JPH0548967B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0548967B2 JPH0548967B2 JP10440286A JP10440286A JPH0548967B2 JP H0548967 B2 JPH0548967 B2 JP H0548967B2 JP 10440286 A JP10440286 A JP 10440286A JP 10440286 A JP10440286 A JP 10440286A JP H0548967 B2 JPH0548967 B2 JP H0548967B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- light
- output
- reflected light
- differential amplifier
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は投射した光の反射光量を受光し、こ
の受光出力を所定量と比較して対象物の有無を検
知する反射式光電スイツチに関する。
の受光出力を所定量と比較して対象物の有無を検
知する反射式光電スイツチに関する。
従来の反射式光電スイツチは、対象物にパルス
光を投射し、このパルス光が反射して受光素子に
到達する受光量を検出し、この受光量が所定の値
に達したときに対象物が存在すると判断して検出
信号を出力する。パルス光を用いるのは周囲から
入射する漏洩光と区別するためである。しかし、
受光素子に到達する反射光量は対象物の大きさ、
その反射率などにより異なり、受光素子の受光面
積によつても異なるから基準となる受光量をその
都度定めなければならず、熟練を要し、特に移動
する対象物に対してはその安定した動作点を得る
のが極めて困難であるという欠点があつた。
光を投射し、このパルス光が反射して受光素子に
到達する受光量を検出し、この受光量が所定の値
に達したときに対象物が存在すると判断して検出
信号を出力する。パルス光を用いるのは周囲から
入射する漏洩光と区別するためである。しかし、
受光素子に到達する反射光量は対象物の大きさ、
その反射率などにより異なり、受光素子の受光面
積によつても異なるから基準となる受光量をその
都度定めなければならず、熟練を要し、特に移動
する対象物に対してはその安定した動作点を得る
のが極めて困難であるという欠点があつた。
そこで、本発明の目的は、対象物の大きさや反
射率の相違または受光素子の受光面積の相違に対
し無関係に所定の感度で検出できる反射式光電ス
イツチを提供することにある。
射率の相違または受光素子の受光面積の相違に対
し無関係に所定の感度で検出できる反射式光電ス
イツチを提供することにある。
前述の目的を達成するために本発明は、パルス
電流で点灯し対象物に投射する光源と、前記対象
物からの反射光を共通の反射光域内で受光するほ
ぼ同一特性の一対の受光素子と、この一対の受光
素子によりそれぞれ得られる前記パルス電圧と互
いに他方の受光素子により得られる前記パルス電
圧を所定の比率で分圧した分圧電圧とを比較する
２個の差動増幅器と、この２個の差動増幅器のう
ちの出力の高い方の電圧を所定レベルと比較する
コンパレータとを備えてなることを特徴とする。
電流で点灯し対象物に投射する光源と、前記対象
物からの反射光を共通の反射光域内で受光するほ
ぼ同一特性の一対の受光素子と、この一対の受光
素子によりそれぞれ得られる前記パルス電圧と互
いに他方の受光素子により得られる前記パルス電
圧を所定の比率で分圧した分圧電圧とを比較する
２個の差動増幅器と、この２個の差動増幅器のう
ちの出力の高い方の電圧を所定レベルと比較する
コンパレータとを備えてなることを特徴とする。
一対の受光素子により得られる出力が互いに他
方の出力に対し所定の割合に達したとき、検出信
号を出力することにより、対象物の大きさや反射
率または受光面積に無関係に所定位置で対象物の
検出を行うことができる。
方の出力に対し所定の割合に達したとき、検出信
号を出力することにより、対象物の大きさや反射
