JPH04363910A - 光電スイツチおよび光電スイツチシステム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光を投射し、その反射
光の有無を検出することにより、物体の有無を判定する
光電スイツチおよび前記光電スイツチが順次配列されて
なる光電スイツチシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】コンベアラインなどで移動してくる物体
の有無を検出する手段として光電スイツチが知られてい
る。これは物体の移送経路に光を投射し、移動してきた
物体からの反射光の有無を検出することにより、物体の
有無を判定するものである。こうした光電スイツチにお
いては、消費電力の低減や相互干渉の防止などのために
、投射光をパルス状にして間欠的に投光するようにして
いる（以下、この投射光をセンシング光という）。通常
、物体の有無の検出には複数の光電スイツチが用いられ
る。例えば、コンベアラインにおいて、横方向から投光
する光電スイツチ、下方から投光する光電スイツチ、上
方から投光する光電スイツチなど複数の光電スイツチが
１つの個所に設置され、物体をより正確に検知するよう
にしている。しかし、１つの個所に複数の光電スイツチ
を設置し、かつ、それぞれの光電スイツチが連続して投
光すると、各光電スイツチは自己以外の光電スイツチが
投射したセンシング光も受光して相互干渉を生じるおそ
れがある。このため、光電スイツチでは、投光のタイミ
ングが他の光電スイツチと重ならないように間欠的に投
光するとともに、自己の投光による反射光と他の光電ス
イツチの投光によつて受光される光（干渉光）とを区別
する手段が設けられている。

【０００３】図８は従来の基本的な光電スイツチの構成
の一例を示すブロツク図であつて、１は周期性パルス発
生回路、２は投光部、３は受光部、４はゲート回路、５
は積分回路、６は判定回路である。

【０００４】図８において、周期パルス発生回路１は一
定周期のパルスＰ１を発生し、投光部２はこのパルスＰ
１で駆動されてこのパルスＰ１と同周期で、同デユーテ
イ比のパルス状のセンシング光を投射する。このセンシ
ング光が物体（図示せず）に当たって反射されると、そ
の反射光が受光部３で受光され、パルスＰ２が出力され
る。このパルスＰ２は、自己の投光部２の投光による反
射光から得られたものであればパルスＰ１とタイミング
が一致するが、他の光電スイツチからのセンシング光の
受光により得られたものであればパルスＰ１とタイミン
グが一致しない。そこで、ゲート回路４において、受光
部３の出力パルスＰ２をパルスＰ１でゲートするように
すれば、パルスＰ２のうち自己の投光部２の投光による
反射光Ｐ２のみが抽出される。次いで、ゲート回路４の
出力パルスは、積分回路５にパルスＰ１のタイミングで
取り込まれて積分され、その積分値が予め設定された閾
値以上のときに、判定回路６が物体有りと判定する。

【０００５】一般に、投光部２から物体に投射されたセ
ンシング光が物体で反射される際に、反射光は散乱して
その一部が受光部３で受光される。このため、受光部３
はわずかな光量の反射光からパルスＰ２を作成すること
になるが、パルスＰ２の発生の度ごとに物体の有無の判
定を行なうようにすると、その有無の判定精度は低いも
のとなる。そこで、積分回路５を設けてゲート回路４で
抽出されたパルスを積分し、その積分値の大小に応じた
判定を行ない、前記判定精度を上げるようにしている。 この積分回路５には、通常、パルスカウンタが用いられ
、ゲート回路４からパルスＰ１のタイミングでパルスが
連続して、例えば８個供給されたときのカウント値によ
り、判定回路６は物体有りとの判定を行なっている。

【０００６】ところで、前記光電スイツチを複数個用い
て物体の有無を判定する際には、前記出力パルスＰ１の
デユーテイ比をその周期に比べて充分小さくすれば、光
電スイツチ間の相互干渉の確率が低くなり、消費電力も
低くなる。しかし、各光電スイツチは全く独立した動作
を行ない、しかも、通常、各光電スイツチの光投射の周
期はほとんど等しいため、２つ以上の光電スイツチにお
ける投光タイミングが重なり合う場合もある。このとき
には、図８において、物体がないにもかかわらず、他の
光電スイツチの投光により自己の出力パルスＰ１にタイ
ミングが一致したパルスＰ２が得られ、このパルスＰ２
はゲート回路４で除くことができないので、物体の有無
の判定に誤りが生ずることになる。

【０００７】そこで、近年、こうした相互干渉を防止す
る機能を持った種々の光電スイツチが考案されるように
なった。その１つのタイプのものは、投光と受信される
干渉光とのタイミングの一致を監視し、一致が生じた場
合に投光タイミングをずらすものであり、もう１つのタ
イプのものは、検知用の投射光を発生する際に同時に同
期タイミング信号を伝達し、この同期タイミング信号に
よって各光電スイツチの投光タイミングを選択するもの
である。

【０００８】前者のタイプの例としては、次のようなも
のを挙げることができる。その第１の特公昭６０−５１
０４３号に開示の手段は、図９に示すように、干渉識別
回路７と移相回路８を別途設け、この干渉識別回路７に
おいてゲート回路４の出力パルスが干渉光によるもので
あるか否かの識別を行ない、それが干渉光によるもので
あれば、前記移相回路８を介してパルス発生回路１’が
発生するパルスＰ１の位相を進めるか、遅らせるように
するものである。

