JPS6138520A - 光センサ安定化方式 - Google Patents
光センサ安定化方式Info
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- JPS6138520A JPS6138520A JP16197484A JP16197484A JPS6138520A JP S6138520 A JPS6138520 A JP S6138520A JP 16197484 A JP16197484 A JP 16197484A JP 16197484 A JP16197484 A JP 16197484A JP S6138520 A JPS6138520 A JP S6138520A
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- Japan
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- light emitting
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- 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
- G01V8/20—Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
-
- 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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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は位置検出装置或は光量検出装置等に用いられる
光センサの安定化方式に関する。
光センサの安定化方式に関する。
一般に光センサは発光素子（例えば発光ダイオード）と
受光素子（例えば受光ダイオードあるいは光トランジス
タ）との組合せよりなる。第３図に該光センサを用いた
回転体の位置検出装置の構成例を示す、第３図において
、６は負荷であり。
受光素子（例えば受光ダイオードあるいは光トランジス
タ）との組合せよりなる。第３図に該光センサを用いた
回転体の位置検出装置の構成例を示す、第３図において
、６は負荷であり。
モータ７によって回転駆動される。このモータ７の回転
軸８上にディスク４が固定されている。このディスク４
の一方の側には発光ダイオード５が。
軸８上にディスク４が固定されている。このディスク４
の一方の側には発光ダイオード５が。
他方の側にはマスク３が配置され、さらに該マスク３の
後方に受光ダイオード１，２が配置されている。ディス
ク４は軸８の回転に追従して回転するが、それ以外の受
光ダイオード１，２．マスク３、発光ダイオード５はモ
ータ７のフランジ端面に対して固定され、軸８が回転し
ても静止状態をとる。
後方に受光ダイオード１，２が配置されている。ディス
ク４は軸８の回転に追従して回転するが、それ以外の受
光ダイオード１，２．マスク３、発光ダイオード５はモ
ータ７のフランジ端面に対して固定され、軸８が回転し
ても静止状態をとる。
第４図（イ）〜（ハ）は受光ダイオード１，２．マスク
３、ディスク４、発光ダイオード５の詳細図である。受
光ダイオード１．２は同一基板上にモノリシックタイプ
に形成される。ディスク４の円周上にはスリット４１が
一様に設けられ（第４図（ロ）参照）、マスク３にもデ
ィスク４のスリット４１と同形状のスリット３１．３２
が設けられているが（第４図（ハ）参照）、スリット３
１と３２の位置は電気的に９０°位相がずれている。
３、ディスク４、発光ダイオード５の詳細図である。受
光ダイオード１．２は同一基板上にモノリシックタイプ
に形成される。ディスク４の円周上にはスリット４１が
一様に設けられ（第４図（ロ）参照）、マスク３にもデ
ィスク４のスリット４１と同形状のスリット３１．３２
が設けられているが（第４図（ハ）参照）、スリット３
１と３２の位置は電気的に９０°位相がずれている。
従って、ディスク４が矢印方向に回転すると（第４図（
イ）参照）、受光ダイオード１．２の出力波形Ａ、Ｂは
第５図（イ）、（ロ）の如く互に９０°位相が異って出
力される。この受光ダイオード１．２の出力波形Ａ、Ｂ
の交流分を取出すことにより、第５図（ハ）、（ニ）に
示す如き位置信号が得られる。
イ）参照）、受光ダイオード１．２の出力波形Ａ、Ｂは
第５図（イ）、（ロ）の如く互に９０°位相が異って出
力される。この受光ダイオード１．２の出力波形Ａ、Ｂ
の交流分を取出すことにより、第５図（ハ）、（ニ）に
示す如き位置信号が得られる。
ところで、発光ダイオード５の電流を一定にして、周囲
温度を変化させて受光ダイオード１，２の出力Ａ、Ｂを
測定した場合、５０℃の盆度変化に対して約４０％前後
変動する９例えばサーボ制御の位置決め装置等では、第
５図（ハ）、（ニ）に示す９０°位相の異なる２）口の
位置信号を更にそれぞれ反転して４相の信号を得、それ
ぞれ微分して実速度信号として使用するため、受光ダイ
オードの出力変動は速度誤差となって現われる。この対
策として位置検出用受光ダイオード１．２の他に、該ダ
イオード１，２と同様の特性を有する受光ダイオード（
以下補償用受光ダイオードと云う）を設置し１発光ダイ
オード５あるいはそれと直列接続された別の発光ダイオ
ードの光が、常時。
温度を変化させて受光ダイオード１，２の出力Ａ、Ｂを
