JPH06296127A - 光電子スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動作レベルに対する受光時、または非受光時
のレベルに異常が見られた場合に直ちに警報を発し、か
つ異常出力を得ることである。 【構成】 入遮光される受光信号のそれぞれが動作レベ
ルの所定の倍率である下限受光レベルを超しているか否
かを比較し、判定出力をする第１の比較判定回路と、上
記それぞれの受光信号が動作レベルの所定の倍率である
上限遮光レベル未満であるか否かを比較し、判定出力を
する第２の比較判定回路とを並列に備え、判定出力に応
じて異常出力を行う構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、透過型、反射型また
は輻射光型など各種の光電子スイッチに適用した有効な
自己チェック機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に光電子スイッチは、光軸ずれやレ
ンズ面の汚れなどにより受光時のレベルが動作レベルの
上限以下となったり、不要反射や不要輻射などにより非
受光時のレベルが動作レベルの下限に達しない場合に
は、十分な検出機能を発揮することができなくなる。従
って、従来の光電子スイッチではこれを防止するため、
単に余裕度表示機能を備えるに過ぎなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来例で
は余裕度の表示を行うだけであったので、保守点検はや
はり不可欠であり、これに要する時間と費用を削減する
ことは不可能であった。また仮に誤動作の発見が遅れた
場合には、突然自動制御装置が停止して、しばしば莫大
な損害を被ることがあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような実情に鑑みて
案出された本発明の光電子スイッチは、動作レベルに対
する受光時、または非受光時のレベルに異常が見られた
場合に直ちに警報を発し、かつ異常出力を得るようにし
た自己チェック機能を付与することによって、上述した
問題点を解消させたものである。そのために本発明で
は、光電子変換素子、アンプおよび出力回路などを備え
た光電子スイッチにおいて、入遮光される受光信号のそ
れぞれが動作レベルの所定の倍率である下限受光レベル
を超しているか否かを比較し、判定出力をする第１の比
較判定回路と、上記それぞれの受光信号が動作レベルの
所定の倍率である上限遮光レベル未満であるか否かを比
較し、判定出力をする第２の比較判定回路とを並列に備
え、上記判定出力に応じて異常出力を行うという手段を
採用している。

【０００５】また、それぞれの判定出力の論理和を、プ
リセットカウンタのリセット入力とし、このカウンタ出
力によって異常出力を行うという手段も選択的に採用し
ている。

【０００６】

【作用】２つの比較判定回路は、許容範囲の基準レベル
として下限・上限が定められており、それぞれの基準レ
ベルと比較した後に、判定出力を行うもので、これより
外れた範囲、即ち中間値は不安定な状態であると判定さ
れ、異常出力が行われる。また、プリセットカウンタは
判定を数回繰り返した後に異常出力を行うという作用を
するものである。

【０００７】

【実施例】以下、その構成を図面に従って更に詳述する
と、図１において１は前面に集光レンズを有し、下述す
るレベルチェック回路を内蔵してなる機筐、２はこのレ
ベルチェック回路と接続し、安定領域にあることを表示
するランプ（以下「セイフティ表示灯」という）であっ
て、上記機筐１の外壁に表設されたものである。なお、
３は出力されると点灯する動作表示灯、４は検出時の受
光レベルを表示する１〜複数個の発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）を示す。

【０００８】次にレベルチェック回路の構成を説明する
と、ａはフォトトランジスタなどの光電変換素子、ｂ、
ｂ′は光電変換素子ａから得た受光信号を増幅するアン
プ、またｃは上記アンプｂ、ｂ′と出力端子ｄ間に介在
される出力回路である。またｅ、ｅ′は上記アンプｂに
接続する比較判定回路であって、そのｅは光電子スイッ
チの動作レベルに対して受光時（動作時）の受光レベル
が所定の倍率以上であるか否かを判定する第１の比較判
定回路で、受光信号が下限受光レベルを超えたか否かの
判定出力を行うものである。またｅ′は非受光時（非動
作時）の受光レベルが所定の倍率以下であるか否かを比
較判定する第２の比較判定回路で、受光信号レベルが上
限遮光レベル未満であるようなほぼ完全遮光の場合に判
定出力を行うものである。本実施例では所定の動作レベ
ルを１とすれば第１の比較判定回路の基準レベル（下限
受光レベル）を２とし、第２の比較判定回路の基準レベ
ル（上限遮光レベル）を０．５としている。続いてこれ
らの比較判定回路ｅ、ｅ′の出力をオア回路ｆに入力し
た上、このオア回路ｆの出力を点灯回路ｇを介して上記
セイフテイ表示灯２に、また出力回路ｈを介して異常出
力端子ｉにそれぞれ入力している。即ち、受光信号が第
１の比較判定回路ｅの基準レベルである２を超えたとき
は安定入光とし、第２の比較判定回路ｅ′の基準レベル
である０．５未満のときは安定遮光とし、その間は不安
定状態と判定しているのである。

【０００９】上記の構成に係る本発明の光電子スイッチ
は、検出物体を確認するための光または検出物体の熱を
光電変換素子ａで検出し、この電気信号をアンプユニッ
トｂ、ｂ′で増幅した後、出力回路ｃを介して出力端子
ｄより検出出力を得ることは、なお従前のこの種光電子
スイッチと同様である。次に本発明の自己チェック機能
は、受光時及び非受光時の受光レベルが動作レベルに対
して、所定の倍率にあるか否かを比較判定回路ｅ、ｅ′
によって判定し、安定動作、即ち受光時のレベルが動作
レベルの所定の倍率以上、また非受光時のレベルが動作
レベルの所定の倍率以下であるときは、出力回路ｃを介
して正常出力を得ると同時に、点灯回路ｇによってセイ
フテイ表示灯２を点灯状態に保つものである。

【００１０】次に、２つの比較判定回路ｅ、ｅ′の一般
的な内部構成を示す。ここで、図２は比較判定回路ｅま
たはｅ′に入力された受光信号のレベルを１回で判定す
るための回路、図４は１回目の受光信号では判定出力せ
ずに、２回目の受光信号のタイミングによって判定出力
を行うものである。図２において、２１は判定の下限受
光レベルである基準レベル２を比較値としたコンパレー
タ、２２ａ、２２ｂはそれぞれＤフリップフロップであ
り、アンプユニットｂ′から出力される検出信号に応じ
て判定タイミングを計り、コンパレータ２１の出力信号
を判定するものである。この比較判定回路ｅに図３の正
常レベルＸおよび異常レベルｘの２つの状態の受光信号
が入力された場合、正常レベルＸでは先ず信号が動作レ
ベルを超えればアンプユニットｂ′から判定信号が取り
込まれ、これによってＤフリップフロップ２２ａの出力
がハイになる一方、Ｄフリップフロップ２２ｂの出力は
ローを維持する。続いてレベルが安定レベルである２を
超えている間はコンパレータ２１がハイを出力するので
２つのフリップフロップはリセットされる。次に受光信
号が立ち下がればリセットは解除されるが、再び動作レ
ベルを下回ったときでもＤフリップフロップ２２ｂのＤ
端子はローであるから、その出力もローになり、警報出
力を行うことはない。この場合、図１のオア回路ｆに続
くインバータを省略しても、後段で論理を整合させるこ
とは可能である。一方、異常レベルｘの場合にはリセッ
トは働かないので、検出信号の立ち上がりでＤフリップ
フロップ２２ｂのＤ端子がハイになり、立ち下がりの読
み込みクロックでハイを出力するので、異常出力を行う
ことになる。ここでは上限側の比較判定回路ｅについて
のみ説明したが、下限側の比較判定回路ｅ′の動作も正
常レベルＹあるいは異常レベルｙに応じて同様である。
ただしこの場合にはアンプユニットｂ′からの検出信号
の論理を反転させて入力することが必要である。そし
て、オア回路ｆによって、上限・下限の何れの異常の場
合でも出力を行うようにしている。なお、異常出力の原
因としては、光軸ずれ、レンズ面の汚れ等により受光時
のレベルが動作レベルの倍率に達しなかったり、不要反
射又は不要輻射光などにより非受光時のレベルが動作レ
ベルの所定の倍率以上となるような場合である。このと
きには点灯回路ｇによりセイフテイ表示灯２を点滅させ
て警報を発すると同時に、出力回路ｈが働いて出力端子
ｉより異常出力が送出される。

【００１１】次に図１において、点線で示したブロック
ｊは任意に選択的に接続されるプリセットカウンタであ
り、たとえば一回毎のパルスの検出では正しい動作レベ
ルを知ることができない場合に対処して、上記レベルチ
ェック回路におけるオア回路ｆと点灯回路ｇ及び出力回
路ｈとの間に設けたものである。そしてリセット端子ｋ
をオア回路ｆに、又カウント入力端子ｌをアンプｂ′に
それぞれ接続している。即ち、プリセットカウンタｊ
は、受光レベルの上限又は下限に余裕があるときにはそ
の都度リセットされるのでカウンタは計数をしないか
ら、この間は出力回路ｃを介してその出力端子ｄに正常
な出力が得られると同時に、点灯回路ｇを経てセイフテ
イ表示灯２を点灯状態に保つものである。他方、受光レ
ベルの上限又は下限に余裕がないときは、リセットが働
かず、従ってその不安定な動作回数が該カウンタｊで計
数され、それが連続して所定の回数に達すると、点灯回
路ｇによりセイフテイ表示灯２を点滅させて警報を発す
ると同時に、出力回路ｈが働いて出力端子ｉより異常出
力が送出されるものである（図５参照）。

【００１２】図４は比較判定回路ｅおよびｅ′の別の一
般的な構成を示したもので、２連のＤフリップフロップ
４１ａ、４１ｂによってシフトレジスタとしたものであ
る。この場合には、図２の構成とは異なって、１回目の
受光信号では判定を行わず、２回目の受光信号の立ち上
がりによって初めて判定を行うものである。ここではＤ
フリップフロップを２連としているが、３連以上であっ
ても基本的構成は同じであり、判定タイミングを遅くす
るのみである。従って、結合個数を調整すれば上述した
プリセットカウンタｊを含んだと同様の機能を行うこと
も可能である。また、複数のＤフリップフロップによっ
てシフトレジスタを構成する一般的な例に代えて、Ｎビ
ットカウンタを利用することも本実施例と等価の技術で
ある。

【００１３】なお、上記実施例の何れの場合でも受光レ
ベルが所定のレベルに回復した場合には、セイフテイ表
示灯の点滅表示及び異常出力は上記比較判定回路及びそ
の他各回路の作用で自動的に元の状態に復帰するのは当
然である。

【００１４】

【発明の効果】以上述べたように本発明の光電子スイッ
チは、それ自体に受光ならびに非受光レベルの異常に対
する自己チェック機能を付与させたことによって、現場
ではそのセイフテイ表示灯の点滅状態を確認するだけ
で、又遠隔地においては異常出力動作により当該光電子
スイッチの異常または光電素子の劣化などによる補修、
点検時期を早期に予知し得るから、当該光電子スイッチ
の緊急な修理や故障による突発的な工程の中断などが解
消されるという格別の効果が得られる。さらに、現地に
おける光電子スイッチの取付けにあたって、透過型の光
電子スイッチでは光軸ずれなどを、又反射型及び輻射光
型のものについては対象物による光量の余裕をそれぞれ
セイフテイ表示灯の点灯で直ちに確認できるから、取付
け時の位置調節が極めて簡単に行えるなどの多くの優れ
た利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光電子スイッチの一実施例を示すブロ
ック図、

【図２】比較判定回路の一実施例を示すブロック図、

【図３】受光信号レベルを説明した波形図、

【図４】比較判定回路の別の実施例を示すブロック図、

【図５】本発明の出力波形図である。

【符号の説明】

１ 機筐 ２ ランプ ３ 動作表示灯 ４ 発光ダイオード（ＬＥＤ） ｅ・ｅ′ 比較判定回路 ｇ 点灯回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光電子変換素子、アンプおよび出力回路な
   どを備えた光電子スイッチにおいて、入遮光される受光
   信号のそれぞれが動作レベルの所定の倍率である下限受
   光レベルを超しているか否かを比較し、判定出力をする
   第１の比較判定回路と、上記それぞれの受光信号が動作
   レベルの所定の倍率である上限遮光レベル未満であるか
   否かを比較し、判定出力をする第２の比較判定回路とを
   並列に備え、上記判定出力に応じて異常出力を行うこと
   を特徴とした光電子スイッチ。
2. 【請求項２】それぞれの判定出力の論理和を、プリセッ
   トカウンタのリセット入力とし、このカウンタ出力によ
   って異常出力を行う請求項１記載の光電子スイッチ。