JPH01314991A - 光電スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発光手段と受光手段とを備え、発光手段から
発せられた光の受光手段による受光の有無によって、検
出物体の存在や通過の有無を検出する光電スイッチに関
するものである。

〔従来の技術〕

従来の光電スイッチには、例えば第５図に示すように、
発光素子１１と受光素子１２とが対向して設けられたも
のがある。

この種の光電スイッチでは、検出物体１３が発光素子１
１と受光素子１２との間に存在しないときには、発光素
子１１から発せられた光が受光素子１２によって受光さ
れるように構成されている。一方、検出物体１３が発光
素子１１と受光素子１２との間にあるときには、発光素
子１１から発せられた光は検出物体１３によって遮光さ
れ、受光素子１２によっては受光されないようになって
いる。

すなわち、受光素子１２による受光の有無によって検出
物体１３の存在や通過の有無を検出することができるよ
うになっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来の光電スイッチでは、単に受光素子
１２による受光の有無だけによって検出物体１３の存在
の有無を検出するようになっているため、外乱光が受光
素子１２によって受光された場合でも、発光素子１１か
ら発せられた光が受光された場合と同様の動作を為すこ
とがある。

すなわち、検出物体１３が発光素子１１と受光素子１２
との間にあって、発光素子１１から発せられた光が検出
物体１３により遮光されているにも係わらず、外乱光の
受光によって、発光素子１１から発せられた光が受光さ
れた場合と同様の誤動作を引き起こし、検出物体１３の
存在が検出されなくなるおそれがあるという問題点を有
していた。

そこで、例えば第６図に示すように、複数の発光素子１
１・・・と複数の受光素子１２・・・とをそれぞれ対向
して設け、少なくとも何れか一つの受光素子１２によっ
て、対応する発光素子１１の発する光が受光されなかっ
たときには、検出物体１３が存在すると判定するように
構成されたものもある。

しかし・この場合でも、外乱光による影響は低減される
ものの、確実に防止することはできない。そのうえ、例
えば、発光素子１１・・・や受光素子１２・・・におけ
る発光部や受光部の汚れ等によって、受光素子１２・・
・で受光される光量が低下したときなどには、検出物体
１３が存在しないにも係わらず、検出物体１３が存在し
ていると判定されてしまうおそれが増大することになる
。

また、上記のように、検出物体１３による遮光の有無に
よって検出物体１３の存在の有無を検出する透過型の光
電スイッチに限らず、発光素子１１から発せられた光の
検出物体１３による反射の有無によって検出物体１３の
存在の有無を検出する反射型の光電スイッチでも、同様
の誤動作を引き起こすおそれがある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る光電スイッチは、上記の課題を解決するた
めに、互いに異なる２種類のタイミング信号を発生する
タイミング信号発生手段と、上記タイミング信号発生手
段が発生するそれぞれのタイミング信号に応じたタイミ
ングで発光する第１の発光手段、および第２の発光手段
と、検出物体が存在しないときに、上記第１の発光手段
から発せられた光が通過する光路上で、かつ、検出物体
が存在するときに、第２の発光手段から発せられ、検出
物体によって反射された光が通過する光路上に設けられ
る第１の受光手段と、検出物体が存在しないときに、前
記第２の発光手段から発せられた光が通過する光路上で
、かつ、検出物体が存在するときに、第１の発光手段か
ら発せられ、検出物体によって反射された光が通過する
光路上に設けられる第２の受光手段と、上記第１の受光
手段、および第２の受光手段にて受光された光が、それ
ぞれ、タイミング信号発生手段の発生する何れのタイミ
ング信号に応じて発光した光であるかによって、第１の
発光手段、および第２の発光手段のいずれから発せられ
た光であるかを検出するタイミング検出手段と、第１の
受光手段にて受光された光が第１の発光手段から発せら
れた光であり、かつ、第２の受光手段にて受光された光
が第２の発光手段から発せられた光であるときには、検
出物体が存在しないと判定する一方、第１の受光手段に
て受光された光が第２の発光手段から発せられた光であ
り、かつ、第２の受光手段にて受光された光が第１の発
光手段から発せられた光であるときには、検出物体が存
在すると判定する信号処理手段とを備えたことを特徴と
している。

