JPS6120544Y2 - - Google Patents

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JPS6120544Y2
JPS6120544Y2 JP7331379U JP7331379U JPS6120544Y2 JP S6120544 Y2 JPS6120544 Y2 JP S6120544Y2 JP 7331379 U JP7331379 U JP 7331379U JP 7331379 U JP7331379 U JP 7331379U JP S6120544 Y2 JPS6120544 Y2 JP S6120544Y2
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light
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、発光素子および受光素子間の遮蔽
物の有無を検出するフオトセンサに関する。
[Detailed Description of the Invention] This invention relates to a photo sensor that detects the presence or absence of a shield between a light emitting element and a light receiving element.

従来のフオトセンサとして、例えば第1図に示
すようにLED(発光ダイオード)駆動回路11
によつてLED12を駆動し、このLED12から
の光をフオトトランジスタ13によつて受光し、
このフオトトランジスタ13の出力を増幅器14
によつて増幅した後シユミツトトリガ回路15に
入力し、このシユミツトトリガ回路15によつて
前記LED12およびフオトトランジスタ13間
の遮蔽物の有無を判別するようにしたものが知ら
れている。ところで、上記フオトセンサにあつて
は、回路構成は簡単であるが外乱(フオトセンサ
周辺の光)の影響を受けやすく、特に外光の入り
やすい所での使用(すなわち、使用精度が高く要
求される場合)には無理があつた。
As a conventional photo sensor, for example, as shown in FIG.
The LED 12 is driven by the LED 12, and the light from the LED 12 is received by the phototransistor 13.
The output of this phototransistor 13 is transferred to an amplifier 14.
There is a known system in which the signal is amplified by a simulator and then input to a Schmitt trigger circuit 15, which then determines whether there is a shield between the LED 12 and the phototransistor 13. By the way, although the above-mentioned photo sensor has a simple circuit configuration, it is easily affected by external disturbances (light around the photo sensor), and is particularly suitable for use in places where external light easily enters (i.e., when high accuracy is required). ) was unreasonable.

第2図は上記フオトセンサを改良し、外乱の影
響を極力押えるように構成したフオトセンサを示
すもので、この図においてLED17はパルス状
の駆動信号を出力するLED駆動回路18によつ
て駆動されるようになつている。またLED17
からの光を受けるフオトトランジスタ19の出力
は、増幅器20によつて増幅され、LED駆動回
路18から同期パルスが供給されているゲート2
1を介して整流回路22により整流され、この整
流回路22の出力がシユミツトトリガ回路23に
供給され、ここでLED17およびフオトトラン
ジスタ19間の遮蔽物の有無が判断されるように
なつている。上記第2図に示すフオトセンサは
LED17をパルス信号によつて駆動し、また、
この結果フオトトランジスタに得られるパルス状
の出力をゲート21を介した後整流し、この整流
出力によつて遮蔽物の有無を判別するようにして
いるので、外乱の影響を前記第1回に示すフオト
センサに比較し大巾に押えることが可能である。
しかしながら、この第2図に示すフオトセンサは
LED17をパルス駆動するため、LED駆動回路
18内にパルス発振器が必要であり、さらにゲー
ト21、整流回路22が必要である等回路構成が
複雑になる欠点があつた。
Figure 2 shows a photo sensor that is an improved version of the photo sensor described above and configured to suppress the influence of external disturbances as much as possible. In this figure, the LED 17 is driven by an LED drive circuit 18 that outputs a pulsed drive signal. It's getting old. Also LED17
The output of the phototransistor 19 receiving light from the
1 and then rectified by a rectifier circuit 22, and the output of this rectifier circuit 22 is supplied to a Schmitt trigger circuit 23, where it is determined whether there is a shield between the LED 17 and the phototransistor 19. The photo sensor shown in Figure 2 above is
The LED 17 is driven by a pulse signal, and
As a result, the pulse-like output obtained from the phototransistor is rectified after passing through the gate 21, and the presence or absence of a shield is determined based on this rectified output, so the influence of disturbance is shown in Part 1 above. Compared to photo sensors, it is possible to press the sensor to a greater extent.
However, the photo sensor shown in Figure 2
In order to drive the LED 17 in pulses, a pulse oscillator is required in the LED drive circuit 18, and a gate 21 and a rectifier circuit 22 are also required, resulting in a complicated circuit configuration.

