JPS6046616A

JPS6046616A - 無接触動作電子スイツチ装置

Info

Publication number: JPS6046616A
Application number: JP14250584A
Authority: JP
Inventors: ペーター、シユペーン
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 1983-07-29
Filing date: 1984-07-11
Publication date: 1985-03-13
Also published as: EP0132551A1; DE3327328A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、外部から作用を及ぼすことができる存在表示
器、および存在表示器から（場合によってはスイッチ増
幅器を介して少制御可能な電子スイッチ（例えばトラン
ジスタ、サイリスタまたはトライアック）が設けられて
おり、その際存在表示器が光送信機と光受信機を有する
、無接触動作電子スイッチ装置に関する。

原則的に前記のような電子スイッチ装置は、無接点に構
成されており、かつ接点を待つように構成された機械的
に動作する電気スイッチ装置に代って、電気的測定、制
御および調整回路にますます多量に使われるようになっ
た。ごのことは、特にいわゆる近接スイッチ、すなわち
無接触動作する電子スイッチ装置にあてはまる。このよ
うな近接スイッチによれば、対応した近接スイッチに作
用を及ぼす作用要素が近接スイッチに十分接近したかど
うかが示される。すなわち対応した近接スイッチに作用
を及ぼす作用要素が存在表示器に十分に接近すると、存
在表示器は電子スイッチを切換制御し、すなわちメーク
接点としてスイッチ装置を構成した場合には、それまで
不導通であった電子スイッチはこの時導通し、一方プレ
ーク接点としてスイッチ装置を構成した場合には、それ
まで導通していた電子スイッチはこの時しゃ断する。

゛（前記のようなスイッチ装置Ｋよれば、スイッチ装置
に作用を及ぼす作用媒体の物理的な値が相応した値に達
したかどうかを表示することもできる。）従って基本的
に前記のような電子スイッチ装置の主安部品は、とりわ
け外部から作用を及ぼすことのできる存在表示器である
。存在表示器として、例えば銹導または容量作用を及ぼ
すことのできる発振器を使用することができ、この時誘
導または容量近接スイッチが得られる。

オプトエレクトロニクス近接スイッチは、光送信機と光
受信機を有し、かつ九′亀装置とも称する。

その際光送信機および光受信機が監視区間の対向する側
に配置されたタイプの光電装置と、光送信機および光受
信機が監視区間の同じ端部に配置されているが、−万監
視区間の他方の端部に配置された反射器が光送信機から
出た光ビームを光受信機に戻すように反射するタイプの
光電装置との間で区別されている。いずれの場合にも、
通常光送信機から光受信機に達する元ビームが監視区間
内に侵入した作用要素によってしゃ断されると、存在表
示器が応答する。しかしながら元送信愼から到来する光
ビームが適当な作用要素だけによって光受信機に戻され
る後者のタイプの光電装置もある。

オプトエレクトロニクス近接スイッチにおいて、従って
初めに述べたような無接触動作電子スイッチ装置におい
て、単純なスイッチ装置と周波数選択スイッチ装置とパ
ルス符号化スイッチ装置の間で区別することができる。

単純なオプトエレクトロニクススイッチ装置でＪＬ：ｒ
、ｙｔヒームは、所定のエネルギを有する光パルスから
成り、かつ反射した元ビームのエネルギが、従って反射
した元パルスのエネルギが評価される。

その際元ビームを評価する場合、明るいところで光受信
機が受信したものは、反射した光ビームなのか、外部光
源から到来した元ビームなのが区別できないという欠点
がある。

周波数選択オプトエレクトロニクススイッチ装置は次の
ような特徴を有す乙。す７．ｃゎち光送信戦は光ビーム
として周波数変調した元パルスを送出し、かつ光受信機
に受載られた元パルスは振動回路を励起し、この振動回
路は、光送信機から送出された光パルスの変調周波数に
合わされている。

それによりこのスイッチ装置は、外部光源から到来する
光ビームには感応しない。しかしながら振動回路の共振
周波数と光送信機から送出される光パルスのｉ＝周周数
数が時間の経過と共にばらばらになることがあり、それ
によりこのようなスイッチ装置の機能障害が生じるとい
う欠点がある。