率または受光面積に無関係に所定位置で対象物の
検出を行うことができる。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図
基づいて詳細に説明する。第１図において、発光
ダイオード１は発振回路２からのパルス電流に
より発光し、光学系を介して対象物２４に投光す
る。一対のほぼ同一特性のホトダイオード３，４
は互いに並べて配置され、それぞれ抵抗５，６と
直列に接続して制御電圧Vccに接続されている。
ホトダイオード３と抵抗５の接続点はコンデンサ
７を介して差動増幅器９の反転入力端に接続さ
れ、ホトダイオード４と抵抗６の接続点はコンデ
ンサ８を介して差動増幅器１０の反転入力端に接
続されている。また、差動増幅器９の反転入力端
の入力は分圧抵抗１１，１２で分圧され、差動増
幅器１０の非反転入力端に接続され、差動増幅器
１０の反転入力端の入力は分圧抵抗１３，１４で
分圧され、差動増幅器９の非反転入力端に接続さ
れている。すなわち、それぞれのホトダイオード
３，４のオン・オフにより得られる出力の交流分
はそれぞれ差動増幅器９，１０の反転入力とする
とともに互いに他方のホトダイオード４，３のオ
ン・オフにより得られる出力の交流分をそれぞれ
分圧抵抗１３，１４と分圧抵抗１１，１２で分圧
して、この電圧を両差動増幅器９，１０の基準電
圧として印加する。抵抗１５，１６はそれぞれ差
動増幅器９，１０の出力端と反転入力端に接続さ
れた帰還抵抗である。前記差動増幅器９の出力端
はトランジスタ１７のベースに接続され差動増幅
器１０の出力端はトランジスタ１８のベースに接
続され、この両トランジスタ１７，１８のエミツ
タ側は、一端が負の制御電源−Veeに接続された
共通の抵抗１９に接続されている。また、この両
トランジスタ１７，１８のコレクタ側には制御電
源Vccが印加されている。このように両トランジ
スタ１７，１８のエミツタが共通の抵抗１９に接
続されていると、抵抗１９の両端の電圧降下（電
圧V5）は両差動増幅器９，１０の大きい方の出
力電圧からトランジスタのベース・エミツタの順
電圧降下分だけ低い電圧が電圧V5としてそれ以
降の回路を動作させる。両トランジスタ１７，１
８のエミツタはコンパレータ２０を介してアンド
回路２１の一方の入力端に接続されている。この
アンド回路２１の他方の入力端には発振回路２の
出力端が接続されている。アンド回路２１の出力
端は積分回路２２を介して出力トランジスタ２３
のベースに接続され、トランジスタ２３が出力回
路を形成する。
基づいて詳細に説明する。第１図において、発光
ダイオード１は発振回路２からのパルス電流に
より発光し、光学系を介して対象物２４に投光す
る。一対のほぼ同一特性のホトダイオード３，４
は互いに並べて配置され、それぞれ抵抗５，６と
直列に接続して制御電圧Vccに接続されている。
ホトダイオード３と抵抗５の接続点はコンデンサ
７を介して差動増幅器９の反転入力端に接続さ
れ、ホトダイオード４と抵抗６の接続点はコンデ
ンサ８を介して差動増幅器１０の反転入力端に接
続されている。また、差動増幅器９の反転入力端
の入力は分圧抵抗１１，１２で分圧され、差動増
幅器１０の非反転入力端に接続され、差動増幅器
１０の反転入力端の入力は分圧抵抗１３，１４で
分圧され、差動増幅器９の非反転入力端に接続さ
れている。すなわち、それぞれのホトダイオード
３，４のオン・オフにより得られる出力の交流分
はそれぞれ差動増幅器９，１０の反転入力とする
とともに互いに他方のホトダイオード４，３のオ
ン・オフにより得られる出力の交流分をそれぞれ
分圧抵抗１３，１４と分圧抵抗１１，１２で分圧
して、この電圧を両差動増幅器９，１０の基準電
圧として印加する。抵抗１５，１６はそれぞれ差
動増幅器９，１０の出力端と反転入力端に接続さ
れた帰還抵抗である。前記差動増幅器９の出力端
はトランジスタ１７のベースに接続され差動増幅
器１０の出力端はトランジスタ１８のベースに接
続され、この両トランジスタ１７，１８のエミツ
タ側は、一端が負の制御電源−Veeに接続された
共通の抵抗１９に接続されている。また、この両
