JPH04369117A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光電スイッチに関し
、特に、透過型光電スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、透過型光電スイッチは、投光回路
と受光回路とをそれぞれ別ケースに収め、かつ両者を所
定間隔を有して対向配置し、対向配置された両者が形成
する光路を物体が遮るか否かにより検出動作するように
している。この透過型光電スイッチでは、投射光をパル
ス変調して投光する変調光方式が採用され、さらにこの
投光パルスに同期したゲートにより受光信号にゲートを
かけ、混入するノイズ成分を除去して誤動作を防ぐ同期
方式が一般に採用されている。ところで、アンプ分離型
の光電スイッチなどでは、投光回路と受光回路とが同一
筐体内に収納されるため、投受光動作を同期させるため
の同期信号を得るのは容易である。しかしながら、アン
プ内蔵型で電源内蔵型の透過型光電スイッチでは、投光
回路と受光回路とがそれぞれ個別の筐体に収められ、し
かも両者は所定間隔を有して対向配置されるため、これ
らの回路間で同期信号を伝達するための配線が新たに必
要となる。しかしながら光路長は１０ｍ〜数百ｍに達す
る場合もあり、この回路間に同期信号を送るためだけに
配線をすることは不経済であるばかりでなく、アンプ分
離型のものに比べて配線が簡単であるというアンプ内蔵
型・電源内蔵型の透過型光電スイッチの特徴を殺すこと
にもなりかねない。また実際上、投光器と受光器との間
に河川や高温物体などの障害物がある場合、両者の回路
間に同期信号伝達用の配線を施すことは不可能であり、
このような場合には同期信号を送ることができない。し
たがって、従来ではこのような場合に、特別に配線を必
要とするような同期方式をとらず、あえて応答速度を低
くしてノイズによる誤動作を避けるよう構成している。 この方法は、同期方式に比較すれば、外部から侵入する
電磁波などのノイズに対する耐ノイズ性が悪くなるのは
避けられない。これを解決するために、特公昭６２−３
４１１３号公報に開示される光電スイッチが提供された
。この光電スイッチによれば、応答速度を十分に維持し
、かつ同期信号を伝送するための配線を施すことなく、
投光信号と入射する受光信号との同期をとることができ
るという長所がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特公昭６２−３４１１３号公報に開示される光電スイ
ッチは同期をとることはできるが、投光器から発射され
た投光パルスが被検出物体表面での反射し、その拡散反
射光が再び投光側の受光器で受光されることにより、検
出物体が存在しているのに、あたかも存在していないか
のような誤動作が発生しやすいという問題があった。

【０００４】それゆえにこの発明の目的は、投光信号と
受光信号との同期をとって耐ノイズ性を向上させ、かつ
被検出物体における反射光により誤動作が生じない光電
スイッチを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光電スイ
ッチは発振器と、前記発振器の発振出力に応答して投光
する第１の投光器と、入射する光を受光し応じて第１の
受光信号を出力する第１受光器と、前記第１受光信号を
入力し、応じて前記発振出力に応答してゲートをかけて
導出するゲート回路とを含む制御部と、前記制御部から
投光された光を受光し応じて第２の受光信号を出力する
第２受光器と、前記第２受光信号を入力し応じて前記制
御部に向けて投光する第２投光器とを含む反射増幅部を
前記制御部と間隔を有して対向配置して備え、前記制御
部と前記反射増幅部との間の光路が物体によって遮られ
たことにより検出動作する光電スイッチであり、さらに
この光電スイッチは、前記第１投光器と物体との間の光
路に設けられ入射する光波の第１成分のみを通過させる
第１偏光器と、前記第１受光器と物体との間の光路に設
けられ入射する光波の第２成分のみを通過させる第２偏
光器とを備えて構成される。

【０００６】

【作用】この発明に係る光電スイッチは上述のように構
成されて、、制御部に入射する第１受光信号は、同じく
制御部から投射される第１投光信号にゲート回路を介し
て同期して導出されるので、両信号の同期をとるために
、第１投光回路と第１受光回路との間に特別な配線は必
要とされない。また、制御部から投光された光は第１偏
光器を通過して第１成分のみを含む光波にして物体に照
射されると、物体表面において広域に反射されるが、そ
の反射光成分には主に光波の第１成分が含まれるので、
この物体における反射光が第２偏光器を介して第１受光
器に入射したとしても、この入射レベルは制御部の物体
検知レベルにまでは達し得ない。したがって、制御部か
ら投射された第１投光信号が検出物体によって反射し第
１受光器に入射するために、物体が存在しているのに、
あたかも検出物体が存在しないというような誤動作が防
止される。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して詳細に説明する。

【０００８】図１は、本発明の一実施例による光電スイ
ッチの概略構成図である。図において光電スイッチは制
御部１と制御部１に所定間隔を有して対向配置される反
射増幅部５と、制御部１と反射増幅部５との間の光路に
設けられる偏光フィルタ３１および３２を含む。

