JPH05268043A - 光電スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路構成を複雑化することなく、投光部から
出射されるセンシング光強度を平均化して被検出物の検
出精度を向上する。 【構成】 ＬＥＤ３６から出射される光の一部をセンシ
ング光ｐとして被検出物の検出を行う。また、残りの一
部をモニター用光ｖとして伝達用光信号ｏの受信部４９
に導き、該受信部に接続された光量モニター回路４にて
光量を検出する。そして、その出力信号に応じてＬＥＤ
３６のドライバ回路５を駆動し、出射光の光量を調整す
る。伝達用光信号ｏ出射用のＬＥＤ５８を、センシング
光ｐ及びモニター用光ｖ出射用のＬＥＤ３６と共用させ
ることもできる。

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
光電スイッチ、およびかかる光電スイッチを順次複数個
配列してなる光電スイッ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ッチが知られてい
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。かかる光電スイッチにおいて
は、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
（本明細書においては、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ッチ
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ッチ、下方から投光する光電
スイッチ、上方から投光する光電スイッチなど１個所に
複数の光電スイッチが設置され、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
数の光電スイッチを設置し、かつ夫々の光電スイッチが
連続投光すると、各光電スイッチは自己以外の光電スイ
ッ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、光電スイッチでは、投
光タイミングが他の光電スイッ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
の光電スイッチの投光によって受光される光（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、各光電スイッチが独立
に動作すると、２以上の光電スイッチでセンシング光の
タイミングが重なっ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し、相互干渉による影響を完全に
は除くことができなかった。

【０００４】そこで、本出願人は先に、一連の光電スイ
ッ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ッチでのセンシング
光のタイミングを互いに異ならせるようにしたＳＳＴ方
式と呼ぶ光電スイッチを提案した（特願平３−２３８８
６４号）。以下に、この光電スイッチを、図１２を用い
て簡単に説明する。

【０００５】同図において、この光電スイッチは、基本
的には、センシング光ｐを発生する検出用投光部３３、
検出用受光部３７、ゲート回路４１、積分回路４３、判
定回路４５及びパルス発生回路３０からなるが、パルス
発生回路３０を外部同期可能なものとするため、これに
同期タイミング信号たる伝達用光信号ｏの受信部４９と
送信部５４とが付加されている。

【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は一定周期のクロックを発生す
るクロック発生回路３１とこのクロックを分周して（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
ンショット回路５３の出力パルスｃによってリセット可
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は送信部５４、検出用投光
部３３、および積分回路４３に供給される。

【０００７】検出用投光部３３は、ワンショット回路３
４、スイッチング用のトランジスタ３５、及び発光素子
（ＬＥＤ）３６からなっている。ワンショット回路３４
は分周回路３２の出力パルスｄの立下りエッジでトリガ
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。したがって、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、同一デューティ比
でセンシング光が出射される。

