JPH0373611A - 光電スイッチ装置 - 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〕 本発明は光電的に物体を検出する光電スイッチ装置に関
する。

〔従来の技術〕

光電スイッチ装置は透過形光型スイッチ装置と反射形光
型スイッチ装置とがあり、駅、銀行などのキャッシュデ
イスペンサー、券売機等に用いられてプリペイカー−ド
、ａｉ気カードなどを検出する。

透過形光型スイッチ装置は発光ダイオード等の発光体か
らフォトダイオード等の受光素子に光を照射し、発光体
と受光素子との間に遮光物が入ったか否かによって発光
体から受光素子への光が遮光物で遮光されるか否かを検
出している０反射形光電スイッチ装置は発光ダイオード
等の発光体から所定の方向へ光を照射し、この光が反射
物で反射されてフォトダイオード等の受光素子で受光さ
れるか否かを検出している。

第５図は透過形光型スイッチ装置の一例を示し、図中１
は発光ダイオードからなる発光体、２はフォトダイオー
ドからなる受光素子、３，４は抵抗である。

発光ダイオード１は電源（Ｖｃｃ）から抵抗３を通して
一定の電流が流れて発光し、発光ダイオード１とフォト
ダイオード２との間に遮光物が入らないときには発光ダ
イオード１からの光がフォトダイオード２で受光される
１発光ダイオード１とフォトダイオード２との間に遮光
物が入ったときには発光ダイオード１からの光はその遮
光物により遮光されてフォトダイオード２に入らなくな
る。

また、実開昭５８−３８９４８号公報には複数種類の電
源電圧に対してスイッチで回路を切換えて使用するよう
にした光電スイッチ装置が記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記光電スイッチ装置では発光ダイオードに電流を多く
流した方がフォトダイオードからの出力信号のＳ／Ｎが
良くなるが１発光ダイオードは流される電流が多くなる
ことにより寿命が指数関数的に低下する。そこで、発光
ダイオードの寿命を長くするためにフォトダイオードか
らの出力信号のＳ／Ｎを犠牲にしていた。また、誤動作
を起こしていたり故障していてもこれらは動作させてみ
なければ分からなかった。そして使用中にごみの付着等
で出力信号が下がると、キャッシュデイスペンサー、自
動巻取機等の使用機械が使用不能になってしまう、使用
機械が使用不能になった場合には係員がその度にメンテ
ナンスしなければならず、その間お客に迷惑をかけるこ
とになる。特に、駅、銀行等で用いられるキャッシュデ
イスペンサー、券売機等の使用機械は省人化として使用
されているので、使用不能になった場合には係員がすぐ
にメンテナンスできないことがあって問題となっている
。

本発明は自己診断を行なうことができて上記欠点を改善
することができる光電スイッチ装置を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため１本発明は第１図に示すように
電流が流されて発光する発光体５と、この発光体からの
光を受光する受光素子６とを有し、前記発光体５から前
記受光素子６へ光が入るか否かを検出する光電スイッチ
装置において、前記発光体５から前記受光素子６へ光が
入る状態で前記受光素子６の出力信号が所定値より低い
とき、前記発光体５に流す電流を段階的に増加させてゆ
く電流切換手段７を設けたものである。

〔作　用〕

発光体５から受光素子６へ光が入る状態で受光素子６の
出力信号が所定値より低いときには発光体５に流す電流
が電流切換手段７により段階的に増加させられてゆく。

〔実施例〕

第２（！Ｉは本発明の一実施例を示し、図中１１は発光
ダイオードからなる発光体、１２はフォトダイオードか
らなる受光素子、１３はマイクロコンピュータ（ＣＰＵ
）、１４は複数個のオープンコレクタのインバータ１５
〜１８を有する市販のインバータ素子、１９はコンパレ
ータ、２０〜２９は抵抗、３０はトランジスタである。

抵抗２０〜２３の各抵抗値はＲ１−Ｒ４で、抵抗２４．
２５の各抵抗値はＲａ、Ｒ，であり、抵抗２６〜２９の
抵抗値はすべてＲである。また、発光ダイオード１１及
びフォトダイオード１２は対向して配置され、それぞれ
レンズが付けられている。

この実施例は透過形光電スイッチ装置の例であり１通常
は発光ダイオード１１からの光がフォトダイオード１２
に入射している０発光ダイオード１１とフォトダイオー
ド１２との間には遮光物の通路が形成され、遮光物が発
光ダイオード１１とフォトダイオード１２との間に入っ
たときには発光ダイオード１１からの光がその遮光物に
より遮光されてフォトダイオード１２に入射しなくなる
。フォトダイオード１２の出力信号Ｂは発光ダイオード
１１とフォトダイオード１２との間に遮光物が入ったか
否かにより変化し、コンパレータ１９にて電源電圧Ｖｃ
ｃを抵抗２８　、２９で分割したスライスレベルＣと比
較される。

このコンパレータ１９の出力信号りは発光ダイオード１
１とフォトダイオード１２との間に遮光物が入ったか否
かにより高レベル又は低レベルになる。ＣＰＵ１３はコ
ンパレータ１９の出力信号りが入力され、インバーター
５〜１８に０′又は１′の２値信号ａ。

