JPH0249183A

JPH0249183A - 光電スイッチ

Info

Publication number: JPH0249183A
Application number: JP63202348A
Authority: JP
Inventors: Makio Asai; 浅井　真生雄
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1988-05-26
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1990-02-19

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】［産業上の利用分野コ本発明は、複数個の光電スイッチユニットを監視空間が
近接するように並設した光電スイッチに関するものであ
る。

［従来の技術］一般に複数個の光電スイッチを監視空間が近接するよう
にして並設すると、隣接した光電スイッチの投光素子か
らの光が受光素子に入射して光電スイッチ間で相互干渉
が生じ、誤動作することがある。したがって、光電スイ
ッチを配置する場合には、相互干渉が生じないように監
視空間を設定するという配慮が必要であり、設置施工が
面倒であるとともに、監視空間の設定に制限が生じると
いう問題がある。

こうした問題を解決するものとして、複数個の光電スイ
ッチユニットを単一のタロツク信号によって同期させ、
各光電スイッチユニットの投光素子の発光期間を互いに
ずらすことで相互干渉を防止するようにすることが考え
られている。

［発明が解決しようとする課題］上述のようにクロック信号によって各光電スイッチユニ
ットを同期させる場合には、光電スイッチユニットとは
別にクロック信号を発生する手段が必要であり、また、
クロック信号発生手段と各光電スイッチユニットとを導
電ケーブルを介して相互に接続しなければならないから
、配線数が多くなって導電ケーブルの接続が面倒である
とともに、クロック信号は比較的周波数が高いから、電
気的な外来ノイズの影響を受けやすく、信頼性が低下す
るという問題が発生する。

本発明は上記問題点を解決することを目的とするもので
あり、複数個の光電スイッチユニットを並設する際に、
光電スイッチユニット間の相互干渉を防止して設置施工
を容易にし、かつ、電気的な外来ノイズの影響を防止す
るようにした光電スイッチを提供しようとするものであ
る。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明では、投光素子の発
光期間を設定する発光制御部と、受光素子から出力され
る受光信号の通過期間を投光素子の発光期間と同一期間
に設定するゲート回路部と、投光素子の発光期間に合致
した同期信号を取り出す同期信号出力部とを各光電スイ
ッチユニットに設け、発光Ｍ＃部では、他の光電スイッ
チユニットからの同期信号を受けて同期信号の発生期間
中に投光素子の発光を禁止するようにしているのである
。

また、同期信号出力部を、上記投光素子への入力信号と
同一信号を受けて発光する同期用発光素子により構成し
、各光電スイッチユニットに他の光電スイッチユニット
の同期用発光素子に対して光学的に結合した同期用受光
素子を設け、同期用受光素子から出力される受光信号を
同期信号とするようにしてもよい。

さらに、同期信号出力部を、投光素子から投光される光
を外部に取り出す光ファイバ等のライトガイドで形成し
、各光電スイッチユニットにライトガイドからの出力光
を受光する同期用受光素子を設け、同期用受光素子から
出力される受光信号を同期信号とするようにしてもよい
。

〔作用］上記構成によれば、隣接している光電スイッチユニット
のうちの一方の光電スイッチユニットの投光素子が発光
していると、同期信号により他方の光電スイッチユニッ
トの投光素子の発光が禁止されるのであり、投光素子の
発光が禁止されている期間にはゲート回路部は受光信号
を通過させないから、結果的には各光電スイッチユニッ
トが互いに異なる時刻に動作することになり、相互干渉
が防止されるのである。

また、一方の光電スイッチユニットに設けた同期用投光
素子と他方の光電スイッチユニットに設けた同期用受光
素子とを光学的に結合して同期信号を伝送するようにす
れば、電気的な外来ノイズの影響を受けにくくなる。さ
らに、光学的に結合すればよいから、同期用投光素子と
同期用受光素子とを密着させるほか、光ファイバ等のラ
イトガイドを介して結合することもでき、光電スイッチ
ユニットを所望の位置に配置することができるのである
。

さらに、一方の光電スイッチユニットの投光素子と他方
の光電スイッチユニットの同期用受光素子とをライトガ
イドを介して光結合し、同期用受光素子から出力される
受光信号を同期信号とする場合には、電気的な外来ノイ
ズの影響を受けにくいのはもちろんのこと、光を用いな
がらも同期用受光素子に対応する発光側が、検知対象検
知用の投光素子で兼用され部品数の増加が抑制されると
いう効果もある。

［実施例１］光電スイッチユニット１１，１□、１．は、第２図に示
すように、監視空間を近接させる形で複数個が配設され
る。各光電スイッチユニット１．１□。

１、は、第１図に示すように構成される。

各光電スイッチユニット１１．１□、１３は、監視空間
に投光する投光素子１１と、監視空間からの光を受光す
る受光素子２１とを備えている。投光素子１１は、発振
回路１２から出力されるクロック信号を分周する分周回
路１３の出力により点滅し、パルス光を監視空間に投光
する。分周回路１３は、リセット端子への入力レベルが
Ｈ゛になると、出力を停止するように構成され、分周比
は、たとえば１７６などと設定されている。以上のよう
にして、発振回路１２と分周回路１３とにより発光制御
部が構成される。受光素子２１から出力される受光信号
は、増幅回路２２で増幅された後、ゲート回路２３に入
力される。ゲート回路２３は、上記分周回路１３の出力
により受光信号の通過期間が設定されているのであって
、受光信号の通過期間が、投光素子１１の発光期間に合
致するようになっている。すなわち、投光素子１１の発
光期間にのみ、受光素子２１から出力された受光信号が
ゲート回路２３を通過するのである。ゲート回路２３を
通過した受光信号は、積分検波回路２４に入力され、受
光信号のレベル−時間積が求められる。このレベル−時
間積がコンパレータ等よりなる波形整形回路２５に予め
設定されている所定値を越えると、出力回路２６から検
知信号が出力されるのである。このように、積分検波回
路２４、波形整形回路２５、出力回路２６により出力部
が構成される０以上のようにして、投光素子１１から監
視空間に投光された光が、監視空間内の検知対象２によ
り反射され、その反射光が受光素子２１で受光されると
、出力回路２６から検知信号が得られるようになってい
るのである。

ところで、分周回路１３の出力は同期用投光素子３１に
も入力されており、投光素子１１の発光期間およびゲー
ト回路２３の通過期間と同じ期間に、同期用投光素子３
１が発光するようになっている。つまり、同期用投光素
子３１により同期信号出力部が形成される。また、分周
回路１３のリセット端子には、同期用受光素子３２から
出力される同期信号が増幅回路３３を介して入力されて
おり、同期信号の信号レベルがＨ′である期間には分周
回路１３がリセットされて分周回路１３の出力が停止す
るようになっている。分周回路１３は、同期信号の立ち
下がりでリセット状態が解除されて、発振回路１２から
のタロツク信号を分周する。

しかるに、第２図に示すように、各光電スイッチユニッ
ト１１．１□、１．を監視空間が近接するように配置し
、隣合う一対の光電スイッチユニットＩＩ、１□、１．
のうちの一方の同期用投光素子３１を他方の同期用受光
素子３２に対向配置すれば、たとえば、第１の光電スイ
ッチユニット１．において投光素子１１が発光している
期間には、第２の光電スイッチユニット１２においては
、分周回路１３の出力が停止するから、ゲート回路２３
も受光信号を通過させないのであって、第１の光電スイ
ッチユニット１．の投光素子１１からの光が第２の光電
スイッチユニット１２の受光信号となることが防止され
るのである。ここで、各光電スイッチユニット１．，１
．，１．の起動時では、各光電スイッチユニット１．，
１２，１．の投光素子１１の発光順序は決まっていない
が、第１の光電スイッチユニット１１からの同期信号で
第２の光電スイッチユニット１２の分周回路１３がリセ
ットされるから、その時点で、第１の光電スイッチユニ
ット１１と第２の光電スイッチユニット１□との順序関
係が決定され、以後、その順序関係が保たれるのである
。したがって、第２の光電スイッチユニット１２が動作
するときには、第１の光電スイッチユニットＩＩは当然
ながら動作を停止しており、光電スイッチの動作中には
、第２の光電スイッチユニット１□からの光が、第１の
光電スイッチュニット１１に入射することはないのであ
る。第２の光電スイッチユニット１□と第３の光電スイ
ッチユニット１．との順序関係も同様であり、動作中に
は第１の光電スイッチユニット］１、第２の光電スイッ
チユニット１□、第３の光電スイッチユニット１．とい
う原字で投光素子１１が発光するのである。すなわち、
第３図（ａ）　（ｅ）（ｅ）に示すように、各光電スイ
ッチユニット１７．１２．Ｉｓのクロック信号は非同期
であるが、第１の光電スイッチユニット１．の同期信号
（第３図（ｂ））の立ち下がす後の第２の光電スイッチ
ユニット１□のクロック信号の立ち上がりで、第２の光
電スイッチユニット１２の同期信号（第３図（ｄ））が
立ち上がり、第２の光電スイッチユニット１２の同期信
号の立ち下がり後の第３の光電スイッチユニット１．の
第３の光電スイッチユニット１．のクロック信号の立ち
上がりで、第３の光電スイッチユニット１．の同期信号
（第３図（ｆ））が立ち上がるのである。ここに、第３
図（ｂ）　（ｄ）　（ｆ）は同期信号を示すが、各光電
スイッチユニット１．．１２，１．の投光素子１１の発
光期間およびゲート回路２３の通過期間も同じである。

なお、上記実施例では、光電スイッチユニットを３個設
けているが、さらに多くの光電スイッチユニットを設け
ても同様である。

以上の構成によれば、各充電スイッチユニット１、．１
２，１．の相互干渉が防止できるのである。

また、投光素子１１と受光素子２１とによる投受光方向
に対して、同期用発光素子３１と同期用受光素子３２と
の投受光方向を略直交する方向に設定し、かつ、同期用
発光素子３１と同期用受光素子３２とを互いに反対向き
に配設すれば（第２図の位置関係）、同期用発光素子３
１と同期用受光素子３２とを密着させる形で、各光電ス
イッチユニット１１，１２．ｌｉを近接して配置するだ
けで、各光電スイッチユニット１１，１２．１３間の同
期がとれるのであり、結線等が不要になるのである。

また、同期用受光素子３２への外乱光の入射がなく、誤
動作が防止できるのである。さらに、光を媒体として各
光電スイッチユニット１３．１□、１３間の同期をとっ
ているので、電気的な外来ノイズの影響を受けることが
なく、信頼性が向上するのである。

この光電スイッチは、第２図に示すように、ライン上な
どを矢印方向に移動する検知対象２を検出するときに用
いることができ、その場合には、検知対象２の移動方向
に沿って、第１の光電スイッチユニット１、から第３の
光電スイッチユニット１、までを順に配列するとよい。

［実施例２コ上記実施例では、同期用投光素子３１と同期用受光素子
３２とを互いに対向させて配置していたが、この場合、
各光電スイッチユニット１１，１２゜１、を密着配置し
なければならなかった。しかしながら、監視空間の形状
によっては、各光電スイッチユニット１７．１□、１．
を互いに離して配置したい場合がある。そこで、本実施
例では、第４図に示すように、離して配置した光電スイ
ッチユニット１１〜１４の同期用投光素子３１と同期用
受光素子３２とを光ファイバ等のライトガイド３４を介
して光学的に結合するようにしているのである。

ここに、ライトガイド３４としては、任意の長さで切断
することができるものが用いられ、コネクタ等を用いて
光電スイッチユニット１．〜１４に対して着脱自在に結
合される。

この構成では、各光電スイッチユニット１．〜１４の光
軸の向きに関係なく光電スイッチユニット１．〜１４を
配置することができ、また、光電スイッチユニット１１
〜１４を離れて配置することもできるのである。さらに
、光電スイッチユニットＩＩ〜１４を密着して配置する
場合には（たとえば、第４図中第３の充電スイッチユニ
ット１３と第４の光電スイッチユニット１．）、ライト
ガイド３４を用いずに同期用透光素子３１と同期用受光
素子３２とを対向させて、実施例１と同様に使用するこ
ともできる。

［実施例３コ本実施例では、第５図に示すように、同期用投光素子を
設けずに、投光素子１１から監視空間に投光される光の
一部を光ファイバ等のライトガイド３４を用いて外部に
取り出すようにしている。

すなわち、実施例１における同期用投光素子３１は、監
視空間に投光する投光素子１１と同じ期間に発光するよ
うに設定されていたから、投光素子１１からの光の一部
を同期用の光として取り出せば、同期用投光素子３１を
設けるのと等価になるのである。ここに、投光素子１１
からライトガイド３４への光の導入には、第６図に示す
ように、ライトガイド３４の先端部にプリズム３５（あ
るいは、ミラー）を設ければよい。

この構成によれば、同期用投光素子３１を設けていない
分だけ、実施例１に比較して電力消費の面で有利になる
ものである。他の構成、動作については実施例１と同等
なので説明を省略する。

