JP3265663B2 - 光電スイッチ - Google Patents
光電スイッチInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は透過型又は回帰反射型等
の光電スイッチに関し、特に透明フィルム等の光の透過
率のよい物体を検出するための光電スイッチに関するも
のである。
の光電スイッチに関し、特に透明フィルム等の光の透過
率のよい物体を検出するための光電スイッチに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来透過型や回帰反射型の光電スイッチ
は、光を物体検知領域に照射する投光回路と、照射され
た光を受光する受光回路を含んで構成されており、投受
光素子の間の被検出物体の有無による受光レベルの変化
を受光回路によって検出していた。そして受光回路の出
力を増幅し所定の閾値で弁別しており、閾値レベルを感
度調整用可変抵抗器等によって設定して物体の有無を判
別していた。
は、光を物体検知領域に照射する投光回路と、照射され
た光を受光する受光回路を含んで構成されており、投受
光素子の間の被検出物体の有無による受光レベルの変化
を受光回路によって検出していた。そして受光回路の出
力を増幅し所定の閾値で弁別しており、閾値レベルを感
度調整用可変抵抗器等によって設定して物体の有無を判
別していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の光電
スイッチにあっては、被検出物体の有無による受光レベ
ルの変化が大きければ、容易に物体を検出することがで
きる。しかし透明フィルムやガラス等のように光の透過
率の高い物体を検出する場合には、受光レベルの変化が
小さいため閾値レベルの調整が難しく、又閾値レベルを
設定しても物体検出を安定して行うことができないとい
う欠点があった。
スイッチにあっては、被検出物体の有無による受光レベ
ルの変化が大きければ、容易に物体を検出することがで
きる。しかし透明フィルムやガラス等のように光の透過
率の高い物体を検出する場合には、受光レベルの変化が
小さいため閾値レベルの調整が難しく、又閾値レベルを
設定しても物体検出を安定して行うことができないとい
う欠点があった。
【０００４】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、光の透過率がよい物体も確実に
検出できるようにすることを技術的課題とする。
なされたものであって、光の透過率がよい物体も確実に
検出できるようにすることを技術的課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は一定レベルで投
光素子を駆動する投光手段と、投光素子から直接照射さ
れた光を受光する第１の受光素子と、投光素子から物体
検知領域に照射された光を受光する第２の受光素子と、
入力信号の差分を出力する差動増幅回路と、第１の受光
素子の出力を増幅する第１の受光回路と、第２の受光素
子の出力を増幅し差動増幅回路に与える第２の受光回路
と、投光回路の投光パルスに同期させて差動増幅回路の
差動出力を抽出するゲート手段と、ゲート手段の出力が
所定レベルを越えるときに出力を出す比較回路と、物体
の非検知時に差動増幅回路の出力が０レベルとなるよう
に第１の受光回路の出力レベルを調整し、差動増幅回路
に与えるレベル調整手段と、を具備することを特徴とす
るものである。
光素子を駆動する投光手段と、投光素子から直接照射さ
れた光を受光する第１の受光素子と、投光素子から物体
検知領域に照射された光を受光する第２の受光素子と、
入力信号の差分を出力する差動増幅回路と、第１の受光
素子の出力を増幅する第１の受光回路と、第２の受光素
子の出力を増幅し差動増幅回路に与える第２の受光回路
と、投光回路の投光パルスに同期させて差動増幅回路の
差動出力を抽出するゲート手段と、ゲート手段の出力が
所定レベルを越えるときに出力を出す比較回路と、物体
の非検知時に差動増幅回路の出力が０レベルとなるよう
に第１の受光回路の出力レベルを調整し、差動増幅回路
に与えるレベル調整手段と、を具備することを特徴とす
るものである。
【０００６】
【作用】このような特徴を有する本発明によれば、投光
手段より投光素子を駆動しており、その一部が第１の受
光素子によって受光されレベル調整手段を介して差動増
幅回路に加えられる。又物体検知領域を介して受光され
た光が第２の受光回路を介して差動増幅回路に加えられ
る。そして物体の非検知時には差動増幅回路の出力を０
レベルとしておく。こうすれば物体が到来して第２の受
光回路の受光レベルが低下すると、差動増幅回路の出力
