光ダイオードチッ
プが用いられている。発光素子1は、リードフレーム2
に銀ペースト等によりダイボンドされ、金線3によって
リードフレーム4とワイヤボンドされて電気的に接続さ
れている。そして、発光素子1とリードフレーム2,4
の一部および金線3は透光性樹脂体5によってモールド
されている。
9 and 10 show a conventional optical coupling device used in the above-mentioned OA equipment or FA equipment. In the figure, reference numeral 1 denotes a light emitting element, and an infrared light emitting diode chip is generally used. The light emitting element 1 is a lead frame 2
Is die-bonded with silver paste or the like, and is wire-bonded with the lead frame 4 with the gold wire 3 to be electrically connected. Then, the light emitting element 1 and the lead frames 2, 4
And a part of the gold wire 3 are molded by the translucent resin body 5.

【0004】また、6は受光素子であり、フォトダイオ
ードまたはフォトトランジスタチップが用いられ、リー
ドフレーム7に銀ペースト等によりダイボンドされ、金
線3によってリードフレーム8にワイヤボンドされて電
気的に接続されている。そして、受光素子6とリードフ
レーム7,8の一部および金線3は透光性樹脂体9によ
ってモールドされている。
Reference numeral 6 denotes a light receiving element, which is a photodiode or a phototransistor chip, is die-bonded to the lead frame 7 with silver paste or the like, and is wire-bonded to the lead frame 8 with the gold wire 3 for electrical connection. ing. The light receiving element 6, a part of the lead frames 7 and 8 and the gold wire 3 are molded with a light-transmissive resin body 9.

【0005】発光側透光性樹脂体5と受光側透光性樹脂
体9は、遮光性樹脂からなるケース10に収納され、被
検出物体Hの通過路11を挟んで対向配置されている。
ケース10の通過路11に臨む側面には、発光側スリッ
ト12と受光側スリット13とが設けられている。被検
出物体Hが無い場合に、発光素子1から発光側スリット
12を通過し、通過路11を経て受光側スリット13を
通過して、受光素子6に至る光路14が形成される。な
お、図中15は集光用の光学レンズである。
The light-transmitting side light-transmitting resin body 5 and the light-receiving side light-transmitting resin body 9 are housed in a case 10 made of a light-shielding resin, and are arranged to face each other with a passage 11 for the object H to be detected in between.
A light emitting side slit 12 and a light receiving side slit 13 are provided on the side surface of the case 10 facing the passage 11. When there is no object H to be detected, an optical path 14 is formed from the light emitting element 1 to the light emitting side slit 12, the light passing side path 11, the light receiving side slit 13, and the light receiving element 6. Reference numeral 15 in the drawing denotes an optical lens for condensing.

【0006】ここで、被検出物体Hが図10中の矢印の
如く移動した場合、その移動量Lに対して受光素子6の
受光量変化を図11に示す。スリット幅Wを広くした場
合の受光量変化は、実線Xのようになり、スリット幅W
を狭くすれば1点鎖線Yのようになる。したがって、ス
リット幅を狭くすることによって、被検出物体Hの位置
検出精度を向上させることが可能となる。
FIG. 11 shows changes in the amount of light received by the light receiving element 6 with respect to the amount of movement L when the object H to be detected moves as shown by the arrow in FIG. The change in the amount of received light when the slit width W is widened is shown by the solid line X, and the slit width W
If is narrowed, it becomes like a one-dot chain line Y. Therefore, by narrowing the slit width, it is possible to improve the position detection accuracy of the detected object H.

【0007】図12は上記の光結合装置における信号処
理回路を示す図である。発光素子1は順方向電流IFを
流すことによって発光する。受光素子6はフォトダイオ
ードであり、発光素子1からの光を受光すると、光電流
Iscが発生する。16は増幅器であり、光電流Isc
を増幅するとともに電流−電圧変換を行って、出力V1
を生じる。17はコンパレータであり、出力V1と基準
電圧Vrefとの比較を行い、V1<Vrefの場合、
出力VoをLowレベルとし、V1>Vrefの場合、
出力VoをHighレベルとする。
FIG. 12 is a diagram showing a signal processing circuit in the above optical coupling device. The light emitting element 1 emits light by passing a forward current IF. The light receiving element 6 is a photodiode, and when receiving the light from the light emitting element 1, a photocurrent Isc is generated. Reference numeral 16 denotes an amplifier, which has a photocurrent Isc
Is amplified and current-voltage conversion is performed to output V 1
Cause Reference numeral 17 denotes a comparator, which compares the output V 1 with the reference voltage Vref, and when V 1 <Vref,
When the output Vo is set to the low level and V 1 > Vref,
The output Vo is set to the high level.