【０００９】その第２の特開昭６１−１３８１９２号に
開示の手段は、干渉光の受光によって得られたパルス信
号を抽出し、このパルス信号と同一周波数でかつ位相が
異なるパルスを発生して投光部を駆動し、前記干渉光と
は同一周波数でかつ位相の異なる光パルスで投射するも
のである。

【００１０】その第３の特開昭６３−２６３９１７号に
開示の手段は、投光タイミングに一致したパルスが受光
部から得られると投射光の周期を基準周期から順次ずら
して行き、自己の投射光から得られた反射光を受光した
時のように、前記パルスが所定個数連続して得られたと
きには前記投射光の周期を元の基準周期に戻すようにし
たものである。

【００１１】次に、後者のタイプの例としては、次のよ
うなものを挙げることができる。その第１の特開平２−
４９１８３号に開示の手段は、図１０に示すように、同
期タイミング信号投光部９、同期タイミング信号受光部
１０、分周回路１１を別途設け、同期タイミング信号投
光部９において隣接する光電スイッチに対し検出用の投
射光のタイミングに一致した光パルス同期タイミング信
号の投射を行ない、光パルス同期タイミング信号受光部
１０において前記または他の隣接する光電スイッチが投
射する光パルス同期タイミング信号の受光を行ない、分
周回路１１に同期タイミング信号受光部１０から得られ
たパルス信号が供給されている期間、分周回路１１の動
作を停止させ、同期タイミング信号の受光期間内は前記
検出用の投射光を発生させないようにしたものである。

【００１２】その第２の特開平２−２８５２７７号に開
示の手段は、同期パルス発生回路が出力パルスを発生す
る直前の期間に受光部において受光信号が得られた場合
に、コンデンサの容量を制御することにより前記出力パ
ルスの周期を変更させて相互干渉の防止を行なうに当た
って、発光部からの光パルス同期タイミング信号を他の
光電スイッチに伝達すると同時に他の光電スイッチから
の光パルス同期タイミング信号を受光部に伝達し、前記
相互干渉の防止の機能を確実にさせるようにしたもので
ある。

【００１３】その第３の実開平２−１３３０２５号に開
示の手段は、遅延回路と信号選択スイッチを別途設け、
この遅延回路において信号入力端子に供給される同期タ
イミング信号を所定時間遅延させ、信号選択スイッチに
おいて信号出力端子から出力される同期タイミング信号
を、タイミング信号発生回路の出力から直接得るか前記
遅延回路の出力から得るかの選択を行なうものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来の相互干渉の防止
機能付き光電スイッチの中の前者のタイプのものは、投
光タイミングをずらせて他の光電スイツチとの相互干渉
を防止しようとするものであり、１個所に並設される光
電スイツチの数が少ない場合にはかなり有効なものであ
る。しかし、１個所に多数の光電スイツチを並設する場
合にあっては、それらの相互干渉を除くためにはこれら
光電スイツチの投射光のタイミングを順次異ならしめな
ければいけないことから、少なくともこれら光電スイツ
チの投射光のタイミングの違いはわずかなものになる。 このため、ある２つの光電スイツチの投射光のタイミン
グが一致した場合にそれらの間の投射光のタイミングを
ずらすと、他の光電スイツチの投射光のタイミングと一
致することになり、相互干渉を完全に防止することは不
可能になる。

【００１５】また、それぞれの光電スイツチに相互干渉
防止機能が付加されていると、相互干渉が生じた複数の
光電スイツチ間ではいずれも投射光のタイミングがずら
されることになるが、各光電スイツチ間の相互干渉がな
くなるようにそれらの投射光のタイミングをずらすには
、各光電スイツチ毎に固有の投射光のタイミングのずれ
量、ずれ方向をそれぞれ設定する必要があり、それらの
設定は非常に難しいものとなり、勢い、相互干渉の防止
のための回路構成も複雑になる。

【００１６】一方、従来の相互干渉の防止機能付き光電
スイッチの中の後者のタイプのものは、同期タイミング
信号の送信タイミングをずらせることにより、他の光電
スイツチとの投射光のタイミングをずらせて相互干渉を
防止しようとするものであり、検出用の投射光とは別に
専用の同期タイミング信号を送って相互干渉を防止する
ものであるため、前者のタイプのものに比べてより確実
な相互干渉防止機能を有するものである。しかしながら
、後者のタイプのものは、いずれも、検出用の投射光の
タイミングと同期タイミング信号の発生のタイミングと
が同じであるため、検出用の投光部を構成する回路と、
同期タイミング信号部を構成する回路とが同時に駆動状
態に入り、両回路において駆動電流の変動量が極めて大
きくなって、それらの負荷変動により光電スイッチの他
の回路部分に悪影響を与えるという問題がある。この悪
影響とは、例えば、検出用の投射光と同期して微弱な光
受信信号を検出する受光部の増幅器の動作点が不安定に
なったり、ノイズの影響により実質的な検出感度が大幅
に低下することである。

【００１７】また、検出用の投射光の一部を分岐してそ
れから同期タイミング信号を構成する場合には、同期タ
イミング信号の光レベルが低く、かつ、検出用の投射光
と同様に狭幅なパルス光になるので、同期タイミング信
号の受光部を検出用の投射光の受光部と同等の性能を有
するものを用いる必要があり、回路系が高価になるとと
もに同期タイミング信号の光レベルの設定が困難になる
という問題もある。