ｂ、ｃ、ｄを出力する。抵抗２０〜２３．２５の合成抵
抗値ｒ　（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）はインバーター５〜１８の
入力信号ａｔｂｔ　ｃ、ｄに応じて変化し、 となる、トランジスタ３０は電源電圧Ｖｃｃを抵抗２４
゜ｒ　（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）で分割した信号電圧Ａがベー
スに印加され、この信号電圧Ａに応じた電流工を発光ダ
イオード１１に流す。この電流■はトランジスタ３０の
ベース・エミッタ間電圧をＶｂｅとすればとなり、ＣＰ
Ｕ１３からインバータ１５〜１８への信号ａ、ｂ、ｃ、
ｄに応じて例えば０．８Ｉ、、１．ＯＩ、。

１．２工。、　１．５Ｉ、、　１．８Ｉ。、２．２Ｉ。

、　２．７Ｉ、、　３．３工。という値に段階的に選定
される。ここに、トランジスタ３０のベース電圧Ａは発
光ダイオード１１の順方向電圧をＶｆ、トランジスタ３
０のコレクタ・エミッタ間電圧をＶｃｅとすれば（Ｖｃ
ｃ　−Ｖｆ　−Ｖｃｅ＋Ｖｂｅ）以下に設定される。

第３図はこの実施例の動作を示す。

ＣＰＵ１３は電源が投入されると、初期設定を行ない、
発光ダイオード１１の電流工が０．８工。となるような
パルス信号ａ、ｂ、Ｑ、ｄをインバータ１５〜１８へ出
力する。モしてＣＰＵ１３はコンパレータ１９の出力信
号より発光ダイオード１１及びフォトダイオード１２か
らなるセンサ等が正常であるか否かを判断し、つまり発
光ダイオード１１とフォトダイオード１２との間に遮光
物がなくて発光ダイオード１１からフォトダイオード１
２へ光が入る状態においてコンパレータ１９の出力信号
が高レベルになるか否かを判断し、第４図（ｂ）に示す
ようにコンパレータ１９の出力信号が高レベルになれば
正常であると判断してインバータ１５〜１８への信号ａ
、ｂ、Ｑ。

ｄを発光ダイオード１１の電流工が１段階高い１．０工
。どなるような値に設定してセンサの動作を開始させる
。

ＣＰＵｌ３は発光ダイオード１１の電流工が０．８工。

のときにコンパレータ１９の出力信号が第４図（ａ）に
示すように低レベルになればセンサの過渡トラブル（ご
みの付着、レンズのくもり等）又は永久トラブルにより
エラーが発生したものと判断し、インバータ１５〜１８
への信号ａ、ｂ、Ｑ、ｄとして発光ダイオード１１の電
流工が１．２工。どなるようなパルス信号を出力してコ
ンパレータ１９の出力信号が高レベルになるか否かを判
断する。ＣＰＵ１３はコンパレータ１９の出力信号が高
レベルになれば正常であると判断し、インバータ１５〜
１８への信号ａ。

ｂ、ｃ、ｄを発光ダイオード１１の電流工が１段階高い
１．５■。どなるような値に設定してセンサの動作を開
始させ、かつエラーステータス１を出力装置により出力
する。この実施例は駅の券売機などに使用されるが、係
員は一日の稼動終了等の動作終了後に上記出力装置でエ
ラーステータス１が出力されているのを見てメンテナン
スを行なう、この場合係員はごみの除去、レンズの清掃
等で過渡トラブルを解消する。この実施例では過渡トラ
ブルを機械の故障とせずに動作させ、動作終了後に過渡
トラブルを解消するので、お客に迷惑をかけずに済む。

また、ＣＰＵ１３は発光ダイオード１１の電流工が１．
２工。のときにコンパレータ１９の出力信号が低レベル
になればエラーが発生したものと判断し、インバータ１
５〜１８への信号ａｅ　ｂｙ　ａｔ　ｄとして発光ダイ
オード１１の電流工が１．５Ｉ。となるようなパルス信
号を出力してコンパレータ１９の出力信号が高レベルに
なるか否かを判断する。ＣＰＵ１３はコンパレータ１９
の出力信号が高レベルになれば正常であると判断し、イ
ンバータ１５〜１８への信号ａ。

ｂ、ｃ、ｄを発光ダイオード１１の電流工が１段階高い
１．８工。となるような値に切換えてセンサの動作を開
始させ、かつエラーステータス１を出力装置により出力
する。係員は動作終了後に上記出力装置でエラーステー
タス１が出力されているのを見てメンテナンスを行ない
、ごみの除去、レンズの清掃等で過渡トラブルを解消す
る。

ＣＰＵ１３は発光ダイオード１１の電流工が１．５Ｉ。

のときにコンパレータ１９の出力信号が低レベルになれ
ばエラーが発生したものと判断し、インバータ１５〜１
８への信号ａｔ　ｂｅ　ｃｔ　ｄとして発光ダイオード
１１の電流■が２．２工。となるようなパルス信号を出
力してコンパレータ１９の出力信号が高レベルになるか
否かを判断する。ＣＰＵ１３はコンパレータ１９の出力
信号が高レベルになれば正常であると判断し、インバー
タ１５〜１８への信号ａｔ　ｂ、ｃ。