【0008】したがって、図10のように被検出物体H
を移動させた場合、受光素子6の相対受光量は、図13
に示すように変化し、基準電圧Vref1以下となる位
置L1まで被検出物体Hを移動させたとき、出力Voは
HighレベルからLowレベルとなり、被検出物体H
がその位置を通過したことを検出する。
Therefore, as shown in FIG.
13 is moved, the relative amount of light received by the light receiving element 6 is
When the detected object H is moved to the position L1 at which the voltage Vref changes to the reference voltage Vref 1 or less, the output Vo changes from the High level to the Low level, and the detected object H
Detects that the vehicle has passed that position.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、発光素子1
に使用される赤外発光ダイオードチップは、長時間の通
電を行うと、発光出力が低下する。この変化は発光素子
1を透光性樹脂にて覆う構造とした場合、最大50%
(50000Hr)程度の低下が予想される。この出力
低下が発生すると、受光素子6への入射光量も低下す
る。そのため、増幅器16の出力V1も低下し、相対受
光量に対する基準電圧VrefはVref1の位置から
Vref2へと変化することになり、被検出物体Hを検
出する位置はL1からL2へと移動して、検出可能な位
置は変動する。
However, the light emitting element 1
The infrared light emitting diode chip used in the above has a reduced light emission output when energized for a long time. This change is up to 50% when the light emitting element 1 is covered with a transparent resin.
A decrease of about (50,000 hr) is expected. When this output decrease occurs, the amount of light incident on the light receiving element 6 also decreases. Therefore, the output V 1 of the amplifier 16 also decreases, and the reference voltage Vref for the relative amount of received light changes from the position of Vref 1 to Vref 2 , and the position for detecting the detected object H moves from L1 to L2. Then, the detectable position changes.

【0010】この検出位置の変動を少なくするために
は、前述の如く、スリット12,13の幅Wを狭くする
ことにより可能となるが、遮光性樹脂によるケース10
を射出成型にて形成するため、スリット12,13は構
造上0.2mm程度以下とすることは困難である。ま
た、スリット幅Wを狭くすると、被検出物体Hが無い場
合の受光素子6への受光量は減少するため、増幅器16
の増幅率を大きくする必要があり、ノイズに対する影響
も大きくなる問題がある。
In order to reduce the fluctuation of the detection position, it is possible to reduce the width W of the slits 12 and 13 as described above.
Since it is formed by injection molding, it is difficult to set the slits 12 and 13 to about 0.2 mm or less because of the structure. Further, if the slit width W is narrowed, the amount of light received by the light receiving element 6 in the absence of the object H to be detected decreases.
It is necessary to increase the amplification factor of, and there is a problem that the influence on noise also increases.

【0011】また、増幅器16の出力V1は、スリット
幅Wの範囲内における被検出物体Hの移動量Lに比例す
るため、その出力変化より被検出物体Hの移動量Lを検
出可能であるが、前述の如く、発光素子1の出力低下が
発生した場合、増幅器16の出力も変化するので、検出
された移動量Lには変動が生じる。
Further, since the output V 1 of the amplifier 16 is proportional to the moving amount L of the detected object H within the range of the slit width W, the moving amount L of the detected object H can be detected from the change in the output. However, as described above, when the output of the light emitting element 1 is reduced, the output of the amplifier 16 also changes, so that the detected movement amount L changes.

【0012】本発明は、上記に鑑み、発光素子の出力変
動に関係なく安定した受光素子からの出力を得ることに
より、高精度な位置検出を行える光結合装置の提供を目
的とする。
In view of the above, it is an object of the present invention to provide an optical coupling device capable of highly accurate position detection by obtaining a stable output from a light receiving element irrespective of output variation of the light emitting element.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、発光素子と受光素子とが被検出物体の通過路を挟
んで対向配置され、移動する被検出物体の位置を検出す
るための光結合装置であって、前記受光素子は、被検出
物体の移動軸線を斜めに横切る境界線によって分割され
た複数の受光部からなるものである。
According to the present invention, a light emitting element and a light receiving element are arranged so as to face each other with a passage of an object to be detected in between, and a light for detecting the position of the moving object is detected. In the coupling device, the light receiving element includes a plurality of light receiving portions divided by a boundary line that obliquely crosses a moving axis of the object to be detected.

