マイクロフォトニックデバイスフォト・マイクロセンサ...

マイクロフォトニックデバイスフォト・マイクロセンサフォト・カプラ

マイクロフォトニック

デバイス

フォト・マイクロセンサ

フォト・カプラ

発光素子／受光素子

インフォメーション

3

総　合　目　次

セレクションガイド 4

マイクロフォトニックデバイス

●マルチビームセンサ………………………………8

●マイクロ変位センサ ……………………………24

フォト･カプラ

●技術解説 ………………………………………248

●フォト・カプラ …………………………………250

●サイリスタ・フォト・カプラ……………………258

●トライアック・フォト・カプラ…………………260

発光素子/受光素子

●発光素子 ………………………………………264

●受光素子 ………………………………………268

インフォメーション

●品質保証と信頼性 ……………………………276

●安全保障輸出管理について …………………286

●形式索引 ………………………………………287

●海外販売ネットワーク ………………………290

●国内販売ネットワーク ………………………294

フォト･マイクロセンサ

技術解説 ……………………………………………32

共通の注意事項 ……………………………………46

フォト・マイクロセンサアプリケーション……………48

●透過形フォト・マイクロセンサ…………………50

●反射形フォト・マイクロセンサ ………………214

4

セレクションガイド

形EE-SX1018形EE-SX1049形EE-SX1103形EE-SX1105形EE-SX1108形EE-SX1131形EE-SX1139

形EE-SX1055

形EE-SX1057形EE-SG3/SG3-B

形EE-SX1035

形EE-SX1070形EE-SJ8-B

形EE-SX1235A-P2

形EE-SA102形EE-SA103形EE-SA104形EE-SA105形EE-SA113形EE-SA107-P2

形EE-SX298形EE-SJ3W-B形EE-SK3W-B形EE-SM3形EE-SM3B

形EE-SX1041形EE-SX1042形EE-SX1080形EE-SX1081形EE-SX1115形EE-SX1137形EE-SJ5-B

形EE-SX1046形EE-SX1082形EE-SX1106形EE-SX1109形EE-SX129形EE-SX198形EE-SX199

形EE-SX1031形EE-SX1071形EE-SX1088形EE-SX1096形EE-SX138形EE-SX153形EE-SH3シリーズ形EE-SJ3シリーズ形EE-SV3シリーズ

