JPH03261219A - 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） 本発明は感度を自動的に調整するようにした光電スイッ
チに関するものである。

〔従来の技術〕

従来光電スイッチの感度調整方法としては、例えば第８
図に示すように投光パルスＶｉｎの振幅を可変抵抗器１
１１で調整して駆動用トランジスタ１１２のヘース電圧
を制御し、投光用発光ダイオード１１３に流れる電流を
調整して投光側で感度調整する方法が用いられる。又第
９図に示すように受光側で感度調整する際には、受光素
子１２１で受光された受光電流をＩ／Ｖ変換器１２２に
よって電圧信号に変換し、プリアンプ１２３で増幅した
後可変抵抗器１２４でそのレベルを設定し、コンパレー
タ１２５及び処理回路１２６に与えて調整する方法があ
る。そして通常感度調整時には投光側又は受光側のいず
れか一方を人手によって最適値に設定する方法が用いら
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこのような従来の光電スイッチの感度調整
では、可変抵抗器を用いて手動で調整しているため微妙
な調整が困難であり、又調整できたとしても長時間を要
し、調整者の感に頼ることがあるという欠点があった。

又温度変化が激しい環境下においては温度特性によって
誤動作が起こることがあるという欠点があった。更に光
電スイッチのレンズ面の汚れや曇り等による受光量の低
下に対し自己診断信号を出力することができるが、この
信号が出力されると人手によって光電スイッチの感度を
調整し直す必要があるという欠点があった。

本発明はこのような光電スイッチの経時変化による動作
状態の変化に鑑みてなされたものであって、使用環境等
変化しても自動的に最適の感度を再設定できるようにす
ることを技術的課題とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は第１図に示すように、投光素子を含み投光素子
を駆動する投光部１と、受光素子を含み受光出力を弁別
することによって物体検知信号を出力する受光部２と、
を有する光電スイッチであって、光電スイッチの設置時
における所定状態での受光量を検出する第１の受光量検
出手段３と、第１の受光量検出手段により検出された受
光量を保持する記憶手段４と、第１の受光量検出手段と
同一状態での任意の時点で受光量を検出する第２の受光
量検出手段５と、第１．第２の受光量の比に基づいて投
光部又は受光部のレベルを設定するレベル設定手段６と
、を具備することを特徴とするものである。

〔作用］ このような特徴を有する本発明によれば、光電スイッチ
を設置時に所定の状態で第１の受光量検出手段によって
受光量を検出してその値を保持するようにしている。そ
して設置後に第１の受光量検出手段によって受光量を検
出したときと同一の条件下で、第２の受光量検知手段に
よりその時点での受光量を検出し、そのレベルの比に基
づいて投光部又は受光部のレベルを再設定するようにし
ている。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例による光電スイッチの受光部
を示すブロック図である。本図において図示しない投光
部から照射された光は受光素子１１に与えられ、受光回
路１２を介して可変増幅率増幅器１３に与えられる。可
変増幅率増幅器１３は制御部１４の受光ゲインデータ、
例えば「ＯＯ」〜ｒＦＦＪまでのいずれかの値に基づい
てそのゲインを変化させるものであり、増幅出力はコン
パレータ１５〜１７及びＡ／Ｄ変換器１８に与えられる
。コンパレータ１５〜１７は所定の閾値で与えられた信
号を弁別するものであり、コンパレータ１５の出力は信
号処理回路１９を介して外部番こ与えられ、又動作信号
として制御部１４に与えられる。コンパレータ１６．１
７には夫々コンパレータ１５の閾値の上下例えば±２０
％のレベルが設定されており、その闇値レベルで入力信
号を弁別するものであり、その出力を自己診断処理回路
２０に与える。自己診断処理回路２０はコンパレータ１
７からの出力が与えられた後一定時間後にコンパレータ
１６からの出力が得られない場合には不安定な動作状態
にあるものと判別して自己診断信号を制御部１４に与え
る。一方Ａ／Ｄ変換器１８は増幅出力をデジタル信号に
変換して受光量データとして制御部１４に与える。制御
部１４は記憶手段４としてメモリ２１を有している。制
御部１４は後述するように自己診断信号によって可変増
幅率増幅器１３の利得を変化させ、感度の設定が不可能
なときには信号出力回路２２を介して感度設定不能信号
を外部に出力するものである。

