JPH0749429Y2

JPH0749429Y2 - 光電スイッチ回路

Info

Publication number: JPH0749429Y2
Application number: JP1990053390U
Authority: JP
Inventors: 誠川口; 孝至里井
Original assignee: 和泉電気株式会社
Priority date: 1990-05-22
Filing date: 1990-05-22
Publication date: 1995-11-13
Anticipated expiration: 2005-05-22
Also published as: JPH0415083U

Description

【考案の詳細な説明】（ａ）産業上の利用分野この考案は、投光回路から投光された光を受光回路にお
いて受光し、物体の有無を検出する光電スイッチ回路に
関する。

（ｂ）従来の技術光電スイッチは、投光回路から投光された光が被検出物
により反射または遮蔽されたことを受光回路において検
出し、この受光回路の検出信号を出力回路から出力す
る。このような光電スイッチにおいて受光回路は受光素
子、増幅回路などにより構成されており、電源投入直後
には増幅回路などの動作が不安定で、受光回路において
誤動作を生じる場合がある。このため、電源により抵抗
を介して充電されるコンデンサ、およびこのコンデンサ
の端子間電圧と基準電圧とを比較する比較回路を設け、
この比較回路においてコンデンサの端子間電圧が基準電
圧を上回った際に出力回路を駆動する作動信号を出力
し、これによって電源投入時から作動信号を出力するま
での一定時間だけ出力回路の動作を停止しておき、この
間において出力信号が出力されないように構成してい
た。ところが、このような構成では比較的大容量のコン
デンサが必要となって１チップIC化が困難で、ICに対し
て外付けされるコンデンサ用の端子を設けなければなら
ないため、ICの大型化およびコストの増加を招くととも
に、組立作業工程の増加を招く問題があった。

そこで、特開昭61−242417号公報には、クロックパルス
発生回路から出力されたクロックパルスをカウンタにお
いて計数し、この計数値が所定値になったときに出力回
路を能動状態にする作動信号を出力するようにし、さら
にカウンタから作動信号が出力された後にそのカウンタ
に対するクロックパルスの入力を阻止するゲート回路を
備えた光電スイッチが開示されている。以上の構成によ
って電源投入後から一定時間だけ出力回路の動作を停止
するために大容量のコンデンサを用いる必要を無くし、
１チップIC化を実現することができる。

（ｃ）考案が解決しようとする課題しかしながら、一般に光電スイッチを構成する投光回路
は低周波数の駆動パルスによって駆動され、パルス変調
された光を投光する。また、受光回路においてもノイズ
による誤検出を防止するために一定時間連続的に被検出
物を検出しているか否かを判別する必要があり、このた
め受光回路の受光信号もパルス化される。このように光
電スイッチには投光回路および受光回路に供給すべきパ
ルス信号を発生するパルス発生回路が必要になる。この
パルス発生回路としては、比較的小型かつ低コストの高
周波パルスを発生するパルス発生回路が用いられ、この
高周波パルス発生回路から発生されたクロックパルスは
分周回路において所定の周波数に分周される。したがっ
て、光電スイッチにおいても投光回路および受光回路と
パルス発生回路との間に、パルス発生回路から発生され
たクロックパルスを適当な周波数に分周する分周回路が
必要になる。

この考案の目的は、出力回路に作動信号を出力するカウ
ンタがクロックパルス発生回路から発生されたクロック
パルスを分周する機能を有することに着目してなされた
ものであり、光電スイッチに不可欠とされていた分周回
路を排除して小型化およびコストダウンを実現できる光
電スイッチ回路を提供することにある。

（ｄ）課題を解決するための手段この考案の光電スイッチ回路は、クロックパルスを発生
するパルス発生回路と、パルス変調された光を投光する
投光回路と、投光回路の光を受光して受光信号を出力す
る受光回路と、ｎ段のフリップフロップで構成され前記
クロックパルスが入力されるとともに、ｎ段目のフリッ
プフロップの状態を作動信号として出力し、ｍ段目（１
≦ｍ＜ｎ）のフリップフロップの状態を前記投光回路お
よび受光回路に投光パルスおよび受光パルスとして供給
するカウンタと、前記作動信号が入力された後に前記受
光信号を出力する出力回路と、前記作動信号が入力され
た後にｍ＋ｌ段目（１≦ｌ＜ｎ−ｍ）のフリップフロッ
プの動作を停止する動作停止回路と、から構成したこと
を特徴とする。