この考案は上記事情に鑑み、回路構成が簡単
ぜ、かつ外乱の影響を最小限に押え得るフオトセ
ンサを提供するもので、フエイズロツクドループ
回路と、このフエイズロツクドループ回路に内蔵
される発振器の発振出力を増幅する増幅回路と、
この増幅回路の出力によつて駆動される発光素子
と、この発光素子によつて照射される受光素子と
からなるものである。
In view of the above circumstances, this invention provides a photo sensor that has a simple circuit configuration and can minimize the influence of external disturbances. an amplifier circuit that amplifies the oscillation output;
It consists of a light emitting element driven by the output of this amplifier circuit and a light receiving element illuminated by this light emitting element.

以下図面を参照しこの考案の実施例について説
明する。第3図はこの考案になるフオトセンサの
構成を示す回路図であり、図に示すように、この
フオトセンサはフエイズロツクドループ回路(以
下PLL回路と略称する)25、増幅回路26、発
光素子27、受光素子28を有して構成されてい
る。以下詳細に説明すると、まずPLL回路25は
通常トーンデコーダ用PLLと呼ばれるICによつ
て構成されている。このPLL回路25において、
位相検出器29は端子3に得られる信号と電流制
御発振器30の発振出力との位相差を検出するも
ので、その検出出力は端子2および接地間に接続
されているコンデンサ(ローパスフイルタ)31
によつて平滑された後、増幅器32を介して電流
制御発振器30の制御入力端に供給されるように
なつている。電流制御発振器30はその制御入力
端に印加される信号に従つて発振周波数が変化す
る方形波発振器であり、前記端子3に信号が印加
されていない場合は自走周波数f0で発振し、端子
3に前記自走周波数f0からはるかにかけ離した周
波数の信号が印加された場合も自走周波数f0で発
振し、端子3にキヤプチヤレンジ(引込範囲)内
の周波数の信号が印加された場合は、同信号と同
一周波数で発振するものである。そして、上記自
走周波数f0は端子5と6との間に介挿される抵抗
および端子6と接地間に介挿されるコンデンサに
よつて決定されるようになつている。すなわち、
第3図においては、端子5に抵抗33(値R1)の
一方の端子が接続され、抵抗33の他方の端子に
抵抗34(値R2)の一方の端子が接続され、抵抗
34の他方の端子にダイオード35のカソードが
接続され、ダイオード35のアノードが端子6に
接続され、抵抗33と34の接続点にダイオード
36のアノードが接続され、ダイオード36のカ
ソードが端子6に接続され、また端子6と接地間
にコンデンサ37(値C1)が介挿されており、そ
の自走周波数f0は、 f0=1/(R+R)C ……(1) なる式により決定される。また、この場合、ダイ
オード35,36の働きにより端子5,6間の抵
抗値が電流の向きにより変化するようになつてい
るので、その出力波形は第3図において符号Aに
て示すように、デユテイ比が50%とはならず出力
が2値論理レベルの信号“1”となる時間が信号
“0”となる時間より短かい方形波となる。しか
して、上記電流制御発振器30の出力は前述した
位相検出器29に出力されると共に端子5、抵抗
52を介して増幅回路26内のトランジスタ38
のベースに供給され、また上記出力の位相を90゜
シフトさせた信号が位相検出器39に供給される
ようになつている。位相検出器39は端子3に得
られる信号の位相と上記電流制御発振器30から
の信号の位相とを求積法により比較するもので、
その出力は端子1に接続されるコンデンサ41に
よつて平滑された後、比較器40の一方の入力端
に供給されるようになつている。比較器40はそ
の一方の入力端に供給される上記位相比較器39
の出力と、その他方の入力端に供給される一定電
圧Vrefとを比較するもので、端子3に得られる
信号の周波数が前記キヤブチヤレンジ内の場合は
端子8に2値論理レベルの信号“0”を出力し、
またキヤプチヤレンジ外の場合は端子8に2値論
理レベルの信号“1”を出力するようになつてい
る。そして、端子8が出力端子42に接続される
と共に抵抗43を介して正電源端子44に接続さ
れ、また端子4が正電源端子44に接続されてい
る。
Embodiments of this invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the photo sensor according to this invention. As shown in the figure, this photo sensor includes a phase locked loop circuit (hereinafter abbreviated as PLL circuit) 25, an amplifier circuit 26, a light emitting element 27, It is configured to include a light receiving element 28. To explain in detail below, first, the PLL circuit 25 is constituted by an IC usually called a tone decoder PLL. In this PLL circuit 25,
The phase detector 29 detects the phase difference between the signal obtained at the terminal 3 and the oscillation output of the current control oscillator 30, and its detection output is transmitted to the capacitor (low-pass filter) 31 connected between the terminal 2 and the ground.
