(57)【要約】【課題】センサ素子と増幅手段との間に接続されたリード線の断線状態を簡単な構成で検出できるようなセンサ装置を提供する。【解決手段】光源に近接配置されたフォトダイオード１と離間配置されたプリント基板Ｐは４本のリード線１１〜１４で接続されている。第１，第２のリード線１１，１２によってフォトダイオード１の両端子と増幅器３の２入力端子が各々接続されている。増幅器３の第１の入力端子７ａは第１，第３のリード線１１，１３を介して接地電位端に接続され、増幅器３の出力端子５に一端が接続された帰還抵抗器４の他端は第２，第４のリード線１２，１４を介して増幅器３の第２の入力端子７ｂに接続されている。−Ｖ電源と第１の入力端子７ａの間はバイアス抵抗器９が接続されている。これにより、少なくとも１本のリード線が断線すると増幅器３の出力端子５に−Ｖ電源に近い異常電圧が現われる。【選択図】        図１
2004245705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ素子の検出した検出信号を増幅する増幅手段が複数のリード線によって前記センサ素子に接続されたセンサ装置であって、
前記増幅手段は、前記検出信号のレベルに応じた検出電圧を出力すると共に、前記複数のリード線のうち少なくとも１本のリード線が断線したとき、前記検出電圧とは異なる電圧レベルの断線検知電圧を出力することを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
センサ素子の検出した検出信号を増幅する増幅手段が複数のリード線によって前記センサ素子に接続されたセンサ装置であって、
前記増幅手段は、負帰還型の差動増幅器と該差動増幅器の出力電圧を帰還する帰還抵抗とを備え、
前記差動増幅器の第１の入力端子は、前記複数のリード線のうち何れかのリード線を介して接地電位端に接続され、
前記差動増幅器の第２の入力端子は、前記複数のリード線のうち、前記接地電位端に接続されていない何れかのリード線を介して前記帰還抵抗の一端に接続され、
前記帰還抵抗の他端は前記差動増幅器の出力端子に接続されていることを特徴とするセンサ装置。
【請求項３】
前記複数のリード線は、第１から第４のリード線とし、
前記第１のリード線が、前記センサ素子の一端と前記差動増幅器の第１の入力端子に接続され、
前記第２のリード線が、前記センサ素子の他端と前記差動増幅器の第２の入力端子に接続され、
前記第３のリード線が、その一端を前記第１のリード線を介して前記差動増幅器の第１の入力端子に接続されると共に、その他端を前記接地電位端に接続され、
前記第４のリード線が、その一端を前記第２のリード線を介して前記差動増幅器の第２の入力端子に接続されると共に、その他端を前記帰還抵抗の一端に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記差動増幅器は、プラス電源とマイナス電源の２つの電源で駆動されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記増幅手段は、電源電圧を当該増幅手段の入力端子へバイアスするバイアス抵抗を備え、
前記バイアス抵抗は、前記差動増幅器の２電源のうち、何れかの電源と該差動増幅器の第１の入力端子との間に接続されていることを特徴とする請求項４に記載のセンサ装置。
【請求項６】
前記増幅手段は、前記複数のリード線のうち少なくとも１本のリード線が断線したときに前記差動増幅器が出力する出力電圧を断線検知電圧と判定する異常電圧検出手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リード線の断線状態を検出するために使用されるリード線断線検出機能を備えたセンサ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、光センサ、圧力センサ、磁気センサ、及び温度センサなどの各種のセンサ装置は、センサ素子とそのセンサ素子によって検出された検出信号を増幅する増幅手段とによって構成され、センサ素子と増幅手段とは離間した位置に置かれ、両者はリード線などによって接続されている。例えば、光を検出する光センサでは、センサ素子としてフォトダイオードやフォトトランジスタなどが用いられ、フォトダイオードやフォトトランジスタが検出した検出信号は、リード線などによって離間した位置に置かれた増幅手段へ送信され、増幅及び信号処理が行われる。
【０００３】
図７は従来の一般的な光センサの接続構成図である。同図に示すように、センサ装置としての光センサ２０は、検出すべき光源に近接配置されて光を検出するフォトダイオード２１と、このフォトダイオード２１の出力信号、すなわち出力電流を増幅するための負帰還増幅器を形成する２電源型の増幅器２３及び帰還抵抗器２４と、増幅器２３の出力端子２５に接続されて出力電圧を所望の電圧に変換する電圧変換回路２６とによって構成されている。この図７の例では、増幅器２３、帰還抵抗器２４、及び電圧変換回路２６によって増幅手段が構成されている。
【０００４】
フォトダイオード２１は、２本のリード線２２ａ、２２ｂを介して、フォトダイオード２１から離間した位置にあってプリント基板上に設けられて前記の負帰還増幅器を形成している増幅器２３の入力端子２７ａ、２７ｂに接続されている。なお、帰還抵抗器２４は、増幅器２３の出力端子と一方の入力端子２７ｂ（反転入力端子）との間に接続された帰還用の抵抗器である。また、増幅器２３の他方の入力端子２７ａ（非反転入力端子）はグランド（接地電位端）に接地されている。さらに、電圧変換回路２６は、増幅器２３の出力電圧に応じて１〜５Ｖの電圧に変換する機能を有するものであり、この電圧変換回路２６から外部端子２８を介して光の検出信号に比例した電圧が出力される。
【０００５】
このような回路構成によれば、負帰還増幅器を形成する増幅器２３の出力端子２５に現われる電圧Ｅは下記の（１）式で表わされる。
Ｅ＝（Ｉ×Ｒｆ）／（１＋１／Ｇ）                                （１）
但し、Ｉはフォトダイオード２１に流れる電流値、Ｒｆは帰還抵抗器２４の抵抗値、Ｇは増幅器２３の利得である。
【０００６】
しかし、一般に市販されている演算増幅素子の利得は１０，０００〜５０，０００程度であるので、例えば、利得Ｇが１０，０００の演算増幅素子を増幅器２３に用いれば、増幅器２３の出力端子２５に現われる電圧Ｅは下記の（２）式で表わすことができる。
Ｅ＝Ｉ×Ｒｆ                                                    （２）
【０００７】
つまり、フォトダイオード２１に光が入射されている状態では、そこに入射される光量に応じてフォトダイオード２１に流れる電流値Ｉが変化し、その電流値Ｉは増幅器２３の出力端子２５に電圧Ｅ（＝Ｉ×Ｒｆ）として現われる。さらに、増幅器２３の出力端子２５の電圧値Ｅに応じて電圧変換回路２６により１〜５Ｖの電圧レベルに変換されて外部端子２８より出力される。一方、フォトダイオード２１に光が入射されていない状態では、フォトダイオード２１に電流が流れていないので、その電流値Ｉは０Ａであるから、増幅器２３の出力端子２５の出力電圧は０Ｖである。
【０００８】
また、前記したように、フォトダイオード２１は、一般的に増幅器２３と離間しており、機械的な要因、電気的な要因、熱的な要因、あるいはその他の不測の事態などにより、リード線２２ａ，２２ｂが断線する虞がある。例えば、リード線２２ａ、２２ｂの少なくとも一方が断線した場合には、フォトダイオード２１に光が入射されていても、フォトダイオード２１の出力電流は増幅器２３に入力されないため、増幅器２３の入力端子２７ａ，２７ｂの電流値Ｉは０Ａとなる。従って、増幅器２３の出力端子２５の出力電圧Ｅは０Ｖである（例えば、非特許文献１参照）。
【０００９】
【非特許文献１】「アナログＩＣ活用ハンドブック」ＣＱ出版社１９８７年発行、著者  宮崎誠一（ＩＳＢＮ４−７８９８−３１７２−８）（ｐｐ１０−１１、ｐｐ７５−７６）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
つまり、前記の（２）式から明らかなように、フォトダイオード２１に流れる電流値がゼロの場合、つまりＩ＝０Ａである場合には、増幅器２３の入力側がどのような状態であっても増幅器２３の出力端子２５の電圧値Ｅは０Ｖとなる。言い換えれば、図７に示すセンサ装置の回路構成では、フォトダイオード２１への入力光が無い状態でも出力端子２５の電圧は０Ｖであり、フォトダイオード２１と増幅器２３を接続するリード線２２ａ，２２ｂのうち少なくとも１本が断線した場合でも出力端子２５の電圧は０Ｖである。従って、従来のセンサ装置では、入力光が無い状態であるのか、リード線が断線しているのかを判別することができない。
【００１１】
また、図７のセンサ装置では、フォトダイオードを用いた光センサの例を示したが、圧力センサや磁気センサなどその他のセンサ装置の場合でも、センサ素子と増幅手段が離間していて両者をリード線で接続する構成では前記の光センサの場合と同様な不具合を生じる。
【００１２】
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、センサ素子と増幅手段との間に接続されたリード線の断線を簡単な構成で検出できるようにして、センサ素子の検出信号が無い場合とリード線が断線した場合を明確に判別できるようなセンサ装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明にかかるセンサ装置は、センサ素子の検出した検出信号を増幅する増幅手段が複数のリード線によって前記センサ素子に接続されたセンサ装置であって、前記増幅手段は、当該増幅手段に入力される一方の入力端子と、当該増幅手段の電源入力端子とに接続されるバイアス抵抗器を備える構成とした（請求項１）。
【００１４】
また、本発明にかかるセンサ装置は、センサ素子の検出した検出信号を増幅する増幅手段が複数のリード線によって前記センサ素子に接続されたセンサ装置であって、増幅手段は、検出信号のレベルに応じた検出電圧を出力すると共に、複数のリード線のうち少なくとも１本のリード線が断線したとき、検出電圧とは異なる電圧レベルの断線検知電圧を出力する構成とした（請求項１）。
【００１５】
このように構成されることにより、センサ素子は、検出すべき情報源に近接して配置され、センサ素子の検出した検出信号を増幅する増幅手段はセンサ素子と離間した位置に配置され、センサ素子と増幅手段がリード線によって接続されているようなセンサ装置を構成することになるので、機械的な要因、電気的な要因、熱的な要因、あるいはその他の不測の事態などによってリード線が断線する可能性があることが予想される。
【００１６】
そこで、本発明のセンサ装置では、センサ素子が増幅手段へ正常な検出信号を送信しているときは、増幅手段が検出信号のレベルに応じた検出電圧を出力することによって、情報源の情報量の大きさ、例えば光源の光量を検出することができるようにし、かつ、複数のリード線のうち少なくとも１本のリード線が断線したときは、増幅手段が正常な制御系を逸脱するようにして、検出信号のレベルに応じた検出電圧とは異なる断線検知電圧として、例えば増幅手段を駆動する電源電圧を、増幅手段からストレートに出力するようにする。
【００１７】
また、本発明にかかるセンサ装置は、センサ素子の検出した検出信号を増幅する増幅手段が複数のリード線によって前記センサ素子に接続されたセンサ装置であって、増幅手段は負帰還型の差動増幅器とこの差動増幅器の出力電圧を帰還する帰還抵抗とを備え、差動増幅器の第１の入力端子は、複数のリード線のうち何れかのリード線を介して接地電位端に接続され、差動増幅器の第２の入力端子は、複数のリード線のうち接地電位端に接続されていない何れかのリード線を介して帰還抵抗の一端に接続され、帰還抵抗の他端は差動増幅器の出力端子に接続されている構成とする（請求項２）。
【００１８】
つまり、本発明のセンサ装置によれば、増幅手段として負帰還型の差動増幅器を用い、一般的な回路構成と同様に、差動増幅器の第１の入力端子（例えば、非反転入力端子）を接地電位端に接続し、かつ、差動増幅器の出力端子から第２の入力端子（例えば、反転入力端子）へ帰還抵抗を介してフィードバックループを形成する。そして、第１の入力端子と第２の入力端子との間にリード線を介してセンサ素子を接続し、センサ素子の検出信号を差動増幅器へ入力して増幅を行うようにする。
【００１９】
このとき、差動増幅器の第１の入力端子からリード線を介して接地電位端へ接続すると共に、差動増幅器の第２の入力端子から別のリード線を介して帰還抵抗の一端に接続するようにする。このような接続構成によって、正常な接続状態のときは負帰還増幅回路が形成され、差動増幅器はセンサ素子の検出信号のレベルに応じた検出電圧を出力し、かつ、少なくとも１本のリード線が断線したときは、差動増幅器の出力端子から正常な検出電圧とは異なる駆動電圧に近似した電圧が出力される。
