JP3311772B2 - 光電スイッチ及び光電スイッチ制御装置 - Google Patents
光電スイッチ及び光電スイッチ制御装置Info
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- JP3311772B2 JP3311772B2 JP08575192A JP8575192A JP3311772B2 JP 3311772 B2 JP3311772 B2 JP 3311772B2 JP 08575192 A JP08575192 A JP 08575192A JP 8575192 A JP8575192 A JP 8575192A JP 3311772 B2 JP3311772 B2 JP 3311772B2
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- distance
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- pulse
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物体にパルス光を照射
し、その反射光を受光することによって物体までの距離
を求め、その距離に応じてオン，オフ信号を選択的に出
力する測距式の光電スイッチ及び光電スイッチ制御装置
に関するものである。
し、その反射光を受光することによって物体までの距離
を求め、その距離に応じてオン，オフ信号を選択的に出
力する測距式の光電スイッチ及び光電スイッチ制御装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】反射型の光電スイッチは、投光素子から
パルス変調光を間欠的に投光し、このパルス変調光の検
知物体による反射光を受光し、その受光信号を上記投光
パルスと同一もしくは若干位相の遅れた同期パルスと同
期をとって出力させる構成が一般的である。
パルス変調光を間欠的に投光し、このパルス変調光の検
知物体による反射光を受光し、その受光信号を上記投光
パルスと同一もしくは若干位相の遅れた同期パルスと同
期をとって出力させる構成が一般的である。
【０００３】この種の光電スイッチは各種の自動化設備
などにおいては複数個用いられることが普通である。と
ころが、このように複数の光電スイッチを設置すると、
各光電スイッチの投光パルスを間欠的に投光するタイミ
ングは非常に酷似しているのが一般的であるため、光電
スイッチ相互間で投光パルスの投光タイミングが重複す
ることがある。その結果、１つの光電スイッチからの投
光パルスが他の光電スイッチで受光され、検知物体が存
在しないにもかかわらず、誤検知出力が得られるという
問題があった。
などにおいては複数個用いられることが普通である。と
ころが、このように複数の光電スイッチを設置すると、
各光電スイッチの投光パルスを間欠的に投光するタイミ
ングは非常に酷似しているのが一般的であるため、光電
スイッチ相互間で投光パルスの投光タイミングが重複す
ることがある。その結果、１つの光電スイッチからの投
光パルスが他の光電スイッチで受光され、検知物体が存
在しないにもかかわらず、誤検知出力が得られるという
問題があった。
【０００４】そこで、従来ではこの問題を無くすため
に、自己のパルス光による検知物体からの反射光の受光
出力が得られないタイミングで、受光出力が存在してい
るか否かを検知し、そのタイミングで受光信号が得られ
たとき、他の光電スイッチからの投光パルスが入射され
ていると判断し、自己の同期パルスの周期を変え、同期
状態を回避する方法が採られている。例えば、検知物体
の存否を判断するタイミングがパルス光の立下りである
場合、物体の存否の判断を行う判定回路によりそのパル
ス光の立上りあるいは立上りの直前における受光出力の
存在を判別して検知することができる。
に、自己のパルス光による検知物体からの反射光の受光
出力が得られないタイミングで、受光出力が存在してい
るか否かを検知し、そのタイミングで受光信号が得られ
たとき、他の光電スイッチからの投光パルスが入射され
ていると判断し、自己の同期パルスの周期を変え、同期
状態を回避する方法が採られている。例えば、検知物体
の存否を判断するタイミングがパルス光の立下りである
場合、物体の存否の判断を行う判定回路によりそのパル
ス光の立上りあるいは立上りの直前における受光出力の
存在を判別して検知することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記反射式の光電スイ
ッチとしては、上述のように検知物体からの反射光の受
光量の大小で検知物体の有無を判断するもの以外に、検
知物体までの距離を測定して検知物体の有無を判断する
いわゆる測距式のものがある。この種の測距式の光電ス
イッチの場合、従来のように他の光電スイッチの投光パ
ルスによる検知物体からの反射光の光量の大小だけで誤
動作するレベルの判断をすることができない。つまり、
他の光電スイッチの投光パルスによる検知物体からの反
射光の光量が小さい場合にも、測距という点では、求め
