JPH0693623B2 - 光電スイツチ - Google Patents
光電スイツチInfo
- Publication number
- JPH0693623B2 JPH0693623B2 JP60027927A JP2792785A JPH0693623B2 JP H0693623 B2 JPH0693623 B2 JP H0693623B2 JP 60027927 A JP60027927 A JP 60027927A JP 2792785 A JP2792785 A JP 2792785A JP H0693623 B2 JPH0693623 B2 JP H0693623B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light receiving
- resistor
- output
- receiving circuit
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- Electronic Switches (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、光センサを利用して計測・制御等に使用さ
れる光電スイッチに関する。
れる光電スイッチに関する。
（ロ）従来の技術 光電スイッチの受光側の構成として、一般的な例を第２
図のブロック構成図に示す。同図において、受光回路１
は光電変換素子（光センサ）を含んでおり、送られた光
電信号をこの光電変換素子によって電気信号に変換し、
変換された信号は、次段に設けられた出力系２（増幅
器、スイッチング回路等）へ送られる。
図のブロック構成図に示す。同図において、受光回路１
は光電変換素子（光センサ）を含んでおり、送られた光
電信号をこの光電変換素子によって電気信号に変換し、
変換された信号は、次段に設けられた出力系２（増幅
器、スイッチング回路等）へ送られる。
この種の光電スイッチにおいて、例えばパルス光を受光
して物体の有無等を検出する場合に、従来では、その物
体検出距離（感度）の調整法として受光回路１の内部の
フォトトランジスタ等の光電変換素子の出力両端（フォ
トトランジスタの場合にはコレクタ・エミッタ間）に接
続された抵抗の抵抗値を変化させたり、あるいは投光側
で発光素子に与える電流を変化させる等の方法があっ
た。
して物体の有無等を検出する場合に、従来では、その物
体検出距離（感度）の調整法として受光回路１の内部の
フォトトランジスタ等の光電変換素子の出力両端（フォ
トトランジスタの場合にはコレクタ・エミッタ間）に接
続された抵抗の抵抗値を変化させたり、あるいは投光側
で発光素子に与える電流を変化させる等の方法があっ
た。
（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記したような物体検出距離の調整方法では、抵抗値を
変化させるために用いる可変抵抗器（以下ボリュームと
いう）の抵抗変化特性により、光電スイッチの物体検出
距離とボリュームの回転軸の回転角とを比例させること
が非常に困難なために調整がしにくく、またボリューム
より発生するノイズが上記受光回路等に影響し、検出動
作に支障をきたしてしまうことがあり、投光側で電流を
変化させる場合にも同様にノイズによる悪影響を避け難
いという問題点があった。
変化させるために用いる可変抵抗器（以下ボリュームと
いう）の抵抗変化特性により、光電スイッチの物体検出
距離とボリュームの回転軸の回転角とを比例させること
が非常に困難なために調整がしにくく、またボリューム
より発生するノイズが上記受光回路等に影響し、検出動
作に支障をきたしてしまうことがあり、投光側で電流を
変化させる場合にも同様にノイズによる悪影響を避け難
いという問題点があった。
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、物体検出距
離と上記ボリュームの回転角との関係を直線比例させ、
かつ上記したようなボリューム調整時のノイズによる障
害を除いた光電スイッチを提供することを目的としてい
る。
離と上記ボリュームの回転角との関係を直線比例させ、
かつ上記したようなボリューム調整時のノイズによる障
害を除いた光電スイッチを提供することを目的としてい
る。
（ニ）問題点を解決するための手段 この発明は、上記問題点を解決するために、受光素子を
含み、受光した光信号を電気信号に変換して出力端