【０００９】制御部１は、所定の周期でパルス信号を出
力する発振回路１１、発振回路１１が出力するパルス信
号を入力し、電流増幅した後導出する電流増幅回路１２
、電流増幅されたパルス信号を入力し、応じてその発光
動作がパルス駆動される発光ダイオードなどを含む投光
素子１３を含む。投光素子１３から投光されたパルス変
調光は、偏光フィルタ３１を介して反射増幅部５に投光
される。このとき、投光素子１３から投光された光は、
偏光フィルタ３１を通過することにより、縦波の光成分
のみが導出されて反射増幅部５に投光される。さらに制
御部１は偏光フィルタ３２を介して横波の光成分のみを
含む入射光を受光し、応じて光電変換して受光信号を出
力する、フォトダイオードやフォトトランジスタなどを
含んで構成される受光素子１４、受光素子１４が出力す
る受光信号を入力し、次段以降の処理が容易となるよう
に増幅処理する増幅回路１５、増幅された受光信号を入
力し、応じて該光電スイッチが物体検知のための所定信
号レベルに達しているか否かを比較照合し、その比較結
果を導出するレベル弁別回路１６、ゲート回路１７、信
号処理回路１８、信号出力回路１９および表示灯２０を
含んで構成される。ゲート回路１７は、発振回路１１が
出力する投光素子１３駆動用のパルス信号を入力し、応
じて前段のレベル弁別回路１６から与えられる受光信号
を前記パルス信号に同期した信号のみを導出するように
ゲート動作する。信号処理回路１８は、ゲート回路１７
を通過した信号を出力可能な信号に処理し、信号出力回
路１９および表示灯２０に与える。信号出力回路１９は
、信号処理回路１８が出力する信号を外部に出力し、表
示灯２０は、信号処理回路１８から与えられる出力信号
に応じてその点灯動作が制御される。

【００１０】制御部１に所定間隔を有して対向配置され
る反射増幅部５は、偏光フィルタ３１を介して投光素子
１３からの縦波成分のみのパルス変調光を受光し、応じ
て受光信号を導出する受光素子５１、受光素子５１が出
力する受光信号を入力し、次段以降の処理が容易となる
ように増幅する増幅回路５２、レベル弁別回路５３、電
流増幅回路５４、投光素子５５および表示灯５６を含む
。レベル弁別回路５３は、増幅回路５２により増幅され
た受光信号を入力し、応じて所定の弁別レベルを越えた
信号成分のみを波形整形して出力する。電流増幅回路５
４は、レベル弁別回路５３が出力する受光信号を入力し
、応じて電流増幅し、投光素子５５および表示灯５６に
与えて表示灯５６を点灯制御するとともに、投光素子５
５をパルス変調駆動する。投光素子５５から出力される
パルス変調光は、前述した偏光フィルタ３２を介してそ
の横波成分のみが制御部１に入射する。

【００１１】動作において、図１に示される光電スイッ
チは、制御部１と反射増幅部５とが所定間隔を置いて対
向配置され、制御部１から投射された縦波成分のみのパ
ルス変調光は、反射増幅部５に入射する。反射増幅部５
は、制御部１からの入射光に応じたレベルのパルス変調
光を投光し、その横波成分のみが制御部１に入射する。 このように、制御部１から投射した光を反射増幅部５を
介して１往復させ、この１往復により形成される光路の
いずれかを物体が遮ることにより、検出動作が行なわれ
る。詳細には、発振回路１１より出力される所定周期の
パルス信号は、次段の電流増幅回路１２、ゲート回路１
７および信号処理回路１８に与えられる。電流増幅回路
１２は、与えられるパルス信号を電流増幅し次段に接続
された投光素子１３をパルス変調駆動し、反射増幅部５
に向けて投光するよう制御する。投光素子１３からのパ
ルス変調光は、まず偏光フィルタ３１を介してその縦波
成分のみが受光素子５１に入射する。反射増幅部５の受
光素子５１は縦波成分のみの光を受光し、その受光レベ
ルに応じた受光信号を増幅回路５２に与える。増幅回路
５２は、与えられる受光信号を増幅し、レベル弁別回路
５３に与える。この受光信号はレベル弁別回路５３にお
いて所定の弁別レベルを越えたものだけが波形整形され
る。これにより、反射増幅部５において受光された信号
に含まれる低いレベルの雑音成分は除去される。このレ
ベル弁別回路５３出力後の波形整形されたパルス信号は
、さらに電流増幅回路５４において電流増幅され、投光
素子５５をパルス変調光を投光するように駆動する。 このようにして、反射増幅部５は制御部１から受光した
パルス変調光に同期して再び制御部１に投光を行なう。 この投光は偏光フィルタ３２を介してその横波成分のみ
が受光素子１４に入射する。受光素子１４に入射された
光は、パルス信号の受光信号となって増幅回路１５で増
幅され、さらにレベル弁別回路１６を経て波形整形され
る。レベル弁別回路１６は、制御部１に入射した光レベ
ルが、制御部１が動作するのに必要なレベルにまで達し
ているか否かを弁別するよう動作している。波形整形さ
れた信号は、さらにゲート回路１７により、発振回路１
１の発振に同期した信号成分のみが通過させられる。し
たがって、受光素子１４における雑音成分や、反射増幅
部５の投光以外の光による雑音成分などは、このゲート
回路１７において発振回路１１のパルス信号によりゲー
トがかけられることにより効果的に除去される。ゲート
回路１７を通過し、その雑音成分が効果的に除去された
受光信号は、信号処理回路１８によりさらに発振回路１
１が出力するパルス信号に同期して信号処理され、信号
出力回路１９によって外部出力される。

