JPH06140901A - 光電スイッチ - Google Patents
光電スイッチInfo
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- JPH06140901A JPH06140901A JP30922692A JP30922692A JPH06140901A JP H06140901 A JPH06140901 A JP H06140901A JP 30922692 A JP30922692 A JP 30922692A JP 30922692 A JP30922692 A JP 30922692A JP H06140901 A JPH06140901 A JP H06140901A
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- Japan
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- pulse
- light emitting
- interference
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数台の光電スイッチが近接して配置されて
いるときに相互干渉を有効に防止できるようにするこ
と。 【構成】 発振回路１により投光パルスａを発生させ、
投光素子５を周期的に駆動する。そして発振回路１によ
りその投光パルスの直前又は直後の監視ゲートパルスｂ
を発生させ、その間でその信号に同期した信号が得られ
るかどうかを比較・同期回路３によって判別する。そし
てその信号を干渉判定回路９に与え、複数周期で連続し
て出力が得られれば干渉状態と判定する。この場合には
発振制御回路４を介して発振回路１の周期を変化させる
ようにしている。
いるときに相互干渉を有効に防止できるようにするこ
と。 【構成】 発振回路１により投光パルスａを発生させ、
投光素子５を周期的に駆動する。そして発振回路１によ
りその投光パルスの直前又は直後の監視ゲートパルスｂ
を発生させ、その間でその信号に同期した信号が得られ
るかどうかを比較・同期回路３によって判別する。そし
てその信号を干渉判定回路９に与え、複数周期で連続し
て出力が得られれば干渉状態と判定する。この場合には
発振制御回路４を介して発振回路１の周期を変化させる
ようにしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光電スイッチに関し、特
に相互干渉を防止する機能に特徴を有する光電スイッチ
に関するものである。
に相互干渉を防止する機能に特徴を有する光電スイッチ
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来光電スイッチは投光素子をパルス駆
動し、その点灯に対応させて受光信号の有無によって物
体を検知している。しかるに投光タイミングに同期して
他の光電スイッチから光が入光したときには相互干渉を
起こして誤動作してしまうという欠点があった。
動し、その点灯に対応させて受光信号の有無によって物
体を検知している。しかるに投光タイミングに同期して
他の光電スイッチから光が入光したときには相互干渉を
起こして誤動作してしまうという欠点があった。
【０００３】このような問題を解決するためには従来よ
り相互干渉防止機能を有する光電スイッチが提案されて
いる。このような防止機能は、例えば相互干渉状態とな
ったときに発振を停止するようにしたり、相互干渉が検
知されたときに発振のタイミングを変化させるようにし
たものである。例えば特開昭57-14718号では投光素子を
パルス点灯すると共に、パルスが生じていない間に受光
信号が得られたときにパルス発振器のタイミングを遅く
するようにしている。又パルスの発生しない総ての時間
でなく、投光パルスを発生させる直前や直後に光が受光
されるかどうかを判別して発振のタイミングを進めたり
遅らせたりして相互干渉を防止するようにした光電スイ
ッチが提案されている。
り相互干渉防止機能を有する光電スイッチが提案されて
いる。このような防止機能は、例えば相互干渉状態とな
ったときに発振を停止するようにしたり、相互干渉が検
知されたときに発振のタイミングを変化させるようにし
たものである。例えば特開昭57-14718号では投光素子を
パルス点灯すると共に、パルスが生じていない間に受光
信号が得られたときにパルス発振器のタイミングを遅く
するようにしている。又パルスの発生しない総ての時間
でなく、投光パルスを発生させる直前や直後に光が受光
されるかどうかを判別して発振のタイミングを進めたり
遅らせたりして相互干渉を防止するようにした光電スイ
ッチが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の相互
干渉防止回路は、近接して設置される２台の光電スイッ
チの相互干渉を防止することができる。しかし高速応答
型の光電スイッチは投光パルスの周期を短くしている。
従ってデューティ比が通常のものに比べて極めて大き
く、そのため相互干渉が起こり易くなっている。このよ
うな高速応答型の光電スイッチや３台以上の光電スイッ
チを近接して接地された場合には、従来例では効果が少
なく、干渉による誤検知が発生してしまう恐れがある。
３台以上の相互干渉では他の光電スイッチからの光が頻
繁に入光するため、従来の逐次タイミングをずらせる方
式による相互干渉では十分対応ができないという欠点が
あった。又複数の光電スイッチを近接して設置する際に
は、投受光部の指向角を絞って光軸が一致しないように
するため、光軸合わせに長時間を要するという欠点もあ
った。
干渉防止回路は、近接して設置される２台の光電スイッ
