JPH033417B2 - - Google Patents
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- JPH033417B2 JPH033417B2 JP59224554A JP22455484A JPH033417B2 JP H033417 B2 JPH033417 B2 JP H033417B2 JP 59224554 A JP59224554 A JP 59224554A JP 22455484 A JP22455484 A JP 22455484A JP H033417 B2 JPH033417 B2 JP H033417B2
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- Japan
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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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- Electronic Switches (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は被検知物体からの反射光を利用した光
電スイツチに関するものである。
電スイツチに関するものである。
［背景技術］
この種の光電スイツチとしては、第３図ａに示
すように反射光の有無によつて物体の存在を検知
する拡散反射型と、第４図ａおよびｂに示すよう
に反射光の受光部への入射角によつて物体までの
距離を検知する距離検知型とがある。
すように反射光の有無によつて物体の存在を検知
する拡散反射型と、第４図ａおよびｂに示すよう
に反射光の受光部への入射角によつて物体までの
距離を検知する距離検知型とがある。
まず拡散反射型は第３図ａに示すように、物体
表面からの拡散反射光を受光素子２で受光し、受
光回路３で電圧信号に変換したのち、対数増幅回
路４で対数変換し、その出力Vinを物体検知用比
較回路５に入力して、感度を調整するための検知
レベル設定電圧Vaと比較し、Vinの方が大きい
ときには検知信号を出力する。信号処理回路９で
は発振回路１４からの同期信号により、ドライブ
回路１３で投光素子１１から光ビームＰを発生さ
せているタイミングで比較回路５の出力をサンプ
リングして外光ノイズを除去しており、この信号
処理回路９の出力をリレーなどよりなる出力回路
１５と検知表示部１６とに加えている。また余裕
表示部１７は受光信号レベルと動作限界レベルと
の間に余裕があるかどうか、換言すればレンズの
清掃などを必要としているかどうかを表示するた
めのものであり、余裕レベル設定回路７から上述
の検知レベル設定電圧Vaよりも若干余裕のある
余裕表示設定電圧Vbが出力され、余裕表示用比
較回路８によつて受光信号電圧をこの余裕表示設
定電圧Vbと比較し、比較回路８の出力によつて
余裕表示部１７を点灯制御している。
表面からの拡散反射光を受光素子２で受光し、受
光回路３で電圧信号に変換したのち、対数増幅回
路４で対数変換し、その出力Vinを物体検知用比
較回路５に入力して、感度を調整するための検知
レベル設定電圧Vaと比較し、Vinの方が大きい
ときには検知信号を出力する。信号処理回路９で
は発振回路１４からの同期信号により、ドライブ
回路１３で投光素子１１から光ビームＰを発生さ
せているタイミングで比較回路５の出力をサンプ
リングして外光ノイズを除去しており、この信号
処理回路９の出力をリレーなどよりなる出力回路
１５と検知表示部１６とに加えている。また余裕
表示部１７は受光信号レベルと動作限界レベルと
の間に余裕があるかどうか、換言すればレンズの
清掃などを必要としているかどうかを表示するた
めのものであり、余裕レベル設定回路７から上述
の検知レベル設定電圧Vaよりも若干余裕のある
余裕表示設定電圧Vbが出力され、余裕表示用比
較回路８によつて受光信号電圧をこの余裕表示設
定電圧Vbと比較し、比較回路８の出力によつて
余裕表示部１７を点灯制御している。
同図ｂは対数増幅回路４の構成を示したもの
で、オペアンプG0とフイードバツクダイオード
D0を用いて受光信号出力を対数変換することに
より、物体までの距離と検出信号レベルとを比例
させてダイナミツクレンジを拡大し、精度の高い
検出を可能にするものである。
で、オペアンプG0とフイードバツクダイオード
D0を用いて受光信号出力を対数変換することに
より、物体までの距離と検出信号レベルとを比例
させてダイナミツクレンジを拡大し、精度の高い
検出を可能にするものである。