られた検知物体が設定距離内にあるような出力が得ら
れ、検知物体が無いかあるいは設定距離よりも遠くに存
在するにもかかわらず、検知物体有りと判断する可能性
があるからである。
ッチとしては、上述のように検知物体からの反射光の受
光量の大小で検知物体の有無を判断するもの以外に、検
知物体までの距離を測定して検知物体の有無を判断する
いわゆる測距式のものがある。この種の測距式の光電ス
イッチの場合、従来のように他の光電スイッチの投光パ
ルスによる検知物体からの反射光の光量の大小だけで誤
動作するレベルの判断をすることができない。つまり、
他の光電スイッチの投光パルスによる検知物体からの反
射光の光量が小さい場合にも、測距という点では、求め
られた検知物体が設定距離内にあるような出力が得ら
れ、検知物体が無いかあるいは設定距離よりも遠くに存
在するにもかかわらず、検知物体有りと判断する可能性
があるからである。
【０００６】本発明は上述の点に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、測距式の光電スイッチ
及び光電スイッチ制御装置において外部光による誤動作
を回避することができるようにすることにある。
あり、その目的とするところは、測距式の光電スイッチ
及び光電スイッチ制御装置において外部光による誤動作
を回避することができるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、光量判別手段のパルス光の立上り時点
における受光手段の受光出力が最低光量以上であり、且
つ距離判別手段で予め設定された距離内に検知物体があ
ることが検知された場合に、上記パルス光の投光周期を
可変する投光周期可変手段を設けてある。
達成するために、光量判別手段のパルス光の立上り時点
における受光手段の受光出力が最低光量以上であり、且
つ距離判別手段で予め設定された距離内に検知物体があ
ることが検知された場合に、上記パルス光の投光周期を
可変する投光周期可変手段を設けてある。
【０００８】
【作用】本発明は、上述のように構成することにより、
外部光が存在し、設定距離内に検知物体有りと判断され
る恐れのあるとき、つまりは外部光の入射周期が自己の
パルス光の投光周期に同期したとき、投光周期可変手段
でパルス光の投光周期を可変してパルス光の投光周期と
外部光の入射周期との同期状態を外し、外部光による誤
動作を回避する。
外部光が存在し、設定距離内に検知物体有りと判断され
る恐れのあるとき、つまりは外部光の入射周期が自己の
パルス光の投光周期に同期したとき、投光周期可変手段
でパルス光の投光周期を可変してパルス光の投光周期と
外部光の入射周期との同期状態を外し、外部光による誤
動作を回避する。
【０００９】
【実施例】図１乃至図５に本発明の一実施例を示す。本
実施例の測距式の光電スイッチでは、パルス光を間欠的
に投光して検知物体Ｘの表面に光スポットを形成する投
光手段１を、図３に示すように、投光素子１２と、投光
タイミングを設定するクロックパルスを発生する発振回
路１０と、この発振回路１０から与えられるクロックパ
ルスに応じたパルス幅及び周期で上記投光素子１２を駆
動する駆動回路１１と、投光素子１２から発せられる光
を光ビームＰとする投光用光学系１３とで構成してあ
る。
実施例の測距式の光電スイッチでは、パルス光を間欠的
に投光して検知物体Ｘの表面に光スポットを形成する投
光手段１を、図３に示すように、投光素子１２と、投光
タイミングを設定するクロックパルスを発生する発振回
路１０と、この発振回路１０から与えられるクロックパ
ルスに応じたパルス幅及び周期で上記投光素子１２を駆
動する駆動回路１１と、投光素子１２から発せられる光
を光ビームＰとする投光用光学系１３とで構成してあ
る。
【００１０】上記パルス光の検知物体Ｘによる反射光を
受光する受光手段２は、投光手段１から所定距離をおい
て側方に配置され検知物体Ｘによる光ビームＰの反射光
Ｒを集光する受光用光学系１４と、上記反射光Ｒを受光
し受光面上に結像されるＰＳＤなどからなる位置検出素
子１５とで構成してある。ここで、位置検出素子１５で
は、受光面上に結像される光スポットの位置に対応して
比率が決まる一対の出力が得られる。具体的には、光ス
ポットの位置に対応する一対の電流信号Ｉａ，Ｉｂが出
力され、これら電流信号Ｉａ，Ｉｂは図４（ａ）に示す
ように距離に比例したものとなっている。
受光する受光手段２は、投光手段１から所定距離をおい
て側方に配置され検知物体Ｘによる光ビームＰの反射光
Ｒを集光する受光用光学系１４と、上記反射光Ｒを受光
し受光面上に結像されるＰＳＤなどからなる位置検出素
子１５とで構成してある。ここで、位置検出素子１５で
は、受光面上に結像される光スポットの位置に対応して
比率が決まる一対の出力が得られる。具体的には、光ス
ポットの位置に対応する一対の電流信号Ｉａ，Ｉｂが出
力され、これら電流信号Ｉａ，Ｉｂは図４（ａ）に示す
ように距離に比例したものとなっている。
【００１１】上記受光手段２の出力には信号処理部５を
設けてあり、この信号処理部５を、上記位置検出素子１