パルス符号化オプトエレクトロニクススイッチ装置では
光送信機から光ビームとしてパルス符号化した光パルス
が送出され、かつ光受信４幾の後には弁別器が接続され
ており、この弁別器は、光受信機が光送信機から送出さ
れたパルス変調光パルスに相当するパルス変調光パルス
を受信した時にだけ応答するようになっている。これら
スイッチ装置も、外部光源から到来した光ビームには感
応しないが、比較的高価である。

本発明の課題は、簡単な構成で長期にわたって優れた動
作を行いかつ外部光に感比、しない無接触動作電子スイ
ッチ装置、従ってオプトエレクトロニクス近接スイッチ
を提供することにある。

この課題を解決する本発明による無接触動作電子スイッ
チ装置は、まず大体において次のような特徴を有する。

すなわち発振器が設けられており、光送信機が、周期的
な発振パラメータ（例えば発振振動）に同期して光パル
スを送出し、かつ光受信機が、発振器の入力端子に負帰
蒼または正帰還積台されている。

従って前記公知技術について行った説明の意味において
本発明によるオプトエレクトロニクス近接スイッチでは
、簡単に周波数選択のものおよび／またはパルス符号化
したものが取扱われ、すなわち周期的発振器パラメータ
として発振振動を使用すれば周波数選択のものであり、
パルス符号化した発振器パラメータを使用すればパルス
符号化したものであり、従って発振器という表現には爵
に広い意味が与えられている。本発明による無接触動作
電子スイッチ装置にとって、従って本発明によるオプト
エレクトロニクス近接スイッチにとって、発振周波数の
゛変動″′が椴るに足りないとい５ことは極めて重要で
ある。なぜなら発振周波数が設定値から変動する程度に
応じて、光送信機から送出される元パルスのパルス周波
数も変動し、またはいっしょに変動するからである。

個別的には本発明による無接触動作電子スイッチ装置を
構成しかつ改善するには種々の可能性があり、それにつ
いて次に例を挙げて説明する。

すでに前記のように本発明により発掘器を設ける場合、
発振器という表現は符に広い意味を持つものとする。ｆ
なわちここでは発掘器とは、一方において周期的にくり
返づ一光パルスを（これら）くルスの周期と共に常に）
取出１−ことができ、他方において負帰還によって制動
されまたは正帰還によって励起できるあらゆる回路装置
のこととする。

この時発振器から取出されかつ光送信機から送出された
光パルスは、十分に反射されかつ光受信機に受信される
と、確実に発振器または発掘器振動を制動または励起し
、このことは、そのまま電子スイッチの制御のため評価
できる。

前記のように本発明による無接触動作電子スイッチ装置
に使用できる発振器の多くの実施形が与えられた場合、
そればもががゎらず発振器をＬＣ発振器として構成し、
特に発掘器かエミッタ接地で動作する発振器トランジス
タとエミッタ抵抗をＴｈ−１，、かつ光送信機が発振器
トランジスタのエミッタとエミッタ抵抗の接続点に接続
されていることは望ましい。その際エミッタ抵抗寺可調
節構成にすることは望ましく、それにより可調節エミッ
タ抵抗により本発明による電子スイッチ装置のスイッチ
閾値が調節可能になる。

発振器がエミッタ接地で動作する発振器トランジスタと
エミッタ抵抗を有する本発明による電子スイッチ装置の
実施形において発振器トランジスタΩエミッタとエミッ
タ抵抗の接続点に光送信機が接続されていることを前記
のように述べたが、このことは、発振器トランジスタの
エミッタとエミッタ抵抗の接続点に光送信機が直接接続
されることを表わすとは限らない。それどころか冗送１
ｇ機は、接続回路網を介して発振器トランジスタのエミ
ッタトエミッタ抵抗の疲続点に接続してもまい。このよ
うな接続回路網はまず閾値ダイオードを含むことができ
るので、それにより光送信機は簡単に光パルスを発生す
る。

