JP3354210B2 - 光電スイッチ - Google Patents

光電スイッチ

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JP3354210B2 JP14027993A JP14027993A JP3354210B2 JP 3354210 B2 JP3354210 B2 JP 3354210B2 JP 14027993 A JP14027993 A JP 14027993A JP 14027993 A JP14027993 A JP 14027993A JP 3354210 B2 JP3354210 B2 JP 3354210B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、投光パルスと受光パ
ルスを同期させて受光パルスを検波する同期式光電スイ
ッチに関する。
【0002】
【従来の技術】自動組立ラインを流れる物体に投光素子
からの光を当て、その反射光を受光素子で受光して物体
を検出する同期式の反射型光電スイッチの基本回路と、
その動作波形例を図4と図5に示し、これを説明する。
【0003】パルス発振器(1)から図5(a)に示さ
れる投光パルスPが所定の周期Tで発振され、この投光
パルスPのタイミングでドライバー回路(2)を介して
投光素子(3)が発光する。投光素子(3)の光の物体か
らの反射光が受光素子(4)に入射すると、受光素子
(4)の受光信号が増幅回路(5)で増幅され、波形成形
回路(6)でパルス波形に成形されて、図5(b)に示
される受光パルスQとなる。受光パルスQが検波回路
(7)に入力されて、投光パルスPと同期するものだけ
がカウントされ、検波回路(7)の出力端子(8)に物体
有無検出等の制御信号が出力される。例えば検波回路
(7)は、投光パルスPと同期して入力される受光パル
スQが連続して複数発、例えば7発続くと、この7パル
スをカウントアップした時点で物体有りの制御信号を出
力し、6パルスカウントまでにカウントアップすると物
体有りの制御信号は出力しない。
【0004】上記のような同期式光電スイッチは、投光
パルスの周期が同じ同一機種の複数を隣接させて配置し
ても、隣接する他の光電スイッチからの光を受光して誤
動作する確率は少ない。すなわち、隣接する一対のA光
電スイッチとB光電スイッチが同一機種であっても、両
者の投光パルスが発振されるタイミングに若干のズレが
あって、両者の投光パルスに位相差が生じる。したがっ
て、A光電スイッチが隣接するB光電スイッチからの光
を受光して受光パルスを得ても、この受光パルスはA光
電スイッチ自身の投光パルスと同期しなくてカウントさ
れず、A光電スイッチが隣接するB光電スイッチからの
光で誤動作する確率が少なくなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、投光パルスの
周期が同じ同一機種の同期式光電スイッチの投光パルス
の周期が全く同一ということは稀で、製造条件の微妙な
違いなどで投光パルスの周期に微妙な差がある。そのた
め、同一機種の光電スイッチを隣接させて連続動作させ
ていると、ある時点で両者の投光パルスの発振されるタ
イミングが一致して、それ以後、両者の投光パルスが数
10、数100パルス以上と連続して重なることがあ
る。このように投光パルスが連続して重なる時間帯でA
光電スイッチが隣接するB光電スイッチからの光を受光
すると、A光電スイッチがB光電スイッチからの光によ
る受光パルスを7パルス以上でカウントアップして、誤
動作することがあった。
【0006】なお、投光パルスの周期の異なる複数機種
の同期式光電スイッチを隣接して配置すると、上記のよ
うな相互干渉による誤動作は無くなる。しかし、自動組
立ラインに複数機種の光電スイッチを、その機種を確認
して配置するのは非常に面倒であり、また、複数機種の
光電スイッチの保守管理が煩雑となる。そのため、自動
組立ラインに複数機種の光電スイッチを配置することは
あまり行われていないのが現状である。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、パルス発振
器からの投光パルスのタイミングで投光素子を発光さ
せ、この投光素子の光を受光素子で受光させて得られる
受光パルスを、投光パルスと同期をとって検波するよう
にした同期式光電スイッチであって、パルス発振器が、
1発の投光パルスのタイミングで得られる1受光パルス
のパルス幅を測定し、その測定値に基づいて次に発振さ
れる1投光パルスの周期を変える投光周期変調手段を有
することを特徴とする。
【0008】
【作用】同一機種の一対の光電スイッチが本発明品で、
一方がA光電スイッチ、他方がB光電スイッチとする
と、製造条件の若干の相違などから両者光電スイッチの
投光パルスの周期や受光パルスのパルス幅には微妙な差
がある。また、A光電スイッチが自身の投光素子からの
光を受光して得た受光パルスのパルス幅と、A光電スイ
ッチがB光電スイッチからの光(外来光)を受光して得
