JPH1092279A - 光電スイッチ - Google Patents

光電スイッチ

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JPH1092279A
JPH1092279A JP26517896A JP26517896A JPH1092279A JP H1092279 A JPH1092279 A JP H1092279A JP 26517896 A JP26517896 A JP 26517896A JP 26517896 A JP26517896 A JP 26517896A JP H1092279 A JPH1092279 A JP H1092279A
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JP
Japan
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photoelectric switch
coaxial cable
capacitor
light receiving
signal processing
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Application number
JP26517896A
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English (en)
Inventor
Motohiro Kudo
元宏 工藤
Mitsuru Tanaka
満 田中
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Keyence Corp
Original Assignee
Keyence Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外乱ノイズの影響により誤信号を出力するお
それのない分離型の光電スイッチを提供する。 【解決手段】 フォトトランジスタ5を備えた検出ヘッ
ド1を同軸ケーブル3を介して信号処理回路2に接続す
る。同軸ケーブル3の中心導体3aと外部導体3bと
に、コンデンサ6の両接続端子を接続して、フォトトラ
ンジスタ5と同軸ケーブル3との間に、コンデンサ6を
フォトトランジスタ5と並列に介挿する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として、信号処
理回路を検出ヘッドから分離して、信号処理回路と検出
ヘッドとを同軸ケーブルで接続したいわゆるアンプ分離
型の光電スイッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5に示すアンプ分離型の光電スイッチ
は、検出ヘッド100が同軸ケーブル101を介してア
ンプ部102内の信号処理回路に接続されているので、
検出ヘッド100が極めて小型になるなどの利点を有す
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この種の光電
スイッチでは、検出ヘッド100が対象物を検出したと
きの検出信号の信号レベルが比較的低く、この検出信号
が同軸ケーブル101を介して信号処理回路に伝送され
るため、外乱ノイズ(外部からのノイズ)の影響を受け
て誤動作し易い欠点がある。すなわち、信号処理回路に
おいて、ノイズと検出信号との判別ができず、誤動作す
るおそれがある。
【0004】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たもので、外乱ノイズの影響によって誤動作するおそれ
のない分離型の光電スイッチを提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の光電スイッチは、受光素子を備えた受光ヘ
ッドが同軸ケーブルを介して信号処理回路に接続される
光電スイッチにおいて、同軸ケーブルの中心導体と外部
導体とに、該導体間の電位差を一定に保とうとするコン
デンサの両接続端子を接続すると共に、該コンデンサを
受光ヘッドに設けたことを特徴とする。
【0006】本発明によれば、外乱ノイズによる誤動作
を防止し得るのであるが、その理由については、後に詳
述するように、ノイズが入力されても、受光ヘッドに設
けたコンデンサが同軸ケーブルの中心導体と外部導体と
の電位差を一定に保つためであると推測される。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
にしたがって説明する。図1は光電スイッチを示す電気
回路図である。同図において、本光電スイッチは、対象
物の検出箇所などに設置する検出ヘッド1に対し、信号
処理回路2を内蔵するアンプ部102が分離されてお
り、検出ヘッド1と信号処理回路2とが同軸ケーブル3
