JP2003023347A - 光電センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズパルスが周期的に現れしかもその発生
タイミングが受光レベルの判別タイミングと重なるよう
な状況下にあっても、有効に機能する誤動作防止対策を
組み込まれた光電センサを提供する。 【解決手段】 投光タイミングと受光レベル判別タイミ
ングとの間に同期がとられた光電センサにおいて、受光
出力ライン上に出現するノイズに対応する交流波形のゼ
ロクロスタイミングと受光レベル判別タイミングとが一
致するように投光タイミングを制御する投光タイミング
制御手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、物体の有無、物
体までの距離、物体の大きさや性状等をパルス光を介在
して検出する光電センサに係り、特に、ノイズパルスが
周期的に現れしかもその発生タイミングが受光レベル判
別タイミングと重なるような状況下にあっても、有効に
機能する誤動作防止対策が組み込まれた光電センサに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、物体の有無、距離、性状等を非接
触で検知するためのセンサとしては、光パルス介在型の
光電センサ（光電センサ、測距センサ、変位センサ等と
も称される）が知られている。

【０００３】光パルス介在型の光電センサには、光パル
スを検出対象領域へと送り出す送出側装置（一般には、
投光器と称される）と、検出対象領域を経由した光パル
スを受け取る受取側装置（一般には、受光器と称され
る）とが含まれている。

【０００４】このような光パルス介在型の光電センサ
は、透過型のものと、反射型のものとに大別される。透
過型光電センサの場合、送出側装置から送り出された光
パルスは、検出対象物体で遮られることにより、受取側
装置には到達しない。反射型光電センサの場合、送出側
装置から送り出された光パルスは、検出対象物体で反射
されることにより、受取側装置に到達する。

【０００５】光パルス介在型センサは、さらに、送出側
装置と受取側装置とを共通のハウジングに収容してなる
送受一体型のものと、送出側装置と受取側装置とを別々
のハウジングに収容してなる送受別体型のものとに大別
される。送受一体型センサは、送出側と受取側との連繋
（同期等）が取りやすい利点がある。反射型光電センサ
の多く、並びに、ヘッド分離方式の透過型光電センサ
（例えば、ファイバタイプの光電センサ等）の多くは、
送受一体型のセンサとして構成される。ヘッド非分離方
式の透過型センサの多くは送受別体型のセンサとして構
成される。

【０００６】ところで、光パルス介在型の光電センサの
設置環境には、自身の投光する正規の光パルスのみなら
ず、光、電磁波等の様々なノイズの存在が想定される。
これらのノイズの影響により、受取側装置の検出端変換
器（例えば、光／電気・変換素子等）の結合コンデンサ
を経由する（すなわち、交流カップリングされた）出力
ラインには、変換器経由で混入したり、或いは電源ライ
ン経由で混入したノイズパルスが現れる。ノイズパルス
には周期的に現れるものと、ランダムに現れるものとが
存在する。

【０００７】ノイズパルスによる受取側装置の誤動作を
防止するために、従来より様々な対策がとられている。
一つの誤動作防止対策としては、同期検波技術の採用が
挙げられる。同期検波技術の採用された光パルス介在型
の光電センサにおいては、送出側装置の光パルス送出タ
イミングと受取側装置の受光レベル判別タイミングとは
同期が取られる。他の一つの誤動作防止対策としては、
受信パルス列の連続性に着目したパルス列弁別技術の採
用が挙げられる。パルス列弁別技術の採用された光パル
ス介在型センサにおいては、受信パルスが規定個数以上
連続的に現れない限り、センサ出力はオンされない。ひ
とたび、センサ出力がオンされたのちにあっては、受信
パルスが規定個数以上連続的に欠落しない限り、センサ
出力はオフされない。さらに、他の一つの誤動作防止対
策としては、同期検波技術とパルス列弁別技術の併用と
が挙げられる。この場合には、前段において同期検波技
術の採用により、受光レベル別タイミングを外れたノイ
ズパルスが除去され、後段においてパルス列弁別技術の
採用により、受光レベル判別タイミングとたまたま一致
したようなノイズパルスが除去される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の誤動作
防止対策は、受光信号中にノイズパルスがランダムに現
れる状況下にあっては比較的に有効に機能する。しか
し、ノイズパルスが周期的に現れしかもその発生タイミ
ングが受光レベル判別タイミングと重なるような状況下
にあっては、殆ど有効に機能し得ない。

【０００９】このような状況としては、照明器として蛍
光灯（常用周波数タイプ、インバータタイプの双方を含
む）が採用された工場や倉庫等が挙げられる。

【００１０】この種の光パルス介在型センサにおける光
パルスの送出周期（受光レベル判別タイミング）は、セ
ンサに要求される応答性等との兼ね合いで、規定範囲内
に制限されるから、光パルスの送出周期を変更すること
によるノイズパルス回避には限界がある。

【００１１】この発明は、上述の問題点に着目してなさ
れたものであり、その目的とするところは、ノイズパル
スが周期的に現れしかもその発生タイミングが受光レベ
ル判別タイミングと重なるような状況下にあっても、有
効に機能する誤動作防止対策を組み込まれた光パルス介
在型の光電センサ並びにそのための要素技術を提供する
ことにある。

【００１２】この発明のさらに他の目的とするところ
は、以下の明細書の記述を参照することにより、当業者
であれば容易に理解されるであろう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る光電センサにおける制御方法は、投
光タイミングに同期して投光素子を駆動することにより
パルス光を繰り返し投光する投光手段と、受光素子出力
の変化分を受光信号として出力する受光手段と、前記投
光タイミングより僅かに遅れたタイミングにおいて受光
信号のレベルを所定の閾値と比較することにより受光信
号のレベルを判別するレベル判別手段と、前記レベル判
別手段による判別結果に基づいてセンサ出力を生成する
信号処理手段とを有する光電センサにおける制御方法で
あって、前記受光信号中にノイズに対応する交流波形が
存在する状況下にあっては、前記ノイズに対応する交流
波形のゼロクロスタイミングと前記レベル判別手段にお
けるレベル判別のタイミングとが一致するように投光タ
イミングを制御する、ことを特徴とする。

【００１４】『受光信号のレベルを所定の閾値と比較す
る』とあるが、ここで言う『所定の閾値』は、例えば、
自身の投光（正規のパルス光）に基づく既知の受光信号
レベルを考慮して決定される。なお、「僅かに遅れたタ
イミングで」とあるが、これは、この種の光電センサに
おいて投受光連繋（同期）をとる際の一般的な工夫であ
り、投光タイミングと同タイミングで当該閾値との比較
を開始する場合を排除するものではない。

【００１５】『ノイズ』には、受光素子経由で混入する
光（例えばインバータ蛍光灯等の光）ノイズや、電源ラ
イン経由で混入されるその他の電磁波ノイズ等、種々の
ものが含まれる。したがって、ここで言う『交流波形』
には、その信号レベルが規則正しく変化する正弦波の
他、交流ゼロレベルを経て出力極性が繰り返し入れ替わ
る様々な波形が含まれる。

【００１６】『ゼロクロスタイミングとレベル判別のタ
イミングとが一致するように』とあるが、必ずしも両タ
イミングを完全一致させることを必須要件とするもので
はない。多少のタイミングのずれは当然ながらに許容さ
れる。なお、どの程度までをその許容範囲とするかは、
レベル判別時間（例えばサンプリングゲートを有する光
電センサの場合にはゲート開放時間等）、ノイズに対応
する交流波形の出力特性、或いは判別用閾値等を考慮し
て決定するとよいであろう。

【００１７】本発明に係る光電センサにおける制御方法
によれば、例えばインバータ蛍光灯の直下等、受光信号
中にノイズに対応する交流波形が出現するような環境下
でセンサを使用する場合には、該ノイズに対応する交流
波形のゼロクロスタイミング（すなわちノイズに基づく
受光信号レベル（以下単に「ノイズ出力」という）が最
小となるタイミング）で受光レベル判別が行われるか
ら、自己の投光パルスが受光されていないにも拘わらず
ノイズにより‘受光有り’と判別してしまうといった誤
動作を排除することができる。換言すれば、本発明に係
る光電センサにおける制御方法によれば、自己の投光に
基づく正規の受光信号のみに基づくレベル判別が可能と
なり、これにより安定した検出動作が実現される。

【００１８】本発明に係る光電センサにおける制御方法
において、好ましくは、ゼロクロスタイミングとして
は、ノイズに対応する交流波形の極性が、正規のパルス
光に対応する受光信号波形の極性と反対の極性へと移行
するときのゼロクロスタイミングが選択される。

【００１９】『正規パルス光に対応する受光信号波形の
極性』とあるが、具体的には、例えば受光レベル判別用
閾値（所定の閾値）が設けられた側の極性を示してい
る。なお、この閾値は、もっぱら、自身の投光する正規
のパルス光に基づく受光信号波形のピークが出現する側
に設けられる。出力回路の特性で両極にピークが出現
し、両極に閾値が設けられるような場合（双方の閾値を
共に超える出力がある場合に‘受光有り’とみなすよう
な場合等）には、その中から選択された１つの閾値が存
在する側の極性を、ここで言う「受光信号波形の極性」
とすれば良いであろう。

【００２０】すなわち、この態様においては、ノイズに
対応する交流波形が、閾値が設けられた側の極性と反対
の極性へと移行するときのゼロクロスタイミングが選択
されるため、レベル判別期間（例えばサンプリングゲー
ト開期間）中に、該閾値を超えるノイズ出力が出現する
のを確実に回避することができる。また、このため、レ
ベル判別期間を幾分長めに設けることも可能となる。

【００２１】次に、本発明に係る光電センサは、投光タ
イミングに同期して投光素子を駆動することによりパル
ス光を繰り返し投光する投光手段と、受光素子出力の変
化分を受光信号として出力する受光手段と、前記投光タ
イミングより僅かに遅れたタイミングにおいて受光信号
のレベルを所定の閾値と比較することにより受光信号の
レベルを判別する第１のレベル判別手段と、前記第１の
レベル判別手段による判別結果に基づいてセンサ出力を
生成する信号処理手段とを有する光電センサであって、
前記受光信号レベルを交流ゼロレベル近傍の閾値と比較
することにより受光信号のレベルを判別する第２のレベ
ル判別手段と、前記第２のレベル判別手段の判別結果に
基づいて、各次回の投光タイミングを制御する投光タイ
ミング制御手段と、を具備することを特徴とする。

【００２２】『受光信号のレベルを所定の閾値と比較す
る』、『ノイズ』については先に説明したものと同様で
ある。

【００２３】本発明に係る光電センサによれば、第２の
レベル判別手段を介して、交流ゼロレベル近傍の閾値で
規定されるノイズ出力の出現状態を検知し得るから、該
出現状態に基づく投光タイミング制御を行うようにする
ことができる。すなわち、第２のレベル判別手段による
判別結果に基づき適切な投光タイミング制御を行うこと
で、ノイズ出力がほぼ存在しないとき、或いはノイズ出
力が交流ゼロレベル近傍にあるときに受光信号レベル判
別を行うようにすることができ、これにより、ノイズに
よる誤動作を防止した検出信頼性の高い光電センサを実
現可能となる。

【００２４】なお、『交流ゼロレベル近傍の閾値』とあ
るが、どの程度を‘交流ゼロレベル近傍’と言うかは各
センサの受光出力特性等によっても異なるため一概には
定義できないが、この閾値がノイズによる誤動作防止を
目的として設けられたものであることを考慮すれば、当
業者であれば状況に応じて適切なものを設定できるであ
ろう。少なくとも、『交流ゼロレベル近傍の閾値』が
『所定の閾値（第１のレベル判別手段）』より小さく設
定されるのが好ましいことは自ずと理解されるはずであ
る。

【００２５】本発明に係る光電センサは、より具体的に
は、以下に示す第１〜第４実施形態の光電センサとして
実現される。

【００２６】本発明に係る光電センサの第１実施形態に
おいては、投光タイミング制御手段は、前回の投光タイ
ミングから公称投光周期が経過したのちにあっては、前
記第２のレベル判別手段により受光信号レベルが交流ゼ
ロレベル近傍と判別されるまで次回の投光タイミングを
遅延させるようにされる。

【００２７】『公称投光周期』は、いわゆる「投光周
期」に関わる固定周期であるが、この態様では、実際の
投光間隔は第２のレベル判別手段の判別結果（投光タイ
ミングの遅延有無）により変わるため、単に「投光周
期」ではなく「公称投光周期」としている。なお、この
場合、実際の投光間隔は、この公称投光周期（固定）
と、公称投光周期経過後に前記第２のレベル判別手段に
より受光信号レベルがゼロレベル近傍と判別されるまで
の時間（都度変化し得る）を加算したものとなる。

【００２８】第１実施形態によれば、公称投光周期で規
定される最低限の投光間隔が維持されるとともに、投光
は、受光信号レベルが交流ゼロレベル近傍と判別された
ときのみに限られるから、より確実にノイズによる誤動
作を防止することができる。

