JPS62189815A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、各種産業において、位置検出、形状検査等人
間の目の代わりを果たす光電スイッチに関する。

〔従来の技術とその問題点〕

通常の光電スイッチではパルス変調光を用いて雑音の除
去を図っている。即ち、このパルス変調光に同期した同
期信号を投光側から受光側に導き、受光側においてこの
同期信号によりゲートをかけて投光されたパルス変調光
のみを取り出しその他の雑音成分を除去するようにした
ものである。

ところで、適用によっては、投光側から受光側への電気
的接続を行えない場合等、投光側から受光側へ同期信号
の伝達をおこなえない場合がある。

このような場合、従来は、受光側において受光器からの
出力信号を積分し、その積分出力が所定のレベルに達し
たときに出力信号を生じるような構成としている。こう
して連続しないノイズを除去し、連続して受光されるパ
ルス変調光のみを検出しようというのである。このため
、従来の光電スイッチでは、比較的時定数が大きな積分
回路を用いる必要があるので、応答速度が遅くなる。ま
た時定数を大きくしても連続して到来してくる雑音光に
対しては誤動作を起こしやすいという欠点がある。特に
光電スイッチを第６図（ａ）に示すように複数個並設し
て使用する場合、光電スイッチの投光部■Ｔ、■Ｔの投
射光範囲および受光部■Ｒ１■Ｒの受光範囲が広いと、
光電スイッチ■の投光部■Ｔからの光が被検出物体３に
よって遮られているにもかかわらす光電スイッチ■の投
光部■Ｔか、らの光が光電スイッチ■の受光部■Ｒに入
射する。そして投光部■Ｔ、■Ｔからはそれぞれ異なっ
た位相周期のパルス光が投射されるようになっているが
、パルスの周期は似通っている場合が多く、そのため投
光部■Ｔ１■Ｔのパルス光のタイミングが全く重なるこ
ともある。こうなると他の光電スイッチの影響で誤動作
をおこなってしまう。このため従来は、同図（ｂ）で示
すように投光部■Ｔ、■Ｔおよび受光部■Ｒ１■Ｒの投
光範囲および受光範囲を狭くして、他の光電スイッチの
投射光が別の光電スイッチの受光部に入射しないように
することが考えられている。しかしながら、こうすると
対応する投光部と受光部との光軸を合わせることが困難
になり、振動や衝撃等により光軸が少しでもずれた場合
、動作に不都合を来す欠点がある。また、同図（ｃ）に
示すように、投光部■Ｔ１■Ｔと受光部■Ｒ１■Ｒとを
交互に配置することも考えられるが、被検出物体３の表
面反射率が良好な場合には反射光が他の光電スイッチの
受光部に入射してしまうので不都合である。

以上のように、投光側から受光側へ電気的接続をなすこ
とができない構成の光電スイッチの場合、連続して到来
するノイズに対して極めて弱く、特に複数量並設して使
用する際には、他の光電スイッチの影響を防止すること
ができない。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明は光軸調整が容易におこなえるような投光
範囲と受光範囲をもちながら、多数並設した場合に相互
の電気的な接続を必要とせず、他の光電スイッチの投射
光などの雑音光による影響を除去し、誤動作を防止する
ことができる光電スイッチを提供することを目的とする
。この目的を達成する本発明に係る光電スイッチを第１
図のブロック概念図と第２図の概略タイミングチャート
に基づき説明する。尚、自己の発光周期を標準周期Ｔ１
、他の光電スイッチによる発光周期を異周期Ｔ２として
いる。

投光手段１がパルス変調光を投射し、このパルス変調光
を受光手段２が受光し、この受光した信号を検出回路３
が検出し、この検出回路３の出力信号である検出信号ｄ
をシフトレジスタ５がパルス発振回路７のクロックパル
スに応じて順次直列に読み込み且つ順次シフトさせ、並
列出力信号ｆ、ｇを作成する。判断回路は、この並列出
力信号ｆで特定されるビットパターンに次に入光してく
る信号があれば、標準周期Ｔ１で入光した信号であると
判断するとともに、この標準周期Ｔ１で入光してくるも
ののうちで並列出力信号ｇで特定されるビットパターン
に入光してくる信号を異周期Ｔ２による干渉光の信号で
あると判断するビットパターン検出回路１１と、この判
断された信号ｊ、にと前記クロックパルスｂを分周した
クリヤ信号１１と１２に基づいて検波信号と干渉光を引
き抜いた信号を作成するストローブ信号引き抜き回Ｖ！
ｒ１９から構成されている。

