JPH0831788B2 - 二端子網の光センサ - Google Patents
二端子網の光センサInfo
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- JPH0831788B2 JPH0831788B2 JP62143225A JP14322587A JPH0831788B2 JP H0831788 B2 JPH0831788 B2 JP H0831788B2 JP 62143225 A JP62143225 A JP 62143225A JP 14322587 A JP14322587 A JP 14322587A JP H0831788 B2 JPH0831788 B2 JP H0831788B2
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- WEJZHZJJXPXXMU-UHFFFAOYSA-N 2,4-dichloro-1-phenylbenzene Chemical compound ClC1=CC(Cl)=CC=C1C1=CC=CC=C1 WEJZHZJJXPXXMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
- G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/78—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は発光素子と受光素子をそなえた二端子網の光
センサに関するもので、特に物体検出用として使用され
るものである。
センサに関するもので、特に物体検出用として使用され
るものである。
（従来の技術） この種の光センサの基本構成の部品としてフォトイン
タラプタがある。このフォトインタラプタを応用する場
合、第13図、第14図に示す回路が一般的である。第13図
はフォトトランジスタ１を受光素子とし、第14図はフォ
トIC2を受光素子としている。これら図において３はフ
ォトインタラプタ、４は発光素子としてのLED（電球等
でも可）、ＲE,RLは抵抗、ＶCCは電源端子、GNDは接地
端子、ＶOUTは出力端子である。これら第13図、第14図
は、いずれもＶCC,GND,VOUTの三端子を基本とし、発光
素子４と受光素子１または２間の光の伝達の有無による
出力ＶOUTの電位のオン、オフにより、後段回路に信号
を伝えるものである。出力ＶOUTの電位のオン、オフ
は、発光素子、受光素子間に物体が挿入されることの有
無で変化する。この主構成は、抵抗ＲEで発光素子４に
流す電流を制御し、出力ＶOUTの電位を、抵抗ＲLと直列
に入っているトランジスタ１または５のコレクタより得
ている。
タラプタがある。このフォトインタラプタを応用する場
合、第13図、第14図に示す回路が一般的である。第13図
はフォトトランジスタ１を受光素子とし、第14図はフォ
トIC2を受光素子としている。これら図において３はフ
ォトインタラプタ、４は発光素子としてのLED（電球等
でも可）、ＲE,RLは抵抗、ＶCCは電源端子、GNDは接地
端子、ＶOUTは出力端子である。これら第13図、第14図
は、いずれもＶCC,GND,VOUTの三端子を基本とし、発光
素子４と受光素子１または２間の光の伝達の有無による
出力ＶOUTの電位のオン、オフにより、後段回路に信号
を伝えるものである。出力ＶOUTの電位のオン、オフ
は、発光素子、受光素子間に物体が挿入されることの有
無で変化する。この主構成は、抵抗ＲEで発光素子４に
流す電流を制御し、出力ＶOUTの電位を、抵抗ＲLと直列
に入っているトランジスタ１または５のコレクタより得
ている。
また第13図、第14図の回路をフォトインタラプタ内に
組み込んで、ＶCC,VOUT,GNDの三端子とした商品もあ
り、複写機内の動作検出用等として多く使用されてい
る。
組み込んで、ＶCC,VOUT,GNDの三端子とした商品もあ
り、複写機内の動作検出用等として多く使用されてい
る。
（発明が解決しようとする問題点） 第15図は上記従来の欠点を説明するためのもので、６
はフォトインタラプタ３により検出される被検出物体、
７は種々の回路が形成されるプリント基板（PCB）、８1
〜８3はフォトインタラプタ３とプリント基板７間を電
気的に接続するワイヤである。この場合の欠点は、 （１） 従来の部品を実装する際には、少なくとも
ＶCC,VOUT,GNDの三端子のため、３本のワイヤ８1〜８3
にて接続しなければならない。よって多数のフォトイン
タラプタを使用する場合で、かつスペースの小さい機器
の場合は望ましくない。
はフォトインタラプタ３により検出される被検出物体、
７は種々の回路が形成されるプリント基板（PCB）、８1
〜８3はフォトインタラプタ３とプリント基板７間を電
