JPH03181878A - 光電スイッチ - 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、投光素子から照射されたパルス光を受光素子
で検知するパルス変調方式の光電スイ。

チに関する。

［従来の技術〕 従来、パルス変調方式の光電スイッチ（以下、光電スイ
ッチと略称。）としては、例えばパルス変調した光を投
光素子から照射し、これを受光素子にて受光し、この受
光信号より電気的ノイズを除去するために積分回路によ
って積分した後、二値化回路に入力し前記積分出力値と
所定レベルとを比較することによってスイッチング出力
を得ているものがあった。

ここで前述した積分回路は、一般にコンデンサの充・放
電を利用した回路によって構成されるものがあり、時定
数が抵抗とコンデンサによって決定されるものであった
。

［発明が解決しようとする課Ｂ］ しかし、従来の光電スイッチは、前述した通りコンデン
サの充・放電を利用した積分回路が用いられているので
、抵抗・コンデンサ等の素子のばらつきによる動作時間
のばらつきがあり、更に受光信号の大きさの変化によっ
ても基準となる一定レベルに達する時間が異なるので、
スイッチングの信頼性に影響を及ぼすという難点があっ
た。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述した課題に基づいてなされたものであり
、その目的はコンデンサ等の素子を用いずに構成した積
分回路によって信頼性を向上するだけでなく、小型化に
も適した光電スイッチを提供することにある。

すなわち本発明の光電スイッチは、 所定周波数の送信パルス信号を出力する信号発生回路と
、 前記送信パルス信号によって駆動される投光素子と、 この投光素子から発せられた光を受光する受光素子と、 この受光素子からの受光パルス信号を、前記送信パルス
信号に同期した同期パルスでラッチし、受光パルスの有
無を検知するラッチ回路と、受光パルスをあったことを
カウントする第１のカウンタと受光パルスがなかったこ
とを第２のカウンタとから構成されるカウンタ回路と、
前記ラッチ回路の検出信号に受光パルスがあった時には
前記第２のカウンタをリセットし前記第１のカウンタに
同期パルスを送り、また受光パルスがなかった時には前
記第１のカウンタをリセット前記第２のカウンタに同期
パルスに基づく信号を送るカウンタ制御回路とから構成
される。

［作用］ 本発明では、ラッチ回路でラッチした受光パルスの有無
の結果に応じて、受光パルスがあった時には、受光パル
スがあったことをカウントする第１のカウンタに同期パ
ルスを送る一方で受光パルスがなかったことをカウント
する第２のカウンタをリセットし、また受光パルスがな
かったときは、逆に第１のカウンタをリセットして第２
のカウンタに同期パルスを送るものであり、これによっ
て自己の発した信号を安定してデジタル的に検出するこ
とができる。

［実施例］ 以下、本発明の光電スイッチの一実施例を図面に基づき
説明する。

第１図は、本発明の光電スイッチの概要構成を説明する
ブロック図である。

信号発生装置１０１は、所定周波数の送信パルス信ｑ２
ａを発生して投光素子駆動回路１０２に出力し、またそ
の送信パルス信号２ａと同期した同期パルス２ｂをラッ
チ回路１０７に出力する。

投光素子駆動回路１０２は、送信パルス信号２ａを入力
し投光素子１０３を駆動できるレベルの信号にレベル変
換する。この投光素子駆動回路１’　０２の出力信号に
より投光素子１０３が駆動され光信号となって出力され
る。この光信号は、受光素子１０４によって受光され電
気信号に変換され、増幅器１０５によって所望のレベル
まで増幅され、二値化回路１０６によって“ｌ　１１　
　　“Ｏ°′の二値化信号２ｄに変換されラッチ回路１
０７に入力される。このラッチ回路１０７では、この二
値化信号２ｄと前記同期パルス信号２ａと同期してラッ
チし、投光素子による光を受光していたら検出信号１ａ
を、また受光していなかったら検出信号ｌｂをカウンタ
制御回路１０８へ出力する。カウンタ制御回路１０ｇで
は、ラッチ回路の検出信号１ａが出力（受光状態）され
ていたら、第２のカウンタ１０９ｂヘリセツト信号Ｒ２
を出力してリセットして第１のカウンタ１０９ａへ同期
パルス２ｂの遅延信号２ｃを出力し、検出信号１ｂが出
力（受光していない状態）されていたら第１のカウンタ
１０９ａヘリセツト信号Ｒ１を出力してリセットし更に
第２のカウンタに遅延信号２Ｃを出力する。カウンタ回
路１０９は、前記第１のカウン夕が所定回数カウントし
たら入光したと判断して入光した旨の出力１ｇを出力し
、また前記第２のカウンタにおいても同様に所定回数カ
ウントしたら入光していない状態（以下、遮光と称する
。）と判断し遮光した旨の出力１ｇを出力する。出力回
路１１０では、所望の外部出力信号にレベル変換して出
力する。

