JPH04188911A - 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、光電スイッチの発光タイミングの制御につい
ての改良に関する。

〔従来の技術〕

光電スイッチでは透過形・反射形を問わず、必要な信号
かノイズかを弁別するために自己の発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）の発光タイミングで受光した信号のみを検出信号
として扱い、その他のタイミングにおける受光信号はノ
イズとみなすことにより、検出精度を向上させる技術が
一般的である。

そして、これを達成するために従来から以下のような技
術が採用されている。

先ず、複数の光電スイッチが対等の関係にあって、相互
に検出用ＬＥＤの発光間隔を監視し、重複して発光しな
いように相手の発光間隔の中間で自己の発光を行うとい
う自己判断によって時分割する技術がある。

次に、複数の光電スイッチを並列に外部の制御部でコン
トロールし、この制御部においてそれぞれの光電スイッ
チについて発光タイミングを決定し、ループ状に順次発
光させていくという従来技術がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来技術のうち、前者は相互に対等の関係であ
り、自動的に時分割を行うものであるから、電気回路的
に相互を関連づける必要がなく、便利である。しかし、
光電スイッチが２台の場合には確実に干渉を防止するこ
とができるものの、３台以上設置した場合にはそれぞれ
の光電スイッチは他の２台の発光タイミングを見なけれ
ばならないので、何らかの条件で２台の発光タイミング
が近接した場合には他の１台は次の発光タイミングを自
己判断することができず、結果的に３台とも発光を停止
してしまうという課題がある。

次に、後者においては外部の制御部が複数の光電スイッ
チを優劣関係なく制御しているので、数多く接続した場
合であっても確実に相互の干渉を防止することができる
。しかし、この技術では光電スイッチとは別に制御部が
必須になり、光電スイッチを単独で動作させることがで
きないため、汎用性に欠けると共に、制御部の分だけコ
ストが余分にかかるという課題がある。

本発明はこのような従来技術の課題を一挙に解決しよう
とするもので、独立した光電スイッチとして利用するこ
とができると共に、複数台を設置した場合でも相互の干
渉を確実に防止することができる光電スイッチを実現す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では上述した目的を達成するために、クロツタ回
路からのクロック信号によってカウントアンプするＭ進
のカウンタと、このカウンタの特定カウント値において
点灯する検出用発光ダイオードと検出回路とを備えた光
電スイッチにおいて、上記クロック信号の外部出力を有
し、上記特定カウント値を中心とした一定の幅だけクロ
ック信号の外部出力のゲートを開く手段を設けた。一方
、上位に接続される光電スイッチの外部出力を上記カウ
ンタのリセット端子に入力する手段を設けることとして
いる。

また、外部出力として発光ダイオードを用い、上位の光
電スイッチの外部出力の入力手段として受光素子を用い
るという手段も採用している。

〔作　　　用〕

クロツタ回路によるクロック信号は、カウンタをカウン
トアツプさせて検出用ＬＥＤを発光させると共に、続い
て接続された下位の光電スイッチの検出用ＬＥＤの発光
を禁止するための規制タイミング信号としての機能を併
有する。規制タイミングは他の光電スイッチの発光によ
る干渉を防止する作用を有し、自己の発光タイミングを
中心とした一定幅を確保するものであるが、これはクロ
ック信号の外部出力ゲートをこの幅だけ開いてやること
によって行う。また、カウンタのリセットは、カウント
アツプによる検出用ＬＥＤの発光を規制するという機能
を達成するためであり、上位の光電スイッチの規制タイ
ミングである外部出力がその作用を受は持つものである
。