５の各出力の比から検知物体Ｘまでの距離を求め、この
距離が予め設定された距離内にあるか否かを判別する距
離判別手段５ａと、位置検出素子１５において最低限の
光量が受光さているか否かを判別する光量判別手段５ｂ
と、上記位置検出素子１５の受光量が最低光量以上であ
り、且つ距離判別手段５ａで求められた距離が予め設定
された距離以内であるか否かをパルス光の投光周期に同
期して検知し、この状態が複数回連続して検知されたと
きに物体Ｘが存在すると判定する判定手段としての判定
回路６と、この判定結果に応じてオン，オフ信号を選択
的に出力する出力手段として出力回路７とで構成してあ
る。
設けてあり、この信号処理部５を、上記位置検出素子１
５の各出力の比から検知物体Ｘまでの距離を求め、この
距離が予め設定された距離内にあるか否かを判別する距
離判別手段５ａと、位置検出素子１５において最低限の
光量が受光さているか否かを判別する光量判別手段５ｂ
と、上記位置検出素子１５の受光量が最低光量以上であ
り、且つ距離判別手段５ａで求められた距離が予め設定
された距離以内であるか否かをパルス光の投光周期に同
期して検知し、この状態が複数回連続して検知されたと
きに物体Ｘが存在すると判定する判定手段としての判定
回路６と、この判定結果に応じてオン，オフ信号を選択
的に出力する出力手段として出力回路７とで構成してあ
る。
【００１２】上記距離判別手段５ａは、位置検出素子１
５から出力される電流信号Ｉａ，Ｉｂを夫々増幅して電
圧信号Ｖａ，Ｖｂに変換する受光回路２１ａ，２１ｂ
と、これら受光回路２１ａ，２１ｂの出力を対数増幅す
る対数増幅回路２２ａ，２２ｂと、対数増幅回路２２
ａ，２２ｂの出力ｌｎＶａ，ｌｎＶｂの減算を行う減算
回路２３と、減算回路２３の出力｛ｌｎＶａ−ｌｎＶｂ
＝ｌｎ（Ｖａ／Ｖｂ）｝と距離設定用ボリュームＶＲ1
にて設定された基準電圧とを比較し、検知物体Ｘが設定
距離内に存在するか否かを判断する比較回路２４と、比
較回路２４の出力を発振回路１０の出力であるクロック
パルスに同期してラッチするラッチ回路２５とで構成し
てある。なお、減算回路２３の出力ｌｎ（Ｖａ／Ｖｂ）
は図４（ｂ）に示すように距離に比例して変化する。
５から出力される電流信号Ｉａ，Ｉｂを夫々増幅して電
圧信号Ｖａ，Ｖｂに変換する受光回路２１ａ，２１ｂ
と、これら受光回路２１ａ，２１ｂの出力を対数増幅す
る対数増幅回路２２ａ，２２ｂと、対数増幅回路２２
ａ，２２ｂの出力ｌｎＶａ，ｌｎＶｂの減算を行う減算
回路２３と、減算回路２３の出力｛ｌｎＶａ−ｌｎＶｂ
＝ｌｎ（Ｖａ／Ｖｂ）｝と距離設定用ボリュームＶＲ1
にて設定された基準電圧とを比較し、検知物体Ｘが設定
距離内に存在するか否かを判断する比較回路２４と、比
較回路２４の出力を発振回路１０の出力であるクロック
パルスに同期してラッチするラッチ回路２５とで構成し
てある。なお、減算回路２３の出力ｌｎ（Ｖａ／Ｖｂ）
は図４（ｂ）に示すように距離に比例して変化する。
【００１３】光量判別手段５ｂは、対数増幅回路２２ｂ
の出力ｌｎＶｂを最低受光レベル設定用ボリュームＶＲ
2 で設定される基準電圧と比較する比較回路２９と、こ
の比較回路２９の出力を発振回路１０のクロックパルス
に同期してラッチするラッチ回路３０とで構成してあ
る。なお、本実施例の場合には、上記ラッチ回路２５，
３０では、図５（ａ）に示す投光パルスの立下りに同期
して減算回路２３及び対数増幅回路２２ｂの出力を夫々
ラッチし、次に投光素子１２から投光パルスが発せられ
るまで、比較回路２４，２９の出力を保持するようにし
てある。
の出力ｌｎＶｂを最低受光レベル設定用ボリュームＶＲ
2 で設定される基準電圧と比較する比較回路２９と、こ
の比較回路２９の出力を発振回路１０のクロックパルス
に同期してラッチするラッチ回路３０とで構成してあ
る。なお、本実施例の場合には、上記ラッチ回路２５，
３０では、図５（ａ）に示す投光パルスの立下りに同期
して減算回路２３及び対数増幅回路２２ｂの出力を夫々
ラッチし、次に投光素子１２から投光パルスが発せられ
るまで、比較回路２４，２９の出力を保持するようにし
てある。
【００１４】ここで、上記光量判別手段５ｂを設けてあ
る理由は、位置検出素子１５における受光量が小さすぎ
ると、上記距離判別手段５ａにおける検知物体Ｘの存否
の正確な判別が行えず、例えばノイズによる誤動作を生
じるので、これを防止するために、位置検出素子１５に
おいて最低限の光量が受光されているかどうかを判別す
るために設けてある。
る理由は、位置検出素子１５における受光量が小さすぎ
ると、上記距離判別手段５ａにおける検知物体Ｘの存否
の正確な判別が行えず、例えばノイズによる誤動作を生
じるので、これを防止するために、位置検出素子１５に
おいて最低限の光量が受光されているかどうかを判別す
るために設けてある。
【００１５】判定回路６では、具体的には、投光パルス
の立下り時において、比較回路２９で対数増幅回路２２
ｂの出力ｌｎＶｂが基準電圧以上である（位置検出素子
１５の受光量が最低光量以上である）と判断され、且つ
比較回路２４で減算回路２３の出力ｌｎ（Ｖａ／Ｖｂ）