小型・汎用小型・汎用超小型・汎用超小型・汎用表面実装タイプ・超小型表面実装タイプ・超小型・2チャンネル出力超小型・汎用

小型・汎用

小型・汎用防塵構造

小型・幅広

汎用高背タイプ

スナップイン取り付けタイプ

汎用小型小型汎用・アクチュエータ型汎用・アクチュエータ型ワンタッチ取り付けタイプ

汎用汎用ネジ取り付けタイプネジ取り付けタイプネジ取り付けタイプ

汎用高背タイプリード線ホルダ付き汎用高背タイプ汎用汎用

横スリットタイプ横スリットタイプ超小型・汎用表面実装タイプ・超小型高分解能汎用位置決めボス付き

2チャンネル出力タイプ汎用ネジ取り付けタイプ横スリットタイプネジ取り付けタイプネジ取り付けタイプネジ取り付けタイプネジ取り付けタイプネジ取り付けタイプ

5064868896108114

66

68144

56

72152

118

132134136138142140

156158160162164

58607678104112150

628090100120128130

54748284122124146148154

形式特長掲載ページ検出タイプ

透過形

出力

フォト・ダーリントントランジスタ

フォト・トランジスタコネクタ付

フォト・トランジスタアクチュエータ取付

溝幅/検出距離

2.0mm

2.8mm

3.0mm

3.4mm

3.6mm

5.0mm

5.2mm

8.0mm

5.0mm

3.0mm

形EE-SX1140 高背・幅広 11614.0mm

形EE-SX161-P1 ワンタッチ取付けタイプ 12615.0mm

形EE-SX1128 横スリットタイプ 1064.2mm

形EE-SX1061 汎用 704.6mm

形EE-SX1023-W1 ハーネスタイプ 522.1mm

形EE-SX1107 表面実装タイプ・超小型 921.0mmフォト・トランジスタ

5

セレクションガイド

形式特長掲載ページ検出タイプ出力溝幅/検出距離

形EE-SX493形EE-SX4134形EE-SX4139

形EE-SX398/498

形EE-SX301/401形EE-SX305/405形EE-SX3088/4088形EE-SX338

形EE-SX384/484

形EE-SX3080/4080形EE-SX3081/4081

形EE-SX3070/4070

形EE-SX3009-P1/4009-P1形EE-SX4009-P10形EE-SX3019-P2/4019-P2形EE-SX4235A-P2形EE-SX3239-P2/4239-P2形EE-SX460-P1

形EE-SX461-P11

形EE-SA407-P2

形EE-SY171

形EE-SY169形EE-SY169A形EE-SY169B

形EE-SY113

形EE-SY110形EE-SB5/SB5-B形EE-SF5/SF5-B

形EE-SY201形EE-SY202

形EE-SY313/413

形EE-SY310/410

高分解能表面実装タイプ・超小型超小型・汎用

汎用

汎用横スリットタイプネジ取り付けタイプネジ取り付け・横スリット

汎用

リード線ホルダ付き汎用

汎用

ネジ取り付けタイプネジ取り付けタイプネジ取り付けタイプスナップイン取り付けタイプスナップイン取り付けタイプスナップイン取り付けタイプ

ワンタッチ取り付けタイプ

ワンタッチ取り付けタイプ

薄型

高分解能（赤色光タイプ）高分解能（赤外光タイプ）高分解能（赤色光タイプ）

防塵タイプ

汎用ネジ取り付けタイプ防塵タイプ

小型（赤色光タイプ）小型（赤外光タイプ）

防塵タイプ

汎用

184194198

186

166168176180

182

172174

170

188190192200202204

206

208

228

222224226

216

214234236

238240

244

242

透過形

反射形

フォト・IC

フォト・IC

フォト・トランジスタ

フォト・ダーリントントランジスタ

フォト・IC コネクタ付き

フォト・IC コネクタ付きアクチュエータ取付

2.0mm

3.0mm

3.4mm

3.5mm

5.0mm

15mm

5.0mm

3.5mm

4.0mm

4.4mm

5.0mm

4.0mm

4.4mm

5.0mm

8.0mm

5.0mm

形EE-SX3133 ネジ取付け・横スリット 1784.0mm

フォト・IC コネクタ付き変調光タイプ形EE-SPX415-P2 幅広・2チャンネル出力タイプ 21212.0mm

形EE-SY124形EE-SY125形EE-SY193

超小型表面実装タイプ・超小型表面実装タイプ・超小型

218220230

1.0mm

形EE-SPX414-P1 幅広 21017.0mm

6

MEMO

7


デバイス

マイクロフォトニックデバイス

マルチビームセンサ

マイクロ変位センサ

形EY3A-1051 ……………………………………………8

形EY3A-106-A …………………………………………10

形EY3A-1081……………………………………………12

形EY3A-110-A …………………………………………14

形EY3A-112 ……………………………………………16

形EY3A-3051……………………………………………18

形EY3A-308 ……………………………………………20

形EY3A-312 ……………………………………………22

形Z4D-A01………………………………………………24

形Z4D-B01………………………………………………26

形Z4D-B02………………………………………………28

8


デバイス

1.5ms以下

1.5ms以下

原稿配置後出力が『Lo』になるまでの時間応答遅れ時間（Hi→Lo）

電源電圧

消費電流

せん頭消費電流

ローレベル出力電圧

ハイレベル出力電圧

応答遅れ時間（Lo→Hi）原稿除去後出力が『Hi』になるまでの時間

項　　　目規　格　値

5V±5％

50mA以下

200mA以下

0.6V以下

3.5V以上

条　　　件

――――――――――――――

Vcc＝5V，RL＝∞

Vcc＝5V，RL＝∞

Vcc＝5V，IOL＝4mA ＊1

Vcc＝5V，RL＝4.7kΩ　　　　　　＊2

項　　　目

電源電圧

負荷電圧

負荷電流

動作温度

保存温度

記号

VCCVOUT

IOUT

Topr

Tstg

定格値

77

10

0～＋60

－15～＋70

単位

VV

mA

℃

形EY3A-1051 マルチビームセンサ［1ビーム･50mm］■外形寸法 ■特徴

49φ8

3.61

42.6

受光中心

投光中心

ピン NO. 1

位置決めピン中心 21.2±0.1

22±0.1 17

10R5

9.7±0.1

20±0.1

6±0.1

7

19.2

32

12.3

0.5

15

3.3

2.7

φ8.3

φ7.9

φ3.2 +0.20

φ3-0.2C1

0

■電気的および光学的特性（Ta＝0～60℃）

■絶対最大定格（Ta＝25℃）

＊1 OD0.9以下の無光沢紙を光路配置図の状態で検知した場合＊2 OD0.05の原稿押さえ板とガラス板を光路配置図の状態で配置し原稿が無い場合

℃

＊氷結・結露のないようにしてください。

● 高感度、耐外乱光特性を実現しました。●狭い限定領域特性を実現しましたので検出物に左右されず、安定した検出が可能です。

（単位：mm）

原稿検出濃度

非検出距離

原稿検出距離

動作周囲照度

項　　　目特　性　値

OD0.9以下無光沢紙（検出距離50mmにて）

85mm（センサ上面からの距離）、濃度OD0.05

50mm（センサ上面からの距離）

太陽光：3000rx以下、螢光灯：2000rx以下

■性能（原稿台ガラス：t＝6mm以下、透過率90％以上）（Ta＝0～60℃）

＊3

＊3 この値は初期の値です。

寸　法　区　分３以下

３を越え６以下６を越え10以下10を越え18以下

公　差±0.3±0.375±0.45±0.55

18を越え30以下 ±0.65

ピンNo.123

端子記号OVG

名　　称出力(OUT)電源電圧(Vcc)グランド(GND)