After being smoothed by the amplifier 32, the signal is supplied to the control input terminal of the current controlled oscillator 30. The current controlled oscillator 30 is a square wave oscillator whose oscillation frequency changes according to a signal applied to its control input terminal, and when no signal is applied to the terminal 3, it oscillates at a free running frequency f0 , and the terminal If a signal with a frequency far away from the free-running frequency f 0 is applied to terminal 3, it will oscillate at the free-running frequency f 0 , and if a signal with a frequency within the capture range (pulling range) is applied to terminal 3, , which oscillates at the same frequency as the same signal. The free running frequency f 0 is determined by a resistor inserted between terminals 5 and 6 and a capacitor inserted between terminal 6 and ground. That is,
In FIG. 3, one terminal of a resistor 33 (value R 1 ) is connected to the terminal 5, one terminal of a resistor 34 (value R 2 ) is connected to the other terminal of the resistor 33, and the other terminal of the resistor 34 (value R 2 ) is connected to the terminal 5. The cathode of the diode 35 is connected to the terminal of A capacitor 37 (value C 1 ) is inserted between the terminal 6 and the ground, and its free-running frequency f 0 is determined by the formula f 0 =1/(R 1 +R 2 )C 1 ……(1) be done. In this case, the resistance value between the terminals 5 and 6 changes depending on the direction of the current due to the action of the diodes 35 and 36, so the output waveform is as shown by the symbol A in FIG. The duty ratio is not 50%, and the output becomes a square wave whose time for the binary logic level signal "1" is shorter than the time for the signal to become "0". Thus, the output of the current controlled oscillator 30 is outputted to the phase detector 29 described above, and is also sent to the transistor 38 in the amplifier circuit 26 via the terminal 5 and the resistor 52.
A signal obtained by shifting the phase of the above output by 90 degrees is supplied to the phase detector 39. The phase detector 39 compares the phase of the signal obtained at the terminal 3 and the phase of the signal from the current controlled oscillator 30 using a quadrature method.
After the output is smoothed by a capacitor 41 connected to terminal 1, it is supplied to one input terminal of comparator 40. The comparator 40 is supplied with the phase comparator 39 at one input end thereof.
, and the constant voltage Vref supplied to the other input terminal.If the frequency of the signal obtained at terminal 3 is within the cabiture range, a binary logic level signal is sent to terminal 8. Outputs 0”,
Further, when the output is out of the capture range, a binary logic level signal "1" is output to the terminal 8. Terminal 8 is connected to output terminal 42 and also connected to positive power supply terminal 44 via resistor 43, and terminal 4 is connected to positive power supply terminal 44.