（ａ）、（ｂ）より出力する受光回路（１）と、前記受
光回路（１）の一方の出力端（ａ）を第１の抵抗（R1）
を介して可変抵抗器（VR）の可動接点端子に接続し、こ
の可変抵抗器（VR）の一方の固定端子を第２抵抗（R2）
を介して前記受光回路（１）の他方の出力端（ｂ）に接
続し、前記可変抵抗器（VR）の前記一方の固定端子と前
記可動接点端子間に第３の抵抗（R3）を接続し、前記可
変抵抗器（VR）の他方の固定端子と前記受光回路（１）
の他方の出力端（ｂ）間に定電圧を加えて、前記受光回
路（１）の出力端（ａ）、（ｂ）間に、可変抵抗器（V
R）の回転角と検出距離の関係が直線特性となる電圧を
与えるようにした感度調整回路（３）とを特徴的に備え
ている。
含み、受光した光信号を電気信号に変換して出力端
（ａ）、（ｂ）より出力する受光回路（１）と、前記受
光回路（１）の一方の出力端（ａ）を第１の抵抗（R1）
を介して可変抵抗器（VR）の可動接点端子に接続し、こ
の可変抵抗器（VR）の一方の固定端子を第２抵抗（R2）
を介して前記受光回路（１）の他方の出力端（ｂ）に接
続し、前記可変抵抗器（VR）の前記一方の固定端子と前
記可動接点端子間に第３の抵抗（R3）を接続し、前記可
変抵抗器（VR）の他方の固定端子と前記受光回路（１）
の他方の出力端（ｂ）間に定電圧を加えて、前記受光回
路（１）の出力端（ａ）、（ｂ）間に、可変抵抗器（V
R）の回転角と検出距離の関係が直線特性となる電圧を
与えるようにした感度調整回路（３）とを特徴的に備え
ている。
（ホ）作用 この発明の光電スイッチでは、感度調整用のボリューム
の両固定端子間に定電圧が与えられており、感度調整用
のボリュームの可動接点端子間と、一方の固定端子間の
抵抗、第１、第２及び第３の抵抗の抵抗値に応じた電圧
が受光回路の出力端間に与えられる。この受光回路の両
出力端間に与えられる電圧は、感度調整ボリュームの回
転角を変化することによって変化するが、その変化は感
度調整用ボリュームの回転角と、検出距離が直線的な関
係となるよう変化する。したがって感度、すなわち物体
検出距離がボリュームの回転角度に対して直線的変化で
調整される。
の両固定端子間に定電圧が与えられており、感度調整用
のボリュームの可動接点端子間と、一方の固定端子間の
抵抗、第１、第２及び第３の抵抗の抵抗値に応じた電圧
が受光回路の出力端間に与えられる。この受光回路の両
出力端間に与えられる電圧は、感度調整ボリュームの回
転角を変化することによって変化するが、その変化は感
度調整用ボリュームの回転角と、検出距離が直線的な関
係となるよう変化する。したがって感度、すなわち物体
検出距離がボリュームの回転角度に対して直線的変化で
調整される。
（ヘ）実施例 以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明す
る。
る。
第１図は、この発明の一実施例を示す光電スイッチの受
光側の回路接続図である。第３図は、感度調整の特性を
説明するためのグラフである。
光側の回路接続図である。第３図は、感度調整の特性を
説明するためのグラフである。
第１図において、感度調整用のポテンション型のボリュ
ームVRと、このボリュームVRの回転角と物体検出距離と
を比例させるための抵抗変化特性補正用の第１の抵抗R
1、第２の抵抗R2及び第３の抵抗R3、また光電スイッチ
受光側の共通電源Vsより一定電圧を与えるための温度補
償用ダイオードD1、D2とからなる感度調整回路３が受光
回路１の出力側に設けられている。
ームVRと、このボリュームVRの回転角と物体検出距離と
を比例させるための抵抗変化特性補正用の第１の抵抗R
1、第２の抵抗R2及び第３の抵抗R3、また光電スイッチ
受光側の共通電源Vsより一定電圧を与えるための温度補
償用ダイオードD1、D2とからなる感度調整回路３が受光
回路１の出力側に設けられている。
この感度調整回路３は、電源Vsの＋側より抵抗Rsを介し
てダイオードD1のアノードに電源電圧が加えられるよう
に接続され、ダイオードD1のカソードとダイオードD2の
アノードが接続され、ダイオードD2のカソードが電源Vs
の−側に接続されている。また、受光回路１の一方の出
力端ａが、結合コンデンサＣにより次段の増幅器Ａの反
転入力端に接続されるとともに、抵抗R1を介してボリュ
ームVRの可動接点端子に接続されている。このボリュー
ムVRの一方の固定端子が抵抗R2を介して受光回路１の他