指定なき寸法公差は下表とする。

推奨適合コネクタ：日本モレックス製 51090-0300（圧着タイプ）52484-0310（圧接タイプ）

EY3A-

1051

9


デバイス

光路配置図

■定格・特性曲線

EY3A-1051

85（注2）

14

原稿押工板ガラス

8.9

φ10（注1） 50（標準値）

EY3A-1051　距離特性（代表例）

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

OD

（値）

40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60

距離（mm）

4.75V5.0V5.25V

EY3A-

1051

注1.ビーム径は原稿検知エリアのサイズを示し、その範囲はビーム径と公差寸法の和である動作領域を優先する。注2.非検知距離はOD0.05の原稿にて規定する。

10


デバイス

項　　　目

電源電圧

負荷電圧

負荷電流

動作温度

保存温度

記号

VCCVOUT

IOUT

Topr

Tstg

定格値

77

10

0～＋60

－15～＋70

単位

VV

mA

℃

形EY3A-106-A マルチビームセンサ［1ビーム･65mm］

3.05＋0.05

　　　 0

20±0.1

6±0.1φ8.3

φ4 0 －0.2 10

R52-R2φ7.9

19.2

3.5±0.1 27.4±0.1

12.3 15

50.2

17

φ3　0

－0.2 　　

22±0.1

43.8

32

3.6 1

C1 2.7

3.3

7

位置決めピン中心

ピン　ＮＯ．１

投光中心

受光中心


℃

●高感度、耐外乱光特性を実現しました。●狭い限定領域特性を実現しましたので検出物に左右されず、安定した検出が可能です。

原稿検出濃度

非検出距離

原稿検出距離

動作周囲照度







＊3




公　差±0.3±0.375±0.45±0.55

18を越え30以下 ±0.6530を越え50以下 ±0.850を越え80以下 ±0.95

ピンNo.123

端子記号OVG



推奨適合コネクタ：タイコエレクトロニクスアンプ製 173977-3（圧接タイプ）179228-3（圧着タイプ）175778-3（圧着タイプ）

EY3A-

106-

A

1.5ms以下

1.5ms以下


電源電圧

消費電流






5V±5％

50mA以下

200mA以下

0.6V以下

3.5V以上

条　　　件

――――――――――――――

Vcc＝5V，RL＝∞

Vcc＝5V，RL＝∞


Vcc＝5V，RL＝4.7kΩ　　　　　　＊2



■外形寸法（単位：mm）

11


デバイス

光路配置図

EY3A-106-A

100（注2）

14


8.9

φ8（注1） 65（標準値）

EY3A-106-A　距離特性（代表例）

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

OD

（値）

50 55 60 65 70 75 80

距離（mm）

4.75V5.0V5.25V

EY3A-

106-

A



12


デバイス

原稿検出濃度

非検出距離

原稿検出距離

動作周囲照度






1.5ms以下

1.5ms以下


電源電圧

消費電流






5V±5％

50mA以下

200mA以下

0.6V以下

3.5V以上

条　　　件

――――――――――――――

Vcc＝5V，RL＝∞

Vcc＝5V，RL＝∞


Vcc＝5V，RL＝4.7kΩ　　　　　　＊2

項　　　目

電源電圧

負荷電圧

負荷電流

動作温度

保存温度

記号

VCC

VOUT

IOUT

Topr

Tstg

定格値

7

7

10

0～＋60

－15～＋70

単位

V

V

mA

℃


19.232

10

17

1512.33.3

2.7 49.956.3

R5

C1

20±0.1

22±0.1

33.5±0.12.6±0.1

6±0.1φ8.3φ7.9

7受光中心

ピンNo.1

投光中心

位置決めピン中心

φ3.2＋0.2 0

φ3　0 －0.2

3.61




℃


● 高感度、耐外乱光特性を実現しました。● 狭い限定領域特性を実現しましたので検出物に左右されず、安定した検出が可能です。

（単位：mm）


＊3




公　差±0.3±0.375±0.45±0.55

18を越え30以下 ±0.65

ピンNo.123

端子記号OVG




EY3A-

1081

13


デバイス

光路配置図


EY3A-1081

��

8.9

原稿押さえ板ガラス

14 120（注2）

80（標準値） φ10（注1）

1.6

1.4

1.2

1

0.8

0.6

0.465

OD（値）

距離（ mm）

距離特性（代表例）

4.75V5.0V5.25V

70 75 80 85 10090 95

EY3A-

1081


負荷電流

負荷電圧 VOUT

IOUT

7

10

V

mA

14


デバイス

1.5ms以下

1.5ms以下


電源電圧

消費電流






5V±5％

50mA以下

200mA以下

0.6V以下

3.5V以上

条　　　件

――――――――――――――

Vcc＝5V，RL＝∞

Vcc＝5V，RL＝∞


Vcc＝5V，RL＝4.7kΩ　　　　　　＊2

項　　　目

電源電圧

動作温度

保存温度

記号

VCC

Topr

Tstg

定格値

7

0～＋60

－15～＋70

単位

V

℃

形EY3A-110-A マルチビームセンサ［1ビーム･100mm］■外形寸法 ■特徴

φ4 0 －0.2

3.05＋0.05

　　　 0

10

R5

41.6±0.12.7±0.1

6±0.1

7

20±0.1

φ8.3

2-R2

19.2

32

φ5

φ3　0

－0.2　　

3.6 1

C1 2.7

3.3

30±0.1

12.3

1715

58

64.4

ピンＮＯ．１

投光中心

位置決めピン中心受光中心




℃


● 高感度、耐外乱光特性を実現しました。●狭い限定領域特性を実現しましたので検出物に左右されず、安定した検出が可能です。

（単位：mm）

原稿検出濃度

非検出距離

原稿検出距離

動作周囲照度







＊3




公　差±0.3±0.375±0.45±0.55

18を越え30以下 ±0.6530を越え50以下 ±0.850を越え80以下 ±0.95

ピンNo.123

端子記号OVG



推奨適合コネクタ：タイコエレクトロニクスアンプ製 173977-3（圧接タイプ）179228-3（圧着タイプ）175778-3（圧着タイプ）

EY3A-

110-

A

15


デバイス

光路配置図


EY3A-110-A

150（注2）

14


8.9

φ10（注1） 100（標準値）

EY3A-110-A　距離特性（代表例）

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

OD

（値）

80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130

距離（mm）

4.75V5.0V5.25V

EY3A-

110-

A


16


デバイス

原稿検出濃度

非検出距離

原稿検出距離

動作周囲照度






35ms以下

20ms以下


電源電圧

消費電流






5V±5％

50mA以下

200mA以下

0.6V以下

3.5V以上

条　　　件

――――――――――――――

Vcc＝5V，RL＝∞

Vcc＝5V，RL＝∞


Vcc＝5V，RL＝4.7kΩ　　　　　　＊2

項　　　目

電源電圧

負荷電圧

負荷電流

動作温度

保存温度

記号

VCC

VOUT

IOUT

Topr

Tstg

定格値

7

7

10

0～＋65

－15～＋70

単位

V

V

mA

℃


2.7

C13.3

17.3 15.5

9 38±0.1 1873

　　　0 φ3－0.2

32226.23.8

1

48±0.1位置ギメピン中心

R5　＋0.2 φ3.2 0

2－φ1010

受光中心

6±0.1

7

20±0.1

ピンNo.1

9.3

投光中心 53325-0310 （日本モレックス）




℃


● 業界No.1の高感度、耐外乱光特性を実現しました。

● 非常に狭い限定領域特性を実現しましたので検出物に左右されず、安定した検出が可能です。

（単位：mm）


＊3




公　差±0.3±0.375±0.45±0.55

18を越え30以下 ±0.65

ピンNo.123

端子記号OVG




EY3A-

112

17


デバイス

光路配置図


EY3A-112


125（標準値）

185以上 14

8.5

φ4φ13

（ビーム径）

（ビーム中心）


1.3

1.2

1.1

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3100

OD（値）

距離（mm）

距離特性（実力下限推定値）

4.75V5.0V5.25V

110 120 130 140 150

EY3A-

112

18


デバイス

項　　　目

電源電圧

負荷電圧

負荷電流

動作温度

保存温度

記号

VCC

VOUT

IOUT

Topr

Tstg

定格値

7

7

10

0～＋65

－15～＋70

単位

V

V

mA

℃

℃

原稿検出濃度

非検出距離

原稿検出距離

動作周囲照度







＊3


35ms以下

20ms以下


2.7

C1

3.3　　　0 φ3－0.2

15.5 13.317.3

22±0.148

23

53

投光中心 R510

　　　＋0.2 φ3.2　 0

位置ギメピン中心

40

30

7.2

3.8

1

6±0.126±0.1

受光中心

8±0.1

9

26±0.1

ピンNo.1

53325-0510 （日本モレックス）




電源電圧

消費電流






5V±5％

50mA以下

300mA以下

0.6V以下

3.5V以上

条　　　件

――――――――――――――

Vcc＝5V，RL＝∞

Vcc＝5V，RL＝∞


Vcc＝5V，RL＝4.7kΩ　　　　　　＊2



● 1つのセンサで3ヶ所の検出物を検出しますので､省スペースに貢献します。

● 業界No.1の高感度、耐外乱光特性を実現しました。

● 非常に狭い限定領域特性を実現しましたので検出物に左右されず、安定した検出が可能です。

（単位：mm）

■用途

複写機の原稿サイズ検出



公　差±0.3±0.375±0.45±0.55

18を越え30以下 ±0.65

ピンNo.123

端子記号O1O2O3

名　　称出力1(OUT1)出力2(OUT2)出力3(OUT3)

4 V 電源電圧(Vcc)5 G グランド(GND)



EY3A-

3051

19


デバイス


EY3A-3051

光路配置図


50（標準値）

80以上

7.5

φ43-φ12

12.5

18

32.532.5

No.1 No.2 No.3

（ビーム中心）（ビーム中心）



（ビーム径）

1.3

1.2

1.1

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.340 42 44 46 48 50 52 54 56

OD（値）

距離（mm）


4.75V5.0V5.25V

EY3A-

3051

20


デバイス

原稿検出濃度

非検出距離

原稿検出距離

動作周囲照度






35ms以下

20ms以下


電源電圧

消費電流






5V±5％

50mA以下

300mA以下

0.6V以下

3.5V以上

条　　　件

――――――――――――――

Vcc＝5V，RL＝∞

Vcc＝5V，RL＝∞


Vcc＝5V，RL＝4.7kΩ　　　　　　＊2

項　　　目

電源電圧

負荷電圧

負荷電流

動作温度

保存温度

記号

VCC

VOUT

IOUT

Topr

Tstg

定格値

7

7

10

0～＋65

－15～＋70

単位

V

V

mA

℃

℃


2.7

C1

ピンNo.1

3.3

17.3 15.5 13.3

9 22±0.1 2362

　　　0 φ3－0.2

投光中心 R5 10　　＋0.2 φ3.2　0

位置ギメピン中心受光中心

6±0.1

9

1

3.8

6.2

22±0.1

32±0.1

2636

53325-0510 （日本モレックス）





（単位：mm）


＊3



●高感度、耐外乱光特性を実現しました。● 狭い限定領域特性を実現しましたので検出物に左右されず、安定した検出が可能です。

■用途




公　差±0.3±0.375±0.45±0.55

18を越え30以下 ±0.65

ピンNo.123

端子記号O1O2O3





EY3A-

308

21


デバイス

光路配置図


EY3A-308


80（標準値）

120以上

φ43-φ12

139

16

38.538.5

No.1 No.3No.2



（ビーム径）

1.3

1.2

1.1

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.360

OD（値）

距離（mm）


4.75V5.0V5.25V

65 70 75 80 85 90

EY3A-

308

22


デバイス

原稿検出濃度

非検出距離

原稿検出距離

動作周囲照度

項　　目特　性　値





35ms以下

20ms以下


電源電圧

消費電流





項　　目規　格　値

5V±5％

50mA以下

300mA以下

0.6V以下

3.5V以上

条　　　件

――――――――――――――

Vcc＝5V，RL＝∞

Vcc＝5V，RL＝∞


Vcc＝5V，RL＝4.7kΩ　　　　　　＊2

項　　　目

電源電圧

負荷電圧

負荷電流

動作温度

保存温度

記号

VCC

VOUT

IOUT

Topr

Tstg

定格値

7

7

10

0～＋65

－15～＋70

単位

V

V

mA

℃

℃


2.7

C1

ピンNo.1

3.3　 0 φ3－0.2

38±0.1

17.3

7823

15.5 13.3

9

3.8

3626

6.2

1

10R5　　＋0.2 φ3.2　0 投光中心

6 ±0.1

9

22 ±0.1

48±0.1位置ギメピン中心受光中心

53325-0510 （日本モレックス）





（単位：mm）


＊3



●高感度、耐外乱光特性を実現しました。● 狭い限定領域特性を実現しましたので検出物に左右されず、安定した検出が可能です。

■用途




公　差±0.3±0.375±0.45±0.55

18を越え30以下 ±0.65

ピンNo.123

端子記号O1O2O3





EY3A-

312

23


デバイス

光路配置図


EY3A-312


125（標準値）

185以上

φ43-φ13

11.78

16

3838

No.1 No.3No.2




（ビーム径）

1

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3100

OD（値）

距離（mm）


4.75V5.0V5.25V

110 120 130 140

EY3A-

312

24


デバイス

11.8 175489-5 （タイコエレクトロニクスアンプ）

19±0.1（25）

8.3

8.86.8

20

（11）

4.6±0.05

15.7±0.2

8.2±0.2

4.6±0.2

5.7±0.2

25 23.5

φ2 0 －0.1

投光軸

受光穴中心

14.4±0.059.88.4±0.3

1.8

2.4

34.2

6.4

1.3

13.66.3

(5) (4) (3) (2) (1)