が差動増幅回路の増幅率によって大幅に変化することと
なって、光の透過率の大きい物体も容易に検出できるこ
ととなる。
手段より投光素子を駆動しており、その一部が第１の受
光素子によって受光されレベル調整手段を介して差動増
幅回路に加えられる。又物体検知領域を介して受光され
た光が第２の受光回路を介して差動増幅回路に加えられ
る。そして物体の非検知時には差動増幅回路の出力を０
レベルとしておく。こうすれば物体が到来して第２の受
光回路の受光レベルが低下すると、差動増幅回路の出力
が差動増幅回路の増幅率によって大幅に変化することと
なって、光の透過率の大きい物体も容易に検出できるこ
ととなる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の一実施例による透過型光電ス
イッチの構成を示すブロック図である。本実施例では光
ファイバを用いた透過型の光電スイッチを示している。
本実施例ではまず投光回路１は周期的な投光パルスを発
生するものであって、その出力はオートマチックパワー
コントロール回路（以下ＡＰＣ回路という）２に与えら
れる。ＡＰＣ回路２は投光素子３の投光レベルを一定に
するための回路であって、投光回路１と共に投光手段を
構成している。投光素子３の近傍には、その照射光の一
部を直接受光する受光素子（第１の受光素子）４が取付
けられており、その受光出力は第１の受光回路５に与え
られる。受光回路５の出力側にはその出力レベルを調整
するためのレベル調整手段、本実施例では可変抵抗器６
が接続されている。又受光回路５の出力は直接ＡＰＣ回
路２にモニタ用の受光信号として加えられ、この受光レ
ベルが一定となるようにＡＰＣ回路２によって投光素子
３の投光レベルが規制される。
イッチの構成を示すブロック図である。本実施例では光
ファイバを用いた透過型の光電スイッチを示している。
本実施例ではまず投光回路１は周期的な投光パルスを発
生するものであって、その出力はオートマチックパワー
コントロール回路（以下ＡＰＣ回路という）２に与えら
れる。ＡＰＣ回路２は投光素子３の投光レベルを一定に
するための回路であって、投光回路１と共に投光手段を
構成している。投光素子３の近傍には、その照射光の一
部を直接受光する受光素子（第１の受光素子）４が取付
けられており、その受光出力は第１の受光回路５に与え
られる。受光回路５の出力側にはその出力レベルを調整
するためのレベル調整手段、本実施例では可変抵抗器６
が接続されている。又受光回路５の出力は直接ＡＰＣ回
路２にモニタ用の受光信号として加えられ、この受光レ
ベルが一定となるようにＡＰＣ回路２によって投光素子
３の投光レベルが規制される。
【０００８】さて投光素子３より照射された光の大部分
は光ファイバ７の端部に入射される。光ファイバ７は照
射された光を物体検知領域にまで導くための光ファイバ
であって、その他端には物体検知領域８を介して受光用
の光ファイバ９が対向して配置される。そして受光用の
光ファイバ１０の他端には、近接して受光素子１０を配
置する。受光素子１０は物体検知領域８に照射された光
を受光する第２の受光素子であって、その出力は第２の
受光回路１１に与えられる。受光回路１１はこの受光素
子１０からの出力を増幅する回路であって、その出力は
差動増幅回路１２の一方の入力端に与えられる。又差動
増幅回路１２の他方の入力端には前述したレベル調整用
の可変抵抗器６の中点が接続されている。差動増幅回路
１２はこれらの信号の差分を検出する回路であって、そ
の出力はアナログスイッチ１３に与えられる。
は光ファイバ７の端部に入射される。光ファイバ７は照
射された光を物体検知領域にまで導くための光ファイバ
であって、その他端には物体検知領域８を介して受光用
の光ファイバ９が対向して配置される。そして受光用の
光ファイバ１０の他端には、近接して受光素子１０を配
置する。受光素子１０は物体検知領域８に照射された光
を受光する第２の受光素子であって、その出力は第２の
受光回路１１に与えられる。受光回路１１はこの受光素
子１０からの出力を増幅する回路であって、その出力は
差動増幅回路１２の一方の入力端に与えられる。又差動
増幅回路１２の他方の入力端には前述したレベル調整用
の可変抵抗器６の中点が接続されている。差動増幅回路
１２はこれらの信号の差分を検出する回路であって、そ
の出力はアナログスイッチ１３に与えられる。
【０００９】一方投光回路１の出力端には波形整形回路
１４が接続される。波形整形回路１４は投光パルスの立
上り，立下りの出力が安定しない部分を除いて波形整形
するものであり、その出力はアナログスイッチ１３にス
イッチ信号として与えられている。アナログスイッチ１
３は投光パルスが出力された間のみ差動増幅回路１２の
