JPH07209420A - 光電センサ - Google Patents

光電センサ

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Publication number
JPH07209420A
JPH07209420A JP683894A JP683894A JPH07209420A JP H07209420 A JPH07209420 A JP H07209420A JP 683894 A JP683894 A JP 683894A JP 683894 A JP683894 A JP 683894A JP H07209420 A JPH07209420 A JP H07209420A
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JP
Japan
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light
cycle
period
noise
pulse signal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP683894A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Yoshiyasu
利明 吉安
Masaharu Miyazaki
正治 宮崎
Yasunori Kashiyou
安記 嘉正
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】応答速度を遅くすることなく、ノイズ光による
誤動作を防止する。 【構成】発振回路3は複数種類の周期のパルス信号を選
択的に発生する。パルス信号に同期して投光素子1から
パルス光が投光され、このパルス光は受光部11で同期
検波される。また、ノイズ光は、パルス信号に同期して
ノイズ処理回路13で検出される。ノイズ光の検知時に
おいて、ノイズ処理回路13は、パルス光の投光を停止
するとともに同期検波を停止する。さらに、上記ノイズ
光を検知した時点で、投光周期を定常周期よりも短く且
つ定常周期の整数分の1でない周期に切り換える。投光
周期を短い周期にしてノイズ光が検知されなければ、定
常の周期より長い周期に切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、投光手段から投光され
るパルス光の反射光を受光手段で受光し、受光手段でパ
ルス光の投光周期に同期して受光出力を検波する光電セ
ンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の光電センサとしては、投光手段か
ら投光されるパルス光の反射光を受光手段で受光し、受
光手段でパルス光の投光周期に同期して受光出力を検波
するものがある。この種の光電センサでは、例えば同種
の複数個の光電センサが近傍に設置して使用されると、
同種の光電センサのパルス光を受光して誤動作するとい
う問題があった。
【0003】上記誤動作を防止する方法としては、図4
(a)に示すようにパルス光の立上りに同期してノイズ
光(干渉信号)を検知すると、同図(b)に示すよう
に、次回の投光周期を少し変化させ(例えば、今回の投
光周期をT1 とすると、次回の投光周期をT1 +αと
し)、同種のセンサとのパルス光の投光周期を異なら
せ、誤動作を防止する方法がある。なお、図4(c)に
同期検波を行うタイミングを示す。しかしながら、この
方法では少なくとも1度はノイズ光を受光信号として検
知するため、誤動作する可能性がある。
【0004】そこで、上述の点をさらに改善した方法と
しては図5に示す方法がある。この方法では、図5
(a)に示すノイズ光をパルス光の立上りに同期して検
知すると、同図(b)に示すようにパルス光の投光を一
旦停止すると共に、同時に受光動作も停止する。なお、
通常時の投光されるパルス光は図5(b)の右側に示
し、その左側の2個のパルス光は投光を一旦停止された
状態を示す。また、図5(c)に示すように同期タイミ
ングを示す同期パルスを受光手段に与えないことによ
り、受光動作を停止させている。そして、パルス光の停
止後、パルス光の投光周期を少し変化させ(例えば、今
回の投光周期をT1 とすると、次回の投光周期をT1
αとし)、同種のセンサとの周期を異ならせ、誤動作を
防止するようにしてある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、後者の
方法においては、ノイズ光が連続して存在する場合に
は、光電センサ自体の応答速度がノイズ光がないときに
比べて遅れるという問題があった。本発明は上述の点に
鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、
応答速度を遅くすることなく、ノイズ光による誤動作を
防止することができる光電センサを提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、発生周期が可変自在なパルス信
号を発生するパルス発生手段と、上記パルス信号に応じ
てパルス光を投光する投光手段と、この投光手段からの
パルス光の反射光を受光しその受光出力をパルス信号の
発生周期に同期して検波する受光手段と、パルス信号の
立上り時点で受光出力からノイズ光の有無を検知するノ
イズ検知手段と、このノイズ検知手段によるノイズ光の
検知結果に応じて上記パルス発生手段から出力されるパ
ルス信号の発生周期を可変する周期可変手段と、受光手
