JPH07106938A - 光電スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光電スイッチの感度調整用の安定動作表示灯
２５の点灯、消灯の切換え点の光量変化を明確にして、
動作レベル設定のずれを防止する。 【構成】 受光素子３で受光したビーム光のパルス信号
をアンプ１６で増幅し、ウインドコンパレータ２３の
高、低２つの安定動作レベルＨ，Ｌと比較して、高い安
定動作レベルＨより大きいかまたは低い安定動作レベル
Ｌより小さいパルス信号をラッチ回路２７に送出し、こ
のラッチパルス信号を積分回路３０、ヒステリシス回路
３１によりオンオフ信号に変換してＬＥＤ駆動回路２６
を動作させ、安定動作表示灯２５を点灯する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は感度調整用の安定動作
表示灯を具備した光電スイッチ、特に感度調整が容易に
出来、調整に個人差が生じないようにした光電スイッチ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種光電スイッチは投光素子のビーム
光を被検出空間に投射させ、物体からの反射光や透過光
を受光素子に受けて、物体の有無を検出し、検出信号を
出力するものであり、投、受光素子の配置関係から反射
型と透過型の二種類に大別される。

【０００３】反射型の光電スイッチ１は、例えば図４に
示すように、投光素子２と受光素子３を共通の本体４内
に収容したもので、ビーム光Ｌ１を、例えばコンベア５
上に搬送される部品６に投射して、その反射光Ｌ２を受
光して、所定レベル以上は検出信号を出力する。

【０００４】また、透過型の光電スイッチ７は、例えば
図５に示すように、投光素子２と受光素子３を別体の投
光器８と受光器９に配設したもので、これらの投光器８
と受光器９を所定空間を隔てて対向配置させ、投、受光
器８、９間に、例えばマーク１０を所定間隔で印刷した
透明或いは半透明のフィルム１１を移動させ、該フィル
ム１１上にビーム光Ｌ１を投射して、その透過光Ｌ３を
受光して、所定レベル以下は検出信号を出力する。

【０００５】ところで、かかる光電スイッチ１及び７は
何れも受光素子３へ入射する受光量が所定の検出レベル
以上か否かを判別して物体の有無を検出するものである
から、受光量が物体の有無で余り差がない場合には検出
信号に誤動作を生じる恐れがある。

【０００６】例えば、前者の反射型の光電スイッチ１の
場合、被検出物の部品６の背面側に壁面１２などの背景
があり、被検出物と背景の色（反射率）によりＳ／Ｎ比
（被検出物と背景からの光量比）が小さい場合、被検出
物は移動し前後するが、背景は一定であり、被検出物が
ないときこれを安定遮光状態になるように感度調整する
必要がある。

【０００７】また、後者の透過型光電スイッチ７の場
合、被検出物のマーク１０は印刷の色により完全遮光で
ない場合があり、マーク１０以外のフィルム１１も色付
きや材質により１００％透過しない場合がある。この場
合、透過率が最も良いマーク１０を安定遮光状態とし、
透過率が最も悪いマーク以外のフィルム１１の部分を安
定受光状態となるように調整する必要がある。

【０００８】このため、上記光電スイッチ１及び７は、
検出回路に物体有無の検出余裕度評価回路を組込み、物
体有無の識別感度を調整して、被検出物の有無が適切に
検出できるように構成している。

【０００９】図６に上記検出余裕度評価回路を組込んだ
光電スイッチの受光回路１３を示す。

【００１０】この受光回路１３は受光素子３で受光した
電気信号を所定の検出レベルと対比して被検出物の有無
を検出する検出回路１４と被検出物の有無を適切に安定
して識別することのできるＳ／Ｎ比が確保されているか
否かを判定する検出余裕度評価回路１５を有している。