【０００８】検出用受光部３７は、ホトダイオード３
８、アンプ３９、コンパレータ４０からなっている。ホ
トダイオード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ｐは、この物
体で反射されてホトダイオード３８で受光されるから、
ワンショット回路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、他の光電スイッチが近接
して設置されているときには、そのセンシング光ｐも干
渉光としてホトダイオード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はワンショット回路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、クロック入力ＣＫをワンショット回路３４の
出力パルスｅとする。Ｄ−ＦＦ回路４２は“Ｈ”のパル
スｅの立上りエッジ（前エッジ）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。したがって、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ビットのシフ
トレジスタ４４からなっている。このシフトレジスタ４
４は、分周回路３２の出力パルスｄの立下りエッジをク
ロックＣＫとし、このクロックＣＫ毎にＤ−ＦＦ回路４
２の出力を取り込んで順次シフトする。そこで、いま、
Ｄ−ＦＦ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がクロックＣＫで取り込まれるこ
とによってＤ−ＦＦ回路４４のＱ_A 出力が“Ｈ”とな
り、その後クロックＣＫが供給される毎にＱ_B 、Ｑ_C 、
Ｑ_D 出力の順に“Ｈ”となる。したがって、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Ｑ_A 〜Ｑ_D 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Ｑ
_A 〜Ｑ_D 出力を入力とするアンドゲート４６、同じくこ
れらＱ_A 〜Ｑ_D 出力を入力とするノア回路４７、および
アンドゲート４６の出力をセットパルスとし、ノア回路
４７の出力をリセットパルスとするＲ・Ｓ−ＦＦ回路４
８からなっている。アンドゲート４６は、シフトレジス
タ４４のＱ_A 〜Ｑ_D 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”のセットパルスｉを発生し、このセットパルスｉ
の立上りエッジでＲ・Ｓ−ＦＦ回路４８がセットされ
る。ノア回路４７は、シフトレジスタ４４のＱ_A 〜Ｑ_D
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”のリセットパルス
ｊを発生し、このリセットパルスｊの立上りエッジでＲ
・Ｓ−ＦＦ回路４８がリセットされる。これにより、Ｒ
・Ｓ−ＦＦ回路４８の出力、即ち判定回路４５の出力ｋ
はシフトレジスタ４４のＱ_A 〜Ｑ_D 出力が全て“Ｈ”と
なっ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、ワンショット回
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ｐが物体で反射
されてホトダイオード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、この光電スイッチをＳＳＴ方
式として機能させるための送信部５４及び受信部４９に
ついて説明する。

【００１４】送信部５４は、分周回路５５、ワンショッ
ト回路５６，５７、スイッチング用トランジスタ５８、
及びＬＥＤ５９からなっている。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ｌの立下りエッジは
パルスｄの立下りエッジとタイミングが一致している。
ワンショット回路５６は、分周回路５５の出力パルスｌ
の立下りエッジでトリガされ、コンデンサ５６ａと抵抗
５６ｂの時定数で決まる幅ΔＴの“Ｌ”パルスｍを発生
する。次段のワンショット回路５７は、パルスｍの立上
りエッジ（後エッジ）でトリガされ、コンデンサ５７ａ
と抵抗５７ｂの時定数で決まる幅狭の“Ｈ”パルスｎを
発生する。したがって、このパルスｎの発生タイミング
は、ワンショット回路３４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つ到来するたびごとに１つのパルスｎが間欠的
に発生されることになる。出力パルスｎの“Ｈ”の期間
にトランジスタ５８がオンし、ＬＥＤ５９に駆動電流が
流れてＬＥＤ５９からパルス状の伝達用光信号ｏが発生
し、次段（スレーブ側）の光電スイッチに伝達される。

【００１５】受信部４９は、同じ構成をなす前段（マス
タ側）の光電スイッチ（図示せず）の送信部５４から出
力される伝達用光信号ｏを受信するためのものであっ
て、受信用ホトダイオード５０、アンプ５１、コンパレ
ータ５２、およびワンショット回路５３からなってい
る。ホトダイオード３８は、マスタ側の光電スイッチの
送信部５４から送られたパルス状の伝達用光信号ｏを受
光し、その受光期間に等しいパルス幅のパルスを発生す
る。この信号は、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
ンショット回路５３は、この二値化された同期タイミン
グ信号でトリガーされ、狭い一定パルス幅の“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の前エッジでパルス発生回路３０の
分周回路３２がリセットされる。ここで、送信部５４の
ＬＥＤ５８から出力される伝達用光信号ｏは検出用投光
部３３のＬＥＤ３６から出力されるセンシング光ｐ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ａはマスタ側の光電スイッチの送信部５４で
形成されるから、ワンショット回路５３から出力される
同期タイミング信号ｃはマスタ側の光電スイッチのセン
シング光ｐの発光タイミングよりも時間ΔＴだけ遅れて
いる。すなわち、同期タイミング信号ｃの前エッジは分
周回路３２の出力パルスｄの立下りエッジとタイミング
が一致し、ワンショット回路３４の出力パルスｅしたが
ってＬＥＤ３６からのセンシング光ｐの発光タイミング
は分周回路３２の出力パルスｄの立下りエッジと一致し
ているから、このＬＥＤ３６からのセンシング光ｐの発
光タイミングはマスタ側の光電スイッチからのセンシン
グ光ｐの発光タイミングよりも時間ΔＴだけ遅れること
になる。

