JPH0384464A - 定方向通過検出センサ - 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、物体の一定方向のみの通過移動を検出するセ
ンサに関する。

〔従来の技術〕

従来物体の移動通過を検出する方法としては、発光部と
受光部とを適当な間隔を持って対向させて検出器を構威
し、これを２個以上配置することにより物体の通過方向
及び回数を検出していた。

かかる方法の一例としては、特願昭６０−２９６６２、
号に示すｊ通過方向検出センサ１が挙げられる。このＩ
ｊＩ或を第４図に基づいて説明すると、受光素子を備え
た第１検出器５０と第２検出器５１とを並べて配置し、
かつこれと対向した適宜の距離の位置に台形プリズム５
３を配置して、１個の光［５４からの光を回折させて通
過する物体５５に当てるように構成されている０次に、
これによる透過光５６の有無を検出器５０．５１で感知
してパルス信号に変換し、かかる信号５７．５８をセッ
ト・リセット・フリップフロップから構成される通過方
向信号変換回路５９で通過方向６０．６１を判断するも
のであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述したような従来の通過方向検出センサ等で
は、常に光源を必要とするため、検出信号を供給する線
の他に、光源へ供給する電源供給線を別に配線しなけれ
ばならないという問題点があった。また、光源を別々に
設けた場合には、上記の問題点に加えて、２つの光源の
光がそれぞれ干渉を起こさないように距離をとる等の処
置が必要であった。

かかるように、通過方向を検出するセンサはある程度の
大きさと空間が必要であること、さらにその設置はベル
トコンベアなどへの固定的なものに限られること、等の
問題点があった。

〔発明の目的〕 そこで、本発明は係る問題点に鑑み、専用の光源を有せ
ず、室内においては照明器具、屋外においては自然光な
どを光源として用い、通過する物体がかかる光を遮った
ときにできる明暗を検出し、これを方向弁別回路によっ
て一定方向のみを判定する定方向通過検出センサの提供
を目的とし、かつ、電源供給線と信号供給線とを２線共
用とすることにより、簡易小型で取り付は配置が自由と
なる定方向通過検出センサを提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる目的を遠戚するため、本発明は以下のように構成
される。

受光素子（Ｔ「１、Ｔｒ、）を備え、物体（３４）が通
過したときにできる光量の変化を検出する２個の光量検
出回路（１）、（３）　と、；各光量検出回路（１）。

（３）のそれぞれに接続され、光量の変化を検出すると
異なるパルス幅の信号（山、（ｋ）を出力するパルス出
力回路（２）、（４）と、：各パルス出力回路（２）。

（４）からの信号（ｄ）、（２）を比較判定して、一方
向への物体（３２）の移動を検出したときにのみ信号（
ｎ）を供給する方向弁別回路（５）と、；該方向弁別回
路（５）の信号（ｎ）により、各回路へ電源を供給する
電源供給線（３１）の電圧ＶＣＣを高レベルと低レベル
に切り換えて検出信号（ｏ）とする検出出力回路（６）
と、から構成されている。

〔作　　用〕

物体（３４）が通過したときの光量の変化を受光素子を
備えた２個の光量検出回路（１）、　（３）で順次検出
する。該回路（１）、（３）にそれぞれ接続されたパル
ス出力回路（２）、（４）は、光量検出回路（１）、（
３）からの検出信号（ａ）１面に従いそれぞれパルス幅
が異なる信号（ｄ）、（ｋ）を方向弁別回路（５）へ供
給する。

方向弁別回路（５）では、かかるパルス幅の信号（ｄ）
。

（ｋ）を比較判定し、予め定めた方向へ物体（３４）の
移動通過があったときにのみ、検出信号（ｎ）を供給す
る。該検出信号（ｎ）は検出出力回路（６）により、電
源供給！（３１）の電圧ＶＣＣを高いレベル（以下「Ｈ
レベルｊと略称する。）と低いレベル（以下「Ｌレベル
１と略称する。）とに切り換え、これを検出信号（ｏ）
とする、そして、該検出出力回路（６）からの出力がな
い間は、電源供給線（３１）はＨレベルとなっているた
め、これにより電源充電回路（７）のコンデンサ（３３
）へダイオード（３２）を介して充電するようしている
。