段の出力から検出対象物の有無を判別する判別手段とを
備え、上記ノイズ検知手段がパルス光の立上り時点でノ
イズ光の存在を検知したとき、周期可変手段がパルス発
生手段によるパルス信号の発生を停止させると共に、受
光手段における受光動作を停止させ、その時点から周期
可変手段がパルス発生手段で発生するパルス信号の発生
周期を、定常周期よりも短く、且つ定常周期の整数分の
1でない周期に切り換え、周期を切り換えたパルス光の
立上り時点から定常周期よりも短い一定期間において、
短い投光周期のパルス光の立上り時点でノイズ光が存在
するか否かをノイズ検知手段で検知し、パルス光の立上
り時点でノイズ光が存在しないときには、そのパルス光
を投光した時点で周期可変手段がパルス発生手段のパル
ス信号の発生周期を定常周期より長い周期に変更して成
ることを特徴とする。
【0007】請求項2の発明は、上記目的を達成するた
めに、発生周期が可変自在なパルス信号を発生するパル
ス発生手段と、上記パルス信号に応じてパルス光を投光
する投光手段と、この投光手段からのパルス光の反射光
を受光しその受光出力をパルス信号の発生周期に同期し
て検波する受光手段と、パルス信号の立上り時点で受光
出力からノイズ光の有無を検知するノイズ検知手段と、
このノイズ検知手段によるノイズ光の検知結果に応じて
上記パルス発生手段から出力されるパルス信号の発生周
期を可変する周期可変手段と、受光手段の出力から検出
対象物の有無を判別する判別手段とを備え、上記ノイズ
検知手段がパルス光の立上り時点でノイズ光の存在を検
知したとき、周期可変手段がパルス発生手段によるパル
ス信号の発生を停止させると共に、受光手段における受
光動作を停止させ、その時点から周期可変手段がパルス
発生手段で発生するパルス信号の発生周期を、定常周期
よりも短く、且つ定常周期の整数分の1でない周期に切
り換え、切り換えたパルス光の立上り時点から定常周期
よりも短い一定期間において、短い投光周期のパルス光
の立上り時点でノイズ光が存在するか否かをノイズ検知
手段で検知し、上記一定期間のすべてのパルス光の立上
り時点でノイズ光が存在する場合には、上記一定期間の
終了後の短い投光周期に応じたパルス光の立上り時点か
ら定常周期より長い周期に変更して成ることを特徴とす
る。
【0008】
【作用】請求項1の発明は、ノイズ検知手段がパルス光
の立上り時点でノイズ光の存在を検知したとき、周期可
変手段がパルス発生手段によるパルス信号の発生を停止
させると共に、受光手段における受光動作を停止させる
ことにより、ノイズ光が存在する場合には検知動作を停
止し、誤動作を防止する。また、上記ノイズ光を検知し
た時点から周期可変手段がパルス発生手段で発生するパ
ルス信号の発生周期を、定常周期よりも短い周期に切り
換え、周期を切り換えたパルス光の立上り時点から定常
周期より短い一定期間内において、短い投光周期のパル
ス光の立上り時点でノイズ光が存在しないときには、そ
のパルス光を投光した時点で周期可変手段がパルス発生
手段のパルス発生周期を定常周期より長い周期に変更す
ることにより、短い時間で正常にパルス光を投光できる
時点を探り、その時点から定常周期より長い周期に変更
することによって、正常にパルス光を投光できる時点を
探る動作を不要に繰り返すことを防止し、ノイズ光が存
在するときに応答速度が遅くなることを防止する。
【0009】しかも、短い投光周期は定常周期の整数分
の1でない周期に設定し、かつ短い投光周期のパルス光
を投光したときにノイズ光がなければパルス発生周期を
定常周期より長い周期に変更することによって、パルス
光の投光タイミングをノイズ光の発生タイミングとずら
し、極力誤動作の確率を少なくする。請求項2の発明
は、上記一定期間内において、正常にパルス光を投光で
きる時点が探れない場合には、上記一定期間の終了後の
短い投光周期に応じたパルス光の立上り時点から定常周
期より長い周期に変更するから、上記パルス信号の立上
り時点から定常周期内で強制的に投光周期が定常周期よ
り長い周期に変更され、ノイズ光が継続的に発生してい
る場合であってもパルス光の投光時点をできるだけ早い
時期にずらすようにし、正常にパルス光を投光できる時
点を探る動作を不要に繰り返すことを防止し、ノイズ光
が継続的に存在するときでも応答速度が遅くなることを
防止する。
【0010】
【実施例】図1に本発明の一実施例としての光電センサ
の回路構成を示す。本実施例の光電センサは、発光素子
から投光される光の検出対象物による反射光を受光して
物体の検知を行う反射形の光電センサである。この光電
センサの投光部4は、発光ダイオードからなる発光素子
1と、この発光素子1を駆動する駆動回路2と、駆動回
路2に発光素子1の駆動用のパルス信号を与える発振回
路3とで構成してある。発振回路3は、複数種類の周期
のパルス信号を選択的に発生することができる。発振回
路3には、発振回路3のパルス信号の周期を選択する周
期変更手段17が接続されている。この周期変更手段1
7はカウンタ14で構成してあり、カウンタ14の出力
によって発振回路3のパルス信号の発生周期の変更を制
御する。
【0011】受光部11は、発光素子1からのパルス光
が検出対象物により反射された反射光を受光するフォト
ダイオードからなる受光素子5と、この受光素子5の受
光出力を増幅する増幅回路6と、増幅回路6の出力を所
定レベルと比較し微小レベルの信号を除去する比較回路
7と、投光部4の発振回路3の立下りに同期して同期タ
イミングを示す同期パルスを発生する遅延回路15と、
遅延回路15から与えられる同期パルスに同期して比較