【0014】これによれば、被検出物体の移動に伴って
各受光部の受光量が変化するので、その受光量の相対的
な関係に基づいて発光素子の経時的な出力変動に影響を
受けない受光素子からの出力を得ることができる。
According to this, since the amount of light received by each light receiving unit changes with the movement of the object to be detected, the output variation of the light emitting element is influenced by the relative relationship of the amount of received light. It is possible to obtain an output from a light receiving element that does not exist.

【0015】そこで、各受光部の受光量から被検出物体
の位置を演算する演算回路を設けておく。すなわち、全
受光量に対する任意の受光部の受光量の比率の変化の割
合を演算して出力することにより、被検出物体が基準位
置からどのくらい移動したか認識できるので、移動する
被検出物体の位置が検出される。さらに、上記の出力を
電気的な変化量に変換することにより、被検出物体の移
動量が絶対値として得られる。
Therefore, an arithmetic circuit for calculating the position of the object to be detected from the amount of light received by each light receiving section is provided. That is, by calculating and outputting the rate of change in the ratio of the amount of light received by an arbitrary light receiving unit to the total amount of received light, it is possible to recognize how much the detected object has moved from the reference position. Is detected. Further, by converting the above output into an electrical change amount, the movement amount of the detected object can be obtained as an absolute value.

【0016】なお、上記のような演算を行う場合、被検
出物体によって発光素子からの光が全て遮られると、各
受光部の受光量が0となり、演算に異常をきたす可能性
があるので、演算回路は、各受光部の受光量の和が所定
レベル以下になったとき、出力を一定値に固定する機能
を備える。これにより、安定した演算を常に行うことが
でき、信頼性の向上が図れる。
In the above calculation, if all the light from the light emitting element is blocked by the object to be detected, the amount of light received by each light receiving section becomes 0, which may cause an abnormality in the calculation. The arithmetic circuit has a function of fixing the output to a constant value when the sum of the amount of light received by each light receiving unit becomes equal to or lower than a predetermined level. As a result, stable calculation can always be performed, and reliability can be improved.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本実施形態の光結合装置は、図1
に示すように、発光素子1と受光素子20とが被検出物
体Hの通過路11を挟んで対向配置された透過型のもの
であり、移動する被検出物体Hの位置を検出する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The optical coupling device of this embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the light emitting element 1 and the light receiving element 20 are of a transmissive type, which are opposed to each other with the passage 11 of the detected object H interposed therebetween, and detect the position of the moving detected object H.

【0018】受光素子20は、2分割フォトダイオード
チップ(またはフォトトランジスタチップ)であり、被
検出物体Hの移動軸線Gを斜めに横切る境界線21によ
って分割された2個の受光部22a,22bからなる。
すなわち、受光部22a,22bは、受光素子20の平
面形状である矩形の平面を対角線によって2個の領域に
等分されたもので、この対角線が移動軸線Gを斜めに横
切ることになる。
The light receiving element 20 is a two-divided photodiode chip (or phototransistor chip), and is divided into two light receiving portions 22a, 22b divided by a boundary line 21 diagonally crossing the movement axis G of the object H to be detected. Become.
That is, the light receiving portions 22a and 22b are obtained by equally dividing a rectangular plane, which is the planar shape of the light receiving element 20, into two regions by diagonal lines, and the diagonal lines cross the movement axis G obliquely.

【0019】そして、受光素子20は搭載用のリードフ
レーム23に銀ペースト等にダイボンドされ、各受光部
22a,22bは金線3によってそれぞれ別のリードフ
レーム24,25にワイヤボンドされ、電気的な接続が
行われている。この受光素子20と金線3およびリード
フレーム23,24,25の一部は透光性の樹脂により
モールドされ、受光側透光性樹脂体26を形成してい
る。
Then, the light receiving element 20 is die-bonded to the mounting lead frame 23 with silver paste or the like, and the respective light receiving portions 22a and 22b are wire-bonded to the different lead frames 24 and 25 by the gold wire 3, respectively. A connection is being made. The light receiving element 20, the gold wire 3 and parts of the lead frames 23, 24, 25 are molded with a light transmitting resin to form a light receiving side light transmitting resin body 26.