〔実施例〕

本発明に係る実施例を第３図の回路図、第４図の回路図
、第５図（イ）、（ロ）のタイミングチャート図にて説
明する。尚、第３．５図は異周期が標準周期より長いも
のした場合を例にしている。

第３図で、１は投光手段で、パルス変調光を投光するも
のである。２は受光手段で、投光手段ｌ及び他の光電ス
イッチから入光して（る光信号を受光して光電変換し、
この変換した出力を高、細雨レベルに２値化した信号（
２値化信号Ｃ）を出力する。３は検出回路で、前記受光
手段２に接続され、その構成は二つのモノマルチバイブ
レーク３ａ、３ｂを並列に接続し、これらのＱ出力はＮ
ＡＮＤゲート４の入力ゲートに供給され、検出回路３の
出力信号（検出信号ｄ）はシフトレジスタ５に供給され
る。シフトレジスタ５の構成は、Ｄ型フリップ・フロッ
プ１６段を直列に接続し、第９〜１１段の各り型フリッ
プ・フロップの出力端子Ｑから並列に出力信号ｆｌ、ｆ
２．ｆ３を取り出し、これらは後述する３人力ＮＯＲゲ
ーＨ４の入力に供給され、同様に第１４〜１６段のＱ出
力から並列に出力信号ｇｌ、ｇ２．ｇ３を取り出し、こ
れらは後述する３人力ＮＡＮＤゲー目６に供給される。

６はフリップ・フロップで、パルス発振回路７より発生
するクロックパルスａを分周した出力信号（クロックパ
ルスｂ）をシフトレジスタ５のクロック入力端子等に供
給する。本実施例の時間基準はこれにより決定される。

９は分周回路で、フリップ・フロップ６のクロックパル
スｂを入力として、さらに分周した信号を出力し、これ
らはそれぞれクロックパルスａとクロックパルスｂとと
もに３人力ＮＡＮＤゲー■０．１０’　に入力され、ク
リヤ信号１１とクリヤ信号１２を出力する。ＮＡＮＤゲ
ー目０の出力信号であるクリヤ信号ｊ２は後述する検波
信号作成回路１８とストローブ信号引き抜き回路１９に
供給される。１１はビットパターン検出回路で、これを
標準周期ビットパターン検出部と異周期ビ”／　）パタ
ーン検出部の２つに分割して説明する。標準周期ビット
パターン検出部１２は前述のシフトレジスタ５の第９〜
１１段の出力信号ｆｌ、ｆ２．ｆ３を入力とする３人力
ＮＯＲゲー目４と、その出力信号ｆを一方の入力とし、
他方の入力をシフトレジスタ５の１段目のＱ出力信号ｅ
とするＮＯＲゲート１５で構成される。異周期ビットパ
ターン検出部１３は、シフトレジスタ５の第１４〜１６
段の出力信号ｇ１、Ｃ２、Ｃ３を入力とする３人力ＮＯ
Ｒゲート１５の出力（Ｑ号ｇを一方の入力とし、他方の
入力を標準周期ビットパターン検出部１２の出力信号ｊ
とするＮ／ＩＮＤゲー１−１７で構成される。Ｉ８は検
波信号作成回路で、Ｄ型フリップ・フロップ２０と２１
を２段に接続した構成である。１９はストローブ信号引
き抜き回路で、Ｄ型フリップ・フロップ２２．２３の２
段とＮＯＲゲート２４を直列接続した構成である。

次に、第５図（イ）、（ロ）のタイミングチャートに基
づき回路動作をのべる。なお、標準周期Ｔ１で入光して
くる信号を０１、異周期にで光してくる信号をＣ２とし
、ｄ′のようにダッシュを付したものは、パルス信号部
分を示す。

受光手段２により出力される２値化信号Ｃの立ち上がり
を検出回路３が検出して検出信号ｄを出力する。ここで
検出回路３が２段構成されているのは、２値化信号Ｃの
パルス信号Ｃ１、Ｃ２が連。

続して入力された場合、どちらかのパルス信号を１段目
のモノマルチパイプレーク３ａが出力していても、２段
目のモノマルチパイプレーク３ｂが次のパルス信号を検
出できるようにするためである。この検出されたパルス
信号ｄ°をシフトレジスタ５はクロックパルスｂをシフ
トパルスとして、順次シフトさせ、第９〜１１段の出力
信号ｆｌ、ｆ２、ｆ３を並列に取り出しＮＯＲゲー目４
から出力されるパルス信号ｆ゛が存在している間に、シ
フトレジスタ５の１段目からパルス信号ｅ°が出力され
ると、ＮＯＲゲート１５はパルス信号ｊ゛を出力する。

このことは、自己の周期つまり標準周期Ｔｌで入光した
光を検出したことになる。前記パルス信号ｊ′は検波信
号作成回路１８と異周期ビットパターン検出部１３に供
給される。検波信号作成回路１８は信号ｊ゛を入力しク
ロックパルスｂの反転信号とクリヤ信号１２に基づき検
波信号ｍを出力する。しかし、これだけでは標準周期Ｔ
１に入光したものを検出するのみで、異周期の他の光電
スイッチのパルス光電スイッチと自身のパルス光が重な
った時には、この他の光電スイッチによる干渉光も検出
する。即ち、異廟期Ｔ２で設定される他の光電スイッチ
の入光信号が、標準周期Ｔｌの干渉光になる時とは、シ
フトレジスター５の第１４〜１６段の出力信号ｇ１．ｇ
２．ｇ３を並列に取り出し、ＮＡＮＤゲート１６から出
力されるパルス信号ｇ°が出力されている間に標準周期
ビットパターン検出部１２のパルス信号ｊ°があるとき
である。そこで、パルス信号ｇ゛とパルス信号ｊ゛をＮ
ＡＮＤゲート１７により、両信号が重なるときを検出し
、この時のパルス信号に゛をフリップ・フロップ２２が
とらえ、クロックパルスｂの立ち下がりで記憶し、その
記憶された出力がフリップ・フロップ２３のクロック入
力端子に入力されたとき、フリップ・フロップ２３の出
力端子Ｑの出力は反転して高レベルとなり、次のクリヤ
端子にクリヤ信号１２のパルス信号１２゛の立ち下がり
エツジが入力されることによりもとの低レベルにもどる
。即ち、パルス信号ｎ”が作成される。このパルス信号
ｎ°およびクリヤ信号１１のパルス信号＋ｔｌをＮＯＲ
ゲート２４に入力して、ストローブ信号ｐを完成するの
である。即ち、このストローブ信号ｐは標準周期Ｔ１と
異周期Ｔ２の信号が同時に到来したときは、パルス信号
を出力しておらず、両者を無視した信号を作成すること
ができたのである。

このストローブ信号ｐと検波信号ｍを後段（図示しない
）の積分回路で処理して誤動作を確実に防止する光電ス
イッチになる。

上記のものは、標準周期ＴＩより異周期Ｔ２が長い場合
を示したが、第４図に標準周期をＴ２、異周期をＴＩと
した場合を示す。この回路の相違は第３図の標準周期ビ
ットパターン検出部１２と異周期のビットパターン検出
部１３とを入れ換えたものである。この入れ換えは単に
手動式のスイッチでも可能であり、コンパクトに公知技
術であるゲート回路を組み合わせた切り換え回路で構成
しても良い。

〔発明の効果〕 以上でなる本発明は、シフトレジスタのシフト段数とビ
ソトバクーン検出回路により、自己の発した光信号と他
の光電スイッチの発した光信号が同時に到来する場合を
検出し、両者をともに無視するため、干渉光による誤動
作を防止することができるとともに雑音光および干渉光
の影響を受けないので、投射光の範囲を拡張することが
でき、光軸調整が極めて容易となる。また、投光手段の
パルス変調光と受光側システムとのクロ・ツクパルスを
非同期で使用することを可能としている為、同期をとる
ための配線が不用となり、光電スイ・ノチの設置を極め
て容易にし且ついかなる設備機器に対しても適応可能と
なったのである。さらには、回路の小型化、特に昨今の
半導体技術を利用して、回路全体をＩＣ化することを可
能にしているので、大量生産ができ、コストを低下する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念を示すブロック図、第２図は本発
明の概念を示すタイミングチャート、第３．４図は実施
例の回路図、第５図は実施例の動作波形を示すタイミン
グチャート、第６図は従来の光電スイッチの説明図であ
る。 ｌ二段光手段、・　　　　２：受光手段、３：検出回路
、　　　５：シフトレジスタ、９：分周回路、１１：ピ
ントパターン検出回路、１８：検波信号作成回路、 １９ニストロープ信号引き抜き回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）投光手段がパルス変調光を投射し、このパルス変調
   光を受光手段が受光且つ光電変換したパルス信号を信号
   処理するものにおいて、 前記パルス信号を所定周期のクロックパルスに応じて、
   直列に読み込み、順次シフトするシフトレジスタと、 このシフトレジスタの信号が特定のビットパターンにな
   ったとき、自己の投射光が入光したと判断するとともに
   他の光電スイッチによる干渉光が入光したと判断する判
   断回路を有し、かつ、相異なる投光周期の他の光電スイ
   ッチを並設して用いることを特徴とする光電スイッチ。