気的に接続するワイヤである。この場合の欠点は、 （１） 従来の部品を実装する際には、少なくとも
ＶCC,VOUT,GNDの三端子のため、３本のワイヤ８1〜８3
にて接続しなければならない。よって多数のフォトイン
タラプタを使用する場合で、かつスペースの小さい機器
の場合は望ましくない。
（２） ３本のワイヤ８1〜８3のいずれかがショート、
オープンした場合や、センサが破損した場合において、
後段のプリント基板７内の回路にて未然に検知する工夫
をすることは容易でない。
オープンした場合や、センサが破損した場合において、
後段のプリント基板７内の回路にて未然に検知する工夫
をすることは容易でない。
（３） 第14図の回路がフォトインタラプタに内蔵され
ている場合で、トランジスタ５がオフの場合に、出力Ｖ
OUTの出力インピーダンスが抵抗ＲLで決まる。この時、
後段の入力インピーダンスが高いと、電流が流れていな
いため伝送ラインに受かる電波ノイズを受けやすく、誤
動作の可能性も高まる。
ている場合で、トランジスタ５がオフの場合に、出力Ｖ
OUTの出力インピーダンスが抵抗ＲLで決まる。この時、
後段の入力インピーダンスが高いと、電流が流れていな
いため伝送ラインに受かる電波ノイズを受けやすく、誤
動作の可能性も高まる。
そこで本発明の目的は、上記各欠点を改善した二端子
網の光センサを提供することにある。
網の光センサを提供することにある。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段と作用） 本発明は、光でオン、オフする受光素子と並列に抵抗
を接続したものに発光素子を直列接続した回路の両端を
接続端子としたことを第１の特徴とする。また発光素子
に直列に抵抗を接続したものに並列に、光でオン、オフ
する受光素子を並列接続した回路を設け、該回路の両端
を接続したことを第２の特徴とする。即ち本発明は、二
端子網の光センサ構成とし、配線数を減らし、また常時
二端子網を電流が流れている構成として、電波ノイズを
受けにくくなる等の利点を有するようにしたものであ
る。
を接続したものに発光素子を直列接続した回路の両端を
接続端子としたことを第１の特徴とする。また発光素子
に直列に抵抗を接続したものに並列に、光でオン、オフ
する受光素子を並列接続した回路を設け、該回路の両端
を接続したことを第２の特徴とする。即ち本発明は、二
端子網の光センサ構成とし、配線数を減らし、また常時
二端子網を電流が流れている構成として、電波ノイズを
受けにくくなる等の利点を有するようにしたものであ
る。
（実施例） 以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
１図は同実施例に至る前のセンサの構成図であるが、こ
こで前記従来のものと対応する個所には対応する符号を
用いる。この回路は、機能を簡素化したモデル図であ
り、受光素子（第13図の１または第14図の２等）をスイ
ッチ11で示した。このスイッチ11は、光の有無でオンま
たはオフとなることを示す。第１図の構成の特徴は、受
光素子（スイッチ）11と並列に抵抗ＲEを接続したもの
に発光素子４を直列接続した回路の両端を接続端子121,
122としたことである。
１図は同実施例に至る前のセンサの構成図であるが、こ
こで前記従来のものと対応する個所には対応する符号を
用いる。この回路は、機能を簡素化したモデル図であ
り、受光素子（第13図の１または第14図の２等）をスイ
ッチ11で示した。このスイッチ11は、光の有無でオンま
たはオフとなることを示す。第１図の構成の特徴は、受
光素子（スイッチ）11と並列に抵抗ＲEを接続したもの
に発光素子４を直列接続した回路の両端を接続端子121,
122としたことである。
第１図においてスイッチ11がオフ（OFF）した時は、
ａのルートで電流が流れ、この時の電流ＩOUT(OFF)は、 一方、スイッチ11がオン（ON）した時は、ｂのルートで
電流が流れ、この時の電流ＩOUT(ON)は、 これにより光センサを端子121,122の二端子網とし、電
流変化素子が案出された。
ａのルートで電流が流れ、この時の電流ＩOUT(OFF)は、 一方、スイッチ11がオン（ON）した時は、ｂのルートで
電流が流れ、この時の電流ＩOUT(ON)は、 これにより光センサを端子121,122の二端子網とし、電
流変化素子が案出された。
第２図は第１図をより具体化したもので、スイッチ11
をフォトIC（フォトダイオード＋アンプ＋出力トランジ
スタ）２で置き換えたものである。図中13は物体検出用
の光を示す。
をフォトIC（フォトダイオード＋アンプ＋出力トランジ
スタ）２で置き換えたものである。図中13は物体検出用
の光を示す。
第３図は第１図のスイッチ11をフォトダーリントント
ランジスタ１に置き換えた最も簡単な図を示す。これら
の図は代表例を示しており、例えば第４図の如く発光素
子と受光素子を逆の位置関係とする等のことは容易に考
