JPH06186351A - フォトインタラプタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】低消費電力で使用でき、検出物以外の異物やノ
イズなどに対する誤検出を防止できるフォトインタラプ
タを提供する。 【構成】発光ダイオード１からの光をパルス光とし、こ
のパルス光をフォトダイオード２に受光させたのち、フ
ォトダイオード２から出力されたアナログ信号Ｓ₁ を第
１のしきい値Ｌ₁ によって２値化処理し、このディジタ
ル信号Ｓ₂ が一方の状態であるときには予め決められた
絶対値の信号Ｓ₃ を出力し、他方の状態にあるときは一
定率で減衰する信号Ｓ₃ を出力して、最後にこのアナロ
グ信号Ｓ₃ を第２のしきい値Ｌ₂ によって２値化処理す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発光素子と受光素子か
らなる透過型または反射型フォトインタラプタに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】発光ダイオード（ＬＥＤ）などからなる
発光素子と、フォトダイオード（ＰＤ）などからなる受
光素子とを備え、これら発光素子と受光素子とで形成さ
れる光路内に検出物が存在するか否かを検知あるいは計
数したり、または検出物の位置等を検知する複合素子と
して、フォトインタラプタが知られている。

【０００３】この種のフォトインタラプタには、検出物
の検知方法の相違によって透過型フォトインタラプタと
反射型フォトインタラプタがある。透過型フォトインタ
ラプタは、発光素子と受光素子とを対向させて光軸を一
致させることにより、定常時は受光状態としながら、光
路内に検出物が存在したときのみ、遮光状態とするもの
である。

【０００４】これに対して、反射型フォトインタラプタ
は、発光素子から照射された光を検出物で反射して、受
光素子で受光させる光路を構成する方式であり、定常時
は遮光状態としながら、光路内に検出物が存在したとき
のみ、受光状態とするものである。

【０００５】これらの方式は、適用しようとする装置の
状況、検出物の形状や大きさ、あるいは検出物の光の反
射可否などの諸条件が考慮されたうえで、適宜選択され
て用いられている。

【０００６】従来の発光ダイオードとしては、波長特性
が８００ｎｍ〜１０００ｎｍの拡散型ＧａＡｓ発光ダイ
オードが広く用いられており、この場合の受光素子とし
ては、ＧａＡｓ発光ダイオードの波長特性に対応したＳ
ｉフォトダイオード（波長感度特性が５００ｎｍ〜１０
００ｎｍ）が用いられている。

【０００７】かかるフォトインタラプタでは、発光ダイ
オードに、例えば５Ｖ程度の電圧を印加して常時発光さ
せ、この光をフォトダイオードで受光し、フォトダイオ
ードから発生する電圧値のアナログ信号を信号処理回路
に読み込む。そして、フォトダイオードからの電圧値を
所定のしきい値を基準にして２値化処理することによ
り、検出物の有無判定などに利用していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のフォ
トインタラプタは、フォトダイオードの出力電圧値を予
め設定されたしきい値を基準にして、「０」または
「１」の２値化処理を行う方式であったため、目的とす
る検出物以外の物体にも反応するおそれがあった。例え
ば、フォトインタラプタが設置された環境中に塵埃など
が存在すれば、これを検出物として誤検知してしまい、
その結果、フォトインタラプタに接続された装置の誤動
作を誘発することが少なくなかった。特に、しきい値を
下げてフォトインタラプタを高感度に設定した場合など
では、この問題が顕著に現われた。

【０００９】また、フォトダイオードは受光する光の強
度に応じて出力電圧値が変動するため、検出物の判定を
行うためには、ある程度以上の光強度を有する光を発光
ダイオードから照射する必要がある。したがって、フォ
トインタラプタで消費される電力の省エネルギー化を試
みようとしても自ずと限界があった。特に、光の強度は
発光ダイオードとフォトダイオードとの距離の２乗に反
比例することから、両素子の距離が大きくなればなる
程、例えば大きな検出物を検知する場合などでは、多大
な消費電力を必要とした。

【００１０】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、低消費電力で使用でき、し
かも検出物以外の異物やノイズなどに対する誤検出を防
止できるフォトインタラプタを提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のフォトインタラプタは、 光を発光する発
光素子と、 前記発光素子に対向して配置され、前記発
光素子から照射された光を受光し、該受光特性に応じた
信号を出力する受光素子とを備え、 前記受光素子から
出力される信号を取り込んで、前記発光素子と受光素子
とで形成される光路内における検出物の状態を判定する
フォトインタラプタにおいて、前記発光素子からパルス
光を発光させるパルス発光回路と、 前記受光素子から
出力された信号を第１のしきい値によって２値化処理す
る第１の比較判定部と、前記第１の比較判定部からのデ
ィジタル信号を取り込んで、該ディジタル信号が一方の
状態であるときには予め決められた絶対値の信号を出力
し、他方の状態にあるときは一定率で減衰する信号を出
力する信号処理部と、 前記信号処理部から出力された
信号を第２のしきい値によって２値化処理する第２の比
較判定部とを備えたことを特徴としている。

【００１２】また、光を発光する発光素子と、 前記発
光素子から照射された光が検出物で反射したのち受光さ
れるように配置され、該受光特性に応じた信号を出力す
る受光素子とを備え、 前記受光素子から出力される信
号を取り込んで、前記発光素子と受光素子とで形成され
る光路内における検出物の状態を判定するフォトインタ
ラプタにおいて、前記発光素子からパルス光を発光させ
るパルス発光回路と、 前記受光素子から出力された信
号を第１のしきい値によって２値化処理する第１の比較
判定部と、前記第１の比較判定部からのディジタル信号
を取り込んで、該ディジタル信号が一方の状態であると
きには予め決められた値の信号を積算し、他方の状態に
あるときは一定率で減衰する信号を出力する信号処理部
と、 前記信号処理部から出力された信号を第２のしき
い値によって２値化処理する第２の比較判定部とを備え
たことを特徴とするフォトインタラプタによっても上記
目的を達成することができる。

【００１３】

【作用】第１の発明に係るフォトインタラプタは、透過
型フォトインタラプタであり、発光素子から照射された
光を発光素子に対向して配置された受光素子で受光し、
該受光特性に応じた信号を受光素子から出力する。つま
り、検出物が光路内に存在する場合にのみ遮光状態とな
るフォトインタラプタである。

【００１４】このとき、パルス発光回路により発光素子
からパルス光を発光させる。これにより、発光素子で消
費される電力を低減することができる。例えば、パルス
幅を１００ｎｓ、周波数を１５０Ｈｚのとき、従来の連
続発光では１５ｍＡの電流が消費されていたが、本発明
のパルス光を採用することにより、約１０％である１．
５ｍＡ以下の電流で同等の検出を行うことが確認され
た。

【００１５】受光素子からは受光特性、例えば光の強度
に応じたアナログ信号が出力されるが、第１の比較判定
部では、このアナログ信号を第１のしきい値によって２
値化処理する。

【００１６】ついで、第１の比較判定部からのディジタ
ル信号を信号処理部に取り込む。そして、ディジタル信
号が一方の状態（例えば、「１」）であるときには、予
め決められた絶対値の信号を出力する。逆に、第１の比
較判定部からのディジタル信号が他方の状態（例えば、
「０」）にあるときは、一定率で減衰する信号を出力す
る。

【００１７】このような処理を行うことにより、第１の
比較判定部で処理された信号が決められたパルスだけ連
続するときのみ、信号処理部の出力信号は減衰を継続す
る。逆に、第１の比較判定部で処理された信号が決めら
れたパルスだけ連続しない限り、信号処理部の出力信号
は、減衰途中で再び予め決められた絶対値の信号を出力
することになる。

【００１８】このようにして信号処理部から出力された
アナログ信号を第２の比較判定部に取り込み、第２のし
きい値によって２値化処理する。既述したように、信号
処理部からの出力信号は、第１の比較判定部で処理され
た信号が決められたパルスだけ連続するときのみ減衰を
継続する一方で、第１の比較判定部で処理された信号が
決められたパルスだけ連続しない限り、信号処理部の出
力信号は、減衰途中で再び予め決められた絶対値の信号
を出力するので、目的とする検出物の特性を第２のしき
い値に織り込めば、検出物と検出物以外の異物とを正確
に判定することが可能となる。