方の出力端ｂに接続されるとともに、ダイオードD2と電
源Vsとの共通接続点に接続されている。またボリューム
VRの他方の固定端子が抵抗RSとダイオードD1との共通接
続点に接続され、さらにボリュームVRの可動接点端子と
抵抗R2接続側の固定端子間に抵抗R3が接続されている。
また、ダイオードD1と抵抗RSとの接続点は、次段の増幅
器Ａの非反転入力も兼ねており、増幅器Ａは受光回路１
の出力信号を増幅してスイッチング回路Ｓへ出力する。
スイッチング回路Ｓは、増幅された信号に対応してスイ
ッチング動作を行う。
てダイオードD1のアノードに電源電圧が加えられるよう
に接続され、ダイオードD1のカソードとダイオードD2の
アノードが接続され、ダイオードD2のカソードが電源Vs
の−側に接続されている。また、受光回路１の一方の出
力端ａが、結合コンデンサＣにより次段の増幅器Ａの反
転入力端に接続されるとともに、抵抗R1を介してボリュ
ームVRの可動接点端子に接続されている。このボリュー
ムVRの一方の固定端子が抵抗R2を介して受光回路１の他
方の出力端ｂに接続されるとともに、ダイオードD2と電
源Vsとの共通接続点に接続されている。またボリューム
VRの他方の固定端子が抵抗RSとダイオードD1との共通接
続点に接続され、さらにボリュームVRの可動接点端子と
抵抗R2接続側の固定端子間に抵抗R3が接続されている。
また、ダイオードD1と抵抗RSとの接続点は、次段の増幅
器Ａの非反転入力も兼ねており、増幅器Ａは受光回路１
の出力信号を増幅してスイッチング回路Ｓへ出力する。
スイッチング回路Ｓは、増幅された信号に対応してスイ
ッチング動作を行う。
感度調整回路３は、ダイオードD1のアノードとダイオー
ドD2のカソードとの間に生じたほぼ一定の電圧をボリュ
ームVR及び抵抗R2で分割し、ボリュームVRの可動接点を
動かす（回転軸を回転させる）ことにより、受光回路１
へ与える直流電圧が変化するようになっている。
ドD2のカソードとの間に生じたほぼ一定の電圧をボリュ
ームVR及び抵抗R2で分割し、ボリュームVRの可動接点を
動かす（回転軸を回転させる）ことにより、受光回路１
へ与える直流電圧が変化するようになっている。
第３図に示したグラフ（ａ）は、光電スイッチの感度調
整の理想とする調整用ボリュームの回転角θと検出距離
ｌとの関係を表すものであり、このように、理想的には
回転角に対し検出距離がほぼ比例関係にあるものがよ
い。しかしグラフ（ｂ）に示すように、距離ｌと受光出
力v0の関係は比例関係にない。一般的な反射形光電スイ
ッチの場合、v0＝k1l−（２〜３）である。ここで動作
レベルを例えばグラフ（ｂ）のVONとすると、VONとv0が
交わる点は25cmである。つまり25cmにおいては、VONとv
0が等しい値であり、この距離から近い距離では受光出
力が増大するので、光電スイッチは動作することにな
る。
整の理想とする調整用ボリュームの回転角θと検出距離
ｌとの関係を表すものであり、このように、理想的には
回転角に対し検出距離がほぼ比例関係にあるものがよ
い。しかしグラフ（ｂ）に示すように、距離ｌと受光出
力v0の関係は比例関係にない。一般的な反射形光電スイ
ッチの場合、v0＝k1l−（２〜３）である。ここで動作
レベルを例えばグラフ（ｂ）のVONとすると、VONとv0が
交わる点は25cmである。つまり25cmにおいては、VONとv
0が等しい値であり、この距離から近い距離では受光出
力が増大するので、光電スイッチは動作することにな
る。
次に、グラフ（ｂ）の例で、15cm以内で動作させるよう
にするにはどうすれば良いかを考える。15cmでは、受光
出力は、v0＝k1l−（２〜３）の式で与えられるようにV
ONに対して高い。よって、15cmで動作させるにはVON＝v
0にする必要があり、何らかの方法で受光出力を下げて
やる必要がある。このため、減衰率βをかけ、VON＝v0
βとなる点が動作点である。この減衰率βがボリューム
の回転角θに対しグラフ（ｃ）に示すようにβ＝k3θ
２〜３の関係になれば、当初の目標であるグラフ（ａ）
が得られることは理解できるであろう。すなわち、 v0＝k1l-a ……（１） β＝k2θｂ ……（２） VON＝v0・β ……（３） （３）式より、ａ＝ｂの時、検出距離ｌは、 となり、ｌはθに比例する。そこで、グラフ（ｃ）の特
性を作ることが次の課題となる。
にするにはどうすれば良いかを考える。15cmでは、受光