φ3.8±0.10

φ2.3±0.10

26±0.3

19±0.2

9.1±0.2

2-M3

14.4±0.2

取付穴加工寸法

取付基準面

動作領域　　　＊1

感度ばらつき　＊2

分解能　　　　＊3

動作周囲照度


6.5±1mm

±10％

±10μm

太陽光　3000rx以下

蛍光灯　2000rx以下

電源電圧

消費電流

出力電圧

応答時間

項　　目規　格　値

5V±10％

200mA以下

5mA以下

3.9V以下

100μs以下

条　　　件

リップルノイズ10mVp-p以下

LED点灯時

LED消灯時

２信号共通　　　　　　　　　　＊1＊2

PSD立ち上がり時間

項　　　目

電源電圧

LED発光制御信号

LED発光パルス

動作温度

保存温度

記号

VCC

VB

tFPTopr

Tstg

定格値

7

7

100＊

－10～＋55

－25～＋65

単位

V

V

ms

℃

℃

形Z4D-A01 マイクロ変位センサ■外形寸法 ■特徴

■電気的および光学的特性（Ta＝－10～＋55℃）


＊1 対象物測定面が拡散体（粗面）の場合＊2 信号入力側のインピーダンスは10kΩ以上にしてください

（単位：mm）

■性能

● 演算処理回路を外部マイコンに依存することで小型ローコストを実現。

●分解能±10μm（10bitA/Dコンバータ使用時）●除算処理により検出物の反射率変化に強い。

■用途

紙厚検知重送検知移動量検知



公　差±0.3±0.375±0.45±0.55

18を越え30以下 ±0.65

ピンNo.123

端子記号VCCO1G

名　　称電源電圧(VCC)出力(OUT1)グランド(GND)

4 O2 出力2(OUT2)5 VB 発光制御信号入力


推奨適合コネクタ：タイコエレクトロニクスアンプ製 175778-5（圧着タイプ）179228-5（圧着タイプ）173977-5（圧接タイプ）

Z4D-

A01

＊1 取付基準面からの距離＊2 「感度」＝「直線の傾き」で単位長さあたりに変化する除算出力値の

製品間ばらつき＊3 除算出力信号の電気的なノイズ幅を距離に変換した値で10bit以上の

A/Dコンバータを使用した場合

＊Duty 1%以下、詳細については図4もご参照ください。

25


デバイス

Z4D-A01

注. 本センサはマイコンと正しく接続することで、制御が行なえ、変位量の出力が得られるように設計しております。接続、制御方法などに関しましては技術資料を用意しておりますのでお問い合わせください。

■特性データ

レンズ

LED

PSD

PCBアッシー

A

O

B

a b

マイクロ変位センサは受光素子としてPSD（半導体位置検出素子）を用いることにより、光の重心変化を検出し、距離（変位量）を測定します。

PSDは光の重心変化を検出しますので、光量変化の影響を受けにくく、従来検出の難しかった、近距離の黒色紙を検出せず遠距離の白色紙を検出する、といった使い方も可能です。

当社製マイクロ変位センサはPSDを光軸と平行に配置し、ピンホールを受光させることにより三角形ABOと三角形abOが相似となるため補正回路がなくても正確な変位置検出が可能です（特許出願中）

■回路構成／接続図

■用途例

■技術説明

5

4

3

2

1

05.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0

出力電圧（　）

V

5

0

-5

-10

-15

-20100 80 60 40 20 0

感度変化率（　）

% %

5

4

3

2

0

-2

-4

1

-1

-3

-5-20 0 20 40 60 80


検出距離（mm）検出物反射率（%）周囲温度（℃）

00.1

1

10

100

（ms）

20 40

デューティ比

60 80（%）

推奨動作領域

パルス幅（tFP）

デューティ比(%)=　　　　×100tFP

tFP

T

T

A/D

A/D

V1+V2V1

DC5V

発光制御

V2

GND

LED

Tr

PSD

アンプ

センサ

対象物

マイコン（お客様）

出力 V2(V1)V1+V2

図1. 検出距離特性（代表例）〈演算後注〉図2. 検出物反射率依存性（代表例）〈演算後注〉図3. 温度特性（代表例）〈演算後注〉図4. LED発光パルス定格曲線

紙

ローラー変位センサ

プリンタにおける紙厚検知

�マイクロ変位センサ

2枚差し検知


ローラー

軸

シート

シート厚み検出

Z4D-

A01


デバイス

26

35.5

2-175489-4 （タイコエレクトロニクスアンプ）

14.59.20.4

16±0.05取付基準面

5±0.05

1015

投光軸（光軸）

受光穴

（1.3）

（6.3） 4.8

8.4±0.3

15.7±0.2

8.2±0.2

5±0.2

5.7±0.216±0.2

9.1±0.22-φ2.3＋0.1 　　　　　

0

40±0.3

2-M3

13

11.51.2

5.8

8.8

（1）（2）（3）（4）

22.51.8

22

9.8

2-φ2

2-φ1

2-φ3.5

形Z4D-B01 マイクロ変位センサ■外形寸法 ■特徴


■電気的特性（Ta＝－10～＋65℃）

（単位：mm）

■性能（Ta＝－10～＋65℃）

● 演算処理回路を内部ASIC化することにより制御を容易にした。

●分解能±10μm● 動作領域6.5±1mm● 除算処理により検出物の反射率変化に強い。

■用途




公　差±0.3±0.375±0.45±0.55

18を越え30以下30を越え50以下

±0.65±0.8

ピンNo.123

端子記号PLSVccOUT

名　　称パルス発光制御電圧電源電圧出力電圧

4 GND グランド


推奨適合コネクタ：タイコエレクトロニクスアンプ製 175778-4（圧着タイプ）173977-4（圧接タイプ）

Z4D-

Ｂ01

＊1 取付基準面から対象物までの距離＊2 「感度」＝「直線の傾き」で単位長さあたりに変化する出力電圧の製

品間ばらつき＊3 以下の条件下での出力信号の電気的なノイズ幅を距離に変換した値（1）A/D変換時間50μs以下（2）電源電圧（Vcc）のリップルノイズ10mVp-p以下（3）後段の信号処理回路のローパスフィルタ時定数が0.4ms（4）対象物までの距離が取付基準面から6.5mm

＊4 出力信号の直線性からの誤差のpeak to peakの値2％F.S.（フルスケール）とは以下の値を示します。（1）距離フルスケール換算値：2mm×0.02＝0.04mm（40μm）（2）出力電圧換算値：1.4mV/μm×40μm＝56mV

