JPH0327877B2 - - Google Patents

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JPH0327877B2
JPH0327877B2 JP60039026A JP3902685A JPH0327877B2 JP H0327877 B2 JPH0327877 B2 JP H0327877B2 JP 60039026 A JP60039026 A JP 60039026A JP 3902685 A JP3902685 A JP 3902685A JP H0327877 B2 JPH0327877 B2 JP H0327877B2
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JP
Japan
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light
circuit
output
timing
frequency
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JP60039026A
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JPS61198092A (ja
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Rikya Kobashi
Tadanori Myauchi
Kyoshi Tanigawa
Kyoshi Hasegawa
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は人や物体の存在の有無を投受光器間を
光が透過するか否かによつて検出する光電スイツ
チに関する。
従来の技術 光電スイツチは機械式スイツチに比べると、非
接触状態で検出が可能で、検出動作が高速である
等の優れた特徴を有し、自動ドアの開閉制御や工
場内で移動するワークや機器の有無検出等に賞用
されている。この光電スイツチは、投光にパルス
変調光を用い、受光器の出力から、パルス光の発
生タイミングに同期したものだけを、受光信号と
して取り出して遮光の有無を検出するのが一般的
である。この同期動作によつて、太陽光、照明光
或いは電気的ノイズの混入を防止し、ノイズマー
ジンを向上して誤検出を防止しているのである。
しかし光電スイツチを複数個並設した場合、特
に同一機種の光電スイツチを並設した場合には、
それらのパルス変調周波数が同一又は近似してい
るので、一つの光電スイツチが他の光電スイツチ
の投光によつて誤動作することがあつた。
例えば第3図に示すように、二組の光電スイツ
チ1,2の投光器1a,2aと受光器1b,2b
を、夫々が検出すべき空間を挟んで対向させて並
置した場合、一方の光電スイツチ1の投光器1a
からの投光が、物体3によつて遮ぎられているに
もかかわらず、自己の受光器1bに、他方の光電
スイツチ2の投光器2aからの光が入射して誤動
作することがある。
上記誤動作を防止する手段として、従来は第4
図に示すように、各光電スイツチの投光器1a,
2aの投光角度θ及び受光器1b,2bの受光角
度φを小さくして、指向性を高めることが考えら
れた。しかしこの手段は、各組の投光器1a,2
aと受光器1b,2bの光軸合せが難かしく、使
用中に外部衝撃等によつて光軸が少しでもずれる
と、動作不能になるので保守が困難であつた。
また誤動作防止の他の手段として、第5図に示
すように、二組の光電スイツチ1,2の投光器1
a,2aと受光器1b,2bを交互に配置するこ
とも考えられている。しかし、この場合には、物
体3の反射率が高いと、一方の光電スイツチ1の
投光器1aの投光が反射によつて他方の光電スイ
ツチ2の受光器2bに入射することがあるので、
誤動作を完全に防止できない。
そこで上記欠点を根本的に解決する手段とし
て、並置された複数の光電スイツチが同時に投光
しないように投光タイミングをずらし、自己の投
射光に対応したタイミングの受光信号のみを選択
通過させて、光電スイツチ相互間の光の干渉によ
る誤動作を防止するものが提案されていた。
発明の解決しようとする問題点 投受光タイミングを並置された光電スイツチご
とにずらす上記方式は、各光電スイツチに外部か
らのタイミング信号を受け取り、それに応じて投
