JPH0645825A - 低消費電力形光電式センサ - Google Patents
低消費電力形光電式センサInfo
- Publication number
- JPH0645825A JPH0645825A JP19687492A JP19687492A JPH0645825A JP H0645825 A JPH0645825 A JP H0645825A JP 19687492 A JP19687492 A JP 19687492A JP 19687492 A JP19687492 A JP 19687492A JP H0645825 A JPH0645825 A JP H0645825A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oscillation
- cmos
- circuit
- photoelectric sensor
- voltage
- Prior art date
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- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 コイパクトで性能が安定した、しかも低消費
化を図り得る低消費電力形光電式センサを提供する。 【構成】 人体、物体を検知するＣＭＯＳで構成した発
振回路を有する光電式センサにおいて、発振回路１０の
入力電圧印加部に定電流回路１１を配設し、この定電流
回路１１の発振維持電流によりＣＭＯＳインバータ１３
を動作させるようにしたものである。
化を図り得る低消費電力形光電式センサを提供する。 【構成】 人体、物体を検知するＣＭＯＳで構成した発
振回路を有する光電式センサにおいて、発振回路１０の
入力電圧印加部に定電流回路１１を配設し、この定電流
回路１１の発振維持電流によりＣＭＯＳインバータ１３
を動作させるようにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人体、物体を検知する
センサに係り、特にＣＭＯＳで構成した発振回路の入力
電圧印加部に定電流回路を設け、前記ＣＭＯＳを低電流
にて動作させる低消費電力形光電式センサに関する。
センサに係り、特にＣＭＯＳで構成した発振回路の入力
電圧印加部に定電流回路を設け、前記ＣＭＯＳを低電流
にて動作させる低消費電力形光電式センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のセンサにあっては、ＣＭ
ＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ Ｏｘｉ
ｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）の動作電圧範囲か
ら低消費を考慮した場合、ＣＭＯＳを動作させて発振が
開始される最小動作電圧により使用していた。例えば、
ＣＭＯＳの動作電圧範囲が３Ｖ〜１８Ｖの場合には、３
Ｖの定電圧を使用していた。
ＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ Ｏｘｉ
ｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）の動作電圧範囲か
ら低消費を考慮した場合、ＣＭＯＳを動作させて発振が
開始される最小動作電圧により使用していた。例えば、
ＣＭＯＳの動作電圧範囲が３Ｖ〜１８Ｖの場合には、３
Ｖの定電圧を使用していた。
【０００３】一例を挙げると、図３に示すように、ＣＭ
ＯＳインバータ１、水晶発振器２、コンデンサ３，４，
６、抵抗５から構成されていた。また、他の技術とし
て、ＣＭＯＳの動作電圧、動作電流に基づき、入力電圧
を変動させる回路構成を設けて低消費化を図っていた。
ＯＳインバータ１、水晶発振器２、コンデンサ３，４，
６、抵抗５から構成されていた。また、他の技術とし
て、ＣＭＯＳの動作電圧、動作電流に基づき、入力電圧
を変動させる回路構成を設けて低消費化を図っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のセンサにあっては、発振が開始される電圧、す
なわち発振開始電圧と、発振を維持する電圧、すなわち
発振維持電圧の関係は、発振開始電圧＞発振維持電圧で
あり、しかもＣＭＯＳのバラツキがあることから動作電
圧範囲の保証値を定めているため、定電圧で動作させる
場合には、ＣＭＯＳの動作電圧のバラツキを考慮した下
限値で使用しなければならない。
た従来のセンサにあっては、発振が開始される電圧、す
なわち発振開始電圧と、発振を維持する電圧、すなわち
発振維持電圧の関係は、発振開始電圧＞発振維持電圧で
あり、しかもＣＭＯＳのバラツキがあることから動作電
圧範囲の保証値を定めているため、定電圧で動作させる
場合には、ＣＭＯＳの動作電圧のバラツキを考慮した下
限値で使用しなければならない。
【０００５】そのため、ＣＭＯＳが保証値以下で動作す
るものであっても、保証値の下限値で使用することにな
