KR900001583B1

KR900001583B1 - 광학적 물체검지장치

Info

Publication number: KR900001583B1
Application number: KR1019860009945A
Authority: KR
Inventors: 와타루 하야카와
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼; 미타 가쓰시게
Priority date: 1985-11-27
Filing date: 1986-11-25
Publication date: 1990-03-15
Also published as: KR870005238A; US4808809A; JPS62126384A

Abstract

내용 없음.

Description

광학적 물체검지장치

제1a, 1b도는 본원 발명의 가장 간단한 실시예를 나타낸 회로도.

제1c도는, 전기제어수단의 예를 설명하는 도면.

제2도는, 제1b도의 실시예의 일례를 나타낸 도면.

제3a, 3b도는 광학적 능동소자와 저항과의 병렬회로를 광원과 직렬로 접속한 실시예의 회로도.

제4a, 4b도는 발광다이오드(LED)의 부하에 정전압소자와 광학적 능동소자와의 병렬회로를 사용한 실시예를 나타낸 도면.

제5a, 5b도는 수광소자가 가변임피던스를 제어하는 실시예의 회로도.

제6a도 내지 제6c도는 가변임피던스의 예를 나타낸 도면.

제7도는 본원 발명의 일실시예에 의한 광학적 물체검치장치의 사시도.

제8a, 8b도는 제7도의 회로도.

제9도는 제8a, 제8b도의 회로의 동작설명을 위해 회로중의 여러 장소에서의 전류 및 전압파형도.

제10도는 본원 발명의 다른 실시예를 나타낸 회로도.

제11도는 본원 발명의 또 다른 실시예의 구성도.

제12도는 종래의 광학적 물체검지장치의 사시도.

제13도는 제12도의 장치의 회로도.

본원 발명은 광학적 물체검지장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 구조가 간단하고 사용이 용이한 광학적 물체검지장치에 관한 것이다.

물체의 존재를 검출하기 위한 장치로서, 여러가지 구성이 알려져 있다. 검출대상인 물체에 영향을 주지않고 물체를 검출하기 위해서는 비접촉형 검출기가 바람직할 때가 있다.

발광부와 수광부를 갖는 포토커플러 또는 포토인터럽터와 같은 광전변환장치는 신호전달, 물체검출 등에 사용할 수 있다. 이들 광전변환장치는 발광부와 수광부가 전기적으로 절연되는 한편, 광학적으로 결합되는 것을 특징으로 하고 있다. 기본적으로는 발광부는 한세트의 전류공급도선과 발광소자를 포함하며, 수광부는 한세트의 전원공급도선, 수광소자, 및 양소자의 접속점에 접속된 출력신호선을 포함한다. 더욱 고레벨의 출력 신호를 얻고싶을 경우는 다시 증폭소자를 배설한다. 그런데, 예를들면 외부로 도출하는 배선이 5개이상인 것은 5개이상의 접속부품, 5회이상의 접속공정들을 의미한다.

예를 들면, 물체의 이동이나 가공을 하는 자동화기계에 있어서, 수많은 광학적 물체검지장치가 사용되고 있다. 각각 5개의 배선을 갖는 광학적 물체검지장치를 100개 사용하면 500개의 배선이 필요해져서 접속용 부품재료와 제조작업시간과 공간을 필요로 한다.

또 물체의 존재, 부존재를 검출할 경우 신호는 각 상태에서 안정되어 있으며, 변화할 때는 물체의 존재여부에 대응해서 명확하게 변화할 것이 요구된다. 종래는 포토인터럽터의 출력을 쉬미트트리거로 증폭함으로써 안정되고 신뢰성이 높은 신호를 얻고 있었다.

종래 기술의 일반적 지식에 대하여는 마쓰시다 전자사에 의해 발간된 ＂광반도체소자 데이터북＂ 및 ＂반도체 뉴스 제 35호＂와 같은 각종 제조법에 관한 데이터북 또는 매뉴얼에 도시된 회로도를 참조할 수 있다.

