JPS61102576A - 距離検知型光電スイッチ - Google Patents

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】 ｌ技１Ｉｌｉ分野１ 本発明は、バーキ／グメータなどに（史用される反射型
光電入イノチにかんするらのである。

１背枢枝術１ この種の反射型光電スイッチは、第１図（ａ）に示すよ
うに、投受光光学系１，２を側方に所定間隔を隔ててＤ
ｒ置し、投光素子３から叫射さ汽る児ビームＰが被検知
物体ＸでδＬ反射されて、その反射光Ｒが受を光学系２
で集光される際ｉこ、同図（ｂ）に示すように、夷光点
Ｓが被検知物体Ｘまでの距離に応じてｆｌｌｌｌ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
第２図に示すように、集光面内に併置された２個の受尼
素子４ａ。

４ｂの出力電流をそれぞれ受光回路Ｓａ、Ｓｂで・（３
号電圧に変換し、さらにグイナミ／クレ／／を１６、火
するために対ｒ！Ｌ変換回路６ａ、６ｂで対数変換した
のち差動増幅回路７に入力し、その差出力を比較回路８
の信号人力Ｖ１０として、括準電圧発う１一部つから出
力される検知距離設定用の基準電圧＼（１と比較するも
のである。なお２系統の受光信号の子を用いているのは
、戸外で使用する際のか范や被検知物本の反射率の違い
などのに’／　”Ｊを相イλ士るｔこめである。

従来はこの基壁電圧発生部９が、第５図に示すように、
定電圧源〜ｒｅｆと可変抵抗器ＶＲとで構成されていた
ので、次のような欠点があっｔこ６（１）回路をＩＣ化
する場合に定電圧源Ｖｒｅｆは通常代い値に卯えられる
か、この従来回路の構成では＼’ｒｅｆ以上の距離設定
電圧■ｄが得られない。

（２）可変抵抗器ＶＲの接続に２個の外δ６接続端子ａ
＋ｂを必要とするので、ＩＣ化に不利である。

（３）検知時に外、’ｉＬ／イスによって動作、復帰を
繰り返すのを防止するために、検知と同時に復帰用基準
電圧に切り換える、いわゆるヒステリシス特性を持たせ
る必要があるが、この従来回路ではヒステリシス幅を可
変にするための回路構成がきわめて困難である。

［発明の目的１ 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、検知感度に上述のようなヒステリ
シス特性を持たせた反射型充電スイッチにおいて、特に
ＩＣ化に適した基準電圧発生回路の構成を提供するにあ
る。

１発明の開示１ 本発明は、被検知物体からの反射光レベルを比較回路に
よって検知基準電圧と比較し、被検知物体が設定距離内
に存在することを検知士ると、自動的に復帰基壁電圧を
切り換えるように構成されｒこ反射型充電スイッチにお
いて、入力側に抵抗−環７ズこ変換回路を発して検知基
準電圧設定用の可変抵抗器を接続した電流ミラー回路の
出力端を上記比較回路の基準入力端に接続すると共に、
出力側の負荷抵抗の一部に基準電圧切換用トラン／久り
を並列接続して構成したらのであり、電流ミラー回路の
入力電流を検知距離設定用可変抵抗器で調整するように
して、出力電流を定電流化することにより、ヒステリシ
ス幅を設定する抵抗値が検知基準電圧に影響しないよう
にしたものである。

第３図は本究明の一実施例を示したちので、電流ミラー
回路Ｎ１１は単一チップ上にべ一部を共通にして形ｒ＆
された入力側と出力側のトランジスタＱ、、Ｑ、のベー
スを入力側トランジスタＱ１のコレクタに接続して形成
されており、入力端のトランジスタＱ、のコレクタに抵
抗−電流変換回路ＣＴ。

