光电回路制造技术

一种光电传感器装有一个在发射极和集电极之间连接一个偏置元件的晶体管，一个与所述的晶体管串联的发光器件，如一个接受由所述的发光器件所发射的光并将它转变成电流的光敏器件，该光敏器件的一端与所述的晶体管相连接．由于这种结构只需要二条连接线，一条用以向晶体管输送电能，而另一条是所述的光敏器件的输出．所以减少了连接线的数量，因此实现了线路的简化．由于控制流经光敏器件的电流使得它被放大并反馈到发光器件，从而显著地增加了光敏器件的输出．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光电回路，更详细地说，是一种通常所说的光电传感器。它包括一个发光器件和一个光敏器件，以便用光学的方法检测物体。在此之前，常用各种通常所说的光电传感器来达到用光学方法检测各种卡片或纸张;或者借助一个带有辐射状开缝並牢固地固定在电机转子上的园盘来得到脉冲。夏普(SHARP)应用手册(1982年1月，光电断续器部份)P.26，图4-7(d)中介绍了一种现今被广泛采用的光电传感器。在该传感器回路中，使电流由电源+VCC通过一电阻R流过一发光二极管，並由电源+VCC通过另一电阻将电压加到一光电晶体管上。当电流流经回路时发光二极管发出光而光电晶体管被接通。当光照射到光电晶体管上时，电流就能够从电源+VCC通过该光电晶体管流动。因该光电晶体管的电流放大倍数很小，所以在光电晶体管的后一级连接一晶体管对其输出进行放大並获得一具有大振幅的波形。但是，由于上述波形包含各种失真成份，而采用-施密特(Schmitt)触发器对经过放大的输出波形作进一步的成形。此外，在该电路结构中，由于包含发光器件的回路与包含光敏二极管的回路相对于电源说来是互相独立的。因此，为了获得输出，连接应由三条线路组成，即电源线，光电晶体管的集电极引线和地线。最近，电子设备有越来越高功能化的趋势，因此在各种设备中各处加进很多光敏器件。这样一来，由于于对接信号输送线的数目相应增加，而使设备中信号输送线的装配工作变得很困难。本专利技术的目的在于提供一种可能减少信号输送线数目的光电回路。本专利技术的另一个目的在于提供一种带有放大器的光电回路，该放大器能够随着光敏器件的输出而放大加给发光器件的电流。本专利技术的其它目的在于提供一种光电传感器。在该传感器中，由于流经光敏器件的电流反馈到发光器件而增加了流经发光器件的电流，从而增加了发光器件的发光量。本专利技术用一光电回路来实现，该回路只有一个发光器件和一个用来接收该发光器件所发出光的光敏器件。通常，发光器件为一发光二极管，而光敏器件是一光电晶体管。-电流控制回路与该发光器件串联，该控制回路随着流经光敏器件的电流大小来控制流过发光器件的电流。这个控制回路最好由一偏流元件和一个用作电流放大器的、与偏流元件并联的晶体管组成。对于采用上述这样的一种结构，光电回路由二条接线来实现，即一条用来向发光器件供给电能，而另一条是为了从光敏器件接收信号。而且，流经发光器件的电流通路与流经光敏器件的电流通路通过电流控制回路构成一反馈回路。光敏器件的被输出电流反馈到发光器件一边。这样，流经发光器件的电流经晶体管放大而增加了发光量，这就使得在光敏器件输出级处的电流得到明显的放大，从而不必在输出级处加进放大电路。图1是一个用来对电机旋转进行检测的机构透视图，是光电传感器的一个应用实例;图2是按照本专利技术的一种实例作出的光学检测回路的电路图;图3是一个用来说明由图2指出的光学检测回路工作形式的时间曲线图;而图4是根据本专利技术的另一实例作出的光学检测回路的电路图。图1指出一种检测电机转数用的机构，它是光电传感器的一个应用例。一个用来检测电机转轴111状态的，带有通光孔121的园盘12被安装在转轴上。为了用光学方法检测园盘12上通光孔的位置，配置了一个光学目标检测装置13，並使园盘12插入检测器内。由光学目标检测装置13引出信号传输线L1和L2。在装置13中，一个发光器件与一个光敏器件彼此相对安装，使得园盘12保持在它们之间。这样，在电机旋转过程中，当通光孔121到达它们之间的位置时，发光器件所发出的光被光敏器件所检测，而与其接收到的光量相应的电流就流过光敏器件。因此，目标，即园盘12中所形成的透光孔存在与否被检测出来。图2表出一种具体的光学检测电路。图2中，光学目标检测部3和检测电路10分别由点划线标明。检测电路10用二根信号传输线与光学目标检测部3相连接;即，一根由电源VCC来的线L1，而另一根是输出线L2。信号传输线L1与光学目标检测部3中的晶体管6的发射极和偏流元件7的一个接头a连接，而晶体管6的集电极与偏流元件7的另一接头b一起与光二极管4的阳极连接，光二极管4为发光器件。晶体管6的基极与光电晶体管5的集电极连接，光电晶体管5为光敏元件。同时，发光器件4的阴极和光敏器件5的发射极互相连接，並一起通过信号传输线L2连接到检测电路10。信号传输线L2接到检测电路10中的负载电阻8的一端a和施密特(Schmitt)触发器9的输入端，负载电阻8的另一端接地。就这样，在光学目标检测部3中，流经发光器件4的电流通路和流经光敏器件5的电流通路构成一反馈回路。当由发光器件6发射的光强度增加时，光敏器件5接受到的光也增加，因此，流经光敏器件的电流强度也增大。而这种电流强度的增加通过晶体管6反馈到流经发光器件4的电流电路，这又进一步增强了发光器件4所发射的光强度。通过这样的方法，既然由于反馈而大大的增大了电流，就不需要在受光侧的输出级配置放大器，而在现有技术中为输出级配置放大器是不可避免的。另外，由于连接信号传输线L2是从光敏器件5的阴极开始，信号传输线是二根，少于按照现有技术所必需的传输线数量。由此，实现了减少设备尺寸和电能消耗的目的。现在，对该电路的工作方式作如下说明。这里，假定在偏流元件7的阻抗、负载电阻8的阻抗和输入电压电平的下限ViL与上限ViH之间符合以下关系ViL＞ (负载阻抗8)/(偏流元件7的阻抗+负载阻抗8) ×(VCC-1.2)……(1)ViH＜VCC-1.2……(2)这里数值1.2是当发光器件4采用红外发光二极管时在发光器件4中的电压降，用伏特表示的近似值。此外，假定晶体管6上的电压降很小，可以忽略。下面对图2所表出的电路说明应用于检测电机11转动的机构时的工作方式。当园盘12上没有通光孔的部分位于光学目标检测部3中时，由于发光器件4所发射的光没能到达光敏器件5上，因此没有输出电流Ip的流动。从而，晶体管6的基极电流为“0”，晶体管6被截止。另一方面，流经发光器件4的电流ID等于流经偏流元件7的电流IR，因此，发射的光量很少。这样，根据上述公式(1)，施密特(Schmitt)触发器9的输入电压Vi处于“低电平”，而施密特(Schmitt)触发器9的输出电压Vo处于“高电平”。然而，当园盘12中的通光孔121到达光学目标检测部3时，发光器件4所发射的光可射到光敏器件5上。电流Ip开始流动。由于光敏器件5与晶体管6的基极相连接，晶体管6的集电极电流IC也开始流动。这样，流经发光器件4的电流ID就变为IR+IC。所以，发光量增加使Ip也进一步增大。这个反馈连续增大，直到晶体管6饱和为止。当晶体管6饱和的瞬间，施密特(Schmitt)触发器9的输入电压Vi变为Vi＝(VCC-1.2)(伏)，根据上述公式(2)，触发器9的输出电压Vo变为“低电平”。图3表示这种关系的时间曲线图。图3中横座标上的a，a′和a″是当园盘上的通光孔121处于光学目标检测部3中时的时间周期，而曲线上其它部分则是园盘上没有通光孔的部分处于光学目标检测部时的时间周期。虽然，由于偏流元件7和晶体管6使流经发光器件4的电流ID有波形失真，但在它们输入施密特(Schmitt)触发器9之后，脉冲就没有失真，並且输出电压Vo有好的输出波形。而且，最初仅仅由于偏流元件7的电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学电回路，其特征在于包括：（ａ）一个发光装置，其发出的光随流经其中的电流而定；（ｂ）一个电敏装置，它接收由所述的发光装置发出的光并使电流通过它流动；（ｃ）一个为放大流经所述光敏装置电流的放大装置；和（ｄ）一个将由所述的 放大装置放大了的电流反馈到所述的发光装置的反馈装置。