【００２９】なお、『交流ゼロレベル近傍と判別された
とき』とあるが、当該判別は、例えば、第２のレベル判
別手段が、交流ゼロレベル近傍に設けられた正極性と負
極性の２つの閾値を有するものを用いて行うことができ
る。この場合、受光信号レベルが前記２つの閾値で挟ま
れる所定範囲内にあるときに交流ゼロレベル近傍と判別
されるようにすればよい。

【００３０】本発明に係る光電センサの第２実施形態に
おいては、投光タイミング制御手段は、前回の投光タイ
ミングから公称投光周期が経過したのち、前記第２のレ
ベル判別手段の判別結果に基づいて、受光信号レベルの
変化方向が正規のパルス光に対応する受光信号の極性と
反対の極性へと向かう方向であると判別されるまで、次
回の投光タイミングを遅延させるようにする。

【００３１】『公称投光周期』、『正規のパルス光に対
応する受光信号波形の極性』については、先の記載を参
照されたい。

【００３２】なお、『第２のレベル判別手段』は、実施
例レベルでは、例えば正規のパルス光に対応する受光信
号の極性と同極性の所定閾値を超える受光信号の出現を
検出するコンパレータと、前記閾値を超える受光信号の
出現に基づくコンパレータ出力の後方エッジを検出する
エッジ検出回路とを含んで構成することができる。この
場合、『前記投光タイミング制御手段』は、前記エッジ
検出回路によりコンパレータ出力の後方エッジが検出さ
れるまで、次回の投光タイミングを遅延させるようにす
ればよい。

【００３３】第２実施形態によれば、受光信号レベルの
変化方向が正規のパルス光に対応する受光信号の極性と
反対の極性へと向かう方向であると判別されたことを条
件として投光が行われるから、受光信号のレベル判別期
間（例えばサンプリングゲート開期間）中に、交流ゼロ
レベル近傍の閾値を超えるノイズ出力が出現するのをよ
り確実に回避することができる。また、これによりレベ
ル判別期間を幾分長めに設けることも可能となる。

【００３４】第２実施形態において、好ましくは、前記
投光タイミング制御手段は、前回の投光タイミングから
公称投光周期が経過したのち、規定の待ち時間が経過し
ても、前記第２のレベル判別手段の判別結果に基づい
て、受光信号レベルの変化方向が正規のパルス光に対応
する受光信号の極性と反対の極性へと向かう方向である
と判別されないときには、直ちに投光タイミング信号を
生成するようにする。

【００３５】なお、この場合の投光タイミング制御手段
は、例えば、先に示した実施例レベルの投光タイミング
制御手段に、更に、公称投光周期が経過することにより
又は前記エッジ検出回路によりコンパレータ出力の後方
エッジが検出されることにより規定時間の計時を開始し
て該規定時間の経過とともに投光タイミング信号を生成
するタイマ、を設けることにより構成することができ
る。

【００３６】なお、ここでは、『投光タイミング信号』
が生成された場合には、直ちに投光が開始されることは
言うまでもないであろう。

【００３７】このような形態によれば、例えばノイズの
消滅等によりそのような反対の極性へと向かう方向が検
知されずに投光遅延が継続され、いつまでたっても投光
が行われないといった不具合が未然に防がれるから、こ
れにより最低限の投光周期を確保することができる。

【００３８】なお、上述の第２実施形態では、受光信号
レベルの変化方向が正規のパルス光に対応する受光信号
の極性と反対の極性へと向かう方向であると判別される
まで投光を遅延させることにより、より確実にノイズの
影響を回避するようにした。これに対し、本発明に係る
第３実施形態の光電センサにあっては、前記投光タイミ
ング制御手段は、前回の投光タイミングから公称投光周
期が経過したのち、前記第２のレベル判別手段の判別結
果に基づいて、受光信号レベルの変化方向が正規のパル
ス光に対応する受光信号の極性と同一または反対の極性
へと向かう方向であると判別されるまで、次回の投光タ
イミングを遅延させる、ことを特徴とする。

【００３９】第３実施形態によれば、受光信号レベルの
変化方向が何れの極性へと向かうときでも投光が行われ
るため、ノイズ回避の確実性は第２実施形態に比してや
や劣ることが想定されるものの、第２実施形態に比して
より早く（短い待ち時間で）投光を行うことが可能とな
る。

【００４０】なお、第３実施形態における第２レベル判
別手段は、実施例レベルでは、例えば、正規のパルス光
に対応する受光信号の極性と同極性の第１の閾値を超え
る受光信号の出現を検出する第１のコンパレータと、正
規のパルス光に対応する受光信号の極性と反対の極性の
第２の閾値を超える受光信号の出現を検出する第２のコ
ンパレータと、前記第１の閾値を超える受光信号の出現
に基づく第１のコンパレータ出力の後方エッジを検出す
る第１のエッジ検出回路と、前記第２の閾値を超える受
光信号の出現に基づく第２のコンパレータ出力の後方エ
ッジを検出する第２のエッジ検出回路と、を含んで構成
することができる。この場合、投光タイミング手段は、
前記第１または第２のエッジ検出回路により第１又は第
２のコンパレータ出力の何れかの後方エッジが検出され
るまで、次回の投光タイミングを遅延させるようにすれ
ばよい。

【００４１】次に、本発明に係る光電センサの第４実施
形態においては、投光タイミング制御手段は、前回の投
光タイミングから公称投光周期が経過したのちに、前記
第２のレベル判別手段の判別結果に基づいて受光信号レ
ベルの変化方向が正規のパルス光に対応する受光信号の
極性と反対の極性へと向かう方向であると判別されるま
で、次回の投光タイミングを遅延させる第１の動作モー
ドと、前回の投光タイミングから公称投光周期が経過す
るのを待って直ちに、又は公称投光周期が経過した時点
からさらに規定の時間が経過するのを待って直ちに、投
光を行う第２の動作モードと、を有し、かつそれらの動
作モードが選択可能とされる。

【００４２】第４実施形態によれば、適宜モード選択
（切り換え）を行うことにより、光電センサの設置環境
に応じた適切な動作を行わせることができる。すなわ
ち、例えば、周期的な輝度変化を有するノイズ光（イン
バータ蛍光灯の光等）の存在下にあっては、第１のモー
ドとすることにより、上述した第２実施形態に相当する
効果を得ることができる。一方、そのような周期的に出
現するノイズはないものの、例えば隣接センサから投光
される光パルスを受光してしまうような環境下にあって
は、第２のモードとすることにより、そのような相互干
渉を防ぎつつも、安定した投光周期を確保することが可
能となる。

【００４３】第４実施形態において、好ましくは、受光
出力信号が交流波形を描いて周期的に変動するようなノ
イズ光やノイズ電波が存在するか否かを検出するノイズ
検出手段を更に設け、ノイズ光やノイズ電波が検出され
るときには第１の動作モードが選択され、検出されない
ときには第２の動作モードが選択されるようにする。

【００４４】このような態様によれば、ノイズ検出手段
によるノイズ検出結果に基づき、上述したようなモード
切り換えを自動的に行うことが可能となる。なお、モー
ド切り換えは、例えば専用の‘切り換えスイッチ’等を
使用して、適宜手動により行うようにしてもよい。

【００４５】なお、ノイズ光やノイズ電波が存在するか
否かの判定方法の一例としては、受光出力レベルと所定
閾値との比較に基づき行うものが挙げられる。また他の
一例としては、受光信号レベルが公称投光周期よりも短
い一定時間にわたり、ほぼ交流ゼロレベルに維持されて
いることに基づいてノイズの存在有無を判定するように
したものを挙げることができる。この他にも当業者であ
れば、種々の判定方法が想定されるであろう。

【００４６】また、第４実施形態は、受光信号レベルが
継続してほぼ交流ゼロレベルに維持されている時間を計
測する手段と、前記計測された維持時間が一定時間を超
えるときには第２のモードに切り換える一方、一定時間
内であるときには第１のモードに切り換える手段と、を
設けた態様のものとすることもできる。この場合にも、
ノイズ光やノイズ電波の存在有無に基づくモード切り換
えが可能となる。

【００４７】次に、上記した本発明に係る光電センサ
は、光電センサ用半導体集積回路を用いて実現すること
ができる。本発明に係る光電センサ用半導体集積回路
は、電源供給用の第１の外部端子と、投光素子の駆動回
路に対する駆動制御信号を出力する第２の外部端子と、
センサ負荷の駆動回路に対する駆動制御信号を出力する
第３の外部端子と、前記第１の外部端子から給電され
て、内蔵回路に対する安定化電源を供給する電源回路
と、を有し、外付け又は内蔵の受光素子の出力の変化分
を取り出すと共にこれを増幅する受光回路と、投光素子
の駆動回路に対する駆動制御信号を前記第２の外部端子
へと出力する投光回路と、センサ負荷の駆動回路に対す
る駆動制御信号を前記第３の外部端子へと出力する出力
回路と、前記受光回路から得られる受光信号に基づく出
力回路の制御、並びに、前記受光回路から得られる受光
信号に基づく投光回路の制御を司る信号処理回路と、集
積形成してなり、前記信号処理回路は、投光タイミング
より僅かに遅れたタイミングにおいて前記受光回路から
の受光信号のレベルを所定の閾値と比較することにより
受光信号のレベルを判別する第１のレベル判別手段と、
前記第１のレベル判別手段による判別結果に基づいてセ
ンサ出力を生成して前記出力回路へ供給する信号処理手
段と、前記受光信号レベルを交流ゼロレベル近傍の閾値
と比較することにより受光信号のレベルを判別する第２
のレベル判別手段と、前記第２のレベル判別手段の判別
結果に基づいて、各次回の投光タイミングを制御する投
光タイミング制御信号を前記投光回路へと供給する投光
タイミング制御手段と、を具備する。

【００４８】本発明に係る光電センサ用半導体集積回路
を使用すれば、先述したような本発明に係る光電センサ
を実現するための主要回路をワンチップＩＣ（半導体集
積回路）に集約することできるから、先述した特有の効
果に加え、装置全体の小型化、コスト削減等、種々の効
果が得られる。

【００４９】なお、この光電センサ用半導体集積回路に
あっても、先述した本発明に係る光電センサと同様の観
点から、種々の機能を付加することができる。

【００５０】すなわち、本発明に係る光電センサ用半導
体集積回路において好ましくは、前記投光タイミング制
御手段は、前回の投光タイミングから公称投光周期が経
過したのち、前記第２のレベル判別手段により受光信号
レベルが交流ゼロレベル近傍と判別されるまで次回の投
光タイミングを遅延させるようにする。

【００５１】また、本発明に係る光電センサ用半導体集
積回路において好ましくは、前記投光タイミング制御手
段は、前回の投光タイミングから公称投光周期が経過し
たのち、前記第２のレベル判別手段の判別結果に基づい
て、受光信号レベルの変化方向が正規のパルス光に対応
する受光信号の極性と反対の極性へと向かう方向である
と判別されるまで、次回の投光タイミングを遅延させる
ようにする。

【００５２】ここで、より好ましくは、前記投光タイミ
ング制御手段は、前回の投光タイミングから公称投光周
期が経過したのち、規定の待ち時間が経過しても、前記
第２のレベル判別手段の判別結果に基づいて、受光信号
レベルの変化方向が正規のパルス光に対応する受光信号
の極性と反対の極性へと向かう方向であると判別されな
いときには、直ちに投光タイミング信号を生成するよう
にする。

【００５３】また、本発明に係る光電センサ用半導体集
積回路において好ましくは、前記投光タイミング制御手
段は、前回の投光タイミングから公称投光周期が経過し
たのちにあっては、前記第２のレベル判別手段の判別結
果に基づいて、受光信号レベルの変化方向が正規のパル
ス光に対応する受光信号の極性と反対の極性へと向かう
方向であると判別されるまで、又は前記第２のレベル判
別手段の判別結果に基づいて、受光信号レベルの変化方
向が正規のパルス光に対応する受光信号の極性と反対の
極性へと向かう方向であると判別されるまで、次回の投
光タイミングを遅延させる第１の動作モードと、前回の
投光タイミングから公称投光周期が経過するのを待って
直ちに、又は公称投光周期が経過した時点からさらに規
定の時間が経過するのを待って直ちに、投光を行う第２
の動作モードと、を有し、かつそれらの動作モードが選
択可能とされる。

【００５４】ここで、更に好ましくは、受光出力信号が
交流波形を描いて周期的に変動するようなノイズ光やノ
イズ電波が存在するか否かを検出するノイズ検出手段を
有し、ノイズ光やノイズ電波が検出されるときには第１
の動作モードが選択され、検出されないときには第２の
動作モードが選択されるようにする。

【００５５】なお、ノイズ光やノイズ電波が存在するか
否かの判定方法については先に説明した通りである。す
なわち、一例としては、受光信号レベルと所定閾値との
比較に基づき行われるものが挙げられる。また他の一例
として、受光信号レベルが公称投光周期よりも短い一定
時間にわたり、ほぼ交流ゼロレベルに維持されているこ
とに基づいてノイズの存在有無を判定するようにしたも
のが挙げられる。