チの相互干渉を防止することができる。しかし高速応答
型の光電スイッチは投光パルスの周期を短くしている。
従ってデューティ比が通常のものに比べて極めて大き
く、そのため相互干渉が起こり易くなっている。このよ
うな高速応答型の光電スイッチや３台以上の光電スイッ
チを近接して接地された場合には、従来例では効果が少
なく、干渉による誤検知が発生してしまう恐れがある。
３台以上の相互干渉では他の光電スイッチからの光が頻
繁に入光するため、従来の逐次タイミングをずらせる方
式による相互干渉では十分対応ができないという欠点が
あった。又複数の光電スイッチを近接して設置する際に
は、投受光部の指向角を絞って光軸が一致しないように
するため、光軸合わせに長時間を要するという欠点もあ
った。
【０００５】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、高速応答型の近接スイッチであ
っても、又複数台設置されている場合にも有効に相互干
渉を防止できるようにすることを技術的課題とする。
なされたものであって、高速応答型の近接スイッチであ
っても、又複数台設置されている場合にも有効に相互干
渉を防止できるようにすることを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、投光パルス及び投光パルスの直前の監視ゲートパル
スを発生させる発振回路と、発振回路の投光パルスによ
って断続的に投光素子を駆動する投光部と、投光部より
物体検知領域を介して得られる信号を受光する受光部
と、受光部より得られる受光出力を投光パルスに同期さ
せて第１の閾値レベルで弁別する第１の弁別回路、及び
監視ゲートパルスに同期させて第２の閾値レベルで弁別
する第２の弁別回路を有する比較・同期回路と、投光パ
ルスに同期して比較・同期回路の第１の弁別回路より出
力が得られるときに物体検知信号を出力する積分・出力
回路と、監視ゲートパルスに同期して比較・同期回路の
第２の弁別回路より出力が得られるときに干渉状態を判
別する干渉判定回路と、干渉判定回路により干渉が判定
されたときに発振回路の発振周期を順次長くなるように
制御する発振制御回路と、を具備することを特徴とする
ものである。
は、投光パルス及び投光パルスの直前の監視ゲートパル
スを発生させる発振回路と、発振回路の投光パルスによ
って断続的に投光素子を駆動する投光部と、投光部より
物体検知領域を介して得られる信号を受光する受光部
と、受光部より得られる受光出力を投光パルスに同期さ
せて第１の閾値レベルで弁別する第１の弁別回路、及び
監視ゲートパルスに同期させて第２の閾値レベルで弁別
する第２の弁別回路を有する比較・同期回路と、投光パ
ルスに同期して比較・同期回路の第１の弁別回路より出
力が得られるときに物体検知信号を出力する積分・出力
回路と、監視ゲートパルスに同期して比較・同期回路の
第２の弁別回路より出力が得られるときに干渉状態を判
別する干渉判定回路と、干渉判定回路により干渉が判定
されたときに発振回路の発振周期を順次長くなるように
制御する発振制御回路と、を具備することを特徴とする
ものである。
【０００７】本願の請求項２の発明は、投光パルス及び
投光パルスの直後の監視ゲートパルスを発生させる発振
回路と、発振回路の投光パルスによって断続的に投光素
子を駆動する投光部と、投光部より物体検知領域を介し
て得られる信号を受光する受光部と、受光部より得られ
る受光出力を投光パルスに同期させて第１の閾値レベル
で弁別する第１の弁別回路、及び監視ゲートパルスに同
期させて第２の閾値レベルで弁別する第２の弁別回路を
有する比較・同期回路と、投光パルスに同期して比較・
同期回路の第１の弁別回路より出力が得られるときに物
体検知信号を出力する積分・出力回路と、監視ゲートパ
ルスに同期して比較・同期回路の第２の弁別回路より出
力が得られるときに干渉状態を判別する干渉判定回路
と、干渉判定回路により干渉が判定されたときに発振回
路の発振周期を順次短くなるように制御する発振制御回
路と、を具備することを特徴とするものである。
投光パルスの直後の監視ゲートパルスを発生させる発振
回路と、発振回路の投光パルスによって断続的に投光素
子を駆動する投光部と、投光部より物体検知領域を介し
て得られる信号を受光する受光部と、受光部より得られ
る受光出力を投光パルスに同期させて第１の閾値レベル
で弁別する第１の弁別回路、及び監視ゲートパルスに同
期させて第２の閾値レベルで弁別する第２の弁別回路を
有する比較・同期回路と、投光パルスに同期して比較・
同期回路の第１の弁別回路より出力が得られるときに物
体検知信号を出力する積分・出力回路と、監視ゲートパ
ルスに同期して比較・同期回路の第２の弁別回路より出
力が得られるときに干渉状態を判別する干渉判定回路
と、干渉判定回路により干渉が判定されたときに発振回
路の発振周期を順次短くなるように制御する発振制御回
路と、を具備することを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】このような特徴を有する本願の請求項１の発明
によれば、投光パルスの直前に監視ゲートパルスを発生
しており、監視ゲートパルスの発生タイミングで第２の
閾値レベルを越える受光信号が得られるかどうかを比較
・同期回路によって判別し、これが連続して得られると
きに干渉していると判定する。そして干渉が判定されれ
ば発振制御回路によって発振回路の周期を長くし発振を
遅らせている。こうすれば複数の近接スイッチが接近し
て配置され、その発振周期がほぼ同一で投光パルスとが
徐々に同期するように変化する場合にも相互干渉が防止
できることとなる。
によれば、投光パルスの直前に監視ゲートパルスを発生
