JPH01264005A - センサーアンプ回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は複雑な機械類を制御するのに適用する感知素子
（センサ）に付属して設置するアンプ回路に関し、特に
ハンドリング装置やロボットに好適するものである。

（従来の技術） コスト競争が激しい半導体産業にあっては、ご多分に漏
れず自動化の要求が厳しく絶間の無い改善が進められて
いる６ 一方、装置産業の色彩を深めてきた半導体産業は素子を
半導体基板に造込む前処理工程とこの素子をリードフレ
ーム等にアセンブリイ（Ａｓｓｅｍｂｌｙ）する組立工
程に大別されるが、後者の自動化は比較的早い時期から
実施されてきた。しかしＤ　−ＲＡＭに代表されるよう
に集積度の増大に伴ってゴミ等が歩留りに影響を与える
度合いが深刻になり、ゴミの発生源である人間を極力省
く観点からもこの前処理工程の自動化が促進され、現在
ではこの全工程をスルーする方式としてロフト処理に加
え枚葉式処理等の技術も話題になっているのが現状であ
る。　　゛ ところで、時代の趨勢は量産時代から少量多品種生産の
時代に移行しており、しかも半導体単結晶の直径も製造
技術の向上により増大の一途を辿り、従って前述の自動
化技術も加味した上で効率の良い生産方式をどのように
構築するかが課題とされているのも事実である。

このような背景のもと各種の自動化及び改善が勢力的に
進められており、光電変換素子即ち発光素子とフォトト
ランジスタをセンサーとしてハンドリング装置やロボッ
トに適用しており、その判定に利用するセンサーアンプ
回路を第７図により説明する。この回路の入力部は光電
変換素子である発光素子５０とフォトトランジスタ５１
で構成するセンサー５２を設置し、このフォトトランジ
スタ５１のコレクタをコンパレイクとして動作するアン
プ５３の負端子に接続し、その正端子は電源部５４に連
結した判定レベル設定部５５に接続する。

一方アンプ５３の出力には出力部５６を設置する外に゛
発光素子５７を接続して表示部とし、この出力のＯｎ・
Ｏｆｆに伴って点灯させる。この発光素子５７はフォト
トランジスタ５１のコレクタ端子とエミッタ端子と共に
判定レベル設定部５５に接続し、この判定レベル設定部
５５は電源部５４からの入力を受ける可変抵抗５８で構
成する。

尚この電源部５４は発光素子５０の端子に接続し、更に
電源部５４の両端子は表示部５６とも連結する。

ところで抵抗５９は発光素子５０の、抵抗６０はフォト
トランジスタ６０の、そして抵抗６１は発光素子５７へ
の入力を制限するのに設置したものである。更に電源部
５４は３個のコンデンサ、ツェナーダイオード、定電圧
回路部６２及びＦＥＴ　６３で構成する。

このような回路接続ではセンサ５２に入る光が遮断（Ｏ
ｆｆ）されたり入射される（Ｏｎ）と、コンパレイク５
３への入力信号はこの０ｎ１０ｆｆに応じたレベル電圧
を生んでその一方に入力するが、更にこのコンパレイク
５３には判定レベル設定回路５５で作られたレベル設定
電圧が入力し、この判定回路では各々の電圧を比較の上
で大小を判定信号として出力する。この出力に伴って表
示ランプ５７が点滅するのは前述の通りである。

（発明が解決しようとする課題） ところで判定レベル設定回路５５はこの回路の感度調整
を司る所であるが、その設定は需要家により決められる
場合が多く、センサーに対する最適条件とはなっていな
い。

しかもフォトダイオードの受光面の汚れにより発生する
受光感度の低下や５発光素子とフォトダイオード間の光
軸の不一致等による故障子知は全く不可能である。

更にこの光軸合せには計測器が必要でありしかも熟練を
要する等の難点がある。

本発明は上記難点を除去する新規なセンサーアンプ回路
を提供し、特に受光１発光の光軸合せを誰でも表示ラン
プを確認するだけで可能とし、かつ故障子知もできるよ
うに配慮してこのセンサーアンプ回路を適用する装置の
信頼性を向上することを目的とする。

〔発明の構成〕

＜ａ題を解決するための手段） この目的を達成するのに本発明では光電変換素子からな
るセンサー部の出力を入力する複数の比較判定回路部を
設置し、この出力は表示部、信号出力部ならびに判定レ
ベル設定部に接続し、この判定レベル設定部に電源部を
連結し、単独の比較判定回路部と表示部間に故障予知機
能に設置する手法を採用する。

