KR19990069043A - 수발광소자를 이용한 광전센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수발광소자를 이용한 광전센서에 관한 것으로, 종래에는 발광부의 빔 폭에 의해 검출체의 크기가 결정되므로, 렌즈의 설계 및 제작이 어렵고, 소형물체의 감지가 어려운 문제점과; 검출체의 모서리에 의한 빛의 산란에 의해 수광부가 오동작하는 문제점과; 수광부 각각에 대해 증폭부, 비교부 등의 개별회로를 사용해야 하므로, 제조원가가 상승하는 문제점이 있었다. 이와같은 문제점을 감안한 본 발명은 수광부로부터 발광되는 빛에 의해 구동되어 다수의 발광다이오드를 통해 순차적으로 빛을 발광하는 발광부와; 다수의 수광기를 통해 상기 발광부의 발광다이오드로부터 빛을 각기 수신하여 증폭 및 비교를 통해 물체의 감지여부를 판단하는 수광부로 구성되는 수발광소자를 이용한 광전센서를 통해 빛의 산란에 의한 오동작을 방지할 수 있는 효과와 아울러 소형물체의 감지가 용이한 효과가 있다.

Description

수발광소자를 이용한 광전센서

본 발명은 수발광소자를 이용한 광전센서에 관한 것으로, 특히 프레스, 로봇등이 동작하는 장소에서 다수의 수발광기로 구성된 광전스위치에 의해 물체 또는 사람을 쉽게 감지하기에 적당하도록 한 수발광소자를 이용한 광전센서에 관한 것이다.

일반적으로, 다수의 수발광소자를 이용한 광전스위치는 비접촉식 검출용센서로 공장자동화, 조립기계등에 폭넓게 사용되고 있으며, 이와같은 종래 수발광소자를 이용한 광전센서를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 종래 수발광소자를 이용한 광전센서의 일 실시 블록구성도로서, 이에 도시한 바와같이 전기적신호를 변조하는 변조부(1)와; 그 변조부(1)의 출력을 이용하여 빛을 발생시키는 다수의 발광부(21∼2n)와; 그 발광부(21∼2n)로부터 발생되는 빛을 수광하는 수광부(31∼3n)와; 그 수광부(31∼3n)의 출력을 각기 증폭하는 증폭부(41∼4n)와; 그 증폭부(41∼4n)의 출력을 기준신호와 각기 비교하는 비교부(51∼5n)와; 그 비교부(51∼5n)의 출력을 각기 이용하여 일정시간동안 펄스를 발생시키는 원쇼트부(61∼6n)와; 그 원쇼트부(61∼6n)의 출력펄스를 각기 적분하는 적분부(71∼7n)와; 그 적분부(71∼7n) 각각의 적분신호가 일정레벨 이상이면 출력신호를 발생시키는 출력회로부(81∼8n)와; 그 출력회로부(81∼8n)의 출력을 입력받아 오아조합하여 출력하는 오아조합부(9)로 구성되며, 미설명부호 '10'은 빛을 차단함에 따라 감지되는 검출체이다. 이하, 상기한 바와같은 종래 장치의 동작을 설명한다.

다수의 발광부(21∼2n)로부터 나오는 빛을 수광부(31∼3n)가 각기 수광하고, 각각의 증폭부(41∼4n)가 수광부(31∼3n)의 빛을 증폭하면, 비교부(51∼5n)가 기준신호와 증폭부(41∼4n)의 출력을 각기 입력받아 비교출력한다.

이때, 원쇼트부(61∼6n)에서는 증폭부(41∼4n)의 출력레벨에 따른 출력펄스를 출력하고, 적분부(71∼7n)가 그 출력펄스를 적분하여 일정한 레벨 이상이면 출력회로부(81∼8n)를 통해 출력신호가 고전위로 출력되며, 이 고전위의 출력신호는 오아조합부(9)에서 오아조합되어 출력된다.

먼저, 발광부(21∼2n)와 수광부(31∼3n)의 사이에 검출체(10)가 유입되지 않았을때는 증폭부(41∼4n)의 출력신호와 기준신호를 입력받아 비교출력하는 비교부(51∼5n)의 출력레벨이 소정레벨 이하를 유지하게 되어, 원쇼트부(61∼6n)의 출력펄스를 적분하는 적분부(71∼7n)의 출력 또한 소정레벨 이하를 유지하므로, 출력회로부(81∼8n) 및 각 출력회로부(81∼8n)의 출력을 오아조합하는 오아조합부(9)를 통한 출력신호는 저전위로 출력된다.