回路7の出力を検波する同期検波回路8と、同期検波回
路8の出力を積分する積分回路9と、積分回路9の出力
が所定レベルを越えたか否かにより検出対象物の存在の
有無を示す出力を発生する出力回路10とで構成してあ
る。なお、同期検波回路8では、上記遅延回路15を通
して与えられる同期信号に基づいて同期検波することに
より、パルス光に同期した反射光だけを検波するように
してある。
【0012】この光電センサでは、ノイズ光(干渉信
号)を検知するために、ノイズ処理手段19を設けてあ
る。このノイズ処理手段19は、増幅回路6の出力が上
記比較回路7より低いレベルのノイズ検出レベル以上で
あることを検知する比較器12aと、増幅回路6の出力
が負レベルとなっていること(アンダーシュートしてい
る)ことを検知する比較器12bと、比較器12a,1
2bの出力及び発振回路3の出力に応じて上記カウンタ
14のカウント動作を制御するノイズ処理回路13とで
構成してある。ノイズ処理回路13は、比較器12a,
12bの各出力がそれぞれデータ入力に入力される2つ
のDフリップフロップと、両Dフリップフロップの出力
の論理和を出力するオア回路とからなる。カウンタ14
および同期検波回路8へはオア回路の出力が与えられ
る。また、クロック入力は発振回路3の出力で与えられ
る。したがって、ノイズ処理回路13は、発振回路3の
出力の立上りのタイミングで一方の比較器12a,12
bの出力がハイレベルであると、出力をハイレベルにし
てカウンタ14に計数させる。具体的には、ノイズ検出
時には発振回路3が出力しようとしていたパルス信号の
発生を中止し、以後のパルス信号の発生周期を短くする
ようにカウンタ14の出力によって、発振回路3の動作
を選択する。
【0013】以下、本実施例の動作について説明する。
まず、定常時の動作について図2(d)〜(f)に基づ
いて説明する。つまり、図2(d)に示すようにノイズ
光が存在しない定常状態のときには、投光周期をT1
してパルス光を投光する。そして、図2(f)に示す同
期タイミングで受光部11が受光出力を同期検波し、検
出対象物の有無の判別を行う。
【0014】次に、ノイズ光が存在する場合の動作につ
いて図2(a)〜(c)に基づいて説明する。図2
(b)に示すパルス光の立上りタイミングで、ノイズ光
が検出されると、定常周期T1 よりも短い周期T2 に切
り換える。ここで、パルス光の立上りタイミングでノイ
ズ光が存在することの検出は、ノイズ処理回路13が発
振回路3の出力からパルス光の立上りを判別し、そのと
き比較器12aの出力がハイレベルであるか否かにより
行う。そして、発振回路3における投光周期の切換は、
ノイズ処理回路13に制御されたカウンタ14の出力に
よって行なう。なお、この際に変更される投光周期T2
は、定常周期T1 に対してT1 /T2 ≠整数になるよう
に設定されている。つまり、T1 がT2 の整数倍に設定
し、かつ投光周期をT2 からT1 に戻すようにすると、
投光周期をT2 からT1 に戻した時点で、パルス光の立
上りタイミングは、投光周期をT2 に切り換える前の状
態と一致することになり、再びノイズ光の影響を受ける
ことになる。そこで、本実施例では、T1 /T2 ≠整数
になるようにしている。このように投光周期をT2 に短
くした期間においても、パルス光の立上りタイミングで
ノイズ光が存在すれば、パルス光の投光を停止するよう
に設定されている。カウンタ14は、投光周期がT2
パルス光を2回投光できると、投光周期をT1 +βに変
更する。さらに、カウンタ14は、投光周期がT1 +β
のパルス光の投光時点でノイズ光が存在しなければ、投
光周期をT1 に戻す。投光周期をT1 に戻したときのパ
ルス光の立上りタイミングは、投光周期をT2 に切り換
える前に比べると、投光周期がT2になっている期間
と、投光周期の延長時間であるβとに対応する時間だけ
遅れることになる。ここで、βは、T1 ,T2 の倍数以
外で、かつT2 より小さい値に設定するのが望ましい。
【0015】上記投光周期をT2 にした状態では、次の
条件で投光周期をT1 +βに変更する。すなわち、上記
投光周期T2 でパルス光を投光する状態で、定常周期の
1よりも短い一定期間T3 (=T1 −2*T2 −α)
内で2回正常にパルス光が投光されたならば、その2回
目のパルス光の投光時点から投光周期をT1 +βにして
いる(αはT2 より小さい値である)。また、上記期間
3 において2回正常にパルス光を投光できない場合に
は、期間T3 の経過後にノイズ光の有無に関係なくパル
ス光を強制的に2回投光し、2回目のパルス光の投光時
点から投光周期をT1 +βにする。
【0016】上記投光周期T2 でパルス光を投光する状
態で、図2(b)に示すように期間T3 内で2回正常に
パルス光が投光できたということは少なくともその2回
目のパルス光の投光時点では、ノイズ光が存在しないこ
とを意味する。しかるに、その時点から投光周期T1
パルス光を投光しても周期性を有したノイズ光の発生タ
イミングからずらすことができるのであるが、同種の光
電センサではT2 の周期で投光するパルス光がノイズ光
として混入することもあるから、投光周期をT 1 +βに
してからT1 に戻すことによって、パルス光の投光周期
をノイズ光の発生タイミングから確実にずらすように
し、誤動作を防止しているのである。このように定常周
期T1 よりも短い周期T2 で2回正常にパルス光を投光
できるか否かの処理を実行することで、極力短い期間で
ノイズ光が発生していない時点を探ることができ、投光
周期をT1 +βにしてノイズ光とのタイミングをずらし
