JPH06224726A - 光電スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノイズに強い光電スイッチを提供する。 【構成】 この光電スイッチは、商用電源に接続された
負荷の通電を制御するための光電スイッチであって、パ
ルス光を物体に照射する光源及び物体で反射した光を検
出する光検出器を有したホトＩＣと、商用電源に同期し
た光源の駆動用のパルス信号を所定のタイミングで発生
する回路と、光検出器の検出出力に基づき上記通電を制
御する回路とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光によって商用電源に
接続された負荷の通電を制御する光電スイッチに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体光検出素子が安価に手に入
るようになり、これを応用した様々な機器が開発されて
いる。光電スイッチは、反射して戻ってくる光によって
室内の人や物体などの存在を検知し、自動ドア駆動用モ
ータ、室内の照明、空調機器、旋錠アクチュエータ用電
源など商用電源に接続された負荷の通電を制御し、人や
物体などの存在に応じて作動させるものである。一般
に、光電スイッチは、例えば「特開昭６１−２６９５２
２」にあるように、内部の発振回路により内蔵の光源
（ＬＥＤなど）の発光を駆動し、反射して戻ってくる光
の検出を行う。反射光が検出されると、人や物体などが
存在しているものと判断され、メカニカルリレー、フォ
トＭＯＳリレー、フォトサイリスタなどをオンさせて負
荷に通電される。商用電源のオンオフ制御を行うもので
あるので、光電スイッチの電源は、装置の簡略化のため
に商用電源から直接とられるものになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】光電スイッチの反射光
検出の動作は、商用電源に非同期に行われる。商用電源
に同期するノイズのうち、光電スイッチの電源からはい
ってくるラインノイズについては、コンデンサや市販の
ノイズフィルタでかなりのものが除去可能である。誘導
性若しくは静電性の外乱ノイズについて低減されず、ま
た、外乱光の影響を低減することはできなかった。これ
らの商用電源に同期するノイズなどによって、光電スイ
ッチが誤動作し、装置の動作の信頼性を低下させるおそ
れがあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】商用電源に接続された負
荷の通電を制御するための光電スイッチであって、商用
電源に同期してパルス信号を所定のタイミングで発生す
る第１の手段と、パルス信号により定まる点灯期間で点
灯をしてパルス光を物体に照射する光源と、物体で反射
した光源からの光を検出する光検出器と、光検出器の検
出出力に基づき通電を制御する第２の手段とを備えた光
電スイッチ。

【０００５】第１の手段は、商用電源に同期したパルス
を遅延させて所定のタイミングの前記パルス信号を生成
することを特徴としてもよい。

【０００６】第２の手段は、物体で反射した光源からの
光が光源の周期的な点灯と同期して検出されている間に
通電をすることを特徴としてもよい。

【０００７】光源は点灯期間中に断続的に点灯すること
を特徴としてもよい。

【０００８】パルス信号は、商用電源で生じるノイズが
少ないタイミングに設定されていることを特徴としても
よい。

【０００９】

【作用】本発明の光電スイッチでは、第１の手段で光源
の駆動用のパルス信号が商用電源に同期した所定のタイ
ミングで生成され、これによって光源からのパルス光の
出力タイミングが制御される。このパルス光を反射する
物体があった場合、光検出器によって物体で反射した光
が検出される。そして、この光検出器の検出出力に基づ
き負荷の通電が制御される。物体で反射した光が検出さ
れているのは、第１の手段からパルス信号が出力されて
いるときになる。反射した光が検出されている時、負荷
の通電が制御され、検出されないときは負荷の通電の制
御がなされない。したがって、商用電源に同期したノイ
ズなどがあったとしても、ノイズが生じるのが通電の制
御がなされない時であれば、ノイズによる誤動作は起こ
り得ない。そのため、誤動作が少ないものになる。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施例の回路の主要部が示されて
いる。この光電スイッチは、商用電源ＡＣに同期したパ
ルスを発生し、このパルスでホトＩＣの駆動を行って図
示せぬ負荷（蛍光灯，自動ドアのアクチュエータ）の通
電制御を行うものである。この光電スイッチの各構成要
素について説明すると次ぎのようになる。