〔作　用〕

上記の構成により、タイミング検出手段では、第１の受
光手段、および第２の受光手段によって受光された光が
、それぞれ、第１の発光手段、および第２の発光手段の
何れから発せられた光であるかが検出されるとともに、
タイミング信号発生手段の発生する何れのタイミング信
号に応じて発光した光でもない外乱光とは確実に識別さ
れるので、外乱光の影響を受けることが防止される。

しかも、信号処理手段によって、第１の受光手段にて受
光された光が第１の発光手段から発せられた光であり、
かつ、第２の受光手段にて受光された光が第２の発光手
段から発せられた光であるときにのみ、検出物体が存在
しないと判定される一方、第１の受光手段にて受光され
た光が第２の発光手段から発せられた光であり、かつ、
第２の受光手段にて受光された光が第１の発光手段から
発せられた光であるときにのみ、検出物体が存在すると
判定される。

すなわち、外乱光などが受光された場合や、発光手段に
おける発光部、および受光手段における受光部の汚れ等
によって、受光手段で受光される光量が低下した場合な
どには、何れも、正常な受光の為されていないことが確
実に識別されるので、誤検出を引き起こすのを容易に防
止することができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。

互いに異なる２種類のタイミング信号Ｔ１　・Ｔ２を発
生するタイミング信号発生手段であるタイミング信号発
生回路２１は、第１図に示すように、第１の発光手段で
ある発光素子２４、および第２の発光手段である発光素
子２５を駆動する発光素子駆動回路２２・２３に接続さ
れている。

また、発光素子２４・２５によって発せられた光を受光
して光電流を出力する第１の受光手段、および第２の受
光手段である受光素子２６・２７は、それぞれ、この受
光素子２６・２７から出力される光電流を電圧に変換す
る電流電圧変換回路２８・２９に接続されている。

上記発光素子２４・２５、および受光素子２６・２７は
、例えば第２図に示すように配置されて設けられている
。

すなわち、発光素子２４・２５は、それぞれの発する光
の光路が、共に検出物体１０の進行方向に対して垂直方
向で、かつ、互いに交差するように設けられている。

また、受光素子２６は、検出物体ｌＯが存在しないとき
に、発光素子２４から発せられた光が通過する光路上で
、かつ、検出物体１０が存在するときに、発光素子２５
から発せられ、検出物体１０によって反射された光が通
過する光路上に設けられている。

一方、受光素子２７は、検出物体１０が存在しないとき
に、発光素子２５から発せられた光が通過する光路上で
、かつ、検出物体１０が存在するときに、発光素子２４
から発せられ、検出物体１０によって反射された光が通
過する光路上に設けられている。

受光素子２６・２７が接続される電流電圧変換回路２８
・２９は、それぞれ、電流電圧変換回路２８・２９から
の信号を増幅する増幅回路３０・３１を介して、タイミ
ング検出手段であるタイミング検出回路３２・３３に接
続されている。このタイミング検出回路°３２・３３は
、受光素子２６・２７によって受光された光が、タイミ
ング信号発生回路２１の発生する２種類のタイミング信
号Ｔ１　・Ｔ２のうちの、何れに応じて発光した光であ
るかを検出することにより、発光素子２４、および発光
素子２５の何れから発せられた光であるかを検出するよ
うになっている。

上記タイミング検出回路３２は、具体的には、例えば第
３図に示すような構成を成している。

すなわち、タイミング検出回路３２を構成するＡＮＤ回
路４１には、増幅回路３０からの信号とともに、タイミ
ング信号発生回路２１からのタイミング信号Ｔ１　・Ｔ
２に同期したサンプリング信号が入力されるようになっ
ている。

上記ＡＮＤ回路４１は、Ｄフリップフロップ４２・４３
のデータ端子に接続されている。Ｄフリップフロップ４
２・４３は、それぞれ、クロック端子にタイミング信号
発生回路２１からの２種類のタイミング信号Ｔ１　・Ｔ
２が入力され、タイミング信号Ｔ、・Ｔ２に対応する同
期検出回路として作用するようになっている。