しており、監視ゲートパルスの発生タイミングで第２の
閾値レベルを越える受光信号が得られるかどうかを比較
・同期回路によって判別し、これが連続して得られると
きに干渉していると判定する。そして干渉が判定されれ
ば発振制御回路によって発振回路の周期を長くし発振を
遅らせている。こうすれば複数の近接スイッチが接近し
て配置され、その発振周期がほぼ同一で投光パルスとが
徐々に同期するように変化する場合にも相互干渉が防止
できることとなる。
【０００９】又本願の請求項２の発明では、投光パルス
による投光直後のタイミングで監視ゲートパルスによっ
て監視し、その間に信号が得られれば更に発振回路の周
期を短くするように制御している。こうすれば投光の直
後から徐々に投光パルスと同期するように近接する光電
スイッチの周期が変化している場合にも、相互干渉が有
効に防止できることとなる。
による投光直後のタイミングで監視ゲートパルスによっ
て監視し、その間に信号が得られれば更に発振回路の周
期を短くするように制御している。こうすれば投光の直
後から徐々に投光パルスと同期するように近接する光電
スイッチの周期が変化している場合にも、相互干渉が有
効に防止できることとなる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の一実施例による光電スイッチ
の全体構成を示すブロック図である。本図において発振
回路１は投光パルスを発生すると共にその投光パルスの
直前に監視用のゲートパルスを発生させる発振回路であ
る。発振回路１の投光パルスは駆動回路２及び比較・同
期回路３に与えられる。又発振回路１の監視ゲートパル
スも比較・同期回路３に与えられている。発振回路１の
発振周期は発振制御回路４によって例えば３段階に切換
えるように構成される。駆動回路２は投光素子５を投光
パルスに応じて断続的に駆動するものであって、投光素
子５と共に投光部を構成している。投光素子５は光を物
体検知領域に照射するものであり、物体検知領域からの
反射光は受光素子６に与えられる。受光素子６はこの反
射光を受光するものであり、増幅回路７によって受光信
号が増幅され比較・同期回路３に与えられる。ここで受
光素子６と増幅回路７とは投光部より照射された光を受
光する受光部を構成している。
の全体構成を示すブロック図である。本図において発振
回路１は投光パルスを発生すると共にその投光パルスの
直前に監視用のゲートパルスを発生させる発振回路であ
る。発振回路１の投光パルスは駆動回路２及び比較・同
期回路３に与えられる。又発振回路１の監視ゲートパル
スも比較・同期回路３に与えられている。発振回路１の
発振周期は発振制御回路４によって例えば３段階に切換
えるように構成される。駆動回路２は投光素子５を投光
パルスに応じて断続的に駆動するものであって、投光素
子５と共に投光部を構成している。投光素子５は光を物
体検知領域に照射するものであり、物体検知領域からの
反射光は受光素子６に与えられる。受光素子６はこの反
射光を受光するものであり、増幅回路７によって受光信
号が増幅され比較・同期回路３に与えられる。ここで受
光素子６と増幅回路７とは投光部より照射された光を受
光する受光部を構成している。
【００１１】比較・同期回路３は投光パルス及び監視ゲ
ートパルスと同期させて夫々第１，第２の閾値を越える
増幅出力を弁別する第１，第２の弁別回路を有してい
る。投光パルスと同期する第１の弁別回路の出力は積分
・出力回路８に、監視ゲートパルスと同期して第２の閾
値を越える第２の弁別回路の出力は干渉判定回路９に与
えられる。積分・出力回路８はこの出力が連続して第１
の所定回数入力されたときに物体検知信号を出力し、投
光パルスに同期した閾値レベル以上の信号が連続して得
られなくなればこの出力を停止するものである。又干渉
判定回路９はこの出力が第２の所定回数得られたときに
干渉状態と判別し、干渉信号を出力すると共にこの信号
によって発振制御回路４に出力を与える。発振制御回路
４はこの制御信号に基づいて発振回路１の発振周期を段
階的に長くなるように制御するものである。
ートパルスと同期させて夫々第１，第２の閾値を越える
増幅出力を弁別する第１，第２の弁別回路を有してい
る。投光パルスと同期する第１の弁別回路の出力は積分
・出力回路８に、監視ゲートパルスと同期して第２の閾
値を越える第２の弁別回路の出力は干渉判定回路９に与
えられる。積分・出力回路８はこの出力が連続して第１
の所定回数入力されたときに物体検知信号を出力し、投
光パルスに同期した閾値レベル以上の信号が連続して得
られなくなればこの出力を停止するものである。又干渉
判定回路９はこの出力が第２の所定回数得られたときに
干渉状態と判別し、干渉信号を出力すると共にこの信号
によって発振制御回路４に出力を与える。発振制御回路
４はこの制御信号に基づいて発振回路１の発振周期を段
階的に長くなるように制御するものである。
【００１２】本実施例では投光部の発生直前のタイミン
グを監視ゲートパルスとしている。これは同一の周期の
投光パルスの光電スイッチを複数並列して配置したとき
には基本的にはその周期は一致しているが、各光電スイ
ッチのＣＲのばらつきによってわずかに投光パルスの周
期がずれている。そして温度変化等によって徐々に投光
パルスのタイミングが一致するように変化する場合があ
り、一致すれば相互干渉が発生する恐れがあるからであ
る。そして本実施例では光電スイッチの投光パルスの直
前のタイミングで光を受光し、受光されれば発振周期を
段階的に遅らせるようにしている。
グを監視ゲートパルスとしている。これは同一の周期の
投光パルスの光電スイッチを複数並列して配置したとき
には基本的にはその周期は一致しているが、各光電スイ
