JPH04268816A - 物体検出用光電スイッチ - Google Patents
物体検出用光電スイッチInfo
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- JPH04268816A JPH04268816A JP2897191A JP2897191A JPH04268816A JP H04268816 A JPH04268816 A JP H04268816A JP 2897191 A JP2897191 A JP 2897191A JP 2897191 A JP2897191 A JP 2897191A JP H04268816 A JPH04268816 A JP H04268816A
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- Japan
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- photoelectric switch
- thermistor
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- amplifier
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
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- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
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- Electronic Switches (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光応用センサとしてよ
く知れられている物体検出用光電スイッチに関する。
く知れられている物体検出用光電スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】被検出物体の検知，位置決め手段として
光電スイッチを用いることが周知である。図２はかかる
物体検出用光電スイッチの構成を示すものであり、図に
おいて、１は投光器、２は受光器で、投光器１と受光器
２は被検出物体３の移動通路を隔てて対向配備されてい
る。ここで、投光器１は、投光源としての発光素子４，
発光素子４の駆動回路５，投光レンズ６などから構成さ
れている。また、受光器２は、受光レンズ７，受光素子
８，増幅器９，コンパレータ１０などで構成されている
。かかる構成で、投光器１から受光器２に向けて光ビー
ム１１を出射した状態で被検出物体３が光路を横切ると
、光ビーム１１が被検出物体３で遮光されるために受光
器２の受光量が変化して物体の検出信号が出力される。 なお、昨今の光電スイッチでは、前記の発光素子４に小
形で発光効率のよい半導体レーザ素子が、また受光素子
８には半導体フォトダイオードが一般に用いられている
。
光電スイッチを用いることが周知である。図２はかかる
物体検出用光電スイッチの構成を示すものであり、図に
おいて、１は投光器、２は受光器で、投光器１と受光器
２は被検出物体３の移動通路を隔てて対向配備されてい
る。ここで、投光器１は、投光源としての発光素子４，
発光素子４の駆動回路５，投光レンズ６などから構成さ
れている。また、受光器２は、受光レンズ７，受光素子
８，増幅器９，コンパレータ１０などで構成されている
。かかる構成で、投光器１から受光器２に向けて光ビー
ム１１を出射した状態で被検出物体３が光路を横切ると
、光ビーム１１が被検出物体３で遮光されるために受光
器２の受光量が変化して物体の検出信号が出力される。 なお、昨今の光電スイッチでは、前記の発光素子４に小
形で発光効率のよい半導体レーザ素子が、また受光素子
８には半導体フォトダイオードが一般に用いられている
。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記光電ス
イッチを用いて物体検出を行っている状態で周囲温度が
変化すると、投光器から出射する光ビームの光量が変化
したり、受光器の出力感度が変化したりするため、物体
検出時に誤動作を引き起こしたり、位置決め精度，検出
位置繰り返し精度が低下するという問題点がある。そこ
で、従来では測定精度の低下防止策として、光電スイッ
チを構成しているレンズ，ケースなどに周囲温度の変化
による影響が少ない特殊な材質で作られたものを採用す
る、また投光器の駆動回路に光量調節回路を組み込んで
出射光量を周囲温度の変化にかかわらず一定に保持する
などの対策を講じている。
イッチを用いて物体検出を行っている状態で周囲温度が
変化すると、投光器から出射する光ビームの光量が変化