【００１１】検出回路１４は、例えばパルス変調波を間
歇的に発光するビーム光を送信時のみ検出し、外乱の影
響を少なくした同期検波方式を採用している。

【００１２】即ち、投光素子２（不図示）より投射され
たビーム光Ｌ１は受光素子３で受光され、ビーム光Ｌ１
の間歇パルスに相当したパルス信号に変換され、アンプ
１６で増幅される。増幅されたパルス信号は次段のヒス
テリシス回路１７でヒステリシスが付与された後、コン
パレータ１８で設定された動作レベルと比較され、動作
レベル以上のパルス信号は次段の検波回路１９に送出さ
れる。検波回路１９では投光素子２の発光周期に同期し
て発振する発振回路２０により同期検波して、パルス信
号が所定の間歇パルス数と一致する場合に検出信号を発
して出力回路２１を駆動させ、出力回路２１は制御信号
φを出力すると共に、動作表示灯２２を点灯して検出あ
りを表示する。

【００１３】また、検出余裕度評価回路１５は物体有無
を判別する高、低２つの安定動作レベルＨおよびＬを設
定するウインドコンパレータ２３、このウインドコンパ
レータ２３の安定動作レベルＨおよびＬと検出回路１４
のコンパレータ１８の動作レベルを調整する感度調整回
路２４、物体有無の判別が適切な識別状態にあることを
表示する安定動作表示灯２５、及びウインドコンパレー
タ２３の出力パルスを発振回路２０の発振周期でラッチ
して、このラッチ出力により上記安定動作表示灯２５を
点灯するＬＥＤ駆動回路２６を駆動するラッチ回路２７
等から構成されている。

【００１４】この検出余裕度評価回路１５において、ア
ンプ１６で増幅されたパルス信号はウインドコンパレー
タ２３の高、低２つの安定動作レベルＨ、Ｌと比較さ
れ、高い安定動作レベルＨ以上および低い安定動作レベ
ルＬ以下のパルス信号は次段のラッチ回路２７に送出さ
れる。ラッチ回路２７ではこの送出されたパルス信号
を、発振回路２０の発振パルスに合わせてラッチし、発
振回路２０の発振タイミングでラッチパルスを出力して
ＬＥＤ駆動回路２６を駆動させ、上記安定動作表示灯２
５を点灯する。

【００１５】図７は感度調整回路２４の接続回路例であ
り、検出回路１４のコンパレータ１８および検出余裕度
評価回路１５のウインドコンパレータ２３（２３ａ、２
３ｂ）の共通の直流電源線路に感度調整ボリュウム２４
ａを接続して構成されている。従って、感度調整ボリュ
ウム２４ａでコンパレータ１８の動作レベルＤを調整す
るとき、コンパレータ１８およびコンパレータ２３の動
作レベルは所定の電位間隔を保ってそのレベル値がスラ
イドして設定される。

【００１６】ウインドコンパレータ２３の高、低２つの
安定動作レベルＨ、Ｌは、例えば図８（ａ）に示すよう
に、コンパレータ１８の動作レベルの＋１５％及び−１
５％のところに設定され、誤動作が生じないよう所定の
電位間隔を保って、そのレベル値が設定されている。

【００１７】このような検出余裕度評価回路１５を備え
た光電スイッチは受光量を上げていくと、図８（ｂ）に
示すように、動作レベルで反転して制御出力φが出力さ
れる。このとき、安定動作表示灯２５が点灯している
と、物体の有無検出はＳ／Ｎ比が充分安定に検出できる
状態にあり、安定動作表示灯２５が点灯することで、検
出レベル状態の適否が一目で視認できる。

【００１８】そして、検出時、安定動作表示灯２５が物
体有、無の一方乃至両状態において点灯しない場合は、
上記感度調整ボリュウム２４ａを回動し、安定動作表示
灯２５が点灯するように、その動作レベルを適宜調整す
る。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光電スイッチは、動作レベルの調整時、安定動作表
示灯２５の明るさが、図８（ｃ）に示すように、切換え
点付近でアナログ的に変化し、その切換え点が不明確な
ものであった。このため、作業者はどの明るさの時点で
動作レベルを合わせてよいのか判断に迷う。また、作業
者が異なったり、作業者の神経の使い方で設定点がずれ
て光電スイッチが誤動作するといった問題点があった。