【００５６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る光電センサ
の好適な実施の一形態を添付図面を参照しつつ詳細に説
明する。なお、光電センサを示すことにより、本発明の
光電センサの制御方法を同時に示すものとする。また、
以下には、送出側装置と受取側装置とが共通のハウジン
グに収容された送受一体型の光電センサを一例にとって
示すが、本発明は、送出側と受取側との投受光連繋（同
期）が取れれば、送受別体型の光電センサにも適用する
ことができる。さらに、本発明の光電センサには、物体
の有無、物体までの距離、物体の大きさや性状等を検出
するあらゆるタイプの光パルス介在型の光電センサが含
まれる。

【００５７】本発明が適用された光電センサ（第１実施
形態）の全体構成が図１に示されている。同図に示され
るように、この光電センサは、投光部１と、受光部２
と、発振部３と、２つの入力端子ＩＮ１，ＩＮ２及び３
つの出力端子ＯＵＴ１〜３を有するパルス生成ブロック
４と、２つの入力端子ＩＮ１，ＩＮ２と１つの出力端子
ＯＵＴを有する受光レベル判別ブロック５と、２つの入
力端子ＩＮ１，ＩＮ２と１つの出力端子ＯＵＴを有する
信号処理ブロック６とを含んでいる。

【００５８】投光部１は、パルス生成ブロック４の出力
端子ＯＵＴ１から出力される駆動パルスで作動するドラ
イブ回路１２（図では、エミッタ抵抗１２ａを有するエ
ミッタ接地型トランジスタで示される）と、このドライ
ブ回路１２により駆動される発光素子１３（図では、赤
外線や可視光などを発光する発光ダイオードで示され
る）とを含んでいる。そして、発光素子１３からはパル
ス生成ブロック４の出力端子ＯＵＴ１から出力される駆
動パルスに同期して、パルス光が検出対象領域へ向けて
投光される。

【００５９】一方、受光部２は、検出対象領域を経由し
到来する光パルスを電気パルスに変換する光電変換器と
して機能する。この受光部２は、電源とアースとの間に
直列接続された抵抗２１及びフォトダイオード２２と、
それらの接続点に現れる電圧の変化分を取り出す結合コ
ンデンサ２３と、結合コンデンサ２３で取り出された信
号を増幅して出力する増幅回路（ＡＭＰ）２４とから構
成されている。なお、増幅回路２４から出力される電気
信号（以下、受光信号と言う）は、パルス生成ブロック
４の入力端子ＩＮ２及び受光レベル判別ブロック５の入
力端子ＩＮ２へと供給される。

【００６０】発振部３は、一定周波数を有するクロック
パルスを出力する。このクロックパルスは、パルス生成
ブロック４の入力端子ＩＮ１へとクロックパルスを供給
される。なお、本実施例では、発振部３からは約０．６
２５μｓ間隔のクロックパルスが出力され、後述するカ
ウンタ値ｎの歩進停止がない場合には、１６０（カウン
ト数）×０．６２５μｓ＝１００μｓの周期（公称投光
周期）で１回分の投光が行われるように設定されてい
る。

【００６１】パルス生成ブロック４は、入力端子ＩＮ１
から入力されるクロックパルスと、入力端子２から入力
される受光信号とに基づき、投受光制御のための３種類
の制御パルスを生成し、出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ３か
ら外部へと出力する。第１に、パルス生成ブロック４
は、投光タイミングを規定するための制御パルス（以
下、投光タイミング規定パルスと言う）を生成する。こ
の投光タイミング規定パルスは、出力端子ＯＵＴ１から
投光部１のドライブ回路１２へと供給される。第２に、
パルス生成ブロック４は、受光レベル判別タイミング
（この例では、サンプリングゲートの開タイミング）を
規定するための制御パルス（以下、ゲート開タイミング
規定パルスと言う）を生成する。このゲート開タイミン
グ規定パルスは、出力端子ＯＵＴ２から受光レベル判別
ブロック５の入力端子ＩＮ１へと供給される。第３に、
パルス生成ブロック４は、信号処理ブロック６への取り
込みタイミングを規定するための制御パルス（以下、取
り込みタイミング規定パルスと言う）を生成する。この
取り込みタイミング規定パルスは、出力端子ＯＵＴ３か
ら信号処理ブロック６の入力端子ＩＮ１へと供給され
る。なお、パルス生成ブロック４は、本発明の要部とな
るものであるが、これについては後に詳細に説明する。

【００６２】受光レベル判別ブロック５は、後に詳述す
るが、入力端子ＩＮ１から入力されるゲート開タイミン
グ規定パルスに同期して、サンプリングゲートを開き、
そのとき入力端子ＩＮ２を介して得られる受光信号を所
定の閾値と比較してレベル弁別することにより、受光有
無判別信号を生成して出力する。

【００６３】受光レベル判別ブロック５の詳細が図２
（ａ）に示されている。同図（ａ）に示されるように、
受光レベル判別ブロック５は、非反転入力端子（＋）と
反転入力端子（−）とを有するコンパレータ５１（ＣＭ
Ｐ３）と、入力端子ＩＮ１からの入力（ゲート開タイミ
ング規定パルス）とコンパレータ５１の出力との論理積
をとるアンド回路５１０とを含んで構成されている。コ
ンパレータ５１の非反転入力端子（＋）には入力端子Ｉ
Ｎ２からの信号、すなわち受光部２からの受光信号Ｖが
入力される。一方、反転入力端子（−）には比較用閾値
Ｖｔｈ３が入力される。すなわち、受光レベル判別ブロ
ック５は、受光信号Ｖと閾値Ｖｔｈ３との比較に基づき
２値化処理を行って、受光有無判別信号（この例では、
受光有無判別結果を示す‘Ｈ（受光有り）’又は‘Ｌ
（受光無し）’を出力端子ＯＵＴへと生成出力する。こ
の受光有無判別信号は、信号処理ブロック６の入力端子
ＩＮ２へと供給される。なお、この例では、閾値Ｖｔｈ
３は、自身の投光パルスに基づく既知の受光信号ピーク
値との関係で約５５ｍＶに設定されている。

【００６４】信号処理ブロック６の詳細が図２（ｂ）に
示されている。信号処理ブロック６は、デジタルローパ
スフィルタとしての役割を果たすものであり、図２
（ｂ）に示されるように、データ入力端子ＩＮとシフト
用のクロック入力端子ＣＫを有するｎステージ（同図に
は示されいていないがこの例では８ステージとして説明
する）のシフトレジスタ６１と、入力端子ＩＮ２から入
力される受光有無判別信号の‘Ｈ’の立ち上がりでセッ
トされ、入力端子ＩＮ１から入力される取り込みタイミ
ング規定パルスの‘Ｈ’の立ち上がりでリセットされる
ＲＳフリップフロップ６２と、シフトレジスタ６１の各
ステージ出力の論理積を取るＡＮＤゲート６３と、同様
に各ステージ出力の反転論理和を取るＮＯＲゲート６４
と、ＡＮＤゲート６３の出力の‘Ｈ’の立ち上がりでセ
ットされかつＮＯＲゲート６４の出力の‘Ｈ’の立ち上
がりでリセットされるＲＳフリップフロップ６５とを備
えている。

【００６５】ここで、シフトレジスタ６１のクロック入
力端子ＣＫには、入力端子ＩＮ１からの取込タイミング
規定パルスが入力される。このことから、信号処理ブロ
ック６においては、取り込みタイミング規定パルスに基
づいてシフト動作が行われ、入力端子ＩＮ２から入力さ
れる受光有無判別信号‘Ｈ’または‘Ｌ’は、ＲＳフリ
ップフロップ６２を介してシフトレジスタ６１の初段ス
テージへと取り込まれ、同時に格段のステージは順次後
段へとシフトされる。なお、フリップフロップ６２は、
受光レベル判別ブロック５のサンプリングゲート開期間
中における出力端子ＯＵＴの出力‘Ｈ’を保持するもの
である。すなわち、シフトレジスタ６１への取り込み前
のサンプリングゲート開期間中に、受光有無判別信号が
一度でも‘Ｈ’を出力すれば、シフトレジスタには
‘Ｈ’が入力される。

【００６６】なお、入力端子ＩＮ１からＲＳフリップフ
ロップ６２のリセット端子Ｒへのパルス入力タイミング
（ＲＳフリップフロップ６２のリセットタイミング）
は、同入力端子ＩＮ１からシフトレジスタ６１のクロッ
ク入力端子ＣＫへのパルス入力タイミング（シフトレジ
スタへのデータ取り込みタイミング）からわずかに遅延
させる必要がある。そのため、実際には、入力端子ＩＮ
１とＲＳフリップフロップ６２のリセット端子Ｒとの間
には遅延回路等が設けられるが、ここでの図示は省略さ
れている。

【００６７】シフトレジスタ６１の各ステージ（この例
では８ステージ）がすべて‘Ｈ’を示す‘１’のとき、
ＡＮＤゲート６３の出力は‘Ｈ’となり、その‘Ｈ’の
立ち上がりでフリップフロップ６５はセット状態とな
る。このとき、フリップフロップ６５の出力（この例で
は、オンオフ判定結果を示すセンサ出力）は、自身の投
光パルスを正常に受け取ったことを示す‘Ｈ’となる。
一方、シフトレジスタ６１の各ステージがすべて‘Ｌ’
を示す‘０’のときには、ＮＯＲ回路６４のＱ出力が
‘Ｈ’となり、フリップフロップ６５はリセット状態と
なる。これにより、フリップフロップ６５のＱ出力は、
再びＡＮＤゲート６３からのセット入力があるまで
‘Ｌ’となる。

【００６８】このように、本発明の第１実施形態の光電
センサにおいては、受光部２において、光パルスが所定
回数連続して受け取られたときに限り、‘Ｈ’を出力す
るデジタルローパスフィルタが具備されている。また、
一度‘Ｈ’の出力がなされると、シフトレジスタ６１の
各ステージがすべて‘０’となるまで‘Ｈ’の出力が継
続される。

【００６９】次に、本発明の要部ともなるパルス生成ブ
ロック４について詳細に説明する。パルス生成ブロック
４の詳細構成が図３の回路図により示されている。

【００７０】同図に示されるように、パルス生成ブロッ
ク４は、データ入力端子ＩＮとリセット信号入力端子Ｒ
ＳＴとを有してカウント値ｎ（ｎ＝０〜１５９）をカウ
ントするためのカウンタ４８と、入力端子ＩＮ２の出力
側に並列に設けられた２台のコンパレータ４１（ＣＭＰ
１），４２（ＣＭＰ２）と、これら両コンパレータの出
力の論理和を取るＯＲゲート４３と、カウンタ４８のカ
ウント値が‘１’のとき生成されるパルス出力とＯＲゲ
ート４３の出力との論理積を取るＡＮＤゲート４４と、
ＡＮＤゲート４４の出力を反転させるＮＯＴゲート４５
と、ＮＯＴゲート４５の出力（ＡＮＤゲート４４の出力
が‘Ｌ’）の‘Ｈ’の立ち上がりでセットされ、ＡＮＤ
ゲートの出力の‘Ｈ’の立ち上がりでリセットされるＲ
Ｓフリップフロップ４６と、ＲＳフリップフロップ４６
の出力と入力端子ＩＮ１からの入力（クロックパルス）
との論理積を取るＡＮＤゲート４７とを備えている。

【００７１】カウンタ４８は、ＡＮＤゲート４７からデ
ータ入力端子ＩＮ（カウンタ４８）に入力されるクロッ
クパルスに基づいてカウント値ｎを順次歩進させ、カウ
ント値ｎに基づき、先にも説明したように、投受光制御
のための３種の制御パルス（ＯＵＴ１〜ＯＵＴ３）を含
む様々なパルスを出力する。具体的には、ノイズチェッ
クタイミングの到来を示すカウント値ｎ＝１のとき、Ａ
ＮＤゲート４４へとクロックパルスを出力する。また、
カウント値ｎ＝２〜５のとき、出力端子ＯＵＴ１から投
光タイミング規定パルスを投光部１へ出力する。これに
より、投光部１から光パルスが送出される。また、カウ
ント値ｎ＝６〜７のとき、出力端子ＯＵＴ２から受光レ
ベル判別ブロック５へとゲート開タイミング規定パルス
を出力する。カウント値ｎ＝８のとき、出力端子ＯＵＴ
３から信号処理ブロック６へと取込タイミング規定パル
スを出力する。さらに、カウント値ｎ＝１５９のときに
は、リセットパルスを自身のリセット信号入力端子ＲＳ
Ｔへと出力する。これにより、カウント値ｎは‘０’と
なる。なお、カウント値‘０’は、カウンタ４８中には
図示されていない。

【００７２】図から読みとれるように、カウンタ４８の
入力端子ＩＮには、ＲＳフリップフロップ４６がセット
状態（Ｑ＝‘Ｈ’）にあるときは、入力端子ＩＮ１から
のクロックパルスがＡＮＤゲート４７を介して入力され
るから、入力端子ＩＮ１からのクロックパルスに基づき
カウント動作が行われてカウント値ｎが１ずつ歩進され
る。一方、ＲＳフリップフロップ４６がリセット状態
（Ｑ＝‘Ｌ’）にあるときには、ＡＮＤゲート４７の出
力は‘Ｌ’となるため、クロックパルスはＡＮＤゲート
４７を通過できないので、ＲＳフリップフロップ４６が
再度セット状態となるまでカウント値ｎの歩進は停止さ
れる。