出力は、v0＝k1l−（２〜３）の式で与えられるようにV
ONに対して高い。よって、15cmで動作させるにはVON＝v
0にする必要があり、何らかの方法で受光出力を下げて
やる必要がある。このため、減衰率βをかけ、VON＝v0
βとなる点が動作点である。この減衰率βがボリューム
の回転角θに対しグラフ（ｃ）に示すようにβ＝k3θ
２〜３の関係になれば、当初の目標であるグラフ（ａ）
が得られることは理解できるであろう。すなわち、 v0＝k1l-a ……（１） β＝k2θｂ ……（２） VON＝v0・β ……（３） （３）式より、ａ＝ｂの時、検出距離ｌは、 となり、ｌはθに比例する。そこで、グラフ（ｃ）の特
性を作ることが次の課題となる。
グラフ（ｆ）に直流電圧Ｖと受光出力v0の特性を示す。
直流電圧Ｖは、ボリュームＶの可動接点端子と出力端子
ｂ間の電圧である。この図を説明するためのグラフが
（ｅ）で、第１図におけるトランジスタTrのコレクタ電
流と増幅率hfeの関係を示す。つまり、直流電圧Ｖが変
化すると、トランジスタTrに流れるコレクタ電流が変化
し、増幅率hfeが変わるので、受光出力がグラフ（ｆ）
のように変化することが説明される。ここで直流電圧Ｖ
がVB以下になると、受光出力が全く出ないことに注意す
る必要がある。
直流電圧Ｖは、ボリュームＶの可動接点端子と出力端子
ｂ間の電圧である。この図を説明するためのグラフが
（ｅ）で、第１図におけるトランジスタTrのコレクタ電
流と増幅率hfeの関係を示す。つまり、直流電圧Ｖが変
化すると、トランジスタTrに流れるコレクタ電流が変化
し、増幅率hfeが変わるので、受光出力がグラフ（ｆ）
のように変化することが説明される。ここで直流電圧Ｖ
がVB以下になると、受光出力が全く出ないことに注意す
る必要がある。
ところで、ボリュームの回転角θと直流電圧Ｖの関係を
示すのがグラフ（ｄ）である。第１図におけるボリュー
ムVRの両端の抵抗値をrv、抵抗R1、R3の抵抗値をr1、r3
とすると、グラフ（ｄ）において、rv＜r1//r3の時、直
線（点線）に近づき、rv＞r1//r3の時、曲線（一点鎖
線）になる。前記VBを確保するための抵抗が、第１図に
おける抵抗R2（抵抗値r2）である。
示すのがグラフ（ｄ）である。第１図におけるボリュー
ムVRの両端の抵抗値をrv、抵抗R1、R3の抵抗値をr1、r3
とすると、グラフ（ｄ）において、rv＜r1//r3の時、直
線（点線）に近づき、rv＞r1//r3の時、曲線（一点鎖
線）になる。前記VBを確保するための抵抗が、第１図に
おける抵抗R2（抵抗値r2）である。
よって、グラフ（ｄ）のような直流電圧を上記受光回路
に加えることにより、グラフ（ｃ）のような受光出力v0
とボリューム回転角θの特性が得られる。グラフ（ｃ）
においてボリュームVRの回転角θを最大にした時の受光
出力を１としたものが上記の減衰率βであり、rvとr1及
びr3の値を適当な値に設定することにより、β＝k3θ
２〜３に近づけることができる。
に加えることにより、グラフ（ｃ）のような受光出力v0
とボリューム回転角θの特性が得られる。グラフ（ｃ）
においてボリュームVRの回転角θを最大にした時の受光
出力を１としたものが上記の減衰率βであり、rvとr1及
びr3の値を適当な値に設定することにより、β＝k3θ
２〜３に近づけることができる。
すなわち、ボリュームVRを操作することによって、受光
回路１内の出力トランジスタのコレクタ電流を変えるこ
とで増幅率を変え、受光出力を変化させることができ、
ボリュームVRの回転角に検出距離を直線比例させる。
回路１内の出力トランジスタのコレクタ電流を変えるこ
とで増幅率を変え、受光出力を変化させることができ、
ボリュームVRの回転角に検出距離を直線比例させる。
（ト）発明の効果 以上のように、この発明の光電スイッチによれば、可変
抵抗器及びその周辺抵抗の抵抗値を適宜選定することに
より、可変特性を任意に選択でき、直線的な可変抵抗器
の回転角と検出距離の関係を得ることもできる。また、
直流電圧を変えることで受光回路のゲインを可変にでき
るので、受光回路へのノイズの影響が従来のものより少
なくなる。また出力の飽和がなく、ノイズマージンが上
がる。
抵抗器及びその周辺抵抗の抵抗値を適宜選定することに
より、可変特性を任意に選択でき、直線的な可変抵抗器
の回転角と検出距離の関係を得ることもできる。また、
直流電圧を変えることで受光回路のゲインを可変にでき
