KR100622959B1

KR100622959B1 - 분리형 광전 스위치

Info

Publication number: KR100622959B1
Application number: KR1020000044784A
Authority: KR
Inventors: 오카모토야스히로
Original assignee: 가부시키가이샤 키엔스
Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2000-08-02
Publication date: 2006-09-12
Anticipated expiration: 2020-08-02
Also published as: US6646251B1; JP4268308B2; EP1136846A3; JP2001264454A; KR20010092635A; EP1136846A2

Abstract

표시부(12)의 허용 한계는 광전 스위치의 헤드(1)의 케이스(11) 안에 제공된다. 헤드(1)로부터 출력되는 광 수신 신호는 본체(2)의 케이블(31b)을 통해 전송된다. 본체(2)의 케이스(21)는 수신 광량 표시부(22), 허용 한계 표시부(24), 조정 스위치(28) 및 설정 스위치(29)를 포함한다. 본체(2)에서 CPU는 허용 한계를 얻기 위하여 광 수신 신호와 경계치의 비를 계산하고, 가변 전원 회로에 허용 한계를 얻게하기 위해 대응되는 제어 신호를 인가한다. 가변 전원 회로는 헤드(1)로 케이블 (31a)를 통해 제어 신호에 의존되는 가변 전압을 인가한다. 헤드(1)의 허용 한계 표시부(12)는 허용 한계 표시 LEDs(12a, 12b 및 12c)를 턴온함으로써 가변 전압에 기초하여 허용 한계를 표시한다.

Description

분리형 광전 스위치{A SEPARATE TYPE PHOTOELECTRIC SWITCH}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분리형 광전 스위치의 외형을 나타내는 사시도.

도 2는 도 1에 도시한 분리형 광전 스위치의 전기적인 배치를 나타내는 블록도.

도 3a 내지 3b는 광 수신 신호 및 경계치의 사용에 의한 각각의 판정 처리에 따른 도면.

도 4는 도 2의 헤드에서 LED 구동 회로의 전기적인 배치를 나타내는 회로도.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 삼각 거리 측정형의 광전 스위치의 헤드 주요부를 나타내는 도면.

도 6a 내지 6b는 각각의 광 수신 신호 및 경계치의 사용에 의한 판정 처리에 따른 도면.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 분리형 광전 스위치의 헤드 외형을 나타내는 사시도.

도 8은 도 7에 도시한 분리형 광전 스위치의 전기적인 배치를 나타내는 블록도.

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 분리형 광전 스위치의 전기적인 배치를 나타내는 블록도.

도 10은 도 9에 도시한 광 수신 회로 및 게인 선택 회로를 포함하는 전기적인 배치를 나타내는 회로도.

도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 분리형 광전 스위치의 전기적인 배치를 나타내는 블록도.

도 12는 도 11에 도시한 레이저 구동 회로 및 발광량 선택 회로를 포함하는 전기적인 배치를 나타내는 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 헤드

2 : 본체

12a, 12b, 12c : 허용 한계 표시 LEDs

13 : 레이저 표시 램프

22 : 수신 광량 표시부

23 : 경계치 표시부

24 : 허용 한계 표시부

25 : 레이저 표시 램프

26a, 26b : 조작 표시 램프

27a, 27b : 채널 표시 램프

28 : 조정 스위치

29 : 설정 스위치

101 : 레이저 구동 회로

102 : 레이저 다이오드

103 : 모니터용 광 다이오드

104 : 광 다이오드

105 : 광 수신 회로

106 : 고정 전원 회로

107 : LED 구동 회로

201 : CPU

202 : 표시부

203 : 조작부

204 : 가변 전원 회로

207 : A/D 변환기

208 : 출력 회로

본 발명은 분리형 광전 스위치에 관한 것으로, 소정의 탐지 영역 내에 있는 물체를 탐지하기 위한 헤드 및 본체로 구성되는 분리형 광전 스위치에 관한 것이다.

광전 스위치는 공장의 생산 라인에서 물체를 탐지하기 위해 사용되고 있다. 광전 스위치는 소정의 탐지 영역 내로 광을 투사하고, 물체로부터 반사된 광을 수신하고, 물체로부터 반사된 광을 수신함으로써 탐지 물체가 탐지 영역 내에 존재하는지 여부를 결정한다.

투과형 광전 스위치에서, 탐지 물체가 탐지 영역 내에 존재하지 않는 경우에는 광 투사부로부터 투사된 광이 광 수신부로 들어온다. 이러한 경우에, 광 수신부에 수신된 광량의 레벨이 경계치 이하인 경우에는 탐지 물체가 존재하는 것으로 결정된다. 반사형 광전 스위치에서, 탐지 물체가 존재하는 경우에는, 광 투사부로부터 투사된 광은 물체에 의해 반사되어 광 수신부로 들어온다. 이러한 경우에, 광 수신부에 수신된 광량의 정도가 소정의 경계치를 초과하는 경우에는 탐지 물체가 존재하는 것으로 결정된다. 광전 스위치의 감도는 경계치를 변화함으로써 조정된다.

광전 스위치 중의 하나는 광전 스위치가 헤드 또는 본체로 분리되는 분리형이다. 헤드는 주로 광 투사를 위한 광 투사부 및 탐지 물체로부터 반사된 광을 수신하기 위한 광 수신부를 포함한다. 본체는 주로 광 투사부, 광 수신부 및 전원 회로를 제어하기 위한 제어부를 포함한다. 또한, 헤드에서 수신된 광량, 경계치 및 경계치를 조정하기 위한 스위치를 나타내기 위한 표시부을 포함한다. 본체의 표시부은 경계치에 대한 광 수신량의 허용 한계를 나타낸다.

분리형 광전 스위치는 탐지 물체 근처에 넓은 공간이 없는 경우, 헤드부만 물체 근처에 위치하고 본체는 물체로부터 먼 거리에 위치하는 경우에 사용될 수 있다.

분리형, 반사형의 광전 스위치를 설치하는 경우에 에러 발생으로 인한 노이즈를 방지하기 위하여 헤드의 위치를 조정해야 하고, 예를 들어, 탐지 물체가 탐지 영역 내에 존재하는 경우에는 광 수신량이 경계치에 대해 충분히 크고, 탐지 물체가 탐지 영역 내에 존재하지 않는 경우에는 광 수신량이 경계치에 대해 충분히 작다.

그러나, 이러한 형의 광전 스위치는 본체가 헤드로부터 멀리 위치한 경우에 본체에서 표시부에 의한 표시를 점검하는 동안에 사용자가 헤드 위치를 조정하는 것은 불가능하다. 이것은 헤드 위치를 정확히 조정하는 것을 어렵게 만들어 헤드 위치를 조정하는 데 있어 작업성을 떨어뜨린다.

따라서, 본 발명의 목적은 본체가 헤드로부터 멀리 위치한 경우에도 본체에서 실행되는 처리로 정보를 정확하고 용이하게 확인할 수 있는 분리형 광전 스위치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 본체가 헤드로부터 멀리 위치한 경우에도 헤드의 위치를 정확하고 용이하게 조정할 수 있는 분리형 광전 스위치를 제공하는데 있다.

이러한 발명의 목적은 본 발명의 제1 특징에 따른 분리형 광전 스위치에 의해 달성할 수 있고, 이 분리형 광전 스위치는 탐지 영역에 광을 투사하고 탐지 영역으로 부터 반사된 광을 수신함으로써 탐지 영역 내에 탐지 물체의 존재 여부를 탐지한다. 광전 스위치는 탐지 영역으로부터 반사된 광의 광 수신 상태에 기초하여 광 수신 신호를 출력하기 위한 적어도 하나의 광 수신기를 포함하는 헤드와, 신호선을 통해 광 수신기로부터 광 수신 신호 출력을 수신하기 위한 신호선에 의해 헤드까지 접속되는 본체를 포함한다. 광전 스위치에서 본체는 헤드로부터의 신호선을 통해 수신된 광 수신 신호의 사용에 의해 탐지 영역 내에 탐지 물체의 존재 여부를 탐지하기 위한 처리기를 포함하고, 헤드는 본체의 처리기에 의해 실행되는 처리로 정보를 표시하기 위한 표시자를 포함한다. 처리기에 의해 실행되는 처리에 대한 정보는 처리기에 실행된 물체의 존재 여부 탐지에 대한 정보이다.