【0020】なお、発光素子1は従来と同じ赤外発光ダ
イオードチップが用いられ、その他の構造、配置等は従
来のものと同じであるので、詳細な説明は省略する。
The light emitting element 1 uses the same infrared light emitting diode chip as the conventional one, and the other structures and arrangements are the same as those of the conventional one, and therefore detailed description will be omitted.

【0021】ここで、発光素子1から発せられた光は光
学レンズ15によって集光され、平行な光軸27a〜2
7cとなって、ケース10の発光側スリット12を通過
し、被検出物体Hの通過路11を経て受光側スリット1
3を通過して、受光素子20へ入射する。
Here, the light emitted from the light emitting element 1 is condensed by the optical lens 15, and the parallel optical axes 27a to 27a.
7c, passing through the light emitting side slit 12 of the case 10, passing through the passage 11 of the detected object H, and receiving side slit 1
After passing through 3, the light enters the light receiving element 20.

【0022】図2に光結合装置の回路ブロック図を示
す。受光素子20の各受光部22a,22bはそれぞれ
増幅器28a,28bに接続され、受光部22a,22
bの出力電流Isc1,Isc2を増幅し、さらに電流−
電圧変換を行う。これらの増幅器28a,28bの出力
A,Bは演算回路29に入力され、演算回路29では、
Vo=A/(A+B)の演算が行われ、Voとして出力
される。これにより、各受光部22a,22bの受光量
に基づく演算結果から被検出物体Hの位置または移動量
を検出することができる。
FIG. 2 shows a circuit block diagram of the optical coupling device. The light receiving portions 22a and 22b of the light receiving element 20 are connected to the amplifiers 28a and 28b, respectively.
The output currents Isc 1 and Isc 2 of b are amplified, and the current −
Performs voltage conversion. The outputs A and B of these amplifiers 28a and 28b are input to the arithmetic circuit 29, and in the arithmetic circuit 29,
The calculation of Vo = A / (A + B) is performed and output as Vo. As a result, the position or movement amount of the detected object H can be detected from the calculation result based on the light receiving amounts of the light receiving units 22a and 22b.

【0023】これらの増幅器28a,28bおよび演算
回路29は、リードフレームが実装される回路基板上に
搭載され、回路基板がケース10内に収納される。な
お、ここでは、受光素子20と増幅器28a,28bお
よび演算回路29とは別設されているが、これらを同一
チップ上に集積してもよく、このようにすることにより
光結合装置の小型化を図れる。
The amplifiers 28a and 28b and the arithmetic circuit 29 are mounted on a circuit board on which a lead frame is mounted, and the circuit board is housed in the case 10. Although the light receiving element 20, the amplifiers 28a and 28b, and the arithmetic circuit 29 are provided separately here, they may be integrated on the same chip. By doing so, the optical coupling device can be downsized. Can be achieved.

【0024】次に、上記回路の動作について、被検出物
体Hが通過路11を移動した場合の具体的な動きにより
説明する。ここでは、図3に示すように、被検出物体H
は通過路11を上から下に向かって垂直に移動する。な
お、被検出物体Hが通過路11を水平に移動する場合で
も同様の回路動作となる。
Next, the operation of the above circuit will be described with reference to a specific movement when the object H to be detected moves along the passage 11. Here, as shown in FIG.
Moves vertically on the passage 11 from top to bottom. The same circuit operation is performed when the detected object H moves horizontally on the passage 11.

【0025】被検出物体Hが受光素子20の一端を0と
してLだけ移動した場合、光軸27a〜27cを覆うこ
とにより、受光素子20の受光状態が変化する。一方の
受光部22aでは、Pの部分が遮光され、Qの部分で光
を受光する。同じく他方の受光部22bもRの部分が遮
光され、Sの部分が受光した状態となる。Qの部分の受
光量に比例する出力電流Isc1が増幅器28aにより
増幅、電流−電圧変換され、出力Aとなる。また、Sの
部分の受光量に比例する出力電流Isc2が増幅器28
bにより増幅、電流−電圧変換され、出力Bとなる。
When the detected object H moves by L with one end of the light receiving element 20 being 0, the light receiving state of the light receiving element 20 changes by covering the optical axes 27a to 27c. In one light receiving portion 22a, the portion P is shielded from light and the portion Q receives light. Similarly, in the other light receiving portion 22b, the R portion is shielded from light and the S portion is in a light receiving state. The output current Isc 1 proportional to the amount of received light in the Q portion is amplified and current-voltage converted by the amplifier 28a to become the output A. Further, the output current Isc 2 proportional to the amount of light received at the S portion is output by the amplifier 28.
It is amplified and current-voltage converted by b, and becomes the output B.