【００１８】本発明の目的は、前述の各問題点を解消す
ることにあって、検出用の投射光のタイミングと同期タ
イミング信号の発生のタイミングが同じである場合に生
じる悪影響をなくし、かつ、比較的簡単な回路構成によ
り相互干渉を確実に防止し得る光電スイツチおよび光電
スイツチシステムを提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、外部から周期性の同期タイミング信号を
受信する第１の手段と、前記同期タイミング信号よりも
所定時間遅延された遅延同期タイミング信号を生成して
外部に送出する第２の手段とを設け、受信された前記同
期タイミング信号に同期してセンシング光を投射するよ
うにしている。

【００２０】

【作用】第１の手段において受信される同期タイミング
信号と、第２の手段から送出される遅延同期タイミング
信号とはタイミングがずれたものである。複数個の光電
スイツチが順次配列されるときには、前記第１の手段に
おいて受信される前記同期タイミング信号は前段の光電
スイツチの第２の手段から送出されたものであり、前記
第２の手段から送出される前記遅延同期タイミング信号
は次段の光電スイツチの第１の手段において受信される
同期タイミング信号となる。このため、各光電スイツチ
において受信される同期タイミング信号は、光電スイツ
チの配列順に、順次所定時間づつずれたものになる。

【００２１】この場合、各光電スイツチは、受信された
同期タイミング信号のタイミングに一致してセンシング
光の投射を行なうため、各光電スイツチにおけるセンシ
ング光の投射タイミングは順次所定時間づつずれていて
重なり合うことはない。したがって、各光電スイツチ間
の相互干渉を完全に防止できるようになる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面によつて説明す
る。

【００２３】図１は本発明による光電スイツチの一実施
例を示すブロツク図であつて、９はホトダイオード、１
０はアンプ、１１はコンパレータ、１２はワンシヨツト
回路、１３はコンデンサ、１４は抵抗、１５はクロツク
発生回路、１６、１７は分周回路、１８、１９はワンシ
ヨツト回路、２０、２１はコンデンサ、２２、２３は抵
抗、２４はトランジスタ、２５は発光ダイオード（以下
、ＬＥＤという）、２６はワンシヨツト回路、２７はコ
ンデンサ、２８は抵抗、２９はトランジスタ、３０はＬ
ＥＤ、３１はホトダイオード、３２はアンプ、３３はコ
ンパレータ、３４はＤ型フリツプフロツプ回路（以下、
Ｄ−ＦＦ回路という）、３５はシフトレジスタ、３６は
Ｒ・Ｓ型フリツプフロツプ回路（以下、Ｓ・Ｒ−ＦＦ回
路という）、３７はアンドゲート、３８はノア回路、３
９はトランジスタ、４０は出力端子、４１はパルス発生
回路、４２は同期タイミング信号受光部、４３は同期タ
イミング信号投光部であり、図８乃至図１０に対応する
構成部分には同一符号を付けている。

【００２４】図１において、本実施例は、基本構成とし
ては、図８乃至図１０に示した従来技術と同様、センシ
ング光投光部２、センシング光受光部３、ゲート回路４
、積分回路５、判定回路６およびパルス発生回路１に対
応する外部同期可能なパルス発生回路４１からなってお
り、さらに、同期タイミング信号受光部４２、同期タイ
ミング信号投光部４３が付加されている。

【００２５】まず、この基本構成部分の動作について、
各部の信号のタイミング関係を示した図２を併用して説
明する。なお、図１の各部に示されているアルファベッ
ト記号はそこに図２のアルファベットで示された信号が
得られることを意味している。　　パルス発生回路４１
は一定周期のクロツクパルスを発生するクロツク発生回
路１５とこのクロツクパルスを分周（例えば１６分周）
して一定周期のパルスｄを発生する分周回路１６とから
構成されており、後述する同期タイミング信号受光部４
２のワンシヨツト回路１２の出力パルスｃによつてリセ
ツトされることにより、パルスｄは出力パルスｃに同期
するようになる。このパルスｄは同期タイミング信号投
光部４３とセンシング光投光部２および積分回路５に供
給される。

【００２６】センシング光投光部２はワンシヨツト回路
２６、スイツチングトランジスタ２９およびＬＥＤ３０
からなつている。ワンシヨツト回路２６は分周回路１６
の出力パルスｄの立下りエツジでトリガされ、トリガさ
れる度ごとにコンデンサ２７と抵抗２８の時定数で決ま
る狭幅のパルスｅを発生する。このパルスｅは“Ｈ”（
高レベル）とする。このパルスｅは図８乃至図１０にお
けるパルスＰ１に相当し、トランジスタ２９をその高レ
ベル期間オンにする。トランジスタ２９がオンになると
、ＬＥＤ３０に駆動電流が流れ、ＬＥＤ３０からパルス
ｅと同一周期、同一デユーテイ比のセンシング光が投射
される。