본 발명의 광전 스위치에서, 헤드의 광 수신부는 탐지 영역으로부터 반사된 광 수신 상태에 기초하여 광 수신 신호를 출력하고 광 수신 신호는 신호선을 통해 본체에 인가된다. 본체에서, 처리기는 헤드로부터의 신호선을 통해 수신된 광 수신 신호의 사용에 의해 탐지 영역내에 탐지 물체의 존재 여부를 탐지한다. 헤드에서, 표시자는 본체에서 처리기에 의해 실행된 처리로 정보를 표시한다.

따라서, 헤드의 표시자는 본체에서의 처리에 관한 정보를 표시한다. 그러므로, 본체가 헤드로부터 먼 경우에도, 조작자/사용자는 헤드의 표시자에 의해 표시를 감시하는 동안에 처리기에 의한 처리 정보를 확인한다.

본 발명의 광전 스위치에서, 처리기는 탐지 영역 내에 탐지 물체의 존부를 탐지하기 위하여 신호선을 통해 헤드로부터 수신되는 광 수신 신호에 기초하여 처리 신호를 발생하기 위한 발생기와, 탐지 물체가 탐지 영역 내에 존재하는 경우를 결정하기 위해 사용된 기준값을 설정하기 위한 설정부과, 설정부에 의한 기준값 설정으로 발생기에 의해 발생된 처리 신호를 비교함으로써 탐지 물체가 탐지 영역 내에 존재하는 경우를 결정하기 위한 탐지부과, 허용 한계의 형태로 설정부에 의한 기준값 설정과 발생기에 의해 발생된 처리 신호의 상대값을 계산하기 위한 계산기를 포함하며, 표시자는 처리기에 의한 처리로 정보로서 계산기에 의해 계산된 허용 한계를 표시한다.

이러한 경우에, 본체에서, 발생기는 광 수신 신호에 기초하여 처리 신호를 발생하고, 이 광 수신 신호는 탐지 영역 내에 탐지 물체의 존재 여부를 탐지하기 위하여 신호선을 통해 헤드로부터 수신된다. 설정부은 탐지 물체가 탐지 영역 내에 존재 여부를 결정하기 위해 사용되는 기준값을 설정한다. 탐지부는 발생기에 의해 발생된 처리 신호와 탐지 물체가 설정부에 의한 기준값 설정을 비교함으로써 탐지 물체가 탐지 영역 내에 존재하는지를 결정한다. 계산기는 발생기에 의해 발생한 처리 신호의 상대값을 허용 한계 형태로 설정부에 의한 기준값 설정으로 계산한다. 헤드에서, 표시자는 이에 따라 처리기에 의한 처리에 관한 정보로서 계산기에 의해 계산된 허용 한계를 표시한다.

따라서, 허용 한계는 헤드의 표시자에 의해 표시된다. 그러므로, 본체가 헤드로부터 먼 위치에 설치되는 경우에도, 조작자/사용자는 헤드의 표시자에 의한 표시를 감시하는 동안에 헤드의 위치를 조정할 수 있다. 따라서, 조작자/사용자는 허용 한계가 충분히 커지도록 정확하고 용이하게 헤드의 위치를 조정할 수 있다. 또한, 헤드 위치를 조정하기 위한 작업성이 개선된다. 조작자/사용자는 광전 스위치가 헤드상 표시를 감시함으로써 물체 탐지 조작을 안정하게 실행하는지를 점검한다.

또한, 본 발명의 광전스위치에서 본체는 발생기에 의해 발생된 처리 신호, 설정부에 의한 기준값 설정 및 계산기에 의해 계산된 허용 한계 중 적어도 하나를 표시하기 위한 표시부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이러한 경우에, 본체에서 처리 신호, 기준값 및 허용 한계 중 적어도 하나는 표시부에 의해 표시된다. 그러므로, 조작자/사용자는 본체의 표시부에 의해 용이한 방법으로 처리 신호, 기준값 또는 허용 한계를 인식할 수 있다.

또한, 본 발명의 광전 스위치에서, 본체는 전력선에 의해 헤드에 접속되는 전원 스위치를 더 포함하는 것이 바람직하고, 헤드 구동용 전원 전압으로서 계산기에 의해 계산된 허용 한계를 기초로 하여 전력선을 경유하여 헤드로 전압을 공급하고, 표시자는 본체로부터 전력선을 통해 공급된 전압을 기초로 본체의 계산기에 의해 계산된 허용 한계를 표시한다.

이러한 경우에, 본체의 계산기에 의해 계산된 허용 한계를 기초로 한 전압은 전력선을 경유하여 헤드에 헤드 구동용 전압으로서 인가된다. 허용 한계는 표시자에 의해 공급 전압을 기초로 표시된다. 그러므로, 단일선은 헤드 구동용 전력 단자를 공급하기 위한 전력선 및 허용 한계를 전송하기 위한 신호선에 공통적이다. 그 결과, 헤드에서 허용 한계의 표시에 의해 발생되는 신호선의 수 증가는 제한된다.

또한, 본 발명의 광전 스위치에서, 헤드는 탐지 영역에 광을 투사하기 위한 광 투사기를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이러한 경우에, 헤드의 광 투사기는 탐지 영역에 광을 투사하고 헤드의 광 수신부에 상기 탐지 영역으로부터 반사된 광을 수신한다.

전술한 물체는 광전 스위치가 탐지 영역에 광을 투사하고 탐지 영역으로부터 반사된 광을 수신하는 방법으로 탐지 영역 내에서 탐지 물체를 탐지 하기 위하여, 본 발명의 제2 특징에 따른 분리형 광전 스위치에 의해 달성할 수 있다. 광전 스위치는 탐지 영역 내로 광을 투사하기 위한 광 투사기 및 탐지 영역으로 부터 반사된 광의 광 수신 상태에 기초하여 광 수신 신호를 출력하기 위한 광 수신기를 포함하는 헤드와, 신호선을 통해 광 수신기로부터 광 수신 신호 출력을 수신하기 위한 신호선에 의해 헤드까지 접속되는 본체를 포함한다. 광전 스위치에서 본체는 헤드로부터의 신호선을 통해 수신된 광 수신 신호의 사용에 의해 탐지 영역 내에 탐지 물체의 존재 여부를 탐지하기 위한 처리기와, 전력선을 경유하여 헤드에 헤드를 구동하기 위한 전원 전압으로서 헤드의 조작으로 정보를 표시하는 전압을 공급하기 위한 전력 공급 회로를 포함하며, 헤드는 전력선을 통하여 본체로부터 공급된 전압에 의해 나타나는 정보에 따라 소정의 조작을 실행하기 위한 조작부를 포함한다.

본 발명의 광전 스위치에서, 헤드의 광 수신기는 탐지 영역으로부터 반사된 광 수신 상태에 기초하여 광 수신 신호를 출력한다. 본체에서, 처리기는 헤드로부터의 신호선을 통해 수신된 광 수신 신호의 사용에 의해 탐지 영역 내에 탐지 물체의 존재 여부를 탐지한다. 또한, 헤드의 조작으로 정보를 표시하는 전압이 전력선을 경유하여 헤드에 헤드 구동용 전원 전압으로서 공급된다. 헤드에서, 소정의 조작은 조작부에 의해 전력선을 통해 본체로부터 공급된 전압에 의해 표시된 정보를 따라 실행된다.

따라서, 단일선은 헤드 구동용 전력 단자를 공급하기 위한 전력선 및 허용 한계를 전송하기 위한 신호선에 공통적이다. 그 결과, 헤드에서 허용 한계의 표시 에 의해 발생되는 신호선의 수 증가는 제한된다.

