JPH06152365A - 光電スイッチ - Google Patents

光電スイッチ

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JPH06152365A
JPH06152365A JP32261492A JP32261492A JPH06152365A JP H06152365 A JPH06152365 A JP H06152365A JP 32261492 A JP32261492 A JP 32261492A JP 32261492 A JP32261492 A JP 32261492A JP H06152365 A JPH06152365 A JP H06152365A
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Seiji Imai
清司 今井
Kuniharu Shibata
国春 柴田
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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4を周期的に駆動する。そして受光信号を比較
回路8によって弁別し、積分回路9によって積分する。
そしてその出力変化の遷移状態を状態判定回路10によ
って判定している。遷移状態では第1の周期制御回路1
2によって発振回路の投光パルス周期を変化させてい
る。又この周期を変化させている間に第2の周期制御回
路13によって発振周期を更に他の周期となるように変
化させている。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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、その点灯に対応した受光信号の有無を判別して物
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。例えば特開昭58-73889号では、投光素子からの投
光が連続して複数回受光されたときに物体検知信号を出
力しており、その変化の過渡期の間のみ発振回路を通常
の投光パルスの周期とは異なる周期となるよう発振させ
ている。これによって投光パルスの周期がほぼ同一の隣
接した光電スイッチとの相互干渉を未然に防止するよう
にしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の光電
スイッチの相互干渉防止回路では、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。しかしながら更に多数の光電スイッチが近接して配
置された場合や、インバータモータ等の発生する電気ノ
イズのように光電スイッチの変化させた周期とほぼ一致
するような周期性のノイズに対しては、誤動作を有効に
防止することができないという欠点があった。
【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、周期性のある電気ノイズに対し
ても誤動作を防止することができ、光電スイッチの相互
干渉を有効に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】本発明は、第1の周期の
投光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所定の閾値で
弁別する比較回路と、比較回路の出力を投光パルスに同
期させて検出する同期回路と、同期回路の出力を投光パ
ルスに同期させて積分する積分回路と、積分回路に基づ
いて入光・遮光の定常状態か又は遷移状態かを判定する
状態判定回路と、状態判定回路の出力が遷移状態のとき
に発振回路の発振周期を第2の周期に変化させる第1の
周期制御回路と、発振回路の出力が与えられ遷移状態の
間の少なくとも投光パルスの1周期分を第2の発振周期
以外の周期に変更する第2の周期制御回路と、を具備す
ることを特徴とするものである。
【0007】
【作用】このような特徴を有する本発明によれば、入光
又は遮光状態によって受光部に得られる受光信号を比較
及び同期して検出し、積分回路によって物体検知信号を
出力している。そして積分回路により入光及び遮光の遷
移状態かどうかを判別し、その間には第1の周期制御回
路によって発振周期を変化させ、この周期を変化させて
いる間の少なくとも1周期を第2の周期制御回路によっ
て更に他の発振周期に変化させている。こうすれば遷移
状態でも第2の周期のみで投光パルスが出力されること
がなくなり、これによって相互干渉や外部のノイズの影
響を除去できることとなる。
【0008】
【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は後述するように外部からの制御信号に応じて
その発振周期を第1,第2の周期T1,T2に変化さ
せ、投光パルスを発生する発振回路である。発振回路1
の投光パルスは駆動回路2及び同期回路3に与えられ
る。駆動回路2は投光素子4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4と共に投光部を
構成している。投光素子4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5
に与えられる。受光素子5はこの反射光を受光するもの
であり、I/V変換回路6によって電圧信号に変換さ
れ、増幅回路7を介して比較回路8に与えられる。ここ
で受光素子5,I/V変換回路6,増幅回路7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。
