JPS5950138B2 - 光電検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は光電検出回路に関する。

光電検出回路は光学エンコーダ、光電スイッチ等に応用
されている。

光学エンコーダは相対位置や変位をデジタル信号に変換
する機器として角度や座標の読取り、同期信号の発生ま
た遠隔制御の操作とモニタ等の制御ループの要素として
用いられており、広く情報機器、測定および観測器、工
作機械、荷役運搬機械に使用されている。

はた、光電スイッチは非接触のスイッチとして物体の有
無、位置、位相検出、反射光を利用しての近接スイッチ
、マークセンサ、カーブトレーサ等として広く用いられ
ている。この光学検出回路は供給される電源の質、外部
からのノイズ、検出器自身が発生するノイズ等の影響で
動作が不確実になることがあり、これを防止するために
回路に充分なヒステリシスを持たせるようにしている。
デジタル回路では上記のノイズに対して動作感度を充分
鈍らせてあるので問題にはならないが、微少信号を増幅
するアナログ回路では、ノズルの大きさが信号に対して
１０００倍以上にもなり、特にアナログをデジタルに電
圧比較器を介して変換する場合、デジタル回路のスイッ
チング時に発するリンギングノイズが電源を介してアナ
ログ信号に入り、それを比較器が検出して、デジタル回
路が動作するという閉ループを形成し、発振を起こしや
すい。第１図は従来の光電検出回路の一例を示したもの
である。

この図において電圧Ｖｃｃは電流制限抵’抗３を介して
装置光源である発光ダイオード４に至り、これを駆動す
る。発光ダイオード４の光はエンコーダ符号板または物
体５およびスリット６を通過してフォト・トランジスタ
７に入射する。フォト・トランジスタ７の出力端Ｐ１の
電圧は抵・抗８および１０によりｍとなり、電圧比較器
９の非反転入力に加わる。また、固定抵抗１および可変
抵抗２とで決められた電圧ｎは基準電圧として電圧比較
器９の反転入力に加わる。いま、電圧ｍが電圧ｎより大
きいと電圧比較器９の出力ばフ１”となり、この出力゛
１”はカウンタ等のデジタル回路（図示せず）に加わる
。また、これと同時に電圧Ｖｃｃの電源（図示せず）か
らの電流は抵抗１２、１１、１０と流れ、点Ｐ、の電圧
は電圧ｍに抵抗１２、１１、１０によつて決まるヒステ
カフシス電圧が加わつたものとなる。この方式の欠点は
電圧比較器９およびライン１、に接続するデジタル回路
（図示せず）のスイッチング時に発するノイズが電源ラ
イン１１に乗り、このノイズがフオト・トランジスタ７
および抵抗１２，１１，１０を介して点Ｐ１に至り、電
圧比較器９がこれによつて動作してしまうということで
ある。この欠点に対しては、フオト・トランジスタ７お
よび抵抗１２，１１，１０のノイズ伝達特性が公称特性
と異質であり、わからないので補償対策がたたない。こ
の発明は上記の点に鑑みてなされたもので、ノイズの影
響を受けない確実な動作をする光電検，出回路を提供し
ようとするものである。

この発明によれば光検出器として光電池を用い、発光器
からの光電池の起電力に変え、この起電力と基準電圧と
を比較し、起電力が大きい場合それを上記発光器に正帰
還して回路にビスセリン２ス特性を持たせるようにして
いる。

そして、上記光センサー（光電池）を電源ラインとは一
方（コモンライン）でのみ接続し、他方（Ｖｃｃライン
）とは無縁にすることで、ノイズの影響を受けないよう
にしている。以下、この発明を添付図面の一実施例にも
とづいて詳しく説明する。

第２図において電源ライン（Ｖｃｃライン） １１には
電圧Ｃｃが導かれており、このライン１１に電流制限抵
抗３を介して接続されている発光ダイオード４を駆動す
る。

発光ダイオード４から発する光はエンコーダの符号板ま
たは物体５およびスリツト６を通過してシリコン光電素
子（光電池）１４に入射し、この素子１４に起電力を発
生させる。シリコン光電素子１４は一方の端子が電圧比
較器９の非反転入力端に、他方の端子が電源ライン（コ
モンライン） １３に接続されてる。また、、Ｄシリコ
ン光電素子１４にはこれと並列に電流電，一・゜；と換
抵抗１５が接続されている。シリコン光電素Ｊｌ４の起
電力はこの抵抗１５を介して電圧ｍ１となり電圧比較器
９の非反転入力端に加わる。電源ライン１１には基準電
圧固定抵抗１および基準電圧可変抵抗２が直列に接続さ
れている。