光素子をパルス発光させ、且つ投光タイミングに
応じた受光信号を受光素子から選択的に取り出す
ために、専用の端子及び専用の回路を設ける必要
がある。従つてこの目的に用いる光電スイツチは
必然的に専用品として製造することになり、上記
相互干渉防止機能を持たない一般品とは別種の光
電スイツチとなる。上記相互干渉を防止するため
に専用品を用いなければならないということは、
光電スイツチの利用を不便にし、コストアツプに
もつながる。このため特別な回路を組み込むこと
なく、上記専用品と一般品の両機能を発揮できる
汎用型の光電スイツチが要望されていた。
問題点を解決するための手段 本発明は専用品を用いなければならないという
上記不便さを解消するために提案されたものであ
る。
すなわち本発明は発振回路と、発振出力を分周
して投受光のタイミングクロツクを発生する分周
回路と、上記タイミングクロツクに応じてパルス
発光する発光素子と、発光素子の光を受ける受光
素子と、上記タイミングクロツクによつて開き受
光素子の出力を通過させるゲート回路と、ゲート
回路を通過した受光パルスを積分しそれが所定量
に達したとき受光判定出力を発生する積分回路と
を有する光電スイツチであつて、上記発振回路
は、外部クロツク入力端子と周波数特定要素と増
幅器とから構成され、外部クロツクが入力された
ときには外部クロツクのバツフアとして働き、外
部クロツクが入力されないときには周波数特定要
素によつて定まる周波数によつて発振するもので
あり、上記分周回路は、外部からクリアできるよ
うにクリア端子を備えているものであることを特
徴とする光電スイツチである。
実施例 本発明の一実施例を図面を参照しながら以下説
明する。
第1図において4はフオトトランジスタ等の受
光素子、5はパルス増幅器、6は一定レベルの正
の信号成分を取り出す振幅弁別器、7はLED等
の投光素子、8は発振回路、9は発振回路8の出
力を1/8に分周して3発のタイミングクロツク
T0,T1,T2を逐次に繰り返し発生する分周回
路、10はタイミングクロツクT2によつて開く
ゲート回路、11はタイミングクロツクT2の発
生タイミングでゲート回路10を通過した受光信
号(以下単に受光パルスAという)を積分して、
受光パルスAが連続して所定数連続して入力され
たとき受光状態に入つたと判定し、受光パルスA
が継続して所定時間入力されなかつたとき遮光状
態に入つたと判定して出力する積分回路、12は
外部クロツク入力端子、13は分周回路9を外部
からクリアするためのクリア端子である。
上記回路の構成要素について、さらに詳しく説
明する。
発振回路8はコンデンサC及び抵抗R1,R2
りなる周波数特定要素14と、シユミツト・トリ
ガ回路15、インバータ16及びトランジスタ
Trよりなる増幅器17とから構成されている。
分周回路9は三個のT型フリツプフロツプ回路
18,19,20と三個の多入力ANDゲート2
1,22,23とを組合せて構成されている。
積分回路11は、受光パルスAでセツトされ、
タイミングクロツクT1でリセツトされる第1の
フリツプフロツプ回路24、第2のフリツプフロ
ツプフロツプ回路25、第1及び第2のフリツプ
フロツプ回路24,25の出力Q1Q2を受け、そ
れらが一致したとき“1”の論理レベルの一致出
力を発生する一致検出回路26、一致検出回路2
6の出力を反転して不一致出力を生成するインバ
ータ27、第1及び第2のANDゲート28a,
28bからなりタイミングクロツクT0の発生タ
イミングで不一致出力B及び一致出力Cを通過さ
せる第1のゲート28、第1のゲート28を通過
した一致出力Cでリセツトされ、不一致出力Bを
カウントして、不一致出力Bが連続して7発入力
されたときカウントアツプ出力Q7を発生する不
一致回数カウンタ29、第3及び第4のANDゲ
ート30a,30bからなり不一致回数カウンタ
29のカウントアツプ出力Q7が発生したとき開
いて第1のフリツプフロツプ回路24の記憶内容
を第2のフリツプフロツプ回路25に移す第2の
ゲート30から構成されている。
上記光電スイツチ31の動作について、第2図
に示すタイミング図を参照しながら次に説明す
る。
外部クロツク入力端子12及びクリア端子13
に外部信号が加えられていない場合、発振回路8
は周波数特定要素14によつて定まる一定の周波
数で発振している。この発振回路8の動作原理
は、シユミツト・トリガ回路15の持つヒステリ
シス特性を利用したもので、その出力Dをインバ
ータ16で反転しトランジスタTrを介してCR積
分回路である周波数特定要素14に与え、一定の
時定数で充放電されるコンデンサCの電圧がシユ
ミツトレベルに達するごとに出力Dを反転させる
ものである。上記発振回路8の出力Dは三個のT
型フリツプ回路18,19,20を縦続接続した
分周回路9で、分周される。各T型フリツプ回路
はその入力端子Tに発振パルスが入力される毎に
反転する。従つてそれらの出力端子Qa,Qb,bc
は(0.0.0)(1.0.0)…(1.1.1)の8種の出力状態
を順に繰り返す。そして分周回路9内の多入力型
ANDゲート21,22,23は夫々、発振回路
8の出力Dを反転した信号Eの発生タイミング
で、上記出力状態が(0.0.0)のときタイミング
クロツクT0を、(1.0.0)のときタイミングクロツ
クT1を、(0.1.0)のときタイミングクロツクT2
発生させる。要するに分周回路9は発振回路8の
発振出力Dを1/8に分周して出力するリングカウ
ンタであり、8個のカウント数の内の最初の3個
の各カウント毎にタイミングクロツクT0,T1
T2を順に発生するのである。このタイミングク
ロツクT0,T1,T2によつて、光電スイツチ31
は次のように動作する。
投光素子7はタイミングクロツクT2に同期し
てパルス発光し、パルス増幅器5及び振幅弁別器
6で処理された受光素子4の出力は、上記タイミ
ングT2内に得られたもののみがゲート回路10
によつて取り出され、上記タイミングT2中に受
光していれば受光パルスAが発生する。第1のフ
リツプフロツプ回路24は受光パルスAによつて
セツトされタイミングクロツクT1によつてリセ
ツトされるので、受光素子4がタイミングT2
受光すると第1のフリツプフロツプ回路24の出
力Q1はタイミングクロツクT2〜T0の期間中
“1”の論理レベルとなる。
ここで最初不一致回数カウンタ29及び第2の
フリツプフロツプ回路25がリセツトされた初期
状態であつたとする。
タイミングT2で受光パルスAが発生すると、
第1のフリツプフロツプ回路24は次のタイミン
グクロツクT1までこれを記憶保持する。一方第
1のゲート28はこの記憶保持期間内のタイミン
グクロツクT0で開く。このとき第1のフリツプ
フロツプ回路24の出力Q1は“1”の論理レベ
ルであり、第2のフリツプフロツプ回路25の出
力Q2は“0”の論理レベルであるので、不一致
出力Bが発生し、不一致回数カウンタ29は一つ
カウントする。各タイミングクロツクT2毎に連
続して受光素子4が受光していると、受光パルス
Aは各周期毎に発生するので、上述の動作により
不一致回数カウンタ29はカウント数を一つずつ
増加させる。連続して7発の受光パルスAが発生
すると、この直後のタイミングクロツクT0で不
一致回数カウンタ29はカウントアツプ出力Q7
を発生し、第2のゲート30を開いて第1のフリ
ツプフロツプ回路24の出力を第2のフリツプフ
ロツプ回路25に移す。この結果第2のフリツプ
フロツプ回路25の出力Q2は受光状態を示す
“1”の論理レベルとなる。さらに一致検出回路
26の出力は、第1及び第2のフリツプフロツプ
回路24,25の出力Q1,Q2が一致しているこ
とを示す“1”の論理レベルになるので、不一致
回数カウンタ29はリセツトされ、カウントアツ
プ出力Q7も消減する。上記カウントアツプ出力
Q7の発生、第2のフリツプフロツプ回路25の
反転及び不一致回数カウンタ29のリセツトはタ
イミングクロツクT0の立ち上がりの直後に全て
なされる。このようにして第2のフリツプフロツ
プ回路25の出力Q2が受光状態を示す“1”の
論理レベルに変化した後は、受光パルスAが発生
すると、一致出力Cが発生して不一致回数カウン
タ29がリセツトされるので、受光パルスAが一
定期間(タイミングクロツクT2が7発発生する
期間)内に少なくとも一個発生すれば、不一致回
数カウンタ29はカウントアツプ出力Q7を発生
せず、第2のフリツプフロツプ回路25の出力
Q2は受光状態を示す“1”の論理レベルを保つ
ている。しかし遮光状態になつて受光パルスA
が、タイミングクロツクT2の連続した7回の間
継続して発生しないと、第1のフリツプフロツプ
回路24の“0”の論理レベルと第2のフリツプ
フロツプ回路25の“1”の論理レベルとの不一
致を、不一致回数カウンタ29が第1のゲート2
8の開くタイミングT0で上述のような動作によ