てから速やかに定常動作に戻すことができる。これによ
り、応答速度がノイズがないときに比べて極端に遅くな
ることがない。
【0017】図3(b)に示すように上記期間T3 にお
いて2回正常にパルス光を投光できない場合には、強制
的に投光周期をT1 +βにするようにしてあるのは、図
3(a)のように同期性を有したノイズ光が継続的に生
じていて、期間T3 内に正常にパルス光を投光できる時
点を探ることができないときには、同じ周期T2 で正常
にパルス光を投光できる時点を探る処理を繰り返しても
無駄である。そこで、この場合には、正常にパルス光を
投光できる時点を探る処理を停止しパルス光を2回投光
した後に投光周期をT1 +βにしてノイズ光の発光タイ
ミングとパルス光の投光タイミングとがずれる確率を高
めているのである。
【0018】とくに、本実施例の場合には、上述したよ
うにT1 /T2 ≠整数となるように設定してあり、投光
周期をT2 からT1 +βにしてからT1 に戻しているか
ら、投光周期をT1 に戻した段階では、パルス光の発生
時点が投光周期をT2 に切り換える前の状態からずらさ
れることになる。つまりは、投光周期がT2 になってい
る期間とβとに対応する時間とに対応する時間だけ、投
光パルスの投光タイミングを遅らせて定常状態に戻すこ
とができる。このため、パルス光の投光タイミングはノ
イズ光の発生タイミングとずれやすくなって、誤動作す
る可能性は低くなる。しかも、上述した処理は、投光周
期T1 の1周期内に行われるようにしてあるので、上記
処理時間を短くでき、ノイズ光が存在する場合にも応答
速度が極端に遅くなることがない。また、投光周期が定
常時より短い周期T2 のパルス光は2回投光されるだけ
であり、投光周期は2回の投光後に速やかにT1 +βに
変更されるから、投光素子1のディレーティングに負担
をかけることがない。
【0019】なお、上述の場合には周期がT2 のパルス
光を2回投光させているが、1回、または3回以上の場
合に正常動作に戻すようにしてもよい。つまりは、極端
に多い回数でなれば、特に2回という数値に限定される
ものではないが、2回に設定することで以下の利点が生
じる。すなわち、本実施例では、積分回路9に同期検波
回路8の出力が3回以上の所定回数入力されると出力回
路10から検出対象物の存在を示す検知出力が発生する
のであって、仮に、3回の入力で検知出力を発生するも
のとすれば、ノイズ光のないときには、最初のパルス光
からほぼ2T1後に検知出力が発生することになる。一
方、定常周期T1 より短い周期T2 のパルス光を1回正
常に投光した後に投光周期をT1 +βに変更するとすれ
ば、最初のパルス光から検知出力が発生するまでの期間
は少なくともT2 +2T1 +βになり、T2 +βだけ正
常時より遅いことになる。これに対して2回正常に投光
した後に投光周期をT1 +βに変更する本実施例の構成
では、図2(b)に示すように遅くともT3 +T1 +β
になり、T3 +T2 <T1 ,β<T2 であるから、T3
+T1 +β<2T1 になる。また、時間T3 の経過後に
強制的に2回投光する場合は、図3(a)のように強制
投光に対してノイズ光がなければ遅くとも(T1 −α)
+T1 +β=2T1 −(α−β)の後に検知出力が得ら
れる。このように2回の投光を行えば、検知出力の発生
が正常時に比較して極端に遅れることがないのである。
また、時間T3 内に3回以上の投光パルスを発生させる
ことも考えられるが、この場合にはノイズ光のない場合
に比較して検知出力の発生までの時間が極端に短くなる
から、結局2回が最適値になるのである。
【0020】ところで、図1においては各処理機能を行
う機能部を個別の回路として示したが、集積回路やマイ
クロコンピュータなどを用いて、複数の機能を一体化し
た回路構成とすることができることは言うまでもない。
また、本実施例では同期検波回路8の出力を積分して、
その積分した値が所定値を越えるときに、検出対象物が
存在すると判定するいわゆる光量式の光電センサである
場合について説明したが、投光パルスを投光した時点か
ら同期検波回路8の出力が得られた時点までの遅れ時間
より、検出対象物までの距離を求め、その距離が所定範
囲内にある場合に、被検出対象物が存在すると判定する
いわゆる測距式の光電センサに本発明を適用できること
は言うまでもない。
【0021】
【発明の効果】請求項1の発明は上述のように、ノイズ
検知手段がパルス光の立上り時点でノイズ光の存在を検
知したとき、周期可変手段がパルス発生手段によるパル
ス信号の発生を停止させると共に、受光手段における受
光動作を停止させるので、ノイズ光が存在する場合には
検知動作を停止し、誤動作を防止できるという効果があ
る。また、上記ノイズ光を検知した時点から周期可変手
段がパルス発生手段で発生するパルス信号の発生周期
を、定常周期よりも短い周期に切り換え、周期を切り換
えたパルス光の立上り時点から定常周期より短い一定期
間内において、短い投光周期のパルス光の立上り時点で
ノイズ光が存在しないときには、そのパルス光を投光し
た時点で周期可変手段がパルス発生手段のパルス発生周
期を定常周期より長い周期に変更するので、短い時間で
正常にパルス光を投光できる時点を探ることができ、そ
の時点から定常周期より長い周期に変更することによっ
て、正常にパルス光を投光できる時点を探る動作を不要
に繰り返すことを防止し、ノイズが存在するときに応答
速度が遅くなることを防止することができるという利点
がある。
【0022】しかも、短い投光周期は定常周期の整数分