を汗して検知基準電圧設定用の可変抵抗器ＶＲ。

が接続されている。抵抗−電流変換回路ＣＴ、は差動増
幅器ＤＡとその出力で制御されるトランジスタＱ、と定
電圧源Ｖｒｅ段で構成され、差動増幅２’ｉＤＡの反転
入力ｔｉｌｌにトランジスタ。、のエミッタが、非反転
入力側に定電圧源ＶｒＪがそれぞれ接続されたものであ
る。可変抵抗器ＶＲ，の抵抗値を変化させて電流１ｄを
変化させると、ｄ点の電圧変動が差動増幅器ＤＡの入力
側にフィードバックされて、常にｄ点の電圧がＶｒｅｒ
と等しくなるように制御されるので、可変抵抗器ＶＲ，
の抵抗値に反比例した電流１ｄが精度良く得られるもの
である。また電流ミラー回路へ・１１の出力端Ｃすなゎ
も出力側トランジスタＱ、のコレクタには、負荷抵抗と
して検知基べ艷電圧Ｖｄを設定するための抵抗Ｒｄと、
ヒステリシス幅をａ定するための抵抗Ｒｈとか直列に接
続３ｈでおり、この出力端Ｃの電圧がゆ知基璧電圧＼＋
ｄとして、第２図に示した比較回路８のフル！１（入力
端に印加されている。さらにヒステリシス幅設定用抵抗
Ｒ１＋には、物体検知と同時にオン制御される基僧電圧
切換用トラ／）久りＱ、が並列接続されている。

上記の構成において、電流ミラー回路キ１１は単一チッ
プ上にベースを共通Ｉこ形成すれて、両トランジスタＱ
１およびＱ、は互いに整合しており、出力狽Ｕランノス
タＱ２のべ一又電；庇はダイオード接続された入力側ト
ランジスタＱ、のべ一入電随によって規定されているの
で、出力側トランジスタＱ２には常に入力側トランジス
タＱ１と同一のフレフタ電１ｉｌｄが流れ、負荷抵抗の
値に影゛ＲさＪｔない。したがって物体検知信号によっ
て）、！；　Ｋ’ｉ電圧電圧切換用トランジスタボ１ン
オフ制御さ１１てら、検知基壁電圧設定用抵抗Ｒｄの両
端の電圧は変化せず、またヒステリシス幅設定用抵抗Ｒ
１＋を可変にすれは、検知基準電圧とヒステリシス幅を
互・・に影響することなく独立に調整可能である。

実際には比較回路の入カインビーダ／、２．はきわめて
高いので、電流ミラー回路入日の出力端Ｃはノイズを拾
い易く、負荷抵抗の一部をＩＩｊ′＆−抵抗２ユにする
ことはきわめて困デ■である。その点を改良しｒこ実施
例を第・を図に示す、同図において、入力側に抵抗−電
ｌズＬ変換回路ＣＴ、を介してヒステリシス幅設定用の
可変抵抗器ＶＲ２を接続した電流ミラー回路Ｍ＋の出力
電流１１＋をダイオードＤを介してｉｉｊ記ヒ又テリノ
ス幅設定用抵抗Ｒｈに供給すると共に、この出力’４ｅ
とアースとの開に前記ヒステリ／ス幅切換用トラ／ノス
タＱ４を接続したものである。

第・１し１のように構成すれば、ヒステリシス幅設定用
抵抗Ｒ１＋に電ｊｆｌＬ　ミラー回路Ｍ２で構成された
第２の定電流源から定電流１１＋が供給され、且つこの
電流値か電流ミラー回路の入力側で可変抵抗器＼１＜：
Ｉこよって調整できるので、比較回路の入力端にノイズ
か乗るおそれがな（、しかち検知基準電圧とヒステリシ
ス幅とを互いに独立に設定で・きるのである。