【００１６】かかる光電スイッチを複数個順次配列し、
スレーブ側に同期タイミング信号の伝達用光信号を送っ
て動作させると、夫々の光電スイッチのセンシング光ｐ
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ｐ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、各光電スイッチにお
いては、コンパレータ４０の出力パルスｇのうちのワン
ショット回路３４の出力パルスｅにタイミングが一致し
たパルスは必ず自己のＬＥＤ３６からのセンシング光ｐ
の反射光をホトダイオード３８が受光したことのみによ
るものであり、相互干渉が除けて判定回路４５の判定結
果は非常に精度が高いものとなる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＬＥＤ３６
から出射されるセンシング光の強度は、一定であること
が好ましいが、実際には刻々と変化する。センシング光
強度がある一定値以下になると、受光部３７から受光信
号ｇが出力されず、被検出物があるにもかかわらず被検
出物がないとの判断が判定回路４５にて行われやすい。
かかる不都合を未然に防止するためには、ＬＥＤ３６か
ら出射されるセンシング光の強度をモニターし、センシ
ング光強度が小さい場合にはＬＥＤ３６から出射される
光の強度を自動的に高めるようにすることが好ましい。
ところが、図１２に示した従来の回路に単に上記のモニ
ター回路を追加すると、回路構成が複雑になり、装置が
コスト高になる。本発明の目的は、かかる問題を解消
し、安価にして検出精度の高い光電スイッチを提供する
ことにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、図１２に示した従来の回路中に、ＬＥ
Ｄから出射されるモニター用光の強度を検出して当該Ｌ
ＥＤから出射されるセンシング光の強度を調整する光量
モニター回路を設けると共に、マスタ側からの伝達用光
信号及び自己のモニター用光の双方を受信部に備えられ
たホトダイオードで受光するようにして伝達用光信号を
受光するホトダイオードとセンシング光用のホトダイオ
ードとを共用化した。また、受信部から出力される同期
タイミング信号を遅延回路にて遅延し、この遅延された
上記同期タイミング信号に基づいて検出用投光部からの
センシング光の出射タイミングと伝達用投光部からの伝
達用光信号の出射タイミングとを決めるパルス信号を生
成し、マスタ側からのセンシング光及び伝達用光信号の
出射タイミングと、スレーブ側におけるセンシング光及
び伝達用光信号の出射タイミングとを所定時間だけずら
すようにした。また、上記の構成に加えて、伝達用投光
部を省略し、１つの投光部からセンシング光と伝達用光
信号とモニター用光とを出射するようにして、検出用投
光部と伝達用投光部とを共用化した。

【００１９】

【作用】回路中に上記光量モニター回路を設けると、Ｌ
ＥＤからほぼ一定強度のセンシング光を出射することが
できるので、被検出物があるにもかかわらず被検出物か
らの反射光が検出されないといった不都合が改善され、
被検出物の検出精度を向上できる。また、マスタ側から
の伝達用光信号及び自己のモニター用光の双方を受信部
に備えられたホトダイオードで受光するようにして伝達
用光信号を受光するホトダイオードとモニター用のホト
ダイオードとを共用化すると、部品点数が減少するの
で、安価に実施できる。

【００２０】なお、受信部から出力される同期タイミン
グ信号に遅延をかけ、この遅延された同期タイミング信
号に基づいてパルス発生回路からパルス信号を発生させ
ると、マスタ側の光電スイッチから出射されるセンシン
グ光及び伝達用光信号の出射タイミングと、スレーブ側
の光電スイッチから出射されるセンシング光及び伝達用
光信号の出射タイミングとを上記遅延時間ずつずらすこ
とができる。また、検出用受光部には、マスタ側の光電
スイッチからのセンシング光（以下、これを干渉光とい
う）と自己の発したセンシング光とが上記遅延時間だけ
ずれたタイミングで入射する可能性もあるが、干渉光に
対応する受信信号はゲート回路を通過できない。よっ
て、上記遅延時間を適宜選定することにより、光電スイ
ッチ間の相互干渉が防止される。