第２図は、本発明の光電スイッチにおいて、ラッチ回路
１０７、カウンタ制御回路１０８、カウンタ回路１０９
の具体的な回路図の一例を示す。

また第３図は、第２図に示した回路における各信号のタ
イミングチャート図である。

第２図において、ラッチ回路１０７は、Ｄフリップフロ
ップ１０７く以下、Ｄ−Ｆ／Ｆと称する。

）より構成される。このＤ−Ｆ／Ｆ　１０７は、Ｄ端子
より二値化信号２ｄを入力し、またクロック端子より入
力した同期パルス信号２ｂ（送信パルス信号２ａと同期
）の立ち上がりエツジによって、正論理出力端子Ｑ及び
負論理出力端子Ｑより検出信号１ａ及び検出信号１ｂを
出力する。（第３図参照。）第３図かられかる通り、検
出信号１ａ及び検出信号１ｂは、二値化信号２ｄに含ま
れるノイズ信号Ａ１　例えば光信号２ａのタイミングと
異なる他の光電スイッチからの光や回路内で発生するノ
イズは除去された信号となる。ここで検出信号１ａがＩ
ＩＨＩＩの時に受光したことを示し、検出信号１ｂがＩ
Ｉ　ＨＩＩの時に受光していないことを示すものとする
。このＤ−Ｆ／Ｆ　１０７より出力された検出信号１ａ
及び１ｂは、カウンタ制御回路１０８へ伝達される。

カウンタ制御回路１０８は、ＡＮＤゲート１０２ａ、１
０２ｂ及び遅延回路１０８Ｃから構成される。まず、遅
延回路１０８Ｃは、同期パルス信号２ｂを入力し、その
同期パルス信号２ｂを遅延した遅延信号２ｃを出力する
。なお、この遅延回路は１０８ｃは、カウンタ制御回路
１０８内に構成するものではなく、例えば信号発生回路
内に設けて遅延信号２ｃを発生させることができ、適宜
設計変更することができる。また遅延信号２ｃは、前記
同期パルス２ｂを反転した信号でもよい。

また、ＡＮＤゲート１０２ａには、検出信号工ａ及び遅
延信号２ｃが入力され、その出力１ｃが第１のカウンタ
１０９ｂのクロック端子へ伝達される。同様にＡＮＤゲ
ート１ｏ２ｂは、検出信号ｉｔ）及び遅延信号２ｃが入
力され、その出力１ｄが第２のカウンタ１０９ａのクロ
ック端子へ伝達しである。

更にカウンタ制御回路１０８は、入力した検出信号１ａ
、１ｂを別に分岐して、検出信号１ａを第２のカウンタ
１０９ａのリセット端子に伝達し、また検出信号ｉｂを
第１のカウンタ１０９ａのリセット端子に伝達する構成
をとり、検出信号１ａ。

１ｂを直接リセット信号Ｒ１、Ｒ２としている。

カウンタ回路１０９は、第１のカウンタ１０９ａと第２
のカウンタ１０９ｂとＲ／Ｓフリップフロップ１０９ｃ
とから構成される。ここでは例えば第１．２のカウンタ
を３進カウンタとする。第１のカウンタ１０９ａは、出
力１ｃを入力して、そのパルス即ち受光した回数をカウ
ントし、３回になったらリップルキャリ一端子（以下、
ＲＣ端子と称する。）よりリップル手中リー出力ｌｅ（
以下、ＲＣ出力と称する。）出力するが、途中でリセッ
ト端子よりリセット信号が入力されたら、それまでのカ
ウント数をクリアーする。なお、第２のカウンタ１０９
ｂにおいても同様に、出力１ｄを入力して、そのパルス
即ち受光していない回数をカウントし、３回になったら
ＲＣ端子よりＲＣ出力１ｆを出力するが、同様に途中で
リセット端子よりリセット信号が入力されたら、それま
でのカウント数をクリアーする。Ｒ／Ｓフリップフロッ
プ１０９ｃは、第１．　２のカウンタｌ　Ｏ９ａ。

１０９ｂのＲＣ出力に応じて、第３図に示す出力信号１
ｇを外部回路に出力する。

次に、第２図に示した回路の動作を説明する。

いま、同期パルス２ｂの立ち上がり時に受光信号があっ
たとすると（ここでは二値化信号２ｄがＨとなるとする
）、検出信号１ａはｎＨ＋＋　　検出信号１ｂはＬ　１
１　となる。