ッチのＣＲのばらつきによってわずかに投光パルスの周
期がずれている。そして温度変化等によって徐々に投光
パルスのタイミングが一致するように変化する場合があ
り、一致すれば相互干渉が発生する恐れがあるからであ
る。そして本実施例では光電スイッチの投光パルスの直
前のタイミングで光を受光し、受光されれば発振周期を
段階的に遅らせるようにしている。
【００１３】次に各ブロックの詳細な構成について説明
する。図２は発振回路１及び発振制御回路４の詳細な構
成を示す回路図である。本図において発振回路１と発振
制御回路４は電源Ｖccに抵抗Ｒ１〜Ｒ３とコンデンサＣ
１の直列接続体が接続され、コンデンサの充電回路を構
成している。又電源には抵抗Ｒ４〜Ｒ７が直列接続さ
れ、閾値Ｖ３，Ｖ４が設定される。そして抵抗Ｒ４，Ｒ
５の中点の閾値Ｖ３とコンデンサＣ１の端子電圧とがコ
ンパレータ２１によって比較される。又コンパレータ２
２は抵抗Ｒ５，Ｒ６の中点の閾値Ｖ４とコンデンサＣ１
の端子電圧とを比較するものである。コンパレータ２１
の反転入力端と出力端には抵抗Ｒ８，ダイオードＤ１が
直列接続され、コンデンサＣ１の放電回路が構成され
る。又その出力端と抵抗Ｒ６，Ｒ７の中点にもダイオー
ドＤ２が接続されている。コンパレータ２１はこれらの
出力を比較することによって投光パルス９の反転出力及
びインバータ２３を介して投光パルスａを発生させるも
のである。又コンパレータ２２はコンデンサＣ１の端子
電圧によって、これより幅の広いパルスｂ′とａバーと
のアンド出力による監視ゲートパルスｂを発生させるも
のである。又抵抗Ｒ１，Ｒ２には夫々トランジスタＱ
１，Ｑ２が並列に接続される。トランジスタＱ１，Ｑ２
がオン状態ではコンデンサＣ１の充電回路の抵抗はＲ３
のみとなり、オフ状態では夫々Ｒ１，Ｒ２がこれに直列
に加わることなる。ここでトランジスタＱ１，Ｑ２、抵
抗Ｒ１，Ｒ２はトランジスタへの制御信号に基づいて発
振回路の周期を制御する発振制御回路４を構成してい
る。
する。図２は発振回路１及び発振制御回路４の詳細な構
成を示す回路図である。本図において発振回路１と発振
制御回路４は電源Ｖccに抵抗Ｒ１〜Ｒ３とコンデンサＣ
１の直列接続体が接続され、コンデンサの充電回路を構
成している。又電源には抵抗Ｒ４〜Ｒ７が直列接続さ
れ、閾値Ｖ３，Ｖ４が設定される。そして抵抗Ｒ４，Ｒ
５の中点の閾値Ｖ３とコンデンサＣ１の端子電圧とがコ
ンパレータ２１によって比較される。又コンパレータ２
２は抵抗Ｒ５，Ｒ６の中点の閾値Ｖ４とコンデンサＣ１
の端子電圧とを比較するものである。コンパレータ２１
の反転入力端と出力端には抵抗Ｒ８，ダイオードＤ１が
直列接続され、コンデンサＣ１の放電回路が構成され
る。又その出力端と抵抗Ｒ６，Ｒ７の中点にもダイオー
ドＤ２が接続されている。コンパレータ２１はこれらの
出力を比較することによって投光パルス９の反転出力及
びインバータ２３を介して投光パルスａを発生させるも
のである。又コンパレータ２２はコンデンサＣ１の端子
電圧によって、これより幅の広いパルスｂ′とａバーと
のアンド出力による監視ゲートパルスｂを発生させるも
のである。又抵抗Ｒ１，Ｒ２には夫々トランジスタＱ
１，Ｑ２が並列に接続される。トランジスタＱ１，Ｑ２
がオン状態ではコンデンサＣ１の充電回路の抵抗はＲ３
のみとなり、オフ状態では夫々Ｒ１，Ｒ２がこれに直列
に加わることなる。ここでトランジスタＱ１，Ｑ２、抵
抗Ｒ１，Ｒ２はトランジスタへの制御信号に基づいて発
振回路の周期を制御する発振制御回路４を構成してい
る。
【００１４】図３は増幅回路７より得られる受光信号を
弁別する比較・同期回路３の構成を示す回路図である。
本図において電源Ｖccには抵抗Ｒ９〜Ｒ１１の直列回路
が接続されており、夫々閾値Ｖref1，Ｖref2が基準電圧
としてコンパレータ２５，２６に加えられる。コンパレ
ータ２５，２６は夫々Ｖref1，Ｖref2と受光信号とを比
較する第１，第２の弁別回路であり、夫々の出力はアン
ド回路２７，２８に与えられる。アンド回路２７，２８
は夫々他方の入力端に投光パルスａ，監視ゲートパルス
ｂが加えられ、受光信号ｄを積分・出力回路８に、受光
信号ｅを干渉判定回路９に与える。
弁別する比較・同期回路３の構成を示す回路図である。
本図において電源Ｖccには抵抗Ｒ９〜Ｒ１１の直列回路
が接続されており、夫々閾値Ｖref1，Ｖref2が基準電圧
としてコンパレータ２５，２６に加えられる。コンパレ
ータ２５，２６は夫々Ｖref1，Ｖref2と受光信号とを比
較する第１，第２の弁別回路であり、夫々の出力はアン
ド回路２７，２８に与えられる。アンド回路２７，２８
は夫々他方の入力端に投光パルスａ，監視ゲートパルス
ｂが加えられ、受光信号ｄを積分・出力回路８に、受光
信号ｅを干渉判定回路９に与える。
【００１５】図４は積分・出力回路８の構成を示す回路
図である。本図において受光信号ｄは６個の縦続接続さ
れたＤ型フリップフロップ３０〜３５の最初のＤ型フリ
ップフロップの入力端に与えられる。これらのＤ型フリ
ップフロップにはａバー出力がシフトパルスして加えら
れており、投光パルスに同期して入力を順次シフトさせ
るものである。Ｄ型フリップフロップ３０〜３５の全て
の出力はナンド回路３６に、及びオア回路３７に与えら
れる。ナンド回路３６の出力はＲＳフリップフロップ３
８のＳバー入力に、オア回路３７の出力はＲバー出力に
与えられている。ＲＳフリップフロップ３８のＱ出力は
物体検知信号として出力される。
図である。本図において受光信号ｄは６個の縦続接続さ
れたＤ型フリップフロップ３０〜３５の最初のＤ型フリ
ップフロップの入力端に与えられる。これらのＤ型フリ
ップフロップにはａバー出力がシフトパルスして加えら
れており、投光パルスに同期して入力を順次シフトさせ