測定した場合、５０℃の盆度変化に対して約４０％前後
変動する９例えばサーボ制御の位置決め装置等では、第
５図（ハ）、（ニ）に示す９０°位相の異なる２）口の
位置信号を更にそれぞれ反転して４相の信号を得、それ
ぞれ微分して実速度信号として使用するため、受光ダイ
オードの出力変動は速度誤差となって現われる。この対
策として位置検出用受光ダイオード１．２の他に、該ダ
イオード１，２と同様の特性を有する受光ダイオード（
以下補償用受光ダイオードと云う）を設置し１発光ダイ
オード５あるいはそれと直列接続された別の発光ダイオ
ードの光が、常時。
補償用受光ダイオードに受光するようにし、該補償用受
光ダイオードの出力変動に応じて発光ダイオード５の電
流を制御することにより１位置検出用受光ダイオード１
．２の出力を温度、電圧変動等に対して安定にする方法
が知られている（例えば米国特許４．１１８，１２９）
、 Ｌ、かじ、この方法は位置検出用受光ダイオード
の他に補償用受光ダイオードが必要となり、コスト高と
なる。
光ダイオードの出力変動に応じて発光ダイオード５の電
流を制御することにより１位置検出用受光ダイオード１
．２の出力を温度、電圧変動等に対して安定にする方法
が知られている（例えば米国特許４．１１８，１２９）
、 Ｌ、かじ、この方法は位置検出用受光ダイオード
の他に補償用受光ダイオードが必要となり、コスト高と
なる。
本発明の目的は、上記従来技術で使用している補償用受
光素子を除去し、回路の簡略化とコストダウンを図った
光センサ安定化方式を提供することにある。
光素子を除去し、回路の簡略化とコストダウンを図った
光センサ安定化方式を提供することにある。
本発明は発光素子と受光素子を用いる光センサにおいて
１発光素子に直列に抵抗を接続し、発光素子と抵抗の両
端電圧を一定になるよう・に制御することにより、従来
の補償用受光素子を用いることなく、受光素子の出力を
温度等に対して安定化するものである。以下、図面によ
り本発明の一実施例を説明する。
１発光素子に直列に抵抗を接続し、発光素子と抵抗の両
端電圧を一定になるよう・に制御することにより、従来
の補償用受光素子を用いることなく、受光素子の出力を
温度等に対して安定化するものである。以下、図面によ
り本発明の一実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例の回路図である。第１図はセ
ンサ出力安定化回路１００とセンサ信号増幅回路２００
に大別さ九る。図中、受光ダ・Ｃオード１，２及び発光
ダイオード５は１例えば第３図のような関係に配置さ狙
、るものである。
ンサ出力安定化回路１００とセンサ信号増幅回路２００
に大別さ九る。図中、受光ダ・Ｃオード１，２及び発光
ダイオード５は１例えば第３図のような関係に配置さ狙
、るものである。
発光ダーｒオード５のアノードはトランジスタ１０５、
抵抗１０６を介し、て電源（→−■）に接続され、該発
光ダイオード５のカソードは１氏抗１０７を介して接地
さ、１シている６該発光ダイオード５の端子電圧Ｖ、は
抵抗１０１を介してオペアンプ１０３の一方の入力とし
てす、えられる。オペアンプ１０３の他方の入力には、
ツェナーダイオード１０８のツェナー電圧を抵抗１１０
とＩｌｌで分割して得られる一定電圧Ｆｚが抵抗１０２
を介してダ、えられる。オペアンプ１０３はＶ、、＝Ｖ
ｚになるように抵抗１０４を介してトランジスタ１０５
のベース電流を制御する回路である。即ち、センサ出力
安定化回路１００は、発光ダイオード５と抵抗１０７の
両端電圧ｖＦを１発光ダイオード５の電流、温度等に関
係なく一定電圧Ｖｚに保つ機能をｆｆし・ている、ｆｆ
ｉ圧Ｖｚはツェナーダイオード１０８、抵抗１０９，１
１０，１１１によって生成され、抵抗１１０の抵抗値を
可変とすることにより任意の値に設定できる。
抵抗１０６を介し、て電源（→−■）に接続され、該発
光ダイオード５のカソードは１氏抗１０７を介して接地
さ、１シている６該発光ダイオード５の端子電圧Ｖ、は
抵抗１０１を介してオペアンプ１０３の一方の入力とし
てす、えられる。オペアンプ１０３の他方の入力には、
ツェナーダイオード１０８のツェナー電圧を抵抗１１０
とＩｌｌで分割して得られる一定電圧Ｆｚが抵抗１０２
を介してダ、えられる。オペアンプ１０３はＶ、、＝Ｖ
ｚになるように抵抗１０４を介してトランジスタ１０５
のベース電流を制御する回路である。即ち、センサ出力
安定化回路１００は、発光ダイオード５と抵抗１０７の
両端電圧ｖＦを１発光ダイオード５の電流、温度等に関
係なく一定電圧Ｖｚに保つ機能をｆｆし・ている、ｆｆ
ｉ圧Ｖｚはツェナーダイオード１０８、抵抗１０９，１
１０，１１１によって生成され、抵抗１１０の抵抗値を
可変とすることにより任意の値に設定できる。
受光ダイオード１に流れる電流は抵抗２０１゜２０２を
介し、てオペアンプ２０３で増幅される。
介し、てオペアンプ２０３で増幅される。
このオペアンプ２０３の出力波形は、第５図（イ）に示
すように、グランドに対して負の領域でほぼ正弦波に近
い波形となる。オペアンプ２０３の出力はＩＩフ抗２０
４を介してオペアンプ２０８の一方の入力となり、該オ
ペアンプ２０８の他方の入力には、負電源（−■）の電
圧を抵抗２０５．２０ ’６で分割し・た電圧が抵
抗２０７を介して与えられる。この抵抗２０５．２０６
による分割抵抗を第５図（イ）のバイアス点に設定する
ことにより。
すように、グランドに対して負の領域でほぼ正弦波に近
い波形となる。オペアンプ２０３の出力はＩＩフ抗２０
