JPH0448286B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、各種産業において、位置検出、形状
検査等人間の目の代わりを果たす場合に利用さ
れ、所定周期の入光信号と他の周期の入光信号と
を弁別し、他の光電スイツチの入光信号による雑
音光及び連続した雑音光による誤動作を防止可能
にする光電スイツチに関する。

〔従来の技術〕

イ 同期型の光電スイツチでは、投光部よりパル
ス変調光を投光し、該投光部と受光部とを電気
的にケーブル等で接続し、同期信号を伝達する
ことによつて雑音光の除去を図つている。即
ち、このパルス変調光に同期した同期信号を投
光側から受光側に導き、受光側においてこの同
期信号によりゲートをかけて投光されたパルス
変調光のみを取り出しその他の雑音光を除去す
る技術を採用している。

ロ 又、非同期型つまり、電気的接続を必要とし
ない技術としては入光信号を抵抗、コンデンサ
ー等の素子で構成した積分回路で積分し、その
積分出力が所定のレベルに達したときに出力信
号を生じるように構成して、連続して入光して
くるパルス変調光のみを検出しようとする技術
がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記(イ)の如き技術では、投光部と受光部を同期
させるために、投光部と受光部との間に電気的接
続を必要としている。しかしながら、設備機器の
形状及び設置環境等の問題によつては投光部と受
光部との間に電気的配線が不可能な場合が多く、
従つて使用条件が限定されるという問題点があ
る。

又、(ロ)の技術では投光部と受光部との間に電気
的接続を必要としてはいないが、安定して出力信
号を発生させるには、比較的大きな時定数が必要
とされるため応答速度は遅くなるとともに連続し
て到来してくる雑音光に対しては防止する術がな
く、光電スイツチを並置する等は不可能である。
以上、性能上の問題に加えて、現在はロボツト等
の各種産業機械の目として使用されるものである
ため、光電スイツチは極力小型化が要求されてお
り、時定数の大きいコンデンサー及び抵抗素子を
用いていては、集積回路化は困難である。

本発明は従来の光電スイツチでは解決できない
以上の問題点を解消した光電スイツチを提供する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明は以下の構
成にする。即ち、一定繰り返し周期のパルス変調
光を投射する投光手段と、光信号を受光し、入光
信号を発生する受光手段と、該受光手段により発
生した入光信号を１パルス毎に該入光信号を起点
として入光信号を周期よりもシフト量が大となる
ように所定の回数シフトさせ、入光信号に基づく
後段部の出力パルスを計数用信号となすととも
に、前記入光信号より後に発生された入光信号に
基づく前段部の出力パルスであつて前記計数用信
号に重畳する一つの出力パルスをゲート信号とす
るシフトレジスタと、前記ゲート信号及び計数用
信号により前記一定繰り返し周期の入光信号を計
数する計数手段とよりなり所定周期の入光信号を
弁別することを特徴としている。

〔作用〕

以上の構成でなる本発明の光電スイツチの概念
を第３図のタイミングチヤートにて説明する。受
光手段に入光してくる単一入光信号ａ１，ａ２，
ａ３，……をシフトレジスタは所定の回数シフト
させゲート信号g′及び計数用信号ｄ，ｅを取り出
す。例えば入光信号ａ２に基づくゲート信号g′２
の出力時（低レベル時）に計数用信号ｄ，ｅのい
ずかれが出力される（高レベル時）と、計数手段
は入光信号ａ２の一定周期前に、この光電スイツ
チの投光手段から投射された入光信号ａ１の存在
を認識する。同様に、入光信号ａ３によりシフト
レジスタはゲート信号g′３を出力し、この時に計
数用信号ｄ２，ｅ２が入力されると、入光信号ａ
２の存在を認識する。このように、ゲート信号
g′により一定周期前に入力した入光信号をゲート
制御すれば、シフトレジスタによつて定められた
一定周期の入光信号以外は検出しない。

シフト回数はゲート信号及び計数用信号を所望
の周期、即ち投光部により投光される一定周期の
パルス変調光と略同一の周期に設定するためのも
ので、この周期以外の入光信号をもシフトレジス
タはシフトしゲート信号及び計数用信号を生じる
が、このゲート信号でゲートしている間に所望の
周期の入光信号による計数用信号は存在していな
いため、所定周期の入光信号以外は無視すること
ができるのである。

〔実施例〕

本発明に係る１実施例を第１図のブロツク図、
第２図の回路図、第３図のタイミングチヤート図
にて説明する。

第１図に示すように、１は投光手段で一定周期
のパルスを発生するパルス発振器２とこのパルス
発振器２の出力パルスに応じてパルス変調光を投
光する投光素子３とより構成される。