出力を次段の比較回路に出力するものである。ここで波
形整形回路１４とアナログスイッチ１３とは、投光パル
スに同期させて差動増幅回路１２の差動出力を抽出する
ゲート手段を構成している。アナログスイッチ１３の出
力端には比較回路１５及び比較回路１６ａ，１６ｂが接
続される。比較回路１５には所定の閾値Ｖref1が閾値と
して設定されており、このレベルを越える出力があれば
物体検知信号として外部に出力するものである。又比較
回路１６ａ，１６ｂには０レベルに近く、夫々正及び負
の所定値Ｖref2，Ｖref3が閾値として設定されている。
比較回路１６ａ，１６ｂはアナログスイッチ１３の出力
が０レベルの近傍であることを検出するためのウインド
ウコンパレータを構成しており、その出力はいずれもア
ンド回路１７に与えられる。アンド回路１７はこれらの
論理積によってその一致を検出するものであり、その出
力は表示用の発光ダイオード１８に与えられる。このウ
インドウコンパレータとアンド回路１７，発光ダイオー
ド１８とは、アナログスイッチの出力が０レベルである
ことを表示する０レベル表示手段を構成している。
１４が接続される。波形整形回路１４は投光パルスの立
上り，立下りの出力が安定しない部分を除いて波形整形
するものであり、その出力はアナログスイッチ１３にス
イッチ信号として与えられている。アナログスイッチ１
３は投光パルスが出力された間のみ差動増幅回路１２の
出力を次段の比較回路に出力するものである。ここで波
形整形回路１４とアナログスイッチ１３とは、投光パル
スに同期させて差動増幅回路１２の差動出力を抽出する
ゲート手段を構成している。アナログスイッチ１３の出
力端には比較回路１５及び比較回路１６ａ，１６ｂが接
続される。比較回路１５には所定の閾値Ｖref1が閾値と
して設定されており、このレベルを越える出力があれば
物体検知信号として外部に出力するものである。又比較
回路１６ａ，１６ｂには０レベルに近く、夫々正及び負
の所定値Ｖref2，Ｖref3が閾値として設定されている。
比較回路１６ａ，１６ｂはアナログスイッチ１３の出力
が０レベルの近傍であることを検出するためのウインド
ウコンパレータを構成しており、その出力はいずれもア
ンド回路１７に与えられる。アンド回路１７はこれらの
論理積によってその一致を検出するものであり、その出
力は表示用の発光ダイオード１８に与えられる。このウ
インドウコンパレータとアンド回路１７，発光ダイオー
ド１８とは、アナログスイッチの出力が０レベルである
ことを表示する０レベル表示手段を構成している。
【００１０】次に本実施例の動作について説明する。ま
ず投光回路１は一定の周期でＡＰＣ回路２及び波形整形
回路１４に投光パルスを入力しており、ＡＰＣ回路２よ
り投光素子３が駆動される。照射光の一部が受光素子４
によって受光され、受光回路５を介してＡＰＣ回路２に
フィードバックされる。そしてそのレベルが常に一定と
なるように自動的に投光素子３の駆動レベルが制御され
る。一方投光素子３の光が光ファイバ７及び物体検知領
域８を介して受光用の光ファイバ９に伝えられる。物体
検知領域８に物体がなければほぼ全ての光が受光用の光
ファイバ９に伝えられ、受光素子１０によって電気信号
に変換され受光回路１１で増幅される。そして又受光回
路１１の出力、及び受光回路５の出力がレベル調整用の
可変抵抗器６を介して夫々差動増幅回路１２に伝えられ
る。差動増幅回路１２の差分出力はアナログスイッチ１
３より送信パルスに同期して出力される。ここで物体が
ない状態では、アナログスイッチ１３から出力される信
号がほぼ０レベルとなるように、即ち図２（ｂ），
（ｃ）に示すように比較回路１６ａ，１６ｂの出力がい
ずれもオン状態となるように、可変抵抗器６のレベルを
あらかじめ調整しておくものとする。このときアンド回
路１７の論理積条件が成立し発光ダイオード１８が点灯
すれば、０レベルとなっていると認識できる。
ず投光回路１は一定の周期でＡＰＣ回路２及び波形整形
回路１４に投光パルスを入力しており、ＡＰＣ回路２よ
り投光素子３が駆動される。照射光の一部が受光素子４
によって受光され、受光回路５を介してＡＰＣ回路２に
フィードバックされる。そしてそのレベルが常に一定と
なるように自動的に投光素子３の駆動レベルが制御され
る。一方投光素子３の光が光ファイバ７及び物体検知領
域８を介して受光用の光ファイバ９に伝えられる。物体
検知領域８に物体がなければほぼ全ての光が受光用の光
ファイバ９に伝えられ、受光素子１０によって電気信号
に変換され受光回路１１で増幅される。そして又受光回
路１１の出力、及び受光回路５の出力がレベル調整用の
可変抵抗器６を介して夫々差動増幅回路１２に伝えられ