Ｄフリップフロップ４２・４３の出力信号は、それぞれ
、３ビツトのシフトレジスタ４４・４５に入力されるよ
うになっている。このシフトレジスタ４４・４５は、Ｄ
フリップフロップ４２・４３から連続して出力されるシ
リアル信号を所定の時間ごとに区切った３ビツトのパラ
レル信号に変換するようになっている。

シフトレジスタ４４・４５から出力される３ビツトのパ
ラレル信号は、ＡＮＤ回路４６・４７に入力されるよう
になっている。ＡＮＤ回路４６・４７は、それぞれ、シ
フトレジスタ４４・４５から出力される３ビツトの出力
信号に基づいて、増幅回路３０から入力される信号のタ
イミングが、タイミング信号Ｔ、・Ｔｔに一致している
か否かを検出する一致検出回路として作用するようにな
っている。

上記ＡＮＤ回路４６・４７の出力信号Ａ、・Ａ２は、信
号処理回路３４に入力されるようになっている。信号処
理回路３４には、さらに、タイミング検出回路３２と同
様の構成を成すタイミング検出回路３３における出力信
号Ｂ、・Ｂ２も入力されるようになっている。

信号処理回路３４は、受光素子２６にて受光された光が
発光素子２４から２発せられた光であり、かつ、受光素
子２７にて受光された光が発光素子２５から発せられた
光であるときには、検出物体１０が存在しないと判定す
る一方、受光素子２６にて受光された光が発光素子２５
から発せられた光であり、かつ、受光素子２７にて受光
された光が発光素子２４から発せられた光であるときに
は、検出物体１０が存在すると判定する信号処理手段と
して作用するようになっている。

このような信号処理回路３４は、具体的には、例えば第
４図に示すような構成を成している。

すなわち、信号処理回路３４を構成するＡＮＤ回路５５
には、信号Ａ１　・Ｂ２が入力されるとともに、信号Ａ
２　・Ｂ１がインバータ５１・５２を介して入力される
ようになっている。また、ＡＮＤ回路５６には、信号Ａ
２　・Ｂ１が入力されろとともに、信号Ａ、・Ｂ２がイ
ンバータ５３・５４を介して入力されるようになってい
る。

上記ＡＮＤ回路５５、およびＡＮＤ回路５６は、それぞ
れ、ＲＳフリップフロップ５７のセット端子、およびリ
セット端子に接続されている。ＲＳフリップフロップ５
７の出力信号は、出力回路３５を介し、外部に検出物体
１０の検出信号として出力されるようになっている。

上記の構成において、タイミング信号発生回路２１から
タイミング信号’ｒ、−Ｔ、が出力されると、発光素子
２４・２５は、発光素子駆動回路２２・２３の駆動によ
り、それぞれのタイミング１言号Ｔ１　・Ｔｔに応じた
点滅を繰り返す。

発光素子２４・２５から発せられた光は、検出物体１０
が存在しないときには、それぞれ直進して受光素子２６
・２７にて受光される。一方、検出物体１０が存在する
ときには、発光素子２４・２５から発せられた光は、そ
れぞれ、検出物体１０によって反射され、発光素子２４
から発せられた光が受光素子２７にて受光されるととも
に、発光素子２５から発せられた光が受光素子２６にて
受光される。

受光素子２６・２７は、光が受光されると光電流が流れ
、電流電圧変換回路２８・２９によって信号電圧に変換
された後、増幅回路３０・３１によって増幅される。

タイミング検出回路３２では、ＡＮＤ回路４１により、
タイミング信号Ｔ、−Ｔ２に同期したすンプリング信号
に基づいてサンプリングが行われ、Ｄフリップフロップ
４２・４３のデータ端子に入力される。Ｄフリップフロ
ップ４２・４３は、それぞれ、タイミング信号Ｔ１　・
Ｔ２に基づいてＡＮＤ回路４１の出力信号をう・ノチし
、シフトレジスタ４４・４５に出力する。