ｄを発光ダイオード１１の電流工が１段階高い２．７■
。となるような値に設定してセンサの動作を開始させ、
かつエラーステータス１を出力装置により出力する。係
員は動作終了後に上記出力装置でエラーステータスｌが
出力されているのを見てメンテナンスを行ない、ごみの
除去、レンズの清掃等で過渡トラブルを解消する。

ＣＰＵ１３は発光ダイオード１１の電流工が２．２工。

のときにコンパレータ１９の出力信号が低レベルになれ
ばエラーが発生したものと判断し、センサの動作を停止
させて出力装置によりエラーステータス２を出力しく例
えば警報を発し）、係員は出力装置でエラーステータス
２が出力されているのを知って直ちにメンテナンスを行
なう、この場合係員はセンサの交換等により永久トラブ
ルを解消する。

この実施例によれば電源投入直後に自己診断するので、
故障やほこりなどによる突発的な誤動作を動作前に確認
することができる。また、出力信号のＳ／Ｎの劣化の状
態もチエツクでき、誤動作を起こす前にセンサの交換、
洗浄等をおこなうことができる。さらに、発光ダイオー
ド１１の電流工を自己診断で最適電流値に設定すること
ができ。

発光ダイオード１１の寿命を延ばすことができる。

また、発光ダイオード１１を自己診断でパルス点灯させ
るので、発光ダイオード１１に必要時のみ電流を流すこ
とができ、発光ダイオード１１の寿命を一層延ばすこと
ができる。

上記実施例においては電源投入直後に自己診断して発光
ダイオード１１の電流工を設定したが、稼動中にも一定
時間毎に若しくは一定回数の動作終了毎に自己診断を同
様に行なうようにしてもよい。

第６図は本発明の他の実施例の動作を示す。

この実施例は上記実施例において、第３図に示すような
動作を行なわせるＣＰＵ１３の代りに第６図に示すよう
な動作を行なわせるＣＰＵ１３’を用いたものである。

このＣＰＵ１３’は上記実施例と同様に第３図のような
自己診断を電源投入時に行なうだけでなく、この自己診
断を一定時間毎若しくは一定回数の使用毎に行なう、こ
の場合、ＣＰＵ１３′は電源が投入されると、まず、現
時点は自己診断を行なう時点であるという条件が成立し
ているか否かを判断し、この条件が成立していなければ
この判断を繰り返して行なう。条件が成立すれば、つま
り現時点が電源投入時であるか、又は電源投入時より一
定時間が繰り返して経過した各時点、若しくは電源投入
後に一定回数のセンサ使用が繰り返して終了した各時点
であればセンサ使用中であるか否かを判断し、センサ使
用中であればこの判断を繰り返して行なう、センサ使用
中でなくなればＣＰＵ１３’は上記実施例と同様に第３
図のような自己診断を行なって発光ダイオード１１の電
流工を設定し、センサの動作を開始させる。

この自己診断において、ＣＰＵ１３’は上記実施例と同
様に過渡トラブルでエラーが発生すれば発光ダイオード
１１の電流工を設定してエラーステータス１を出力装置
により出力し、また過渡トラブルでエラーが発生すれば
出力装置によりエラーステータス２を出力する（例えば
警報を発する）。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば電流が流されて発光する発
光体と、この発光体からの光を受光する受光素子とを有
し、前記発光体から前記受光素子へ光が入るか否かを検
出する光電スイッチ装置において、前記発光体から前記
受光素子へ光が入る状態で前記受光素子の出力信号が所
定値より低いとき、前記発光体に流す電流を段階的に増
加させてゆく電流切換手段を設けたので、自己診断を行
なうことができて発光体の電流を最適電流値に設定する
ことができ、出力信号のＳ／Ｎを犠牲にすることがなく
、かつ寿命を延ばすことができる。

さらに、使用途中で使用不能になることが少なくなって
メンテナンスが楽になり、お客に迷惑をかけるようなこ
とが少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を示すブロック図、第２図は本発明の一
実施例を示す回路図、第３図は同実施例の動作を示すフ
ローチャート、第４図（ａ）（ｂ）は同実施例の動作を
示すタイミングチャート、第５図は従来の光電スイッチ
装置を示す回路図、第６図は本発明の他の実施例の動作
を示すフローチャートである。 ５・・・発光体。 ６・・・受光素子、 ７・・・電流切換 手段。 ｂ４図 ｃｃ 凶Ｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電流が流されて発光する発光体と、この発光体からの光
   を受光する受光素子とを有し、前記発光体から前記受光
   素子へ光が入るか否かを検出する光電スイッチ装置にお
   いて、前記発光体から前記受光素子へ光が入る状態で前
   記受光素子の出力信号が所定値より低いとき、前記発光
   体に流す電流を段階的に増加させてゆく電流切換手段を
   設けたことを特徴とする光電スイッチ装置。