しかしながら上記の従来構成には次のような問
題点があつた。すなわち検知レベル設定回路６と
余裕レベル設定回路７を個々に設けているのは、
検知レベル設定電圧Vaと余裕表示設定電圧Vbと
を互いに独立に設定するためであるが、両設定回
路６および７はいずれも上記の対数増幅回路４の
温度補償を行なうために、同図ｃに示すように、
定電流源J1あるいはJ2で発生した信号をオペアン
プG1，G2およびシリコンダイオードD1，D2より
なる対数増幅器で対数変換しており、その出力電
圧VaおよびVbをそれぞれの比較回路５および８
に入力している。すなわち対数増幅回路４はリコ
ンダイオードの対数特性を利用しており、その温
度特性はPN接合の温度変化に伴なうキヤリア濃
度の変化などに依存しているために、この出力信
号と比較するための基準レベル設定回路をサーミ
スタなどを用いた安価な温度補償回路で構成して
も対数増幅回路４と同等の温度特性を持たせるこ
とは不可能であり、両レベル設定回路６および７
に対数増幅回路４と同一の回路を使用しない限り
適切な温度補償方法がないからである。しかしこ
のようにして各レベル設定回路毎に対数増幅器を
用いることは、それぞれに高精度のオペアンプを
必要とするのできわめて不経済であるという問題
があつた。
題点があつた。すなわち検知レベル設定回路６と
余裕レベル設定回路７を個々に設けているのは、
検知レベル設定電圧Vaと余裕表示設定電圧Vbと
を互いに独立に設定するためであるが、両設定回
路６および７はいずれも上記の対数増幅回路４の
温度補償を行なうために、同図ｃに示すように、
定電流源J1あるいはJ2で発生した信号をオペアン
プG1，G2およびシリコンダイオードD1，D2より
なる対数増幅器で対数変換しており、その出力電
圧VaおよびVbをそれぞれの比較回路５および８
に入力している。すなわち対数増幅回路４はリコ
ンダイオードの対数特性を利用しており、その温
度特性はPN接合の温度変化に伴なうキヤリア濃
度の変化などに依存しているために、この出力信
号と比較するための基準レベル設定回路をサーミ
スタなどを用いた安価な温度補償回路で構成して
も対数増幅回路４と同等の温度特性を持たせるこ
とは不可能であり、両レベル設定回路６および７
に対数増幅回路４と同一の回路を使用しない限り
適切な温度補償方法がないからである。しかしこ
のようにして各レベル設定回路毎に対数増幅器を
用いることは、それぞれに高精度のオペアンプを
必要とするのできわめて不経済であるという問題
があつた。
次に距離検知型は第４図ａに示すように、投受
光器を側方に互いに所定間隔を隔てて併置し、投
光素子１１から投光光学系１２を経て照射される
光ビームＰが被検知物体Ｘの表面で拡散反射さ
れ、その反射光Ｒが受光光学系１で集光される際
に、集光点Ｓが被検知物体Ｘまでの距離Ｌに応じ
て側方へ変位することを利用して、被検知物体Ｘ
が検知エリアに存在するかどうかを検出するもの
であり、その回路構成は同図ｂに示すように、集
光面内に併置された２個の受光素子２ａ，２ｂあ
るいは半導体位置検出素子（PSD）の出力電流
をそれぞれ受光回路３ａ，３ｂで信号電圧に変換
し、さらに対数増幅回路４ａ，４ｂで対数変換し
たのち差動増幅回路１８に入力し、その差出力を
距離検知用比較回路１９の信号入力Vdとして、
検知距離設定回路２０から供給される基準電圧
Vcと比較するものである。この場合にも２つの
対数変換回路出力のうちの一方Vinを余裕表示用
比較回路８へ入力して受光信号レベルと動作限界
レベルとの間に充分な余裕があるかどうかを表示
し、さらに余裕表示ランプが消えたのちは、受光
信号レベルが動作限界レベル以上あるかどうかを
検出することにより、誤動作せずに動作可能であ
るかどうかを表示する必要があり、そのための動
作表示用比較回路２１と動作表示部２２が必要で
ある。
光器を側方に互いに所定間隔を隔てて併置し、投
光素子１１から投光光学系１２を経て照射される
光ビームＰが被検知物体Ｘの表面で拡散反射さ
れ、その反射光Ｒが受光光学系１で集光される際
に、集光点Ｓが被検知物体Ｘまでの距離Ｌに応じ
て側方へ変位することを利用して、被検知物体Ｘ
が検知エリアに存在するかどうかを検出するもの
であり、その回路構成は同図ｂに示すように、集
光面内に併置された２個の受光素子２ａ，２ｂあ
るいは半導体位置検出素子（PSD）の出力電流
をそれぞれ受光回路３ａ，３ｂで信号電圧に変換
し、さらに対数増幅回路４ａ，４ｂで対数変換し
たのち差動増幅回路１８に入力し、その差出力を
距離検知用比較回路１９の信号入力Vdとして、
検知距離設定回路２０から供給される基準電圧
Vcと比較するものである。この場合にも２つの
対数変換回路出力のうちの一方Vinを余裕表示用
比較回路８へ入力して受光信号レベルと動作限界