그리고, 발광부(21∼2n)와 수광부(31∼3n)의 사이에 검출체(10)가 유입되면, 검출체(10)로 인해 발광부(21∼2n)에서 수광부(31∼3n)로 유입되는 빛이 차단되어 수광부(31∼3n)의 출력을 증폭하는 증폭부(41∼4n)의 출력레벨이 변화한다. 이에 따라 증폭부(41∼4n)의 출력신호와 기준신호를 비교출력하는 비교부(51∼5n)의 출력이 소정레벨 이상이 되어, 원쇼트부(61∼6n)의 출력을 적분하는 적분부(71∼7n)의 출력 또한 소정레벨 이상이 되므로, 출력회로부(81∼8n) 및 각 출력회로부(81∼8n)의 출력을 오아조합하는 오아조합부(9)를 통한 출력신호는 고전위로 출력된다.

그러나, 상기한 바와같은 종래의 수발광소자를 이용한 광전센서는 발광부의 빔 폭에 의해 검출체의 크기가 결정되므로, 렌즈의 설계 및 제작이 어렵고, 소형물체의 감지가 어려운 문제점과; 검출체의 모서리에 의한 빛의 산란에 의해 수광부가 오동작하는 문제점과; 수광부 각각에 대해 증폭부, 비교부 등의 개별회로를 사용해야 하므로, 제조원가가 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 검출체의 크기에 관계없이 빛의 산란에 의한 오동작을 방지함과 아울러 회로를 단순화할 수 있는 수발광소자를 이용한 광전센서를 제공하는데 있다.

도1은 종래 수발광소자를 이용한 광전센서의 일 실시 블록구성도.

도2는 본 발명의 일 실시예를 보인 블록구성도.

도3은 도2에 있어서, 입출력 파형도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

100:발광부 101,211∼214:수광기

102,203:증폭부 103,204:비교부

104:원쇼트부 105,207:마이크로컴퓨터

111∼114,205:발광다이오드 구동부 121∼124,201:발광다이오드

200:수광부 202:입력선택부

206:출력부

상기한 바와같은 본 발명의 목적은 수광부로부터 발광되는 빛에 의해 구동되어 다수의 발광다이오드를 통해 순차적으로 빛을 발광하는 발광부와; 다수의 수광기를 통해 상기 발광부의 발광다이오드로부터 빛을 각기 수신하여 증폭 및 비교를 통해 물체의 감지여부를 판단하는 수광부로 구성함으로써 달성되는 것으로, 본 발명에 의한 수발광소자를 이용한 광전센서를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명의 일 실시예를 보인 블록구성도로서, 이에 도시한 바와같이 수광부(200)의 발광다이오드(201)로부터 발광되는 빛에 의해 구동되어 다수의 발광다이오드(121∼124)를 통해 순차적으로 빛을 발광하는 발광부(100)와; 다수의 수광기(211∼214)를 통해 발광부(100)의 발광다이오드(121∼124)로부터 빛을 각기 수광하여 증폭 및 비교를 통해 물체의 감지여부를 판단하는 수광부(200)로 구성된다.

이때, 상기 발광부(100)는 수광부(200)의 발광다이오드(201)로부터 발광되는 빛을 수광하는 수광기(101)와; 그 수광기(101)의 출력을 증폭하는 증폭부(102)와; 그 증폭부(102)의 출력을 기준신호와 비교출력하는 비교부(103)와; 그 비교부(103)의 출력에 따라 일정시간당 펄스를 발생시키는 원쇼트부(104)와; 그 원쇼트부(104)의 출력펄스로 구동되어 순차적으로 발광다이오드 구동부(111∼114)에 펄스를 출력하는 마이크로컴퓨터(105)와; 각 발광다이오드 구동부(111∼114)로부터 출력되는 펄스에 따라 각각 빛을 발광하는 발광다이오드(121∼124)로 구성된다.

그리고, 상기 수광부(200)는 발광부(100)의 발광다이오드(121∼124)로부터 발광되는 빛을 각기 수광하는 수광기(211∼214)와; 각 수광기(211∼214)의 출력을 입력받아 순차적으로 출력하는 입력선택부(202)와; 그 입력선택부(202)의 출력을 입력받아 증폭하는 증폭부(203)와; 그 증폭부(203)의 출력을 입력받아 기준신호와 비교출력하는 비교부(204)와; 수광부(200)의 각 부를 제어하고, 발광다이오드 구동부(205)에 신호를 출력하여 발광다이오드(201)를 구동함과 아울러 비교부(204)의 출력을 카운트함으로써, 물체의 감지여부를 판단하여 출력부(206)를 통해 출력하는 마이크로컴퓨터(207)로 구성된다. 이하, 상기한 바와같은 본 발명의 일 실시예에 대한 동작을 입출력파형도인 도3을 참조하여 설명한다.

먼저, 수광부(200)의 마이크로컴퓨터(207)로부터 도3a와 같은 신호가 출력되어 발광다이오드 구동부(205)를 통해 발광다이오드(201)가 도3b와 같은 신호를 출력하면, 발광부(100)의 수광기(101)가 도3c와 같이 수광하여 증폭부(102)를 통해 도3d와 같이 증폭한 후, 비교부(103)를 통해 기준신호와 비교하여 도3e와 같이 출력펄스를 발생시킨다. 이 비교부(103)의 펄스에 구동되어 원쇼트부(104)가 도3f와 같이 일정시간당 펄스를 발생시켜 마이크로컴퓨터(105)의 구동상태를 유지한다.

이 상태에서 마이크로컴퓨터(105)는 도3g∼도3j와 같이 일정한 간격으로 순차적인 펄스를 발광다이오드 구동부(111∼114)에 출력하여 순차적으로 발광다이오드(121∼124)로부터 빛이 방출된다.

이와같이 순차적으로 방출된 빛은 수광부(100)의 수광기(211∼214)를 통해 도3k∼도3n과 같이 각각 수광되어 입력선택부(202)에 입력된 후, 도3o와 같이 순차적으로 출력된다. 이 입력선택부(202)의 출력을 증폭부(203)가 도3p와 같이 증폭한 후, 비교부(204)가 기준신호와 비교하여 도3q와 같이 출력펄스를 발생시킨다. 이 출력펄스를 마이크로컴퓨터(207)가 카운트하여 물체를 감지여부를 판단한다. 즉, 비교부(204)에서 입력되는 펄스를 각 수광기(211∼214)에 대응하는 내부 할당주소에 저장한 후, 그 저장되는 펄스의 수와 미리 설정된 값을 비교하여 일정수의 펄스가 연속하여 입력되면 출력부(206)를 통해 출력신호를 발생시킨다.

상기한 바와같은 본 발명에 의한 수발광소자를 이용한 광전센서는 빛의 산란에 의한 오동작을 방지할 수 있는 효과와 아울러 소형물체의 감지가 용이한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 수광부로부터 발광되는 빛에 의해 구동되어 다수의 발광다이오드를 통해 순차적으로 빛을 발광하는 발광부와; 다수의 수광기를 통해 상기 발광부의 발광다이오드로부터 빛을 각기 수신하여 증폭 및 비교를 통해 물체의 감지여부를 판단하는 수광부로 구성된 것을 특징으로 하는 수발광소자를 이용한 광전센서.
2. 제 1항에 있어서, 상기 발광부는 수광부로부터 발광되는 빛을 수광하는 제11수광기와; 상기 제11수광기의 출력을 증폭하는 제1증폭부와; 상기 제1증폭부의 출력을 기준신호와 비교출력하는 제1비교부와; 상기 제1비교부의 출력에 따라 일정시간당 펄스를 발생시키는 원쇼트부와; 상기 원쇼트부의 출력펄스로 구동되어 순차적으로 제1∼제n발광다이오드 구동부에 펄스를 출력하는 제1마이크로컴퓨터와; 각각의 제1∼제n발광다이오드 구동부로부터 출력되는 펄스에 따라 각각 빛을 발광하는 제1∼제n발광다이오드로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 수발광소자를 이용한 광전센서.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 수광부는 발광부의 제1∼제n발광다이오드로부터 발광되는 빛을 각기 수광하는 제1∼제n수광기와; 각각의 제1∼제n수광기의 출력을 입력받아 순차적으로 출력하는 입력선택부와; 상기 입력선택부의 출력을 입력받아 증폭하는 제2증폭부와; 상기 제2증폭부의 출력을 입력받아 기준신호와 비교출력하는 제2비교부와; 수광부의 각 부를 제어하고, 제11발광다이오드를 구동하여 상기 발광부의 제11수광기에 빛을 방출함과 아울러 제2비교부의 출력을 카운트함으로써, 물체의 감지여부를 판단하여 출력부를 통해 출력하는 제2마이크로컴퓨터로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 수발광소자를 이용한 광전센서.