るので、受光回路へのノイズの影響が従来のものより少
なくなる。また出力の飽和がなく、ノイズマージンが上
がる。
第１図は、この発明の一実施例を示す光電スイッチの受
光側の回路接続図、第２図は、光電スイッチの受光側の
一般的な構成を示すブロック構成図、第３図（ａ）
（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）は、光電スイッチの感
度調整の特性を説明するためのグラフである。 1:受光回路、3:感度調整回路、 VR:ボリューム（可変抵抗器）、 R1:第１の抵抗、R2:第２の抵抗、 R3:第３の抵抗、D1・D2:ダイオード。
光側の回路接続図、第２図は、光電スイッチの受光側の
一般的な構成を示すブロック構成図、第３図（ａ）
（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）は、光電スイッチの感
度調整の特性を説明するためのグラフである。 1:受光回路、3:感度調整回路、 VR:ボリューム（可変抵抗器）、 R1:第１の抵抗、R2:第２の抵抗、 R3:第３の抵抗、D1・D2:ダイオード。
Claims (1)
- 【請求項１】受光素子を含み、受光した光信号を電気信
号に変換して出力端（ａ）、（ｂ）より出力する受光回
路（１）と、前記受光回路（１）の一方の出力端（ａ）
を第１の抵抗（R1）を介して可変抵抗器（VR）の可動接
点端子に接続し、この可変抵抗器（VR）の一方の固定端
子を第２抵抗（R2）を介して前記受光回路（１）の他方
の出力端（ｂ）に接続し、前記可変抵抗器（VR）の前記
一方の固定端子と前記可動接点端子間に第３の抵抗（R
3）を接続し、前記可変抵抗器（VR）の他方の固定端市
と前記受光回路（１）の他方の出力端（ｂ）間に定電圧
を加えて、前記受光回路（１）の出力端（ａ）、（ｂ）
間に、可変抵抗器（VR）の回転角と検出距離の関係が直
線特性となる電圧を与えるようにした感度調整回路
（３）とを備えたことを特徴とする光電スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60027927A JPH0693623B2 (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 光電スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60027927A JPH0693623B2 (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 光電スイツチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61187415A JPS61187415A (ja) | 1986-08-21 |
| JPH0693623B2 true JPH0693623B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=12234516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60027927A Expired - Fee Related JPH0693623B2 (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 光電スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0693623B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006180175A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Sick Optex Kk | 光電センサ |
| JP4832358B2 (ja) * | 2007-05-16 | 2011-12-07 | アルプス電気株式会社 | 位置検知装置 |
-
1985
- 1985-02-14 JP JP60027927A patent/JPH0693623B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61187415A (ja) | 1986-08-21 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |