JPH081224U - 光電スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】１つの半導体スイッチ素子から光電スイッチの
検出出力と自己診断結果を出力する。 【解決手段】自己診断回路８の出力を記憶する記憶回路
12と、この記憶回路12の出力と光電スイッチ自体の検出
回路７の出力を、制御電源Ｖccの有無により選択する選
択回路13と、記憶回路12をバックアップする電力保持回
路14とを設け、制御電源Ｖccが印加されている通常時、
選択回路13により検出回路７からの出力を選択し、これ
により半導体スイッチ素子９から光電スイッチの検出結
果を出力し、制御電源Ｖccが遮断された時、選択回路13
により記憶回路12の出力を選択し、半導体スイッチ素子
９から自己診断結果を出力する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

この考案は、発光素子から発した光が受光素子に到達する光量の多少により対 象物体の存否を判別する光電スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の光電スイッチとして従来、図２に示すものが知られている。この図２ に示す回路とその動作を図３の波形図を参照しながら説明する。 図２において、発振回路１の出力端は抵抗２を介して発光素子３に接続され、 この発光素子３に図３に示すようなパルス電流Ipを流し、パルス発光させる。発 光素子３に対向する受光素子４は増幅器５に接続され、増幅器５は受光素子４の 出力信号を増幅し電圧Vpに示す波形にする。この増幅器５の出力端はコンパレー タ6aに接続されてこのコンパレータ6aで電圧Vpの波形を所定の基準レベルＶL0で 弁別し、論理処理に適したデジタル信号Vdとし、このコンパレータ6aの出力端に 接続された検出回路７により検出信号Ｖ01を得て、出力トランジスタ９のベース に印加してトランジスタ９をオン・オフして図示しない対象物体の存否を確認す る。増幅器５の出力端にはさらにコンパレータ6aより高い所定の基準レベルＶL1 のコンパレータ6bおよびコンパレータ6aよりも低い所定の基準レベルＶL2のコン パレータ6cが接続され、各コンパレータ6b,6c はそれぞれのレベルＶL1，ＶL2で 増幅器５の出力を弁別して電圧Ｖd1，Ｖd2を出力する。コンパレータ6b,6c の出 力端が接続された自己診断回路８は受光信号が十分なものであるか、または漏洩 光がなく受光信号の遮断が完全になされいるかを診断する。前記コンパレータ6b ,6c の基準レベルは、増幅器５の出力Vpがコンパレータ6cの基準レベルＶL2以下 のときは発光素子３から投光された光が受光素子４に入射せずに十分な遮光状態 にあり、増幅器５の出力Vpがコンパレータ6bの基準レベルＶL1を越えると十分な 受光状態にあるように選ばれ、従って自己診断回路８は増幅器５の出力Vpがコン パレータ6cの基準レベルＶL2を越えているがコンパレータ6bの基準レベルＶL1を 越えていない状態にあるときに出力を発するように構成されている。これは、コ ンパレータ6cの出力Ｖd2とコンパレータ6bの出力Ｖd1を反転した信号との論理積 をとることにより得られる。ここで、増幅器５の出力Vpがコンパレータ6b,6c の 基準レベルＶL1, ＶL2の間にある状態とは、発光素子３から投光された光が受光 素子４で受光されて検出回路７から検出信号Ｖ01が得られて検出状態にあるが光 電スイッチが安定して動作するに十分な受光出力がない状態である。このような 状態は、例えば光電スイッチの使用中に投受光レンズのレンズ面が汚れた場合な どに発生する。このような場合には、光電スイッチとしての機能が損なわれる以 前に自己診断回路８から警報を発してレンズ面の清掃等を促し光電スイッチを用 いた装置全体の故障を未然に防止する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このような自己診断機能を有する光電スイッチは動作が安定し、信頼性が高い という長所はあるが、その半面、検出回路の出力トランジスタの他に自己診断の ための出力トランジスタを備えているから、光電スイッチとして出力素子が増加 し、さらに外部装置に接続するリード線が増加し、その配線等、コストアップの 要因，小型化の妨げになる等の問題点があった。また、これらの出力をシーケン スコントローラに入力するためにはシーケンスコントローラの入力回路数も増加 せねばならず、それだけ大型，高価なシーケンスコントローラを要するという問 題があった。