〔実　施　例〕

次に、本発明の実施の一例について、図面を参照して詳
細に説明する。

第１図は本実施例のブロック図を示したものである。

本実施例は、第１光量検出回路ｌと、これに接続される
第１パルス出力回路２と、第２光量検出回路３と、これ
に接続された第２パルス出力回路４と、該第１、第２パ
ルス出力回路２．４とが接続された方向弁別回路５と、
これに接続された検出出力回路６と、及び電源充電回路
７、とから構成されている。

以下にこの回路の構成と動作とを図面に基づいて説明す
る。

第２図は本実施例の具体的回路図を示したものである。

　第１光量検出回路ｌは、受光素子としてエミッタ接地
されたフォトトランジスタＴｒ、が用いられ、コレクタ
側には負荷抵抗８を介して電源電圧ＶＣＣが印加されて
構成される。該コレクタ端子Ａからは、第１パルス出力
回路２を構成する、遅延コデンサ９、ｌＯ及び抵抗１１
．１２でそれぞれ構成される積分回路を介してコンパレ
ータ１３の再入力端子Ｂ、Ｃ１に接続されている。

第２光量検出回路３、およびこれに接続せれる第２パル
ス出力回路４は、前記と同様に構成されており、フォト
トランジスタＴｒｔが受光素子として用いられ、コレク
タ側には負荷抵抗１４を介して電源電圧ＶＣＣが印加さ
れ、該コレクタ端子Ｈからはそれぞれ遅延コデンサ１５
．１６及び抵抗１７．１８で構成される積分回路を介し
てコンパレータ１９の再入力端子Ｅ、Ｊに接続されてい
る。

コンパレータ１３の出力端子りからは、抵抗２０、遅延
コンデンサ２１で構成される積分回路を介してコンパレ
ータ２２の一入力端子已に接続され、かつ、コンパレー
タ２２の十入力端子Ｆには分圧抵抗２３．２４で電源充
電回路７からの電源電圧ＶＣＣを分圧して基準電圧が印
加されている。

コンパレータ２２の出力端子Ｇからは、抵抗２５を介し
てコンパレータ２６の十入力端子りに接続され、かつ負
荷抵抗２７を介して電源充電回路７からの電源電圧ＶＣ
Ｃが印加されている。また、コンパレータ２６の一入力
端子Ｍには、コンバレー１９の出力端子Ｋから分圧抵抗
２８．２９を介して接続されている。

コンパレータ２６の出力端子Ｎは、検出出力回路６に接
続される。該出力端子Ｎは、負荷抵抗３０を介してエミ
ッタ接地のトランジスタＴｒ＝のベースに接続され、該
トランジスタＴｒ、のコレクタ端子０は、電源供給線３
１の＋側に接続されている。

電源充電回路７は、トランジスタＴｒｓのコレクタ端子
Ｏに、ダイオード３２の順方向接続を介してコンデンサ
３３が並列接続されて構成される。

次に、上記回路の動作について第３図（ａ）、（ロ）、
ｆｃ）　、　（ｄ）に示したタイミング・チャートに基
づいて説明する。

第３図（ａ）のタンミング・チャートは、検出物３４が
Ｘ方向へ移動したときの各端子Ａ〜０の信号電圧を示し
たものである。

検出物３４がＸ方向へ移動すると、光束３５．３５、・
・・、を遮り、フォトトランジスタＴｒ＋、Ｔｒ□に順
次形を及ぼす。フォトトランジスタＴｒ＋は遮光される
ととオフの状態になり、コレクタ端子Ａから第１パルス
出力回路２へＨレベルのパルス信号ａが供給される。該
信号ａは、分岐されそれぞれ時定数が設定された積分回
路に制御されて、コンパレータ１３の十入力端子Ｂへは
立ち上がりが早くされた信号すが、−入力端子Ｃへは立
ち上がりが遅延された信号Ｃが供給される。