ＡＮＤ回路４６・４７は、それぞれ、シフトレジスタ４
４・４５から連続して出力されるシリアル信号を所定の
時間ごとに区切った３ビ・ノドの）＜ラレル信号に変換
する。ＡＮＤ回路４６・４７は、シフトレジスタ４４・
４５から出力される３ビツトの出力信号が何れもハイレ
ベルになっているときにのみハイレベルになる信号Ａ＋
’Ａｚを出力する。つまり、増幅回路３０から入力され
る信号のタイミングが、タイミング信号Ｔ１に一致して
いる場合には信号Ａ＋だけがハイレベルになり、タイミ
ング信号Ｔ２に一致している場合には、信号Ａ２だけが
ハイレベルになって、増幅回路３０から人力される信号
のタイミングが、タイミング信号Ｔ　Ｉ’　Ｔ　ｚに一
致しているか否かが検出される。

すなわち、受光素子２６によって受光された光が、タイ
ミング信号Ｔ＋　　’　Ｔｚの何れに応じて発光した光
であるかによって、発光素子２４、および発光素子２５
の何れから発せられた光であるかが検出されるとともに
、タイミング信号発生回路２１の発生する何れのタイミ
ング信号に応じて発光した光でもない外乱光とが確実に
識別される。

また、タイミング検出回路３３でも、上記タイミング検
出回路３２と同様の動作が行われ、信号Ｂ、−Ｂｔが出
力される。

信号処理回路３４では、タイミング検出回路３２・３３
から出力される信号Ａ１　・Ｂ２がハイレベルになり、
かつ、信号Ａ　ｚ　　・Ｂ１がローレベルになったとき
にのみ、ＲＳフリップフロップ５７がセットされてハイ
レベルの信号を出力する一方、タイミング検出回路３２
・３３から出力される信号Ａ＋’Ｂｚがローレベルにな
り、かつ１．信号Ａ２　・Ｂ、がハイレベルになったと
きにのみ、ＲＳフリップフロップ５７がリセットされて
ローレベルの信号を出力する。

つまり、発光素子２４から発せられた光が受光素子２６
にて受光され、かつ、発光素子２５から発せられた光が
受光素子２７にて受光されるようになったときにのみ、
信号処理回路３４はハイレベルの信号を出力するように
なり、発光素子２４から発せられた光が受光素子２７に
て受光され、かつ、発光素子２５から発せられた光が受
光素子２６にて受光されるようになったときにのみ、信
号処理回路３４はローレベルの信号を出力するようにな
り、検出物体１０の存在や通過の有無が検出される。

また、例えば外乱光が受光素子２６や受光素子２７にて
受光された場合などには、タイミング検出回路３２から
出力される信号Ａ１　・Ａ２が何れもハイレベルになる
か、または、タイミング検出回路３３から出力される信
号Ｂ１　・Ｂ２が何れもハイレベルになるので、外乱光
の受光されていることが識別され、信号処理回路３４の
出力信号は変化せず、誤検出を引き起こすことはない。

一方、発光素子２４・２５における発光部や受光素子２
６・２７における受光部の汚れ等のために、受光素子２
６・２７にて適正な受光がなされない場合などには、タ
イミング検出回路３２・３３から出力される信号Ａ、・
Ａ２が何れもローレベルになるか、または、タイミング
検出回路３３から出力される信号Ｂｌ’Ｂ２が何れもロ
ーレベルになるので、適正な受光のなされていないこと
が識別され、やはり、信号処理回路３４の出力信号は変
化せず、誤検出を引き起こすことはない。