본 발명의 광전 스위치에서 헤드의 조작상의 정보는 처리기에 의한 처리로 정보를 포함하는 것이 바람직하고, 조작부는 전력선을 통하여 본체로부터 공급된 전압을 기초로 본체의 처리기에 의한 처리로 정보를 표시하기 위한 표시자를 포함한다. 처리기에 의한 처리로 정보는 처리기에 의해 실행된 물체의 존재의 탐지에 관한 정보이다.

이러한 경우에, 처리기에 의한 처리로 정보를 표시하는 전압은 헤드 구동용 전원 전압으로서 인가되고 헤드에 전력선을 통해 공급된다. 헤드에서, 본체의 상기 처리기에 의한 처리로 정보는 전력선을 통해 본체로부터 공급된 전압을 기초로 표시자에 의해 표시된다.

따라서, 단일선은 헤드 구동용 전력 단자를 공급하기 위한 전력선 및 허용 한계를 전송하기 위한 신호선에 공통적이다. 그 결과, 헤드에서 허용 한계의 표시에 의해 발생되는 신호선의 수 증가는 제한된다.

전술한 본 발명의 광전 스위치에서, 표시자는 수치로 처리기에 의한 처리로 정보를 표시 하는 장점이 있다.

이러한 경우에, 본체의 처리기에 의한 처리로 정보는 헤드의 표시자에 의해 수치로 표시된다. 그러므로, 본체의 처리기에 의한 처리로 정보는 헤드에서 표시를 용이하게 확인할 수 있다.

이하, 본 발명에 첨부된 도면과 실시예를 참고로 하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분리형 광전 스위치의 외형을 나타내는 사시도이다. 도 1에 도시한 광전 스위치는 반사형이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 분리형 광전 스위치는 헤드(1) 및 본체(2)로 구성된다. 헤드(1) 및 본체(2)는 케이블(31a 및 31b)에 의해 상호 접속된다.

헤드(1)의 케이스(11)는 탐지 물체로 레이저 광을 투사하기 위한 광 투사부 및 물체로부터 반사된 광을 수신하기 위한 광 수신부를 포함한다. 허용 한계 표시부(12) 및 레이저 표시 램프(13)는 케이스(11)의 상부에 제공된다. 허용 한계 표시부(12)는 3 개의 허용 한계 표시 LEDs(photo diodes, 12a, 12b, 12c)를 포함하고, 후술되는 허용 한계를 표시한다. 레이저 표시 램프(13)는 광 투사부 광의 레이저 다이오드가 온 또는 오프인지에 따라 표시한다.

수신 광량 표시부(22), 경계치 표시부(23), 허용 한계 표시부(24), 레이저 표시 램프(25) 조작 표시 램프(26a,26b), 채널 표시 램프(27a,27b), 조정 스위치(28) 및 설정 스위치(29)는 본체(2)의 케이스(21) 상부에 제공된다.

이러한 실시예의 광전 스위치는 2 개의 경계치를 설정할 수 있다. 2 개의 채널 "A" 및 "B"는 각각 경계치에 해당하는 것으로 제공된다. 표시 램프(27a 및 27b)는 각각 채널 "A" 및 "B"에 해당하는 것으로 제공된다. 채널 "A"가 선택될 때에 채널 표시 램프(27a) 광이 온 되고, 채널 "B"가 선택될 때에 채널 표시 램프(27b) 광이 온 된다.

표시 램프(26a 및 26b)는 각각 채널 "A" 및 "B"에 해당하는 것으로 제공된다. 채널 "A"가 선택될 때에 채널 표시 램프(26a) 광은 탐지 물체의 탐지 영역 내 존재여부를 나타내기 위해 온 또는 오프된다. 채널 "B"가 선택될 때에 채널 표시 램프(27b) 광은 탐지 물체의 탐지 영역 내 존재여부를 나타내기 위해 온 또는 오프된다. 레이저 표시 램프(25)는 헤드(1)의 레이저 다이오드가 온 또는 오프인지를 표시한다.

수신 광량 표시부(22)는 4 개의 7-세그먼트 LEDs로 형성되고, 수치로 헤드(1)에 의해 수신된 광량을 표시한다. 경계치 표시부(23)는 7-세그먼트 LEDs로 형성되고, 수치로 경계치를 표시한다. 허용 한계 표시부(23)는 복수 LEDs의 선형 어레이를 포함하고, 바-그래프 형으로 허용 한계를 표시한다. 이 실시예에서, 허용 한계는 수신 광량과 경계치 비로 표현된다.

조정 스위치(28)는 경계치 표시부(23)에 표시된 경계치를 조정하기 위해 제공된다. 설정 스위치(29)는 경계치를 설정하기 위해 제공된다. 설정 스위치(29)는 탐지 물체가 탐지 영역 내에 존재하는 상태에서 눌러지고, 이후 탐지 물체가 탐지 영역 내에 없는 상태에서 다시 눌러질 때에, 경계치는 자동적으로 물체가 탐지 영역 내에 존재 및 부존재할 때 수신된 광량 사이의 중간 경계로 조정된다.

따라서 설정 경계치는 경계치 표시부(23)에 의해 표시된다. 경계치 표시부(23)에 의해 표시된 경계치가 조정 스위치(28)의 사용에 의해 조정된 후에 조정된 경계치는 새로운 경계치로서 설정된다.

출력 케이블(30)은 본체(2)의 케이스(21)의 말단 면에 접속된다. 출력 케이블(30)은 탐지 물체가 탐지 영역 내에 존재여부를 표시하도록 탐지 결과를 표시하는 신호를 발생한다.

도 2는 도 1에 도시한 분리형 광전 스위치의 전기적인 배치를 나타내는 블록도이다. 도 3은 광 수신 신호 및 경계치의 사용에 의해 판정 처리를 설명하는 데 유용한 블록도이다.

헤드(1)는 레이저 구동 회로(101), 레이저 다이오드(102), 모니터용 광 다이오드(103), 광 다이오드(104), 광 수신 회로(105), 고정 전원 회로(106) 및 LED 구동 회로(107)를 포함한다. 광 투사부는 레이저 구동 회로(101), 레이저 다이오드(102) 및 광 다이오드(103)로 구성된다. 광 수신부는 광 다이오드(104) 및 광 수신 회로(105)로 구성된다. LED 구동 회로(107)는 허용 한계 표시부(12)를 포함한다.

본체(2)는 CPU(중앙 처리부, 201), 표시부(202), 조작부(203), 가변 전원 회로(204), 트랜지스터(205), 증폭기(206), A/D(아날로그-디지탈) 변환기(207) 및 출력 회로(208)로 구성된다.

표시부(202)는 도 1에 도시한 수신 광량 표시부(22), 경계치 표시부(23), 허용 한계 표시부(24), 레이저 표시 램프(25) 조작 표시 램프(24), 레이저 표시 램프(25), 조작 표시 램프(26a 및 26b) 및 채널 표시 램프(27a 및 27b)를 포함한다. 조작부(203)는 도 1에 도시한 조정 스위치(28) 및 설정 스위치(29)를 포함한다.

본체(2)의 CPU(201)는 헤드(1)에서 레이저 다이오드(102)의 턴 온/오프를 조절하기 위한 펄스 신호(PLS)를 트랜지스터(205)의 베이스에 인가한다. 트랜지스터(205)는 펄스 신호(PLS)에 응답하여 턴 온 및 턴 오프된다. 트랜지스터(205)의 콜렉터는 케이블(31a)를 경유하여 헤드의 레이저 다이오드 회로(101)에 접속된다. 이러한 접속으로, 레이저 구동 회로(101)는 CPU로부터의 출력되는 펄스 신호(PLS)에 응답하여 레이저 다이오드(102)를 구동한다.

레이저 다이오드(102)가 턴 온되는 경우에, 탐지 영역으로 레이저 빔을 방출한다. 모니터 광 다이오드(103)는 레이저 다이오드(102)로부터 방출된 레이저 빔의 광량을 모니터하기 위해 제공된다.

