JPH03129919A - 光電スイッチの自己診断回路 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は光電スイッチの自己診断回路に関する。

（ロ）従来の技術 一般に光電スイッチは、第６図に示すように、受光素子
１で受光し、光を電気信号に変換して増幅器２で増幅し
、その出力がシュミット回路３に入力され、入力された
信号が所定の入光レベルを越えると、このシュミット回
路３が出力増幅器４を経てスイッチング信号を出力する
。この種の光電スイッチでは入力信号が入光レベルを越
えているが、所定の安定レベルを越えない場合に動作不
安定や誤動作を防ぐために、入力が所定の範囲内にある
場合にのみ出力を出すコンパレータ（比較器）５と、そ
の出力をゲート６を介して所定の遅延時間をおいて出力
するタイマ７を備えた自己診断回路を備えている。この
自己診断回路では検出物体がゆっくり移動している場合
に、遮光状態→入光状態、または入光状態→遮光状態へ
移行する時間が長く、しばらく不安定状態となる。この
間に誤って自己診断出力が出るのを防ぐ目的で時定数の
大きな積分回路でタイマ７を構成している。

従来の他の自己診断回路を第７図に示している。

この自己診断回路では、増幅器１２の出力を物体検出用
の比較回路１３とレベルダウン検出用の比較回路１４に
加え、比較回路１３の出力は微分回路１５で微分されて
Ｒ３−ＦＦ１７のセット入力端Ｓに加えられ、比較回路
１４の出力は微分回路１６で微分されてＲ３−ＦＦ　ｌ
　７のリセット入力端Ｒに加えられる。Ｒ３−ＦＦ１７
のＱ出力は、Ｄ−ＦＦ１８の入力端りへ加えられ、比較
回路１３の出力がインパーク２０で反転されてＤ−ＦＦ
１８の入力端ＣＰに加えられる。この自己診断回路では
、入力信号が入光レベルを越えると比較回路１３の出力
がハイとなり、応じて微分回路１５がインパルスを出力
し、Ｒ３−ＦＦ　１７をセットする。入力が正常な場合
は、入力信月はその後すぐに安定レベルをも越える。こ
れにより比較回路】４の出力がハイとなり、微分回路１
６がインパルスを出力し、Ｒ３−ＦＦ１７をリセットす
る。

そのため、やがて入力信号が入光レベルより低くなり、
比較回路１３の出力がローとなり、インバータ２０の出
力がハイに立ち上がってＤ−ＦＦ１８にＲ３−ＦＦ１７
のＱ出力が読み込まれる時点ではＲ３−ＦＦ　１７のＱ
出力がローであり、従ってＤ−ＦＦ１８は自己診断信号
（警報信号）を出力しない。しかし、入力信号がレベル
ダウンしており、入力信号が入光レベルを越えた後、安
定レベルを越えないまま、やがて入光レベルよりも低く
なると、Ｒ３−ＦＦ　１７は微分回路１５の出力でセッ
トされたままリセットされないで、Ｑ出力はハイのまま
である。そのため、入力信号が入光レベルより低くなり
、比較回路１３の出力がハイからローに落ちるとその時
点でＤ−ＦＦ１８はＲ３・ＦＦＬ７のＱ出力のハイを読
み込み、警報回路１９にハイの警報信号を出力する。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記した従来の自己診断回路のうち、前者の回路は、検
出物体がゆっくり移動する場合に誤った自己診断出力が
出るのを防止するためにタイマの時定数を大きくしてい
る。しかし、反射型光電スイッチであって、高速で移動
する小さな検出物体を検知している場合には、逆に不安
定状態（レベルダウン）であっても、自己診断出力が出
ないという問題がある。

一方、後者の回路は、上記の問題は解決されているが、
第８図に示すようにノイズが重畳した受光信号が、安定
入光レベルから遮光レベルに移行する際に、信号ａで示
すように一度人光レベルを下回った後に再度ノイズｂに
よって入光レベルを越えると、このノイズｂによってＲ
３−ＦＦ　１７はセントされ、その後リセットされない
ので、Ｄ・ＦＦ１Ｂより誤った警報信号が出力されると
いう問題がある。

この発明は、上記問題点に着目してなされたものであっ
て、外来ノイズの影響を受けにくく、また高速で移動す
る微小物体を反射型で検知している場合にも動作する光
電スイッチの自己診断回路を提供することを目的として
いる。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用この発明の光
電スイッチの自己診断回路は、受光素子の受光信号が所
定の第１レベルを越えると信号を出力する第１回路と、
前記受光素子の受光信号が前記第１レベルより大きい所
定の第２レベルを越えると信号を出力する第２回路と、
前記第１回路の出力で駆動されてパルスを計数し、前記
第２回路の出力でリセットされ、計数値が所定値に達す
ると、自己診断信号を出力する計数手段とから構成され
ている。

この自己診断回路では、受光信号が第１レベル（入光レ
ベル）を越えていると、第１回路より、出力され、この
出力に応答して計数手段がパルスを計数する。受光信号
のレベルが十分にあり、第２レベル（安定入光レベル）
を越えていると、第１回路のみならず、第２回路も出力
を出し、この出力によって計数手段がリセットされる。