（感度が1.4mV/μmのセンサの場合）

項　　　目記号定格値単位

電源電圧 Vcc DC7 V

パルス発光制御信号 PLS DC7 V

LED発光パルス tFP 100＊ ms動作温度 Topr －10～＋65 ℃

保存温度＊図4をご参照ください。

Tstg －25～＋80 ℃

電源電圧

出力電圧

応答時間

パルス発光制御電圧

項　　目記　号規　格　値備　考

Vcc DC5V±10％リップルノイズ10mVp-p以下

OUT DC0.2V～（Vcc－0.3）V ＊1

tr 100μs以下＊2PLS DC3.5V～Vcc ――――――

＊1 信号入力側のインピーダンスは10kΩ以上にしてください。＊2 出力電圧の10％～90％の立ち上がり時間


動作領域＊1

対象物：70％反射紙（マンセルN8.5ツヤなし）

6.5±1mm

感度＊2 －1.4mV/μm±10％以下

±10μm以下（Ta＝25℃）分解能＊3

リニアリティ＊4 2％F.S.以下


27


デバイス

Z4D-B01

■特性データ


■用途例

00.1

1

10

100

（ms）

20 40

デューティ比

60 80（%）

推奨動作領域



tFP

T

T

5

4

3

2

1

05.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0


V

検出距離（mm）

5

4

3

2

1

0

－1

－2

－3

－4

－50 20 40 60 80 100


%

検出物反射率（%）

100

80

60

40

0

－40

－80

20

－20

－60

－100－40 －20 200 6040 80 100

出力変化量（　）

周囲温度（℃）

mV

Vcc＝5V 距離：6.5mm

図1. 検出距離特性（代表例）図2. 検出物反射率依存性（代表例）図3. 温度特性（代表例）図4. LED発光パルス定格曲線

紙




2枚差し検知


ローラー

軸

シート


Z4D-

Ｂ01

I/V 変換

LED

ASIC

PSD

増幅除算 OUT

5V

PLSDポートタイマ

A/D ポート最終出力

外部マイコン（お客様）

除算出力型マイクロ変位センサ（形Z4D-Bシリーズ）

対象物 GND

V1V1＋V2

本センサは、PLS端子にパルス信号を加えることでセンサ出力が得られます。PLS端子に直流電圧を加えただけでは出力は得られませんのでご注意ください。なお、出力はPLS信号と同期したパルス出力となります。マイコンによるラッチやサンプルアンドホールド回路による出力保持が必要です。

0

5

0

5

PLS （LED発光信号）

センサ出力距離に応じた出力電圧

28


デバイス

35.5

175489-4 （タイコエレクトロニクスアンプ）

14.59.20.4

16±0.05取付基準面

5±0.05

1015

投光軸（光軸）

受光穴（6.05）

（7.35） 4.8

8.4±0.3

15.7±0.2

8.2±0.2

5±0.2

5.7±0.216±0.2

9.1±0.22-φ2.3＋0.1 　　　　　

0

40±0.3

2-M3

13

11.51.2

5.8

8.8 22.51.8

22

9.8

2-φ2

2-φ1

2-φ3.5

（1）（2）（3）（4）

形Z4D-B02 マイクロ変位センサ■外形寸法 ■特徴


■電気的特性（Ta＝－10～＋65℃）

（単位：mm）

■性能（Ta＝－10～＋65℃）

● 演算処理回路を内部ASIC化することにより制御を容易にした。

●分解能±50μm● 動作領域9.5±3mm● 除算処理により検出物の反射率変化に強い。

■用途




公　差±0.3±0.375±0.45±0.55

18を越え30以下30を越え50以下

±0.65±0.8

ピンNo.123

端子記号PLSVccOUT

名　　称パルス発光制御電圧電源電圧出力電圧

4 GND グランド


推奨適合コネクタ：タイコエレクトロニクスアンプ製 175778-4（圧着タイプ）173977-4（圧接タイプ）

Z4D-

Ｂ0２

＊1 取付基準面から対象物までの距離＊2 「感度」＝「直線の傾き」で単位長さあたりに変化する出力電圧の製

品間ばらつき＊3 以下の条件下での出力信号の電気的なノイズ幅を距離に変換した値（1）A/D変換時間50μs以下（2）電源電圧（Vcc）のリップルノイズ10mVp-p以下（3）後段の信号処理回路のローパスフィルタ時定数が0.4ms（4）対象物までの距離が取付基準面から9.5mm

＊4 出力信号の直線性からの誤差のpeak to peakの値2％F.S.（フルスケール）とは以下の値を示します。（1）距離フルスケール換算値：6mm×0.02＝0.12mm（120μm）（2）出力電圧換算値：0.45mV/μm×120μm＝54mV

（感度が0.45mV/μmのセンサの場合）

項　　　目記号定格値単位

Vcc DC7 V

PLS DC7 V

100＊ ms

Topr －10～＋65 ℃

＊図4をご参照ください。

Tstg －25～＋80 ℃

tFP

電源電圧

パルス発光制御信号

LED発光パルス

動作温度

保存温度

電源電圧

出力電圧

応答時間

パルス発光制御電圧

項　　目記　号規　格　値備　考

Vcc DC5V±10％リップルノイズ10mVp-p以下

OUT DC0.2V～（Vcc－0.3）V ＊1

tr 100μs以下＊2PLS DC3.5V～Vcc

＊1 信号入力側のインピーダンスは10kΩ以上にしてください。＊2 出力電圧の10％～90％の立ち上がり時間

――――――


動作領域＊1

対象物：70％反射紙（マンセルN8.5ツヤなし）

9.5±3mm

感度＊2 －0.45mV/μm±10％以下

±50μm以下（Ta＝25℃）分解能＊3

リニアリティ＊4 2％F.S.以下


29


デバイス

Z4D-B02

■特性データ


■用途例

00.1

1

10

100

（ms）

20 40

デューティ比

60 80（%）

推奨動作領域



tFP

T

T

5

4

3

2

1

06.5 9.5 12.5


V

検出距離（mm）

5

4

3

2

1

0

－1

－2

－3

－4

－50 20 40 60 80 100


%

検出物反射率（%）

100

80

60

40

0

－40

－80

20

－20

－60

－100－40 －20 200 6040 80 100

出力変化量（　）

周囲温度（℃）

mV

Vcc＝5V 距離：9.5mm

図1. 検出距離特性（代表例）図2. 検出物反射率依存性（代表例）図3. 温度特性（代表例）図4. LED発光パルス定格曲線

紙




2枚差し検知


ローラー

軸

シート


Z4D-

Ｂ0２

I/V 変換

LED

ASIC

PSD

増幅除算 OUT

5V

PLSDポートタイマ

A/D ポート最終出力

外部マイコン（お客様）

除算出力型マイクロ変位センサ（形Z4D-Bシリーズ）

対象物 GND

V1V1＋V2

本センサは、PLS端子にパルス信号を加えることでセンサ出力が得られます。PLS端子に直流電圧を加えただけでは出力は得られませんのでご注意ください。なお、出力はPLS信号と同期したパルス出力となります。マイコンによるラッチやサンプルアンドホールド回路による出力保持が必要です。

0

5

0

5

PLS （LED発光信号）

センサ出力距離に応じた出力電圧

30


フォト･マイクロセンサ

透過形フォト･マイクロセンサ

形EE-SX1018……………………………………………50形EE-SX1023-W1………………………………………52形EE-SX1031……………………………………………54形EE-SX1035……………………………………………56形EE-SX1041……………………………………………58形EE-SX1042……………………………………………60形EE-SX1046……………………………………………62形EE-SX1049……………………………………………64形EE-SX1055……………………………………………66形EE-SX1057……………………………………………68形EE-SX1061……………………………………………70形EE-SX1070……………………………………………72形EE-SX1071……………………………………………74形EE-SX1080……………………………………………76形EE-SX1081……………………………………………78形EE-SX1082……………………………………………80形EE-SX1088……………………………………………82形EE-SX1096……………………………………………84形EE-SX1103……………………………………………86形EE-SX1105……………………………………………88形EE-SX1106……………………………………………90形EE-SX1107……………………………………………92形EE-SX1108……………………………………………96形EE-SX1109 …………………………………………100形EE-SX1115 …………………………………………104形EE-SX1128 …………………………………………106形EE-SX1131 …………………………………………108形EE-SX1137 …………………………………………112形EE-SX1139 …………………………………………114形EE-SX1140 …………………………………………116形EE-SX1235A-P2……………………………………118形EE-SX129……………………………………………120形EE-SX138……………………………………………122形EE-SX153……………………………………………124形EE-SX161-P1 ………………………………………126形EE-SX198……………………………………………128形EE-SX199……………………………………………130形EE-SA102 …………………………………………132形EE-SA103 …………………………………………134