コンパレータ１３は、この信号す、信号Ｃを比較し、信
号すの電圧が信号Ｃの電圧より高い間、Ｈレベルの信号
ｄを出力端子りに出力する。信号ｄは遅延コンデンサ２
１により立ち上がりが制御され信号ｅとなって、コンパ
レータ２２の十入力端子已に供給される。

コンパレータ２２は、十入力端子Ｆには分圧抵抗２３．
２４によって設定された基準電圧（信号ｒ）が印加され
ており、信号ｅの電圧が信号「の電圧を超えている間、
反転されたＬレベルの信号ｇを出力しコンパレータ２６
の十入力端子りに信号ｌを供給する。

一方、第２光量検出回路３においては、物体３２がフォ
トトランジスタＴｒ、を通過すると、信号ａより遅れて
、コレクタ端子Ｈから第２パルス出力回路へＨレベル信
号りを供給する１、信号りは、分岐されそれぞれ異なる
時定数が設定された積分回路を介して、制御された信号
ｉ、信号ｊをコンパレータ１９の再入力端子■、Ｊに供
給する。この時、信号ｊは信号１よりも僅かに立ち上が
りが遅れ、かつ、Ｈレベルの電圧が高く設定されている
。

コンパレータ１９は、かかる信号ｉ、信号ｊとを比較し
、信号ｉが信号ｊより高い間、Ｈレベル信号ｋを出力端
子Ｋに出力し、そして、分圧抵抗２８．２９により分圧
した後、コンパレータ２６の一入力端子Ｍに同位相の信
号ｍを供給する。なお、本実施例においては、信号ｋ、
及び信号ｍのパルス幅を１０■Ｓと設定している。

次に、コンパレータ２６においては、信号２と信号ｍと
を比較し、信号ｍが信号ｌよりＨレベルにある間、出力
端子ＮにＨレベル信号ｎを出力する。

信号ｎがＨレベルの時、検出出力回路６を構成するトラ
ンジスタＴｒｓにベース電流が漬れオンの状態になり、
コレクタ端子Ｏからは、検出時にＬレベルになる検出信
号０が出力される。

そして、検出されない間は、検出信号ＯはＨレベルにな
っているため電源供給線３１からコンデンサ３３に充電
される。これは、検出信号ＯがＬレベルの間は、各回路
に電源が供給されなくなるため、その間コンデンサ３３
に充電された電荷が放電して電源として働き、また、ダ
イオード３０は、この放電電流がトランジスタＴｒｚ側
に流れるのを防ぐためである。

次に、検出物３４がＹ方向に移動した場合、すなわち、
トランジスタＴｒ、、　Ｔｒ、の順に遮光した場合の動
作信号について、第３図（ロ）のタイミング・チャート
を参照しながら説明する。

なお、基本動作は前記と同様であるので詳細は省略する
。

トランジスタＴｒｚが遮光されると、信号ｈ、信号１、
信号ｊ、と出力し信号ｋ、信号ｍが立ち上がり、一定時
間後（本実施例では１０■Ｓ後）に立ち下がる０次に、
続いてトランジスタＴｒ＋が遮光され信号ａ、信号ｂ、
信号Ｃと出力し信号ｄが出力され、コンパレータ２２で
遅延した反転信号ｇ、信号ｌが出力される。そして、コ
ンパレータ２６で信号２と信号ｍとが比較されることに
なる。

