JP2553806B2 - 光電スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投光手段から出力され
るパルス光を受光手段により受光して物体の有無などを
検出する光電スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の光電スイッチとしては、例え
ば、所定パルス幅の単発パルス光を所定周期で出力する
投光部と、投光部からのパルス光を受光して物体の有無
を判別する受光部とから構成したものがある。この場
合、受光部は、パルス光を受ける受光素子，増幅回路，
積分回路および比較回路などから構成しており、受光素
子に受けられたパルス光を電気信号に変換し、増幅回路
および積分回路を介してその電気信号を増幅，積分して
比較回路によりその積分値が所定レベル以上であるとき
にパルス光の検出状態を示す検出信号を出力するように
構成している。

【０００３】これにより、例えば、透過形の光電スイッ
チでは、光軸を遮る物体が存在する場合には、検出信号
が得られなくなることにより物体の存在を検出すること
ができるものである。

【０００４】また、上述の積分回路から出力される積分
値をさらに高い安定動作レベルで比較する比較回路を設
け、その積分値が安定動作レベル以上あるときには安定
動作信号を出力する構成とすることにより、受光部に十
分な光が入射していることを検出することができ、安定
な状態で検出動作を行える状態であることも検出できる
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来構成のものでは、受光部において、受光素子によ
り変換された電気信号は微弱な信号であるため、増幅回
路により増幅するまでの間でノイズなどによる悪影響を
受け易く、このため、投光量を大きくしたりあるいは受
光部において受光素子と増幅回路との間の距離を短くす
る等してノイズ対策を施す等の対処を行う必要があっ
た。

【０００６】これに対し、最近では、例えば、受光ユニ
ットとして、受光素子，増幅回路，積分回路および比較
回路を１チップ内に一体に組み込んで構成したものが供
されている。このものは、受光素子により光電変換され
た電気信号が距離を隔てずに増幅回路にて増幅されるの
で、上述のようなノイズ混入の悪影響は受けにくい構成
となっていると共に、比較回路により積分値のレベルが
所定レベルを超えると例えば「Ｈ」レベルの検出信号を
出力するので、その検出出力をそのまま利用することが
でき、全体として簡単且つ小形化を図ることができるも
のである。

【０００７】しかしながら、このような受光ユニットに
おいては、内部に一体に組み込まれた比較回路により、
積分回路の積分値を一定の比較値で比較して検出信号を
出力する構成であるため、検出レベルが異なる安定動作
信号等を出力することができなくなる不具合がある。

【０００８】また、このような受光ユニットを用いる場
合でも、例えば、単発的な外乱光が入射した場合にその
受光量が所定レベルを超えれば検出信号を出力してしま
うため、その検出信号をそのまま利用すると誤検出を起
こす虞がある。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、受光素子，増幅回路，積分回路および
比較回路を一体に備えた構成の受光手段を用いる場合で
も、外乱光による悪影響を極力防止すると共に、検出信
号のみならず例えば安定動作信号のような異なる検出信
号をも検出することができるようにした光電スイッチを
提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の光電スイッチ
は、所定周期で投光動作を行いその１回の投光動作にお
いて投光量が順次増加される複数のパルス光を出力する
投光手段と、１チップで構成される素子からなり、前記
投光手段の１回の投光動作における前記複数のパルス光
を受光し光電変換，増幅および積分を行ってその積分値
を所定の基準値と比較して積分値が基準値以上となって
いる間受光信号を出力する受光手段と、前記受光手段か
ら出力され、連続する受光信号の出力時間が第１の基準
時間以上あるときに第１の検出信号を出力し、その受光
信号の出力時間が前記第１の基準時間よりも長い第２の
基準時間以上あるときに第２の検出信号を出力する判別
手段とを設けて構成したところに特徴を有する。

【００１１】また、上記投光手段および受光手段を設け
ると共に、前記投光手段による各投光動作開始タイミン
グから前記受光手段の受光信号出力タイミングまでの立
上り時間が第１の基準時間以下であるときに第１の検出
信号を出力すると共に前記第１の基準時間よりも短い第
２の基準時間以下であるときに第２の検出信号を出力す
る判別手段を設ける構成としても良い。

