JPS62253219A - 光電スイツチ - Google Patents

光電スイツチ

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JPS62253219A
JPS62253219A JP14729086A JP14729086A JPS62253219A JP S62253219 A JPS62253219 A JP S62253219A JP 14729086 A JP14729086 A JP 14729086A JP 14729086 A JP14729086 A JP 14729086A JP S62253219 A JPS62253219 A JP S62253219A
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oscillation
transistor
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power
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Takumi Hirose
広瀬 巧
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SANKUSU KK
Panasonic Industrial Devices SUNX Co Ltd
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SANKUSU KK
Sunx Ltd
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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】 [発明の目的] (産業−にの利用分野) 本発明は長いパワーオンディレィ時間と速い応答速度と
が得られるようにした光電スイッチに関する。
(従来の技術) 例えば、反射形の光電スイッチにおいては、発振回路の
発振出力を分周回路により分周させ、その分周出力を投
光回路に与えて発光素子から被検出部位に向けて投光さ
せるようにし、更に、前記分周出力をデジタル積分回路
に与えるとともに前記被検出部位の被検出物体からの反
射光を受光する受光回路からの受光信号を前記デジタル
積分回路に与えるようにし、デジタル積分回路が、前記
受光信号が与えられている間だけ前記分周出力をカウン
トしてそのカウント値が所定値になると検出信号を出力
するように構成されたものが供されている。
ところで、この種の光電スイッチにおいては、電源投入
時には受光回路内のカップリング等のコンデンサが充電
されるまでの時間は受光回路の動作は不安定であり、こ
のような状態の時に受光回路からの受光信号によりデジ
タル積分回路から検出信号を出力させることは検出動作
が不確実になる。従って、電源投入から一定時間は検出
信号を出さない(パワーオンディレィ)ようにしておく
必要かある。例えば、デジタル積分用のカウンタで前記
分周出力をカウントしてパワーオンディレィ時間を得る
ようにすることが考えられるが、この場合、長いパワー
オンディレィ時間を得るべく分周回路の分周比を大に設
定すると、その後の応答速度が遅くなり、逆に、速い応
答速度を得るべく分周回路の分周比を小に設定すると、
受光回路が安定するまでの長いパワーオンディレィ時間
が得られないという問題がある。
このような問題を解決するため、従来では、長いパワー
オンディレィ時間を確保するためのパワーオンディレィ
用コンデンサを有するパワーオンディレィ回路を設ける
か或いは分周回路の分周出力を更に分周するパワーオン
ディレィ用分周回路を設けて、デジタル積分回路の後段
の出力回路からの出力を拘束するように構成したものが
考えられている。
(発明が解決しようとする問題点) 従来の構成によれば、ICチップ化する時において、パ
ワーオンディレィ回路を設ける前者の場合にはパワーオ
ンディレィ用コンデンサを外付けする、必要があり、又
、パワーオンディレィ用分周回路を設ける後者の場合に
はICチップ1−にパワーオンディレィ川分周回路用の
広いスースを確保する必要があり、いずれにしても、製
作性が劣り、小形軽量化を損なう問題がある。