【００７３】ＡＮＤゲート４４は、ノイズチェックタイ
ミング到来時（カウント値ｎ＝１のとき）に、ＯＲゲー
ト４３の出力が‘Ｈ’のときに限り‘Ｈ’を出力する。
ＲＳフリップフロップ４６は、ＡＮＤゲート４４の出力
の‘Ｈ’の立ち上がりでリセットされ、ＡＮＤゲート４
４の出力が‘Ｌ’のときＮＯＴゲート４５によりその出
力が反転され、‘Ｈ’の立ち上がりでセット状態とされ
る。そのため、ＲＳフリップフロップ４６は、ノイズチ
ェックタイミング到来時に、ＯＲゲート４３の出力が
‘Ｈ’のときに限り、リセットされる。したがって、カ
ウント値ｎの歩進が停止されるのは、ｎ＝１かつＯＲゲ
ート４３の出力が‘Ｈ’のときのみとされている。ここ
で、ＯＲゲート４３の出力は、２つのコンパレータ４
１，４２の出力がいずれも‘Ｌ’であるときにのみ
‘Ｌ’となるから、カウント値ｎの歩進が停止されるの
は、ｎ＝１かつ２つのコンパレータ（ＣＰＭ１）４１，
（ＣＰＭ２）４２の何れかの出力が‘Ｈ’のときのみと
なる。

【００７４】２つのコンパレータ（ＣＭＰ１）４１，
（ＣＭＰ２）４２は、入力端子ＩＮ２から入力される受
光信号の値Ｖに基づき、受光状態を常時監視するもので
あり、第１のコンパレータ（ＣＭＰ１）４１の非反転入
力端子（＋）には、入力端子ＩＮ２からの受光信号Ｖが
入力され、反転入力端子（−）には、比較用閾値Ｖｔｈ
１が入力される。すなわち、第１のコンパレータ（ＣＭ
Ｐ１）４１の出力は、Ｖ≧Ｖｔｈ１のときには‘Ｈ’と
なり、Ｖ＜Ｖｔｈ１のときには‘Ｌ’となる。なお、閾
値Ｖｔｈ１は、交流ゼロレベル近傍の正極性閾値であ
り、その値は例えば＋２５ｍＶに設定されている。

【００７５】一方、第２のコンパレータ（ＣＭＰ２）４
２の反転入力端子（−）には受光信号の値Ｖが入力さ
れ、非反転入力端子（＋）には、比較用閾値Ｖｔｈ２が
入力される。すなわち、第２のコンパレータ（ＣＭＰ
２）４２の出力は、Ｖ＞Ｖｔｈ２のときには‘Ｌ’とな
り、Ｖ≦Ｖｔｈ２のときには‘Ｈ’となる。なお、この
比較用閾値Ｖｔｈ２は、交流ゼロレベル近傍の負極性閾
値とされ、その値は例えば−２５ｍＶに設定されてい
る。したがって、ＯＲゲート４３の出力は、Ｖｔｈ２＜
Ｖ＜Ｖｔｈ１のときに限り、‘Ｌ’となる。

【００７６】したがって、パルス生成ブロック４によれ
ば、ノイズチェックタイミング到来時（この例では投光
タイミング直前、すなわち自身の光パルス非投光時）
に、受光信号の値Ｖが両閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２で挟ま
れる０近傍の出力範囲内に存在しない場合には、Ｖｔｈ
２＜Ｖ＜Ｖｔｈ１となるまで、カウント値ｎ＝１に維持
されるから、再び受光出力がＶｔｈ２＜Ｖ＜Ｖｔｈ１と
なるまで、出力端子ＯＵＴ１からの投光タイミング規定
パルスの送出は遅延されることとなる。

【００７７】次に、上述の回路構成に基づくパルス生成
ブロック４における処理内容を図４のフローチャートに
基づき説明する。なお、同フローチャートは、パルス生
成ブロック４の処理をマイコンにおけるソフト処理で行
う場合の処理内容を示すものとしても理解されるべきで
ある。

【００７８】パルス生成ブロック４においては、上述し
たように、カウンタ４８のカウント値ｎがノイズチェッ
クタイミング到来を示す‘１’のとき（ステップ４０１
ＹＥＳ）、コンパレータＣＭＰ１，ＣＭＰ２を介してノ
イズ光に基づく受光状態（受光信号Ｖ）を確認する（ス
テップ４０２）。

【００７９】ここで、Ｖｔｈ２＜Ｖ＜Ｖｔｈ１であると
きには（ステップ４０３ＹＥＳ）、カウント値が歩進さ
れ（ステップ４０５）、カウント値ｎ＝２となり、ステ
ップ４０６へと進む（ステップ４０１ＮＯ）。一方、Ｖ
≦Ｖｔｈ２、又は、Ｖ≧Ｖｔｈ１であるときには（ステ
ップ４０３ＮＯ）、ステップ４０３においてＶｔｈ２＜
Ｖ＜Ｖｔｈ１が確認されるまで、カウント値の歩進を
‘１’のまま停止させる（ステップ４０４）。

【００８０】カウント値ｎ＝２〜５のときは、出力端子
ＯＵＴ１から投光タイミング規定パルスが出力される。
これにより、投光部１からパルス光が投光される（ステ
ップ４０７）。１回分の投光タイミング規定パルスが出
力されると、次いで、ステップ４０５においてカウント
値の歩進が行われ、カウント値＝６となるまで、ステッ
プ４０６ＹＥＳ、ステップ４０７、ステップ４０５の処
理が繰り返される。これにより投光タイミング規定パル
ス４個分に相当する約２．５μｓ（４×０．６２５μ
ｓ）の間、投光が行われる。

【００８１】カウント値ｎ＝６〜７のときには（ステッ
プ４０８ＹＥＳ）、出力端子ＯＵＴ２からゲート開タイ
ミング規定パルスが出力される（ステップ４０９）。こ
れにより、受光レベル判別ブロック５内においては、サ
ンプリングゲートが開かれ、そのとき入力端子ＩＮ２に
供給されている受光信号がレベル弁別されて受光有無判
別信号が生成出力されることとなる。１回分のゲート開
タイミング規定パルスが出力されると、次いで、ステッ
プ４０５においてカウント値の歩進が行われ、カウント
値＝８となるまで、ステップ４０８ＹＥＳ、ステップ４
０９、ステップ４０５の処理が繰り返される。

【００８２】カウント値ｎ＝８のときには（ステップ４
１０ＹＥＳ）、出力端子ＯＵＴ３から取込タイミング規
定パルスが出力される（ステップ４１１）。これによ
り、信号処理ブロック６は、入力端子ＩＮ２から入力さ
れる受光有無判別信号（受光有無判別結果‘Ｈ’，
‘Ｌ’）をシフトレジスタの初段ステージへと入力し、
同時に格段ステージの内容をシフトさせる。すなわち、
この例では、ステップ４０７に基づく１回分（４パルス
分）の投光に対し、１ステージ分の受光有無判別信号が
得られるから、おおよそ、１００μｓ（公称投光周期）
×８（ステージ数）毎に、センサ出力‘Ｈ’または
‘Ｌ’が出力されることとなる。

【００８３】カウント値ｎ＝１５９となると（ステップ
４１２）、リセットパルスが生成され、自身（カウンタ
４８）のリセット信号入力端子ＲＳＴへと入力される。
これにより、カウント値ｎ＝０となり、その後再びカウ
ンタの歩進制御が行われる（ステップ４０５）。

【００８４】なお、カウント値ｎ＝９〜１５８のとき
は、ステップ４０５で示されるカウント値の歩進が行わ
れるのみとなる。

【００８５】次に、上述の回路構成に基づき実現される
本発明の第１実施形態の光電センサの動作内容を図５の
タイミングチャートに基づき説明する。

【００８６】同図において、Ｖｔｈ３は受光レベル判別
ブロック５が有するコンパレータ（ＣＭＰ３）５１の検
出用閾値Ｖｔｈ３（５５ｍＶ）、ＡＣ０は交流ゼロレベ
ル、Ｖｔｈ１はパルス生成ブロック４が有する第１のコ
ンパレータ（ＣＭＰ１）４１の正極性閾値Ｖｔｈ１（＋
２５ｍＶ）、Ｖｔｈ２はパルス生成ブロック４が有する
第２のコンパレータ（ＣＭＰ２）４２の負極性閾値Ｖｔ
ｈ２（−２５ｍＶ）、ＣＭＰ３は第３のコンパレータ
（ＣＭＰ３）５１の‘Ｈ’，‘Ｌ’に基づく出力状態、
ＣＭＰ１はコンパレータ（ＣＭＰ１）４１の出力状態、
ＣＭＰ２はコンパレータ（ＣＭＰ２）４２の出力状態、
‘カウンタ’はパルス生成ブロック４が有するＡＮＤゲ
ート４７の出力（カウンタへの入力）状態、ＯＵＴ１は
パルス生成ブロック４の出力端子ＯＵＴ１から出力され
る投光タイミング規定パルスの出力状態、ＯＵＴ２はパ
ルス生成ブロック４の出力端子ＯＵＴ２から出力される
ゲート開タイミング規定パルスの出力状態をそれぞれ示
している。

【００８７】また、Ｗｓは、正極性ピークを有する（極
性が‘正’である）自身の投光パルスに基づく受光信号
波形、Ｗｎはノイズ光に基づく受光信号波形（交流波
形）をそれぞれ示している。なお、本実施例において
は、受光信号波形Ｗｎとしては、周波数５０ｋＨｚのイ
ンバータ蛍光灯によるものがその一例として示されてい
る。

【００８８】なお、同タイミングチャートには、自身の
投光パルスに基づく受光信号波形Ｗｓ１〜Ｗｓ３の３つ
（投光３回分）が同時に描かれているが、受光信号波形
Ｗｓ２，Ｗｓ３は、第１実施形態の動作内容の理解を容
易とするための予備的記載であり、実際にこのようなタ
イミングで投光が行われることを意味するものではな
い。

【００８９】同タイミングチャートに示されるように、
第３のコンパレータ（ＣＭＰ３）５１の出力状態は、自
身の投光パルス、ノイズ光に拘わらず、受光信号の値Ｖ
が閾値Ｖｔｈ３を越えているとき‘Ｈ’となっている。
また、第１のコンパレータ（ＣＭＰ１）４１の出力状態
は、受光信号の値Ｖが閾値Ｖｔｈ１を越えるとき‘Ｈ’
となっている。また、コンパレータＣＭＰ２の出力状態
は、受光信号の値Ｖが閾値Ｖｔｈ２を下回るとき‘Ｈ’
となっている。

【００９０】符号で示されるタイミングでノイズチェ
ックタイミングが到来した場合（カウント値ｎ＝１）に
は、このときの受光信号波形Ｗｎの出力レベルが閾値Ｖ
ｔｈ１を越えているため、第１のコンパレータ（ＣＭＰ
１）４１の出力状態は‘Ｈ’であり、カウント値ｎの歩
進が停止され、ＯＵＴ１の出力状態は‘Ｌ’である。そ
の後、受光信号波形Ｗｎの出力レベルが閾値Ｖｔｈ１を
下回ったとき、カウント値ｎの歩進が再開され、それに
より符号で示されるタイミングでＯＵＴ１の出力状態
は‘Ｈ’となり投光が行われる（カウント値ｎ＝２〜
５）。次いで、符号で示されるタイミングでＯＵＴ２
の出力状態が‘Ｈ’となり受光サンプリングゲートが
‘開’とされる。なお、このときの投光により出現する
受光信号波形を示したのがＷｓ１である。実際にはノイ
ズ波形Ｗｎとの複合波形が出現するがここでは理解を容
易とするためそれぞれ別個の波形として示している。

【００９１】一方、符号で示されるタイミングでノイ
ズチェックタイミングが到来した場合には（カウント値
ｎ＝１）、このときの受光信号波形Ｗｎの出力レベルは
閾値Ｖｔｈ１と閾値Ｖｔｈ２との間にあるため、カウン
タが引き続き歩進され直ちに投光が行われ（カウント値
ｎ＝２〜５）、符号で示されるタイミングで受光サン
プリングゲートが‘開’とされる。なお、このときの投
光により出現する受光信号波形を示したのがＷｓ２であ
る。