増幅回路26はトランジスタ38のコレクタが
抵抗45を介して正電源端子44に接続され、ト
ランジスタ38のエミツタが端子46に接続され
て構成されるもので、トランジスタ38のベース
に供給される信号を増幅するためのものである。
発光素子27はこの実施例においては発光ダイオ
ードを用いており、そのアノードが端子46に接
続され、そのカソードが端子47に接続され、ま
た端子47は接地されている。受光素子28は発
光素子27の光を受光するもので、この実施例に
おいてはフオトトランジスタを用いている。すな
わち、この受光素子28は発光素子27が発光状
態にあり、更に発光素子27と受光素子28との
間に遮蔽物がない場合は“オン”状態となり、発
光素子27が消光状態、あるいは発光素子27と
の間に遮蔽物がある場合は“オフ”状態となるも
のである。そして、この受光素子(フオトトラン
ジスタ)28のエミツタが端子47に、コレクタ
が端子48に各々接続され、また端子48は抵抗
49を介して正電源端子44に接続されると共に
コンデンサ50を介して前記PLL回路25の端子
3に接続されている。
The amplifier circuit 26 is constructed by connecting the collector of the transistor 38 to the positive power supply terminal 44 via the resistor 45, and connecting the emitter of the transistor 38 to the terminal 46, and amplifies the signal supplied to the base of the transistor 38. It is for the purpose of
In this embodiment, the light emitting element 27 is a light emitting diode, and its anode is connected to a terminal 46, its cathode is connected to a terminal 47, and the terminal 47 is grounded. The light receiving element 28 receives the light from the light emitting element 27, and uses a phototransistor in this embodiment. That is, when the light emitting element 27 is in the light emitting state and there is no shield between the light emitting element 27 and the light receiving element 28, the light receiving element 28 is in the "on" state, and the light emitting element 27 is in the quenching state, or the light emitting element is in the "on" state. If there is a shield between it and 27, it will be in the "off" state. The emitter and collector of this light-receiving element (phototransistor) 28 are connected to a terminal 47 and a terminal 48, respectively, and the terminal 48 is connected to the positive power supply terminal 44 via a resistor 49, and also via a capacitor 50. It is connected to terminal 3 of the PLL circuit 25.

次に、上記構成になる回路の動作について説明
する。最初に、発光素子27および受光素子28
間に遮蔽物がない場合について説明する。
Next, the operation of the circuit having the above configuration will be explained. First, the light emitting element 27 and the light receiving element 28
The case where there is no shield in between will be explained.

回路に電源を投入すると、まず電流制御発振器
30が前述した自走周波数f0で発振を開始する。
この発振出力は抵抗52を介してトランジスタ3
8のベースに供給され、同トランジスタ38によ
つて増幅された後、端子46を介して発光素子2
7に供給される。この結果、発光素子27が前記
周波数f0で発光、消光を繰返し、またこれに伴な
い受光素子28が周波数f0で“オン”、“オフ”を
繰返す。そして、受光素子28の“オン”、“オ
フ”に伴ない端子48に周波数f0のパルス信号が
発生し、このパルス信号がコンデンサ50を介し
て、PLL回路25の端子3に供給される。しかし
て、電流制御発振器30は端子3に供給される上
記パルス信号の周波数(すなわち、自走周波数
f0)と同一の周波数で発振を続け、また発光素子
27が同周波数f0で発光、消光を繰返す。そし
て、この場合端子3に供給される信号の周波数が
キヤプチヤレンジ内であることから比較器40の
出力は2値論理レベルの信号“0”とり、出力端
子42にこの“0”信号が得られる。
When the circuit is powered on, the current controlled oscillator 30 first starts oscillating at the free running frequency f 0 described above.
This oscillation output is transmitted to the transistor 3 via a resistor 52.
After being amplified by the transistor 38, it is supplied to the base of the light emitting element 2 through the terminal 46.
7. As a result, the light emitting element 27 repeatedly emits and extinguishes light at the frequency f0 , and in conjunction with this, the light receiving element 28 repeatedly turns "on" and "off" at the frequency f0 . As the light-receiving element 28 turns on and off, a pulse signal with a frequency f 0 is generated at the terminal 48, and this pulse signal is supplied to the terminal 3 of the PLL circuit 25 via the capacitor 50. Therefore, the current controlled oscillator 30 operates at the frequency (i.e., free-running frequency) of the pulse signal supplied to the terminal 3.
The light emitting element 27 continues to oscillate at the same frequency as f 0 ), and the light emitting element 27 repeatedly emits and extinguishes light at the same frequency f 0 . In this case, since the frequency of the signal supplied to the terminal 3 is within the capture range, the output of the comparator 40 is a binary logic level signal "0", and this "0" signal is obtained at the output terminal 42.