本発明はL記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、簡単な構成で長いパワーオンディレィ時間と速い応答
速度とを得ることができ、製作性に優れ、小形軽量化を
図り得る光電スイッチを提供するにある。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明の光電スイッチは、発振周期が二段階に切換えら
れる発振回路を設け、この発振回路の発振出力を分周す
る分周回路を設け、この分周回路の分周出力をカウント
するデジタル積分回路を設け、電源投入に基づいて前記
発振回路を大なる方コの周期で発振させ前記デジタル積
分回路が所定値までカウントすると前記発振回路を小な
る方の周期で発振させるパワーオンディレィ用発振周期
調−整回路を設け、前記分周回路の前記中なる方の周期
の発振出力に基づく分周出力により受光動作若しくは投
光動作を制御する構成に特徴を有する。
(作用) 本発明の光電スイッチによれば、発振回路の大なる方の
周期の発振出力に基づいて長いパワーオンディレィ時間
を得、小なる方の周期の発振出力に基づいて速い応答速
度を得んとするものである。
(実施例) 以ド本発明を反射形の光電スイッチに適用した一実施例
につき図面を参照しながら説明する。
先ず、第3図に従って発振回路Aの構成について述べる
。1及び2は直流電圧+Vが印加される電源端子である
。3及び4はPNP形のトランジスタ、5はダブルエミ
ッタ方式のPNP形のトランジスタであり、これらはカ
レントミラー回路を形成するように、各エミッタは電源
端子1に接続され、各ベースは共通に接続されており、
又、トランジスタ3のコレクタはベースに接続されてい
るとともに抵抗6を介して電源端子2に接続されている
。7は状態制御用のNPN形のトランジスタであり、そ
のコレクタはトランジスタ4のコレクタに接続され、エ
ミッタは電源端子2に接続され、ベースはコントロール
端子8に接続されている。9及び10はカレントミラー
回路を形成するためのNPN形のトランジスタであり、
そのトランジスタ9において、コレクタはトランジスタ
7のコレクタに接続され、エミッタは電源端子2に接続
され、ベースはコレクタに接続されているとともにトラ
ンジスタ10のベースに接続されており、叉、トランジ
スタ10において、コレクタはトランジスタ5のコレク
タに接続され、エミッタは電源端子2に接続されている
。11及び12はカレントミラー回路を形成するための
NPN形のトランジスタであり、そのトランジスタ11
において、コレクタはトランジスタ10のコレクタに接
続され、エミッタは電源端子2に接続され、ベースはコ
レクタに接続されているとともにトランジスタ12のベ
ースに接続されており、又、トランジスタ12のエミッ
タは電源端子2に接続されている。そして、]−述した
トランジスタ3乃至5゜抵抗6.トランジスタ7及び9
乃至12は制御回路13を構成している。14乃至16
はPNP形のトランジスタであり、これらはカレントミ
ラー回路を構成するように、各エミッタは電源端子1に
接続され、各ベースは共通に接続されており、又、トラ
ンジスタ14のコレクタはベースに接続されているとと
もにトランジスタ12のコレクタに接続されている。1
7は充放電制御用のNPN形のトランジスタであり、そ
のコレクタはトランジスタ15のコレクタに接続され、
エミッタは電源端T2に接続されている。18はNPN
形のトランジスタ、19はこのトランジスタ18とカレ
ントミラー回路を構成するダブルエミッタ方式のN P
 N形のトランジスタであり、そのトランジスタ18に
おいて、コレクタはトランジスタ17のコレクタに接続
され、エミッタは電源端子2に接続され、ベースはコレ
クタに接続されているとともにトランジスタ19のベー
スに接続されており、父、]・トランジスタ9において
、コレクタはトランジスタ16のコレクタに接続され、
エミッタは電源端子2に接続されている。そして、」二
述したトランノスタ14乃至19は作用回路20を11
カ成している。21は発振用コンデンサであり、その一
方の端子はトランジスタ19のコレクタに接続され、他
方の端子は電源端子2に接続されている。
22は波形整形回路であり、その入力端子Iはトランジ
スタ19のコレクタに接続され、出力端子Oaはトラン
ジスタ17のベースに接続され、出力端子obは発振出
力端−J’−23に接続されている。