その他に本発明による無接触動作電子スイッチ装置は次
のような特徴を有する。すなわち接続回路網はスイッチ
トランジスタを有し、かつスイッチトランジスタのベー
スが、発振器トランジスタのエミッタとエミッタ抵抗の
接続点に接続されている。従ってこの実施形において光
送信機に必要な電力は、発振器トランジスタを介して送
られるのではなく、この電力は、スイッチトランジスタ
を介して光送信機に供給され、かつスイッチトランジス
タは、発振器トランジスタのエミッタとエミッタ抵抗の
接続点の電位によって制御される。

その他に接続回路網を介して発振器トランジスタのエミ
ッタとエミッタ抵抗の接続点に光送信機を接続した本発
明による電子スイッチ装置の実施形において、接続回路
網にインピーダンス変換器を設けると有利であり、しか
もすでに接続回路網かスイッチトランジスタを有する場
合にも有利である。インピーダンス変換器は補助トラン
ジスタにより実現できる。

すでに述べたように本発明による電子スイッチ装置にお
いて光受信機が、負帰還または正帰還のために発振器の
入力端子に接続されていると称する場合、この接続が直
接接続である必要はない。

それどころか光受信機は、入力増窟器および／または結
合コンデンサを介して発振器の入力端子に接続してもよ
い。

本発明の実施例を以下図面によって説明する。

第１図にブロック図の形で示した電子スイッチ装置１ば
、無接触で動作し、すなわち図示されていない作用菓子
の接近に応答し、また外部導体２を′ｊ、ｉ″して電源
４の一方の極３に、かつ別の外＝ｈｍ体５を介し℃負荷
装置７の一方の端子６に接続されているだけであり、そ
の際負＝ｇ直７の他方の端子８は、電源４の他方の極９
に接続されている。

すなわち図示した電子スイッチ装置」は、全体で２本の
外部導体２．５だけを介して、−万では電源４にまた他
方では負荷装置７に接続できる。

（本発明の教示は、スイッチ装置Ｊが第１図の実施例に
おけるように２つの外部導体２．５を有するかどうか、
または３つまたは３つ以上の外部導体が設けられている
かどうかには関係ない。）基本構成において第１図に示
した電子スイッチ装置１、すなわち無接点スイッチ装置
は、外部から作用を及ぼすことのできる存在堀示器１０
、存在表示器１０の後に接続されたスイッチ増幅器１１
、存在表示器１０からスイッチ増幅器１１を介して制御
可能な電子スイッチ１２、例えはサイリスタ、および存
在表示器１０とスイッチ増幅器１１のため給篭篭圧を発
生づ−る給電回路」３から成る。

第１図には概略的に示すだけであるが、第２図に詳細に
示したように、本発明による電子スイッチ装置１におい
て存在表示器１０は光送信機１４と光受信機１５を有す
る。従って本発明による無接触動作電子スイッチ装置１
として充電近接スイッチが使われる。

第２図に示すように発振器１６が設げられており、光送
信機１４は、周ＭＥＦＪな発振器パラメータ、例えば発
振振動に同期して光パルスを送出し、かつ光受信機１５
は、発振器１６の入力端子１７に負帰還結合されている
。

第２図に示した実施例において、発振器」６はＬＣ発振
器として構成されている。発振器１６は、エミッタ接地
で動作する発振器トランジスタ１８とエミッタ抵抗１９
を有する。光送信機１４は、発振器トランジスタ１８の
エミッタ２１とエミッタ抵抗１９の接続点２０に接続さ
れている。エミッタ抵抗Ｊ９は調節できるので、エミッ
タ抵抗１９により本発明によるスイッチ装置１のスイッ
チ闇値が調節できる。