が基準電圧以下である（検知物体Ｘが距離設定用ボリュ
ームＶＲ1 で設定された距離よりも近い距離に存在す
る）と判断された状態が、複数回（例えば４回）連続し
て検知された場合に、物体有りと判断する。なお、この
ような物体検知方式を、以下複数回連続検知方式と呼ぶ
ことにする。
の立下り時において、比較回路２９で対数増幅回路２２
ｂの出力ｌｎＶｂが基準電圧以上である（位置検出素子
１５の受光量が最低光量以上である）と判断され、且つ
比較回路２４で減算回路２３の出力ｌｎ（Ｖａ／Ｖｂ）
が基準電圧以下である（検知物体Ｘが距離設定用ボリュ
ームＶＲ1 で設定された距離よりも近い距離に存在す
る）と判断された状態が、複数回（例えば４回）連続し
て検知された場合に、物体有りと判断する。なお、この
ような物体検知方式を、以下複数回連続検知方式と呼ぶ
ことにする。
【００１６】ところで、この種の測距式の光電スイッチ
において、自己の投光素子１２の投光パルス以外の周期
性を持った外部光が入射され、その外部光の周期が自己
の投光パルスの投光周期と重なった場合について考え
る。このような状況が発生した場合には、外部光による
受光出力により誤動作を起こす恐れがある。但し、本実
施例のように複数回連続検知方式を採用したものであれ
ば、外部光の周期が完全に投光パルスの投光周期と同期
する可能性は極めて少なく、一部が重複しても物体が有
りと判断される回数以上の誤動作を生じる可能性は少な
いと言える。そこで、本実施例のような複数回連続検知
方式を採用した測距形の光電スイッチでは、投光パルス
の投光周期と外部光の入射周期が完全に同期したときが
問題となる。
において、自己の投光素子１２の投光パルス以外の周期
性を持った外部光が入射され、その外部光の周期が自己
の投光パルスの投光周期と重なった場合について考え
る。このような状況が発生した場合には、外部光による
受光出力により誤動作を起こす恐れがある。但し、本実
施例のように複数回連続検知方式を採用したものであれ
ば、外部光の周期が完全に投光パルスの投光周期と同期
する可能性は極めて少なく、一部が重複しても物体が有
りと判断される回数以上の誤動作を生じる可能性は少な
いと言える。そこで、本実施例のような複数回連続検知
方式を採用した測距形の光電スイッチでは、投光パルス
の投光周期と外部光の入射周期が完全に同期したときが
問題となる。
【００１７】いま、外部光が存在しないとすれば、投光
パルスの立上り時点では、図５（ｂ），（ｃ）に示すよ
うに、対数増幅回路２２ｂの出力及び減算回路２３の出
力が共に得られない。これは、投受光に要する時間遅れ
及び回路の応答遅れなどによる。ところが、図５（ｄ）
に示すような投光パルスの投光周期と入射周期が完全に
同期した外部光が存在すると、投光パルスの立上り時点
で、同図（ｅ），（ｆ）に示すように対数増幅回路２２
ｂ及び減算回路２３夫々の出力が生じる。従って、この
ような状況が存在するか否かを判定回路６で判別するこ
とにより外部光の存在を検知できる。 この判定を行わ
せるために、ラッチ回路２５，３０で投光パルスの立上
りに同期しても減算回路２３及び対数増幅回路２２ｂの
出力をラッチさせ、判定回路６が投光パルスの立下りま
でに外部光が存在するか否かの判断を行えばよい。な
お、投光パルスの立下りに同期してもラッチ回路２５，
３０は減算回路２３及び対数増幅回路２２ｂの出力をラ
ッチし、このときラッチされた出力に応じて判定回路６
は上述した物体検知のための判定処理を行うことは言う
までもない。
パルスの立上り時点では、図５（ｂ），（ｃ）に示すよ
うに、対数増幅回路２２ｂの出力及び減算回路２３の出
力が共に得られない。これは、投受光に要する時間遅れ
及び回路の応答遅れなどによる。ところが、図５（ｄ）
に示すような投光パルスの投光周期と入射周期が完全に
同期した外部光が存在すると、投光パルスの立上り時点
で、同図（ｅ），（ｆ）に示すように対数増幅回路２２
ｂ及び減算回路２３夫々の出力が生じる。従って、この
ような状況が存在するか否かを判定回路６で判別するこ
とにより外部光の存在を検知できる。 この判定を行わ
せるために、ラッチ回路２５，３０で投光パルスの立上
りに同期しても減算回路２３及び対数増幅回路２２ｂの
出力をラッチさせ、判定回路６が投光パルスの立下りま
でに外部光が存在するか否かの判断を行えばよい。な
お、投光パルスの立下りに同期してもラッチ回路２５，
３０は減算回路２３及び対数増幅回路２２ｂの出力をラ
ッチし、このときラッチされた出力に応じて判定回路６
は上述した物体検知のための判定処理を行うことは言う
までもない。
【００１８】そして、本実施例の場合にはこのようにし
て外部光が存在することが判定された場合に、投光パル
スの投光周期を変化させ、外部光と投光パルスとの同期
状態を外す。このように投光パルスの投光周期を変化さ
せる具体回路を図１に示す。この具体回路における発振
回路１０は、抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 及びコンデンサＣ1 からな
る充放電回路４１と、この充放電回路４１のコンデンサ