形EE-SA104 …………………………………………136形EE-SA105 …………………………………………138形EE-SA107-P2 ………………………………………140形EE-SA113 …………………………………………142形EE-SG3/SG3-B ……………………………………144形EE-SH3シリーズ……………………………………146形EE-SJ3シリーズ……………………………………148形EE-SJ5-B……………………………………………150形EE-SJ8-B……………………………………………152形EE-SV3シリーズ……………………………………154形EE-SX298……………………………………………156形EE-SJ3W-B…………………………………………158形EE-SK3W-B…………………………………………160形EE-SM3 ……………………………………………162形EE-SM3B……………………………………………164形EE-SX301/401 ……………………………………166形EE-SX305/405 ……………………………………168形EE-SX3070/4070 …………………………………170形EE-SX3080/4080 …………………………………172形EE-SX3081/4081 …………………………………174形EE-SX3088/4088 …………………………………176形EE-SX3133 …………………………………………178形EE-SX338……………………………………………180形EE-SX384/484 ……………………………………182形EE-SX493……………………………………………184形EE-SX398/498 ……………………………………186形EE-SX3009-P1/4009-P1 …………………………188形EE-SX4009-P10 ……………………………………190形EE-SX3019-P2/4019-P2 …………………………192形EE-SX4134 …………………………………………194形EE-SX4139 …………………………………………198形EE-SX4235A-P2……………………………………200形EE-SX3239-P2/4239-P2 …………………………202形EE-SX460-P1 ………………………………………204形EE-SX461-P11 ……………………………………206形EE-SA407-P2 ………………………………………208形EE-SPX414-P1 ……………………………………210形EE-SPX415-P2 ……………………………………212

技術解説…………………………………………………32

共通の注意事項…………………………………………46

フォト・マイクロセンサアプリケーション…………48

31


反射形フォト･マイクロセンサ

形EE-SY110……………………………………………214形EE-SY113……………………………………………216形EE-SY124……………………………………………218形EE-SY125……………………………………………220形EE-SY169……………………………………………222形EE-SY169A …………………………………………224形EE-SY169B …………………………………………226形EE-SY171……………………………………………228

形EE-SY193……………………………………………230形EE-SB5/SB5-B ……………………………………234形EE-SF5/SF5-B ……………………………………236形EE-SY201……………………………………………238形EE-SY202……………………………………………240形EE-SY310/410 ……………………………………242形EE-SY313/413 ……………………………………244

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技術解説●フォト・マイクロセンサとは？フォト・マイクロセンサとは、光を利用して物体の有無や位置を検出する小形の光センサです。その構造は図１、図２に示すように、透過形と反射形のフォト・マイクロセンサが代表的なものです。透過形フォト・マイクロセンサは、光を出す発光素子の発光面と光を受けて信号を出す受光素子の受光面が対向しており、その間の空間を物体が通過して、光をさえぎることにより受光素子の受光量が変わるようになっています。

一方、反射形フォト・マイクロセンサは、発光素子の発光面と受光素子の受光面が同一方向になるように取りつけられています。そして、検出物体が光路を通過すると、発光面を出た光が検出物体にあたり、そこからの反射光が受光素子に照射され、受光素子の受光量が変化するようになっています。なお、フォト・マイクロセンサは、当社の商品名であり、一般的には、フォトインタラプタなどと呼ばれています。

●カタログの読み方■絶対最大定格と電気的および光学的特性フォト・マイクロセンサのカタログの中で大きなタイトルとして絶対最大定格と電気的および光学的特性という項目があります（他のトランジスタやICなどのカタログをみていただいても、同様の表現がしてあります）。この２つの意味することは異なりますので、その区別をご理解いただくことが必要です。

■絶対最大定格電圧・電流・温度・電力などに関し、ご使用条件の上限を規定するものであり、瞬時たりとも、定格値以上の条件でご使用いただいてはならない限界を示すものです。フォト・マイクロセンサなどの半導体製品の場合は、「絶対」という言葉で示されますように、絶対に越えてはならないことを原則としております。定格値を越えてのご使用は、フォト・マイクロセンサの信頼性を著しくそこなうとともに、劣化や損傷が発生しても、メーカとしてはその責をおわないほどきびしい規定です。この範囲内で使用しなければならないといった考え方で設計していただくよう、ご注意ください。実際においては、定格値の何割ダウンで使用するというディレィティング（軽減）がはかられます。

■電気的および光学的特性ある条件下におけるフォト・マイクロセンサの性能を示すもので、その多くは最小値あるいは最大値で示されます。基本的にはメーカが用意する標準の性能で販売されますが、お客さまとメーカの協議によりそのつど設定されることもあります。なお、最大値，最小値で表わされる項目は、全数検査、代表値（TYP.）で表わされる項目は、定期的な管理にてその性能を保証あるいは管理しております。以上のことをまとめますと、絶対最大定格とは、ご使用の制限を表わすもの、電気的および光学的特性とは、（限

界）性能を表わすものであるというぐあいになります。

図1 　透過形フォト・マイクロセンサ

受光素子 LED 受光素子 LED

図2 　反射形フォト・マイクロセンサ


技術解説

記号項　　　目説　　　明

VOH

ICC

IFT(IFT OFF)

IFT(IFT ON)

ΔH

f


消費電流

出力オフ時LED電流

出力オン時LED電流

ヒステリシス

応答周波数

フォト・IC（出力）がオフした状態において、出力にあらわれる電圧（指定電源電圧条件、指定バイアス条件）。フォト・ICのグランド（接地）を基準電位とし、電源に正の指定バイアス電圧を印加したときに流れる電流。フォト・ICを指定電源電圧条件とし、LEDに順電流を流していった時、フォト・ICの出力がオンからオフに至る時のLED順電流。フォト・ICを指定電源電圧条件とし、LEDに順電流を流していった時、フォト・ICの出力がオフからオンに至る時のLED順電流。フォト・ICの出力条件が反転する２つの状態におけるLED順電流の差を百分率（％）で表わしたもの。LEDおよびフォト・ICに指定バイアス条件を与え、指定形状の円板を光路内で回転させたとき、フォト・ICの出力論理が確保できる円板の回転速度をパルス列の数で表わしたもの（フォト・ICが１秒間に応答可能なパルス列の数）。

記号項　　　目説　　　明

IF

VR

VCC

VOUT

IOUT

POUT

VF

IR

VOL

順電流

逆電圧

電源電圧

出力電圧

出力電流

出力許容損失

順電圧

逆電流


指定温度条件にて、LEDのアノードからカソード方向へ連続して流しうる直流電流。LEDのカソードを基準電位とし、アノードに印加することのできる負の電圧。フォト･ICのグランド（接地）を基準電位とし、電源（端子）に印加することのできる正の電圧。フォト・ICのグランド（接地）を基準電位とし、出力（トランジスタのコレクタ）に印加することのできる正の電圧。フォト・ICの出力トランジスタのコレクタ接合に流しうる電流。フォト・ICの出力トランジスタのコレクタ接合に印加しうる電力。

指定バイアス電流条件におけるLEDの順方向電圧降下。LEDのカソードを基準電位とし、アノードに負の指定バイアス電圧を印加したときに流れるLEDの逆漏れ電流。フォト・IC（出力）がオンした状態における出力の電圧降下（指定電源電圧条件、出力電流条件）。