１発明の効果」 上述のように本発明においては、物体からの反射光レベ
ルを検知基準電圧と比較し、物事を検知すると自動的に
復帰基準電ｒＴ：、そ切１）換たる方式の充電スインチ
において、人力型７ズこを検知ノ、Ｉ８亭電圧設定用の
可変抵抗器で可変とされた電ｌＡコミラー回路の出力端
を比較回路の基準入力端に接続すると共に、出力側の負
荷抵抗の一部に基準電圧切換用トランン久夕を並列接続
したちのであり、電流ミラー回路が定電流源を構成する
ので、その出力側における負荷抵抗の変化が出力電流１
こ影ｉｐせず、したがって検知基準電圧とは独立にヒス
テリシス幅を設定できるという利点があり、また抵抗−
電流変換回路の基準電圧として定電子源＼’ｒｅｆを用
いることによって、出力端にはＶｒｅ［以上の距離設定
電圧■ｄが得られるという利点かあり、さらに第・を図
の実施例のように、上記負荷抵抗の一部に定電流源から
電流を供給することによって復帰基準電圧への切り換え
を行なうようにすれば、比較回路の入力端のようにノイ
ズを拾い易い箇所での可変抵抗器の使用を避けることか
で・きるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、第２図は本発明の実施
例を示すブロック回路図、第３図は同上の要部具体回路
図、第・１図は本発明の池の実施例を示す要部具体回路
図、第５図は従来例の回路図である。 １は投尼尤学系、２は受光光学系、３は投光素子、４　
ａ　、　４　ｂは受光素子、５ａ、５ｂは受光回路、６
ａ、６ｂはλ・を数増幅回路、７は差動増幅回路、８は
比較回路、（ｊはＩζ準電圧発生部、Ｘ　ｌ１ｖＬ検知
物体、Ｐは尤ビーム、Ｒは反射光、Ｓは集光スポット、
Ｎ１１１ｉ’・１．は電流ミラー回路、ＣＴ、、ＣＴ２
１１４ＬＨｊｉ、　−電＋Ａｉ　ｌｉ換回路、ｖ　Ｒ、
、Ｖ　Ｒ、は可変抵抗器、Ｖｒｅｆは戻電圧源、ＤＡｌ
ｉ差動増幅器、Ｑ、、Ｑ、、Ｑ、は）う／シ又夕、Ｑ４
は基準電圧切換用トランノスタ、Ｄはグイオート、Ｒｄ
＋、Ｒｂは負荷抵抗。 代ｊＩｌｊ人　ｔｒ、埋土　イｉ　　ＩＪＪ　　艮　上
第１図 （ｂ） 第２図 第５図 ９．査 手続補正書（自発） 昭和　５９年　１２月２１　　日 特許庁長官殿　　　　　　　　　　　云、：、６１、事
件の表示 昭和５９年特許願＠２２４５２２号 ２、発　明　の名称 ＋３９ケンチ乃タコウデン 距ＩＣ検知型光電スイッチ（名称変更）３、補正をする
者 事件との関係　　　　　　特許出願人 性　　所　　大阪府門真市大字門真１０４８番地名　称
　（５８３）松下電工株式会社 代表者小　林　　郁 ４、代理人 明細書 ８、補正の内容 訂　　正　　明　　細　　書 特願昭５９−２２４５２２号 １、発明の名称 距離検知型充電スイッチ ２、特許請求の範囲 林較回路を設け、入力側に抵抗−電流変換回路を介して
一基準電圧設定用の可変抵抗器を接続した電；光ミラー
回路の出力端を上記比較回路の基準入力端に接続すると
共に、出力側の負荷抵抗の一部に基準電圧切換用トラン
ジ゛スタを並列接続してｒる基準電圧発生部を設けたこ
とを特徴とするｉ［［邦し知−型充電スイノチロ ３、発明の詳細な説明 ［技術分野１ 本発明は一定距離以内に被検知物体が存在するかどうか
を検出する距離検知型充電スイッチに関するものである
。 ［背景技術１ 距離検知型充電スイッチは、第１図ｂ）に示すように、
投受光光学系１．２を側方に互いに所定間隔を隔てて併
置し、投光素子３から照射される光ビームＰが被検知物
体Ｘのビーム照射スポットで拡散反射されて、その反射
光Ｒが受光光学系２で集光される際に、同図（ｂ）に示
すように、集光スボッ）Ｓが被検知物体Ｘまでの距離に
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、
その回路構成は第２図に示すように、集光面内に併置さ
れた２個の受光素子４ａ、４ｂの出力電流をそれぞれ受
光回路５ａ、Ｓｂで信号電圧に変換し、さらにダイナミ
ックレンツを拡大するために対数増幅回路６ａ、６ｂで
対数変換したのち差動増幅囲路７に入力し、その差出力
