JPH0685644A - 光電スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出光学系の先端部で安定動作状態を確認で
きる構造で、しかも検出光学系の構造が簡単な光電スイ
ッチを提供する。 【構成】 物体検出用の光が進行する光学系に、更に表
示用の光を入射させる表示用発光素子を設け、その発光
素子を、スイッチが安定動作状態となった時点で、例え
ば駆動状態から停止するように構成している。このよう
な構成とすることで、スイッチ発光部に、２色発光ＬＥ
Ｄ等を用いるだけで、検出光学系の構造を変更すること
なく、その先端部での安定動作状態の確認を可能とした
構造することができる結果、所期の目的を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生産ラインなどにおい
て物体検出に用いられる光電スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】物体の有無検出用のセンサとしては、従
来、接触式のリミットスイッチが一般的であったが、最
近では、生産ラインの高速化・高信頼性化などの要求が
高まっており、これらの要求を満たすセンサとして非接
触の光電スイッチが主流となってきている。

【０００３】その光電スイッチとしては、一対の発光素
子と受光素子とを生産ライン等を挟んで互いに対向配置
させて使用するタイプのものと、発光素子から出た光が
進む光学系に物体が位置したときに、この物体による反
射光を受光素子で検出するタイプのものがある。さらに
分類すると、発光・受光素子をスイッチ本体から分離し
てその両者を配線で接続した構造や、また、発光素子の
投光を光ファイバで検出部位へと導き、その部位での検
出光を光ファイバで受光素子へと導く構造のものもあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光電スイッ
チは、一般に、動作表示灯および安定動作表示灯などを
備えており、生産ラインへの設置時において光学系の位
置合わせを行う際に、その安定動作表示灯等の点灯を確
認しつつ調整作業を行う構造となっているが、上記した
分離構造や光ファイバ方式の光電スイッチなどにおいて
は、検出部位が動作・安定動作表示灯に対して遠くに離
れた場所に位置することがあり、このような場合には、
光学系の位置合わせ等の作業がし難く、その調整に多く
の時間を要していた。

【０００５】そこで、このような問題を解決するため
に、従来、検出光学系の先端部、例えば光ファイバの先
端部に安定動作状態を示す旨の光を導く構造として、作
業者の手元で調整の確認を行えるようにした技術が提案
されている（例えば実開平１−７７２３４号公報）。と
ころが、この技術によると、光ファイバを多芯構造とす
る必要があるなど、検出光学系が複雑になるといった問
題がある。

【０００６】本発明はそのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、検出光学系の先端部
で安定動作状態を確認できる構造で、しかも検出光学系
の構造が簡単な光電スイッチを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施例に対応する図１を参照しつつ説明す
ると、本発明は、物体検出用の光と表示用の光とを、そ
れぞれ同一の光学系に発する少なくとも２個の発光素子
１ａ，１ｂと、その検出用と表示用の各発光素子１ａ，
１ｂをそれぞれ個別に駆動制御する駆動回路２１ａ，２
１ｂと、発光素子１ａ，１ｂの光学系に配置される受光
素子２と、この受光素子２に入射した光のうち物体検出
用の光の入光量に相応する検出値を選別するための手段
（例えば発振回路３および信号処理回路４等）と、その
検出値に基づいて物体検出の有無に関する信号を出力す
る出力部（第１の比較回路５ａおよび出力回路７等）
と、上記の検出値を基準値Th2 と比較する比較回路（第
２の比較回路）５ｂを備えている。そして、上記の駆動
回路２１ｂは、物体検出用の光の入光量の検出値が基準
値Th2 以上となった時点で、表示用の発光素子１ｂを駆
動状態から停止、もしくは停止状態から駆動する制御の
いずれか一方を行うよう構成されていることによって特
徴づけられる。

【０００８】

【作用】比較回路５ｂの基準値Th2 を、受光素子２への
光の入光量が安定動作状態を示す量に相応する値として
おくことで、光電スイッチが安定検出動作状態となった
時点で、表示用の発光素子１ｂは、その時点前に点灯状
態であれば消灯し、あるいは消灯状態であれば点灯する
のいずれかに駆動制御される。

【０００９】ここで、表示用の発光素子１ｂの発光によ
る光は、物体検出用の発光素子１ａからの光が進む光学
系と同一の光学系つまり検出光学系を進行し、従って、
検出光学系の先端部で、発光素子１ｂの発光の有無、す
なわち光電スイッチが安定動作状態であるか否かを確認
することができる。

