(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の近接の関数であるパルスを電流パルスに変換する電流源を有する少なくとも１つの受信素子、およびパルス化された電流からスイッチング信号を成形する電子受信回路を具備した、特に光電セル型の近接検出器において、
前記電子受信回路が高速トランジスタ（Ｔ１）を有する伝送インピーダンス負荷増幅器（１１）を備えており、前記高速トランジスタ（Ｔ１）のベースＢが、前記パルス化された電流を供給するパルス化電流源（Ｄ１）に直列に接続されたコンデンサ（Ｃ１）を介して高電位点（Ｖcc）に接続されるとともに、抵抗（Ｒ３）およびコンデンサ（Ｃ２）の直列回路を介して低電位点（０Ｖ）に接続され、前記直列回路の中間接続点（Ｇ）が、コレクタ抵抗（Ｒ４）に接続された、前記トランジスタ（Ｔ１）のコレクタＣと、接続され、前記コレクタ抵抗（Ｒ４）に並列にゲイン抵抗（Ｒ５）が接続されており、
前記抵抗（Ｒ３）およびコンデンサ（Ｃ２）の直列回路の中間接続点（Ｇ）が抵抗（Ｒ２）を介して前記トランジスタ（Ｔ１）のコレクタに接続され、前記抵抗（Ｒ２）は前記トランジスタのベース分圧によるコレクタ電圧の変動の影響を制限するフィルタを形成するように設定されている
ことを特徴とする近接検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の近接検出器において、２つの光受信素子（Ｄ１Ａ，Ｄ１Ｂ）を備えるとともに、前記電子受信回路が同一構成の２つの伝達インピーダンス負荷増幅器（１１Ａ，１１Ｂ）を備え、前記両伝達インピーダンス負荷増幅器の出力端が比較器（１３）の両入力端に接続されていることを特徴とする近接検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信されたパルスに高速に応答する受信増幅器を具備した近接検出器、特に、光電セル型近接検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光電セルは、通常、光ビーム放射アセンブリおよび光ビーム受信アセンブリから構成される。電子パルス回路により作り出された電気パルスに応答して、電子発光素子が光パルスを放射する。電子受光素子は、放射された光ビームの経路に物体が存在するか、あるいは存在しないかに応動し、対応する電流パルスを発生する。これらの電流パルスは電子受信回路によって処理され、スイッチング信号である出力信号を生成する。このスイッチング信号は、例えば、負荷に供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
受信されたパルス化電流の増幅が、周知の光電セルでは低速すぎることが判明している。したがって、受信されたパルス化信号を増幅する簡略で高速な回路が必要とされる。
【０００４】
本発明の第１の目的は、パルス検出を行う近接検出器によって受信されたパルス化信号の高速増幅を実現するための、簡略で安価な回路手段を提供することである。本発明の第２の目的は、背景排除式光電セルで使用される型の差動処理システムに前記高速増幅を適合させることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って、物体の近接の関数であるパルスを電流パルスに変換する電流源を有する少なくとも１つの受信素子、およびパルス化された電流からスイッチング信号を成形する電子受信回路を具備した、特に光電セル型の近接検出器において、電子受信回路が高速トランジスタを有する伝送インピーダンス負荷増幅器を備えており、高速トランジスタのベースが、パルス化された電流を供給するパルス化電流源に直列に接続されたコンデンサを介して高電位点に接続されるとともに、抵抗およびコンデンサの直列回路を介して低電位点に接続され、直列回路の中間接続点がコレクタ抵抗を有するトランジスタのコレクタとの接続点に接続され、コレクタ抵抗に並列にゲイン抵抗が接続されていることを特徴とする。
【０００６】
したがって、このアセンブリは、簡略で低消費手段を使用して高速で受信されたパルスを検出する。
【０００７】