を比較回路８の信号人力Ｖｉｎとして、基準電圧発生部
９からａ力される検知距離設定用の基準電圧Ｖｄと比較
するものである。なお最近では２個の受光素子４ａ、４
ｂの代わりに、ＰＩＮホトダイオードを応用した３端子
の位置検出素子（ＰＳＤ）が使用されている。 従来はこの基準・電圧発生部９が、第５図に示すように
、定電圧源Ｖｒｅｆと可変抵抗器ＶＲとで構Ｔｋ、され
ていたので、次のような欠点があった。 （１）回路をＩＣ化する場合に定電圧源Ｖｒｅｆは通常
１氏い値に抑えられるが、この従来回路の構成ではＶｒ
ｅｆ以上の距離設定電圧Ｖｄが得られない。 （２）可変抵抗器ＶＲの接続に２個の外部接続端子ａ、
ｂを必要とするので、ＩＣ化に不利である。 （３）検知時に外乱バズに上って１１作、復帰を繰り返
すのを防止するために、検知と同時に復帰用基準電圧に
切り換える、いわゆるヒステリシス特性を持たせる必要
があるが、この従来回路ではヒステリシス幅を可変にす
るための回路構成がきわめて困難である。 ［発明の目的１ 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、検知感度に上述のようなヒステリ
シス特性を持たせた距離検知型充電スイッチにおいて、
特にＩＣ化に墓した基準電圧発生回路の構成を提供する
にある。 ［発明の開示１ 本発明は、ビーム投光器の側方に受光器を配置し、ビー
ム照射スポットの受光光学系による結像位置の変位を位
置検出型受光素子の両出力の差信号として検出すること
により、被検知物体までの距離を検出するようにした距
離検知型充電スイッチにおいて、上記差信号を距離設定
用基準電圧と比較する比較回路を設け、入力側に抵抗−
電流変換回路を介して基準電圧設定用の可変抵抗器を接
続した電流ミラー回路の出力端を上記比較回路の基準入
力端に接続すると共に、出力側の負荷抵抗の一部に基準
電圧切換用トランジスタを並列接続してなる基準電圧発
生部を設けたしのであり、物体を検知すると同時に基準
電圧を自動的に切り換えて復帰受光レベルを低くし、検
知感度ｉこヒステリンスを持たせると共に、電流ミラー
回路の入力端子を検知距離設定用可変抵抗器で調整する
ようにして、ヒステリシス幅の設定もしくは変更が検知
基準電圧に影響しないようにしたものである。 第３図は本発明の一実施例を示したもので、電流ミラー
回路Ｍ１は単一チノブ上にべ一人を共通にして形成され
た入力側と出力側のトランジスタＱ、、Ｑ２のベースを
入力側トランジスタＱ、のコレクタに接続して形ｒＩＬ
されており、入力側のトランジスタＱ１のコレクタに抵
抗−電流変換回路ＣＴ。 を介して検知基準電圧設定用の可変抵抗器ＶＲ。 が接続されている。抵抗−電流変換回路ＣＴ、は差動増
幅器ＤＡとその出力で制御されるトランジスタＱ、と定
電圧源Ｖｒｅｆとで構成され、差動増幅５ＤＡの反転入
力側にトランジスタＱ、のエミッタが、非反転入力側に
定電圧源Ｖ　ｒｅｆがそれぞれ接続されたものである。 上記の構成において、可変抵抗器ＶＲ，の抵抗値により
電流ミラー回路Ｍ１の入力電流を変化させると、ｄ点の
電圧変動が差動増幅器ＤＡの入力（［１１ｋ二フイード
バツクされて、常にｄ点の電圧がＶｒｅｒと等しくなる
ように制御されるので、可変抵抗器ＶＲ，の抵抗値に反
比例した電流が精度良く得られる。また電流ミラー回路
Ｍ、の出力端Ｃすなわち出力側トランジスタＱ、のコレ
クタには、負荷抵抗として検知基準電圧Ｖｄを設定する
ための抵抗Ｒｄと、ヒステリシス幅を設定するための抵
抗Ｒｈとが直列に接続されており、この出力ｙａｃの電
圧が検知基ＩｊＡ電圧Ｖｄとして第２図（５示した比較
回路８の基準入力端に印加されている。さらにヒステリ
シス幅設定用抵抗Ｒｈには、物体検知と同時にオン制御
される基準電圧切換用トランジスタＱ、が並列接続され
ている。 電流ミラー回路Ｍ、は単一チップ上にベースを共通に形
１１ｔされて、両トランジスタＱ１およびＱ２は互いに
整合しており、出力側トランジスタＱ２のベース電流は
ダイオード接続された入力端トランジスタＱ、のべ一人
電流によって規定されているので、出力側トランジスタ