【００２１】さらに、伝達用投光部を省略し、１つの投
光部からセンシング光と伝達用光信号とモニター用光と
を出射するようにして検出用投光部と伝達用投光部とを
共用化すると、部品点数を一層低減でき、装置の低コス
ト化が図れる。

【００２２】

【実施例】まず、本発明に係る光電スイッチの回路構成
例を、図１〜図３に基づいて説明する。図１は回路構成
の全体を示すブロック図、図２は光量モニター回路の構
成例を示す回路図、図３は図１の装置各部から発生する
信号の波形を示す波形図である。

【００２３】図１において、符号１は電子スイッチ、符
号２は検波回路、符号３は遅延回路、符号４は光量モニ
ター回路、符号５はＬＥＤのドライバ回路を示し、その
他前出の図１２と対応する部分には、それと同一の符号
が表示されている。この図から明らかなように、本実施
例の光電スイッチは、図１２に示した従来例の光電スイ
ッチに対して、受信部４９のアンプ５１とコンパレー
タ５２との間に電子スイッチ１及び検波回路２を設けた
こと、電子スイッチ１の１切替接点にセンシング光の
光量モニター回路４を設けたこと、検出用投光部３３
に光量モニター回路４によって調整されるＬＥＤ３６の
ドライバ回路５を設けたこと、受信部４９とパルス発
生回路３０との間に遅延回路３を設けたことを特徴とす
る。

【００２４】電子スイッチ１は、パルス発生回路３０か
らの出力パルスｄによって接点が交互に切り替えられ、
アンプ５１で増幅されたホトダイオード５０の受光信号
ａを検波回路２側又は光量モニター回路４側に供給す
る。遅延回路３は、マスタ側の光電スイッチから出射さ
れるセンシング光及び伝達用光信号の出射タイミング
と、次段の光電スイッチから出射されるセンシング光及
び伝達用光信号の出射タイミングとを所定時間だけずら
し、上記のＳＳＴ方式の光電スイッチシステムを構築す
る機能を有する。光量モニター回路４は、アンプ６と、
ピークホールド回路７と、ローパスフィルタ８とからな
る。ピークホールド回路７としては、減衰特性を有し、
その時定数がクロック周期の１〜１００倍程度のものが
用いられる。光量モニター回路４の具体的構成例につい
ては、図２に示すとおりである。

【００２５】以下、図１の回路の動作を、図３に基づい
て説明する。図１に示すように、１の光電スイッチＳ₁
のマスタ側に他の同種の光電スイッチＳ₂ が設置されて
いる場合において、マスタ側の光電スイッチＳ₂ の投光
部３３から伝達用光信号ｏ₂ が出射されると、その伝達
用光信号ｏ₂ がスレーブ側の光電スイッチＳ₁ の受信部
４９に備えられたホトダイオード５０にて受光され、該
ホトダイオード５０から受光量に応じたパルス状の受光
信号が出力される。この受光信号は、アンプ５１で増幅
されて同期タイミング信号ａとなる。

【００２６】電子スイッチ１の接点が検波回路２側に切
り替えられているときには、この同期タイミング信号ａ
が、検波回路２、コンパレータ５１、ワンショット回路
５３に流れて、該ワンショット回路５３から狭い一定パ
ルス幅の同期タイミング信号ｃとして出力される。遅延
回路２は、この同期タイミング信号ｃを時間Δｄだけ遅
延して得られる遅延信号ｑを出力する。遅延時間Δｄ
は、上記の相互干渉を防止可能な値に設定される。

【００２７】パルス発生回路３０からは、上述したよう
に遅延信号ｑに同期したパルスｄが得られる。このパル
スｄは、電子スイッチ１の接点切替部、伝達用投光部５
４、検出用投光部３３、ゲート回路４１に夫々供給され
る。そして上述したように、パルス発生回路３０から供
給されたパルスｄに同期して、検出用投光部３３からは
センシング光ｐ及びモニター用光ｖが、伝達用投光部５
４からは伝達用光信号ｏ₁ が、夫々同一のタイミングで
出射される。またこれと共に、パルス発生回路３０から
供給されたパルスｄにより、電子スイッチ１の接点が光
量モニター回路４側に切り替る。