【００１２】

【作用】請求項１記載の光電スイッチによれば、投光手
段は、投光動作を所定周期で行い、その１回の投光動作
においては投光量が順次増加するように複数のパルス光
を出力し、受光手段は、その１回の投光動作における複
数のパルス光を受光すると、光電変換してその受光量に
応じた電気信号を増幅，積分してゆき、その積分値が基
準値以上である期間中一定レベルの受光信号を出力する
ようになる。

【００１３】この場合、受光手段は、１チップで構成さ
れていてその出力である受光信号は積分値が所定の基準
値以上であるか否かを示す一定レベルの信号であり、受
光素子の受光レベルを示す信号ではないが、投光手段か
ら受光手段に到達したときの受光量が多いときには、１
回の投光動作により投光手段から出力される複数のパル
ス光のうち投光レベルが低い初期のパルス光でも大きい
積分値となるので、投光動作の開始タイミングからの時
間が短い時間で基準値以上に達するようになる。そし
て、その受光信号の出力状態は１回の投光動作が終了す
るまで保持されるから、受光手段は、結果として受光量
が多いときには受光信号の出力時間が長くなり、逆に、
受光量が少ないときには、受光信号の出力時間が短くな
る。

【００１４】判別手段は、受光手段からの連続する受光
信号の出力時間が第１の基準時間以上ある場合に第１の
検出信号を出力し、また、受光信号の出力時間がさらに
長くなって第２の基準時間以上に達すると第２の検出信
号を出力するようになる。これによって、受光手段から
受光信号が出力された時点ですぐに受光状態を検出する
のではなく、第１の基準時間以上に渡って受光信号が出
力されたことをもって第１の検出信号の出力として受光
状態を呈するものとして得ることができるので、単発的
な外乱光などにより一時的に受光手段から受光信号が出
力されてしまう場合を無効化することができるようにな
る。

【００１５】また、上述の場合、判別手段においては、
第２の検出信号を出力する基準としての第２の基準時間
として、第１の基準時間よりも長い時間に設定している
ので、上述のように第１の検出信号により受光状態を呈
することを検出することに加えて、第２の検出信号によ
り、受光手段の受光量が十分にある安定な受光状態であ
ることを呈する安定動作状態の検出を行うことができる
ようになる。

【００１６】また、このように、受光手段による受光信
号の出力時間として、受光手段の受光量に応じた時間に
対応させたものとすることができることから、第２の基
準時間の設定を適宜に設定することにより、第２の検出
信号を安定動作信号とは異なる検出信号として判別する
場合にも用いることもできる。

【００１７】請求項２記載の光電スイッチによれば、上
述同様にして投光手段により出力されるパルス光が受光
手段に入力されると、その受光量に応じた積分値が得ら
れ、その積分値が基準値以上にある期間中は一定レベル
の受光信号が出力されるようになる。これにより、判別
手段は、１回の投光動作開始タイミングから受光信号の
出力タイミングまでの立上り時間が第１の基準時間以下
であるときに第１の検出信号を出力し、また、その立上
り時間が第２の基準時間以下であるときに第２の検出信
号を出力するようになる。

【００１８】この場合、立上り時間が第１の基準時間以
下であるということは、受光手段における受光量が多
く、積分値が早く基準値に達していることになり、換言
すれば、１回の投光動作が行われる時間のうち連続する
受光信号が出力されている時間が長くなっていることに
なる。したがって、これによっても外乱光の悪影響を極
力防止して正確な検出信号として出力させることができ
る。また、この立上り時間がさらに短いときに、第２の
信号を、前述と同様に安定動作状態を判別する安定動作
信号として出力させることができる。

【００１９】ところで、受光手段によっては、例えば、
投光手段からのパルス光の受光量が強すぎる場合に、受
光したパルス光を増幅するうちにその増幅機能をもった
回路部分が飽和状態となることがあり、これによって信
号出力が停止されると、所定の時定数でその信号出力を
積分している部分における積分値が低下するため、受光
していないのと同様の出力状態となってしまうことにな
り、この結果、強いパルス光を受光しているにもかかわ
らず１回の投光動作の途中で受光信号の出力が停止して
しまう構成のものがある。そして、このような場合にお
いても、判別手段は、受光信号の立上り時間で第１の検
出信号および第２の検出信号を出力する構成であるか
ら、受光信号のパルス幅に関係なく受光状態を判別する
ことができ、誤検出を極力防止することができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を透過形の光電スイッチに適用
した第１の実施例について図１および図２を参照して説
明する。電気的なブロック構成を示す図１において、投
光手段としての投光部１は次のように構成される。すな
わち、投光信号発生回路２の出力端子は段階波発生回路
３を介して合成回路４の入力端子Ａに接続され、キャリ
アパルス発生回路５の出力端子は合成回路４の入力端子
Ｂに接続されている。合成回路４の出力端子は駆動回路
６を介して投光素子７に接続されている。駆動回路６の
調節入力端子には光量調節回路８が接続されている。