しかし、信号ｍは、信号ｌがＬレベルに立ち下がる以前
に、ＨレベルからＬレベルに立ち下がっているため、信
号ｍの電圧が信号ｌの電圧より高くなることはない、そ
のため、コンパレータ２６の出力信号ｎは変化せず、検
出信号０は出力されない、すなわち、Ｙ方向の移動は検
出されないことになる。なお、上記構成において、検出
される検出物３４は両トランジスタＴ　ｒ、　、　Ｔ　
ｒ、の配置間隔以下の長さの物は検出することができな
いため、検出物の長さにより適宜設定する必要がある。

これは、両トランジスタＴｒ＋、Ｔｒ、ともに遮光して
いる状態がなければ、信号ａ、信号ｄ、信号ｉの有効な
パルス幅を得ることが出来ず、コンパレータ２６で比較
判定が出来ないからである。

また、第３図（Ｃ）は、両トランジスタＴｒ＋、Ｔｒ！
が同時に遮光されたとき（室内照明を消灯した状態等に
相当する。）の、各端子の動作信号を示すものである。

この時、信号ｍは信号ｌがＬレベルに立ち下がる前に、
Ｌレベルに立ち下がっているため、検出信号０は出力さ
れない。

また、第３図（ｄ）は、両トランジスタＴ　ｒｌ　、　
Ｔ　ｒｘへ同時に入光したとき（室内照明を点灯した状
態等に相当する。）の、各端子の動作信号を示すもので
ある。この時は、信号ｄ、信号ｋが共に出力されず検出
信号０は出力されない。

すなわち、室内照明の消灯、点灯において、誤動作が防
出されている。

〔発明の効果〕

かかる構成により、本発明は次の様な効果が得られる。

すなわち、専用の光源を有せず、室内においては照明器
具、屋外においては自然光などを光源として用いて、一
定方向の物体通過を検出することができる。また、全体
の回路はほとんどＩＣワンチップで制作することができ
、光源を必要としないためインピダンスを高くでき、電
源供給線と信号供給線とを２線共用とすることができる
。すなわち、従来はセンサから計数を行う装置までの電
源供給、アース、信号供給を、電線３本で行っていたと
ころを、信号と電源とを共通にすることができる、その
ため、該検出センサを簡易小型にすることができ、取り
付は場所を自由に設定することも、適宜配置換えが可能
である。

さらに、かかる定方向通過センサは、検出物体の形状に
左右されずに検出できるため、例えば、作業者の腕の動
き等を検出することにより、作業工程の進捗状況をカウ
ントするセンサとしても用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るブロック図、第２図は本発明に係
る実施例を示す回路図、第３図（ａ）〜（ψは各端子の
動作信号を示°すタイミングチャート、第４図は従来例
を示す構成図、である。 ｌ　・・・・・ ２　・・・・・ ３　・・・・・ ４　・・・・・ ５　・・・・・ 第１光量検出回路 第１パルス出力回路 第２光量検出回路 第２パルス出力回路 方向弁別回路 ６−・・・・検出出力回路 ７・・・・・電源充電回路 １３、１９，２２．２６・・・・・コンパレータ３１・
・・・・検出信号伝達を兼ねた電源供給線３４・・・・
・検出物体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ；受光素子（Ｔｒ＿１、Ｔｒ＿２）を備え、物体（３２
   ）が通過したときにできる光量の変化を検出する２個の
   光量検出回路（１）、（３）と、 ；各光量検出回路（１）、（３）のそれぞれに接続され
   、光量の変化を検出すると異なるパルス幅の信号（ｄ）
   、（ｋ）を出力するパルス出力回路（２）、（４）と、 ；各パルス出力回路（２）、（４）からの信号（ｄ）、
   （ｋ）を比較判定して、一方向への物体（３４）の移動
   を検出したときにのみ信号（ｎ）を供給する方向弁別回
   路（５）と、 ；該方向弁別回路（５）の信号（ｎ）により、各回路へ
   電源を供給する電源供給線（３１）の電圧Ｖ＿Ｃ＿Ｃを
   高レベルと低レベルに切り換えて検出信号（ｏ）とする
   検出出力回路（６）と、 から構成されることを特徴とする定方向通過検出センサ