【００２０】そこで、本発明者は上記表示灯２５の明る
さがアナログ的に変化する原因を究明し、これをディジ
タル的に変化するように検討した。

【００２１】即ち、受光素子３で受光され、アンプ１６
で増幅されたビーム光Ｌ１のパルス信号は、アンプ１６
自体のホワイトノイズやビーム光Ｌ１以外の外来光のノ
イズが重畳されている。従って、受光量がウインドコン
パレータ２３の高、低２つの安定動作レベルＨおよびＬ
の切換え点付近において、上記パルス信号はノイズが上
乗せあるいは減じられ、レベル値を上下してオン、オフ
状態で判別される。このため、ラッチ回路２７のラッチ
出力は切換え点の近傍でオン、オフを繰返す。例えば、
今受光量を、図９に示すように、安定動作レベルＬを跨
がって上昇させて行くと、ラッチ出力は安定動作レベル
Ｌの近傍で密からだんだん疎となるパルスで出力され、
ＬＥＤ駆動回路２６をこのパルス幅に応じたデューティ
比で駆動する。従って、安定動作表示灯２５は全光状態
からだんだん暗くなって消えていく。そして、更に受光
量を増加して安定動作レベルＨを跨がって上昇させて行
くと、図示しないが、安定動作レベルＨの近傍で、ラッ
チ出力は疎からだんだん密となるパルスで出力され、安
定動作表示灯２５は消灯状態からだんだん明るくなって
全光で点灯する。

【００２２】したがって、本発明は光電スイッチの受光
レベル設定における上記問題点に鑑みなされたものであ
り、点灯、消灯の切換え点付近でアナログ的に光量変化
する安定動作表示灯をデジタル的に光量変化させること
により、受光レベルの設定点を明確に指定できるように
して、異なる作業者や作業者の神経の使い方で設定点が
ずれることのない光電スイッチを得ることを目的として
いる。

【００２３】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の光電
スイッチは受光素子で受光したビーム光のパルス信号を
アンプで増幅し所定の動作レベルと比較して検出信号を
出力する検出回路に、前記動作レベルの両側に位置する
高、低２つの安定動作レベルに設定されたウインドコン
パレータにラッチ回路を介して安定動作表示灯を点灯す
るＬＥＤ駆動回路を接続した検出余裕度評価回路を接続
し、前記アンプで増幅されたパルス信号が前記高、低２
つの安定動作レベルより大きいかまたは小さいときに前
記ウインドコンパレータより安定度パルス信号を出力
し、この安定度パルス信号をラッチ回路でラッチパルス
に変換して前記ＬＥＤ駆動回路を動作するようにした光
電スイッチにおいて、前記ラッチ回路とＬＥＤ駆動回路
の間に積分回路とヒステリシス回路を配設し、前記ラッ
チパルスをオンオフ信号に変換したことを特徴としてい
る。

【００２４】

【作用】高、低２つの安定動作レベルの近傍で密から疎
あるいは疎から密に変化するラッチ回路のラッチパルス
は積分回路により積分され、階段状に傾斜した電圧に変
換される。そして、積分回路の階段状に傾斜した電圧は
２つのスレシホールド電圧ＶｏｎとＶｏｆｆの差が積分
波形の振幅より大きくなるように設定されたヒステリシ
ス回路により、動作レベルで切変わるオン、オフ信号に
変換され、ＬＥＤ駆動回路を動作する。従って、安定動
作表示灯は高、低２つの安定動作レベルで全光から消
灯、消灯から全光にディジタル的に切り変わる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳述
する。

【００２６】図１は本発明に係る光電スイッチの受光回
路２８である。この受光回路２８も前記従来の受光回路
１３と同様に、物体有無の検出余裕度評価回路２９を組
込み、検出レベル状態が一目で視認できる安定動作表示
灯２５を具備している。