た受光パルスのパルス幅は、両光電スイッチの投受光経
路の相違から自ずと違ったものになる。つまり、A光電
スイッチが自身の投光素子からの光を受光して得た受光
パルスのパルス幅で決まる投光パルスの周期と、A光電
スイッチがB光電スイッチからの外来光を受光して得た
受光パルスのパルス幅で決まる投光パルスの周期が違っ
たものになる。
【0009】そのため、仮にA光電スイッチとB光電ス
イッチが同一のタイミングで投光パルスを発振し、A光
電スイッチが自身の光を受光しないタイミングでB光電
スイッチの光を受光すると、この受光の時点からA光電
スイッチとB光電スイッチの投光パルスの周期が徐々に
大きく相違して、A光電スイッチにおいては、自身の投
光パルスとB光電スイッチからの光による受光パルスの
位相がずれて同期しなくなり、これによりB光電スイッ
チからの外来光による受光パルスが無効処理されて、両
光電スイッチの相互干渉による誤動作が防止される。
【0010】
【実施例】一実施例について、図1乃至図3を参照して
説明する。なお、図4と図5を含む全図を通じ同一、又
は、相当部分には同一符号が付してある。
【0011】図1(a)は反射型の同期式光電スイッチ
が示され、これの図4の光電スイッチとの相違点は、パ
ルス発振器(1)に投光周期変調手段(9)を組込んだこ
とである。図1(a)の光電スイッチにおいては、パル
ス発振器(1)から発振される図1(b)の投光パルス
Pのタイミングで投光素子(3)が発光し、その光が外
部の物体に反射した反射光を受光素子(4)が受光して
図1(c)の受光パルスQが得られ、この受光パルスQ
の投光パルスPと同期するものが検波回路(7)でカウ
ントされる。
【0012】投光周期変調手段(9)は、検波回路(7)
に入力される受光パルスQのパルス幅を測定し、その測
定値に基づいてパルス発振器(1)から発振される投光
パルスPの周期を変調する。受光素子(4)が受光しな
いときのパルス発振器(1)の投光パルスPの周期は一
定で、これを定格周期Tとし、ある1発の受光パルスQ
1のパルス幅をW1とすると、投光周期変調手段(9)
は、パルス幅W1の1受光パルスQ1に対応する1投光パ
ルスP1から次の1投光パルスP2までの周期を定格周期
TにW1×Kを加算した[T+W1×K]に変調する。た
だし、Kは定数であり、変調された周期は、最大で定格
周期Tの約10%増となる。
【0013】図1(b)に示すように、パルス幅W1の
1発目の受光パルスQ1から連続して2発目の投光パル
スP2が発振され、2発目の投光パルスP2のタイミング
でパルス幅W2の受光パルスQ2が得られたとする。この
場合、2発目の投光パルスP2から3発目の投光パルス
P3の周期が[T+W2×K]に変調される。そして、3
発目の投光パルスP3のタイミングで受光パルスが得ら
れない場合は、3発目の投光パルスP3から4発目の投
光パルスP4の周期は、元の定格周期Tに戻る。
【0014】以上の光電スイッチの同一機種の複数を隣
接させて使用した場合を、図2と図3を参照して説明す
る。図2は同一機種の一対の光電スイッチAと光電スイ
ッチBが示され、両光電スイッチA、Bは隣接して配置
され、それぞれ独立して前方を通過する物体(10)の有
無を検出する。例えば光電スイッチAは、自らの投光パ
ルスのタイミングで得られる受光パルスが7発連続して
カウントされると、物体有りの制御信号を出力し、光電
スイッチBも同様である。
【0015】図2の実線矢印で示すように光電スイッチ
Aから投光された光(11)が物体(10)を反射せず、光
電スイッチAが物体無しのスイッチ動作をしているとき
に、図2の破線矢印に示すように光電スイッチBの光
(12)が物体(10)を反射して光電スイッチAで受光さ
れた場合、両光電スイッチA、Bの投光パルスと受光パ
ルスは図3(a)〜(d)に示すようになる。図3
(a)は光電スイッチAの投光パルスPaが示され、こ
れは光電スイッチBからの光(12)を受光するまで定格
周期Tで発振される。図3(c)は光電スイッチBの投
光パルスPbが示される。ここで光電スイッチBが自身
の光(13)の物体(10)からの反射光を受光するまでの
投光パルスPbの定格周期が、光電スイッチAの定格周
期Tと同一であり、両光電スイッチA、Bの投光パルス
Pa、Pbが同一パルス幅で同期して発振されたものと
する。
【0016】光電スイッチBが自身の光(13)の物体
(10)からの反射光を受光したときの始めの受光パルス
Qb1のパルス幅Wbで、光電スイッチBの次の投光パ
ルスPb2までの周期Tbが変調される。この周期Tb
は、[T+Wb×K]である。光電スイッチBの受光パ
ルスQbは、変調された周期Tbの投光パルスPb、…
に同期してして発振され、この連続パルスが7カウント
アップされると光電スイッチBは物体在りの制御信号を
出力する。
【0017】光電スイッチBの始めの1受光パルスQb
1を発生させる1投光パルスPb1のタイミングで光電ス
イッチBの光(12)が物体(10)を反射して別の光電ス
イッチAに入ると、光電スイッチAは図3(b)に示す