（ｅ）作用この考案においては、ｎ段のフリップフロップにパルス
発生回路において発生されたクロックパルスが入力さ
れ、ｎ段目のフリップフロップがオンしたとき作動信号
が出力される。この作動信号によって出力回路が能動状
態になり受光回路の受光信号が出力回路から出力され
る。したがって、電源が投入されてパルス発生回路から
クロックパルスが出力された後にｎ段目のフリップフロ
ップが“H"レベルになるまでの間において出力回路は動
作を停止しており、受光回路の受光信号が出力信号とし
て出力されることがない。また、作動信号が出力回路に
入力された後にはｍ＋ｌ段目のフリップフロップの動作
が停止され、ｎ段目のフリップフロップの状態が変化す
ることはない。したがって、作動信号が出力回路に入力
されると、それ以後出力回路において能動状態が継続的
に維持される。さらに、ｍ段目のフリップフロップの状
態は１段目のフリップフロップに入力されるクロックパ
ルスを2^m倍に分周したものになり、第１段〜ｍ段のフリ
ップフロップをクロックパルスの分周回路として用いる
ことができ、ｍ段目のフリップフロップの状態を投光回
路および受光回路に投光パルスおよび受光パルスとして
供給できる。

（ｆ）実施例第１図は、この考案の実施例である光電スイッチ回路の
回路図である。

クロックパルス発生回路１から発生されたパルス信号ａ
はカウンタ５に入力される。このカウンタ５は、Ｄ型フ
リップフロップ12〜15およびOR回路18によって構成され
ており、クロックパルス発生回路１の基準パルス信号ａ
は１段目のフリップフロップ12のクロック端子に入力さ
れる。２段目のフリップフロップ13のＱ出力ｍは投光回
路２および受光回路３のそれぞれに投光パルスおよび受
光パルスとして入力される。投光回路２は入力された投
光パルス（フリップフロップ13のＱ出力ｍ）によってパ
ルス変調された光を投光する。この投光回路２から投光
された光の被検出物21における反射光が受光回路３によ
って受光される。受光回路３はカウンタ５から入力され
た受光パルス（フリップフロップ13のＱ出力ｍ）に応じ
たパルス波形の受光信号ｎを出力する。この受光信号ｎ
は出力回路４に入力される。出力回路４はカウンタ５か
ら作動信号ｆが出力されている場合に受光信号ｎを出力
信号ｏとして出力する。この出力信号ｏが“H"レベルで
あると、出力トランジスタ８がオンし、出力負荷６を介
して外部に出力される。４段目のフリップフロップ15の
Ｑ出力である作動信号ｆはORゲート18を介して３段目の
フリップフロップ14の入力端子に入力される。

また、クロックパルス発生回路１から出力された電源相
似電圧ｈはカウンタリセット回路７に入力される。この
カウンタリセット回路７は電源相似電圧ｈを基準電圧と
比較し、電源相似電圧ｈが基準電圧を越えた際にリセッ
トパルスｉを出力する。このリセットパルスｉは抵抗19
およびリセットトランジスタ11を介してカウンタ５を構
成する各フリップフロップ12〜15をリセットする。ま
た、このリセットトランジスタ11には過電流検出トラン
ジスタ10がワイヤードオア形式で接続されており、出力
トランジスタ８に過電流が流れると、過電流検出抵抗９
の端子電圧ｋが上昇し、過電流検出トランジスタ10がオ
ンする。この過電流検出トランジスタ10がオンすると、
カウンタ５を構成する各フリップフロップ12〜15にリセ
ット信号ｊが入力される。これによって４段目のフリッ
プフロップ15のＱ出力である作動信号ｆが“L"レベルに
なり、出力回路４は作動しなくなり、受光回路３におけ
る受光状態に拘らず出力トランジスタ８がオフする。こ
れによって出力トランジスタ８の故障を未然に防止でき
る。

第２図は、上記光電スイッチ回路の各部における信号の
タイミングチャートである。

時間t₁において電源が投入され、信号ｌが立ち上がる
と、クロックパルス発生回路１から出力される電源相似
電圧信号ｈが除々に立ち上がる。時間t₂において電源相
似電圧信号ｈが所定の電圧レベルV_Rに達するとカウンタ
リセット回路７からリセットパルスｉが出力され、カウ
ンタ５を構成する各フリップフロップ12〜15がリセット
される。さらに、時間t₃において電源相似電圧信号ｈが
完全に立ち上がると、クロックパルス発生回路１からク
ロックパルスａがカウンタ５に入力され、１段目のフリ
ップフロップ12の出力ｂが“L"レベルになってカウン
タ５がカウント動作を開始する。これ以後、時間t₄でフ
リップフロップ13の出力ｃが“L"レベルになり、時間
t₅で３段目のフリップフロップ14の出力ｄが“L"レベ
ルになり、時間t₆において４段目のフリップフロップ15
の出力ｅが“L"レベルになる。このとき、その反転信
号であるＱ出力（作動信号）ｆが“H"レベルになり、こ
の時点で出力回路４が能動状態となる。これによって出
力回路４は受光回路３から出力された受光信号ｎを出力
信号ｏとして出力する。