본원 발명의 목적은 구성이 간단하고 부착공정이 용이한 광학적 물체검지장치를 제공하는 것이다.

본원 발명의 다른 목적은 자동화기기의 소형화, 고신뢰성화에 유효한 소형이며 고신뢰성을 갖는 광학적 물체검지장치를 제공하는 것이다.

본원 발명의 특징에 의하면 수광부와 발광부가 정귀환루프를 형성하고, 고신뢰성, 고속응답성의 물체유무의 검출신호를 발생시킬 수 있는 광학적 물체검지장치가 얻어진다.

이 정귀환루프는 바람직하게는 고저전압, 대소전류 등과 같은 2개의 발광부 전류상태의 하나를 선택적으로 취하는 가변전류원 제어소자를 포함한다. 예를들면 수광의 검출상태에서 대전류상태로 되고, 발광을 다시 증대시켜 차광의 검출상태에서 저전류상태로 되어 광량을 감소시키는 외부배선수를 저감시킬 수 있다. 전압신호 및 전류신호는 저항을 통과함으로써 용이하게 변조될 수 있다. 전기제어는 전압제어 또는 전류제어 또는 양쪽을 모두 제어할 수 있다.

또 투광기부는 수광기부에 전기접속되며, 출력선의 수는 동시에 감소된다.

본원 발명의 이해를 돕기위해 먼저 종래 기술에 의한 광학적 물체검지장치의 예를 제12도, 제13도에 나타낸다. 제12도의 장치는 2개의 접속선으로 전원이 공급되는 투광기(1)와, 이 투광기(1)로부터의 빛을 수광하여, 그 수광광량을 신호로서 송출하는 수광기(2)로 구성되어 있다. 그리고, 제12도에 있어서 기호(3)은 피검지물체를 나타내고 있다.

투광기(1), 수광기(2)의 등가회로는 제13도에 나타낸 바와같이 되어 있으며, 투광기부(11)는 발광소자(발광다이오드 등)(14)를, 수광기부(12)는 수광소자(포토트랜지스터 등)(15)을 각기 포함하고 있다. 이러한 콤비네이션의 예는 GaAs LED 및 Si 핀 다이오드를 포함한다. 또(17)은 본 광학적 물체검지장치를 동작시키는데 필요한 전력공급선 및 검지출력을 자동화장치의 본체의 수신측회로(16) 등에 접속하는 신호선을 나타내고 있으며, 이 예에서는 5개가 사용되고 있다.

본원 발명자는 종래의 포토인터럽터, 포토커플러의 개념을 떠나 광로내의 물체의 검출을 위해 무엇이 필요하며 무엇이 바람직한지 고찰했다.

전류를 흐르게 하기 위해서는 2개의 전류단자가 필요하다. 단 그 중의 하나는 접지로 해도 된다. 그러면 최소배선수는 1이다. 하나의 검출기당 하나의 배선으로 동작이 가능해지면 많은 검출기를 사용하는 장치내에서의 이익은 매우 크다. 그 경우 하나의 배선의 접속단자는 동시에 신호출력단자이기도 하여야 한다. 그러면 발광소자용 접속단자가 신호출력단자도 겸하게 된다. 이 사고방식은 종래 기술에서는 찾아볼 수 없지만 본원 발명자는 그 가능성을 추구했다. 발광소자로서는 반도체발광다이오드나 반도체 레이저다이오드가 널리 사용되고 있다. 이들 소자는 순방향동작의 다이오드이며, 전류치에 그다지 의존하지 않는 순방향 전압강하를 갖는다. 만약 전압신호를 출력으로서 얻으려고 한다면 단자전압이 뚜렷하게 변화하는 부하를 설치하는 것이 바람직하다.

