JPH031625B2 - - Google Patents
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- JPH031625B2 JPH031625B2 JP59219414A JP21941484A JPH031625B2 JP H031625 B2 JPH031625 B2 JP H031625B2 JP 59219414 A JP59219414 A JP 59219414A JP 21941484 A JP21941484 A JP 21941484A JP H031625 B2 JPH031625 B2 JP H031625B2
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- JP
- Japan
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- led
- light
- diode
- impedance
- transistor
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/941—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated using an optical detector
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
- H03K17/968—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using opto-electronic devices
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、光学センサに関するものであり、よ
り詳細に言えば物体の照射および物体から反射さ
れるそれ自体の光の検出の両方に、単一のインコ
ヒーレント光を放出するダイオード（以下では単
に発光ダイオード又はLEDと呼ぶけれども）そ
れらはインコヒーレント光を放出するものを意味
する）を同時に使用する回路に関するものであ
る。
り詳細に言えば物体の照射および物体から反射さ
れるそれ自体の光の検出の両方に、単一のインコ
ヒーレント光を放出するダイオード（以下では単
に発光ダイオード又はLEDと呼ぶけれども）そ
れらはインコヒーレント光を放出するものを意味
する）を同時に使用する回路に関するものであ
る。
［従来技術］
発光および光の検知の両方を行う光電子パツケ
ージは、当技術分野において公知である。しかし
ながら、光の放出および検知の両方を行う公知の
光電子パツケージはほとんどが、実際には光を伝
送し、検出するために別個の光電子装置を包含し
ている。米国特許第3697762号には、LEDが光を
放出し、フオトトランジスタが復帰光を検出する
という典型的なこの種パツケージが記載されてい
る。この種の市販のパツケージとしては、たとえ
ばHewlett Packard HEDS−1000があり、これ
は赤色LED、シリコン・フオトダイオードおよ
び二又成型レンズ系からなつている。この種のパ
ツケージ（特に高分解能センシング用の小形スポ
ツト・サイズのもの）は、一般にかさばるもので
あり、また比較的高価なものである。
ージは、当技術分野において公知である。しかし
ながら、光の放出および検知の両方を行う公知の
光電子パツケージはほとんどが、実際には光を伝
送し、検出するために別個の光電子装置を包含し
ている。米国特許第3697762号には、LEDが光を
放出し、フオトトランジスタが復帰光を検出する
という典型的なこの種パツケージが記載されてい
る。この種の市販のパツケージとしては、たとえ
ばHewlett Packard HEDS−1000があり、これ
は赤色LED、シリコン・フオトダイオードおよ
び二又成型レンズ系からなつている。この種のパ
ツケージ（特に高分解能センシング用の小形スポ
ツト・サイズのもの）は、一般にかさばるもので
あり、また比較的高価なものである。
同一のレーザに戻るように接続されたコヒーレ
ント光であるレーザ光がレーザ作用に影響をおよ
ぼすことも、公知である。この効果は、たとえば
米国特許第4243320号やドイツ特許第2852614号に
おけるように光フアイバの不連続性を検知するた
めに利用されている。しかしながら、レーザは放
出されるコヒーレント光の位相に対する復帰光の
位相に極めて敏感なものである。したがつて、自
己検出型のレーザ装置を干渉計型のセンシング用
に使用することができるが、レーザは検知された
物体までの距離が不明であり、しかも変動すると
いう近接センサには最適のものとはいえない。
ント光であるレーザ光がレーザ作用に影響をおよ
ぼすことも、公知である。この効果は、たとえば