えられる。
ランジスタ１に置き換えた最も簡単な図を示す。これら
の図は代表例を示しており、例えば第４図の如く発光素
子と受光素子を逆の位置関係とする等のことは容易に考
えられる。
また本回路（第２図〜第４図）で、スイッチ11の代り
をなす受光素子の駆動能力として、次の関係をもつこと
が望ましい。
をなす受光素子の駆動能力として、次の関係をもつこと
が望ましい。
光入射時、受光素子の駆動トランジスタのコレクタ電
流能力≧LEDに流れる電流 この不等式のもつ意味はつぎのようなものである。例
えば、発光素子４に流れる電流を「１」としたとき、仮
に受光素子11が「0.8」しか電流引き込み能力（上記電
流能力に相当する）がないとすると、残りが抵抗ＲEを
介して流れるため、抵抗ＲEでの電圧降下が大きくな
り、元来無視できるＲEでの電圧降下分が無視できなく
なって、回路設計が複雑となりかつ出力ＶOUTから正確
な検出電圧が容易に得にくくなる。その欠点をなくすた
め、上記不等式の関係にすると、回路設計が容易で、又
出力ＶOUTから正確な検出電圧が容易に得られる利点が
生じる。上記回路設計が容易になるという利点が生じる
理由は、受光素子11の抵抗分を考慮にいれなくてよいた
め、各素子の回路定数の選択設定が簡単になるからであ
る。また上記出力ＶOUTから正確な検出電圧が容易に得
られるという利点が生じる理由は、受光素子11の抵抗分
を考慮にいれなくてよいため、第１図の直並列回路の各
ノードの電圧設定が正確に求められるようになるからで
ある。
流能力≧LEDに流れる電流 この不等式のもつ意味はつぎのようなものである。例
えば、発光素子４に流れる電流を「１」としたとき、仮
に受光素子11が「0.8」しか電流引き込み能力（上記電
流能力に相当する）がないとすると、残りが抵抗ＲEを
介して流れるため、抵抗ＲEでの電圧降下が大きくな
り、元来無視できるＲEでの電圧降下分が無視できなく
なって、回路設計が複雑となりかつ出力ＶOUTから正確
な検出電圧が容易に得にくくなる。その欠点をなくすた
め、上記不等式の関係にすると、回路設計が容易で、又
出力ＶOUTから正確な検出電圧が容易に得られる利点が
生じる。上記回路設計が容易になるという利点が生じる
理由は、受光素子11の抵抗分を考慮にいれなくてよいた
め、各素子の回路定数の選択設定が簡単になるからであ
る。また上記出力ＶOUTから正確な検出電圧が容易に得
られるという利点が生じる理由は、受光素子11の抵抗分
を考慮にいれなくてよいため、第１図の直並列回路の各
ノードの電圧設定が正確に求められるようになるからで
ある。
ちなみに、受光素子11の電流引き込み能力が発光素子
電流以上であれば、受光素子11が完全なスイッチと見な
せるから、ノード122の電位は（２）式を満足すると共
に、出力ＶOUTは「Vcc−ＶF」となり、その設定が簡単
となるが、その関係を満足していないと、回路網の抵抗
分の関係が複雑となることで、上記事項が明らかであ
る。
電流以上であれば、受光素子11が完全なスイッチと見な
せるから、ノード122の電位は（２）式を満足すると共
に、出力ＶOUTは「Vcc−ＶF」となり、その設定が簡単
となるが、その関係を満足していないと、回路網の抵抗
分の関係が複雑となることで、上記事項が明らかであ
る。
第３図の如き回路の数値例を第５図、第６図に示す。
発光素子４と受光素子１のリード間隔を約18mmとし、受
光素子４をTLN107A、受光素子１をTPS617とした。この
時、光13のしゃへい有無にて、出力ＶOUTの電位は下記
となった。
発光素子４と受光素子１のリード間隔を約18mmとし、受
光素子４をTLN107A、受光素子１をTPS617とした。この
時、光13のしゃへい有無にて、出力ＶOUTの電位は下記
となった。
光有…ＶOUT(ON)≒4.9V 光しゃ断…ＶOUT(OFF)≒1V この電位があれば、後段にCMOSのICも接続可能であ
る。
る。
上記例によれば、端子121,122の二端子網の光センサ
により、PCB7との配線を従来例の３本から２本（８1,
82）にでき、多数のフォトインタラプタ使用でかつスペ
ースが小さい機器に有効である。また配線の低価格化と
もなる。また２本の配線どうしがショートした場合やオ
ープンした場合にも、後段で組む回路が３本の場合にく
らべ容易である。また式（１），（２）で示されるＩ
OUTの電流が常時配線８1,82を流れているため、電波ノ
イズを受けにくくしている。またスイッチ11にあたると
ころは、フォトIC（第３図等）への転換も可能である。
により、PCB7との配線を従来例の３本から２本（８1,
82）にでき、多数のフォトインタラプタ使用でかつスペ
ースが小さい機器に有効である。また配線の低価格化と
もなる。また２本の配線どうしがショートした場合やオ
ープンした場合にも、後段で組む回路が３本の場合にく
らべ容易である。また式（１），（２）で示されるＩ
OUTの電流が常時配線８1,82を流れているため、電波ノ
イズを受けにくくしている。またスイッチ11にあたると
ころは、フォトIC（第３図等）への転換も可能である。
第７図は本発明の一実施例の基本構成を示すが、ここ
で前述の例のものと対応する個所には対応する符号を用
いる。この回路は、機能を簡素化したモデル図であり、
受光素子をスイッチ11で示した。このスイッチ11は、光
の有無でオンまたはオフとなるが、オンの時は、LED4に
流れるｎ倍の電流（ｎ×ＩF）が流れるスイッチと仮定
する。第７図の構成の特徴は、発光素子４に直列に抵抗
ＲE′を接続したものに並列に受光素子（スイッチ）11
を並列接続した回路を設け、この回路の両端121,122を
接続端子としたことである。
で前述の例のものと対応する個所には対応する符号を用
いる。この回路は、機能を簡素化したモデル図であり、
受光素子をスイッチ11で示した。このスイッチ11は、光
の有無でオンまたはオフとなるが、オンの時は、LED4に
流れるｎ倍の電流（ｎ×ＩF）が流れるスイッチと仮定
する。第７図の構成の特徴は、発光素子４に直列に抵抗
ＲE′を接続したものに並列に受光素子（スイッチ）11
を並列接続した回路を設け、この回路の両端121,122を
接続端子としたことである。
第７図においてスイッチ11がオフ（OFF）の時は、ｃ
のルートで電流が流れ、出力電圧ＶOUT(OFF)は、 一方、スイッチ11がオン（ON）の時は、ｃとｄの二つの
ルートで電流が流れ、出力電圧ＶOUT(ON)は、 これにより光センサを端子121,122の二端子として、電
流変化素子が案出される。
のルートで電流が流れ、出力電圧ＶOUT(OFF)は、 一方、スイッチ11がオン（ON）の時は、ｃとｄの二つの
ルートで電流が流れ、出力電圧ＶOUT(ON)は、 これにより光センサを端子121,122の二端子として、電
流変化素子が案出される。
第７図を具体化した例は第８図、第９図である。第８
図はスイッチ11をフォトIC（フォトダイオード＋アンプ
＋出力トランジスタ）２で置き換えたものである。
図はスイッチ11をフォトIC（フォトダイオード＋アンプ
＋出力トランジスタ）２で置き換えたものである。
第９図はスイッチ11をフォトダーリントントランジス
タ１で置き換えた最も簡素な例を示す。第10図のように
受光素子側に電流制限用抵抗21を直列に設けてもよい。
タ１で置き換えた最も簡素な例を示す。第10図のように
受光素子側に電流制限用抵抗21を直列に設けてもよい。
また第７図の構成をとる場合、通常「ＶOUT(OFF)/V
OUT(ON)＞４」ぐらいの電位変化がTTLやCMOS回路接続等
に有効であり、（３），（４）式より の関係が得られる。つまり受光素子11に流れる電流の能
力は発光素子４に流れる電流の３倍以上必要である。
OUT(ON)＞４」ぐらいの電位変化がTTLやCMOS回路接続等
に有効であり、（３），（４）式より の関係が得られる。つまり受光素子11に流れる電流の能
力は発光素子４に流れる電流の３倍以上必要である。
第９図の如き回路の数値例を第11図、第12図に示す。
発光素子４と受光素子１のリード間隔を約10mmとし、発
光素子４をTLN107A、受光素子１をTPS617とした。この
とき、光13のしゃへい有無にて、出力ＶOUTの電位は下
記となった。
発光素子４と受光素子１のリード間隔を約10mmとし、発
光素子４をTLN107A、受光素子１をTPS617とした。この
とき、光13のしゃへい有無にて、出力ＶOUTの電位は下
記となった。
光有…ＶOUT(ON)≒1V 光しゃ断…ＶOUT(OFF)≒5V この電位があれば、後段にCMOSのICも接続が可能であ
る。
る。
［発明の効果］ 以上説明した如く本発明によれば次のような利点があ
る。
る。
（イ） 二端子網の光センサにより、他の回路のプリン
ト基板等との配線を３本から２本にでき、フォトインタ
ラプタ等の多数使用でかつスペースが小さい機器に有効
であり、また配線の低価格化ともなる。
ト基板等との配線を３本から２本にでき、フォトインタ
ラプタ等の多数使用でかつスペースが小さい機器に有効
であり、また配線の低価格化ともなる。
（ロ） 前記２本の配線どうしがショートした場合やオ
ープンした場合にも、後段で組む回路が、３本の場合に
比べ容易である。
ープンした場合にも、後段で組む回路が、３本の場合に
比べ容易である。
（ハ） 光のしゃ断有無でも、電流が常時配線を流れる
ため、電波ノイズを受けにくい。
ため、電波ノイズを受けにくい。
第１図は本発明の実施例に至る前の例の原理的構成図、
第２図ないし第６図は同構成の具体例を示す構成図、第
７図は本発明の一実施例の原理的構成図、第８図ないし
第12図は同構成の具体例の構成図、第13図ないし第15図
は従来装置の構成図である。 1,2,11……受光素子、４……発光素子、121,122……端
子、ＲE,RE′,RL……抵抗。
第２図ないし第６図は同構成の具体例を示す構成図、第
７図は本発明の一実施例の原理的構成図、第８図ないし
第12図は同構成の具体例の構成図、第13図ないし第15図
は従来装置の構成図である。 1,2,11……受光素子、４……発光素子、121,122……端
子、ＲE,RE′,RL……抵抗。
Claims (2)
- 【請求項１】発光素子に抵抗を直列接続してなる直列回
路に、光でオン、オフする受光素子を並列接続した並列
回路を設け、この並列回路の一端を第１の端子に接続
し、前記並列回路の他端を第２の端子に接続し、前記第
１の端子を、第１の配線、後段回路側の第３の端子を介
して第１の電源に接続し、前記第２の端子を、第２の配
線、後段回路側の第４の端子を介して負荷の一端に接続
し、前記負荷の他端を第２の電源に接続し、前記負荷の
一端から出力を取り出すようにしたことを特徴とする二
端子網の光センサ。 - 【請求項２】前記受光素子に直列に電流制限抵抗を設け
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の二端
子網の光センサ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62143225A JPH0831788B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 二端子網の光センサ |
| EP88305043A EP0295006A3 (en) | 1987-06-10 | 1988-06-02 | An optical sensor |
| KR1019880006958A KR910008516B1 (ko) | 1987-06-10 | 1988-06-10 | 광센서 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62143225A JPH0831788B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 二端子網の光センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63308410A JPS63308410A (ja) | 1988-12-15 |
| JPH0831788B2 true JPH0831788B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=15333805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62143225A Expired - Lifetime JPH0831788B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 二端子網の光センサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0295006A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0831788B2 (ja) |
| KR (1) | KR910008516B1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2807323B2 (ja) * | 1990-09-04 | 1998-10-08 | 株式会社東芝 | 光結合検出装置 |
| DE10139204A1 (de) * | 2001-08-18 | 2003-02-27 | Pwb Ruhlatec Ind Prod Gmbh | Signalerzeugungs- und Korrekturschaltung und Verfahren zur Korrektur von digitalen Signalen |
| DE10163946A1 (de) * | 2001-12-22 | 2003-07-03 | Aweco Appliance Sys Gmbh & Co | Elektronische Schaltung |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53104963U (ja) * | 1977-01-31 | 1978-08-23 | ||
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Also Published As
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| KR890001205A (ko) | 1989-03-18 |
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