【0026】この受光面積の変化を被検出物体Hの移動
量Lに対する変化特性として表すと、図4のようにな
る。ただし、被検出物体Hが0の位置にあるときの受光
部22a,22bの受光面積を100%としている。
FIG. 4 shows the change characteristic of the light receiving area as a change characteristic with respect to the movement amount L of the object H to be detected. However, the light receiving area of the light receiving portions 22a and 22b when the detected object H is at the position of 0 is 100%.

【0027】一方の受光部22aの受光面積に比例した
出力電流Isc1を増幅した出力がAであり、他方の受
光部22bの受光面積に比例した出力電流Isc2を増
幅した出力がBであるので、増幅器28a,28bの増
幅率を同一とした場合、出力A,Bの変化状況は、図4
に示すQ,Sの面積変化と同じとなる。
A is the output obtained by amplifying the output current Isc 1 proportional to the light receiving area of one light receiving portion 22a, and B is the output obtained by amplifying the output current Isc 2 proportional to the light receiving area of the other light receiving portion 22b. Therefore, when the amplification factors of the amplifiers 28a and 28b are the same, the change situation of the outputs A and B is as shown in FIG.
It is the same as the change in area of Q and S shown in.

【0028】したがって、演算回路29での演算結果で
ある出力Voは、Vo=A/(A+B)となり、受光素
子20の移動軸線方向の長さL2に対する被検出物体H
の移動量Lと受光面積Q,Sの変化の関係より、Vo=
0.5+0.5(L/L2)となり、図5に示すように
移動量Lに対しては、出力Voが0.5から1.0へリ
ニアに変化する。また、出力Voの変化は、移動量Lに
対する比率として出力されるため、各受光部22a,2
2bへ入射される光量の絶対値とは無関係となる。この
ため、発光素子20の出力が変化しても、移動量Lに対
する出力Voの変化は発生しなくなる。例えば、Voが
0.75となる位置は、回路上の誤差を除けば常にL=
2/2の位置となる。したがって、発光素子1の出力
変動に関係なく被検出物体Hの絶対位置に対して、常に
同一の出力Voを得られる。これは、回路上の誤差を無
視すれば被検出物体Hの検出位置にズレが発生しない結
果を得ることができることになり、高精度な位置検出が
可能となる。
Therefore, the output Vo which is the calculation result in the calculation circuit 29 becomes Vo = A / (A + B), and the detected object H with respect to the length L 2 of the light receiving element 20 in the moving axis direction.
From the relationship between the amount of movement L of light and the changes in the light receiving areas Q and S, Vo =
It becomes 0.5 + 0.5 (L / L 2 ), and as shown in FIG. 5, the output Vo changes linearly from 0.5 to 1.0 with respect to the movement amount L. Further, since the change in the output Vo is output as a ratio with respect to the movement amount L, each of the light receiving units 22a, 2a.
It has nothing to do with the absolute value of the amount of light incident on 2b. Therefore, even if the output of the light emitting element 20 changes, the output Vo does not change with respect to the movement amount L. For example, the position where Vo is 0.75 is always L = except for the error on the circuit.
The position of L 2/2. Therefore, the same output Vo can always be obtained for the absolute position of the detected object H regardless of the output fluctuation of the light emitting element 1. This means that if the error on the circuit is ignored, it is possible to obtain a result in which the detected position of the detected object H is not displaced, and it is possible to detect the position with high accuracy.

【0029】また、受光素子20の長さL2の範囲内に
おいて出力Voは0.5〜1.0まで変化するリニアな
出力となるため、出力Voから被検出物体Hの移動量を
絶対値として求めることも可能となる。
Further, since the output Vo is a linear output varying from 0.5 to 1.0 within the range of the length L 2 of the light receiving element 20, the movement amount of the detected object H from the output Vo is an absolute value. It is also possible to ask for.