レベルとの間に充分な余裕があるかどうかを表示
し、さらに余裕表示ランプが消えたのちは、受光
信号レベルが動作限界レベル以上あるかどうかを
検出することにより、誤動作せずに動作可能であ
るかどうかを表示する必要があり、そのための動
作表示用比較回路２１と動作表示部２２が必要で
ある。
上記の構成において、距離検知用比較回路１９
の入力信号Vdは両対数増幅回路４ａ，４ｂの出
力の差をとることによつて、その温度誤差は互い
に相殺されており、したがつて検知距離設定回路
２０には対数増幅器を必要としないが、動作表示
用比較回路２１および余裕表示用比較回路８にそ
れぞれ基準電圧を供給するための動作レベル設定
回路２３および余裕レベル設定回路７には、対数
変換出力Vinの温度誤差を補償するための対数増
幅器を必要とし、やはり第３図の拡散反射型の場
合と同様、各設定回路毎に高価な対数増幅器を必
要とするという問題があつた。
の入力信号Vdは両対数増幅回路４ａ，４ｂの出
力の差をとることによつて、その温度誤差は互い
に相殺されており、したがつて検知距離設定回路
２０には対数増幅器を必要としないが、動作表示
用比較回路２１および余裕表示用比較回路８にそ
れぞれ基準電圧を供給するための動作レベル設定
回路２３および余裕レベル設定回路７には、対数
変換出力Vinの温度誤差を補償するための対数増
幅器を必要とし、やはり第３図の拡散反射型の場
合と同様、各設定回路毎に高価な対数増幅器を必
要とするという問題があつた。
［発明の目的］
本発明は上記の問題点に鑑み為されたものであ
り、その目的とするところは、対数増幅回路に対
して適正な温度補償を行なうことができる上に、
複数の比較回路に供給するための互いに独立な基
準レベルを単一の対数増幅器によつて発生し得る
レベル設定部の回路構成を提供するにある。
り、その目的とするところは、対数増幅回路に対
して適正な温度補償を行なうことができる上に、
複数の比較回路に供給するための互いに独立な基
準レベルを単一の対数増幅器によつて発生し得る
レベル設定部の回路構成を提供するにある。
［発明の開示］
しかして本発明は、被検知物体からの反射光の
受光信号を対数増幅回路で対数変換し、該対数変
換出力を第１の比較回路で第１の基準レベル設定
電圧と比較すると共に上記対数変換出力を第２の
比較回路で第２の基準レベル設定電圧と比較する
ようにした光電スイツチにおいて、基準電圧を対
数変換する対数増幅器の出力端をそれぞれレベル
設定用抵抗を介して上記両比較回路の基準入力端
に接続すると共に、各抵抗にそれぞれ定電流源か
ら電流を供給するようにした点に特徴を有するも
のであり、レベル設定部の対数増幅器の出力端の
電圧が各レベル設定用抵抗の値やその抵抗に定電
流源から供給される電流の値に影響されないよう
にして、単一の対数増幅器による複数の基準レベ
ルの設定を可能にしたものである。
受光信号を対数増幅回路で対数変換し、該対数変
換出力を第１の比較回路で第１の基準レベル設定
電圧と比較すると共に上記対数変換出力を第２の
比較回路で第２の基準レベル設定電圧と比較する
ようにした光電スイツチにおいて、基準電圧を対
数変換する対数増幅器の出力端をそれぞれレベル
設定用抵抗を介して上記両比較回路の基準入力端
に接続すると共に、各抵抗にそれぞれ定電流源か
ら電流を供給するようにした点に特徴を有するも
のであり、レベル設定部の対数増幅器の出力端の
電圧が各レベル設定用抵抗の値やその抵抗に定電
流源から供給される電流の値に影響されないよう
にして、単一の対数増幅器による複数の基準レベ
ルの設定を可能にしたものである。
第１図は本発明光電スイツチの一実施例を示し
たものである。同図ａにおいて、受光素子２の出
力電流を受光回路３にて電圧信号に変換し、さら
に対数増幅回路４を用いて対数変換して、その出
力信号Vinを第１の比較回路５に入力し、第１の
基準レベル設定電圧Vaと比較すると共に、第２
の比較回路８において受光信号電圧Vinと第２の
基準レベル設定電圧Vbとを比較する。これらの
第１および第２の比較回路５および８は、第３図
ａの拡散反射型の実施例にあつては、それぞれ物
体検知用比較回路５および余裕表示用表示用比較
回路８に相当し、第４図ｂの距離検知型実施例に
あつては、それぞれ動作表示用比較回路２１およ
び余裕表示用比較回路８に相当しており、本発明
はこれらの比較回路に印加する２種類の基準レベ
ル設定電圧VaおよびVbを単一のレベル設定部１
０から供給するようにしたものである。
たものである。同図ａにおいて、受光素子２の出
力電流を受光回路３にて電圧信号に変換し、さら
に対数増幅回路４を用いて対数変換して、その出
力信号Vinを第１の比較回路５に入力し、第１の
基準レベル設定電圧Vaと比較すると共に、第２