【００２８】所定の位置に被検出物があると、センシン
グ光ｐがその被検出物にて反射され、検出用受光部３７
に入射すると共に、検出用投光部３３から出射されたモ
ニター用光ｖが自己の光電スイッチＳ₁ の受信部４９に
備えられたホトダイオード５０にて受光され、アンプ５
１よりモニター信号ｒとして出力される。モニター信号
ｒの出力タイミングは、同期タイミング信号ａの出力タ
イミングよりも遅延時間Δｄだけ遅れている。モニター
信号ｒは、光量モニター回路４のアンプ６にて増幅さ
れ、ピークホールド回路７でピーク検出されてピーク検
出信号ｓとなり、ローパスフィルタ８にてその高周波成
分が取り除かれて、正弦波状の振幅制御信号ｔとして光
量モニター回路４から出力される。

【００２９】ドライバ回路５は、この振幅制御信号ｔに
よってサーボ制御され、振幅制御信号ｔの振幅が大きい
場合にはＬＥＤ３６から出射されるセンシング光ｐの光
量を減少し、振幅制御信号ｔの振幅が小さい場合にはＬ
ＥＤ３６から出射されるセンシング光ｐの光量を増加す
る。これによって、図３に示すように、検出用受光部３
７にて検出されるセンシング光の強度が常にほぼ一定に
なるように、センシング光ｐのピーク値が刻々と調整さ
れる。

【００３０】検出用受光部３７には、通常、被検出物に
て反射されたセンシング光ｐのみが入射すると考えられ
るが、複数個の光電スイッチの配列によっては、マスタ
側あるいはスレーブ側の光電スイッチからの干渉光ｕが
入射する場合もあり得る。しかし、ゲート回路４１は、
上述したように、ワンショット回路３４の出力パルスｅ
と検出用受光部３７の検出パルスｇを入力し、検出パル
スｇよりワンショット回路３４の出力パルスｅとタイミ
ングが一致したパルスのみを抽出するから、干渉光ｕ
は、このゲート回路４１によって除かれる。このため、
干渉光ｕによっては判定回路４５が誤動作することがな
く、例えば図３に示すように、被検出物にて反射された
センシング光ｐが３回続けて検出用受光部３７に入射し
たときに被検出物があると判定する判定回路４５にあっ
ては、干渉光ｕの入射の有無に拘らず、３パルス目に被
検出物ありの判定信号ｋが出力される。

【００３１】次に、上記第１実施例に係る光電スイッチ
の内部構造の一例を、図４〜図６に基づいて説明する。
図４は光電スイッチの側面図、図５は光電スイッチの平
面方向から見た断面図、図６はＬＥＤの説明図である。
図４及び図５において、１１はケース、１２は蓋板、１
３は投光用光ファイバ、１４は受光用光ファイバ、１５
は回路基板、３６は検出用投光部に備えられたＬＥＤ、
５０は受信部に備えられたホトダイオード、１６はＬＥ
Ｄ３６からのモニター用光ｖをホトダイオード５０に導
く第１のミラー、１７はマスタ側の光電スイッチからの
伝達用光信号をホトダイオード５０に導く第２のミラー
を示している。

【００３２】ケース１１は、上面板を有しない直方形の
箱型に形成されている。このケース１１の前面板１１ａ
には、投光用光ファイバ１３および受光用光ファイバ１
４が接続されている。投光用光ファイバ１３は、ケース
１１内に内蔵されたＬＥＤ３６からのセンシング光を被
検出物（図示せず）に照射するために導くものであり、
受光用光ファイバ１４は、被検出物からの反射光をケー
ス１１内に内蔵されたホトダイオード３８に導くもので
ある。このケース１の左右両側板１１ｂ，１１ｃは、平
行かつ平面状に形成されており、その一部の相対向位置
に、伝達用投光窓１８と伝達用受光窓１９とが開設され
ている。

【００３３】回路基板１５は、図１の回路を搭載してな
り、上記ケース１１内に収納可能な大きさに形成されて
いる。蓋板１２は、ケース１１の開口部を密封可能な大
きさの平板状に形成されており、回路基板１５をケース
１１内に収納した後、ケース１１の開口部に着脱可能に
被着される。