したり、受光器の出力感度が変化したりするため、物体
検出時に誤動作を引き起こしたり、位置決め精度，検出
位置繰り返し精度が低下するという問題点がある。そこ
で、従来では測定精度の低下防止策として、光電スイッ
チを構成しているレンズ，ケースなどに周囲温度の変化
による影響が少ない特殊な材質で作られたものを採用す
る、また投光器の駆動回路に光量調節回路を組み込んで
出射光量を周囲温度の変化にかかわらず一定に保持する
などの対策を講じている。
【０００４】しかしながら、上記のようにレンズ，ケー
スなどに特殊な材質を用いた光電スイッチは製作コスト
が高くなるほか、検出精度の改善にも限度があり、特に
周囲温度の変化による受光器の増幅器にも増幅感度の変
化があるために検出誤差の発生が免れない。
スなどに特殊な材質を用いた光電スイッチは製作コスト
が高くなるほか、検出精度の改善にも限度があり、特に
周囲温度の変化による受光器の増幅器にも増幅感度の変
化があるために検出誤差の発生が免れない。
【０００５】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、受光器の増幅器回路に簡単な温度補償手段を追
加設置することにより、周囲温度が変化する環境で使用
する場合でも高い検出精度が得られるようにした物体検
出用光電スイッチを提供することを目的とする。
であり、受光器の増幅器回路に簡単な温度補償手段を追
加設置することにより、周囲温度が変化する環境で使用
する場合でも高い検出精度が得られるようにした物体検
出用光電スイッチを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光電スイッチにおいては、受光器における
受光回路の増幅器に温度補償用のサーミスタを接続し、
かつ該サーミスタの温度係数を光電スイッチの光学系，
回路系固有の温度係数を打ち消す値に選定するものと
する。
に、本発明の光電スイッチにおいては、受光器における
受光回路の増幅器に温度補償用のサーミスタを接続し、
かつ該サーミスタの温度係数を光電スイッチの光学系，
回路系固有の温度係数を打ち消す値に選定するものと
する。
【０００７】ここで、前記構成におけるサーミスタは増
幅器の帰還抵抗と直列に接続し、かつサーミスタの温度
係数をＡ，増幅器の帰還抵抗値をＲｆ ，周囲温度の変
化量をｔとして、サーミスタの抵抗値Ｒｔｈは、Ｒｔｈ
＝（１＋Ａｔ）Ｒｆ となるように選定し、さらに光電
スイッチの光学系，回路系固有の温度係数をαとして、
サーミスタの温度係数Ａは、Ａ＝−２αとなるように選
定する。
幅器の帰還抵抗と直列に接続し、かつサーミスタの温度
係数をＡ，増幅器の帰還抵抗値をＲｆ ，周囲温度の変
化量をｔとして、サーミスタの抵抗値Ｒｔｈは、Ｒｔｈ
＝（１＋Ａｔ）Ｒｆ となるように選定し、さらに光電
スイッチの光学系，回路系固有の温度係数をαとして、
サーミスタの温度係数Ａは、Ａ＝−２αとなるように選
定する。
【０００８】
【作用】上記の構成で、サーミスタの抵抗値，温度係数
を適正に選定して温度補償回路を構成することにより、
周囲温度に変化に伴って増減する受光器の出力が補正さ
れ、周囲温度の変化に関係なく高精度で物体検出が行え
、検出位置繰り返し精度も向上する。
を適正に選定して温度補償回路を構成することにより、
周囲温度に変化に伴って増減する受光器の出力が補正さ
れ、周囲温度の変化に関係なく高精度で物体検出が行え
、検出位置繰り返し精度も向上する。
【０００９】
【実施例】図１は受光器の増幅器に対する本発明実施例
の温度補償回路を示すものであり、増幅器９の帰還抵抗
１２と直列に温度補償用のサーミスタ１３が接続されて
いる。なお、１４，１５は増幅器のゲイン調整用抵抗で
あり、抵抗１４，１５の各抵抗値をＲ１ ，Ｒ２ で表
す。 ここで、サーミスタ１３の抵抗値をＲｔｈ、温度係数を
Ａとして、Ｒｔｈ＝（１＋Ａｔ）Ｒｆ となるようにサ
ーミスタ１３の抵抗値が選定されており、さらにサーミ
スタの温度係数Ａは、光電スイッチの光学系，回路系固
有の温度係数αを打ち消すような値に選定されている。
の温度補償回路を示すものであり、増幅器９の帰還抵抗
１２と直列に温度補償用のサーミスタ１３が接続されて
いる。なお、１４，１５は増幅器のゲイン調整用抵抗で
あり、抵抗１４，１５の各抵抗値をＲ１ ，Ｒ２ で表
す。 ここで、サーミスタ１３の抵抗値をＲｔｈ、温度係数を
Ａとして、Ｒｔｈ＝（１＋Ａｔ）Ｒｆ となるようにサ
ーミスタ１３の抵抗値が選定されており、さらにサーミ
スタの温度係数Ａは、光電スイッチの光学系，回路系固
有の温度係数αを打ち消すような値に選定されている。
【００１０】次に、サーミスタの温度係数Ａをどのよう
にに決めるかを演算式で説明する。まず、図１に示した
回路での増幅器９の出力電圧Ｖ０ を式で表すと次式の
ようになる。すなわち、 Ｖ０ ＝−（Ｒｆ ＋Ｒｔｈ）（１＋Ｒ１ ／Ｒ２