제1a, 제1b도는 본원 발명의 제1실시예를 나타낸다. 발광소자(1)와 가변임피던스(2)가 외부부하를 통하여 전원단자사이에 접속되는 단자(4), (5)간에 직렬로 접속되어 있다. 검출대상 물체의 유무에 따라 가변임피던스(2)를 제어하고, 단자(4), (5)간의 전류 또는 전압이 변화하면 물체의 존재여부의 검출이 가능하다. 제1c도는 가변임피던스의 예로서 좌측에 가변전류소자, 중앙에 가변전압소자, 그리고 우측에 가변임피던스소자를 나타낸다.

제2도는 가장 간단한 구성의 예를 나타낸다. 단자(4), (5)간에 발광다이오드(1)와 포토레지스터(2)가 직렬로 접속되어 있다. 광원(1)으로부터의 방사선이 포토레지스터(또는 광전도체)(2)에 입사하면 포토레지스터(2)의 저항이 낮아져서 (4), (5)간을 접속하면 발광다이오드(1)에 의해 큰 전류가 흐른다. 이와같이 광로상의 물체의 유무와 광원으로부터의 광량은 서로 정귀환을 행하게 한다. 포토센시티브 게이트접합을 가진 정상접합 FET는 이 동작모드에 사용할 수 있다.

제3a도는 제2도에 도시된 포토레지스터(2) 대신에 포토트랜지스터(7)와 병렬저항(8)을 사용한 예이다. 포토트랜지스터(7)는 빛이 닿지 않을 때의 임피던스가 높고 대략 절연상태로 되므로 전위안정용의 저항(8)이 포토트랜지스터(7)에 병렬접속되어 있다. 다량의 빛이 포토트랜지스터(7)에 입사할 때는 포토트랜지스터(7)의 임피던스는 이를 통해서 대전류가 흐르도록 매우 낮아진다. 여기서 포토트랜지스터(7)의 임피던스는 저항(8)에 대한 선트임피던스로서 작용한다. 단 입사광량이 줄고, 포토트랜지스터(7)의 임피던스가 높아졌을 때는 저항(8)이 일정량의 전류를 확보하도록 작용한다.

제3b도는 제2도의 포토레지스터(2) 대신에 포토다이오드(9) 및 병렬저항(8)을 사용한 예이다. 포토다이오드(9)는 예를들면 역바이어스한 애벌런쉬(avalanche)다이오드이며 빛이 입사하면 그 내부임피던스가 감소한다. 제3b도의 회로동작은 제3a도의 경우와 대략 같다.

제3a, 제3b도에 있어서 포토트랜지스터(7) 또는 포토다이오드(9)를 흐르는 전류는 입사광량에 따라 증감하고 있다. 이 광량응답성에 스위칭특성을 부여한 예를 제4a도에 나타낸다. 포토트랜지스터(7)와 제너다이오드(6)와의 병렬접속이 발광다이오드(1)와 직렬로 접속되며, 단자(4), (5)간에 접속된다. 포토트랜지스터(7)에 빛이 입사하지 않는 상태에서는 LED (1)과 제너다이오드(6)와의 직렬접속으로 간주할 수 있다. 이때 LED (1)과 제너다이오드(6)는 모두 정전압소자로 간주되고, 단자(4), (5)간의 전압은 다음과 같이 된다.

V_4-5=V_LED+V_Z

여기서, V_4-5: 단자(4), (5)간 전압, V_LED: LED(1)의 단자전압, V_Z: 제어다이오드(6)의 단자전압.

포토트랜지스터(7)에 충분한 빛이 입사하면 포토트랜지스터(7)의 에미터콜렉터전압(V_CE)이 충분히 낮아져,

V_4-5=V_LED+V_CE

여기서, V_CE: 포토트랜지스터(7)의 에미터콜렉터전압으로 된다.

제4b도에 나타낸 바와같이 포토트랜지스터 대신 포토다이오드(9)를 사용해도 된다는 것은 당해 기술분야에서 숙련된 사람은 쉽게 알 수 있는 것이다.