탐지 물체(500)가 탐지 영역 내에 존재하는 경우에, 물체(500)에 반사된 광은 광 다이오드(104)에 의해 수신된다. 광 수신 회로(105)는 광 다이오드(104)에 의해 수신된 광량에 대응하는 아날로그 광 수신 신호(RS)를 출력한다. 광 수신 회로(105)로부터 출력되는 아날로그 광 수신 신호(RS)는 케이블(31b)을 경유하여 본체(2)에 인가된다.

본체(2)에서 증폭기(206)는 광 수신 회로(105)로부터 출력되는 광 수신 신호(RS)를 증폭한다. A/D 변환기(207)는 증폭기(206)에 의해 증폭된 광 수신 신호(RS)로 변환하고, 그것을 디지탈 광 수신 신호(LS)로서 CPU(201)에 인가한다.

경계치(TH)는 조작부(203)에서 미리 설정 스위치(29) 및 조정 스위치(28)를 조작함으로써 CPU(201)에 설정된다. CPU(201)는 A/D 변환기로부터 수신된 광 수신 신호(LS)의 신호 레벨을 경계치(TH)와 비교한다. CPU는 탐지 영역 내 물체(500)의 존부를 탐지하고, 도 1에 도시한 바와 같이, 출력 케이블(30)로부터 출력 회로(208)을 통해 탐지 결과를 표시하는 탐지 신호(DT)를 출력한다.

광 수신 신호(LS)의 신호 레벨(LV)가 도 3a에 도시한 바와 같이 경계치(TH) 이상인 경우에, CPU는 물체(500)가 탐지 영역 내에 존재한다고 결정한다. 광 수신 신호(LS)의 신호 레벨(LV)가 도 3b에 도시한 바와 같이 경계치(TH) 이하인 경우에, CPU는 물체(500)가 탐지 영역 내에 없다고 결정한다.

CPU(201)는 광 수신 신호(LS)의 신호 레벨(LV)와 경계치(TH) 비를 계산하고, 이에 따라, 허용 한계를 획득한다. 도 3a의 경우에, 허용 한계는 이상이다. 도 3b의 경우에, 허용 한계는 1 이하이다.

CPU(201)은 계산된 허용 한계에 대응하는 제어 신호(DP)를 가변 전원 회로(204)에 인가한다. 가변 전원 회로(204)는 제어 신호(DP)에 대응하는 가변 전압(VA)을 케이블(31a)를 경유하여 헤드(1)에 공급한다. 허용 한계가 1 이상인 경우에는 가변 전압(VA)의 레벨은 감소하고, 허용 한계가 1 이하인 경우에는 가변 전압(VA)의 레벨은 증가한다. 따라서, 가변 전압(VA) 레벨은 허용 한계를 나타낸다.

가변 전압(VA)은 헤드(1)에서 레이저 구동 회로(101), 고정 전원 회로(106) 및 LED 구동 회로(107)에 인가된다. 고정 전원 회로(106)는 가변 전압(VA)을 수신하고, 기준 전압(Vref)을 레이저 구동 회로(101), 광 수신 회로(105) 및 LED 구동 회로(107)에 인가한다. 레이저 구동 회로(101)는 광 다이오드(103)를 통해 흐르는 전류에 따라 레이저 다이오드(102)에 의해 방출되는 광량을 조절한다. 레이저 다이오드(102)에 의해 방출되는 광량은 가변 전압(VA)의 레벨에 관계없이 불변이다.

후술되는 바와 같이, LED 구동 회로(107)는 가변 전압(VA)의 레벨에 따라 도 1의 허용 한계 표시 LEDs(12a, 12b, 12c)를 턴 온 또는 턴 오프한다.

이 실시예에서, 광 다이오드(104) 및 광 수신 회로(105)는 광 수신기에 대응하고, CPU(201), 조작부(203) 및 A/D 변환기(207)는 처리기에 대응한다. A/D 변환기(207)는 발생기에 대응하고 CPU(201) 및 조작부(203)는 설정부에 대응하며 CPU(201)는 탐지부 및 계산기에 대응한다. 허용 한계 표시부(12)는 표시자에 대응하고, 표시부(202)는 표시부에 대응한다. 레이저 구동 회로(101) 및 레이저 다이오드(102)는 광 투사기에 대응하고 케이블(31a)은 전력선에 대응하며 케이블(31b)은 신호선에 대응한다. LED 구동 회로(107) 및 허용 한계 표시부(12)는 조작부에 대응한다. 허용 한계는 처리기에 셀행된 물체의 탐지에 대한 정보에 대응하고, 광 수신 신호(LS)는 처리 신호에 대응하며, 경계치(TH)는 기준값에 대응한다.

도 4는 도 2에 도시한 LED 구동 회로(107)의 전기적인 배열을 도시하는 회로도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, LED 구동 회로(107)는 저항(R1, R2, R3, R4, R11, R12, R13), 비교기(111, 112, 113) 및 허용 한계 표시 LEDs(12a, 12b, 12c)를 포함한다.

저항(R1, R2, R3, R4, R11, R12, R13)은 가변 전압(VA)을 수신하기 위한 전원 단자 및 그라운드 단자사이에 직렬로 연결된다. 비교기(111)의 입력 단자 중 하나는 저항(R1) 및 저항(R2) 사이의 노드(N2)에 접속되고, 비교기(112)의 입력 단자 중 하나는 저항(R2) 및 저항(R3) 사이의 노드(N2)에 접속되며, 비교기(113)의 입력 단자 중 하나는 저항(R3) 및 저항(R4) 사이의 노드(N3)에 접속된다.

비교기(111) 내지 비교기(113)의 다른 입력 단자는 기준 전압(Vref)를 수신하기 위한 전원 단자(NR)에 접속된다. 비교기(111)의 출력 단자는 허용 한계 표시 부 LEDs(12c) 및 저항(R11)을 경유하여 전원 단자(NR)에 접속된다. 비교기(112)의 출력 단자는 허용 한계 표시부 LEDs(12b) 및 저항(R12)을 경유하여 전원 단자(NR)에 접속된다. 비교기(113)의 출력 단자는 허용 한계 표시부 LEDs(12a) 및 저항(R13)을 경유하여 전원 단자(NR)에 접속된다.

비교기(111) 내지 비교기(113)는 각각 노드(N1) 내지 노드(N3)에서 전위와 기준 전압(Vref)를 비교한다.

가변 전압(VA)이 제1 레벨에서 가장 낮은 레벨 또는 제1 레벨보다 낮은 레벨로 하강하는 경우에, 노드(N1) 내지 노드(N3)에서 전위는 기준 전압(Vref)아래로 하강하고, 비교기(111) 내지 비교기(113)의 출력 신호는 로직 레벨에서 저로 설정된다. 따라서, 전류는 허용 한계 표시 LEDs(12a 내지 12c)를 통해 흐르고, 그 결과 상기 LEDs는 턴 온된다.

가변 전압(VA)은 상승 순서에 따라 제1 레벨 및 제2 저 레벨보다 큰 제2 레벨로 하강하는 경우와 노드(N2 및 N3)에서 전위가 기준 전압(Vref)이하인 경우에, 비교기(112 및 113)의 출력 신호는 로직 레벨에서 저 레벨로 설정된다. 따라서, 전류는 허용 한계 표시 LEDs(12a 및 12b)를 통해 흐르고, 그 결과 상기 LEDs는 턴 온 된다.

가변 전압(VA)은 상승 순서에 따라 제2 레벨 및 제3 저 레벨보다 큰 제3 레벨로 하강하는 경우와 노드(N3)에서 전위가 기준 전압(Vref)이하인 경우에, 비교기(113)의 출력 신호는 로직 레벨에서 저 레벨로 설정된다. 따라서, 전류는 허용 한계 표시 LED(12a)를 통해 흐르고, 그 결과 상기 LED는 턴 온 된다.

가변 전압(VA)은 상승 순서에 따라 제3 레벨을 초과하는 경우와 노드(N3)에서 전위가 기준 전압(Vref) 이상으로 증가하는 경우에, 비교기(112 내지 113)의 출력 신호는 로직 레벨에서 모두 고 레벨로 설정된다. 그 결과로, 허용 한계 표시 LEDs(12a 내지 12c)는 턴 온 되지 않는다.