）（１＋αｔ）Ｉ ＝−（Ｒｆ ＋Ｒｆ
（ １＋Ａｔ）） （１＋Ｒ１ ／Ｒ２ ）（１＋αｔ
）Ｉ…（１）なお、ｔは周囲温度の変化量（変数）、Ｉ
は受光素子１１の出力電流である。
にに決めるかを演算式で説明する。まず、図１に示した
回路での増幅器９の出力電圧Ｖ０ を式で表すと次式の
ようになる。すなわち、 Ｖ０ ＝−（Ｒｆ ＋Ｒｔｈ）（１＋Ｒ１ ／Ｒ２
）（１＋αｔ）Ｉ ＝−（Ｒｆ ＋Ｒｆ
（ １＋Ａｔ）） （１＋Ｒ１ ／Ｒ２ ）（１＋αｔ
）Ｉ…（１）なお、ｔは周囲温度の変化量（変数）、Ｉ
は受光素子１１の出力電流である。
【００１１】次に前記の（１）式を展開すると、次式の
ようになる。 Ｖ０ ＝−Ｒｆ （（１＋αｔ）＋（ １＋Ａｔ）
（１＋αｔ）） （１＋Ｒ１ ／Ｒ２ ） Ｉ
＝−Ｒｆ （ ２ ＋（ Ａ＋２α）ｔ＋Ａαｔ２
）（１＋Ｒ１ ／Ｒ２ ） Ｉ…（２）ここで、温度
係数α，Ａは小さな値であり、（２）式における変数ｔ
２ の項の係数はＡ×α≒０と見做せるので、（２）式
は次のように表される。 Ｖ０ ＝−Ｒｆ （ ２ ＋（ Ａ＋２α）ｔ）（
１＋Ｒ１ ／Ｒ２ ） Ｉ …（３
）
ようになる。 Ｖ０ ＝−Ｒｆ （（１＋αｔ）＋（ １＋Ａｔ）
（１＋αｔ）） （１＋Ｒ１ ／Ｒ２ ） Ｉ
＝−Ｒｆ （ ２ ＋（ Ａ＋２α）ｔ＋Ａαｔ２
）（１＋Ｒ１ ／Ｒ２ ） Ｉ…（２）ここで、温度
係数α，Ａは小さな値であり、（２）式における変数ｔ
２ の項の係数はＡ×α≒０と見做せるので、（２）式
は次のように表される。 Ｖ０ ＝−Ｒｆ （ ２ ＋（ Ａ＋２α）ｔ）（
１＋Ｒ１ ／Ｒ２ ） Ｉ …（３
）
【００１２】ここで、出力電圧Ｖ０ が周囲温度の影
響を受けないようにするためには、上記（３）式におけ
る変数ｔの項の係数が０となるようにサーミスタ１３の
温度係数Ａの値を選べばよい。そこで、（３）式におけ
る変数ｔの項についてその係数を０とおくとＡ＋２α＝
０となり、この式を温度係数Ａについて解けばＡ＝−２
αとなる。ここで、前記（３）式にＡ＝−２αを代入す
ると、 Ｖ０ ＝−２Ｒｆ （ １＋Ｒ１ ／Ｒ２ ） Ｉ
…（４）となる。つまり、図１で増幅器９の帰還
抵抗Ｒｆ に直列接続したサーミスタ１３の温度係数Ａ
を前記の値に選べば、受光器の増幅器９の出力電圧Ｖ０
を表す式には周囲温度に関係した変数ｔの項がなくな
るので、光電スイッチは周囲温度の変化の影響を受ける
ことなく、被検出物体を高精度で検出することができる
。
響を受けないようにするためには、上記（３）式におけ
る変数ｔの項の係数が０となるようにサーミスタ１３の
温度係数Ａの値を選べばよい。そこで、（３）式におけ
る変数ｔの項についてその係数を０とおくとＡ＋２α＝
０となり、この式を温度係数Ａについて解けばＡ＝−２
αとなる。ここで、前記（３）式にＡ＝−２αを代入す
ると、 Ｖ０ ＝−２Ｒｆ （ １＋Ｒ１ ／Ｒ２ ） Ｉ
…（４）となる。つまり、図１で増幅器９の帰還
抵抗Ｒｆ に直列接続したサーミスタ１３の温度係数Ａ
を前記の値に選べば、受光器の増幅器９の出力電圧Ｖ０
を表す式には周囲温度に関係した変数ｔの項がなくな
るので、光電スイッチは周囲温度の変化の影響を受ける
ことなく、被検出物体を高精度で検出することができる
。
【００１３】
【発明の効果】本発明の物体検出用光電スイッチは、以
上説明したように構成されているので、周囲温度の影響
を受けることなく被検出物体を高精度で検出することが
でき、しかも検出位置繰り返し精度の向上も図れる。
上説明したように構成されているので、周囲温度の影響
を受けることなく被検出物体を高精度で検出することが
でき、しかも検出位置繰り返し精度の向上も図れる。
【図１】本発明の実施例による受光器の温度補償回路図
【図２】物体検出用光電スイッチの全体構成図
１ 投光器
２ 受光器
３ 被検出物体
８ 受光素子
９ 増幅器
１１ 光ビーム
１２ 帰還抵抗
１３ サーミスタ
Claims (3)
- 【請求項１】被検出物体の移動通路を隔てて対向配置し
た投光器と受光器との組合わせからなり、投光器から受
光器に向けて出射するビーム光が被検出物体で遮光され
た際の受光量変化から物体の通過を検出する物体検出用
光電スイッチにおいて、前記受光器における受光回路の
増幅器に温度補償用のサーミスタを接続し、かつ該サー
ミスタの温度係数を、光電スイッチの光学系， 回路系
固有の温度係数を打ち消すような値に選定したことを特
徴とする物体検出用光電スイッチ。 - 【請求項２】請求項１に記載の光電スイッチにおいて、
サーミスタを増幅器に付属する帰還抵抗と直列に接続し
、かつサーミスタの温度係数をＡ，増幅器の帰還抵抗値
をＲｆ ，周囲温度の変化量をｔとして、サーミスタの
抵抗値Ｒｔｈを、Ｒｔｈ＝（１＋Ａｔ）Ｒｆ となるよ
うに選定したことを特徴とする物体検出用光電スイッチ
。 - 【請求項３】請求項１に記載の光電スイッチにおいて、