４は受光手段で、入光してくる光信号を受光し
光電変換する受光素子５と、受光素子５により変
換された電気信号を増幅する増幅回路６と、この
増幅された信号を高レベルと低レベルに２値化す
るレベル弁別回路７とより構成される。

８は発振器で、基準クロツクパルスｋを発生
し、この基準クロツクパルスｋを分周器９にあた
える。但し、この受光システムの発振器８に投光
手段１の発振器２を電線等で連結すれば、通常の
同期式光電スイツチとしても機能させることも可
能である。

分周器９は16進カウンター等で構成し、第２図
及び第３図に示すように、発振器８より入力され
る基準クロツクパルスｋを分周して、シフトレジ
スタ１０にシフトパルスｂを、フリツプ・フロツ
プ１５にクリヤパルスｉをあたえる。

シフトレジスタ１０は、前記レベル弁別回路７
により弁別された信号ａをシフトパルスｂに基づ
いてシフトするＤ型フリツプ・フロツプ１１ａ〜
１１ｇを７段直列配置して構成したもので、前記
受光手段４により発生した入光信号ａを１パルス
毎に該入光信号ａを起点として入光信号の周期よ
りもシフト量が大となるように所定の回数シフト
させ、入光信号ａに基づく後段部の二つの出力パ
ルスｄ，ｅを計数用信号となすとともに、前記入
光信号ａより後に発生された入光信号に基づく前
段部の出力パルスであつて前記二つの計数用信号
にのみ重畳する一つの出力パルスｇの反転した信
号をゲート信号g′とするものである。

１２は計数手段で、計数用信号であるフリツ
プ・フロツプ１１ｆの出力パルスｄとフリツプ・
フロツプ１１ｇの出力パルスｅとを入力とする
NORゲート１３と、このNORゲート１３の出力
パルスｆとゲート信号であるフリツプ・フロツプ
１１ｂ側の出力パルスg′を入力とするNORゲ
ート１４と、このNORゲート１４の出力パルス
ｈをクロツク入力とし、分周器９の出力パルスｉ
をクリヤ信号とするフリツプ・フロツプ１５とよ
り構成される。

１６は出力手段で、前記分周器９の出力パルス
（図示省略）及び計数手段１２で作成された出力
パルスｊをANDゲートで合成する等して制御機
器に応じた信号を与えるものである。

以上の構成でなる実施例は第３図のタイミング
チヤートで示す動作を行う。

受光手段４により２値化された入光信号ａはシ
フトレジスタ１０のセツト入力とされ、分周器９
のシフトパルスｂはクロツク入力とされるので、
シフトレジスタ１０の第１段であるＤ型フリツ
プ・フロツプ１１ａはパルスｃを出力する。この
出力パルスｃは次段フリツプ・フロツプ１１ｂの
Ｄ入力に伝達され、分周器９により作成されたシ
フトパルスｂはフリツプ・フロツプ１１ｂのクロ
ツク端子に与えられるので、第３図に示される如
くシフトパルスｂの立ち上がりで計数され、以下
順次各フリツプ・フロツプによりパルスｃはシフ
トパルスｂに基づきシフトされる。このシフトさ
れたパルスの内、計数用信号である第６段のフリ
ツプ・フロツプ１１ｆの出力パルスｄと第７段の
フリツプ・フロツプ１１ｇの出力パルスｅとをゲ
ート入力とするNORゲート１３の出力パルスは
波形ｆで示される。

また、フリツプ・フロツプ１１ｂは入光信号ａ
毎にゲート信号であるＱ側の出力であるパルス
g′をNORゲート１４に出力しており、このパル
スg′の低レベル出力時に、前記NORゲート１３
の出力パルスｆが低レベルであれば、NORゲー
ト１４は高レベルの出力パルスｈを出力する。こ
のことは即ち、先に入光した入光信号ａ１をシフ
トレジスタ１０でシフトさせ計数用信号として取
り出し、一定周期後に入光した入光信号ａ２によ
りゲート信号g′２を得て、ゲート信号によつて前
記計数用信号をゲートしたことにほかならない。

以上のようにして目的とする一定周期で入光す
る入光信号を弁別したパルスｈを作成できたので
ある。

又、入光信号の周期と受光側のシステムとの周
期は非同期であるため、入光信号を弁別した後に
分周器９で設定している受光側のシステムの周期
で上記パルスｈを計数する必要がある。フリツ
プ・フロツプ１５はパルスｈをクロツク入力と
し、分周器９の出力パルスｉをクリヤ入力として
いるので、その出力パルスｊは、パルスｈの立ち
上がりで計数し、分周器９の出力パルスｉつまり
クリヤパルスの立ち下がりで計数を終了する波形
ｊで示される。