따라서, 예를 들어, 허용 한계가 1.1(110%) 또는 이상인 경우에, 3 개의 허용 한계 표시 LEDs(12a 내지 12c)는 턴 온 된다. 허용 한계가 1(100%)에서 1.1(110%)이하 값까지 범위인 경우에, 2 개의 허용 한계 표시 LEDs(12a 및 12b)가 턴 온 된다. 허용 한계가 0.9(90%)에서 1(100%) 이하 값까지 범위인 경우에, 1 개의 허용 한계 표시 LEDs(12a)가 턴 온 된다. 허용 한계가 0.9(90%) 이하인 경우에, 허용 한계 표시 LEDs(12a 내지 12c)는 모두 턴 오프 된다.

특히, 허용 한계가 고 레벨이고 상기 3 개의 허용 한계 표시 LEDs(12a 내지 12c)는 턴 온 되고, 가변 전압의 전압 레벨은 가장 낮다. 그러므로, 헤드(1)에서 발생한 열량은 그것을 안정적으로 탐지하는 경우에 탐지 물체가 작다. 이것은 가열에 의한 레이저 다이오드(102)의 성능 저하를 방지한다.

도 1 실시예의 광전 스위치에서, 허용 한계는 헤드(1)의 허용 한계 표시부(12)에 의해 표시된다. 따라서, 사용자는 헤드(1)의 위치를 조정함과 동시에 헤드(1)의 허용 한계 표시부(12)에 의한 표시를 감시한다. 그러므로, 사용자는 헤드(1)의 위치 조정을 탐지 물체(500)가 탐지 영역 내에 존재하는 경우에 허용 한계는 주로 "1" 이상이고, 탐지 물체(500)가 탐지 영역 내에 존재하는 경우에 허용 한계는 주로 "1" 이하가 되도록 정확하고 용이하게 만들 수 있다. 또한, 작업은 헤드(1)의 위치 조정으로 개선된다.

허용 한계는 헤드(1)의 본체(2)에 표시되기 때문에, 사용자는 광전 스위치가 본체(2)에 의한 표시를 감시함이 없이 안정한 물체 탐지 조작을 실행하는 지를 용이하게 점검할 수 있다.

본체(2)의 CPU에 의해 계산된 허용 한계는 헤드(1)에 전원 전압으로 사용된 가변 전압(VA)에 의해 헤드(1)로 전송된다. 그러므로, 허용 한계 전송을 위한 신호선을 사용할 필요는 없다. 헤드(1)에 의한 허용 한계의 표시에 기한 케이블 수의 증가는 제한된다.

이 실시예로, 허용 한계는 수신 광량과 경계치(TH)의 비로 표현된다. 또, 허용 한계는 수신 광량의 신호 레벨(LV) 및 경계치(TH) 사이의 차이로 표현된다.

도 1 실시예의 광전 스위치에서, 레이저 다이오드(102)는 광 투사부의 발광 소자용으로 사용된다. 필요한 경우에, LED가 발광 소자용으로 사용될 수 있다.

이 실시예의 광전 스위치에서, 본체(2)는 수신된 광량 표시부(22), 경계치 표시부(23) 및 허용 한계 표시부(24)를 포함한다. 한편, 본체(2)는 수신된 광량 표시부(22) 및 경계치 표시부(23)를 포함할 수 있고 또는 경계치 표시부(23) 및 허용 한계 표시부(24)를 포함할 수 있다.

또, 이 실시예의 광전 스위치로, 허용 한계 표시부(12)는 복수의 허용 한계 표시부 LEDs(12a, 12b, 12c) 사용에 의해 바 그래프 형으로 허용 한계를 표시한다. 한편, 그것은 허용 한계 표시부에 의해 수치로 표시될 수 있다.

또한, 전술한 실시예에 설명된 광전 스위치는 반사형이지만 투과형일 수 도 있다. 이러한 경우에, 도 2의 헤드는 광 투사 헤드 및 광 수신 헤드로 나누어진다. 광 투사 헤드는 레이저 구동 회로(101)과 레이저 다이오드(102)를 포함하고, 광 수신 헤드는 광 다이오드(104), 광 수신 회로(105), 고정 전원 회로(106) 및 LED 구동 회로(107)을 포함하고, 도 1의 허용 한계 표시부(12)를 더 포함한다. 광 투사 헤드는 또한 허용 한계 표시부(12)가 포함될 수 있다.

본 발명은 삼각 측량 원리를 기초로 삼각 거리 측정용 광전 스위치에 적용될 수 있다. 이하, 삼각 거리 측정용 광전 스위치를 설명한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 삼각 거리 측정용 광전 스위치의 헤드 주요부를 도시하는 개략도이다.

도 5에서, 헤드(800)는 LED(801), 광 투사 렌즈(802), 광 수신 렌즈(803) 및 PSD(광 위치 탐지 소자, 804)를 포함한다. 또, 헤드(800)는 도 1(도 5에는 도시안됨)에 도시한 허용 한계 표시부(12)에 제공된다.

LED(801)로부터 방출된 광은 광 투사 렌즈(802)를 통해 탐지 물체(900)으로 투사된다. 물체(900)으로부터 반사된 광은 광 수신 렌즈(803)를 통해 PSD(804) 광 수신면의 광점에 수신된다.

PSD(804) 광 수신면의 광점의 위치는 헤드(800) 및 물체(900) 사이의 거리에 따라 이동한다. 물체(900)가 헤드(800)로 향하여 이동하는 경우에, 광점은 PSD(804) 광 수신면의 한쪽 말단(제1 말단, e1) 위치에 형성된다. 물체(900)가 헤드(800)로부터 멀어지는 경우에, 광점은 PSD(804) 광 수신면의 다른 쪽 말단(제2 말단, e2) 위치에 형성된다.

PSD(804)는 광 수신면의 광점 위치에 대응하는 2 개의 광 수신 신호(N 및 F)를 출력한다. 광 수신 신호(N)는 PSD(804) 광 수신면의 제1 말단(e1)에서 도달 광점까지 거리에 비례하는 신호 레벨(전류값)을 가진다. 광 수신 신호(F)는 PSD(804) 광 수신면의 제2 말단(e2)에서 도달 광점까지 거리에 비례하는 신호 레벨(전류값)을 가진다. 따라서, 헤드(800)에서 물체(900)까지 거리는 2 개의 광 수신 신호(N 및 F)를 사용하여 측정할 수 있다.

탐지 영역은 LED(801)로부터 방출되는 광의 광축에 따른 범위이다. 탐지 물체가 이 범위에 존재하는 경우에, 물체로부터 반사된 광은 PSD(804) 광 수신면으로 입사된다. 소정의 위치(ST)는 탐지 영역 내에 설정된다. 소정의 위치(ST)에 대한 헤드(800)에 밀접한 준영역은 탐지 범위이다. 소정의 위치(ST)에 대한 헤드(800)으로부터 먼 준영역은 비 탐지 범위이다. PSD(804)가 탐지 가능 범위로부터 반사광을 수신하는 경우에, 광전 스위치의 헤드(800)는 탐지 물체(900)가 존재한다고 결정한다.

도 6a 및 도 6b는 PSD(804)로부터 출력되는 광 수신 신호(N 및 F)의 사용에 의한 판정 처리를 설명하기 위한 도면이다.

PSD(804)로 부터 출력되는 광 수신 신호(N 및 F)의 차이(N-F)는 탐지 영역 내 물체(900)의 위치에 대응한다. 실제의 판정 처리에서, 신호 차이(N-F)는 전 수신 광량에 해당하는 N+F를 나눔으로써 규준화되고, 이에 따라 위치 신호 (N-F)/(N+F)를 획득한다. 이 위치 신호는 탐지 영역 내에서 물체(900)의 위치를 표시하는 위치 정보로서 사용된다.