（作　用） このように本発明に係わるセンサーアンプ回路では複数
の判定回路を組込み、しかもこの回路毎に判定レベルを
最適に設定することにより、表示信号回路、故障子知回
路そして光軸合せを各々分担する方式を採用する。この
結果センサーの光軸合せは表示信号回路の点灯を見なが
ら実施可能となり、計測器を利用する面倒な作業から解
放される。しかも、故障子知回路が付設されているので
システムとしての信頼性が向上でき、各種製品の信頼性
を高める結果となる。

この構造を得るのには第２図に示す回路による実験を基
にした第３図の結果から完成したものである。即ち第２
図の回路は発光素子３には電流計Ａと電源１５を接続し
５他方フオトトランジスタ４のコレクタ端子とエミッタ
端子間に電圧計Ｖを連結するが、このコレクタ端子には
抵抗１６と電源１７を接続し、更に両電源、フォトトラ
ンジスタ４及び発光素子３間を接続して回路接続を得る
。

しかも発光素子３とフォトトランジスタ４間の距離を第
３図にあるように２５ｍｍ、　５０ｍ＋ｍ、　１００＋
ｕ＋に選定して上記回路を稼働した。

この発光素子３とフォトトランジスタ４間の距離を可変
としたのは、大気雰囲気で稼働するのが通常であるフォ
トトランジスタ４の受光面にゴミ等が堆積して故障が発
生する頻度が大きいことに由来している。

しかもレベル認定としてはフォトトランジスタ４の限界
電圧付近をＡ、最低電圧付近をＣ１その中間をＢと決め
、故障予知用の表示灯はこのレベル認定Ｂを受持つオペ
アンプに接続した。

このような条件の下での結果として第３図が得られるが
、この図では縦軸に電圧真Ｖ、横軸に発光素子電流ｍＡ
を採り、Ｑ＝２５園閣では特性カーブＸ。

５０ｍ１１では特性カーブＷ、　１００ｍｍでは特性カ
ーブＶ。

Ｕを得た。即ちフォトトランジスタ４の受光面と発光素
子３間の距離が大きくなる即ちこの受光面にゴミ等が堆
積する址が増えると電圧も増大することを明らかにして
いる。従って本発明では前述のように複数の比較判定回
路を設置し、更に夫々のレベルを前述のＡ、Ｂ、Ｃに分
け、故障が多発すると想定される中間のレベルＢに相当
する比較判定回路には表示灯を付設して故障子知機能と
して動作可能とする方式を採用したものである。

即ちレベルＡではセンサーとしての０ｎ１０ｆｆを。

レベルＢは故障子知機能を、レベルＣはセンサーセツテ
ィング調整用、発光−受光と光軸感度合せを夫々分担す
る。なお第３図におけるΩ＝　２５ａ＋＋ａの特性カー
ブは受光感度が低下している状態を示しており、その現
象は、８０発光−受光の光軸がずれた場合、５０発光量
が減少している時、ｃ、受光面が汚れて受光社が減少し
た場合に発生する。

（実施例） 第１図乃至第６図により本発明を詳述する。第１図、第
５図及び第６図は夫々このセンサーアンプ回路を示して
おり、先ず各回路に共通するセンサー１と電源部２から
説明する。

センサー１は従来技術と同様に光電変換素子の範躊に入
る発光素子３とフォトトランジスタ４で構成し、フォト
トランジスタ４のコレクタ端子は後述する比較判定回路
部５に接続し、エミッタ端子については後述する。

電源部２はダイオード２個づつで極性が逆状態に接続し
た部分５を設置して整流回路として正もしくは負のいず
れを結線しても動作できるようにし２次に設置した定電
圧回路部６、コンデンサー３個、　ＦＥＴ　７更にツェ
ナーダイオードを付設してより確実な定電圧回路を形成
する。なおこのダイオード部分５に次いでコンデンサ１
４を接続して交直両用が可能とする。このＦＥＴの一端
子は発光素子３に抵抗８を介して接続し、フォトトラン
ジスタ４のコレクタ端子は比較判定回路部５を構成し。

コンパレイターとして機能するオペアンプＡ、Ｂ。

Ｃの負極端子に接続するが、このオペアンプＡ。

Ｂ、Ｃの出力と負極間には夫々発光素子９・・・を抵抗
１０・・・と共に接続する。

オペアンプＡに接続する発光素子９にａｍする抵抗１０
はフォトトランジスタ４のコレクタ端子に抵抗１１を挟
んで接続するが、各抵抗は夫々の発光索子４，９・・・
ならびにフォトトランジスタ４への入力を制限する役割
を果たすものである。

比較判定回路部５を構成するオペアンプＡ、Ｂ。

Ｃの正端子は判定レベル設定部１３を形成する可変抵抗
り、Ｅ、Ｆに接続すると共に電源部２のツェナーダイオ
ードに両端子に接続する。更にオペアンプＡ、Ｂ、Ｃの
出力には正、負論理の切替端子Ｇ、Ｈ，Ｉを設置して出
力部イ１１ロ、ハ形成する。

更にフォトトランジスタ４のエミッタ端子はオペアンプ
Ａ、Ｂ、Ｃの各正端子の接続線、オペアンプＡに接続す
る発光素子９と抵抗１１更にフォトトランジスタ４のコ
レクタ端子にコンデンサ１２を介して連結して故障予知
信号発生回路端子として機能させ、しかもセンサー１の
信号入力に対して。

その信号レベルをコンパレイターとして機能するオペア
ンプＡ、Ｂ、Ｃを設置して複数の比較判定回路部５　を
形成しその各々に独立して０ｎ１０ｆｆを判定するレベ
ル電圧を発生する可変抵抗り、Ｅ。

Ｆに接続している。

次に第４図と第５図には他の実施例を示した。

これらは予知信号発生回路を追加しており、第５図は更
にセンサーに合せて自由にレベル認定を可液抵抗器によ
り認定可能とした例である。

第４図に設置する予知信号発生回路２０はオペアンプＢ
とオペアンプＡに接続され、３人力のＡＮＤ回路１８と
２人力のＡＮＤ回路１９ならびに発振器２０で構成し、
この３人力はオペアンプＡの出力に接続する論理の切替
端子Ｇと１発振器２０ならびにオペアンプＢの出力であ
り、２人力はオペアンプＢとオペアンプＡの出力である
。この型ではセンサーのＯｒ＋１０ｆｆ信号と予知信号
を同時に一本の信号線によって取出すことができるので
多様な使い方ができて極めて好都合であるのが主な特徴
である。

第５図は各オペアンプＡ、Ｂ、Ｃの正端子に接続する可
変抵抗器Ｊ、に、Ｌを設置して判定レベル設定部１３を
設置し、しかもこの各接続線を故障予知信号発生回路端
子５に結線する方式を採用してセンサーに合せて自由に
レベル認定を可変抵抗器により認定可能とした。

第６図には各実施例における各オペアンプＡ。

Ｂ、Ｃの出力信号を示したｓａ＠ｂｙｅは第１図におけ
るイ、口、ハ端子の出力波形であり、ｅ。

ｆは第４図と第５図に示したホ、へ端子の出力波形であ
り、Ｘ点はオペアンプＣがＯｎせず何かしらの問題が発
生した状態を示している。一方Ｙ点の状況はオペアンプ
ＢがＯｎせず危険な状態になっていることを示している
。

更にＺ点は予知信号発生回路１５に発生する信号を表し
ており、このＸ、Ｙ、Ｚ点はいずれも入力レベルを示す
ものである。

〔発明の効果〕

このように本発明ではセンサー取付時には発光、受光の
光軸合せには計測器等を必要としなく１表示灯点灯の有
無だけを確認すれば良く、経費も削減できるし作業効率
の面からも有利になる。

更にこの故障予知機能を備えたセンサーを設置するロボ
ットやハンドリング装置ではその信頼性を向上できる利
点があり、その上地板いが簡単になって作業性の向上も
期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の回路接続を示す回路図、第２図はこ
の回路接続を得るに先立つ実験に適用した回路図、第３
図はこの実験により得られた結果を示す特性図、第４図
及び第５図は他の実施例に使用する回路図、第６図は各
実施例に適用する比較判定回路部を構成するオペアンプ
の出力波形図、第７図は従来のセンサーアンプ回路の回
路図である。 代理人　弁理士　大　胡　典　夫 第２図 第　　６　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光電変換素子からなるセンサー部の出力を入力する複数
   の比較判定回路部を設置し、この出力は表示部、信号出
   力部ならびに判定レベル設定部に接続し、この判定レベ
   ル設定部に電源部を連結し、単独の比較判定回路部と表
   示部間に故障予知機能を設置することを特徴とするセン
   サーアンプ回路。