により接続されている。
【0008】検出ヘッド1は、発光ダイオードからなる
投光素子4と、受光回路50とを備えている。投光素子
4は、その入力側が同軸ケーブル3の芯線(中心導体)
3aに接続され、出力側が同軸ケーブル3のシールド線
(外部導体)3bを介してアースに接続されている。受
光回路50は、受光素子および電流増幅素子としてのフ
ォトトランジスタ5を備え、入射光Lの増大に伴って負
荷抵抗51を介してフォトトランジスタ5に流れる電流
が増大し、フォトトランジスタ5の出力側(コレクタ)
から検出信号を信号処理回路2に出力する。フォトトラ
ンジスタ5は、出力側が同軸ケーブル3の芯線3aに接
続され、入力側(エミッタ)が同軸ケーブル3のシール
ド線3bを介してアースに接続されている。該フォトト
ランジスタ5にはコンデンサ6が並列に接続されてい
る。つまり、コンデンサ6の両接続端子は、同軸ケーブ
ル3の芯線3aおよびシールド線3bに接続されてい
る。
【0009】一方、信号処理回路2は、たとえばマイク
ロコンピュータからなる制御回路7が予め設定された制
御プログラムに従って回路全体を制御する。すなわち、
制御回路7は、投光回路8に対し所定周波数の投光用の
駆動パルス信号を同軸ケーブル3を介して投光素子4に
供給するよう制御する。これにより、投光素子4はパル
ス駆動されて所定周波数のパルス変調光Lを出射する。
このパルス変調光Lは、たとえば移送される対象物で反
射されてフォトトランジスタ5に入射する。
【0010】検出ヘッド1の受光回路50から出力され
る検出信号は、同軸ケーブル3を介して信号処理回路2
に入力されて、増幅回路9で増幅された後、A/D変換
器10でデジタル信号に変換されて制御回路7に入力さ
れる。制御回路7は入力された検出信号に応じて出力回
路11から出力線21に所定の作動信号を出力させるよ
う制御する。信号処理回路2の前記各構成要素7〜11
には、電源回路12から電力が供給される。なお、電源
回路12には、電源13から電源線22,23を介して
給電がなされる。
【0011】図2はIEC1000−4−6(国際規
格)により規定されたノイズ試験法に基づき前記光電ス
イッチのノイズ試験を行う場合の電気回路図である。こ
のノイズ試験法は、外乱ノイズが分離型の光電スイッチ
に影響を与える場合と同様の状況を作り出して試験する
ものである。ノイズ発生器20は、信号処理回路2の出
力線21と、電源回路12に接続された電源線22,2
3と、アースにノイズを注入する。なお、ノイズは周波
数を徐々に変化させて注入する。また、図1の前記コン
デンサ6の容量としては1,000 ピコファラッドの容量を
用いて試験を行った。
【0012】前記ノイズ試験を行ったところ、図1の実
施形態の光電スイッチでは誤動作が発生しなかったが、
同図のコンデンサ6を設けていない従来の光電スイッチ
では誤動作が生じた。
【0013】このような結果が得られたのは、以下のよ
うな理由によるものであると推測される。図1の検出ヘ
ッド1における受光回路50の負側は、同軸ケーブル3
のシールド線3bを介して電源回路12の負側電源端子
−と低いインピーダンスで接続されている。そのため、
受光回路50の負側(シールド)の電位は、図3
(a),(b)に示すように、ノイズ発生器20から注
入されたノイズに応じて大きく変動すると推測される。
一方、図1の受光回路50の正側(芯線3a)と電源線
22との間には、信号処理回路2の存在により、高いイ
ンピーダンスが介挿されており、したがって、電源線2
2に注入されたノイズは受光回路50の正側(芯線)に
間接的に伝送される。そのため、コンデンサ6を設けて
いない従来の光電スイッチでは、図3(a)のように、
芯線3aがアースに対して略一定の電位を維持すると推
測される。つまり、シールド3b側と芯線3a側とで
は、ノイズの受け方が異なることとなり、受けたノイズ
がノーマルノイズに変換され、誤動作を生じるものと推
測される。
【0014】これに対し、図1のコンデンサ6を設けた
本実施形態の光電スイッチでは、図1の受光回路50の
正側(芯線3a)が、コンデンサ6を介して負側の電位
の変動をそのまま受けて、図3(b)に示すように、負
側(シールド線3b)の電位と同様に変動すると推測さ
れる。すなわち、図1の受光回路50の正側と負側の各
々の電位は、ノイズの影響を受けて一定の電位差を保ち
ながらそれぞれ変動すると推測される。そのため、光電
スイッチに注入したノイズは、コモンモードノイズのま
ま同軸ケーブル3を介して信号処理回路2に伝送される
ので、信号処理回路2により除去することができるので
あろうと推測される。
【0015】なお、図1のコンデンサ6を信号処理回路
2における増幅回路9とアース側との間に介挿したとこ
ろ、本実施形態のようなノイズによる誤動作の防止機能
を発揮しなかった。