【００３４】ケース１１内に回路基板１５を収納するこ
とによって、伝達用投光窓１８の内側には伝達用投光部
５４のＬＥＤ５９が配置され、伝達用受光窓１９の内側
にはホトダイオード５０が配置され、受光用光ファイバ
１４の内端と対向する部分には検出用投光部３３のＬＥ
Ｄ３６が配置される。また、これらＬＥＤ３６の側面部
分とホトダイオード５０との間には第１のミラー１６が
配置され、伝達用受光窓１９の内側とホトダイオード５
０との間には第２のミラー１７が配置される。ＬＥＤ３
６は、図６に示すように、発光素子２１を２本のリード
線２２ａ，２２ｂに接続し、その接続部分を透明樹脂２
３にて封止したものであって、透明樹脂２３の前面方向
のみならず、透明樹脂２３の側面方向からも光を出射す
る。前面方向から出射する光の強度と側面方向から出射
する光の強度の比は、透明樹脂２３の形状を変更するこ
とによって適宜調整できる。よって、透明樹脂２３の前
面方向から出射する光を投光用光ファイバ１３に入射
し、側面方向から出射する光を第１のミラー１６を介し
てホトダイオード５０に入射することによって、１つの
ＬＥＤ３６からセンシング光ｐとモニター用光ｖとを出
射でき、また、１つのホトダイオード５０で伝達用光信
号ｏとモニター用光ｖとを検出できる。

【００３５】かように、本例の光電スイッチは、回路中
に検出用投光部３３から出射されるセンシング光ｐの強
度をモニターして調整する光量モニター回路４を設けた
ので、検出用投光部３３から出射されるセンシング光ｐ
の強度をほぼ一定にすることができ、被検出物の検出精
度を上げることができる。また、伝達用光信号ｏの受信
部４９にてモニター用光ｖを併せて検出するようにした
ので、回路構成が複雑化せず、安価に実施できる。

【００３６】次に、上記第１実施例に係る光電スイッチ
の内部構造の他の例を、図７及び図８に基づいて説明す
る。図７は光電スイッチの分解斜視図、図８は光電スイ
ッチの前面方向から見た断面図である。これらの図にお
いて、２０は光混合器、３８は検出用受光部３７に備え
られたホトダイオードを示し、その他前出の図４又は図
５と対応する部分には、それと同一の符号が表示されて
いる。

【００３７】光混合器２０は、ミラー面２０ａとハーフ
ミラー面２０ｂとを有しており、これらミラー面２０ａ
及びハーフミラー面２０ｂに対して４５度をなす面を伝
達用受光窓１９に臨まして設定される。この光混合器２
０の下面には、受信部４９に備えられたホトダイオード
５０が設定される。ＬＥＤ３６は、その前面部分を投光
用光ファイバ１３に対向させ、かつその側面部分を光混
合器２０のハーフミラー面２０ｂに対向させて設定され
る。検出用受光部３７に備えられたホトダイオード３８
は、受光用光ファイバ１４の内端と対向させて設定され
る。

【００３８】本例の場合には、ＬＥＤ３６の側面部分か
ら出射されたモニター用光ｖが、光混合器２０のハーフ
ミラー面２０ｂを介してホトダイオード５０に入射さ
れ、また、伝達用受光窓１９から入射した伝達用光信号
ｏが、この光混合器２０のミラー面２０ａ及びハーフミ
ラー面２０ｂを介してホトダイオード５０に入射され
る。よって、上例の場合と同様の効果が得られる。

【００３９】以下に、第２実施例に係る光電スイッチを
図９〜図１１に基づいて説明する。図９は回路構成を示
すブロック図、図１０は内部構成の一例を示す平面方向
から見た断面図、図１１は内部構成の他の例を示す平面
方向から見た断面図である。