【００１０】なお、本発明では、受光素子２の検出信号
のうち、物体検出用の光の入光量に相応する検出信号を
基にして、物体検出の有無を示す信号を出力するので、
上記したような表示用の発光素子１ｂの駆動・停止を行
っても、検出の信号系に影響が及ぶことはない。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説
明する。図１は本発明実施例の回路構成を示すブロック
図である。

【００１２】スイッチの発光部１として、２個のＬＥＤ
を一体にモールドした、いわゆる２色発光ＬＥＤを用い
ており、そのＬＥＤの一方は発光色が赤の投光用ＬＥＤ
１ａで、他方は発光色が緑の表示用ＬＥＤ１ｂである。
これら二つのＬＥＤの駆動系はそれぞれ個別で、投光用
ＬＥＤ１ａは駆動回路２１ａによって点灯が制御され
て、発振回路３の発振周波数に従って一定の周期でパル
ス点灯する。また、表示用ＬＥＤ１ｂは駆動回路２１ｂ
によって後述する動作で点灯し、この各ＬＥＤ１ａおよ
び１ｂから出た光はともに同一の光学系を進行する。

【００１３】一方、受光素子２は、この種の光電スイッ
チで一般に利用されているもので、発光部１の光学系に
配置される。この受光素子２の検出信号は、増幅回路８
で増幅された後、信号処理回路４に入力される。信号処
理回路４は、入力信号のうち先の発振回路３の発振周波
数に同期した信号、すなわち受光素子２へと入射する投
光用ＬＥＤ１ａからの光の入光量に応じた信号のみを選
別しし、その選別した信号を第１の比較回路５ａおよび
第２の比較回路５ｂのそれぞれに出力する。

【００１４】それら二つの比較回路５ａ，５ｂは、入力
信号のレベルが後述する二つの基準値Th1 もしくはTh2
よりも小さいときには「Ｌ」レベルの信号を、また、そ
れぞれの基準値以上のときには「Ｈ」レベルの信号を出
力する。そして、第１の比較回路５ａの出力信号は、入
光表示灯１１と安定動作表示灯１２との点灯回路２２お
よび出力回路７に導かれる。一方、第２の比較回路５ｂ
の出力信号は、同じく点灯回路２２、および先の表示用
ＬＥＤ１ｂの駆動回路２１ｂに導かれる。

【００１５】ここで、この実施例の光電スイッチは、反
射型タイプのもので、従って、出力回路７は、第１の比
較回路５ａの出力が「Ｈ」レベルのときに「ON」の信号
を外部機器（図示せず）等に出力するとともに、その信
号を動作表示灯１３の点灯回路２３に供給する。この信
号供給によって動作表示灯１３が点灯する。

【００１６】また、もう一方の点灯回路２２は、第１の
比較回路５ａの出力が「Ｈ」で第２の比較回路５ｂの出
力が「Ｌ」レベルであるときには、入光表示灯１１のみ
を点灯し、その両者の比較回路５ａ，５ｂの出力がとも
に「Ｈ」レベルであるときには入光表示灯１１および安
定動作表示灯１２をそれぞれ点灯する。なお、以上の各
回路には、定電圧回路６から電源が供給される。

【００１７】次に、図２に示すタイミングチャートおよ
び先の図１を参照して、本発明実施例の作用を各部の動
作とともに述べる。まず、この例では、受光素子２に入
射する光（投光用ＬＥＤ１ａからの光）の入光量Ｑが、
予め規定した値（100 ％）以上になった時点で、入光表
示灯１１の点灯を開始するものとして、その規定入光量
に相応する受光素子２の検出信号のレベルを、第１の比
較回路５ａの基準値Th1 とする。また、入光量Ｑが先の
規定量の 1.2倍で安定動作表示灯１２の点灯を開始する
ものとして、その入光量（120 ％）に相応する受光素子
２の検出信号のレベルを、第２の比較回路５ｂの基準値
Th2 とする。

【００１８】さて、検出動作時には、投光用ＬＥＤ１ａ
および表示用ＬＥＤ１ｂはともに駆動され、このスイッ
チの検出光学系の先端部からは、赤と緑との混合色であ
るオレンジ色の光が出射する。そして、その検出光学系
から出た光の進行路上に、物体が進入してくると、その
物体による反射光によって受光素子２の検出値つまり入
光量Ｑは、図２に示すように次第に多くなり、その光量
レベルが第１の基準値Th1 以上となった時点で、入光表
示灯１１が点灯し、同時に、物体検出の旨を示す「ON」
信号が出力回路７から出力され、これに伴って動作表示
灯１３が点灯する。この時点では、発光部１の二つのＬ
ＥＤ１ａおよび１ｂはともに駆動された状態が維持され
る。

【００１９】この後、入光量Ｑが更に大きくなって、そ
のレベルが第２の基準値Th2 以上となった時点で、安定
動作表示灯１２が点灯する。また、このとき同時に発光
部１の表示用ＬＥＤ１ｂの駆動が停止され、これによっ
て、検出光学系の先端部から出る光の色はオレンジから
赤へと変化する。従って、この動作で、スイッチが安定
動作状態であるか否かを、安定動作表示灯１２の点灯の
みならず、検出光学系の先端部から出る光の色の変化か
らも確認することができる。

【００２０】そして、物体通過により入光量Ｑが減少し
て、そのレベルが第２の基準値Th2以下となった時点で
安定動作表示灯１２が消灯し、同時に出力光の色が赤か
らオレンジに変化し、次いで、第１の基準値Th1 以下と
なった時点で、検出動作の初期状態に復帰する。

【００２１】ここで、以上の実施例において、スイッチ
設置時の光学系の位置合わせを行う際には、スイッチを
検出動作の初期状態に設定しておき、検出光学系の先端
部から出る光を見て、その光の色の変化を確認しつつ調
整を行うことで、スイッチを安定動作状態となるように
正確に位置決めすることができる。

【００２２】なお、以上の実施例では、スイッチが安定
動作状態となった時点で、表示用ＬＥＤ１ｂの駆動の切
り換えを行うよう構成しているが、これに限定されるこ
となく、表示用ＬＥＤ１ｂの駆動の切り換えは、入光表
示灯あるいは動作表示灯のいずれかが点灯した時点で行
うよう構成してもよい。

【００２３】また、投光用ＬＥＤ１ａの発光色を赤、表
示用ＬＥＤ１ｂの発光色を緑としているが、これに限定
されることはなく、その２種の色の組合せは任意であ
る。さらには、表示用ＬＥＤの出力光のみを可視光とし
ても、本発明の実施は可能である。ただし、表示用の光
は、受光素子２に検出され難い波長域、もしくは受光に
影響を与えない変調の周波数の光が望ましく、従って、
通常の受光素子を用いる場合には、その素子では殆ど検
出されない可視光、例えば緑色の光を採用することが好
ましい。なお、発光部１を構成するＬＥＤの数は、必要
であれば３個以上としてもよい。

【００２４】さらに、以上の実施例において、発振回路
３と信号処理回路４による検出信号の選別は、外乱光の
影響を除去し、投光の入光量のみを正確に検出するとい
った点で、この種の光電スイッチでは常套手段である
が、この構成は、例えば投光の波長域の光のみを通過さ
せる干渉フィルタを受光素子２の前段に配置する等の他
の代替手段と置換し得る。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
物体検出用の光が進行する光学系に、更に表示用の光を
入射させる表示用発光素子を設け、その発光素子を、ス
イッチが安定動作状態となった時点で、例えば駆動状態
から停止するように構成したので、スイッチの検出光学
系の先端部でも、安定動作状態を確認することが可能と
なり、これによって、発光・受光素子をスイッチ本体か
ら分離する構造などにおいて、検出部位がスイッチ本体
から離れた場所に位置する場合であっても、設置時の光
学系の位置合わせを、正確かつ容易に行うことができ
る。しかも、スイッチ発光部に、例えば２色発光ＬＥＤ
などを採用するだけでよく、検出の光学系が複雑になる
こともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の回路構成を示すブロック図

【図２】その実施例の各部の動作を示すタイムチャート

【符号の説明】

１・・・・発光部 １ａ・・・・投光用ＬＥＤ １ｂ・・・・表示用ＬＥＤ ２・・・・受光素子 ３・・・・発振回路 ４・・・・信号処理回路 ５ａ・・・・第１の比較回路 ５ｂ・・・・第２の比較回路 ７・・・・出力回路 １１・・・・入光表示灯 １２・・・・安定動作表示灯 １３・・・・動作表示灯 ２１ａ，２１ｂ・・・・駆動回路 ２２，２３・・・・点灯回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体検出用の光と表示用の光とを、それ
   ぞれ同一の光学系に発する少なくとも２個の発光素子
   と、その検出用と表示用の各発光素子をそれぞれ個別に
   駆動制御する駆動回路と、上記発光素子の光学系に配置
   される受光素子と、この受光素子に入射した光のうち上
   記物体検出用の光の入光量に相応する検出値を選別する
   ための手段と、その検出値に基づいて物体検出の有無に
   関する信号を出力する出力部と、上記検出値を基準値と
   比較する比較回路を備えているとともに、上記駆動回路
   は、上記検出値が上記基準値以上となった時点で、上記
   表示用の発光素子を駆動状態から停止、もしくは停止状
   態から駆動する制御のいずれか一方を行うよう構成され
   てなる光電スイッチ。