米国特許第4243320号やドイツ特許第2852614号に
おけるように光フアイバの不連続性を検知するた
めに利用されている。しかしながら、レーザは放
出されるコヒーレント光の位相に対する復帰光の
位相に極めて敏感なものである。したがつて、自
己検出型のレーザ装置を干渉計型のセンシング用
に使用することができるが、レーザは検知された
物体までの距離が不明であり、しかも変動すると
いう近接センサには最適のものとはいえない。
同一のLEDを光の放出と検知の両方に使用す
るLED回路の構成も、公知である。かかる回路
の典型的なものは、米国特許第4168427号、同第
4317232号およびF.Mims“Communicate over
Light Beams with the First Single−LED
Transceiver、”Popular Electronics、pp.66−70
（March 1973）なる記事に記載されている回路
である。しかしながら、この種の公知の回路はす
べて、LEDを受信モードと送信モードとに切り
換えるものである。
るLED回路の構成も、公知である。かかる回路
の典型的なものは、米国特許第4168427号、同第
4317232号およびF.Mims“Communicate over
Light Beams with the First Single−LED
Transceiver、”Popular Electronics、pp.66−70
（March 1973）なる記事に記載されている回路
である。しかしながら、この種の公知の回路はす
べて、LEDを受信モードと送信モードとに切り
換えるものである。
［発明が解決しようとする問題点］
したがつて、かかる用途に使用される単一の
LEDが、光の伝送と光の検出に同時に使用され
ることはなかつた。その結果、かかる公知の
LED回路構成はすべて、光の放出と光の検知を
同時に行うことが必要とされる近接センシング用
には不適当なものである。
LEDが、光の伝送と光の検出に同時に使用され
ることはなかつた。その結果、かかる公知の
LED回路構成はすべて、光の放出と光の検知を
同時に行うことが必要とされる近接センシング用
には不適当なものである。
本発明の目的は、光学的近接センサによつて達
成される空間分解能を改善することである。
成される空間分解能を改善することである。
他の目的は、光電子光源と光検出器を組み合わ
せたものの物理的寸法を減少させることである。
せたものの物理的寸法を減少させることである。
本発明のさらに他の目的は、光学的近接センサ
のコストと複雑度とを減少させることである。
のコストと複雑度とを減少させることである。
さらにまた他の目的は、光源と光検出器の両方
にLEDを同時に使用することである。
にLEDを同時に使用することである。
［問題点を解決するための手段］
極めて小形で高分解能の光学的近接検出器が、
発光ダイオード（LED）に隣接した小さな検出
領域を照射するためにインコヒーレント光を放出
するLEDを使用し、かつ検出領域に進入する物
体からの反射光を同時に検知するために同一の
LEDを使用することによつて提供される。ほぼ
一定のバイアス電流で発光ダイオードに連続的に
順バイアスをかけ、これによつてダイオードに隣
接する小領域を連続的に照射する回路が提供され
る。物体が照射領域に進入し、光をLEDに対し
て反射した場合、LEDのインピーダンスが僅か
に変化することが判明した。LEDのインピーダ
ンスのこの小変化、したがつて照射領域に光を反
射する物体が存在することが、回路によつて検知
される。
発光ダイオード（LED）に隣接した小さな検出
領域を照射するためにインコヒーレント光を放出
するLEDを使用し、かつ検出領域に進入する物
体からの反射光を同時に検知するために同一の
LEDを使用することによつて提供される。ほぼ
一定のバイアス電流で発光ダイオードに連続的に
順バイアスをかけ、これによつてダイオードに隣
接する小領域を連続的に照射する回路が提供され
る。物体が照射領域に進入し、光をLEDに対し
て反射した場合、LEDのインピーダンスが僅か
に変化することが判明した。LEDのインピーダ
ンスのこの小変化、したがつて照射領域に光を反
射する物体が存在することが、回路によつて検知
される。
［作用］
本発明によれば、コンパクトで、安価であり、
しかも高分解能の近接検出器が、単一のLEDを
光学的近接センシング装置の光源および光検出器
の両方に同時に使用することによつて、形成され
る。LEDが光を放出するのが順バイアスのかけ
られた時だけなのであるから、発光器および光検
出器の両方として単一のLEDを同時に作動させ
るには、LEDに順バイアスがかけられている間
に、LEDによる光の検出を行うことが必要とな
る。これはLEDの新しい作動モードであると思
われる。さらに、高インピーダンス源を検知する
ために設計された公知の前置増幅器を、復帰光に
応じてLEDが生じる順バイアスのかけられた
LEDのインピーダンスの変動を検出するために、
直接使用できないことも判明した。順バイアスの
かけられたLEDのインピーダンスは、低インピ
ーダンス源を検知するように前置増幅器を特に設
計するか、あるいは変圧器のようなインピーダン
ス整合装置を挿入するかしない限り、LED両端
における電圧の僅かな変動、またはLEDを通つ
て流れる電流の僅かな変動が、同時に検出される
雑音の存在によつて観測できないほど低いもので
ある。
しかも高分解能の近接検出器が、単一のLEDを
光学的近接センシング装置の光源および光検出器
の両方に同時に使用することによつて、形成され
る。LEDが光を放出するのが順バイアスのかけ
られた時だけなのであるから、発光器および光検
出器の両方として単一のLEDを同時に作動させ
るには、LEDに順バイアスがかけられている間
に、LEDによる光の検出を行うことが必要とな
る。これはLEDの新しい作動モードであると思
われる。さらに、高インピーダンス源を検知する
ために設計された公知の前置増幅器を、復帰光に
応じてLEDが生じる順バイアスのかけられた
LEDのインピーダンスの変動を検出するために、
直接使用できないことも判明した。順バイアスの
かけられたLEDのインピーダンスは、低インピ
ーダンス源を検知するように前置増幅器を特に設
計するか、あるいは変圧器のようなインピーダン
ス整合装置を挿入するかしない限り、LED両端
における電圧の僅かな変動、またはLEDを通つ
て流れる電流の僅かな変動が、同時に検出される
雑音の存在によつて観測できないほど低いもので
ある。
本発明によれば、LEDにはほぼ同一の定バイ
アス点で連続的に順バイアスがかけられ、反射光
に応じてLEDが生じるLEDのインピーダンスの
変動が検知される。これは理論上、LEDを通る
定電流を駆動し、LED両端の電圧の変動を検知
することによるか、あるいはLED両端の定電圧
を保持し、LEDを通つて流れる電流の変動を検
知するかのいずれかによつて行われる。
アス点で連続的に順バイアスがかけられ、反射光
に応じてLEDが生じるLEDのインピーダンスの
変動が検知される。これは理論上、LEDを通る
定電流を駆動し、LED両端の電圧の変動を検知
することによるか、あるいはLED両端の定電圧
を保持し、LEDを通つて流れる電流の変動を検
知するかのいずれかによつて行われる。
［実施例］
第１図は、好ましい回路構成を略示するもので
あり、復帰光に応じてLEDが生じる順バイアス
のかけられたLED両端における電圧信号が、共
通エミツタ増幅器によつて検出される。LED１
０はTIL４０直列拡散ヒ化ガリウムLEDであり、
電源電圧V0および抵抗１２によつて順バイアス
がかけられ、約10ｍＡの定電流がLEDを通つて
流れ、LED１０が約450マイクロワツトの波長約
940nｍのインコヒーレント光である赤外線を放
出するようになされている。放出光１４はLED
１０に隣接する領域を照射する。物体１６が照射
領域にあると、若干量のLED光が図示のように
物体１６に当たる。物体１６がLED１０に隣接
して適宜配置されている場合、反射光１８は
LEDに戻り、復帰光によつて生じるLED１０の
インピーダンス変化から、LED１０に隣接して
物体１６が存在していることが検出される。
あり、復帰光に応じてLEDが生じる順バイアス
のかけられたLED両端における電圧信号が、共
通エミツタ増幅器によつて検出される。LED１
０はTIL４０直列拡散ヒ化ガリウムLEDであり、
電源電圧V0および抵抗１２によつて順バイアス
がかけられ、約10ｍＡの定電流がLEDを通つて
流れ、LED１０が約450マイクロワツトの波長約
940nｍのインコヒーレント光である赤外線を放
出するようになされている。放出光１４はLED
１０に隣接する領域を照射する。物体１６が照射
領域にあると、若干量のLED光が図示のように
物体１６に当たる。物体１６がLED１０に隣接
して適宜配置されている場合、反射光１８は
LEDに戻り、復帰光によつて生じるLED１０の
インピーダンス変化から、LED１０に隣接して
物体１６が存在していることが検出される。
第１図において、物体１６は回転ドラム２０上
の多数の反射点のひとつとして示されている。ド
ラム２０は、たとえばバンド・プリンタの駆動ド
ラムである。図示のごとき用途の場合、反射点は
逆反射物質を、反射の希望するドラム上のあらゆ
る部分に塗布することによつて形成される。とえ
えば、3M Companyが「Scotchlite」という商標
で販売している逆反射テープを使用できる。従来
の反射面ではなく、逆反射面を使用することが好
ましいのは、逆反射面が入射光と同じ方向へ光を
反射し、これによつて比較的大きな割合で入射光
をLEDへ広い視角に渡つて戻すからである。し
かしながら、平面非平面を問わず、あらゆる種類
の光反射面または光散乱面を本発明にしたがつて
検知できることを、理解されたい。説明のため、
第３図に凹面鏡の形状を有する物体を示す。
の多数の反射点のひとつとして示されている。ド
ラム２０は、たとえばバンド・プリンタの駆動ド
ラムである。図示のごとき用途の場合、反射点は
逆反射物質を、反射の希望するドラム上のあらゆ
る部分に塗布することによつて形成される。とえ
えば、3M Companyが「Scotchlite」という商標
で販売している逆反射テープを使用できる。従来
の反射面ではなく、逆反射面を使用することが好
ましいのは、逆反射面が入射光と同じ方向へ光を
反射し、これによつて比較的大きな割合で入射光
をLEDへ広い視角に渡つて戻すからである。し
かしながら、平面非平面を問わず、あらゆる種類
の光反射面または光散乱面を本発明にしたがつて
検知できることを、理解されたい。説明のため、
第３図に凹面鏡の形状を有する物体を示す。
トランジスタ２２は、共通エミツタ構成で接続
され、LED１０両端における電圧を検出し、増
幅する。抵抗２４，２６がそれぞれトランジスタ
２２のベース２８と電流電圧V0との間、および
アースとの間に接続されており、トランジスタ２
２のベース２８にバイアスをかけている。負荷抵
抗３０がトランジスタ２２のコレクタ３２と電源
電圧V0との間に接続されており、一方エミツ
タ・バイアス抵抗３４がトランジスタ２２のエミ
ツタ３２とアースとの間に接続されている。エミ
ツタ３６とアースとの間に接続されたキヤパシタ
ンス３８は、総雑音を減少させるために信号周波
数において、エミツタを効果的に接地している。
キヤパシタンス４０はLED１０とトランジスタ
２２との間の交流結合を行う。交流結合が好まし
いのは、検知される信号の周波数が、この周波数
を通すに必要なキヤパシタンス４０（ならびにキ
ヤパシタンス３８）の値をさほどわずらわしくな
いものにするに十分な高さの場合である。交流結
合には、低周波の熱誘導信号の検出を阻止し、か
つトランジスタ２２のバイアスかけを大幅に単純
化するという利点がある。
され、LED１０両端における電圧を検出し、増
幅する。抵抗２４，２６がそれぞれトランジスタ
２２のベース２８と電流電圧V0との間、および
アースとの間に接続されており、トランジスタ２
２のベース２８にバイアスをかけている。負荷抵
抗３０がトランジスタ２２のコレクタ３２と電源
電圧V0との間に接続されており、一方エミツ
タ・バイアス抵抗３４がトランジスタ２２のエミ
ツタ３２とアースとの間に接続されている。エミ
ツタ３６とアースとの間に接続されたキヤパシタ
ンス３８は、総雑音を減少させるために信号周波
数において、エミツタを効果的に接地している。
キヤパシタンス４０はLED１０とトランジスタ
２２との間の交流結合を行う。交流結合が好まし
いのは、検知される信号の周波数が、この周波数
を通すに必要なキヤパシタンス４０（ならびにキ
ヤパシタンス３８）の値をさほどわずらわしくな
いものにするに十分な高さの場合である。交流結
合には、低周波の熱誘導信号の検出を阻止し、か
つトランジスタ２２のバイアスかけを大幅に単純
化するという利点がある。
共通エミツタ増幅器２２の信号出力電圧Vsは、
線４２から得られる。第２図は、たとえば第１図
に示すように、逆反射ストライプを有するドラム
が、LED１０の前方を近接して回転した場合に
発生するような、存在と非存在とを交互に行う反
射光にLED１０を露出した場合に、線４２で見
られる出力波形をグラフの形で表わしたものであ
る。
線４２から得られる。第２図は、たとえば第１図
に示すように、逆反射ストライプを有するドラム
が、LED１０の前方を近接して回転した場合に
発生するような、存在と非存在とを交互に行う反
射光にLED１０を露出した場合に、線４２で見
られる出力波形をグラフの形で表わしたものであ
る。
第３図は、他の自己検出型LED近接センサを
示すものであり、検出回路が平衡構成をなしてい
るので、LEDからの直接結合を使用できる。直
接結合を使用した場合、熱誘導信号を除去するた
めの何らかの措置を講じることが重要であるが、
これは熱誘導信号の振幅が、光の自己検出によつ
て生じるインピーダンス変動による信号よりもは
るかに大きいからである。第３図では、２個の整
合LED１０および４４が使用されている。LED
１０は物体１６からの反射光１８に応じるもので
あり、一方LED４４は熱変動を補償するもので
ある。LED１０および４４はできるだけ同じも
のでなければならないだけでなく、反射光を除い
て、まつたく同じ環境条件に露出されるものでな
ければならない。結果として、LED１０および
４４は同一のチツプ上に形成されていることが好
ましく、またLED４４が両LEDその他の場所で
生じるあらゆる反射光から遮断されている限り、
互に均等な物理的接触を保つていることが好まし
い。整合トランジスタ４６および４８のそれぞれ
は、LED１０および４４に差動構成で直結され
ている。演算増幅器５０は、トランジスタ４６の
出力電圧と、トランジスタ４８の出力電圧の間の
差を検知し、出力電圧Vsを生じるが、これは反
射光によつてLED１０のインピーダンスに誘起
される変動から生じる信号部分のみを反映するも
のである。理論上では、熱変動によつて任意の信
号が両LEDに発生するが、これらは両トランジ
スタによつて均等に増幅され、演算増幅器５０へ
の差動入力で互に打ち消されるだけとなる。
示すものであり、検出回路が平衡構成をなしてい
るので、LEDからの直接結合を使用できる。直
接結合を使用した場合、熱誘導信号を除去するた
めの何らかの措置を講じることが重要であるが、
これは熱誘導信号の振幅が、光の自己検出によつ
て生じるインピーダンス変動による信号よりもは
るかに大きいからである。第３図では、２個の整
合LED１０および４４が使用されている。LED
１０は物体１６からの反射光１８に応じるもので
あり、一方LED４４は熱変動を補償するもので
ある。LED１０および４４はできるだけ同じも
のでなければならないだけでなく、反射光を除い
て、まつたく同じ環境条件に露出されるものでな
ければならない。結果として、LED１０および
４４は同一のチツプ上に形成されていることが好
ましく、またLED４４が両LEDその他の場所で
生じるあらゆる反射光から遮断されている限り、
互に均等な物理的接触を保つていることが好まし
い。整合トランジスタ４６および４８のそれぞれ
は、LED１０および４４に差動構成で直結され
ている。演算増幅器５０は、トランジスタ４６の
出力電圧と、トランジスタ４８の出力電圧の間の
差を検知し、出力電圧Vsを生じるが、これは反
射光によつてLED１０のインピーダンスに誘起
される変動から生じる信号部分のみを反映するも
のである。理論上では、熱変動によつて任意の信
号が両LEDに発生するが、これらは両トランジ
スタによつて均等に増幅され、演算増幅器５０へ
の差動入力で互に打ち消されるだけとなる。
第３図に示す回路は、たとえばそのトランジス
タ４６および４８にNational Semiconductor
Co.が市販しているLM３９４超整合対トランジ
スタを使用して、構成することもできる。図示の
回路の場合、V0は、たとえば24Vであり、適合
する抵抗値は、たとえば抵抗５２，５４が2.2K
Ω、抵抗５６，５８が20KΩ、抵抗６０が25K
Ω、抵抗６６，６８が300KΩである。第１図の
回路の場合、V0は、たとえば24Vであり、適当
する抵抗値は、たとえば抵抗１２が2.2KΩ、抵
抗２４が100KΩ、抵抗２６が10KΩ、抵抗３０
が20KΩ、抵抗３４が1.4KΩであり、キヤパシタ
ンス３８および４０は1000マイクロフアラドであ
る。
タ４６および４８にNational Semiconductor
Co.が市販しているLM３９４超整合対トランジ
スタを使用して、構成することもできる。図示の
回路の場合、V0は、たとえば24Vであり、適合
する抵抗値は、たとえば抵抗５２，５４が2.2K
Ω、抵抗５６，５８が20KΩ、抵抗６０が25K
Ω、抵抗６６，６８が300KΩである。第１図の
回路の場合、V0は、たとえば24Vであり、適当
する抵抗値は、たとえば抵抗１２が2.2KΩ、抵
抗２４が100KΩ、抵抗２６が10KΩ、抵抗３０
が20KΩ、抵抗３４が1.4KΩであり、キヤパシタ
ンス３８および４０は1000マイクロフアラドであ
る。
第４図は、LEDの最適なバイアス点を、どの
ように決定するかを示すものである。線７０は、
復帰光が変化することのない所定の振幅を有する
場合に、検出された信号の振幅をLEDのバイア
ス電流の関数として示すものである。実際の場合
には、他のLEDが発光器として働き、検出LED
の隣に配置される。これが行われるのは、光の放
出の振幅に依存しない曲線７０が得られるからで
ある。線７２は、放出光の振幅をLEDのバイア
ス電流の関数として示すものである。実際の場合
には、ここでも２個のLEDがこの曲線を形成す
るために使用されるが、一方のLEDは光を放出
するために機能し、バイアス電流が変化するもの
であり、他方のLEDは一定のバイアス電流を有
していて、放出光の振幅を測定するために使用さ
れる。線７４は、光の放出と、その光自体の反射
光の検出との両方に単一のLEDを使用した場合
の検出光の振幅を、バイアス電流の関数として示
すものである。曲線で示されているように、光の
検出感度は、順バイアス電流が減少すると、増加
する（曲線７０）。一方、LEDの光放出振幅は、
バイアス電流が増幅すると、増加する（曲線７
２）。曲線７４は同一LEDによる光の放出および
光の検出の両方に、同一のバイアス電流を使用し
た場合に生じる。曲線７０および７４を組み合わ
せた総合結果を示すものである。最適バイアス点
は、曲線が最大値となる点に対応しており、これ
は図示のLED曲線の場合、約10ｍＡである。
ように決定するかを示すものである。線７０は、
復帰光が変化することのない所定の振幅を有する
場合に、検出された信号の振幅をLEDのバイア
ス電流の関数として示すものである。実際の場合
には、他のLEDが発光器として働き、検出LED
の隣に配置される。これが行われるのは、光の放
出の振幅に依存しない曲線７０が得られるからで
ある。線７２は、放出光の振幅をLEDのバイア
ス電流の関数として示すものである。実際の場合
には、ここでも２個のLEDがこの曲線を形成す
るために使用されるが、一方のLEDは光を放出
するために機能し、バイアス電流が変化するもの
であり、他方のLEDは一定のバイアス電流を有
していて、放出光の振幅を測定するために使用さ
れる。線７４は、光の放出と、その光自体の反射
光の検出との両方に単一のLEDを使用した場合
の検出光の振幅を、バイアス電流の関数として示
すものである。曲線で示されているように、光の
検出感度は、順バイアス電流が減少すると、増加
する（曲線７０）。一方、LEDの光放出振幅は、
バイアス電流が増幅すると、増加する（曲線７
２）。曲線７４は同一LEDによる光の放出および
光の検出の両方に、同一のバイアス電流を使用し
た場合に生じる。曲線７０および７４を組み合わ
せた総合結果を示すものである。最適バイアス点
は、曲線が最大値となる点に対応しており、これ
は図示のLED曲線の場合、約10ｍＡである。
LEDのバイアス点を適切に選択することの他
に、回路雑音を減少させるために重要なことは、
少なくとも第一トランジスタ増幅段に、ベース広
がり抵抗が低いトランジスタを選択することであ
る。回路雑音を減少させるには、少なくとも第一
トランジスタ増幅段を、高コレクタ電圧で作動さ
せることも重要である。トーヨー・エレクトロニ
クス・インダクトリー社のモデル2SD786トラン
ジスタが適切な低いベース広がり抵抗を有してお
り、しかも約１ｍＡのベース電流で有利に動作す
ることが判明した。
に、回路雑音を減少させるために重要なことは、
少なくとも第一トランジスタ増幅段に、ベース広
がり抵抗が低いトランジスタを選択することであ
る。回路雑音を減少させるには、少なくとも第一
トランジスタ増幅段を、高コレクタ電圧で作動さ
せることも重要である。トーヨー・エレクトロニ
クス・インダクトリー社のモデル2SD786トラン
ジスタが適切な低いベース広がり抵抗を有してお
り、しかも約１ｍＡのベース電流で有利に動作す
ることが判明した。
［発明の効果］
上記のように本発明は１個のインコヒーレント
光を放出するLEDにより発光と光の検出とを行
わせているので、近接していることを検知すべき
対象に対し、より近く置くことができ、小型とな
り、調節の手間が省け、低コストであり、かつ検
出対象の物体までの距離が不明であつたり変動す
る場合でも当該物体を良好に検出できる近接セン
サーを実現した。
光を放出するLEDにより発光と光の検出とを行
わせているので、近接していることを検知すべき
対象に対し、より近く置くことができ、小型とな
り、調節の手間が省け、低コストであり、かつ検
出対象の物体までの距離が不明であつたり変動す
る場合でも当該物体を良好に検出できる近接セン
サーを実現した。
第１図は検出回路がLEDに交流結合されてい
る本発明により光学的近接センサの計画図、第２
図は第１図の構成によつて生じる出力信号の波形
図、第３図は検出回路がLEDに直結されている
本発明による他の光学的近接センサの計画図、第
４図は自己検出型LED構成の最適バイアス点の
選択方法を示すグラフである。 １０……LED、１４……放出光、１６……物
体、１８……反射光、２２，４６，４８……トラ
ンジスタ、２４，２６，３０……抵抗。
る本発明により光学的近接センサの計画図、第２
図は第１図の構成によつて生じる出力信号の波形
図、第３図は検出回路がLEDに直結されている
本発明による他の光学的近接センサの計画図、第
４図は自己検出型LED構成の最適バイアス点の
選択方法を示すグラフである。 １０……LED、１４……放出光、１６……物
体、１８……反射光、２２，４６，４８……トラ
ンジスタ、２４，２６，３０……抵抗。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ インコヒーレント光を放出するダイオード
と、 前記ダイオードに順バイアスをかけ、これによ
つて前記ダイオードに隣接する検出領域を、前記
ダイオードから放出されるインコヒーレント光で
照射し、検知される物体が前記検出領域内にある
ときに、前記ダイオードによつて放出されたイン
コヒーレント光が反射され、前記ダイオードに戻
つて照射するようにした手段と、 前記ダイオードを照射する反射光によつて惹起
される前記ダイオードのインピーダンスの変動を
検知するために、前記発光ダイオードに接続され
た信号増幅手段とからなり、 前記検出領域内における光反射性の物体の存否
を検出することを特徴とする近接センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US568667 | 1984-01-06 | ||
| US06/568,667 US4564756A (en) | 1984-01-06 | 1984-01-06 | Proximity sensor with a light-emitting diode which simultaneously emits and detects light |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60147670A JPS60147670A (ja) | 1985-08-03 |
| JPH031625B2 true JPH031625B2 (ja) | 1991-01-11 |
Family
ID=24272228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59219414A Granted JPS60147670A (ja) | 1984-01-06 | 1984-10-20 | 近接センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4564756A (ja) |
| EP (1) | EP0149123B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60147670A (ja) |
| DE (1) | DE3478840D1 (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3672631D1 (de) * | 1985-02-28 | 1990-08-23 | Siemens Ag | Verfahren zur lagebestimmung eines objekts in einem automatisierten fertigungsverfahren und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens. |
| US4845556A (en) * | 1987-10-30 | 1989-07-04 | General Electric Company | Video spot detector |
| DE3943470A1 (de) * | 1989-05-29 | 1990-12-13 | Rainer Thiessen | Gegenstands-naeherungs und troepfchendetektor |
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| US5321267A (en) * | 1992-09-25 | 1994-06-14 | Hughes Aircraft Company | Bench flotation sensor |
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| EP2251708A1 (en) * | 2009-05-08 | 2010-11-17 | Yamatake Corporation | Reflective photoelectric switch and object detection method |
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| US8641470B2 (en) | 2010-09-20 | 2014-02-04 | Disney Enterprises, Inc. | Systems and methods to communicate and control actions using light emitting diodes |
| US8575537B2 (en) | 2010-12-09 | 2013-11-05 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Compact multi-direction proximity sensor device and method |
| US9746558B2 (en) | 2010-12-20 | 2017-08-29 | Mattel, Inc. | Proximity sensor apparatus for a game device |
| JP2015137988A (ja) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | アズビル株式会社 | 反射型光センサ |
| CA2891829C (en) * | 2014-05-28 | 2020-04-28 | Indian Head Industries, Inc. | Electronic stroke sensor for air disc brake |
| US10451376B2 (en) | 2014-12-16 | 2019-10-22 | Kurt S. SCHULZ | Firearm simulators |
| US10895435B2 (en) | 2017-02-27 | 2021-01-19 | Kurt S. SCHULZ | Firearm simulator targets and firearm simulation systems |
| US10462876B2 (en) | 2017-05-31 | 2019-10-29 | Abb Schweiz Ag | Light emitting diode sensor device including a contoured structure |
| IT201800003972A1 (it) * | 2018-03-26 | 2019-09-26 | Enrico Vannacci | Dispositivo opto-elettronico comprendente un led in polarizzazione diretta, utilizzato come rilevatore di radiazione, e suoi impieghi |
| EP4371374A4 (en) * | 2021-07-14 | 2025-05-21 | Lumileds LLC | Led sensor module |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3697762A (en) * | 1970-12-14 | 1972-10-10 | Philips Corp | Photo electric switching device |
| JPS5478156A (en) * | 1977-12-05 | 1979-06-22 | Hitachi Ltd | Detector of break point of optical fibers |
| JPS5553776A (en) * | 1978-10-13 | 1980-04-19 | Nec Corp | Optical information reading method |
| US4317232A (en) * | 1979-01-12 | 1982-02-23 | Deere & Company | Fiber optic signal conditioning circuit |
| US4286171A (en) * | 1979-03-05 | 1981-08-25 | Canadian Patents & Dev. Ltd. | Optoelectric cross-point switch |
| SE422111B (sv) * | 1980-06-23 | 1982-02-15 | Asea Ab | Fiberoptiskt kopplat metdon |
-
1984
- 1984-01-06 US US06/568,667 patent/US4564756A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-10-20 JP JP59219414A patent/JPS60147670A/ja active Granted
- 1984-12-11 EP EP84115014A patent/EP0149123B1/en not_active Expired
- 1984-12-11 DE DE8484115014T patent/DE3478840D1/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0149123A3 (en) | 1987-12-02 |
| EP0149123A2 (en) | 1985-07-24 |
| JPS60147670A (ja) | 1985-08-03 |
| DE3478840D1 (en) | 1989-08-03 |
| US4564756A (en) | 1986-01-14 |
| EP0149123B1 (en) | 1989-06-28 |
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