の比較回路８において受光信号電圧Vinと第２の
基準レベル設定電圧Vbとを比較する。これらの
第１および第２の比較回路５および８は、第３図
ａの拡散反射型の実施例にあつては、それぞれ物
体検知用比較回路５および余裕表示用表示用比較
回路８に相当し、第４図ｂの距離検知型実施例に
あつては、それぞれ動作表示用比較回路２１およ
び余裕表示用比較回路８に相当しており、本発明
はこれらの比較回路に印加する２種類の基準レベ
ル設定電圧VaおよびVbを単一のレベル設定部１
０から供給するようにしたものである。
第１図ｂはレベル設定部１０の回路構成を示し
たもので、オペアンプG1およびシリコンダイオ
ードD1よりなる対数増幅器Ａによつて定電流源
J0で発生した基準電流I0を対数変換し、その出力
端を抵抗R1を介して第１の比較回路５に接続す
ると共に、抵抗R2を介して第２の比較回路８に
接続し、各抵抗R1およびR2の出力側にそれぞれ
定電流源J1およびJ2を接続している。このように
構成すれば、各基準レベル設定電圧VaおよびVb
は、 Va＝V0＋I1×R1 Vb＝V0＋I2×R2 となつて、対数変換された基準電圧V0をそれぞ
れ任意の値だけレベルシフトして得ることができ
る。また抵抗値R1，R2あるいは電流値I1，I2を可
変にすれば、それぞれ他の設定レベルに影響を与
えることなく調整することが可能である。
たもので、オペアンプG1およびシリコンダイオ
ードD1よりなる対数増幅器Ａによつて定電流源
J0で発生した基準電流I0を対数変換し、その出力
端を抵抗R1を介して第１の比較回路５に接続す
ると共に、抵抗R2を介して第２の比較回路８に
接続し、各抵抗R1およびR2の出力側にそれぞれ
定電流源J1およびJ2を接続している。このように
構成すれば、各基準レベル設定電圧VaおよびVb
は、 Va＝V0＋I1×R1 Vb＝V0＋I2×R2 となつて、対数変換された基準電圧V0をそれぞ
れ任意の値だけレベルシフトして得ることができ
る。また抵抗値R1，R2あるいは電流値I1，I2を可
変にすれば、それぞれ他の設定レベルに影響を与
えることなく調整することが可能である。
また上記の実施例は単一の対数増幅器を用いて
２種の基準レベルを供給するものであるが、例え
ば拡散反射型において、検知レベルと余裕レベル
の他の動作可能かどうかを表示するための動作限
界レベルを必要とする場合がある。第２図ａの実
施例は、比較回路が３個以上に増加した場合を示
したものであり、この場合にも定電流源J1乃至J5
の電流値または各抵抗値R1乃至R5を可変にして
それぞれの設定レベルを互いに影響なく調整する
ことができる。同図ｂは物体検知時の受光信号
Vinと各設定電圧V1乃至V5との関係を示したも
のである。
２種の基準レベルを供給するものであるが、例え
ば拡散反射型において、検知レベルと余裕レベル
の他の動作可能かどうかを表示するための動作限
界レベルを必要とする場合がある。第２図ａの実
施例は、比較回路が３個以上に増加した場合を示
したものであり、この場合にも定電流源J1乃至J5
の電流値または各抵抗値R1乃至R5を可変にして
それぞれの設定レベルを互いに影響なく調整する
ことができる。同図ｂは物体検知時の受光信号
Vinと各設定電圧V1乃至V5との関係を示したも
のである。
［発明の効果］
本発明は上述のように、被検知物体からの反射
光レベルを複数の基準レベルと比較するための複
数の比較回路を備えた光電スイツチにおいて、単
一の対数増幅器から複数の基準レベルを互いに独
立に供給することができるので、受光信号のダイ
ナミツクレンジを拡大するために設けた対数増幅
回路の温度補償を各比較回路毎に行なう必要がな
く、個々の対数増幅器を設けていた従来例に比し
高価なオペアンプの使用個数を節減し得るという
利点がある。
光レベルを複数の基準レベルと比較するための複
数の比較回路を備えた光電スイツチにおいて、単
一の対数増幅器から複数の基準レベルを互いに独
立に供給することができるので、受光信号のダイ
ナミツクレンジを拡大するために設けた対数増幅
回路の温度補償を各比較回路毎に行なう必要がな
く、個々の対数増幅器を設けていた従来例に比し
高価なオペアンプの使用個数を節減し得るという
利点がある。
第１図ａは本発明光電スイツチの一実施例のブ
ロツク図、ｂは同上の要部回路図、第２図ａは本
発明光電スイツチの他の実施例を示す要部回路
図、ｂは同上の動作説明図、第３図ａは従来の光
電スイツチのブロツク回路図、ｂおよびｃは同上
の要部回路図、第４図ａは他の従来例の原理説明
図、ｂは同上のブロツク図である。 １は受光光学系、２は受光素子、３は受光回
路、４は対数増幅回路、５は第１の比較回路また
は物体検知用比較回路、６は検知レベル設定回
