JPH0511067A - 光電スイツチ - Google Patents

光電スイツチ

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JPH0511067A
JPH0511067A JP18832991A JP18832991A JPH0511067A JP H0511067 A JPH0511067 A JP H0511067A JP 18832991 A JP18832991 A JP 18832991A JP 18832991 A JP18832991 A JP 18832991A JP H0511067 A JPH0511067 A JP H0511067A
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JP
Japan
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coils
pulse
circuit
photoelectric switch
coil
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Withdrawn
Application number
JP18832991A
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English (en)
Inventor
Hironobu Watanabe
浩伸 渡辺
Hisashi Murata
久 村田
Kazuo Hasegawa
和男 長谷川
Ikuo Ouchi
郁郎 大内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数個の光電スイツチが1列に配列使用し、
各段に順次同期タイミング信号を磁気信号として伝達し
て該同期タイミング信号に同期して各光電スイツチを動
作させるときには、外部からの磁気ノイズで誤動作しな
いようにする。 【構成】 磁気信号の受信側に2つの直列接続されたコ
イル1a,1bを設け、磁気信号を発生する励磁側にも
2つの直列接続されたコイル2a,2bを設ける。コイ
ル1a,1bは巻回方向が逆で、コイル2a,2bも巻
回方向が逆である。コア1a,2aは同一軸6上に配置
され、コア1b,2bも同一軸7上に配置される。かか
る光電スイツチが複数個1列に配列されたときには、軸
6,7は全ての光電スイツチに共通の配列方向に平行で
あり、隣り合う光電スイツチ間で、コイル1aと2a、
コイル1bと2bが夫々正確に近接対向する。

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。かかる光電スイツチにおいて、
消費電力の低減化や相互干渉の防止などのため、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。たと
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1個所に複数の光電スイツチ
が設置され、物体検知をより正確にできるようにしてい
る。しかし、このように1個所に複数の光電スイツチを
設置し、かつ夫々の光電スイツチが連続投光すると、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
シング光も受光するおそれがある。これを上記の相互干
渉というが、光電スイツチでは、投光タイミングが他の
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)を区別する手段が設
けられている。
【0003】しかし、これでも、各光電スイツチが独立
に動作すると、2以上の光電スイツチでセンシング光の
タイミングが重なつてしまう場合もあり、相互干渉が生
じてしまうことになる。従来、このような相互干渉を防
止する技術が種々提案されているが、いずれも複雑で高
価な手段が必要であると、相互干渉による影響を完全に
は除くことができなかつた。
【0004】そこで、本出願人は、一連の光電スイツチ
に順次同期タイミング信号を送り、この同期タイミング
信号に合わせて、これら光電スイツチでのセンシング光
のタイミングを互いに異ならせるようにしたSST方式
と呼ぶ光電スイツチを提案したが(特願平3−7371
5号公報)、以下、かかる光電スイツチについて、図6
を用いて簡単に説明する。
【0005】同図において、この光電スイツチは、基本
的には、センシング光を発生する投光部33、受光部3
7、ゲート回路41、積分回路43、判定回路45およ
びパルス発生回路30からなるが、パルス発生回路30
として外部同期可能なものを用い、さらに、受信部4
9、励磁部54が付加されている。
【0006】まず、この基本構成部分について説明する
と、パルス発生回路30は一定周期のクロツク発生回路
31とこのクロツクを分周して(たとえば16分周)一
定周期のパルスdを発生する分周回路32とから構成さ
れており、後述する受信部49のワンシヨツト回路53
の出力パルスcによつてリセツト可能とすることによ