４を介してオペアンプ２０８の一方の入力となり、該オ
ペアンプ２０８の他方の入力には、負電源（−■）の電
圧を抵抗２０５．２０ ’６で分割し・た電圧が抵
抗２０７を介して与えられる。この抵抗２０５．２０６
による分割抵抗を第５図（イ）のバイアス点に設定する
ことにより。
オペアンプ２０８の出力波形は第５図（ハ）のようにな
る、受光ダイオード２の系についても同様である。
る、受光ダイオード２の系についても同様である。
次に１発光ダイオード５と抵抗１０７の両＠電圧■、を
一定に保つと１発光ダイオード５の温度、電流の変動に
かかわらず受光ダイオード１．２の出力が安定１ヒさ九
る理由を説明する、第２図（イ）は温度が変化した場合
の通電電流一定時の発光ダイオード５の発光量の変化（
直線ａ）と、受光量一定時の受光ダイオード出力（直線
ｂ）及び発光ダイオード５の通電電流一定時の受光ダイ
オード出力（直ＭＣ）を示したもので。
一定に保つと１発光ダイオード５の温度、電流の変動に
かかわらず受光ダイオード１．２の出力が安定１ヒさ九
る理由を説明する、第２図（イ）は温度が変化した場合
の通電電流一定時の発光ダイオード５の発光量の変化（
直線ａ）と、受光量一定時の受光ダイオード出力（直線
ｂ）及び発光ダイオード５の通電電流一定時の受光ダイ
オード出力（直ＭＣ）を示したもので。
センサ安定化回路１００がなければ１発光ダイオード５
に一定電流を供給しても、温度上昇と共に受光ダイオー
ド出力は減少することを表わしている。同様に第２図（
ロ）は発光ダイオード５の通電電流を一定にして温度を
上昇させた場合、発光ダイオード５と抵抗１０７の両端
電圧ｖＦは温度と共に減少することを示している。さら
に第２図（ハ）は、温度一定として発光ダイオ−°ド５
の電流を増加させた場合、■、は増加することを示して
いる。
に一定電流を供給しても、温度上昇と共に受光ダイオー
ド出力は減少することを表わしている。同様に第２図（
ロ）は発光ダイオード５の通電電流を一定にして温度を
上昇させた場合、発光ダイオード５と抵抗１０７の両端
電圧ｖＦは温度と共に減少することを示している。さら
に第２図（ハ）は、温度一定として発光ダイオ−°ド５
の電流を増加させた場合、■、は増加することを示して
いる。
第２図（イ）〜（ハ）の特性より１発光ダイオード５と
抵抗１０７の両端電圧ｖ２を一定に保てば、温度が上昇
した場合は該温度上昇によるｖＦの減少を電流増加で補
うことにより、受光ダイオード出力の温度依存を緩和す
ることができる。この場合１発光ダイオード電流一定時
の受光ダイオード出力温度特性はＶ、一定時の発光ダイ
オード電流温度特性に対して小になる関係があるため。
抵抗１０７の両端電圧ｖ２を一定に保てば、温度が上昇
した場合は該温度上昇によるｖＦの減少を電流増加で補
うことにより、受光ダイオード出力の温度依存を緩和す
ることができる。この場合１発光ダイオード電流一定時
の受光ダイオード出力温度特性はＶ、一定時の発光ダイ
オード電流温度特性に対して小になる関係があるため。
温度上昇と共に受光ダイオード出力は多少増加する傾向
にある。従って、発光ダイオードと直列に抵抗１０７を
入れることによって電流増を緩和し。
にある。従って、発光ダイオードと直列に抵抗１０７を
入れることによって電流増を緩和し。
受光ダイオード出力を安定化できる。
以上、１５？！光素子に発光ダイオードを使用し、受光
素子として受光ダイオードを用いた場合について説明し
たが１本発明はこれらに限定されないことは云うまでも
ない。
素子として受光ダイオードを用いた場合について説明し
たが１本発明はこれらに限定されないことは云うまでも
ない。
以上の通り１本発明によれば、発光素子と受光素子を組
合せて用いる光センサにおいて、特別に補償用受光素子
を用いることなく１．受光素子の出力を温度等の変動に
対して安定化でき、従来に比べて回路の簡略化、コスト
ダウン等の効果が達成される。
合せて用いる光センサにおいて、特別に補償用受光素子
を用いることなく１．受光素子の出力を温度等の変動に
対して安定化でき、従来に比べて回路の簡略化、コスト
ダウン等の効果が達成される。
４、図面のｆｌｉｔ Ｉｔな説明
第１１’Ｊは本発明の一実施例の回路図、第２図は本発
明方式の原理説明図、第３図は光センサの適用例を示す
図、第４図は第３図の主要部の詳細図。
明方式の原理説明図、第３図は光センサの適用例を示す
図、第４図は第３図の主要部の詳細図。
第５図は光センサの出力波形を示す図である。
１．２・・・受信ダイオード、 ５・・・発光ダイオ
ード、 １００・・・センサ出力安定化回路。
ード、 １００・・・センサ出力安定化回路。
１０３・・・オペアンプ゛、 １０５・・・トランジ
スタ、１０７・・・貼１＋’ｉ：、 ｔ Ｏ８・・
・ツェナーダイオード、２ （：ｌ Ｏ・・・信号増幅
回路。
スタ、１０７・・・貼１＋’ｉ：、 ｔ Ｏ８・・
・ツェナーダイオード、２ （：ｌ Ｏ・・・信号増幅
回路。
し−−−一−＋＋＋＋−一＋＋＋−一＋＋＋Ｊ第３図
第４図
＜４）（０）
（ハ）
第５図
Claims (1)
- （１）発光素子と受光素子との組合せよりなる光センサ
において、前記発光素子に直列に抵抗を接続し、該発光
素子と抵抗の両端電圧を一定になるように制御して前記
受光素子の出力を安定化することを特徴とする光センサ
安定化方式。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16197484A JPS6138520A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 光センサ安定化方式 |