【技术特征摘要】
JP 1985-2-23 34861/851.一种光学电回路，其特征在于包括(a)一个发光装置，其发出的光随流经其中的电流而定；(b)一个电敏装置，它接收由所述的发光装置发出的光並使电流通过它流动；(c)一个为放大流经所述光敏装置电流的放大装置；和(d)一个将由所述的放大装置放大了的电流反馈到所述的发光装置的反馈装置。2.根据权利要求1所述的一种光电回路，其特征在于还包括一个将由电源来的电流施加到所述的发光元件上的偏置元件。3.根据权利要求1所述的一种光电回路，其特征还包括有一根传输所述的光敏装置输出的连接线;和一个接至所述连接线一端的施密特(Schmitt)触发器。4.根据权利要求1所述的一种光电回路，其特征在于所说的放大装置为一晶体管，而偏置元件与所说的晶体管并联连接。5.根据权利要求4所述的一种光电回路，其特征还包括有一根连接线，所述的偏流元件一端以及所述的晶体管一端和所述的连接线相连接。6.根据权利要求3所述的一种光电回路，其特征在于所述的放大装置是一晶体管，而偏置元件与所述的晶体管并联连接，所述的晶体管和所述的偏置元件与一共同的连接线连接。7.一个光电传感器，其特征在于包括有(a)一根由电源提供电流的第一电流传输线;(b)一个连接于所述的第一电流传输线的电流控制回路;(c)一个发光元件，它的一端和所述的电流控制回路相连接，並且它所发出的光与流过它的电流强度相应;(d)一个光敏元件，它的一端与所述的发光元件相连接，並且接受由所述的发光元件所发出的光，所述的光敏元件使电流随所...

【专利技术属性】
技术研发人员：安藤敏信，伊佐治光一，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]