Ｃ1 の両端電圧を夫々異なる基準電圧Ｖ1 ，Ｖ3 と比較
するコンパレータＣＰ1 ，ＣＰ3 と、コンパレータＣＰ
1 の出力でセットされコンパレータＣＰ3 の出力をイン
バータＩ1 で反転させた出力でリセットされるＲＳフリ
ップフロップＦＦ4 と、このＲＳフリップフロップＦＦ
4 の出力でオン，オフ制御されるトランジスタＱ1 とで
構成してある。
て外部光が存在することが判定された場合に、投光パル
スの投光周期を変化させ、外部光と投光パルスとの同期
状態を外す。このように投光パルスの投光周期を変化さ
せる具体回路を図１に示す。この具体回路における発振
回路１０は、抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 及びコンデンサＣ1 からな
る充放電回路４１と、この充放電回路４１のコンデンサ
Ｃ1 の両端電圧を夫々異なる基準電圧Ｖ1 ，Ｖ3 と比較
するコンパレータＣＰ1 ，ＣＰ3 と、コンパレータＣＰ
1 の出力でセットされコンパレータＣＰ3 の出力をイン
バータＩ1 で反転させた出力でリセットされるＲＳフリ
ップフロップＦＦ4 と、このＲＳフリップフロップＦＦ
4 の出力でオン，オフ制御されるトランジスタＱ1 とで
構成してある。
【００１９】この発振回路１０では、抵抗Ｒ1 を介して
両端電圧がコンパレータＣＰ1 の基準電圧Ｖ1 に達する
までコンデンサＣ1 を充電し、コンデンサＣ1 の両端電
圧が基準電圧Ｖ1 に達したとき、ＲＳフリップフロップ
ＦＦ4 をセットし、トランジスタＱ1 をオンすることに
より、抵抗Ｒ2 を介してコンデンサＣ1 を放電し、コン
デンサＣ1 の両端電圧がコンパレータＣＰ3 の基準電圧
Ｖ3 に達したときに、ＲＳフリップフロップＦＦ4 をリ
セットし、抵抗Ｒ1 を介してコンデンサＣ1 を充電する
という動作を繰り返して発振動作を行う。ここで、上記
発振回路１０の適宜出力を用いてラッチ回路２５，３０
用の同期パルスが作成される。
両端電圧がコンパレータＣＰ1 の基準電圧Ｖ1 に達する
までコンデンサＣ1 を充電し、コンデンサＣ1 の両端電
圧が基準電圧Ｖ1 に達したとき、ＲＳフリップフロップ
ＦＦ4 をセットし、トランジスタＱ1 をオンすることに
より、抵抗Ｒ2 を介してコンデンサＣ1 を放電し、コン
デンサＣ1 の両端電圧がコンパレータＣＰ3 の基準電圧
Ｖ3 に達したときに、ＲＳフリップフロップＦＦ4 をリ
セットし、抵抗Ｒ1 を介してコンデンサＣ1 を充電する
という動作を繰り返して発振動作を行う。ここで、上記
発振回路１０の適宜出力を用いてラッチ回路２５，３０
用の同期パルスが作成される。
【００２０】上記外部光が存在すると判定された場合
に、上記発振回路１０の発振周期を変化させることによ
り投光パルスの投光周期を可変する投光周期可変手段８
は、基準電圧Ｖ1 ，Ｖ3 の中間値をとる基準電圧Ｖ2 と
コンデンサＣ1 の両端電圧を比較するコンパレータＣＰ
2 と、このコンパレータＣＰ2 の出力でセットされコン
パレータＣＰ3 の出力をインバータＩ1 で反転させた出
力でリセットされるＲＳフリップフロップＦＦ3 と、判
定回路６の判定出力をラッチするＤフリップフロップＦ
Ｆ7 と、このＤフリップフロップＦＦ7 の出力とＲＳフ
リップフロップＦＦ3 の出力とのアンドをとるアンドゲ
ートＡＮＤ2 と、このアンドゲートＡＮＤ 2 の出力とＲ
ＳフリップフロップＦＦ4 の出力とのオアをとるオアゲ
ートＯＲ1と、コンパレータＣＰ3 の出力をインバータ
ゲートＩ1 で反転した出力とＤフリップフロップＦＦ7
の出力とのナンドをとるナンドゲートＮＡＮＤ1 と、こ
のナンドゲートＮＡＮＤ1 の出力をカウントするＤフリ
ップフロップＦＦ5 ，ＦＦ6とで構成してある。
に、上記発振回路１０の発振周期を変化させることによ
り投光パルスの投光周期を可変する投光周期可変手段８
は、基準電圧Ｖ1 ，Ｖ3 の中間値をとる基準電圧Ｖ2 と
コンデンサＣ1 の両端電圧を比較するコンパレータＣＰ
2 と、このコンパレータＣＰ2 の出力でセットされコン
パレータＣＰ3 の出力をインバータＩ1 で反転させた出
力でリセットされるＲＳフリップフロップＦＦ3 と、判
定回路６の判定出力をラッチするＤフリップフロップＦ
Ｆ7 と、このＤフリップフロップＦＦ7 の出力とＲＳフ
リップフロップＦＦ3 の出力とのアンドをとるアンドゲ
ートＡＮＤ2 と、このアンドゲートＡＮＤ 2 の出力とＲ
ＳフリップフロップＦＦ4 の出力とのオアをとるオアゲ
ートＯＲ1と、コンパレータＣＰ3 の出力をインバータ
ゲートＩ1 で反転した出力とＤフリップフロップＦＦ7
の出力とのナンドをとるナンドゲートＮＡＮＤ1 と、こ
のナンドゲートＮＡＮＤ1 の出力をカウントするＤフリ
ップフロップＦＦ5 ，ＦＦ6とで構成してある。
【００２１】なお、判定回路６の外部光の存在を検知す
る判定入力としてその出力が用いられるラッチ回路２
５，３０は、図１の具体回路では、Ｄフリップフロップ
ＦＦ2，ＦＦ1 を用いて構成し、判定回路６の上記判定
を行う回路部をアンドゲートＡＮＤ1 で構成してある。
いま、判定回路６の判定出力としてのアンドゲートＡＮ