Ｑ２には常に入力側トランジスタＱ１と同一のコレクタ
電流が流れ、負荷抵抗の値に影響されない。したがって
物体検知信号によって基準電圧切換用トランジスタＱ４
がオンオフ制御されても、検知基準電圧設定用抵抗Ｒｄ
の両端の電圧は変化せず、またヒステリシス幅設定用抵
抗Ｒｈを可変にすれば、検知基準電圧とヒステリシス幅
を互いに影響することなく独立に調整可能である。 実際には比°較回路の入力インピーダンスはきわめて高
いので、電流ミラー回路Ｍ、の出力端Ｃはノイズを拾い
易く、負荷抵抗の一部を可変抵抗器にすることはきわめ
て困難である。その点を改良した実施例を第４図に示す
。同図において、入力側に抵抗−電流変換回路ＣＴ　２
を介してヒステリシス幅設定用の可変抵抗器ＶＲ，を接
続した電流ミ“ラー回路Ｍ２の出力電流Ｉ）ｌをダイオ
ードＤを介して前記ヒステリシス幅設定用抵抗Ｒｈに供
給すると共に、この出力端ｅとアースとの間に前記ヒス
テリシス幅切換用トランンスタＱ４を接続したものであ
る。 第４図のように構成すれば、ヒステリシス幅設定用抵抗
Ｒｈには電流ミラー回路Ｍ、からの定電流■Ｄに重畳さ
れて、電流ミラー回路Ｍ２でＦ７ｒ＆されｊこ第２の定
電流源から定電流ＩＮが供給され、且つこの電流値Ｉ、
が電流ミラー回路Ｍ２の入力側で可変抵抗器ＶＲ３によ
って調整できるので、比較回路の入力端にノイズが乗る
おそれがなく、しかも検知基準電圧とヒステリシス幅と
を互いに独立に設定できるのである。 「発明の効果」 上述のように本発明においては、物本を検知すると自動
的に復帰用基糸電圧に切り換える方式の光電スイッチに
おいて、入力端子を検知基準電圧設定用の可変抵抗器で
可変とされた電流ミラー回路の出力端を比較回路の基準
入力端に接続すると共に、出力側の負荷抵抗の一部に基
準電圧切換用トランジスタを並列接続したものであり、
電流ミラー回路が定電流源を構成するので、その出力側
における負荷抵抗の変化が出力電流に影響せず、したが
って検知基準電圧とは独立にヒステリシス幅を設定でき
るという利点があり、また抵抗−電流変換回路の基準電
圧として定電圧源Ｖ　ｒｅ（を用いることによって、出
力端にはＶｒｅｆ以上の距離設定電圧Ｖｄが得られると
いう利点があり、さらに第４図の実施例に示したように
、上記負荷抵抗の一部に池の定電流源から電流を供給す
ることによって復帰基準電圧への切り換えを行なうよう
にすれば、比較回路の入力端のように入力インビーグン
久が高くてノイズを拾い易い箇所での可変抵抗器の使用
を避けることができるという利点がある。 ４、図面の簡単な説明 第１図（、）お上［、ｒ（ｂ）は本発明の原理説明図、
第２図は本発明の実施例を示すブロック回路図、第３図
は同上の要部具体回路図、第４図は本発明の池の実施例
を示す要部具体回路図、第５図は従来例の回路図である
。 ｌは投光光学系、２は受光光学系、３は投光素子、４ａ
、４ｂは受光素子、５　ａ、　５　ｂは受光回路、６ａ
、６ｂは対数増幅回路、７は差動増幅回路、８は比較回
路、９は基準電圧発生部、又は被検知物体、Ｐは光ビー
ム、Ｒは反射光、Ｓは集光スポット、Ｍ口Ｍ２は電流ミ
ラー回路、ＣＴ、、ＣＴ２は抵抗−電流変換回路、ＶＲ
，、ＶＲ，は可変抵抗器、Ｖｒｅｒは定電圧源、ＤＡは
差動増幅器、Ｑ、、Ｑ、、Ｑ、はトランジスタ、Ｑ、は
基準電圧切換用トランジスタ、Ｄはダイオード、Ｒｄ、
Ｒｈは負荷抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）液検知物体からの反射光レベルを比較回路によっ
   て検知基準電圧と比較し、被検知物体が設定距離内に存
   在することを検知すると、自動的に復帰基準電圧を切り
   換えるように構成された反射型光電スイッチにおいて、
   入力側に抵抗−電流変換回路を介して検知基準電圧設定
   用の可変抵抗器を接続した電流ミラー回路の出力端を上
   記比較回路の基準入力端に接続すると共に、出力側の負
   荷抵抗の一部に基準電圧切換用トランジスタを並列接続
   して成ることを特徴とする反射型光電スイッチ。