【００２７】センシング光受光部３はホトダイオード３
１、アンプ３２、コンパレータ３３からなつている。ホ
トダイオード３１は、何等かの光を受けると、その光の
受光期間に等しい幅のパルスを発生する。このパルスは
アンプ３２で増幅され、パルスｆとしてコンパレータ３
３に供給される。コンパレータ３３はパルスｆのレベル
と基準レベルとの比較を行ない、比較結果として“Ｌ”
（低レベル）の２値化パルスｇを出力する。

【００２８】近傍に物体（図示せず）があると、ＬＥＤ
３０から投光されたセンシング光はこの物体で反射され
、反射光がホトダイオード３１で受光されるので、図２
で実線で示すように、ワンシヨツト回路２６の出力パル
スｅにタイミングが一致したパルスｆが得られる。この
場合、他の光電スイツチが近接設置されていると、その
センシング光も干渉光としてホトダイオード３１で受光
され、この結果、図２で破線で示すように、干渉光によ
るパルスｆも得られる。これらのパルスｆはともにコン
パレータ３３で２値化されて“Ｌ”のパルスｇとなり、
ワンシヨツト回路２６の出力パルスｅとともにゲート回
路４に供給される。

【００２９】ゲート回路４はＤ−ＦＦ回路３４からなり
、そのデータ入力Ｄにコンパレータ３３の出力パルスｇ
が、クロツク入力ＣＫにワンシヨツト回路２６の出力パ
ルスｅが供給される。Ｄ−ＦＦ回路３４は“Ｈ”のパル
スｅの立上りエツジ（前エツジ）でパルスｇのレベルの
サンプルホールドを行なう。これにより、コンパレータ
３３の出力パルスｇの内、パルスｅのタイミングに一致
したパルスｇのみがＤ−ＦＦ回路３４でサンプルホール
ドされる。したがつて、パルスｅとタイミングが一致し
ないパルスｇはＤ−ＦＦ回路３４において除かれる。 パルスｅとタイミングが一致したパルスｇが周期ＴでＮ
個連続して供給されると、Ｄ−ＦＦ３４の出力には、こ
のＮ個の最初のパルスの供給タイミングで立ち上がり、
幅がＮ・Ｔの“Ｈ”のパルスｈが得られる。

【００３０】積分回路５は４ビツトのシフトレジスタ３
５からなつている。シフトレジスタ３５は分周回路１６
の出力パルスｄの立下りエツジをクロツクＣＫとし、こ
のクロツクＣＫの印加の度ごとにＤ−ＦＦ回路３４の出
力パルスｈを取り込んで順次シフトさせる。Ｄ−ＦＦ回
路３４から出力された“Ｈ”のパルスｈがクロツクＣＫ
で取り込まれると、Ｄ−ＦＦ回路３５の第１の出力ＱＡ
がまず“Ｈ”となり、その後クロツクＣＫが供給される
度ごとに第２、第３、第４の出力ＱＢ、ＱＣ、ＱＤが順
に“Ｈ”となる。したがつて、パルスｅにタイミングが
一致したパルスｇが４個以上連続してＤ−ＦＦ回路３４
に取り込まれ、Ｄ−ＦＦ回路３４から４Ｔ以上の幅のパ
ルスｈが出力されると、シフトレジスタ３５の各出力Ｑ
Ａ〜ＱＤが同時に“Ｈ”となる期間が生じる。

【００３１】判定回路６はシフトレジスタ３５の各出力
ＱＡ〜ＱＤを入力とするアンドゲート３７およびノア回
路３８と、アンドゲート３７の出力をセツトパルス、ノ
ア回路３８の出力をリセツトパルスとするＲ・Ｓ−ＦＦ
回路３６からなつている。アンドゲート３７はシフトレ
ジスタ３５の各出力ＱＡ〜ＱＤの全てが“Ｈ”となると
立ち上がり、これらの１つでも“Ｌ”となると立ち下が
る“Ｈ”のセツトパルスｉを発生し、セツトパルスｉの
立上りエツジでＲ・Ｓ−ＦＦ回路３６がセツトされる。 ノア回路３８はシフトレジスタ３５の各出力ＱＡ〜ＱＤ
が１つでも“Ｈ”となると立ち下がり、これらの全てが
“Ｌ”となると立ち上がる“Ｌ”のリセツトパルスｊを
発生し、リセツトパルスｊの立上りエツジでＲ・Ｓ−Ｆ
Ｆ回路３６がリセツトされる。このため、Ｒ・Ｓ−ＦＦ
回路３６の出力、すなわち判定回路６の出力ｋはシフト
レジスタ３５の各出力ＱＡ〜ＱＤが全て“Ｈ”となつて
からこれら全てが“Ｌ”となるまでの期間だけ“Ｈ”の
パルスとなる。

【００３２】以上のように、ワンシヨツト回路２６の出
力パルスｅにタイミングが一致したパルスｇが、コンパ
レータ３３からパルスｅの周期Ｔで連続して得られると
、判定回路６の出力ｋは“Ｈ”となり、出力ｋの“Ｈ”
によってトランジスタ３９がオンし、出力端子４０が“
Ｌ”となる。このときには、ＬＥＤ３０から投射された
センシング光が物体で反射されてホトダイオード３１で
受光されたこと、すなわち、物体が存在することを表わ
すことになる。

【００３３】本実施例による光電スイッチは、以上のよ
うにして物体の有無の判定を行うものであるが、次に、
同期タイミング信号投光部４３の動作について図２を併
用して説明する。