【００２０】
また、本発明にかかるセンサ装置において、複数のリード線は、第１から第４のリード線とし、第１のリード線がセンサ素子の一端と差動増幅器の第１の入力端子に接続され、第２のリード線がセンサ素子の他端と差動増幅器の第２の入力端子に接続され、第３のリード線が、その一端を第１のリード線を介して差動増幅器の第１の入力端子に接続されると共に、その他端を接地電位端に接続され、第４のリード線が、その一端を第２のリード線を介して差動増幅器の第２の入力端子に接続されると共に、その他端を帰還抵抗の一端に接続されている構成とする（請求項３）。
【００２１】
つまり、本発明のセンサ装置を実現するためには、センサ素子と増幅手段との間を４本のリード線によって接続構成することが最も簡単である。さらに詳しく述べれば、第１のリード線によってセンサ素子の一方の端子と差動増幅器の第１の入力端子とを接続し、第２のリード線によってセンサ素子の他方の端子と差動増幅器の第２の入力端子とを接続すると共に、第３のリード線によってセンサ素子の一方の端子と接地電位端とを接続し、第４のリード線によってセンサ素子の他方の端子と帰還抵抗の一端を接続する。
【００２２】
このような接続構成にすれば、少なくとも１本のリード線が断線したときは、差動増幅器の第１の入力端子と接地電位端が切り離されたり、差動増幅器の第２の入力端子と帰還抵抗が切り離されたりして、負帰還増幅回路が形成されなくなり、差動増幅器の出力端子には電源電圧レベルの異常電圧が現われる。
【００２３】
また、本発明のセンサ装置においては、前記差動増幅器は、プラス電源とマイナス電源の２つの電源で駆動される構成とした（請求項４）。つまり、接地電位端を基準レベルとしたプラス電源とマイナス電源の２電源によって差動増幅器を駆動すれば、使用電圧レベルの低い差動増幅器を用いても、等価的には高い電源電圧で差動増幅器を駆動することができる。例えば、差動増幅器に＋１２Ｖ電源と−１２Ｖ電源の２電源を印加すれば、１２Ｖ耐圧の差動増幅器を用いても、実質的には２４Ｖの差動増幅器の回路を駆動することができる。
【００２４】
また、本発明のセンサ装置においては、前記増幅手段は、電源電圧を増幅手段の入力端子へバイアスするバイアス抵抗を備え、このバイアス抵抗は、差動増幅器の２電源のうち何れかの電源と差動増幅器の第１の入力端子との間に接続される構成とした（請求項５）。つまり、本発明のセンサ装置によれば、２電源で駆動する増幅手段の一方の電源とその増幅手段の第１の入力端子をバイアス抵抗器で接続して強制的にバイアス電圧を印加している。これによって、リード線が断線したときの出力アンバランス時における増幅手段の不安定な動作を防止することができる。
【００２５】
また、本発明のセンサ装置においては、前記増幅手段は、さらに、複数のリード線のうち少なくとも１本のリード線が断線したときに差動増幅器が出力する出力電圧を断線検知電圧と判定する異常電圧検出手段を備える構成とした（請求項６）。つまり、本発明のセンサ装置によれば、リード線が断線したときに、異常電圧検出手段が、増幅手段の駆動電圧に近い電圧値を異常電圧として検出し、この異常電圧信号を外部装置に送出すれば、外部でリード線の断線状態をモニタすることができる。
【００２６】
なお、本発明のセンサ装置においては、前記センサ素子はフォトダイオードで構成されているものとしても良い。つまり、本発明のセンサ装置によれば、センサ素子にフォトダイオードを用いれば光センサを実現することができる。従って、フォトダイオードと増幅手段とを４本のリード線で接続すれば、フォトダイオードのみを光源に近い位置に配置し、離れた位置にある増幅手段によってフォトダイオードが検出した光信号を増幅することができる。これによって、光センサの設置場所を有効に利用して効率的なセンシングを行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
ここでは、センサ装置を詳細に説明するが、以下の説明では光を検出するフォトダイオードをセンサ素子として用いた場合のセンサ装置について述べることにする。図１は本発明における光センサの接続構成図である。なお、以下の説明に用いる全ての図面では、同一の部品は全て同一の符号を用いることにする。
【００２８】
図１において、センサ装置としての光センサ１０は、検出すべき光源に近接配置されて光を検出し、アノード１ａとカソード１ｂを有するフォトダイオード１と、このフォトダイオード１の出力信号、すなわち出力電流を増幅するための負帰還増幅回路を形成する２電源型の増幅器３、および、帰還抵抗器４及びバイアス抵抗器９と、増幅器３の出力端子５に接続されて出力電圧を所望の電圧に変換する電圧変換回路６とを備えている。
【００２９】
この図１の例では、増幅器３、帰還抵抗器４、バイアス抵抗器９及び電圧変換回路６によって負帰還型の増幅手段が構成されているが、増幅器３と帰還抵抗器４とバイアス抵抗器９のみによって増幅手段を構成することもできるし、増幅器３と帰還抵抗器４のみによって増幅手段を構成することもできる。なお、センサ装置に用いられる増幅器３は汎用の演算増幅器である。
【００３０】
増幅器３は、非反転入力端子（＋）である第１の入力端子７ａと反転入力端子（−）である第２の入力端子７ｂとを備えている。また、この増幅器３のプラス電源である＋Ｖ端子には＋１２Ｖが印加され、マイナス電源である−Ｖ端子には−１２Ｖが印加されている。さらに、フォトダイオード１のアノード１ａが第１のリード線１１を介して増幅器３の第１の入力端子７ａに接続され、フォトダイオード１のカソード１ｂが第２のリード線１２を介して増幅器３の第２の入力端子７ｂに接続されている。
【００３１】
また、フォトダイオード１のアノード１ａは、第３のリード線１３を介して接地電位端に接続され、フォトダイオード１のカソード１ｂは、第４のリード線１４を介して帰還抵抗器４の一端に接続されている。さらに、帰還抵抗器４の他端は増幅器３の出力端子５に接続されている。
なお、バイアス抵抗器９は増幅器３のマイナス電源（−Ｖ）と第１の入力端子７ａとの間に接続されている。つまり、増幅器３の第１の入力端子７ａは、第１のリード線１１と第３のリード線１３を介して接地電位端に接続され、増幅器３の第２の入力端子７ｂは、第２のリード線１２と第４のリード線１４を介して帰還抵抗器４の一端に接続されている。
【００３２】
また、電圧変換回路６は、増幅器３の出力端子５に現われた電圧値に応じてその値を１〜５Ｖの間の検出電圧に変換する機能を備えるが、リード線の断線時に発生する異常電圧を断線検知電圧として検出する異常電圧検出器６ａを内蔵してもよい。また、増幅器３、帰還抵抗器４、バイアス抵抗器９、及び電圧変換回路６はプリント基板Ｐ上に配置されて、光を検出するフォトダイオード１とは離間されている。なお、増幅器３の利得Ｇは１０，０００以上に設定されている。
【００３３】
図２は、図１に示す光センサにおいて、フォトダイオード１とプリント基板Ｐ上の各エレメントとが各リード線１１，１２，１３，１４によって正常に接続されているときの等価回路である。つまり、フォトダイオード１のアノード１ａが、第１のリード線１１を介して増幅器３の第１の入力端子７ａ（非反転入力端子）に接続され、かつ第３のリード線１３を介して接地電位端に接続されている。
【００３４】
また、フォトダイオード１のカソード１ｂが、第２のリード線１２を介して増幅器３の第２の入力端子７ｂ（反転入力端子）に接続され、かつ第４のリード線１４を介して増幅器３の帰還抵抗器４の一端に接続されている。
図２に示すように、各リード線１１，１２，１３，１４が正常に接続されているときの回路構成は、従来技術で説明した図７と同様に、正常な負帰還増幅回路を形成している。
【００３５】
このような正常な負帰還増幅回路の構成によれば、増幅器３の出力端子５に現われる電圧Ｅは、増幅器３の利得Ｇを１０，０００以上とすれば下記の（２）式で表わされる。
Ｅ＝Ｉ×Ｒｆ                                                    （２）
但し、Ｉはフォトダイオード１に流れる電流値、Ｒｆは帰還抵抗器４の抵抗値である。
【００３６】
つまり、フォトダイオード１に光が入射されている状態では、そこに入射される光量に応じてフォトダイオード１に流れる電流値Ｉが変化し、その電流値Ｉと帰還抵抗器４の抵抗値Ｒｆとによって、増幅器３の出力端子５には電圧値Ｅ（＝Ｉ×Ｒｆ）が現われる。さらに、増幅器３の出力端子５の電圧値Ｅは、電圧変換回路６により１〜５Ｖの電圧レベルに変換され、図示しない電圧変換回路の外部端子より出力される。
【００３７】
一方、フォトダイオード１に光が入射されていない状態ではフォトダイオード１に電流が流れないので、その電流値Ｉは０Ａであるから増幅器３の出力端子５の出力電圧Ｅは０Ｖとなる。つまり、フォトダイオード１に入射される光量の変化、すなわち電流値Ｉの変化に応じて、（２）式で示される出力電圧Ｅが増幅器３の出力端子５に現われる。このようにして、フォトダイオード１に光が入射されない場合は、出力端子５に現われる電圧値Ｅは０Ｖであるが、フォトダイオード１に光が照射されると、その光量に応じてフォトダイオード１に電流Ｉが流れ、その電流Ｉは増幅器３によって増幅され、光量に応じた電圧Ｅが出力端子５に出力される。
【００３８】
従って、出力端子５の電圧を電圧変換回路６で変換した検出電圧を観測することにより、ユーザはフォトダイオード１で検出した光量を知ることができる。また、必要に応じて、電圧変換回路６の出力電圧をフィードバックすることにより図示しない光源の光量を自動的に制御することもできる。
なお、この実施の形態においては、入力光がゼロのときは出力端子５に０Ｖが現われ、最大入力光のときは出力端子５に＋５Ｖが現われるように回路定数が設定されている。従って、電圧変換回路６の外部端子８には、フォトダイオード１に流れる電流がゼロの場合を含めて１〜５Ｖの範囲の検出電圧が現われるようになっている。
【００３９】
次に、機械的な要因、電気的な要因、熱的な要因、あるいはその他の不測の事態によって、フォトダイオード１とプリント基板Ｐとを接続するリード線が断線した場合の出力端子５の電圧状態について説明するが、先ず、全てのリード線が断線した場合の動作について説明する。なお、以下の各図において、実線は接続状態を示し、破線は断線状態を示すものとする。
【００４０】
図３は、図１に示す光センサの接続構成において全てのリード線が断線した場合の等価回路である。つまり、図３は、第１のリード線１１、第２のリード線１２、第３のリード線１３、及び第４のリード線１４の全てが断線した場合の例である。
【００４１】
図３に示すように、全てのリード線１１，１２，１３，１４に断線が生じると、帰還抵抗器４が増幅器３の第２の入力端子７ｂから開放されるため、増幅器３は負帰還増幅回路を形成できなくなる。
【００４２】
図３のような等価回路が形成されると増幅器３の出力電圧Ｅｘは下記の（３）式で表わされる。
Ｅｘ＝Ｖｘ×Ｇ＋Ｖｌ≒Ｖ                                （３）
但し、Ｖｘは増幅器３の第１の入力端子７ａと第２の入力端子７ｂの間の端子間電圧、Ｇは増幅器３の利得、Ｖｌは増幅器３の第１の入力端子７ａの電圧、Ｖは増幅器３の駆動電圧である。
【００４３】
つまり、第１、第２、第３、第４のリード線１１，１２，１３，１４の全てが断線した場合には、増幅器３は負帰還増幅回路を形成することができなくなり、増幅器３の動作状態がアンバランスとなる。このような動作状態では、（３）式に示すように、増幅器３の出力端子５に現われる電圧値Ｅｘは、実質的に駆動電圧Ｖに近い飽和電圧となる。
【００４４】
すなわち、図３の回路構成から明らかなように、増幅器３の第１の入力端子７ａは接地電位端から切り離されるため、マイナス電源から増幅器３の第１の入力端子７ａへは、バイアス抵抗器９を介して−１２Ｖのマイナス電圧が供給される状態となる。従って、増幅器３の出力端子５の出力電圧Ｅｘは、実質的にマイナス電源の電圧、すなわち−１２Ｖに近い電圧値となる。
【００４５】
このように、全てのリード線が断線した場合には、図２に示すような通常動作時の０〜５Ｖの検出電圧と比較して、異常に高い出力電圧（つまり、−１２Ｖ）が増幅器３の出力端子５に現われる。
従って、この異常電圧（−１２Ｖ）を断線検知電圧として電圧変換回路６の異常電圧検出器６ａによって検出すれば、リード線が断線していると判断することができる。
【００４６】
なお、異常電圧検出器６ａで断線検知電圧（−１２Ｖ）を検出するには、例えば、０Ｖ電圧及び５Ｖ電圧を基準電圧とする比較器を設け、この基準電圧以外の電圧が比較器に入力されたとき、比較器から異常を知らせる信号を出力させるようにすればよい。