なお、上記のような場合には、本実施例のように検出物
体１０の検出信号としてのＲＳフリップフロップ５７の
出力信号に加え、タイミング検出回路３２・３３の出力
する信号Ａ１　・Ａ２　・Ｂ＋・Ｂ２の状態に基づいて
、検出異常信号等を出力するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明に係る光電スイッチは、以上のように、互いに異
なる２種類のタイミング信号を発生するタイミング信号
発生手段と、上記タイミング信号発生手段が発生するそ
れぞれのタイミング信号に応じたタイミングで発光する
第１の発光手段、および第２の発光手段と、検出物体が
存在しないときに、上記第１の発光手段から発せられた
光が通過する光路上で、かつ、検出物体が存在するとき
に、第２の発光手段から発せられ、検出物体によって反
射された光が通過する光路上に設けられる第１の受光手
段と、検出物体が存在しないときに、前記第２の発光手
段から発せられた光が通過する光路上で、かつ、検出物
体が存在するときに、第１の発光手段から発せられ、検
出物体によって反射された光が通過する光路上に設けら
れる第２の受光手段と、上記第１の受光手段、および第
２の受光手段にて受光された光が、それぞれ、タイミン
グ信号発生手段の発生する何れのタイミング信号に応じ
て発光した光であるかによって、第１の発光手段、およ
び第２の発光手段のいずれから発せられた光であるかを
検出するタイミング検出手段と、第１の受光手段にて受
光された光が第１の発光手段から発せられた光であり、
かつ、第２の受光手段にて受光された光が第２の発光手
段から発せられた光であるときには、検出物体が存在し
ないと判定する一方、第１の受光手段にて受光された光
が第２の発光手段から発せられた光であり、かつ、第２
の受光手段にて受光された光が第１の発光手段から発せ
られた光であるときには、検出物体が存在すると判定す
る信号処理手段とを備えた構成である。

これにより、検出物体の有無や通過が確実に検出される
うえ、外乱光などが受光された場合や、発光手段におけ
る発光部、および受光手段における受光部の汚れ等によ
って、受光手段で受光される光量が低下した場合などに
は、何れも、正常な受光のなされていないことが確実に
識別されるので、誤検出を引き起こすのを容易に防止す
ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示すものであ
って、第１図は光電スイッチの構成を示すブロック図、
第２図は発光素子、および受光素子の配置を示す正面図
、第３図はタイミング検出回路の詳細な構成を示す回路
図、第４図は信号処理回路の詳細な構成を示す回路図で
ある。 第５図および第６図は従来例を示すものであって、第５
図は従来の光電スイッチにおける発光素子、および受光
素子の配置を示す正面図、第６図は従来の他の光電スイ
ッチにおける発光素子、および受光素子の配置を示す正
面図である。 １０は検出物体、２１はタイミング信号発生回路（タイ
ミング信号発生手段）、２４は発光素子（第１の発光手
段）、２５は発光素子（第２の発光部Ｊｉ）　、２６は
受光束子（第１の受光手段）、２７は受光素子（第２の
受光手段）、３２・３３はタイミング検出回路（タイミ
ング検出手段）、３４は信号処理回路（信号処理手段）
である。 Ｗｃｓ　　図 第　６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに異なる２種類のタイミング信号を発生するタ
   イミング信号発生手段と、 上記タイミング信号発生手段が発生するそれぞれのタイ
   ミング信号に応じたタイミングで発光する第１の発光手
   段、および第２の発光手段と、検出物体が存在しないと
   きに、上記第１の発光手段から発せられた光が通過する
   光路上で、かつ、検出物体が存在するときに、第２の発
   光手段から発せられ、検出物体によって反射された光が
   通過する光路上に設けられる第１の受光手段と、検出物
   体が存在しないときに、前記第２の発光手段から発せら
   れた光が通過する光路上で、かつ、検出物体が存在する
   ときに、第１の発光手段から発せられ、検出物体によっ
   て反射された光が通過する光路上に設けられる第２の受
   光手段と、上記第１の受光手段、および第２の受光手段
   にて受光された光が、それぞれ、タイミング信号発生手
   段の発生する何れのタイミング信号に応じて発光した光
   であるかによって、第１の発光手段、および第２の発光
   手段のいずれから発せられた光であるかを検出するタイ
   ミング検出手段と、第１の受光手段にて受光された光が
   第１の発光手段から発せられた光であり、かつ、第２の
   受光手段にて受光された光が第２の発光手段から発せら
   れた光であるときには、検出物体が存在しないと判定す
   る一方、 第１の受光手段にて受光された光が第２の発光手段から
   発せられた光であり、かつ、第２の受光手段にて受光さ
   れた光が第１の発光手段から発せられた光であるときに
   は、検出物体が存在すると判定する信号処理手段とを備
   えたことを特徴とする光電スイッチ。