JPH081223U - 光電スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】１つの出力トランジスタから光電スイッチの検
出出力と自己診断結果を出力する。 【解決手段】光電スイッチの検出回路７と自己診断回路
８の出力を選択する選択回路11と、この選択回路11の切
換えを行う遅延回路12を設け、電源投入時、遅延回路12
の出力によって検出回路７の出力を所定時間の間禁止
し、この期間に自己診断回路８の出力を選択回路11で選
択して出力する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

この考案は、発光素子から発した光が受光素子に到達する光量の多少により対 象物体の存否を判別する光電スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の光電スイッチとして従来、図２に示すものが知られている。この図２ に示す回路とその動作を図３の波形図を参照しながら説明する。 図２において、発振回路１の出力端は抵抗２を介して発光素子３に接続され、 この発光素子３に図３に示すようなパルス電流Ipを流し、パルス発光させる。発 光素子３に対向する受光素子４は増幅器５に接続され、増幅器５は受光素子４の 出力信号を増幅し電圧Vpに示す波形にする。この増幅器５の出力端はコンパレー タ6aに接続されてこのコンパレータ6aで電圧Vpの波形を所定の基準レベルＶL0で 弁別し、論理処理に適したデジタル信号Vdとし、このコンパレータ6aの出力端に 接続された検出回路７により検出信号Ｖ01を得て、出力トランジスタ９のベース に印加してトランジスタ９をオン・オフして図示しない対象物体の存否を確認す る。増幅器５の出力端にはさらにコンパレータ6aより高い所定の基準レベルＶL1 のコンパレータ6bおよびコンパレータ6aよりも低い所定の基準レベルＶL2のコン パレータ6cが接続され、各コンパレータ6b,6c はそれぞれのレベルＶL1，ＶL2で 増幅器５の出力を弁別して電圧Ｖd1，Ｖd2を出力する。コンパレータ6b,6c の出 力端が接続された自己診断回路８は受光信号が十分なものであるか、または漏洩 光がなく受光信号の遮断が完全になされいるかを診断する。前記コンパレータ6b ,6c の基準レベルは、増幅器５の出力Vpがコンパレータ6cの基準レベルＶL2以下 のときは発光素子３から投光された光が受光素子４に入射せずに十分な遮光状態 にあり、増幅器５の出力Vpがコンパレータ6bの基準レベルＶL1を越えると十分な 受光状態にあるように選ばれ、従って自己診断回路８は増幅器５の出力Vpがコン パレータ6cの基準レベルＶL2を越えているがコンパレータ6bの基準レベルＶL1を 越えていない状態にあるときに出力を発するように構成されている。これは、コ ンパレータ6cの出力Ｖd2とコンパレータ6bの出力Ｖd1を反転した信号との論理積 をとることにより得られる。ここで、増幅器５の出力Vpがコンパレータ6b,6c の 基準レベルＶL1, ＶL2の間にある状態とは、発光素子３から投光された光が受光 素子４で受光されて検出回路７から検出信号Ｖ01が得られて検出状態にあるが光 電スイッチが安定して動作するに十分な受光出力がない状態である。このような 状態は、例えば光電スイッチの使用中に投受光レンズのレンズ面が汚れた場合な どに発生する。このような場合には、光電スイッチとしての機能が損なわれる以 前に自己診断回路８から警報を発してレンズ面の清掃等を促し光電スイッチを用 いた装置全体の故障を未然に防止する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このような自己診断機能を有する光電スイッチは動作が安定し、信頼性が高い という長所はあるが、その半面、検出回路の出力トランジスタの他に自己診断の ための出力トランジスタを備えているから、光電スイッチとして出力素子が増加 し、さらに外部装置に接続するリード線が増加し、その配線等、コストアップの 要因，小型化の妨げになる等の問題点があった。また、これらの出力をシーケン スコントローラに入力するためにはシーケンスコントローラの入力回路数も増加 せねばならず、それだけ大型，高価なシーケンスコントローラを要するという問 題があった。

【０００４】 そこで、本考案の目的は、前述した従来装置の欠点を除去し、１個の出力トラ ンジスタから本来の光電スイッチとしての出力の他に自己診断結果を外部に伝達 可能な光電スイッチを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上述した目的を達成するため本考案は、パルス点灯された発光素子の発する光 信号を受光して電気信号に変換する受光素子と、この受光素子の出力を所定のレ ベルで弁別して出力する第１のコンパレータと、この第１のコンパレータより高 い弁別レベルを有する第２のコンパレータと、前記第１のコンパレータより低い 弁別レベルを有する第３のコンパレータと、この第２，第３のコンパレータの出 力に従って前記受光素子への入力を診断しその結果を出力する自己診断回路とを 備えた光電スイッチにおいて、電源投入時に作動し電源投入から所定時間経過後 所定レベルの信号を出力する遅延回路と、前記第１のコンパレータの出力と前記 自己診断回路との出力を入力としこの両入力の何れかを前記遅延回路の出力に基 づいて選択して出力する選択回路を設けたことを特徴とする。

【０００６】

【考案の実施の形態】

この種の光電スイッチの受光信号の減衰は急速に進行するものではないので、 常時自己診断をする必要はなく、例えば１日１回電源投入時に診断すればよいこ とに着目し、電源が投入されてから所定時間後に所定レベルの信号を出力する遅 延回路を設け、電源投入直後に第２，第３のコンパレータと自己診断回路で光電 スイッチの動作の良否を診断し、遅延回路の出力がローレベルの期間中は選択回 路により前記自己診断回路を選択してその診断結果を出力し、遅延回路の出力が 所定のハイレベルの信号に変化すると選択回路により本来の光電スイッチの出力 に切換えて出力し、１個のトランジスタで光電スイッチとしての検出出力と自己 診断結果を出力する。

【０００７】 以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明する。

【０００８】

【実施例】

本考案による光電スイッチの一実施例を図１に示し、図２に示した従来装置と 同一のものには同一の符号を付している。 図１において、受光素子３は従来のものと同様に発振回路１の発生するパルス 電流で発光し、受光素子４で受光する。受光側の増幅器５、３個のコンパレータ 6a,6b,6c、検出回路７、自己診断回路８等も従来のものと同様であるからこの説 明は省略する。この実施例が従来のものと異なる点は、選択回路11と遅延回路12 を設けた点である。選択回路11はインバータ13、２つのAND 回路14,15 、OR回路 16を備え、検出回路７の出力がAND 回路14の一方の入力端に接続され、自己診断 回路８の出力がAND 回路15の一方の入力端に接続されている。両AND 回路14,15 の出力端はOR回路16のそれぞれの入力端に接続されている。そして、OR回路16の 出力端が出力トランジスタ９のベースに接続されている。遅延回路12は制御電源 Ｖccが抵抗17を介してコンデンサ18を充電するように接続され、抵抗17の抵抗値 とコンデンサ18の容量でコンデンサ18を充電する遅延時間が決定される。抵抗17 とコンデンサ18の接続点はAND 回路14の他方の入力端とインバータ13を介してAN D 回路15の他方の入力端に接続されている。

【０００９】 この光電スイッチの本来の検出動作と自己診断回路８の動作については図２の 従来装置のものと同様であるからこの説明は省略し、以下主として選択回路11と 遅延回路12の動作について説明する。 制御電源Ｖccが投入されたとき、この光電スイッチの大部分は直ちに始動する が、このときコンデンサ18の電圧は未だ低いからAND 回路14の他方の入力端の入 力はローレベルであり、検出回路７の出力は遮断され、AND 回路14の出力はロー レベルである。しかし、AND 回路15の他方の入力端はインバータ13を介してハイ レベルになるから自己診断回路８の出力はAND 回路15とOR回路16を通過して出力 トランジスタ９のベースに印加される。すなわち、この光電スイッチは制御電源 Ｖccが投入された当初、選択回路11で選択されて自己診断回路８により診断され た結果が出力トランジスタ９から出力される。次に、コンデンサ18が充電され所 定電圧に達するとAND 回路15の他方の入力端にはインバータ13を介してローレベ ルの信号が入力するからAMD 回路15は遮断される。しかし、AND 回路14の他方の 入力端にはハイレベルの信号が入力するからAND 回路14は開き、受光素子４が受 光した信号がコンパレータ6aで弁別されて、その出力が出力トランジスタ９のベ ースに印加される。すなわち、制御電源Ｖccが投入されて選択回路11により本来 の光電スイッチの動作に切換えられる。

【００１０】 上述のようにこの光電スイッチは受光側に制御電源Ｖccが投入された当初、そ の光学系を自己診断し、所定時間後選択回路11で本来の動作に切換えられる。従 って、光電スイッチの始動当初は勿論、随時制御電源Ｖccを遮断して診断するこ とができる。

【００１１】

【考案の効果】

以上に説明したように本考案によれば、パルス点灯された発光素子の発する光 信号を受光して電気信号に変換する受光素子と、この受光素子の出力を所定のレ ベルで弁別して出力する第１のコンパレータと、この第１のコンパレータより高 い弁別レベルを有する第２のコンパレータと、前記第１のコンパレータより低い 弁別レベルを有する第３のコンパレータと、この第２，第３のコンパレータの出 力に従って前記受光素子への入力を診断しその結果を出力する自己診断回路とを 備えた光電スイッチにおいて、電源投入時に作動し電源投入から所定時間経過後 所定レベルの信号を出力する遅延回路と、前記第１のコンパレータの出力と前記 自己診断回路との出力を入力としこの両入力の何れかを前記遅延回路の出力に基 づいて選択して出力する選択回路を設けたことにより、電源投入時に作動し電源 投入から所定時間経過後に所定レベルの信号を出力する遅延回路の出力により選 択回路を切換えて電源投入から所定時間は自己診断結果を出力し、該所定時間後 に自動的に対象物体の存否を検出する本来の動作に移るようにしたから、１つの 出力トランジスタで自己診断結果と対象物体の検出結果を出力でき、外部配線数 が削減できるという効果がある。しかも光電スイッチを始動するとき必ず自己診 断でき、さらに随時診断も可能であるという効果を有する。そして、シーケンス コントローラに接続する場合、その入力回路数がすくなくてよく、シーケンスコ ントローラも小型化できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例にかかる光電スイッチを示
す結線図

【図２】従来装置の光電スイッチを示す結線図

【図３】図２の光電スイッチにおける主要部の波形図

【符号の説明】

３ 発光素子 ４ 受光素子 6a コンパレータ 6b コンパレータ 6c コンパレータ ８ 自己診断回路 11 選択回路 12 遅延回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】パルス点灯された発光素子の発する光信号
   を受光して電気信号に変換する受光素子と、この受光素
   子の出力を所定のレベルで弁別して出力する第１のコン
   パレータと、この第１のコンパレータより高い弁別レベ
   ルを有する第２のコンパレータと、前記第１のコンパレ
   ータより低い弁別レベルを有する第３のコンパレータ
   と、この第２，第３のコンパレータの出力に従って前記
   受光素子への入力を診断しその結果を出力する自己診断
   回路とを備えた光電スイッチにおいて、電源投入時に作
   動し電源投入から所定時間経過後所定レベルの信号を出
   力する遅延回路と、前記第１のコンパレータの出力と前
   記自己診断回路との出力を入力としこの両入力の何れか
   を前記遅延回路の出力に基づいて選択して出力する選択
   回路を設けたことを特徴とする光電スイッチ。