【００４０】図９に示すように、本第２実施例の光電ス
イッチは、図１に示した第１実施例に係る光電スイッチ
の伝達用投光部５４を省略し、検出用投光部３３のＬＥ
Ｄ３６からセンシング光ｐと伝達用光信号ｏとモニター
用光ｖとを出射するようにしたことを特徴とする。すな
わち、上記したようにＬＥＤ３６からは、前面方向のみ
ならず側面方向からも光を出射するから、これらの光を
別々に取り出し、夫々センシング光ｐ、伝達用光信号
ｏ、モニター用光ｖとして利用することによって、第１
実施例の場合と同様の動作を行わせることができる。

【００４１】図１０において、１１はケース、１８は伝
達用投光窓、１９は伝達用受光窓、１３は投光用光ファ
イバ、３６は投光部３３に備えられたＬＥＤ、５０は受
信部４９に備えられたホトダイオード、１６はＬＥＤ３
６からのモニター用光をホトダイオード５０に導く第１
のミラー、１７は伝達用受光窓１９から入射した伝達用
光信号をホトダイオード５０に導く第２のミラー、２５
はＬＥＤ３６からの伝達用光信号を伝達用投光窓１８に
導く導光体を示している。

【００４２】本例にあっては、投光用光ファイバ１３の
内端とＬＥＤ３６の前面部分とが対向に配置され、ＬＥ
Ｄ３６の側面部分に対向して導光体２５の内端と第１の
ミラー１６とが配置されている。また、伝達用受光窓１
９の内側には第２のミラー１７が配置され、上記第１及
び第２のミラー１６，１７に対向してホトダイオード５
０が配置されている。その他の部分については、図５と
同じであるので、重複を避けるために説明を省略する。

【００４３】本例の光電スイッチは、ＬＥＤ３６の前面
部分から出射する光をセンシング光ｐとして投光用光フ
ァイバ１３に入射し、側面方向から出射する光の一部を
伝達用光信号ｏとして導光体２５を介して伝達用投光窓
１８から出射し、さらにそれと対向方向から出射する光
の一部をモニター用光ｖとして第１のミラー１６を介し
てホトダイオード５０に入射することによって、第１実
施例の場合と同様の動作を行わせることができる。

【００４４】かように、本例の光電スイッチは、伝達用
光信号ｏを出射するための回路を省略したので、さらに
安価に実施できる。

【００４５】次に、上記第２実施例に係る光電スイッチ
の内部構造の他の例を、図１１に基づいて説明する。本
例の光電スイッチは、ＬＥＤ３６の前面部分と導光体２
５の内端との間に光分岐器２６を配設し、ＬＥＤ３６の
前面部分から出射された光を光分岐器２６にて分岐し、
その一方をセンシング光ｐとして投光用光ファイバ１３
に入射し、他方を伝達用光信号ｏとして導光体２５を介
して伝達用投光窓１８から出射するようにしたことを特
徴とするものである。図１１において、符号２６は光分
岐器を示し、その他前出の図１０と対応する部分には、
それと同一の符号が表示されている。

【００４６】光分岐器２６は、断面三角状の透明体２６
ａ，２６ｂを多層膜２７を介して接合したものであっ
て、多層膜２７の膜厚、積層構造、材質等を変更するこ
とによって、２つの光出射面２８ａ，２８ｂから出射さ
れる光の強度の比をほぼ自由に設定できる。光電スイッ
チは互いに接近した状態で配設されるので、伝達用光信
号ｏは微弱であってもよく、従って本例の光電スイッチ
に適用される光分岐器２６については、第１の光出射面
２８ａから出射される光の強度と第２の光出射面２８ｂ
から出射される光の強度の比が、９９：１程度のものを
用いることができる。

【００４７】この光分岐器２６は、第１の光出射面２８
ａを投光用光ファイバ１３の内端に対向させ、第２の光
出射面２８ｂを導光体２５の内端に対向させることによ
って、光電スイッチ内に設定される。その他について
は、図１０の光電スイッチと同様であるので、説明を省
略する。

【００４８】本例の光電スイッチは、光分岐器２６の第
１の光出射面２８ａから出射する光をセンシング光ｐと
して投光用光ファイバ１３に入射し、また光分岐器２６
の第２の光出射面２８ｂから出射する光を伝達用光信号
ｏとして導光体２５を介して伝達用投光窓１８から出射
し、さらにＬＥＤ３６の側面部分から出射する光の一部
をモニター用光ｖとして第１のミラー１６を介してホト
ダイオード５０に入射することによって、第１実施例の
場合と同様の動作を行わせることができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＬＥＤから出射される光の強度をモニターし、それを一
定化するための光量モニター回路を設けたので、被検出
物の検出精度を向上できる。また、ＬＥＤから出射され
るモニター用光を受光するためのホトダイオードを、伝
達用光信号を受光するためのホトダイオードと共用化し
たので、回路が複雑化せず、安価に実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る光電スイッチの回路構成を示
すブロック図である。

【図２】光量モニター回路の構成例を示す回路図であ
る。

【図３】図１の装置各部から出力される信号の波形図で
ある。

【図４】光電スイッチの側面図である。

【図５】光電スイッチの内部構成の第１例を示す平面方
向から見た断面図である。

【図６】ＬＥＤの説明図である。

【図７】光電スイッチの分解斜視図である。

【図８】光電スイッチの内部構成の第２例を示す前面方
向から見た断面図である。

【図９】第１実施例に係る光電スイッチの回路構成を示
すブロック図である。

【図１０】光電スイッチの内部構成の第３例を示す平面
方向から見た断面図である。

【図１１】光電スイッチの内部構成の第４例を示す平面
方向から見た断面図である。

【図１２】従来例に係る光電スイッチの回路図である。

【符号の説明】 １ 電子スイッチ ２ 検波回路 ３ 遅延回路 ４ 光量モニター回路 ５ ＬＥＤのドライバ回路 ３０ パルス発生回路 ３３ 投光部 ３７ 検出用受光部 ４９ 伝達用光信号の受信部 ｏ 伝達用光信号 ｐ センシング光 ｖ モニター用光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大内 郁郎 岩手県花巻市西大通１丁目13番10号 シャ ンポール203

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスタ側からの伝達用光信号及び自己の
   モニター用光を受信し、上記伝達用光信号から同期タイ
   ミング信号を生成して出力する受信部と、該同期タイミ
   ング信号に遅延をかける遅延回路と、遅延された上記同
   期タイミング信号に同期したパルスを発生するパルス発
   生回路と、該パルス発生回路の出力パルスに同期して被
   検出物へのセンシング光を出射する検出用投光部と、上
   記パルス発生回路の出力パルスに同期してスレーブ側へ
   の伝達用光信号を出射する伝達用投光部と、上記受信部
   にて検出された上記モニター用光に対応する信号から自
   己のセンシング光の強度を検出し、上記検出用投光部か
   ら出射されるセンシング光の強度を調整する光量モニタ
   ー回路と、被検出物で反射されたセンシング光を受光す
   る検出用受光部と、該検出用受光部の出力信号から上記
   センシング光に同期した信号を抽出するゲート部と、該
   ゲート部の出力信号に基づいて被検出物の有無を判定す
   る判定部とを備えてなることを特徴とする光電スイッ
   チ。
2. 【請求項２】 マスタ側からの伝達用光信号及び自己の
   モニター用光を受信し、上記伝達用光信号から同期タイ
   ミング信号を生成して出力する受信部と、該同期タイミ
   ング信号に遅延をかける遅延回路と、遅延された上記同
   期タイミング信号に同期したパルスを発生するパルス発
   生回路と、該パルス発生回路の出力パルスに同期して被
   検出物へのセンシング光とスレーブ側への伝達用光信号
   と上記受信部へのモニター用光を出射する投光部と、上
   記受信部にて検出された上記モニター用光に対応する信
   号から自己のセンシング光の強度を検出し、上記検出用
   投光部から出射されるセンシング光の強度を調整する光
   量モニター回路と、被検出物で反射されたセンシング光
   を受光する検出用受光部と、該検出用受光部の出力信号
   から上記センシング光に同期した信号を抽出するゲート
   部と、該ゲート部の出力信号に基づいて被検出物の有無
   を判定する判定部とを備えてなることを特徴とする光電
   スイッチ。