【００１９】第２の発明に係るフォトインタラプタは、
反射型フォトインタラプタであり、発光素子から照射さ
れた光を検出物で反射したのち、この反射光の方向に配
置された受光素子で受光し、該受光特性に応じた信号を
受光素子から出力する。つまり、検出物が光路内に存在
する場合にのみ受光状態となるフォトインタラプタであ
る。

【００２０】このフォトインタラプタも同様に、パルス
発光回路により発光素子からパルス光を発光させる。こ
れにより、発光素子で消費される電力を低減することが
できる。

【００２１】また、受光素子からは受光特性、例えば光
の強度に応じたアナログ信号が出力されるが、第１の比
較判定部では、このアナログ信号を第１のしきい値によ
って２値化処理する。

【００２２】ついで、第１の比較判定部からのディジタ
ル信号を信号処理部に取り込む。そして、ディジタル信
号が一方の状態（例えば、「１」）であるときには、予
め決められた値の信号を現状の信号出力値に積算する。
逆に、第１の比較判定部からのディジタル信号が他方の
状態（例えば、「０」）にあるときは、現状の出力値化
ら一定率で減衰する信号を出力する。

【００２３】このような処理を行うことにより、第１の
比較判定部で処理された信号が決められたパルスだけ連
続するときのみ、信号処理部の出力信号は減衰しながら
積算を継続する。逆に、第１の比較判定部で処理された
信号が決められたパルスだけ連続しない限り、信号処理
部の出力信号は、減衰を継続する。

【００２４】このようにして信号処理部から出力された
アナログ信号を第２の比較判定部に取り込み、第２のし
きい値によって２値化処理する。既述したように、信号
処理部からの出力信号は、第１の比較判定部で処理され
た信号が決められたパルスだけ連続するときのみ減衰し
ながら積算を継続する一方で、第１の比較判定部で処理
された信号が決められたパルスだけ連続しない限り、信
号処理部の出力信号は、減衰を継続するので、目的とす
る検出物の特性を第２のしきい値に織り込めば、検出物
と検出物以外の異物とを正確に判定することが可能とな
る。

【００２５】

【実施例】本発明のフォトインタラプタについて、好ま
しい一実施例を挙げ、図面に基づいて具体的に説明す
る。図１は、本発明の第１の実施例に係るフォトインタ
ラプタを示すブロック図、図２は同実施例における信号
波形の状態を示す信号波形図である。

【００２６】本実施例のフォトインタラプタは、いわゆ
る透過型フォトインタラプタであって、検出用の光を発
光する発光素子１と、この光を受光する受光素子２とが
対向して配置されている。具体的には、図６（Ａ）に示
すようにハウジング９の先端に発光素子１と受光素子２
が対向するように埋設されている。

【００２７】本発明に係る発光素子１としては、例えば
発光ダイオードを用いることができ、特に本実施例で
は、図５に示すように、発光される光の波長λが１３１
０ｎｍを中心とする近赤外発光ダイオード（発光波長範
囲は約１２００〜１４００ｎｍ）が用いられている。ま
た、本発明に係る受光素子２としては、例えばフォトダ
イオードまたはフォトトランジスタを用いることがで
き、特に本実施例では、近赤外発光ダイオードに応じた
受光感度特性を有するＧｅフォトダイオード（受光感度
は約８００〜１８００ｎｍ）が採用されている。

【００２８】このように、波長λが８００〜１８００ｎ
ｍの範囲である発光素子１と受光素子２とを採用するこ
とにより、蛍光灯などの可視光の下でも誤動作すること
がないフォトインタラプタを提供することができる。