また、例えば時間t₇において過電流事故が発生すると出
力トランジスタ８に過電流が流れ、過電流検出抵抗９の
端子電圧ｋが上昇する。この端子電圧ｋが基準電圧レベ
ルV_Sを越えると、過電流検出トランジスタ10がオンし、
リセット信号ｊが“L"レベルになってカウンタ５を構成
するフリップフロップ12〜15がリセットされる。このフ
リップフロップ12〜15のリセットにより、作動信号ｆが
“L"レベルになり、出力回路４は非能動状態になる。こ
れによって出力トランジスタ８はオフされ、出力負荷６
に過電流が流れることを防止する。この後、時間t₈にお
いてクロックパルスａの入力によりカウンタ５は再びカ
ウント動作を開始し、所定のカウントを終了した時間t₉
において作動信号ｆが再度出力され、この作動信号ｆの
出力により出力回路４は再び能動状態となる。このとき
過電流事故が回復していれば、受光信号ｎに応じて出力
される出力信号ｏによって出力トランジスタ８が再びオ
ンされる。

なお、作動信号ｆが“H"レベルになるとOR回路18の出力
信号ｇが“H"レベルになりフリップフロップ14のＱ出力
ｄは常に“L"レベルとなってフリップフロップ15から出
力される作動信号ｆの“H"レベルが維持されるととも
に、フリップフロップ14,15によるカウント動作が停止
する。このように、OR回路18がこの考案の動作停止回路
を構成している。この状態においてもフリップフロップ
12,13におけるカウント動作は継続して行われ、フリッ
プフロップ13のＱ出力ｍはクロックパルスａを分周した
投光パルスおよび受光パルスとして投光回路２および受
光回路３に入力する。したがって、カウンタ５は電源投
入後に所定時間経過した際に出力回路４を能動状態にす
る作動信号ｆを出力するとともに、投光回路２および受
光回路３に投光パルスおよび受光パルスとなる分周信号
ｍを継続的に出力する。

なお、本実施例ではフリップフロップ12〜15により４段
のフリップフロップの構成し、２段目のフリップフロッ
プ13のＱ出力ｍを分周信号としたが、電源投入後に電源
電圧が安定化するまでに待機すべき時間およびクロック
パルスａの分周周期に応じてこの段数を適宜増減できる
ことは言うまでもない。

（ｇ）考案の効果この考案によれば、電源投入直後における誤動作を防止
するために、出力回路の作動開始タイミングを決定する
カウンタを用いて投光回路および受光回路に供給すべき
投光パルスおよび受光パルスとしてクロックパルスを分
周することができる。したがって、投光回路および受光
回路に供給すべき投光パルスおよび受光パルスを作成す
るために専用の分周回路を備える必要がなく、回路の小
型化およびコストの削減を実現できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例である光電スイッチ回路の回
路図、第２図は同光電スイッチ回路の各部における信号
のタイミングチャートである。１……クロックパルス発生回路、２……投光回路、３…
…受光回路、４……出力回路、５……カウンタ、12〜15
……フリップフロップ、18……ORゲート（動作停止回
路）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】クロックパルスを発生するパルス発生回路
と、パルス変調された光を投光する投光回路と、投光回
路の光を受光して受光信号を出力する受光回路と、ｎ段
のフリップフロップで構成され前記クロックパルスが入
力されるとともに、ｎ段目のフリップフロップの状態を
作動信号として出力し、ｍ段目（１≦ｍ＜ｎ）のフリッ
プフロップの状態を前記投光回路および受光回路に投光
パルスおよび受光パルスとして供給するカウンタと、前
記作動信号が入力された後に前記受光信号を出力する出
力回路と、前記作動信号が入力された後にｍ＋ｌ段目
（１≦ｌ＜ｎ−ｍ）のフリップフロップの動作を停止す
る動作停止回路と、から構成したことを特徴とする光電
スイッチ回路。