る。差動増幅回路１２の差分出力はアナログスイッチ１
３より送信パルスに同期して出力される。ここで物体が
ない状態では、アナログスイッチ１３から出力される信
号がほぼ０レベルとなるように、即ち図２（ｂ），
（ｃ）に示すように比較回路１６ａ，１６ｂの出力がい
ずれもオン状態となるように、可変抵抗器６のレベルを
あらかじめ調整しておくものとする。このときアンド回
路１７の論理積条件が成立し発光ダイオード１８が点灯
すれば、０レベルとなっていると認識できる。
【００１１】さてこの状態で物体検知領域８に物体１９
が到来すると、光が遮光され受光素子１０には光が入射
されないため、差動増幅回路１２の出力レベルが上昇す
る。従って発光ダイオード１８は消灯することとなる。
そして差動増幅出力が比較回路１５の閾値Ｖref1を越え
れば、図２（ａ）に示すようにオンとなって外部に物体
検知信号が出力されることとなる。
が到来すると、光が遮光され受光素子１０には光が入射
されないため、差動増幅回路１２の出力レベルが上昇す
る。従って発光ダイオード１８は消灯することとなる。
そして差動増幅出力が比較回路１５の閾値Ｖref1を越え
れば、図２（ａ）に示すようにオンとなって外部に物体
検知信号が出力されることとなる。
【００１２】さて受光回路１１の物体がない状態での出
力をＶ１（例えば 100ｍＶ）とし、差動増幅回路１２の
ゲインをＡ（例えば50倍）、物体検知領域８に到来した
透明度の高い物体１９の光の透過率をα（例えば0.8)と
すると、差動増幅回路１２の出力の変化分ΔＶは次式で
示される。 ΔＶ＝Ｖ１×（１−α）×Ａ ここで前述したようにＶ１，Ａ，αの値を代入すると、
ΔＶは約１Ｖとなり、大幅な出力の変化分が得られる。
被検出物体がないときのレベルの誤差を例えば±50ｍＶ
とすると、このときのＳ／Ｎ比は約10となって安定した
検出が可能となる。
力をＶ１（例えば 100ｍＶ）とし、差動増幅回路１２の
ゲインをＡ（例えば50倍）、物体検知領域８に到来した
透明度の高い物体１９の光の透過率をα（例えば0.8)と
すると、差動増幅回路１２の出力の変化分ΔＶは次式で
示される。 ΔＶ＝Ｖ１×（１−α）×Ａ ここで前述したようにＶ１，Ａ，αの値を代入すると、
ΔＶは約１Ｖとなり、大幅な出力の変化分が得られる。
被検出物体がないときのレベルの誤差を例えば±50ｍＶ
とすると、このときのＳ／Ｎ比は約10となって安定した
検出が可能となる。
【００１３】尚本実施例は、光ファイバを用いた光電ス
イッチについて説明しているが、本発明は通常の透過型
光電スイッチ、及び回帰反射板を用いた回帰反射型光電
スイッチに適用することができることはいうまでもな
い。又本実施例では比較回路１６ａ，１６ｂとアンド回
路１７、発光ダイオードによって０レベル表示手段を構
成し、０レベルを表示できるようにしているが、他の種
々の方法で差動増幅回路の出力の０レベルを検出するこ
とができる。
イッチについて説明しているが、本発明は通常の透過型
光電スイッチ、及び回帰反射板を用いた回帰反射型光電
スイッチに適用することができることはいうまでもな
い。又本実施例では比較回路１６ａ，１６ｂとアンド回
路１７、発光ダイオードによって０レベル表示手段を構
成し、０レベルを表示できるようにしているが、他の種
々の方法で差動増幅回路の出力の０レベルを検出するこ
とができる。
【００１４】又本実施例では、レベル調整手段として可
変抵抗器６を用いて差動増幅回路１２の出力が０となる
ように調整しているが、受光回路５の出力を可変増幅率
増幅回路によって増幅して差動増幅回路１２への入力と
してもよい。そして差動増幅回路１２の出力が０レベル
となるように、その増幅率を自動的に設定する。こうす
れば可変抵抗器によるレベル調整が不要となり、無調整
化が可能となる。
変抵抗器６を用いて差動増幅回路１２の出力が０となる
ように調整しているが、受光回路５の出力を可変増幅率
増幅回路によって増幅して差動増幅回路１２への入力と
してもよい。そして差動増幅回路１２の出力が０レベル
となるように、その増幅率を自動的に設定する。こうす
れば可変抵抗器によるレベル調整が不要となり、無調整
化が可能となる。
【００１５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、出力レベルの変化分を増幅しているため、受光レベ
ルの変化が極めて大きくなる。従って光透過率の大きい
透明フィルムやガラス等の被検出物体の場合にも、高感
度で物体の有無を検出することができるという優れた効
果が得られる。
ば、出力レベルの変化分を増幅しているため、受光レベ
ルの変化が極めて大きくなる。従って光透過率の大きい