【００１２】したがって、ユーザは信号出力回路１９の
出力状態を確認することにより、受光素子１４における
受光レベルを確認することができる。すなわち、物体４
１が制御部１と反射増幅部５とが形成する光路を遮って
いるか否か、すなわち該光電スイッチにより検出物体が
検知されているか否かを判断することができる。

【００１３】ここで、偏光フィルタ３１および３２の働
きを、図１を参照して説明する。偏光フィルタ３１は制
御部１からの投光を縦波のみにして導出し、偏光フィル
タ３２は制御部１の受光を横波のみとするようにしてい
る。この偏光フィルタ３１および３２により、たとえば
物体４１が図示される位置にあったとき、物体４１表面
における反射光は広域に反射するので、受光素子１４に
到達する可能性がある。しかし、物体４１における広域
反射光には前述したように主に光波の縦波成分のみが多
く含まれるので、この広域反射光が偏光フィルタ３２を
通過し受光素子１４に入射しても、受光素子１４の動作
レベルにまで達するようなことはない。したがって、物
体４１が制御部１と反射増幅部５とが形成する光路を遮
閉して検知される状態にあるのに、物体４１表面におけ
る反射光により該光電スイッチが物体４１を検知しない
というような誤動作は防止される。

【００１４】また、物体４１が制御部１と反射増幅部５
とが構成する光路に存在しないような非検出時には、制
御部１からの投光（縦波成分のみ）は、反射増幅部５を
動作させるように作用するので、反射増幅部５からは全
成分（縦波成分および横波成分）を含む光が再び制御部
１に戻ってくる。このとき反射増幅部５からの投光に含
まれる横波成分のみが偏光フィルタ３２を通過して制御
部１の受光素子１４に到達し、応じて受光素子１４が出
力する受光信号により、物体４１は存在していないこと
が検知される。

【００１５】

【発明の効果】この発明に係る光電スイッチはゲート回
路を介して、制御部に入射する第１受光信号を、同じく
制御部から投射された第１投光信号に同期させながら導
出しているので、両信号の同期をとるために、特別な配
線は必要とされないという効果がある。また、このゲー
ト回路によりゲートされることにより、受光信号に含ま
れるノイズ成分は除去されて、耐ノイズ性が向上すると
いう効果がある。

【００１６】さらに、制御部の第１投光器から投光され
、さらに第１偏光器を通過した第１成分のみを含む光波
が物体に照射されると、物体表面において広域に反射さ
れるが、この反射光は、主に第１成分を含むので、これ
が第２偏光器を介して制御部の第１受光器に入射したと
しても、第１受光器における第１受光信号レベルは十分
ではないので、該光電スイッチの物体検知レベルにまで
は達し得ず、物体が存在しているのに、物体が存在して
いないかのような誤動作を防止できるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による光電スイッチの概略構
成図である。

【符号の説明】

１　　制御部 ５　　反射増幅部 １１　　発振回路 １３および５５　　投光素子 １４および５１　　受光素子 １７　　ゲート回路 ３１および３２　　偏光フィルタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　発振器と、前記発振器の発振出力に応
   答して投光する第１の投光器と、入射する光を受光し応
   じて第１の受光信号を出力する第１受光器と、前記第１
   受光信号を入力し、応じて前記発振出力に応答してゲー
   トをかけて導出するゲート回路とを含む制御部と、前記
   制御部から投光された光を受光し応じて第２の受光信号
   を出力する第２受光器と、前記第２受光信号を入力し、
   応じて前記制御部に向けて投光する第２投光器とを含む
   反射増幅部を前記制御部と間隔を有して対向配置して備
   え、前記制御部と前記反射増幅部との間の光路が物体に
   よって遮られたことにより検出動作する光電スイッチで
   あって、前記第１投光器と物体との間の光路に設けられ
   、入射する光波の第１の成分のみを通過させる第１偏光
   器と、前記第１受光器と物体との間の光路に設けられ、
   入射する光波の第２の成分のみを通過させる第２偏光器
   とをさらに備えた、光電スイッチ。