Ｄ1 の出力がハイレベルとなったとする（外部光が存在
する）と、この出力はＤフリップフロップＦＦ 7 でラッ
チされ、アンドゲートＡＮＤ2 でそのラッチ出力とＲＳ
フリップフロップＦＦ3 の出力とのアンドがとられるこ
とにより、コンデンサＣ1 の両端電圧が基準電圧Ｖ2 に
達した時点で、オアゲートＯＲ1 を通してトランジスタ
Ｑ1 をオンとして、図２（ａ）に示すようにコンデンサ
Ｃ1 の電荷を一旦放電させる。そして、その後に発振回
路１０の基本発振動作（基準電圧Ｖ1 までコンデンサＣ
1を充電し、基準電圧Ｖ3 まで放電させる動作状態）に
戻す。つまりは、一旦コンデンサＣ1 の両端電圧が基準
電圧Ｖ2 になったときに、基準電圧Ｖ3 まで放電させる
ことにより、同図（ｂ）に示すコンパレータＣＰ1 の出
力に示すように投光パルスの投光周期を一時的に長くす
る。なお、このコンパレータＣＰ1 の出力は発生時点は
異なるが、周期的には投光パルスの投光周期と一致する
ものである。このようにすれば、外部光との同期状態を
外すことができ、誤動作を防止できる。なお、以上の操
作でさらに投光パルスの立上り時に外部光の影響がある
場合には、上記動作を再度繰り返すことにより、外部光
の影響を除去することができる。
る判定入力としてその出力が用いられるラッチ回路２
５，３０は、図１の具体回路では、Ｄフリップフロップ
ＦＦ2，ＦＦ1 を用いて構成し、判定回路６の上記判定
を行う回路部をアンドゲートＡＮＤ1 で構成してある。
いま、判定回路６の判定出力としてのアンドゲートＡＮ
Ｄ1 の出力がハイレベルとなったとする（外部光が存在
する）と、この出力はＤフリップフロップＦＦ 7 でラッ
チされ、アンドゲートＡＮＤ2 でそのラッチ出力とＲＳ
フリップフロップＦＦ3 の出力とのアンドがとられるこ
とにより、コンデンサＣ1 の両端電圧が基準電圧Ｖ2 に
達した時点で、オアゲートＯＲ1 を通してトランジスタ
Ｑ1 をオンとして、図２（ａ）に示すようにコンデンサ
Ｃ1 の電荷を一旦放電させる。そして、その後に発振回
路１０の基本発振動作（基準電圧Ｖ1 までコンデンサＣ
1を充電し、基準電圧Ｖ3 まで放電させる動作状態）に
戻す。つまりは、一旦コンデンサＣ1 の両端電圧が基準
電圧Ｖ2 になったときに、基準電圧Ｖ3 まで放電させる
ことにより、同図（ｂ）に示すコンパレータＣＰ1 の出
力に示すように投光パルスの投光周期を一時的に長くす
る。なお、このコンパレータＣＰ1 の出力は発生時点は
異なるが、周期的には投光パルスの投光周期と一致する
ものである。このようにすれば、外部光との同期状態を
外すことができ、誤動作を防止できる。なお、以上の操
作でさらに投光パルスの立上り時に外部光の影響がある
場合には、上記動作を再度繰り返すことにより、外部光
の影響を除去することができる。
【００２２】ここで、一旦コンデンサＣ1 の両端電圧が
基準電圧Ｖ2 になったときに、基準電圧Ｖ3 まで放電さ
せ、その後に発振回路１０を基本発振動作に戻すため
に、上記回路は次のように動作する。ここで、この具体
例の場合には、判定回路６が上記外部光が存在するか否
かを判定するタイミングは、図２（ｇ）に示すコンデン
サＣ1 の充電期間の途中になっている。従って、上記放
電によりコンパレータＣＰ3 の出力をインバータゲート
Ｉ1 で反転した出力が２回ローレベルに下がったことを
ＤフリップフロップＦＦ5 ，ＦＦ6 でカウントし、その
ときのＤフリップフロップＦＦ6 の反転出力で、Ｄフリ
ップフロップＦＦ7 をリセットし、発振回路１０を基本
発振動作に戻す。
基準電圧Ｖ2 になったときに、基準電圧Ｖ3 まで放電さ
せ、その後に発振回路１０を基本発振動作に戻すため
に、上記回路は次のように動作する。ここで、この具体
例の場合には、判定回路６が上記外部光が存在するか否
かを判定するタイミングは、図２（ｇ）に示すコンデン
サＣ1 の充電期間の途中になっている。従って、上記放
電によりコンパレータＣＰ3 の出力をインバータゲート
Ｉ1 で反転した出力が２回ローレベルに下がったことを
ＤフリップフロップＦＦ5 ，ＦＦ6 でカウントし、その
ときのＤフリップフロップＦＦ6 の反転出力で、Ｄフリ
ップフロップＦＦ7 をリセットし、発振回路１０を基本
発振動作に戻す。
【００２３】ところで、上述の場合には判定回路６にお
いて減算回路２３の出力も外部光の存在検知の判定に用
いてあったが、少なくとも対数増幅回路２２ｂの出力だ
けを用いて外部光が存在するか否かを判別することも可
能である。そこで、このようにする場合には、Ｄフリッ
プフロップＦＦ1 の出力をそのまま判定回路６の外部光
の存否の判定出力として用いてもよい。図１の場合に
は、ＤフリップフロップＦＦ1 の出力をＤフリップフロ
ップＦＦ7 に直接に入力するようにすればよい。
いて減算回路２３の出力も外部光の存在検知の判定に用
いてあったが、少なくとも対数増幅回路２２ｂの出力だ
けを用いて外部光が存在するか否かを判別することも可
能である。そこで、このようにする場合には、Ｄフリッ
プフロップＦＦ1 の出力をそのまま判定回路６の外部光
の存否の判定出力として用いてもよい。図１の場合に
は、ＤフリップフロップＦＦ1 の出力をＤフリップフロ
ップＦＦ7 に直接に入力するようにすればよい。
【００２４】また、上述の場合には位置検出素子１５の
受光量が最低光量以上であり、且つ検知物体Ｘが距離設
定用ボリュームＶＲ1 で設定された距離よりも近い距離
に存在すると判断された状態が、複数回（例えば４回）
連続して検知された場合に、物体有りと判断していた
が、上述のように外部光の入射周期が同期した場合に投
光パルスの投光周期を長くして外部光との同期状態を外
すと、そのとき検知物体Ｘが存在する場合に、失報を生
じたり、物体検知速度が遅くなったりするという恐れが
ある。そこで、この点を改善するために、上述のように
投光パルスの投光周期を長くした場合には、連続検知回
数を少なくし（例えば、２回）、失報や検知速度の遅れ
が生じないようにしてもよい。
受光量が最低光量以上であり、且つ検知物体Ｘが距離設
定用ボリュームＶＲ1 で設定された距離よりも近い距離
に存在すると判断された状態が、複数回（例えば４回）
連続して検知された場合に、物体有りと判断していた
が、上述のように外部光の入射周期が同期した場合に投
光パルスの投光周期を長くして外部光との同期状態を外
すと、そのとき検知物体Ｘが存在する場合に、失報を生
じたり、物体検知速度が遅くなったりするという恐れが
ある。そこで、この点を改善するために、上述のように
投光パルスの投光周期を長くした場合には、連続検知回
数を少なくし（例えば、２回）、失報や検知速度の遅れ
が生じないようにしてもよい。
【００２５】さらに、上述の場合には投光パルスの投光
周期を長くして外部光との同期状態を外していたが、逆
に投光周期を短くして外部光との同期状態を外すことも
可能である。
周期を長くして外部光との同期状態を外していたが、逆
に投光周期を短くして外部光との同期状態を外すことも
可能である。
【００２６】
【発明の効果】本発明は上述のように、光量判別手段の
パルス光の立上り時点における受光手段の受光出力が最
低光量以上であり、且つ距離判別手段で予め設定された
距離内に検知物体があることが検知された場合に、上記
パルス光の投光周期を可変する投光周期可変手段を設け
てあるので、外部光が存在し、設定距離内に検知物体有
りと判断される恐れのあるとき、つまりは外部光の入射
周期が自己のパルス光の投光周期に同期したとき、投光
周期可変手段でパルス光の投光周期を可変してパルス光
の投光周期と外部光の入射周期との同期状態を外し、外
部光による誤動作を回避することができる。
パルス光の立上り時点における受光手段の受光出力が最
低光量以上であり、且つ距離判別手段で予め設定された
距離内に検知物体があることが検知された場合に、上記
パルス光の投光周期を可変する投光周期可変手段を設け
てあるので、外部光が存在し、設定距離内に検知物体有
りと判断される恐れのあるとき、つまりは外部光の入射
周期が自己のパルス光の投光周期に同期したとき、投光
周期可変手段でパルス光の投光周期を可変してパルス光
の投光周期と外部光の入射周期との同期状態を外し、外
部光による誤動作を回避することができる。
【図１】本発明の一実施例の要部の具体回路図である。
【図２】同上の動作説明図である。
【図３】測距形の光電スイッチの全体構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は位置検出手段の出力及び減算
回路の出力の説明図である。
回路の出力の説明図である。
【図５】同上において外部光が同期して入射された状態
を検知する方法の説明図である。
を検知する方法の説明図である。
１ 投光手段 ２ 受光手段 ５ 信号処理部 ５ａ 距離判別手段 ５ｂ 光量判別手段 ６ 判定回路 ７ 出力回路 ８ 投光周期可変手段 Ｘ 検知物体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺前 勝広 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (72)発明者 西川 正和 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (72)発明者 松井 真治 東京都立川市曙町３丁目５番３号 サン クス株式会社内 (72)発明者 鈴木 正則 神奈川県川崎市川崎区駅前本町25番地１ 東芝マイクロエレクトロニクス株式会 社内 (72)発明者 宮崎 正治 東京都立川市曙町３丁目５番３号 サン クス株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−202731（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−293686（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−250215（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−259882（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−271613（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−349717（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−291923（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03K 17/78