이들 예에 있어서는 2단자간에 발광소자와 가변임피던스수단이 직렬로 접속되어 있으며, 가변임피던스수단이 그 상태(임피던스)를 변화시킴으로써 단자간의 전압강하, 전류레벨 등을 변화시킬 수 있다. 이것을 신호로서 보내면 광로상의 물체의 유무를 판단할 수 있다.

출력신호를 안정화시키기 위해서는 증폭기를 사용하는 것이 유효하다. 특히 광로상에 물체가 존재하지 않고 발광소자(1)로부터의 빛이 수광장치에 입사하고 있을 때, 발광소자(1)의 바이어스원을 충분한 저임피던스로 단락하는 것이 유효하다.

제5a, b도는 수광부와 발광다이오드의 바이어스부가 별도로 설치된 회로를 나타낸다. 제5a도에서는 포토트랜지스터(7)로 예시하는 수광부의 출력전류가 가변임피던스(2)의 제어신호로서 사용되고 있다. 제5b도에서는 포토다이오드(9)로 예시하는 수광부의 전류신호를 부하저항(51)으로 전압신호로 바꾸어 가변임피던스(2)를 제어하는 예를 나타낸다. 제5b도의 구성은 절연게이트 전계효과트랜지스터(IGFET)와 같은 고입력 임피던스의 소자를 제어할 경우에 적합한 구성이다.

제6a도 내지 제6c도는 가변임피던스(2)의 예를 나타낸다. 제6a도는 제너다이오드와 바이폴라접합트랜지스터의 병렬접속을 나타낸다. 제6b도는 제너다이오드와 IGFET 와의 병렬접속을 나타낸다. 제4a도에서 설명한 바와같이 단자전압은 차광상태에서 제너전압(V_Z), 수광상태에서 트랜지스터의 온전압(V_CE)(V_SD)으로된다.

제6c도는 제너다이오드 대신 저항을 사용한 예이다. 차광상태에서의 정전압성이 상실되지만 광로상에서 물체의 유무를 식별하기 위해 중요한 가변임피던스변화를 얻을 수도 있다.

제7도는 본원 발명의 실시예에 의한 광학적 물체검지장치의 모식외관도, 제8a, b도는 제7도의 회로 구성도이다. 제7도에 있어서 투광기(21)와 수광기(22)는 대향하여 피검지물체(3)가 광로상에 존재하지 않을때는 투광기(21)로부터의 빛이 수광기(22)에 입사한다. 투광기(21), 수광기(22)를 포함하는 본 광학적 물체검지장치(23)와 오토메이션장치의 제어부는 전력공급선과 검지출력신호선을 겸용하는 단지 한가닥의 배선(30)으로 접속되어 있다. 전력의 귀로는 각 광학적 물체검지장치에 공통의 장치의 접지를 이용하고 있다. 그리고 피검지물체(3)는 예를들면 벨트컨베이어상의 피공작물이나 ATM(automated teller machine) 내의 카드나 빌이다. 투광기(21)와 수광기(22)는 일체화되어 있어도 된다.

검지장치(23)의 내부회로의 일실시예를 제8a도에 나타낸다. 투광기(21)내에서는 발광다이오드(27)의 캐소드(cathode)와 접지 또는 공동전위와의 사이에 제너다이오드로서 도시되는 정전압소자(28)와 바이폴라접합트랜지스터로 예시되는 전류제어능동소자(24)와의 병렬접속이 접속되어 있다. 수광기(22)에서는 포토트랜지스터로 예시되는 수광소자(25)가 전원선에 접속되어 있다. 수광소자의 타단은 수광기(22)의 출력으로서 발광기(21)에 접속되어 있다. 그리고 발광다이오드를 제1a도에서 나타낸 바와같이 접지측에 배설할 수도 있다.

검지장치(23)의 출력(30)은 저항으로 예시되는 부하임피던스(26)를 통해 전원(V_CC)에 접속하는 동시에 쉬미트트리거로 예시되는 수신신호(29)의 입력에 접속된다.

발광다이오드(27)는 GaAs 등의 III-V 족 반도체로 만들며 수광포토트랜지스터(25)는 Si등의 그보다 밴드갭이 좁은 반도체로 만드는 것이 바람직하다. 따라서 제8a도의 회로를 집적화할 경우, 발광다이오드를 제외한 부분을 하나의 칩에 집적화할 수 있다. 이 경우는 투광기(21), 수광기(22)의 각 내부회로를 제8b도와 같이 구성하는 것이 바람직하다. 검지장치(23)로서의 회로는 제8a도와 같다.

제8a, 제8b 도에 나타낸 회로에 있어서는 정전압다이오드(28)에 직렬로 접속된 발광다이오드(27)의 애노드(anode)측은 저항(26)을 통해 전원(V_CC)에 접속되어 있다. 트랜지스터(24)가 전류를 통과시키지 않을 때 발광다이오드 통과전류(I_d)는

로 표시된다.

여기서 V_D=정전압다이오드(28)의 특성전압(예를들면 제너전압), V_F=발광다이오드(27)의 순방향 전압강하에서 통상 1-2V정도, V_CC=전원전압, R_L=저항(26)의 임피던스이다.

즉 차광상태에서는 전원전압(V_CC)에서 발광다이오드(27) 및 제너다이오드(28)의 전압강하(V_F), (V_D)를 뺀 전압과 전원측 임피던스(R_L)로 정해지는 전류가 발광다이오드를 흐른다.

정전압다이오드(28)에는 이것과 병렬로 트랜지스터(24)의 콜렉터 및 에미터가 접속되어 있으며, 트랜지스터(24)의 베이스는 포토트랜지스터(25)의 출력에 접속되어 있다. 전원(V_CC)에서 저항(26)과 전력공급선(30)을 통해 광검출신호가 트랜지스터(24)에 공급된다.

제9도에 의하여 제8a도의 회로의 동작을 설명한다. LED(27)에서 발한 빛은 수광기(22)내의 포토트랜지스터(25)에 의해 수광된다. 상기 투광기(21), 수광기(22)간에 물체(3)가 존재하여 빛이 차광되었을 경우에는 포토트랜지스터(25)의 임피던스가 높아 포토트랜지스터 통과전류(I_p)는 암전류(暗電流)만으로 된다. 물체(3)가 이동하여, 투광기(21)와 수광기(22)와의 사이를 빛이 충분히 통과하는 상태(수광상태)로 되면 포토트랜지스터(25)의 임피던스가 저하하여 전원→저항(26)→포토트랜지스터(25)→트랜지스터(24)의 베이스→접지로 흐르는(I_p)성분이 증대한다. 이 전류(I_p)는 트랜지스터(24)의 베이스전류이므로 트랜지스터(24)는 증폭한 콜렉터전류(I_c)

I_c=β·I_p

를 흐르게 한다. 여기서 β는 트랜지스터(24)의 전류증폭률이다. 이 콜렉터전류(I_c)를 제너다이오드전류(I_z)와 함께 발광다이오드전류(I_d)를 구성한다.

그런데, 제너다이오드가 전류를 흐르게 하고 있는 동안은 그 단자전압은 V_p이며, 발광다이오드를 흐르는 전류(I_d)는

로 된다. 즉, 발광다이오드(27)를 흐르는 전류(I_d)는 변하지 않는다. 수광량이 증대해서 트랜지스터(24)의 에미터콜렉터전압(V_CE)이 제너전압(V_D)보다도 작아지면 발광다이오드(27)를 흐르는 전류(I_d)는 정전압다이오드(28)를 지나지 않고 트랜지스터(24)만을 지나게 된다. 물론 이는 과도상태일 수 있다. 전류증대는 발광광량을 증대시키며, 그 결과 수광량의 증대, 즉(I_p)의 증대를 일으켜 발광다이오드(27)의 통과전류(I_d)의 증대를 일으킨다(제9도 (a)참조). 이와같이 수광광량과 광원여기전류가 급속한 정귀환을 일으켜 트랜지스터(24)는 완전히 도통하여 포화상태로 되고, 트랜지스터(24)의 에미터, 콜랙터전압은 (V_CE _sat)로 된다. 정귀환에 의해 회로동작은 고속, 안정으로 된다.

정전압다이오드(28)의 특성으로 결정되는 드레시홀드전압(V_D)과 상기 (V_{CE sat})로 결정되는 드레시홀드전압과의 사이의 영역에서 발광다이오드(27)의 발광량과 포토트랜지스터(25)의 수광량으로 정귀환이 걸려, 발광다이오드와 제너다이오드의 접속점의 전위(V_a)는 정전압다이오드(28)의 특성에서 주어지는 제너전압(V_D)에서 트랜지스터(24)의 포화특성으로 결정되는 상기 (V_{CE sat})까지, 급속히 변화한다(제9도(b) 참조). 물체의 이동에 의해 투광에서 차광의 상태로 전이할 경우에는 전위는 반대로 (V_{CE sat})에서 (V_D)로 급속히 변화한다(제9도(b)참조).

예를들면 정전압다이오드(28)로서 V_D=2.1V의 정전압다이오드를 사용하여 트랜지스터(24)로서 V_{CE sat}=0.3V의 것을 사용하면, 출력신호의 진폭은 2.1-0.3=1.8V로 된다. 전원전압 5V에서 V_F=1.2V 라고하면 발광다이오드전류(Id)는 차광시에

그리고, V_a=2.1V

투과시에 전류(I_c')는 다음과 같다.

그리고, V_a=0.3V

차광시와 투광시에서 발광소자의 전류는 약 2배의 폭으로 변화한다. 이 발광광량의 변화는 신호진폭 1.8V의 검출신호를 안정화시키도록 작용하므로 물체검출의 신뢰도가 매우 높아진다.

발광다이오드(27)의 통과전류(I_d)는 차광시부터 투광시에서 상기 (I_d), (I_d')에서 설명한 바와같이 크게 변화한다.

투광기(21)의 회로전압(V_a)은 차광시(V_D), 투광시(V_{CE sat})에 가까워져, 광학적 물체검지장치(23)로서의 검지신호전압(V₁)은

V₁≒V_a+V_F

로 된다(제9도(d)참조).

포토트랜지스터(25)의 통과전류(I_p)는 차광시 대략 0(암전류만)이며, 투광시는 수광량에 따라 트랜지스터(24)를 충분히 포화구동하는데 족한 값으로 된다(제9도(c)참조).

자동화장치내의 수신측회로(29)까지의 하나의 신호선으로 송신된 검지신호전압(V₁)은 다시 쉬미트트리거(29)로 증폭해도 된다. 차광상태 또는 투광상태의 통상의 놀리소자로 용이하게 구별가능한 전압으로까지 용이하게 증폭되어 각각의 상태에 따라 (V_LOW) 및 (V_HI)(제9도(e)참조)의 상태신호를 발생시킬 수 있다.

제10도는 본원 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로서 정전압소자로서 앞서의 실시예에 나타낸 정전압다이오드(28)대신 n개의 다이오드(28-1)-(28-n)의 포워드드롭전압을 이용한 것이다. 통상의 실리콘다이오드의 p-n 접합의 포워드드롭전압은 1개당 0.7V 이므로 예를들면 V_D=2.1V에 해당하는 전압을 형성하는 데는 상기 다이오드를 3개 직렬로 접속하면 된다.

이상의 설명에서도 명백한 바와같이, 광학적 물체검지장치의 투광기, 수광기의 전자회로부분을 모두 반도체소자로 구성할 수 있다. 또한 반도체집적회로기술에서 회로 대부분의 집적이 가능하다. 제8b도의 실시예에서 설명한 바와같이 투광기(21) 이외의 수광기회로부분(22)을 1매의 실리콘기판상에 실현할 수 있다. 또한 헤테로접합기술을 사용하면 전체 검지기회로를 집적화할 수도 있다.