【００９２】また、符号で示されるタイミングでノイ
ズチェックタイミングが到来した場合には（カウント値
ｎ＝１）、このときの受光信号波形Ｗｎの出力レベルが
閾値Ｖｔｈ２を下回っているため、第２のコンパレータ
（ＣＭＰ２）４２の出力状態は‘Ｈ’であり、カウント
値ｎの歩進が停止され、ＯＵＴ１の出力状態は‘Ｌ’と
なる。その後、受光信号波形Ｗｎの出力レベルが閾値Ｖ
ｔｈ２を越えたとき、カウント値ｎの歩進が再開され、
それにより符号で示されるタイミングでＯＵＴ１の出
力状態は‘Ｈ’となり投光が行われる（カウント値ｎ＝
２〜５）。次いで、符号で示されるタイミングでＯＵ
Ｔ２の出力状態が‘Ｈ’となり受光サンプリングゲート
が‘開’とされる。なお、このときの投光により出現す
る受光信号波形を示したのがＷｓ３である。

【００９３】なお、図５には直接示されていないが、ノ
イズ光が存在しない場合（受光信号波形Ｗｎが出現しな
い場合）には、ノイズチェックタイミング到来時には、
出力レベルはほぼ‘０’でありＶｔｈ１とＶｔｈ２との
間に収まっているため、公称投光周期である１００μｓ
毎に投光が行われることとなる。

【００９４】このように、本発明の第１実施形態におい
ては、ノイズ光に基づく受光信号波形Ｗｎのゼロクロス
タイミング（この例ではＶｔｈ２＜Ｖ＜Ｖｔｈ１のと
き）と受光サンプリングゲートの開タイミングとが一致
するように投光を制御するため、自身の投光パルスに基
づく受光信号波形とノイズ光に基づく受光信号波形の山
（ピーク）とが重ならず、ノイズ光による影響を最小限
に抑えた正確な検出動作を行うことが可能となる。

【００９５】次に、本発明の第２実施形態による光電セ
ンサを示す。第２実施形態が第１実施形態と異なる点
は、パルス生成ブロック４の回路構成にある。その他の
構成は、第１実施形態と同様であるため、その説明は省
略する。

【００９６】第２実施形態におけるパルス生成ブロック
４の詳細構成が図６の回路図に示されている。

【００９７】同図に示されるように、第２実施形態にお
けるパルス生成ブロック４は、データ入力端子ＩＮとリ
セット信号入力端子ＲＳＴとを有しカウント値ｎ（ｎ＝
０〜１５９）をカウントするカウンタ４８と、入力端子
ＩＮ２の出力側に設けられた第１のコンパレータ（ＣＭ
Ｐ１）４１と、このコンパレータ（ＣＭＰ１）４１の出
力側に設けられるダウンエッジ検出回路（１）８０と、
カウンタ４８のカウント値が‘１’のとき生成されるパ
ルス出力でリセットされ、エッジ検出回路（１）８０の
出力または遅延監視タイマ（Ｔ１）４９の出力でセット
されるＲＳフリップフロップ４６と、リセット信号入力
端子ＲＳＴと出力端子ＵＰとを有する遅延監視タイマＴ
１（４９）とを有している。なお、同図に示される入力
端子ＩＮ１，ＩＮ２、出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ３、Ｒ
Ｓフリップフロップ４６、ＡＮＤゲート４７には第１実
施形態と同一構成のものが使用されているため、それら
については第１実施形態と同一の符号を付すことにより
ここではその詳細説明を省略する。

【００９８】エッジ検出回路（１）８０は、第１のコン
パレータ（ＣＭＰ１）４１の出力に現れるパルス波形の
ダウンエッジを検出するものであり、ダウンエッジが検
出されたとき‘Ｈ’を出力する。なお、図から明らかで
あるように、第２実施形態においては、第１実施形態で
示された第２のコンパレータ（ＣＭＰ２）４２は使用さ
れていない。すなわち、この例では、第１のコンパレー
タ（ＣＭＰ１）４１の有する閾値Ｖｔｈ１のみに基づ
き、ノイズ光に基づく受光信号のレベルが交流ゼロレベ
ルを横切る寸前のタイミングを検出するようにしてい
る。この詳細については、図８のタイミングチャートと
ともに後述する。

【００９９】遅延監視タイマＴ１は、投光遅延限界時間
ｔの経過を監視するものであり、ノイズチェックタイミ
ングの到来と共に投光遅延限界時間ｔの減算を開始し、
時間ｔが経過すると出力端子ＵＰから‘Ｈ’を出力す
る。

【０１００】したがって、ＲＳフリップフロップ４６
は、ノイズチェックタイミングの到来と共に（カウント
値ｎ＝１のとき）リセットされ、その後、エッジ検出回
路（１）８０によりダウンエッジが検出されるか、また
は、ダウンエッジが検出されないまま投光遅延限界時間
ｔが経過したときのみセットされる。すなわち、第２実
施形態におけるパルス生成ブロック４によれば、ノイズ
チェックタイミングの到来後、エッジ検出回路（１）８
０により最新のダウンエッジが検出されるまではカウン
タ４８のカウント値の歩進は停止されるから、それによ
り投光が遅延されることとなる。一方で、ダウンエッジ
が検出されないまま投光遅延限界時間ｔが経過したとき
には、カウント値の歩進が再開されるから、それにより
投光遅延が解除され、投光部１からのパルス投光が開始
されることとなる。

【０１０１】なお、この例では、投光遅延限界時間ｔ
は、先に示した公称投光周期（１００μｓ）よりも長い
２００μｓに設定されている。また第１実施形態と同
様、第２実施形態においても、カウント値ｎの歩進停止
がない場合には、１６０（カウント数）×０．６２５μ
ｓ＝１００μｓの周期で１回分（４パルス分）の投光が
行われるように設定されているため、第２実施形態によ
れば、最低でも３００μｓに一度は投光が行われること
となる。

【０１０２】次に、第２実施形態におけるパルス生成ブ
ロック４の処理内容を図７のフローチャートに基づき説
明する。なお、同フローチャートは、パルス生成ブロッ
ク４の処理をマイコンにおけるソフト処理で行う場合の
処理内容を示すものとしても理解されるべきである。

【０１０３】第２実施形態におけるパルス生成ブロック
４においては、第１実施形態におけるそれと同様、カウ
ンタ４８のカウント値ｎがノイズチェックタイミング到
来を示す‘１’のとき（ステップ７０１ＹＥＳ）、遅延
監視タイマＴ１がリセットされ、これにより投光遅延限
界時間ｔの減算が開始される（ステップ７０２）。同時
に、第１のコンパレータ（ＣＭＰ１）４１、エッジ検出
回路（１）８０を介して受光状態、すなわち、受光信号
の値Ｖが交流ゼロレベルを横切る寸前のタイミングにあ
るか否かが確認される（ステップ７０３）。ここでダウ
ンエッジがあるときには（ステップ７０４ＹＥＳ）、カ
ウント値が歩進され（ステップ７０７）、カウント値ｎ
＝２となり、先に図４で示したフローチャートのステッ
プ４０６へとすすむ。その後の処理内容は、同フローチ
ャートと同様であるので、その説明は省略する。

【０１０４】一方、ステップ７０４において、ダウンエ
ッジが検出されないときには（ステップ７０４ＮＯ）、
ダウンエッジが検出されるか、投光遅延限界時間ｔが経
過するまで、カウンタの歩進は停止される（ステップ７
０４ＮＯ，ステップ７０５ＮＯ，ステップ７０６）。な
お、ステップ７０４においてダウンエッジが検出されな
いときでも、投光遅延限界時間ｔが経過するか（ステッ
プ７０５ＹＥＳ）、あるいは、ダウンエッジが新たに検
出されると（ステップ７０４ＹＥＳ）、カウント値ｎの
歩進停止が解除され、引き続き図４のフローチャート中
ステップ４０６〜４１３で示した処理が行われることと
なる。

【０１０５】次に、第２実施形態におけるパルス生成ブ
ロック４の動作内容を図８のタイミングチャートに基づ
き説明する。

【０１０６】同図において、Ｖｔｈ３は受光レベル判別
ブロック５が有する第３のコンパレータ（ＣＭＰ３）５
１の検出用閾値Ｖｔｈ３（５５ｍＶ）、ＡＣ０は交流ゼ
ロレベル、Ｖｔｈ１はパルス生成ブロック４が有する第
１のコンパレータ（ＣＭＰ１）４１の正極性閾値Ｖｔｈ
１（＋２５ｍＶ）、ＣＭＰ３は第３のコンパレータ（Ｃ
ＭＰ３）５１の出力状態、ＣＭＰ１は第１のコンパレー
タ（ＣＭＰ１）４１の出力状態、‘カウンタ’はパルス
生成ブロック４が有するＡＮＤゲート４７の出力（カウ
ンタへの入力）状態、ＯＵＴ１はパルス生成ブロック４
の出力端子ＯＵＴ１からの投光タイミング規定パルスの
出力状態、ＯＵＴ２はパルス生成ブロック４の出力端子
ＯＵＴ２からのゲート開タイミング規定パルスの出力状
態をそれぞれ示している。

【０１０７】また、Ｗｓは自身の投光パルスに基づく受
光信号波形、Ｗｎはノイズ光に基づく受光信号波形をそ
れぞれ示している。なお、この例においても、ノイズに
基づく受光信号波形Ｗｎとしては、周波数５０ｋＨｚの
インバータ蛍光灯によるものがその一例として示されて
いる。

【０１０８】同タイミングチャートに示されるように、
第３のコンパレータ（ＣＭＰ３）５１の出力状態は、自
身の投光パルス、ノイズ光に拘わらず、受光信号の値Ｖ
が閾値Ｖｔｈ３を越えているとき‘Ｈ’となっている。
また、第１のコンパレータ（ＣＭＰ１）４１の出力状態
は、受光信号の値Ｖが閾値Ｖｔｈ１を越えるとき‘Ｈ’
となっている。

【０１０９】同図において、符号で示されるタイミン
グでノイズチェックタイミングが到来した場合（カウン
ト値ｎ＝１）には、このときの受光信号波形Ｗｎの出力
レベルが閾値Ｖｔｈ１を越えているため、第１のコンパ
レータ（ＣＭＰ１）４１の出力状態は‘Ｈ’であり、こ
れによりカウント値ｎの歩進が停止され、ＯＵＴ１の出
力状態は‘Ｌ’となる。その後、受光信号波形Ｗｎの出
力レベルが閾値Ｖｔｈ１を下回る瞬間、すなわち、第１
のコンパレータ（ＣＭＰ１）４１の出力に基づくパルス
波形上のダウンエッジが検出されると、カウント値ｎの
歩進が再開され、それにより符号で示されるタイミン
グでＯＵＴ１の出力状態は‘Ｈ’となり投光が行われる
（カウント値ｎ＝２〜５）。次いで、符号で示される
タイミングでＯＵＴ２の出力状態が‘Ｈ’となり受光サ
ンプリングゲートが‘開’とされる。

【０１１０】なお、図８のタイミングチャートには直接
は示されていないが、ノイズ光が存在しない場合（受光
信号波形Ｗｎが出現しない場合）には、第１のコンパレ
ータ（ＣＭＰ１）４１の出力は常時‘Ｌ’であるため、
ダウンエッジは検出されない（ダウンエッジに基づく投
光トリガがない）。しかしながら、この場合には、１０
０μｓ毎のノイズチェックタイミング到来後、遅延監視
タイマ（２００μｓ）が働くため、３００μｓに１回は
投光が行われることとなる。

【０１１１】なお、図８に示されるように、このとき、
受光サンプリングゲートの開タイミングは、自身の投光
パルスに基づく受光信号波形上のピーク位置、並びにノ
イズ光に基づく受光信号波形のゼロクロスタイミングと
ほぼ一致している。すなわち、本発明の第２実施形態に
おいては、ノイズ光に基づく受光出力が交流ゼロレベル
を横切る寸前のタイミングを閾値Ｖｔｈ１に基づき検出
すると共に、そのタイミングと投光タイミングとの間に
同期をとることにより、自身の投光パルスに基づく受光
信号波形のピーク出現タイミングを、ノイズ光に基づく
受光信号波形のゼロクロスタイミングに一致させるもの
である。

【０１１２】したがって、第２実施形態による光電セン
サは、ノイズ出力状態に対する投光タイミングが必ずし
も同一ではない第１実施形態の光電センサに比して、ゼ
ロクロスタイミングとサンプリングゲートの開タイミン
グとをより確実に一致させることができる。しかも、ゼ
ロクロスタイミングは、ノイズ光に基づく受光信号波形
Ｗｎの極性が自身の投光パルスに基づく受光信号波形Ｗ
ｓの極性と反対の極性へと移行するときのゼロクロスタ
イミングであるから、高周波ノイズが受光出力ライン上
に出現するような場合にも、受光信号波形ＷｎとＷｓの
山が同一極性において重なることはなく、正確な検出動
作を行うことが可能となる。

【０１１３】なお、第２実施形態においては、受光信号
波形Ｗｎの出力レベルが正極性閾値Ｖｔｈ１を下回る瞬
間（または直後）に投光を開始するための構成を示し
た。すなわち、第２実施形態は、ゼロクロスタイミング
として、ノイズ光に基づく受光信号波形Ｗｎの極性が自
身の投光したパルス光に基づく受光信号波形Ｗｓの極性
と反対の極性へと移行するときの特定ゼロクロスタイミ
ングを選択したものであるが、ゼロクロスタイミングと
してはもう一方のゼロクロスタイミング、すなわち、ノ
イズ受光信号波形Ｗｎの極性が自身の受光信号波形Ｗｓ
の極性と同極性へと移行するときのゼロクロスタイミン
グを含ませるようにすることもできる。

【０１１４】両ゼロクロスタイミングの寸前タイミング
で投光を行うようにした本発明の第３実施形態における
パルス生成ブロック４の回路構成が図９に示されてい
る。

【０１１５】第３実施形態が第２実施形態と異なる点
は、第２実施形態における第１のコンパレータ（ＣＭＰ
１）４１、エッジ検出回路（１）８０に加え、第２のコ
ンパレータ（ＣＭＰ２）４２及びエッジ検出回路（２）
８１が、ＯＲゲート８２を介してフリップフロップのセ
ット入力端子Ｓに並列に接続されている点である。この
例では、エッジ検出回路（２）８１は、エッジ検出回路
（１）８０と同様の原理で第２のコンパレータ（ＣＭＰ
２）４２の出力にパルス波形上のダウンエッジを検出す
る。

【０１１６】なお、第２のコンパレータ（ＣＭＰ２）４
２の構成は、先に第１実施形態で示したそれと同一のも
のが使用されている。また、同図において、第１、第２
の実施形態と同一箇所には同一符号を付してその説明を
省略する。

【０１１７】すなわち、第３実施形態においては、第１
のコンパレータ（ＣＭＰ１）４１の有する閾値Ｖｔｈ１
及び第２のコンパレータ（ＣＭＰ２）４２の有する閾値
Ｖｔｈ２に基づき、ノイズ光に基づく受光信号レベルＶ
が交流ゼロレベルを横切る２つの寸前タイミングを検出
するようにしている。これにより、ノイズに基づく受光
出力レベルが正極性閾値Ｖｔｈ１を下回る瞬間に加え、
負極性閾値Ｖｔｈ２を越える瞬間での投光も可能として
いる。なお、第３実施形態の光電センサにおける処理及
び動作の詳細内容は、先に説明した第２実施形態の説明
を参照することにより、当業者であれば容易に理解され
るであろうから、ここではその説明を省略する。

【０１１８】次に、本発明の第４実施形態によるモード
切換型光電センサを示す。第４実施形態の光電センサ
は、前回の投光から公称投光周期が経過した後（この例
ではカウンタ４８のｎ＝１となった後）、受光信号波形
上にゼロクロス相当タイミング又は特定ゼロクロス相当
タイミングが到来するのを待って投光を行う第１の動作
モードと、公称投光周期が経過するのを待って直ちに又
は規定のノイズ回避時間が経過するのを待って直ちに投
光を行う第２の動作モードとを有するものである。

【０１１９】また、第４実施形態の光電センサはノイズ
検出機能も有しており、ノイズが検出されたときには、
第１のモードへと、ノイズが検出されないときには第２
のモードへと自動切り換えするための切り換え機能も有
している。以下にその詳細を説明する。

【０１２０】第４実施形態の全体構成が図１０に示され
ている。同図に示されるように、第４実施形態による光
電センサは、投光部１と、受光部２と、発振部３と、そ
れぞれ２つの入力端子ＩＮ１，ＩＮ２及び３つの出力端
子ＯＵＴ１〜３を有するパルス生成ブロック４ａ，４ｂ
と、受光レベル判別ブロック５と、信号処理ブロック６
と、６つの入力端子ＩＮ１ａ，ＩＮ２ａ，ＩＮ３ａ，Ｉ
Ｎ１ｂ，ＩＮ２ｂ，ＩＮ３ｂと３つの出力端子ＯＵＴ１
〜３と切り換え用入力端子ＩＮ０とを有する切り換えブ
ロック７と、２つの入力端子ＩＮ１，ＩＮ２と出力端子
ＯＵＴを有するノイズ検出ブロック８とを含んでいる。

【０１２１】投光部１、受光部２、発振部３、受光レベ
ル判別ブロック５、信号処理ブロック６については、先
に示した第１実施形態乃至第３実施形態で示したものと
同一であるからその説明は省略する。

【０１２２】ノイズ検出ブロック８は、受光信号が交流
波形を描いて周期的に変動するようなノイズ光やノイズ
電波が存在するか否かを検出するノイズ検出機能を実現
するものであり、検出結果に基づくノイズ検出有無信号
を出力端子ＯＵＴから出力する。これについては、後に
詳細を示すものとする。

【０１２３】切り換えブロック７は、ノイズ検出ブロッ
ク８から出力されるノイズ検出有無信号に基づき、動作
モードを第１のモードと第２のモードとに適宜切り換え
るためのものである。

【０１２４】具体的には、入力端子ＩＮ０にノイズ検出
ブロック８からタイムアップ信号（ノイズ検出有無判定
信号に相当、詳細は後述する）が入力されたときには、
‘ノイズ無し’とみなして、動作モードは第２のモード
に切り換え、或いは維持される。第２のモードでは、パ
ルス生成ブロック４ｂの出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ３の
出力信号（制御パルス）が入力端子ＩＮ１ａ〜３ａを介
して取り込まれ、切り換えブロック７の対応する出力端
子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ３からそれぞれ出力される。なお、
この例では、初期設定（デフォルト）はこの第２のモー
ドとなっている。

【０１２５】一方、ノイズ検出ブロック８の出力端子Ｏ
ＵＴからの出力が一定時間（例えば２０μｓ）ないとき
には、‘ノイズ有り’とみなして、動作モードは第１の
モードに切り換え、或いは維持される。第１のモードで
は、パルス生成ブロック４ａの出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵ
Ｔ３の出力信号が入力端子ＩＮ１ｂ〜３ｂを介して取り
込まれ、切り換えブロック７の対応する出力端子ＯＵＴ
１〜ＯＵＴ３からそれぞれ出力される。

【０１２６】すなわち、この第４実施形態においては、
ノイズ検出ブロック８におけるノイズ検出有無判定結果
に基づき、パルス生成ブロック４ａ（第１のモード）と
４ｂ（第２のモード）とのいずれかが適宜に選択され、
それにより、何れかのパルス生成ブロックにおける出力
信号（投光タイミング規定パルス、ゲート開タイミング
規定パルス、取り込みタイミング規定パルス）ＯＵＴ１
〜ＯＵＴ３が、投光部１、受光レベル判別ブロック５、
信号処理ブロック６へとそれぞれ供給されることとな
る。

【０１２７】第１のモード選択時に使用されるパルス生
成ブロック４ａの回路構成が図１１の回路図に示されて
いる。

【０１２８】同図に示されるように、パルス生成ブロッ
ク４ａは、遅延監視タイマＴ１が無い点を除き、先に説
明した第２実施形態におけるパルス生成ブロック４と同
様の構成を有している。したがって、同一箇所には同一
の符号を付してその説明を省略する。パルス生成ブロッ
ク４ａは、第２実施形態のそれと同様に、ノイズに基づ
く受光信号波形Ｗｎの出力レベルが正極性閾値Ｖｔｈ１
を下回るときに投光を行うことにより、ノイズに基づく
受光信号波形の特定ゼロクロスタイミングとサンプリン
グゲートの開タイミングとを一致させるよう投光制御を
行うものである。

【０１２９】なお、第２実施形態のそれと異なり、この
パルス生成ブロック４ａには、遅延監視タイマＴ１が採
用されていないが、これは、この第１のモードが交流波
形を描くノイズに基づく受光信号が存在することを前提
として使用されるモードであるため、ダウンエッジが検
出されないまま投光が停止するといった不具合が生じる
可能性が低いためである。無論、突然ノイズに基づく受
光信号が消失するような場合を想定して遅延監視タイマ
Ｔ１を設けてもよいが、ここでは、タイマを省略するこ
とにより、装置全体の構成簡略化を図っている。

【０１３０】第２モード選択時に使用されるパルス生成
ブロック４ｂの回路構成が図１２の回路図により示され
ている。

【０１３１】同図に示されるように、パルス生成ブロッ
ク４ｂは、第１実施形態におけるパルス生成ブロック４
のそれとほぼ同様の構成を有している。第１実施形態と
異なる点は、第１実施形態におけるＮＯＴゲート４５に
代わり、ＡＮＤゲート４４からの出力でリセットされ、
規定時間ｔ２の経過と共にフリップフロップへセット信
号を出力する投光遅延タイマＴ２が採用されている点に
ある。

【０１３２】すなわち、パルス生成ブロック４ｂによれ
ば、前回の投光から公称投光周期が経過したとき（ノイ
ズチェックタイミング）に、入力端子ＩＮ２から入力さ
れる受光信号の値Ｖが、第１，第２のコンパレータ（Ｃ
ＭＰ１）４１，（ＣＭＰ２）４２の両閾値Ｖｔｈ１，Ｖ
ｔｈ２の間に存在しない場合には、何らかのノイズが単
発的に発生したものとして、規定時間ｔ２だけ投光タイ
ミングを遅延することによりそのような単発的ノイズを
回避するようにしている。なお、この例は、同種隣接セ
ンサからの投光パルスをノイズとみなして相互干渉防止
を図るような場合に好適であり、これを想定して規定時
間ｔ２＝４０μｓ（自身の公称投光周期１００μｓに基
づく）に設定されている。

【０１３３】ノイズ検出ブロック８の詳細構成が図１３
の回路図により示されている。同図に示されるように、
ノイズ検出ブロック８は、入力端子ＩＮ２の出力側に並
列に設けられた第１，第２のコンパレータ（ＣＭＰ１）
４１，（ＣＭＰ２）４２と、両コンパレータ出力の論理
和をとるＯＲゲート１３０１と、ＯＲゲート１３０１と
入力端子ＩＮ１からの出力の論理和をとるＯＲゲート１
３０２と、ＯＲゲート１３０２の出力でリセットされ規
定時間ｔ３（この例ではゼロクロス時間ｔ３＝２０μｓ
とする）が経過すると出力端子ＵＰを介してノイズ検出
有無判別信号としてのタイムアップ信号を出力する監視
タイマＴ３とを有している。

【０１３４】第１，第２のコンパレータ（ＣＭＰ１）４
１，（ＣＭＰ２）４２は、パルス生成ブロック４ｂのそ
れと同様の構成であり、出力レベルゼロ近傍の閾値Ｖｔ
ｈ１（＋２５ｍＶ），Ｖｔｈ２（−２５ｍＶ）をそれぞ
れ有している。

【０１３５】入力端子ＩＮ２を介して受光部２から入力
される受光信号の値Ｖは、両コンパレータにより閾値Ｖ
ｔｈ１，Ｖｔｈ２のそれぞれと比較され、何れか一方の
閾値を超える（または下回る）ときには、ＯＲゲート１
３０１，１３０２を介して、監視タイマＴ３のリセット
信号入力端子（ＲＳＴ）にパルスが入力され、これによ
り監視タイマＴ３がリセットされる。

【０１３６】入力端子ＩＮ１には、この例では、切り換
えブロック７の出力端子ＯＵＴ１から出力される投光タ
イミング規定パルスが入力される。入力端子ＩＮ１から
入力される投光タイミング規定パルスは、ＯＲゲート１
３０２を介して監視タイマＴ３のリセット信号入力端子
（ＲＳＴ）に入力され、これにより監視タイマＴ３がリ
セットされる。

【０１３７】監視タイマＴ３は、ノイズに基づく受光信
号の値Ｖがほぼ交流ゼロレベル（ここでは、＋２５ｍＶ
〜−２５ｍＶで規定されるゼロクロス範囲）に落ち着い
ている時間を計測（監視）するものであり、リセット信
号入力端子（ＲＳＴ）に“Ｈ”が入力されている間は計
測が停止される。すなわち、監視タイマＴ３は、入力端
子ＩＮ２から入力されるノイズに基づく受光信号の値Ｖ
が公称投光周期（この例では１００μｓ）よりも短い一
定時間ｔ３（２０μｓ）にわたり、上述のゼロクロス範
囲に維持されている場合に、出力端子ＵＰからノイズ無
し信号としてのタイムアップ信号を出力する。一方、途
中でノイズが発生等してゼロクロス範囲に維持されてい
る時間が２０μｓに満たない場合には、タイマＴ３はリ
セットされるため、出力端子ＵＰからはタイムアップ信
号が出力されず、このような状態が所定時間継続される
と、切り換えブロック７の側では、ノイズ有りとみなし
て第２のモードへの切り換えが行われる。

【０１３８】なお、上述の回路構成乃至説明からもわか
るように、第４実施形態におけるノイズ存在有無検出
は、投光から次の投光までのあいだ常時行われ、その都
度、第１と第２のモードが適宜に切り換え乃至維持され
る。

【０１３９】なお、上述の例では、投光から次の投光ま
での間において受光信号の値Ｖがほぼ交流ゼロレベルに
維持されている時間ｔｚ（ゼロクロス時間）が、規定時
間ｔ３を越えるか否かに基づきノイズ存在有無を判別し
たが、ゼロクロス時間ｔｚを直接算出して求めるように
してもよい。例えば、ゼロクロス時間ｔｚは、図１４に
示される数値：Ｖ１，Ｖ２，Ｖｐ，Ｔを用いた次式によ
り求めることができる。

【数１】 なお、同図において、Ｖ１，Ｖ２は閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔ
ｈ２の絶対値（即ちこの例ではＶ１、Ｖ２共に２５ｍ
Ｖ）、Ｖｐはノイズに基づく受光信号波形Ｗｎの半波ピ
ーク値（この例では８０ｍＶ）、Ｔはノイズに基づく受
光信号波形Ｗｎの周期をそれぞれ示している。

【０１４０】第４実施形態の光電センサにおけるモード
切り換えのための処理手順を図１５のフローチャートに
基づき説明する。同図に示されるように、実際の投光タ
イミングが到来すると（カウント値ｎ＝２〜５）、投光
部１からのパルス投光が行われるとともに（ステップ１
５０１）、ノイズ検出ブロック８を介してノイズ検出処
理が行われる（ステップ１５０２）。ここで、ノイズに
基づく受光信号が検出されると（ステップ１５０３ＹＥ
Ｓ）、次回の投光が第１のモードで行われるように切り
換えが処理が行われる（ステップ１５０５）。一方、ス
テップ１５０２においてノイズが検出されないときには
（ステップ１５０３ＮＯ）、次回の投光が第２のモード
で行われるように切り換え処理が行われる（ステップ１
５０４）。

【０１４１】第４実施形態の光電センサにおけるモード
切り換え時の受光信号波形の変化の様子が図１６に示さ
れている。なお、同図において、Ｗｓ＋Ｗｎは自身の投
光パルスに基づく受光信号波形とノイズ光に基づく受光
信号波形とによる複合波形を示している。

【０１４２】同図に示されるように、符号で示される
投光から符号で示される投光までの間は、ノイズ光に
基づく受光信号波形Ｗｎが存在しないため、ゼロクロス
時間ｔｚは２０μｓ以上に維持されている。したがっ
て、符号の投光時には第２のモードが選択されてい
る。一方、符号で示される投光から符号で示される
投光までの間には、ノイズ光に基づく受光信号波形Ｗｎ
が存在したため、ゼロクロス時間ｔｚが２０μｓ未満と
なり、符号で示される投光以降、第１モードが選択さ
れている。

【０１４３】なお、この例では、符号で示される投光
は、符号で示される投光から、公称投光周期である１
００μｓ経過後に行われている。また、符号で示され
る投光は、受光信号波形の特定ゼロクロスタイミング
（受光信号の正から負への転換点）と一致するように投
光されている。

【０１４４】次に、第４実施形態における各モード毎の
投光タイミング制御の様子を図１７に基づき説明する。
なお、この例では、ノイズ出力信号波形Ｗｎの存在下の
もとでの各モード毎の制御の様子を示すことにより、２
つのモードの差異を明確にするものとする。第４実施形
態では、実際には、同図中に示されるようなノイズ出力
信号波形Ｗｎが存在する場合には、第１モードが自動的
に選択される。

【０１４５】同図に示されるように、本実施の形態にお
ける公称投光周期は、先にも説明したように約１００μ
ｓに設定されている。なお、同図中は、前回の投光を
示しているものとする。

【０１４６】同図中符号で示されるノイズチェックタ
イミング（カウント値ｎ＝１）が到来したときには、ノ
イズ光に基づく受光信号は閾値Ｖｔｈ１をやや越えるレ
ベルにあるため、第１のモードにおいては、その受光信
号の値Ｖが正極性閾値Ｖｔｈ１を下回る符号で示され
るタイミングまで待って投光が行われる。

【０１４７】また、第２のモードにおいては、同図中符
号で示されるタイミングから規定時間である４０μｓ
遅延された符号で示されるタイミングで投光が行われ
る。このとき、同図からも明らかであるように、第２の
モードにより遅延された実際の投光が行われる時には、
ノイズ光に基づく受光信号波形Ｗｎが閾値Ｖｔｈ１を越
えて出力ピークへと向かうときであり、このような投光
タイミングでは、受光サンプリングゲートの開タイミン
グとノイズ光に基づく出力ピーク値出現タイミングとが
一致してしまい、検出誤動作を引き起こす要因となる。
このことからも、周期的出力変動を有するノイズが存在
するときには、第２のモードに比して第１のモードの方
がより正確な検出動作を行えることが分かる。

【０１４８】なお、相互干渉防止のためには、第１のモ
ードよりも第２のモードの方が好適であることは先に述
べた通りである。ここで、第２のモードには、信号処理
ブロック６が有するシフトレジスタ６１の第１ステージ
と第８ステージとの排他的論理和に基づき、公称投光周
期を変更する機能を更に具備させるようにすることもで
きる。具体的には、第１ステージと第８ステージの排他
的論理和が‘Ｈ’のときには、４０μｓの投光遅延後、
公称投光周期を１００μｓから８０μｓ（１００μｓ×
０．８）に変更するようにする。このようにすれば、例
えば同種の隣接センサから到来するパルス光に基づく受
光信号波形の出現周期と、自身の投光周期とが完全に一
致してしまい、相互干渉を引き起こして投光遅延が行わ
れないといった不具合を防止することが可能となる。

【０１４９】次に、第４実施形態で示した図１０の各種
回路構成をワンチップＩＣ（集積回路）に集約した本発
明の第５実施形態の光電センサについて説明する。

【０１５０】本発明の第５実施形態の光電センサに係る
回路構成が図１８に示されている。同図に示されるよう
に、第５実施形態の光電センサは、投光部１と、ワンチ
ップＩＣ１００と、センサの動作状態（オンオフ判定状
態）を表示するＬＥＤ等の表示灯１１０とを有してな
る。投光部１については、先に図１０で示したものと同
様であるから、その説明は省略する。

【０１５１】ワンチップＩＣ１００の半導体基板上に
は、信号処理回路１０１、発振回路１０２、電源回路１
０３、投光回路１０４、出力回路１０５、並びに受光回
路２００が集積形成されている。

【０１５２】受光回路２００は、フォトダイオード２
２、Ｉ／Ｖ変換器２５、結合コンデンサ２３０ａ，２３
０ｂ、プリアンプ２４０ａ、並びにパワーアンプ２４０
ｂで構成される。フォトダイオード２２から得られる受
光出力はＩ／Ｖ変換器２５を介して電流／電圧変換さ
れ、更に、プリアンプ２４０ａ，パワーアンプ２４０ｂ
を介して増幅され、受光信号として信号処理回路１０１
に供給される。なお、結合コンデンサ２３０ａ，２３０
ｂは低周波成分をカットするものであり、各接続点にお
ける電圧の変化分（交流成分）を取り出し、後段のアン
プに供給する。

【０１５３】一般に、光電センサにおける信号処理にあ
っては、受光信号の増幅率が極めて高くなりがちであ
り、ノイズを極力排除するためにも信号増幅用配線長は
できるだけ短くするのが好ましい。この例では、係る観
点から、フォトダイオード２２とプリアンプ２４０ａ、
並びにプリアンプ２４０ａとパワーアンプ２４０ｂとの
間のカップリングを外付けのコンデンサではなく、ＩＣ
内部に形成したコンデンサ２３０ａ，２３０ｂで行うよ
うにしている。

【０１５４】発振回路１０２は基準クロックパルスを生
成し、信号処理回路１０１に供給する。電源回路１０３
はワンチップＩＣ１００に設けられた電源端子１００
ｂ，１００ｃ（第１の外部端子）を介して外部電源を取
り込み、定電圧を各回路部へ供給する。

【０１５５】信号処理回路１０１は、先に図１０で示し
たノイズ検出ブロック８、パルス生成ブロック４ａ，４
ｂ、受光レベル判別ブロック５、信号処理ブロック６、
並びに切り換えブロック７の各機能を、投光回路１０
４，出力回路１０５を介して実現する。すなわち、信号
処理回路１０１は、受光回路２００から供給される受光
信号に基づき、投光タイミング制御のための制御信号を
投光回路１０４へ出力する。

【０１５６】投光回路１０４は、信号処理回路１０１か
らの該制御信号を受けて、端子１００ａ（第２外部端
子）を介して接続された投光部１のドライブ回路１２に
駆動制御信号としての投光タイミング規定パルスを送出
する。

【０１５７】また、信号処理回路１０１は、受光回路２
００から供給される受光信号に基づき、センサ出力のた
めの判定（オンオフ判定）を行い、該判定に基づく制御
信号を出力回路１０５へ出力する。

【０１５８】出力回路１０５は、信号処理回路１０１か
らの該制御信号を受けて、端子１００ｄ（第３の外部端
子）を介して接続されるセンサ負荷（リレーのコイル或
いは制御対象機器の駆動回路としてのスイッチングトラ
ンジスタ１１１に駆動パルスを出力し、これがセンサ出
力となる

【０１５９】また、信号処理回路１０１は、オンオフ判
定結果に基づき表示灯１１０を点消灯等するための制御
信号を端子１００ｅを介して表示灯１１０へと出力す
る。これにより、ユーザは、センサの出力状態を一目で
知ることができる。

【０１６０】本発明の第５実施形態によれば、第４実施
形態に示した光電センサを実現するための主要回路をワ
ンチップＩＣ（集積回路）に集約することができるか
ら、装置全体の小型化、コスト削減等、種々の効果が得
られる。

【０１６１】なお、上記第５実施形態にあっては、フォ
トダイオード２２をＩＣに内蔵したが、フォトダイオー
ドは外付けのものを使用してもよい。この場合には、受
光面積の広い（感度が良い）大型の素子を採用すること
も容易である。

【０１６２】なお、上記第１乃至第５実施の形態のそれ
ぞれにおいては、「サンプリングゲートの開タイミン
グ」とあるように、サンプリングゲートを有する光電セ
ンサを前提としたが、本発明は投光タイミングと受光レ
ベル判別タイミングとの間に同期がとられた各種光電セ
ンサに適用することができ、言うまでもなく、上述した
ようなサンプリングゲートを必須の構成要件とするもの
ではない。

【０１６３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、ノイズパルスが周期的に現れしかもその発生タ
イミングが受光レベル判別タイミングと重なるような状
況下にあっても、有効に機能する光パルス介在型の光電
センサが実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光電センサの全体構成を示すブロ
ック図である。

【図２】受光レベル判別ブロック並びに信号処理ブロッ
クの詳細構成を同時に示す図である。

【図３】第１実施形態のパルス生成ブロックの構成を示
す回路図である。

【図４】第１実施形態のパルス生成ブロックにおける処
理内容を示すフローチャートである。

【図５】第１実施形態における光電センサの動作内容を
示すタイミングチャートである。

【図６】第２実施形態のパルス生成ブロックの構成を示
す回路図である。

【図７】第２実施形態のパルス生成ブロックにおける処
理内容を示すフローチャートである。

【図８】第２実施形態における光電センサの動作内容を
示すタイミングチャートである。

【図９】第３実施形態のパルス生成ブロックの構成を示
す回路図である。

【図１０】本発明に係るモード切換型光電センサ（第４
実施形態）の全体構成を示すブロック図である。

【図１１】第１のモードのパルス生成ブロックの構成を
示す回路図である。

【図１２】第２のモードのパルス生成ブロックの構成を
示す回路図である。

【図１３】ノイズ検出ブロックの構成を示す回路図であ
る。

【図１４】ゼロクロス時間の算出態様を説明するための
図である。

【図１５】第４実施形態の光電センサにおけるモード切
り換えのための処理手順を示すフローチャートである。

【図１６】第４実施形態の光電センサにおけるモード切
り換えの様子を示す図である。

【図１７】第４実施形態の光電センサにおける各モード
毎の投光タイミング制御の様子を示す図である。

【図１８】ワンチップＩＣ（集積回路）を使用した第５
実施形態の光電センサにおける全体回路構成を示す回路
図である。

【符号の説明】

１ 投光部 ２ 受光部 ３ 発振部 ４ パルス生成ブロック ５ 受光レベル判別ブロック ６ 信号処理ブロック ７ 切り換えブロック ８ ノイズ検出ブロック １２ ドライブ回路 １２ａ エミッタ抵抗 １３ 発光素子 ２１ 抵抗 ２２ フォトダイオード ２３ 結合コンデンサ ２４ 増幅回路 ２５ Ｉ／Ｖ変換器 ４１ 第１のコンパレータ（ＣＭＰ１） ４２ 第２のコンパレータ（ＣＭＰ２） ４３ ＯＲゲート ４４ ＡＮＤゲート ４５ ＮＯＴゲート ４６ ＲＳフリップフロップ ４７ ＡＮＤゲート ４８ カウンタ ５１ 第３のコンパレータ（ＣＭＰ３） ６１ シフトレジスタ ６２ ＲＳフリップフロップ ６３ ＡＮＤゲート ６４ ＮＯＲゲート ６５ ＲＳフリップフロップ ８０ ダウンエッジ検出回路（１） ８１ ダウンエッジ検出回路（２） ８２ ＯＲゲート １００ ワンチップＩＣ １００ａ 第２の外部端子 １００ｂ，１００ｃ 電源端子（第１の外部端子） １００ｄ 第３の外部端子 １００ｅ 端子（表示灯用） １１０ 表示灯 １０１ 信号処理回路 １０２ 発振回路 １０３ 電源回路 １０４ 投光回路 １０５ 出力回路 １１１ スイッチングトランジスタ ２００ 受光回路 ２３０ａ，２３０ｂ 結合コンデンサ ２４０ａ プリアンプ ２４０ｂ パワーアンプ ５１０ ＡＮＤゲート Ｗｓ 自身の投光パルスに基づく出力信号波形 Ｗｎ ノイズ光に基づく出力信号波形 Ｗｓ＋Ｗｎ 複合波形 Ｖｔｈ１ 正極性閾値 Ｖｔｈ２ 負極性閾値 Ｖｔｈ３ 検出用閾値 １３０１ ＯＲゲート １３０２ ＯＲゲート ｔｚ ゼロクロス時間 Ｔ 周期 Ｔ１〜Ｔ３ タイマ Ｖ１，Ｖ２ 閾値絶対値 Ｖｐ 受光信号波形Ｗｎの半波ピーク値