そのため計数手段はカウントアツプまでにいたらず、自
己診断信号を出力しない。

もし、受光信号がレベルダウンすると、第１レベルを越
え、計数手段はパルス計数を行う。しかしレベルダウン
のため、第２のレベルを越えないので、計数手段はリセ
ットされず、そのままパルスの計数を続ける。そして所
定の計数値に達すると、つまりカウントアツプすると自
己診断信号を出力する。

（ホ）実施例 以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

〈実施例１〉 第１図は、この発明の一実施例を示す光電スイッチの自
己診断回路の回路図である。同図において、電源■。と
ＧＮＤ間に抵抗２５．２６．２７の直列回路が接続され
ている。抵抗２６と抵抗２７の接続点が比較器２３の入
力の一端に接続され、基準電圧（入光レベル）■１が加
えられている。抵抗２５と抵抗２６の接続点が比較器２
４の入力の一端に接続され、基準電圧（安定入光レベル
）　Ｖｌ　　（Ｖｌ　＞Ｖｌ　）が加えられている。

受光素子２１は入力されたパルス光信号を受光電流に変
換し、さらに電流／電圧変換器２２で電圧信号に変換し
て、受光信号（電圧）を比較器２３．２４の入力の他端
に加えている。比較器２３は受光信号と基準電圧■１を
比較し、受光信号の方が大なる場合に“ハイ”信号を出
力する。このハイ°゛信号は計数器２８に入力され計数
される。

また比較器２３の“ハイ“信号は制御出力信号として導
出される。比較器２４は受光信号と基準電圧■２を比較
し、受光信号の方が大なる場合にハイ゛信号を出力する
。この゛°ハイ゛信号を計測器２８のりセント端子に人
力され、計数器２８の計数値をリセットする。計数器２
８は計数値が８となると、カウントアツプし、自己診断
信号（警報信号）を出力する。

次に、第２図に示す波形図を参照して上記実施例自己診
断回路の動作について説明する。なお第２図において、
Ａは電流／電圧変換器２２の出力すなわち受光信号の、
Ｂは比較器２３の出力の、Ｃは比較器２４の出力の、Ｄ
は計数器２８の出力の波形をそれぞれ示している。

先ず、受光信号が十分なレベルである場合について説明
する。受光信号Ａが入光レベル■１を越えない場合は、
比較器２３．２４の信号Ｂ、Ｃとも出力されない。やが
て、受光信号Ａが入光レベルｖＩを越えると応じて比較
器２３も、信号Ｂを出力し、この信号Ｂが計数器２８で
計数される。

第２図のＡ１の波形例では入光レベル■１を越えた受光
借間パルスが２個なので、計数器２８の計数値が２とな
る。次に受光信号が安定受光レベルＶ２を越えると、比
較器２３．２４とも出力Ｂ、Ｃを出力し、計数器２８に
計数パルスが人力されるが、その都度、信号Ｃによって
リセットされるので計数器２日は歩進されない。やがて
受光信号が安定入光レベル■２より低くなると、再度比
較器２３からのパルスが計数器２８に加えられるのみな
ので、計数器２８は計数歩進する。しかし、受光信号が
すぐに入光レベル■１よりも下回ると比較器２３の出力
も出なくなり、計数器２８の計数値は８以上とならず、
自己診断信号りが出力されない。

なお、第２図のＡ、に示すように受光信号が安定入力レ
ベル■２からパルスａで示すように、大光レベル以下と
なり、さらにパルスｂに示すようにノイズで入光レベル
■１を越えても、わずかＩの計数が計数器２８になされ
るのみなので、直ちに自己診断信号りが出力されること
はない。

次に、受光信号がレベルダウンした場合について説明す
る。第２図のＡｚ　、Ａ３に示す受光信号が入力される
場合を想定すると、受光信号が安定受光レベル■２を越
えた状態から、レベル■２よりも小さく、入光レベル■
、を越えたパルスＣになると、計数器２８は１を計数し
、リセ、ンｉ・がかからず、さらに次のパルスｄで２を
計数し、なおリセットされない。さらに次のＡ３の受光
借間でパルスｅから計数器２８が計数し、６発目の７＜
）レスｆで８を計数する。この間受光信号は安定受光レ
ベルを越えないので、比較器２４は出力Ｃを出さず、し
たがって計数器２８はリセ・ノ）・されない。

８発のパルス計数で計数器２８はカウントア・ンプし、
自己診断信号（警報信号）Ｄを出力する。

例えば反射型光電スイッチで検出物体が小さく、しかも
高速で通過し、入光時間が短い場合でも、計数器２８が
リセットされない限り、次の大光時間に合算して計数が
進行するのでカウントア・ンプが終了すると警報信号が
出力される。例えば第３図に示すようにＡ、からレベル
ダウンすると、Ａｔでの１発、Ａ３での４発、Ａ４での
３発で計数器２８がカウントアツプし、警報信号りが出
力される。