제11도는 반사형의 실시예를 나타낸다. 발광다이오드칩(37)에서 렌즈(32)를 지나 투광된 빛이 예를들면 레일상의 물체(33)의 표면에서 반사되어, 집광렌즈(34)에 의해 반도체기판(35)상의 포토트랜지스터 해당부분에서 검지된다. 그리고 그 출력신호는 전력공급선과 공용된 신호선(30)으로 송출된다. 물체(33)가 존재하지 않을 경우에는 빛은 반사되지 않으며 수광도 되지 않는다. 단 반도체(33)의 상태에서 신호가 변화하기 쉽다.

제11도에 있어서는 물체(33)로부터의 반사광을 검지하도록 구성하고 있지만, 렌즈(32)를 통과한 빛이 반사거울로 반사하여 렌즈(34)를 지나 수광기로 되돌아가도록 한다. 이 광로중에 투과광을 검출하도록 할 수도 있다. 물체(33)가 존재하면 반사광이 되돌아 오지 않는다. 즉 물체(33)에 의한 차광상태 또는 투광상태를 검지한다. 이 경우에는 물체(33)의 방향, 빛의 반사율, 통과위치에 의한 수광광량의 변동이 없어진다고 하는 이점이 있다.

또 본 실시예에 있어서는 광학적 물체검지장치를 단일체내에 구성할 수 있기 때문에 자동화기기를 소형화, 고기능화하는데 유리하며, 집적화에 의한 저렴한 가격화도 가능하다.

본원 발명에 의한 광학적 물체검지장치의 검출신호선은 전력공급선과 공용할 수 있다. 또한 광학적 물체검지장치의 투광기 및 수광기부에 대한 전력공급선과 신호선을 상기 투광기 및 수광기 1세트당 하나로 족하게 할 수 있다. 접선배선수가 격감하고, 다수의 광학적물체검지장치를 사용하는 자동화장치, 시스템으로 그 이점은 크다.

또, 광학적 물체검지장치의 최소한 대부분의 전자회로부품을 반도체집적회로 기술로 집적화할 수 있으며, 디스크리트부품의 접속을 적게하고, 조립공수의 저감과 기기의 소형화가 가능해진다. 출력신호선은 저임피던스소자로 종단되어 있기 때문에, 전송파형의 변형이 적어 고신뢰도화가 가능하다.