도 6a에 도시한 바와 같이, 위치 신호의 신호 레벨(LV)이 경계치(TH) 이상인 경우에, 물체(900)가 탐지 영역 내에 있다고 결정된다. 도 6b에 도시한 바와 같이, 위치 신호의 신호 레벨(LV)이 경계치(TH) 이하인 경우에, 물체(900)가 탐지 영역 내에 없다고 결정된다. 탐지 영역 내 설정 위치(ST)는 경계치(TH)를 조정함으로써 이동될 수 있다.

도 5의 광전 스위치에서, 신호 레벨(LV)과 경계치(TH)의 비는 허용 한계이다. 도 6a의 경우에, 허용 한계는 "1" 이상 값으로 표현된다. 도 6b의 경우에, 허용 한계는 "1" 이하 값으로 표현된다. 물체(900)가 탐지 가능 범위내 소정의 위치(ST)로부터 상당히 먼 위치에 존재하는 경우에는, 허용 한계가 주로 "1" 이상이다.

이 실시예의 광전 스위치의 본체는 도 1에 도시한 경계치 표시부(23) 및 허용 한계 표시부(24)를 포함하고, 수신된 광량 표시부(22) 대신에 위치 정보를 표시하기 위한 위치 정보 표시부를 더 포함한다. 이 실시예의 나머지 구조는 도 1 내지 도 4에 도시한 광전 스위치의 구조와 실질적으로 동일하다.

이 실시예에서, PSD(804)는 광 수신기에 대응하고 LED(801)는 광 투사기 에 대응한다. 허용 한계는 처리기에 의해 실행된 물체의 탐지에 관한 정보에 대응하고, 위치 신호는 처리 신호에 대응하고 경계치(TH)는 기준값에 대응한다.

또, 이 실시예의 광전 스위치에서, 허용 한계는 헤드(800)의 허용 한계 표시부에 의해 표시된다. 그러므로, 본체가 헤드(800)으로부터 먼 위치인 경우에도, 상용자는 헤드(800)의 위치를 조정함과 동시에 헤드(800)의 허용 한계 표시부에 의한 표시를 감시한다. 따라서, 헤드(800)의 위치 조정은 탐지 물체(900)가 탐지 영역 내 탐지 가능한 범위에 존재하는 경우에 허용 한계는 주로 "1" 이상이고, 탐지 물체(900)가 탐지 영역 내 탐지 가능한 범위에 존재하지 않는 경우에 허용 한계는 주로 "1" 이하가 되도록 정확하고 용이하게 만들 수 있다. 따라서, 헤드(800)의 위치 조정으로 작업성이 개선된다.

또, 이 실시예에서, 허용 한계는 위치 신호의 수신 광량(LV)과 경계치(TH) 비로 표현될 수 있다. 이러한 경우에, 허용 한계는 소정의 위치(ST)에 대한 물체(900)의 변위를 나타낸다.

이 실시예에서, 광전 스위치는 1 개의 본체 및 1 개의 헤드로 구성되는 분리형이다. 본 발명은 1 개의 본체 및 복수의 헤드로 구성되는 광전 스위치 형에 적용될 수 있음이 명백하다. 이러한 경우에, 각각의 헤드는 도 1에 도시한 허용 한계 표시부(12)에 제공된다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 분리형 광전 스위치의 헤드 외형을 도시하는 사시도이다. 도 7 광전 스위치의 본체는 도 1 광전 스위치의 본체와 실질적으로 동일하다.

도 7에서, 허용 한계 표시부(12a)는 헤드(1a)의 케이스(11) 상부면에 제공된다. 허용 한계 표시부(12a)는 4 개의 7세그먼트 LEDs로 구성되고 수치로 허용 한계를 표시한다.

도 8은 도 7에 도시한 분리형 광전 스위치의 전기적인 배치를 도시한 블록도이다. 도 8의 광전 스위치는 A/D 변환기(121) 및 7 세그먼트 표시 회로(122)가 LED 구동 회로(107) 대신에 헤드(1a)에 제공된다는 점에서 도 2의 것과 다르다. 이 실시예에서, 허용 한계 표시부(12a)는 표시자에 대응하고, A/D 변환기(121), 7 세그먼트 표시 회로(122) 및 허용 한계 표시부(12a)는 조작부에 대응한다.

케이블(31a)를 통해 본체(2)의 가변 전원 회로(204)로부터 헤드(1a)까지 공급되는 가변 전압(VA)은 A/D 변환기(121)에 인가된다. 고정 기준 전압(Vref)는 전원 회로(106)로부터 A/D 변환기 및 7 세그먼트 표시 회로(122)까지 인가된다. A/D 변환기(121)는 가변 전압(VA)을 허용 한계를 표시하는 디지탈 신호로 변환되고, 변환된 디지탈 신호는 7 세그먼트 표시 회로(122)에 인가된다. 7 세그먼트 표시 회로(122)는 도 7에 도시한 7 세그먼트 LEDs로 구성되는 허용 한계 표시부로 하여금 수신된 디지탈 신호에 따라 수치로 허용 한계를 표시하도록 한다.

이 실시예의 광전 스위치에서, 본체(2)의 CPU(201)에 의해 계산된 허용 한계는 헤드(1a)에 전원 전압으로 사용되는 가변 전압(VA)에 의해 헤드(1a)로 전송된다. 그러므로, 허용 한계를 전송하기 위한 신호선은 필요없다. 이것은 헤드(1a)에 의한 허용 한계의 표시에 기인된 케이블 수 증가의 제한을 초래한다.

이 실시예의 광전 스위치는 허용 한계, 경계치 및 수신 광량, 2 또는 3 품목은 헤드(1a)에서 선택적으로 표시됨에 의해 선택 수단이 포함될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제 4실시예에 따른 분리형 광전 스위치의 전기적인 배치를 도시하는 블록도이다.

도 9의 광전 스위치는 게인 선택 회로(123)가 LED 구동 회로 대신에 헤드(1b)에서 제공된다는 점에서 도 2 광전 스위치와는 다르다. 이 실시예에서, 게 인 선택 회로(123) 및 광 수신 회로(105)는 조작부에 대응한다.

본체(2)의 CPU(201)는 헤드(1)의 광 수신 회로(105)의 게인을 선택하기 위한 제어 신호(DG)를 가변 전원 회로(204)에 인가한다. 가변 전원 회로(204)는 제어 신호(DG)에 의존하는 가변 전압(VA)를 케이블(31a)를 통해 헤드(1b)에 공급한다. 가변 전압(VA)는 또한 게인 선택 회로(123)에 인가된다. 또한, 고정 기준 전압(Vref)은 고정 전원 회로(106)에서 게인 선택 회로(123)까지 인가된다. 게인 선택 회로(123)는 가변 전압(VA)의 레벨에 따라 광 수신 회로(105)의 게인을 선택한다.

도 10은 도 9에 도시한 광 수신 회로(105) 및 게인 선택 회로(123)을 포함한 전기적 회로를 도시한 회로도이다.

광 수신 회로(105)는 연산 증폭기(OP 앰프, 114), 저항(R21, R22, R23), 캐패시터(C21) 및 스위칭 소자(SW)를 포함한다. 게인 선택 회로(123)는 비교기(115) 및 저항(R31, R32, R33)을 포함한다.

게인 선택 회로(123)에서 저항(R31) 및 저항(R32) 사이의 노드(N21)에서 전위는 가변 전압(VA)의 레벨에 따라 변한다. 비교기(115)는 노드(N21)에서 전위와 DC 전원(E2)의 기준 전압을 비교하고, 광 수신 회로(105)에서 스위치 제어 신호(CS)로서 비교 결과를 스위칭 소자(SW)에 인가한다. 광 수신 회로(105)에서 연산 증폭기(114), 캐패시터(C21) 및 저항(R22 및 R23)는 증폭기 회로를 형성하도록 협동한다. 스위칭 회로(SW)는 게인 선택 회로(123)로부터 출력하는 스위치 제어 신호(CS)에 응답하여 턴 온 또는 턴 오프되고, 그 결과 증폭기 회로의 게인은 선택된 다. 따라서, 광 수신 회로(105)로부터 출력하는 광 수신 회로(RS)의 레벨은 변한다.