【００２１】投光信号発生回路２は、所定周期で投光動
作を行わせるための投光信号Ｓａを段階波発生回路３に
与える。段階波発生回路３は、与えられた投光信号Ｓａ
を順次段階的に増加させる段階波信号Ｓｂに変換して合
成回路４に入力する。キャリアパルス発生回路４は、１
回の投光動作で複数のパルス光を出力するためのキャリ
アパルス信号Ｓｃを合成回路４に与える。

【００２２】合成回路５は、与えられた段階波信号Ｓｂ
およびキャリアパルス信号Ｓｃに基づいてアンド条件で
合成することにより段階的に増加する投光駆動信号Ｓｄ
を駆動回路６を介して投光素子７に与える。この場合、
駆動回路６は、投光駆動信号Ｓｄを、光量調節回路８か
ら与えられる投光量の指示信号に応じた投光パルス信号
Ｓｅとして投光素子７に与える。投光素子７は、ＬＥＤ
等によりなるもので、投光パルス信号Ｓｅに応じた投光
量でパルス光を出力する。

【００２３】受光手段としての受光ユニット９は、受光
素子部１０，増幅回路部１１，積分回路部１２および比
較回路部１３を一体に組込んでなる１チップの素子とし
て形成されたものである。受光素子部１０は、フォトダ
イオード等からなるもので、パルス光を受けるとこれを
電気信号に変換し、増幅回路部１１を介して積分回路部
１２に与える。積分回路部１２は増幅回路部１１から与
えられる電気信号を積分してその積分値となるアナログ
信号Ｓｆをを比較回路部１３に与える。比較回路部１３
は、積分回路部１３からアナログ信号Ｓｆとして与えら
れる積分値をあらかじめ設定されている基準値ＴＨと比
較してこれを上回るときに「Ｈ」レベルの受光信号Ｓｇ
（Ｓｈ）を出力するようになっている。

【００２４】判別手段としての判別回路１４は、第１の
判別回路１５および第２の判別回路１６から構成され
る。これら第１および第２の判別回路１５，１６は受光
ユニット１０から与えられる受光信号Ｓｇ（Ｓｈ）に対
して、その「Ｈ」レベルとなっている時間がそれぞれ設
定回路１５ａ，１６ａにより設定されている基準時間Ｔ
１，Ｔ２を超えると、「Ｈ」レベルのパルス信号による
検出信号ＳＰおよび安定動作信号ＳＱを第１および第２
の検出信号としてそれぞれ出力するようになっている。

【００２５】次に、本実施例の作用について図２をも参
照して説明するに、（１）投光部１における投光動作、
（２）受光ユニット９における受光動作、（３）判別回
路１４における判別動作について順次説明する。

【００２６】（１）投光動作 投光部１において、投光信号発生回路２は、図２（ａ）
に示すように、所定周期で所定パルス幅の投光信号Ｓａ
を繰返し出力する。この投光信号Ｓａのパルス幅は、１
回の投光動作で出力するパルス光の期間を設定してい
る。段階波生成回路３は、その投光信号Ｓａが与えられ
ると、これを順次連続的に投光量が増加する信号とすべ
く、図２（ｂ）に示すような三角波形状をなす段階波信
号Ｓｂに変換して合成回路４に出力するようになる。

【００２７】一方、キャリアパルス発生回路５において
は、図２（ｃ）に示すように、上述の投光信号Ｓａに比
べて十分高い繰返し周波数の連続的なパルスをキャリア
パルス信号Ｓｃとして出力する。そして、合成回路４に
おいては、段階波信号Ｓｂとキャリアパルス信号Ｓｃと
のアンド条件で合成を行い、図２（ｄ）に示すように、
キャリアパルス信号Ｓｃの振幅が順次連続的に増加する
パルス列となる投光駆動信号Ｓｄを生成して駆動回路６
に与えるようになる。