記号項　　　目説　　　明記号項　　　目説　　　明

IFP

IC

PC

ID

IL

パルス順電流

コレクタ電流

コレクタ損失

暗電流

光電流

指定温度条件、指定繰返し条件、指定パルス幅条件にて、LEDのアノードからカソード方向へ連続して流しうるパルス電流。

コレクタ接合に流しうる電流。

フォト・トランジスタのコレクタ接合に印加しうる電力。

指定バイアス電圧（コレクタに正、エミッタに負）におけるフォト・トランジスタの漏れ電流で、通常暗黒状態（照度０rx）で規定される。

指定入力電流条件，指定バイアス電圧条件におけるフォト・トランジスタのコレクタ電流。

VCE(sat)

ILEAK

tr

tf

VCEO

VECO

コレクタ･エミッタ間飽和電圧

漏れ電流

上昇時間

下降時間

コレクタ･エミッタ間電圧エミッタ･コレクタ間電圧

指定電流バイアス条件におけるフォト・トランジスタ、コレクタ・エミッタ間のオン状態電圧。指定入力電流条件、指定バイアス電圧におけるフォト・トランジスタのコレクタ電流。指定入力電流条件、指定バイアス条件（電圧，抵抗）におけるフォト・トランジスタの応答波形が、規定出力値の（立上り部）10％から90％に達するまでの時間。

指定入力電流条件、指定バイアス条件（電圧，抵抗）におけるフォト・トランジスタの応答波形が、規定出力値の（立下り部）90％から10％に達するまでの時間。エミッタを基準電位とし、コレクタに印加することのできる正の電圧。コレクタを基準電位とし、エミッタに印加することのできる正の電圧。

33

技術解説

●記号・用語の説明ここではフォト・トランジスタ出力形とフォト・IC出力形のフォト・マイクロセンサ（のカタログ）で使われる記号・用語について説明します。

■フォト･トランジスタ出力形

■フォト･IC出力形


技術解説

34

技術解説

●設計編フォト・マイクロセンサをご使用いただくうえにおいて、具体的にはどのようにして設計していくかについて述べます。

■発光素子側の設計

（発光素子の特性）オムロンのフォト・マイクロセンサの発光素子には、赤外LEDと可視（赤色）LEDが使用されています。図３に赤外LEDを使用した形EE-SX1018のLED順電流―順電圧特性と、赤色LEDを使用した形EE-SM3Bの順方向特性を示しました。ここでの大きなポイントは、それらの順方向特性には差があるということです（順方向特性とは、アノードからカソードに順電流IFを流したとき、LEDの両端の電圧（降下）がどのようになるかを表わしたものです）。図３より、赤外LEDに比べ赤色LEDは順電圧VFが大きくなることがわかります。常用（実使用）電流レベルにおける順電圧はVFは、赤外LEDで約1.2V、赤色LEDで約2Vとなりますので、概念としてご留意ください。

（駆動電流レベルについて）発光素子側の設計でとくに重要なことは、順電流IFをどれだけ流すかということです。フォト・マイクロセンサは定格のところで説明しましたように、ご使用条件上の制約があるため、少なすぎても多すぎてもいけません。まず最初に上限について述べます。上限は絶対最大定格に示される値によって規定されており、カタログなどから読みとってください。形EE-SX1018を例にとりますと、絶対最大定格（Ta＝25℃）と書かれた項目の１番目に直流順電流IF＝50mAとなっており、これより順電流IFの最大値は50mAとなります。しかしながら、これは周囲温度Ta＝25℃における規定ですので、実際のご使用（温度範囲）にあわせて軽減することが必要であり、カタログに記載されている温度定格図をみていただくことによりわかります（形EE-SX1018の例を図４に掲げました）。図４において横軸は周囲温度Ta、縦軸は直流順電流IFとなっており、この図より、例えばご使用温度の上限が60℃であるとしますと、横軸の60℃におけるたて軸の値が、ご使用温度範囲内で流すことのできる上限の電流値となります。図４よりTa＝60℃における順電流IFは約27mAとなりますので、ご使用状態において、27mAより絶対越えて使用してはならないものとしてお考えください。つぎに下限について考えます。LEDである以上順電流IF＝０では発光しませんので、いくらかは流さなければなり

ません。

100

70

50

30

20

10

7

5

3

2

11.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4

順電圧VF（V）

順電流

IF（mA）

形EE-SM3B（赤色LED）

形EE-SX1018（赤外LED）

50

40

30

20

10

0-20 0 20 40 60 80 100

周囲温度Ta（℃）

直流順電流

IF（mA）

コレクタ損失

PC（mW）

100　

50

0

PC

IF

図3 LED順電流―順電圧特性（代表例）

図4 温度定格図（形EE-SX1018）

順電圧VF

VF

IF


技術解説

35

技術解説

詳細な説明は割愛しますが、赤外LEDを使用したものは５mA以上、赤色LEDを使用したものは２mA以上としてください（あまり低いと安定した発光出力が得られないためです）。では最適値はどれ位かというと、オムロンのフォト・マイクロセンサではつぎのようにお考えいただくと便利です。まず、カタログの電気的特性の中の光電流ILという項目をご覧ください。この光電流ILの詳細は後述しますが、LEDに順電流IFをどれだけ流したら、どれだけの出力電流が得られるかという性能を表わすもので、フォト・マイクロセンサにとって最も重要な特性の１つです。この光電流ILに記載されている順電流IFの条件（たとえば形EE-SX1018ですとIF＝20mA）にある値を適切なレベルの電流としていただければ（理論的な根拠はありませんが）使いやすい出力が得られ、出力処理（回路設計）も容易となります。

（設計法）ではつぎに、具体的にどのように定数を設計するかを考えます。図５は発光素子を駆動する基本回路です。ここで注意することは、必ず制限抵抗Rを挿入しなければならないことです。もし、抵抗なしに、LEDに順方向バイアスをかけますと、順方向の抵抗（インピーダンス）分は低いので、理論上無限大の電流が流れ、LEDは焼損してしまいます。なお、LEDにどれだけ電圧をかけたら良いかというご質問をよくいただきますが、電流制限抵抗されつければ何Vでも良いということになります。しかしながら、注意しなければならないのは下限があることで、図３の順方向特性例でわかりますように、1.2V～２Vぐらいはかけないと順電流が流れないため、これ以上の電圧が必要となります。電子回路の電源電圧は一般に５V程度が最小レベルのため、ここでの（下限の）めやすとしては、最低５Vとしてください。具体的な設計手段は、１．順電流IFの決定２．抵抗Rの決定（図５）となります。まず順電流IFですが、上記で述べました最適レベルの電流となるように決定します。形EE-SX1018ではIF＝20mAのため、IF＝20mA程度となるように抵抗Rを決定します。抵抗Rは、

にて求められ、例として電源電圧VCC＝５Vとして考えます。（式１）で不明な数字は順電圧VFとなりますが、これは図３の順方向特性から求めます。図３よりIF＝20mAにおける順電圧VFは約1.2Vとなりますので、これらを（式

１）に代入しますと、

となります。なお、電源電圧VCCや順電圧VFさらには抵抗値にバラツキがあり、IFが変動しますので絶対最大定格値に対し余裕があるか否かを確認するようにしてください。