【００２７】この受光回路２８の特徴はＬＥＤ駆動回路
２６の安定動作表示灯２５の点灯および消灯時の明るさ
をオンオフ的に点灯駆動させる構成にあり、図６に示す
受光回路１３と相違する点は、検出余裕度評価回路２９
のラッチ回路２７とＬＥＤ駆動回路２６の間に積分回路
３０とヒステリシス回路３１を配設した点のみである。
そして、その他の構成は前記受光回路１３と同様の構成
であるため、同じ機能部品は図６と同一参照符号を付
し、その説明は省略する。

【００２８】図２は受光量を安定動作レベルＬを跨がっ
て上昇した時のラッチ回路２７、積分回路３０、及びヒ
ステリシス回路３１の出力信号波形を示している。

【００２９】ラッチ出力は前記受光回路１３と同様に、
安定動作レベルＬの近傍で密からだんだん疎となるパル
スで出力されている。このラッチ出力は積分回路３０に
入力され、入力された各パルスのデューティ比で充、放
電により積分され、図示するように、階段状に傾斜した
積分波形を出力する。この積分波形は次段のヒステリシ
ス回路３０でヒステリシスを持たせて判別され、図示す
るように、オンオフ信号に変換され、ＬＥＤ駆動回路２
６を作動する。また、安定動作レベルＨ側も同様に作動
する。

【００３０】図３は本発明の光電スイッチの受光回路２
８で得られる受光量と制御出力、および安定動作表示灯
の明るさの作動状況を示す図である。同図から明らかな
ように、制御出力は動作レベルで反転されて出力され
る。また、安定動作表示灯２５は高、低の安定動作レベ
ルＨ、Ｌの近傍で、明るさがオンオフ的に変化し、その
動作点を瞬時に変化して明示する。

【００３１】

【発明の効果】以上、本発明によれば、動作レベルの調
整時、安定動作表示灯は点灯の切換え点の近傍でオンオ
フ的に光量が変化し、その動作点を明示する。 したが
って、作業者は一々点灯状態を判断して動作点を設定す
る必要がなく、安定動作表示灯の点灯に即して設定でき
る。また、作業者が異なったり、作業者の神経の使い方
で設定点がずれて光電スイッチが誤動作するといった問
題が解消する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光電スイッチの受光回路である。

【図２】図１の受光回路の作動図である。

【図３】同じく図１の受光回路の作動図である。

【図４】反射型光電スイッチの構成を示す図である。

【図５】透過型光電スイッチの構成を示す図である。

【図６】従来の光電スイッチの受光回路である。

【図７】図６の回路の感度調整回路である。

【図８】図６の受光回路の作動図である。

【図９】同じく図６の受光回路の作動図である。

【符号の説明】

３ 受光素子 １４ 検出回路 １６ アンプ ２３ ウインドコンパレータ ２５ 安定動作表示灯 ２６ ＬＥＤ駆動回路 ２７ ラッチ回路 ２９ 検出余裕度評価回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受光素子で受光したビーム光のパルス信
   号をアンプで増幅し所定の動作レベルと比較して検出信
   号を出力する検出回路に、前記動作レベルの両側に位置
   する高、低の安定動作レベルに設定されたウインドコン
   パレータとこのウインドコンパレータにラッチ回路を介
   して安定動作表示灯を点灯するＬＥＤ駆動回路を接続し
   た検出余裕度評価回路を接続し、前記アンプで増幅され
   たパルス信号が前記高、低の安定動作レベルより大きい
   かまたは小さいときに前記ウインドコンパレータより安
   定度パルス信号を出力し、この安定度パルス信号をラッ
   チ回路のラッチパルスに変換して前記ＬＥＤ駆動回路を
   動作するようにした光電スイッチにおいて、前記ラッチ
   回路とＬＥＤ駆動回路の間に積分回路とヒステリシス回
   路を配設し、前記ラッチパルスをオンオフ信号に変換し
   たことを特徴とする光電スイッチ。