JPS61198086A - 光電スイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 崖１」Ｊ■旧１分！ 本発明は人又は物体等の存在の有無を遮光の有無により
検出する光電スイッチに関するものである。

僅ｍ直 自動ドアの開閉制御や工場内で移動するワークや機器の
有無検出のために、一般に光電スイッチが用いられる。

この種光電スイッチは、検出状態と出力状態との組合せ
がユーザーによって様々に要求されている。°即ち、上
記光電スイッチでは、被検出物を検出している時に、Ｏ
Ｎの出力信号を得るか或いはＯＦＦの出力信号を得るか
の２通りの場合が必要となる。そこで上記光電スイッチ
に接続される直流電源の極性を反転させることによりそ
の出力信号のＯＮ・ＯＦＦを必要に応じて切換えるよう
にしている。

上記光電スイッチの具体例としては、例えば特開昭５７
−７６３２号公報に開示したものがあり、以下この光電
スイッチについて簡単に第７図及び第８図を参照しなが
ら説明する。第７図に於いて、（１）（２）は発光ダイ
オード等の投光素子及びフォトトランジスタ等の受光素
子、（３）は上記投受光素子（１）（２）が接続された
信号処理回路で、投光素子（１）から照射された光が受
光素子（２）に入射されると出力信号を送出する。（４
）は出力トランジスタ等よりなる出力回路、（５）（６
）は直流電源（図示せず）を接続するための２つの外部
電源接続端子、（７）は上記出力回路（４）に接続され
る出力端子、（８）は上記信号処理回路（３）と出力回
路（４）との間に接続された出力論理制御回路、例えば
排他的ＮＯＲゲートで、この排他的ＮＯＲゲート（８）
の一方の入力端子（８ａ）は、上記信号処理回路（３）
の出力側と接続され、且つ、他方の入力端子（８ｂ）は
、１つの外部電源接続端子（５）と接続される、（９）
は上記２つの外部電源接続端子（５）（６）と、信号処
理回路（３）及び出力回路（４）との間に接続されたダ
イオードブリッジである。

上記構成からなる光電スイッチの動作例を第７図及び第
８図を参照しながら説明すると、２つの外部電源接続端
子（５）（６）間に直流電源（図示せず）を接続する。

即ち、まず直流電源のプラス側を一方の外部電源接続端
子（５）に、マイナス側を他方の外部電源接続端子（６
）に夫々接続する。ここで、第８図（ａ）に示すように
被検出物が存在すると、投受光素子（１）（２）による
信号処理回路（３）の出力はＨレベルとなり、被検出物
が存在しないと、上記信号処理回路（３）の出力はＬレ
ベルとなる。上記信号処理回路（３）に接続された排他
的Ｎ。

Ｒゲート（８）の一方の入力端子（８ａ）では、第８図
（ｂ）に示すように信号処理回路（３）の出力がＨレベ
ルの時Ｈレベルとなり、信号処理回路（３）の出力がＬ
レベルの時Ｌレベルとなる。また第８図（ｃ）に示すよ
うに排他的ＮＯＲゲート（８）の他方の入力端子（８ｂ
）では常にＨレベルとなる。そのため、上記排他的ＮＯ
Ｒゲート（８）の出力は、第８図（ｄ）に示すように上
記排他的ＮＯＲゲート（８）の入力端子（８ａ）での入
力と同一であり、従って、第８図（６）に示すように被
検出物が存在する時には出力回路（４）の出力トランジ
スタがＯＮ状態となり、被検出物が存在しない時には出
力トランジスタがＯＦＦ状態となって出力端子（７）に
上記検出状態に応じた出力状態が発生する。

次に前記直流電源の極性を逆にして直流電源のマイナス
側を一方の外部電源接続端子（５）に、プラス側を他方
の外部電源接続端子（６）に夫々接続する。この場合、
第８図（ｆ）に示すように排他的ＮＯＲゲート（８）の
入力端子（８ｂ）では常にＬレベルとなるので、排他的
ＮＯＲゲート（８）の出力は、第８図（ｇ）に示すよう
に排他的ＮＯＲゲート（８）の入力端子（８ａ）での入
力を反転させた形で発生し、第８図（ｈ）に示すように
被検出物が存在する時には出力回路（４）の出力トラン
ジスタがＯＦＦ状態となり、被検出物が存在しない時に
は上記出力トランジスタがＯＮ状態となって出力端子（
７）に前記出力状態とは逆の出力状態が発生する。

■　（°　しよ゛と　る ところで、上述した従来の光電スイッチでは、投受光素
子（１）（２）の信号処理回路（３）及び排他的ＮＯＲ
ゲート（８）が外部電源接続端子（５）（６）に直接的
に接続されているため、該外部電源接続端子（５）（６
）に接続される直流電源による電源電圧が、そのまま上
記信号処理回路（３）及び排他的ＮＯＲゲート（８）に
印加される。そのため、上記直流電源から外部電源接続
端子（５）（６）に入力される電源電圧にサージが発生
すると、この電源サージが上記信号処理回路（３）及び
排他的ＮＯＲゲート（８）に直接的に加わって、該信号
処理回路（３）及び排他的ＮＯＲゲート（８）を破壊す
るという問題点があった。