【００２９】すなわち、蛍光灯などの可視光の波長は４
００〜７７０ｎｍであるが、使用される環境によっては
空気中で光散乱を生じるため波長が８００ｎｍ近傍にな
ることも少なくない。そのため、従来より使用されてい
るＳｉフォトダイオード（受光感度特性が約５００〜１
０００ｎｍ）を受光素子として用いると（このときの発
光ダイオードはＧａＡｓ発光ダイオード）、Ｓｉフォト
ダイオードの受光感度特性と可視光とが近似した波長と
なり、蛍光灯の光をフォトダイオードが誤検出してしま
い、可視光下での検出を行うことがきわめて困難となっ
ていた。

【００３０】しかしながら、本実施例のように発光・受
光感度特性が可視光とは全く相違する１２００〜１４０
０ｎｍの発光素子１および受光素子２を用いることによ
り、可視光を誤検出するおそれは全くなくなる。このと
き、可視光などの誤検出をさらに防止するためにフォト
ダイオード２に可視光をカットする光学フィルタを設け
てもよい。

【００３１】上述した発光ダイオード１およびフォトダ
イオード２からなる透過型フォトインタラプタでは、こ
れら発光ダイオード１とフォトダイオード２により形成
される光路３内に検出物４が存在すると、フォトダイオ
ード２に受光されるべき光が遮光されることになる。

【００３２】本実施例では、発光ダイオード１から発光
される光をパルス光とするために、発光ダイオード１に
はパルス発生回路５を接続されている。パルス光の具体
的特性（パルス幅や周波数など）は、検出物４などの諸
条件により適宜選択することができるが、発光される光
が少なくとも連続光ではないように、例えばパルス幅を
１００ｎｓ、周波数を１５０Ｈｚとするようなパルス発
生回路５を構成する。

【００３３】これに対して、受光素子２であるフォトダ
イオードでは、受光される光特性に応じた出力信号を出
力するが、適宜増幅回路１１などを設けることが好まし
い。増幅回路１１を介して出力される信号Ｓ₁ は、光路
３内に検出物４が存在しない場合には、発光ダイオード
１からのパルス光に応じたアナログパルス信号となる。
逆に、光路３内に検出物４が存在すると発光ダイオード
１からのパルス光が遮光されるため、フォトダイオード
２からの信号の出力はない。なお、光路３内に異物が存
在したり、あるいは種々のノイズが発生すると、フォト
ダイオード２から出力されるアナログ信号Ｓ₁ もそれに
応じた出力信号となる。

【００３４】本実施例では、増幅回路１１を介して出力
されたアナログ信号Ｓ₁ を、まず第１の比較判定部６で
２値化処理する。すなわち、図２に示すように増幅回路
１１を介して出力されたアナログ信号Ｓ₁ を第１のしき
い値Ｌ₁ を基準として「０」または「１」の何れかのデ
ィジタル信号Ｓ₂ とする。このとき、検出物４が通過し
たことによりアナログ出力値Ｓ₁ が「０」となった信号
はもとより、異物その他のノイズによってしきい値Ｌ₁
以下のアナログ出力値Ｓ₁ となった信号も「０」のディ
ジタル信号Ｓ₂ に変換される。

【００３５】従来の信号処理回路では、このような第１
の比較判定部による２値化処理のみを行ない、「０」の
ディジタル信号を検出物の存在として判別していたた
め、上述したノイズなども検出物として誤検出する可能
性があった。

【００３６】しかしながら、本発明では、第１の比較判
定部６から出力されたディジタル信号Ｓ₂ をさらに信号
処理部７ａに取り込み、以下の処理を行うようにしてい
る。すなわち、信号処理部７ａでは、第１の比較判定部
６からのディジタル信号Ｓ₂が「１」の状態であるとき
には、予め決められた絶対値Ｌ₀ の信号Ｓ₃ を出力する
とともに、「０」の状態にあるときは、そのときの状態
値から一定率で減衰する信号Ｓ₃ を出力する。具体的に
は、信号出力回路中に、例えば小容量のコンデンサを接
続して、このコンデンサの自然放電を利用することによ
り、一定率で減衰する出力信号としている。