り、低消費化を図るためには、下限値の小さいものを選
択することが、低消費化を図るための限界であった。ま
た、他の技術であるＣＭＯＳの動作電圧、動作電流に基
づき、電源電圧を変動させる回路を配設するものにあっ
ては、回路が複雑となり、コストがアップしてしまうと
共に、機器が大形化してしまう等の欠点があった。
るものであっても、保証値の下限値で使用することにな
り、低消費化を図るためには、下限値の小さいものを選
択することが、低消費化を図るための限界であった。ま
た、他の技術であるＣＭＯＳの動作電圧、動作電流に基
づき、電源電圧を変動させる回路を配設するものにあっ
ては、回路が複雑となり、コストがアップしてしまうと
共に、機器が大形化してしまう等の欠点があった。
【０００６】本発明は、上記問題点を解決し、コンパク
トで性能が安定した、しかも低消費化を図り得る低消費
電力形光電式センサを提供することを目的とする。
トで性能が安定した、しかも低消費化を図り得る低消費
電力形光電式センサを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、人体、物体を検知するＣＭＯＳで構成し
た発振回路を有する光電式センサにおいて、前記発振回
路の入力電圧印加部に定電流回路を配設し、該定電流回
路の発振維持電流によりＣＭＯＳインバータを動作させ
るようにしたものである。
成するために、人体、物体を検知するＣＭＯＳで構成し
た発振回路を有する光電式センサにおいて、前記発振回
路の入力電圧印加部に定電流回路を配設し、該定電流回
路の発振維持電流によりＣＭＯＳインバータを動作させ
るようにしたものである。
【０００８】
【作用】本発明によれば、上記のように、発振回路と入
力電圧印加部間の定電流回路より発振維持電流を与える
ことにより、ＣＭＯＳインバータが動作し、発振を維持
することができるものである。
力電圧印加部間の定電流回路より発振維持電流を与える
ことにより、ＣＭＯＳインバータが動作し、発振を維持
することができるものである。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す人
体、物体を検知するＣＭＯＳで構成した発振回路を有す
る光電式センサの基本回路構成を示すブロック図、図２
は本発明の実施例を示す光電式センサの発振回路図であ
る。
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す人
体、物体を検知するＣＭＯＳで構成した発振回路を有す
る光電式センサの基本回路構成を示すブロック図、図２
は本発明の実施例を示す光電式センサの発振回路図であ
る。
【００１０】図１に示すように、発振回路１０からの発
振パルスに基づきカウンターデコーダー２１を介して投
光パルスＰ3 を得て、ＬＥＤドライバー２２よりパルス
変調光を発生する投光素子２３と、この投光素子２３か
らの投光に基づき人体、物体の被検出体より反射された
パルス変調光を受光する受光素子２４を設ける。そこ
で、受光素子２４により受光したパルス変調光を、パル
ス波形に増幅するプリアンプ２５及びアンプ２７と、カ
ウンターデコーダー２１からストローブパルスＰ1 をコ
ンパレーター２８へ、サンプリングパルスＰ2 をラッチ
３０へそれぞれ伝達する。プリアンプ２５とアンプ２７
間には感度調整ボリューム２６が配備される。そして、
これらのパルス信号をコンパレーター２８及びラッチ３
０によりロジカルなＯＮ、ＯＦＦ信号に処理し、タイマ
ー回路３１を介して出力回路３２へと出力する構成であ
る。なお、２９はコンパレータ２８とラッチ３０との間
に接続される抵抗である。
振パルスに基づきカウンターデコーダー２１を介して投
光パルスＰ3 を得て、ＬＥＤドライバー２２よりパルス
変調光を発生する投光素子２３と、この投光素子２３か
らの投光に基づき人体、物体の被検出体より反射された
パルス変調光を受光する受光素子２４を設ける。そこ
で、受光素子２４により受光したパルス変調光を、パル
ス波形に増幅するプリアンプ２５及びアンプ２７と、カ
ウンターデコーダー２１からストローブパルスＰ1 をコ
ンパレーター２８へ、サンプリングパルスＰ2 をラッチ
３０へそれぞれ伝達する。プリアンプ２５とアンプ２７
間には感度調整ボリューム２６が配備される。そして、
これらのパルス信号をコンパレーター２８及びラッチ３
０によりロジカルなＯＮ、ＯＦＦ信号に処理し、タイマ
ー回路３１を介して出力回路３２へと出力する構成であ
る。なお、２９はコンパレータ２８とラッチ３０との間
に接続される抵抗である。
【００１１】ここで、本発明の人体、物体を検知するＣ
ＭＯＳで構成した発振回路は、図２に示すように構成さ
れる。ここで、発振維持電流Ｉh に基づいて設定可能な
電圧Ｖcc2 が定電流回路１１を介して発振部１２に供給
される。この発振部１２は、ＣＭＯＳインバータ１３
と、水晶発振器１４、コンデンサＣ1 １５，Ｃ2 １６，
Ｃ3 １８、抵抗Ｒ１７から構成されている。
ＭＯＳで構成した発振回路は、図２に示すように構成さ
れる。ここで、発振維持電流Ｉh に基づいて設定可能な