1受光パルスQa1を発生し、この1受光パルスQa1の
パルス幅Waで光電スイッチAの次の投光パルスPa2
までの周期Taが変調される。この周期Taは、[T+
Wa×K]である。光電スイッチBからの光で得られる
光電スイッチAの始めの受光パルスQa1から次の受光
パルスQa2までの周期は、光電スイッチBの1投光パ
ルスPb1から次の投光パルスPb2までの周期Tbに相
当する。
【0018】ここで、光電スイッチAの1受光パルスQ
a1のパルス幅Waと、光電スイッチBの1受光パルス
Qb1のパルス幅Wbが同一となる確率はほぼゼロであ
る。すなわち、光電スイッチBの自身の光による受光パ
ルスQbのパルス幅Wbはほぼ一定であるが、光電スイ
ッチAの他の光電スイッチBからの光(12)による受光
パルスQaのパルス幅Waは、通常において光電スイッ
チBのパルス幅Wbより小さくなる。その理由は、光電
スイッチAに光電スイッチBから入る光(12)の入射方
向や光量が光電スイッチAの自身による光(11)の正規
の入射方向と光量と相違するからであり、また、両光電
スイッチA、Bの受光回路の特性に若干のバラツキがあ
るからである。
【0019】その結果、光電スイッチAの受光パルスQ
aの周期Tbと、この受光パルスQaのパルス幅Waで
変調された投光パルスPaの周期Taが相違し、始めの
1発目の受光パルスQa1とこれに対応する1発目の投
光パルスPa1が周期していても、2発目の受光パルス
Qa2とこれに対応する投光パルスPa2の位相が周期T
aと周期Tbの時間差だけずれる。この位相差が徐々に
大きくなって、数発目例えば図3(b)に示すように3
発目の受光パルスQa3とこれに対応する投光パルスP
a3の位相が完全にずれて、両パルスが非同期となる。
したがって、光電スイッチAは投光パルスPaと同期す
る1発目の受光パルスQa1と2発目の受光パルスQa2
をカウントするが、3発目からの受光パルスQa3は投
光パルスPa3と同期しないのでカウントしない。つま
り、光電スイッチAに他の光電スイッチBからの光(1
2)が誤って入射した場合、光電スイッチAは2パルス
のカウントでカウントアップするが、7カウントアップ
することは無く、物体有りの誤った制御信号を出力しな
い。
【0020】なお、本発明は、反射型光電スイッチに限
らず、透過型光電スイッチ(同期型に限る)においても
適用できる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、1つの光電スイッチが
他の同一機種の光電スイッチからの光を誤って受光して
受光パルスを得た場合、受光パルスのパルス幅で投光パ
ルスの周期が変調され、受光パルスと投光パルスの位相
がずれて両パルスが非同期となるので、他の光電スイッ
チからの光や他の外来光の受光で誤動作することが無く
なり、高信頼度の同期式光電スイッチが提供できる。
【0022】また、同一機種の光電スイッチ相互間の干
渉による誤動作が無くなるので、自動組立ラインに多数
の同一機種の光電スイッチの配置が容易に可能となり、
多数の光電スイッチの保守管理が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の一実施例を示すブロック図、
(b)は図1(a)の光電スイッチの投光パルス波形
図、(c)は図1(a)の光電スイッチの受光パルス波
形図である。
【図2】図1(a)の光電スイッチの一対の使用時の平
面図である。
【図3】図2の一対の光電スイッチの投光パルスと受光
パルスの波形図である。
【図4】従来の同期式光電スイッチのブロック図であ
る。
【図5】図4の光電スイッチの投光パルスと受光パルス
の波形図である。
【符号の説明】
1 パルス発振器 2 投光素子 3 受光素子 4 投光周期変調手段 P 投光パルス Q 受光パルス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 槙野 節夫 大阪府大阪市北区曽根崎2丁目1番12号 北陽電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−263917(JP,A) 特開 平5−206822(JP,A) 特開 平6−90158(JP,A) 特開 平6−283992(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パルス発振器からの投光パルスのタイミ
    ングで投光素子を発光させ、この投光素子の光を受光素
    子で受光させて得られる受光パルスを、前記投光パルス
    と同期をとって検波するようにした同期式光電スイッチ
    において、 前記パルス発振器は、1発の投光パルスのタイミングで
    得られる1受光パルスのパルス幅を測定し、その測定値
    に基づいて次に発振される1投光パルスの周期を変調す
    る投光周期変調手段を有することを特徴とする光電スイ
    ッチ。
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