次に、発光素子27および受光素子28間に遮
蔽物が挿入されると、発光素子27からの光が遮
断されるため、受光素子28が“オフ”状態とな
り、端子48に前記パルス信号が得られなくな
る。この結果、PLL回路25の端子3にキヤプチ
ヤレンジ内の周波数の信号が供給されず、比較器
40の出力は2値論理レベルの信号“1”とな
り、出力端子42にこの“1”信号が得られる。
Next, when a shield is inserted between the light-emitting element 27 and the light-receiving element 28, the light from the light-emitting element 27 is blocked, so the light-receiving element 28 becomes "off" and the pulse signal is obtained at the terminal 48. I won't be able to do it. As a result, a signal with a frequency within the capture range is not supplied to the terminal 3 of the PLL circuit 25, and the output of the comparator 40 becomes a binary logic level signal "1", and this "1" signal is obtained at the output terminal 42. .

このように、第3図に示すフオトセンサはその
出力端子42に端られる信号が2値論理レベルの
“1”信号であるか“0”信号であるかによつて
発光素子27および受光素子28間の遮蔽物の有
無を判断するものである。そして、このフオトセ
ンサの場合、たとえ外乱(たとえば、太陽光、電
灯による光等)があつても、これらの外乱により
端子48に生ずる信号の周波数は前記自走周波数
f0とはかけ離れており、したがつてこのフオトセ
ンサが外乱により誤動作する心配は全くないと言
える。また、このフオトセンサの場合、発光素子
27をデユーテイ比の小さいパルス信号により駆
動しているので電力費費を小にできる利点があ
る。また、このフオトセンサは調整箇所が全くな
く、無調整で使用することができ、更に回路構成
も従来のものに比較し簡単になつている。
In this way, the photo sensor shown in FIG. 3 changes the distance between the light emitting element 27 and the light receiving element 28 depending on whether the signal sent to the output terminal 42 is a binary logic level "1" signal or a "0" signal. This is to determine the presence or absence of an obstruction. In the case of this photo sensor, even if there is a disturbance (for example, sunlight, light from an electric lamp, etc.), the frequency of the signal generated at the terminal 48 due to these disturbances is equal to the free-running frequency.
It is far from f 0 , so there is no fear that this photo sensor will malfunction due to external disturbances. Further, in the case of this photo sensor, since the light emitting element 27 is driven by a pulse signal with a small duty ratio, there is an advantage that the electric power cost can be reduced. Furthermore, this photo sensor has no adjustment points and can be used without any adjustment, and the circuit configuration is simpler than that of conventional ones.

第4図は、この考案を適用した硬貨選別計数機
を示すもので、この硬貨選別計数機はホツパ60
内に複数の硬貨を投入すると、内部において自動
的に硬貨の種類および枚数が選別、計数された後
一旦中間受箱61に種類別に収納され、収納され
た硬貨の枚数に誤りがなければ握杆(図示略)を
操作することにより中間受箱61内の硬貨を硬貨
収納箱62に収納するようになつている。なお、
図において符号68は操作スイツチ、符号64は
硬貨枚数等の表示部である。
Figure 4 shows a coin sorting and counting machine to which this invention is applied.
When a plurality of coins are inserted into the machine, the type and number of coins are automatically sorted and counted inside the box, and then stored by type in the intermediate receiving box 61. If there is no error in the number of coins stored, the coins are held in the handle. (not shown) allows coins in the intermediate receiving box 61 to be stored in the coin storage box 62. In addition,
In the figure, reference numeral 68 is an operation switch, and reference numeral 64 is a display section for displaying the number of coins, etc.

