光センサゼミナール

第4回 フォトインタラプタ

フォトインタラプタは、非接触で物体の有無及び位置を検知できるということが、他のスイッチに比して大きな特長です。そのため寿命は半永久的であり、さらに検出精度は高レベルです。従って回転体の回転検出、物体の高精度位置検出に使用されます。
フォトインタラプタは、2種類に大別できます。第一は、発光素子と受光素子を一定の間隔を持たせて、対向させ、その間の物体の有無や、位置を検出する透過型フォトインタラプタです。
第二のタイプは、反射型フォトセンサと呼ばれるもので、発光素子と受光素子を平面上またはある角度を持たせて併置し、発光素子から出た光を物体に反射させ、その反射光を受光素子で検出します。

図1.透過型フォトインタラプタ
図1.透過型フォトインタラプタ

図2.反射型フォトセンサ
図2.反射型フォトセンサ


1.透過型フォトインタラプタ

透過型フォトインタラプタの例として、SG206を図1に示します。SG206は、発光側にGaAs赤外発光ダイオードを使用し、受光側にシリコンフォトトランジスタを使用した、汎用的な透過型フォトインタラプタです。検出精度を高めるため、ケースの受光、発光の窓にスリットを設けています。
スリット、検出ギャップ及びホルダー構造は、個々の目的に応じ、細かくカスタム対応することが可能です。また、使用環境に対応して、塵、ホコリの多いところでは、独自のスリット構造を有する防塵タイプもあり、優れた検出精度が確保できます。
また、最近では、より小型化への要求も強く、業界最小クラスサイズの2.0×3.2×2.3mmのSG2B01等もあります。

2.反射型フォトセンサ

反射型フォトセンサの例として、SG112を図2に示します。SG112は、発光側にGaAs赤外発光ダイオードを、受光側にシリコンフォトトランジスタを配した、反射型フォトセンサです。また、小型の反射型フォトセンサのSG105やSG107、コネクタ接続タイプのSG113等も加え、ニーズに対応しています。

3.電気的光学的特性

(1)位置検出特性

検出物体の移動による光電流値の変化をいい、図3に示します。検出精度は、発光素子及び受光素子の指向性、ケースのスリット幅等によって異なります。また、反射型フォトセンサにおいては、検出物体の表面状態に影響を受けやすいので、注意が必要です。

位置検出特性(SG206代表特性)位置検出特性(SG206代表特性)
図3.位置検出特性(SG206代表特性)

(2)光電流―順電流特性

受光電流値は、受光素子がフォトトランジスタか、フォトダーリントンかによって大きく変わります。また、反射型フォトセンサは、透過型フォトインタラプタに比べて光電流が小さいので、外乱光によるノイズに注意しなければなりません。
図4.光電流/順電流特性(SG206代表特性)
図4.光電流/順電流特性(SG206代表特性)

(3)距離特性

距離特性は、反射型フォトセンサの焦点距離を表し、図5に示します。この特性により素子から反射物までの最も適した距離が分かります。使用する上では、大切な項目です。
図5.検出距離/光電流特性(SG112代表特性)
図5.検出距離/光電流特性(SG112代表特性)

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