JPH0435117A - 変調形光電スイッチ - 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、投光素子から放射されるパルス変調した光信
号を受光素子で受光して電気信号に変換し、この受光素
子から出力される電気信号に基づいて被検出物体を検出
するように動作する変調形光電スイッチに関する。

〔従来の技術〕

第２図は変調形光電スイッチの従来例を示す結線図であ
る。ここで光電スイッチは投光部１、受光部２から構成
され、投光部１は抵抗３、発光ダイオード４、トランジ
スタ５のコレクタ・エミッタおよび抵抗６の直列回路か
らなり、抵抗３が電源７に接続されている。トランジス
タ５のベースは受光部２の制御回路１２に接続されてい
る。８は発光ダイオード４のアノードに接続された平滑
コンデンサである。

受光部２はホトトランジスタ９、オペアンプ１０、比較
器１１、制御回路１２、出力回路１３などから構成され
、ホトトランジスタ９のコレクタは抵抗１４を介して電
源７に接続され、エミッタは接地されている。ホトトラ
ンジスタ９のベースは抵抗１５を介してそのコレクタに
接続されている。また、ホトトランジスタ９のコレクタ
はコンデンサ１６および抵抗１７の直列回路を介してオ
ペアンプ１０の一方の入力端に接続され、他方の入力端
には基準電源１８が接続されている。１９はオペアンプ
１０の出力端と一方の入力端の間に接続された帰還抵抗
である。

オペアンプ１０の出力端はコンデンサ２０を介して比軽
罪１１の一方の入力端（以後この入力端を信号入力端ｄ
と称す）に接続され、他方の入力端（以後この入力端を
基準電圧入力端すと称す）には基準電源２１が接続され
ている。比較器１１の出力端は制御回路１２に接続され
、制御回路１２の出力端は出力回路１３に接続されてい
る。この制御回路１２は投光信号を発するとともに比較
器１１からの入力信号を検波してその出力を出力回路１
３に入力する。この制御回路１２からは投光信号がトラ
ンジスタ５のベースに人力するように接続されている。

２２は出力回路１３に接続された負荷である。

この光電スイッチの動作を第３図に示すタイムチャート
を参照しながら説明する。制御回路１２から（八）に示
す第１の投光信号ＳＩが出力するとトランジスタ５がオ
ンし、発光ダイオード４はパルス発光して光信号を発す
る。この光信号は被検出物体に当たると、その反射光が
ホトトランジスタ９に入射して電気信号に変換される。

この電気信号はコンデンサ１６および抵抗１７を介して
オペアンプ１０に入力して増幅され、カンプリングコン
デンサ２０を介して（Ｂ）に示す信号Ｓ２のような交流
分のみが比較器１１の検出信号入力端ｄに印加される。

この電気信号Ｓ２が基準電圧入力端すに接続された基準
電源２１の電圧ｖ１を超えると比較器１１から（Ｃ）に
示す受光信号Ｓ３が出力される。この受光信号Ｓ３は制
御回路１２により検波される。前記受光信号Ｓ３がｎ回
連続して検出されると出力回路１３から負荷２２に動作
信号が出力される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のような従来の光電スイッチは、螢光灯や他の光電
スイッチからの外乱光がホトトランジスタ９に入力し、
オペアンプ１０で増幅されて第３図（Ｄ）に示すような
電気信号Ｓ４となって比較器１１に入力すると、この信
号Ｓ４は基準電源２１の電圧ｖ１を超えるから、比較器
１１の出力は（Ｅ）に示す信号Ｓ５となり、自己の光信
号が入力しないにもかかわらず、自己の光信号が入力し
たような状態となり、このような信号Ｓ５がｎ回連続す
ると光電スイッチは誤動作するという問題があった。

本発明の目的は、螢光灯や他の光電スイッチからの光信
号のような外乱光が入射しても誤動作しない変調形光電
スイッチを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上述の課題を解決するため本発明は、投光信号で発光し
た発光素子の光信号を受光素子で受光して電気信号に変
換し、この電気信号の交流分を比較器により基準電圧と
比較して前記光信号を検出する変調形光電スイッチにお
いて、前記基準電圧が所定直流電圧と前記投光信号の立
上り時に前記電気信号で充電されたコンデンサの両端電
圧との和であることを特徴とする。

〔作用〕

比較器の基準電圧が従来の直流電圧と投光信号の立上り
時に受光素子で変換された電気信号で充電されたコンデ
ンサの両端の電圧を加算した電圧であり、この電圧は発
光素子の発する光信号のみでなく、外乱光による信号も
入力するから、この外乱光が大きい場合は基準電圧入力
端の電圧も高くなり、外乱光による電気信号よりも高く
なって外乱光による誤動作が防止される。

〔実施例〕

第１図に本発明による光電スイッチの一実施例を示し、
第２図と同一のものには第２図と同一の符号をイーシて
いる。第１図において、投光部１は発光ダイオード４、
トランジスタ５など従来のものと同一であり、受光部２
のホトトランジスタ９、オペアンプ１０も従来のものと
全く同一の接続であるからこれらの説明は省略する。本
発明による光電スイッチが従来のものと異なる点は、比
較器１１による検出信号と基準電圧との比較方法にある
。

すなわち、オペアンプ１０の出力端はコンデンサ２０を
介して検出信号入力端ｄに接続され、さらにこの入力端
ｄには電源７の電圧を分圧抵抗２３．２４．２５で分圧
した抵抗２４と抵抗２５の間の電圧が抵抗２６を介して
印加されるように接続されている。また、基準電圧入力
端すにはオペアンプ１０の出力端がコンデンサ２７とア
ナログスイッチ２８の直列回路を介して接続され、コン
デンサ２７とアナログスイッチ２８の接続点に電源７の
電圧を分圧抵抗２３．２４．２５で分圧した抵抗２３．
２４の両端の電圧ｖ２が抵抗２９を介して印加されるよ
うに接続されている。アナログスイッチ２８のゲートは
コンデンサ３０を介して制御回路１２に接続されている
。３１は比較器の基準電圧入力端に接続されたコンデン
サである。比較器１１の出力端は従来のものと同様に制
御回路１２を介して出力回路１３に接続され、出力回路
１３の出力端に負荷２２が接続されている。

この光電スイッチの動作は従来のものと同様に制御部１
２から発する投光信号Ｓ、によりトランジスタ５ガオン
して発光ダイオード４が発光し、被検出物体に当って反
射した反射光がホトトランジスタ９に入射し、ホトトラ
ンジスタ９により電気信号に変換されてオペアンプ１０
で増幅される。オペアンプ１０の出力はコンデンサ２０
を介して交流分の電気信号Ｓ２のみが比較器１１の検出
信号入力端ｄに入力する。またアナログスイッチ２８は
制御部１２から発する投り光信号Ｓ、の立上り時のみオ
ン状態となり、このときのオペアンプ１０の出力がコン
デンサ２７を充電し、このコンデンサ２７の充電電圧に
電源７の分圧電圧ｖ２すなわち従来の基準電圧ｖ１を加
えた電圧ｖ３がコンデンサ３１を充電し、比較器１１の
基準電圧入力端すに入力する。したがって、電圧ｖ３は
ホトトランジスタ９の出力する電気信号、すなわちオペ
アンプ１０の出力により変化する。この動作を外乱光が
ある場合について第３図を参照して説明すると（Ｆ）に
示すように外乱光による異常信号Ｓ４がオペアンプ１０
から出力してもこのときの基準電圧入力端すには分圧電
圧ｖ２にオペアンプ１０の出力に相応する電圧を加えた
電圧Ｖ、が印加され、異常信号Ｓ４はこの電圧Ｖ、を超
えないから比較器１１には出力せずこの光電スイッチは
外乱光により誤動作しない。（Ｇ）に示すように外乱光
による異常信号Ｓ、に正常の光信号を変換した信号Ｓ２
が加わると、たとえ電圧ｖ３が上昇してもこの信号Ｓ、
、＋Ｓ、は電圧Ｖ、を超え、比較器１１は（Ｈ）に示す
ように正常な信号Ｓ３を出力する。これにより制御部１
２を介して出力回路１３ガ駆動され負荷２２に動作信号
が印加される。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば受光素子に外乱光が入
力し異常信号が発生して比較器の検出信号入力端に入力
してもこの異常信号により比較器の基準電圧入力端に入
力する電圧が高くなり、異常信号はこの電圧を超えない
から比較器は信号を出力せず光電スイッチは誤動作しな
い。しかし異常信号に正常な信号が加わった場合には比
較器の検出信号入力端の入力が基準電圧入力端に入力す
る電圧よりも高くなるから正常な信号を出力し、制御回
路を介して出力回路で負荷を閉じる正常な動作をする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による変調形光電スイッチの一実施例を
示す結線図、第２図は従来の変調形光電スイッチの一例
を示す結線図、第３図は第１図および第２図に示す光電
スイッチの動作を説明するためのタイムチャートである
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）投光信号で発光した発光素子の光信号を受光素子で
   受光して電気信号に変換し、この電気信号の交流分を比
   較器により基準電圧と比較して前記光信号を検出する変
   調形光電スイッチにおいて、前記比較器の基準電圧が所
   定直流電圧と前記投光信号の立上り時に前記電気信号で
   充電されたコンデンサの両端電圧との和であることを特
   徴とする変調形光電スイッチ。