るものである。Ｄ型フリップフロップ３０〜３５の全て
の出力はナンド回路３６に、及びオア回路３７に与えら
れる。ナンド回路３６の出力はＲＳフリップフロップ３
８のＳバー入力に、オア回路３７の出力はＲバー出力に
与えられている。ＲＳフリップフロップ３８のＱ出力は
物体検知信号として出力される。
【００１６】図５は干渉判定回路９の構成を示す回路図
である。本図においてＤ型フリップフロップ４０のＤ入
力端にはｂ′入力、クロック入力端には受光信号ｅが入
力される。Ｄ型フリップフロップ４０はこの受光信号ｅ
をｂ′の間で同期させるためのフリップフロップであ
り、そのＱ出力は縦続接続された４つのＤ型フリップフ
ロップ４１〜４４の最初のＤ入力端に与えられる。フリ
ップフロップ４１〜４４のクロック端子には投光パルス
ａが与えられている。そしてＤ型フリップフロップ４
１，４２の出力がアンド回路４５を介してＤ型フリップ
フロップ４６，４７のクロック端子に、各Ｄ型フリップ
フロップ４１〜４４のＱ出力がノア回路４８に与えられ
る。ノア回路４８はこれらの論理和信号によってフリッ
プフロップ４６，４７をクリアするものである。Ｄ型フ
リップフロップ４６のＤ入力端は電源Ｖccに直接接続さ
れ、Ｑ出力はＤ型フリップフロップ４７のＤ入力端に接
続される。フリップフロップ４６，４７は干渉状態であ
る場合に順次セットされるものであり、その出力は夫々
発振制御信号ｆ及びｇとして発振制御回路４に与えら
れ、又その論理和出力がオア回路４９を介して干渉検出
信号ｈとして出力される。
である。本図においてＤ型フリップフロップ４０のＤ入
力端にはｂ′入力、クロック入力端には受光信号ｅが入
力される。Ｄ型フリップフロップ４０はこの受光信号ｅ
をｂ′の間で同期させるためのフリップフロップであ
り、そのＱ出力は縦続接続された４つのＤ型フリップフ
ロップ４１〜４４の最初のＤ入力端に与えられる。フリ
ップフロップ４１〜４４のクロック端子には投光パルス
ａが与えられている。そしてＤ型フリップフロップ４
１，４２の出力がアンド回路４５を介してＤ型フリップ
フロップ４６，４７のクロック端子に、各Ｄ型フリップ
フロップ４１〜４４のＱ出力がノア回路４８に与えられ
る。ノア回路４８はこれらの論理和信号によってフリッ
プフロップ４６，４７をクリアするものである。Ｄ型フ
リップフロップ４６のＤ入力端は電源Ｖccに直接接続さ
れ、Ｑ出力はＤ型フリップフロップ４７のＤ入力端に接
続される。フリップフロップ４６，４７は干渉状態であ
る場合に順次セットされるものであり、その出力は夫々
発振制御信号ｆ及びｇとして発振制御回路４に与えら
れ、又その論理和出力がオア回路４９を介して干渉検出
信号ｈとして出力される。
【００１７】次に本実施例の動作について図６〜図８の
タイムチャートを参照しつつ説明する。図７，図８にお
いて（ａ）〜（ｈ）は図１〜図５のａ〜ｈの波形を示し
ている。動作の開始時にはまず発振制御回路４のトラン
ジスタＱ１，Ｑ２のベースに加わる電圧が夫々Ｌレベル
であるため、オン状態であり、抵抗Ｒ１，Ｒ２は短絡さ
れている。従って発振周期Ｔ１は次式で示される。 Ｔ１＝ｋ・Ｒ３・Ｃ１ そして電源を投入すればコンデンサＣ１の端子電圧は抵
抗Ｒ３を介して徐々に充電され、閾値Ｖ４を越えるとコ
ンパレータ２２が反転する。そしてＶ３を越えるとコン
パレータ２１が反転し、その出力はＬレベルとなる。従
って抵抗Ｒ６，Ｒ７の中点がほぼ零Ｖとなるため、閾値
電圧Ｖ３，Ｖ４は夫々図６に示すようにＶ３′，Ｖ４′
に低下する。そしてコンデンサＣ１は抵抗Ｒ８，ダイオ
ードＤ１を介して放電することとなる。従って図６に示
すような周期Ｔ１ののこぎり波が得られ、投光パルスａ
及び監視ゲートパルスｂが発生する。
タイムチャートを参照しつつ説明する。図７，図８にお
いて（ａ）〜（ｈ）は図１〜図５のａ〜ｈの波形を示し
ている。動作の開始時にはまず発振制御回路４のトラン
ジスタＱ１，Ｑ２のベースに加わる電圧が夫々Ｌレベル
であるため、オン状態であり、抵抗Ｒ１，Ｒ２は短絡さ
れている。従って発振周期Ｔ１は次式で示される。 Ｔ１＝ｋ・Ｒ３・Ｃ１ そして電源を投入すればコンデンサＣ１の端子電圧は抵
抗Ｒ３を介して徐々に充電され、閾値Ｖ４を越えるとコ
ンパレータ２２が反転する。そしてＶ３を越えるとコン
パレータ２１が反転し、その出力はＬレベルとなる。従
って抵抗Ｒ６，Ｒ７の中点がほぼ零Ｖとなるため、閾値
電圧Ｖ３，Ｖ４は夫々図６に示すようにＶ３′，Ｖ４′
に低下する。そしてコンデンサＣ１は抵抗Ｒ８，ダイオ
ードＤ１を介して放電することとなる。従って図６に示
すような周期Ｔ１ののこぎり波が得られ、投光パルスａ
及び監視ゲートパルスｂが発生する。
【００１８】図７，図８（ａ），（ｂ）はこの投光パル
ス，監視ゲートパルスｂを示しており、図７（ｃ）はこ
の受光信号を示している。この図では投光部からの光が
物体によって反射され、受光部に得られた状態を示して
いる。そして図７（ｄ）に示すように閾値Ｖref1を越え
る出力によって投光パルスａに同期した受光信号ｄが得
られる。そして図示のように連続して受光信号ｄが得ら
れた場合には、Ｄ型フリップフロップ３０〜３５が順次
Ｈレベルとなり、アンド回路３６によってフリップフロ
ップ３８がセットされ物体検知信号が出力される。
ス，監視ゲートパルスｂを示しており、図７（ｃ）はこ
の受光信号を示している。この図では投光部からの光が
物体によって反射され、受光部に得られた状態を示して
いる。そして図７（ｄ）に示すように閾値Ｖref1を越え
る出力によって投光パルスａに同期した受光信号ｄが得
られる。そして図示のように連続して受光信号ｄが得ら
れた場合には、Ｄ型フリップフロップ３０〜３５が順次
Ｈレベルとなり、アンド回路３６によってフリップフロ