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年４月２６日（２００２．４．２
６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５３】また、本発明に係る光電センサ用半導体集
積回路において好ましくは、前記投光タイミング制御手
段は、前回の投光タイミングから公称投光周期が経過し
たのちにあっては、前記第２のレベル判別手段の判別結
果に基づいて、受光信号レベルの変化方向が正規のパル
ス光に対応する受光信号の極性と反対の極性へと向かう
方向であると判別されるまで次回の投光タイミングを遅
延させる第１の動作モードと、前回の投光タイミングか
ら公称投光周期が経過するのを待って直ちに、又は公称
投光周期が経過した時点からさらに規定の時間が経過す
るのを待って直ちに、投光を行う第２の動作モードと、
を有し、かつそれらの動作モードが選択可能とされる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１５８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１５８】出力回路１０５は、信号処理回路１０１か
らの該制御信号を受けて、端子１００ｄ（第３の外部端
子）を介して接続されるセンサ負荷（リレーのコイル或
いは制御対象機器）の駆動回路としてのスイッチングト
ランジスタ１１１に駆動パルスを出力し、これがセンサ
出力となる。

フロントページの続き (72)発明者 中西 弘明 京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町 801番地 オムロン株式会社内 (72)発明者 古谷 利昭 大阪市淀川区西中島６丁目８番地31号 花 原第６ビル７階 株式会社フュートレック 内 Ｆターム(参考） 5J050 AA13 AA18 BB17 BB18 BB19 DD03 EE34 EE35 EE36 EE38 EE39 FF04 FF10

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投光タイミングに同期して投光素子を駆
   動することによりパルス光を繰り返し投光する投光手段
   と、受光素子出力の変化分を受光信号として出力する受
   光手段と、前記投光タイミングより僅かに遅れたタイミ
   ングにおいて受光信号のレベルを所定の閾値と比較する
   ことにより受光信号のレベルを判別するレベル判別手段
   と、前記レベル判別手段による判別結果に基づいてセン
   サ出力を生成する信号処理手段とを有する光電センサに
   おける制御方法であって、 前記受光信号中にノイズに対応する交流波形が存在する
   状況下にあっては、前記ノイズに対応する交流波形のゼ
   ロクロスタイミングと前記レベル判別手段におけるレベ
   ル判別のタイミングとが一致するように投光タイミング
   を制御する、ことを特徴とする光電センサにおける制御
   方法。
2. 【請求項２】 前記ゼロクロスタイミングとしては、ノ
   イズに対応する交流波形の極性が、正規のパルス光に対
   応する受光信号波形の極性と反対の極性へと移行すると
   きのゼロクロスタイミングが選択される、請求項１に記
   載の光電センサにおける制御方法。
3. 【請求項３】 投光タイミングに同期して投光素子を駆
   動することによりパルス光を繰り返し投光する投光手段
   と、受光素子出力の変化分を受光信号として出力する受
   光手段と、前記投光タイミングより僅かに遅れたタイミ
   ングにおいて受光信号のレベルを所定の閾値と比較する
   ことにより受光信号のレベルを判別する第１のレベル判
   別手段と、前記第１のレベル判別手段による判別結果に
   基づいてセンサ出力を生成する信号処理手段とを有する
   光電センサであって、 前記受光信号レベルを交流ゼロレベル近傍の閾値と比較
   することにより受光信号のレベルを判別する第２のレベ
   ル判別手段と、 前記第２のレベル判別手段の判別結果に基づいて、各次
   回の投光タイミングを制御する投光タイミング制御手段
   と、 を具備することを特徴とする光電センサ。
4. 【請求項４】 前記第２のレベル判別手段における閾値
   は、前記第１のレベル判別手段における閾値より小さく
   設定されている、ことを特徴とする請求項３に記載の光
   電センサ。
5. 【請求項５】 前記投光タイミング制御手段は、前回の
   投光タイミングから公称投光周期が経過したのち、前記
   第２のレベル判別手段により受光信号レベルが交流ゼロ
   レベル近傍と判別されるまで次回の投光タイミングを遅
   延させる、ことを特徴とする請求項３に記載の光電セン
   サ。
6. 【請求項６】 前記第２のレベル判別手段は、交流ゼロ
   レベル近傍に設けられた正極性と負極性の２つの閾値を
   有し、受光信号レベルが前記２つの閾値で挟まれる所定
   範囲内にあるときに交流ゼロレベル近傍と判別する、こ
   とを特徴とする請求項５に記載の光電センサ。
7. 【請求項７】 前記投光タイミング制御手段は、前回の
   投光タイミングから公称投光周期が経過したのち、前記
   第２のレベル判別手段の判別結果に基づいて、受光信号
   レベルの変化方向が正規のパルス光に対応する受光信号
   の極性と反対の極性へと向かう方向であると判別される
   まで、次回の投光タイミングを遅延させる、ことを特徴
   とする請求項３に記載の光電センサ。
8. 【請求項８】 前記投光タイミング制御手段は、前回の
   投光タイミングから公称投光周期が経過したのち、規定
   の待ち時間が経過しても、前記第２のレベル判別手段の
   判別結果に基づいて、受光信号レベルの変化方向が正規
   のパルス光に対応する受光信号の極性と反対の極性へと
   向かう方向であると判別されないときには、直ちに投光
   タイミング信号を生成する、ことを特徴とする請求項７
   に記載の光電センサ。
9. 【請求項９】 前記第２のレベル判別手段は、 正規のパルス光に対応する受光信号の極性と同極性の所
   定閾値を超える受光信号の出現を検出するコンパレータ
   と、 前記閾値を超える受光信号の出現に基づくコンパレータ
   出力の後方エッジを検出するエッジ検出回路とを含み、 前記投光タイミング制御手段は、前記エッジ検出回路に
   よりコンパレータ出力の後方エッジが検出されるまで、
   次回の投光タイミングを遅延させる、ことを特徴とする
   請求項３に記載の光電センサ。
10. 【請求項１０】 前記投光タイミング制御手段は、公称
    投光周期が経過することにより、または前記エッジ検出
    回路によりコンパレータ出力の後方エッジが検出される
    ことにより規定時間の計時を開始し、該規定時間の経過
    とともに投光タイミング信号を生成するタイマを更に有
    する、ことを特徴とする請求項９に記載の光電センサ。
11. 【請求項１１】 前記投光タイミング制御手段は、前回
    の投光タイミングから公称投光周期が経過したのち、前
    記第２のレベル判別手段の判別結果に基づいて、受光信
    号レベルの変化方向が正規のパルス光に対応する受光信
    号の極性と同一または反対の極性へと向かう方向である
    と判別されるまで、次回の投光タイミングを遅延させ
    る、ことを特徴とする請求項３に記載の光電センサ。
12. 【請求項１２】 前記第２のレベル判別手段は、 正規のパルス光に対応する受光信号の極性と同極性の第
    １の閾値を超える受光信号の出現を検出する第１のコン
    パレータと、 正規のパルス光に対応する受光信号の極性と反対の極性
    の第２の閾値を超える受光信号の出現を検出する第２の
    コンパレータと、 前記第１の閾値を超える受光信号の出現に基づく第１の
    コンパレータ出力の後方エッジを検出する第１のエッジ
    検出回路と、 前記第２の閾値を超える受光信号の出現に基づく第２の
    コンパレータ出力の後方エッジを検出する第２のエッジ
    検出回路と、を含み、 前記投光タイミング手段は、前記第１または第２のエッ
    ジ検出回路により第１又は第２のコンパレータ出力の何
    れかの後方エッジが検出されるまで、次回の投光タイミ
    ングを遅延させる、ことを特徴とする請求項３に記載の
    光電センサ。
13. 【請求項１３】 前記投光タイミング制御手段は、 前回の投光タイミングから公称投光周期が経過したのち
    にあっては、前記第２のレベル判別手段の判別結果に基
    づいて、受光信号レベルの変化方向が正規のパルス光に
    対応する受光信号の極性と反対の極性へと向かう方向で
    あると判別されるまで、次回の投光タイミングを遅延さ
    せる第１の動作モードと、 前回の投光タイミングから公称投光周期が経過するのを
    待って直ちに、又は公称投光周期が経過した時点からさ
    らに規定の時間が経過するのを待って直ちに、投光を行
    う第２の動作モードと、を有し、かつそれらの動作モー
    ドが選択可能である、ことを特徴とする請求項３に記載
    の光電センサ。
14. 【請求項１４】 受光出力信号が交流波形を描いて周期
    的に変動するようなノイズ光やノイズ電波が存在するか
    否かを検出するノイズ検出手段を有し、 ノイズ光やノイズ電波が検出されるときには第１の動作
    モードが選択され、検出されないときには第２の動作モ
    ードが選択される、請求項１３に記載の光電センサ。
15. 【請求項１５】 ノイズ検出手段が、受光信号レベルが
    公称投光周期よりも短い一定時間にわたり、ほぼ交流ゼ
    ロレベルに維持されていることに基づいてノイズの存在
    を検出するものである、請求項１４に記載の光電セン
    サ。
16. 【請求項１６】 受光信号レベルが継続してほぼ交流ゼ
    ロレベルに維持されている時間を計測する手段と、 前記計測された維持時間が一定時間を超えるときには第
    ２のモードに切り換える一方、一定時間内であるときに
    は第１のモードに切り換える手段と、 を更に有する、請求項１３に記載の光電センサ。
17. 【請求項１７】 電源供給用の第１の外部端子と、 投光素子の駆動回路に対する駆動制御信号を出力する第
    ２の外部端子と、 センサ負荷の駆動回路に対する駆動制御信号を出力する
    第３の外部端子と、 前記第１の外部端子から給電されて、内蔵回路に対する
    安定化電源を供給する電源回路と、を有し、 外付け又は内蔵の受光素子の出力の変化分を取り出すと
    共にこれを増幅する受光回路と、 投光素子の駆動回路に対する駆動制御信号を前記第２の
    外部端子へと出力する投光回路と、 センサ負荷の駆動回路に対する駆動制御信号を前記第３
    の外部端子へと出力する出力回路と、 前記受光回路から得られる受光信号に基づく出力回路の
    制御、並びに、前記受光回路から得られる受光信号に基
    づく投光回路の制御を司る信号処理回路と、集積形成し
    てなり、 前記信号処理回路は、 投光タイミングより僅かに遅れたタイミングにおいて前
    記受光回路からの受光信号のレベルを所定の閾値と比較
    することにより受光信号のレベルを判別する第１のレベ
    ル判別手段と、 前記第１のレベル判別手段による判別結果に基づいてセ
    ンサ出力を生成して前記出力回路へ供給する信号処理手
    段と、 前記受光信号レベルを交流ゼロレベル近傍の閾値と比較
    することにより受光信号のレベルを判別する第２のレベ
    ル判別手段と、 前記第２のレベル判別手段の判別結果に基づいて、各次
    回の投光タイミングを制御する投光タイミング制御信号
    を前記投光回路へと供給する投光タイミング制御手段
    と、 を具備することを特徴とする光電センサ用半導体集積回
    路。
18. 【請求項１８】 前記投光タイミング制御手段は、 前回の投光タイミングから公称投光周期が経過したのち
    にあっては、前記第２のレベル判別手段の判別結果に基
    づいて、受光信号レベルの変化方向が正規のパルス光に
    対応する受光信号の極性と反対の極性へと向かう方向で
    あると判別されるまで、又は前記第２のレベル判別手段
    の判別結果に基づいて、受光信号レベルの変化方向が正
    規のパルス光に対応する受光信号の極性と反対の極性へ
    と向かう方向であると判別されるまで、次回の投光タイ
    ミングを遅延させる第１の動作モードと、 前回の投光タイミングから公称投光周期が経過するのを
    待って直ちに、又は公称投光周期が経過した時点からさ
    らに規定の時間が経過するのを待って直ちに、投光を行
    う第２の動作モードと、を有し、かつそれらの動作モー
    ドが選択可能である、ことを特徴とする請求項１７に記
    載の光電センサ用半導体集積回路。