【０００４】 そこで、本考案の目的は、前述した従来装置の欠点を除去し、１個の半導体ス イッチ素子から本来の光電スイッチとしての出力の他に自己診断結果を外部に伝 達可能な光電スイッチを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上述した目的を達成するため本考案は、パルス点灯された発光素子の発する光 信号を受光して電気信号に変換する受光素子と、この受光素子の出力を所定のレ ベルで弁別して出力する第１のコンパレータと、この第１のコンパレータより高 い弁別レベルを有する第２のコンパレータと、前記第１のコンパレータより低い 弁別レベルを有する第３のコンパレータと、この第２，第３のコンパレータの出 力に従って前記受光素子への入力を診断しその結果を出力する自己診断回路と、 前記第１のコンパレータの出力によりオン・オフ制御される半導体スイッチ素子 とを備えた光電スイッチにおいて、前記自己診断回路の出力を記憶する記憶回路 と、前記第１のコンパレータの出力と前記記憶回路の出力とを入力としこの両入 力の何れかを電源電圧の有無により選択して前記半導体スイッチ素子に出力する 選択回路と、前記電源が遮断されたとき前記記憶回路，選択回路，半導体スイッ チ素子に給電する電力保持回路を設け、前記電源を遮断したとき前記選択回路が 前記記憶回路の記憶内容を半導体スイッチ素子に出力することを特徴とする。

【０００６】

【考案の実施の形態】

この種の光電スイッチの受光信号の減衰は急速に進行するものではないので、 常時自己診断をする必要はなく、必要により、または定期点検時に実施すればよ いことに着目し、光電スイッチの動作期間中の自己診断回路による診断結果を記 憶回路で記憶しておき、必要に応じて電源を一時遮断することにより選択回路を 記憶回路に自動的に切換え、この記憶回路に記憶された自己診断回路の診断結果 を半導体スイッチ素子に出力する。この半導体スイッチ素子からの自己診断結果 の出力は電力保持回路の電力が消耗するまでの期間出力され続ける。この後光電 スイッチの電源が投入されると、選択回路は第１のコンパレータの出力を選択し 、半導体スイッチ素子からは光電スイッチ本来の検出出力が出力される。

【０００７】 以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明する。

【０００８】

【実施例】

本考案による光電スイッチの一実施例を図１に示し、図２に示した従来装置と 同一のものには同一の符号を付している。 図１において、受光素子３は従来のものと同様に発振回路１の発生するパルス 電流で発光し、受光素子４で受光する。受光側の増幅器５、３個のコンパレータ 6a,6b,6c、検出回路７、自己診断回路８等も従来のものと同様であるからこの説 明は省略する。この実施例が従来のものと異なる点は、遅延回路11、記憶回路12 、選択回路13、電力保持回路14を設けた点である。記憶回路12は自己診断回路８ の出力端が遅延回路11を介して接続されている。この遅延回路11は例えば自己診 断回路８からの診断結果が一定時間の間継続した場合に出力を発してその診断結 果を記憶回路12に記憶させるノイズ除去用であり、必ずしも必要ではない。また 、記憶回路12はダイオード16を介して電源Ｖccの電圧で充電するように接続され た電力保持回路14のコンデンサ17が放電されたときにリセットされるように接続 されている。選択回路13はインバータ18、２つのAND 回路19,20 、OR回路21を備 え、検出回路７の出力端がAND 回路19の一方の入力端に接続され、他方の入力端 には制御電源Ｖccが接続されている。記憶回路12の出力端がAND 回路20の一方の 入力端に接続され、他方の入力端にはインバータ18を介して接続されている。前 記制御電源Ｖccは、光電スイッチに電源が印加された際に形成され、その電源が 遮断されると消滅する制御用の信号電源であり、その電圧レベルは論理処理に適 したレベルの電圧に保たれている。そして、両AND 回路19,20 の出力端がOR回路 21のそれぞれの入力端に接続され、OR回路21の出力端がFET 形出力トランジスタ ９のベースに接続されている。前記選択回路13と出力トランジスタ９を駆動する 電源は制御電源Ｖccでダイオード16を介してコンデンサ17を充電するように接続 された電力保持回路14のダイオード16とコンデンサ17の接続点に接続されている 。