さて、第1図に従ってこの発振回路Aを用いた全体の概
略的構成について述べる。発振回路Aの発振出力端−r
23(第3図参照)からの発振出力信号たる発振パルス
は分周回路Bの入力端子Iに+7えられるようになって
いる。この分周回路Bは入力端子Iに与えられる発振パ
ルスを例えば1/8に分周するもので、その分周出力信
号たる分周パルスは、出力端子Oaから駆動パルスとし
て出力されてアンドゲートUを経て投光回路Cの入力端
子に与えられるとともに、出力端子obからクロックパ
ルスとして出力されてデジタル積分回路りのクロック端
子CKに与えられるようになっている。この場合、投光
回路Cは入力端子に駆動パルスが与えられる毎に発光素
子を発光させるようになっており、該発光素子はそのパ
ルス変調光を被検出部位に投光するようになっている。
Eは受光回路であり、これは、前記被検出部位の被検出
体から反射された反射パルス変調光を受光する受光素r
を存していて、その受光に基づく受光信号を出力端子か
ら出力してオアゲー1− Jを経てデジタル積分回路り
の入力端子Iに与えるようになっている。この場合、デ
ジタル積分回路りは、カウンタ或いはシフトレジスタか
ら構成されており、連続的に入力端子Iに受光信号が与
えられた時にクロック端子GKに与えられるクロックパ
ルスをカウントするようになっていて、そのカウント値
が所定値(例えば「5」)となると出力端子から検出信
号を出力するようになっている。そして、このデジタル
積分回路りからの検出信号はアンドゲートKを経て出力
回路Fの入力端子に与えられるようになっている。この
出力回路Fは、例えばトランジスタ等から構成されてお
り、入力端子にデジタル積分回路りから検出伝号がアン
ドゲートKを経て与えられるとトランジスタがオンして
そのオン出力信号を出力端子から出力するようになって
いる。Cはパワーオンディレィ用発振周期1週整回路で
あり、これはフリップフロップからなっており、デジタ
ル積分回路りからの出力がセット入力端子Sに入ってお
り、リセット入力端子Rの入力(川明リセット)がロウ
レベルになった後デジタル積分回路りの出力がハイレベ
ルになるまでは出力端子Qから出力されるコントロール
信号S8をロウレベルとし、デジタル積分回路りの出力
がハイレベルになった後はコントロール信号S8をハイ
レベルするようになっている。そして、この発振周期調
整回路Gからのコントロール信号S8は発振回路Aのコ
ントロール端子8に与えられるようになっている。
次に、本実施例の作用につき説明する。
先ず、発振回路Aの発振動作について第3図乃至第7図
を参照しながら述べる。今、電源端子1゜2間に直流電
圧+Vが印加(電源投入)された時において、コントロ
ール信号Ssがロウレベルである場合について考えてみ
る。前述したように電源が投入されると、トランジスタ
3のエミッタ。
コレクタ間には電流しが流れ、このトランジスタ3とカ
レントミラー回路を形成するトランジスタ4のエミッタ
、コレクタ間には電流りが流れ且つ同じくトランジスタ
5のエミッタ、コレクタ間には電流2Lが流れ得る状態
になる。そして、この時にはコントロール信号S8はロ
ウレベルで状態制御用トランジスタ7がオフであるので
、トランジスタ4のエミッタ、コレクタ間に流れる電流
しは、第4図に示すように、トランジスタ9のコレクタ
、エミッタ間に流れるようになり、このトランジスタ9
とカレントミラー回路を形成するトランジスタ10のコ
レクタ、エミッタ間にも電流りが流れることになる。従
って、トランジスタ5のエミッタ、コレクタ間の電流2
tはトランジスタ10.11の各エミッタ、コレクタ間
の電流しとして分流するようになる。これにより、この
トランジスタ11とカレンi・ミラー回路を形成するト
ランジスタ12のコレクタ、エミッタ間にも電流しが流
れ青るようになり、この電流しはトランジスタ14のエ
ミッタ、コレクタ間に流れる電流しである。そして、ト
ランジスタ14のエミッタ。
コレクタ間に電流しが流れると、このトランジスタ14
とカレントミラー回路を形成するトランジスタ15.1
6の各エミッタ、コレクタ間にも電流しが流れ得る状態
になる。ところが、波形整形回路22の入力端Tlには
発振用コンデンサ21の端子電圧VZtが与えられるよ
うになっており、その波形整形回路22は、端子電圧V
21が上限レベルに達すると出力端子Oaからの充放電