［発明の効果コ本発明は上述のように、投光素子の発光期間を設定する
発光制御部と、受光素子から出力される受光信号の通過
期間を投光素子の発光期間と同一期間に設定するゲート
回路部と、投光素子の発光期間に合致した同期信号を取
り出す同期信号出力部とを各光電スイッチユニットに設
け、発光制御部では、他の光電スイッチユニットからの
同期信号を受けて同期信号の発生期間中に投光素子の発
光を禁止するようにしているものであり、隣接している
光電スイッチユニットのうちの一方の光電スイッチユニ
ットの投光素子が発光していると、同期信号により他方
の光電スイッチユニットの投光素子の発光が禁止される
から、投光素子の発光が禁止されている期間にはゲート
回路部は受光信号を通過させず、各光電スイッチユニッ
トが互いに異なる時刻に動作することになり、相互干渉
が防止されるという利点がある。

また、同期信号出力部を、上記投光素子への入力信号と
同一信号を受けて発光する同期用発光素子により構成し
、各光電スイッチユニットに他の光なスイッチユニット
の同期用発光素子に対して光学的に結合した同期用受光
素子を設け、同期用受光素子から出力される受光信号を
同期信号とするようにすれば、一方の光電スイッチユニ
ットに設けた同期用投光素子と他方の光電スイッチユニ
ットに設けた同期用受光素子とが光学的に結合されて同
期信号が伝送されるから、電気的な外来ノイズの影響を
受けにくくなる。さらに、光学的に結合すればよいから
、同期用投光素子と同期用受光素子とを対向配置するほ
か、光ファイバ等のライトガイドを介して結合すること
もでき、外来ノイズの影響を受けることなく光電スイッ
チユニットを所望の位置に配置することができるという
利点がある。

さらに、同期信号出力部を、投光素子から投光される光
を外部に取り出す光ファイバ等のライトガイドで形成し
、各光電スイッチユニットにライトガイドからの出力光
を受光する同期用受光素子を設け、同期用受光素子から
出力される受光信号を同期信号とすれば、一方の光電ス
イッチの投光素子と他方の光電スイッチの同期用受光素
子とがライトガイドを介して光結合されるから、電気的
な外来ノイズの影響を受けにくいという利点があり、か
つ、光を用いながらも同期用受光素子に対応する発光側
が、検知対象検知用の投光素子で兼用され部品数の増加
が抑制されるという利点を有するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１の光電スイッチユニットを示
すブロック図、第２図は同上の概略構成図、第３図は同
上の動作説明図、第４図は本発明の実施例２の概略構成
図、第５図は本発明の実施例３の光電スイッチユニット
を示すブロック図、第６図は同上の概略構成図である。１、〜１４・・・光電スイッチユニット、２・・・検知
対象、１１・・・投光素子、１２・・・発振回路、１３
・・・分周回路、２１・・・受光素子、２３・・・ゲー
ト回路、２４・・・積分検波回路、２５・・・波形整形
回路、２６・・・出力回路、３１・・・同期用発光素子
、３２・・・同期用受光素子、３４・・・ライトガイド
。代理人　弁理士　石　１）長　七第４図１、〜１．・・・光電スイッチユニ・ソト２・・・検知
対象３４・・・ライトガイド

Claims

【特許請求の範囲】

（１）パルス光を監視空間に投光する投光素子と、監視
空間からの光を受光する受光素子と、受光素子から出力
される受光信号に基づいて監視空間内での検知対象の存
否を判定して検知信号を出力する出力部とをそれぞれ備
えた複数個の光電スイッチユニットを監視空間が近接す
るように並設した光電スイッチにおいて、各光電スイッ
チユニットは、投光素子の発光期間を設定する発光制御
部と、受光素子から出力される受光信号の通過期間を投
光素子の発光期間と同一期間に設定するゲート回路部と
、投光素子の発光期間に合致した同期信号を取り出す同
期信号出力部とを具備し、発光制御部は、他の光電スイ
ッチユニットからの同期信号を受けて同期信号の発生期
間中には投光素子の発光を禁止することを特徴とする光
電スイッチ。
（２）上記同期信号出力部は、上記投光素子への入力信
号と同一信号を受けて発光する同期用発光素子よりなり
、各光電スイッチユニットは他の光電スイッチユニット
の同期用発光素子に対して光学的に結合された同期用受
光素子を備えていて、上記同期用受光素子から出力され
る受光信号を同期信号とすることを特徴とする請求項１
記載の光電スイッチ。
（３）上記同期信号出力部は、上記投光素子から投光さ
れる光を外部に取り出す光ファイバ等のライトガイドよ
りなり、各光電スイッチユニットはライトガイドからの
出力光を受光する同期用受光素子を備えていて、上記同
期用受光素子から出力される受光信号を同期信号とする
ことを特徴とする請求項１記載の光電スイッチ。