り、パルスdはこのパルスcに同期可能としている。こ
のパルスdは励磁部54、投光部33および積分回路4
3に供給される。
【0007】投光部33はワンシヨツト回路34、スイ
ツチング用のトランジスタ35およびLED36からな
つている。ワンシヨツト回路34は分周回路32の出力
パルスdの立下りエツジでトリガされ、このトリガ毎に
狭い一定パルス幅の“H”(高レベル)パルスeを発生
する。このパルスeはトランジスタ35をそのパルス期
間オンする。したがつて、トランジスタ35がオンする
とLED36に駆動電流が流れ、LED36からパルス
eと同一周期、同一デユーテイ比でセンシング光が出射
される。
【0008】受光部37はホトトランジスタ38、アン
プ39、コンパレータ40からなつている。ホトトラン
ジスタ38は、光を受光すると、その受光期間に等しい
パルス幅のパルスを発生する。このパルスはアンプ39
で増幅され、パルスfとしてコンパレータ40に供給さ
れる。このコンパレータ40はこのパルスfを基準レベ
ルとレベル比較し、“L”(低レベル)の2値化された
パルスgを出力する。近傍に物体(図示せず)がある
と、LED36からのセンシング光は、この物体で反射
されてホトトランジスタ38で受光されるから、ワンシ
ヨツト回路34の出力パルスeにタイミングが一致した
パルスfが得られるが、他の光電スイツチが近接して設
置されているときには、そのセンシング光も干渉光とし
てホトトランジスタ38で受光され、この結果、干渉光
によるパルスfも得られる。これらパルスfがいずれも
コンパレータ40で二値化され、“L”のパルスgが得
られる。このパルスgはワンシヨツト回路34の出力パ
ルスeとともにゲート回路41に供給される。
【0009】ゲート回路41はD−FF回路42からな
り、そのデータ入力Dをコンパレータ40の出力パルス
gとし、クロツク入力CKをワンシヨツト回路34の出
力パルスeとする。D−FF回路42は“H”のパルス
eの立上りエツジ(前エツジ)でパルスgのレベルをサ
ンプルホールドする。これにより、コンパレータ40の
出力パルスgのうちのパルスeのタイミングに一致した
パルスのみがD−FF回路42で抽出されてホールドさ
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はこのD−FF回路42で除かれる。パルスe
にタイミングが一致したパルスgがN個パルスeの周期
Tで順番に供給されると、D−FF42からこのN個の
パルスの最初のパルスのタイミングで立ち上がり、パル
ス幅がN・Tの“H”のパルスhが出力される。
【0010】積分回路43はたとえば4ビツトのシフト
レジスタ44からなつている。このシフトレジスタ44
は分周回路32の出力パルスの立下りエツジをクロツク
CKとし、このクロツクCK毎にD−FF回路42の出
力を取り込んで順次シフトする。そこで、いま、D−F
F回路42から“H”のパルスhが出力されたとする
と、このパルスhがクロツクCKで取り込まれることに
よつてD−FF回路44のQA出力が“H”となり、そ
の後クロツクCKが供給される毎にQB,QC,QD出力
の順に“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
42に取り込まれてD−FF回路42から4N・T以上
のパルス幅のパルスhが出力されると、シフトレジスタ
44のQA〜QD出力が同時に“H”となる。
【0011】判定回路45はシフトレジスタ44のQA
〜QD出力を入力とするアンドゲート46、同じくこれ
らQA〜QD出力を入力とするノア回路47およびアンド
ゲート46の出力をセツトパルス、ノア回路47の出力
をリセツトパルスとするR・S−FF回路48からなつ
ている。アンドゲート46はシフトレジスタ44のQA
〜QD出力の全てが“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、このセツトパルスiの立上りエツジで
R・S−FF回路48がセツトされる。ノア回路47は
シフトレジスタ44のQA〜QD出力の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、このリセツ
トパルスjの立上りエツジでR・S−FF回路48がリ
セツトされる。これにより、R・S−FF回路48の出
力、すなわち判定回路45の出力kはシフトレジスタ4
4のQA〜QD出力が全て“H”となつてからこれら全て
が“L”となるまでの期間“H”となる。
【0012】以上の各部の動作により、ワンシヨツト回
路34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40からこのパルスeの周期で順番に得
られると、判定回路45の出力kは“H”となり、この
ことが、LED36からのセンシング光が物体で反射さ
れてホトトランジスタ38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。判定回路
45の出力kが“H”となると、このことが物体の存在
を表わすことになる。
【0013】以上のようにして物体の有無の判定が行な