【００３４】同期タイミング信号投光部４３は分周回路
１７、ワンシヨツト回路１８、１９、スイツチングトラ
ンジスタ２４およびＬＥＤ２５からなつている。分周回
路１６の出力パルスｄは分周回路１７で分周される。本
実施例では分周回路１７がパルスｄを４分周しており、
分周回路１７の出力パルスｏの立下りエツジとパルスｄ
の立下りエツジとはタイミングが一致している。ワンシ
ヨツト回路１８は分周回路１７の出力パルスｏの立下り
エツジでトリガされ、コンデンサ２０と抵抗２２の時定
数で決まる幅ΔＴの“Ｌ”パルスｐを発生する。続く、
ワンシヨツト回路１９はパルスｐの立上りエツジ（後エ
ツジ）でトリガされ、コンデンサ２１と抵抗２３の時定
数で決まる狭幅の“Ｈ”パルスｑを発生する。したがつ
て、このパルスｑの発生タイミングはワンシヨツト回路
２６の出力パルスｅの発生タイミングよりも時間ΔＴだ
け遅れており、しかも、出力パルスｅが４つ到来する度
ごとに１つのパルスｑが間欠的に発生されることになる
。出力パルスｑの“Ｈ”の期間にトランジスタ２４がオ
ンし、ＬＥＤ２５に駆動電流が流れて同期タイミング信
号が投射光として発生される。

【００３５】ここで、一般に、分周回路１７の分周比を
Ｍ（本実施例では、Ｍ＝４）とすると、ＬＥＤ３０にお
けるセンシング光の投射周期はワンシヨツト回路２６の
出力パルスｅの周期に等しくＴ（図２）であるのに対し
て、ＬＥＤ２５における同期タイミング信号の発光周期
はＭ・Ｔであって、同期タイミング信号による光パルス
の発生はセンシング光の発生に対して間欠的である。そ
して、前述のように、ＬＥＤ２５の発光タイミングはＬ
ＥＤ３０の発光タイミングよりも時間ΔＴだけ遅れてい
る。

【００３６】本実施例の光電スイツチは、単独でも使用
することができるものの、複数個を順次近接もしくは密
接配置して使用すれば、特に有用なものである。そして
、前記近接もしくは密接配置にあっては、ワンシヨツト
回路１９の出力パルスｑである同期タイミング信号が、
次段の光電スイツチの動作を同期させるための信号とな
るもので、同期タイミング信号投光部４３は同期タイミ
ング信号を光パルスとして次段の光電スイツチに伝達す
るようにしている。以下の説明においては、ＬＥＤ３０
からの投射光をセンシング光というのに対して、このＬ
ＥＤ２５から投射される光パルスを伝達光という。

【００３７】ところで、光電スイツチは、数ｍｍ程度の
間隔で近接あるいは密接して配列されるものであるため
、ＬＥＤ２５からの発光量は微弱なものでよく、また、
センシング光と波長が異なる光、例えば、赤外光を発光
すればより好適である。前記発光量が微弱でよければ、
同期タイミング信号投光部４３における消費電力を低減
でき、しかも、他の光電スイツチに対してＬＥＤ２５の
投射光が干渉光となる確率はかなり低くなる。また、分
周回路１７を用いて、ＬＥＤ２５が投射する伝達光の周
期を、ＬＥＤ３０が発生するセンシング光の周期よりも
長くしているので、同期タイミング信号投光部４３にお
ける消費電力を低減させることが可能になる。

【００３８】続いて、同期タイミング信号受光部４２の
動作を図２を併用して説明する。

【００３９】同期タイミング信号受光部４２はそれと同
じ構成を有する前段の光電スイツチ（図示せず）の同期
タイミング信号投光部４３から出力される伝達光を受光
するものであつて、ホトダイオード９、アンプ１０、コ
ンパレータ１１およびワンシヨツト回路１２からなつて
いる。

【００４０】ホトダイオード９は前段の光電スイツチか
ら出力される伝達光を受光する度ごとに同期タイミング
信号を出力する。この同期タイミング信号はアンプ１０
で増幅されて同期タイミング信号ａとなり、コンパレー
タ１１で２値化される。ワンシヨツト回路１２は２値化
された同期タイミング信号でトリガされ、コンデンサ１
３と抵抗１４の時定数で決まる狭幅の“Ｈ”の同期タイ
ミング信号ｃを生成する。

【００４１】いま、図２において、ｘを前段の光電スイ
ツチのセンシング光の投射光のタイミングであるとする
と、ホトダイオード９で受光した伝達光から得られる同
期タイミング信号は前段の光電スイツチの同期タイミン
グ信号投光部４３で形成されたものであるので、ワンシ
ヨツト回路１２から出力される同期タイミング信号ｃは
前記図２のｘとして示す前段の光電スイツチのセンシン
グ光の投射光のタイミングよりも時間ΔＴだけ遅れてい
る。また、同期タイミング信号ｃの立上りエッジ（前エ
ッジ）はパルス発生回路４１の分周回路１６をリセツト
する。