第5図は上記硬貨選別計数機の内部の要部を示
すもので、選別されるべき硬貨は基準レール65
および選別レール66間に順次送出され、ここで
その大きさに従つて順次選別され中間受箱61,
61…内に落下するようになつている。そして、
この落下の際この考案になるフオトセンサ67
a,67bにより落下状態が検出されるようにな
つている。なお、符号67aには前記発光素子2
7が収納されており、また符号67bには前記受
光素子28および他の回路部分が収納されてい
る。
Figure 5 shows the main parts inside the coin sorting and counting machine, in which the coins to be sorted are placed on the reference rail 65.
and are sequentially sent out between the sorting rails 66, where they are sequentially sorted according to their size, and the intermediate receiving boxes 61,
61...It is designed to fall inside. and,
Photo sensor 67, which was invented during this fall.
A and 67b detect the falling state. Note that the reference numeral 67a indicates the light emitting element 2.
7 is housed, and the light receiving element 28 and other circuit parts are housed at 67b.

以上説明したように、この考案によればフオト
センサをフエイズロツクドループ回路と、このフ
エイズロツクドループ回路に内蔵される発振器の
発振出力を増幅する増幅回路と、この増幅回路の
出力によつて駆動される発光素子と、この発光素
子によつて照射される受光素子とから構成したの
で、外乱の影響をほとんど零にし得る。電力
消費を小にできる、無調整で使用できる、回
路構成が簡単である、等の効果が得られる。
As explained above, according to this invention, the photo sensor is driven by a phase-locked loop circuit, an amplifier circuit that amplifies the oscillation output of an oscillator built in the phase-locked loop circuit, and an output of the amplifier circuit. Since the light emitting element is composed of a light emitting element that emits light, and a light receiving element that is irradiated by the light emitting element, the influence of disturbance can be reduced to almost zero. Effects such as reduced power consumption, use without adjustment, and simple circuit configuration can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図は共に従来のフオトセンサの構
成を示すブロツク図、第3図はこの考案の一実施
例の構成を示すブロツク図、第4図はこの考案を
適用した硬貨選別計数機の外観を示す斜示図、第
5図は同硬貨選別計数機の内部の要部を示す斜視
図である。 25……フエイズロツクドループ回路、26…
…増幅回路、27……発光素子、28……受光素
子。
Figures 1 and 2 are both block diagrams showing the configuration of a conventional photo sensor, Figure 3 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of this invention, and Figure 4 is a block diagram of a coin sorting and counting machine to which this invention is applied. A perspective view showing the external appearance, and FIG. 5 is a perspective view showing the main parts inside the coin sorting and counting machine. 25...phase locked loop circuit, 26...
...Amplification circuit, 27...Light emitting element, 28... Light receiving element.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] フエイズロツクドループ回路と、このフエイズ
ロツクドループ回路に内蔵される発振器の発振出
力を増幅する増幅回路と、この増幅回路の出力に
よつて駆動される発光素子と、この発光素子によ
つて照射される受光素子とを備えてなり、前記受
光素子に得られる受光信号を前記フエイズロツク
ドループ回路の入力端子に供給し、前記フエイズ
ロツクドループ回路の出力端子から出力信号を得
るようにしたことを特徴とするフオトセンサ。
A phase-locked loop circuit, an amplifier circuit that amplifies the oscillation output of an oscillator built in the phase-locked loop circuit, a light-emitting element driven by the output of the amplifier circuit, and a light-emitting element that emits light by the light-emitting element. a light-receiving element, the light-receiving signal obtained by the light-receiving element is supplied to the input terminal of the phase-locked loop circuit, and an output signal is obtained from the output terminal of the phase-locked loop circuit. A photo sensor featuring:
JP7331379U 1979-05-31 1979-05-31 Expired JPS6120544Y2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0714949Y2 (en) * 1989-03-08 1995-04-10 ホーチキ株式会社 Light-blocking detector

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JPS55174669U (en) 1980-12-15

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