トランジスタ１７，１８のコレクタ側には制御電
源Vccが印加されている。このように両トランジ
スタ１７，１８のエミツタが共通の抵抗１９に接
続されていると、抵抗１９の両端の電圧降下（電
圧V5）は両差動増幅器９，１０の大きい方の出
力電圧からトランジスタのベース・エミツタの順
電圧降下分だけ低い電圧が電圧V5としてそれ以
降の回路を動作させる。両トランジスタ１７，１
８のエミツタはコンパレータ２０を介してアンド
回路２１の一方の入力端に接続されている。この
アンド回路２１の他方の入力端には発振回路２の
出力端が接続されている。アンド回路２１の出力
端は積分回路２２を介して出力トランジスタ２３
のベースに接続され、トランジスタ２３が出力回
路を形成する。
発振回路２の発振で発光ダイオード１にパルス
電流〔第４図イ参照〕が流れ、発光ダイオード
１がパルス点灯してこの光を光学系により対象物
２４に投射する。対象物２４は投射光を反射して
第２図に示すような反射光域２５を形成する。第
２図はこの反射光域２５と両ホトトランジスタ
３，４の配置を示す。両ホトトランジスタ３，４
は対象物２４からの反射光を受光すると導通する
のでこの反射光がパルス光ではそれぞれのホトダ
イオード３，４のアノードとカソードとの間に生
じるパルス電圧〔第４図ロ，ハ参照〕となり、コ
ンデンサ７，８を介して外部から進入する漏洩光
で生じる直流成分が除去され、それぞれパルス電
圧V1，V2として差動増幅器９，１０の反転入力
端に入力する。また、電圧V1は分圧抵抗１１，
１２で分圧されて差動増幅器１０の非反転入力端
に基準電圧V3〔第４図ニ参照〕として印加され、
電圧V2は分圧抵抗１３，１４で分圧されて差動
増幅器９の非反転入力端に基準電圧V4〔第４図ホ
参照〕として印加される。この両電圧V1，V2は
対象物２４の移動により反射光域２５がＹ矢印方
向に移動するものと仮定し、ホトダイオード３の
左辺３ａと反射光域２５の右辺２５ａとの距離を
Ｘとすると、第３図で実線で示すように距離Ｘの
増加とともに、まず電圧V1が上昇し、続いて電
圧V2が上昇し、ついには両電圧V1，V2ともに一
定値に達する。また、基準電圧V3は第４図ニに
示すように電圧V1よりも所定比率で低い値とな
る。ここで、差動増幅器１０は基準電圧V3とパ
ルス電圧V2との差を増幅し〔第４図ヘ参照〕、第
３図に示すX1点より左の領域で正の出力電圧、
第３図に示すX1点よりも右の領域で負の出力電
圧を発生する。トランジスタ１８はエミツタホロ
ワとして動作し、抵抗１９に第４図ヘに示すV3
−V2からトランジスタ１８のベース・エミツタ
順電圧降下分だけ低い電圧V5を出力する。一方、
差動増幅器９は基準電圧V4とパルス電圧V1との
差を増幅〔第４図ト参照〕してトランジスタ１７
に出力するが、このとき、トランジスタ１８への
入力がトランジスタ１７への入力よりも大きくト
ランジスタ１８が導通して抵抗１９に出力電圧
V5が生じていることによりトランジスタ１７は
不導通のままである。コンパレータ２０は、前記
電圧V5が所定レベルを下回つたときに受光出力
電圧V6〔第４図チ参照〕を発生し、アンド回路２
１の一方の入力端に入力する。このアンド回路２
１の他方の入力端には発振回路２の出力電圧が印
加されているから、この発振回路２の出力電圧と
受光出力電圧V6とが同期したとき、言い換えれ
ば受光出力電圧V6がノイズでないときにこれを
通過させ、積分回路２２に入力する。積分回路２
２は受光出力電圧V6を積分して直流出力に変換
し、かつノイズを除去してトランジスタ２３を導
通して第３図および第４図リに示すように対象物
２４の検出信号を出力する。
電流〔第４図イ参照〕が流れ、発光ダイオード
１がパルス点灯してこの光を光学系により対象物
２４に投射する。対象物２４は投射光を反射して
第２図に示すような反射光域２５を形成する。第
２図はこの反射光域２５と両ホトトランジスタ
３，４の配置を示す。両ホトトランジスタ３，４
は対象物２４からの反射光を受光すると導通する
のでこの反射光がパルス光ではそれぞれのホトダ
イオード３，４のアノードとカソードとの間に生
じるパルス電圧〔第４図ロ，ハ参照〕となり、コ