이 실시예의 광전 스위치에서, 본체(2)의 CPU(201)로부터 출력되는 광 수신 회로(105)의 게인을 선택하기 위한 제어 신호(DG)는 헤드(1b)의 전원 전압으로 사용되는 가변 전압(VA)에 의해 헤드(1b)로 전송된다. 그러므로, 게인 선택 제어 신호(DG)를 전송하기 위한 신호선이 있을 필요가 없다. 그러므로, 이 실시예의 광전 스위치는 케이블 수의 증가없이 본체(2)로부터 헤드(1b)에서 광 수신 회로(105)의 게인이 선택될 수 있다.

도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 분리형 광전 스위치의 전기적 배치를 도시하는 블록도이다.

도 11은 LED 구동 회로(107) 대신에 발광량 선택 회로(124)가 헤드(1c)에서 제공된다는 점에서 도 2 광전 스위치와는 다르다. 이 실시예에서, 발광량 선택 회로(124), 레이저 구동 회로(101) 및 레이저 다이오드(102)는 조작부에 대응한다.

본체(2)의 CPU(201)는 헤드(1c)에서 레이저 다이어드(102)로부터 방출된 광량을 선택하기 위한 제어 신호(DL)를 가변 전원 회로(204)에 인가한다. 가변 전원 회로(204)는 제어 신호(DL)에 의존하는 가변 전압(VA)를 케이블(31a)를 통해 헤드(1c)에 공급한다. 이러한 가변 전압(VA)는 발광량 선택 회로(124)에 인가된다. 고정 기준 전압(Vref)은 고정 전원 회로(106)에서 발광량 선택 회로(124)까지 인가된다. 발광량 선택 회로(124)는 가변 전압(VA)의 레벨에 따라 발광량 선택 신호(SL)를 레이저 구동 회로(101)에 인가한다. 레이저 구동 회로(101)는 발광량 선택 회로(124)로부터 들어오는 발광량 선택 신호(SL)에 응답하여 레이저 다이오드(102)에 공급되는 전류를 변화시킨다.

도 12은 도 11에 도시한 바와 같이, 레이저 구동 회로(105) 및 발광량 선택 회로(124)를 포함한 전기적인 배치를 도시한 회로도이다.

도 12에 도시한 바와 같이, 레이저 구동 회로(101)는 비교기(117), 트랜지스터(118), 정 전압 다이오드(119) 및 저항(R54, R55, R56,R57)을 포함한다. 발광량 선택 회로(124)는 비교기(116) 및 저항(R51, R52, R53)을 포함한다.

발광량 선택 회로(124)에서 저항(R51) 및 저항(R52) 사이의 노드(N31)의 전위는 가변 전압(VA)의 레벨에 따라 변한다. 비교기(116)는 노드(N31)에서 전위와 DC 전원(E3)의 기준 전압을 비교하고, 발광량 선택 신호(SL)로서 비교 결과를 노드(N32)에 출력한다. 레이저 구동 회로(101)의 비교기(117)는 노드(N32)로 출력되는 발광량 선택 회로(SL)과 광 다이오드(103) 및 저항(R57) 사이의 노드(N33) 전위를 비교하고, 비교 결과로 표시되는 출력 신호를 트랜지스터(118)에 인가한다. 트랜지스터(118)의 에미터 전류는 비교기(117)의 출력 신호 레벨에 따라 변한다. 그 결과, 레이저 다이오드(102)에 들어오는 전류량은 변하고 레이저 다이오드(102)로부터 방출되는 광량도 변한다.

이 실시예의 광전 스위치에서, 본체(2)의 CPU(201)로부터 출력되는 레이저 다이오드(102)로부터의 광량을 선택하기 위한 제어 신호(DL)는 헤드(1c)의 전원 전압으로 사용되는 가변 전압(VA)에 의해 헤드(1c)로 전송된다. 그러므로, 제어 신호(DL)를 전송하기 위한 신호선을 사용할 필요가 없다. 따라서, 헤드(1c)의 레이 저 다이오드(102)로부터 방출된 광량은 케이블 수의 증가없이 본체(2)로부터 선택될 수 있다.

표시부(12)의 허용 한계는 광전 스위치의 헤드(1)의 케이스(11) 안에 제공된다. 헤드(1)로부터 출력되는 광 수신 신호는 본체(2)의 케이블(31b)를 통해 전송된다. 본체(2)의 케이스(21)는 수신된 광량 표시부(22), 허용 한계 표시부(24), 조정 스위치(28) 및 설정 스위치(29)를 포함한다. 본체(2)에서 CPU는 허용 한계를 얻기 위하여 광 수신 신호와 경계치의 비를 계산하고, 가변 전원 회로에 허용 한계를 얻게하기 위해 대응되는 제어 신호를 인가한다. 가변 전원 회로는 헤드(1)로 케이블 (31a)를 통해 제어 신호에 의존되는 가변 전압을 인가한다. 헤드(1)의 허용 한계 표시부(12)는 허용 한계 표시 LEDs 12a, 12b 및 12c를 턴 언함으로써 가변 전압을 기초로 허용 한계를 표시한다.

Claims

탐지 영역 내에서 물체를 탐지하는 분리형 광전 스위치에 있어서,

상기 탐지 영역으로부터 광을 수신하고 상기 수신된 광에 기초하여 광 수신 신호를 출력하는 광 수신기를 구비하는 헤드와,

상기 헤드로부터 분리되어 형성되고 광 수신 신호에 기초하여 상기 탐지 영역 내의 물체를 탐지하는 처리기를 구비하는 본체를 포함하며,

상기 헤드는 상기 처리기에 의해 실행되는 물체의 탐지에 대해 정보를 표시하는 표시자를 포함하는 분리형 광전 스위치.
제1항에 있어서, 상기 처리기는 광 수신 신호에 기초하여 처리 신호를 발생하기 위한 발생기와,

기준값 설정을 위한 설정부와,

처리 신호와 기준값을 비교함으로써 상기 탐지 영역 내의 물체를 탐지하기 위한 탐지부를 포함하는 분리형 광전 스위치.
제2항에 있어서, 상기 처리기는 상기 기준값에 대한 상기 처리 신호의 상대값을 계산하는 계산기를 더 포함하며,

상기 표시자는 상기 상대값에 기초하여 허용 한계(tolerance level)를 표시하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제3항에 있어서, 상기 본체는, 상기 처리 신호, 상기 기준값 및 상기 한계 중 적어도 하나를 표시하기 위한 표시부를 더 포함하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 본체는 상기 헤드를 구동하기 위한 전원 전압을 상기 헤드에 공급하는 전원 회로를 더 포함하며, 상기 전원 전압은 상기 계산기에 의해 계산된 상대값을 나타내는 전압이고, 상기 표시자는 상기 본체로부터공급된 상기 전압에 기초하여 허용 한계를 표시하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제1항에 있어서, 상기 본체는 헤드를 구동하기 위한 전원 전압을 상기 헤드에 공급하는 전원 회로를 더 포함하며, 상기 전원 전압은 상기 물체의 존재 탐지에 대한 상기 정보를 표시하는 전압이고, 상기 표시자는 상기 본체로부터 공급된 상기 전압에 기초하여 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 분리형 광전 스위치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 헤드는 상기 탐지 영역에 광을 투사하는 광 투사기를 더 포함하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제1항에 있어서, 상기 표시자는 상기 정보를 수치로 표시하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제1항에 있어서, 상기 분리형 광전 스위치는 반사형 광전 스위치이고 상기 탐지 영역으로부터 수신된 상기 광은 상기 탐지 영역으로부터 반사된 광인 것인, 분리형 광전 스위치.
제5항에 있어서,

상기 본체가 상기 헤드의 상기 광 수신기로부터 출력된 광 수신 신호를 수신하기 위한 신호선과,

상기 전원 회로가 상기 헤드에 상기 전원 전압을 제공하기 위한 전력선을 더 포함하는 분리형 광전 스위치.
탐지 영역 내의 물체를 탐지하는 분리형 광전 스위치에 있어서,