| US06/759,320 US4710622A (en) | 1984-07-31 | 1985-07-26 | Device for stabilizing photosensor output to varying temperature |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16197484A JPS6138520A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 光センサ安定化方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6138520A true JPS6138520A (ja) | 1986-02-24 |
Family
ID=15745618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16197484A Pending JPS6138520A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 光センサ安定化方式 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4710622A (ja) |
| JP (1) | JPS6138520A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0694844A (ja) * | 1992-09-16 | 1994-04-08 | Tsuuden:Kk | 遠隔型管内液体検出方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2656265B2 (ja) * | 1987-09-30 | 1997-09-24 | 株式会社東芝 | 電流電圧変換回路 |
| SE500882C2 (sv) * | 1992-02-27 | 1994-09-26 | Rydborn S A O | Anordning för alstring av en elektrisk signal i motsvarighet till rörelse i en viss riktning av ett föremål, t ex en tråd |
| JP3449898B2 (ja) * | 1997-10-16 | 2003-09-22 | 富士通株式会社 | 発光素子駆動回路 |
| US6525305B2 (en) * | 2000-09-11 | 2003-02-25 | Perkinelmer Canada, Inc. | Large current watchdog circuit for a photodetector |
| CN105027017B (zh) * | 2013-06-20 | 2016-11-09 | 富士电机株式会社 | 基准电压电路 |
| DE102020129122A1 (de) | 2020-11-05 | 2022-05-05 | Pepperl+Fuchs Se | Optischer Sensor |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3705316A (en) * | 1971-12-27 | 1972-12-05 | Nasa | Temperature compensated light source using a light emitting diode |
| US4313083A (en) * | 1978-09-27 | 1982-01-26 | Analog Devices, Incorporated | Temperature compensated IC voltage reference |
| FR2457604A1 (fr) * | 1979-05-25 | 1980-12-19 | Telemecanique Electrique | Detecteur photo-electrique de la presence d'un objet, du type a deux fils |
| US4315209A (en) * | 1980-07-14 | 1982-02-09 | Raytheon Company | Temperature compensated voltage reference circuit |
-
1984
- 1984-07-31 JP JP16197484A patent/JPS6138520A/ja active Pending
-
1985
- 1985-07-26 US US06/759,320 patent/US4710622A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0694844A (ja) * | 1992-09-16 | 1994-04-08 | Tsuuden:Kk | 遠隔型管内液体検出方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4710622A (en) | 1987-12-01 |
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