Claims

제1기준전압으로 유지되는데 적합한 제1의 단자와, 부하를 통해 제2기준전압으로 유지되는데 적합한 제2의 단자와, 상기 제1 및 제2의 단자간에 접속된 발광회로에서 전기적 여기(勵起)에 의해 빛을 발하는 광원과, 가변임피던스의 부하에 의하여 광원을 여기하는 전류를 변화시키기 위한 가변임피던스수단과의 직렬접속을 포함하며, 상기 광원에서 발하여지며, 광로를 통과한 빛을 수광하기 위한 수광회로에서 상기 가변임피던스의 여기전류를 제어하기위한 출력을 발생하는 수광회로를 포함하는 광학적 물체검지장치.
제1항에 있어서, 상기 가변임피던스수단은 포토센시티브 레지스터를 포함하는 광학적 물체검지장치.
제1항에 있어서, 상기 가변임피던스수단은 제1전류로와 제2전류로와의 병렬접속을 포함하며, 상기 제2전류로는 인가된 바이어스에 의해 가변임피던스를 변화시키는 능동소자를 포함하는 광학적 물체검지장치.
제3항에 있어서, 상기 제1전류로는 정전압소자 또는 저항을 포함하는 광학적 물체검지장치.
제3항에 있어서, 상기 제1전류로는 양단 전압이 소정전압이상으로 되었을때 급격히 전류를 증대시키는 정전압소자를 포함하며, 상기 제2전류로는 상기 수광회로로부터의 출력을 받아, 능동소자가 구동될 때 임피던스로 되어 그 단자전압이 상기 소정전압 이하로 되는 3단자 능동소자를 포함하는 광학적 물체검지장치.
제5항에 있어서, 상기 정전압소자는 최소한 하나이상의 다이오드를 포함하는 광학적 물체검지장치.
제5항에 있어서, 상기 정전압소자는 최소한 하나이상의 제너다이오드인 광학적 물체검지장치.
제5항에 있어서, 상기 3단자 능동소자는 최소한 하나이상의 바이폴라접합트랜지스터인 광학적 물체검지장치.
제5항에 있어서, 상기 3단자 능동소자는 최소한 하나이상의 전계효과트랜지스터인 광학적 물체검지장치.
제5항에 있어서, 상기 수광회로는 상기 3단자 능동소자의 제어단자와 상기 제1 또는 제2의 단자의 어느 하나의 사이에 접속되는 광학적 물체검지장치.
한쌍의 전원단자와, 상기 한쌍의 전원단자간에 접속된 발광부와 바이어스부와의 직렬접속과, 상기 발광부는 전류와 함께 발광광량이 증대하는 발광소자를 포함하며, 상기 발광소자를 통과한 전압강하는 전류에 관계없이 거의 불변이며, 상기 바이어스부는 통과전류가 소정레벨이상일 때 이상의 전압강하를 발생하게 하는 것이며, 능동소자를 포함하고, 상기 바이어스부를 바이패스하는 단락로와, 상기 발광소자로부터의 빛을 수광하는 수광소자를 포함하며, 출력전류를 상기 단락로에 공급하는 수광부를 포함하며, 상기에 의해 발광소자로부터의 빛이 수광소자에 수광되면 단락로의 상기 능동소자가 더욱 도전력이 있게 되어, 이것에 의해 상기 발광소자의 발광량이 증대하고, 정귀환에 의해 상기 능동소자가 충분히 턴온하며, 상기 발광소자로부터의 빛이 차단되어 상기 수광소자에 수광되지 않으면 상기 능동소자가 턴오프하여 상기 발광부를 통과하는 전류는 상기 바이어스부를 통과하는 광학적 물체검지장치.
제11항에 있어서, 상기 바이어스부가 정전압회로인 광학적 물체검지장치.
제12항에 있어서, 상기 정전압회로는 제너다이오드를 포함하는 광학적 물체검지장치.
제12항에 있어서, 상기 정전압회로는 복수의 다이오드의 직렬접속을 포함하는 광학적 물체검지장치.
제11항에 있어서, 상기 바이어스부, 상기 단락부, 상기 수광부가 단일기판상에 집적되어 있는 광학적 물체검지장치.
주전류를 통과시키기 위한 두 전극을 가지며, 통과전류레벨과 함께 발광량을 증대시키는 발광소자와, 주전류를 통과시키기 위한 두 단자를 가지며, 그 두 단자중의 하나가 상기 두 전극중의 하나에 접속되고, 제어신호에 따라 변화하는 임피던스를 나타내기 위한 가변 임피던스 수단으로 이루어지는 전자부품.
제16항에 있어서, 상기 제어신호가 광신호이며, 상기 가변임피던스수단이 포토센시티브소자로 이루어진 전자부품.
제16항에 있어서, 상기 제어신호가 외부로부터 인가되는 전기신호이며, 상기 가변임피던스수단이 상기 제어신호를 받는데 적합한 제어단자를 포함하는 전자부품.
제18항에 있어서, 상기 가변임피던스수단이 한쌍의 전류단자와 상기 제어단자를 포함하는 능동회로와 한쌍의 전류단자를 갖는 부하임피던스와의 병렬접속을 포함하는 전자부품.
제19항에 있어서, 상기 부하임피던스가 정전압 특성을 갖는 전자부품.