〈実施例２〉 第４図は、この発明の他の実施例を示す光電スイッチの
自己診断回路の回路図である。この実施例回路において
第１図の回路と同一番号を付したものは同一のものを示
している。第１図の実施例回路と相違するのは比較器２
３の出力と計数器２８の入力間に信号引き延ばし回路２
９を設けたことである。信号引き延ばし回路２９として
具体的には例えばシフトレジスタや、積分器＋比較器が
使用される。この実施例自己診断回路は、第１図の回路
では、検出物体の移動が極めて遅いか、不安定入光（受
光信号が■１と■２の間）の位置で停止している場合に
誤って警ｔａ信号を出力するおそれがあるのを解消する
ために、信号引き延ばし回路２９を設けたものである。

この信号引き延ばし回路２９は比較器２３から出力され
るパルスに応答し、遮光→入光→遮光という一連の動作
１回につきｌ個のパルスを出力するように波形整形して
、その出力により計数器２８を駆動するようになってい
る。

次に、第５図に示す波形図を参照して、この実施例自己
診断回路の動作について説明する。なお第５図において
、Ｅは電流／電圧変換器２２の出力、すなわち受光信号
の、Ｆは比較器２３の出力の、Ｇは信号引き延ばし回路
２９の出力の、■］は比較器２４の出力の、１は計数器
２８の出力の波形をそれぞれ示している。

第５図のＩＥ＋に示すように、受光（Ｌｌ　”’ｊ’　
Ｅが安定受光レベルＶ２を越える場合は、第１図の回路
と同様に受光信号が人力される毎に比較器２３に出力Ｆ
が出力され、また比較器２４に出力Ｉ（が出され、これ
により計数器２８はりセットされ、したがって計数器２
８より警報信号Ｉが出力されない。

なお信号引き延ばし回路２９は例えば４ピントのシフト
レジスタであるとすると、比較器２３の４連続パルス（
４ビツト）の出力で、出力Ｇを゛ハイ゛にし、４ビツト
がすべて°“０゛で出力Ｇをローにする。つまり、遮光
−入光−遮光の各Ｅ５、Ｅｚ　、Ｅ３　、・・・毎に１
個のパルスＧを出力する。

計数器２８は、ＥｌにおけるパルスＧの立ち上がりで１
を計数するが、また比較器２４の出力Ｈでリセットされ
る。しかし、受光信号がレベルダウンする巳２以降を想
定すると、計数器２８は比較器２４の出力＋（でリセッ
トされないので、Ｅ２に対応するパルスＧで１を計数し
、以後Ｅ２、Ｅ４、Ｅ、に対応してパルスＧを計数し、
計数器２８は、計数値４（この実施例では計数器２８を
計数値４でカウントアツプするように設定しである。）
でカウントアンプし、警報信号【を出力する。

この自己診断回路では、検出物体の移動速度が遅く、た
とえ遮光−人光一遮光の１サイクルの中で、安定入光レ
ベルＶ、を越えた後に不安定入光（ｖ２と■、の間の入
光）が連続しても計数器２８は、何ら歩進しないので、
警報信号■を出力しない。また、不安定入光状態で検出
物体が止まっても、同様に計数器２８は何ら計数されな
いので、やはり警報信号Ｉを出力するおそれがない。

（へ）発明の効果 この発明によれば、受光素子の受光信号が所定の第１レ
ベルを越えると信号を出力する第１回路と、前記受光素
子の受光信号が前記第１レベルより大きい所定の第２レ
ベルを越えると信号を出力する第２回路と、前記第１回
路の出力で駆動されてパルスを計数し、前記第２回路の
出力でリセットされ、計数値が所定値に達すると、自己
診断信号を出力する計数手段とを備え、受光信号レベル
が第１レベルと第２レベルの間にある期間、計数手段で
所定値が計数されると自己診断信号を出力するものであ
るから、反射型光電スイッチでも確実に受光レベルの低
下を検出でき、またノイズによって誤って自己診断信号
が出力されるのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す光電スイッチの自
己診断回路の回路図、第２図は、同自己診断回路の動作
を説明するための各部波形図、第３図は、同自己診断回
路において高速で移動する検出物を検知する場合の動作
を説明するための各部波形図、第４図は、この発明の他
の実施例を示す光電スイッチの自己診断回路の回路図、
第５図は、同自己診断回路の動作を説明するための各部
波形図、第６図、第７図は、従来の光電スイッチの自己
診断回路を示す回路図、第８図は、第７図の自己診断回
路の問題点を説明するための波形圓である。 ２１：受光素子、　　２３・２４：比較器、２日：計数
器、 ２９：信号引き延ばし回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）受光素子の受光信号が所定の第１レベルを越える
   と信号を出力する第１回路と、前記受光素子の受光信号
   が前記第１レベルより大きい所定の第２レベルを越える
   と信号を出力する第２回路と、前記第１回路の出力で駆
   動されてパルスを計数し、前記第２回路の出力でリセッ
   トされ、計数値が所定値に達すると、自己診断信号を出
   力する計数手段とからなることを特徴とする光電スイッ
   チの自己診断回路。