JPH0592638U - センサ用表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表示素子への通電電流を低減して発熱を抑制
すると共に、通電電流の変動をなくして発熱による温度
変動を抑制して検出精度を向上させる。 【構成】 直流電源端子ＶＣＣから定電流回路１３を介
してトランジスタ１７，１８を直列に接続し、各トラン
ジスタ１７，１８に並列に赤色ＬＥＤ１９，緑色ＬＥＤ
２０を接続する。トランジスタ１７，１８のベースに
は、それぞれ検出回路１２の表示出力端子Ｘから動作表
示信号Ｓａ，表示出力端子Ｙから安定動作表示信号Ｓｂ
が与えられる。ＬＥＤ１９，２０への通電点灯に拘ら
ず、定電流回路１３からＬＥＤ１９，２０のうちの１個
分の一定電流を常に通電するので、消費電流が低減され
ると共に電流の変動がなくなり、発熱による温度上昇お
よび変動が抑制され、検出精度が向上する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、センサの検出状態を表示するための複数個の表示素子を有するセン サ用表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近接センサ，光電センサ，超音波センサ或は圧力センサ等のセンサにおいては 、被検出物に対する検出および非検出状態だけではなく安定検出状態或は異常検 出状態等の表示も行なえるものがあり、各検出状態のそれぞれに対応してＬＥＤ 等の表示素子を複数個設けて点灯表示する構成としている。

【０００３】 この種のものとしては、例えば、図３に示すようなものがある。即ち、図３は 近接する金属等の被検出物Ｍを検出する近接センサの電気的構成を示した図であ り、センサとしての検出コイル１は検出回路２に接続されている。検出回路２は 、直流電源端子ＶＣＣ（例えば＋２４Ｖ）から給電され、検出コイル１からの信 号の変化等により被検出物Ｍが近接したことをを検出し、その検出状態に応じて 表示信号を出力する。

【０００４】 動作表示回路３は、動作表示灯としての赤色ＬＥＤ３ａ，点灯制御用のｎｐｎ 形のトランジスタ３ｂおよび抵抗３ｃの直列回路からなり、直流電源端子ＶＣＣ とグランド端子ＧＮＤとの間に接続されている。安定動作表示回路４は、安定動 作表示灯としての緑色ＬＥＤ４ａ，点灯制御用のｎｐｎ形のトランジスタ４ｂお よび抵抗４ｃの直列回路からなり、直流電源端子ＶＣＣとグランド端子ＧＮＤと の間に接続されている。

【０００５】 検出回路２の表示出力端子ＸおよびＹはそれぞれトランジスタ３ｂおよび４ｂ のベースに接続されており、出力端子Ｚはｎｐｎ形の出力トランジスタ５のベー スに接続されている。出力トランジスタ５は、エミッタがグランド端子ＧＮＤに 接続され、コレクタは出力端子ＯＵＴに接続されている。

【０００６】 上記構成によれば、被検出物Ｍが検出コイル１に近接していると、検出回路２ は、検出コイル１からの信号が検出領域に入っていれば、出力端子Ｘから検出状 態を示す動作表示信号を出力すると共に、出力端子Ｚから検出信号を出力するよ うになる。これにより、トランジスタ３ｂがオンして赤色ＬＥＤ３ａが通電点灯 されると共に、出力トランジスタ５がオンされて出力端子ＯＵＴに接続された図 示しない負荷を引くようになる。

【０００７】 また、検出回路２は、検出コイル１からの信号が安定検出領域に入っていると きには、上述の出力状態に加えて、出力端子Ｙからも安定動作表示信号を出力す るようになる。これにより、トランジスタ４ｂもオンして緑色ＬＥＤ４ａも通電 点灯されるようになり、安定に検出している状態が表示される。

【０００８】 このように、検出回路２は、検出コイル１による被検出物体Ｍの検出状態に応 じて、非検出状態，不安定検出状態および安定検出状態の３つの動作表示および 出力を行なうものである。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述のような従来構成のものでは、例えば、表示回路３および ４のそれぞれのＬＥＤ３ａおよび４ａを独立して直流電源端子ＶＣＣから通電点 灯する構成であるので、それらの通電電流も個々に流れることになり、全体の消 費電流が大となることに加えて、上記した各ＬＥＤ３ａ，４ａの点灯状態に応じ てその全体の消費電流が変動してしまう不具合がある。