切換信号S22をロウレベルrLJとし、端子電圧V2
1が上限レベルに達すると充放電切換信号S22をハイ
レベルrHJとするようになっている。
従って、電源端子1,2間に直流電圧子Vが印加された
当初は発振用コンデンサ21の端子電圧V21は上限レ
ベルには達していないので、波形整形回路22は第4図
に示すように、充放電切換信号SZZをハイレベルrH
Jとしている。これにより、充放電制御用トランジスタ
17がオンして、トランジスタ15のエミッタ、コレク
タ間に流れる電流しは該トランジスタ17のコレクタ、
エミッタ間に流れるようになり、トランジスタ18゜1
9はともにオフ状態になっている。この結果、トランジ
スタ16のエミッタ、コレクタ間に流れる電流しによっ
て発振用コンデンサ21が図示極性に充電されるように
なり、その端子電圧V21が]ユ昇する。その後、発振
用コンデンサ21の端子電圧V21が1−限レベルに達
すると、第5図に示すように、充放電切換信号S22を
ロウレベル「L」に切換えるようになり、充放電制御用
トランジスタ17がオフする。これにより、トランジス
タ15のエミッタ、コレクタ間に流れる電流しはトラン
ジスタ18のコレクタ、エミッタ間に流れるようになり
、このトランジスタ18とカレントミラー回路を形成す
るトランジスタ19のコレクタ、エミッタ間には電流2
Lが流れ得る状態になる。従って、トランジスタ19の
コレクタ、エミッタ間にはトランジスタ16のエミッタ
、コレクタ間の電流しは勿論のこと発振用コンデンサ2
1の放電電流も流れるようになり、発振用コンデンサ2
1が放電して端子電圧V21が下降することになる。そ
の後において、発振用コンデンサ21の端子電圧V21
が下限レベルに達すると、波形整形回路22は充放電切
換信号S22をハイレベルrHJにして充放電制御用ト
ランジスタ17をオンさせるので、発振用コンデンサ2
1はトランジスタ16のエミッタ、コレクタ間に流れる
電流しにより再び充電されることになる。以下、同様の
動作を繰返すことにより、波形整形回路22は充放電切
換信号S22のハイレベル「H」、ロウレベルrLJと
同期した発振周期2丁の発振信号たる発振パルスP23
 aを出力端子obから出力するようになる。次に、コ
ントロール信号S8がハイレベルrHJの場合について
考えてみる。
この場合には、状態制御用トランジスタ7がオンするこ
とから、第6図に示すように、トランジスタ4のエミッ
タ、コレクタ間に流れる電流しは状、態制御用j・ラン
ジスタフのコレクタ、エミッタ間に流れるようになり、
従って、トランジスタ9のコレクタ、エミッタ間には電
流が流れず、このトランジスタ9とカレントミラー回路
を形成するトランジスタ10のコレクタ、エミッタ間に
も電流は流れない。これにより、第6図に示すように、
トランジスタ5のエミッタ、コレクタ間に流れる電流2
Lは全てトランジスタ11のコレクタ、エミッタ間に流
れるようになり、トランジスタ14のエミッタ、コレク
タ間には前述の2倍の電流2Lか流れることになる。こ
の結果、このトランジスタ14とカレントミラー回路を
形成するトランジスタ15.16の各エミッタ、コレク
タ間に(電ff12tが流れ11する状態になる。そし
て、第6図に示すように、充放電切換信号S22がハイ
レベルrHJの時には、トランジスタ15のエミッタ。
コレクタ間の電流2’ Lは充放電制御用トランジスタ
17のコレクタ、エミッタ間に流れるので、発振用コン
デンサ21はトランジスタ16のエミッタ、コレクタ間
に流れる電流2Lによって充電されるようになり、その
端子電圧V21は前述の2倍の速成で上昇することにな
る。その後、発振用コンデンサ21の端子電圧V21が
上限レベルに達すると、第7図に示すように、波形整形
回路22は充放電切換信号S22をロウレベルrLJと
するので、充放電制御用トランジスタ17がオフし、ト
ランジスタ15のエミッタ、コレクタ間の電流2Lはト
ランジスタ18のコレクタ、エミッタ間に流れるように
なり、従って、このトランジスタ18とカレントミラー
回路を形成するトランジスタI9のコレクタ、エミッタ
間には電流4Lか流れ得る状態になる。これにより、ト
ランジスタ19のコレクタ、エミッタ間にはトランジス
タ16のエミッタ、コレクタ間の電流2Lは勿論のこと
発振用コンデンサ21の放電電流も流れるようになり、
発振用コンデンサ21は放電してその端子電圧V21は