次に本実施例の動作について説明する。感度を自動的に
変更するためにはあらかじめ感度変更に必要な情報を記
憶しておく必要がある。即ち光電スイッチにおいて図示
しない投光素子をパルス点灯することにより物体が近接
すれば、投光素子より受光素子１１に光が受光される。

そうすれば受光回路１２にも断続的に信号が得られ、可
変増幅率増幅器１３を介して増幅される。ここで投光パ
ルスに同期してその信号をＡ／Ｄ変換することによりＡ
／Ｄ変換器１８より投光パルスに対応した受光量データ
が得られる。第３図（ａ）はこの受光量を示す図であり
、受光量が闇値を越えるとコンパレータ１５から動作信
号が信号処理回路１９を介して制御部１４に与えられる
。第４図は制御部１４の動作を示すフローチャートであ
り、動作を開始するとまずルーチン３１において感度調
整時に最大受光量を記憶する処理が行われる。第５図は
ルーチン３１の処理を示すフローチャートである。本図
においてこの動作を開始するとまずステップ４１゜４２
において動作信号がＬからＨレベルに変化するのを待受
けており、Ｈレベルに変化した時点でステップ４３に進
んでＭ　Ａ　Ｘ　ｓ値を零とする。そしてステップ４４
に進んでそのとき以後のＡ／Ｄ変換器１８の受光量を取
込み、受光量と最大値（ＭＡＸ。

）とを比較する。最大値Ｍ　Ａ　Ｘ　ｓより受光量が大
きければステップ４６において受光量を最大値ＭＡＸ、
の領域に記憶し、受光量が小さければこの処理を行うこ
となくステップ４７に進んで動作信号がＬになるかどう
かをチエツクする。これがＨレベルであればステップ４
４に戻って同様の処理を繰り返す。こうすれば第３図に
示すように受光量の最大値を得ることができる。動作信
号がＬレベルとなればそのとき得られたＭ　Ａ　Ｘ　ｓ
が受光量の最大値であるので、最大受光量の記憶処理を
終了しステップ３２に進んで自己診断信号が得られてい
るかどうかをチエツクする。さて第６図は可変増幅率増
幅器１３に設定した増幅率と受光レベルの変化を示す図
である。光電スイッチを設置した当初に投受光素子に劣
化がなく投受光部の光学系に曇り等がない状態では、例
えば第６図の直線Ｌ１に示すような受光レベルが得られ
、そのときの感度設定値、例えば「７Ｆ」に対して最大
受光量ＭＡＸＳのＡ／Ｄ変換値が得られる。この値がル
ーチン３１によって検出され、その値がＭ　Ａ　Ｘ　ｓ
値としてメモリ２１に保持される。ここでルーチン３１
は光電スイッチの設定時の受光量を検出する第１の受光
量検出手段３を構成している。

さて投受光素子が劣化したり温度変化等によって出力レ
ベルが低下し又は投受光部の光学系に曇り等が発生した
場合には、受光レベルも低下する。

そして受光量がコンパレータ１７の閾値を越えた後所定
時間内にコンパレータ１８より比較信号が得られないと
きには自己診断処理回路２０より自己診断信号が与えら
れる。この信号が与えられればステップ３３に進んで現
在の最大受光量の取込み処理を行う。これは前述したス
テップ４１〜４７のループと同様にしてその時点の最大
受光量を得るものである。ここで制御部１４はルーチン
３４において第２の受光量検出手段５の機能を構成して
いる。

さてレンズ面の曇り等によってアンプゲインに対する受
光レベルが直線Ｌ２に変化したものとすれば、元の感度
設定値で最大値はＭＡＸ、となっている。従って以下の
ような式に基づいて感度値の再設定を行う。即ち次式 として感度変更値を算出する。そしてステップ３５に進
んで感度変更が設定可能な範囲かどうかをチエツクする
。例えば前述した例ではｒｏｏ、〜「ＦＦ、の感度設定
可能な範囲内の変更であるかどうかをチエツクする。例
えば第６図に示すように直線Ｌ１からＬ２に変化したも
のとすれば、直線Ｌ２上で元の最大受光量Ｍ　Ａ　Ｘ　
ｓが得られる設定値、例えばｒＡＦＪが算出される。こ
れが設定可能範囲内であれば制御部１４から可変増幅率
増幅器１３にゲインデータを与えることによって感度を
設定する（ステップ３６）。ここで制御部１４はステッ
プ３４〜３６において算出されたレベルを設定するレベ
ル設定手段６の機能を達成している。