従って、ＡＮＤゲート１０８ａは開き、ＡＮＤゲート１
ｏ８ｂは閉じるので、ＡＮＤゲート１゜８ａの出力は、
遅延信号パルス２Ｃが出力され第１のカウンタ１０９ａ
のクロック端子に入力され、ＡＮＤゲート１０８ｂの出
力は、Ｌ′″が出力され第２のカウンタ１０９ｂのクロ
ック端子に入力される。

この時、第１のカウンタ１０９ａのリセント端子には、
ＩＩ　Ｌ”が入力されているため、このカウンタはイネ
ーブル状態にあり遅延信号パルス２Ｃの立ち上がりエツ
ジによってカウントアツプされる。そして、カウント数
が３となった時、ＲＣ出力１ｅが出力される。

ところが、カウントが３となる前に受光信号が無くなる
（二値化信号２ｄが”Ｌ″）とＤ−Ｆ／Ｆ１０７の検出
信号１ａはＩＩＬＩ＋となり、ＡＮＤゲート１０８ａが
閉じるとともに、Ｄ−Ｆ／Ｆ１０７の検出信号１ｂは＋
＋　Ｈ”となるため、第１のカウンタ１０９ａはリセッ
トされる。従って、第１のカウンタ１０９ａのＲＣ出力
１ｅは、同期パルス２ｂと同期して３パルス以上連続し
た受光信号がなければ出力されない。全く同様にして、
第２のカウンタ１０９ｂのＲＣ出力ｉｆは、同期パルス
２ｂと同期して３パルス以上連続して受光信号がないこ
とを検知しなければ出力されない。

そして、これらのＲＣ信号１ｅ％１ｆはＲ／Ｓフリップ
フロップ１０９ｃに入力され、各々の信号が検出される
ごとに反転する出力信号１ｇを得る。従って、この出力
信号１ｇは、同期パルス２ｂに同期して検出される受光
信号が有ることを３パルス以上連続して検出された時″
′Ｈ°°となり、次に同期パルス２ｂに同期して検出さ
れる受光信号が無いことを３パルス以上連続して検出さ
れるまで、この状態を保持し、受光信号が無いことを３
パルス以上連続して検出した時はじめて″”Ｌ　ｕに反
転する。従って、同期信号２ｂに同期したノイズ信号が
検出されても、これが数パルス（ここでは３パルス）連
続して検出されることは稀であり、自己の発した信号を
安定して検出することが出来る。

［効果］ 以上説明したように、本回路を用いればＣ−Ｒを用いる
ことなくノイズ除去が行え、しかもデジタル的に検出し
ているため素子のばらつきによる応答時間の変動をおさ
えることができ、更に全てをロジック回路で構成するこ
とが出来るため、■Ｃ化等の小型化が容易に行えるとい
う優れた特徴を有し、小型で信頼性の高い光電スイッチ
を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光電スイッチの一実施例の回路のブロ
ック図、第２図はこの実施例の具体的な回路図、第３図
は各信号のタイミングチャートである。 １０１・・・信号発生回路、 １０２・・・投光素子駆動回路 １０３・・・投光素子 １０４・・・受光素子 １０５・・・増幅回路 １０６・・・二値化回路 １０７・・・ラッチ回路 １０８・・・カウンタ制御回路 １０８ａ、１０８ｂ−−−ＡＮＤゲート１０８Ｃ・・・
遅延回路 １０９・・・カウント回路 １０９ａ・・・第１のカウンタ回路 １０９ｂ・・・第２のカウンタ回路 １１０・・・出力回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定周波数の送信パルス信号を出力する信号発生
   回路と、 前記送信パルス信号によって駆動される投光素子と、 この投光素子から発せられた光を受光する受光素子と、 この受光素子からの受光パルス信号を、前記送信パルス
   信号に同期した同期パルスによってラッチし、受光パル
   スの有無を検知するラッチ回路と、受光パルスがあった
   ことをカウントする第１のカウンタと受光パルスがなか
   ったことをカウントする第２のカウンタとから構成され
   るカウンタ回路と、 前記ラッチ回路の検出信号に受光パルスがあった時には
   前記第２のカウンタをリセットし前記第１のカウンタに
   同期パルスを送り、また受光パルスがなかった時には前
   記第１のカウンタをリセット前記第２のカウンタに同期
   パルスに基づく信号を送るカウンタ制御回路とから構成
   されることを特徴とする光電スイッチ。