JPS62116286A - 光変調型検出装置 - Google Patents

光変調型検出装置

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JPS62116286A
JPS62116286A JP60256029A JP25602985A JPS62116286A JP S62116286 A JPS62116286 A JP S62116286A JP 60256029 A JP60256029 A JP 60256029A JP 25602985 A JP25602985 A JP 25602985A JP S62116286 A JPS62116286 A JP S62116286A
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light
signal
output
circuit
pulse
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Kiyoshi Kumada
清 熊田
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発光素子と受光素子とを備え、発光素子から
パルス変調されたパルス光を投光し、物体に反射し或い
は物体を透過して受光素子に入射されたパルス光の有無
を検知することにより物体の有無を検出する、光電スイ
ッチ或いはホトインタラプタ等に係る光変調型検出装置
に関するものである。
〔従来技術〕
従来の光変調型検出装置は、パルス駆動信号にてパルス
駆動されることにより発光素子から投射されたパルス光
を受光素子にて受光し、この受光したパルス光を上記パ
ルス駆動信号に同期したサンプリングパルスによりサン
プリングし、これを積分回路に入力して得た積分出力を
シュミット回路により一定レベルでスイッチングさせて
出力とするものが一般的である。この種の光変調型検出
装置には第4図に示す構成のものがあり、その動作は以
下の通りである。
発振回路22から発生されるパルス信号を受けることに
より、発光素子駆動回路23からは第5図(S)に示す
発光信号が出力される。この発光信号を受けることによ
り発光素子24がパルス駆動され、パルス変調された光
を投射する。この光  −は発光素子24と受光素子2
5との間を通過する物体32により反射され或いは物体
32を透過して受光素子25に入射される。従って、受
光素子25に入射的されるパルス光は同図(1)に示す
物体32の通過によってオン・オフされることになる。
ところで、受光素子25には、発光素子24からのパル
ス光の他、例えば同図(u)に示す外乱光が入射される
ことがある。その結果、これらの信号がACアンプ26
にて増幅され、その出力側には同図(V)に示す受光信
号が現れる。この受光信号は判定回路27にて波形整形
されて同図(w)に示す判定出力とされ、同期検出回路
28を通じて同図(x)に示す同期検出回路出力とされ
る。この出力は積分回路29にて積分されるIQ  ) ことにより同図(y)に示す積分出力とされ、さらに判
定回路30にて再び波形整形され、出力回路31を通じ
て同図(z)に示す出力が得られる。そして、この出力
により物体32の有無が判断されるものである。
ところが、上記従来の構造では、外乱光による誤動作を
防止するために、長い時定数の積分回路29が必要であ
り、そのため、回路の応答速度が遅くなる。また、積分
回路29における積分はコンデンサの充放電を利用して
行うものであるため、素子のばらつきによる動作時間の
ばらつきが大きく、さらには、大容量のコンデンサが必
要であるため、IC化等の小型化が阻まれる等の欠点を
有していた。
〔発明の目的〕
本発明は、上記従来の問題点を考慮してなされたもので
あって、応答速度が速く、かつ小型化を成し得る光変調
型検出装置の桿供を目的とするものである。
〔発明の構成〕
/J’1 本発明の光変調型検出装置は、上記の目的を達成するた
めに、パルス信号に同期して発光素子から投射されるパ
ルス光を受光素子に入射し、この受光素子から得た受光
信号により発光素子と受光素子との光路中に介在する物
体を検出する光変調型検出装置において、上記パルス信
号と同期しかつ複数のタイミングにて受光信号を検出保
持するフリップフロップと、所定周期のクロックパルス
をカウントするカウンターと、このカウンターのカウン
ト値が設定値となる毎に出力信号をハイレベル及びロウ
レベルに交互に反転させる反転手段と、上記フロップフ
リップの出力、クロックパルス及び上記反転手段の出力
を入力とし、上記カウンターへのクロックパルスの入力
を制御する状態検出回路と、上記反転手段の出力を検出
出力とする信号処理回路を備え、コンデンサ等のリアク
タンス素子を用いることなく外乱光による誤動作を防止
することができるように構成したことを特徴とするもの
である。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第1図乃至第3図に基づいて以下に
説明する。
本発明に係る光変調型検出装置は、第1図に示すように
、パルス信号を発生ずる発振回路1、」二記パルス信号
を受けて発光素子3を駆動する発光素子駆動回路2、パ
ルス光を投射する発光素子3、上記パルス光を受けてこ
れを光電変換する受光素子4、受光素子4出力を増幅し
て受光信号とするACアンプ5、ACアンプ5出力を波
形整形する判定回路6、受光信号即ち判定出力をサンプ
リングして検出信号を出力する信号処理回路7及び出力
回路8から構成されている。上記の信号処理回路7は、
発振回路1のパルス信号と同期しかつ各々タイミングの
異なる2つの検出ポイントA・Bを有しており、その構
成は第2図の如くである。即ち、上記検出ポイントA−
Bにおけるデータを各々取り込み保持する2つのフリッ
プフロップ9・10.4進のカウンター20を構成する
2つのフリップフロップ11・12、このカウンター2
0のカウント値が一定値、即ち本構成においては「3」
になったことを検知するための、上記フリップフロップ
11・12の各Q端子出力が入力されたANDゲート1
3、このANDゲートの出力状態を一定期間保持するフ
リッププロップ14、フリップフロップ14の出力によ
り出力を反転させる反転手段を成すフリップフロップ1
5、このフリップフロップ15のQ−Q端子出力と上記
フリップフロップ10のQ−Q端子出力とが入力された
ANT’)−ORゲート16、フリップフロップ9の百
端子出力とクロックパルスとが入力されたANDゲート
17、及びこのANDゲート17出力とAND−−OR
ゲート16出力とが入力されたANDゲート18から成
り、このANDゲート18出力は一ヒ記フリップフロッ
プ11に入力されている。また、上記AND−ORゲー
ト16及びANDゲート17・18にて状態検出回路1
9が構成されている。尚、フリップフロップ9・10は
入力ゲート付きのR−Sフリップフロップとなっており
、検出ポイントA−Bにおけるタイミング信号A−Bが
ハイレベルの時、受光信号即ち判定出力が各々フリップ
フロップ9・10のS端子に入力されそれぞれがセット
される。そして、所定期間後に入力されるリセット信号
C−Dによりリセットされるように構成されている。
上記の構成において、発振回路1のパルス信号により発
光素子駆動回路2からは第3図(a)に示す発光信号が
得られ、これを受けて発光素子3からパルス光が投射さ
れる。発光素子3と受光素子4との間における同図(b
)に示す物体21の通過及び同図(C)に示す外乱光に
より、受光素子4、ACアンプ5及び判定回路6を通じ
て、ACアンプ5からは同図(d)に示す受光信号が、
また判定回路6からは同図(e)に示す判定出力が各々
得られる。この判定出力は次段の信号処理回路7に入力
される。この信号処理回路7は発光素子3の非発光時の
検出ポイントAにて外乱光の有無を検知し、外乱光があ
る場合には発光時の検出ポイントBにおける受光信号を
無視する。そして、外乱光が無い場合のみ発光時の検出
ポイントBにおける受光信号を検知し、検出信号即ち同
図(C) (f)に示す信号処理回路出力を送出するものである。
この信号は終段の出力回路8に入力され、同図(g)に
示す出力となる。この出力により物体21の存在が明ら
かにされる。
次に、上記信号処理回路7の動作を以下に述べる。なお
、第2図に示す信号処理回路7における各部の信号は、
第3図の(h)乃至(q)に示す如くである。非発光時
の検出ポイントAにおけるサンプリングタイミング、即
ち非発光タイミングAにおいて受光信号がロウレベルの
とき、即ち、外乱光が無い場合、フリップフロップ9は
リセット状態であり、i端子出力は常にハイレベルとな
っている。従って、ANDゲート17に入力される同図
(h)に示すクロックパルスは、このANDゲート17
を経てANDゲート18に入力される。一方、発光時の
検出ポイントBにおけるサンプリングタイミング、即ち
発光タイミングBにおいて、本装置が反射型であるとす
ると、物体21が無い場合には受光信号はロウレベルと
なり、フリップフロップ10はリセット状態にある。従
つて、そのQ端子出力はロウレベル、百端子出力はハイ
レベルに保持されている。このとき、フリップフロップ
15のQ端子出力がロウレベル、百端子出力がハイレベ
ルであるとすると、AND−ORゲート16の出力はハ
イレベルとなり、上記クロックパルスはANDゲート1
8を経てカウンター20を構成するフリップフロップの
Ce (クロック)端子に入力される。これによりカウ
ント値が1追加される。本装置の起動時、即ちカウンタ
ー20におけるフリップフロップ11・12の各Q端子
出力が共にロウレベルの時にはカウント値は「0」であ
る。そして、クロックパルスを3回カウントすることに
よりカウント値が13」になると、フリップフロップI
J・12のQ端子出力はいずれもハイレベルになる。従
って、ANDゲート13の出力はハイレベルとなってフ
リップフロップ14がセットされ、そのQ端子出力がハ
イレベルとなる。これにより、フリップフロップ15出
力が反転され、Q端子出力がハイレベルになると同時に
カウンター20、即ちフリソプフロップ11.12がリ
セットされる。上記フリップフロップ15のQ端子出力
がハイレベルとなることによりAND−ORゲート16
出力がロウレベルとなり、ANDゲート18がオフされ
る。このため、カウンター20へのクロックパルスの人
力が阻止され、カウンター20のカウント値は「0」の
まま保持される。ここで、物体21が発光素子3と受光
素子4との間を通過すると、発光素子3からのパルス光
が物体21に反射され受光素子4に入射される。これに
より、発光タイミングBにおいて受光信号がハイレベル
となり、フリップフロップ10がセントされ、Q端子出
力がハイレベル、百端子出力がロウレベルとなる。一方
、フリップフロップ15のQ端子出力はハイレベル、百
端子出力はロウレベルとなっているから、AND−OR
ゲート16出力はハイレベルとなり、クロックパルスが
ANDゲート18を通じて再びカウンター20に入力さ
れる。そして、このカウンター20においてカウント値
が「3」になるまでクロックパルスのカウントが行われ
る。カウント値が「3」に達すると、上述の場合と同様
にフリップフロップ15の出力が反転され、そのQ端子
出力がロウレベルになり、これと同時にカウンター20
がリセツトされる。そして、AND−ORゲート16の
出力もロウレベルとなり、ANDゲート18がオフされ
るためカウンター20へのクロックパルスの入力が阻止
され、カウンター20はカウント値が「0」のまま保持
される。
一方、物体21が無い状態におしくて外乱光が受光素子
4に入射された場合には以下の動作が行われる。外乱光
入射前にはそれぞれフリップフロップ9・10は共にQ
端子出力がロウレベル、頁端子出力がハイレベル、フリ
ップフロップ15はQ端子出力がハイレベル、百出力が
ロウレベル、そしてAND−Or!ゲート16出力はロ
ウレベルの状態になり、クロックパルスはANDゲート
18にて阻止され、カウンター20はカウント値「0」
の状態にあるものとする。ここに外乱光が入射されると
、非発光タイミングAにて受光信号がハイレベルとなり
フリップフロップ9がセットされる。従ってその間端子
出力はロウレベルとなり、クロックパルスはANDゲー
ト17にて阻止される。このため、発光タイミングBに
て受光信号がハイレベルとなり、フリップフロップがセ
ットされ、AND−ORゲート16の出力がハイレベル
となり、ANDゲート18がオンされてもクロックパル
スはカウンター20に入力されず、この信号は無視され
る。従って、フリップフロップ15出力、即ち信号処理
回路7の出力は、第3図(f)および(q)に示す波形
の信号処理回路出力となる。この信号は出力回路8に入
力され、この出力回路8からは外乱光の影響を受けない
同図(g)に示す出力が得られる。
〔発明の効果〕
本発明の光変調型検出装置は、以上のように、発光素子
から投射されるパルス光と同期したパルス信号と同期し
かつ複数のタイミングにて受光信号を検出保持するフリ
ップフロップと、所定周期のクロックパルスをカウント
するカウンターと、このカウンターのカウント値が設定
値となる毎に出力信号をハイレベル及びロウレベルに交
互に反転させる反転手段と、上記フリップフロップの出
力、クロックパルス及び上記反転手段の出力を入力とし
、上記カウンターへのクロックパルスの入力を制御する
状B検出回路と、−に記反転手段の出力を検出出力とす
る信号処理回路とを備えた構成であるから、コンデンサ
等のりアクタンス素子を用いることなく外乱光による影
響を除去することができる。従って、上記リアクタンス
素子等のばらつきによる応答速度等の動作のばらつきを
低減することができ、かつ応答速度を速めることができ
る。さらに、小型化を阻む原因となっていた上記リアク
タンス素子が不要となるため、IC化等、小型化に適し
たものである等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
第1図に示した信号処理回路の回路図、第3図は第1図
及び第2図に示した各部の信号を示すタイミングチャー
ト、第4図は従来例を示すブロック図、第5図は第4図
に示した各部の信号を示すタイミングチャートである。 1は発振回路、3は発光素子、4は受光素子、7は信号
処理回路、9・10・11・12・14・15はフリッ
プフロップ、13・17・18はANDゲート、16は
AND−ORゲート、19は状態検出回路、20はカウ
ンターである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、パルス信号に同期して発光素子から投射されるパル
    ス光を受光素子に入射し、この受光素子から得た受光信
    号により発光素子と受光素子との光路中に介在する物体
    を検出する光変調型検出装置において、上記パルス信号
    と同期しかつ複数のタイミングにて受光信号を検出保持
    するフリップフロップと、所定周期のクロックパルスを
    カウントするカウンターと、このカウンターのカウント
    値が設定値となる毎に出力信号をハイレベル及びロウレ
    ベルに交互に反転させる反転手段と、上記フリップフロ
    ップの出力、クロックパルス及び上記反転手段の出力を
    入力とし、上記カウンターへのクロックパルスの入力を
    制御する状態検出回路と、上記反転手段の出力を検出出
    力とする信号処理回路とを備えたことを特徴とする光変
    調型検出装置。
JP60256029A 1985-11-15 1985-11-15 光変調型検出装置 Granted JPS62116286A (ja)

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