°　るための 本発明は上記問題点に鑑みて提案されたちので、この問
題点を解決するための技術的手段は、投受光素子と、該
投受光素子に接続されて投受光素子の入出力信号を処理
する信号処理回路と、信号処理回路の検出出力が入力さ
れて出力信号を送出する出力回路と、２つの外部電源接
続端子と、上記信号処理回路及び出力回路と外部電源接
続端子との間に接続されたダイオードブリッジと、信号
処理回路と出力回路との間に接続された排他的ＮＯＲゲ
ートからなる出力論理制御回路と、上記一方の外部電源
接続端子に入力接続され、且つ、出力論理制御回路の一
方の入力端子に出力接続されて入力側と出力側とをアイ
ソレートするフォトカプラと、上記信号処理回路に並列
接続され、該信号処理回路の電源電圧を押え込む電圧規
制回路とを具備したものである。

皿 上記技術的手段のように、外部電源接続端子と信号処理
回路との間にフォトカプラを接続して入力側と出力側と
をアイソレートすると共に、上記信号処理回路に並列接
続された電圧規制回路で信号処理回路の電源電圧を押え
込むことにより、前記外部電源接続端子に入力される電
源電圧にサージが発生しても、出力側の信号処理回路及
び出力論理制御回路に上記電源サージが加わることなく
前記問題点が容易に解決し得る。

遺」１舛 本発明に係る光電スイッチの実施例を第１図乃至第６図
を参照しながら説明する。第７図と同一参照符号は同一
物を示しその説明を省略する１本発明の特徴は、フォト
カブラ（１０）と電圧規制回路（１１）にある。第１図
に示すように上記フォトカプラ（１０）は、その入力側
、即ち発光ダイオードからなる投光部（１０ａ）を１つ
の外部電源接続端子（５）に接続し、且つ、出力側、即
ちフォトトランジスタからなる受光部（１０ｂ　）を出
力論理制御回路である排他的Ｎ。

Ｒゲート（８°）の一方の入力端子（８ｂ’）に接続す
る。このフォトカプラ（１０）により充電スイッチの入
力側と出力側とをアイソレートする、尚、図示では上記
フォトカブラ（ｌＯ）の投光部（１０ａ）にダイオード
（１２）を並列接続しているが、このダイオードは、上
記投光部（１０ａ）に、図示とは逆方向で直列接続して
もよい、一方、電圧規制回路は、例えばツェナーダイオ
ード（１１）を信号処理回路（３）に並列接続し、該信
号処理回路（３）に印加される電源電圧を定電圧に押え
込む。

上記構成からなる光電スイッチの動作例を第１図乃至第
３図を参照しながら説明する。尚、投受光素子（１）（
２）による信号処理回路（３）の出力は、第２図及び第
３図（ａ）に示すように従来の場合と同様で、被検出物
が存在する時はＨレベルとなり、被検出物が存在しない
時はＬレベルとなる。まず従来要領と同様に２つの外部
電源接続端子（５）（６）間に直流電源（図示せず）を
接続する。即ち、直流電源のプラス側を一方の外部電源
接続端子（５）に、マイナス側に他方の外部電源接続端
子（６）を夫々接続する。上記信号処理回路（３）に接
続された排他的ＮＯＲゲート（８°）の一方の入力端子
（８ａ’）では、第２図（ｂ）に示すように信号処理回
路（３）の出力がＨレベルの時Ｈレベルとなり、信号処
理回路（３）の出力がＬレベルの時Ｌレベルとなる。一
方、外部電源接続端子（５）（６）からフォトカブラ（
１０）の投光部（１０ａ）に印加される電源電圧は順電
圧であるため、上記投光部（１０ａ）から照射された光
はフォトカブラ（１０）の受光部（１０ｂ）にて受光さ
れる。この受光部（１０ｂ　）での受光により該受光部
（１０ｂ　）が導通状態となって、第２図（Ｃ）に示す
ように排他的ＮＯＲゲート（８゛）の他方の入力端子（
８ｂ’）では常にＨレベルとなる。そのため、上記排他
的ＮＯＲゲー）　（８’）の出力は、該排他的ＮＯＲゲ
ート（８′）の入力端子（８ａ’）の入力と同一で、第
２図（ｄ）に示すように被検出物が存在する時には、出
力回路（４）の出力トランジスタがＯＮ状態となり、被
検出物が存在しない時には、出力トランジスタがＯＦＦ
状態となって出力端子（７）に上記検出状態に応じた出
力状態が発生する。

次に前記直流電源の極性を逆にしてマイナス側を一方の
外部［源接続端子（５）に、プラス側を他方の外部電源
接続端子（６）に夫々接続する。上記外部電源接続端子
（５）（６）からフォトカプラ（ｌＯ）の投光部（１０
ａ）に印加される電源電圧は逆電圧であるため、上記投
光部（１０３）に電流が流れず、投光部（１０ａ）は発
光しない。そのため、フォトカプラ（１０）の受光部＜
１０ｂ）は非導通状態となるので、第３図（ｃ）に示す
ように排他的ＮＯＲゲート（８゛）の他方の入力端子（
８ｂ’）では常にＬレベルとなる。そこで上記排他的Ｎ
ＯＲゲート（８’）の出力は、入力端子（８ａ’）での
入力を反転させた形で発生し、第３図（ｄ）に示すよう
に被検出物が存在する時には、出力回路（４）の出力ト
ランジスタがＯＦＦ状態となり、被検出物が存在しない
時には、出力トランジスタがＯＮ状態となって出力端子
（７）に前記出力状態とは逆の出力状態が発生する。

ところで上述したように外部電源接続端子（５）（６）
間に直流電源を接続した際に、該外部電源接続端子（５
）（６）から入力される電源電圧に第４図に示すような
サージ（ｍｌ）（ｍ２）が発生すると、フォトカプラ（
１０）の投光部（１０ａ　）には上記電源サージ（ｍｌ
）（ｍ２）が加わるが、この場合、該投光部（１０ａ）
から照射される光量が増加するのみで問題はない、一方
、上記フォトカプラ（１０）の受光部（１０ｂ　’）は
、投光部（１０ａ）とアイソレートされているため電源
サージ（ｆｆ１１）　　（ｍｔ　）が加わることがない
。また信号処理回路（３）に並列接続されたツェナーダ
イオード（１１）により上記信号処理回路（３）に入力
される電源電圧は、第５図に示すようにツェナー電圧Ｖ
ｚなる定電圧に揮え込むことができる。このように上記
フォトカプラ（１０）により光電スイッチの入力側と出
力側とをアイソレートすると共に、ツェナーダイオード
（１１）によって信号処理回路（３）等の電源電圧を定
電圧に押え込んで上記信号処理回路（３）等の保護を図
る。

尚、本発明は上記実施例に限定されることなく、例えば
第６図に示すようにフォトカプラ（１０’）の投光部（
１０ａ’　）及び投光部（１０ｂ’　）を接続するよう
にしてもよい。

光皿皇処来 本発明によれば、フォトカプラ及び電圧規制回路を光電
スイッチに設け、上記フォトカプラにより光電スイッチ
の入力側と出力側とをアイソレートすると共に、電圧規
制回路により光電スイッチの信号処理回路等に入力され
る電源電圧を押え込んで、上記光、電スイッチに発生し
た電源サージによる破壊を未然に防止することが可能と
なり、信頼性の高い光電スイッチを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光電スイッチの一実施例を示す回
路図、′＠２図及び第３図は第１図の光電スイッチの動
作例を説明するためのタイムチャート、第４図は第１図
の光電スイッチの外部電源接続端子に入力される電源電
圧を示す電圧特性図、第５図は第１図の光電スイッチの
信号処理回路に入力される電源電圧を示す電圧特性図、
第６図は他の実施例を示す回路図である、第７図は本発
明の前提となる光電スイッチの一例を示す回路図、第８
図は第７図の光電スイッチの動作例を説明するためのタ
イムチャートである。 （１）・−投光素子、（２）　−受光素子、（３）−・
−・信号処理回路、（４）・・・−・出力回路、（５）
（６）・−外部電源接続端子、（８）・−出力論理制御
回路（排他的ＮＯＲゲート）、（９）・・−・ダイオー
ドブリフジ、（１０）　−−一一一フオドカプラ、（１
１）−・電圧規制回路（ツェナーダイオード）。 第１図 第２図　　　　　第３図 （ｄ）ユニｍ二　（ｄ）。；７エ１ニニ「＝第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）投受光素子と、該投受光素子に接続されて投受光
   素子の入出力信号を処理する信号処理回路と、信号処理
   回路の検出出力が入力されて出力信号を送出する出力回
   路と、２つの外部電源接続端子と、上記信号処理回路及
   び出力回路と外部電源接続端子との間に接続されたダイ
   オードブリッジと、信号処理回路と出力回路との間に接
   続された排他的ＮＯＲゲートからなる出力論理制御回路
   と、上記一方の外部電源接続端子に入力接続され、且つ
   、出力論理制御回路の一方の入力端子に出力接続されて
   入力側と出力側とをアイソレートするフォトカプラと、
   上記信号処理回路に並列接続され、該信号処理回路の電
   源電圧を押え込む電圧規制回路とを具備したことを特徴
   とする光電スイッチ。