路、７は余裕レベル設定回路、８は第２の比較回
路または余裕表示用比較回路、９は信号処理回
路、１０はレベル設定部、１１は投光素子、１２
は投光光学系、１３はドライブ回路、１４は発振
回路、１５は出力回路、１６は検知表示部、１７
は余裕表示部、１８は差動増幅回路、１９は距離
検知用比較回路、２０は検知距離設定回路、２１
は第１の比較回路または動作表示用比較回路、２
２は動作表示部、２３は動作レベル設定回路、Ａ
は対数増幅器、G0，G1，G2はオペアンプ、D0，
D1，D2はシリコンダイオード、J1〜J5は定電流
源、R1〜R5は抵抗、Vinは対数変換出力、Vaは
第１の基準レベル設定電圧、Vbは第２の基準レ
ベル設定電圧。
ロツク図、ｂは同上の要部回路図、第２図ａは本
発明光電スイツチの他の実施例を示す要部回路
図、ｂは同上の動作説明図、第３図ａは従来の光
電スイツチのブロツク回路図、ｂおよびｃは同上
の要部回路図、第４図ａは他の従来例の原理説明
図、ｂは同上のブロツク図である。 １は受光光学系、２は受光素子、３は受光回
路、４は対数増幅回路、５は第１の比較回路また
は物体検知用比較回路、６は検知レベル設定回
路、７は余裕レベル設定回路、８は第２の比較回
路または余裕表示用比較回路、９は信号処理回
路、１０はレベル設定部、１１は投光素子、１２
は投光光学系、１３はドライブ回路、１４は発振
回路、１５は出力回路、１６は検知表示部、１７
は余裕表示部、１８は差動増幅回路、１９は距離
検知用比較回路、２０は検知距離設定回路、２１
は第１の比較回路または動作表示用比較回路、２
２は動作表示部、２３は動作レベル設定回路、Ａ
は対数増幅器、G0，G1，G2はオペアンプ、D0，
D1，D2はシリコンダイオード、J1〜J5は定電流
源、R1〜R5は抵抗、Vinは対数変換出力、Vaは
第１の基準レベル設定電圧、Vbは第２の基準レ
ベル設定電圧。
Claims (1)
- １ 被検知物体からの反射光の受光信号を対数増
幅回路で対数変換し、該対数変換出力を第１の比
較回路で第１の基準レベル設定電圧と比較すると
共に、上記対数変換出力を第２の比較回路で第２
の基準レベル設定電圧と比較するようにした光電
スイツチにおいて、基準電圧を対数変換する対数
増幅器の出力端をそれぞれレベル設定用抵抗を介
して上記両比較回路の基準入力端に接続すると共
に、各抵抗にそれぞれ定電流源から電流を供給す
るようにして成ることを特徴とする光電スイツ
チ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59224554A JPS61102817A (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | 光電スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59224554A JPS61102817A (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | 光電スイツチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61102817A JPS61102817A (ja) | 1986-05-21 |
| JPH033417B2 true JPH033417B2 (ja) | 1991-01-18 |
Family
ID=16815598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59224554A Granted JPS61102817A (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | 光電スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61102817A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2545529Y2 (ja) * | 1990-04-18 | 1997-08-25 | オムロン株式会社 | 光電スイッチ |
| JP3724397B2 (ja) * | 2000-08-09 | 2005-12-07 | オムロン株式会社 | 多光軸光電センサ |
-
1984
- 1984-10-25 JP JP59224554A patent/JPS61102817A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61102817A (ja) | 1986-05-21 |
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