JPH084751Y2

JPH084751Y2 - 光電スイッチ

Info

Publication number: JPH084751Y2
Application number: JP1992044677U
Authority: JP
Inventors: 紀夫恩地
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1992-06-29
Filing date: 1992-06-29
Publication date: 1996-02-07
Anticipated expiration: 1997-04-21
Also published as: JPH059037U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、光電スイッチに係
り、特に変調光を用いて物体の検知を行ないスイッチン
グ出力を得る光電スイッチの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、この種光電スイッチは、
発光素子である発光ダイオードをパルス駆動し、検出物
体で遮断・反射・透過・吸収などの変化を受けたパルス
光を受光し、受光信号を増幅・弁別等の信号処理をして
これを２値化しスイッチング出力を発するものである。
そして、発光ダイオード駆動パルス電流の電流値を大き
くして光出力を増大させ、遠方にある物体でも確実に検
出できるようにしている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の光電スイッチにおいては、発光ダイオードに
駆動パルス電流を供給する線路と受光素子の微弱な受光
信号を増幅回路に導く線路（これをＡ線路とする）とは
極めて接近して配設されるのが通例である。そのため
に、駆動パルス電流の立上り、立下りの変化による電磁
誘導作用によってＡ線路にスパイク状のノイズ電圧が誘
起される。つまり、受光信号がないにも拘らず増幅回路
の出力にはあるレベルの信号が出力される。特に、この
考案が対象とする大電流駆動の光電スイッチでは、スパ
イクノイズも大きいものになり、増幅回路の出力には正
規の受光信号の如く現われ、これが誤動作の原因となっ
ていた。

【０００４】一方、本出願人は先に、駆動パルスの反転
した出力パルスをゲートパルスとするＮＯＴ回路を用い
た構成とすることにより、外乱光雑音の影響を防止し、
誤動作を生じないようにした光電検出装置について提案
したが（特公昭52-33308号公報参照）、この例では、ゲ
ートパルスは駆動パルスを反転させたパルスであるため
（デューティ比１：１）、駆動パルス電流の立上り、立
下りの変化によりスパイク状のノイズの影響は除去する
ことができるが、発光パルスが立上っていないときの太
陽光等の外乱光に対しては全てノイズとして受光してし
まい、誤動作し易くなってしまうという問題点があっ
た。

【０００５】この考案は、このような従来の問題点に鑑
みなされたもので、その目的とするところは、上述した
スパイクノイズの影響を除去し誤動作を防止するように
した光電スイッチを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この考案は、上記目的を
達成するために、パルス発生回路と、発光素子と、前記
パルス発生回路からの信号を分周する分周手段と、前記
分周手段からの複数の信号の論理処理によって、第１の
信号（ｄ）と、第１の信号と重ならないように第１の信
号の立下がり時以降の時点から生起する第２の信号
（ｅ）を得る論理回路と、前記論理回路で得た第１の信
号を投光パルスとして前記発光素子を間欠的に発光駆動
させる駆動回路と、上記発光素子の受光信号に基づいて
出力信号を発生する受光信号処理回路と、前記受光素子
と前記受光信号処理回路との間に設けられ、前記論理回
路で得た第２の信号をゲートパルスとして、このパルス
期間中のみ上記受光信号を通過させるゲート回路と、を
有することを特徴とする。

【０００７】

【作用】パルス発生回路からの信号を分周手段で分周し
て第１の信号（ｄ）および第２の信号（ｅ）を生成する
が、このうち第１の信号（ｄ）は投光パルスとして発光
素子を駆動させ、第２の信号（ｅ）はゲートパルスとす
る。そしてゲート回路ではゲートパルス期間中のみ前記
発光素子の受光信号を通過させて、受光信号処理回路に
導く。

【０００８】

【実施例】以下、この考案の実施例を添付図面に基づい
て詳細に説明する。

【０００９】図１は、この考案を適用した反射型光電ス
イッチの電気的構成を示す概略図で、図２および図３は
各部の信号波形を示すタイムチャートである。

【００１０】図１において、この反射型光電スイッチ
は、発光ダイオード１が発した光を検出物体２が反射
し、この反射光をホトダイオード３が受光することで物
体２の存在を検知する。

【００１１】発光ダイオード１を間欠的に発光駆動する
駆動回路は、パルス発生回路４と、分周回路を構成する
３個のＴ形フリップフロップＦＦ₁，ＦＦ₂およびＦＦ
₃と、駆動パルスｄを形成するＡＮＤ回路５と、この駆
動パルスｄに応じて発光ダイオード１に駆動パルス電流
を供給するドライバ回路６とで構成されている。

【００１２】またホトダイオード３の受光信号を処理す
る受光信号処理回路は、増幅回路７と、コンパレータ８
と、ゲート回路９と、フリップフロップ回路１０と、シ
フトレジスタを構成する５個のＤ形フリップフロップＦ
Ｆ₅，ＦＦ₆，ＦＦ₇，ＦＦ₈およびＦＦ₉と、ＡＮＤ
回路１１，１２と、ＲＳフリップフロップＦＦ₁₀と、出
力回路１３とで構成される。

【００１３】ＡＮＤ回路１４は、ゲートパルスｅを作成
するもので、このゲートパルスｅは上記駆動パルスｄと
重ならないようゲートパルスｅの立下り時点から生起
し、駆動パルスｄと同じく一定のパルス幅となっている
（第２図参照）。なお、ＮＡＮＤ回路１５はフリップフ
ロップ回路１０をリセットする信号ｋを作成する。

【００１４】次にこのような構成とした反射型光電スイ
ッチの動作を図２および図３に従って説明する。

【００１５】発光ダイオード１は駆動パルスｄに基づき
パルス駆動されており、前述したように増幅回路７には
スパイクノイズがホトダイオード３からの受光信号とと
もに入力される。ホトダイオード３には正規の反射光の
他に周囲からの光が入力されるから、増幅回路７の出力
には各種の信号が現われる。すなわち、（イ）は各駆動
パルスｄの立上り・立下りに同期するスパイクノイズで
あり、（ロ）はスパイクノイズに重畳する受光信号を示
し、受光信号は駆動パルスｄの立下り部分にそのピーク
部分があり、駆動パルスｄの立下り以降の部分において
は受光信号のみとなっている。また、信号（ハ）はホト
ダイオード３が適宜受光する周囲光によるノイズであ
る。なお、Ａはコンパレータ８の弁別レベルであり、コ
ンパレータ８の出力ｈは、この弁別レベルＡで上記各信
号（イ），（ロ），（ハ）を２値化したものとなる。信
号（ロ）に相当する２値化信号波形はスパイクノイズの
立上り部分による信号（ニ）と、駆動パルスｄのパルス
幅内に存在し受光信号の前半部分である信号（ホ）と、
駆動パルスｄの立下がり以降に存在し、受光信号の後半
部分であるる信号（ヘ）とからなっている。従って、ゲ
ート回路９で駆動パルスｄの立下り部分から生起するゲ
ートパルスｅと信号ｈとの論理積をとれば、信号（ヘ）
のみが有効となる。このようにして、各駆動パルスｄに
同期して確実に発生する不可抗力のスパイクノイズの影
響を除去して、受光信号ｉのみを抽出できる。

【００１６】そして、この実施例では、このようにして
抽出された受光信号ｉが一定数（５個）連続することを
監視し、これによって出力回路１３が動作するようにな
っている。すなわち、図３に示すように、５段シフトレ
ジスタを構成するＦＦ₅，ＦＦ₆，ＦＦ₇，ＦＦ₈およ
びＦＦ₉の全てのＱ出力が“Ｈ”となったとき、ＦＦ₁₀
のＱ出力は“Ｈ”となる。また、受光信号ｉが４個以下
の場合には、ＦＦ₁₀のセット入力Ｓは“Ｌ”であるか
ら、Ｑ出力は“Ｌ”となり、出力回路１３は動作しな
い。つまり、単発的なノイズがゲートパルスｅのタイミ
ング受光信号ｉに含まれていても、このシフトレジスタ
の機能によって出力回路１３は動作しない。これによっ
て本装置の正常動作はさらに確実に担保される。

【００１７】尚、図２に示す如く、本実施例では、ゲー
トパルスｅは駆動パルスｄの発振周期の１／７としたの
で、（１）外来ノイズの影響をなくすことができる、（２）投光パルスのパワーを上げることができる、（３）消費電流を下げることができる、という効果を有
することになる。

【００１８】なお、本実施例の如きデューティ比の小さ
いものに上記従来例に示した特公昭52-33308号に記載の
技術を適用しても（すなわち、駆動パルスにＮＯＴをか
けたもの）、消灯時のすべての期間にゲートをかけてそ
の期間は受光できることになってしまい、外乱光などの
外来ノイズを受け易くなり、結果的に誤動作し易くなっ
てしまう。

【００１９】以上の説明から明らかなように、本実施例
に係る光電スイッチは、発光素子からの投光パルスのパ
ワーを上げ、そのことにより消費電流を下げることを可
能にするとともに、外乱光などのスパイクノイズ等の影
響を確実に除去することができ、それによって誤動作の
防止を図ることができる。

【００２０】また、本実施例では、１つのパルス発生回
路４の出力信号を分周，論理演算することで駆動パルス
ｄとゲートパルスｅを生成できるようにしたので、この
種１チップＩＣ化した光電スイッチの低コスト化および
小型化を図ることができる。

【００２１】

【考案の効果】以上説明したように、この考案に係る光
電スイッチは以下の効果を有する。（１）外来ノイズの影響を低減することができる。（２）投光パルスのパワーを上げることができる。（３）消費電流を下げることができる。（４）投光パルス信号とゲート信号とをひとつの発振器
からつくったのでコストダウンがはかれる。なお、ＩＣ
化した場合には実装面積が少なくてすむので、ＩＣの小
型化ができる。（５）分周手段からの信号の論理をとることで、所望の
パルスが簡単かつ正確に作ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案を適用した反射型光電スイッチの電気
的構成を示す概略ブロック図。

【図２】図１に示したスイッチの各部の信号波形を示す
タイムチャート。

【図３】図１に示したスイッチの各部の信号波形を示す
タイムチャート。

【符号の説明】

１発光ダイオード（発光素子）３ホトダイオード（受光素子）４パルス発生回路５ＡＮＤ回路６ドライバ回路７増幅回路８コンパレータ９ゲート回路ＦＦ₁，ＦＦ₂，ＦＦ₃，ＦＦ₁₀ フリップフロップｄ駆動パルスｅゲートパルスｉ受光信号（ロ）スパイクノイズに重畳した受光信号

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】パルス発生回路と、発光素子と、前記パルス発生回路からの信号を分周する分周手段と、前記分周手段からの複数の信号の論理処理によって、第
１の信号（ｄ）と、第１の信号と重ならないように第１
の信号の立下がり時以降の時点から生起する第２の信号
（ｅ）を得る論理回路と、前記論理回路で得た第１の信号を投光パルスとして前記
発光素子を間欠的に発光駆動させる駆動回路と、上記発光素子の受光信号に基づいて出力信号を発生する
受光信号処理回路と、前記受光素子と前記受光信号処理回路との間に設けら
れ、前記論理回路で得た第２の信号をゲートパルスとし
て、このパルス期間中のみ上記受光信号を通過させるゲ
ート回路と、を有することを特徴とする光電スイッチ。