JPS6234113B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、光を一方から投射し他方に受光す
るようにしてその光路が物体によつて遮られるこ
とにより効出動作を行なう透過形の光電スイツチ
に関する。

［従来の技術と問題点］ この透過形光電スイツチでは投射光をパルス変
調する変調光方式が採用され、さらにこの投光パ
ルスに同期したゲートにより受光信号にゲートを
かけノイズによる誤動作を防ぐ同期方式が一般に
採用されている。ところでアンプ分離形の光電ス
イツチなどでは投光回路と受光回路が同一ケース
内に収納されるため同期信号を得るのは簡単であ
るが、アンプ内蔵形で電源内蔵形の透過形光電ス
イツチでは投光回路と受光回路がそれぞれ別ケー
スに納められ、しかも遠く離れて設置されるた
め、これらの回路間で同期信号を伝達するための
配線が必要となる。しかしながら光路長は10ｍ〜
数100ｍに達する場合もあり、この間に同期信号
を送るためだけに配線をすることは不経済である
ばかりでなく、アンプ分離形のものに較べて配線
が簡単であると云うアンプ内蔵形・電源内蔵形の
透過形光電スイツチの特長を殺すことにもなりか
ねない。また実際上、投光器と受光器との間に河
川や高温物体などの障害物があつた場合、両者の
間に配線を行なうことができない場合もあり、こ
の場合には同期信号を送ることができない。した
がつて従来ではこのような場合に特別配線を必要
とする同期方式をとらず応答速度を低くしてノイ
ズによる誤動作を避けるよう構成しているが、同
期方式に較べれば対ノイズ性能が悪くなるのは避
けられない。

また、仮に図１に示した方法などにより同期が
とれた場合でも、被検出物体により制御器１から
発射された投光パルスが物体表面で反射して制御
器１に入射することにより誤動作が生じるおそれ
がある。

［発明の目的］ 本発明は上記従来技術の欠点に鑑みてなされた
もので、投光器から受光器への同期信号用の配線
をせずに受光信号に同期をかけて対ノイズ特性を
向上させ、また、制御器から発射された投光パル
スが被検出物体により反射され制御器に入射し、
遮断しているのに遮断していない信号を送るとい
う誤動作が生じるのを防ぐことを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明の光電スイツチは発振器とこの発振出
力に応じて投光する投光器と受光器と発振出力に
応じて受光信号にゲートをかけるゲート回路を含
む受光信号処理回路とによりなる制御器と、制御
器から発せられた光を受光する受光器と受光器の
受光信号に応じて制御器に向けて投光する投光器
とによりなる反射増巾器とを間隔をおいて対向配
置し、制御器と反射増巾器との間の光路が物体に
よつて遮られたことにより検出動作を行なう光電
スイツチにおいて、反射増巾器は受光信号を受光
信号の立ち上がりまたは立ち下がりをトリガーと
して受光信号の立ち下がりよりも遅く立ち上がり
受光信号の次の受光信号の立ち上がりよりも早く
立ち下がるように遅延させる第１の遅延回路を受
光器と投光器の間に接続して、第１の遅延回路の
出力により制御器からの投光のタイミングと異な
るタイミングで投光し、制御器の受光信号処理回
路にも第１の遅延回路と同期をとつて遅延させる
第２の遅延回路を発振器と受光信号処理回路の間
に接続することにより構成される。

［発明の作用と効果］ この発明では、同期信号を伝送するための配線
をする必要がなく、制御器に入射した受光信号の
同期をとることができる。また、反射増巾器から
制御器に入射する投光パルスのタイミングおよび
この投光パルスを受光するタイミングも制御器か
ら発射される投光パルスのタイミングと異なつて
いるため、制御器から発射された投光パルスが被
検出物体によつて反射して制御器に入射すること
により生じるあたかも被検出物体が存在しないと
いう出力を出すような誤動作が防止できる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照しな
がら説明する。第３図に示すように本発明によれ
ば、制御器１と反射増巾器５とが間隔をおいて対
向配置され、制御器１から投射した光を反射増巾
器５を介して１往復させ、この１往復の光路のい
ずれかが物体によつて遮られることにより検出動
作を行なう。制御器１は発振回路１１より第４図
Ａに示すパルスを出力し、このパルスは電流増巾
回路１２で電流増巾され発光ダイオードなどの投
光素子１３を駆動し、反射増巾器５に向けて投光
する。反射増巾器５はこの光をフオトダイオード
やフオトトランジスタなどの受光素子５１を受け
て増巾回路５２により増巾し、第４図Ｂに示す受
光信号を得る。この受光信号は波形回路５６にお
いて弁別レベルを越えたものだけが波形整形され
る。これにより低いレベルの雑音は除去されて第
４図Ｃに示すような出力が得られる。この出力は
モノステーブルマルチバイブレータ５８により前
記出力の立ち下がりでトリガされてパルスを発生
する。このパルスが電流増巾されて投光素子５５
を駆動する。そのため反射増巾器５の投光パルス
は受光信号の終端を検出し、その時点から始まる
ものであるから制御器１から発射された投光パル
スとは時間的に重なるものでない。こうして反射
増巾器５から制御器１に向けて投光される。この
光は制御器１のフオトダイオードやフオトトラン
ジスタなど受光素子１４に入射され増巾回路１５
及びレベル弁別回路１６を経て波形整形される
（第４図Ｅ参照）。

そして制御器１においてモノステーブルマルチ
バイブレータ２２は発振回路１１の発振パルスの
立下りによりトリガされ、一定幅のパルスのゲー
ト信号を発生する（第４図Ｇ参照）。このゲート
信号は反射増巾器５の投光パルスと時間的に一致
するものとなつている。したがつて受光素子１４
からの受光信号のうち雑音や、制御器１自身の投
光素子１３から直接受光素子１４へと入射した光
に基づく受光信号は、このゲート回路１７によつ
て除去され、反射増巾器５から投射された光の受
光信号のみがゲート回路１７から出力される（第
４図Ｈ参照）。この出力が検波回路１８およびス
イツチング回路１９を経て検波および波形整形さ
れ、出力リレー２０および表示灯２１を駆動する
（第４図Ｉ，Ｊ参照）。

また第３図の反射増巾器５ではゲート回路５７
によりモノステーブルマルチバイブレータ５８の
出力が生じている間は波形整形回路５６の出力を
禁止するようにしている。したがつて反射増巾器
５から発射された光が被検出物体によつて反射さ
れて、その受光素子５１に入射することによつて
生じる一種の発振状態が回避される。

またこの第３図において、投光素子１３の光の
一部を受光素子１４に、投光素子５５の光の一部
を受光素子５１にそれぞれ直接に入射するよう構
成する。そして図示しないゲート回路によりこの
直接入射光のみを取り出す。この取り出した信号
により表示灯を駆動するよう構成すればそれぞれ
の投光回路１３，５５は正常に働いているかを発
見することができる。このための投光素子および
受光素子の構成は例えば、後述する第９図のよう
にすればよい。また反射増巾器５においてゲート
回路５７が禁止されていないときに生じる受光信
号でセツトされ、禁止されているときに生じる受
光信号によりリセツトされるフリツプフロツプを
設け（図示しない）、このフリツプフロツプの出
力により表示灯を駆動すれば制御器１からの入射
光があるのにも関わらず投光しないと云うことを
検出できるので投光素子５５の故障を発見でき
る。

更に制御器１および反射増巾器５のそれぞれに
おいて、受光信号のうちの直接入射光成分により
それぞれの投光素子１３，５５に流す電流あるい
は電流増巾回路１２，５４の増巾率を制御するこ
とにより温度変化や経年変化に対して補償して一
定の光量をそれぞれ発射させるようにすることが
できる。また第３図に示すように反射増巾器５に
電流増巾回路５４の出力により点灯する表示灯５
９を設ける。するとこの表示灯５９は受光素子５
１の入射光の波高値が一定以上の場合のみ点灯
し、一定以下のとき滅灯する。したがつて反射増
巾器５の側でこの表示灯５９を見ながら制御器１
との間での光軸調整を行なうことができ、光軸調
整の作業が容易になる。なお第３図の点線で示す
ように増巾回路５２の出力により表示灯５９を点
灯させるようにすれば、表示灯５９は受光素子５
１に入射する光の強さに応じて連続的にその明る
さが変化するので更に光軸調整作業が容易とな
る。

第３図では反射増巾器５において受光信号を遅
延させて投光パルスを得るのにモノステーブルマ
ルチバイブレータ５８を用いているが、回路構成
を簡単にするためには第５図に示すように構成す
るのが好ましい。すなわち反転増巾回路６０を用
いてパルス波形の受光信号を増巾してオーバーシ
ユート部（第６図Ｂ参照）を形成するようにし、
このオーバーシユート部で投光素子５５を駆動す
るようにしている（第６図Ｃ参照）。この第５図
の回路のＡ〜Ｉの各点における波形は第６図Ａ〜
Ｉに示される通りである。具体的な回路構成は例
えば第７図に示すようにすればよい。この第７図
でフオトダイオード７１は第５図の受光素子５１
に相当するものであり、トランジスタ７２のOP
アンプ７３とで反転増巾回路６０（第５図）が構
成されている。この第７図において第８図Ａに示
すようなパルス光がフオトダイオード７１に入射
されると、第８図Ｂに示すオーバーシユート部
（斜線で示す）を持つ波形の出力が得られる。こ
の出力を電流増巾回路５４で増巾して受光素子５
５を駆動すればオーバーシユート部（斜線部）で
投光が行なわれることになり、受光信号が遅延さ
れたことになる。第８図Ｃは制御器１の増巾回路
１５において生じる波形、第８図Ｄはレベル弁別
回路１６より出力される信号の波形をそれぞれ示
す（すなわち第８図Ｃ，Ｄは第６図Ｄ，Ｅの拡大
図となつている）。

この第５図のように構成すると回路構成が簡単
となる他、オーバーシユート部（第８図Ｂの正側
部分）の波高値が受光信号の波高値（負の部分）
と比例するため、反射増巾器５において受光量に
比例した発光量が得られる。そのため反射増巾器
５に入射する光路のみが物体によつて遮られた場
合に、その程度に応じて投光量が変わるのでチヤ
タリングを生じると云う不都合がない。すなわち
第１図あるいは第３図のようにレベル弁別機能を
持たせると反射増巾器５への入射光量がその弁別
レベル付近になると動作が不安定となつて所謂、
チヤタリング現象を生じることになる。

これら制御器１と反射増巾器５とでその投光パ
ルスのタイミングが異なる各実施例（第３図及び
第５図）における受光素子１３，５５、受光素子
１４，５１は例えば第９図に示すように、発光ダ
イオードチツプ９１とフオトダイオードチツプ９
２とを同一ステム９３上に並置し、エポキシコー
ト９４で両者を覆つてなる一体型半導体投受光素
子９として構成することができる。このような一
体型半導体投受光素子９を用いれば、第１１図に
示すように制御器１から光を投射して反射増巾器
５より再び制御器１に光を入射させる場合の往復
の光路を同一光路とすることができ、光学系を１
系統とすることができる。

なおこのような一体型のものを用いない場合に
は、第１０図に示すように往復の光路をそれぞれ
別の２つの光学系で構成する必要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例のブロツク図、第２図は第１図
の各点における波形を示す波形図、第３図および
第５図は本発明の第１、第２の実施例を示すブロ
ツク図、第４図および第６図はそれぞれ第３図お
よび第５図の各点における波形を示す波形図、第
７図は第５図の反転増巾回路６０を具体的に示す
回路図、第８図は第７図の動作を説明するための
波形図、第９図は一体型半導体投受光素子の例を
示すもので、第９図Ａは正面図、第９図Ｂは側面
図、第１０図及び第１１図は光路を示すための概
略図である。 １……制御器、５……反射増巾器、９……一体
型半導体投受光素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 発振器とこの発振出力に応じて投光する投光
   器と受光器と前記発振出力に応じて受光信号にゲ
   ートをかけるゲート回路を含む受光信号処理回路
   とからなる制御器と、前記制御器から発せられた
   光を受光する受光器とこの受光器の受光信号に応
   じて前記制御器に向けて投光する投光器とを有す
   る反射増巾器とを間隔をおいて対向配置し、前記
   制御器と反射増巾器との間の光路が物体によつて
   遮られたことにより検出動作を行なう光電スイツ
   チにおいて、前記反射増巾器は前記受光信号を前
   記受光信号の立ち上がりまたは立ち下がりをトリ
   ガーとして前記受光信号の立ち下がりよりも遅く
   立ち上がり前記受光信号の次の受光信号の立ち上
   がりよりも早く立ち下がるように遅延させる第１
   の遅延回路を受光器と投光器の間に接続して、前
   記第１の遅延回路の出力により制御器からの投光
   タイミングと異なるタイミングで投光し、前記制
   御器の前記受光信号処理回路にも前記第１の遅延
   回路と同期をとつて遅延させる第２の遅延回路を
   前記発振器と受光信号処理回路の間に接続したこ
   とを特徴とする光電スイツチ。