【0016】ところで、前記実施形態では、投光素子4
および受光素子を一体に備えた検出ヘッドについて説明
したが、本発明は投光素子4を備えた投光ヘッドと、受
光素子を備えた受光ヘッドとが別体の光電スイッチにつ
いても適用できる。また、本発明を適用できる受光素子
としてはフォトトランジスタの他にフォトダイオードな
どを用いることができる。この一例を図4に示す。
【0017】図4は受光ヘッド1Aの受光回路50を示
す。図1の実施形態では、受光素子および電流増幅素子
としてフォトトランジスタ5を用いているのに対し、図
4の本実施形態では受光素子としてフォトダイオード5
Aを用い、電流増幅素子としてトランジスタ5Bを別途
設けている。該トランジスタ5Bのコレクタおよびエミ
ッタは、それぞれ、同軸ケーブル3の中心導体3aおよ
び外部導体3bに接続されている。ノイズ対策用のコン
デンサ6は、フォトダイオード5Aおよびトランジスタ
5Bに対しそれぞれ並列に接続されている。
【0018】本実施形態の動作について簡単に説明す
る。フォトダイオード5Aには光が入射したときのみ光
電流が流れる。トリガ用のコンデンサ52は、光電流に
応じて負荷抵抗51A,53を通じて充電または放電を
行う。これにより、トランジスタ5Bはフォトダイオー
ド5Aの電流を増幅して、同軸ケーブル3を通じて信号
処理回路2(図1)に検出信号が伝送される。この受光
回路50においても、前記実施形態と同様に、ノイズの
影響がコンデンサ6により除去される。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
同軸ケーブルの中心導体と外部導体とに該導体間の電位
量を一定に保とうとするコンデンサの両接続端子を接続
すると共に、該コンデンサを受光ヘッドに設けたので、
同軸ケーブルに注入されたノイズ成分を信号処理回路に
おいて電気的処理に容易に除去することができるから、
誤信号が出力されるのを防止し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る光電スイッチを示す
電気回路図である。
【図2】同光電スイッチのノイズ試験を行う構成を示し
た電気回路図である。
【図3】(a)は従来の光電スイッチの特性図、(b)
は同実施形態にかかる光電スイッチの特性図である。
【図4】他の受光素子を用いた場合の受光ヘッドの回路
図である。
【図5】アンプ分離型の光電スイッチの一例を示す斜視
図である。
【符号の説明】
1:検出ヘッド 1A:受光ヘッド 2:信号処理回路 3:同軸ケーブル 3a:中心導体 3b:外部導体 5:フォトトランジスタ 5A:フォトダイオード 5B:トランジスタ 6:コンデンサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受光素子を備えた受光ヘッドが同軸ケー
    ブルを介して信号処理回路に接続される光電スイッチに
    おいて、 前記同軸ケーブルの中心導体と外部導体とに、該導体間
    の電位差を一定に保とうとするコンデンサの両接続端子
    を接続すると共に、該コンデンサを前記受光ヘッドに設
    けたことを特徴とする光電スイッチ。
  2. 【請求項2】 受光素子および電流増幅素子を備えた受
    光ヘッドが同軸ケーブルを介して信号処理回路に接続さ
    れる光電スイッチにおいて、 前記受光ヘッドにコンデンサを設けると共に、 前記同軸ケーブルの中心導体と外部導体とに前記コンデ
    ンサの両接続端子を接続して、該コンデンサを前記電流
    増幅素子に対して並列に介挿したことを特徴とする光電
    スイッチ。
  3. 【請求項3】 フォトトランジスタを備えた受光ヘッド
    が同軸ケーブルを介して信号処理回路に接続される光電
    スイッチにおいて、 前記受光ヘッドにコンデンサを設けると共に、 前記同軸ケーブルの中心導体と外部導体に前記コンデン
    サの両接続端子を接続して、該コンデンサを前記フォト
    トランジスタに対して並列に介挿した光電スイッチ。
  4. 【請求項4】 フォトダイオードと該フォトダイオード
    を流れる電流を増幅するトランジスタを備えた受光ヘッ
    ドが同軸ケーブルを介して信号処理回路に接続される光
    電スイッチにおいて、 前記受光ヘッドにコンデンサを設けると共に、 前記同軸ケーブルの中心導体と外部導体に前記コンデン
    サの両接続端子を接続して、該コンデンサを前記トラン
    ジスタに対して並列に介挿した光電スイッチ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003024276A (ja) * 2001-07-13 2003-01-28 Pentax Corp 内視鏡
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