【００２８】駆動回路６は、与えられた投光駆動信号Ｓ
ｄを光量調節回路８からの光量調節信号に応じて振幅を
調節し、図２（ｅ）に示すような投光パルス信号Ｓｅと
して投光素子７に与えるようになる。これにより、投光
素子７は、１回の投光動作で投光パルス信号Ｓｅに応じ
て順次連続的に投光量が増加するパルス光を出力し、こ
れを所定周期で繰返すようになる。

【００２９】（２）受光動作 受光ユニット９において、受光素子部１０は投光部１か
らのパルス光を受光すると、その受光量に応じた電気信
号に変換し増幅回路部１１を介して増幅された電気信号
として積分回路部１２に与えるようになる。この場合、
増幅回路部１１から積分回路部１２に出力される電気信
号は、受光素子部１０により受光されるパルス光の受光
量が順次増加するので、順次大きな振幅の信号として出
力されるようになる。

【００３０】積分回路部１２は、与えられた電気信号を
積分してゆくので、その積分値としてのアナログ信号Ｓ
ｆは、図２（ｆ）に示すように、段階波生成回路３の出
力である段階波信号Ｓｂと類似した三角波状の波形とな
る。この場合、アナログ信号Ｓｆの波形の傾斜角度は、
受光素子部１０による受光量が多い程積分量が大きくな
ることにより急な角度となる。

【００３１】そして、比較回路部１３においては、積分
回路部１２から与えられる積分値としてのアナログ信号
Ｓｆのレベルをあらかじめ設定されている基準値ＴＨと
比較し、その基準値以上となる状態で、図２（ｇ）ある
いは（ｈ）に示すような「Ｈ」レベルの受光信号Ｓｇあ
るいはＳｈを出力するようになる。

【００３２】この場合、受光信号Ｓｇ（パルス幅ｔ１）
は、受光素子部１０における受光量が少ないときに対応
し、受光信号Ｓｈ（パルス幅ｔ２）は、受光量が多いと
きに対応する。つまり、受光量が少ないときには、アナ
ログ信号Ｓｆの傾斜が緩かになることにより、基準値Ｔ
Ｈに達するのが遅くなり、結果として、１回の受光動作
が終了してアナログ信号Ｓｆのレベルがゼロになるまで
の時間が短くなるので、短いパルス幅ｔ１の受光信号Ｓ
ｇが出力されるのである。そして、受光信号Ｓｈについ
ては、その逆の理由により広いパルス幅ｔ２の受光信号
Ｓｈが出力されるのである。

【００３３】（３）判別動作 さて、このように受光ユニット９から受光信号Ｓｇ（あ
るいは受光信号Ｓｈ）が出力されると、判別回路１４に
おいては次のようにして検出信号ＳＰあるいは安定動作
信号ＳＱが出力されるようになる。

【００３４】すなわち、受光信号Ｓｇは、第１および第
２の判別回路１５および１６に入力される。そして、第
１の判別回路１５においては、受光信号Ｓｇ（あるいは
受光信号Ｓｈ）のパルス幅ｔ１（あるいはパルス幅ｔ
２）が設定回路１５ａにより設定された基準時間Ｔ１以
上であるか否かを判別し、例えば、いずれの受光信号Ｓ
ｇ，Ｓｈのパルス幅ｔ１，ｔ２も基準時間Ｔ１以上であ
る場合には、出力端子から検出信号ＳＰを第１の検出信
号として出力するようになる。

【００３５】ところで、受光ユニット９から出力される
受光信号Ｓｇ（あるいはＳｈ）は、受光素子部１０に入
射された光が単発的な外乱光である場合でも、その積分
値が基準値ＴＨに達すると出力されてしまうが、第１の
判別回路１５においてその出力時間であるパルス幅ｔ１
（あるいはｔ２）が基準時間Ｔ１以上継続しているかど
うかを判別するので、投光部１の投光動作による複数の
パルス光を受光していることを判別できるものである。

【００３６】なお、図示はしないが、この第１の判別回
路１５から出力される検出信号に基いて、投光部１から
のパルス光を遮る物体の有無を検出し、その検出状態
を、例えば、表示灯を点灯させたり出力回路に信号を出
力して負荷等を駆動させることにより報知することがで
きる。