ンデンサ７，８を介して外部から進入する漏洩光
で生じる直流成分が除去され、それぞれパルス電
圧V1，V2として差動増幅器９，１０の反転入力
端に入力する。また、電圧V1は分圧抵抗１１，
１２で分圧されて差動増幅器１０の非反転入力端
に基準電圧V3〔第４図ニ参照〕として印加され、
電圧V2は分圧抵抗１３，１４で分圧されて差動
増幅器９の非反転入力端に基準電圧V4〔第４図ホ
参照〕として印加される。この両電圧V1，V2は
対象物２４の移動により反射光域２５がＹ矢印方
向に移動するものと仮定し、ホトダイオード３の
左辺３ａと反射光域２５の右辺２５ａとの距離を
Ｘとすると、第３図で実線で示すように距離Ｘの
増加とともに、まず電圧V1が上昇し、続いて電
圧V2が上昇し、ついには両電圧V1，V2ともに一
定値に達する。また、基準電圧V3は第４図ニに
示すように電圧V1よりも所定比率で低い値とな
る。ここで、差動増幅器１０は基準電圧V3とパ
ルス電圧V2との差を増幅し〔第４図ヘ参照〕、第
３図に示すX1点より左の領域で正の出力電圧、
第３図に示すX1点よりも右の領域で負の出力電
圧を発生する。トランジスタ１８はエミツタホロ
ワとして動作し、抵抗１９に第４図ヘに示すV3
−V2からトランジスタ１８のベース・エミツタ
順電圧降下分だけ低い電圧V5を出力する。一方、
差動増幅器９は基準電圧V4とパルス電圧V1との
差を増幅〔第４図ト参照〕してトランジスタ１７
に出力するが、このとき、トランジスタ１８への
入力がトランジスタ１７への入力よりも大きくト
ランジスタ１８が導通して抵抗１９に出力電圧
V5が生じていることによりトランジスタ１７は
不導通のままである。コンパレータ２０は、前記
電圧V5が所定レベルを下回つたときに受光出力
電圧V6〔第４図チ参照〕を発生し、アンド回路２
１の一方の入力端に入力する。このアンド回路２
１の他方の入力端には発振回路２の出力電圧が印
加されているから、この発振回路２の出力電圧と
受光出力電圧V6とが同期したとき、言い換えれ
ば受光出力電圧V6がノイズでないときにこれを
通過させ、積分回路２２に入力する。積分回路２
２は受光出力電圧V6を積分して直流出力に変換
し、かつノイズを除去してトランジスタ２３を導
通して第３図および第４図リに示すように対象物
２４の検出信号を出力する。
差動増幅器９は差動増幅器１０と同様に基準電
圧V4とパルス電圧V1とを比較するもので、第２
図において、反射光域２５の移動がＹ矢印の方向
と逆のとき第３図について説明したと同様な動作
となる。
圧V4とパルス電圧V1とを比較するもので、第２
図において、反射光域２５の移動がＹ矢印の方向
と逆のとき第３図について説明したと同様な動作
となる。
こうして対象物２４の位置によりホトダイオー
ド３，４の受光面が変化し、または対象物２４の
大きさや反射率の相違により、両電圧V1，V2に
相違が生じても両基準電圧V3，V4も両入力電圧
V1，V2に比例して変化するから差動増幅器９，
１０の検出感度には影響ない。
ド３，４の受光面が変化し、または対象物２４の
大きさや反射率の相違により、両電圧V1，V2に
相違が生じても両基準電圧V3，V4も両入力電圧
V1，V2に比例して変化するから差動増幅器９，
１０の検出感度には影響ない。
本発明によれば、パルス電流で点灯し対象物に
投射する光源と、前記対象物からの反射光を共通
の反射光域内で受光するほぼ同一特性の一対の受
光素子と、この一対の受光素子によりそれぞれ得
られる前記パルス電圧と互いに他方の受光素子に
より得られる前記パルス電圧を所定の比率で分圧
した分圧電圧とを比較する２個の差動増幅器と、
この２個の差動増幅器のうちの出力の高い方の電
圧を所定レベルと比較するコンパレータとを備
え、並べて配置した一対の受光素子により得られ
る出力電圧が互いに他方の出力電圧に対して所定
の割合以上になつたとき検出出力を出して対象物
が存在すると判断することにより、対象物の大き
さ、反射率の相違などにかかわらず、対象物を一
定位置で検出することができる。また、受光素子
の温度特性などの影響も互いに打ち消しあうとい
う効果を有する。
投射する光源と、前記対象物からの反射光を共通
の反射光域内で受光するほぼ同一特性の一対の受
光素子と、この一対の受光素子によりそれぞれ得
られる前記パルス電圧と互いに他方の受光素子に
より得られる前記パルス電圧を所定の比率で分圧
した分圧電圧とを比較する２個の差動増幅器と、
この２個の差動増幅器のうちの出力の高い方の電
圧を所定レベルと比較するコンパレータとを備
え、並べて配置した一対の受光素子により得られ
る出力電圧が互いに他方の出力電圧に対して所定
の割合以上になつたとき検出出力を出して対象物
が存在すると判断することにより、対象物の大き
さ、反射率の相違などにかかわらず、対象物を一
定位置で検出することができる。また、受光素子
の温度特性などの影響も互いに打ち消しあうとい
う効果を有する。
第１図は本発明による反射式光電スイツチの一
実施例を示す結線図、第２図はホトダイオードの
配置と反射光域の移動を示す平面図、第３図は反
射光域の移動とホトダイオードにより得られる出
力電圧との関係と、検出動作を示す線図、第４図
は要部波形図である。 １……発光ダイオード、３，４……ホトダイオ
ード、９，１０……差動増幅器、２０……コンパ
レータ、２４……対象物。
実施例を示す結線図、第２図はホトダイオードの
配置と反射光域の移動を示す平面図、第３図は反
射光域の移動とホトダイオードにより得られる出
力電圧との関係と、検出動作を示す線図、第４図
は要部波形図である。 １……発光ダイオード、３，４……ホトダイオ
ード、９，１０……差動増幅器、２０……コンパ
レータ、２４……対象物。
Claims (1)
- １ パルス電流で点灯し対象物に投射する光源
と、前記対象物からの反射光を共通の反射光域内
で受光するほぼ同一特性の一対の受光素子と、こ
の一対の受光素子によりそれぞれ得られる前記パ
ルス電圧と互いに他方の受光素子により得られる
前記パルス電圧を所定の比率で分圧した分圧電圧
とを比較する２個の差動増幅器と、この２個の差
動増幅器のうちの出力の高い方の電圧を所定レベ
ルと比較するコンパレータとを備えてなることを
特徴とする反射式光電スイツチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10440286A JPS62261221A (ja) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | 反射式光電スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10440286A JPS62261221A (ja) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | 反射式光電スイツチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62261221A JPS62261221A (ja) | 1987-11-13 |
| JPH0548967B2 true JPH0548967B2 (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=14379724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10440286A Granted JPS62261221A (ja) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | 反射式光電スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62261221A (ja) |
-
1986
- 1986-05-07 JP JP10440286A patent/JPS62261221A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62261221A (ja) | 1987-11-13 |
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