【００１０】 即ち、例えば、赤色ＬＥＤ３ａおよび緑色ＬＥＤ４ａのそれぞれの通電電流が ２ｍＡおよび４ｍＡ程度，ＬＥＤ以外の検出回路２等における消費電流が４ｍＡ 程度であるとすると、検出状態に応じて、ＬＥＤ３ａ，４ａの点灯状態が変わる と、その全体の消費電流は最低の４ｍＡから最大の１０ｍＡ程度までの広い範囲 で大きく変動することになる。

【００１１】 ところで、このような近接センサは、近年全体構成の小形化が進んでおり、例 えば、円筒状のコンパクトなパッケージに収容して検出部位への配置の自由度を 高めたものがある。この場合、検出回路２などにおける回路部品はＩＣ等に一体 に集積化して内部の回路基板に搭載する構成としている。

【００１２】 従って、ＬＥＤ３ａ，４ａの点灯により内部での消費電流が大きく且つ変動す ると、その通電による発熱のため装置内部の温度が上昇することになり、検出回 路２はその温度変動のために、検出特性が変動してその検出精度が低下してしま う不具合がある。

【００１３】 そこで、近接センサ本体を構成している回路基板，パッケージにおいて、例え ば、発熱部から外気までの熱抵抗が１００℃／Ｗ程度であると仮定すると、表示 回路３，４のＬＥＤ３ａ，４ａへの通電による温度上昇の最大値ΔＴは次のよう に計算できる。即ち、直流電源端子ＶＣＣの電圧２４Ｖ，ＬＥＤ３ａおよび４ａ の通電電流２ｍＡおよび４ｍＡから、 ΔＴ＝２４（Ｖ）×（２＋４）×１０^−３（Ａ）×１００（℃／Ｗ） ＝１４．４（℃） …（１） となる。従って、検出状態に応じてＬＥＤ３ａ，４ａの点灯状態が変動すると、 近接センサ本体に及ぼす温度変動幅が最大で１４．４℃程度の広い範囲となって しまう。

【００１４】 本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、複数個の表示素子 を検出状態に応じて点灯制御する場合でも、その消費電流を低減すると共にその 表示状態に応じて消費電流が変動するのを極力抑制して温度変動を低減してセン サの検出精度を向上させることができるセンサ用表示装置を提供するにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】 本考案のセンサ用表示装置は、センサの検出状態に応じてその状態を表示する ための表示信号を出力する検出手段と、直列に接続され前記検出手段からの表示 信号に対応してその検出状態を表示するための複数個の表示素子と、これら直列 に接続された複数個の表示素子に一定の電流を通電する定電流回路と、前記複数 個の表示素子のそれぞれに並列に接続され前記検出手段から自己に対応する前記 表示信号が出力されないときに対応するその表示素子への通電電流を側路する複 数個のスイッチ手段とを具備したところに特徴を有する。

【００１６】

【作用】

本考案のセンサ用表示装置によれば、複数個の表示素子は直列に接続された状 態で定電流回路から通電されるが、このとき、各表示素子に並列に接続されたス イッチ手段に検出手段から表示信号が与えられていない状態では、スイッチ手段 はその対応する表示素子への通電電流を側路するので、点灯されない状態となっ ている。そして、検出手段により、センサの検出状態に応じた表示信号が対応す るスイッチ手段に与えられると、スイッチ手段により側路されていた定電流回路 からの一定電流がその表示素子に流れるようになって点灯される。

【００１７】 従って、複数個の表示素子の点灯状態に拘らず、常に表示のための通電電流は 定電流回路からの一定電流とすることができ、また、その通電電流の大きさは、 １個分の表示素子に必要な電流値に設定することができる。この結果、全体とし て消費電流を低減することができると共にその大きさも常に一定の消費電流とす ることができ、表示素子への通電による発熱を低減すると共に、温度変動を極力 抑制できるので、センサの検出精度を向上させることができる。