電圧Ｖcc2 が定電流回路１１を介して発振部１２に供給
される。この発振部１２は、ＣＭＯＳインバータ１３
と、水晶発振器１４、コンデンサＣ1 １５，Ｃ2 １６，
Ｃ3 １８、抵抗Ｒ１７から構成されている。
【００１２】この図に示されるように、水晶発振器１４
を含む帰還回路はπ型になっており、Ｃ1 １５，Ｃ2 １
６の値は、水晶の種類や発振周波数によって決まる。な
お、Ｃ3 １８は充電用のコンデンサである。因みに、３
２．７６８ｋＨｚの水晶振動子を用い、抵抗Ｒは４０Ｍ
Ωである。ここで、定電流回路１１としては、高抵抗、
例えば、１０ＭΩ，２０ＭΩ，３０ＭΩ，４０ＭΩ等を
接続する。また、ＦＥＴ等の半導体素子を用いて定電流
回路を構成するようにしてもよい。
を含む帰還回路はπ型になっており、Ｃ1 １５，Ｃ2 １
６の値は、水晶の種類や発振周波数によって決まる。な
お、Ｃ3 １８は充電用のコンデンサである。因みに、３
２．７６８ｋＨｚの水晶振動子を用い、抵抗Ｒは４０Ｍ
Ωである。ここで、定電流回路１１としては、高抵抗、
例えば、１０ＭΩ，２０ＭΩ，３０ＭΩ，４０ＭΩ等を
接続する。また、ＦＥＴ等の半導体素子を用いて定電流
回路を構成するようにしてもよい。
【００１３】従来の図３に示す光電式センサの発振回路
においては、発振が開始される発振開始電圧を測定する
と２．３Ｖ、その時の電流が０．７８μＡ、発振が停止
する電圧は１．４Ｖ、その時の電流が０．１３μＡ、メ
ーカーが保証する最小動作電圧３Ｖの時の電流は２．４
μＡであった。この実施例における光電式センサの発振
回路は、電源電圧Ｖcc2 に定電流回路１１を介して発振
部１２に接続するように構成しているので、ＣＭＯＳイ
ンバータ１３を用いれば発振開始電圧の２．３Ｖを、入
力電圧とすることができる。発振停止は１．４Ｖであ
る。
においては、発振が開始される発振開始電圧を測定する
と２．３Ｖ、その時の電流が０．７８μＡ、発振が停止
する電圧は１．４Ｖ、その時の電流が０．１３μＡ、メ
ーカーが保証する最小動作電圧３Ｖの時の電流は２．４
μＡであった。この実施例における光電式センサの発振
回路は、電源電圧Ｖcc2 に定電流回路１１を介して発振
部１２に接続するように構成しているので、ＣＭＯＳイ
ンバータ１３を用いれば発振開始電圧の２．３Ｖを、入
力電圧とすることができる。発振停止は１．４Ｖであ
る。
【００１４】そこで、発振が停止する電流は、発振を維
持させるための最小電流である発振維持電流の近似値で
あり、同一とみなされる。上記のように構成したので、
電源電圧Ｖcc2 を印加し、発振が開始されるまでは、定
電流回路１１よりコンデンサＣ3 に電荷が蓄積され、発
振が開始されると発振維持電流Ｉh となり、発振が維持
される。
持させるための最小電流である発振維持電流の近似値で
あり、同一とみなされる。上記のように構成したので、
電源電圧Ｖcc2 を印加し、発振が開始されるまでは、定
電流回路１１よりコンデンサＣ3 に電荷が蓄積され、発
振が開始されると発振維持電流Ｉh となり、発振が維持
される。
【００１５】したがって、従来の図３のように、入力電
圧３Ｖを使用していた場合には、常時２．４μＡを消費
していたものが、本発明によると、電源を接続した過渡
期の発振開始電流を無視した消費電流は、０．１３μＡ
であり、約１／２０の低消費電力化を図ることができ
る。また、従来３〜５年の寿命であった光電式センサ
が、ＣＭＯＳの動作電流のバラツキや発振維持電流の余
裕度を加味しても、１０〜１５年の長寿命化を図ること
ができる。
圧３Ｖを使用していた場合には、常時２．４μＡを消費
していたものが、本発明によると、電源を接続した過渡
期の発振開始電流を無視した消費電流は、０．１３μＡ
であり、約１／２０の低消費電力化を図ることができ
る。また、従来３〜５年の寿命であった光電式センサ
が、ＣＭＯＳの動作電流のバラツキや発振維持電流の余
裕度を加味しても、１０〜１５年の長寿命化を図ること
ができる。
【００１６】この長寿命化により、電池を電源とした長
期に互るメンテナンスフリーの商品化が可能であり、人
体を感知してＯＮ、ＯＦＦを行うキャシュディスペンサ
ーや水洗トイレ等に使用できるほか、本発明の低消費電
力形センサをブザー等と共に宝石箱や金庫に設置する盗
難防止用等、種々の保安用途に使用できる。なお、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣
旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の
範囲から排除するものではない。
期に互るメンテナンスフリーの商品化が可能であり、人
体を感知してＯＮ、ＯＦＦを行うキャシュディスペンサ
ーや水洗トイレ等に使用できるほか、本発明の低消費電
力形センサをブザー等と共に宝石箱や金庫に設置する盗
難防止用等、種々の保安用途に使用できる。なお、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣
旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の
範囲から排除するものではない。
【００１７】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。 （１）光電式センサの発振回路にＣＭＯＳを用い、定電
流回路を配設して発振維持電流によりＣＭＯＳを動作さ
せるようにしたので、従来の定電圧を用いてＣＭＯＳを
動作させるものに比べ、消費電力を約１／２０に低減す
ることができ、極めて高い低消費電力化を図ることがで
きる。
よれば、以下のような効果を奏することができる。 （１）光電式センサの発振回路にＣＭＯＳを用い、定電
流回路を配設して発振維持電流によりＣＭＯＳを動作さ
せるようにしたので、従来の定電圧を用いてＣＭＯＳを
動作させるものに比べ、消費電力を約１／２０に低減す
ることができ、極めて高い低消費電力化を図ることがで
きる。
【００１８】したがって、消費電力が極めて少ないので
電池を用いても長寿命化を図ることができる。また、そ
れに伴い電池式の小形化された光電式センサを得ること
ができる。 （２）光電式センサの発振回路にＣＭＯＳを用い、定電
流回路を配設して発振維持電流によりＣＭＯＳを動作さ
せるようにしたので、ＣＭＯＳの動作電圧のバラツキに
全く関係なく、ＣＭＯＳのそれぞれの発振維持電流で動
作させることができる。
電池を用いても長寿命化を図ることができる。また、そ
れに伴い電池式の小形化された光電式センサを得ること
ができる。 （２）光電式センサの発振回路にＣＭＯＳを用い、定電
流回路を配設して発振維持電流によりＣＭＯＳを動作さ
せるようにしたので、ＣＭＯＳの動作電圧のバラツキに
全く関係なく、ＣＭＯＳのそれぞれの発振維持電流で動
作させることができる。
【００１９】（３）光電式センサの発振回路にＣＭＯＳ
を用い、定電流回路を配設して発振維持電流によりＣＭ
ＯＳを動作させるようにして低消費電力化を図ったの
で、長寿命化されたメンテナンスフリーの宝石や金庫の
盗難防止等、防犯装置用の光電式センサを得ることがで
きる。
を用い、定電流回路を配設して発振維持電流によりＣＭ
ＯＳを動作させるようにして低消費電力化を図ったの
で、長寿命化されたメンテナンスフリーの宝石や金庫の
盗難防止等、防犯装置用の光電式センサを得ることがで
きる。
【図１】本発明の実施例を示す光電式センサの基本回路
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例を示す光電式センサの発振回路
図である。
図である。
【図３】従来の光電式センサの発振回路図である。 １０ 発振回路 １１ 定電流回路 １２ 発振部 １３ ＣＭＯＳインバータ １４ 水晶発振器 １５ コンデンサＣ1 １６ コンデンサＣ2 １７ 抵抗Ｒ １８ コンデンサＣ3 ２１ カウンターデコーダー ２２ ＬＥＤドライバー ２３ 投光素子 ２４ 受光素子 ２５ プリアンプ ２６ 感度調整ボリューム ２７ アンプ ２８ コンパレーター ２９ 抵抗 ３０ ラッチ ３１ タイマー回路 ３２ 出力回路
Claims (1)
- 【請求項１】 人体、物体を検知するＣＭＯＳで構成し
た発振回路を有する光電式センサにおいて、前記発振回
路の入力電圧印加部に定電流回路を配設し、該定電流回
路の発振維持電流により前記ＣＭＯＳインバータを動作
させることを特徴とする低消費電力形光電式センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19687492A JPH0645825A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 低消費電力形光電式センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19687492A JPH0645825A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 低消費電力形光電式センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645825A true JPH0645825A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16365090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19687492A Withdrawn JPH0645825A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 低消費電力形光電式センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645825A (ja) |
-
1992
- 1992-07-23 JP JP19687492A patent/JPH0645825A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |