JPH03236285A - Photointerrupter with hysteresis having small number of terminals - Google Patents
Photointerrupter with hysteresis having small number of terminalsInfo
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- JPH03236285A JPH03236285A JP2033405A JP3340590A JPH03236285A JP H03236285 A JPH03236285 A JP H03236285A JP 2033405 A JP2033405 A JP 2033405A JP 3340590 A JP3340590 A JP 3340590A JP H03236285 A JPH03236285 A JP H03236285A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、民生用、産業上の各分野において使用されて
いる電気接点を有するスイッチに代って同様な目的に用
いられる、ヒステリシスを有して端子数の少ないフォト
インタラプタに関するものである。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention is a switch with hysteresis that can be used for the same purpose in place of switches with electrical contacts used in various consumer and industrial fields. This invention relates to a photointerrupter with a small number of terminals.
(従来の技術)
従来、フォトインタラプタ12は、第6図に示す如く発
光ダイオードLEDとフォトトランジスタP−Trを対
向させて設置して、発光ダイオードLEDに所定電流を
流して発光させた光・をフォトトランジスタP−Trに
投射し、受光したフォトトランジスタP−Trに発生し
た受光出力を負荷に接続された適当な回路で検知、増巾
して起動信号として、負荷に対しスイッチ・ONの状態
を回路に形成し、反対に発光ダイオードLEDとフォト
トランジスタP4’rとの間の光路に、適当な材料から
なる遮蔽材13を挿入して光を遮断し、フォトトランジ
スタP−Trの受光出力を0になったとき、負荷に対し
スイッチOFFの状態を回路(こ形成するように構成し
て、従来のスイッチと同機能を果すようにしている。(Prior Art) Conventionally, the photointerrupter 12 has a light emitting diode LED and a phototransistor P-Tr installed facing each other as shown in FIG. The received light output generated by the phototransistor P-Tr is projected onto the phototransistor P-Tr, and the received light is detected by an appropriate circuit connected to the load, amplified, and used as a start signal to indicate the switch/ON state to the load. On the other hand, a shielding material 13 made of a suitable material is inserted in the optical path between the light emitting diode LED and the phototransistor P4'r to block light, and the light reception output of the phototransistor P-Tr is reduced to 0. The switch is configured to form a circuit that turns the switch off when the load is turned off, so that it performs the same function as a conventional switch.
このフォトインタラプタ12によるスイッチ機構は、従
来のスイッチのような電気接点がないため故障の発生頻
度が極めて低いものである。This switch mechanism using the photointerrupter 12 has no electrical contacts unlike conventional switches, and therefore has an extremely low frequency of failure.
(発明が解決しようとする課題)
上記のフォトインタラプタ12は、従来のスイッチのよ
うに故障の発生頻度が高い電気接点がない長所を有する
反面、光源を有する所から光源に与える電源が必要とな
り、さらにフォトトランジスタP−Trの受光出力を処
理する信号処理回路も必要となるため、従来のスイッチ
に比較して配線数が多くなる等の短所がある。(Problems to be Solved by the Invention) The photointerrupter 12 described above has the advantage of not having electrical contacts that frequently fail unlike conventional switches, but on the other hand, it requires power to be supplied to the light source from a place where the light source is located. Furthermore, since a signal processing circuit for processing the light output of the phototransistor P-Tr is also required, there are disadvantages such as an increase in the number of wiring lines compared to conventional switches.
又従来のフォトインタラプタ12は、発光ダイオードL
EDとフォトトランジスタP−Trとの間の光路を、遮
蔽材13で開放、遮断することによりスイッチの機能を
果す訳であるが、遮蔽材13番こより光路を遮断して行
くとフォトトランジスタP−Trの受光出力を検出した
信号の出力が次第(こ減少して行くので、スイッチ機構
を形成したときのスイッチング特性が悪いと云う欠点も
ある。Further, the conventional photointerrupter 12 has a light emitting diode L.
It functions as a switch by opening and blocking the optical path between the ED and the phototransistor P-Tr with the shielding material 13. When the optical path is blocked from the shielding material No. 13, the phototransistor P-Tr Since the output of the signal that detects the light receiving output of the Tr gradually decreases, there is also a drawback that the switching characteristics are poor when a switch mechanism is formed.
(課題を解決するための手段)
本発明は、従来のこのような問題点に着目してなされた
ものであって、発光ダイオードLEDのような発光素子
とフォトトランジスタP−Trのような受光素子とを特
定な回路条件のもとに接続して、両者の接続回路にヒス
テリシス特性を附与することにより受光出力を検出した
信号(以下受光出力の信号と云う)の出力波形の整形な
どの機能を持たせる事が可能となったフォトインタラプ
タを提供することにより、上記問題点を解決することを
目的としている。(Means for Solving the Problems) The present invention has been made by focusing on the above-mentioned problems in the conventional art. Functions such as shaping the output waveform of the signal that detects the received light output (hereinafter referred to as the received light output signal) by connecting the The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned problems by providing a photointerrupter that can have the following characteristics.
本発明は、発光素子と受光素子とを直列接続して正帰還
回路を形成すると共に、該受光素子に自己復帰できる値
に負方向に対して制限を加えるバイパス回路を並列接続
したことを特徴とするヒステリシスを有して端子数の少
ないフォトインタラプタである。The present invention is characterized in that a light emitting element and a light receiving element are connected in series to form a positive feedback circuit, and a bypass circuit is connected in parallel to the light receiving element to limit the self-returnable value in the negative direction. This is a photointerrupter with a small number of terminals and hysteresis.
(作用)
フォトインタラプタは、極めて良好なスイッチング特性
を有し、チャタリング等を含めて誤動作の少ないスイッ
チ機構を形成できる。(Function) The photointerrupter has extremely good switching characteristics and can form a switch mechanism with less malfunction including chattering.
又フォトインタラプタは、ヒステリシスを有して、受光
出力の信号の出力波形を整形する機能を有しているので
、複雑な波形整形回路を簡略化して、機器の回路を簡易
にする。Furthermore, since the photointerrupter has hysteresis and has the function of shaping the output waveform of the light reception output signal, it simplifies a complicated waveform shaping circuit and simplifies the circuit of the device.
又フォトインタラプタは、従来のものに比較して端子数
を少なくすることができたので、機器としての組立てが
容易である。Furthermore, since the photointerrupter can have fewer terminals than conventional ones, it is easy to assemble it as a device.
又フォトインタラプタは、構造が簡単なので、製作が極
めて容易であり、そのうえ特別な部品を使用していない
ので、量産化が容易である。Furthermore, since the photointerrupter has a simple structure, it is extremely easy to manufacture, and since no special parts are used, mass production is easy.
(実施例)
本発明を第1図〜第3図に示す一実施例に基づいて以下
詳述する。フォトインタラプタ1の基本的回路を示す第
1図において、所要間隔で対向させて設置した発光ダイ
オードLEDのような発光素子2と、フォトトランジス
タP−Trのような受光素子3とを直列接続して正帰還
回路を形成し、発光素子2に所要の発光電流を供給する
と共に、受光素子3が自己復帰できる値に負方向に対し
て制限を加えられる、定電流回路からなるバイパス回路
4を受光素子3に並列接続して構成したものである。従
来の出力端子が3個以上のものを2個に減少させている
。(Example) The present invention will be described in detail below based on an example shown in FIGS. 1 to 3. In FIG. 1 showing the basic circuit of a photointerrupter 1, a light emitting element 2 such as a light emitting diode LED and a light receiving element 3 such as a phototransistor P-Tr are connected in series, and are placed facing each other at a required interval. A bypass circuit 4 consisting of a constant current circuit that forms a positive feedback circuit, supplies a required light emitting current to the light emitting element 2, and limits the value that the light receiving element 3 can self-return to in the negative direction is connected to the light receiving element. 3 are connected in parallel. The conventional three or more output terminals are reduced to two.
定電流回路は図示された如く、直列接続された抵抗とダ
イオードに、直列接続されたトランジスタ(ベースを抵
抗とダイオードの中点(こ接続)と抵抗を並列接続した
ものである。As shown in the figure, the constant current circuit consists of a resistor and a diode connected in series, and a transistor connected in series (the base is connected in parallel to the midpoint between the resistor and the diode (connection) and the resistor is connected in parallel).
このフォトインタラプタ1の機能作用を、■側を負荷5
を介して受光素子3に、○側を発光素子2に夫々接続し
て電源6を挿入した装置により以下説明する。先づバイ
パス回路4である定電流回路により生成された所定電流
(発光電流)が発光素子2を流れて発光させ、この光が
受光素子3に入光して両者の間に光路を形成して、受光
素子5に受光出力が発生する。The functional action of this photointerrupter 1 is
The following description will be made using an apparatus in which a power source 6 is inserted, with the ○ side connected to the light-receiving element 3 and the ○ side connected to the light-emitting element 2, respectively. First, a predetermined current (emission current) generated by a constant current circuit, which is a bypass circuit 4, flows through the light emitting element 2 and causes it to emit light, and this light enters the light receiving element 3, forming an optical path between them. , a light receiving output is generated at the light receiving element 5.
次に受光出力により生成された光電流が発光電流と共に
発光素子2を流れるので、発光素子2の発光光量が増大
し、この光量の増大した光が受光素子3に入光するため
、受光素子3の光電流も増大することになる。この現象
の繰返しにより光電流が次第に増大して、接続された負
荷5に依り制限されることで飽和状態に至るまで電流が
なだれ的に増大する。Next, since the photocurrent generated by the light reception output flows through the light emitting element 2 together with the light emitting current, the amount of light emitted by the light emitting element 2 increases, and this increased light amount enters the light receiving element 3, so that the light receiving element 3 The photocurrent will also increase. By repeating this phenomenon, the photocurrent gradually increases, and as it is limited by the connected load 5, the current increases in an avalanche manner until it reaches a saturated state.
このことから負荷に流れる電流は、光路が遮蔽材7で遮
断されていると、バイパス回路で生成された微小な値に
設定されている発光電流のみであり、遮蔽材7が移動し
て光路が形成されると、上記の如く急激に増大すること
になる。形成された光路が亦び遮断されると上記の動作
が逆になり電流は急激に減衰することになる。From this, when the optical path is blocked by the shielding material 7, the current flowing to the load is only the light emitting current generated by the bypass circuit and set to a minute value, and the shielding material 7 moves and the optical path is blocked. Once formed, it will increase rapidly as described above. If the formed optical path is again interrupted, the above operation will be reversed and the current will be rapidly attenuated.
これらのことからフォトインタラプタ1にはヒステリシ
スを有することになり、受光素子3に発生した受光出力
の信号の出力波形を整形する機能を有するようになる。For these reasons, the photointerrupter 1 has hysteresis and has the function of shaping the output waveform of the light reception output signal generated in the light receiving element 3.
発光素子2である発光ダイオードLEDと受光素子3で
あるフォトトランジスタP−Trとの間に遮蔽材7を移
動させて、光路を開閉したときの受光出力の信号の変化
を実測したデータを第3図に示す。The data obtained by actually measuring the change in the light receiving output signal when the optical path is opened and closed by moving the shielding material 7 between the light emitting diode LED, which is the light emitting element 2, and the phototransistor P-Tr, which is the light receiving element 3, is shown in the third table. As shown in the figure.
尚、Aは本発明に係るフォトインクラブタ1、Bは従来
のフォトインタラプタである。また実験は、同一の実験
器を使用し、両フォトインタラプタA、Bに印加する電
源電圧と、回路に挿入される負荷5′の値を同一にして
、受光出力の信号の出力が負荷5′によって充分飽和す
ることを条件とした。Note that A is a photointerrupter 1 according to the present invention, and B is a conventional photointerrupter. In addition, the experiment was conducted using the same experimental equipment, with the power supply voltage applied to both photointerrupters A and B and the value of the load 5' inserted into the circuit being the same, so that the output of the light receiving output signal was changed to the load 5'. The condition was that the temperature was sufficiently saturated.
第3図に示されたデータ船こよれば、従来のフォトイン
タラプタBの場合は、遮蔽材7を引き下げて光路を遮断
したとき遮断面積が大きくなる(こつれでフォトトラン
ジスタP−Trに発生した受光出力の信号の出力電圧が
徐々に減少しているが、本願発明に係るフォトインタラ
プタへの場合は、光路の遮断面積が大きくなっても受光
出力の信号の出力電圧が減少することなく直線的に水平
移行し、光路を完全に遮断したとき直線的に降下して受
光出力が0になっている。この現象は、主として発光ダ
イオードLEDとフォトトランジスタP−Trの間に、
正帰還回路が形成されているためと考えられ、この特性
はスイッチング機能に対して最適の状態を表示している
。According to the data shown in FIG. 3, in the case of the conventional photointerrupter B, when the shielding material 7 is pulled down to block the optical path, the blocking area becomes large (because of the problem that occurs in the phototransistor P-Tr). The output voltage of the light reception output signal gradually decreases, but in the case of the photointerrupter according to the present invention, even if the optical path blocking area increases, the output voltage of the light reception output signal does not decrease and remains linear. When the optical path is completely blocked, the received light output drops linearly to 0.This phenomenon is mainly caused by the
This is thought to be due to the formation of a positive feedback circuit, and this characteristic represents the optimum state for the switching function.
又光路を遮断した遮蔽材7を逆に光路が開かれるように
引き上げて行くと、フォトインタラプタBの場合は、光
路を遮断したときの電圧変化曲線をこ乗って、受光出力
の信号の出力電圧が遮蔽材7の開くにつれて徐々に上昇
するが、フォトインタラプタAの場合は、フォトトラン
ジスタP−Trからの光電流が成る値(こ達するまで受
光出力の信号の出力電圧が上昇せず、所定値に達したと
き直線的(こ上昇して光路を遮断したときの電圧変化曲
線に乗って直線的に水平移行している。In addition, when the shielding material 7 that blocked the optical path is pulled up so that the optical path is opened, in the case of photointerrupter B, the output voltage of the light reception output signal rides on the voltage change curve when the optical path was interrupted. increases gradually as the shielding material 7 opens, but in the case of the photointerrupter A, the output voltage of the light reception output signal does not rise until the photocurrent from the phototransistor P-Tr reaches a predetermined value. When it reaches , it moves linearly horizontally following the voltage change curve when it rises and blocks the optical path.
フォトインタラプタAは、明らかに所謂ヒステリシス特
性を有しているものであって、フォトトランジスタP−
Trに発生した受光出力の信号の出力波形を整形する機
能を有している。The photointerrupter A clearly has a so-called hysteresis characteristic, and the phototransistor P-
It has a function of shaping the output waveform of the light reception output signal generated in the Tr.
この場合、フォトインタラプタAは、極めて良好なスイ
ッチング特性を有し、チャタリング等を含めて誤動作の
少ないスイッチ機構を形成できる。In this case, the photointerrupter A has extremely good switching characteristics and can form a switch mechanism with less malfunction including chattering.
又フォトインタラプタ1は、ヒステリシスを有して、受
光出力の信号の出力波形を整形する機能を有しているの
で、複雑な波形整形回路を簡略化して、機器の回路を簡
易にする。Furthermore, since the photointerrupter 1 has hysteresis and has a function of shaping the output waveform of the light reception output signal, a complicated waveform shaping circuit can be simplified, and the circuit of the device can be simplified.
又フォトインタラプタ1は、従来のものに比較して端子
数を少なくすることができたので、機器としての組立て
が容易である。Furthermore, the photointerrupter 1 can be easily assembled as a device because the number of terminals can be reduced compared to conventional ones.
又フォトインタラプタ1は、構造が簡単なので、製作が
極めて容易であり、そのうえ特別な部品を使用していな
いので、量産化が容易である。Furthermore, the photointerrupter 1 has a simple structure, so it is extremely easy to manufacture, and since no special parts are used, mass production is easy.
上記の一実施例をこおいて、フォトインタラプタ1は、
発光素子2として発光ダイオードLED。Taking into account the above embodiment, the photointerrupter 1 is
A light emitting diode LED is used as the light emitting element 2.
受光素子3としてフォトトランジスタP−T’rを夫々
用いたが、発光ダイオードLED及びフォトトランジス
タP−Trの代りに、両者と同程度の機能を有するなら
ば他の素子を用いても良い。Although the phototransistors P-T'r are used as the light-receiving elements 3, other elements may be used instead of the light-emitting diode LED and the phototransistor P-Tr as long as they have functions equivalent to both.
又フォトインタラプタ1は、バイパス回路4として定電
流回路を用いたが、この定電流回路の代りに、第4図に
示す如く所要抵抗の抵抗8(第4図−イ)、定電流ダイ
オード9(第4図−口)、または三端子レギュレータ1
0(第4図−八)の何れかを用いても良い。Further, the photointerrupter 1 uses a constant current circuit as the bypass circuit 4, but instead of this constant current circuit, as shown in FIG. Figure 4-port) or three-terminal regulator 1
0 (Fig. 4-8) may be used.
又フォトインタラプタ1は、第5図に示す如くバイパス
回路4の接続点を切り放して外部接続端子に導きリセッ
ト端子11を設けることにより受光出力の信号を保留で
きるフォトインタラプタ1′を形成することができる。Further, the photointerrupter 1 can form a photointerrupter 1' that can suspend the received light output signal by disconnecting the connection point of the bypass circuit 4 and providing a reset terminal 11 that leads to an external connection terminal, as shown in FIG. .
このフォトインタラプタ1′においては、リセット端子
11からバイパス回路4を介して発光素子2に発光電流
を流すことにより通常動作状態にする。In this photointerrupter 1', a light emitting current is caused to flow through the light emitting element 2 from the reset terminal 11 through the bypass circuit 4 to bring it into a normal operating state.
(発明の効果) 本発明は上記の構成を有するので次の効果を奏する。(Effect of the invention) Since the present invention has the above configuration, it has the following effects.
(1)極めて良好なスイッチング特性を有して、チャタ
リング等を含めた誤動作の少ないスイッチ機構を形成で
きて、需要家の要望を充足させることができる。(1) It is possible to form a switch mechanism with extremely good switching characteristics and less malfunctions including chattering, thereby satisfying the needs of customers.
(2)回路にヒステリシスを有して受光出力を検出した
信号の出力波形を整形する機能を有して、整形回路の簡
略化ができて、さらに端子数を少なくすることができて
、組立を容易にして、機器の原価低減を計ることができ
る。(2) The circuit has a function of shaping the output waveform of the signal that detects the received light output with hysteresis, which simplifies the shaping circuit and reduces the number of terminals, making assembly easier. This makes it easy to reduce the cost of equipment.
(3)構造が簡単なので、製作が極めて容易であり、そ
のうえ特別な部品を使用していないので量産化を計るこ
とができ、前(2)項と相俟って需要家に安価で提供で
きる。(3) Since the structure is simple, it is extremely easy to manufacture, and since no special parts are used, mass production can be planned. Combined with the above (2), it can be provided to customers at low cost. .
(4)上記各項が相俟って販売増強に貢献して、企業利
益の増進に寄与する。(4) The above items work together to increase sales and contribute to increasing corporate profits.
第1図〜第3図は本発明の一実施例で、第1図び基本回
路図、第2図が機能作用を説明するための一部簡略した
回路図、第3図が光路を遮蔽材で開閉した場合における
遮蔽材の移動距離と受光出力を検出した信号の出力電圧
との関係図、第4図はバイパス回路の他の例を示す一部
簡略した回路図、第5図は基本回路にリセット端子を設
けた他の例を示す一部簡略した回路図、第6図は従来の
フォトインタラプタを示す概略図である。
1.1・・・フォトインクラブタ
2・−・発光素子 3・・・受光素子4・・・
バイパス回路 5,5・・・負荷6・・・電源
7・・・遮蔽材8・・・抵抗
9・・・低電流ダイオード10・・・三端子レギュレー
タ
P−Tr・・・フォトトランジスタ
LED・・・発光ダイオードFigures 1 to 3 show one embodiment of the present invention. Figure 1 is a basic circuit diagram, Figure 2 is a partially simplified circuit diagram for explaining the function, and Figure 3 is a shielding material for the optical path. Figure 4 is a partially simplified circuit diagram showing another example of a bypass circuit, and Figure 5 is a basic circuit. FIG. 6 is a partially simplified circuit diagram showing another example in which a reset terminal is provided in the conventional photointerrupter. 1.1... Photo ink converter 2... Light emitting element 3... Light receiving element 4...
Bypass circuit 5, 5...Load 6...Power supply
7... Shielding material 8... Resistance
9...Low current diode 10...Three terminal regulator P-Tr...Phototransistor LED...Light emitting diode
Claims (4)
を形成し、該受光素子に自己復帰できる値に負方向に対
して制限を加えるバイパス回路を並列接続したことを特
徴とするヒステリシスを有して端子数の少ないフォトイ
ンタラプタ。(1) A hysteresis system characterized by connecting a light emitting element and a light receiving element in series to form a positive feedback circuit, and connecting the light receiving element in parallel with a bypass circuit that limits the self-returnable value in the negative direction. A photo interrupter with a small number of terminals.
トランジスタであることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のフォトインタラプタ。(2) The photointerrupter according to claim 1, wherein the light emitting element is a light emitting diode and the light receiving element is a phototransistor.
とする特許請求の範囲第1項または第2項記載のフォト
インタラプタ。(3) The photointerrupter according to claim 1 or 2, wherein the bypass circuit is constituted by a constant current circuit.
は三端子レギュレーターの何れかで構成したことを特徴
とする特許請求の範囲第1項または第2項記載のフォト
インタラプタ。(4) The photointerrupter according to claim 1 or 2, wherein the bypass circuit is composed of a resistor, a constant current diode, or a three-terminal regulator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2033405A JPH03236285A (en) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | Photointerrupter with hysteresis having small number of terminals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2033405A JPH03236285A (en) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | Photointerrupter with hysteresis having small number of terminals |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03236285A true JPH03236285A (en) | 1991-10-22 |
Family
ID=12385691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2033405A Pending JPH03236285A (en) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | Photointerrupter with hysteresis having small number of terminals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03236285A (en) |
-
1990
- 1990-02-13 JP JP2033405A patent/JPH03236285A/en active Pending
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