ップ３８がセットされ物体検知信号が出力される。
【００１９】さて時刻t1，t2には、近接する光電スイッ
チからの入光によって投光パルスのタイミング以外の時
点で他の光電スイッチからの光を受光したものとする。
図７（ｃ）に示すように時刻t1，t2の受光信号が閾値Ｖ
ref2以下となれば監視ゲートパルスの発生する期間に図
７（ｅ）に示す受光信号ｅがアンド回路２８より得られ
る。そして相互干渉によって信号ｅが連続して２回発生
した場合には、図５に示すＤ型フリップフロップ４１，
４２の出力がＨレベルとなり、アンド回路４５を介して
フリップフロップ４６がセットされる。フリップフロッ
プ４６のＱ出力は発振制御信号ｆとして発振制御回路４
に与えられ、そのトランジスタＱ１がオフとなる。従っ
てコンデンサＣ１の充電回路に抵抗Ｒ１，Ｒ３が接続さ
れた状態となり、その充電時定数は次式で示される。 Ｔ２＝ｋ（Ｒ１＋Ｒ３）・Ｃ１
チからの入光によって投光パルスのタイミング以外の時
点で他の光電スイッチからの光を受光したものとする。
図７（ｃ）に示すように時刻t1，t2の受光信号が閾値Ｖ
ref2以下となれば監視ゲートパルスの発生する期間に図
７（ｅ）に示す受光信号ｅがアンド回路２８より得られ
る。そして相互干渉によって信号ｅが連続して２回発生
した場合には、図５に示すＤ型フリップフロップ４１，
４２の出力がＨレベルとなり、アンド回路４５を介して
フリップフロップ４６がセットされる。フリップフロッ
プ４６のＱ出力は発振制御信号ｆとして発振制御回路４
に与えられ、そのトランジスタＱ１がオフとなる。従っ
てコンデンサＣ１の充電回路に抵抗Ｒ１，Ｒ３が接続さ
れた状態となり、その充電時定数は次式で示される。 Ｔ２＝ｋ（Ｒ１＋Ｒ３）・Ｃ１
【００２０】従って図６に示すようにその発振周期はＴ
１より長くＴ２となる。こうして投光パルスａの周期を
長くすることができる。即ち図７のt1，t2に示すよう
に、監視ゲートパルスｂがＨレベルの期間で他の光電ス
イッチからの信号が連続して得られれば、発光周期を長
くＴ２とすることによって時刻t3に示すようにこの影響
を除くことができる。
１より長くＴ２となる。こうして投光パルスａの周期を
長くすることができる。即ち図７のt1，t2に示すよう
に、監視ゲートパルスｂがＨレベルの期間で他の光電ス
イッチからの信号が連続して得られれば、発光周期を長
くＴ２とすることによって時刻t3に示すようにこの影響
を除くことができる。
【００２１】又周期Ｔ２で発光しているときに時刻t4，
t5に示すように連続して２回監視ゲートパルスがＨレベ
ルの区間で受光信号ｅが得られれば、同様にしてアンド
回路４５の出力によってシフトパルスが加えられ、Ｄ型
フリップフロップ４６，４７のＱ出力がいずれもＨレベ
ルとなる。このため発振制御信号ｇもＨレベルとなり、
トランジスタＱ１，Ｑ２がオフとなる。従ってこのとき
のコンデンサＣ１の充電周期Ｔ３は次式で示される。 Ｔ３＝ｋ・（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）・Ｃ１ こうして発振周期Ｔ３を長くし、投光パルスの直前に得
られる受光信号の影響を除くことができる。
t5に示すように連続して２回監視ゲートパルスがＨレベ
ルの区間で受光信号ｅが得られれば、同様にしてアンド
回路４５の出力によってシフトパルスが加えられ、Ｄ型
フリップフロップ４６，４７のＱ出力がいずれもＨレベ
ルとなる。このため発振制御信号ｇもＨレベルとなり、
トランジスタＱ１，Ｑ２がオフとなる。従ってこのとき
のコンデンサＣ１の充電周期Ｔ３は次式で示される。 Ｔ３＝ｋ・（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）・Ｃ１ こうして発振周期Ｔ３を長くし、投光パルスの直前に得
られる受光信号の影響を除くことができる。
【００２２】そして図８に示すように周期Ｔ３で発振し
ていて４回以上連続して監視ゲートパルスがＨレベルの
区間に受光信号ｅが得られなければ、ノア回路４８の出
力がＨレベルとなってＤ型フリップフロップ４６，４７
を同時にクリアする。従って発振制御信号ｆ，ｇ及び干
渉検出信号ｈは図８（ｆ）〜（ｈ）に示すようにＬレベ
ルに戻り、投光パルスの周期もＴ１に復帰する。このよ
うに本実施例では投光パルスの発光直前のタイミングで
の受光信号が得られた場合には、そのタイミングを遅ら
せることによって相互干渉を防止している。又本実施例
は発振回路１の周期を３段階に変化させることによっ
て、３台の光電スイッチの相互干渉を防止することがで
きる。即ち３台のうち１台と他の２台とを第１の周期変
更で分離し、他の２台を次の周期変更で分離するように
している。
ていて４回以上連続して監視ゲートパルスがＨレベルの
区間に受光信号ｅが得られなければ、ノア回路４８の出
力がＨレベルとなってＤ型フリップフロップ４６，４７
を同時にクリアする。従って発振制御信号ｆ，ｇ及び干
渉検出信号ｈは図８（ｆ）〜（ｈ）に示すようにＬレベ
ルに戻り、投光パルスの周期もＴ１に復帰する。このよ
うに本実施例では投光パルスの発光直前のタイミングで
の受光信号が得られた場合には、そのタイミングを遅ら
せることによって相互干渉を防止している。又本実施例
は発振回路１の周期を３段階に変化させることによっ
て、３台の光電スイッチの相互干渉を防止することがで
きる。即ち３台のうち１台と他の２台とを第１の周期変
更で分離し、他の２台を次の周期変更で分離するように
している。
【００２３】尚本実施例では発振回路の周期を３段階に
変化させるようにしているが、更に多段階に変化させる
ようにしてもよいことはいうまでもない。こうすれば多
数の光電スイッチが近接して配置されている場合にも有
効に相互干渉を防止できることとなる。
変化させるようにしているが、更に多段階に変化させる
ようにしてもよいことはいうまでもない。こうすれば多
数の光電スイッチが近接して配置されている場合にも有
効に相互干渉を防止できることとなる。
【００２４】又本実施例では投光パルスの直前のタイミ
ングで受光信号が得られたときに遅らせているが、近接
する光電スイッチの周期がほぼ一致していることに基づ
くものである。従って投光パルスの直後のタイミングで
受光信号が得られるかどうかを識別し、連続して受光信
号が得られた場合には投光タイミングを早めるように変
化させてもよい。この場合にはより応答速度を向上させ
ることができる。本発明による光電スイッチは、透過型
光電スイッチ及び反射型光電スイッチのいずれにも適用
することができることはいうまでもない。
ングで受光信号が得られたときに遅らせているが、近接
する光電スイッチの周期がほぼ一致していることに基づ
くものである。従って投光パルスの直後のタイミングで
受光信号が得られるかどうかを識別し、連続して受光信
号が得られた場合には投光タイミングを早めるように変
化させてもよい。この場合にはより応答速度を向上させ
ることができる。本発明による光電スイッチは、透過型
光電スイッチ及び反射型光電スイッチのいずれにも適用
することができることはいうまでもない。
【００２５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、複数の光電スイッチを近接して設置し、その発光周
期がほぼ等しく徐々に投光パルスと同期するように変化
する場合にも、周期を変化させることによって相互干渉
を有効に防止することができる。このような周期の変化
を複数段に切換えることによって多数の光電スイッチが
配置されている状態でも相互干渉が未然に防止できる。
従って高速応答タイプの光電スイッチでも多数台を近接
して設置することができ、高速に動く物体や微少物体、
密接して成る物体の検出が可能となり、光電スイッチの
用途が広がる。又このような物体を検出するため従来は
ＣＣＤカメラや画像処理装置等を用いる必要があった
が、本発明による光電スイッチを複数台用いて代替する
ことができれば大幅に低価格化することが可能となる。
又複数の光電スイッチを近接して設置する際には、投受
光部の指向角を絞って光軸が一致しないようにするため
光軸合わせに長時間を要していたが、本発明による光電
スイッチでは相互干渉が防止されるため、投受光部の指
向角を拡大することができる。この場合には光軸合わせ
が容易となり、設置を容易に行うことができるという効
果も得られる。
ば、複数の光電スイッチを近接して設置し、その発光周
期がほぼ等しく徐々に投光パルスと同期するように変化
する場合にも、周期を変化させることによって相互干渉
を有効に防止することができる。このような周期の変化
を複数段に切換えることによって多数の光電スイッチが
配置されている状態でも相互干渉が未然に防止できる。
従って高速応答タイプの光電スイッチでも多数台を近接
して設置することができ、高速に動く物体や微少物体、
密接して成る物体の検出が可能となり、光電スイッチの
用途が広がる。又このような物体を検出するため従来は
ＣＣＤカメラや画像処理装置等を用いる必要があった
が、本発明による光電スイッチを複数台用いて代替する
ことができれば大幅に低価格化することが可能となる。
又複数の光電スイッチを近接して設置する際には、投受
光部の指向角を絞って光軸が一致しないようにするため
光軸合わせに長時間を要していたが、本発明による光電
スイッチでは相互干渉が防止されるため、投受光部の指
向角を拡大することができる。この場合には光軸合わせ
が容易となり、設置を容易に行うことができるという効
果も得られる。
【図１】本発明の一実施例による光電スイッチの全体構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】本実施例の発振回路及び発振制御回路の構成を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図３】本実施例の比較・同期回路の構成を示す回路図
である。
である。
【図４】本実施例の積分・出力回路の構成を示す回路図
である。
である。
【図５】本実施例の干渉判定回路の構成を示す回路図で
ある。
ある。
【図６】本実施例の発振回路の各部の波形を示すタイム
チャートである。
チャートである。
【図７】本実施例の光電スイッチの各部の波形を示すタ
イムチャート（その１）である。
イムチャート（その１）である。
【図８】本実施例の光電スイッチの各部の波形を示すタ
イムチャート（その２）である。
イムチャート（その２）である。
１ 発振回路 ２ 駆動回路 ３ 比較・同期回路 ４ 発振制御回路 ５ 投光素子 ６ 受光素子 ７ 増幅回路 ８ 積分・出力回路 ９ 干渉判定回路 ２１，２２，２５，２６ コンパレータ ２４，２７，２８，４５ アンド回路 ３０〜３５，４０〜４４，４６，４７ Ｄ型フリップフ
ロップ ３６ ナンド回路 ３７，４９ オア回路 ３８ ＲＳフリップフロップ ４８ ノア回路
ロップ ３６ ナンド回路 ３７，４９ オア回路 ３８ ＲＳフリップフロップ ４８ ノア回路
Claims (4)
- 【請求項１】 投光パルス及び投光パルスの直前の監視
ゲートパルスを発生させる発振回路と、 前記発振回路の投光パルスによって断続的に投光素子を
駆動する投光部と、 前記投光部より物体検知領域を介して得られる信号を受
光する受光部と、 前記受光部より得られる受光出力を前記投光パルスに同
期させて第１の閾値レベルで弁別する第１の弁別回路、
及び前記監視ゲートパルスに同期させて第２の閾値レベ
