JPH02119420A - 光電スイッチの安定出力回路 - Google Patents

光電スイッチの安定出力回路

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JPH02119420A
JPH02119420A JP27391488A JP27391488A JPH02119420A JP H02119420 A JPH02119420 A JP H02119420A JP 27391488 A JP27391488 A JP 27391488A JP 27391488 A JP27391488 A JP 27391488A JP H02119420 A JPH02119420 A JP H02119420A
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JP
Japan
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circuit
output
light emitting
light
emitting diode
Prior art date
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Application number
JP27391488A
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English (en)
Inventor
Toshibumi Fukuyama
福山 俊文
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ASUTETSUKUSU KK
Takenaka Electronic Ind Co Ltd
Astex Co Ltd
Original Assignee
ASUTETSUKUSU KK
Takenaka Electronic Ind Co Ltd
Astex Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光電スイッチの検知出力の安定状態を示す安
定出力回路に関する。
〔従来の技術〕
一般に光電スイッチでは一定波長の光を受けた場合に受
光素子によって生じた光電流を増幅し、一定レベル以上
にある信号のみを検出信号とし、検知出力をすると共に
、これを監視者に知らせるために、検知出力がある際に
は発光ダイオード等を点灯して動作表示を行っている。
ところで、この検知出力の判定はコンパレータによって
行うが、コンパレータの温度特性等の外部条件によって
基準電圧の設定レベルが変動するので、温度雰囲気が絶
えず変化する工場等では信頼性を保証することができな
いことがある。従って、このような状態を避けるために
、コンパレータの基準電圧の上下の適当なレベルで同じ
くコンパレータで電圧を比較し、これらの基準電圧以上
に信号が離れた場合には安定状態であるとして、発光ダ
イオード等の表示手段によって監視者に示すようにし、
信頼性を担保している。
ところで、光電スイッチは反射形と透過形との2つの方
式を併有している構成が多いが、反射形では物体を検出
したときに反射光によって受光素子に入光があり、透過
形では物体を検出したときには物体による光線の遮蔽に
よって受光素子には入光がないという全く逆の条件にな
る。従って、動作表示灯の作動もこれに応じて入光時に
点灯する方式と(ライトオン)、遮光時に点灯する方式
(ダークオン)を選択することができる構成にしておく
必要がある。
従来の光電スイッチでは上述の安定表示機能と、動作表
示の切り換え機能という2つの機能は別構成として扱わ
れ、回路上も別個にしていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来の回路では、それぞれが別の回路を構成してい
るが、最近の集積回路技術の進歩に伴って、光電スイッ
チにおいても可能な限りの回路を集積回路化し、故障の
少ない、信転性の高い機器を提供する必要が生じるよう
になった。
しかし、集積回路はその内部に多くの機能を与えるよう
にしようとすればそれだけ端子数が増加するが、その分
ICチップ形状が大きくなり、小型化できないという矛
盾が生じる他、端子数が増加すればする程ワイヤボンデ
ィングの点数が増加し、振動による断線のおそれ等が多
くなり、機器の信軌性が低下するという問題がある。と
ころが、従来の光電スイッチの回路では各機能毎に別の
回路を構成しているので、各機能毎に1つづつの外部端
子を設けざるを得なかった。
本発明は、安定表示出力と、動作表示灯のライトオン・
ダークオンの動作切換え信号とを1本の配線で共用し、
さらにIIL回路へのインジェクション電流をも安定表
示灯の点灯用電流等を流用するようにした、集積回路に
適した光電スイ・ノチの安定表示出力回路を提供するこ
とを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上記目的を解決するために、光電スイッチの受
光検出信号を複数のコンパレータの最低レベルおよび最
高レベルで比較し、上記検出信号がこれらのレベルより
外側にある場合にのみ出力される安定表示信号と、この
安定表示信号のオン・オフによって互いに反転する2つ
のスイッチング手段のスイッチング手段q22、q23
と、この2つのスイッチング手段の出力側を接続して選
択的に次段のIIL回路へインジェクション電流を供給
する手段とからなり、安定出力時には上記2つのスイッ
チング手段の一方q23を介してダイオードDiと直列
に接続された発光ダイオードLEDを点灯すると共に、
この発光ダイオードとGND間に定電流回路を設け、上
記ダイオードD1と並列に設けた切換スイッチS−を閉
路したときの電圧降下を検知し、動作表示用の発光ダイ
オードの点滅動作を反転させるという手段を用いた。
〔作   用〕
安定表示信号は、検出信号の基準電圧の温度誤差を考慮
して、上下の基準電圧が定められる。また、2つのスイ
ッチング手段は互いに反転関係にあり、安定表示灯を点
灯するためには安定表示信号の有無によって一方のスイ
ッチング手段をオンし、他方をオフする。このスイッチ
ング手段の出力側を接続してその出力を次段のIIL回
路へ導入させることによって、何れか一方のスイッチン
グ手段のオンに従ってIIL回路へインジェクション電
流が確実に供給されることになる。
また、定電流回路は、ダイオードが切換スイッチによっ
て短絡された場合でも安定表示灯には絶えず微小電流が
ながれるようにするもので、ダイオードD1の有無によ
って電圧降下に相違が生じるが、これを一定の電圧レベ
ルによって検知して動作表示用の発光ダイオードの切り
換え用の信号とするものである。
〔実 施 例〕
以下、本発明の一実施例を電気回路図に従ってさらに詳
述すると、第1図中、1は前段のコンパレータで検出信
号を基準電圧と比較して安定レベルにある場合に出力さ
れる安定表示信号、2は動作表示灯(図示せず)を切換
スイッチでダークオン・ライトオンに動作モードを切り
換えるための動作切換信号、3は定電流回路、4は内蔵
した発振回路のクロックによって機能するIIL回路、
aは安定表示用および動作切換用の配線、b−cは電源
ラインである。
ここで、前段の回路から安定表示信号1が出力されると
(安定状態の場合にはロー、不安定状態ではハイの信号
とする)、ロー信号によって1つのスイッチング手段で
あるトランジスタq22がオフするため、反転関係にあ
るもう1つのスイッチング手段のトランジスタq23が
オンし、電流1、が流れ、安定表示用LEDが点灯する
。また、同時にこの電流は、トランジスタq23、抵抗
r25を通してIIL回路4のインジェクション電流と
なる。
TIL回路は電流駆動形のロジック回路であるから、バ
イポーラICの成長過程で受光素子であるフォトダイオ
ードやアンプ等のリニア回路と同様の拡散工程で製造す
ることができ、リニア回路とロジック回路とが混成して
いるICでは比較的容易に構成することができる。
ところで、上述したインジェクション電流は1いるので
、両者のスイッチングによって選択的にインジェクショ
ン電流を供給することができ、光電スイッチ全体の消費
電流を大幅に削減することができる。
一方、動作モードの切り換えは切換スイッチSWをダイ
オードD1と並列に安定表示用LEDに接続し、切換ス
イッチSWのオン・オフによる電圧降下の変化をコンパ
レータCMPで検出することによって行っている。この
設定電圧の関係は第2図のグラフに示すように、安定表
示用LEDとダイオードD1との電圧〜電流特性によっ
て決定する。即ち、次段の回路においてダイオードD1
の電圧降下の有無を検出するには、安定表示用LEDが
点灯しない程度の弱電流を常時流して電圧降下をさせて
おく必要があるが、このときの電流■。を定電流回路3
によって発生させておく。一方安定表示用LEDの点灯
に必要な電流をILとすると、コンパレータCMPの正
の入力電圧はスイッチ針のオン・オフ、即ちダイオード
D1の有無によって図示したように変化する。つまり、
スイッチS−がオンのときにはグイオゲートあたり10
μA程度の電流を必要とするため、ゲート数が多く回路
が複雑になるに従って消費電流も多くなる。本発明の安
定表示出力回路を応用した光電スイッチにおいてIIL
回路を用いる場合にはこのインジェクション電流がゲー
ト数の関係上約3nA必要であるが、電圧は0.7VL
か必要としないので、独自に電源から電流を供給すると
すれば電力が無駄になる。そこで、本回路では電流値と
電圧値との関係に着目し、安定表示用LEDの電流を流
用することとした。即ち、安定表示用LEDがオンのと
きにはトランジスタq23および抵抗r25を介して電
流ILが流れる一方、安定表示用LEDがオフのときで
もIIL回路4にはインジェクション電流を供給してや
る必要があるため、この場合にはトランジスタq22お
よび抵抗r24をバイパスとして用い、安定出力信号1
がハイになって安定表示用LEDが消灯したときにはト
ランジスタq22を介してIIL回路4に電流を供給す
るようにした。従って、トランジスタq22およびq2
3のエミッタ側を結合し、インジェクション電流とじて
−ドD1は短絡状態であるから、安定表示用LEDのみ
の電圧降下となるが、安定表示用LEDが点灯し、電流
ILが流れた時には最大の電圧降下をする。こ1のとき
の電圧を−vLとする。逆にスイッチS−がオフのとき
は安定表示用LEDとダイオードD1とは直列になり、
このときの電圧降下の最小値は安定表示用LEDが消灯
の電流1.のときであり、この電圧値をVdとする。こ
の場合にコンパレータCMPの基準電圧−Vsを第2図
の点線で示したV、とVdの中間電圧に設定すれば、ダ
イオードD1の電圧降下の有無をコンパレータCMPの
ハイ・ロー出力として判別することができ、この出力に
よって動作表示灯の出力モードを切り換えることができ
る。本回路ではスイッチSWがオフのときには入光時に
出力トランジスタがオン(ライトオン)、反対にスイッ
チ籏がオンのときには入光時に出力トランジスタがオフ
(ダークオフ)に反転させるが、その反対に設定するこ
とも自由である。
いまここて本回路を用いて光電スイッチを1チツプのI
Cとして構成することにすれば、配線aの一部でICの
内部回路と外付は回路とに分割するだけで、1端子で上
述の機能を兼用できることになり、端子数の大幅削減が
可能になる。第3図に本回路を配vAaで分割して集積
回路を構成する場合のブロック図を示す。ここにおいて
、PDI、PO2はフォトダイオード、5はフォトダイ
オードの光電流を処理する受光回路、6は増幅アンプ、
C?’IP1〜3はコンパレータで、CMPIとCHF
2によって安定レベルを判別して安定表示信号として本
発明の安定表示回路に入力すると共に切換スイッチのオ
ン・オフを動作切換回路に入力し、さらにCHF2によ
って動作レベルを判別して検出信号とし、検出回路およ
び出力回路に入力する。なお点線で囲んだ部分はIIL
回路4として構成可能な部分である。
〔発明の効果〕
本発明は上述したように2つのスイッチング手段によっ
て安定表示灯を点滅させるようにし、さらにこのスイッ
チング手段の出力側を接続して次段のIIL回路へのイ
ンジェクション電流を供給するようにしたので電力損を
最小限におさえることができた。
また、安定表示灯と直列にダイオードを配置し、このダ
イオードと並列に切換スイッチを設けると共に、安定表
示灯とGND間に定電流回路を設けるようにし、スイッ
チの操作によって電圧降下に変化をもたらしているので
、これを検知することによって動作表示灯の作動を反転
することができる。
さらに、上記の安定表示灯の点灯機能と動作表示灯の作
動の反転機能とを1本の配線でまかなっているので、回
路をIC化する際でもこの配線の一部を端子にすれば、
1つの端子で複数の機能を有する集積回路を製造するこ
とができ、全体の端子数を削減した信頬性の高いフォト
ICを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光電スイッチの安定出力回路を示す回
路図、第2図は安定表示用の発光ダイオードと直列接続
したダイオードとの電流〜電圧特性を示すグラフ、第3
図は本発明回路を用いた光電スイッチの要部ブロック図
である。 尚、図中1・・・安定表示信号、2・・・動作切換信号
、3・・・定電流回路、4・・・IIL回路、5・・・
受光回路、6・・・増幅アンプ。 以   上 特許出願人  アスナックス株式会社 外1名代理人 
弁理士 小 原  和 夫 外1名l・・・安定表示信
号 2・・・動作切換信号 3・・・定′r4流回路 4・・・IIL回路 5・・・受光回路 □電圧

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、光電スイッチの受光検出信号1を複数のコンパレー
    タの最低レベルおよび最高レベルで比較し、上記検出信
    号がこれらのレベルより外側にある場合にのみ出力され
    る安定表示信号と、この安定表示信号のオン・オフによ
    って互いに反転する2つのスイッチング手段q22、q
    23と、この2つのスイッチング手段の出力側を接続し
    て選択的に次段のIIL回路4へインジェクション電流
    を供給する手段とからなり、安定出力時には上記2つの
    スイッチング手段の一方q23を介してダイオードD1
    と直列に接続された発光ダイオードLEDを点灯すると
    共に、この発光ダイオードとGND間に定電流回路3を
    設け、上記ダイオードD1と並列に設けた切換スイッチ
    SWを閉路したときの電圧降下を検知し、動作表示用の
    発光ダイオードの点滅動作を反転させることを特徴とし
    た光電スイッチの安定出力回路。
JP27391488A 1988-10-19 1988-10-28 光電スイッチの安定出力回路 Pending JPH02119420A (ja)

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JP27391488A JPH02119420A (ja) 1988-10-28 1988-10-28 光電スイッチの安定出力回路
US07/421,529 US5117118A (en) 1988-10-19 1989-10-13 Photoelectric switch using an integrated circuit with reduced interconnections
DE3934774A DE3934774C2 (de) 1988-10-19 1989-10-18 Elektrischer Schaltkreis für einen photoelektrischen Schalter
US07/551,499 US5059809A (en) 1988-10-19 1990-07-11 Light-responsive device for a photoelectric switch
US07/551,490 US5034600A (en) 1988-10-19 1990-07-11 Detection output circuit for a photoelectric switch integrated circuit with reduced interconnections
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US07/551,497 US5030822A (en) 1988-10-19 1990-07-11 Synchronous control circuit for a photoelectric switch using an integrated circuit with reduced interconnections
US07/551,500 US5034601A (en) 1988-10-19 1990-07-11 Stable indicator circuit for photoelectric switch using an integrated circuit with reduced interconnections

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0468642A2 (en) * 1990-06-27 1992-01-29 Idec Izumi Corporation Detection switch circuit
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