【００１１】電源回路１１０は、商用電源ＡＣ（１００
Ｖ）を整流し、内蔵のツェナーダイオードで決められた
所定の直流電圧Ｖ_CC，Ｖ_DDを各部に与える。同期パルス
発生回路１２０は、商用電源ＡＣから方形波（６０また
は５０Ｈｚ）を発生する。分周回路１２２は、この方形
波を分周し（例えば、１０分周）、所定の周期（例え
ば、約２００ｍｓ）の方形波を発生する。遅延回路１２
４は分周回路１２２からの方形波で決められるタイミン
グを外部からの設定に応じてずらすもので、ここでは、
モノステーブルマルチバイブレータによって、分周回路
１２２の出力の立上がりエッジにてパルスを発生させる
ことで、方形波の立上がりタイミングを遅延させてい
る。このパルスのパルス幅は外部からの設定に応じて決
められるものになっている。

【００１２】間欠パルス電源発生回路１２６は、遅延回
路１２４からのパルスに応じて間欠パルスが出力される
時間を決めるためのタイミングパルスを発生するもの
で、ここでは、パルスの立ち下がりエッジから所定の間
隔（ここでは、約１ｍｓ）でタイミングパルスを発生さ
せている。ホトＩＣ１２８は、タイミングパルスで決め
られた時間、発光素子駆動回路１３０へ間欠パルスを出
力するとともに発光素子駆動回路１３０のＬＥＤから出
力され反射された光を検出する。発光素子駆動回路１３
０は、ホトＩＣ１２８からの間欠パルスにてＬＥＤを駆
動し発光させる。

【００１３】遅延回路１３２は、間欠パルス電源発生回
路１２６からのタイミングパルスを所定の時間遅延させ
る（ここでは、反転出力を０．５ｍｓ遅延させてい
る）。ゲート回路１３４は、間欠パルス電源発生回路１
２６からのタイミングパルス及び遅延回路１３２で遅延
されたタイミングパルスで所定の時間間隔（ここでは、
０．５ｍｓ）のウィンドウを作り、ホトＩＣ１２８の出
力をスイッチング時間処理回路１３６へ出力する。スイ
ッチング時間処理回路１３６は、ミュート回路１３６
ｃ，モノステーブルマルチバイブレータ１３６ａ，フリ
ップフロップ１３６ｂで構成している。この回路は、ホ
トＩＣ１２８の出力がある場合（ＬＥＤからの光を反射
する物体があった場合）、スイッチング時間処理回路１
３６を経たホトＩＣ１２８の出力を方形波にして出力す
る。ミュート回路１３６ｃは、所定のレベル以下になっ
た場合にスイッチング時間処理回路１３６の出力をしな
いようにするためのものである。スイッチング時間処理
回路１３６の出力には、リレー（メカニカルリレー，フ
ォトサイリスタ，フォトＭＯＳスイッチなどを含む）が
つながれており、これによって図示せぬ負荷の通電制御
が行われる。

【００１４】図２は、図１のブロック図で示される回路
を具体的にＣＭＯＳＩＣなどを使って構成した例を示し
たものである。この図においては、図１の各ブロックに
対応させてその機能を実現するＩＣに同じ符号をあてて
いる。同期パルス発生回路１２０については、商用電源
ＡＣのゼロクロス点で電源回路１１０のツェナーダイオ
ードの両端がゼロボルトになることを利用し簡略化して
いる。また、間欠パルス電源発生回路１２６は、ホトＩ
Ｃ１２８への電源を所定の時間オンオフすることで所定
の間隔のタイミングパルスを発生させている。そして、
スイッチング時間処理回路１３６の出力にメカニカルリ
レーをつなぎ、このメカニカルリレーで負荷のオンオフ
を行っている。この実施例では、第１の手段は、同期パ
ルス発生回路，分周回路，遅延回路，間欠パルス電源発
生回路，ホトＩＣで構成し、第２の手段は、発光素子駆
動回路，遅延回路，ゲート回路，スイッチング時間処理
回路で構成している。

【００１５】図３は、図１の各部の波形を示したもので
ある。（ａ）は商用電源ＡＣの波形を、（ｂ）は同期パ
ルス発生回路１２０の出力波形を（図２の回路では商用
電源ＡＣの整流波形になる）、（ｃ）は分周回路１２２
の出力波形を、（ｄ）は遅延回路１２４の出力波形を、
（ｅ）は間欠パルス電源発生回路１２６の出力波形（正
出力）を示している。このように、商用電源ＡＣに同期
し所定の位相位置のタイミングパルスが間欠パルス電源
発生回路１２６から出力される（図３（ｅ））。

【００１６】図３（ｆ）は、間欠パルス電源発生回路１
２６の出力（図３（ｅ））がハイになっている部分を拡
大したものである。（ｇ）はＬＥＤの光出力を、（ｈ）
は間欠パルス電源発生回路１２６の出力波形（反転出
力）を、（ｉ）は遅延回路１３２で遅延されたタイミン
グパルスの波形を示している。

【００１７】ＬＥＤからの光を反射する物体があった場
合、ホトＩＣ１２８の出力は、間欠パルス電源発生回路
１２６からのタイミングパルス及び遅延されたタイミン
グパルスで形成されるウィンドウを通過する（図３
（ｊ））。スイッチング時間処理回路１３６のモノステ
ーブルマルチバイブレータ１３６ａで、フリップフロッ
プ１３６ｂで図３（ｊ）で示される出力があるかぎりホ
トＩＣ１２８の出力は保持される。そして、リレーをオ
ンし、負荷が通電される。ＬＥＤからの光を反射する物
体がなかった場合、ホトＩＣ１２８の出力はなく（図３
（ｊ）はローのまま）、リレーはオフになる。

【００１８】遅延回路１２４の遅延時間は設定に応じて
可変であるので、商用電源ＡＣ（図３（ａ））と間欠パ
ルス電源発生回路１２６の出力（図３（ｅ））との位相
関係はその設定に応じて変化する。商用電源に同期する
ノイズや外乱光（例えば、商用電源同期式の蛍光灯，白
熱灯の外乱光，外乱ノイズ、サイリスタなどから発生す
るノイズ、殺菌灯ノイズ，モーターノイズ，水銀灯ノイ
ズなど）は、図３において所定の決まったところで発生
する。そのため、遅延回路１２４の遅延時間を適度に設
定することで、これらのノイズの影響を受けないところ
でＬＥＤの反射光を検出することができる。即ち、ノイ
ズの影響を非常に小さくして人や物体などの存在を検出
することが可能になる。そのため、ノイズに強く信頼性
の高い光電スイッチとなっていて、既存の光電スイッチ
の動作の不具合を軽減することができる。

【００１９】本発明は図２の回路例に限らず様々な変形
が可能である。例えば、同期パルス発生回路１２０を省
略したものについて示したが、ヒステリシスコンパレー
タなどによって商用電源ＡＣに同期するパルスを発生さ
せるようにしても良い。このとき、ヒステリシス特性を
変えることができると、商用電源ＡＣと間欠パルス電源
発生回路１２６の出力との位相関係を調節することが可
能になる。

【００２０】

【発明の効果】以上の通り本発明の光電スイッチによれ
ば、パルス信号が商用電源の所定のタイミングで出力さ
れ、ノイズのあるときにパルス信号が出力されないよう
にしうるので、電源ノイズに強く、誤動作が少ないもの
になる。そのため、負荷の通電制御の誤動作を少ないも
のにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図。

【図２】本発明の一実施例の回路図。

【図３】髄の構成に置けるタイミングチャート。

【符号の説明】

１１０…電源回路，１２０…同期パルス発生回路，１２
２…分周回路，１２４…遅延回路，１２６…間欠パルス
電源発生回路，１２８…ホトＩＣ，１３０…発光素子駆
動回路，１３２…遅延回路，１３４…ゲート回路，１３
６…スイッチング時間処理回路，ＡＣ…商用電源。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源に接続された負荷の通電を制御
   するための光電スイッチであって、 前記商用電源に同期してパルス信号を所定のタイミング
   で発生する第１の手段と、 前記パルス信号により定まる点灯期間で点灯をしてパル
   ス光を物体に照射する光源と、 前記物体で反射した前記光源からの光を検出する光検出
   器と、 前記光検出器の検出出力に基づき前記通電を制御する第
   ２の手段とを備えた光電スイッチ。
2. 【請求項２】 前記第１の手段は、前記商用電源に同期
   したパルスを遅延させて所定のタイミングの前記パルス
   信号を生成することを特徴とする請求項１記載の光電ス
   イッチ。
3. 【請求項３】 前記第２の手段は、前記物体で反射した
   前記光源からの光が前記光源の周期的な点灯と同期して
   検出されている間に前記通電をすることを特徴とする請
   求項１記載の光電スイッチ。
4. 【請求項４】 前記光源は前記点灯期間中に断続的に点
   灯することを特徴とする請求項１記載の光電スイッチ。
5. 【請求項５】 前記パルス信号のタイミングは、前記商
   用電源で生じるノイズが少ないタイミングに合わせて設
   定可能であることを特徴とする請求項１記載の光電スイ
   ッチ。