【００３７】一方、第２の判別回路１６においては、例
えば、安定動作状態を検出するための設定時間Ｔ２（Ｔ
２＞Ｔ１）が設定回路１６ａにより設定されているとす
ると、例えば、受光信号Ｓｇは、そのパルス幅ｔ１が小
さいことにより第２の検出信号としての安定動作信号Ｓ
Ｑが出力されないが、受光信号Ｓｈは、そのパルス幅ｔ
２が設定時間Ｔ２よりも大きいことにより安定動作信号
ＳＱを出力する。

【００３８】これにより、受光信号Ｓｇが出力される状
態では、受光ユニット９による受光量が不十分であるた
め、安定動作状態ではないことが判別され、受光信号Ｓ
ｈが出力される状態では、受光量が十分であるため安定
動作状態であることが安定動作信号ＳＱの出力をもって
判別されたことになるのである。そして、この場合にも
上述同様にしてその安定動作信号ＳＱの出力に応じて安
定動作表示灯等に表示させることができる。

【００３９】このような本実施例によれば、次のような
効果が得られる。すなわち、外部からのノイズの悪影響
を受けにくい受光ユニット９を用いた構成としながら、
投光部１により、１回の投光動作で投光量が順次増加さ
れる複数のパルス光を出力させるようにし、判定回路１
４において、受光ユニット９から出力される一定レベル
の受光信号Ｓｇ（あるいはＳｈ）のパルス幅ｔ１（ある
いはｔ２）に応じて検出信号ＳＰおよび安定動作信号Ｓ
Ｑを出力する構成としたので、受光ユニット９により受
光されるパルス光の受光量の差に応じて異なる受光状態
を判別することができる。

【００４０】また、第１の判別回路１５により、基準時
間Ｔ１で検出信号ＳＰを判別して出力する構成としてい
るので、受光ユニット９から単発的な外乱光などの受光
による受光信号Ｓｇ（あるいはＳｈ）が出力された場合
でも、投光部１からの連続した複数のパルス光と異なり
そのパルス幅が短くなることによりこれを判別すること
ができるようになり、極力誤検出を防止することができ
る。

【００４１】図３ないし図５は本発明を５光軸の多光軸
光電スイッチに適用した第２の実施例を示すもので、以
下これについて説明する。電気的なブロック構成を示す
図３において、投光手段としての投光部１７は、次のよ
うに構成される。

【００４２】すなわち、投光動作を制御する投光制御回
路１８は、マイクロコンピュータ，ＲＯＭ，ＲＡＭなど
から構成されるもので、図示しない投光制御プログラム
があらかじめ記憶されている。この投光制御回路１８に
おいて、出力端子ＡないしＥはスイッチ回路１９ａない
し１９ｅの制御入力端子に接続されており、出力端子Ｆ
およびＧは電圧発生回路２０の各入力端子に接続されて
いる。

【００４３】電圧発生回路２０は、投光制御回路１８か
ら与えられる信号に基づいて投光信号を電圧信号として
出力するもので、その出力端子は調整回路２１を介して
上述の５個のスイッチ回路１９ａないし１９ｅの各入力
端子に接続されている。そのスイッチ回路１９ａないし
１９ｅの各出力端子は、それぞれ、駆動回路２２ａない
し２２ｅを介して投光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオ
ード）２３ａないし２３ｅに接続されている。

【００４４】次に、受光部２４の構成について述べる。
受光手段としての５つの受光ユニット２５ａないし２５
ｅは、ＬＥＤ２３ａないし２３ｅに対応して光軸を構成
するように設けられたもので、その内部構成については
第１の実施例で用いた受光ユニット９と同様に、受光素
子部，増幅回路部，積分回路部および比較回路部により
構成されるものである。

【００４５】判別手段としての受光制御回路２６は、マ
イクロコンピュータ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどから構成され
るもので、図示しない受光判別プログラムがあらかじめ
記憶されている。この受光制御回路２６において、入力
端子ＨないしＬは受光ユニット２５ａないし２５ｅの各
出力端子に接続されている。また、受光制御回路２６の
出力端子ＭないしＯはそれぞれ動作表示灯２７，安定動
作表示灯２８および出力回路２９の入力端子に接続され
ている。