【００４２】この場合、同期タイミング信号ｃの立上り
エツジと分周回路１６の出力パルスｄの立下りエツジは
タイミングが一致し、ワンシヨツト回路２６の出力パル
スｅ、すなわちＬＥＤ３０から投射されるセンシング光
の投射タイミングは分周回路１６の出力パルスｄの立下
りエツジと一致しているので、ＬＥＤ３０から投射され
るセンシング光の発光タイミングは前段の光電スイツチ
の図２にｘとして示すセンシング光の投射光のタイミン
グよりも時間ΔＴだけ遅れることになり、同様にして、
ＬＥＤ３０から投射されるセンシング光の投射タイミン
グより時間ΔＴだけ遅れて次段の光電スイツチはセンシ
ング光が投射される。

【００４３】本実施例で述べた光電スイツチを複数個前
述のように順次配列し、次段の光電スイツチにそれぞれ
伝達光を送信して動作させると、それぞれの光電スイツ
チのセンシング光の投射タイミングは配列順に順次時間
ΔＴづつずれたものとなるので、この遅れ時間ΔＴを適
宜選定すれば、各光電スイツチのセンシング光の投射タ
イミングが互いに重ならないようにすることができる。 したがって、このような構成にすれば、各光電スイツチ
において、図１のコンパレータ３３の出力パルスｇの中
で、ワンシヨツト回路２６の出力パルスｅにタイミング
が一致したパルスが得られるのは、必ず自己のＬＥＤ３
０から投射されるセンシング光の反射光をホトダイオー
ド３１で受光した場合だけであるので、各光電スイツチ
間の相互干渉を完全に除くことができ、判定回路６にお
いて非常に精度が高い判定結果が得られるようになる。

【００４４】以上述べたように、本実施例に係る光電ス
イツチを用いれば、光電スイッチを複数個近接もしくは
密接配置して使用した場合においても、それぞれの光電
スイツチのセンシング光の投射タイミングが互いに全く
重ならないようにすることができ、従来のものに比べて
より多くの光電スイッチを１個所にまとめて配置して使
用したとしても、それらの間の相互干渉を完全に防止す
ることができるものである。また、本実施例に係る光電
スイツチによれば、センシング光の投射タイミングに比
べて伝達光の発生のタイミングが常に遅れているので、
光電スイッチの駆動負荷が時間的に分散され、負荷過剰
に伴う動作点の不安定性や実質的な検出感度低下等の悪
影響を除くことができるものである。

【００４５】図３は前述の光電スイツチを複数個順次近
接配列して構成した光電スイツチシステムの実施例を示
す構造図を示すもので、Ｓ１、Ｓ２、……、Ｓｎは光電
スイツチ、ＬＳはセンシング光、ＬＲは物体からの反射
光、ＬＴは伝達光であり、図１に対応する構成部分には
同一符号を付けている。

【００４６】図３において、光電スイツチＳ１は、セン
シング光ＬＳを投射すると、これより時間ΔＴだけ遅れ
て伝達光ＬＴを次段の光電スイツチＳ２に送光する。光
電スイツチＳ２は、前段の光電スイツチＳ１からの伝達
光ＬＴを受けると、センシング光ＬＳを投射し、これよ
り時間ΔＴだけ遅れて伝達光ＬＴを次段の光電スイツチ
Ｓ３に送光する。このように、各光電スイツチＳ１乃至
Ｓｎは前段からの伝達光ＬＴを受けるとセンシング光Ｌ
Ｓを投射し、これより時間ΔＴだけ遅れて伝達光を次段
に送光するように動作するものであるから、必ず、光電
スイツチＳ１乃至ＳｎからはＳ１、Ｓ２、Ｓ３、……、
Ｓｎの順に時間ΔＴづつずれてセンシング光ＬＳが投射
されることになる。

【００４７】図４で示すように、各光電スイツチＳ１乃
至Ｓｎのセンシング光の発生タイミングが重ならないよ
う選択すれば、各光電スイツチＳ１乃至Ｓｎ間に相互干
渉が生じないようにできるが、好ましくは、各光電スイ
ツチＳ１乃至Ｓｎのセンシング光ＬＳに対する伝達光Ｌ
Ｔの遅れ時間（すなわち、図１のワンシヨツト回路１８
の遅延時間）ΔＴをセンシング光ＬＳのパルス幅ｗの２
倍以上、すなわちΔＴ≧２ｗ（但し、ΔＴには伝達系の
応答遅延も加味している）に選択する。いま、各光電ス
イツチＳ１乃至Ｓｎのセンシング光ＬＳの周期をＴとす
ると、前述のように相互干渉なしに配列可能な光電スイ
ツチの最大個数ｎはｎ≒Ｔ／ΔＴ、センシング光ＬＳの
デユーテイ比Ｄはｗ／Ｔであつて、ΔＴ＝２ｗとすると
、ｎ≒１／２Ｄとなる。そこで、Ｄ＝０．０５とすると
、ｎ≒１０となり、１０個の光電スイツチを近接配列し
て用いることができる。因みに、従来の光電スイツチで
は、相互干渉なしに近接配置して使用できる個数はせい
ぜい２個である。

【００４８】以上説明したように、本実施例は、１個所
に相互干渉なしに近接配置できる光電スイツチの個数を
多くすることができるので、単なる物体の有無の判定ば
かりでなく、物体の姿勢、移動速度、種類などの判定を
行なうことも可能となる。

【００４９】図５は本発明による光電スイツチの他の実
施例を示すブロツク図であつて、４４は磁気検出コイル
、４５は微分回路、４６はダイオード、４７は磁気発生
コイル、４８は同期タイミング信号受信部、４９は同期
タイミング信号発信部（励磁部）であり、図１に対応す
る構成部分には同一符号を付けている。

【００５０】本実施例は、前述の実施例の同期タイミン
グ信号受光部４２の代りに同期タイミング信号受信部４
８を用いるとともに、前述の実施例の同期タイミング信
号投光部４３の代りに励磁部４９を用い、同期タイミン
グ信号をパルス状の磁気信号として伝達するようにした
ものである。

【００５１】本実施例の動作を、図５の各部の信号のタ
イミング関係を示した図６を併用して説明する。ここで
も、図５に示されているアルファベット記号はそこに図
６のアルファベットで示された信号が得られることを意
味している。

【００５２】励磁部４９は分周回路１７、ワンシヨツト
回路１８、微分回路４５、ダイオード４６および磁気発
生コイル４７からなり、前述の実施例の同期タイミング
信号投光部４３で用いているワンシヨツト回路１９、ト
ランジスタ２４、ＬＥＤ２５などの代りに、微分回路４
５、ダイオード４６および磁気発生コイル４７を用い、
同期タイミング信号がパルス状の磁気信号の形で次段の
光電スイツチ（図示せず）に伝達される構成になってい
るものである。すなわち、図６に示すように、ワンシヨ
ツト回路１８に得られる幅ΔＴの“Ｌ”パルスｐが微分
回路４５で微分され、その微分パルスのうちパルスｐの
立上りエツジ（後エツジ）に生じた微分パルスｑがダイ
オード４６で抽出され、磁気発生コイル４７を励磁する
。この励磁により磁気発生コイル４７はパルス状の磁気
信号を発生し、この磁気信号が次段の光電スイツチに伝
達される。

【００５３】同期タイミング信号受信部４８は、前述の
実施例の同期タイミング信号受光部４２で用いているホ
トダイオード９の代りに磁気検出コイル４４を用いたも
ので、磁気検出コイル４４には前段の光電スイツチの励
磁部４９から送られてきたパルス状の磁気信号が到来す
ることによってパルス信号が誘起され、このパルス信号
がアンプ１０で増幅され、同期タイミング信号ａが生成
される。

【００５４】本実施例において、磁気検出コイル４４お
よび磁気発生コイル４７は、図７に示すように、それぞ
れフエライトコアに巻線された構成のものであつて、筐
体内に内蔵され、図３に示すように、複数個の光電スイ
ツチを順次配列して使用する場合には、図７に示すよう
に、隣り合う光電スイツチＳ１、Ｓ２は、一方の光電ス
イツチＳ１における励磁部４９の磁気検出コイル４７の
フエライトコアが他方の光電スイツチＳ１における同期
タイミング信号受信部４８の磁気検出コイル４４のフエ
ライトコアと対向するように配置され、これら対向する
２つのフエライトコアが磁気発生コイル４７から磁気検
出コイル４４に到る磁路を構成するようにしている。そ
して、隣り合う光電スイツチＳ１、Ｓ２のフェライトコ
アを密接させれば、対向するフエライトコア間のギヤツ
プが最小となり、磁気的な伝達効率をさらに高めること
ができる。

【００５５】本実施例においても、磁気発生コイル４７
から発生されるパルス状の磁気信号の発生タイミングは
、ＬＥＤ３０から投射されるセンシング光の投射光のタ
イミングよりΔＴだけ遅延され、また、磁気信号の発生
周期はセンシング光の投射光周期より長く、かつ、間欠
的になっている。

【００５６】なお、本実施例において、以上述べた構成
部分以外については、構成および動作が前述の実施例と
同様であるので、その説明は省略する。

【００５７】本実施例は、前述の実施例と同様に、光電
スイッチを複数個近接もしくは密接配置して使用する場
合においても、それぞれの光電スイッチのセンシング光
の投射光の発光タイミングが互いに全く重ならないよう
にすることができ、従来のこの種のものに比べてより多
くの光電スイッチを１個所に配置したとしても、それら
の間の相互干渉を完全に防止することができるものであ
る。また、センシング光の投射光のタイミングに比べて
パルス状の磁気信号の発生のタイミングが常に遅れてい
るので、光電スイッチの駆動負荷が時間的に分散され、
負荷過剰に伴う動作点の不安定性や実質的な検出感度低
下等の悪影響を除くことができるものである。さらに、
同期タイミング信号として、パルス状の磁気信号を用い
たものは、同じくパルス状の伝達光を用いたものに比べ
て同期タイミング信号受信部４８の応答動作が速くなる
ので、その分だけ光電スイッチ全体の動作特性を高速化
することができるものである。この他にも、具体的な点
を見れば、本実施例は、同期タイミング信号を微分した
微分波形によって磁気発生コイル４７を励磁しているた
め、正弦波形や矩形波形によって励磁するものに比べて
、励磁信号に無駄な部分がなく、励磁信号の伝達効率が
高くなるとともに、消費電力も低減されるものである。