ルで弁別する第２の弁別回路を有する比較・同期回路
と、 前記投光パルスに同期して前記比較・同期回路の第１の
弁別回路より出力が得られるときに物体検知信号を出力
する積分・出力回路と、 監視ゲートパルスに同期して前記比較・同期回路の第２
の弁別回路より出力が得られるときに干渉状態を判別す
る干渉判定回路と、 前記干渉判定回路により干渉が判定されたときに前記発
振回路の発振周期を順次長くなるように制御する発振制
御回路と、を具備することを特徴とする光電スイッチ。 - 【請求項２】 投光パルス及び投光パルスの直後の監視
ゲートパルスを発生させる発振回路と、 前記発振回路の投光パルスによって断続的に投光素子を
駆動する投光部と、 前記投光部より物体検知領域を介して得られる信号を受
光する受光部と、 前記受光部より得られる受光出力を前記投光パルスに同
期させて第１の閾値レベルで弁別する第１の弁別回路、
及び前記監視ゲートパルスに同期させて第２の閾値レベ
ルで弁別する第２の弁別回路を有する比較・同期回路
と、 前記投光パルスに同期して前記比較・同期回路の第１の
弁別回路より出力が得られるときに物体検知信号を出力
する積分・出力回路と、 監視ゲートパルスに同期して前記比較・同期回路の第２
の弁別回路より出力が得られるときに干渉状態を判別す
る干渉判定回路と、 前記干渉判定回路により干渉が判定されたときに前記発
振回路の発振周期を順次短くなるように制御する発振制
御回路と、を具備することを特徴とする光電スイッチ。 - 【請求項３】 前記干渉判定回路は縦続接続された複数
のＤ型フリップフロップを有し、干渉の判定毎にその出
力を順次シフトするものであり、前記発振制御回路は前
記干渉判定回路のＤ型フリップフロップの並列出力に基
づいて複数の発振周期となるように制御するものである
ことを特徴とする請求項１又は２記載の光電スイッチ。 - 【請求項４】 前記干渉判定回路は所定回数連続して第
２の弁別回路より弁別信号が得られないときに干渉の停
止を判別するものであり、前記発振制御回路は干渉の停
止が判別されたときに前記発振回路の発振周期を元の状
態に復帰することを特徴とする請求項１又は２記載の光
電スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30922692A JPH06140901A (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 光電スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30922692A JPH06140901A (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 光電スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06140901A true JPH06140901A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17990454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30922692A Pending JPH06140901A (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 光電スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06140901A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006211186A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Sick Optex Kk | 干渉防止機能付き光電センサ |
| JP2010122516A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Canon Inc | 画像形成装置 |
| WO2013014761A1 (ja) | 2011-07-27 | 2013-01-31 | ジックオプテックス株式会社 | 光波測距装置 |
| JP2013090301A (ja) * | 2011-10-21 | 2013-05-13 | Azbil Corp | 光電スイッチ |
-
1992
- 1992-10-23 JP JP30922692A patent/JPH06140901A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006211186A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Sick Optex Kk | 干渉防止機能付き光電センサ |
| JP4579704B2 (ja) * | 2005-01-27 | 2010-11-10 | ジック オプテックス株式会社 | 干渉防止機能付き光電センサ |
| JP2010122516A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Canon Inc | 画像形成装置 |
| WO2013014761A1 (ja) | 2011-07-27 | 2013-01-31 | ジックオプテックス株式会社 | 光波測距装置 |
| JP2013090301A (ja) * | 2011-10-21 | 2013-05-13 | Azbil Corp | 光電スイッチ |
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