【００４６】動作表示灯２７は、物体の検出状態を呈す
る信号を受けると点灯し、安定動作表示灯２８は安定動
作状態を示す検出信号を受けると点灯する。また、出力
回路２９は、物体検出の信号を受けると出力端子Ｚに物
体検出信号を出力するようになっている。

【００４７】次に、上記構成の作用について図４および
図５を参照し、（１）投光動作および（２）受光動作お
よび判別動作に分けて説明する。

【００４８】（１）投光動作 まず、投光部１７において、投光制御回路１８は、出力
端子ＦおよびＧから図４（ｆ）および（ｇ）に示すよう
な「Ｈ」，「Ｌ」のデジタル信号ＳＦおよびＳＧを所定
タイミングで出力する。電圧発生回路２０においては、
このデジタル信号ＳＦおよびＳＧの組合わせに応じて、
投光信号としての電圧信号ＳＶを出力するようになる。

【００４９】この場合、電圧信号ＳＶは、１サイクル中
に同期信号および５光軸に対応した投光信号を含んでお
り、これを所定周期で繰返すようになっている。このよ
うな電圧信号ＳＶは、調整回路２１にて適切なレベルと
なるように調整された後、各スイッチ回路１９ａないし
１９ｅの入力端子に与えられるようになっている。な
お、電圧信号ＳＶの各投光動作に対応した投光信号は、
電圧レベルが低レベルから高レベルに向けて順次段階的
に増加するパルス光を出力すべく３段階に変化する信号
とされている。また、同期信号は投光信号の１回の投光
動作のパルス光の数よりも多くその投光量は上述の投光
信号の最大のレベルのパルス光に等しくなるように設定
されている。

【００５０】一方、投光制御回路１８は、出力端子Ａな
いしＥから各光軸に対応したタイミングで、図４（ａ）
ないし（ｅ）に示すような短い繰返し周期のパルス信号
ＳＡないしＳＥを出力してスイッチ回路１９ａないし１
９ｅをオンオフさせる。これにより、各駆動回路２２ａ
ないし２２ｅには、図４（ｉ）ないし（ｍ）に示すよう
な投光パルス信号ＰＡないしＰＥが与えられるようにな
る。この場合、投光パルス信号ＰＡには同期パルス信号
が含まれた状態となっている。

【００５１】そして、ＬＥＤ２３ａないし２３ｅは、駆
動回路２２ａないし２２ｅのそれぞれから駆動電流が与
えられるようになり、１回の投光動作において、投光パ
ルス信号ＰＡないしＰＥに応じた投光量で、順次段階的
に増加する複数のパルス光として出力されるようにな
る。この場合、ＬＥＤ２３ａは、同期信号に対応したパ
ルス光の投光を行った後所定時間をおいて１回の投光動
作を行うことになる。

【００５２】（２）受光動作および判別動作 さて、上述のように投光動作が行われるのに対応して受
光部２４においては、次のようにして各光軸に対応して
受光動作が行われる。すなわち、まず、受光ユニット２
５ａは、ＬＥＤ２３ａからの同期信号に対応したパルス
光を受光すると、そのパルス光の受光量に応じたパルス
幅の受光信号を出力するようになる。

【００５３】受光制御回路２６においては、受光ユニッ
ト２５ａから同期信号に対応したパルス幅の受光信号が
与えられると、そのパルス幅が同期信号検出用の設定時
間以上であることから同期信号を受光したことを判別
し、これに基いて投光動作周期と同じ周期で各受光ユニ
ット２５ｂないし２５ｅからの受光信号を受付けるよう
になる。これにより、ＬＥＤ２３ａないし２３ｅから出
力される各投光動作におけるパルス光は対応する光軸の
受光ユニット２５ａないし２５ｅにより同期をとった状
態で受光されるようになる。

【００５４】さて、各受光ユニット２５ａないし２５ｅ
においては、対応するＬＥＤ２３ａないし２３ｅから各
投光動作に対応して図５（ａ）に示すようなパルス光が
与えられるので、その受光量に応じて同図（ｂ）に示す
ような積分値のアナログ信号が得られる。これにより、
受光ユニット２５ａないし２５ｅからは、受光量に対応
して同図（ｃ）ないし（ｆ）に示すようなパルス幅の受
光信号が出力されるようになる。