方光電スイッチの経年変化やレンズ面の曇り等によって
アンプゲインに対する受光レベルが直線Ｌ３に変化した
ものとすれば、設定可能な範囲で感度を変更することが
できない。このように感度設定が不能であれば、ステッ
プ３７に進んで感度設定が不可能信号を信号出力回路２
２を介して外部に出力する。これは外部のプログラマブ
ルコントローラ等に信号を与えることによって行っても
よく、又表示器等によって点灯表示させるようにしても
よい。こうすれば第６図に示すように感度設定値自体は
変化するが、最大受光量は当初に記憶したレベルと同一
のものとなり自動的に最適のゲインを設定することがで
きる。

尚本実施例は自己診断信号に基づいて感度の再設定を行
うようにしているが、自己診断信号に限らず電源の投入
時毎にこのような感度の変更を行ってもよく、又周期的
に行ったり外部から与えられた制御信号に基づいて行う
ようにしてもよい。

更に本実施例では制御信号がオンとなるときの最大受光
量に基づいて現在の受光量の低下を算出して新たに感度
を変更するようにしているが、最小受光量や電源のオン
及びオフ時の受光量の平均値等を用いるようにしてもよ
い。

第７図は本発明の第２実施例を示すブロック図である。

本図において前述した第１実施例と同一部分は同一符号
を付して詳細な説明を省略する。

本実施例では制御部１４からＤ／Ａ変換器２４に投光量
データとして与えられる。Ｄ／Ａ変換器２４はこの値を
アナログ信号に変換しゲート回路２５に与える。ゲート
回路２５には投光パルス発生回路２６の出力が与えられ
ており、所定周期毎にＤ／Ａ変換された出力によってト
ランジスタ２７が駆動され、投光用ＬＥＤ２８を点灯さ
せるものである。そしてこの投光レベルが制御部１４か
らの出力によって制御される。こうすれば前述した第１
実施例と同様に光電スイッチを設置した時点の最大受光
量を記憶しておき、自己診断信号に基づいて現在の最大
受光量の比によって新たな投光レベルを検出し、投光レ
ベルを調整することにより経年変化や環境の変化に対し
ても自動的に最適な投光レベルを有する近接スイッチと
することができる。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように本発明によれば、光電スイッ
チが設置された時点から経時変化や光電スイッチのレン
ズ面の汚れや曇り等による光量劣化に対して自動的に感
度を再設定し元の感度を得ることができるため、光電ス
イッチの維持に要する手間を不要とすることができる。

又温度変化が激しい環境下においても自動的に感度を再
設定することによって温度特性に基づく誤動作を防止す
ることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の機能的構成を示すブロック図、第２図
は本発明による光電スイッチの一実施例を示すブロック
図、第３図はその動作を示すタイムチャート、第４図及
び第５図は本実施例の動作を示すフローチャート、第６
図はゲインに対する受光レベルの変化を示すグラフ、第
７図は本発明の他の実施例を示すブロック図、第８図及
び第９図は従来の光電スイッチの投光部及び受光部の構
成を示すブロック図である。 １−・・・・・・投光部　　２・・・−・・−受光部　
　３−・・−第１の受光量検出手段　　４・−・・・・
記憶手段　　５−・・・−第２の受光量検出手段　　６
・−−−−−−レベル設定手段１３−・・−・・可変増
幅率増幅器　　１４−・−制御部１５〜１７・・・・・
・・コンパレータ　　１８−・・−Ａ　／　Ｄ変換器　
　２０−・−−−−一自己診断処理回路　　２４・・・
Ｄ／Ａ変換器 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）投光素子を含み前記投光素子を駆動する投光部と
   、 受光素子を含み受光出力を弁別することによって物体検
   知信号を出力する受光部と、を有する光電スイッチにお
   いて、 光電スイッチの設置時における所定状態での受光量を検
   出する第１の受光量検出手段と、 前記第１の受光量検出手段により検出された受光量を保
   持する記憶手段と、 前記第１の受光量検出手段と同一状態での任意の時点で
   受光量を検出する第２の受光量検出手段と、 前記第１、第２の受光量の比に基づいて投光部又は受光
   部のレベルを設定するレベル設定手段と、を具備するこ
   とを特徴とする光電スイッチ。