R＝　　　　　……………………………（式1） VCC－VF IF

R＝　　　　＝　　　　　＝190Ω＝180～220Ω VCC－VF IF5V－1.2V 20mA

図5 基本回路

図6 逆電圧保護回路

なお、図５の抵抗RとLEDの位置は逆であってもかまいません。また、LEDに逆電圧がかかることがある場合、（ノイズ・サージも含め）は、図６のようにLEDと逆並列に整流用ダイオードを挿入してください。なお、LEDの駆動方法には、これまでの説明のような直流通電（駆動）以外にパルス駆動がありますが、これはフォト・マイクロセンサの場合あまり使用されていませんのでここでは割愛いたします。以上より、設計のポイントは下記の事項となります。・赤外LEDのVFは約1.2V、赤色LEDのVFは約２Vである。

・IFには最適レベルがある。

・IFを選定してから制限抵抗値を設計する。

・逆電圧が加わるときはLEDと逆並列にダイオードを入れ

る。

IF

R

VF

VCC

GND （グランド）

VCC

GND

R


技術解説

36

技術解説

（受光素子の特性）受光素子として重要な特性は、光が入らないときと光が入るときにどのようになるかということです。図７は、LEDに所定の順電流IFを流したとき、フォト・トランジスタにどのような電流が流れるかを測定する回路の例です。ここでは、理想的環境条件として周囲が暗黒（0rx）であるものとして説明します。最初に順電流IFが流れない（＝

入光しない）状態では、電流計の指示は数nA（nA＝10 A）となります。これはフォト・トランジスタ自体のもれ電流で、暗電流IDと称されています。この状態は不透過物体でLEDからの光をしゃ光しても同じ結果となります。つぎに、順電流IFを流した状態をみますと、電流計の指示は

数mA（mA＝10 A）となり、この電流は光電流ILと称されます。この２つの電流を比較しますと、・フォト・トランジスタへの光をさえぎった状態

‥‥‥暗電流ID：10 A・フォト・トランジスタに光を当てた状態‥‥‥光電流IL：10 A

となり、10 倍もの差があることがわかります。したがってこの電流の（レベル）差を利用してやれば、いろいろな物体の検出を行うことが可能となります。

6

-3

-9

-3

-9

なお、実使用においては周囲が暗黒ということは少なく、周囲光が存在しますので、暗電流ID プラスアルファの電流がしゃ光時に流れます。このことは感度の高いフォト・ダーリントントランジスタでは顕著になりますので、とくに注意が必要です。つぎに反射形フォト・マイクロセンサの場合は、反射物体がないときに暗電流が流れます。また、構造上、暗電流ID以外にLEDの光がフォト・マイクロセンサ内部でわずかながら反射しますので、暗電流プラス内部反射電流が流れます（この電流をもれ電流ILEAKと称しております）。このもれ電流ILEAKはIDがnAであるのに対し、数百nAとなっています。

その他にご留意いただきたいこととして、暗電流IDや光電流ILの温度依存性があります。まず暗電流IDの温度依存性についてですが、とくに高温時やフォト・ダーリントンではその依存性が大きくなりますので注意することが必要です。図８に形EE-SX1018の暗電流IDの温度依存性を示します。

つぎに光電流ILについてですが、温度依存性は受光素子としてとらえますと、温度上昇にともない光電流ILは増えていく傾向となりますが、フォト・マイクロセンサの出力素子としてとらえますと、温度変化にともない、LED発光出力とフォト・トランジスタ光電流には図９のような依存性がありますので、フォト・マイクロセンサの光電流ILとしては相殺され比較的少ない出力変化（依存性）となります。図10に形EE-SX1018の光電流ILの温度依存性を示します。なお、依存性の傾向（右上がりのカーブ、左上がりのカーブ、山形のカーブ…）は不定ですので、カタログに記載されているものは代表例として考えてください。依存性の傾向が不定ということは、温度補償や温度補正を行

うことが難しいことを意味します。

図7 測定回路

図8 暗電流の温度依存性（代表例）（形EE-SX1018）

100μA

1μA

100nA

10nA

1nA

100pA

10pA

1 pA-30


暗電流

ID

-20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

VCE＝10V 0Rx

A

VCC

電流計

IF


技術解説

■フォト･マイクロセンサとしての設計①～フォト・トランジスタ出力形～

37

技術解説

図9 発光・受光素子出力の温度依存性（代表例）

100

-30周囲温度Ta（℃）

相対値(

％)

-20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

LED発光出力

フォト・トランジスタ光電流

Ta＝25℃を100とする

図10 光電流の温度依存性（代表例）（形EE-SX1018）120

110

100

90

80

70

60-60


相対光電流（％）

-40 -20 0 20 40 60 80 100

測定条件 IF＝20mA VCE＝5V

（各種特性の変化について）前項では出力（受光）素子の特性について述べました。ここでは設計にあたって何をポイントにするかを説明いたします（なお、ここでは最悪値設計〔Worst case design〕という手法をとり入れて説明します）。最悪値設計とは、フォト・マイクロセンサの各種特性が、機能上悪い（最悪の）方にかたよった場合でも、正常に動作するように設計する手法です。フォト・マイクロセンサでは光電流ILが最少、暗電流IDなどのもれ電流が最大となったときを想定することにより最悪値設計を行います。つまり物体検出時の電流と非検出時の電流の比が最小になる状態を想定することになります。

光電流ILと暗電流IDの最悪値は，カタログなどの規格、（電気的特性）をみることによって把握することができます（いずれの規格も最小値あるいは最大値が規格化されています）。表１はオムロンフォト・マイクロセンサ数種の光電流ILと暗電流IDの限界規格値を示しています。

実際の設計においては、表１の限界の規格値をもとに展開していきますが、これだけでは最悪値設計とはなりません。なぜなら、暗電流IDについては、・周囲（外乱）光・温度上昇・電源電圧・反射形の場合、内部反射によるもれ電流などの要素による「加算分」を考慮しなければならず、また光電流ILについては、・温度変化・経年変化などの要素による「減算分」を設計の中に組入れてなければならないためです。表２に暗電流IDの「加算分」、光電流ILの「減算分」を掲げます。つぎに表１を表２の依存性を加味して置き換えてみますと（ここでの条件は最高周囲温度をTa＝60℃、VCC＝10V使用時間５万時間程度としておきます）、たとえば形EE-SX1018についてみますと、暗電流IDの最大値は，周囲温度Ta＝25℃で200nAですので，周囲温度Ta＝60℃では約４μAとなり、光電流ILの最小値は、周囲温度Ta＝25℃で２mAですので５万時間後には、温度依存性も含め1/2程度の１mA程度と考えることになります。各種フォト・マイクロセンサの最悪推定値を表３に掲げましたので、ご設計の際にご利用ください。また、これ以外に、諸特性のバラツキについても考慮しなければならないことがありますが、これについてはそのつど説明いたします。なお、反射形フォト・マイクロセンサの光電流ILの値については、当社標準測定条件における値であり、検出する物体や距離によって大きく変わ

りますので、ご注意ください。


技術解説

受光素子の種類要素フォト･トランジスタフォト･ダーリントントランジスタ

周囲（外乱）光実験にて確認実験にて確認

温度（上昇）＋25℃ごとに約10倍＋25℃ごとに約28倍

電源電圧図11 図12

温度（変化）＋10～－20％程度＋10～－20％程度

経年変化（2～5万時間）温度変化とあわせ、初期のS Q程度と考える温度変化とあわせ、初期のS Q程度と考える

暗電流

光電流

形式 ID(nA)規格上限値

IL(mA)規格下限値条件

形EE-SG3(-B)

形EE-SX1018,1055形EE-SX1041,1042形EE-SX1070,1071形EE-SX198,199など

形EE-SM3形EE-SM3B形EE-SJ3W-B形EE-SK3W-B

形EE-SB5(-B)形EE-SF5(-B)形EE-SY110

形EE-SY201

条件

200

200

250

200

250

VCE＝10V, 0rxTa＝25℃

2

マイクロフォトニックデバイス フォト・マイクロ センサ...

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マイクロフォトニックデバイスフォト・マイクロセンサ...