われるのであるが、次に、この光電スイツチをSST方
式として機能させるための励磁部54および受信部49
について説明する。
【0014】励磁部54は分周回路55、ワンシヨツト
回路56、微分回路57、ダイオード58およびコイル
59からなつている。分周回路32の出力パルスdは分
周回路55で分周される。ここでは、この分周回路55
はパルスdを4分周するものとしており、この分周回路
55の出力パルスoの立下りエツジはパルスdの立下り
エツジとタイミングが一致している。ワンシヨツト回路
56は分周回路55の出力パルスoの立下りエツジでト
リガされ、一定パルス幅ΔTの“L”のパルスpを発生
する。このパルスpは微分回路57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)で
生じた微分パルスqがダイオード58で抽出され、コイ
ル59を励磁する。したがつて、パルス状の磁気信号が
コイル59から発生し、次段(スレーブ側)の光電スイ
ツチに伝達される。
【0015】受信部49は同じ構成をなす前段(マスタ
側)の光電スイツチ(図示せず)の励磁部54から出力
される磁気信号を受信するためのものであつて、コイル
50、アンプ51、コンパレータ52およびワンシヨツ
ト回路53からなつている。前段の光電スイツチでの励
磁部54から送られたパルス状の磁気信号により、コイ
ル50にパルス電圧が誘起され、アンプ51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52で二
値化される。ワンシヨツト回路53はこの二値化された
同期タイミング信号でトリガされ、狭い一定のパルス幅
の“H”の同期タイミング信号cを生成する。前述のよ
うに、この同期タイミング信号cの前エツジでパルス発
生回路30の分周回路32がリセツトされる。
【0016】ここで、励磁部54のコイル59から出力
される磁気信号はLED36から出力されるセンシング
光よりもタイミングが遅れ、コイル50で受信される同
期タイミング信号は前段の光電スイツチの励磁部54で
形成されるから、ワンシヨツト回路53から出力される
同期タイミング信号cは前段の光電スイツチのセンシン
グ光の発光タイミングよりも時間ΔTだけ遅れている。
【0017】すなわち、同期タイミング信号cの前エツ
ジは分周回路32の出力パルスdの立下りエツジとタイ
ミングが一致し、ワンシヨツト回路34の出力パルス
e、したがつて、LED36からのセンシング光の発光
タイミングは分周回路32の出力パルスdの立下りエツ
ジと一致しているから、このLED36からのセンシン
グ光の発光タイミングは前段の光電スイツチからのセン
シング光の発光タイミングよりも時間ΔTだけ遅れるこ
とになり、同様にして励磁部54のワンシヨツト回路5
6、微分回路57およびダイオード58により、LED
36からのセンシング光の発光タイミングよりも時間Δ
Tだけ遅れて次段の光電スイツチはセンシング光を発光
する。
【0018】かかる光電スイツチを複数個順次配列し、
次段に同期タイミング信号の磁気信号を送つて動作させ
ると、夫々の光電スイツチのセンシング光のタイミング
は配列順に順次時間ΔTずつずれたものとなり、かかる
時間ΔTを適宜選定することにより、これらセンシング
光のタイミングが重ならないようにすることができる。
このようにすると、各光電スイツチにおいては、コンパ
レータ40の出力パルスgのうちのワンシヨツト回路3
4の出力パルスeにタイミングが一致したパルスは必ず
自己のLED36からのセンシング光の反射光をホトト
ランジスタ38が受光したことのみによるものであり、
相互干渉が完全に除けて判定回路45の判定結果は非常
に精度が高いものとなる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な光電スイツチは、受信部49のコイル50が外部から
の何らかの磁気信号を検出し、コンパレータ52がこれ
に応じてパルスを発生すると、分周回路32はこれに同
期してパルスdを発生し、LED36からセンシング光
が発生する。この光電スイツチが1台だけ単独に使用さ
れるものであれば、たとえこの外部からの磁気信号が何
らかの原因で生じた磁気ノイズであつても、格別問題と
はならない。
【0020】しかし、かかる光電スイツチを複数個1列
に配列し、マスタ側から同期タイミング信号を順次伝達
して時分割的にセンシング光を発生させようとする場
合、上記のような磁気ノイズが少なくとも1台の光電ス
イツチで受信される。この光電スイツチは他の光電スイ
ツチとは独立にセンシング光を発生してしまい、これら
他の光電スイツチはゲート回路41(図6)では取り除
くことができない干渉光を受光してしまう。つまり、磁
気ノイズによつて相互干渉が生じ、光電スイツチが誤動
作をする。
【0021】本発明の目的は、かかる問題点を解消し、
複数個1列に配列して使用した場合においても、磁気ノ
イズによる相互干渉を防止することができるようにした
光電スイツチを提供することにある。
【0022】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、磁気信号を受信する受信手段と磁気信号
を出力する励磁手段とを夫々互いに逆方向に巻回され、
かつ直列接続された2つのコイルで構成し、複数個の光
電スイツチが1列に配列されたとき、隣り合う光電スイ
ツチ間で、一方の磁気手段の2つのコイルが夫々他方の
受信手段の別々のコイルに近接対向するように、これら
励磁手段と受信手段とを配置する。
【0023】
【作用】隣り合う光電スイツチ間では、一方の励磁手段
の2つのコイルから出力される磁気信号は位相が互いに
反転しているが、他方の受信手段の2つのコイルでこれ
ら磁気信号が夫々受信されると、これらのコイルは巻回
方向が逆であるから、これらコイルの誘起電圧は同期と
なり、加算されることになる。
【0024】これに対し、受信手段の2つのコイルが磁
気ノイズを受信した場合には、夫々のコイルの誘起電圧
は逆位相の関係となり、互いに相殺されて除かれる。
【0025】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面によつて説明す
る。図1〜図5は本発明による光電スイツチの一実施例
を示すものであるが、まず、図3により、この実施例の
回路構成について説明する。但し、図3において、1
a,1b,2a,2bはコイルであり、図6に対応する
部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【0026】同図において、図6に示した従来の光電ス
イツチの回路構成と異なる点は、受信部49に磁気信号
を検出する2つの直列接続されたコイル1a,1bが設
けられ、励磁部54でも、同様に、磁気信号を発生する
2つの直列接続されたコイル2a,2bが設けられてい
る。これらコイル1a,1bは巻回方向が互いに逆であ
り、コイル2a,2bも巻回方向が互いに逆である。特
に、コイル1a,1bは巻回数が等しいものとしてい
る。
【0027】励磁部54では、ダイオード58から出力
される微分パルスgによる電流がコイル2a,2bに流
れ、これらコイル2a,2bから同時に互いに逆位相の
磁気信号が発生する。また、受信部49では、後述する
ように互いに逆位相の磁気信号が送られてくると、コイ
ル1a,1bは別々の磁気信号を検出する。これら磁気
信号は互いに逆位相であり、これらコイル1a,1bの
巻回方向が互いに逆であるから、コイル1a,1bの磁
気信号による誘起電圧は同相となり、互いに加算されて
アンプ51に供給される。これにより、ワンシヨツト回
路53から同期タイミング信号が得られる。
【0028】これに対し、磁気ノイズが発生すると、こ
の磁気ノイズは同相でコイル1a,1bに印加される。
そこで、コイル1a,1bの巻回方向は互いに逆で巻回
数が等しいから、磁気ノイズによつてコイル1a,1b
に生ずる誘起電圧は大きさが等しく、互いに逆位相の関
係となる。従つて、これら誘起電圧は互いに相殺され、
コンパレータ52からはパルスが出力されない。
【0029】このようにして、コイル1a,1bが磁気
ノイズを受信しても、これによつてLED36から不所
望なセンシング光が発生したり、コイル2a,2bから
不所望な磁気信号が発生することはない。なお、磁気ノ
イズが受信されてもコンパレータ52からパルスが出力
されなければよいのであつて、このことからすると、コ
イル1a,1bの巻回数は必ずしも等しくなくともよ
い。
【0030】図1はこの実施例におけるコイル1a,1
b,2a,2bの配置例を示すものであつて、3,4は
回路基板、5はケース、6,7は軸、8は光フアイバで
ある。
【0031】同図において、回路基板3,4は図3での
コイル1a,1b,2a,2bやLED36、ホトトラ
ンジスタ38以外の回路部分を構成するものであつて、
コイル1a,1bが非磁性の回路基板3に、コイル2
a,2bが非磁性の回路基板4に夫々搭載されてケース
5内に収納されている。コイル1a,1bは回路基板3
とケース5の内面との間に、コイル2a,2bが回路基
板4とケース5の内面との間に夫々配置されているが、
これらコイル1a,1b,2a,2bはケース5の内面
にできるだけ近接させている。また、コイル1a,2a
は同じ軸6上に配置され、コイル1b,2bも軸6に平
行な同じ軸7上に配置されている。
【0032】なお、フアイバ8はLED36(図3)か
らのセンシング光を被検出物からの反射光をホトトラン
ジスタ38(図3)に送る。
【0033】かかる光電スイツチは複数個1列に配列固
定可能であつて、図2はかかる光電スイツチを2個配列
固定した状態を示す。同図において、図1で示した構成
の光電スイツチ9,10はねじ11によつて配列固定さ
れている。かかる状態において、軸6,7は光電スイツ
チ9,10の配列方向に平行であつて、これら光電スイ
ツチ9,10に共通である。従つて、光電スイツチ9,
10夫々のコイル1a,2aは同一軸6上に位置し、同
じくコイル1b,2bも同一軸7上に位置する。このた
め、光電スイツチ10の励磁部のコイル2aと光電スイ
ツチ9の受信部のコイル1aとは近接して正確に対向
し、同様に、光電スイツチ10のコイル2aに直列のコ
イル2bと光電スイツチ9のコイル1aに直列のコイル
1bも近接して正確に対向する。
【0034】そこで、光電スイツチ9,10の互いに近
接したコイル2a,2bとコイル1a,1bでの動作を
説明すると、図4とその各部の信号波形を示す図5にお
いて、ダイオード58から微分パルス電流Aがコイル2
a,2bを通つて流れると、コイル2aから磁気信号B
が、これと同時にコイル2bから磁気信号Bとは逆相関
係の磁気信号Cが夫々発生する。コイル2aと1aが、
コイル2bと1bが夫々近接しているから、磁気信号B
の磁束がほとんどコイル1aを通つて磁気信号Bに応じ
た誘起電圧Dがコイルに生じ、同様にして、コイル1b
に磁気信号Cに応じた誘起電圧Eが生ずる。
【0035】ここで、磁気信号B,Cは逆相の関係にあ
るが、コイル1a,1bの巻回方向が逆であるから、コ
イル1aの誘起電圧Dが磁気信号Bと同相とすると、コ
イル1bの誘起電圧Eは磁気信号Cに逆相となる。従つ
て、誘起電圧D,Eは同相であり、それらの加算電圧が
アンプ51に供給される。
【0036】ここで、磁気ノイズNが発生してコイル1
a,1bに印加されたとすると、これらの印加磁気ノイ
ズは同相であるから、磁気ノイズNによるコイル1aの
誘起電圧Fとコイル1bの誘起電圧Gとは逆相関係とな
る。このために、これら誘起電圧F,Gは互いに相殺
し、アンプ51に入力される磁気ノイズによるノイズ成
分は零もしくは充分小さいものとなる。
【0037】なお、コイル2a,2bにも磁気ノイズN
によつて誘起電圧が生ずるが、これらの誘起電圧も、コ
イル2a,2bの巻回方向が互いに逆であることから、
互いに相殺し、コイル2a,2b側からコイル1a,1
b側へ磁気ノイズによるノイズ成分はほとんど伝達され
ない。
【0038】なお、以上説明した実施例は単独でも使用
することができる。この場合、他の光電スイツチから磁
気信号が送られないから、ワンシヨツト回路53は同期
タイミング信号cを発生せず、LED36は分周回路3
2の出力パルスdで決まる一定周期でセンシング光を発
生する。また、外部から不所望な磁気ノイズがあつて、
これをコイル1a,1bが検出しても、上記のように、
これらの誘起電圧は互いに相殺するので、やはりワンシ
ヨツト回路53は同期タイミング信号を発生しない。従
つて、この場合でも、LED36は上記一定周期でセン
シング光を発生する。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
外部からの不所望な磁気ノイズに応答した動作を防止す
ることができ、複数個1列に配列して時分割的にセンシ
ング光を発生させるようにした場合でも、磁気ノイズに
よる影響を防止して相互干渉のない正しい動作を行なわ
せることができる。
【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内
部構成図である。
【図2】図1で示した実施例を2個配列固定した状態を
示す斜視図である。
【図3】図1で示した実施例の回路構成を示すブロツク
図である。
【図4】図2での2つの光電スイツチ間の磁気信号伝達
部の作用を示す図である。
【図5】図4の各部の信号を示す波形図である。
【図6】本出願人が先に提案した光電スイツチの回路構
成を示すブロツク図である。
【符号の説明】
1a,1b,2a,2b コイル 3,4 回路基板 5 ケース 6,7 軸 9,10 光電スイツチ 30 パルス発生回路 33 投光部 36 LED 37 受光部 49 受信部 54 励磁部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大内 郁郎 宮城県黒川郡大和町吉岡字下町60−2

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 取材によつて複数個1列に配列固定可能
    な光電スイツチであつて、夫々は、 被検出物に照射するためのパルス状の検出光を出力する
    発光部と、 該被検出物で反射された、もしくは該被検出物で遮断さ
    れない該検出光を受光する受光部と、 パルス状の磁気信号を発生し、外部に出力する励磁手段
    と、 上記1列に配列されたときに前段の該励磁手段から出力
    される該磁気信号を受信する受信手段と、 該受信手段で受信した該磁気信号に対して該発光部での
    該検出光の出力タイミング、該励磁手段での該磁気信号
    の出力タイミングを設定する制御部とを備え、 該励磁手段は互いに巻回方向が逆の2つのコイルが直列
    に接続されてなり、かつ該受信手段も互いに巻回方向が
    逆の2つのコイルが直列に接続されてなり、 上記1列に配列されたとき、該励磁手段の一方の該コイ
    ルが隣り合う光電スイツチの該受信手段の一方の該コイ
    ルに、該励磁手段の他方の該コイルが該隣り合う光電ス
    イツチの該受信手段の他方の該コイルに夫々近接対向す
    るように、該励磁手段と該受信手段の該各コイルを配置
    したことを特徴とする光電スイツチ。
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