光電スイッチの光学系，回路系固有の温度係数をαとし
て、サーミスタの温度係数Ａを、Ａ＝−２αとなるよう
に選定したことを特徴とする物体検出用光電スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2897191A JPH04268816A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 物体検出用光電スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2897191A JPH04268816A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 物体検出用光電スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04268816A true JPH04268816A (ja) | 1992-09-24 |
Family
ID=12263308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2897191A Pending JPH04268816A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 物体検出用光電スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04268816A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7462813B2 (en) | 2006-05-30 | 2008-12-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method with a light shielded second photodiode connected to a voltage regulator circuit |
| US7791012B2 (en) | 2006-09-29 | 2010-09-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device comprising photoelectric conversion element and high-potential and low-potential electrodes |
| CN109828428A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-05-31 | 明基智能科技（上海）有限公司 | 投影机与光侦测电路 |
-
1991
- 1991-02-25 JP JP2897191A patent/JPH04268816A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7462813B2 (en) | 2006-05-30 | 2008-12-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method with a light shielded second photodiode connected to a voltage regulator circuit |
| US7671320B2 (en) | 2006-05-30 | 2010-03-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electronic device comprising a first and second photodiode wherein a reference potential is supplied to the first photodiode |
| US7791012B2 (en) | 2006-09-29 | 2010-09-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device comprising photoelectric conversion element and high-potential and low-potential electrodes |
| CN109828428A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-05-31 | 明基智能科技（上海）有限公司 | 投影机与光侦测电路 |
| CN109828428B (zh) * | 2019-03-05 | 2020-11-17 | 明基智能科技（上海）有限公司 | 投影机与光侦测电路 |
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