Claims (2)
- 【請求項１】 パルス光を間欠的に投光して物体の表面
に光スポットを形成する投光手段と、上記パルス光の物
体による反射光を受光し受光面上に結像される光スポッ
トの位置に対応して比率が決まる一対の出力が得られる
受光手段と、この受光手段の各出力の比から検知物体ま
での距離を求めこの距離が予め設定された距離内にある
か否かを判別する距離判別手段と、上記受光手段の受光
量が距離判別手段で正常に距離を判別可能な最低光量以
上あるか否かを判別する光量判別手段と、上記受光手段
の受光量が最低光量以上であり、且つ距離判別手段で求
められた距離が予め設定された距離以内であるか否かを
パルス光の投光周期に同期して検知し、この状態が複数
回連続して検知されたときに物体が存在すると判定する
判定手段と、この判定結果に応じてオン，オフ信号を選
択的に出力する出力手段とを備える測距式の光電スイッ
チにおいて、上記光量判別手段のパルス光の立上り時点
における受光手段の受光出力が最低光量以上であり、且
つ上記距離判別手段で予め設定された距離内に検知物体
があることが検知された場合に、上記パルス光の投光周
期を可変する投光周期可変手段を設けて成ることを特徴
とする光電スイッチ。 - 【請求項２】 パルス光を検知物体の表面に投光し、投
光スポットを形成する投光手段を発光させる駆動信号を
間欠的に出力する発光駆動手段と、投光素子から照射さ
れた光の物体表面での反射光により形成される受光スポ
ットの位置に対応して出力レベルの比率が決まる一対の
位置信号に基づいて物体が予め設定された範囲内にある
か否かを判別する距離判別手段と、受光スポットの光量
が上記距離判別手段で正常に距離を判別可能な最低光量
以上あるか否かを判別する光量判別手段と、上記光量が
最低光量以上であり、且つ上記距離判別手段で求められ
た距離が予め設定された範囲内であるか否かを上記駆動
信号の周期に同期して検知し、この状態が複数回連続し
て検知されたときに物体が存在することを示すオン信号
を出力する判定手段と、上記駆動信号の立上り時点にお
ける受光スポットの光量が最低光量以上であり、且つ上
記距離判別手段で予め設定された範囲内に検知物体があ
ることが検知された場合に、上記駆動周期を変化させる
周期可変手段とを備えて成ることを特徴とする光電スイ
ッチ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08575192A JP3311772B2 (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 光電スイッチ及び光電スイッチ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08575192A JP3311772B2 (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 光電スイッチ及び光電スイッチ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05291922A JPH05291922A (ja) | 1993-11-05 |
| JP3311772B2 true JP3311772B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=13867563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08575192A Expired - Lifetime JP3311772B2 (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 光電スイッチ及び光電スイッチ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3311772B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4594022B2 (ja) * | 2004-09-30 | 2010-12-08 | サンクス株式会社 | 光電センサ及び多光軸型光電センサ |
-
1992
- 1992-04-07 JP JP08575192A patent/JP3311772B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05291922A (ja) | 1993-11-05 |
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