상기 탐지 영역에 광을 투사하는 광 투사기와, 상기 탐지 영역으로부터 상기 광을 수신하고 상기 수신된 광에 기초하여 광 수신 신호를 출력하는 광 수신기를 구비하는 헤드와,

상기 헤드로부터 분리되어 형성되고 광 수신 신호에 기초하여 상기 탐지 영역 내의 물체를 탐지하는 처리기를 구비하는 본체와,

상기 헤드에 상기 헤드를 구동하기 위한 전원 전압을 공급하기 위한 전원 회로로서, 상기 전원 전압은 상기 헤드의 조작에 관한 정보를 나타내는 전압인 것인, 상기 전원 회로를 포함하고,

상기 헤드는 상기 본체로부터 공급된 전압이 나타내는 정보에 따라 사전설정된 조작을 수행하기 위한 조작부를 포함하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제11항에 있어서, 상기 헤드의 조작상의 정보는 상기 처리기에 실행된 상기 물체의 존재 탐지에 관한 정보를 포함하며,

상기 조작부는 상기 본체로부터 공급된 상기 전압에 기초하여 정보를 표시하는 표시자를 포함하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제12항에 있어서, 상기 표시자는 상기 정보를 수치로 표시하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제11항에 있어서, 상기 헤드의 조작상의 정보는 상기 광 수신기의 게인(gain)에 관한 정보를 포함하고, 상기 조작부는 상기 본체로부터 공급된 상기 전압에 기초하여 상기 광 수신기의 게인을 변화하기 위한 게인 선택부를 포함하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제11항에 있어서, 상기 헤드의 조작상의 정보는 상기 광 투사기에 의해 방사된 광량의 정보를 포함하고, 상기 조작부는 상기 본체로부터 공급된 상기 전압에 기초하여 상기 광 투사기에 의해 방출된 광량을 변화하기 위한 발광량 선택부를 포함하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제11항에 있어서, 상기 분리형 광전 스위치는 반사형 광전 스위치이고 상기 탐지 영역으로부터 수신된 상기 광은 상기 탐지 영역으로부터 반사된 광인 것인, 분리형 광전 스위치.
제11항에 있어서, 상기 본체가 상기 헤드의 상기 광 수신기로부터 출력된 광 수신 신호를 수신하기 위한 신호선과,

상기 전원 회로가 상기 헤드에 전원 전압을 공급하기 위한 전력선을 더 포함하는 것인, 분리형 광전 스위치.
탐지 영역 내의 물체를 탐지하는 분리형 광전 스위치에 있어서,

상기 탐지 영역으로부터 광을 수신하고 상기 수신된 광에 기초하여 광 수신 신호를 출력하기 위한 광 수신 수단과,

광 수신 신호에 기초하여 상기 탐지 영역 내의 물체를 탐지하기 위한 상기 광 수신 수단으로부터 분리되는 처리 수단을 포함하며,

상기 광 수신 수단은 상기 처리 수단에 의해 실행되는 물체의 탐지에 관한 정보를 표시하기 위한 표시 수단을 포함하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제18항에 있어서, 상기 처리 수단은,

상기 광 수신 신호에 기초하여 처리 신호를 발생하기 위한 발생 수단과,

기준값을 설정하기 위한 설정 수단과,

상기 처리 신호와 상기 기준값을 비교함으로써 상기 탐지 영역 내의 물체를 탐지하기 위한 탐지 수단을 포함하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제19항에 있어서,

상기 기준값에 대한 상기 처리 신호의 상대값을 계산하는 계산 수단을 더 포함하며,

상기 표시 수단은 상대값에 기초하여 허용 한계를 표시하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제20항에 있어서, 상기 처리 수단은 상기 처리 신호, 상기 기준값 및 상기 허용 한계 중 적어도 하나를 표시하기 위한 표시 수단을 더 포함하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 처리 수단은 광 수신 수단을 구동하기 위한 전원 전압을 상기 광 수신 수단에 공급하기 위한 전원 수단을 더 포함하며, 상기 전원 전압은 상기 계산 수단에 의해 계산된 상대값을 나타내는 전압이고, 상기 표시 수단은 상기 처리 수단으로부터 공급된 전압에 기초하여 허용 한계를 표시하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제18항에 있어서, 상기 처리 수단은 광 수신 수단을 구동하기 위한 전원 전압을 상기 광 수신 수단에 공급하기 위한 전원 수단을 더 포함하며, 상기 전원 전압은 상기 물체의 존재 탐지에 대한 정보를 나타내는 전압이고, 상기 표시 수단은 상기 처리 수단으로부터 공급된 상기 전원 전압에 기초하여 정보를 표시하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 수신 수단은 상기 탐지 영역에 광을 투사하기 위한 광 투사 수단을 더 포함하는 분리형 광전 스위치.
제18항에 있어서, 상기 표시 수단은 상기 정보를 수치로 표시하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제18항에 있어서,상기 분리형 광전 스위치는 반사형 광전 스위치이고, 상기 탐지 영역으로부터 수신된 상기 광은 상기 탐지 영역으로부터 반사된 광인 것인, 분리형 광전 스위치.
제22항에 있어서, 상기 처리 수단이 상기 광 수신 수단으로부터 출력하는 광 수신 신호를 수신하기 위한 신호선과,

상기 전원 수단이 상기 전원 전압을 상기 광 수신 수단에 제공하기 위한 전력선을 더 포함하는 것인, 분리형 광전 스위치.
탐지 영역 내의 물체를 탐지하는 분리형 광전 스위치에 있어서,

상기 탐지 영역에 광을 투사하기 위한 광 투사 수단 및 상기 탐지 영역으로부터 상기 광을 수신하고 상기 수신된 광에 기초하여 광 수신 신호를 출력하기 위한 광 수신 수단을 구비하는 헤드와,

상기 헤드로부터 분리되어 형성되고, 상기 광 수신 신호에 기초하여 상기 탐지 영역 내의 물체를 탐지하는 처리 수단을 구비하는 본체와,

상기 헤드에 상기 헤드를 구동하기 위한 전원 전압을 공급하기 위한 전원 수단으로서, 상기 전원 전압은 상기 헤드의 조작으로 정보를 표시하는 전압인 것인, 상기 전원 수단을 포함하고,

상기 헤드는 상기 본체로부터 공급된 상기 전압에 의해 나타나는 정보에 따라 소정의 조작을 실행하기 위한 조작 수단을 포함하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제28항에 있어서, 상기 헤드의 조작상의 정보는 상기 처리 수단에 실행된 상기 물체의 존재를 탐지에 관한 정보를 포함하며,

상기 조작 수단은 상기 본체로부터 공급된 상기 전압에 기초하여 정보를 표시하는 표시 수단을 포함하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제29항에 있어서, 상기 표시 수단은 상기 정보를 수치로 표시하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제28항에 있어서, 상기 헤드의 조작상의 정보는 상기 광 수신 수단 게인의 정보를 포함하고, 상기 조작 수단은 상기 본체로부터 공급된 전압에 기초하여 상기 광 수신 수단의 게인을 변화하기 위한 게인 선택부를 포함하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제28항에 있어서, 상기 헤드의 조작상의 정보는 상기 광 투사 수단에 의해 방출된 광량의 정보를 포함하고, 상기 조작 수단은 상기 본체로부터 공급된 상기 전압에 기초하여 상기 광 투사 수단에 의해 방출된 광량을 변화하기 위한 발광량 선택부를 포함하는 것인, 분리형 광전 스위치.
제28항에 있어서, 상기 분리형 광전 스위치는 반사형 광전 스위치이고, 상기 탐지 영역으로부터 수신된 상기 광은 상기 탐지 영역으로부터 반사된 광인 것인, 분리형 광전 스위치.
제28항에 있어서, 상기 본체가 상기 헤드의 상기 광 수신 수단으로부터 출력된 광 수신 신호를 수신하기 위한 신호선과,

상기 전원 수단이 상기 헤드에 전원 전압을 공급하기 위한 전력선을 더 포함하는 것인, 분리형 광전 스위치.