【００５５】この場合、例えば同図（ｂ）の実線で示す
ようなアナログ信号が得られるとすると、内部の基準値
ＴＨに対して３段階の最初の値が既に超えているので、
受光制御回路２６には同図（ｃ）に示すようなパルス幅
の受光信号が入力されるようになる。一方、同図（ｂ）
の破線で示すようなアナログ信号が得られた場合には、
３段階の最後の値で基準値ＴＨに達することから、受光
制御回路２６には同図（ｅ）に示すようなパルス幅の受
光信号が入力されるようになる。

【００５６】また、光軸を遮る物体が存在する場合に
は、その光軸に対応する受光ユニット２５ａないし２５
ｅから受光信号が出力されなくなることにより、同図
（ｆ）に示すように、受光制御回路２６には、同期タイ
ミングに応じた「Ｈ」レベルの受光信号が入力されない
ようになり、物体の遮光を検出することができる。

【００５７】このような様々な受光信号の入力状態に応
じて、受光制御回路２６は、受光判別プログラムにより
そのパルス幅を判別し、受光状態を検出するためのパル
ス幅以上であれば第１の検出信号として出力するように
なる。そして、１光軸でもその検出信号が得られないと
きには物体が遮光したとして動作表示灯２７に表示出力
を与えると共に、物体検出信号を出力回路２９に与える
ようになる。また、全ての光軸の受光信号のパルス幅が
広く安定な受光状態であれば、第２の信号としての安定
動作信号を出力し、安定動作表示灯２８を点灯させるよ
うになる。

【００５８】このような本実施例によれば、投光部１７
から、各光軸において１回の投光動作で、段階的に順次
増加するパルス光を出力するようにし、受光部２４にお
いて受光制御回路２６により各受光ユニット２５ａない
し２５ｅから与えられる受光信号のパルス幅によりその
受光状態を判別するようにしたので、第１の実施例と同
様に、受光ユニット２５ａないし２５ｅにより外部から
のノイズに強い構成とすることができ、この場合でも遮
光状態と安定な受光状態とを判別できる。

【００５９】なお、上記各実施例においては、受光信号
の出力時間に応じて受光状態を判別して第１および第２
の検出信号を出力する場合について説明したが、次のよ
うにして判別することもできる。すなわち、投光信号が
出力されたタイミングから受光信号が出力されるタイミ
ングまでの立上り時間に基づいて判別を行う構成であ
る。

【００６０】つまり、１回の投光動作の時間は所定時間
に設定されているので、投光動作の開始タイミングから
受光信号の出力タイミングまでの立上り時間が短いほど
受光ユニット９あるいは２５ａないし２５ｅへの受光量
が多いことになる。したがって、例えば第２の実施例に
おいては、受光制御回路２６において、同期信号を基準
として設定される投光動作の開始タイミングと受光ユニ
ット２５ａないし２５ｅからの受光信号の立ち上がりタ
イミングまでの時間を検出することにより、第１および
第２の検出信号として受光状態を呈する検出信号および
安定動作信号を得ることができるのである。

【００６１】そして、上述のように立上り時間で判別す
る構成は、次のような受光手段を用いている場合に有効
なものとなる。すなわち、受光手段によっては、例え
ば、投光手段からのパルス光の受光量が強すぎる場合
に、受光したパルス光を増幅回路で増幅するうちに増幅
回路が飽和してしまい増幅回路から信号の出力がなくな
ってしまうことがあり、この場合には、積分回路の積分
値がダウンすることになり、結果として比較回路からの
受光信号の出力がなくなることになる。つまり、そのと
きには強いパルス光を受光しているにもかかわらず１回
の投光動作の途中で受光信号の出力が停止してしまうの
である。したがって、このような場合においては、判別
手段により、立上り時間で検出信号および第２の信号を
出力する構成とすれば、誤検出を極力防止することがで
きるようになる。

【００６２】また、上記各実施例においては、キャリア
パルス信号Ｓｃやパルス信号ＳＡのような高い周波数で
多数のパルス光を出力する構成としたが、これに限ら
ず、投光量が順次増加されるように２個以上の複数のパ
ルス光を出力するように構成しても良い。