前述の2倍の速文で下降するようになる。この結果、波
形整形回路22は発振パルスP23 aの発振周期2T
の1/2の発振周期Tの発振パルスP23bを出力端子
Obから出力するようになる。
さて、全体の作用について第1図及び第2図に従って述
べる。電源を投入すると、この時には初期リセットがか
かりパワーオンディレイ用発振周期113整回路Gもリ
セットされてその出力端子Qの出力即ちコントロール信
号S8はロウレベルrLJである。これにより、発振回
路Aは発振周期2Tの発振パルスP23 aを出力し、
分周回路Bはこの発振パルスP23 aを分周する。そ
して、この分周回路Bの出力端子Oaからの分周パルス
はアンドゲートUの一つの人力となるがアンドゲートU
のもう一つの人力はコントロール信号S8であり、これ
はロウレベルrLJであるので投光回路Cには投光駆動
用パルスは入らない。一方、コントロール(g 号S 
aがロウレベルrLJであるからオアゲートJの出力は
インバータWによりハイレベルrHJであり、それはデ
ジタル積分回路りの入力端子Iに与えられ、よってデジ
タル積分回路りは分周回路Bの出力端子obからのパル
スをカウントする。その後、デジタル積分回路りのカウ
ント値が所定値(例えば「5」)となるとデジタル積分
回路りの出力はハイレベルrHJなり、この出力はアン
ドゲートMへ入るとともに発振周期、規整回路Gのセッ
ト入力端子Sに入る。そして、この出力はアンドゲート
MからさらにオアゲートNを通してデジタル積分回路り
のリセット入力端子RにLyえられてこれがリセットさ
れるとともにコントロール信号S8がハイレベルとなり
、アンドゲートUは分周回路Bの出力端子Oaからの出
力パルスをそのまま出力し投光回路Cに投光駆動パルス
か入る。また、オアゲートJは受光回路Eの出力をその
まま出力しデジタル積分回路りの入力端子Iに入るよう
になる。また、コントクール信号S8は発振回路Aの端
子8に入り発振回路AはQ振パルスP23 aの代りに
その発振周期2Tの1/2の発振周期Tの発振パルスP
2.bを出力するようになる。従って、分周回路Bにお
いて今反はこの発振パルスP23bを分周してその分周
パルスを駆動パルスとして投光回路Cに与えかつクロッ
クパルスとしてデジタル積分回路りに与えるようになる
。
而して、以」〕のように発振回路Aにおいて発振パルス
p23 aから発振パルスp23bに切換える理由は次
の如くである。
第1−図の構成による光電スイッチの応答速度は、デジ
タル積分回路りのクロック端子CKの人力パルスの周波
数即ち発振回路Aの発振周期と、デジタル積分回路りの
カウント設定値(例えば「5」)とにより決まる。例え
ば発振回路Aからの発振パルスの周期をT1分周回回路
の分周出力端子Obよりの出力パルスの周期を8T、デ
ジタル積分回路りのカウント設定値を「5」とすると、
応答時間は8T×5である。さて一方、電源投入時には
受光回路E内のカップリング等のコンデンサが充電され
るまでの時間は受光回路Eの動作は不安定であり、受光
回路Eからの受光信号によりデジタル積分回路りから検
出信号を出力させることは検出動作が不確実になる。従
って、電源投入から一定時間は検出信号を出さないよう
にしておく (パワーオンディレィ)。第2図において
そのパワーオンディレィ時間は、分周回路Bの出力端子
obからのパルス周期tとデジタル積分回路りのカウン
ト設定値「5」の積即ち5tである。ここで、発振回路
Aの出力パルスが周期2Tで一定であるとすると、t−
8X2Tで、パワーオンディレィ時間は8X5X2T、
応答速度も8X5X2Tとなる。
ところで、速い応答速度を得るために発振周期Tを予め
短かくしておくと、パワーオンディレィ時間も短くなり
受光回路Eが安定するまでの時間がとれなくなる。そこ
で、本実施例のように発振回路Aを、コントロール信号
S8がロウレベルのとき周期2Tで発振パルスを出力し
コントロール信号S8がハイレベルのとき周期Tで発振
パルスを出力するようにしておくと、パワーオンディレ
ィ時間は8X5X2T、応答速度は8×5Tとなり、応
答速度は変らず2倍のパワーオンディレィ時間が得られ
る。即ち、長いパワーオンディレィ時間と速い応答速度
とが得られる。
このように本実施例によれば、コントロール信号S8が
ロウレベル「L」、ハイレベルrHJに状態変化される
ことにより発振出力を発振周期の異なる発振パルスP2