の1でない周期に設定し、かつ短い投光周期のパルス光
を投光したときにノイズ光がなければパルス発生周期を
定常周期より長い周期に変更するので、パルス光の投光
タイミングをノイズ光の発生タイミングとずらし、極力
誤動作の確率を少なくすることができるという利点があ
る。
【0023】請求項2の発明は、上記一定期間内におい
て、正常にパルス光を投光できる時点が探れない場合に
は、上記一定期間の終了後の短い投光周期に応じたパル
ス光の立上り時点から定常周期より長い周期に変更する
ので、上記パルス信号の立上り時点から定常周期の期間
内で強制的に投光周期が定常周期より長い周期に変更す
ることができ、ノイズ光が継続的に発生している場合で
あってもパルス光の投光時点をできるだけ早い時期にず
らすことができ、正常にパルス光を投光できる時点を探
る動作を不要に繰り返すことを防止し、ノイズ光が継続
的に存在するときでも応答速度が遅くなることを防止す
ることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路構成を示すブロック図
である。
【図2】同上の動作説明図である。
【図3】同上の動作説明図である。
【図4】従来の光電センサの動作説明図である。
【図5】従来の別の光電センサの動作説明図である。
【符号の説明】
3 発振回路 4 投光部 9 積分回路 10 出力回路 11 受光部 12a 比較器 12b 比較器 13 ノイズ処理回路 14 カウンタ 17 周期変更手段 19 ノイズ処理手段
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年1月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、発生周期が可変自在なパルス信
号を発生するパルス発生手段と、上記パルス信号に応じ
てパルス光を投光する投光手段と、この投光手段からの
パルス光の反射光を受光しその受光出力をパルス信号の
発生周期に同期して検波する受光動作を行う受光手段
と、パルス信号の立上り時点で受光出力からノイズ光の
有無を検知するノイズ検知手段と、このノイズ検知手段
によるノイズ光の検知結果に応じて上記パルス発生手段
から出力されるパルス信号の発生周期を可変する周期可
変手段と、3個以上の所定個数のパルス信号に対して
光手段から連続して検波出力が得られたときに検出対象
が存在すると判別する判別手段とを備え、上記ノイズ
検知手段がパルス信号の立上り時点でノイズ光の存在を
検知したとき、周期可変手段がパルス発生手段によるパ
ルス信号の発生を中止させると共に、受光手段における
受光動作を一旦停止させ、その時点から周期可変手段が
パルス発生手段で発生するパルス信号の発生周期を、定
の周期である第1周期から第1周期の4分の1よりも
短く且つ第1周期の整数分の1でない第2周期に切り換
え、第2周期に切り換えてから第2周期のパルス信号を
2個以上発生させることができ且つ第1周期から第2周
期の2倍を引いたよりも短い一定期間において、2個の
パルス信号の立上り時点でノイズ光が存在しないときに
は、ノイズ光のない2個目のパルス信号の立上り時点で
パルス信号の発生周期を第1周期より長い第3周期に変
更して成ることを特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】請求項2の発明は、上記目的を達成するた
めに、発生周期が可変自在なパルス信号を発生するパル
ス発生手段と、上記パルス信号に応じてパルス光を投光
する投光手段と、この投光手段からのパルス光の反射光
を受光しその受光出力をパルス信号の発生周期に同期し
て検波する受光動作を行う受光手段と、パルス信号の立
上り時点で受光出力からノイズ光の有無を検知するノイ
ズ検知手段と、このノイズ検知手段によるノイズ光の検
知結果に応じて上記パルス発生手段から出力されるパル
ス信号の発生周期を可変する周期可変手段と、3個以上
の所定個数のパルス信号に対して受光手段から連続して
検波出力が得られたときに検出対象物が存在すると判別
する判別手段とを備え、上記ノイズ検知手段がパルス
の立上り時点でノイズ光の存在を検知したとき、周期
可変手段がパルス発生手段によるパルス信号の発生を
させると共に、受光手段における受光動作を一旦停止
させ、その時点から周期可変手段がパルス発生手段で発
生するパルス信号の発生周期を、定常の周期である第1
周期から第1周期の4分の1よりも短く且つ第1周期の
整数分の1でない第2周期に切り換え、第2周期に切り
換えてから第2周期のパルス信号を2個以上発生させる
ことができ且つ第1周期から第2周期の2倍を引いた
りも短い一定期間において、上記一定期間のすべてのパ
ルス信号の立上り時点でノイズ光が存在するときには、
上記一定期間の終了後に2個のパルス信号をノイズ光の
有無にかかわりなく強制的に発生させて受光動作を行う
と共に、2個目のパルス信号の立上り時点からパルス信
号の発生周期を第1周期より長い第3周期に変更して成
ることを特徴とする。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】
【作用】請求項1の発明は、ノイズ検知手段がパルス
の立上り時点でノイズ光の存在を検知したとき、周期
可変手段がパルス発生手段によるパルス信号の発生を
させると共に、受光手段における受光動作を一旦停止
させることにより、ノイズ光が存在するときには検知動
作を停止し、誤動作を防止する。また、上記ノイズ光を
検知した時点から周期可変手段がパルス発生手段で発生
するパルス信号の発生周期を、定常の周期である第1周