【００５８】以上説明した各実施例は、主として、光電
スイツチを複数個順次配列して使用する場合のものであ
ったが、本発明の光電スイツチは、同期タイミング信号
受光部４２（図１）や同期タイミング信号受信部４８（
図５）において同期タイミング信号が受信されないとき
でも、クロツク発生回路１５は単独でクロツクを発生し
、パルス発生回路４１の出力にはパルスｄを得ることが
できるものである。このため、光電スイツチは、単独で
もセンシング光を投射し、また、物体からの反射光を判
定する機能を有することから、光電スイツチを単独で使
用しても物体の検知は行なえるものである。

【００５９】また、前述のそれぞれの実施例においては
、同期タイミング信号を伝達光あるいは磁気信号の形で
ワイヤレス方式により伝達するものであるので、各光電
スイツチを独立に筐体で密蔽した形に構成することがで
き、この構成により、優れた防水、耐サージ、耐ノイズ
性能が得られるものである。

【００６０】さらに、図１および図５により実施例とし
て示されている各部または各回路の構成は、それぞれの
前記各部または各回路を構成する場合の単なる一例であ
つて、本発明はこのような構成に限られるものではない
。例えば、図１および図５において、分周回路１７を省
略するとともに、パルス状の同期タイミング信号ｃを周
期Ｔごとに生成させ、分周回路１６をこの同期タイミン
グ信号ｃにより周期Ｔごとにリセツトして、信号ｄを同
期生成させる構成にすることも可能である。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光電スイッチを複数個近接もしくは密接配置して使用す
る場合においても、それぞれの光電スイッチのセンシン
グ光の投射タイミングが互いに全く重ならないようにす
ることができ、従来のものに比べてより多くの光電スイ
ッチを１個所に配置して使用したとしても、それらの間
の相互干渉を完全に防止することができる。

【００６２】また、本発明によれば、センシング光の投
射タイミングに比べて伝達光または磁気信号の発生のタ
イミングが常に遅れているので、光電スイッチの駆動負
荷が時間的に分散され、負荷過剰に伴う動作点の不安定
性や実質的な検出感度低下等の悪影響を除くことができ
る。

【００６３】さらに、本発明によれば、磁気信号を用い
て各光電スイッチ間のセンシング光の投射タイミングを
ずらす場合には、伝達光を用いて各光電スイッチ間のセ
ンシング光の投射タイミングをずらす場合に比べて、同
期タイミング信号受信部の応答遅延を小さくすることが
できるので、より高速度の物体検出動作を行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光電スイツチの一実施例を示すブ
ロツク図である。

【図２】図１における各部の信号のタイミング関係を示
す図である。

【図３】図１に示した光電スイツチを複数個配列した本
発明による光電スイツチシステムの一実施例を示す図で
ある。

【図４】図３における各光電スイツチのセンシング光と
伝達光のタイミングを示す図である。

【図５】本発明による光電スイツチの他の実施例を示す
ブロツク図である。

【図６】図５における各部の信号のタイミング関係を示
す図である。

【図７】図５に示した光電スイツチが複数個配列された
ときの励磁部と受信部との結合関係を示す図である。

【図８】従来の光電スイツチの一例を示すブロツク図で
ある。

【図９】従来の光電スイツチの他の例を示すブロツク図
である。

【図１０】従来の光電スイツチのさらに別の例を示すブ
ロツク図である。

【符号の説明】

２　　センシング光投光部 ３　　反射光受光部 ４　　ゲート回路 ５　　積分回路 ６　　判定回路 ９、３１　　ホトダイオード ２５、３０　　発光ダイオード（ＬＥＤ）４１　　パル
ス発生回路 ４２　　同期タイミング信号受光部 ４３　　同期タイミング信号投光部 ４４　　磁気検出コイル ４７　　磁気発生コイル ４８　　同期タイミング信号受信部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　所定周期で間欠的にセンシング光を投
   射し、前記センシング光とタイミングが一致した光パル
   スの受光の有無によつて物体の有無を判定するようにし
   た光電スイツチにおいて、外部から周期性の同期タイミ
   ング信号を受信する第１の手段と、受信された前記同期
   タイミング信号よりも所定時間遅延された遅延同期タイ
   ミング信号を生成して送信する第２の手段とを設け、前
   記センシング光は受信された前記同期タイミング信号に
   同期していることを特徴とする光電スイツチ。
2. 【請求項２】　　前記第１の手段は前記同期タイミング
   信号を光パルスとして受光し、前記第２の手段は前記遅
   延同期タイミング信号を光パルスとして送出することを
   特徴とする請求項１記載の光電スイツチ。
3. 【請求項３】　　前記第１の手段は前記同期タイミング
   信号を磁気パルスとして受信し、前記第２の手段は前記
   遅延同期タイミング信号を磁気パルスとして送出するこ
   とを特徴とする請求項１記載の光電スイツチ。
4. 【請求項４】前記同期タイミング信号は前記センシング
   光の周期より長い周期を有し、かつ、前記センシング光
   に対して間欠的に受信されることを特徴とする請求項１
   、２または３記載の光電スイツチ。
5. 【請求項５】　　請求項１乃至４記載の光電スイツチが
   複数個順次近接もしくは密接して配列されて構成される
   光電スイツチシステムであつて、前記第１の手段で受信
   される前記同期タイミング信号は前段に配置される前記
   光電スイツチの前記第２の手段から送出され、前記第２
   の手段から送出される前記遅延同期タイミング信号は次
   段の前記光電スイツチの前記第１の手段で受信されるこ
   とを特徴とする光電スイツチシステム。