【0009】増幅回路7の出力は比較回路8に与えられ
る。比較回路8は所定の閾値レベルで受光信号を弁別す
るものであって、その出力は同期回路3に与えられる。
同期回路3は投光パルスに同期した受光信号のみを後段
の積分回路9に与えるものである。積分回路9はこの同
期出力を積分する回路である。積分出力は状態判定回路
10に与えられる。状態判定回路10は積分出力に基づ
いて、入光又は遮光の定常状態かその過渡状態かを判定
するものである。定常的に入光又は遮光されている場合
には物体検知信号として出力回路11に与える。出力回
路11は物体検知信号を外部に出力するものである。
【0010】さて本実施例ではこの過渡状態を判別し発
振回路1の発振周期を変化させるための第1の周期制御
回路12と投光パルスに基づいて周期を変化させるため
の信号を生成する第2の周期制御回路13が設けられ
る。これらの出力はアンド回路14を介して発振回路1
の発振制御入力端子に与えられている。
【0011】次に本実施例の主要部の詳細な構成例につ
いて回路図を用いて説明する。図2は積分回路9と状態
判定回路10の構成例を示す回路図である。本図におい
て積分回路9は8個の縦続接続されたD型フリップフロ
ップ20〜27を有しており、受光信号は最初のD型フ
リップフロップ20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投光パルスがシフトパルスとし
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20〜2
7の全ての出力はアンド回路28に、及びオア回路29
に与えられる。アンド回路28の出力はRSフリップフ
ロップのS入力端子に、オア回路29の出力はR入力端
子に与えられている。RSフリップフロップ30はQ出
力を物体検知信号として出力回路11に出力するもので
ある。
【0012】さて第1の周期制御回路12はD型フリッ
プフロップ20と27の出力を入力とするEOR回路1
2Aによって構成される。EOR回路12Aは積分回路
の両端の出力の不一致を判別することによって過渡状態
を検出するものである。
【0013】図3は発振回路1と第1,第2の周期制御
回路12,13の構成例を示す回路図である。まず発振
回路1はコンデンサCの充放電回路とコンパレータ31
によって構成される。コンデンサCの一端は電源Vcc
に、他端は抵抗R1、ダイオードD2,D3及びトラン
ジスタQ1を介して接地されており、トランジスタQ1
のベースには電源Vccとの間に定電流回路32が接続さ
れる。コンパレータ31の非反転入力端子には抵抗の分
圧回路が接続され基準電圧が設定されており、他方の入
力端にはコンデンサC,抵抗R1の共通接続端が接続さ
れる。そしてコンパレータ31の出力が発振出力として
駆動回路2や同期回路3に与えられる。又コンパレータ
31の出力はトランジスタQ2のベースに与えられる。
トランジスタQ2は電源とコンデンサC、抵抗R1の共
通接続端との間に接続されており、比較出力に基づいて
コンデンサCの電荷を放電する放電回路を構成してい
る。又抵抗R1の一端には接地端との間にトランジスタ
Q3が接続される。トランジスタQ3は外部の入力に基
づいてコンデンサCの充電周期を変化させるものであ
る。
【0014】又第2の周期制御回路13は図示のように
4つのD型フリップフロップ33〜36が縦続接続され
た4進カウンタを構成している。このカウンタは入力と
して発振回路1からの投光パルスが与えられ、投光パル
スを計数するものである。そして任意のフリップフロッ
プ、例えば33〜35の反転出力がナンド回路37に与
えられる。ナンド回路37はこれらの論理積信号を出力
するものである。EOR回路12Aの出力及びこのナン
ド回路37の出力はアンド回路14に与えられ、その論
理積信号が発振制御信号としてトランジスタQ3に与え
られる。
【0015】次に本実施例の動作について図4のタイム
チャートを参照しつつ説明する。図4において(a)〜
(h)は図1〜図3のa〜hの各部の波形を示してい
る。まず物体が到来していなければ、発振回路1のトラ
ンジスタQ3は常にオフ状態であるため、コンデンサC
と抵抗R1の充電回路によって充電され、所定の閾値に
達すればコンパレータ31が反転してコンデンサCが放
電する。従って一定の周期T1で投光パルスが出力さ
れ、これによって投光素子4が駆動される。さて物体が
物体検知領域に到来し受光信号が得られた場合には、図
4(b)に示すように同期回路3によって投光パルスに
同期した信号が得られる。これによって積分回路9のD
型フリップフロップ20〜27が順次反転する。従って
全てのD型フリップフロップの出力が反転するまでの過
渡状態の時刻t1〜t4の間に、EOR回路12Aより図4
(c)に示すような出力cが得られる。ナンド回路37
の出力はt1の時刻ではHレベルであるため、アンド回路
14の論理積条件が成立しトランジスタQ3が導通する
こととなる。このため抵抗R1の端子電圧はほぼ零Vと
低いレベルとなり、充電の端子電圧が異なるためコンデ
ンサCの充電が急速に行われ、周期がT2のように変化
する。これによって各部が動作するため受光信号bも図
4(b)に示すように周期T2に変化することとなる。
【0016】さて投光パルスaは第2の周期制御回路1
3のカウンタによっても計数されている。そのカウンタ
のフリップフロップ出力が図4の(b)〜(f)に示す
ように変化するものとすると、これらの論理積出力によ
ってナンド回路37の出力が図4(g)に示すように変
化する。これによって時刻t2〜t3の間ではアンド回路1
4の論理積条件が成立しなくなるため、トランジスタQ
3はオフとなる。従ってこの間のみコンデンサCの充放
電周期は通常の周期T1となるように変化する。そして
図4(g)に示すように時刻t3となれば、元の状態に復
帰して周期T2で発振回路1が発振することとなる。こ
のため周期的に第2の周期T2に同期したノイズが光電
スイッチに印加して誤動作を生じている場合でも、その
間に1周期だけ投光パルスの周期を変化させているた
め、このようなノイズの影響を除くことができる。又入
光,遮光の遷移状態では投光周期をT2としてT1より
短くしているため、光電スイッチの応答速度を向上する
ことができる。そして定常状態では周期が長くなるため
光電スイッチの消費電流が少なくなり、投光素子の劣化
を防止することが可能となる。
【0017】尚本実施例はEOR回路12Aによる周期
短縮の期間のうちの特定の投光パルスの周期のみを通常
の周期に戻すようにしているが、この位置は任意数の周
期でもよく、その場合では周期制御回路13のゲート回
路部の構成を適宜変更することによって実現できる。又
入光及び遮光の遷移状態として定められている積分回路
9のフリップフロップ数以下の期間であれば、任意の位
置の周期を異なった周期の幅に変更することができるこ
とはいうまでもない。
【0018】又本実施例はこの変更する周期を元の周期
T1と一致させるようにしているが、更に他の周期T3
となるようにすることも可能である。即ち図5に示すよ
うにアンド回路14の出力により制御されるトランジス
タQ3に加えて、EOR回路12Aの出力によって制御
されるトランジスタQ4を設ける。トランジスタQ4の
エミッタを接地し、コレクタはダイオードD3を介して
抵抗R1の一端に接続しておく。こうすれば図4に示す
タイムチャートにおいて時刻t1〜t4の間は時刻t2〜t3
間を除いてトランジスタQ3,Q4が共に導通すること
となってコンデンサCの周期はトランジスタQ3のコレ
クタ電圧(ほぼ0V)で定まる周期、即ち周期T2とな
る。そして時刻t2〜t3の間はアンド回路14の論理積条
件が成立しないため、トランジスタQ3はオフとなりQ
4のみがオン状態となる。従ってトランジスタQ4のコ
レクタ側に接続されているダイオードD3のアノード電
圧によって定まる周期となり、周期T1,T2の中間の
第3の周期T3とすることができる。
【0019】尚本実施例では第2の周期制御回路として
4進カウンタを設け、その任意の出力によって周期制御
信号を出力するようにしているが、積分回路9の過渡状
態を検出する範囲内の周期であれば、任意の周期で周期
制御信号を出力するように構成できることはいうまでも
ない。
【0020】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、投光パルスの周期を入光又は遮光の遷移状態で変化
させており、その間の特定の投光パルス周期のみの周期
を他の周期に変更している。従って一定周期のノイズが
外部から加わるような電気的ノイズや相互干渉を有効に
防止することができるという効果が得られる。
【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全体構
成を示すブロック図である。
【図2】本実施例の積分回路及び状態判定回路の構成を
示す回路図である。
【図3】本実施例の発振回路及び第1,第2の周期制御
回路の構成を示す回路図である。
【図4】本実施例の動作を示すタイムチャートである。
【図5】本発明の他の実施例による第1,第2の周期制
御回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
1 発振回路 2 駆動回路 3 同期回路 4 投光素子 5 受光素子 8 比較回路 9 積分回路 10 状態判定回路 12 第1の周期制御回路 12A EOR回路 13 第2の周期制御回路 14 アンド回路 20〜27,33〜36 D型フリップフロップ 32 コンパレータ 37 ナンド回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の周期の投光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所定の閾値で弁別す
    る比較回路と、 前記比較回路の出力を前記投光パルスに同期させて検出
    する同期回路と、 前記同期回路の出力を前記投光パルスに同期させて積分
    する積分回路と、 前記積分回路に基づいて入光・遮光の定常状態か又は遷
    移状態かを判定する状態判定回路と、 前記状態判定回路の出力が遷移状態のときに前記発振回
    路の発振周期を第2の周期に変化させる第1の周期制御
    回路と、 前記発振回路の出力が与えられ前記遷移状態の間の少な
    くとも投光パルスの1周期分を前記第2の発振周期以外
    の周期に変更する第2の周期制御回路と、を具備するこ
    とを特徴とする光電スイッチ。
  2. 【請求項2】 前記第2の周期制御回路は、前記第1の
    周期制御回路の発振周期制御を禁止し、少なくとも1周
    期分を第1の周期で発振させるものであることを特徴と
    する請求項1記載の光電スイッチ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002148353A (ja) * 2000-11-13 2002-05-22 Sharp Corp 光検出装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002148353A (ja) * 2000-11-13 2002-05-22 Sharp Corp 光検出装置

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