【００１８】

【実施例】

以下、本考案を近接センサに適用した場合の第１の実施例について、図１を参 照して説明する。

【００１９】 電気的構成を示す図１において、近接する金属等の被検出物Ｍを検出するセン サとしての検出コイル１１は検出手段としての検出回路１２に接続されている。 検出回路１２は、例えば＋２４Ｖの直流電源端子ＶＣＣから給電されるもので、 検出コイル１１からの信号の変化等により被検出物Ｍを検出し、その検出状態に 応じて後述するような複数の表示信号として例えば２種類の表示信号Ｓａ，Ｓｂ を出力する。

【００２０】 定電流回路１３は、２個のｐｎｐ形のトランジスタ１４，１５および定電流源 １６からなるもので、トランジスタ１４および１５のエミッタは直流電源端子Ｖ ＣＣに接続され、ベースは共通に接続されると共にトランジスタ１５のコレクタ に接続されている。トランジスタ１５のコレクタは定電流源１６を介してグラン ド端子ＧＮＤに接続されている。

【００２１】 定電流回路１３は、トランジスタ１４および１５からなるカレントミラー回路 により、定電流源１６に流れる一定電流と同じ電流をトランジスタ１４のコレク タ側にも流す構成のものであり、例えば、４ｍＡ程度の一定電流を流すように設 定されている。

【００２２】 複数個例えば２個のスイッチ手段たるｎｐｎ形の点灯制御用トランジスタ１７ ，１８は、定電流回路１３のトランジスタ１４のコレクタとグランド端子ＧＮＤ 間に直列に接続されている。これらのトランジスタ１７および１８のベースは検 出回路１２の出力端子ＸおよびＹに接続されている。

【００２３】 複数個例えば２個の表示素子たる赤色ＬＥＤ１９および緑色ＬＥＤ２０は、そ れぞれ、動作表示用および安定動作表示用に設けられるもので、赤色ＬＥＤ１９ はトランジスタ１７に並列に接続端子１７ａ，１７ｂを介して接続され、緑色Ｌ ＥＤ２０はトランジスタ１８に並列に接続端子１８ａ，１８ｂを介して接続され ている。

【００２４】 この場合、赤色ＬＥＤ１９および緑色ＬＥＤ２０は、適切な明るさで点灯させ る場合の通電電流はそれぞれ２ｍＡおよび４ｍＡ程度であり、赤色ＬＥＤ１９に は２ｍＡ程度の電流を分流するための分流抵抗２１を並列に接続して適切な通電 電流が通電されるようになっている。また、通電電流が小さい赤色ＬＥＤ１９の ほうを電源側に近い側に接続し、通電電流がそれよりも大きい緑色ＬＥＤ２０を グランド端子ＧＮＤ側に接続する構成としている。

【００２５】 外部出力用のｎｐｎ形のトランジスタ２２は、オープンコレクタとして使用す るもので、そのコレクタは出力端子ＯＵＴに接続され、エミッタはグランド端子 ＧＮＤに接続され、ベースは検出回路１２の出力端子Ｚに接続されている。

【００２６】 尚、上述の全体構成のうち、センサ１１，ＬＥＤ１９，２０および分流抵抗２ １を除いた部分は、センサ回路２３として集積回路にして一体に形成したものを 用いるようにしており、装置全体は図示しない円筒状のコンパクトなパッケージ 内に収容されている。

【００２７】 次に本実施例の作用について説明する。

【００２８】 検出回路１２は、被検出物Ｍの非検出状態においては、表示出力端子Ｘおよび Ｙを「Ｈ」レベル出力状態としてトランジスタ１７および１８をオン状態として いる。これにより、定電流回路１３からの一定電流はインピーダンスが低いオン 状態のトランジスタ１７および１８を介して流れ、ＬＥＤ１９および２０側には 通電されないようになっている。また、検出回路１２は、物体の非検出状態では 出力端子Ｚを「Ｌ」レベルの状態に保持してトランジスタ２２をオフ状態にして いる。

【００２９】 検出回路１２は、被検出物Ｍが近接して検出コイル１１からの信号が検出領域 にはいると、表示出力端子Ｘから物体の検出状態を示す「Ｌ」レベルの動作表示 信号Ｓａを出力すると共に、出力端子Ｚから「Ｈ」レベルの検出信号Ｓｃを出力 する。尚、この場合には、安定動作領域には入っていない状態であり、この検出 状態を不安定検出状態としている。

【００３０】 これにより、トランジスタ１７がオフしてそのインピーダンスが高くなると、 定電流回路１３からの一定電流が側路されなくなるので、その一定電流は接続端 子１７ａから赤色ＬＥＤ１９および分流抵抗２１を介して接続端子１７ｂへ至る 通電経路に流れるようになる。従って、定電流回路１３からの４ｍＡの一定電流 は、赤色ＬＥＤ１９へ２ｍＡ程度，分流抵抗２１へ２ｍＡ程度と分流して通電さ れるようになり、もって、動作表示用の赤色ＬＥＤ１９が適切な通電電流で点灯 されるようになる。

【００３１】 一方、トランジスタ２２はベースに「Ｈ」レベルの検出信号Ｓｃが与えられる とオン状態となって出力端子ＯＵＴを「Ｌ」レベルにするようになり、もって外 部から接続された図示しない負荷を動作させるようになる。

【００３２】 また、検出回路１２は、検出コイル１１からの信号が安定検出領域に入ってい るときには、表示出力端子Ｘから「Ｌ」レベルの動作表示信号Ｓａを出力し、表 示出力端子Ｙから「Ｌ」レベルの安定動作表示信号Ｓｂを出力し、さらに出力端 子Ｚから「Ｈ」レベルの検出信号Ｓｃを出力するようになる。

【００３３】 これにより、トランジスタ１８がオフしてそのインピーダンスが高くなると、 定電流回路１３からの一定電流が側路されなくなり、接続端子１８ａから緑色Ｌ ＥＤ２０を介して接続端子１８ｂへ至る通電経路に流れるようになる。従って、 定電流回路１３からの４ｍＡの一定電流は、緑色ＬＥＤ２０に通電されるように なり、もって、安定動作表示用の緑色ＬＥＤ２０が適切な通電電流で点灯される ようになる。

【００３４】 従って、定電流回路１３からの一定電流は、赤色ＬＥＤ１９と分流抵抗２１と の並列回路および緑色ＬＥＤ２０を介して流れることになり、これにより、各Ｌ ＥＤ１９および２０を共に点灯させることができる。

【００３５】 この場合、ＬＥＤ１９，２０の通電点灯による発熱での装置全体の温度上昇は 、次のように計算できる。即ち、直流電源端子ＶＣＣの端子電圧が２４Ｖ，熱抵 抗を１００℃／Ｗと仮定すると、 ΔＴ＝２４（Ｖ）×４×１０^−３（Ａ）×１００（℃／Ｗ） ＝９．６（℃） …（２） となる。そして、定電流回路１３は、ＬＥＤ１９，２０の点灯状態に拘らず常に ４ｍＡを通電している状態であるので、その発熱による装置全体の温度上昇は常 に９．６℃で一定となる。

【００３６】 このような本実施例によれば、検出コイル１１による被検出物Ｍの検出状態に 応じて検出回路１２から非検出状態，不安定検出状態および安定検出状態の３つ の検出状態に対応した動作表示および出力を行なう場合に、動作表示信号Ｓａお よび安定動作信号Ｓｂの出力の有無に拘らず、常に定電流回路１３から少ない一 定電流が通電された状態でＬＥＤ１９および２０の点灯および消灯の制御が行な えるので、全体の消費電流を常にＬＥＤ１個分の一定の通電電流とすることがで きる。

【００３７】 この結果、消費電流による発熱を一定且つ低レベルにすることができるので、 全体の温度上昇を低減できると共に温度変動を抑制することができ、検出動作を 安定で精度良く行なうことができる。

【００３８】 また、本実施例によれば、最適な通電電流の異なるＬＥＤ１９および２０を接 続する場合に、その通電電流が最大である緑色ＬＥＤ２０に合わせて４ｍＡの一 定電流を流し、通電電流が２ｍＡである赤色ＬＥＤ１９に対しては、分流抵抗２ １を設けて最適な電流を流すようにしたので、各ＬＥＤ１９および２０の明るさ を均一に揃えて点灯させることができる。

【００３９】 図２は本考案の第２の実施例を示すもので、第１の実施例と異なるところは、 定電流回路１３に代えて、定電流回路２４を設けたところである。

【００４０】 即ち、定電流回路２４において、ｎｐｎ形のトランジスタ２５のコレクタは直 流電源端子ＶＣＣに接続され、エミッタは抵抗２６を介してトランジスタ１７の コレクタに接続され、ベースは抵抗２７を介して直流電源端子ＶＣＣに接続され ている。また、ｎｐｎ形のトランジスタ２８において、そのコレクタはトランジ スタ２５のベースに接続され、エミッタはトランジスタ１７のコレクタに接続さ れ、ベースはトランジスタ２５のエミッタに接続されている。

【００４１】 そして、この定電流回路２４は、例えば４ｍＡの一定電流を供給するようにな っており、従って、このような第２の実施例によっても第１の実施例と同様の効 果を得ることができると共に、第１の実施例における定電流回路１３の通電電流 よりも少ない電流で一定電流を供給できるものである。

【００４２】 尚、上記各実施例においては、複数個の表示素子として２個のＬＥＤ１９およ び２０を用いた場合について述べたが、これに限らず、例えば、警報表示用のＬ ＥＤや異常状態表示用のＬＥＤ等を含めて３個以上のＬＥＤを表示素子として用 いる構成のものにも適用できる。

【００４３】 その場合に、表示素子の最適な通電電流が異なる場合には、電源端子ＶＣＣ側 に近いほうに通電電流が小さいものを接続して構成すると良い。これは、電源端 子ＶＣＣ側から離れる程、スイッチ手段としてのトランジスタからのベース電流 が加算された電流が流れるからである。

【００４４】 また、上記各実施例においては、通電電流が異なるＬＥＤ１９および２０を表 示素子として用いた場合について説明したが、これに限らず、例えば、検出回路 １２による検出レベルを多数のＬＥＤの点灯数により表示するレベルインジケー タに適用しても良い。

【００４５】 さらに、上記各実施例は、本考案を近接センサに適用した場合について述べた が、これに限らず、光電センサ，超音波センサ或は圧力センサ等の各種センサの 表示装置に適用できるものである。

【００４６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案のセンサ用表示装置によれば、複数個の表示素子 を直列に接続して定電流回路から給電すると共に、各表示素子に並列にスイッチ 手段を設けてその通電電流を側路することにより点灯制御を行なうようにしたの で、表示素子の点灯による通電電流を低減できると共に、それら表示素子の点灯 或は消灯状態に拘らず常に一定の電流を流すことにより発熱による温度変動を低 減して検出精度を向上させることができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示す電気的構成図

【図２】本考案の第２の実施例を示す図１相当図

【図３】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

１１は検出コイル（センサ）、１２は検出回路（検出手
段）、１３は定電流回路、１７，１８はｎｐｎ形の点灯
制御用トランジスタ（スイッチ手段）、１９は動作表示
用の赤色ＬＥＤ（表示素子）、２０は安定動作表示用の
緑色ＬＥＤ（表示素子）、２１は分流抵抗、２２は外部
出力用のｎｐｎ形トランジスタ、２３はセンサ回路、２
４は定電流回路である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサの検出状態に応じてその状態を表
   示するための表示信号を出力する検出手段と、直列に接
   続され前記検出手段からの表示信号に対応してその検出
   状態を表示するための複数個の表示素子と、これら直列
   に接続された複数個の表示素子に一定の電流を通電する
   定電流回路と、前記複数個の表示素子のそれぞれに並列
   に接続され前記検出手段から自己に対応する前記表示信
   号が出力されないときに対応するその表示素子への通電
   電流を側路する複数個のスイッチ手段とを具備したこと
   を特徴とするセンサ用表示装置。