期から第1周期の4分の1よりも短く且つ第1周期の整
数分の1でない第2周期に切り換え、第2周期に切り換
えてから第2周期のパルス信号を2個以上発生させるこ
とができ且つ第1周期から第2周期の2倍を引いたより
短い一定期間において、2個のパルス信号の立上り時
点でノイズ光が存在しないときには、ノイズ光のない2
個目のパルス信号の立上り時点でパルス信号の発生周期
を第1周期より長い第3周期に変更することにより、短
い時間で正常にパルス光を投光できる時点を探り、その
時点から第1周期より長い第3周期に変更することによ
って、正常にパルス光を投光できる時点を探る動作を不
要に繰り返すことを防止し、ノイズ光が存在するときに
応答速度が遅くなることを防止する。すなわち、ノイズ
光が存在する場合でも定常の周期である第1周期の間に
2個のパルス信号に対する受光動作が可能になるから、
3個以上の所定個数のパルス信号について連続して検波
出力を得たときに検出対象物が存在すると判別するよう
にしながらも、定常動作時に比較して応答が遅れること
がない。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】しかも、第2周期を定常の周期である第1
周期の4分の1よりも短く且つ第1周期の整数分の1で
ない周期に設定し、且つ第2周期のパルス信号を発生
たときにノイズ光がなければパルス発生周期を第1周期
より長い第3周期に変更することによって、パルス光の
投光タイミングをノイズ光の発生タイミングとずらし
動作の確率を極力少なくする。請求項2の発明は、上
記一定期間内において、正常にパルス光を投光できる時
点が探れない場合には、上記一定期間の終了後に2個の
パルス信号をノイズ光の有無にかかわりなく強制的に発
生させて受光動作を行うと共に、2個目のパルス信号
立上り時点からパルス信号の発生周期を第1周期より長
第3周期に変更するから、上記パルス信号の立上り時
点から第1周期内で強制的に投光周期が第1周期より長
第3周期に変更され、ノイズ光が継続的に発生してい
る場合であってもパルス光の投光時点をできるだけ早い
時期にずらすようにし、正常にパルス光を投光できる時
点を探る動作を不要に繰り返すことを防止し、ノイズ光
が継続的に存在するときでも応答速度が遅くなることを
防止する。すなわち、継続的にノイズ光が存在する場合
でも定常の周期である第1周期の間に2個のパルス信号
に対する受光動作を強制的に行うから、3個以上の所定
個数のパルス信号について連続して検波出力を得たとき
に検出対象物が存在すると判別するようにしながらも、
定常動作時に比較して応答が遅れることがない。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】受光部11は、発光素子1からのパルス光
が検出対象物により反射された反射光を受光するフォト
ダイオードからなる受光素子5と、この受光素子5の受
光出力を増幅する増幅回路6と、増幅回路6の出力を所
定レベルと比較し微小レベルの信号を除去する比較回路
7と、投光部4の発振回路3の立下りに同期して同期タ
イミングを示す同期パルスを発生する遅延回路15と、
遅延回路15から与えられる同期パルスに同期して比較
回路7の出力を検波する同期検波回路8と、同期検波回
路8の出力を積分する積分回路9と、積分回路9の出力
が所定レベルを越えたか否かにより検出対象物の存在の
有無を示す出力を発生する出力回路10とで構成してあ
る。なお、同期検波回路8では、上記遅延回路15を通
して与えられる同期信号に基づいて同期検波することに
より、パルス光に同期した反射光だけを検波するように
してある。ここに、積分回路9を設けているのは、3個
以上の規定個数のパルス光について同期検波回路8から
連続して検波出力が得られたときに検出対象物が存在す
ると判断するためである。この動作は後述する。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】以下、本実施例の動作について説明する。
まず、定常時の動作について図2(d)〜(f)に基づ
いて説明する。つまり、図2(d)に示すようにノイズ
光が存在しない定常状態のときには、投光周期をT1
してパルス信号を発生する。そして、図2(f)に示す
同期タイミングで受光部11が受光出力を同期検波し、
検出対象物の有無の判別を行う。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】次に、ノイズ光が存在する場合の動作につ
いて図2(a)〜(c)に基づいて説明する。図2
(b)に示すパルス信号の立上りタイミングで、ノイズ
光が検出されると、定常周期(第1周期)1 よりも短
い周期(第2周期)2 に切り換える。ここで、パルス
信号の立上りタイミングでノイズ光が存在することの検
出は、ノイズ処理回路13が発振回路3の出力からパル
信号の立上りを判別し、そのとき比較器12aの出力
がハイレベルであるか否かにより行う。そして、発振回
路3における投光周期の切換は、ノイズ処理回路13に
制御されたカウンタ14の出力によって行う。なお、こ
の際に変更される投光周期T2 は、定常周期T1 に対し
てT1 /T2 ≠整数且つT1 /T2 >4となるように設
定されている。つまり、T 1 2 の整数倍に設定し、
かつ投光周期をT2 からT1 に戻すようにすると、投光
周期をT2 からT1 に戻した時点で、パルス信号の立上
りタイミングは、投光周期をT2 に切り換える前の状態
と一致することになり、周期性を有するノイズ光の影響
を受ける確率が高くなる。そこで、本実施例では、T1