ここで、フリツプ・フロツプ１５のクロツク端
子にパルスｈの立ち上がりが入力されても、すぐ
にパルスｉによりクリヤされて入光情報が出力さ
れない場合がある。この為、正確に入光情報を伝
えるためにはパルスｉより短い周期で入光させる
必要がある。

従つて、シフトレジスタ１０を構成するフリツ
プ・フロツプの段数はパルスｉの周期とシフトパ
ルスｂの周期および入光信号の周期とによつて決
定される。

この一例として実施例は、16進カウンターでな
る分周器９により作成されるパルスｉの周期を
160μs、シフトパルスｂの周期を20μsとして動作
させている。よつて、投光手段１のパルス光の周
期を80〜100μsにすれば、最も正確な動作を行う。

上記のようにして得られた出力パルスｊを基に
して、出力手段１６は各種産業機器の制御手段に
適合した信号を送るのである。即ち、光電スイツ
チが各種産業機器の目となるのである。

以上の実施例は、順次入光してくる入光信号を
セツト入力として、第１段のフリツプ・フロツプ
で一パルス毎に取り出すとともに、第２段のフリ
ツプ・フロツプでゲート信号を作成し、前記取り
出されたパルスをフリツプ・フロツプでシフトさ
せ、このシフトさせたパルスを前記ゲート信号に
よりゲートすることによつて、一定周期に入光し
た入光信号を、シフト回数で設定される周期で弁
別するため、周期性のある入光信号のみを取り出
すことを可能にしてあり、又、受光システム側は
分周器により設定される周期の信号をもつてお
り、この信号の周期を入光信号よりやや長くして
いるので、弁別された周期性のある入光信号を計
数すれば、非同期である入光信号を正確に計数す
ることができる。

〔発明の効果〕

以上でなる本発明は、シフトレジスタがシフト
段数によつて設定される所定の周期の入光信号の
みを弁別するフイルタとして動作し、他の光電ス
イツチが近接して配置され、その光電スイツチに
よる雑音光であるパルス変調光が受光手段にて受
光され、入光信号として変換されても、他の光電
スイツチによる入光信号の周期と正規の入光信号
の周期が相違する場合は、雑音光によつて発生さ
れるゲート信号と計数用信号は重畳しないので、
全く計数されなく、また周期性のない雑音光を入
光信号として捕らえても、それが計数されるため
には間隔を置いて入光した二つの雑音光の時間差
が、正規の入光信号の周期と完全に一致しなけれ
ばならず、そのような確率は無視できる程度であ
るので、やはり計数されることはないのである。
また、コンデンサ及び抵抗のような素子を用いな
いため、マイクロ秒の単位で応答することを可能
とするとともに回路の小型化、特に昨今の半導体
技術を利用して、回路全体をIC化することを可
能にしているのである。このことは量産及びコス
トの低下ともなる。更に、投光手段のパルス変調
光と受光側システムのクロツクパルスを非同期で
使用することを可能としている為、同期をとるた
めの配線が不用となり、光電スイツチの設置を極
めて容易にし且ついかなる設備機器に対しても適
応可能となつたのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の概略を示すブロツク図、第
２図は、本発明に係る実施例を示す回路図、第３
図は、本発明に係る実施例の動作波形を示すタイ
ミングチヤート図である。 １……投光手段、４……受光手段、８……発振
器、９……分周器、１０……シフトレジスタ、１
１ａ〜１１ｇ……Ｄ型フリツプ・フロツプ、１２
……計数手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一定繰り返し周期のパルス変調光を投射する
   投光手段と、 光信号を受光し、入光信号を発生する受光手段
   と、 該受光手段により発生した入光信号を１パルス
   毎に該入光信号を起点として入光信号の周期より
   もシフト量が大となるように所定の回数シフトさ
   せ、入光信号に基づく後段部の出力パルスを計数
   用信号となすとともに、前記入光信号より後に発
   生された入光信号に基づく前段部の出力パルスで
   あつて前記計数用信号に重畳する一つの出力パル
   スをゲート信号とするシフトレジスタと、 前記ゲート信号及び計数用信号により前記一定
   繰り返し周期の入光信号を計数する計数手段と、 よりなり所定周期の入光信号を弁別する光電ス
   イツチ。 ２ 入光信号を一定周期のシフトパルスによりシ
   フトするシフトレジスタよりなる特許請求の範囲
   第１項記載の光電スイツチ。