り7回カウントしてカウントアツプ出力Q7を発
生するので、第2のフリツプフロツプ回路25は
再び反転してその出力Q2は遮光状態を示す“0”
の論理レベルに変化する。
以上の動作説明は、発振回路8に外部からクロ
ツク信号を与えず自己発振させた場合である。
次に本発明の光電スイツチ31を複数個並置
し、外部からクロツク信号及びクリア信号を所定
のタイミングで与えて、各光電スイツチごとに投
受光タイミングを異ならせ、相互間の光の干渉を
防止する場合の動作を説明する。
この場合において、外部クロツク端子12に外
部からクロツク信号を入力すると、発振回路8は
それを分周回路9に通過させる単なるバツフアと
して働く。またクリア端子13にクリア信号を外
部から入力すると、分周回路9内の各T型フリツ
プフロツプ回路18,19,20は全てリセツト
されて、各出力Qa,Qb,Qcは(0.0.0)の状態と
なり、タイミングクロツクT0に同期させること
ができる。このように外部からクロツク信号及び
クリア信号を与えることによつて、分周カウンタ
9の出力するタイミングクロツクT0,T1,T2
位相と周期を外部から任意に設定できる。従つて
光電スイツチを並置した場合でも、相互間の光の
干渉による誤動作を防止できる。本発明の光電ス
イツチ31は、外部信号によつて位相と周期を任
意に設定できるので、多数組の光電スイツチの投
受光タイミングを完全にずらすことができる。例
えば上記実施例の場合、分周回路9の分周比が
1/8であるので、最大で8組の光電スイツチを
並置できる。なお外部信号を用いた使用方法にお
いても各光電スイツチの基本動作は、先に説明し
たのと全く同様に行なわれる。
なお本発明装置の構成要素は、上記実施例の回
路に限られないことは勿論で、例えば分周回路の
分周比は任意に設定できるし、積分回路は、受光
パルスAが所定量連続して入力するか否かによつ
て受光と遮光の判定するものであればよく、CR
積分回路のようなものも使用できる。
発明の効果 本発明の光電スイツチは、投受光のタイミング
クロツクを内部で単独に発生させる一般型の光電
スイツチとしての使用と、投受光タイミングを並
置された光電スイツチ毎にずらすために外部から
タイミング制御信号を与える方式の光電スイツチ
としての使用とを、容易に使い分けることができ
る。特に本発明の光電スイツチは、上記一般型の
光電スイツチと、回路構成が略同等で特別な回路
を付加する必要がないから、コストアツプするこ
となく製造でき、光電スイツチの利用価値を高め
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2
図はその動作タイミング図である。第3図乃至第
5図は夫々光電スイツチを並置した場合の従来の
問題点を説明する図である。 4……受光素子、7……投光素子、8……発振
回路、9……分周回路、10……ゲート回路、1
1……積分回路、12……外部クロツク入力端
子、13……クリア端子、14……周波数特定要
素、17……増幅回路、T2……タイミングクロ
ツク。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 発振回路と、発振出力を分周して投受光のタ
    イミングクロツクを発生する分周回路と、上記タ
    イミングクロツクに応じてパルス発光する発光素
    子と、発光素子の光を受ける受光素子と、上記タ
    イミングクロツクによつて開き受光素子の出力を
    通過させるゲート回路と、ゲート回路を通過した
    受光パルスを積分しそれが所定量に達したとき受
    光判定出力を発生する積分回路とを有する光電ス
    イツチであつて、上記発振回路は、外部クロツク
    入力端子と周波数特定要素と増幅器とから構成さ
    れ、外部クロツクが入力されたときには外部クロ
    ツクのバツフアとして働き、外部クロツクが入力
    されないときには周波数特定要素によつて定まる
    周波数によつて発振するものであり、上記分周回
    路は、外部からクリアできるようにクリア端子を
    備えているものであることを特徴とする光電スイ
    ツチ。
JP60039026A 1985-02-28 1985-02-28 光電スイツチ Granted JPS61198092A (ja)

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