JPH0334037B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は一定距離以内に被検知物体が存在する
かどかを検出する距離検知型光電スイツチに関す
るものである。

［背景技術］ 距離検知型光電スイツチは、第１図ａに示すよ
うに、投受光光学系１，２を側方に互いに所定間
隔を隔てて併置し、投光素子３から照射される光
ビームＰが被検知物体Ｘのビーム照射スポツトで
拡散反射されて、その反射光Ｒが受光光学系２で
集光される際に、同図ｂに示すように、集光スポ
ツトＳが被検知物体Ｘまでの距離に応じて側方へ
変位することを利用して、被検知物体Ｘが検知エ
リアに存在するかどうかを検出するものであり、
その回路構成は第２図に示すように、集光面内に
併置された２個の受光素子４ａ，４ｂの出力電流
をそれぞれ受光回路５ａ，５ｂで信号電圧に変換
し、さらにダイナミツクレンジを拡大するために
対数増幅回路６ａ，６ｂで対数変換したのち差動
増幅回路７に入力し、その差出力を比較回路８の
信号入力Vinとして、基準電圧発生部９から出力
される検知距離設定用の基準電圧Vdと比較する
ものである。なお最近では２個の受光素子４ａ，
４ｂの代わりに、PINホトダイオードを応用した
３端子の位置検出素子（PSD）が使用されてい
る。

従来はこの基準電圧発生部９が、第５図に示す
ように、定電圧源Vrefと可変抵抗器VRとで構成
されていたので、次のような欠点があつた。

(1) 回路をIC化する場合に定電圧源Vrefは通常
低い値に抑えられるが、この従来回路の構成で
はVref以上の距離設定電圧Vdが得られない。

(2) 可変抵抗器VRの接続に２個の外部接続端子
ａ，ｂを必要とするので、IC化に不利である。

(3) 検知時に外乱ノイズによつて動作、復帰を繰
り返すのを防止するために、検知と同時に復帰
用基準電圧に切り換える、いわゆるヒステリシ
ス特性を持たせる必要があるが、この従来回路
ではヒステリシス幅を可変にするための回路構
成がきわめて困難である。

［発明の目的］ 本発明は上記の問題点に鑑み為されたものであ
り、その目的とするところは、検知感度に上述の
ようなヒステリシス特性を持たせた距離検知型光
電スイツチにおいて、特にIC化に適した基準電
圧発生回路の構成を提供するにある。

［発明の開示］ 本発明は、ビーム投光器の側方に受光器を配置
し、ビーム照射スポツトに受光光学系による結像
位置の変位を位置検出型受光素子の両出力の差信
号として検出することにより、被検知物体までの
距離を検出するようにした距離検知型光電スイツ
チにおいて、上記差信号を距離設定用基準電圧と
比較する比較回路を設け、入力側に抵抗−電流変
換回路を介して基準電圧設定用の可変抵抗器を接
続した電流ミラー回路の出力端を上記比較回路の
基準入力端に接続すると共に、出力側の負荷抵抗
の一部に基準電圧切換用トランジスタを並列接続
してなる基準電圧発生部を設けたものであり、物
体を検知すると同時に基準電圧を自動的に切り換
えて復帰受光レベルを低くし、検知感度にヒステ
リシスを持たせると共に、電流ミラー回路の入力
電流を検知距離設定用可変抵抗器で調整するよう
にして、ヒステリシス幅の設定もしくは変更が検
知基準電圧に影響しないようにしたものである。

第３図は本発明の一実施例を示したもので、電
流ミラー回路M₁は単一チツプ上にベースを共通
にして形成された入力側と出力側のトランジスタ
Q₁，Q₂のベースを入力側トランジスタQ₁のコレ
クタに接続して形成されており、入力側のトラン
ジスタQ₁のコレクタに抵抗−電流変換回路CT₁
を介して検知基準電圧設定用の可変抵抗器VR₁が
接続されている。抵抗−電流変換回路CT₁は差動
増幅器DAとその出力で制御されるトランジスタ
Q₃と定電圧源Vrefとで構成され、差動増幅器DA
の反転入力側にトランジスタQ₃のエミツタが、
非反転入力側に定電圧源Vrefがそれぞれ接続さ
れたものである。上記の構成において、可変抵抗
器VR₁の抵抗値により電流ミラー回路M₁の入力
電流を変化させると、ｄ点の電圧変動が差動増幅
器DAの入力側にフイードバツクされて、常にｄ
点の電圧がVrefと等しくなるように制御される
ので、可変抵抗器VR₁の抵抗値に反比例した電流
が精度良く得られる。また電流ミラー回路M₁の
出力端ｃすなわち出力側トランジスタQ₂のコレ
クタには、負荷抵抗として検知基準電圧Vdを設
定するための抵抗Rdと、ヒステリシス幅を設定
すための抵抗Rhとが直列に接続されており、こ
の出力端ｃの電圧が検知基準電圧Vdとして第２
図に示した比較回路８の基準入力端に印加されて
いる。さらにヒステリシス幅設定用抵抗Rhには、
物体検知と同時にオン制御される基準電圧切換用
トランジスタQ₄が並列接続されている。