【００３７】ちなみに、第１の比較判定部６からのディ
ジタル信号Ｓ₂ が「１」の状態のときに出力する信号
（絶対値）Ｌ₀ は、後述する第２の比較判定部８におけ
る第２のしきい値Ｌ₂ よりも大きい値に設定する。ま
た、減衰率については、少なくとも第１の比較判定部６
からのディジタル信号Ｓ₂ が規則的に「０」と「１」を
繰り返す場合には、信号処理部７ａからの出力値Ｓ₃ が
第２のしきい値Ｌ₀ を下回ることがない値とし、かつ、
目的とする検出物４が実際に通過したときに第２のしき
い値Ｌ₀ を下回る値とする。

【００３８】このようにして出力された信号処理部７ａ
からのアナログ信号Ｓ₃ は、第２の比較判定部８に取り
込まれ、第２のしきい値Ｌ₀ を基準にして第２の２値化
処理が行われる。つまり、図２に示すように、信号処理
部７ａからの出力信号Ｓ₃ が第２のしきい値Ｌ₀ 以上で
ある場合には「０」とし、第２のしきい値Ｌ₀ 未満であ
る場合には「１」のディジタル信号Ｓ₄ を出力する。

【００３９】この第２の比較判定部８から出力される
「０」または「１」の出力ディジタル信号Ｓ₄ が本実施
例のフォトインタラプタの検出信号となり、このフォト
インタラプタに接続された装置などに出力されるが、結
局、本発明のフォトインタラプタでは、第１の比較判定
部６によって処理されたディジタル信号Ｓ₂ を直接的に
判定する訳ではなく、これを再び信号処理部７ａによっ
て一定の特性を与える信号Ｓ₃ ，Ｓ₄ に変換し、ここで
実際の検出物４とノイズ等を見極めるようにしているの
で、雰囲気中に塵埃などが存在しても誤検出を生じるこ
とはない。

【００４０】また、発光ダイオード１からの光をパルス
光としているため、発光に必要な電力を低減することが
できる。例えば、パルス幅を１００ｎｓ、周波数を１５
０Ｈｚのとき、従来の連続発光では１５ｍＡの電流が消
費されていたが、本発明のパルス光を採用することによ
り、約１０％である１．５ｍＡ以下の電流で同等の検出
を行うことが確認された。

【００４１】さらに、パルス発生回路５、第１の比較判
定部６、信号処理部７ａ、および第２の比較判定部８を
設けることにより、発光ダイオード１の発光やフォトダ
イオード２からの信号の出力に必要なグランド接点を内
部回路に設定することができる。

【００４２】従来のフォトインタラプタでは、発光ダイ
オード１への電力供給接点、フォトダイオード２からの
信号出力接点、およびこれらのグランド接点という３接
点が必要であったが、本実施例のフォトインタラプタで
は、発光ダイオード１への電力供給接点とフォトダイオ
ード２からの信号出力接点の２接点を外部端子１２，１
３（図６、図７参照）として設定することが可能である
ため、例えば、フォトインタラプタを接続したい外部装
置の接点が２接点である場合には、そのまま本発明のフ
ォトインタラプタを用いることができるという付加的効
果も備えている。

【００４３】本発明のフォトインタラプタは、上述した
透過型のフォトインタラプタにのみ限定されることなく
反射型フォトインタラプタにも適用することができる。
図３は本発明の他の実施例に係るフォトインタラプタを
示すブロック図、図４同実施例における信号波形の状態
を示す信号波形図である。

【００４４】本実施例のフォトインタラプタは、いわゆ
る反射型フォトインタラプタであって、検出用の光を発
光する発光素子１と、この光を受光する受光素子２とが
並列して配置されている。具体的には、図６（Ａ）に示
すようにハウジング９の底部９ａに発光素子と受光素子
が並設するように埋設されている。

【００４５】本発明に係る発光素子１および受光素子２
としては、上述した第１実施例と同様に、例えば近赤外
発光ダイオードおよび近赤外線の波長に応じた受光感度
特性を有するＧｅフォトダイオードを用いることができ
る。

【００４６】上述した発光ダイオード１およびフォトダ
イオード２からなる反射型フォトインタラプタでは、こ
れら発光ダイオード１とフォトダイオード２により形成
される光路３内に検出物４が存在すると、発光ダイオー
ド１からの光が検出物４で反射されたのち、この光がフ
ォトダイオード２に受光されることになる。

【００４７】本実施例においても、発光ダイオード１か
ら発光される光をパルス光とするために、発光ダイオー
ド１にパルス発生回路５を接続している。これに対し
て、受光素子２であるフォトダイオードでは、受光され
る光特性に応じた出力信号を出力するが、適宜増幅回路
１１を設けることが好ましい。

【００４８】光路３内に検出物４が存在したときに出力
される信号Ｓ₁ は、発光ダイオード１からのパルス光に
応じたアナログパルス信号である。逆に、光路３内に検
出物４が存在しない場合には、発光ダイオード１からの
パルス光が放散されるため、フォトダイオード２から何
ら信号は出力されない。なお、光路３内に異物が存在し
たり、あるいは種々のノイズが発生すると、フォトダイ
オード２から出力されるアナログ信号もそれに応じた出
力信号となる。

【００４９】本実施例では、増幅回路１１を介して出力
されたアナログ信号Ｓ₁ を、まず第１の比較判定部６で
２値化処理する。すなわち、図４に示すように増幅回路
１１を介して出力されたアナログ信号Ｓ₁ を第１のしき
い値Ｌ₁ を基準として「０」または「１」の何れかのデ
ィジタル信号Ｓ₂ とする。このとき、検出物４が通過し
たことによりアナログ出力値Ｓ₁ が「１」となった信号
はもとより、異物その他のノイズによってしきい値Ｌ₁
以上のアナログ出力値Ｓ₁ となった信号も「１」のディ
ジタル信号Ｓ₂ に変換される。

【００５０】本発明では、第１の比較判定部６からのデ
ィジタル信号Ｓ₂ をさらに信号処理部７ｂに取り込み、
以下の処理を行うようにしている。すなわち、信号処理
部７ｂでは、第１の比較判定部６からのディジタル信号
Ｓ₂ が「１」の状態であるときには、予め決められた値
の信号Ｓ₃ を出力するとともに、「０」の状態にあると
きは、そのときの状態値から一定率で減衰する信号Ｓ₃
を出力する。具体的には、信号出力回路中に例えば小容
量のコンデンサを接続して、このコンデンサの自然放電
を利用することにより一定率で減衰する出力信号として
いる。

【００５１】ちなみに、第１の比較判定部６からのディ
ジタル信号Ｓ₂ が「１」の状態のときに出力する信号値
および減衰率は、少なくとも第１の比較判定部６からの
ディジタル信号Ｓ₂ が規則的に「０」と「１」を繰り返
す場合には、信号処理部７ｂからの出力値Ｓ₃ が第２の
しきい値Ｌ₂ を上回る値、すなわち、目的とする検出物
が実際に通過したときに第２のしきい値Ｌ₂ を上回る値
とする。

【００５２】このようにして出力された信号処理部７ｂ
からのアナログ信号Ｓ₃ は、第２の比較判定部８に取り
込まれ、第２のしきい値Ｌ₂ を基準にして第２の２値化
処理が行われる。つまり、図４に示すように、信号処理
部７ｂからの出力信号Ｓ₃ が第２のしきい値Ｌ₂ 以上で
ある場合には「１」とし、第２のしきい値Ｌ₂ 未満であ
る場合には「０」のディジタル信号Ｓ₄ を出力する。

【００５３】この第２の比較判定部８から出力される
「０」または「１」の出力ディジタル信号Ｓ₄ が本実施
例のフォトインタラプタの検出信号となり、このフォト
インタラプタに接続された装置などに出力されるが、結
局、本発明のフォトインタラプタでは、第１の比較判定
部６によって処理されたディジタル信号Ｓ₂ を直接的に
判定する訳ではなく、これを再び信号処理部７ｂによっ
て一定の特性を与える信号Ｓ₃ ，Ｓ₄ に変換し、ここで
実際の検出物４とノイズ等を見極めるようにしているの
で、雰囲気中に塵埃などが存在しても誤検出を生じるこ
とはない。

【００５４】また、発光ダイオード１からの光をパルス
光としているため、発光に必要な電力を低減することが
できる。例えば、パルス幅を１００ｎｓ、周波数を１５
０Ｈｚのとき、従来の連続発光では１５ｍＡの電流が消
費されていたが、本発明のパルス光を採用することによ
り、約１０％である１．５ｍＡ以下の電流で同等の検出
を行うことが確認された。

【００５５】さらに、パルス発生回路５、第１の比較判
定部６、信号処理部７ｂ、および第２の比較判定部８を
設けることにより、発光ダイオード１の発光やフォトダ
イオード２からの信号の出力に必要なグランド接点を内
部回路に設定することができる。従来のフォトインタラ
プタでは、発光ダイオードへの電力供給接点、フォトダ
イオードからの信号出力接点、およびこれらのグランド
接点という３接点が必要であったが、本実施例のフォト
インタラプタでは、発光ダイオード１への電力供給接点
とフォトダイオード２からの信号出力接点の２接点を外
部端子（図６、図７参照）として設定することが可能で
あるため、例えば、フォトインタラプタを接続したい外
部装置の接点が２接点である場合には、そのまま本発明
のフォトインタラプタを用いることができるという付加
的効果もある。

【００５６】ただし、上述した第１実施例のフォトイン
タラプタに比べ、検出物が通過した瞬間から第２の比較
判定部８で検出物の判定が下るまで若干のタイムラグが
生じることは否めない。

【００５７】次に、図６および図７を参照しながら、本
発明のフォトインタラプタの機械的構成の一実施例につ
いて説明する。図６に示すように、発光ダイオード１と
フォトダイオード２は、ハウジング９の先端に形成され
たＵ字状の部分９ｂに埋設されており、透過型フォトイ
ンタラプタであれば、この部分の先端に両者１，２が対
向して設けられ、反射型フォトインタラプタであれば、
Ｕ字状の部分の底部９ａに両者１，２が並設して設けら
れる。このＵ字状の空間が発光ダイオード１とフォトダ
イオード２とで形成される光路３となり、検出物４が通
過する部分となる。

【００５８】ハウジング９の内部には、発光ダイオード
１に接続されるパルス発生回路５、フォトダイオード２
に順次接続される増幅回路１１、第１の比較判定部６、
信号処理部７ａ，７ｂ、第２の比較判定部８の各回路が
内蔵されている。さらに、パルス発生回路５に接続され
る印加用電圧端子１２と、第２の比較判定部８に接続さ
れる出力信号用端子１３が、ハウジング９から突出して
いる。

【００５９】また、本実施例では、ハウジング９のＵ字
状の部分９ｂの先端に、着脱可能な部材１０を設け、使
用される状況に応じてフォトインタラプタを使い分けて
いる。例えば、図６（Ｂ）に示すように、球状の検出物
４を検出する場合などにおいて、導入孔１４の入口に着
脱可能な部材１０を装着したフォトインタラプタを設置
すると、この部材１０が検出物４の案内機能を司り、特
別なガイドを設ける必要がなくなる。

【００６０】一方、図７に示すように、Ｕ字状の部分９
ｂと着脱可能部材１０とで形成される空間より大きな検
出物４を目的とする場合には、部材１０を取り外して使
用すればよい。このように、部材１０を着脱可能に構成
することにより、ハウジング９を共用化することがで
き、汎用性に富んだフォトインタラプタを提供すること
ができる。

【００６１】なお、上述した実施例は、本発明の理解を
容易にするために記載されたものであって、本発明を限
定するために記載されたものではない。したがって、上
記の実施例に開示された各要素は、本発明の技術的範囲
に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
例えば、上述した実施例では発光素子１と受光素子２と
の光感度特性を１２００〜１４００ｎｍとしたが、使用
環境を考慮したり、あるいは光学フィルタを採用すれ
ば、従来の発光素子と受光素子とを用いることも可能で
ある。

【００６２】

【発明の効果】本発明のフォトインタラプタは、発光素
子からの光をパルス光とし、このパルス光を受光素子に
受光させたのち、受光素子から出力されたアナログ信号
を第１のしきい値によって２値化処理し、このディジタ
ル信号が一方の状態であるときには予め決められた絶対
値の信号を出力し、他方の状態にあるときは一定率で減
衰する信号を出力して、最後にこのアナログ信号を第２
のしきい値によって２値化処理するように構成したの
で、低消費電力で使用でき、しかも検出物以外の異物や
ノイズなどに対する誤検出を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るフォトインタラプタを
示すブロック図である。

【図２】同実施例における信号波形の状態を示す信号波
形図である。

【図３】本発明の他の実施例に係るフォトインタラプタ
を示すブロック図である。

【図４】同実施例における信号波形の状態を示す信号波
形図である。

【図５】本発明に係る発光素子および受光素子の波長感
度特性を示すグラフである。

【図６】本発明のフォトインタラプタの使用状態の一例
を示す斜視図および断面図である。

【図７】本発明のフォトインタラプタの他の使用状態を
示す斜視図である。

【符号の説明】

１…発光ダイオード（発光素子） ２…フォトダイオード（受光素子） ３…光路 ４…検出物 ５…パルス発生回路 ６…第１の比較判定部 ７ａ，７ｂ…信号処理部 ８…第２の比較判定部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光を発光する発光素子（１）と、 前記発光素子（１）に対向して配置され、前記発光素子
   （１）から照射された光を受光し、該受光特性に応じた
   信号を出力する受光素子（２）とを備え、 前記受光素子（２）から出力される信号（Ｓ₁ ）を取り
   込んで、前記発光素子（１）と受光素子（２）とで形成
   される光路（３）内における検出物（４）の状態を判定
   するフォトインタラプタにおいて、 前記発光素子（１）からパルス光を発光させるパルス発
   光回路（５）と、 前記受光素子（２）から出力された信号（Ｓ₁ ）を第１
   のしきい値（Ｌ₁ ）によって２値化処理する第１の比較
   判定部（６）と、 前記第１の比較判定部（６）からのディジタル信号（Ｓ
   ₂ ）を取り込んで、該ディジタル信号（Ｓ₂ ）が一方の
   状態であるときには予め決められた絶対値（Ｌ₀ ）の信
   号を出力し、他方の状態にあるときは一定率で減衰する
   信号を出力する信号処理部（７ａ）と、 前記信号処理部（７ａ）から出力された信号（Ｓ₃ ）を
   第２のしきい値（Ｌ₂）によって２値化処理する第２の
   比較判定部（８）とを備えたことを特徴とするフォトイ
   ンタラプタ。
2. 【請求項２】光を発光する発光素子（１）と、 前記発光素子（１）から照射された光が検出物（４）で
   反射したのち受光されるように配置され、該受光特性に
   応じた信号を出力する受光素子（２）とを備え、 前記受光素子（２）から出力される信号（Ｓ₁ ）を取り
   込んで、前記発光素子（１）と受光素子（２）とで形成
   される光路（３）内における検出物（４）の状態を判定
   するフォトインタラプタにおいて、 前記発光素子（１）からパルス光を発光させるパルス発
   光回路（５）と、 前記受光素子（２）から出力された信号（Ｓ₁ ）を第１
   のしきい値（Ｌ₁ ）によって２値化処理する第１の比較
   判定部（６）と、 前記第１の比較判定部（６）からのディジタル信号（Ｓ
   ₂ ）を取り込んで、該ディジタル信号（Ｓ₂ ）が一方の
   状態であるときには予め決められた値（Ｌ_X ）の信号を
   積算し、他方の状態にあるときは一定率で減衰する信号
   を出力する信号処理部（７ｂ）と、 前記信号処理部（７ｂ）から出力された信号（Ｓ₃ ）を
   第２のしきい値（Ｌ₂）によって２値化処理する第２の
   比較判定部（８）とを備えたことを特徴とするフォトイ
   ンタラプタ。