/T2 ≠整数になるようにしている。このように投光周
期をT2 に短くした期間においても、パルス信号の立上
りタイミングでノイズ光が存在すれば、パルス光の投光
中止するように設定されている。カウンタ14は、投
光周期がT2 のパルス光を2回投光できると、投光周期
1 よりも長い1 +β(第3周期)に変更する。さ
らに、カウンタ14は、投光周期がT1 +βのパルス光
の投光時点でノイズ光が存在しなければ、投光周期をT
1 に戻す。投光周期をT1 に戻したときのパルス光の立
上りタイミングは、投光周期をT2 に切り換える前に比
べると、投光周期がT2 になっている期間と、投光周期
の延長時間であるβとに対応する時間だけ遅れることに
なる。ここで、βは、T1 ,T2 の倍数以外で、かつT
2 より小さい値に設定するのが望ましい。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】上記投光周期をT2 にした状態では、次の
条件で投光周期をT1 +βに変更する。すなわち、上記
投光周期T2 でパルス光を投光する状態で、定常周期の
1よりも短い一定期間T3 (=T1 −2*T2 −α)
内で2回正常にパルス光が投光されたならば、その2回
目のパルス光の投光時点から投光周期をT1 +βにして
いる(αはT2 より小さい値である)。また、上記期間
3 において2回正常にパルス光を投光できない場合に
は、期間T3 の経過後にノイズ光の有無に関係なくパル
ス光を強制的に2回投光し、2回目のパルス光の投光時
点から投光周期をT1 +βにする。また、期間T3 の経
過後におけるパルス光の投光時にはノイズ光の有無にか
かわらず受光動作も行う。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】期がT2 のパルス光を2回投光させてい
のは次の理由による。すなわち、本実施例では、積分
回路9に同期検波回路8の検波出力が3回以上の所定回
数入力されると出力回路10から検出対象物の存在を示
す検知出力が発生するのであって、仮に、3回の入力で
検知出力を発生するものとすれば、ノイズ光のないとき
には、最初のパルス光からほぼ2T1 後に検知出力が発
生することになる。一方、定常周期T1 より短い周期T
2 のパルス光を1回正常に投光した後に投光周期をT1
+βに変更するとすれば、最初のパルス光から検知出力
が発生するまでの期間は少なくともT2 +2T1 +βに
なり、T2 +βだけ正常時より遅いことになる。これに
対して2回正常に投光した後に投光周期をT1 +βに変
更する本実施例の構成では、図2(b)に示すように遅
くともT3 +T1 +βになり、T 3 +T2 <T1 ,β<
2 であるから、T3 +T1 +β<2T1 になる。ま
た、時間T3 の経過後に強制的に2回投光する場合は、
図3(a)のように強制投光に対してノイズ光がなけれ
ば遅くとも(T1 −α)+T1 +β=2T1 −(α−
β)の後に検知出力が得られる。このように2回の投光
を行えば、検知出力の発生が正常時に比較して極端に遅
れることがないのである。ここで、時間T3 内に3回以
上の投光パルスを発生させることも考えられるが、この
場合にはノイズ光のない場合に比較して検知出力の発生
までの時間が極端に短くなり、ディレーティングの負担
が大きくなるから、結局2回が最適値になるのである。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】
【発明の効果】請求項1の発明は上述のように、ノイズ
検知手段がパルス信号の立上り時点でノイズ光の存在を
検知したとき、周期可変手段がパルス発生手段によるパ
ルス信号の発生を中止させると共に、受光手段における
受光動作を一旦停止させるので、ノイズ光が存在する
には検知動作を停止し、誤動作を防止できるという効
果がある。また、上記ノイズ光を検知した時点から周期
可変手段がパルス発生手段で発生するパルス信号の発生
周期を、定常の周期である第1周期から第1周期の4分
の1よりも短く且つ第1周期の整数分の1でない第2
期に切り換え、第2周期に切り換えてから第2周期のパ
ルス信号を2個以上発生させることができ且つ第1周期
から第2周期の2倍を引いたよりも短い一定期間内にお
いて、2個のパルス信号の立上り時点でノイズ光が存在
しないときには、ノイズ光のない2個目のパルス信号の
立上り時点でパルス信号の発生周期を第1周期より長い
第3周期に変更するので、短い時間で正常にパルス光を
投光できる時点を探ることができ、その時点から第1
期より長い第3周期に変更することによって、正常にパ
ルス光を投光できる時点を探る動作を不要に繰り返すこ
とを防止し、ノイズが存在するときに応答速度が遅くな
ることを防止することができるという利点がある。すな
わち、ノイズ光が存在する場合でも定常の周期である第
1周期の間に2個のパルス信号に対する受光動作が可能
になるから、3個以上の所定個数のパルス信号について
連続して検波出力を得たときに検出対象物が存在すると
判別するようにしながらも、定常動作時に比較して応答
が遅れることがないという利点を有するのである。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】しかも、第2周期を定常の周期である第1
周期の4分の1よりも短く且つ第1周期の整数分の1で
ない周期に設定し、且つ第2周期のパルス信号を発生
たときにノイズ光がなければパルス発生周期を第1周期
より長い第3周期に変更するので、パルス光の投光タイ
ミングをノイズ光の発生タイミングとずらし、誤動作の
確率を少なくすることができるという利点がある。加え
て、ノイズ光が存在する場合でも第1周期の間にはパル
ス光を2回投光するだけであるから、ノイズ光に対する
処理を行わない場合に比較して投光手段のストレスが大
幅に増加することがなく、投光手段のディレーティング
の負担が増加しないのである。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】請求項2の発明は、上記一定期間内におい
て、正常にパルス光を投光できる時点が探れない場合に
は、上記一定期間の終了後に2個のパルス信号をノイズ
光の有無にかかわりなく強制的に発生させて受光動作を
行うと共に、2個目のパルス信号の立上り時点からパル
ス信号の発生周期を第1周期より長い第3周期に変更す
るので、上記パルス信号の立上り時点から第1周期の期
間内で強制的に投光周期が第1周期より長い第3周期に
変更することができ、ノイズ光が継続的に発生している
場合であってもパルス光の投光時点をできるだけ早い時
期にずらすことができ、正常にパルス光を投光できる時
点を探る動作を不要に繰り返すことを防止し、ノイズ光
が継続的に存在するときでも応答速度が遅くなることを
防止することができるという利点がある。すなわち、継
続的にノイズ光が存在する場合でも定常の周期である第
1周期の間に2個のパルス信号に対する受光動作を強制
的に行うから、3個以上の所定個数のパルス信号につい
て連続して検波出力を得たときに検出対象物が存在する
と判別するようにしながらも、定常動作時に比較して応
答が遅れることがない。また、請求項1の発明と同様
に、ディレーティングの負担の増加がないという利点も
ある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発生周期が可変自在なパルス信号を発生
    するパルス発生手段と、上記パルス信号に応じてパルス
    光を投光する投光手段と、この投光手段からのパルス光
    の反射光を受光しその受光出力をパルス信号の発生周期
    に同期して検波する受光手段と、パルス信号の立上り時
    点で受光出力からノイズ光の有無を検知するノイズ検知
    手段と、このノイズ検知手段によるノイズ光の検知結果
    に応じて上記パルス発生手段から出力されるパルス信号
    の発生周期を可変する周期可変手段と、受光手段の出力
    から検出対象物の有無を判別する判別手段とを備え、上
    記ノイズ検知手段がパルス光の立上り時点でノイズ光の
    存在を検知したとき、周期可変手段がパルス発生手段に
    よるパルス信号の発生を停止させると共に、受光手段に
    おける受光動作を停止させ、その時点から周期可変手段
    がパルス発生手段で発生するパルス信号の発生周期を、
    定常周期よりも短く、且つ定常周期の整数分の1でない
    周期に切り換え、周期を切り換えたパルス光の立上り時
    点から定常周期よりも短い一定期間において、短い投光
    周期のパルス光の立上り時点でノイズ光が存在するか否
    かをノイズ検知手段で検知し、パルス光の立上り時点で
    ノイズ光が存在しないときには、そのパルス光を投光し
    た時点で周期可変手段がパルス発生手段のパルス信号の
    発生周期を定常周期より長い周期に変更して成ることを
    特徴とする光電センサ。
  2. 【請求項2】 発生周期が可変自在なパルス信号を発生
    するパルス発生手段と、上記パルス信号に応じてパルス
    光を投光する投光手段と、この投光手段からのパルス光
    の反射光を受光しその受光出力をパルス信号の発生周期
    に同期して検波する受光手段と、パルス信号の立上り時
    点で受光出力からノイズ光の有無を検知するノイズ検知
    手段と、このノイズ検知手段によるノイズ光の検知結果
    に応じて上記パルス発生手段から出力されるパルス信号
    の発生周期を可変する周期可変手段と、受光手段の出力
    から検出対象物の有無を判別する判別手段とを備え、上
    記ノイズ検知手段がパルス光の立上り時点でノイズ光の
    存在を検知したとき、周期可変手段がパルス発生手段に
    よるパルス信号の発生を停止させると共に、受光手段に
    おける受光動作を停止させ、その時点から周期可変手段
    がパルス発生手段で発生するパルス信号の発生周期を、
    定常周期よりも短く、且つ定常周期の整数分の1でない
    周期に切り換え、周期を切り換えたパルス光の立上り時
    点から定常周期よりも短い一定期間において、短い投光
    周期のパルス光の立上り時点でノイズ光が存在するか否
    かをノイズ検知手段で検知し、上記一定期間のすべての
    パルス光の立上り時点でノイズ光が存在する場合には、
    上記一定期間の終了後の短い投光周期に応じたパルス光
    の立上り時点からパルス信号の発生周期を定常周期より
    長い周期に変更して成ることを特徴とする光電センサ。
JP683894A 1994-01-26 1994-01-26 光電センサ Withdrawn JPH07209420A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114623851A (zh) * 2022-03-08 2022-06-14 欧姆龙(上海)有限公司 光电传感器及其控制方法

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