電流ミラー回路M₁は単一チツプ上にベースを
共通に形成されて、両トランジスタQ₁およびQ₂
は互いに整合しており、出力側トランジスタQ₂
のベース電流はダイオード接続された入力側トラ
ンジスタQ₁のベース電流によつて規定されてい
るので、出力側トランジスタQ₂には常に入力側
トランジスタQ₁と同一のコレクタ電流が流れ、
負荷抵抗の値に影響されない。したがつて物体検
知信号によつて基準電圧切換用トランジスタQ₄
がオンオフ制御されても、検知基準電圧設定用抵
抗Rdの両端の電圧は変化せず、またヒステリシ
ス幅設定用抵抗Rhを可変にすれば、検知基準電
圧とヒステリシス幅を互いに影響することなく独
立に調整可能である。

実際には比較回路の入力インピーダンスはきわ
めて高いので、電流ミラー回路M₁の出力端ｃは
ノイズを拾い易く、負荷抵抗の一部を可変抵抗器
にすることはきわめて困難である。その点を改良
した実施例を第４図に示す。同図において、入力
側に抵抗−電流変換回路CT₂を介してヒステリシ
ス幅設定用の可変抵抗器VR₂を接続した電流ミラ
ー回路M₂の出力電流I_HをダイオードＤを介して
前記ヒステリシス幅設定用抵抗Rhに供給すると
共に、この出力端ｅとアースとの間に前記ヒステ
リシス幅切換用トランジスタQ₄を接続したもの
である。

第４図のように構成すれば、ヒステリシス幅設
定用抵抗Rhには電流ミラー回路M₁からの定電流
I_Dに重畳されて、電流ミラー回路M₂で構成され
た第２の定電流から定電流I_Hが供給され、且つこ
の電流値I_Hが電流ミラー回路M₂の入力側で可変
抵抗器VR₂によつて調整できるので、比較回路の
入力端にノイズが乗るおそれがなく、しかも検知
基準電圧とヒステリシス幅とを互いに独立に設定
できるのである。

「発明の効果」 上述のように本発明においては、物体を検知す
ると自動的に復帰用基準電圧に切り換える方式の
光電スイツチにおいて、入力電流を検知基準電圧
設定用の可変抵抗器で可変とされた電流ミラー回
路の出力端を比較回路の基準入力端に接続すると
共に、出力側の負荷抵抗の一部に基準電圧切換用
トランジスタを並列接続したものであり、電流ミ
ラー回路が定電流源を構成するので、その出力側
における負荷抵抗の変化が出力電流に影響せず、
したがつて検知基準電圧とは独立にヒステリシス
幅を設定できるという利点があり、また抵抗−電
流変換回路の基準電圧として定電圧源Vrefを用
いることによつて、出力端にはVref以上の距離
設定電圧Vdが得られるという利点があり、さら
に第４図の実施例に示したように、上記負荷抵抗
の一部に他の定電流源から電流を供給することに
よつて復帰基準電圧への切り換えを行なうように
すれば、比較回路の入力端のように入力インピー
ダンスが高くてノイズを拾い易い箇所での可変抵
抗器の使用を避けることができるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよびｂは本発明の原理説明図、第２
図は本発明の実施例を示すブロツク回路図、第３
図は同上の要部具体回路図、第４図は本発明の他
の実施例を示す要部具体回路図、第５図は従来例
の回路図である。 １は投光光学系、２は受光光学系、３は投光素
子、４ａ，４ｂは受光素子、５ａ，５ｂは受光回
路、６ａ，６ｂは対数増幅回路、７は差動増幅回
路、８は比較回路、９は基準電圧発生部、Ｘは被
検知物体、Ｐは光ビーム、Ｒは反射光、Ｓは集光
スポツト、M₁，M₂は電流ミラー回路、CT₁，
CT₂は抵抗−電流変換回路、VR₁，VR₂は可変抵
抗器、Vrefは定電圧源、DAは差動増幅器、Q₁，
Q₂，Q₃はトランジスタ、Q₄は基準電圧切換用ト
ランジスタ、Ｄはダイオード、Rd，Rhは負荷抵
抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ビーム投光器の側方に受光器を配置し、ビー
   ム照射スポツトの受光光学系による結像位置の変
   位を位置検出型受光素子の両出力の差信号として
   検出することにより、被検知物体までの距離を検
   出するようにした距離検知型光電スイツチにおい
   て、上記差信号を距離設定用基準電圧と比較する
   比較回路を設け、入力側に抵抗−電流変換回路を
   介して基準電圧設定用の可変抵抗器を接続した電
   流ミラー回路の出力端を上記比較回路の基準入力
   端に接続すると共に、出力側の負荷抵抗の一部に
   基準電圧切換用トランジスタを並列接続してなる
   基準電圧発生部を設けたことを特徴とする距離検
   知型光電スイツチ。