JPH04103031U - 光電スイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用状態の管理を完全なものにし、自動化に
対しても対応しやすくすること。 【構成】 物体を検知すると、Ｈ点がＨレベルとなり、
Ｋ点は少し遅延した後にＨレベルとなる。光量が余裕レ
ベル以上の場合にはＧ点がＨレベルとなり、同時にＩ点
もＨレベルとなる。フリップフロップＦ１１のｎｏｔＱ
（Ｑ出力の反転出力）出力はＬレベルのままである。２
回目の物体検知の「有」の期間においては、余裕光量以
下であるため、Ｇ出力はＬレベルであり、Ｆ１１のＤ入
力はＨレベルとなる。従って、Ｈ出力がＬレベルに立ち
下がった時に、Ｆ１１のｎｏｔＱ出力が反転してＨレベ
ルとなり、出力回路１７を駆動して「光量不足」である
旨を知らせる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、反射式光電スイッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図５に従来の三角測距方式による反射式光電スイッチのブロック図を示す。被 検知対象物Ｘに対して光ビームＰを投光する投光手段１は、投光タイミングを設 定するクロックパルスを発生させるタイミング発生回路１１と、発光素子１２を 駆動する駆動回路１３と、凸レンズよりなる投光用光学系２１等で構成されてい る。そして、発光素子１２から発せられた光を投光用光学系２１にて光ビームＰ として、検知エリアに投光するようになっている。

【０００３】 上記投光手段１から所定距離をもって側方に配設され、被検知対象物Ｘによる 光ビームＰの反射光Ｒを集光する受光用光学系２２も凸レンズにて形成されてい る。この受光用光学系２２の集光面に配設され集光スポットの位置に対した位置 信号１ａ，１ｂを出力する位置検出素子３は、例えばＰＳＤのような１次元位置 検出素子や、分割フォトダイオードなどにより構成されており、この位置信号は 相反した信号となっている。

【０００４】 この位置検出素子３の出力に基づいて被検知対象物Ｘが所定の検知エリアに存 在するかどうかを判別して、出力回路８を制御する判別制御手段が演算処理回路 ４と、論理演算回路１０とで構成されている。 距離判別手段を構成する演算処理回路４は、位置検出素子３から出力される位 置信号を夫々増幅する受光回路、受光回路出力を対数増幅する対数変換回路、対 数変換回路出力を使い等価的に割算を行う減算回路、タイミング発生回路１１の クロックパルスに同期し比較結果をラッチする同期回路、位置判別や光量判別を 行う位置判別回路１４及び最低光量判別手段を構成する光量判別回路１５等で構 成されている。

【０００５】 また、論理演算回路１０は、位置判別結果や最低光量判別結果や、最低光量よ りも所定レベルだけ大きいかを判別する余裕光量判別結果をそれぞれ独立に記憶 しておく判別データラッチ回路５ａ〜５ｃ、位置判別結果と最低光量レベル判別 結果により物体の有無を判別する物体有無判別手段を構成する物体有無判別回路 ６、及びＳＮ比の確保できた受光レベルでの物体の有無判別時に余裕光量判別結 果により余裕表示を行う余裕判別回路７から構成されている。

【０００６】 また、余裕判別回路７出力にて光量レベルが余裕状態である旨を表示する余裕 表示手段９は、表示用の発光ダイオード９ｂと、この発光ダイオード９ｂを駆動 するＬＥＤ駆動回路９ａとで構成されている。 図６は従来の具体回路図を示し、フリップフロップＦ１〜Ｆ３が、位置判別結 果や、最低レベル、余裕レベル判別等の光量判別結果をそれぞれ独立に記憶して おく判別データラッチ５ａ〜５ｃ回路である。フリップフロップＦ１による位置 判別結果の保持しているデータと、フリップフロップＦ２による最低光量レベル 判別結果の保持データとをアンドゲートＧ₁ で論理積を得ている。

【０００７】 アンドゲートＧ₁ の出力は、フリップフロップＦ４〜Ｆ５で構成されるシフト レジスタにより、連続してＨレベルあるいはＬレベルの信号で、セット或いはリ セットをするＲ−Ｓ型のフリップフロップＦ６、及びアンドゲートＧ₂ ，Ｇ₃ か らなる物体有無判別回路６に入力され、Ｓ／Ｎの保たれた状態で物体の有無判別 を行う。

【０００８】 また、光量レベルが最低レベルよりも所定レベルだけ大きい状態を判別する余 裕判別結果は、判別データラッチ回路５ｃであるフリップフロップＦ３によりデ ータラッチされる。フリップフロップＦ３の出力と、物体有無判別回路６との出 力はアンドゲートＧ₄ にて論理積される。余裕判別回路７は物体有無判別回路６ と同様に、フリップフロップＦ７，Ｆ８、アンドゲートＧ₅ ，Ｇ₆ 、Ｒ−Ｓ型の フリップフロップＦ９等で構成されると共に動作する構成となっている。

【０００９】 従って、物体有無判別回路６のブロックと同様に、一定回数同じ結果時、余裕 の有無を判定する余裕判別回路７により論理演算される。以上が従来の論理演算 回路１０である。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

上述の従来例では、余裕表示は光電スイッチの検知結果「有」中に、その状態 を絶えずモニターするようになっており、使用者がその場にいる場合は、余裕に 有無が判断できるが、その場にいない場合、確認できなかったり、検知結果「有 」期間が一瞬であり瞬時の確認が不可能であったり、よって、センサー使用の自 動化において、センサーの使用状態の管理等が不便である。

【００１１】 本考案は上述の点に鑑みて提供したものであって、使用状態の管理を完全なも のにし、自動化に対しても対応しやすくすることを目的とした光電スイッチを提 供することを目的としたものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は、光ビームを投受光して被検知対象物の存在を検知する反射式の光電 スイッチであって、被検知対象物が所定の距離範囲内に存在するか否かを判定す る距離判別手段と、距離判別手段から出力される被検知対象物からの反射光によ る距離信号のうち、最低光量レベル以上であるか否かを判定する最低光量判定手 段と、反射光が最低光量レベルよりも一定の割合大きいレベルであるとき余裕状 態と判定する余裕判定手段と、最低光量判定手段と距離判別手段による最低光量 判定結果と距離判定結果との論理積により物体の有無を判別する物体有無判別手 段とを備え、物体の有無検知において光量不足或いは光量十分を知らせる自己診 断手段を設けたものである。

【００１３】

【作 用】

而して、自己診断手段により、物体の有無検知において光量不足或いは光量十 分を知らせるようにしている。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。図１に全体のブロック図を 示し、図２に具体回路図を示している。ここで、従来例と異なる所は図１に示す ように従来の回路に自己診断回路１６と自己診断回路１６により駆動報知を行う 出力回路１７を加わたことである。また、図２示すように、従来のアンドゲート Ｇ₄ の代わりにナンドゲートＧ₇ を用いている。

【００１５】 ここで、ナンドゲートＧ₇ の出力は、物体が存在（「有」）する時（図２のＨ 点の出力がＨレベル）、及びデータラッチ回路５ｃのフリップフロップＦ３にお ける余裕がない時（フリップフロップＦ３のｎｏｔＱがＨレベルの時）のみＬレ ベル（Ｃ点の出力）となる。 また、物体有無判別回路６の出力（Ｈ点）は、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２ 、抵抗Ｒ₁ 、コンデンサＣ₁ により遅延されＫ出力となる。これは、Ｒ−Ｓ型の フリップフロップＦ１０のデータの確定と、フリップフロップＦ１１のデータ確 定タイミングを都合の良いようにするためである。

【００１６】 ここで、本考案は自己診断回路１６により、余裕判定結果を物体の有無結果の 「有」終了によりデータとして確定し、物体の有無判別結果が「無」に変化した 時に、物体の有無判別結果が「有」の期間中余裕レベル以下の判別が完全に連続 した時のみ自己診断出力を「光量不足」として知らせるものである。 また、物体検知が「有」の期間中余裕レベル以上の判別が一定期間以上行えた 時は、物体検知が「有」の期間中でそれ以後余裕レベル以下の判別が連続して物 体検知が「有」状態を終了しても「光量十分」を知らせるようにしたものであり 、この更新が次の物体検知が「有」の状態時に行われ、それまでの間、余裕レベ ル判別結果を保持するようにしている。その結果、自己診断は被検知対象物の形 状に左右されなく安定となり、使用者にとっては、自己診断出力は安定で信頼度 の高いものとしている。

【００１７】 図３及び図４は図２の動作波形図を示し、被検知対象物が近い場合、遠い場合 において、設定値を越えた場合には、物体「有」の検知出力を出し（Ｈ点）、光 量が余裕レベル以上の場合には、図中の斜線に示すように安定表示として出力さ れる。尚、安定表示がそのまま出力Ｇを示し、自己診断出力が出力Ｊを表してい る。

【００１８】 図４は自己診断回路１６の動作波形図を示し、図４のＧ〜Ｋは図２のＧ〜Ｋ点 の波形を示している。今、物体検知が行われると、Ｈ点がＨレベルとなり、Ｋ点 は少し遅延した後にＨレベルとなる。光量が余裕レベル以上の場合にはＧ点がＨ レベルとなり、同時にＩ点もＨレベルとなる。 そして、物体検知の「有」期間が終了するときにインバータＩＮＶ３によりフ リップフロップＦ１１のＣ入力にＨレベルの信号が入力されるが、フリップフロ ップＦ１１のｎｏｔＱ（Ｑ出力の反転出力）出力は図４のＪに示すようにＬレベ ルのままである。すなわち、１回目の物体検知が「有」の場合では、余裕光量以 上であり、自己診断出力は反転せず、出力回路１７は駆動されず、「光量十分」 であることになる。

【００１９】 次に、２回目の物体検知の「有」の期間においては、余裕光量以下であるため 、Ｇ出力はＬレベルであり、フリップフロップＦ１１のＤ入力はＨレベルとなる 。従って、Ｈ出力がＬレベルに立ち下がった時に、フリップフロップＦ１１のｎ ｏｔＱ出力が反転してＨレベルとなり、出力回路１７を駆動して「光量不足」で ある旨を知らせる。また、ｎｏｔＱ出力のＨレベルは、物体検知の「有」の期間 の立ち下がり時まで保持される。

【００２０】 このように、光電スイッチの使用状態の管理（光量が十分あるか）を、物体検 知結果の「有」期間が、一瞬であり瞬時の確認が不可能である場合にも確認でき 、また、センサー使用の自動化の際、使用者がその場にいない場合でもセンサー の使用状態の確認が行え、自動化に対しても対応しやすくなるものである。

【００２１】

【考案の効果】

本考案は上述のように、光ビームを投受光して被検知対象物の存在を検知する 反射式の光電スイッチであって、被検知対象物が所定の距離範囲内に存在するか 否かを判定する距離判別手段と、距離判別手段から出力される被検知対象物から の反射光による距離信号のうち、最低光量レベル以上であるか否かを判定する最 低光量判定手段と、反射光が最低光量レベルよりも一定の割合大きいレベルであ るとき余裕状態と判定する余裕判定手段と、最低光量判定手段と距離判別手段に よる最低光量判定結果と距離判定結果との論理積により物体の有無を判別する物 体有無判別手段とを備え、物体の有無検知において光量不足或いは光量十分を知 らせる自己診断手段を設けたものであるから、自己診断手段により、物体の有無 検知において光量不足或いは光量十分を知らせるようにしていることで、光電ス イッチの使用状態の管理（光量が十分あるか）を確認でき、また、センサー使用 の自動化の際、使用者がその場にいない場合でもセンサーの使用状態の確認が行 え、自動化に対しても対応しやすくなる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の全体のブロック図である。

【図２】論理演算回路の具体回路図である。

【図３】動作波形図である。

【図４】自己診断回路の動作波形図である。

【図５】従来例の全体のブロック図である。

【図６】従来例の論理演算回路の具体回路図である。

【符号の説明】

６ 物体有無判別回路 １６ 自己診断回路

【手続補正書】

【提出日】平成３年５月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを投受光して被検知対象物の存
   在を検知する反射式の光電スイッチであって、被検知対
   象物が所定の距離範囲内に存在するか否かを判定する距
   離判別手段と、距離判別手段から出力される被検知対象
   物からの反射光による距離信号のうち、最低光量レベル
   以上であるか否かを判定する最低光量判定手段と、反射
   光が最低光量レベルよりも一定の割合大きいレベルであ
   るとき余裕状態と判定する余裕判定手段と、最低光量判
   定手段と距離判別手段による最低光量判定結果と距離判
   定結果との論理積により物体の有無を判別する物体有無
   判別手段とを備え、物体の有無検知において光量不足或
   いは光量十分を知らせる自己診断手段を設けたことを特
   徴とする光電スイッチ。