JP4610723B2 - 光電センサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源入力端子と接地端子との間に、投光素子と、受光回路と、受光回路へ定電圧の電力を供給する定電圧部とを直列接続してなる光電センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の２線式の光電センサは、実開平４−２１３１号などのように直流電源に対して投光素子と受光回路が直列に接続されている（図３参照）。これによって、投光素子と受光回路のそれぞれに電流を供給する必要がなくなるので、回路全体の消費電流を低減することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に光電センサでは、電源電圧の許容範囲に例えば１２〜２４Ｖという一定の幅を持たせてある。しかし、上述の従来構成では、電源電圧が異なると回路への流入電流が異なってしまうので、ひいては投光素子へ供給される投光電流も電源電圧に応じて異なることになる。このため電源電圧によって投光量が異なることになり、安定した検出が行えないという欠点があった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、回路全体の消費電流を抑えつつ、供給される電源電圧にかかわらず安定した検出を行うことが可能な光電センサを提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明に係る光電センサは、電源入力端子と接地端子との間に、投光素子と、受光回路と、前記受光回路へ定電圧の電力を供給する定電圧部とを直列接続してなる光電センサにおいて、前記受光回路は前記定電圧部と前記接地端子の間に配置され、前記投光素子へ定電流を供給する定電流回路を、前記電源入力端子と前記定電圧部の間おいて前記投光素子へ定電流を供給する定電流回路を前記投光素子と直列に配置し、且つ、前記受光回路に直列に配置したところに特徴を有する。
【０００６】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
請求項１の構成によれば、投光素子と受光回路が直列に接続されるので、並列接続したものに比べて回路全体の消費電流を抑えることができる。ここで、投光素子は定電流回路で駆動されるので電源電圧にかかわらず所定の投光電流によって駆動されるから、投光量が安定する。これにより回路全体の消費電流を抑えつつ、安定した検出が可能になる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１及び図２によって説明する。
光電センサは、図１に示すように、電源入力端子１と接地端子２との間に、例えばＬＥＤからなる投光素子１０と、電源部３０と、受光回路４０とを直列接続して構成され、その電源入力端子１と電源部３０の間に、定電流回路２０を投光素子１０と直列に配置した投受光回路を備えたものである。
【０００８】
投光素子１０には、ＦＥＴ１１が並列接続されている。このものは負荷電圧（ドレイン−ソース電圧）にかかわらずほぼ一定のドレイン電流を定電流回路２０に流すように動作する。
定電流回路２０は、２つのトランジスタＴ１，Ｔ２と抵抗Ｒ１によって構成されている。トランジスタＴ１は、ＦＥＴ１１のドレイン電流がベースに流れると、投光素子１０の出力端子からコレクタ電流を取り込み、抵抗Ｒ１へエミッタ電流を流すように接続されている。一方、トランジスタＴ２は、そのベースにトランジスタＴ１のエミッタ電流が流れると、ＦＥＴ１１からのドレイン電流の一部をコレクタ電流として取り込み、電源部３０へとエミッタ電流を流すように接続されている。
【０００９】
電源部３０は、いわゆる定電圧回路であって、電源の電圧に関係なく、所定の電圧値の電力を受光回路４０（受光素子）などに供給する。具体的にはトランジスタなどの電子部品を駆動するための駆動電圧として、例えば５Ｖを供給する。
受光回路４０は、例えばフォトダイオードからなる受光素子４１と、ＯＰアンプ４２と、コンパレータ４３と、出力トランジスタ４４とからなる。そのうち受光素子４１は電源部３０の出力端子と接地端子２との間に配置されている。ＯＰアンプ４２に対しては、その入力端子には前記受光素子４１の出力端子が接続され、その出力端子にはコンパレータ４３の入力端子が接続されている。コンパレータ４３の出力端子は、出力トランジスタ４４と接続されている。
【００１０】
上記構成による光電センサの作用について説明する。投受光回路に電源電圧Ｖｃｃが供給されると投光素子１０が発光する。そしてその光のうち、受光素子４１にて受光された光は、その光量に応じた受光信号としてＯＰアンプ４２で増幅され、コンパレータ４３にて基準電圧Ｖｒｅｆと比較される。ここでは、基準電圧Ｖｒｅｆは、例えば検出物体が存在しないときの受光信号レベルに設定されている。従って、検出物体がないときには出力トランジスタ４４は駆動しない。ところが、検出物体が存在するときには、受光素子４１にて受光される光量が減少して、受光信号レベルが基準電圧Ｖｒｅｆよりも低下してコンパレータ４３ひいては出力トランジスタ４４が駆動することになる。なお、基準電圧Ｖｒｅｆは、例えば前記電源部３０の出力にもとづいて図示しない別の電源回路によって作ることができる。
【００１１】
ここで、定電流回路２０において、抵抗Ｒ１の両端の電位はトランジスタＴ２のベースエミッタ間の電位Vbeになるので、電源電圧にかかわらず固定の電流Ir（Vbe／Ｒ１）が流れる。トランジスタＴ２のベース電流はきわめて小さいので、トランジスタＴ１のエミッタ電流と前記電流Irは同等と見なせる。トランジスタＴ１においてもベース電流はきわめて小さいので、コレクタ電流とエミッタ電流はほぼ同等となる。したがって投光素子１０に流れる投光電流はトランジスタＴ１のコレクタ電流＝エミッタ電流＝電流Ir（Vbe／Ｒ１）となり、電源電圧Ｖｃｃにかかわらず一定の電流量となる。
なお、図２に示すように、投光素子をＦＥＴ１１に対して直列に接続したものであっても上記と同様の効果を奏する。
【００１２】
このように、投光素子１０と受光回路４０が直列に接続されるから、回路全体の消費電流を抑えることができる。しかも投光素子１０は電源電圧にかかわらず定電流回路２０により所定の一定電流で駆動されるので投光量が安定する。これにより回路全体の消費電流を抑えつつ、安定した検出を行うことが可能になる。
【００１３】
＜他の実施形態＞
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、定電流回路２０はトランジスタＴ１，Ｔ２と抵抗Ｒ１とから構成したが、これに限られず、例えば、ＩＣ（オペアンプ）による定電流回路や、ツェナーダイオードによる定電流回路であっても良い。
【００１４】
（２）上記実施形態では、投光素子１０は定電流回路２０による一定電流に発光するとしたが、例えば、スイッチ回路によりパルス点灯させる場合であっても本発明の目的とする効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る光電センサの投受光回路図
【図２】その等価回路図
【図３】従来の光電センサの投受光回路図
【符号の説明】
１…電源入力端子
２…接地端子
１０…投光素子
２０…定電流回路
３０…電源部
４０…受光回路

Claims (1)

1. 電源入力端子と接地端子との間に、投光素子と、受光回路と、前記受光回路へ定電圧の電力を供給する定電圧部とを直列接続してなる光電センサにおいて、
   前記受光回路は前記定電圧部と前記接地端子の間に配置され、
   前記投光素子へ定電流を供給する定電流回路を、前記電源入力端子と前記定電圧部の間において前記投光素子と直列に配置し、且つ、前記受光回路に直列に配置したことを特徴とする光電センサ。

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