【００６３】

【発明の効果】本発明の光電スイッチによれば、以下に
示すような優れた効果を得ることができる。

【００６４】すなわち、請求項１記載の光電スイッチに
よれば、投光手段により１回の投光動作で投光量が順次
増加する複数のパルス光を出力させ、判別手段により、
受光手段からの受光信号の出力時間が第１の基準時間以
上ある場合に第１の検出信号を出力し、これよりも長く
設定された第２の基準時間以上になると第２の検出信号
を出力するようにしたので、受光手段から受光状態を示
す一定レベルの受光信号が出力される場合でも、その受
光量に応じた異なるレベルの受光状態を判別することが
できる。そして、第１の検出信号を、受光信号の出力時
間が所定時間以上ある場合に出力するので、受光信号が
単発的な外乱光などにより出力されている場合でも、こ
れを誤って受光状態の検出信号とすることがなくなり、
また、第２の検出信号により例えば安定動作状態の検出
を行うことができる。

【００６５】請求項２記載の光電スイッチによれば、判
別手段により、１回の投光動作開始タイミングから受光
信号の出力タイミングまでの立上り時間が第１の基準時
間以下であるときに第１の検出信号を出力し、また、そ
れよりも短く設定された第２の基準時間以下であるとき
に第２の検出信号を出力するようにしたので、外乱光の
悪影響を極力防止して正確な検出信号として出力させる
ことができる。また、この立上り時間がさらに短いとき
に、第２の検出信号を、前述と同様に安定動作状態を判
別する安定動作信号として出力させることができる。

【００６６】そして、この場合に、受光手段によって、
例えば、投光手段からのパルス光の受光量が強すぎる場
合に、受光したパルス光を増幅部で増幅するうちにその
機能が飽和して信号が出力されなくなることがあり、こ
れによって積分値が低下することになって基準値を下回
ると受光信号の出力がなくなることになり、強いパルス
光を受光しているにもかかわらず１回の投光動作の途中
で受光信号の出力が停止してしまう場合でも、誤検出を
極力防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す電気的構成図

【図２】各部の信号出力状態を示す作用説明図

【図３】本発明の第２の実施例を示す図１相当図

【図４】投光部における図２相当図

【図５】受光部における受光状態に応じた信号出力状態
を示す作用説明図

【符号の説明】

１は投光部（投光手段）、２は投光信号発生回路、３は
段階波生成回路、４は合成回路、５はキャリアパルス発
生回路、６は駆動回路、７は投光素子、８は光量調節回
路、９は受光ユニット（受光手段）、１０は受光素子
部、１１は増幅回路部、１２は積分回路部、１３は比較
回路部、１４は判別回路（判別手段）、１５は第１の判
別回路、１６は第２の判別回路、１７は投光部（投光手
段）、１８は投光制御回路、１９ａないし１９ｅはスイ
ッチ回路、２０は電圧発生回路、２３ａないし２３ｅは
ＬＥＤ、２４は受光部、２５ａないし２５ｅは受光ユニ
ット（受光手段）、２６は受光制御回路（判別手段）、
２７は動作表示灯、２８は安定動作表示灯、２９は出力
回路である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定周期で投光動作を行いその１回の投
   光動作において投光量が順次増加される複数のパルス光
   を出力する投光手段と、１チップで構成される素子からなり、 前記投光手段の１
   回の投光動作における前記複数のパルス光を受光し光電
   変換，増幅および積分を行ってその積分値を所定の基準
   値と比較して積分値が基準値以上となっている間受光信
   号を出力する受光手段と、 前記受光手段から出力され、連続する受光信号の出力時
   間が第１の基準時間以上あるときに第１の検出信号を出
   力し、その受光信号の出力時間が前記第１の基準時間よ
   りも長い第２の基準時間以上あるときに第２の検出信号
   を出力する判別手段とを具備して構成したことを特徴と
   する光電スイッチ。
2. 【請求項２】 所定周期で投光動作を行いその１回の投
   光動作において投光量が順次増加される複数のパルス光
   を出力する投光手段と、１チップで構成される素子からなり、 前記投光手段の１
   回の投光動作における前記複数のパルス光を受光し光電
   変換，増幅および積分を行ってその積分値を所定の基準
   値と比較して積分値が基準値以上となっている間受光信
   号を出力する受光手段と、 前記投光手段による各投光動作開始タイミングから前記
   受光手段の受光信号出力タイミングまでの立上り時間が
   第１の基準時間以下であるときに第１の検出信号を出力
   すると共に前記第１の基準時間よりも短い第２の基準時
   間以下であるときに第２の検出信号を出力する判別手段
   とを具備して構成したことを特徴とする光電スイッチ。