【００４７】
つまり、全てのリード線１１，１２，１３，１４が断線したときには、バイアス抵抗器９によって増幅器３の出力電圧Ｅｘを−１２Ｖにクランプする。また、バイアス抵抗器９は、第１のリード線１１と第２のリード線１２が断線して増幅器３の第１の入力端子７ａと第２の入力端子７ｂが共に開放状態となったときに、出力端子５の電位レベルが不安定になることを防止する機能を有している。
従って、バイアス抵抗器９は、増幅器のアンバランス状態を所定の電位レベルに強制的に保持すると同時に、このバイアス抵抗器９によってアンバランス時に−１２Ｖの固定した出力電圧が増幅器３の出力端子５に安定的に現わるように作用する。
【００４８】
次に、何れか１本のリード線が断線した場合の動作について説明する。図４は、図１に示す光センサの接続構成において何れか１本のリード線が断線した場合の等価回路であり、（ａ）は第４のリード線が断線した場合、（ｂ）は第２のリード線が断線した場合、（ｃ）は第１のリード線が断線した場合、（ｄ）は第３のリード線が断線した場合を示す。
【００４９】
図４の（ａ）〜（ｄ）に示すように、何れか１本のリード線が断線した場合も増幅器３の動作状態はアンバランスとなる。従って、増幅器３の出力端子５に現われる電圧は前記の（３）式で示される電圧値Ｅｘとなり、実質的には駆動電圧Ｖに近い飽和電圧となる。つまり、何れの１本のリード線が断線した場合も、図３の場合と同様に、バイアス抵抗器９が−１２Ｖの電源と増幅器３の第１の入力端子７ａとの間に接続されているので、増幅器３の出力端子５には駆動電圧に近い電圧値である−１２Ｖが現われることになる。
【００５０】
以下、図４（ａ）〜（ｄ）に示す全ての回路における増幅器３の利得を１０，０００として、何れか１本のリード線が断線したときの動作をより詳細に説明する。図４（ａ）の場合は、第４のリード線１４が断線して帰還抵抗器４が接続されないために負帰還増幅回路が形成されていない。
【００５１】
この場合は、第４のリード線１４は断線しているが、増幅器３の第１の入力端子７ａは第３のリード線１３を介して接地電位端に接続されているので、増幅器３の第１の入力端子７ａの電圧Ｖ１（図示せず）は０Ｖとなる。さらに、増幅器３の第１の入力端子７ａと第２の入力端子７ｂの間の端子間電圧Ｖｘ（図示せず）は−０．数Ｖとなる。このとき、バイアス抵抗器９を−１２Ｖの駆動電源と増幅器３の第１の入力端子７ａとの間に接続しているので、増幅器３の出力端子５には−１２Ｖが現われることになる。
【００５２】
さらに詳しく述べれば、（３）式において、（−０．数Ｖ）×１００００＋（０Ｖ）＜−１２Ｖとなるので、増幅器３の出力端子５の出力電圧Ｅｘは、−１２Ｖ電源の飽和電圧に近い電圧値（約−１２Ｖ）となる。つまり、増幅器３の出力端子５の出力電圧Ｅｘは、実質的にマイナス電源の電圧、すなわち−１２Ｖに近い電圧値となる。
【００５３】
図４（ｂ）の場合は、第２のリード線１２が断線して帰還抵抗器４が接続されないために負帰還増幅回路が形成されていない。この場合も、図４（ａ）の場合と同様に、増幅器３の第１の入力端子７ａは第３のリード線を介して接地電位端に接続されているので、増幅器３の第１の入力端子７ａの電圧Ｖ１が０Ｖになり、また、増幅器３の第１の入力端子７ａと第２の入力端子７ｂの間の端子間電圧Ｖｘは−０．数Ｖとなり、増幅器３の出力端子５には−１２Ｖが現われる。つまり、図４（ａ）と同様に、増幅器３の出力電圧Ｅｘは−１２Ｖ電源の飽和電圧に近い電圧値（約−１２ｖ）となる。
【００５４】
図４（ｃ）の場合は、第１のリード線１１が断線して、フォトダイオード１のアノード１ａと増幅器３の第１の入力端子７ａが接続されないために負帰還増幅回路が形成されていない。
この場合、第１のリード線１１が断線していて増幅器３の第１の入力端子７ａが接地電位端から切り離されているので、マイナス電源から増幅器３の第１の入力端子７ａへはバイアス抵抗器９を介して−１２Ｖが印加されるので、増幅器３の第１の入力端子７ａの電圧Ｖ１は−１２Ｖとなる。
【００５５】
また、増幅器３の第１の入力端子７ａと第２の入力端子７ｂの間の端子間電圧Ｖｘは−０．数Ｖとなる。従って、（３）式は、（−０．数Ｖ）×１００００＋（−１２Ｖ）＜−１２Ｖとなるので、増幅器３の出力電圧Ｅｘは、−１２Ｖ電源の飽和電圧に近い電圧値（約−１２Ｖ）となる。つまり、増幅器３の出力端子５の出力電圧Ｅｘは、実質的にマイナス電源の電圧、すなわち−１２Ｖに近い電圧値となる。
【００５６】
図４（ｄ）の場合は、第３のリード線１３が断線して、増幅器３の第１の入力端子７ａが接地電位端に接続されているが、負帰還増幅回路を形成している。しかし、増幅器３の第１の入力端子７ａは、接地電位端から切り離されているので、増幅器３の第１の入力端子７ａの電圧Ｖ１は−１２Ｖになる。
【００５７】
増幅器３の第１の入力端子７ａと第２の入力端子７ｂの間の端子間電圧Ｖｘは、負帰還動作（電圧フォロワー回路を形成）により０Ｖになるので、増幅器３の出力電圧Ｅｘは−１２Ｖ電源の飽和電圧に近い電圧値（約−１２Ｖ）となる。つまり、増幅器３の出力端子５の出力電圧Ｅｘは、実質的にマイナス電源の電圧、すなわち−１２Ｖに近い電圧値となる。
【００５８】
次に、何れか２本のリード線が断線した場合の動作について説明する。図５は、図１に示す光センサの接続構成において何れか２本のリード線が断線した場合の等価回路であり、（ａ）は第２のリード線と第４のリード線が断線した場合、（ｂ）は第１のリード線と第４のリード線が断線した場合、（ｃ）は第３のリード線と第４のリード線が断線した場合、（ｄ）は第２のリード線と第３のリード線が断線した場合、（ｅ）は第１のリード線と第２のリード線が断線した場合、（ｆ）は第１のリード線と第３のリード線が断線した場合を示す。
【００５９】
図５の（ａ）〜（ｅ）に示す状態では、何れか２本のリード線が断線した場合も増幅器３の動作状態はアンバランスとなる。従って、増幅器３の出力端子５に現われる電圧は前記の（３）式で示される電圧値Ｅｘとなり、実質的には駆動電圧Ｖに近い飽和電圧となる。なお、図５（ｆ）では、図４（ｅ）で示す構成と同じく負帰還を形成するが、動作は電圧フォロワーとなり、増幅器３の出力端子５は約−１２Ｖとなる。
【００６０】
図５（ｂ）〜（ｅ）および図３の場合と同様に、バイアス抵抗器９が−１２Ｖ電源と増幅器３の第１の入力端子７ａとの間に接続されているので、増幅器３の出力端子５には駆動電圧に近い電圧値である−１２Ｖが現われることになる。なお、図５（ａ）の状態の場合は、入力端子７ａの電圧Ｖ１が０Ｖで、バイアス抵抗器９の関与がないため、図４（ｂ）と同じ動作となる。
【００６１】
以下、図５（ａ）〜（ｆ）に示す全ての回路における増幅器３の利得を１０，０００として、何れか２本のリード線が断線したときの動作をより詳細に説明する。図５（ａ）の場合は、第２のリード線１２と第４のリード線１４が断線して帰還抵抗器４が接続されないために負帰還増幅回路が形成されていない。この場合、増幅器３の第１の入力端子７ａは第３のリード線１３を介して接地電位端に接続されているため、増幅器３の第１の入力端子７ａの電圧Ｖ１は０Ｖになる。
【００６２】
また、増幅器３の第１の入力端子７ａと第２の入力端子７ｂの間の端子間電圧Ｖｘは−０．数Ｖとなる。このとき、バイアス抵抗器９を−１２Ｖの駆動電源と増幅器３の第１の入力端子７ａとの間に接続しているので、増幅器３の出力端子５には−１２Ｖが現われることになる。さらに詳しく述べれば、（３）式において、（−０．数ボルト）×１００００＋（０Ｖ）＜−１２Ｖとなるので、増幅器３の出力電圧Ｅｘは、−１２Ｖ電源の飽和電圧に近い電圧値（約−１２Ｖ）となる。つまり、増幅器３の出力端子５の出力電圧Ｅｘは、実質的にマイナス電源の電圧、すなわち−１２Ｖに近い電圧値となる。
【００６３】
図５（ｂ）の場合は、第１のリード線１１と第４のリード線１４が断線して、帰還抵抗器４が接続されないと共にフォトダイオード１のアノード１ａと増幅器３の第１の入力端子７ａが接続されないために負帰還増幅回路が形成されていない。この場合は、第１のリード線１１が断線していて増幅器３の第１の入力端子７ａは接地電位端から切り離されているため、マイナス電源から増幅器３の第１の入力端子７ａへはバイアス抵抗器９を介して−１２Ｖが印加されるので、増幅器３の第１入力端子７ａの電圧Ｖ１は−１２Ｖになる。
【００６４】
また、増幅器３の第１の入力端子７ａと第２の入力端子７ｂの間の端子間電圧Ｖｘは−０．数Ｖとなる。従って、（３）式は、（−０．数ボルト）×１００００＋（−１２Ｖ）＜−１２Ｖとなるので、増幅器３の出力電圧Ｅｘは、−１２Ｖ電源の飽和電圧に近い電圧値（約−１２Ｖ）となる。つまり、増幅器３の出力端子５の出力電圧Ｅｘは、実質的にマイナス電源の電圧、すなわち−１２Ｖに近い電圧値となる。
【００６５】
図５（ｃ）の場合は、第３のリード線１３と第４のリード線１４が断線して、帰還抵抗器４が接続されないと共に増幅器３の第１の入力端子７ａが接地電位端に接続されないために負帰還増幅回路が形成されていない。この場合は、第３のリード線１３が断線していて増幅器３の第１の入力端子７ａは接地電位端から切り離されているため、図５（ｂ）の場合と同様に、増幅器３の第１の入力端子７ａの電圧Ｖ１が−１２Ｖになる。
【００６６】
また、増幅器３の第１の入力端子７ａと第２の入力端子７ｂの間の端子間電圧Ｖｘは−０．数Ｖとなる。従って、図５（ｂ）と同様に、増幅器３の出力電圧Ｅｘは−１２Ｖ電源の飽和電圧に近い電圧値（約−１２ｖ）となる。つまり、増幅器３の出力端子５の出力電圧Ｅｘは、実質的にマイナス電源の電圧、すなわち−１２Ｖに近い電圧値となる。
【００６７】
図５（ｄ）の場合は、第２のリード線１２と第３のリード線１３が断線して、帰還抵抗器４が接続されないと共に増幅器３の第１の入力端子７ａが接地電位端に接続されないために負帰還増幅回路が形成されていない。この場合も、図５（ｂ）の場合と同様に、第３のリード線１３が断線していて増幅器３の第１の入力端子７ａは接地電位端から切り離されているため、増幅器３の第１の入力端子７ａの電圧Ｖ１が−１２Ｖになる。
【００６８】
また、増幅器３の第１の入力端子７ａと第２の入力端子７ｂの間の端子間電圧Ｖｘは−０．数Ｖとなる。従って、図５（ｂ）と同様に、増幅器３の出力電圧Ｅｘは−１２Ｖ電源の飽和電圧に近い電圧値（約−１２Ｖ）となる。つまり、増幅器３の出力端子５の出力電圧Ｅｘは、実質的にマイナス電源の電圧、すなわち−１２Ｖに近い電圧値となる。
【００６９】
図５（ｅ）の場合は、第１のリード線１１と第２のリード線１２が断線して、帰還抵抗器４が接続されないと共に増幅器３の第１の入力端子７ａが接地電位端に接続されないために負帰還増幅回路が形成されていない。この場合は、第１のリード線１１が断線していて増幅器３の第１の入力端子７ａは接地電位端から切り離されているため、図５（ｂ）の場合と同様に、増幅器３の第１の入力端子７ａの電圧Ｖ１が−１２Ｖになり、増幅器３の第１の入力端子７ａと第２の入力端子７ｂの間の端子間電圧Ｖｘは−０．数Ｖとなる。
従って、図５（ｂ）と同様に、増幅器３の出力電圧Ｅｘは−１２Ｖ電源の飽和電圧に近い電圧値（約−１２Ｖ）となる。つまり、増幅器３の出力端子５の出力電圧Ｅｘは、実質的にマイナス電源の電圧、すなわち−１２Ｖに近い電圧値となる。
【００７０】
図５（ｆ）の場合は、第１のリード線１１と第３のリード線１２が断線して、増幅器３の第１の入力端子７ａが接地電位端に接続されないが、帰還抵抗器４を形成している。しかし、フォトダイオード１は、接続されていないので、電圧フォロワーとして動作する。そして、増幅器３の第１の入力端子７ａは、接地電位端から切り離されているため、増幅器３の第１の入力端子７ａの電圧Ｖ１が−１２Ｖになる。増幅器３の第１の入力端子７ａと第２の入力端子７ｂの間の端子間電圧Ｖｘは、負帰還動作によって０Ｖとなるので、増幅器３の出力電圧Ｅｘは−１２Ｖ電源の飽和電圧に近い電圧値（約−１２Ｖ）となる。つまり、増幅器３の出力端子５の出力電圧Ｅｘは、実質的にマイナス電源の電圧、すなわち−１２Ｖに近い電圧値となる。
【００７１】
次に、何れか３本のリード線が断線した場合の動作について説明する。図６は、図１に示す光センサの接続構成において何れか３本のリード線が断線した場合の等価回路であり、（ａ）は第１のリード線、第２のリード線、及び第４のリード線が断線した場合、（ｂ）は第２のリード線、第３のリード線、及び第４のリード線が断線した場合、（ｃ）は第１のリード線、第３のリード線、及び第４のリード線が断線した場合、（ｄ）は第１のリード線、第２のリード線、及び第３のリード線が断線した場合を示す。
【００７２】
図６の（ａ）〜（ｄ）に示すように、何れか３本のリード線が断線した場合も増幅器３の動作状態はアンバランスとなる。従って、増幅器３の出力端子５に現われる電圧は前記の（３）式で示される電圧値Ｅｘとなり、実質的には駆動電圧Ｖに近い飽和電圧となる。つまり、何れの３本のリード線が断線した場合も、図３の場合と同様に、バイアス抵抗器９が−１２Ｖ電源と増幅器３の第１の入力端子７ａとの間に接続されているので、増幅器３の出力端子５には駆動電圧に近い電圧値である−１２Ｖが現われることになる。
【００７３】
以下、図６（ａ）〜（ｄ）に示す全ての回路における増幅器３の利得を１０，０００として、何れか３本のリード線が断線したときの動作をより詳細に説明する。図６（ａ）の場合は、第１のリード線１１、第２のリード線１２、及び第４のリード線１４が断線して、帰還抵抗器４が接続されないと共に増幅器３の第１の入力端子７ａが接地電位端に接続されないために負帰還増幅回路が形成されていない。
【００７４】
この場合は、第１のリード線１１が断線していて増幅器３の第１の入力端子７ａは接地電位端から切り離されているため、マイナス電源から増幅器３の第１の入力端子７ａへはバイアス抵抗器９を介して−１２Ｖが印加されるので、増幅器３の第１入力端子７ａの電圧Ｖ１は−１２Ｖになる。また、増幅器３の第１の入力端子７ａと第２の入力端子７ｂの間の端子間電圧Ｖｘは−０．数Ｖとなる。従って、（３）式は、（−０．数Ｖ）×１００００＋（−１２Ｖ）＜−１２Ｖとなるので、増幅器３の出力電圧Ｅｘは、−１２Ｖ電源の飽和電圧に近い電圧値（約−１２ｖ）となる。つまり、増幅器３の出力端子５の出力電圧Ｅｘは、実質的にマイナス電源の電圧、すなわち−１２Ｖに近い電圧値となる。
【００７５】
図６（ｂ）の場合は、第２のリード線１２、第３のリード線１３、及び第４のリード線１４が断線して、帰還抵抗器４が接続されないと共に増幅器３の第１の入力端子７ａが接地電位端に接続されないために負帰還増幅回路が形成されていな
い。
【００７６】
この場合は、第３のリード線１３が断線していて増幅器３の第１の入力端子７ａは接地電位端から切り離されているため、図６（ａ）の場合と同様に、増幅器３の第１の入力端子７ａの電圧Ｖ１が−１２Ｖになる。また、増幅器３の第１の入力端子７ａと第２の入力端子７ｂの間の端子間電圧Ｖｘは−０．数Ｖとなるので、図６（ａ）と同様に、増幅器３の出力電圧Ｅｘは−１２Ｖ電源の飽和電圧に近い電圧値（約−１２ｖ）となる。つまり、増幅器３の出力端子５の出力電圧Ｅｘは、実質的にマイナス電源の電圧、すなわち−１２Ｖに近い電圧値となる。
【００７７】
図６（ｃ）の場合は、第１のリード線１１、第３のリード線１３、及び第４のリード線１４が断線して、帰還抵抗器４が接続されないと共に増幅器３の第１の入力端子７ａが接地電位端に接続されないために負帰還増幅回路が形成されていない。この場合も、増幅器３の第１の入力端子７ａは接地電位端から切り離されているため、図６（ａ）の場合と同様に、増幅器３の第１の入力端子７ａの電圧Ｖ１が−１２Ｖになる。また、増幅器３の第１の入力端子７ａと第２の入力端子７ｂの間の端子間電圧Ｖｘは−０．数Ｖとなる。従って、図６（ａ）と同様に、増幅器３の出力電圧Ｅｘは−１２Ｖ電源の飽和電圧に近い電圧値（約−１２Ｖ）となる。つまり、増幅器３の出力端子５の出力電圧Ｅｘは、実質的にマイナス電源の電圧、すなわち−１２Ｖに近い電圧値となる。
【００７８】
図６（ｄ）の場合は、第１のリード線１１、第２のリード線１２、及び第３のリード線１３が断線して、帰還抵抗器４が接続されないと共に増幅器３の第１の入力端子７ａが接地電位端に接続されないために負帰還増幅回路が形成されていない。この場合も、増幅器３の第１の入力端子７ａは接地電位端から切り離されているため、図６（ａ）の場合と同様に、増幅器３の第１の入力端子７ａの電圧Ｖ１が−１２Ｖになる。また、増幅器３の第１の入力端子７ａと第２の入力端子７ｂの間の端子間電圧Ｖｘは−０．数Ｖとなる。従って、図６（ａ）と同様に、増幅器３の出力電圧Ｅｘは−１２Ｖ電源の飽和電圧に近い電圧値（約−１２Ｖ）となる。つまり、増幅器３の出力端子５の出力電圧Ｅｘは、実質的にマイナス電源の電圧、すなわち−１２Ｖに近い電圧値となる。
【００７９】
以上に説明したように、光を検出するフォトダイオードとこのフォトダイオードの検出信号を増幅する増幅手段とを接続するリード線を４線式にすれば、リード線が１本以上断線した場合には、増幅手段は、フォトダイオードが光信号を検出したときの検出電圧とは異なる異常電圧を断線検知電圧として出力することができる。例えば、増幅手段に印加する電源電圧を−１２Ｖとして、フォトダイオードが光信号を検出したときの検出電圧を検出光量に応じて０〜５Ｖまで変化させるようにすれば、リード線の断線時には、増幅手段は電源電圧に近い電圧値である−１２Ｖを断線検知電圧として出力するので、リード線の断線状態を正確に判定することができる。しかも、４本のリード線が断線したときも１本のリード線が断線したときも同じ値の異常電圧を断線検知電圧として検出することができる。
【００８０】
このように、本発明のセンサ装置は、センサ素子とそのセンサ素子の検出信号を増幅する負帰還型の増幅手段とからなるセンサ装置において、センサ素子と増幅手段とを接続するリード線の断線の有無を検知する断線検知機能を備えたセンサ装置である。つまり、センサ素子とセンサ素子が検出した検出信号を増幅する増幅手段との間を接続するリード線を４線式とし、増幅手段における出力電圧のアンバランス状態（つまり、異常電圧）を検出することにより、センサ素子の検出信号がない場合とリード線が断線した場合とを弁別し、リード線が断線したことを確実に検知できるものである。
【００８１】
また、センサ素子と増幅手段の入力端子との間を４本のリード線で接続し、センサ素子と増幅手段を構成する増幅器、帰還抵抗器、及びバイアス抵抗器とが正常に接続されている状態のときのみ、検出動作の負帰還増幅回路が形成されるようにすることで、４本のリード線のうち少なくとも１本が断線した場合には、増幅器とセンサ素子が切り離されたり、増幅器と帰還抵抗器が切り離されたり、増幅器の一方の入力端子にバイアス電圧を印加するバイアス抵抗器が接地電位端から切り離されたりすることにより、検出動作の負帰還増幅回路が形成されないようにする。
【００８２】
ちなみに、本発明のセンサ装置は、プリント配線基板とするときのワークについて、マスクを介して露光する露光装置において用いることもできる。これは、露光装置において、その露光作業を行なうときに、ワークの周縁に、固有の識別記号をレーザ光線により形成することが行なわれており、その際に、レーザヘッドの部分に本発明のセンサ装置を介在させることで、リード線の断線時には増幅器の出力端子にアンバランスな異常電圧を発生させることにより、リード線の断線を速やかに検知できる。
【００８３】
前記した実施の形態では、本発明を説明するための一例であり、本発明は、前記の実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲で種々の変形が可能である。前記の実施の形態では、光センサとしてフォトダイオードを用いた場合について説明したが、これに限らず、フォトトランジスタなど如何なる種類の光検出素子を用いても前記の実施の形態が適用されることは云うまでもない。
【００８４】
さらに、光センサに限らず、磁気センサ、圧力センサ、又はその他の各種センサと離間した位置に置かれた増幅手段とをリード線で接続した場合でも、これらのリード線が断線した場合は、前記の実施の形態で述べた回路構成によって断線検知を行うことができることは云うまでもない。さらに、前記の実施の形態では、増幅手段を構成する増幅器を２電源で駆動する場合について説明したが、増幅器を１電源で駆動しても同様な作用効果が得られることは云うまでもない。
【００８５】
また、センサ装置は、増幅手段がリード線の少なくとも１本が切断したときに、断線検知電圧を出力する場合に、増幅手段を駆動する電源としてプラス電源およびマイナス電源の２つの電源で駆動され、マイナス電源側にバイアス抵抗を接続する構成としているが、プラス電源側に接続する構成であっても構わない。この場合には、断線検知電圧は、＋１２Ｖとして出力される。さらに、センサ装置は、増幅手段を駆動する電源は、１つであっても構わない。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のセンサ装置によれば、センサ素子と増幅手段との間に接続されたリード線が一本でも断線した場合は、増幅手段の出力端子には正常な検出電圧とは異なる異常な出力電圧が現われる。しかも、リード線の断線時の異常電圧は、センサ素子が無検出状態のときに出力される最低電圧（例えば０Ｖ）や最大検出状態のときに出力される最高電圧（例えば５Ｖ）とは異なり、＋１２Ｖとか−１２Ｖといった電源電圧に近い電圧値として現われるので、ユーザは容易にリード線が断線したことを判断することができる。したがって、増幅手段の出力電圧を測定すれば、確実にリード線の断線状態を検知することができる。
【００８７】
また、本発明のセンサ装置によれば、従来のセンサ装置の構成に比べて、センサ素子と増幅手段のプリント基板との間にリード線を２本だけ追加するという簡単な構成により、リード線の断線状態を正確に検知することができる。
従って、従来のセンサ装置の回路構成をそのまま利用できるので、安価で使い勝手のよいセンサ装置を提供することができる。
【００８８】
さらに、２電源で駆動する増幅手段の一方の電源とその増幅手段の入力端子をバイアス抵抗器で接続することにより、断線したときの出力アンバランス時における増幅手段の不安定な動作を防止することができる。
【００８９】
これによって、リード線の断線時に増幅手段が二次的に破損することを防止することができるので、センサ装置の信頼性を向上させることができる。さらに、リード線が断線したときに、増幅手段の駆動電圧の一方の電位レベルに近い電圧値を断線検知電圧として外部装置に送出すれば、外部装置によってリード線断線時のトラブルシューティングに利用することもできる。従って、リード線が断線したときに増幅手段が暴走して破損することを防止することができるので、センサ装置の二次的な破損を防ぐことができる。この結果、センサ装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における光センサの接続構成図である。
【図２】図１に示す光センサにおいて、フォトダイオードとプリント基板上の各エレメントとが各リード線によって正常に接続されているときの等価回路である。
【図３】図１に示す光センサの接続構成において全てのリード線が断線した場合の等価回路である。
【図４】図１に示す光センサの接続構成において何れか１本のリード線が断線した場合の等価回路であり、（ａ）は第４のリード線が断線した場合、（ｂ）は第２のリード線が断線した場合、（ｃ）は第１のリード線が断線した場合、（ｄ）は第３のリード線が断線した場合を示す。
【図５】図１に示す光センサの接続構成において何れか２本のリード線が断線した場合の等価回路であり、（ａ）は第２のリード線と第４のリード線が断線した場合、（ｂ）は第１のリード線と第４のリード線が断線した場合、（ｃ）は第３のリード線と第４のリード線が断線した場合、（ｄ）は第２のリード線と第３のリード線が断線した場合、（ｅ）は第１のリード線と第２のリード線が断線した場合、（ｆ）は第１のリード線と第３のリード線が断線した場合を示す。
【図６】図１に示す光センサの接続構成において何れか３本のリード線が断線した場合の等価回路であり、（ａ）は第１のリード線、第２のリード線、及び第４のリード線が断線した場合、（ｂ）は第２のリード線、第３のリード線、及び第４のリード線が断線した場合、（ｃ）は第１のリード線、第３のリード線、及び第４のリード線が断線した場合、（ｄ）は第１のリード線、第２のリード線、及び第３のリード線が断線した場合を示す。
【図７】従来の一般的な光センサの接続構成図である。
【符号の説明】
１          フォトダイオード
３          増幅器
４          帰還抵抗器
５          出力端子
６          電圧変換回路
６ａ        異常電圧検出器（異常電圧検出手段）
７ａ        第１の入力端子
７ｂ        第２の入力端子
８          外部端子
９          バイアス抵抗器
１０        光センサ（センサ装置）
１１        第１のリード線
１２        第２のリード線
１３        第３のリード線
１４        第４のリード線
Ｐ          プリント基板
【図１】
2004245705.tif 000003
【図２】
2004245705.tif 000004
【図３】
2004245705.tif 000005
【図４】
2004245705.tif 000006
【図５】
2004245705.tif 000007
【図６】
2004245705.tif 000008
【図７】
2004245705.tif 000009