外部出力と、その人力について発光ダイオードと受光素
子を採用しているが、これらは隣接する光電スイッチと
の間で規制タイミングの受は渡しという機能を行うと共
に、電気的ノイズの絶縁という機能も有するものである
。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を添付した図面に従って詳述す
ると、第１図は本発明の構成を用いたファイバーセンサ
形の反射形光電スイッチを示し、１は光電スイッチ、２
は検出用のＬＥＤ、３は検出用の受光素子であり、これ
らによって被検出物の検知を行う。次に、４は出力部と
して機能する干渉防止信号を伝達するＬＥＤ、５は入力
部として機能する干渉防止信号を伝達する受光素子、６
は光フアイバーケーブルである。そして、この光電スイ
ッチ１を第２図に示すように第１の光電スイッチｌａ、
第２の光電スイッチ１ｂ・・・とじて複数個密接して並
べてそれぞれとなり合う干渉防止用のＬＥＤと受光素子
を対向させ、隣接する光電スイッチの発光タイミングを
規制して相互干渉を防止するようにしている。７はそれ
ぞれの光電スイッチｌａ、ｌｂ・・・を取り付けるため
のレールである。

次に本発明回路を第３図に示すと、８はＮビットＭ進の
バイナリカウンタ（本実施例では５ビツトの３２進カウ
ンタとして説明する）、９は個々の光電スイッチ固有の
クロック回路、ｌＯ・１１は検出用ＬＥＤ回路およびセ
ンサ回路、１２は干渉防止信号を伝達するためのＬＥＤ
回路、１３は干渉防止信号を伝達するための受光回路で
ある。

そして、クロック回路９のクロック信号はカウンタ８の
カウントアツプ信号として入力されると共に、アンド回
路１４の一方入力に直結している。

また、カウンタ８の第４カウントは検出用ＬＥＤ回路１
０に入力され、このタイミングで検出用ＬＥＤを発光さ
せる。さらに、カウンタ８の第８カウントから第３１カ
ウント間の連続出力を反転出力してアンド回路１４の他
方入力に接続する。受光回路１３の出力はカウンタ８の
リセット機能に接続されており、受光回路１３の出力が
継続する限りカウンタ８のカウントアツプを規制し続け
る。

−このように構成された回路の動作を、第４図に示すよ
うに光電スイッチ１ａ、１ｂ、ＩＣと３個連結した場合
について第５図のタイミング波形図を参照しながら説明
する。この場合には第１の光電スイッチ１ａの受光回路
１３ａからは干渉防止信号ｄ１は出力されないのでリセ
ット機能は働かず、カウンタ８ａはクロック回路９ａの
クロック信号に基づいて３２進のループカウンタとして
カウントし続ける（第５図参照）、そして、第４カウン
トによって検出用ＬＥＤ回路へタイミング信号が出力さ
れ（第５図のタイミングａｌ）、以後第４カウントごと
に検出用のＬＥＤ２ａが発光する。

そして、この間の第２の光電スイッチ以降の発光を防止
するために、カウンタ８ａからは下位の光電スイッチｌ
ｂ、ｌｃ・・・の規制タイミング用の信号がアンド回路
１４ａに向かって出力されてゲートを開き（第５図のタ
イミングｂ１）、その間のクロック信号をＬＥＤ回路１
２ａに入力しく第５図のタイミングＣ１）　、ＬＥＤ４
ａを点滅させる。

そして、下位の光電スイッチではこの点滅と一致した信
号が干渉防止用の受光回路１３ｂから出力され（第５図
のタイミングｄ２）、カウンタ８ｂをリセットする。こ
の信号周期は第１の光電スイッチ１ａのクロック周期と
一致するからカウント周期よりも当然細か（、従ってカ
ウンタ８ｂは全くカウントしないまま、第０カウントで
停止した状態を維持する。本実施例では規制タイミング
に幅を持たせるため、第４カウントを中心として第０カ
ウントから第７カウントまでを規制タイミングとしてい
る。そしてさらにカウントアンプが続けられ、第８カウ
ントになれば下位の第２の光電スイッチ１ｂに発光動作
を移行させるため、規制タイミングを解除する。これは
第８カウントから第３１カウントの間、アンド回路１４
ｂの一方入力をローに落とし、ＬＥＤ回路１２ｂへのク
ロック信号入力を停止するようにしている。このように
、第１の光電スイッチ１ａでは３２進カウンタ８におい
て自己の発光動作のために第０カウントから第７カウン
トまでを確保し、この間は下位の第２の光電スイッチ１
ｂ・ＩＣ・・・以降の動作を規制するためにＬＥＤ４ａ
を点滅させる一方、その他のカウント期間は下位の光電
スイッチ１ｂ・ＩＣに発光動作を移行するために規制タ
イミングを解除（消灯）するのである。

続いて、第２の光電スイッチ１ｂでは第１の光電スイッ
チ１ａの規制タイミング解除区間、即ち第１の光電スイ
ッチ１ａの第８カウントから第３１カウントの間におい
て自己の固有のクロック回路９ｂに基づいてカウントア
ンプを続け、第４カウントになればその検出用のＬＥＤ
２ｂを発光させ、さらにカウントを継続し、第１の光電
スイッチ１ａのカウンタ８ａが一順して第０カウントを
数えるまでカウントアンプを行うのである。そして、さ
らに下位の第３の光電スイフチ１ｃに対しての規制タイ
ミングを説明すると、先ず第１の光電スイッチ１ａから
規制タイミングが出力されている間は第２の光電スイッ
チ１ｂのカウンタ８ｂはカウントアツプを行わずに第０
カウントを維持するので、アンド回路１４ｂのゲートが
開き、第２の光電スイッチｌｂ固有のクロック信号９ｂ
が出力されるというように、第１の光電スイッチｌａの
規制タイミングを下位に継承する。そして第１の光電ス
イッチ１ａの規制タイミングが解除されれば引き続いて
自己の発光動作を確保するために第３の光電スイフチｌ
ｃに対して第Ｏカウントから第７カウントまでの規制タ
イミングを出力するが、これらは第１の光電スイッチ１
ａの規制タイミングに連続して出力し続けることになる
。

従って、第３の光電スイッチ１ｃにおいては第１の光電
スイッチ１ａと第２の光電スイッチ１ｂとの規制タイミ
ングを合計した規制タイミングを受けることになる。本
実施例の場合には、３２進のカウンタを用い、それぞれ
の規制タイミングを８カウントとっているので、接続す
ることができる光電スイッチは４個になる。これ以上接
続した場合には、第５の光電スイッチ以降は自己の発光
タイミングを確保することができないという結果になる
。従って、接続個数を多くしようとすれば、カウンタ８
のビット数を大きくするか、自己の発光タイミングのた
めの間隔を狭くするかの何れか：あるいは両者を併用す
ることになる。ただし、カウンタ８のビット数が大きす
ぎればカウント周期が長くなり過ぎ、待ち時間がかかる
という欠陥が発生するので留意する必要がある。

第６図に本発明回路のより詳しいブロック図を示す。こ
こではカウンタ８は５連のフリップフロップＦＦＩ〜Ｆ
Ｆ５で構成したバイナリカウンタとし、５人力のアンド
回路１５において第４カウントのタイミングを選択し、
検出用ＬＥＤ回路１０に対して出力を行っている。また
、受光回路１３からの信号はコンデンサ１６を通って直
流外光を除去し、ノイズカットのためにパルス判別回路
１７を介してそれぞれのフリップフロップＦＦＩ〜ＦＦ
５にリセフトをかけている。また、第８カウントから第
３１カウントのタイミングを抽出するために、第４位と
第５位のフリ・ノブフロップＦＦ４とＦＦ５のＱ出力を
オア回路１８に入力し、その反転出力をアンド回路１４
に入力し、ゲートを開くようにしている。なお、本実施
例を変更して、カウンタ周期をより長くするときにはフ
リップフロップを６連としてもよい。また、アンド回路
１６に入力する各フリップフロップ出力を変更すること
によって、検出用ＬＥＤの発光タイミングを変更するこ
とも可能であり、さらにオア回路１８への入力の選択に
よって下位の光電スイッチの規制タイミングを変更する
ことも可能である。

本回路ではそれぞれの光電スイッチごとにクロック回路
９を備えており、これらは同一部品を用いるものの、個
々にばらつきがあり、厳密には同一周期ではない、しか
し、それぞれのクロ、り周期は、より下位の光電スイッ
チに対して規制タイミングを与えることを目的としてい
るので、完全に周期を一致させる必要はなく、誤差の範
囲程度のばらつきは機能上で無視することができる。

一方、本回路で用いた３２進のカウンタに代えてシフト
レジスタを用いても、同様の機能を行うことができる。

この場合にはカウンタと比較すれば部品点数を多く必要
とするが、タイミングのとりがたは簡易になる。

又、本実施例ではＬＥＤと受光素子によって干渉防止信
号を受は渡しする回路を説明し、その物理的構造として
第１図、第２図の光電スイッチを一例に挙げたが、第２
図のように複数の光電スイッチを密接させて配置するた
めには、となり合う光電スイッチのＬＥＤ４ａの位置と
受光素子５ｂの位置とを対向させることが必要である。

即ち、１つの光電スイッチの干渉防止用の投受光素子４
ａ・５ａを対称位置に配設しておけば、密接して配置し
た場合にはとなり同士が対向することになり、外光を遮
断しつつ確実な信号の伝達を可能とすることができる。

これによって、複数の光電スイッチを密接させた場合、
外部からの光を受けることなく確実に信号を受は渡す関
係にすることができる。

なお、本実施例ではそれぞれの光電スイッチを密接させ
て利用する場合を想定し、個々に電気的な絶縁が可能で
ある光による信号の受渡しという手段を用いた。そのた
めにＬＥＤ４、ＬＥＤ回路１２、受光素子５、および受
光回路１３を必要としたが、これらを省略して対応位置
にそれぞれターミナルを設け、ライン接続した場合でも
全く同じ動作を行うことが可能である。その場合にはよ
りノイズを拾いやすいので、パルス判別回路１７がより
有効に機能する。

〔発明の効果〕

本発明では自己の固有のクロック信号によってカウンタ
をカウントア・ノブし、検出用ＬＥＤの発光タイミング
を生成しているので、独立した光電スイッチとして利用
することができると共に、この発光タイミングを中心と
して一定幅で下位に接続された光電スイッチに対して規
制タイミングを出力しているので、検出用ＬＥＤの同時
発光による相互干渉を確実に防止することができた。ま
た、３個以上接続した場合には、規制タイミングは下位
の光電スイッチに順次継承されていくので、上位の光電
スイッチは隣接された光電スイッチに対して規制タイミ
ングを出力するだけで全ての下位の光電スイッチを規制
することができ、簡単な構造で確実な制御が可能となっ
た。

さらに、規制タイミングの受は渡しにＬＥＤと受光素子
を用いた場合には、光電スイッチ相互間で電気的関係は
絶縁されるので、電気的ノイズによる誤動作を回避する
ことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光電スイッチの斜視図、第２図は第１
図の光電スイッチを複数個接続した状態を示す斜視図、
第３図は本発明の一実施例を示すブロック図、第４図は
第３図の光電スイッチを３個連結したところを示す回路
図、第５図は主要部の出力タイミングを示した波形図、
第６図は本発明回路のさらに詳しいブロック図である。 尚、図中１・・・光電スイッチ、２・４・・・ＬＥＤ、
３・５・・・受光素子、８・・・バイナリカウンタ、９
・・・クロック回路、ＩＯ・１１・・・ＬＥＤ回路およ
びセンサ回路、１２・・・ＬＥＤ回路、１３・・・受光
回路、１４・１５・・・アンド回路、１６・・・コンデ
ンサ、１７・・・パルス判別回路、１８・・・オア回路
。 以　　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、クロック回路からのクロック信号によってカウント
   アップするＭ進のカウンタと、このカウンタの特定カウ
   ント値において点灯する検出用発光ダイオードと検出回
   路を備えた光電スイッチにおいて、上記クロック信号の
   外部出力を有し、上記特定カウント値を中心とした一定
   の幅だけクロック信号の外部出力のゲートを開く手段を
   設けると共に、上位に接続される光電スイッチの外部出
   力を上記カウンタのリセット端子に入力する手段を設け
   たことを特徴とする光電スイッチ。 ２、外部出力には発光ダイオードを用い、上位の光電ス
   イッチの外部出力の入力手段には受光素子を用いた請求
   項１記載の光電スイッチ。