その他に第２図には、光送信＠１４が接続回路網２２を
弁して発振器トランジスタ１８のエミッタ２１と、エミ
ッタ抵抗１９の接続点２０に接続されているという点に
おいて、本発明による電子スイッチ装置１の有利な実施
形をボしである。接続回路網２２は、閾１＠ダイオード
２３、スイッチトランジスタ２４およびインピーダンス
変換器２５を有する。その際スイッチトランジスタ２４
０ベース２６か、発ｋ　Ｅ８トランジスタ１８のエミッ
タ２１とエミンタ抵仇１９の接続点２０に接続されてお
り、かつインピーダンス変換器２５は、補助トランジス
タによって実現されている。

最後になお第２図には、光受信磯１５が人力増幅器２７
と納会コンデンサ２８を介して発据器１６の入力端子１
７に接続されているという点において、本発明による電
子スイッチ装置１の有利な実施形をポしである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による無接触動作電子スイッチ装置の
ブロック図、第２図は、第１図に示したスイッチ装置の
回路の一部を示す図である。 ■・・・電子スイッチ装置、４　電源、７・・・負荷装
置１、」Ｏ・・・存在表示器、１２・・・電子スイッチ
、１３−給電回路、１４・・・光送信機、１５・・元受
信機、１６・発振器特許出願人　イフム、エレクトロー二久ゲゼルシャフト
、ミツト、ペンユレンクテル、ハフソング代理人弁理士
　田代煕治

Claims

【特許請求の範囲】（１）外部から作用を及ぼすことができる存在表示器、
および存在表示器から（場合によってはスイッチ増幅器
を介して）制御可能な電子スイッチ（例えばトランジス
タ、サイリスタまたはトライアック）が設けられており
、その際存在表示器が光送信機と光受信機を有する、無
接触動作電子スイッチ装置において、発振器（１６）が設けられており、光送信機（１４）が
、周期的な発振器パラメータ（例えば発振倣動）に同期
して光パルスを送出し、かつ光受信機（１５）が、発振
器（１６）の入力端子（１７）に負帰還または正帰速結
台されていることを特徴、とする、無接触動作電子スイ
ッチ装置。（２）発振器（１６）がＬＣ発振器として構成されてい
る、特許請求の範囲第１項記載の電子スイッチ装置。（３）発振器（１６）が、エミッタ接地で動作する発振
器トランジスタ（１８）およびエミッタ抵抗（１９）を
有し、かつ光送信機（工４）が、発振器トランジスタα
樽のエミッタ（２１）とエミッタ抵抗（１９）との接続
点（ホ）Ｋ接続されている、特許請求の範囲第１項また
は第２項記載の電子スイッチ装置。（４）エミッタ抵抗（１９）が調節可能である、特許請
求の範囲第３項記載の電子スイッチ装置。（５ン光送信機（１４）が、接続回路網（２２）を介し
て発振器トランジスタ（１８）のエミッタ（２１）とエ
ミッタ抵抗（１９）との接続点（２ｏ）に接続されてい
る、特許請求の範囲第３項または第４項記載の電子スイ
ッチ装置。（６）接続回路網（２２）が閾値ダイオード（２幻を有
する、特許請求の範囲第５項記載の電子スイッチ装置。（７）接続回路網（２２）がスイッチトランジスタ（２
４）を有し、かつこのスイッチトランジスタ（２４）の
ベース（２６）が、発振器トランジスタ（１８）のエミ
ッタ（２１）とエミッタ抵抗（１９）との接続点（２０
）に接続されている、！＃許請求の範囲第５項または第
６項記載の電子スイッチ装置。（８）接続回路網（２２）がインピーダンス変換器（２
５）を有する、特許請求の範囲第５項ないし第７項の１
つに記載の電子スイッチ装置。（９）インピーダンス変換器（２５）が補助トランジス
タによって実現されている、特許請求の範囲第８項記載
の電子スイッチ装置。 αＱ光受信機（１５）が、入力増幅器（２７）を介して
発振器（１６）の入力端子（１７）に接続されている、
特許請求の範囲第１項ないし第９項の１つに記載の電子
スイッチ装置。０］）光受信機（１５）が、結合コンデンサ（２８）を
ブトして発振器（１６）の入力端子（１７）に接続され
ている、特許請求の範囲第１項ないし第１０項の１つに
記載の電子スイッチ装置。