【０００９】 この光電スイッチ本来の動作と、自己診断回路８の動作については既に図２に ついて述べたからこの説明は省略し、以下主として遅延回路11、記憶回路12、選 択回路13、電力保持回路14の動作について説明する。記憶回路12はこの光電スイ ッチを停止するため電源Ｖccを所定時間以上停止したときにリセットされ、電源 Ｖccが投入されるとコンデンサ17がダイオード16を介して直ちに充電されるから 、そのときの自己診断回路８の診断結果が遅延回路11を介して記憶される。この 光電スイッチへの電源Ｖccが遮断されてコンデンサ17が放電された状態にあると き、電源Ｖccが投入されると、AND 回路19の他方の入力端は制御電源Ｖccが印加 されてハイレベルになるから導通可能状態になる。このとき、AND 回路20の他方 の入力端は制御電源Ｖccがインバータ18を介して印加されるからローレベルにな り、AND 回路20は閉じる。従って、受光素子４が受光し、コンパレータ6aの所定 のレベルで弁別され検出回路７で検出された信号がAND 回路19とOR回路21を通過 して出力トランジスタ９のベースに印加され、出力トランジスタ９から出力され 、通常の光電スイッチとしての動作状態を続ける。この間に自己診断回路８の診 断結果が遅延回路11を介して記憶回路12に記憶される。

【００１０】 この光電スイッチの光学系の診断結果を知るには制御電源Ｖccを遮断すれば記 憶回路12、選択回路13、出力トランジスタ９は電力保持回路14のコンデンサ17の 電荷で駆動され、AND 回路19は閉じ、AND 回路20は導通可能状態になる。従って 、記憶回路12の記憶している診断結果はAND 回路20とOR回路21を通過して出力ト ランジスタ９のベースに印加されるから出力トランジスタ９の出力から汁粉とが できる。記憶回路12は制御電源Ｖccが長時間遮断されてコンデンサ17の電荷が放 電されるとリセットされる。

【００１１】

【考案の効果】

以上に説明したとおり本考案によれば、パルス点灯された発光素子の発する光 信号を受光して電気信号に変換する受光素子と、この受光素子の出力を所定のレ ベルで弁別して出力する第１のコンパレータと、この第１のコンパレータより高 い弁別レベルを有する第２のコンパレータと、前記第１のコンパレータより低い 弁別レベルを有する第３のコンパレータと、この第２，第３のコンパレータの出 力に従って前記受光素子への入力を診断しその結果を出力する自己診断回路と、 前記第１のコンパレータの出力によりオン・オフ制御される半導体スイッチ素子 とを備えた光電スイッチにおいて、前記自己診断回路の出力を記憶する記憶回路 と、前記第１のコンパレータの出力と前記記憶回路の出力とを入力としこの両入 力の何れかを電源電圧の有無により選択して前記半導体スイッチ素子に出力する 選択回路と、前記電源が遮断されたとき前記記憶回路，選択回路，半導体スイッ チ素子に給電する電力保持回路を設け、前記電源を遮断したとき前記選択回路が 前記記憶回路の記憶内容を半導体スイッチ素子に出力するように構成したことに より、光電スイッチ本来の検出結果を出力する半導体スイッチ素子を用いて自己 診断結果を出力することが可能になり、１つの半導体スイッチ素子により光電ス イッチ本来の検出結果と自己診断結果を外部に伝達することができるので、それ ぞれの検出結果を対応する半導体スイッチ素子により出力するものに対して、半 導体スイッチ素子の部品点数や出力端子数を削減して光電スイッチを小型化する ことができる。また、出力端子数が削減されることにより外部機器との配線数を 削減できるので、配線作業の容易化や誤配線を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例にかかる光電スイッチを示
す結線図

【図２】従来装置の光電スイッチを示す結線図

【図３】図２の光電スイッチにおける主要部の波形図

【符号の説明】

３…発光素子、４…受光素子、6a，6b，6c…コンパレー
タ、８…自己診断回路、11…遅延回路、12…記憶回路、
13…選択回路、14…電力保持回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】パルス点灯された発光素子の発する光信号
   を受光して電気信号に変換する受光素子と、この受光素
   子の出力を所定のレベルで弁別して出力する第１のコン
   パレータと、この第１のコンパレータより高い弁別レベ
   ルを有する第２のコンパレータと、前記第１のコンパレ
   ータより低い弁別レベルを有する第３のコンパレータ
   と、この第２，第３のコンパレータの出力に従って前記
   受光素子への入力を診断しその結果を出力する自己診断
   回路と、前記第１のコンパレータの出力によりオン・オ
   フ制御される半導体スイッチ素子とを備えた光電スイッ
   チにおいて、前記自己診断回路の出力を記憶する記憶回
   路と、前記第１のコンパレータの出力と前記記憶回路の
   出力とを入力としこの両入力の何れかを電源電圧の有無
   により選択して前記半導体スイッチ素子に出力する選択
   回路と、前記電源が遮断されたとき前記記憶回路，選択
   回路，半導体スイッチ素子に給電する電力保持回路を設
   け、前記電源を遮断したとき前記選択回路が前記記憶回
   路の記憶内容を半導体スイッチ素子に出力することを特
   徴とする光電スイッチ。