3a、P23bに二段階に切換える発振回路Aを設け、
この発振回路Aに与えるコントロール信号S8をロウレ
ベル「L」。
ハイレベルrHJに状態変化させるパワーオンディレィ
川発振周期調整回路Gを設けるようにしたので、簡単な
構成で長いパワーオンディレィ時間と速い応答速度とを
iりることができ、従って、ICチップ化する場合でも
ICチップ上にフリツプフロツプからなるパワーオンデ
ィレィ川発振周期調整回路Gを設けるだけでよいので、
従来のパワーオンディレィ回路とは異なりパワーオンデ
ィレィ川コンデンサを外付けする必要がなく、又、従来
のパワーオンディレィ川分周回路とは異なり発振周期調
整回路GのためにICチップ上にそれほど広いスペース
を確保する必要がなく、それだけ製作性に優れ、小形軽
量化を図り得る。
しかも、本実施例によれば、コントロール信号S8をロ
ウレベル「L」、ハイレベルrHJに状態変化させるこ
とにより一個の発振用コンデンサ21を用いるだけで発
振周期を二段階に切換える発振回路Aを設けるようにし
たので、例えば発振周期を二段階に切換えるべく二個の
発振用コンデンサ及びこれらを切換選択する切換スイッ
チを設ける場合に比し、発振回路A自体も製作性に優れ
且つ小形軽は化を図り得るものであり、従って、光電ス
イッチ全体としては一層小形軽量化を図り得るものであ
る。
尚、1−2実流側において、Fランデスタ9のエミッタ
と電源端子2との間に抵抗若しくは可変抵抗を接続して
電流制御を行なうようにしてもよい。
叉、に2実流側は本発明を反射形の光電スイッチに適用
した場合であるが、その他の光電スイッチに適用しても
よいのであり、従って、投光動作及び受光動作の双ノj
を制御するもののみならず一方のみを制御するものにも
適用し得る。
尚、念のためではあるか、反射形の光電スイッチ自体と
しては発振回路Aのみならず要は発振周期が二段階に切
換え可能な発振回路であれば充分に機能し得るのである
。
[発明の効果] 本発明の光電スイッチは以上説明したように、発振周期
が二段階に切換えられる発振回路を設け、電源投入及び
デジタル積分回路のカウント値に応じて前記発振周期を
切換えるパワーオンディレィ相発振周期、fJ整回路を
設けるようにしたので、簡「11な構成で長いパワーオ
ンディレィ時間と速い応答速度とを得ることができ、製
作性に優れ、小形軽量化を図り得るという優れた効果を
奏するものである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示し、第1図は全体の構成を
示すブロック線図、第2図は各部の信号波形図、第3図
は発振回路の結線図、第4図乃至第7図は作用説明の第
3図相当図である。 図面中、Aは発振回路、Bは分周回路、Cは投光回路、
Dはデフタル積分回路、Eは受光回路、Fは出力回路、
Gは、パワーオンディレィ用発振周期調整回路を示す。 出願人  サ ン り ス 株式会FL第 1 図 第 2 図 手続補正書

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、発振周期が二段階に切換えられる発振回路と、この
    発振回路の発振出力を分周する分周回路と、この分周回
    路の分周出力をカウントするデジタル積分回路と、電源
    投入に基づいて前記発振回路を大なる方の周期で発振さ
    せ前記デジタル積分回路が所定値までカウントすると前
    記発振回路を小なる方の周期で発振させるパワーオンデ
    ィレイ用発振周期調整回路とを具備し、前記分周回路の
    前記小なる方の周期の発振出力に基づく分周出力により
    受光動作若しくは投光動作を制御するようにしてなる光
    電スイッチ。
JP14729086A 1986-06-24 1986-06-24 光電スイツチ Granted JPS62253219A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6448511U (ja) * 1987-09-17 1989-03-24
JP2010032249A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Sharp Corp パルス変調型光検出装置及びこれを備える電子機器

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