【0030】ここで、上記のような演算を行う場合、被
検出物体Hの移動距離LがL2より大きくなったとき、
被検出物体Hが発光素子1からの光を全て遮り、各受光
部22a,22bの受光量が0となり、出力電流が0と
なって演算に異常をきたす可能性がある。この対策とし
て、演算回路29において、各受光部22a,22bの
受光量の和に相当する出力(A+B)が、ノイズ耐量の
なくなるレベル以下となった場合には、出力Voを1.
0に固定する機能を付加することにより解決できる。し
たがって、演算結果の信頼性が高まり、安定した位置検
出等を行うことができる。
Here, in the case of performing the above calculation, when the moving distance L of the detected object H becomes larger than L 2 ,
There is a possibility that the detected object H blocks all the light from the light emitting element 1, the amount of light received by each of the light receiving portions 22a and 22b becomes 0, the output current becomes 0, and the calculation becomes abnormal. As a countermeasure against this, in the arithmetic circuit 29, when the output (A + B) corresponding to the sum of the light receiving amounts of the respective light receiving units 22a and 22b is below the level at which the noise tolerance is lost, the output Vo is set to 1.
This can be solved by adding the function of fixing to 0. Therefore, the reliability of the calculation result is increased, and stable position detection can be performed.

【0031】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多く
の修正および変更を加え得ることは勿論である。
The present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that many modifications and changes can be made to the above embodiment within the scope of the present invention.

【0032】例えば、受光素子20として、図6に示す
特開昭61−138111号公報記載の2つの受光部2
2a,22bに分割された受光素子を用いてもよい。
For example, as the light receiving element 20, two light receiving portions 2 shown in FIG.
You may use the light receiving element divided into 2a and 22b.

【0033】また、図7に示す4分割された受光素子2
0を用いてもよく、図8に示すような回路の構成とす
る。このとき、被検出物体Hが矢印で示すように斜め方
向から移動してきた場合でも、各受光部22a,22
b,22c,22dへの光の入射状況が変化するので、
各増幅器28a,28b,28c,28dからの出力
A,B,C,Dも変化し、被検出物体Hの位置あるいは
移動距離を検出することができる。これによって、被検
出物体Hの移動方向を考慮して光結合装置を配置する必
要がなくなり、位置検出可能な光結合装置としての汎用
性が高まる。
Further, the light receiving element 2 divided into four shown in FIG.
0 may be used, and the circuit configuration is as shown in FIG. At this time, even when the detected object H moves from an oblique direction as indicated by an arrow, each of the light receiving portions 22a, 22a
Since the incident state of light on b, 22c, and 22d changes,
The outputs A, B, C, D from the amplifiers 28a, 28b, 28c, 28d also change, and the position or the moving distance of the detected object H can be detected. As a result, it is not necessary to dispose the optical coupling device in consideration of the moving direction of the detected object H, and the versatility as an optical coupling device capable of position detection is enhanced.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、発光素子と受光素子とが被検出物体の通過路を
挟んで対向配置され、受光素子は、被検出物体の移動軸
線を斜めに横切る境界線によって分割された複数の受光
部からなるので、被検出物体の移動により各受光部の受
光量が変化して、各受光部の受光量の相対的な関係を演
算することにより、被検出物体の移動量に対応した受光
素子の出力が得られる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the light emitting element and the light receiving element are arranged so as to face each other with the passage of the object to be detected in-between, and the light receiving element obliquely moves along the axis of movement of the object to be detected. Since it is composed of a plurality of light receiving units divided by a boundary line that crosses, the light receiving amount of each light receiving unit changes due to the movement of the detected object, by calculating the relative relationship of the light receiving amount of each light receiving unit, The output of the light receiving element corresponding to the movement amount of the detected object can be obtained.

【0035】したがって、発光素子の経時的な出力変動
の影響を受けず、安定した被検出物体の位置検出または
移動量の検出を行うことができる。これにより、OA機
器あるいはFA機器での使用に適した高精度な位置検出
を行える光結合装置を提供することができる。
Therefore, it is possible to stably detect the position or the amount of movement of the object to be detected, without being affected by the temporal change in the output of the light emitting element. This makes it possible to provide an optical coupling device suitable for use in OA equipment or FA equipment and capable of highly accurate position detection.

【0036】また、各受光部の受光量の和が所定レベル
以下になったとき、出力を一定値に固定することによ
り、常に安定した演算を実行でき、信頼性を高めること
ができる。
By fixing the output to a constant value when the sum of the amount of light received by each of the light receiving sections becomes equal to or lower than a predetermined level, stable calculation can be always executed and reliability can be improved.

【0037】さらに、受光素子および演算回路を同一チ
ップ上に集積することにより、小型化を図ることができ
る。
Further, by integrating the light receiving element and the arithmetic circuit on the same chip, the size can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態の光結合装置を示し、
(a)はその断面図、(b)は受光素子の平面図
FIG. 1 shows an optical coupling device according to an embodiment of the present invention,
(A) is a cross-sectional view thereof, and (b) is a plan view of a light receiving element.

【図2】光結合装置の回路ブロック図FIG. 2 is a circuit block diagram of an optical coupling device.

【図3】被検出物体が移動するときの受光素子の受光状
況を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a light receiving state of a light receiving element when an object to be detected moves.

【図4】被検出物体の移動量に対する受光部の受光面積
の変化を示す図
FIG. 4 is a diagram showing a change in a light receiving area of a light receiving unit with respect to a movement amount of a detected object.

【図5】被検出物体の移動量と受光素子の出力との関係
を示す図
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the amount of movement of the detected object and the output of the light receiving element.

【図6】他の実施形態の受光素子の平面図FIG. 6 is a plan view of a light receiving element according to another embodiment.

【図7】その他の実施形態の受光素子の平面図FIG. 7 is a plan view of a light receiving element according to another embodiment.

【図8】その他の実施形態の回路ブロック図FIG. 8 is a circuit block diagram of another embodiment.

【図9】従来の光結合装置の断面図FIG. 9 is a sectional view of a conventional optical coupling device.

【図10】被検出物体が通過路を移動するときの様子を
示す図
FIG. 10 is a diagram showing a state in which an object to be detected moves along a passage.

【図11】スリット幅の違いによる被検出物体の移動量
に対する受光素子の受光量の変化を示す図
FIG. 11 is a diagram showing changes in the amount of light received by the light receiving element with respect to the amount of movement of the detected object due to the difference in slit width.

【図12】従来の信号処理回路を示す図FIG. 12 is a diagram showing a conventional signal processing circuit.

【図13】被検出物体の移動量と受光素子の受光量の関
係を示す図
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the amount of movement of the detected object and the amount of light received by the light receiving element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発光素子 11 通過路 20 受光素子 22a,22b 受光部 29 演算回路 G 移動軸線 H 被検出物体 1 Light emitting element 11 passage 20 Light receiving element 22a, 22b Light receiving part 29 Arithmetic circuit G movement axis H Object to be detected

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 31/12 - 31/173 Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 31/12-31/173

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 発光素子と受光素子とが被検出物体の通
過路を挟んで対向配置され、移動する被検出物体の位置
および移動量を検出するための光結合装置であって、前
記受光素子は、矩形状とされ、被検出物体の移動軸線を
斜めに横切る2本の対角線によって4分割された4個の
受光部からなり、各受光部の受光量から被検出物体の位
置および移動量を演算する演算回路が設けられ、該演算
回路は、各受光部の受光量の和に対する任意の受光部の
受光量の比率の変化の割合を演算して出力することを特
徴とする光結合装置。
1. An optical coupling device for detecting a position and a moving amount of a moving object to be detected, wherein a light emitting element and a light receiving element are arranged so as to face each other with a passage of the object to be detected interposed therebetween. Is a rectangular shape, and is composed of four light-receiving sections which are divided into four by two diagonal lines diagonally crossing the moving axis of the detected object. The position of the detected object is determined by the amount of light received by each light-receiving section. And an arithmetic circuit for calculating the amount of movement, and the arithmetic circuit calculates and outputs a rate of change in the ratio of the amount of light received by any light receiving unit to the sum of the amount of light received by each light receiving unit. Optical coupling device.
【請求項2】 演算回路は、受光素子が被検出物体によ
り遮光されて各受光部の受光量の和が所定レベル以下に
なったとき、出力を一定値に固定することを特徴とする
請求項1記載の光結合装置。
2. The arithmetic circuit fixes the output to a constant value when the light receiving element is shielded by the object to be detected and the sum of the light receiving amounts of the respective light receiving sections is below a predetermined level. 1. The optical coupling device according to 1.
【請求項3】 受光素子および演算回路が同一チップ上
に集積されたことを特徴とする請求項1または2記載の
光結合装置。
3. The light receiving element and the arithmetic circuit are on the same chip.
The integrated circuit according to claim 1 or 2, wherein
Optical coupling device.
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