また、これら抵抗１，２の中間点Ｐ２はライン１４を介
して電圧比較器９の反転入力端に接続されている。これ
により、電圧Ｃｃは点Ｐ２において電圧ｎ１となり、こ
の電圧ｎ１は電圧比較器９における比較基準電圧として
、ライン１４を介して電圧比較器９の反転入力に加わる
。電圧比較器９はシリコン光電素子１４からの電圧ｍ１
および基準電圧ｎ１を比較し、ｍ１〉ｎ１の場合は信号
８ｒを、また、ｍ１くｎ１の場合は信号゛０”を出力し
、ライン１２に導く。

このライン１２にはカウンタ等のデジタル回路（図示せ
ず）が接続される。また、このライン１２は帰還制限抵
抗１３を介して発光ダイオード４のアノードに接続され
ている。更に、このライン１２はプルアツプ抵抗１２を
介して電源ライン１１にも接続されている。いま、電圧
比較器９の出力信号力びＯ”から”１゛に変化したとす
ると、電源ライン１１からはプルアツプ抵抗１２および
帰還制限抵抗１３を介して帰還電流が発光ダイオード４
に流れ込む。このため発光ダイオード４へ流れ込む電流
は電流制限抵抗３を通過してくるものと、プルアツプ抵
抗１２および帰還制限抵抗１３を通過してくるものの和
となつて増大する。これにより、発光ダイオード４の発
光量が増大し、シリコン光電素子１４の起電力も増大し
、その結果電圧比較器９の出力としてはヒステリシスを
持つことになる。第３図はこの発明の他の実施例を示し
たものである。この実施例においては基準電圧ｎ１の値
が光電池１４からの電圧ｍ１に応じて変化するようにし
ている。

すなわち、電源ライン１１には電流制限抵抗１６を介し
て発光ダイオード１７が接続されており、この発光ダイ
オード１７は電源ライン１１から与えられる電圧により
発光する。この光はエンコーダの符号板または物体１８
およびスリツト１９を通過してシリコン光電素子２０に
入射する。このシリコン光電素子２０は一方の端子が電
圧比較器９の反転入力端に、また他方の端子が電源ライ
ン１３と接続されている。また、可変抵抗２１が並列に
接続されている。エンコーダの符号板または物体１８は
エンコーダの符号板または物体５と連通するように、か
つこれを通過する光の増減がエンコーダの符号板または
物体５を通過する光の増減と逆位相になるように設置さ
れる。すなわち、シリコン光電素子１４に入射される光
量が増すときはシリコン光電素子２０に入射される光量
は減り、反対にシリコン光電素子１４に入射される光量
が減るときはシリコン光電素子２０に入射される効量が
増するようにする。これにより電圧比較器９に入力され
る電圧Ｍ，およびＮ，は、電圧Ｍ，が増すとき電圧Ｎ，
は減り、反対に電圧ｍｌが減るときは電圧Ｎ，は増すよ
うになり、電圧比較器９はプツシユプル駆動する。電圧
比較器９の帰還電流は第２図に示した実施例と同様に抵
抗１３を介して発光ダイオード４に流れ込む。かかる構
造では、電圧比較器９の２つの入力回路がほぼ同じ構成
で、外乱等によるノイズは同様に伝わり電圧比較器９の
同相除去作用で打ち消されるようになる。以上説明した
ようにこの発明によれば、光センサとしてフオト・トラ
ンジスタを使用せずにシリコン光電素子等の光電池を使
用するようにして、光センサと電源とを一方（コモンラ
イン）のみで接続するようにし、また、ヒステリシス特
性を持たせるための比較器の正帰還を発光器側にかける
ようにしたため、電源ラインから比較器へのノイズの流
入を防ぐことができ、回路の動作を確実にすることがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光電検出回路の一例を示すプロツク図、
第２図はこの発明の一実施例を示すブカツク図、第３図
はこの発明の他の実施例を示すプロツク図である。 ４，７・・・・・・発光ダイオード、５，１８・・・・
・・エンコーダの符号板または物体、６，９・・・・・
・スリツト、７ ・・・・・・フオト・トランジスタ、
１４，２０・・・・・・シリコン光電素子、９ ・・・
・・・電圧比較器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力される電気信号に応じた光量を発光する発光手
   段と、該発光手段からの光を受光し、その受光量に応じ
   た起電力を発生する光電池と、該光電池の出力と基準電
   圧とを比較し、両信号の大小に応じて２値的な出力を生
   じる比較器とを具え、該比較器の出力信号を前記発光手
   段の入力に正帰還するようにした光電検出回路。