JPS6016580B2 - 移動方向判別回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、物体の移動方向を判別する回路に関し、特に
物体の有無を検出可能な少くとも２組の検出器の間を物
体が移動通過したときに物体の移動方向を判別しその移
動方向に応じた判別出力を取り出し、移動物体の方向の
識別や物体個数の計数などに供する移動方向判別回路に
関し、物体の形状の大小にかかわらず、また物体が単純
に通過するか通過途中で逆戻りするか等の通過パターン
の如何にかかわらず、物体の移動方向を正しく判別でき
るようにしたものである。

物体の有無を検出可能な例えば２組のホト検出器を物体
通路両側に配設して、その通路を物体が通過したときに
、上記ホト検出器からの検出信号の順序関係を論理回路
で判定し、以て移動方向に応じた方向判別出力を取り出
し、上述したような各種の制御に供する回路装置は種々
提案されている。

例えば第１図はこの種装置の一例の概用を示し、ここで
Ａは移動物体を示し、この物体Ａの移動通路（図中に実
線および点線矢印で示す）の両側に、第１検出器を構成
する投光器Ｓ，と受光器Ｒ，および第２検出器の投光器
Ｓ２と受光器Ｒ２を、図示のように、それぞれ対向させ
て配設する。

受光器Ｒ，およびＲ２からの検出信号をそれぞれシュミ
ット回路等で構成できる第１および第２波形整形回路Ｂ
およびＢ２に供給し、これら回路Ｂ，および＆からの各
波形整形出力ａ，およびａ２を移動方向判別回路Ｃに加
え、ここで物体Ａの移動方向の判別を行なう。物体Ａが
実線矢印方向（正方向と仮定する）に移動するときは判
別回路Ｃから正方向パルスｐが得られ、物体Ａが点線矢
印方向（負方向と仮定する）に移動するときは判別回路
Ｃから負方向パルスｎが得られる。上記移動方向判別回
路は例えば第２図に示すように構成され、波形整形回路
耳から取り出された信号ａ，を直接に微分回路１に、お
よび反転素子２を介して微分回路３にそれぞれ供給し、
微分回路１からの微分出力、すなわち信号ａ，の立上り
時の微分パルスｂと波形整形回路馬からの信号ａ２とを
アンドゲート４に供給し、このアンドゲート４より負方
向パルス（ここで負方向とは移動方向が負方向であるこ
とを意味する）ｎを取り出す。

更に微分回路３からの微分出力、すなわち検出信号ａ，
の立下り時の微分パルスｃと検出信号ａ２とをアンドゲ
ート５に供給し、このアンドゲート５から正万向パルス
ｐ（ここで正方向とは移動方向が正方向であることを意
味する）を取り出す。本例では、アンドゲート４および
５は検出信号ａ２により制御されており、従って微分パ
ルスｂまたはｃが信号ａ２の生起中に生起しない場合、
すなわち検出信号ａ，とａ２とがオーバーラップしない
場合には方向判別出力ｐまたはｎが得られないことにな
る。換言すると、本例では、物体Ａの寸法および第１お
よび第２検出器の間隔を適切に定めて検出信号ａ，とａ
２とがオーバーラップするようにした場合には、物体Ａ
の移動方向を正しく判別することができるが、両検出器
の間隔よりも物体の寸法が小さい場合のように検出信号
ａ，とａ２とがオーバーラップした波形にならないとき
は物体の移動方向を判別できず、判別信号ｐまたはｎの
いずれも発生しない欠点がある。上記欠点を除去すべ〈
、第３図に示すように、エッジトリガ式フリップフロッ
フ。

（以下Ｄ−ＦＦと略称する）とナンド素子などから移動
方向判別回路Ｃを構成することも知られている。すなわ
ち、第３図において、検出信号ａ，およびａ２をそれぞ
れ微分回路等で構成できるエッジ検出回路６および７に
供給して信号ａ，およびａ２の各立上りに対応するエッ
ジ検出信号を取り出す。エッジ検出回路６からの信号を
Ｄ−ＦＦ８およびナンド素子９に加え、エッジ検出回路
７からの信号をＤ−ＦＦＩＯおよびナンド素子１１に加
える。ナンド素子９の他方の入力端子にはＤ−ＦＦＩＯ
の出力を加え、ナンド素子１１の他方の入力端子にはＤ
−ＦＦ８の出力を加える。ナンド素子９より負方向パル
スｎを取り出し、ナンド素子１１より正方向パルスｐを
取り出す。正負両方同パルスｐおよびｎをナンド素子１
２を介してワンショットパルス発生器１３に供給し、正
方向パルスｐまたは負方向パルスｎのいずれかが発生し
たときにかかるパルス発生器１３を動作させて１個のパ
ルスを発生させ、このパルスをリセットパルスとしてＤ
−ＦＦ８および１川こ加えてこれらＤ−ＦＦの状態を元
に戻す。この第３図示の回路配置では、移動物体が正方
向通過途中に逆戻りする場合に第１検出器を２回通過し
、負万向通過途中に逆戻りする場合に第２検出器を２回
通過し、従っていずれの場合にも正負方向パルスｐおよ
びｎの双方を発生し、移動方向を判別できない欠点を有
する。本発明の目的は、上述した欠点を除去して、物体
の形状の大小にかかわらず、２つの検出信号の発生パタ
ーンに制御されることなく、しかもまた物体の種々の移
動形態にも適応して正しく移動方向を判別することので
きる移動方向判別回路を提供することにある。本発明は
、物体の有無を検知可能な少くとも２組の検出器を備え
、該検出器の形成する感応領域を物体が移動通過したと
きに物体の移動方向に応じた移動方向判別信号を発生す
る移動方向判別回路において、前記物体が前記感応領域
に進入してくる方向を判別しその進入方向判別結果を保
持する進入方向判別回路と、前記物体が前記感応領域か
ら進出していく方向を判別しその進出方向判別結果を保
持する進出方向判別回路と、前記物体が前記感応領域か
ら進出した直後にパルスを発生するパルス発生回路と、
前記進入方向判別結果、前記進出方向判別結果および前
記パルスを供給され、前記進入方向判別結果と前記進出
方向判別結果とが一致したときのみ前記パルスを移動方
向判別信号として取り出すゲート回路と、前記パルスの
発生した後に前記進入方向判別回路および進出方向判別
回路をリセットするりセット回路とを具備したことを特
徴としたものである。

本発明では、前記ゲート回路の出力をカウンタに供給し
て前記物体の個数を計数することもできる。

以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する。

本発明回路の１実施例を第４図に示す。

ここで、検出信号ａ，およびａ２を、移動物体Ａが検出
器感応領域へ進入した時点での移動方向を判別するため
の進入方向判別回路２１に供給する。この判別回路２１
は、例えば図示のように構成でき、信号ａ，およびａ２
をそれぞれアンドゲート２２および２３に供給し、アン
ドゲート２２および２３からの出力をＪＫフリツプフロ
ツプ２４および２５にそれぞれ加え、これらフリツプフ
ロツプ２４および２５のＱ出力を上記アンドゲート２２
および２３に並列に供給する。ＪＫフリップフロップ２
４からそのＱ出力信号ｑを正方向進入判別信号として取
り出し、ＪＫフリツプフロップ２５からそのＱ出力信号
Ｑを負方向進入判別信号として取り出す。移動物体Ａが
検出器感応領域に正方向から進入してきた場合には、出
力信号ｂ，は“１”となり、出力信号Ｑは“０”となり
、これらの信号状態はＪＫフリップフロップ２４および
２５がリセットされるまで保持される。逆に、移動物体
Ａが負方向から進入してきた場合には、出力信号ｂ，は
“０”、出力信号Ｑは“１”となる。検出信号ａ２をオ
アゲート２６を介して進出方向判別回路２７に供給する
。

この判別回路２７は、例えば図示のように構成でき、オ
アゲート２６のオア出力をインバータ２８を介してナン
ドゲート２９および３０１こ供給し、検出信号ａ．をナ
ンドゲート２９の他方の入力端子に供給し、ナンドゲー
ト２９および３０の出力をナンドゲート３１に供給し、
更にナンドゲート３１の出力をナンドゲート３０の他方
の入力端子に供給する。ナンドゲート３０の出力信号ｃ
，を正方向進出判別信号として取り出し、ナンドゲート
３１の出力信号に２を負方向進出判別信号として取り出
す。物体Ａが検出器感応領域から正方向で進出する場合
には出力信号ｃ，が“１”、出力信号ｃ２が“０”とな
り、これらの信号状態が保持される。これらの信号状態
はオアゲート２６にリセット信号が加えられるときにリ
セットされる。他方、物体Ａが負方向で進出する場合に
は、出力信号ｃ，は“０”、出力信号に２は‘‘１”と
なる。更に検出信号ａ，およびａ２をオアゲート３２に
供給し、そのオア出力ｄをワンショットパルス発生器３
３に加え、信号ｄの立下り時、すなわち検出器からの検
出信号ａ，またはａ２が消滅した時点で１つのパルスｅ
を発生させる。

換言すると物体が感応領域から進出した時点で必ず１個
のパルスが生じることになる。検出信号ａ．およびａ２
をリセット回路３４にも供給する。

リセット回路３４は図示例のように構成でき、検出信号
ａ，およびａ２をＤフリツプフロツプ３５および３６に
それぞれ供給し、これらフリップフロップ３５および３
６の各Ｑ出力をアンドゲート３７に加える。他方、上記
ワンショットパルス発生器３３からのパルスｅをワンシ
ョットパルス発生器３８に加え、そのパルスｅの立下り
でパルスを発生させ、このパルスをアンドゲート３７の
第３入力端子に加える。アンドゲート３７からは、上記
ワンショツトパルス発生器３８の出力パルスと検出信号
ａ，およびａ２を個別にＤフリップフロップ３５および
３６に記憶して得た“１”信号とのアンド出力を取り出
し、このアンド出力および外部からのりセット信号ｇを
オアゲート３９に加え、このオアゲート３９からリセッ
トパルスｆを取り出す。このリセットパルスｆをフリツ
プフロツプ２４，２５，３５および３６とオアゲート２
６の他方の入力端子に加えて、これらフリップフロツプ
およびナソドゲート２９なし、し３１によるフリップフ
ロツプを初期状態に戻すようにする。更に、信号ち，ｃ
，およびｅを、最終段ゲート回路４０を構成するアンド
ゲート４１に供給し、信号Ｑ，ｃ２およびｅを、最終段
ゲート回路４０を構成するアンドゲート４２に供給する
。

アンドゲ−ト４１では、ワンショットパルスｅが正方向
進入判別信号Ｑおよび正方向進出判別信号ｃ，によりゲ
ート制御され、両信号０およびｃ，が同時に存在すると
きにのみアンドゲート４１からパルスｅが正方向判別パ
ルスｐとして取り出され、アンドゲート４２では、ワン
ショットパルスｅが負万向進入判別信号らおよび負万向
進出判別信号ｃ２によりゲート制御され、両信号Ｑおよ
びｃ２が同時に存在するときにのみアンドゲート４２か
らパルスｅが負方向判別パルスｎとして取り出される。
なお、上述した外部リセット信号ｇは、例えば移動物体
Ａにより信号ａ，のみが検出された後にこの物体Ａが逆
戻りするような場合に判別回路全体に初期状態に戻すよ
うなときに用いることができる。以上のような構成の本
発明移動方向判別回路によれば、移動物体が正方向に移
動する場合で検出信号ａ，とａ２がオーバーラップしな
い場合であっても第５図Ａ〜Ｋに示すように移動方向が
正方向であることを示す正方向パルスｐが得られ、また
移動物体が正方向から進入してきて途中で戻る場合にお
いては第６図Ａ〜Ｋに示すように移動方向を示すパルス
ｐおよびｎのいずれも得られず、従って移動方向は正し
く判別される。

なお、ここで、第５図Ａおよび第６図Ａは検出信号ａ，
、第５図Ｂおよび第６図Ｂは検出信号ａ２、第５図Ｃお
よび第６図Ｃは正万向進入判別信号広、第５図Ｄおよび
第６図Ｄは負万向進入判別信号広、第５図Ｅおよび第６
図Ｅは正万向進出判別信号ｃ，、第５図Ｆおよび第６図
Ｆは負方向進出判別信号ｃ２、第５図Ｇおよび第６図Ｇ
はオア出力信号ｄ、第６図日および第６図日はワンショ
ットパルスｅ、第５図１および第６図１はリセットパル
スｆ、第５図Ｊおよび第６図Ｊは正方向パルスｐ、第５
図Ｋおよび第６図Ｋは負方向パルスｎをそれぞれ示す。
以上のように、本発明によれば、移動物体が検出器の感
応領域に進入してくる方向をまず最初に判別してからそ
の判別結果を記憶し、次に当該物体が感応領域から進出
していく方向を判別しその判別結果を記憶し、物体が感
応領域から進出した直後に上記両判別結果が一致したと
きにのみ移動方向を表わす判別出力パルスを送出するの
で、検出信号の発生パターンや物体の感応領域通過のパ
ターンおよび物体の形状の大小の如何にかかわらず、移
動方向ならびにその通過個数を正確に計測することがで
きる。

従って、本発明移動方向判別回路は、物体の存在を検出
可能な２組以上のセンサを配置してそのセンサ間の感応
領域を物体が移動通過したときもこ移動方向を示す信号
を得て制御を行なう必要のある場合、例えばベルトコン
ベア上の物体を計測する場合、回転体の回転方向や回転
角を計測する場合、通過車両の軸数を計測する場合など
に用いて極めて有効であり、上述した正方向パルスおよ
び負万向パルスをカウンタにより計数することで物体の
個数も容易に計数できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は移動方向判別装置の一般的構成の概要を示すブ
ロック線図、第２図および第３図はその移動方向判別回
路の従来の２例を示すブロック線図、第４図は本発明移
動方向判別回路の構成の１例を示すブロック線図、第５
図Ａ〜Ｋおよび第６図Ａ〜Ｋは第４図の回路の動作を説
明するための各部信号波形図である。 Ｓ，，Ｓ２…・・・投光器、Ｒ，，Ｒ２・・・・・・受
光器、Ａ・・・…移動物体、Ｂ，Ｂ・・・・・・波形整
形回路、Ｃ・・・・・・移動方向判別回路、ａ，，ａ２
・・・・・・検出信号、ｐ・・・・・・正万向パルス、
ｎ・・・・・・負方向パルス、２１・・・・・・進入方
向判別回路、２２，２３，３７，４１，４２……アンド
ゲート、２４，２５……ＪＫフリツプフロツプ、２６，
３２，３９……オアゲート、２７・・・・・・進出方向
判別回路、２８…・・・ィンバータ、２９，３０，３１
……ナンドゲート、３３，３８．．・．．・ワンショツ
トパルス発生器、３４・．．・．．リセット回路、３５
，３６・・・・・・Ｄフリップフロップ、４０・・・・
・・最終段ゲート回路、ｑ・…・・正万向進入判別信号
、Ｑ・…・・負方向進入判別信号、ｃ．・・・・・・正
方向進出判別信号、ｃな・・・・・貸方向進出判別信号
、ｄ・・・…オア出力、ｅ・・・…ワンショツトパルス
、ｆ．・・．・−リセットパルス、ｇ・・・・・・外部
リセット信号。 数１図第２図 努３図 繁５図 繁４図 繁Ｇ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 物体の有無を検知可能な少くとも２組の検出器を備
   え、該検出器の形成する感応領域を物体が移動通過した
   ときに物体の移動方向に応じた移動方向判別信号を発生
   する移動方向判別回路において、前記物体が前記感応領
   域に進入してくる方向を判別しその進入方向判別結果を
   保持する進入方向判別回路と、前記物体が前記感応領域
   から進出していく方向を判別しその進出方向判別結果を
   保持する進出方向判別回路と、前記物体が前記感応領域
   から進出した直後にパルスを発生するパルス発生回路と
   、前記進入方向判別結果、前記進出方向判別結果および
   前記パルスを供給され、前記進入方向判別結果と前記進
   出方向判別結果とが一致したときのみ前記パルスを移動
   方向判別信号として取り出すゲート回路と、前記パルス
   の発生した後に前記進入方向判別回路および進出方向判
   別回路をリセツトするリセツト回路とを具備したことを
   特徴とする移動方向判別回路。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の回路において前記ゲー
   ト回路の出力をカウンタに供給して前記物体の個数を計
   数するようにしたことを特徴とする移動方向判別回路。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の回路に
   おいて、前記検出器の組数を２としたことを特徴とする
   移動方向判別回路。４ 特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のいずれかに記載の回路において、１組の検出器を
   投光器と受光器とで構成したことを特徴とする移動方向
   判別回路。 ５ 特許請求の範囲第３項に記載の回路において、前記
   進入方向判別回路は第１および第２アンドゲートと第１
   および第２ＪＫフリツプフロツプを有し、前記第１アン
   ドゲートには第１検出器からの第１検出信号と前記第１
   および第２ＪＫフリツプフロツプからの■出力とを加え
   、前記第２アンドゲートには第２検出器からの第２検出
   信号と前記第１および第２ＪＫフリツプフロツプからの
   ■出力とを加え、前記第１アンドゲートの出力を前記第
   １ＪＫフリツプフロツプに供給し、前記第２アンドゲー
   トの出力を前記第２ＪＫフリツプフロツプに供給し、前
   記第１ＪＫフリツプフロツプのＱ出力を第１方向進入判
   別信号として取り出し、前記第２ＪＫフリツプフロツプ
   のＱ出力を第２方向進入判別信号として取り出すように
   したことを特徴とする移動方向判別回路。 ６ 特許請求の範囲第５項に記載の回路において、前記
   進出方向判別回路はインバータと第１、第２および第３
   ナンドゲートを有し、前記第１検出信号を前記第１ナン
   ドゲートに供給し、前記第２検出信号を前記インバータ
   を介して前記第１ナンドゲートに供給し、前記インバー
   タの出力および前記第３ナンドゲートの出力を前記第２
   ナンドゲートに加え、前記第１ナンドゲートの出力およ
   び前記第２ナンドゲートの出力を前記第３ナンドゲート
   に加え、前記第２ナンドゲートから第１方向進出判別信
   号を取り出し、前記第３ナンドゲートから第２方向進出
   判別信号を取り出すようにしたことを特徴とする移動方
   向判別回路。 ７ 特許請求の範囲第６項記載の回路において、前記パ
   ルス発生回路を前記第１および第２検出信号を供給され
   るオアゲートと、該オアゲートの出力の立下り時に１個
   のパルスを発生するワンシヨツトパルス発生回路とで構
   成したことを特徴とする移動方向判別回路。 ８ 特許請求の範囲第７項に記載の回路において、前記
   ゲート回路は、前記第１方向進入判別信号、前記第１方
   向進入判別信号および前記パルスを供給される第３アン
   ドゲートと、前記第２方向進入判別信号、前記第２方向
   進出判別信号および前記パルスを供給される第４アンド
   ゲートとを有し、前第３アンドゲートから第１方向判別
   信号を取り出し、前記第４アンドゲートから第２方向判
   別信号を取り出すようにしたことを特徴とする移動方向
   判別回路。 ９ 特許請求の範囲第８項に記載の回路において、前記
   リセツト回路は、前記第１および第２検出信号をそれぞ
   れ供給される第１および第２Ｄフリツプフロツプと、前
   記パルスを供給され、該パルスの立下り時に１個の第２
   パルスを発生するワンシヨツトパルス発生回路と、前記
   第１および第２Ｄフリツプフロツプの各Ｑ出力と前記第
   ２パルスを供給される第５アンドゲートと、該第５アン
   ドゲートの出力および外部からのリセツト信号を供給さ
   れる第２オアゲートとを有し、該第２オアゲートよりリ
   セツト信号を取り出し、該リセツト信号を、前記第１お
   よび第２ＪＫフリツプフロツプの各リセツト入力端子、
   前記第１および第２Ｄフリツプフロツプの各リセツト入
   力端子に供給し、前記第２検出信号および前記リセツト
   信号を第３オアゲートに供給し、該第３オアゲートの出
   力を前記インバータに加えるようにしたことを特徴とす
   る移動方向判別回路。