電子受信回路には、２つの光受信素子を備えるとともに、電子受信回路が同一構成の２つの伝達インピーダンス負荷増幅器を備え、両伝達インピーダンス負荷増幅器の出力端が比較器の両入力端に接続されるのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１に示される受信段１０は光電セルに含まれる。この光電セルは発光素子をアクティブにする発光制御回路を具備し、それに光パルスを放射させることができる。受信段１０は、例えばホトダイオードからなる受光素子Ｄ１を備えており、光パルスを受信し、例えば、放射されたビームの物体からの反射に従う、物体の存在または近接を反映する可変電流源を提供する。受信段１０は伝送インピーダンス負荷増幅器１１を具備する。この増幅器１１の出力端にはセルのスイッチング信号Ｓが出力される。ここで説明される例は、明らかに光電セル以外の近接検出器にも適用することができ、このような近接検出器は、物体の近接を表す電流パルスを受信することによって動作するものである。
【０００９】
増幅器１１は高速バイポーラトランジスタＴ１を含む。このトランジスタＴ１は、コレクタＣがコレクタ抵抗Ｒ４を介して高電位点Ｖccに接続され、エミッタＥが低電位点０Ｖに接続される。受光素子Ｄ１のカソードは高電位点Ｖccに接続され、アノードは抵抗Ｒ１を介して低電位点０Ｖに接続される。トランジスタＴ１のベースＢはコンデンサＣ１を介して、受光素子Ｄ１と抵抗Ｒ１との中間接続点Ａに接続される。トランジスタＴ１のコレクタＣとコレクタ抵抗Ｒ４との点Ｆは、抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２を介して低電位点０Ｖに接続される。トランジスタＴ１のベースＢは、さらに抵抗Ｒ３を介して、抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２の中間接続点Ｇに接続される。トランジスタＴ１のコレクタＣからコンデンサＣ３を介してスイッチング信号Ｓが出力される。高電位点Ｖccと増幅器出力端との間にゲイン抵抗Ｒ５が接続される。
【００１０】
ここで説明される受信段は以下のように動作する。増幅器１１のトランジスタＴ１には、抵抗Ｒ４，Ｒ２およびＲ３を介して分圧されたＤＣ電圧が印加され、抵抗Ｒ４の高い値が電流の消費を制限するように働く。この消費は、この種の回路装置で一般的に使用される演算増幅器の消費よりはるかに低いものである。光パルスが受光素子Ｄ１によって検出されると、パルス化された電流Ｉが受光素子Ｄ１を流れ、その大部分はコンデンサＣ２、抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ３を通って流れるが、電流の小さな一部は抵抗Ｒ１を通って流れる。抵抗Ｒ３は、飽和モードですばやく動作を開始するトランジスタＴ１のベースＢの電位の動的な増加を引き起こす。受信されたパルスに対する高速応答結果は、増幅器１１の出力端で利用できる。前記の応答は、抵抗Ｒ５によって決定されるゲインをもって増幅され、光電セルのスイッチング信号Ｓを構成する電圧信号として出現する。抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２の組み合わせによって、トランジスタＴ１のコレクタＣでの電圧の変動の、ベースＢの分圧に対する影響が制限されることに注意する必要がある。これは、また、トランジスタＴ１のコレクタＣに、約１Ｖbcという平均分圧点があることも保証する。
【００１１】
背景排除式光電セルのような差動処理式光電セルでの使用に適切である図２に示される回路装置では、前記の受信段のような２つの増幅器段が含まれている。２つの受信段１１Ａ，１１Ｂは同一構成を持っており、各構成要素にはそれぞれ同じ参照符号にサフィックスＡおよびＢを付加して表されている。例えば、２つの増幅器の電流源Ｄ１ＡおよびＤ１Ｂは、同じ位置検出素子（ＰＳＤ）に属している。それぞれ増幅器１１Ａおよび１１Ｂによって生成される、出力信号Ｓ１ＡおよびＳ１Ｂは、差動式で使用され、光電セルの１つのスイッチング信号Ｓ２を提供する比較増幅器１３のそれぞれの入力端に入力される。それによって達成される差動検出は、少ない数の構成要素を使用し、エネルギー消費を低くする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光電セルの受信段を示す接続図。
【図２】本発明による光電セルの他の実施の形態による受信段を示す接続図。
【符号の説明】
１０  受信段
１１  伝送インピーダンス負荷増幅器
Ｔ１  高速トランジスタ
Ｄ１  電流源
Ｃ１  コンデンサ
Ｃ２  コンデンサ
Ｃ３  コンデンサ
Ｒ１  抵抗
Ｒ２  抵抗
Ｒ３  抵抗
Ｒ４  コレクタ抵抗
Ｒ５  ゲイン抵抗
Ｖcc  高電位点
０Ｖ  低電位点
Ｓ  スイッチング信号
【図１】
0003992338.tif 000002
【図２】
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