透明フィルムやガラス等の被検出物体の場合にも、高感
度で物体の有無を検出することができるという優れた効
果が得られる。
【図１】本発明の一実施例による光電スイッチの全体構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】本実施例による差動増幅回路の出力と比較回路
の出力変化を示す図である。
の出力変化を示す図である。
１ 投光回路 ２ ＡＰＣ回路 ３ 投光素子 ４，１０ 受光素子 ５，１１ 受光回路 ６ 感度設定用可変抵抗器 ７，９ 光ファイバ １２ 差動増幅回路 １３ アナログスイッチ １４ 波形整形回路 １５，１６ａ，１６ｂ 比較回路 １７ アンド回路 １８ 発光ダイオード １９ 被検出物体
Claims (2)
- 【請求項１】 一定レベルで投光素子を駆動する投光手
段と、 前記投光素子から直接照射された光を受光する第１の受
光素子と、 前記投光素子から物体検知領域に照射された光を受光す
る第２の受光素子と、 入力信号の差分を出力する差動増幅回路と、 前記第１の受光素子の出力を増幅する第１の受光回路
と、 前記第２の受光素子の出力を増幅し前記差動増幅回路に
与える第２の受光回路と、 前記投光回路の投光パルスに同期させて前記差動増幅回
路の差動出力を抽出するゲート手段と、 前記ゲート手段の出力が所定レベルを越えるときに出力
を出す比較回路と、 物体の非検知時に前記差動増幅回路の出力が０レベルと
なるように前記第１の受光回路の出力レベルを調整し、
前記差動増幅回路に与えるレベル調整手段と、を具備す
ることを特徴とする光電スイッチ。 - 【請求項２】 前記ゲート手段の出力が物体の非検知時
に０レベルであることを表示する０レベル表示手段を有
することを特徴とする請求項１記載の光電スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35085992A JP3265663B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 光電スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35085992A JP3265663B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 光電スイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06177737A JPH06177737A (ja) | 1994-06-24 |
| JP3265663B2 true JP3265663B2 (ja) | 2002-03-11 |
Family
ID=18413376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35085992A Expired - Fee Related JP3265663B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 光電スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3265663B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8648320B2 (en) | 2009-02-10 | 2014-02-11 | Anywire Corporation | Photoelectric sensor and photoelectric sensor system for comparing received light levels to detect objects |
| JP5132619B2 (ja) * | 2009-03-24 | 2013-01-30 | 株式会社 エニイワイヤ | 光電センサおよび光電センサシステ |
| TWI400471B (zh) * | 2010-03-18 | 2013-07-01 | Anywire Corp | 光電感測器及光電感測系統 |
| JPWO2013018342A1 (ja) * | 2011-08-04 | 2015-03-05 | パナソニック株式会社 | 情報端末機器及び物体判別装置 |
-
1992
- 1992-12-03 JP JP35085992A patent/JP3265663B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06177737A (ja) | 1994-06-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |